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KR101156795B1 - Graphene Coated Target of MALDI-TOF Mass Spectrometry for Analysing Sample and MALDI-TOF Mass Spectrometry Device comprising The Same - Google Patents

Graphene Coated Target of MALDI-TOF Mass Spectrometry for Analysing Sample and MALDI-TOF Mass Spectrometry Device comprising The Same Download PDF

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KR101156795B1
KR101156795B1 KR1020100021506A KR20100021506A KR101156795B1 KR 101156795 B1 KR101156795 B1 KR 101156795B1 KR 1020100021506 A KR1020100021506 A KR 1020100021506A KR 20100021506 A KR20100021506 A KR 20100021506A KR 101156795 B1 KR101156795 B1 KR 101156795B1
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이희진
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 말디-토프 플레이트 및 상기 말디-토프 플레이트 상에 코팅된 그래핀층을 포함하는 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟을 제공한다.
또한, 분석용 샘플로부터 이온을 생성시키는 이온 소스부, 상술한 샘플분석 타겟, 상기 샘플분석 타겟에 흡착된 분석 샘플을 이온화시키기 위한 광학계부, 및 분석 이온들의 질량 분포를 분석하기 위한 질량 검출부를 포함하는 말디-토프 질량분석장치를 제공한다. The present invention provides a sample analysis target for maldi-top mass spectrometry comprising a maldi-top plate and a graphene layer coated on the maldi-top plate.
In addition, the ion source unit for generating ions from the sample for analysis, the above-described sample analysis target, an optical system for ionizing the analysis sample adsorbed to the sample analysis target, and a mass detection unit for analyzing the mass distribution of the analysis ions It provides a Maldi-top mass spectrometer.

Description

그래핀 코팅된 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟 및 이를 포함하는 말디-토프 질량분석장치{Graphene Coated Target of MALDI-TOF Mass Spectrometry for Analysing Sample and MALDI-TOF Mass Spectrometry Device comprising The Same} Graphene Coated Target of MALDI-TOF Mass Spectrometry for Analysing Sample and MALDI-TOF Mass Spectrometry Device comprising The Same}

본 발명은 그래핀 코팅된 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟 및 이를 포함하는 말디-토프 질량분석장치에 관한 것이다.The present invention relates to a graphene-coated maldi-top mass spectrometry sample analysis target and a maldi-top mass spectrometer comprising the same.

단백질, 핵산 등과 같은 거대 분자량을 갖는 생화학 물질의 질량분석을 위한 방법으로는 레이저를 이용하는 말디-토프 질량분석법(MALDI-TOF Mass Spectroscopy:Matrix Assisted Laser Desorption Ionizatioon Time of Flight Mass Spectroscopy)이 있다. 이 방법을 이용한 분석기가 근래에 개발, 상품화되어 널리 이용되고 있다. 레이저 에너지를 분석하고자 하는 화합물에 전달하고, 이온화를 돕는 매트릭스를 사용하여 300 kDa의 고분자 물질의 분자량 측정이 가능하다. 또한, 감도가 높아 펨토몰(femtomole) 수준의 시료도 분석이 가능하며, 이온화되는 경우에 분석하고자 하는 화합물이 조각나는 현상이 현저히 줄어들어 혼합물의 경우에도 분석이 가능하다.Methods for mass spectrometry of large molecular weight biochemicals such as proteins and nucleic acids include MALDI-TOF Mass Spectroscopy (Matrix Assisted Laser Desorption Ionizatioon Time of Flight Mass Spectroscopy). Analyzers using this method have been recently developed, commercialized and widely used. The molecular weight of the 300 kDa polymer material can be measured by using a matrix that transfers the laser energy to the compound to be analyzed and aids in ionization. In addition, femtomole-level samples can be analyzed due to its high sensitivity, and in case of ionization, the compound to be analyzed is significantly reduced in fragmentation, which can be analyzed even in the case of a mixture.

