基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析小分子化合物

MALDI-TOF MS分析小分子化合物新方法

对于分子量小于400Da的化合物, 使用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS) 的常规方法难以检测，这主要是由于小分子基质带来的干扰。为此，本方法发展了一种MALDI-TOF MS分析小分子的新策略，将小分子转移到高质量区域测定，成功的分析了赤霉酸等一系列小分子化合物。

1 实验部分

Bruker公司AUTOFLEX III MALDI-TOF 质谱仪，氮分子激光，波长355nm，使用前用混合多肽（购自Bruker公司, 包括：血管紧张肽I, 血管紧张肽II, P物质, 蛙皮素, 促肾上腺皮质激素1-17, 促肾上腺皮质激素18-39, 生长激素释放抑制激素 28）外标法校正仪器。

金属酞箐化合物的合成参照已发表的文献，最终产物经过紫外可见吸收光谱（UV-Vis），质谱（MALDI-TOF MS）以及核磁（NMR）表征。

样品和基质分别溶于适当溶剂，二者按照一定比例混合均匀，取1μl混合溶液滴在MALDI 样品靶上，或者直接吸取1μl样品溶液滴在靶上，待溶剂自然挥发样品结晶后，送入质谱仪，进行质谱分析。实验中数据采集时所用参数如下：加速电压19kV，反射模式，激光频率10Hz，使用最大激光能量的40-90%，累加30-200次。使用Bruker公司的XMASS软件，flexControl和flexAnaysis软件进行数据采集和数据处理。

2 结果与讨论

2. 1金属酞箐基质的发现

酞箐化合物是一类具有π电子共轭结构的大环化合物，具有良好的热稳定性和化学稳定性一直被广泛用作染料，此外，由于其独特的光、电、磁及对某些气体的敏感性等方面的特性而被应用于化学传感器、非线性光学材料、光盘信息记录材料、太阳能电池材料、燃料电池中的电催化材料、场效应晶体管、气体检测及光动力学治疗癌症等许多方面。

在用MALDI-TOF MS分析金属酞箐类化合物时，由于该类化合物在紫外可

见区有吸收，可以吸收激光（波长337nm）能量，所以，在没有基质的情况下能够解吸电离得到分子离子峰。当使用常规基质，如α-氰基-4-羟基肉桂酸（CHCA）和2, 5-二羟基苯甲酸（DHB）时，三价金属酞箐化合物对基质分子有加合作用，而二价和四价金属酞箐化合物与基质分子没有加合作用。因此，利用三价金属酞箐化合物用于分析小分子，它可以将小分子从低质量区域转移到不受干扰的高质量区域，从而消除传统基质带来的干扰。

2. 2 无基质时MALDI-TOF MS分析金属酞箐化合物

编号 1 2 3 4 5 6 7 M Al3+ Ga3+ (aPc) In3+ Al3+ Ga3+ (pPc) In3+ Mg2+ [In(pPc)]+ [Mg(hPc)] 1219.4083 968.2193 1220.1472 969.2070 [In(aPc)]+ [Al(pPc)]+ [Ga(pPc)]+ 915.2831 1131.4860 1173.4300 915.7633 1132.3107 1175.0522 R 缩写 [Al(aPc)]+ [Ga(aPc)]+ 准确质量 827.3608 869.3048 摩尔分子量 827.9269 870.6683 8 9 10 11

Zn2+ SnO SnF2 TiO (hPc) [Zn(hPc)] [SnO(Pc)] 1008.1634 648.0469 670.0488 576.0926 1010.3120 647.2324 669.2299 576.3894 Non (Pc) [SnF2(Pc)] [TiO(Pc)] 图1 金属酞箐化合物（MPcs）的结构

0.70.60.50.40.30.2(A) 3240.60.50.4(B) 350AbsorbanceAbsorbance0.30.20.10.10.02002503003504004505000.0200250300350400450500Wavelength(nm)Wavelength(nm)

0.60.50.4Absorbance(C) 3400.60.50.4(D) 3390.30.20.10.0200250300350400450500Absorbance0.30.20.10.0200250300350400450500Wavelength(nm)Wavelength(nm)

图2 紫外-可见吸收光谱 (A) 金属酞箐化合物2 (B) 金属酞箐化合物7

(C) 基质CHCA (D) 基质DHB

金属酞箐化合物（结构见图1所示）有Q带和B带两个吸收带，这是π-π*跃迁引起的。MALDI-TOF MS所用激光波长为337nm，此波长刚好位于金属酞箐化合物B带吸收带内，图2 A是酞箐化合物2在200-500nm波段的紫外可见吸收光谱，它在324nm处有较高的吸收；图2 B是酞箐化合物7在此波段的吸收光谱，它在340nm处有较高的吸收。MALDI-TOF MS所用的基质CHCA和DHB能够吸收激光能量，其紫外可见吸收光谱见图2 C和D。金属酞箐化合物的吸收峰和两个基质的吸收有很大相似之处，不同的是前者的吸收峰比较宽而后者较窄，吸收峰值不完全相同，CHCA和DHB的吸收峰值分别是340nm和339nm，更接近激光波长。金属酞箐化合物能吸收激光能量，理论上在不加基质的情况下它能直接解吸电离产生分子离子峰。图3为不加基质情况下酞箐化合物2的质谱图及实验所得同位素分布与理论同位素分布的对比。从对比中看到，二者十分吻合。

869.3(A) 1500a.i.10005000200400600800100012001400m/z

(B) experimentaltheoretical866868870872874876878

图3 无基质情况下酞箐化合物2的质谱图(A)及理论与实际

同位素分布的对比(B)

2. 3 使用常规基质时MALDI-TOF MS分析金属酞箐化合物

表2 使用CHCA和DHB为基质分析金属酞箐化合物的MALDI结果 基质 编号 1 2 3 4 5 CHCA 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 DHB 6 7 8 9 10 11 Masscal. 827.4 869.3 915.3 1131.5 1173.4 1219.4 968.2 1008.2 648.0 670.0 576.1 827.4 869.3 915.3 1131.5 1173.4 1219.4 968.2 1008.2 648.0 670.0 576.1 Massdet. 1016.5 1058.4 1104.4 1320.6 1362.5 1408.5 968.2 1008.2 648.0 670.0 576.1 981.5 1023.4 1069.4 1285.6 1327.5 1373.5 968.2 1008.2 648.0 670.0 576.1

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