專利名稱：質(zhì)譜電噴霧離子源中去除氣泡的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到 一種電噴霧離子源的處理技術(shù)，更具體的說是質(zhì)譜電噴霧離子 源去除氣泡的裝置。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜的電噴霧技術(shù)是一種軟電離技術(shù)，最早由Fenn等提出。其使用強(qiáng)靜電 場來進(jìn)行電離，電噴霧通常指液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用的接口裝置。溶劑帶著離子型 或極性試樣分子流過毛細(xì)管，在毛細(xì)管的出口處加一高壓電場，在庫侖力的作用 下，試樣分子在毛細(xì)管的出口處會(huì)發(fā)生噴霧，霧化成細(xì)小的帶有電荷的霧滴，現(xiàn) 在已成功地用于液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC/MS)以及毛細(xì)管電泳質(zhì)譜聯(lián)用儀(CE/MS) 的接口和離子化裝置。
電噴霧電離(ESI)原理可按電荷殘留模型予以描述，帶電液滴蒸發(fā)，液滴變 小，液滴表面相斥的靜電荷密度增大。當(dāng)液滴蒸發(fā)到某一程度，液滴表面的庫侖 斥力使液滴爆炸。產(chǎn)生的小帶電液滴繼續(xù)此過程。隨著液滴的水分子逐漸蒸發(fā)， 就可獲得自由徘徊的質(zhì)子化和去質(zhì)子化的蛋白分子。針對(duì)電噴霧電離所產(chǎn)生的多 電荷狀態(tài)，F(xiàn)enn將多電荷狀態(tài)理解為對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行多次獨(dú)立的測(cè)量，并基于 聯(lián)立方程解的平均方法，獲得對(duì)分子質(zhì)量的正確估量，解決了多電荷離子信息的 問題，使蛋白分子質(zhì)量測(cè)量精度獲得極大的提高，并于1988年首次成功地測(cè)量 了分子量為40kD的蛋白質(zhì)分子，精確度達(dá)到99. 99%。
Kebarle和Tang分析了樣品在電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)電離過程。他們認(rèn)為電 噴霧接口中從樣品離子的產(chǎn)生到被分析檢測(cè)的過程可以分為4個(gè)步驟1.樣品 溶液進(jìn)入加上高壓的電噴霧針頭噴霧形成表面帶有電荷的液滴；2.隨著緩沖溶 液的揮發(fā)，液滴表面的電荷密度增加。當(dāng)液滴表面的電荷密度增大到Rayleigh 穩(wěn)定極限時(shí)，即液滴表面的靜電斥力大于液滴表面張力，液滴碎裂成更小的液 滴。這個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行，直到形成非常小的液滴；3.在靜電斥力作用下，樣品離子從非常小的、電荷密度高的液滴中脫離出來進(jìn)入氣相；4.樣品離子進(jìn)入質(zhì)譜并進(jìn) 行分析;險(xiǎn)測(cè)。
隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展，利用液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用來分離和鑒定蛋白已經(jīng)成 為蛋白質(zhì)組學(xué)分離鑒定的主流分析方法，而在液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)中，液相色i普/ 電噴霧質(zhì)譜(LC-ESI-MS)是蛋白等大分子鑒定的重要手段。LC-ESI-MS這種方 法譜圖好壞的影響因素很多，除去儀器的影響，電噴霧本身的影響因素就很多， 例如溶液的PH值、溶液中所使用的緩沖鹽類、溶液中是否含有氣泡、所使用的 電壓等等。
為了得到更好的液質(zhì)聯(lián)用的譜圖，人們一直研究改進(jìn)的方法，例如溶液PH 值最好是在蛋白的等電點(diǎn)附近，對(duì)于未知的蛋白最好PH是在酸性，溶液中不能 使用如磷酸鹽等緩沖鹽類，使用膜進(jìn)樣來改善對(duì)緩沖鹽的忍受能力；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值 調(diào)整所使用的噴霧電壓，對(duì)于去除溶液中的氣泡，目前人們只是在液相色譜進(jìn)行 樣品分離前使用自動(dòng)脫氣機(jī)對(duì)溶劑進(jìn)行脫氣，在電噴霧階段并沒有進(jìn)行過除氣處 理。
