本發(fā)明涉及檢測分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置和富集方法。

背景技術(shù)：

在質(zhì)譜分析檢測中，有些設(shè)備僅限于對固體樣品進(jìn)行分析，例如解析電噴霧(DESI)等。而對于存在于液體樣品中的微量物質(zhì)的檢測就必須將液體樣品中的待測物質(zhì)富集在基板上，再將基板上富集的待測物進(jìn)行檢測。

對于液體樣品中微量物質(zhì)的富集，常用的方式一般有劑萃取，離子交換，膜分離，超臨界萃取，離子吸附，液膜萃取等方式。而對于質(zhì)譜分析中對于待測物質(zhì)的要求較高，這些方式很難將液體樣品中的微量待測物均勻致密的富集在基板上，因而影響了檢測分析的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置和富集方法，實(shí)現(xiàn)液體樣品中微量物質(zhì)在基板上均勻致密的富集。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置，包括注射泵，高壓電極、低壓電極、毛細(xì)管和基板，所述注射泵連接所述毛細(xì)管，用于向所述毛細(xì)管輸送含有微量物質(zhì)的液體樣品，所述高壓電極位于所述毛細(xì)管的輸液路徑旁，所述低壓電極與所述毛細(xì)管的出口相對設(shè)置，所述基板置于所述高壓電極和所述低壓電極之間形成的電場中，所述毛細(xì)管中輸送的液體樣品在電場作用下發(fā)生極化，形成微小帶電液滴脫離所述毛細(xì)管的出口并以噴霧形式匯集到所述基板上，隨著所述帶電液滴在噴霧遷移過程中溶劑的揮發(fā)，在所述基板上產(chǎn)生所述微量物質(zhì)的富集。

進(jìn)一步地：

所述注射泵以液壓或氣壓方式驅(qū)動含有微量物質(zhì)的液體樣品并輸送到所述毛細(xì)管的出口。

優(yōu)選地，所述高壓電極以套管形式套在所述毛細(xì)管上。

優(yōu)選地，所述高壓電極與所述低壓電極的電壓差位3-5kV。

優(yōu)選地，所述高壓電極與所述低壓電極之間的距離在1-5cm。

優(yōu)選地，所述基板距離所述低壓電極的距離不超過1cm。

優(yōu)選地，所述基板為多孔吸附材料。

優(yōu)選地，所述多孔吸附材料為濾紙、石墨烯或納米材料。

一種液體樣品中微量物質(zhì)的富集方法，使用所述液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置，其中所述注射泵向所述毛細(xì)管輸送含有微量物質(zhì)的液體樣品，所述毛細(xì)管中輸送的液體樣品在所述高壓電極與所述低壓電極之間的電場作用下發(fā)生極化，形成微小帶電液滴脫離所述毛細(xì)管的出口并以噴霧形式匯集到所述基板上，隨著所述帶電液滴在噴霧遷移過程中溶劑的揮發(fā)，在所述基板上產(chǎn)生所述微量物質(zhì)的富集。

