分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章，文章标题是“Nanobubbles in Electrospray Ionization Mass Spectrometry”，通讯作者是来自西密歇根大学的化学系的Andre Venter教授。他的课题组主要研究方向是质谱方法开发和酿造行业。

电喷雾电离质谱法（ESI-MS）是分析小到超大极性分子的有用工具，目前在蛋白质组学、代谢组学等领域已经得到了广泛的应用。纳米气泡（Nanobubbles，NBs）是直径在200 nm左右的微型气泡，其不会聚集到溶液表面，因此能够在溶液中较为稳定的存在。同时NBs具有较大的表面积比，具有超大润湿角的疏水表面具有很强的亲和力。因此作者希望在ESI-MS的喷雾中引入NBs，从而提升小分子和蛋白的信号响应。

作者首先使用Tesla 阀、压力循环和超声在3%乙醇溶液中产生了CO2和N2两种类型的NBs，并通过动态光散射（DLS）和纳米颗粒跟踪分析（NTA）确认了纳米气泡的存在。并且使用甲醇稀释上述乙醇溶液便可以得到含有NBs的50%甲醇溶液，其中的NBs可以稳定存在至少7天；含有NBs的100 mM ABC也能够采用类似的方式获得。而0.2% FA由于会导致溶液中的CO2部分转化为HCO3-，因此只能得到含有N2 NBs的溶液。

随后作者使用咖啡因和氢化可的松作为正离子响应的小分子模型，布洛芬作为负离子响应的模型分别进行了检测，结果发现相比于对照组，含有NBs的喷雾溶液能够显著地提升小分子在质谱上的信号强度，并且不会影响到信号的稳定性。而将咖啡因和罗丹明G混合后测定的结果也证实，溶液中添加NBs能够显著地降低离子抑制的效果。

随后作者在蛋白水平上验证了溶剂添加NBs的检测效果。细胞色素c是一种分子量约为12kDa的水溶性小蛋白质，在电子传递链中起着至关重要的作用。多项研究指出细胞色素c在质谱中，电荷量为+6-+9的电荷状态代表折叠的蛋白质构象，而大于+9的电荷状态代表未折叠的构象。作者使用纯水和添加CO2 NBs的纯水分别检测了细胞色素c，结果发现NBs的加入能够显著提升细胞色素c的质谱信号强度，并且高电荷物种占比提升，CO2 NB 掺入蛋白质溶液确实会导致蛋白质在电喷雾过程中展开。

最后作者使用N，N-二丁基-1,3-丙二胺（DBPA）和CO2的反应作为模型反应研究了NBs对反应速率的影响。结果显示相比于直接将NBs溶解于溶液反应，含有NBs的CO2由于具有更高的比表面积，能够显著提升反应的速率。

总之，作者使用不同方法在ESI-MS中引入了NBs，并显著提升了小分子和蛋白在质谱上的信号强度，降低了离子抑制，并能够检测到折叠程度更低的蛋白质。

本文作者：ZBY

责任编辑：LYC

DOI：10.1021/acs.analchem.4c06040

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c06040