[发明专利]一种基于强酸盐的提高蛋白质分子电喷雾电荷数的方法

说明书

本发明提供了一种基于强酸盐的提高蛋白质分子电喷雾电荷数的方法，涉及质谱技术领域，能够显著提高蛋白质分子在电喷雾离子化时所携带的电荷数，且操作简单、低毒低害；该方法采用普通纳喷雾离子源对蛋白质溶液进行离子化操作，所述蛋白质溶液中添加有强酸盐和弱酸添加剂；所述强酸盐在所述蛋白质溶液中的浓度为1‑10mM；所述弱酸添加剂在所述蛋白质溶液中的体积占比为0.001％‑1％；所述强酸盐为氯化物、溴化物、碘化物、硝酸盐三氟乙酸盐和三氯乙酸盐中的一种或多种；所述弱酸添加剂为甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸和乳酸中的一种或多种。本发明提供的技术方案适用于对蛋白质溶液进行电喷雾的过程中。

【技术领域】

本发明涉及质谱技术领域，尤其涉及一种基于强酸盐的提高蛋白质 分子电喷雾电荷数的方法。

【背景技术】

电喷雾离子化是一种软离子化方法，它可以产生带有多个电荷的离 子，有利于分析完整的蛋白质等生物大分子。蛋白质在电喷雾电离中所 带电荷的多少与其构象有关。一般来说，低电荷状态与折叠的蛋白质结 构相关，而高电荷状态与展开的蛋白质结构相关。增加蛋白质分子的电 荷状态对基于质谱(MS)的分析是有利的。

首先，它降低了蛋白质的质荷比(m/z)，从而扩展了有效质量范 围。蛋白质分子的分子量通常能够达到几十甚至几百kDa，如果带的电 荷较少，则会超过普通质谱仪所能检测的m/z范围。通过提高电荷数 的方法能够使得m/z显著下降，大大提高仪器可检测的质量范围的上限。 其次，在自上而下的蛋白质组学中，具有较高电荷状态的蛋白质分子更 容易解离并具有更高的序列覆盖率。当使用基于电子的串联质谱法时， 这种现象更为显著，例如电子捕获碎裂(Electron capture dissociation， ECD)和电子转移碎裂(Electrontransfer dissociation，ETD)。此 外，大多数MS的分辨率随着m/z的降低而增加。在较低的m/z下MS 的灵敏度也较高，尤其是对于那些电荷敏感探测器，包括傅里叶变换离 子回旋共振(FT-ICR)和轨道阱质谱仪。

早期的实验通过几种变性的方法来产生高电荷蛋白质离子。在溶液 中的蛋白质如果暴露在极端pH或高温下，分子的结构会被破坏。发生 解折叠的扩展结构可以在电喷雾期间保留更多电荷。一些通过在反吹气 中引入酸性或碱性蒸气，也可以在ESI界面实现蛋白质的解折叠。这种 方法所用的酸或者碱通常具有易挥发性并具有一定毒性。

近年来，基于有机溶剂的高电荷试剂的方法也已经被广泛的研究。 最常用的添加剂包括m-NBA，环丁砜和DMSO。这些有机溶剂都具有 较高的沸点，溶剂在ESI的去溶剂化过程中被富集，最终产生的高浓度 的有机溶剂会对液滴的表面张力和蛋白质的构象产生影响。这一方法所 用的添加剂的浓度较高，并且具有一定毒性。

此外，电热高电荷离子产生方法(electrothermal supercharging， ETS)和PR-nESI的高电荷离子产生方法也被开发出来。ETS在分析 之前，将碳酸氢铵(NH₄HCO₃)以100mM的浓度添加到样品溶液中。 通过施加更高的喷雾电压可以增加蛋白质的电荷状态。然而，高浓度的 碳酸氢铵会影响目标蛋白质的信号响应以及仪器灵敏度。PR-nESI方法 需要具有正反双向输出功能的高压电源，一定浓度的高电荷试剂，然后 进行一定的电压切换操作才能实现，而且产生高电荷离子信号的持续时 间较短。

因此，有必要研究一种基于强酸盐的提高蛋白质分子电喷雾电荷数 的方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种基于强酸盐的提高蛋白质分子电喷雾 电荷数的方法，能够显著提高蛋白质分子在电喷雾离子化时所携带的电 荷数，且操作简单、低毒低害。

本发明提供一种基于强酸盐的提高蛋白质分子电喷雾电荷数的方法， 采用纳喷雾离子源对蛋白质溶液进行离子化操作，其特征在于，所述蛋白 质溶液中添加有强酸盐和弱酸添加剂。