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基体是基体辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)分析法最为关键的组成部分。对MALDI新基体的寻找、发现以及对基体作用机理和基体构效关系的研究是MALDI-TOFMS分析应用领域的重要课题。本论文在MALDI新基体的研究与应用方面进行了认真、深入的研究,取得了良好的进展。
(1)设计、合成了喹啉类化合物3-羟基-2-喹啉甲酸(3-HQA)和3.羟基喹啉(3-HQ),并考察了3-HQA、3-HQ、2.甲基-3-羟基.4.喹啉甲酸(MHQA)及2.甲基-3-羟基喹啉(MHQ)作为MALDI新基体测定DNA、多肽和蛋白质的效果;应用8.羟基喹啉(8-HQ)/2,5.羟基苯甲酸(DHB)二元新基体分析了糖蛋白样品,用3.氨基喹啉(3-AQ)等基体分析了未知多糖样品。实验结果表明:3-HQ是测定DNA样品的高效新基体,除了能高分辨测定低分子量DNA样品外,还具有比常用基体3.羟基吡啶甲酸(3-HPA)更优越的性能:在相同实验条件下,采用3-HQ比采用3-HPA测定的灵敏度和信噪比更高;更容易测定长链DNA并能有效抑制长链DNA样品在MALDI过程中裂解;可在线性模式下检测到双链DNA的分子离子;3-HQA、3-HQ、MHQ和MHQA能应用于多肽、蛋白质的分析。其中,3-HQA和3-HQ的基体效果与目前测定多肽、蛋白质最有效的基体-3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸(SA)和a.腈基-4-羟基肉桂酸(CCA)相当;8-HQ/DHB二元新基体能有效测定糖蛋白样品,测定效果明显优于常用基体SA和DHB;3-AQ能有效测定环状多糖分子。
(2)设计了噻唑类碱性新基体2-氨基-5-硝基噻唑(ANT)、2-氨基-6-硝基苯并噻唑(ANBT)、2.氨基.5.(4.硝基苯磺酰)噻唑(ANPST),研究了这3个化合物分析生物大分子和聚合物的作用效果。实验研究表明,含2-氨基噻唑结构的芳香化合物也是有效的MALDI基体,在MALDI-TOFMS分析中具有良好的应用前景。其中,ANT能高效测定DNA和多肽、蛋白质样品;ANBT不但能有效测定多肽、蛋白质,而且还能高效分析糖类和聚合物样品,并能获得高分辨率的质谱图。另外,ANT和ANPST也具一定的测定多糖和聚合物的能力。
(3)设计了12种不同化合物与常用基体3-HPA组成的二元新基体,考察了这些二元基体的组成配比对DNA分析的影响。其中,3-HPA/PCA(4:1)二元新基体与单一3-HPA相比,分析DNA样品能获得更高的分辨率、信噪比、更好的样品测定重现性,并具有更优越的抑制碱金属加合峰生成的能力。研究结果表明,有效二元基体的组合,不仅与基体组分的化学结构有关,还与组分的配比有关。
(4)设计和合成了新基体反式-4-叔丁基-4’-硝基芪(TBNS),并应用该基体及1,8-二羟基蒽酮(Dithranol)、2.氮杂-6-硫代胸腺嘧啶(ATT)及咔唑(Carbazole)新基体和DHB对亚甲基富勒烯衍生物、亚氨基富勒烯衍生物和富勒烯并吡咯烷衍生物3类新型富勒烯衍生物进行了MALDI-TOFMS分析。实验结果表明,TBNS是高效测定富勒烯衍生物的基体,采用正、负离子两种检测模式、使用较低的激光能量,能获得高分辨、高信噪比的富勒烯衍生物MALDI-TOFMS谱图。
(5)首次分析、研究了基体3-羟基吡啶甲酸(3-HPA)、2-(4-羟基苯基偶氮)苯甲酸(HABA)、反式-3-吲哚基丙烯酸(IAA)和1,8-二羟基蒽酮(Dithranol)在MALDI-TOFMS的基体簇行为,并对几种基体簇峰进行了归属。推测了基体簇峰可能形成的过程,提出了基体簇离子峰m/z值遵循的新的计算公式。
上述研究工作取得的进展,不仅为MALDI-TOFMS提供了更多高效新基体的选择,并对于提高MALDI-TOFMS的分析水平、扩大其应用范围以及研究MALDI新基体的设计方法和基体的作用机理具有积极、重要的意义。