[發明專利]一種具有微小死體積的電噴霧離子化質譜接口裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201710864851.4
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107796903B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 方群;方盼
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N30/72
• 分類號: G01N30/72
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張勛斌

本發明公開了一種具有微小死體積的電噴霧離子化質譜接口裝置及其使用方法，該接口裝置包括分析毛細管、鞘流毛細管、連接鞘流溶液的儲液容器與鞘流毛細管的鞘流連接管、用于將分析毛細管和鞘流毛細管組裝成套管結構的連接組件和用于給電噴霧供電的電極。該接口裝置采用了加工薄壁分析毛細管、小出口內徑鞘流毛細管、薄層鞘液表面流等設計，可以大幅減小接口死體積，保證樣品的分離效率，同時提高了接口裝置的使用壽命。

技術領域：

本發明涉及的領域為分析化學中的質譜分析領域，特別是涉及一種具有微小死體積的電噴霧離子化質譜接口及其使用方法。

背景技術：

質譜分析技術在當前分析化學領域的發展中起著越來越重要的作用。與毛細管電泳或液相色譜等高分辨分離系統聯用的電噴霧離子化質譜系統在對含蛋白質、多肽、核酸、小分子物質的復雜樣品分析中有著獨特的優勢。上述分離分析系統與電噴霧質譜系統的接口結構和特性會顯著影響聯用系統的分析性能。首先，減小接口的死體積能降低樣品在分離后的稀釋效應，減少分離效率的損失。其次，接口噴口的大小與樣品離子化效率緊密相關，越小的噴口能得到更高的霧化和離子化效率，從而有利于提高系統的檢測靈敏度。最后，接口的使用壽命也受接口結構的直接影響，接口的結構決定著它的操作方式，合理的結構可以防止接口中的雜質堵塞及避免操作不當引起接口損壞。

目前，電噴霧離子化質譜接口的加工技術主要包括基于微流控芯片加工技術和毛細管的加工技術，分別在芯片上加工微通道或利用熔融石英毛細管內通道作為分離分析通道，并結合鞘流輔助、金屬鍍層、納米孔電荷通道等加電方法對樣品進行分離分析和電噴霧離子化，從而完成分析過程，上述技術廣泛應用于蛋白質組學和代謝組學等研究領域。

基于毛細管的電噴霧離子化質譜接口，相比于基于微流控芯片的接口系統，加工方法成本更低，加工難度更小，操作更簡單方便。目前，基于毛細管的電噴霧離子化質譜接口多采用同軸鞘流結構，利用兩根毛細管分別完成分離分析和鞘流輔助電噴霧離子化。一般通過匹配毛細管內外徑尺寸，將分析毛細管插入另一根特殊的鞘流管當中，形成電噴霧離子化質譜接口。兩根毛細管的耦合主要采用兩種方法：一種是采用特制的不銹鋼套管作為鞘流管，套管尖端制成錐形斜口，將石英毛細管作為分析毛細管套于不銹鋼套管內，分析毛細管外端接觸于不銹鋼套管內壁。另一種是采用玻璃管，拉制成具有尖端噴口的錐形管，套于分析毛細管外，分析毛細管外端也與玻璃管內壁相接觸。這類基于毛細管的電噴霧離子化質譜接口具有制作簡單、方便，成本低等優點，但是也存在著一些明顯的局限性。例如，這類接口中分析毛細管的出口與鞘流套管出口之間有一定的空間，該空間形成的死體積會導致樣品在分離后又在此擴散，引起分離效率的降低。其次，鞘流套管內溶液聚焦在鞘流套管尖端內，也會容易造成管口的堵塞，使得電噴霧停止，實驗中斷。此外，分析毛細管外徑大于鞘流套管的內徑，在接口安裝和使用過程中容易導致分析毛細管與鞘流套管之間的碰撞，從而損壞分析毛細管或者鞘流套管，降低接口的使用壽命。雖有報導采用較大內徑鞘流套管解決管口堵塞和使用壽命的問題，但這種方法接口的死體積仍然較大，使得樣品的分離效率及檢測靈敏度都會降低。

發明內容：

本發明提供了一種具有微小死體積的電噴霧離子化質譜接口裝置，利用加工薄壁分析毛細管、小出口內徑鞘流毛細管、薄層鞘液表面流等設計，大幅減小接口死體積，保證樣品的分離效率，同時提高接口裝置的使用壽命。

本發明的優點主要在于：(1)將鞘流型電噴霧離子化質譜接口的死體積降低至最低限度，保證了分析系統的高分離效率，有利于提高毛細管電泳-質譜或液相色譜-質譜聯用系統的分離效率；(2)分析毛細管出口端可縮進鞘流毛細管出口端，保護管尖，同時便于排出鞘流中堵塞的雜質，延長接口工作時間；(3)分析毛細管出口端外徑小于鞘流毛細管出口端內徑，避免接口安裝和使用過程中兩根毛細管之間的碰撞損傷，提高接口的使用壽命；(4)采用該接口的分析系統適用于組成復雜、樣品量少、待測物含量低、需要高分辨分離分析的場合，如蛋白質組學或代謝組學的研究等。

本發明采用的具體技術方案是：所述具有微小死體積的電噴霧離子化質譜的接口裝置由五個基本部分組成，包括：