일반적인 말디-토프 질량분석에는 다음과 같은 시료 준비 과정이 필요하다. 우선, 소량의 매트릭스 용액을 금속판으로 제조된 타겟판에 가해 건조시킨 후, 분석하고자 하는 시료 용액을 떨어뜨려 건조시킨다. 또는, 매트릭스 물질을 시료 용액에 혼합한 후 타겟 판에 위치시켜 결정화시킬 수 있다. Typical Maldi-tope mass spectrometry requires the following sample preparation procedures. First, a small amount of the matrix solution is added to a target plate made of a metal plate and dried, and then the sample solution to be analyzed is dropped and dried. Alternatively, the matrix material may be mixed with the sample solution and placed on the target plate to crystallize.

이후에, 매트릭스와 결정화된 시료가 위치된 곳에 레이저를 조사하면 매트릭스의 도움을 받아 시료가 탈착/이온화된다. 통상적인 질량분석기는 시료가 위치한 타겟판과 질량을 분석하는 센서 사이에 전기장을 걸어 이온화된 시료가 전기장의 포텐셜 차이에 의해 센서 쪽으로 이동하도록 이루어진 구조로 되어 있다. 이때, 시료의 전하량을 알 경우 센서에 도착하는 시간 등을 변수로 하여 시료의 질량을 분석할 수 있다.Subsequently, when the laser is irradiated where the matrix and the crystallized sample are located, the sample is desorbed / ionized with the help of the matrix. Conventional mass spectrometers have a structure in which an ionized sample is moved toward a sensor by a potential difference of an electric field by applying an electric field between a target plate on which a sample is located and a sensor for mass analysis. In this case, when the amount of charge of the sample is known, the mass of the sample may be analyzed using the time to arrive at the sensor as a variable.

일반적으로 말디-토프 질량분석법으로 합성 고분자 시료를 분석할 경우, 레이저에 의한 탈착 및 이온화를 돕기 위해서 분석 시료와 함께 유기산 매트릭스를 섞어준다. 만약 유기산 매트릭스를 함께 사용하지 않을 경우, 고분자 시료가 레이저를 직접 흡수하기 때문에 고분자 시료의 분해가 일어난다. 이를 위하여 다양한 유기산 매트릭스가 말디-토프 질량분석법에 사용되고 있다. In general, when analyzing a synthetic polymer sample by Maldi-Top mass spectrometry, an organic acid matrix is mixed with the analyte sample to assist with desorption and ionization by a laser. If the organic acid matrix is not used together, decomposition of the polymer sample occurs because the polymer sample absorbs the laser directly. To this end, various organic acid matrices have been used in Maldi-Top mass spectrometry.

그러나, 저 분자량 영역(1000Da이하)의 합성 고분자 시료 분석의 경우 함께 사용하는 유기산 매트릭스(분자량 150Da ~ 300Da)의 피크 및 시료와 결합한 다양한 형태의 매트릭스 관련 피크들이 함께 나타남으로써 분석하고자 하는 시료의 피크와 혼재하여 나타난다. 이와 같이 매트릭스 관련 피크들의 방해로 인하여 분석시료의 정밀도를 떨어뜨린다. 또한 기존 유기산 매트릭스를 사용할 경우 시료 전처리 과정이 복잡하며 많은 시료 전처리 필요한 문제점이 있다. However, in the case of the analysis of synthetic polymer samples in the low molecular weight region (1000 Da or less), the peaks of the organic acid matrix (molecular weight 150Da to 300Da) used together and various matrix-related peaks combined with the sample appear together, so that It appears mixed. As such, interference with matrix-related peaks degrades the accuracy of the sample. In addition, when the existing organic acid matrix is used, the sample pretreatment process is complicated and there is a problem that many sample pretreatments are required.

그에 따라, 최근 무기물을 유기산 매트릭스에 대신 사용하여 저 분자량의 시료분석에 적용하고 있다.
Accordingly, recently, inorganic materials have been used instead of organic acid matrices for low molecular weight sample analysis.

그리고, 말디-토프 질량분석법을 이용한 저 분자량의 합성 고분자 및 생체고분자 시료 분석을 위하여 다양한 매트릭스가 적용되고 있다.In addition, various matrices have been applied for the analysis of low molecular weight synthetic polymer and biopolymer samples using Maldi-Top mass spectrometry.

예를 들면, GPLDI(Graphite Laser Desorption/Ionization)방법은 기존의 말디-토프 플레이트(MALDI-TOF Plate : stainless steel) 대신에 Graphite를 코팅하여 저 분자량의 합성 고분자 시료를 분석하는데 적용되었다.For example, the Graphite Laser Desorption / Ionization (GPLDI) method was applied to analyze low molecular weight synthetic polymer samples by coating Graphite instead of the conventional Maldi-TOF Plate (stainless steel).

