纳米线顶端增强光离子化耦合接触取样技术及其在组织代谢物分析中的应用

【作者】 陈晓明； 王涛； 邬建敏；

【机构】 浙江大学化学系分析化学研究所；

【摘要】 对人体组织及体液的重要代谢物进行快速监测对于癌症诊断及肿瘤亚型分类具有重要意义[1]。近年来,基于ESI-MS发展起来的DESI等技术以及基于MALDI平台下的检测策略为复杂样本代谢物快速检测方法提供了可能性[2]。相较于ESI-MS,MALDI-MS具有更高的通量,且操作简单、抗盐性强。该技术除了可以对血清、尿液、脑脊液、细胞等多种复杂样本进行快速检测外,还可以结合成像技术对肿瘤组织进行鉴定。本报告将介绍课题组最近开展的基于硅纳米线(SiNWs)阵列的质谱分析技术研究。我们发现SiNWs因Si的半导体特性及纳米线独特的顶端结构能够显著增强光生电子的发射从而促进电荷传递,在负离子模式下突显出独特的优势。通过FDTD模拟、场发射实验以及模型分子的质谱结果比对,证实了在负离子模式下SiNWs顶端结构对电子转移过程的增强作用,对理解负离子模式下SALDI机理有较大意义。同时,我们尝试了顶端接触取样及离子化方式(Tip contact sampling ionization,TCSI),该方法将SiNWs阵列的顶端作为固相微萃取头与生物样本直接接触,可方便地将样本中的代谢物分子转移并富集至SiNWs顶端,上述被采样的分子在MALDI离子源中可产生显著增强的负离子和正离子质谱图。TCSI技术能够快速获取组织表面的脂类信息[3]。对裸鼠的肾组织、脑组织、肝脏组织及肌肉组织的代谢谱图呈现出组织种类特异性。采用该技术无需对组织样本进行切片,仅需通过按压方式无创获取组织表面的代谢物信息。已有的数据表明,用TCSI技术获取的脂质代谢谱可成功地区分临床肝组织样本中的肿瘤区域,癌旁和正常区域,这项工作对于手术诊断和组织病理分析具有重要价值。更多还原