【摘要】：基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜(Matrix assisted laser desorption/ionization mass spectrometry,MALDI MS)作為一種軟電離分析技術(shù),對蛋白質(zhì)、核酸、代謝小分子等生物分子的檢測在臨床上具有重要意義。在MALDI MS中,基質(zhì)的選擇決定分析譜圖的質(zhì)量,而傳統(tǒng)有機基質(zhì)因為在低分子量范圍會產(chǎn)生離子碎片干擾信號,以及較差的樣品點間的重復(fù)性,使MALDI MS的使用受限。近年來,許多無機納米材料被應(yīng)用作為MALDI基質(zhì),顯示出相對于有機基質(zhì)的優(yōu)勢。然而,在涉及真實生物樣本的檢測中,例如對具有復(fù)雜屬性的生物體液的代謝物檢測,或者具有復(fù)雜成分的聚合酶鏈式反應(yīng)(Polymerase chain reaction,PCR)產(chǎn)物中單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)位點的檢測,當(dāng)前的材料仍不能完全滿足需求。在我們的工作中,首次使用優(yōu)化結(jié)構(gòu)的硅-銀納米核殼材料(SiO_2@Ag)作為MALDI基質(zhì),實現(xiàn)了母乳中營養(yǎng)小分子和食品中摻假物的檢測,同時對20個母乳樣本中乳糖濃度進行了定量,并與作為金標準的酶方法結(jié)果進行了比對,發(fā)現(xiàn)基于SiO_2@Ag的MALDI MS方法,不僅因為樣品預(yù)處理更簡單,樣品消耗量更少,耗時更短,在方法學(xué)上具有優(yōu)勢,還因為可以避免掉酶方法方法本身的缺陷,得到一個更精確的測量結(jié)果。然后我們設(shè)計了一系列新型的貴金屬雜化材料,研究了貴金屬合金材料與單一貴金屬材料對小分子解吸電離效果的差異,并將其應(yīng)用到血清、腦脊液、尿液中代謝分子的MALDI MS檢測中,實現(xiàn)了一個很好的分析效果。最后,我們將貴金屬雜化材料應(yīng)用到核酸樣品的檢測中,發(fā)現(xiàn)當(dāng)某些貴金屬雜化材料被用作共基質(zhì)時,會與有機基質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用,進而增強寡核苷酸樣品的解吸電離�；谖覀儗F金屬雜化材料的制備和應(yīng)用的研究,不僅拓寬了MALDI無機基質(zhì)的使用,同時推動了貴金屬雜化材料在營養(yǎng)學(xué),代謝組學(xué)和臨床診斷中的實際應(yīng)用。
【圖文】：

1.1.1 激光解吸電離質(zhì)譜技術(shù)簡介自基質(zhì)輔助激光解析電離（Matrix assisted laser desorption/ionization, MALDI）在上世紀八十年代被 Hillenkamp 和 Karas 提出[1],至今已近 30 年了。作為一種“軟電離”方式，MALDI 能利用較少能量產(chǎn)生穩(wěn)定的氣態(tài)離子，多年來一直和電噴霧離子化（Electrospray ionization）作為難揮發(fā)性高分子量化合物的最重要的電離方式。而通過這項電離技術(shù)和飛行時間質(zhì)譜（Time-of-flight mass spectrometry, TOFMS）的結(jié)合，使得曾經(jīng)以小分子研究為主的傳統(tǒng)質(zhì)譜技術(shù)得到顛覆，成功地實現(xiàn)了如蛋白質(zhì)[2]、寡核苷酸[3]、有機聚合物[4]等生物大分子的快速高效可靠的檢測，一個全新的分析方法由此而誕生。相對于其他質(zhì)譜技術(shù)，MALDI MS 操作更為簡單，樣品更易于制備，因而近年來被大量應(yīng)用在病原體鑒定、生物標志物檢測，基因分型，質(zhì)譜成像等臨床檢測領(lǐng)域。質(zhì)譜儀一般由三部分組成，分別是離子源、質(zhì)量分析器和檢測器。而MALDI-TOF MS 技術(shù)最核心的兩個技術(shù)是 MALDI 的離子化技術(shù)和 TOF 離子分離技術(shù)。圖 1-1 為 MALDI MS 的基本原理圖。

圖 2-1 實驗流程示意圖Fig.2-1 Schematic diagrams of experimental workflow2.2.2 材料的合成與表征材料的合成：我們制備二氧化硅-銀（SiO2@Ag）核殼納米材料通過包被銀納米顆粒在二氧化硅顆粒的表面的方法。具體步驟如下：1. 通過經(jīng)典的 St ber 方法[96]合成表面光滑大小均一的二氧化硅納米顆粒。2. 將 0.9 g 制備好的二氧化硅納米顆粒通過超聲的方式均勻分散在 45 mL 無水乙醇中，為銀鏡反應(yīng)做準備。3. 將 5 mL 新鮮制備的濃度為 0.59M 的銀氨溶液（[Ag(NH3)2]+ion solution）快速地加入到準備好的二氧化硅乙醇體系中，并超聲 30 分鐘。4. 將 150 mL 0.5 mM 的 PVP 乙醇溶液與上述納米顆粒銀氨溶液混合均勻，其中 PVP 乙醇溶液是作為銀氨反應(yīng)的穩(wěn)定劑和還原劑。5. 混合好的懸浮液在 70 °C 的條件下攪拌 7 小時以將銀納米顆粒包被在二氧化硅表面。為了將足夠多的銀納米顆粒包被在二氧化硅表面，同時保證所獲得的 SiO2@Ag 核殼納米顆粒的均一性，，銀鏡反應(yīng)過程被重復(fù)三次以獲得結(jié)構(gòu)最優(yōu)[81]
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.63;TG146.3

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