磺酸基修饰SBA―15在MALDI―TOF―MS氨基酸研究中应用

1、磺酸基修饰sba-15在maldi-tof-ms氨基酸研究中应用摘要：磺酸基化学修饰的介孔材料sba-15被用做 无机基质，用于maldi-tof-ms分析几种人体必需氨基酸。 在优化的分析条件下，磺酸基修饰的sba-15对氨基酸的检 出限达到pmol级别。混合氨基酸样品被成功检测。关键词:sba-15； maldi-tof-ms；必需氨基酸基质辅助激光解吸电离技术maldi,是21世纪80年代 发展起来的一种应用于质谱分析的电离化技术。它被成功应 用于生物大分子的分析领域。然而由于使用了有机基质，在 小分子量区域产生了碎片干扰。为了解决这一问题，质谱学 界做了大量的尝试和研究1。近年来出现了

2、一些将表面化 学修饰的介孔材料sba-15用于maldi无机基质的报道2。氨基酸是重要的生物小分子，其中8种必需氨基酸，是 一些疾病的标志物，对它们的分析检测具有很大的应用价值 3。maldi-tof-ms分析具有简单、快速的优点。本研究拟 采用磺酸基修饰的sba-15,用作无机基质，分析几种必须氨 基酸。实验部分1仪器与试剂maldi-tof-ms基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪（岛津公司）；三氟乙酸，3-蔬基丙基三甲氧基硅烷，溶剂, 氨基酸（分析纯，希恩思公司）；sba-15 （南京先锋纳米科 技公司）。2 sba-15的化学修饰sba-15,在马弗炉中550°c下焙烧2h,接

3、着与3倍质量 的mptms,在精制甲苯中回流48h。过滤，用乙醇索氏提取 24ho真空干燥24h,得到sba-15-sho称量loomg的 sba-15-sh,加入10ml质量比为1/3/10的双氧水、甲醇和 水溶液中，室温下搅拌12h，过滤。滤饼加入到5ml 0. 5mol/l 的h2s04溶液中，室温下搅拌12h,过滤。用乙醇和水洗涤, 抽滤，得到sba-15-s03h3o真空干燥12h,取出，置于干 燥器中保存。用ft-ir进行定性分析。ft-ir结果表明，在嫁接硫基 后，在28502980cm-l范围内出现其伸缩振动峰。同时， 在2580cm-l处出现一个弱的s-h吸收峰。磺化后，25

4、80cm-1 处的吸收峰消失。3分析条件的优化3. 1基质，样品，与酸比例的优化将苯丙氨酸，绷氨酸，tfa配制成3*10-4mol/l的甲醇 溶液。将sba-15-s03h配制成0. 06、0. 6、6mg/ml的甲醇分 散液。样品/酸/基质各取5ul混合，震荡。从中移取lul, 点样。自然干燥后，进入madli-tof-ms进行分析。谱条件 为：正离子反射模式，能量120,100个信号累加。在10-4mol/l 浓度下，绷氨酸与苯丙氨酸都能够很好的被检测到。我们考 察了在样品与酸的浓度一定时，基质的量对信号强度的影 响，实验结果如下：phe,磺化sba-15的p =0. 02mg/ml,信

5、号强度为 5. 5k； p =0. 2mg/ml,强度为 11k； p =2mg/ml,强 度为 11. 5ko vai, p=0.02mg/ml,强度为 3k； p =0. 2mg/ml, 强度为6k； p =2mg/ml,强度为6. 5ko可见，样品一定， sba-15-so3h的量的增加使信号强度增加。但当基质浓度达 到0.加g/ml以后，增加的较不明显，考虑到随着sba-15-so3h 的量的增加，可能会带来少量的碎片的干扰。我们最终选择 比例为10-4mol氨基酸/0. 2g磺基化sba-15o此外，我们考察了酸的浓度对信号强度的影响，经过类 似的信号强度对比试验，我们最终选择了 1

6、0-3niol/l为优化 的条件，即三氟乙酸的浓度为样品的10倍。3.2溶剂的优化maldi-t0f-ms分析存在一个问题，就是重现性较差，而 这与溶剂的分散能力有关。所以我们考察了三种常用的溶 剂，甲醇，乙睛，水。将苯丙氨酸，颔氨酸分别配制成 3*10-4mol/l的甲醇，乙膳，水溶液。在优化比例下进行分 析，质谱条件同上。每个样品要点样三次，每个样品点分析 两次。分析后计算rsd值/%如下：phe/甲醇，29； phe/乙睛, 27； phe/水，21； vai/甲醇，31； vai/乙睛，26； vai/水，18o水中的重现性最好，这可能是由于磺化的sba-15在水 中的分散能力提高造成

7、的。4检出限的研究将苯丙氨酸，纟颉氨酸，分别配制成3*10-4、3*10-5、 3*10-6 . 3*10-7mol/l的水溶液。优化条件下，进入 madli-tof-ms进行分析。当样品浓度为10-6mol/l时，以 sba-15-so3h 为基质能够顺利检出，val+na + . phe+h + 的s/n分别为32, 53o图1 pmol样品的maldi-tof-ms谱图。质谱条件同上。 a）纟颉氨酸，b）苯丙氨酸。5混合样品的分析将5种氨基酸，配制成浓度均为10-4mmol/l的混合水 溶液。在优化条件下，进入madli-tof-ms进行分析。结果 如图2,得到了各自区分的信号。图2混合样品的maldi-tof-ms谱图。m/z：颔氨酸117, 苏氨酸119,异亮氨酸131,甲硫氨酸149,苯丙氨酸165。6结束语本研究将磺酸基化学修饰的sba-15,用作maldi-tof-ms 的无机基质，分析了几种人体必需氨基酸。我们优化了分析 条件，并实现了对混合样品的分析。由于磺酸基的存在，修 饰的sba-15作为基质的检出限得到了降低，并且在水做溶 剂的条件下，具有较好的重现性，适用于对生物小分子进行分析o参考文献1 张森，倪，李树奇，孔祥蕾适用小分子化合物分 析的基质研究j.化学进展，2014, 26 (1)： 158-166.2 王小生.必需氨基酸对人体健康的