또한, DIOS(Desorption Ionization on Porous Silicon)방법은 무기물인 실리콘을 유기산 매트릭스 대신에 사용하여 저 분자량의 합성 고분자 및 아미노산 등을 분석한 방법이 개발되었다.In addition, DIOS (Desorption Ionization on Porous Silicon) has been developed a method of analyzing low molecular weight synthetic polymers and amino acids using inorganic silicon in place of the organic acid matrix.

더불어 다양한 금속산화물(Metal Oxide)을 말디-토프 플레이트에 코팅하여 아미노산등의 생체물질 분석에 적용한 예가 있다. 그 외 흑연 및 실리카 파우더를 사용한 방법들도 개발되었다.
In addition, there is an example in which various metal oxides (Metal Oxide) is coated on the Maldi-top plate and applied to the analysis of biomaterials such as amino acids. Other methods using graphite and silica powder have also been developed.

그러나, 기존에 개발된 무기 매트릭스들은 대부분 생체물질(아미노산등) 분석에만 한정적으로 적용되고 있으며 합성 고분자에는 제한적으로 사용되었다. 또한 분리능이 낮아 동위원소 분해능을 얻기가 어렵다는 단점이 있다.However, most of the previously developed inorganic matrices are limited to the analysis of biomaterials (amino acids, etc.) and limited to synthetic polymers. In addition, there is a disadvantage that the resolution is difficult to obtain isotope resolution.

그리고, 현재까지 일반 유기산 매트릭스를 제외한 무기물 매트릭스를 적용한 경우 높은 동위원소 분해능을 구현하는데 어려움이 있었다. 또한, 다양한 고분자 재료(극성/비극성 고분자) 분석이 어렵다.In addition, up to now, when the inorganic matrix except the general organic acid matrix is applied, it is difficult to realize high isotope resolution. In addition, it is difficult to analyze various polymer materials (polar / non-polar polymers).

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 말디-토프 질량분석법에서 사용된 유기산 및 무기물 매트릭스를 대체할 수 있는 새로운 소재를 이용하여 말디-토프 플래이트에 부착함으로써 종래의 유/무기물 매트릭스 사용시보다 동위원소 분해능이 월등하고, 다양한 종류의 고분자 재료에 대한 질량분석이 가능한 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to use the Maldi-tope plate using a new material that can replace the organic acid and inorganic matrix used in the conventional Maldi-top mass spectrometry The present invention provides a sample analysis target for maldi-top mass spectrometry, which is superior in isotope resolution than conventional organic / inorganic matrix and capable of mass spectrometry for various kinds of polymer materials.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 샘플분석 타겟을 포함하는 말디-토프 질량분석장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a Maldi-top mass spectrometer comprising the sample analysis target as described above.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 말디-토프 플레이트 및 상기 말디-토프 플레이트 상에 코팅된 그래핀층을 포함하는 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a maldi-top mass spectrometry target including a maldi-top plate and a graphene layer coated on the maldi-top plate.

본 발명의 일구체예에서, 상기 말디-토프 플레이트와 상기 그래핀층 사이에 금속층 또는 실리콘층이 더 포함된 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, a metal layer or a silicon layer is further included between the Maldi-top plate and the graphene layer.

본 발명의 일구체예에서, 상기 그래핀층의 두께는 5㎚ 내지 50㎚인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the graphene layer is characterized in that the thickness of 5nm to 50nm.

본 발명의 일구체예에서, 상기 그래핀층은 화학적 작용기가 포함된 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the graphene layer is characterized in that it comprises a chemical functional group.

본 발명의 일구체예에서, 상기 화학적 작용기는 -H, -OH, -SH, -COOH, -NH2 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the chemical functional group is characterized in that any one or more of -H, -OH, -SH, -COOH, -NH 2 .

