文献解读丨利用DHB-GO复合基质提高MALDI-TOF MS分析中药皂苷的性能

本文为中国药科大学天然药物国家重点实验室药物代谢与药代动力学重点实验室所作，发表于JOURNAL OF MASS SPECTROMETRY （2019）10.1002/jms.4385。

基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI‐TOF MS)是一种出色的分析技术，可以通过简单的样品预处理快速分析各种分子。MALDI‐TOF质谱的性能在很大程度上取决于基质的类型，新型MALDI基质的开发引起了人们的广泛关注。本研究以人参皂苷Rb1、Re和三七皂苷R1为模型皂苷，寻找更合适的MALDI基质。

在本研究的开始阶段，发现2,5‐二羟基苯甲酸(DHB)在四种传统的MALDI基质中为皂苷分析提供了最高的强度，然而DHB与分析物的非均相共结晶使信号采集有些“不稳定”。氧化石墨烯(graphene oxide, GO)由于其单层结构和良好的分散性，被认为是改善DHB结晶均匀性的辅助基质，从而提高皂苷分析的shot-to-shot和spot-to-spot重现性。令人满意的精度进一步证明了微量氧化石墨烯(0.1 μg/spot)可以大大降低真空条件下氧化石墨烯从MALDI靶板脱离造成仪器污染的风险。更重要的是，DHB-GO复合基质能显著提高皂苷标准曲线的灵敏度和线性。最后，利用大鼠血浆开展了复杂生物样品中Rb1的检测，证明其可快速适用于大鼠药代动力学研究。这不仅为DHB‐GO在中药皂素分析中的应用开辟了新领域，也为开发复合基质提高MALDI质谱性能提供了新思路。

使用仪器：岛津MALDI‐TOF/TOF MS

图1 氧化石墨烯(GO)对2,5 -二羟基苯甲酸(DHB)结晶和灵敏度的影响。

A， 分别在5 - 0.01、5 - 0.02、5 - 0.05、5 - 0.1、5 - 0.2和5 - 0.5 mg/ml浓度下DHB - GO复合基质的光学图像;

B， 使用一系列的DHB - GO浓度(5 - 0.01,5 - 0.02,5 - 0.05,5 - 0.1,5 - 0.2和5 - 0.5 mg/ml)在MALDI - TOF MS上测定三七皂苷的信号强度；

C， 使用DHB (5mg/ml，蓝线)、GO (0.1mg/ml，黑线)和DHB - GO (5 - 0.1mg/ml，红线)基质生成的Rb1、Re和R1的代表性质谱[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图2 在一个点内的随机位置(n = 7)采集的人参皂苷Rb1、人参皂苷Re和三七皂苷R1的质谱图谱。A:Rb1, B: Re, C:R1, 以2,5 -二羟基苯甲酸(DHB)为基质；D:Rb1, E: Re, F:R1, 以DHB‐氧化石墨烯(GO) 为基质；[彩色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图3  MALDI-TOF MS测定的人参皂苷Rb1、人参皂苷Re和三七皂苷R1的标准曲线，以A:2，5-二羟基苯甲酸(DHB)和B:DHB-氧化石墨烯(GO)为基质[彩色图可在wileyonlinelibrary.com查看]

一般来说，MALDI-MS的性能在很大程度上取决于基质的类型，并且最近提出的使用不同基质是改善解吸/电离过程和质谱质量的有效方法。在本研究开始时，发现DHB比其他常规基质对皂苷具有更高的灵敏度，然而DHB在MALDI靶板上的非均相共结晶使得自动化质谱信号采集有些“不稳定”。于是，我们致力于开发更合适的皂苷MALDI基质。

氧化石墨烯GO是一种碳材料，已被证明有助于DHB在亲水表面上形成均匀的晶体层，并改善质量峰强度的区域差异。我们推测氧化石墨烯具有高度的水分散性和强缺陷效应，这使得其能够均匀地吸附分布在其表面的分析物和基质。不出所料，MALDI-TOF质谱分析皂苷在shot-to-shot和spot-to-spot重现性方面取得了显著改善。精度的提高进一步表明，微量氧化石墨烯(0.1 μg/spot)可以大大降低真空条件下氧化石墨烯从MALDI靶板脱离造成仪器污染的风险。氧化石墨烯中π共轭结构的强吸收可以使其获得较强激光吸收，从而有助于化学基质电离，提高光谱质量。此外，灵敏度和线性也大大提高。

文献题目

《The improved performance of MALDI-TOF MS on the analysis of herbal saponins by using DHB-GO composite matrix》

使用仪器

岛津MALDI‐TOF/TOF MS

作者

Zhangpei Zhu,Jiajia Shen,Yangfan Xu,Huimin Guo,Dian Kang,Tengjie Yu,He Wang,Wenshuo Xu,Guangji Wang,Yan Liang

声 明

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