Paper-Based Microfluidic Devices for Paper Spray Mass Spectrometry Analysis

La spectrométrie de masse par pulvérisation sur papier reste une technique encore peu ex-plorée, malgré son fort potentiel analytique, en particulier pour l’étude des biomolécules. Dans ce travail, nous présentons une caractérisation de cette technique à l’aide d’un disposi-tif microfluidique sur papier développé au sein de notre laboratoire, dans le but de mieux comprendre les mécanismes fondamentaux régissant la génération d’ions multiprotonés de protéines, en prenant la myoglobine comme analyte modèle. Plus spécifiquement, notre étude examine l’influence de la géométrie de la pointe, de la microstructure du papier ainsi que des propriétés physico-chimiques du couple solvant–substrat sur l’efficacité d’ionisation et sur la distribution des états de charge.

Abstract

This work investigates the performance and underlying mechanisms of PS-MS using a custom-designed µPAD fabricated in our laboratory. The objectives were to validate its analytical reliability for protein detection, to examine how the physical and chemical properties of paper substrates influence ionization, and to gain a deeper understanding of the processes governing droplet formation and charge generation. Myoglobin was selected as a model protein to assess the efficiency and stability of ionization under controlled experimental conditions. The device yielded reproducible mass spectra with well-defined charge-state distributions, demonstrating its potential as a reliable platform for protein detection.