본 발명의 다른 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 분석용 샘플로부터 이온을 생성시키는 이온 소스부, 말디-토프 플레이트 및 상기 말디-토프 플레이트 상에 코팅된 그래핀층을 포함하는 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟, 상기 샘플분석 타겟에 흡착된 분석 샘플을 이온화시키기 위한 광학계부, 및 분석 이온들의 질량 분포를 분석하기 위한 질량 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 말디-토프 질량분석장치를 제공한다.In order to solve the other object of the present invention, in the present invention, the ion source portion for generating ions from the sample for analysis, maldi-top mass spectrometry comprising a graphene layer coated on the maldi-top plate and the maldi-top plate It provides a maldi-top mass spectrometer comprising a sample analysis target, an optical system for ionizing the analysis sample adsorbed on the sample analysis target, and a mass detector for analyzing the mass distribution of the analysis ions.

본 발명의 일구체예에서, 상기 말디-도프 질량분석용 샘플분석 타겟은 상기 말디-토프 플레이트와 상기 그래핀층 사이에 금속층 또는 실리콘층이 더 포함된 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the maldi-doped mass spectrometry sample analysis target is characterized in that it further comprises a metal layer or silicon layer between the maldi-top plate and the graphene layer.

본 발명의 일구체예에서, 상기 그래핀층의 두께는 5㎚ 내지 50㎚인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the graphene layer is characterized in that the thickness of 5nm to 50nm.

본 발명의 일구체예에서, 상기 그래핀층은 화학적 작용기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the graphene layer is characterized in that it comprises a chemical functional group.

본 발명의 일구체예에서, 상기 화학적 작용기는 -H, -OH, -SH, -COOH, -NH2 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the chemical functional group is characterized in that any one or more of -H, -OH, -SH, -COOH, -NH 2 .

본 발명의 일구체예에서, 상기 질량 검출부는 비행시간 측정 진공 챔버 및 이온 계수 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the mass detector further comprises a flight time measuring vacuum chamber and an ion count detector.

본 발명에 따른 말디-토프 질량분석장치는 기존의 말디-토프 질량분석법에 필수적으로 사용된 유기산 및 무기물 매트릭스 대신 신소재인 그래핀(Graphene)을 금속, 실리콘 등에 대면적으로 코팅하여 사용함으로써 저 분자량의 합성고분자/생체 고분자 물질의 정밀한 구조 분석에 있어서 매트릭스 이온의 방해 없이 분석하고자 하는 시료의 피크들만의 스펙트럼을 확보함으로써 분석의 정밀도를 향상시킬 수 있다. Maldi-top mass spectrometer according to the present invention is a low molecular weight by using a large coating of graphene (Graphene) metal, silicon, etc. instead of the organic acid and inorganic matrix essentially used in the conventional Maldi-top mass spectrometry In the precise structural analysis of synthetic polymer / biopolymer material, it is possible to improve the accuracy of the analysis by securing the spectrum of only the peaks of the sample to be analyzed without disturbing the matrix ions.

또한, 기존의 무기물 매트릭스와 비교하여 높은 동위원소 분해능 및 다양한 고분자 재료(극성/비극성 고분자)에 적용 가능하다. 그리고 그래핀의 표면을 화학 처리함으로써 시료 특성(극성도)에 따른 분석을 수행할 수 있어 기존 무기물 매트릭스에 비하여 다양한 시료의 말디-토프 질량분석 및 월등한 질량 분해능을 확보할 수 있다.In addition, compared to the conventional inorganic matrix, high isotope resolution and various polymer materials (polar / non-polar polymer) can be applied. And, by chemically treating the surface of the graphene can be analyzed according to the characteristics (polarity) of the sample, it is possible to ensure the mass-to-mass mass analysis and superior mass resolution of various samples compared to the conventional inorganic matrix.

도 1은 본 발명에 따라 그래핀이 코팅된 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 THAP 매트릭스를 사용한 말디-토프 질량분석장치 및 본 발명에 따른 그래핀 매트릭스를 사용한 말디-토프 질량분석장치에 의한 스펙트럼을 비교한 그래프이다.
도 3은 THAP 매트릭스를 사용한 경우와 그래핀 매트릭스를 사용한 경우의 질량 분해능(Isotope Resolution)을 비교한 그래프이다.Figure 1 schematically shows a sample analysis target for graphene-coated maldi-tope mass spectrometry according to the present invention.
Figure 2 is a graph comparing the spectra by the Maldi-top mass spectrometer using a THAP matrix and the Maldi-top mass spectrometer using a graphene matrix according to the present invention.
3 is a graph comparing mass resolution (Isotope Resolution) when using a THAP matrix and a graphene matrix.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 도면을 참고하여 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the drawings.

