給大家分享一篇2019年6月發(fā)表在 Analytical Chemistry上的文章，文章的題目是Efficient Mass Spectrometric Dissection of Glycansvia Gold Nanoparticle-Assisted in-Source Cation Adduction Dissociation，本文的通訊作者是劉震，南京大學(xué)特聘教授，博士生導(dǎo)師，國家杰出青年基金獲得者。主要研究方向是：以仿生分子識別為核心，結(jié)合納米技術(shù)、先進(jìn)材料、分離科學(xué)、生物質(zhì)譜和拉曼光譜等手段，發(fā)展生物分離、組學(xué)分析、疾病診斷分析、單細(xì)胞分析、癌癥靶向及免疫治療新方法和新材料。
糖基化是最常見的翻譯后修飾之一，它與疾病的細(xì)胞機(jī)制密切相關(guān)。作為糖基化的產(chǎn)物，聚糖在許多關(guān)鍵的生物學(xué)過程（例如細(xì)胞粘附，細(xì)胞間通訊以及細(xì)菌或病毒感染）中起著至關(guān)重要的作用。與肽和核酸不同，聚糖的生物合成是由酶驅(qū)動的，是一種非模板化的非線性的過程。
質(zhì)譜（MS），尤其是與軟電離結(jié)合的串聯(lián)質(zhì)譜，是聚糖結(jié)構(gòu)分析的主要工具。軟電離技術(shù)，包括基質(zhì)輔助激光解吸/電離（MALDI）和電噴霧電離（ESI）等，可以保持聚糖的結(jié)構(gòu)完整性。串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，例如碰撞離解、電子離解、光離解、表面離解和亞穩(wěn)態(tài)離解等，通過離子裂解的方式可以提供豐富的分子結(jié)構(gòu)信息。但是，串聯(lián)質(zhì)譜儀需要復(fù)雜的硬件基礎(chǔ)，離子提取也需要額外的時間，使分析的效率降低。因此，不借助復(fù)雜的儀器設(shè)備和分析程序來調(diào)控聚糖的片段化對于聚糖結(jié)構(gòu)的MS鑒定具有重大的研究意義。與ESI-MS相比，MALDI-MS在分析速度、通量和耐鹽性方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。MALDI中引入了源后衰減（PSD）和源內(nèi)衰減（ISD）后，可以相對容易地進(jìn)行片段化從而提供更多的結(jié)構(gòu)信息。但是，它對聚糖結(jié)構(gòu)的分析效果仍然很差。這是因?yàn)?/span>PSD需要額外離子提取時間，而有機(jī)基質(zhì)的自電離會導(dǎo)致低質(zhì)量區(qū)域（m / z < 800）出現(xiàn)嚴(yán)重的背景干擾峰。盡管已經(jīng)為聚糖ISD開發(fā)了相應(yīng)的有機(jī)基質(zhì)和磁性納米顆粒，但片段化模式有限且制備方法復(fù)雜，難以對聚糖進(jìn)行全面的結(jié)構(gòu)分析。
圖1：AuNPs輔助的isCAD法用于糖的MS結(jié)構(gòu)分析示意圖
在這里，我們報告了一種簡單的、能夠?qū)⒕厶沁M(jìn)行有效的MS分離的方法，稱為金納米顆粒（AuNPs）輔助的源內(nèi)陽離子加合解離法（isCAD，圖1）。盡管已有報道將AuNPs用作MALDI MS的無機(jī)基質(zhì)，但由AuNP誘導(dǎo)的分子片段化迄今為止尚未報道。由于AuNPs極易合成，作者將其用作MALDI中傳統(tǒng)有機(jī)基質(zhì)的替代品、離子化的激光能量吸收劑以及離子片段化觸發(fā)器。該方法的基本原理如圖1所示。將AuNPs溶解在50%的乙醇水溶液中，并與糖分析物和陽離子化劑混合，將所得的混合物沉積到MALDI靶板上。溶劑蒸發(fā)后，分析物被吸附在AuNPs的表面上。受到激光輻射后，AuNPs吸收光能，促進(jìn)周圍陽離子化劑向糖分子的轉(zhuǎn)移，形成磺化加合物。形成的加合物是亞穩(wěn)定性的，可以在離子源中自發(fā)分裂成碎片離子。樣品基質(zhì)中的Na +離子可以顯著增強(qiáng)碎裂的程度，而質(zhì)子可以顯著抑制碎片化，因此，通過調(diào)節(jié)添加的鈉離子和質(zhì)子的濃度比，就可以控制聚糖的碎片程度從而獲得全面的結(jié)構(gòu)信息。
盡管isCAD法的確切機(jī)理目前尚不清楚，但該法提供了一種簡單經(jīng)濟(jì)高效且可調(diào)節(jié)控制的分子片段化分析方法，無需額外的硬件設(shè)施和離子提取步驟便可實(shí)現(xiàn)糖的高效MS分析。此外，AuNP輔助的isCAD法適用于各種糖的分析，包括單糖、寡糖和O-聚糖到N-聚糖等，為聚糖的有效MS結(jié)構(gòu)鑒定開辟了新途徑。未來，還需對該方法的相關(guān)的機(jī)理和碎片化模式進(jìn)行深入研究，使其成為MS鑒定糖和聚糖的強(qiáng)大而實(shí)用的工具。
