[发明专利]光子晶体材料在质谱分析检测中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种光子晶体材料在质谱检测中的应用。

背景技术

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)简称Maldi-Tof质谱，是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱。Maldi-Tof质谱作为一种常用的分析被测物分子量的检测手段广泛用于各类检测分析中，目前面临的主要问题在于：1.小分子物质由于基质干扰不能很好的获得其分子量信号；2.检测限低，不能用于单分子或生物体成像。

目前，用于Maldi-Tof质谱分析检测的功能基底多为具有粗糙纳米结构的表面，如经过刻蚀的硅片等(Northen，T.R.et al.Nature2007，449，1033.)，此类基底可以通过(1)吸收激光能量并传递给被测物质，(2)分隔样品，(3)增强激光信号三方面来增强质谱分析获得的检测信号，进而提高检测限，因而可将一些原本不能用传统方法检测的物质得以分析检测。但是现有的基底构筑方法大多比较复杂，或成本较高，不易制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种光子晶体材料在质谱检测分析中的应用。

本发明提供了一种表面覆盖金膜的光子晶体在Maldi-Tof质谱检测中的应用；

及该光子晶体在提高基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱检测中检出限和/或信噪比的应用。

所述光子晶体均为由单分散性颗粒构成的周期性阵列。

上述应用中，所述金膜的厚度为5-50nm，具体为30nm。

构成所述光子晶体的材料选自聚苯乙烯、二氧化硅和二氧化钛中的至少一种。

上述光子晶体均可按照常规的竖直沉积法制备而得，即在恒温恒湿环境下使基底竖直放于溶液中静置沉积一段时间后，蒸发溶剂而得。不同的材料，所用溶剂、温度和湿度会略有区别。

其中，构成所述光子晶体的材料为聚苯乙烯时，该光子晶体可按照如下步骤制备而得：

将200μL聚苯乙烯乳液于20mL水中分散均匀后，将经过亲水处理的玻璃片斜插放入烧杯中，在温度为60℃、湿度为60％的条件下静置36小时后，取出玻璃片，85℃烘干30min而得。

所述光子晶体的粒径为100nm-5μm，具体为190-240nm，更具体为233nm；

所述光子晶体的厚度为100nm-5μm，具体为2-3μm。

所述Maldi-Tof质谱检测中，待检测物选自糖、氨基酸和多肽中的至少一种。

所述糖具体选自葡萄糖和麦芽糖中的至少一种；

所述氨基酸具体为组氨酸。

本发明用易于制备的光子晶体结合溅射技术构筑了一类光子晶体基底，该材料具有纳米至微米级小球所组成的阵列结构，其周期性结构以及小球材料本身与空气的介电常数差异致使此材料具有对某一波长光禁阻的特性。重要的是，其突起凹陷交替的微观粗糙结构除对光有强反射外还可很好的分散被分析物质作用。借此材料特性结合表面溅射Au粒子作为基质辅助激光解析电离时间飞行(Maldi-Tof)质谱分析检测的基底，可在一定浓度范围内不用传统的α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)和2，5-二羟基苯甲酸(DHB)等小分子作为基质辅助，而直接获得高分辨的被测物质的分子离子峰，减少了基质峰干扰，可直接得到信噪比高的被测物质分子离子峰，具有更低的检测限。该材料合成条件温和简便，无毒无害，在Maldi-Tof测试中操作简单，且可以重复利用，在分析检测领域有很广阔的应用价值。该方法是一种简便高效的提高质谱检测能力的方法，可进一步用于生物体分析，成像等。

附图说明

图1是光子晶体基底的扫描电镜照片；

图2是本发明实施例1中在表面覆盖Au膜的光子晶体基底上测试葡萄糖所得的分子离子峰信号图；

图3是本发明实施例1中使用小分子基质CHCA测试葡萄糖所获得的谱图；

图4是本发明实施例2中在表面覆盖Au膜的光子晶体基底上测试麦芽糖所得的分子离子峰信号图；

图5是本发明实施例2中使用小分子基质CHCA测试麦芽糖所获得的谱图；

图6是本发明实施例3中在表面覆盖Au膜的光子晶体基底上测试组氨酸所得的分子离子峰信号图；

图7是本发明实施例3中使用小分子基质CHCA测试组氨酸所获得的谱图。

具体实施方式