그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 말디-도프 질량분석용 샘플분석 타겟(이하, 샘플분석 타겟)이 개략적으로 도시되어 있다.
1 schematically shows a sample analysis target (hereinafter, referred to as a sample analysis target) for Maldi-dope mass spectrometry according to a preferred embodiment of the present invention.

말디-토프 플레이트(11)는 샘플분석 타겟(10)을 지지하는 평면부재로 스테인레스 스틸 등으로 이루어질 수 있다.
The maldi-top plate 11 may be made of stainless steel or the like as a planar member supporting the sample analysis target 10.

그리고, 그래핀층(13)은 말디-토프 플레이트(11) 상에 그래핀이 코팅되어 형성된다. 그래핀의 코팅방식은 스퍼터링 방식과 같이 공지된 종래의 코팅방식에 의해 실시될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이러한 그래핀층(13)에 포함된 그래핀은 이러한 샘플분석 타겟(10)을 사용하여 말디-도프 질량분석장치를 구성할 때 종래의 유기산/무기산 매트릭스의 기능을 대체하게 된다.In addition, the graphene layer 13 is formed by coating graphene on the Maldi-top plate 11. Since the coating method of graphene may be carried out by a known coating method such as a sputtering method, a detailed description thereof will be omitted. Graphene included in the graphene layer 13 replaces the function of the conventional organic acid / inorganic acid matrix when constructing a maldi-doped mass spectrometer using the sample analysis target 10.

이때, 말디-토프 플레이트(11)와 그래핀층(13)의 접착을 원활하게 하기 위하여 금속층 또는 실리콘층(15)이 말디-토프 플레이트(11)와 그래핀층(13) 사이에 위치될 수 있다. 금속층 또는 실리콘층(15)은 종래의 수지접착제 등을 사용하여 말디-토프 플레이트(11) 상에 접착시킬 수 있다.
At this time, the metal layer or silicon layer 15 may be positioned between the maldi-top plate 11 and the graphene layer 13 to facilitate the adhesion of the maldi-top plate 11 and the graphene layer 13. The metal layer or silicon layer 15 may be adhered onto the maldi-top plate 11 using a conventional resin adhesive or the like.

또한, 그래핀층(13)은 표면화학 처리된 그래핀으로 구성될 수 있다. 이때 첨가된 화학적 작용기(17)는 분석 대상물질과의 접착을 증대시키기 위하여 제공되는 것으로서, 탄소에 결합 가능한 모든 화학적 구조일 수 있으며, 바람직하게는 -H, -OH, -NH2, -COOH, -SH 중 어느 하나 이상일 수 있다.In addition, the graphene layer 13 may be composed of graphene treated with a surface chemical. In this case, the added chemical functional group 17 is provided to increase adhesion with the analyte, and may be any chemical structure capable of bonding to carbon, and preferably, -H, -OH, -NH 2, -COOH,- At least one of SH may be.

이때, 그래핀층(13)의 두께 조절을 통하여 질량 분해능의 향상을 가져올 수 있으며, 이를 위하여 바람직하게는 5㎚ 내지 50㎚로 코팅될 수 있다.At this time, it is possible to bring an improvement in mass resolution through the thickness control of the graphene layer 13, for this purpose it may be preferably coated with 5nm to 50nm.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같이 그래핀 또는 화학적 작용기가 포함된 그래핀이 항구적 또는 교체 가능한 형태로 부착된 샘플분석 타겟을 제공할 수 있다.
Therefore, in the present invention, it is possible to provide a sample analysis target to which graphene or graphene containing a chemical functional group is attached in a permanent or replaceable form as described above.

본 발명에서는 상술한 샘플분석 타겟을 구비한 질량분석장치를 제공한다.The present invention provides a mass spectrometer having the above-described sample analysis target.

