High-Throughput Parallel Detection and Quantification of Peptides with Paper-based Microarray and Molecular Time-of-flight Secondary Ion Mass Spectroscopy (ToF-SIMS)
Date Issued
2015
Date
2015
Author(s)
Chu, Kuo-Jui
Abstract
二次離子質譜儀(SIMS)在表面分析上具有極高的靈敏度。加上近年來簇離子團(cluster ion)濺射技術的發展，二次離子質譜儀能夠產生高質量的離子破片，並分析未經同位素標記的混合樣品。而飛行式二次離子質譜儀(ToF-SIMS)屬於靜態二次離子質譜儀，在分析樣品後不對其造成改變，且能獲得全質譜以利分析。此外，利用高度聚焦的一次離子掃描樣品表面能獲得足夠的空間解析度，而且只需要少量的樣品消耗就能取得高解析度的分子分佈影像。結合微陣列(microarray)能善用上述優點進行高通量的樣品分析。近來由於成本低廉與製備容易，紙質的微陣列是與SIMS分析整合的絕佳選擇。在此研究中則採用玻璃纖維濾紙來製作微陣列，因為無機的玻璃纖維相較於一般的紙質濾紙在高質量區的質譜中有較低的背景質，較適合用來分析。玻璃纖維的濾紙會經octadecyltrichlorosilane (OTS)的自組裝單層膜(self-assemble monolayer)修飾成疏水性的表面後，再使用雷射雕刻機選擇性的製作出親水性的微陣列。接著不同濃度的胜肽(peptide)水溶液以1 μL分別滴在這些親水的圓形區域中，而尚未移除的疏水區域用來區隔每個粒滴。用來獲得二次離子影像的脈衝20 kV C60+聚焦至∼3 μm，離子通量為3.8×109 ion/cm2。大面積馬賽克影像是由700 μm×700 μm每幀256×256像素的影像拼成。經由實驗發現，胜肽分子的二次離子訊號相對強度正比於在水溶液中的濃度，透過不同胜肽分子濃度對二次離子相對強度的數據能繪製校準曲線用來定量混合的胜肽分子。藉由結合玻璃纖維基材的微陣列與影像二次離子質譜儀能高通量且低樣品消耗的分析混合胜肽樣品。
Subjects
Secondary ion mass spectrometry
microarray
high-throughput analysis
Type
thesis
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