我們知道由于儀器本身的設(shè)計(jì)問題，或者是樣品的性質(zhì)問題，在液相色譜分 離過后難免溶液中會(huì)存在一些微小的氣泡，而這些氣泡的存在就會(huì)使電噴霧離子 化的譜圖質(zhì)量有所下降。尤其是當(dāng)利用氣泡作為分隔介質(zhì)來保留液相色鐠的分離 效果，增加質(zhì)譜的分析時(shí)間時(shí)，氣體的存在使電噴霧的效果下降，例如當(dāng)進(jìn)行串 級(jí)分析時(shí)，子離子若分布在氣泡段則無法檢出，造成一定程度上譜圖質(zhì)量的降低， 在一定程度上影響了蛋白等大分子物質(zhì)的鑒定。
如圖5所示，現(xiàn)有的電噴霧裝置中不銹鋼兩通1坐落在操作平臺(tái)4上，起到 連接液相色譜餾分3和噴針2的作用，噴針2就是一個(gè)毛細(xì)管帶有尖端的，通常 是內(nèi)徑是50um，但是尖端大約是10um左右，毛細(xì)管是逐漸縮小的。在尖端上時(shí) 施加電壓進(jìn)行電噴霧，然后再質(zhì)譜5中進(jìn)行分析。
但是，這種電噴霧不能解決在液相色傳分離之后溶液中含有氣泡的問題，從 而造成一定程度上譜圖質(zhì)量的降低，在一定程度上影響了蛋白等大分子物質(zhì)的鑒 定。
鑒于此，有必要4是供一種質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及質(zhì)譜電噴霧離子源中去除氣泡的裝置。用于解決在液相色譜分離 之后溶液中含有氣泡的問題，尤其是利用氣體作為保留液相色i普分離效果時(shí)電噴 霧譜圖質(zhì)量不高的問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 一種質(zhì)譜電噴霧離子源去 除氣泡的裝置，該裝置包括基部，設(shè)置于基部上的凹部、設(shè)置于基部上并與凹部 連通的親水性微通道以及一端與液相色譜餾分連通，另 一端與凹部連通的連接 件。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述基部材質(zhì)為金屬，所述凹部為通孔，所述 親水性微通道^黃截面面積相同。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述基部材質(zhì)為金屬，所述凹部為通孔，所述 親水性微通道^黃截面面積自凹部向遠(yuǎn)離凹部方向依次減小。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述基部為聚二曱基硅氧烷PDMS制成的微流 控芯片，所述親水性微通道橫截面面積自凹部向遠(yuǎn)離凹部方向依次減小。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述基部為聚二曱基硅氧烷PDMS制成的微流 控芯片，所述親水性」微通道4黃截面面積相同。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述基部包括尖端，該基部形狀為鋼筆尖形狀， 在上施加電壓實(shí)現(xiàn)電噴霧。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述通孔直徑為1-3mm,所述親水性孩i通道長 為l-10cm。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述親水性孩i通道另一端通過連接裝置與質(zhì)譜 的電噴霧噴針連通。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述親水性-微通道另一端通過與質(zhì)譜的電噴霧 噴針連通，該電噴霧噴針為毛細(xì)管噴針。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案之一，所述親水性微通道另一端設(shè)有尖端用于被施加 電壓進(jìn)行電噴霧。本發(fā)明可以獲得高質(zhì)量的i普?qǐng)D，尤其當(dāng)使用氣體作為間隔介質(zhì)來保留液相色 譜的分離效果時(shí)，使用這套裝置可以在實(shí)現(xiàn)電噴霧時(shí)在線除去氣體，既保留了氣 體分離液相色i普餾分的功能，又能夠使噴霧連續(xù)，使電噴霧質(zhì)量提高，譜圖質(zhì)量 更高，便于后續(xù)的鑒定和進(jìn)一步的分析。