본 발명에 따른 말디-토프 질량분석장치는 분석용 샘플로부터 이온을 생성시키는 이온 소스부, 상술한 샘플분석 타겟(그래핀층은 그래핀 매트릭스 역할을 수행함), 샘플분석 타겟에 흡착된 분석 샘플을 이온화시키기 위한 광학계부, 및 분석 이온들의 질량 분포를 분석하기 위한 질량 검출부를 포함한다.Maldi-top mass spectrometer according to the present invention ionized the ion source unit for generating ions from the sample for analysis, the above-described sample analysis target (graphene layer acts as a graphene matrix), analytical sample adsorbed to the sample analysis target And a mass detector for analyzing a mass distribution of analyte ions.

또한, 본 발명에 따른 말디-토프 질량분석장치의 질량 검출부는 상기 대상물에서 발생된 이온의 질량분포를 비행거리 시간을 이용하여 검출하는 비행시간 측정(time-of-flight) 진공 챔버, 이온 개수를 계측할 수 있는 이온 계수 검출기를 더 포함할 수 있다.
In addition, the mass detection unit of the Maldi-top mass spectrometer according to the present invention is a time-of-flight vacuum chamber for detecting the mass distribution of ions generated in the object by using a flight time, the number of ions It may further include an ion count detector that can be measured.

폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene Glycol) 1000 Da 시료를 기존 유기산 매트릭스(THAP; trihydroxyacetophenone)에 사용할 경우 저분자량 영역인 100 Da 내지 300 Da에서 매트릭스와 관련된 피크들이 다수 검출되지만, 그래핀을 매트릭스로 사용할 경우 매트릭스와 관련된 피크들이 전혀 검출되지 않는다.When Polyethylene Glycol 1000 Da sample is used in the existing organic acid matrix (THAP; trihydroxyacetophenone), many peaks related to the matrix are detected in the low molecular weight region of 100 Da to 300 Da, but when graphene is used as the matrix Peaks are not detected at all.

상기와 같이 THAP 매트릭스를 사용한 말디-토프 질량분석장치 및 본 발명에 따라 그래핀 매트릭스를 사용한 말디-토프 질량분석장치에 의한 스펙트럼을 비교한 그래프를 도 2에서 개략적으로 나타내었다.As shown above, a graph comparing the spectra of the Maldi-Tope mass spectrometer using the THAP matrix and the Maldi-Tope mass spectrometer using the graphene matrix according to the present invention is schematically shown in FIG. 2.

도 2의 상부 그래프에서 알 수 있듯이 THAP 매트릭스를 사용한 경우 점선 안 쪽 영역에서 매트릭스와 관련된 다수의 피크가 형성됨을 알 수 있다. 그래핀 매트릭스를 사용한 아래 그래프에서는 점선 안쪽 영역에서 나타나는 매트릭스와 관련된 피크가 나타나지 않음을 알 수 있다.As can be seen in the upper graph of FIG. 2, it can be seen that when the THAP matrix is used, a plurality of peaks related to the matrix are formed in the region inside the dotted line. The graph below using the graphene matrix shows no peaks associated with the matrix appearing within the dashed line region.

따라서, 이러한 결과부터 그래핀층이 코팅된 샘플분석 타겟을 사용하여 말디-토프 질량분석장치를 구성하면 저 분자량 물질에 대해 정밀한 분석이 가능하다는 것을 알 수 있다. Therefore, from these results, it can be seen that if the Maldi-top mass spectrometer is configured using a sample analysis target coated with a graphene layer, precise analysis of low molecular weight materials is possible.

또한, 도 3에서는 THAP 매트릭스를 사용한 경우와 그래핀 매트릭스를 사용한 경우의 질량 분해능(Isotope Resolution)을 비교한 그래프를 개략적으로 도시하고 있다.In addition, Figure 3 schematically shows a graph comparing the mass resolution (Isotope Resolution) when using a THAP matrix and a graphene matrix.

도 3의 그래프를 비교해 보면, 그래핀 매트릭스의 경우에도 기존의 THAP 매트릭스와 동일한 질량분해능(Isotope Resoluton)을 확보할 수 있음을 알 수 있다.Comparing the graph of Figure 3, it can be seen that even in the case of the graphene matrix can be obtained the same mass resolution (Isotope Resoluton) as the conventional THAP matrix.

따라서, 본 발명에 따른 질량분석장치는 저 분자량 물질에 대한 정밀한 분석이 가능한 동시에 종래의 유기 매트릭스를 채용한 질량분석장치와 대등한 질량 분해능을 갖는 것을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the mass spectrometer according to the present invention can accurately analyze a low molecular weight material and have a mass resolution comparable to that of a conventional mass spectrometer employing an organic matrix.

