纳升级生化反应的电喷雾质谱检测及其在高通量筛选中的应用

【作者】 祝莹； 金迪琼； 宿媛； 望秀丽； 方群；

【机构】 浙江大学化学系微分析系统研究所；

【摘要】 在纳升级的尺度上进行化学和生物学反应与分析测定,可以有助于解决当前化学和生命科学领域中的一些重要问题。纳升级生化反应,可降低珍贵试剂和样品的消耗,显著降低研究成本。纳升级的生物医学诊断,可有效降低样品需求量,减少大体积采样给病人带来的痛苦。纳升级的化学反应,显著降低了有害有机溶剂的使用,同时提高了反应效率,避免副产物的生成,是一种绿色化工的途径。在纳升级体积进行分析测定,还有效提高了检测灵敏度,对于单细胞和单分子研究意义重大。然而,目前仍然缺少通用的分析方法,进行纳升级反应的检测,限制了其进一步的发展。自2010年以来,作者所在的研究组一直致力于发展基于质谱技术的纳升级生化反应的高灵敏度、高通量的无标记检测,以及拓展其在生命科学领域的应用。我们首先发展了一种玻璃微流控芯片与电喷雾质谱的接口技术[1]。该技术采用微加工的方法,将电喷雾喷针直接加工于微流控通道的末端。利用低熔点合金的特殊性质和微芯片通道中的界面张力,将熔融液体合金注入至电喷雾喷头末端,冷却后形成固体金属微电极。在此基础上,我们将该技术应用于纳升级液滴反应器的直接高灵敏度检测[2]。我们利用微芯片中亲疏水界面存在的显著表面张力,发展了一种基于亲水舌的液滴分相方法,将液滴反应器从油相中提取出来,进入质谱载流中进行离子化检测。针对当前液滴系统存在操作复杂,难以进行多步液体操控的缺点,我们发展了一种顺序操控液滴阵列技术[3]。该技术利用纳升级的液体操控机器人,在皮升级精度上进行液体量取、混合、反应与测定。我们发展了一系列适合于液滴阵列的电喷雾质谱检测方法,包括L型取样探针技术[4]、纳升采样阀技术[5]、以及SWAN取样探针技术[6]。利用液滴阵列可进行复杂液体操控的优点,我们将这些技术应用于纳升级蛋白质组样品的前处理与质谱鉴定、人肝线粒体中P450酶抑制剂的鉴定、以及Ach E酶抑制剂的高通量筛选。更多还原