圖1為本發(fā)明質(zhì)譜電噴霧離子源中去除氣泡的裝置一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明質(zhì)譜電噴霧離子源中去除氣泡的裝置中基部的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明質(zhì)譜電噴霧離子源中去除氣泡的裝置另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖; 圖4為本發(fā)明質(zhì)鐠電噴霧離子源中去除氣泡的裝置又一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖; 圖5為現(xiàn)有質(zhì)譜電噴霧裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施步驟。 實(shí)施例一
如圖l所示， 一種質(zhì)諳電噴霧離子源去除氣泡的裝置，該裝置包括基部，設(shè) 置于基部上的通孔13、設(shè)置于基部上并與通孔13連通的親水性微通道14以及 一端與液相色i普餾分(包括氣泡11和液體12 )連通，另一端與通孔13連通的 連接件10。
所述基部由一塊金屬片加工成如圖1所示的類似鋼筆尖一樣具有尖端(泰勒 錐)和微通道的結(jié)構(gòu)，金屬片中間有一個(gè)直徑為l-3mm的通孔，該通孔13連通 一個(gè)長度大約為l-10cm，直徑從100um漸縮至1Gum的樣1孔道(所述親水性微通 道14橫截面面積自通孔13向遠(yuǎn)離通孔方向依次減小)，如圖2所示，該微孔道 也可以是內(nèi)徑相同的孔道。金屬片經(jīng)過處理，表面鍍銥金，將微通道14處理成 親水性表面。將氣泡間隔液相色譜組分的毛細(xì)管通過連接件10連接到金屬片的 通孔13處，由于親水性微通道14的毛細(xì)作用，氣體11從通孔13處揮發(fā)，液體 12導(dǎo)入親水性微通道?；康谋砻媾c微孔道相交部分為兩條直線，兩條直線的延伸部分可以在遠(yuǎn)離通孔13的方向相交。使用時(shí)，將金屬片(基部)放置在工
作臺(tái)上，在金屬片(基部)的尖端上直接加上電壓就可以進(jìn)行電噴霧離子化。
實(shí)施例二
如圖3所示， 一種質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，該裝置包括基部，設(shè) 置于基部上的凹部、設(shè)置于基部上并與凹部連通的親水性微通道24以及一端與 液相色譜餾分(包括氣泡22和液體21 )連通，另一端與凹部連通的連接件20。
所述基部為PDMS (聚二甲基硅氧烷)制成的微流控芯片23，該微流控芯片 23上設(shè)計(jì)一條橫截面面積自凹部向遠(yuǎn)離凹部方向依次減小的微孔道24，該微孔 道也設(shè)有尖端(泰勒錐)，該微孔道24橫截面為部分圓或"V"型，所述微孔道 24表面經(jīng)過氧化，處理成親水性表面。微流控芯片23的上表面與微孔道相交部 分為兩條直線，兩條直線的延伸部分可以在遠(yuǎn)離凹部的方向相交。帶有氣泡22 的液體21流經(jīng)微孔道24,由于液體與微孔道的親7K作用，使得氣泡22被擠出 微孔道，從而達(dá)到排出氣體的作用。將氣體出去后，在微流控芯片前端設(shè)計(jì)的尖 端上施力a電壓，進(jìn)4亍電噴霧。
實(shí)施例三
如圖4所示， 一種質(zhì)i普電噴霧離子源去除氣泡的裝置，該裝置包括基部，設(shè) 置于基部上的凹部、設(shè)置于基部上并與凹部連通的親水性微通道37以及一端與 液相色語餾分(包括氣泡32和液體31)連通，另一端與凹部連通的連接件30。 所述基部為PDMS (聚二曱基硅氧烷)制成的微流控芯片33,該微流控芯片33 放置在三維操作平臺(tái)34上，該微流控芯片33上設(shè)計(jì)一條內(nèi)徑約為5-10um左右 的微孔道37，該微孔道37橫截面為部分圓截面，所述親水性微通道橫截面面積 均等；也可以為橫截面積相等的V型截面，所述微孔道37表面經(jīng)過氧化，處理 成親水性表面。帶有氣泡32的液體31流經(jīng)微孔道37,由于液體與微孔道的親 水作用，使得氣泡32被擠出微孔道，從而達(dá)到排出氣體的作用。微流控芯片33 的上表面與微孔道37相交部分為兩條平行的直線。將氣體出去后，在微流控芯 片的前端通過連接組件(例如不銹鋼二通)與質(zhì)譜的電噴霧噴針相連進(jìn)行電噴霧 離子化。該電噴霧噴針為毛細(xì)管噴針，例如石英毛細(xì)管或不《秀鋼毛細(xì)管。如果毛細(xì)管噴針的直徑與微孔道37相匹配，也可以不采用連接組件，直接將噴針放置