이상 본 발명에 따른 말디-토프 질량분석 장치를 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 말디-토프 질량분석 장치는 상기 설명에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
Although the maldi-top mass spectrometer according to the present invention has been described in detail through specific examples, this is to specifically describe the present invention, and the maldi-top mass spectrometer according to the present invention is not limited to the above description. It will be apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.

10 : 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟
11: 말디-토프 플레이트 13: 그래핀층
15: 금속층 또는 실리콘층 17: 화학적 작용기10: sample analysis target for maldi-tope mass spectrometry
11: Maldi-top plate 13: Graphene layer
15: metal layer or silicon layer 17: chemical functional group

Claims (11)

말디-토프(Maldi-Tof) 플레이트 및 상기 말디-토프 플레이트 상에 코팅된 그래핀층을 포함하는 말디-토프 질량분석용 샘플분석 타겟.Sample analysis target for maldi-top mass spectrometry comprising a Maldi-Tof plate and a graphene layer coated on the maldi-top plate. 청구항 1에 있어서,
상기 말디-토프(Maldi-Tof) 플레이트와 상기 그래핀층 사이에 형성된 금속층 또는 실리콘층을 더 포함하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석용 샘플분석 타겟.The method according to claim 1,
Sample analysis target for Maldi-Tof mass spectrometry further comprising a metal layer or a silicon layer formed between the Maldi-Tof plate and the graphene layer. 청구항 1에 있어서,
상기 그래핀층의 두께는 5㎚ 내지 50㎚인 것을 특징으로 하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석용 샘플분석 타겟.The method according to claim 1,
The graphene layer has a thickness of 5 nm to 50 nm, Maldi-Tof mass spectrometry sample analysis target. 청구항 1에 있어서,
상기 그래핀층은 화학적 작용기가 포함되고, 상기 화학적 작용기는 -H, -OH, -SH, -COOH, -NH2 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석용 샘플분석 타겟.
The method according to claim 1,
The graphene layer includes a chemical functional group, and the chemical functional group is -H, -OH, -SH, -COOH, -NH 2 characterized in that at least any one of -Maldi-Tof mass spectrometry target.
삭제delete 분석용 샘플로부터 이온을 생성시키는 이온 소스부;
말디-토프(Maldi-Tof) 플레이트 및 상기 말디-토프(Maldi-Tof) 플레이트 상에 코팅된 그래핀층을 포함하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석용 샘플분석 타겟;
상기 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석용 샘플분석 타겟에 흡착된 분석 샘플을 이온화시키기 위한 광학계부; 및
분석 이온들의 질량 분포를 분석하기 위한 질량 검출부;
를 포함하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석장치.An ion source unit generating ions from an analytical sample;
Sample analysis targets for Maldi-Tof mass spectrometry comprising a Maldi-Tof plate and a graphene layer coated on the Maldi-Tof plate;
An optical system unit for ionizing the analytical sample adsorbed to the sample analysis target for Maldi-Tof mass spectrometry; And
A mass detector for analyzing a mass distribution of the analyzed ions;
Maldi-Tof mass spectrometer comprising a. 청구항 6에 있어서,
상기 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석용 샘플분석 타겟은 상기 말디-토프(Maldi-Tof) 플레이트와 상기 그래핀층 사이에 금속층 또는 실리콘층을 더 포함하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석장치.The method of claim 6,
The Maldi-Tof mass spectrometry target is a Maldi-Tof mass spectrometer further comprising a metal layer or a silicon layer between the Maldi-Tof plate and the graphene layer. Device. 청구항 6에 있어서,
상기 그래핀층의 두께는 5㎚ 내지 50㎚인 것을 특징으로 하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석장치.The method of claim 6,
Maldi-Tof mass spectrometer, characterized in that the thickness of the graphene layer is 5nm to 50nm. 청구항 6에 있어서,
상기 그래핀층은 화학적 작용기를 포함하고, 상기 화학적 작용기는 -H, -OH, -SH, -COOH, -NH2 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석장치.
The method of claim 6,
The graphene layer comprises a chemical functional group, Maldi-Tof mass spectrometer, characterized in that any one or more of -H, -OH, -SH, -COOH, -NH 2 .
삭제delete 청구항 6에 있어서,
상기 질량 검출부는 비행시간 측정 진공 챔버 및 이온 계수 검출기를 더 포함하는 말디-토프(Maldi-Tof) 질량분석장치.The method of claim 6,
The mass detection unit Maldi-Tof mass spectrometer further comprises a flight time measuring vacuum chamber and an ion count detector.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103728394A (en) * 2014-01-15 2014-04-16 中华人民共和国苏州出入境检验检疫局 Daily chemical product antibacterial agent detection method based on graphene oxide solid phase extraction
KR20190019436A (en) * 2017-08-17 2019-02-27 주식회사 엘지화학 Qualitative analysis method of insoluble pigment compounds

