本文揭示用于使用激光喷雾电离(laserspray?ionization，LSI)的质谱法的系统和方法。LSI可在大气压下产生多电荷离子以用于分析并且允许分析高分子量分子，包括超过4000道尔顿(Dalton)的分子。所述分析可以是基于溶剂或无溶剂分析。在LSI之后进行无溶剂分析允许改进的空间分辨率，其有利于表面和/或组织成像。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文揭示用于使用激光喷雾电离(LSI)的质谱法的系统和方法。LSI可在大气压下产生多电荷离子以用于分析并且允许分析高分子量分子，包括超过4000道尔顿的分子。所述分析可以是基于溶剂或无溶剂分析。跟踪LSI的无溶剂分析允许改进的空间分辨率，其有利于组织成像和分析溶解度有限的化合物。相关串请案的交叉引用本申请案主张2009年6月3日申请的美国临时申请案第61/183，899号、2009年10月13日申请的美国临时申请案第61/251，247号、2009年10月16日申请的美国临时申请案第61/252，580号、2010年2月23日申请的美国临时申请案第61/307，352号和2010年5月26日申请的美国临时申请案第61/348，676号的权益，所述临时申请案以全文引用 的方式并入本文中。
技术介绍
基质辅助激光解吸/ 电离(matrix-assisted laser desorption/ionization,MALDI)是一种用于质谱法(MS)中的电离技术，其允许分析许多(生物)分子。所述(生物)分子的电离是通过激光触发，而基质是用于保护(生物)分子免受激光影响。适当基质材料一般具有低分子量并且常常呈酸性以提供质子源，优先产生带正电(生物)分子离子；基本基质材料也可用于优先提供带负电(生物)分子离子。基质材料在所用的激光波长下还具有良好光学吸收以使得其快速吸收激光照射。在这一过程期间还常常使用溶剂。表面成像可能非常适用于如检测癌症边界、确定药物摄取位置和在脑组织中定位信号传导分子或合成材料分析(聚合物组合物中的断裂)等多种领域。已充分建立通过MS进行成像，尤其使用次级离子质谱法(secondary ion mass spectrometry, SIMS),但SIMS仅勉强适用于完整生物组织。另一方面，MALDI MS已在用于组织成像方面获得一定的成功，尤其用于高丰度组分，诸如膜脂、药物代谢物和蛋白质。然而，使用所述基于真空的MALDIMS来进行组织成像，尤其对于纯的组织来说存在许多缺点。大气压(AP)-MALDI组织成像解决了真空MALDI的许多缺点，但因其在高空间分辨率下的敏感度问题而受限。重要的是，MALDI以作为一种主要产生单电荷离子以用于MS分析的电离方法而著称。然而，有效的MS仪器通常并不检测单电荷离子，因此AP-MALDI可能与高分辨率质谱仪不相容。使用溶剂的传统分析方法还产生许多缺点。举例来说，虽然目前使用的MALDI技术可用于分析一些(生物)分子，但对于通常不溶于常见溶剂中的许多(生物)分子(包括蛋白质)来说仍存在相当大的技术障碍。举例来说，诸如膜蛋白等一些蛋白质因为具有疏水性而不溶。另外，错误折叠的蛋白质具有暴露的疏水性区域并且可形成不溶性聚集体。许多重组蛋白质当在异源宿主中过表达时，会因为错误折叠而变得不溶或发展诸如阿兹海默氏病(Alzheimer, s Disease)等疾病状况。另外，在基于溶剂的MS样品制备中，会出现人为因素，诸如色氨酸和甲硫氨酸残基的氧化(科恩(Cohen)，分析化学(Anal. Chem.) 2006 ；78 =4352-4362 ；弗洛里希(Froelich)等人,蛋白质组学(Proteomics) 2008 ;8 :1334-1345)。这些人为因素可能在组合样品和基质的溶液的同一时段内产生。因此，基于溶剂的MS可能对于与了解氧化应激有关的应用并非最佳。MS在用于表征材料时存在这些缺点和其它缺点，这是因为其无法分析纯的、复杂的、电离延迟或溶解延迟材料。生物材料是一类所述复杂的材料。
