2021年CAIA獎二等獎：基質輔助激光解吸電離質譜技術開發及應用研究
完成單位：中國科學院化學研究所
完成人：趙鎮文，張陽陽，李娜，劉健安，李書沐，王振鵬，魏金超，韓娟娟，李興，趙玲玉
成果簡介：基質輔助激光解吸電離質譜技術可用于多種組分的分子量測量，功能強大。近些年，該技術也擴展到組分的原位分析，即質譜成像分析，用于組分在不同區域的分布研究。在基質輔助激光解吸電離質譜（MALDI MS）及質譜成像（MALDI MSI）技術中，基質決定了待分析物的檢測靈敏度，基質在組織切片表面的結晶大小及均一度，決定了成像分析的空間分辨率及準確性。基于這兩個關鍵，我們開展了新型基質的研發及基質噴涂研究，取得了一系列創新性研究成果。
創新點及科學價值：
1）我們開發了Co摻雜的介孔碳材料（Co-NC）作為新型基質，具有吸附揮發性組分及耐鹽的性能，用于MALDI MS對揮發性組分及活體微透析高鹽組分的在線分析，極大地擴展了MALDI MS的功能（Anal. Chem., 2020, 92, 5482-5491；CCL., 2021, 32, 62-65）。2）發展了新型聚乙烯吡咯酮及聚多巴胺包被的銀納米顆粒、IR-780等作為基質，實現了鼠腦脂肪酸、固醇脂類、甘油磷脂類、鞘脂類、神經節苷脂類等多種物質的成像分析（Anal. Chem. 2019，91, 15873–15882；Analyst, 2019,144, 6304-6312；Talanta 2018, 179, 624-631）。3）自主設計構建了基質噴涂裝置，控制基質結晶的顆粒大小，在樣品表面形成均一基質結晶,提高了MALDI MSI的空間分辨率及成像準確性 (Sci. Rep. 2016, 6, 25289；Sci. Rep. 2016,6,37903)。4）發展了TiO2納米顆粒電噴霧沉積技術，并與MALDI FTICR MSI相結合，用于指紋形態和內在成分的識別，為法醫學提供了雙模式指紋識別技術（Talanta, 2019, 198, 310-315）。5）基于光子晶體等建立了MALDI TOF MS的定量分析血液中脂質的方法，克服了MALDI MS分析“甜點”的現象（Anal. Chem., 2013, 85, 4729?4734；Analyst, 2015, 140, 1298-1305）。
社會經濟效益：我們建立的方法得到了廣泛的應用，為中國醫學科學院阜外醫院、北大人民醫院、浙江大學附屬兒童醫院、南通市腫瘤醫院、北京師范大學、昆明理工大學、中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所、中國農業科學院原子能利用研究所、廣州巧美化妝品有限公司等提供了分析測試服務，收入240.96萬元。
應用前景：自主設計構建的基質噴涂裝置獲得了專利授權，現在轉化中。
