電噴霧電離裝置及質(zhì)譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及質(zhì)譜分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電噴霧電離裝置及質(zhì)譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)兼具色譜的高分離效率及質(zhì)譜的高選擇性、高靈敏度的優(yōu)點(diǎn)，目前仍然是復(fù)雜樣品分析的最有效的方法。然而，由于色譜分離過(guò)程不能在短時(shí)間內(nèi)完成，色質(zhì)聯(lián)用的方法并不是一種高通量的分析方法，不足應(yīng)對(duì)某些要求結(jié)果立等可得或大樣本量的分析任務(wù)。
[0003]流動(dòng)注射-質(zhì)譜分析(flowinject1n-massspectrometry analysis)技術(shù)是一種具有高通量分析能力的方法。流動(dòng)注射質(zhì)譜分析的儀器裝置通常包含溶劑輸送裝置、進(jìn)樣閥及質(zhì)譜儀電離源，通過(guò)溶劑傳輸管路將它們連接在一起。當(dāng)進(jìn)樣閥處于上樣(load)位置時(shí)，樣品溶液通過(guò)進(jìn)樣針注入樣品環(huán)中，此時(shí)溶劑通過(guò)閥上一個(gè)單獨(dú)的通道流入質(zhì)譜電離源；當(dāng)樣品注入完畢后，將進(jìn)樣閥切換至進(jìn)樣(iniect1n)狀態(tài)，此時(shí)溶劑在閥上的流路由上述單獨(dú)通道切換至樣品環(huán)，將注入的樣品帶入質(zhì)譜電離源。自動(dòng)進(jìn)樣機(jī)器人的使用，大提高了流動(dòng)注射-質(zhì)譜分析方法的分析速度，使該技術(shù)在需要大樣本、大數(shù)據(jù)量采集分析的代謝組學(xué)、臨床檢測(cè)及相關(guān)藥效、毒理及機(jī)制研究有一定的優(yōu)勢(shì)。
[0004]然而，該方法也具有以不足:1)需要適當(dāng)?shù)臉悠非疤幚?，以除去樣品溶液中抑制電離的大量背景基質(zhì)，這限制了分析通量的提高；2)進(jìn)樣針、管路及電離源的噴針會(huì)有分析物殘留，即使是少量的殘留也會(huì)使微量分析的定量結(jié)果有明顯的偏差；3)發(fā)生污染后，進(jìn)樣針、管路及電離源噴針的更換十分繁瑣。
[0005]美國(guó)專利號(hào)為US 6858437B2的文獻(xiàn)公開(kāi)了一種直接流動(dòng)注射分析霧化電噴霧技術(shù)，該技術(shù)的特殊之處在于使用進(jìn)樣針替代了傳統(tǒng)電噴霧電離源的噴針。當(dāng)進(jìn)樣針吸取樣品溶液后，直接插入與進(jìn)樣針緊密配合的探頭中，通過(guò)施加直流電壓于進(jìn)樣針上，必要時(shí)在進(jìn)樣針與探頭之間的空隙中通以輔助霧化氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分析物的電噴霧電離。進(jìn)樣針可以為多次使用的針頭，也可以為可拋棄型吸頭。通過(guò)在進(jìn)樣針上填裝色譜填料，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易的樣品制備，以減少背景基質(zhì)對(duì)電離的抑制。另外，霧化氣的使用可以降低電噴霧所需電壓幅值，提高噴霧穩(wěn)定性和脫溶劑化效率。該方法雖然解決了部分流動(dòng)注射-質(zhì)譜分析技術(shù)的缺陷，但仍然存在以下兩個(gè)不足:1)進(jìn)樣針吸取溶液后，需插入與之緊密配合的探頭中，此時(shí)殘留在進(jìn)樣針上的溶液可能會(huì)污染探頭，殘留于探頭上的污染物可能會(huì)干擾下次分析；2)若使用的是塑料材料的可拋棄型吸頭，所加直接電需通過(guò)一個(gè)金屬部件與吸頭內(nèi)的樣品溶液接觸，這不僅增加了裝置的復(fù)雜程度，也存在污染物殘留于金屬部件上的可能。
[0006]傳統(tǒng)的移液方法使用移液管，采用目視對(duì)刻度的方法進(jìn)行定體積移液，所用移液管在清洗后可再次使用，這種移液方法雖然準(zhǔn)確度較高，但效率太低。采用移液槍配合低價(jià)的可拋棄型塑料吸頭的移液方法，已經(jīng)成為主流。該方法移液速度快，成本低，多次移液間沒(méi)有交叉污染。所用的塑料吸頭由于大批量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，目前的采購(gòu)價(jià)格非常低廉。Williams 等人(《Rapid Communicat1n in Mass Spectrometry》雜志，2001 年，第 15 卷，1890-1891頁(yè))使用可拋棄性移液槍吸頭作為電噴霧噴針，實(shí)現(xiàn)了對(duì)有機(jī)合成中間產(chǎn)物的質(zhì)譜分析，減少了多次分析的交叉污染。然而該方法，為了實(shí)現(xiàn)電噴霧電離，所加直流電壓需通過(guò)插入吸頭與溶液接觸的金屬針，施加于吸頭尖端。由于金屬針直接與溶液接觸，多次分析里需進(jìn)行清洗，使分析過(guò)程仍顯復(fù)雜。由于未使用霧化氣輔助電噴霧的產(chǎn)生，該方法所需的起噴電壓較高，電噴霧的穩(wěn)定性及重現(xiàn)性不足。