技术实现思路
本专利技术提供通过质谱法(MS)改进材料分析和表面成像(包括组织成像)的系统和方法。所述系统和方法利用激光喷雾电离(LSI)方法，其产生更易通过MS仪器检测的许多多电荷离子，而非通过常规基质辅助激光解吸/电离(MALDI)产生的主要为单电荷的离子。在透射几何条件下对准的激光改进空间分辨率，这对于表面成像分析尤其重要。跟踪LSI的MS可以是基于溶剂或无溶剂分析。跟踪LSI的无溶剂分析避免了上文所述的与基 于溶剂的分析相关的许多缺点。无溶剂分析还允许改进的空间分辨率，其有利于MS表面成像。特定来说，本文所揭示的一实施例提供一种产生多电荷离子以用于分析材料的方法，其包含将所述材料和基质涂覆于表面作为材料/基质分析物；在大气压或接近大气压下用激光烧蚀所述材料/基质分析物；和使经激光烧蚀的材料/基质分析物穿过加热区域，随后材料/基质分析物进入质谱仪的高度真空区域。所产生的多电荷离子可以是正离子或负离子。在另一实施例中，所述基质由在激光波长下吸收能量的小分子构成。在另一实施例中，所述小分子是选自由二羟基苯甲酸和二羟基苯乙酮组成的群组。在另一实施例中，小分子是选自由以下组成的群组2，5-二羟基苯甲酸(2，5-DHB ;酸性基质材料)；2，5_ 二羟基苯乙酮(2，5-DHAP) ;2，6_ 二羟基苯乙酮(2，6_DHAP) ;2，4，6_三羟基苯乙酮(2，4，6-THAP) ; a-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA) ;2_氨基苯甲醇(2-ABA ;基本基质材料)；和/或具有类似位置官能团的其它小芳香族分子。在另一实施例中,激光在紫外区中具有输出功率。在另一实施例中,激光是氮气激光(337nm)或三倍频Nd/YAG激光(355nm)。在另一实施例中，所述加热区域是加热管。在特定实施例中，加热管由不会放出对质谱仪真空系统有害的蒸气的耐热材料构成。在另一实施例中，所述管由金属或石英构成。可直接或间接加热所述管。在一些实施例中，其可直接或间接加热到50-600°C的温度。在另一实施例中，所述管可直接或间接加热到150-450°C的温度。在另一实施例中，由材料/基质分析物的激光烧蚀点和通向质谱仪的真空的离子入口界定的离子源区域中的电场小于800V。在另一实施例中，所述离子源区域中的电场小于100V。在另一实施例中，离子源区域中的电场是0V。在另一实施例中，离子源区域中的电场小于OV。材料可以是生物材料或非生物材料。在某些实施例中，材料是生物材料并且可以是(但不限于)蛋白质、肽、碳水化合物或脂质。在其它实施例中，材料是非生物材料并且可以是(但不限于)聚合物或油。本文所揭示的实施例可包括使用无溶剂或基于溶剂的材料/基质分析物制备方法分析材料/基质分析物。在一实施例中，所述分析包括表面成像和/或电荷远程断裂以用于结构表征。在另一实施例中，质谱仪用于分析材料/基质中的分析物。所述分析可在正离子或负离子模式下进行。激光烧蚀可在透射或反射几何条件下完成。透射几何条件使烧蚀区域最小(例如组织中的亚细胞)。所述表面可以是(但不限于)在反射模式下的玻璃、石英、陶瓷、金属、聚合物，或在透射模式下的玻璃、石英和/或聚合物。附图说明图I展示用于获得图2-14(七种肽、两种小蛋白质和四种脂质)中所示的图像的基质(2，5_ 二羟基苯甲酸(DHB)/分析物)的照片。图2描绘P -淀粉样蛋白(33-42)的无溶剂和基于溶剂的分析。 图3描绘促脂解素的无溶剂和基于溶剂的分析。图4描绘加压素的无溶剂和基于溶剂的分析。图5描绘强啡肽(dynorphin)的无溶剂和基于溶剂的分析。图6描绘P -淀粉样蛋白(1-11)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：萨拉·特林平，
申请(专利权)人：韦恩州立大学，
类型：发明
国别省市：
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