[发明专利]类金刚石碳膜作为基质在激光解吸离子化质谱中应用

说明书

技术领域

本发明涉及解吸离子化质谱，具体地说是类金刚石碳膜作为基质在激光解吸离子化质谱中的应用。

背景技术

1988年，Tanaka和Hillenkamp各自独立地提出了利用基体物质吸收激光能量辅助待分析物进入气相解吸离子化的技术，称为基质辅助激光解吸离子化技术(Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation，MALDI)。这一技术与飞行时间质谱联用(MALDI-TOF MS)，成为生物技术中强有力的工具，已成功应用于非挥发性和热不稳定的蛋白质、DNA/RNA、多糖等生物分子的质谱检测，并获得了2002年的诺贝尔化学奖。基质物质的存在对于能量传递以及保持分子的完整性具有极其重要的作用。目前，常用商品化的基质多为有机物分子，如2，5-二羟基苯甲酸(DHB)，α-氰基-4-羟基肉桂酸(HCCA)及它们的衍生物等。有机物基质的引入会在低分子量范围产生大量的基质分子离子峰，对低分子量待测物的检测形成严重的背景干扰。此外，有机基质种类的选择，浓度的大小，待分析物和基质混合比例的选择等因素使样品制备比较复杂，要求操作者花费冗长的时间去摸索实验条件。这些问题使得采用有机物基质的激光解吸离子化质谱技术难以应用于低分子量的小分子化合物的快速、准确分析。

采用无机物基质参与的解吸离子化质谱日益受到人们的重视和深入研究。一些研究者采用石墨、活性碳材料作为解吸离子化的基质来检测低分子量化合物，但灵敏度较低(非专利文献1.Sunner，J.；Dratz，E.；Chen，Y-C.，″Graphite surface-assisted laser desorption/ionizationtime-of flight mass spectrometry of peptides and protein from liquidsolution″，《Anal.Chem.》，V67，P4335-4342(1995年)；非专利文献2.Date M.J.；Knochenmuss R.；Zenobi R.，″Graphite-liquid mixedmatrices for laser desorption/ionization mass spectrometry″，《Anal.Chem.》，V68，P3321-3329(1996年)；非专利文献3.Han，M.；Sunner，J.，″An activated carbon substrate surface for laser desorption massspectrometry″，《J.Am.Soc.Mass Spectrom.》，V11，P644-649(2000年))。2003年，邹汉法等人首次提出使用多壁碳纳米管作为MALDI的基质，有效消除有机基质带来的背景干扰，并成功应用于小肽和糖类等小分子化合物的分析(非专利文献4.Xu，S.；Li，Y.；Zou，H.；Qiu，J.；Guo，Z.；Guo，B.，″Carbon nanotubes as assisted matrix for laserdesorption/ionization time-of-flight mass spectrometry″，《Anal.Chem.》，V75，P6191-6195(2003年))。由于这些无机碳材料多为固体粉末，几乎不溶于水和一般有机溶剂，作为MALDI基质应用尚存在一些问题：(1)难以准确控制基质的加入量，操作的重复性较差；(2)难以形成均匀的基质层，检测信号的重复性差，难以进行定量分析；(3)基质层疏松，且与载体靶表面作用弱，容易在离子源的真空电场中飞离靶表面，污染离子源。

类金刚石碳(Diamond-like carbon，简称DLC)膜是具有类似金刚石结构的非晶碳膜，具有独特的物理和化学性能，如高硬度、低摩擦系数、高耐磨性、化学稳定性、耐蚀性、导热性、电绝缘性、光学透过性和生物相容性等。非专利文献5.Robertson，J.，″Diamond-like amorphous carbon.″，《Materials Science and Engineering：R：Reports》V37，P129-281(2002年)中记载了类金刚石碳膜材料的制备方法，包括离子束辅助沉积法、磁控溅射法、真空阴极电弧沉积法、电子回旋化学气相沉积等方法。文献还记载了类金刚石碳膜在耐磨涂层、光学增透膜、微电子机械系统以及生物体保护膜等方面的应用。而将类金刚石碳膜材料作为激光解吸离子化质谱的辅助基质，并用于样品分析，在现有文献中未作任何记载，也未作任何启示。