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6352276B2 (en) * 2012-10-26 2018-07-04 フリューダイム カナダ インコーポレイテッド Sample analysis by mass cytometry
JP2014232055A (en) * 2013-05-29 2014-12-11 株式会社島津製作所 Measurement board for maldi mass analysis
KR101368401B1 (en) 2013-09-02 2014-02-28 국방과학연구소 Aerosol-collecting device
CN103776892B (en) * 2014-01-16 2014-12-17 陕西师范大学 Matrix with selectivity for micromolecule MALDI-TOF MS (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry) detection and application thereof
KR20160009740A (en) * 2014-07-16 2016-01-27 연세대학교 산학협력단 Sample plate using MALDI-TOF mass spectrometer and manufacturing method of the sample plate and a method for mess spectrometry using the sample plate
US10012623B2 (en) 2014-11-24 2018-07-03 Marco CISTERNI Apparatus and method for mitigation of alterations in mass spectrometry in the presence of hydrogen
CN107180739B (en) * 2017-05-23 2018-11-09 中国科学院生态环境研究中心 Substance assistant laser desorpted-time-of-flight mass spectrometry instrument target plate
TWI668429B (en) * 2018-01-11 2019-08-11 National Taiwan Normal University Biosensing wafer containing graphene and detection device using the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050058398A (en) * 2002-08-21 2005-06-16 도요 고한 가부시키가이샤 Solid support and method of mass spectrometry of multiple substances or composites immobilized on the solid support through desorption/ionization
KR20080067648A (en) * 2005-10-13 2008-07-21 이비덴 가부시키가이샤 Support for analysis and use thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7413907B2 (en) * 2003-07-28 2008-08-19 William Marsh Rice University Carbon nanotubes and their derivatives as matrix elements for the matrix-assisted laser desorption mass spectrometry of biomolecules and sequencing using associated fragmentation
AT500618B1 (en) * 2004-04-02 2006-02-15 Physikalisches Buero Steinmuel TARGET FOR MALDI / SELDI-MS
US20090166523A1 (en) * 2004-04-27 2009-07-02 Koninklijke Philips Electronic, N.V. Use of carbon nanotubes (cnts) for analysis of samples
US20060097150A1 (en) * 2004-10-26 2006-05-11 Joyce Timothy H Functionalized target support and method
US7465921B1 (en) * 2006-03-02 2008-12-16 Agilent Technologies, Inc. Structured carbon nanotube tray for MALDI plates

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050058398A (en) * 2002-08-21 2005-06-16 도요 고한 가부시키가이샤 Solid support and method of mass spectrometry of multiple substances or composites immobilized on the solid support through desorption/ionization
KR20080067648A (en) * 2005-10-13 2008-07-21 이비덴 가부시키가이샤 Support for analysis and use thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103728394A (en) * 2014-01-15 2014-04-16 中华人民共和国苏州出入境检验检疫局 Daily chemical product antibacterial agent detection method based on graphene oxide solid phase extraction
CN103728394B (en) * 2014-01-15 2015-08-12 中华人民共和国苏州出入境检验检疫局 A kind of cosmetics of everyday use antiseptic detection method based on Graphene Solid-Phase Extraction
KR20190019436A (en) * 2017-08-17 2019-02-27 주식회사 엘지화학 Qualitative analysis method of insoluble pigment compounds
KR102174436B1 (en) 2017-08-17 2020-11-04 주식회사 엘지화학 Qualitative analysis method of insoluble pigment compounds

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