[0007]Franzke 等人(《Analytical B1anaytical Chemistry》雜志，2010 年，第 397卷，1767-1772頁(yè))于2010年提出了介質(zhì)阻擋電噴霧方法，該方法所施加的電壓為方波交流高壓，電極與樣品溶液由一層電介質(zhì)層隔開(kāi)，不與樣品溶液直接接觸。Qiao等人的(《Analytical Chemistry》雜志，2012年，第84卷，7422-7430頁(yè))則提出一種與介質(zhì)阻擋電噴霧原理類似的方法，并且給此方法提出了一個(gè)新的名字-靜電噴霧電離。在該文章中嘗試了將介質(zhì)阻擋電噴霧技術(shù)與吸頭電噴霧方法結(jié)合起來(lái)，該方法顯然避免了 Williams等人所公開(kāi)的吸頭噴霧方法中需使用金屬針與溶液接觸的缺陷。Qiao等人采用的是直接電噴霧的方式，這種情況下，為了使電噴霧穩(wěn)定，所選用吸頭的尖端應(yīng)盡可能小。Qiao等人選用了的可拋棄型聚丙烯材質(zhì)的移液槍吸頭的尖端外徑約為350 μ m，如此細(xì)的聚丙烯塑料的尖端的剛性不足，吸頭與吸頭之間的彎曲程度也不一樣，這顯然會(huì)影響吸頭電噴霧的重現(xiàn)性。為了提高重現(xiàn)性，有必要使用尖端剛性更好的吸頭，例如，采用尖端外徑為750 μπι的20 μ L吸頭。然而，在所述直接電噴霧的方式下，介質(zhì)阻擋電噴霧要實(shí)現(xiàn)對(duì)溶液的噴霧會(huì)要求所加方波交流電壓的峰峰值較直流電噴霧的電壓值高，并且隨著噴針尖端的口徑尺寸增大而增大，而當(dāng)交流電壓的峰峰值過(guò)高時(shí)，則容易引起電極與周圍環(huán)境的放電。
[0008]基于上述方式的缺陷，為了發(fā)展一種可用于直接快速分析，重現(xiàn)性良好且無(wú)交叉污染的電噴霧電離質(zhì)譜分析方法，應(yīng)該對(duì)上述方法進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)在尖端尺寸更大的吸頭上實(shí)現(xiàn)電噴霧電離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是發(fā)展一種可用于質(zhì)譜儀的直接快速分析、重現(xiàn)性良好且無(wú)交叉污染的電噴霧電離裝置，可以在電極不接觸溶液的前提下，實(shí)現(xiàn)在尖端尺寸更大的可拋棄吸頭上實(shí)現(xiàn)電噴霧電離。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)及其他相關(guān)目標(biāo)，本發(fā)明提供一種電噴霧電離裝置，用于電離溶液中的待分析物，所述電噴霧電離裝置包括:電離腔體；液體吸頭，用于引導(dǎo)所述溶液以液滴的形式從液體吸頭的出口端進(jìn)入電離腔體，至少部分的所述液體吸頭在預(yù)定時(shí)間內(nèi)相對(duì)所述電離腔體的表面保持一個(gè)電勢(shì)差，以使進(jìn)入電離腔體的液滴帶電；一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)氣管，用于引導(dǎo)一股或多股氣流進(jìn)入所述電離腔體，所述一股或多股氣流指向所述液體吸頭的出口端，且導(dǎo)氣管與液體吸頭的延伸方向成一預(yù)定角度；其中，所述導(dǎo)氣管與液體吸頭間設(shè)置為可自由分離；離子取樣口，開(kāi)口端朝向所述電離腔體，用于引導(dǎo)所述溶液的待分析物離子進(jìn)入位于所述電噴霧電離裝置下級(jí)的質(zhì)量分析器。
[0011]可選的，所述液體吸頭為具有錐形尖端作為所述出口端的錐形液體吸頭。
[0012]可選的，所述液體吸頭的錐形尖端的外徑尺寸取值范圍為:10?50 μπι ;或50?200 μ m ;或 200 ?500 μ m ;或 500 ?1000 μ m ;或 1000 ?2000 μ m。
[0013]可選的，所述液體吸頭內(nèi)設(shè)有色譜填料。
[0014]可選的，所述色譜填料所用材料包括:多孔硅膠顆粒、紙纖維多孔整體材料、聚合物整體柱及聚合物裹顆粒物中的一種或多種混合物。
[0015]可選的，所述溶液在施加于所述液體吸頭進(jìn)口端和出口端間