[發(fā)明專利]一種納噴霧電極及其制作方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110321213.0
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102522311A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康經(jīng)武;張含智
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所
• 主分類號: H01J49/16
• 分類號: H01J49/16;H01J9/02
• 代理公司: 上海海頌知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納噴霧電極及其制作方法和應(yīng)用，具體說，是涉及一種使用環(huán)氧樹脂粘覆的金箔作為導(dǎo)電涂層的納噴霧電極及其制作方法和應(yīng)用，屬于分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

納噴霧離子化(Nanoelectrospray?ionization，NSI)被提出后，人們對于納噴霧的研究產(chǎn)生了極大興趣。相比于較早的電噴霧離子化(Electrospray?ionization，ESI)，納噴霧具有無可比擬的優(yōu)勢：一方面，將流速降至nL/min的范圍，較電噴霧低了好幾個數(shù)量級，使得樣品用量大大降低，同時樣品的利用效率大大提高，并且可以在一個較長的時間段內(nèi)獲得質(zhì)譜的平均信號；另一方面，納噴霧無需霧化器或者加熱去除溶劑，其所加的電壓本身就可使樣品氣溶膠化，進(jìn)而電離，使得儀器簡化，減少能量消耗。這些優(yōu)點(diǎn)促使了納噴霧電極的快速發(fā)展。

人們對于納噴霧電極的研究集中在：電極形狀和尺寸的優(yōu)化，導(dǎo)電涂層的選擇，以及將電極用于各種聯(lián)用技術(shù)(如納升級液相色譜-質(zhì)譜、毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜)中。納噴霧電極的形狀，在以往的報(bào)道中無論是拉制還是打磨都是采用尖端對稱型的，Her等人發(fā)展了一種斜端噴針(beveled?tip)的電極，即改變了以往對稱型的電極形狀。研究發(fā)現(xiàn)75μm內(nèi)徑的石英毛細(xì)管斜端電極(以石墨為導(dǎo)電涂層)的性能與25μm的對稱型電極相似，前者的最優(yōu)流速范圍在200～1000nL/min，后者在200～500nL/min，這樣既擴(kuò)大了最優(yōu)流速的范圍，同時內(nèi)徑大的毛細(xì)管較耐用，且不容易被堵塞。Chen等將這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展成斜端不銹鋼電極，并闡明斜端最尖端是電場最強(qiáng)處，施加較低的電壓就可產(chǎn)生噴霧，并且這種斜端電極在一個很寬的流速范圍內(nèi)適用，另外他們將這種斜端不銹鋼電極用于毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用中。Wang等人首次報(bào)道了一種基于硅片的多嘴噴針陣列(multinozzle?emitter?array)來用于納噴霧質(zhì)譜，3-in的硅片上排布著96個相同的10-噴嘴的噴針，對多肽和蛋白質(zhì)的重復(fù)性測試表明，用該種噴針?biāo)玫降撵`敏度和穩(wěn)定性可以和商業(yè)化的毛細(xì)管電極相當(dāng)。另外，Ouyang等人也報(bào)道了一種紙噴霧用于納噴霧質(zhì)譜，并且紙噴霧的過程還有將樣品進(jìn)行分離的效果。

對于導(dǎo)電涂層的選擇，可以分為金屬導(dǎo)電涂層、非金屬導(dǎo)電涂層以及導(dǎo)電聚合物涂層等，發(fā)展最多的是前兩者。金屬的選擇包括金、銀、銅、鎳等，一般都是采用氣相沉積或是真空蒸鍍的方法。然而金原子與石英毛細(xì)管表面的化學(xué)結(jié)合不牢固，所以一般會在毛細(xì)管表面涂一層硅試劑；銀電極很容易在高電場及空氣中被氧化；鍍鎳之前一般會先鍍一層鉻，這些方法得到的電極使用壽命有限，從而限制了其廣泛的應(yīng)用。非金屬導(dǎo)電涂層大多選用的是石墨，Her是將鉛筆從粘有Mark筆液的毛細(xì)管表面劃過得到涂層；Zhu等人也發(fā)展了一種石墨涂層的電極，使用壽命較長，但并不適用于低流速下樣品的測定(＜200nL/min)，所使用的電壓比較高(＞3.5KV)，他們將該電極用于毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用中，得到了比較好的結(jié)果。

綜上所述，如何制作結(jié)實(shí)且實(shí)用的納噴霧電極是當(dāng)前研究重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的納噴霧電極存在的使用壽命短、噴霧不穩(wěn)定、制作過程繁瑣、成本高等問題，本發(fā)明提供一種制作簡單、成本低、具有穩(wěn)定性好，靈敏度高，得到的質(zhì)譜結(jié)果重現(xiàn)性好，使用壽命較長的納噴霧電極及其制作方法和應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種納噴霧電極，其特征在于，是由石英毛細(xì)管噴針和作為導(dǎo)電層的金箔組成，且所述金箔是通過環(huán)氧樹脂粘覆在石英毛細(xì)管噴針的尖端表面以形成導(dǎo)電涂層。

所述的石英毛細(xì)管噴針的總長推薦為10～11cm，內(nèi)徑推薦為10～100μm，優(yōu)選為40～60μm。

所述的金箔尺寸推薦為：長度為1～2cm，寬度為0.1～0.3cm，厚度為0.1～8μm。

所述的石英毛細(xì)管噴針的尖端可以通過砂紙打磨而成，也可以通過加熱或激光拉制而成，優(yōu)選為通過砂紙打磨而成。

一種所述的納噴霧電極的制作方法，包括如下步驟：

a)將石英毛細(xì)管噴針的一端制成尖端；

b)將裁剪的金箔通過環(huán)氧樹脂粘覆在石英毛細(xì)管噴針的尖端表面；

c)向石英毛細(xì)管噴針中通入水或有機(jī)溶劑，檢測出口處是否堵塞。

所述的有機(jī)溶劑推薦為甲醇、乙腈或丙酮，優(yōu)選甲醇或乙腈。

所述的納噴霧電極既可應(yīng)用于納噴霧質(zhì)譜分析技術(shù)中，也可應(yīng)用于毛細(xì)管電泳或毛細(xì)管液相色譜與質(zhì)譜的聯(lián)用分析技術(shù)中。