在微孔道37進(jìn)行電噴霧離子化。圖中Fl表示氣泡排除方向，F(xiàn)2表示液體之間 相互作用力方向。
本發(fā)明可以獲得高質(zhì)量的譜圖，尤其當(dāng)使用氣體作為間隔介質(zhì)來保留液相色 譜的分離效果時(shí)，使用這套裝置可以在電噴霧時(shí)簡單的除去氣體，既保留了氣體 分離液相色譜餾分的功能，又能夠使噴霧連續(xù)，使電噴霧質(zhì)量提高，譜圖質(zhì)量更 高，便于后續(xù)的鑒定和進(jìn)一步的分析。
上述實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案。任何不脫離本發(fā)明精神 和范圍的技術(shù)方案均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于該裝置包括基部，設(shè)置于基部上的凹部、設(shè)置于基部上并與凹部連通的親水性微通道以及一端與液相色譜餾分連通，另一端與凹部連通的連接件。
2. 如權(quán)利1所述的質(zhì)鐠電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所述基部 材質(zhì)為金屬，所述凹部為通孔，所述親水性微通道橫截面面積自凹部向遠(yuǎn)離 凹部方向依次減小。
3. 如權(quán)利1所述的質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所述基部 材質(zhì)為金屬，所述凹部為通孔，所述親水性微通道橫截面面積相同。
4. 如權(quán)利1所述的質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所述基部 為聚二曱基硅氧烷PDMS制成的微流控芯片，所述親水性微通道橫截面面積自 凹部向遠(yuǎn)離凹部方向依次減小。
5. 如權(quán)利1所述的質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所述基部 為聚二曱基硅氧烷PDMS制成的微流控芯片，所述親水性微通道橫截面面積相 同。
6. 如權(quán)利2所述的質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所迷基部 包括尖端，該基部形狀為鋼筆尖形狀，在上施加電壓實(shí)現(xiàn)電噴霧。
7. 如權(quán)利2所述的質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所述通孔 直徑為1-3mm，所述親水性,敬通道長為l-10cm。
8. 如權(quán)利5所述的質(zhì)i普電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所述親水 性微通道另 一端通過連接裝置與質(zhì)譜的電噴霧噴針連通。
9. 如權(quán)利5所述的質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所述親水 性微通道另一端與質(zhì)譜的電噴霧噴針連通，該電噴霧噴針為毛細(xì)管噴針。
10. 如權(quán)利4所述的質(zhì)譜電噴霧離子源去除氣泡的裝置，其特征在于所述親 水性微通道另 一端i殳有尖端用于被施加電壓進(jìn)行電噴霧。
全文摘要
本發(fā)明提供了質(zhì)譜電噴霧離子源中去除氣泡的裝置，用于樣品在電噴霧離子化的過程中去除氣體的影響，該裝置包括基部，設(shè)置于基部上的凹部、設(shè)置于基部上并與凹部連通的親水性微通道以及一端與液相色譜餾分連通，另一端與凹部連通的連接件。本發(fā)明可以獲得高質(zhì)量的譜圖，尤其當(dāng)使用氣體作為間隔介質(zhì)來保留液相色譜的分離效果時(shí)，使用這套裝置可以實(shí)現(xiàn)電噴霧時(shí)在線除去氣體，既保留了氣體分離液相色譜餾分的功能，又能夠使噴霧連續(xù)，使電噴霧質(zhì)量提高，譜圖質(zhì)量更高，便于后續(xù)的鑒定和進(jìn)一步的分析。
文檔編號(hào)H01J49/10GK101620974SQ20091005514
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者徐國賓, 楊芃原, 潘鑫淵, 磊 聶 申請(qǐng)人:上海華質(zhì)生物技術(shù)有限公司