一个单个原子定MXene双功能平台,用于快速,无标签和高通量生物标志物分析和组织成像

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 分析化学 分析化学
• 生物化学 生化学

背景情况:

• 单原子材料是使用表面辅助激光脱/电离质谱法 (SALDI-MS) 分析小分子的新兴平台.
• 开发高效的SALDI-MS平台,以敏感和准确地检测小分子仍然是一个挑战.

研究的目的:

• 引入一种新的单原子固MXene (Co-N-Ti3C2) 材料,用于增强的SALDI-MS和质谱成像 (MSI).
• 评估Co-N-Ti3C2作为SALDI-MS矩阵用于小分子检测和代谢物分析的性能.

主要方法:

• 通过现场自组装来制备Co-N-Ti3C2薄膜.
• 使用Co-N-Ti3C2作为各种小分子和代谢物的SALDI-MS分析的矩阵.
• 使用Co-N-Ti3C2用于SALDI-MS成像组织截面.
• 进行密度函数理论 (DFT) 计算以了解该机制.

主要成果:

• Co-N-Ti3C2膜表现出优越的SALDI-MS性能,具有超高的灵敏度 (amol水平LOD),优异的重复性 (CV<4%) 和广泛的分析剂覆盖范围.
• 从生物流体中精确量化低度代谢物,并成功确定血糖水平.
• 辅助Co-N-Ti3C2的SALDI-MSI提供了小分子在组织段中的高分辨率空间分布.
• 该平台成功地区分了骨关节炎 (OA) 和类风湿性关节炎 (RA) 组织,基于不同的峰值配置文件.

结论:

• 单个Co原子固MXene (Co-N-Ti3C2) 作为一个高效的SALDI-MS平台,用于敏感和准确的小分子和代谢物分析.
• Co-N-Ti3C2材料显著提高了电离能力,使其能够覆盖多种代谢组和在疾病诊断中的应用.
• 这种新材料为基于质谱的代谢学和生物医学研究开辟了新的途径.