一种纳米碳粉-离子型表面活性剂混合基质及其制备方法和应用

本发明涉及质谱检测，具体涉及一种纳米碳粉-离子型表面活性剂混合基质及其制备方法和在基质辅助激光解吸电离质谱检测中的应用。

背景技术：

1、基质辅助激光解吸/电离质谱(maldi-ms)是激光解吸/电离技术中运用最广泛的技术之一，具有高选择性、高灵敏度和信号峰易于解析等优势，不仅可以检测氨基酸、核苷酸、脂类等小分子代谢物，还可以检测多糖、多肽、蛋白质等生物大分子。maldi ms检测具有广谱性，不仅可以应用于动植物样本，还可用于微生物，如今在食品分析、植物学、动物学、微生物学和医药学等领域的研究应用也越来越广泛。

2、由于maldi ms以使用有机基质为主，而有机基质在辅助解吸/电离过程中不可避免地会产生碎片，这阻碍了低质量范围内(m/z<700da)的小分子分析。因此开发了纳米材料作为maldi ms的基质，不需要任何有机基质，不会在低质量区域产生干扰噪声离子，背景清晰，分析物分布更均匀，耐盐性更高，是分析药物和代谢物等小分子的有力工具。表面活性剂的添加有助于分散纳米颗粒，抑制基质相关离子背景，甚至可以提高低质量分子的质量分辨率。yazdabadi等研究了sds和sos两种表面活性剂作为基质对氨基酸在基质辅助激光解吸/电离中的适用性[using surfactants as matrix for the matrix-assisted laserdesorption/ionization time of flight mass spectrometry(maldi-tof-ms)of aminoacids:sodium dodecyl sulfate(sds)and sodium octyl sulfate(sos).biophysicalchemistry,2021,278,106667]。guo等将ctab添加到chca中，用于抑制基质相关离子信号，并成功分析各种低质量分子，包括氨基酸、肽、药物、环糊精及其混合物[amethod for theanalysis of low-mass molecules by maldi-tof mass spectrometry,analyticalchemistry,2003,75(3),707]。grant等将ctab用作chca的基质离子抑制剂，分析高糖能量饮料中的b族维生素和咖啡因[simultaneous analysis of vitamins and caffeine inenergy drinks by surfactant-mediated matrix-assisted laser desorption/ionization,analytical and bioanalytical,2008,391(8),2811-2818]。kosanam等在chca和dhb中添加ctab成功抑制了基质相关的背景离子，但同时也抑制了测试的化合物信号[rapid screening of doping agents in human urine by vacuum maldi-linear iontrap mass spectrometry,analytical chemistry,2007,79(21),8420]。banstola等在芥子酸中添加sds、triton x-100和tween 20三种表面活性剂，比较有无表面活性剂添加剂的大鼠脑组织上的大分子蛋白的峰数量和峰强度变化(systematic assessment ofsurfactants for matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometryimaging.analytica chimica acta,2017,963,76-82)。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一个而提供一种灵敏度高、适用范围广，有助于改善基质背景干扰问题，显著提高分析效率的纳米碳粉-离子型表面活性剂混合基质及其制备方法和在基质辅助激光解吸电离质谱检测中的应用。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、目前，难以搜寻到纳米碳粉和离子型表面活性剂混合基质的相关文献，这种混合基质理论上来说成分复杂，具有较强的基质背景峰。本发明所用的纳米碳粉-离子型表面活性剂混合基质具有成本低廉、制备方法简单、分散性好、稳定性好等特点，能有效提高信号强度和信噪比(s/n)，适用的分子量分布范围广，可用于多种类型的不同分子量的化合物的测定和结构解析。本发明所述方法灵敏度高、适用范围广，有助于改善基质背景干扰问题，显著提高分析效率，具体方案如下：

4、一种纳米碳粉-离子型表面活性剂混合基质，该混合基质包括摩尔比为(400-600):1的纳米碳粉和表面活性剂。

5、进一步地，所述纳米碳粉的粒径范围为25-35nm。

6、进一步地，所述的表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂；

7、所述的阴离子表面活性剂包括硬脂酸(sa)、十二烷基苯磺酸钠(sdbs)或十二烷基硫酸钠(sds)；

8、所述的阳离子表面活性剂包括辛基硫酸钠(sos)、十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、苯扎氯铵(bkc)或聚季铵盐-16；

9、所述的非离子表面活性剂包括曲拉通x-100(triton x-100)、聚山梨酸酯(tween)或脂肪酸山梨坦(span)。

10、进一步地，所述的表面活性剂包括十二烷基硫酸钠(sds)、十六烷基三甲基溴化铵(ctab)或曲拉通x-100(triton x-100)。

11、一种如上所述的纳米碳粉-离子型表面活性剂混合基质的制备方法，该方法包括以下步骤：

12、按摩尔比，将纳米碳粉与表面活性剂分散于纯水中，超声震荡，得到混合溶液；

13、再将混合溶液搅拌后，离心，得到纳米碳粉-离子型表面活性剂混合基质溶液。每次使用混合基质前，超声震荡20min，防止纳米碳粉团聚。

14、进一步地，超声震荡的时间为15-25min，搅拌的转速为8000-12000rpm，时间为80-120min。

15、一种如上所述的纳米碳粉-离子型表面活性剂混合基质的应用，该混合基质应用在基质辅助激光解吸电离质谱检测中，具体包括以下步骤：

16、混合基质镀层：取混合基质于喷枪中，喷涂于靶板，喷完后晾干；

17、样品镀层：将待测样品涂覆在覆有混合基质镀层的靶板上，干燥后进行正离子模式质谱分析。

18、进一步地，所述的靶板包括金属靶板或载玻片。

19、进一步地，所述的样品包括小分子化合物或生物样品；

20、所述的小分子化合物包括糖类、脂类、有机酸、核苷酸类或药物小分子，所述的生物样品包括猪脑。

21、进一步地，所述的样品为小分子化合物，涂覆时采用干滴法点样；

22、所述的样品为生物样品，涂覆时将生物样品切片后固定于覆有混合基质镀层的靶板上。

23、与现有技术相比，本发明将纳米碳粉-离子型表面活性剂混合溶液用作基质辅助激光解吸电离质谱的基质，离子化效率高，可有效降低背景干扰，明显提升峰强度和信噪比(s/n)。该基质适用范围广，可用于不同分子量范围的高覆盖检测，能够满足多种复杂生物样品分析需求。