第11期精选论文之四: MALDI-TOF MS分析中小分子受限？——新型基质助你一臂之力

       基质辅助激光解吸附离子化-飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）是一种新型的软电离生物质谱，其在理论和操作上均十分简便、高效，且灵敏度高，近十年来得到了快速发展。MALDI-TOF MS在生物大分子的检测中应用广泛，但由于受到传统有机基质的干扰，其对小分子的检测面临着较大的限制。传统有机基质，如α-氰基-4-羟基桂皮酸（CHCA）、2,4,6-三羟基苯乙酮（THAP）、2,5-二羟基苯甲酸（DHB），虽能够辅助待测物产生较强的质谱信号，但由于其分子量约为200 Da，在激光的照射下将产生大量的基质碎片，从而严重干扰小分子的谱图分析。研究人员拟通过开发新型基质，以达到消除碎片、简化谱图的目的，实现对小分子物质更为精准的检测。

       目前，新型MALDI-TOF MS基质可大致分为纳米材料和有机化合物两大类。其中，纳米材料主要分为金属有机骨架材料、石墨烯类纳米材料、碳纳米管类材料、硅基纳米材料及金属粒子纳米材料五大类；而有机化合物则主要分为有机小分子和有机高分子两大类。如日本电气通信大学Kinumi课题组通过一系列实验，测定了Mo、Mn、Si、Sn、TiO₂、WO₃等金属及金属氧化物对聚乙二醇200（PEG200）和硬脂酸甲酯的离子化效率，为该领域的进一步研究奠定了基础；法国国家科学研究中心天然物质化学研究所Cerruti等对碱性有机分子做基质进行了研究，并取得了长足的进展。中国科学家们也在该领域做出了很大的贡献，如香港浸会大学蔡宗苇课题组对碳材料做基质进行了深入研究，南京师范大学古致远课题组则侧重于金属有机骨架做基质的研究，中国科学院化学研究所聂宗秀课题组对有机小分子基质进行了深入研究。南开大学化学学院夏炎课题组首次将共价有机骨架材料（COF）应用于MALDI-TOF MS，并实现了氨基酸、脂肪酸、环境污染物等小分子的高效检测。

       上述纳米材料及新型有机基质的研究有效拓展了MALDI技术的应用范围，使得该技术能够更加高效广泛地应用于小分子的检测。南开大学化学学院夏炎副教授对近年来国内外科学家在新型基质方面的研究进行了综述，并认为未来还需从以下方面开展更深入的研究：①新型基质的研发应更注重实用性、通用性与廉价性；②开发出更多集富集、催化、发光等性能于一体的多功能新型基质；③开发能降低离子抑制效应的新型基质，提升MALDI技术的应用效能；④MALDI 质谱活体成像技术是一种新兴的分子成像技术，开发适用于药物小分子MALDI成像的新型基质具有良好的前景。相关成果发表于《分析测试学报》2018年11期第1381～1387页。

doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2018.11.018

【引用本文】杨迎晨，陈企发，夏炎. 基于小分子化合物分析的MALDI-TOF MS新型基质研究进展[J]. 分析测试学报, 2018, 37(11): 1381-1387.

【Cite this article】YANG Yingchen，CHEN Qifa，XIA Yan. Research Progress in Novel Matrixes for MALDI-TOF MS Analysis of Small Molecule Compounds [J]. Journal of Instrumental Analysis, 2018, 37(10): 1381-1387.

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