進(jìn)一步地：

優(yōu)選地，所述高壓電極以套管形式套在所述毛細(xì)管上。

優(yōu)選地，所述高壓電極與所述低壓電極的電壓差位3-5kV。

優(yōu)選地，所述高壓電極與所述低壓電極之間的距離在1-5cm。

優(yōu)選地，所述基板距離所述低壓電極的距離不超過1cm。

本發(fā)明的有益效果：

針對液體樣品中微量物質(zhì)的富集，本發(fā)明提出一種基于電噴霧原理的液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置和富集方法,為其提供了行之有效的解決方案。利用電噴霧原理將液體樣品轉(zhuǎn)化為由帶電液滴的噴霧，帶電液滴在空氣中遷移的過程中會因?yàn)槿軇]發(fā)而體積減小，最終散落在基板上的微小液滴帶有較高濃度的待測物質(zhì)，待測物質(zhì)會在基板上富集。由于電噴霧產(chǎn)生的霧化液滴極為微細(xì)，且均勻致密，因此很容易實(shí)現(xiàn)基板上的均勻富集。而且通過控制噴霧時間，可以實(shí)現(xiàn)對基板上富集物質(zhì)含量和厚度的精確控制，為后續(xù)分析提供了優(yōu)質(zhì)的樣品形式，直接提高分析效果。發(fā)明人已經(jīng)成功利用該富集裝置實(shí)現(xiàn)液體樣品中微量物質(zhì)在基板上的均勻致密富集，進(jìn)而對待檢測物質(zhì)取得了較為理想的檢測效果。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)有：

(1)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)液體樣品中微量待測物的富集，擴(kuò)大了解析電噴霧的應(yīng)用范圍；

(2)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)均勻致密的富集效果，提高富集質(zhì)量。

(3)本發(fā)明可以通過控制霧化時間對富集物質(zhì)的厚度進(jìn)行精密控制。

(4)本發(fā)明富集方式結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方式靈活多樣，適合推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例基于電噴霧原理的液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置的電噴霧富集過程原理示意圖。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參閱圖1和圖2，在一種實(shí)施例中，一種液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置，基于電噴霧原理，該富集裝置包括注射泵1，高壓電極2、低壓電極4、毛細(xì)管3和基板5，所述注射泵1連接所述毛細(xì)管3，用于向所述毛細(xì)管3輸送含有微量物質(zhì)的液體樣品，所述高壓電極2位于所述毛細(xì)管3的輸液路徑旁，所述低壓電極4與所述毛細(xì)管3的出口相對設(shè)置，所述基板5置于所述高壓電極2和所述低壓電極4之間形成的電場中，所述毛細(xì)管3中輸送的液體樣品7在電場作用下發(fā)生極化，形成微小帶電液滴6脫離所述毛細(xì)管3的出口并以噴霧形式匯集到所述基板5上，隨著所述帶電液滴6在噴霧遷移過程中溶劑的揮發(fā)，在所述基板5上產(chǎn)生所述微量物質(zhì)的富集。

本發(fā)明的富集裝置實(shí)現(xiàn)了基于電噴霧原理的富集方式，所述基板置于電噴霧的高低壓兩個電極之間形成的電場中，電噴霧產(chǎn)生的帶電液滴會飄散匯集在基板上，隨著帶電液滴中溶劑的快速揮發(fā)，基板上只殘留樣品成分，從而產(chǎn)生樣品的富集效果。該富集裝置利用基于電噴霧原理的富集方式，可以將液體樣品中的成分富集在基板上，富集效果均勻致密，并且可以通過控制富集時間調(diào)整富集成分的含量。

參閱圖1和圖2，在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述注射泵1以液壓或氣壓方式驅(qū)動含有微量物質(zhì)的液體樣品并輸送到所述毛細(xì)管3的出口。液體樣品向毛細(xì)管3出口的輸出利用注射泵1產(chǎn)生的液壓或氣壓、以及電場產(chǎn)生的電壓等驅(qū)動力。

參閱圖1，在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述高壓電極2以套管形式套在所述毛細(xì)管3上。

在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述高壓電極2與所述低壓電極4的電壓差位3-5kV，所述高壓電極2與所述低壓電極4之間的距離在1-5cm，所述基板5距離所述低壓電極4的距離不超過1cm。其中低壓電極4可以接地。采用上述組合配置，能夠獲得最佳的電噴霧富集效果。其中，基板5距離低壓電極4距離不超過1cm，結(jié)合高壓電極與低壓電極的電壓差和電極間距離的設(shè)計(jì)，有效地優(yōu)化了液滴在遷移過程中的去溶時間和微量物質(zhì)的富集效果。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述基板5為多孔吸附材料。在一些具體的優(yōu)選實(shí)施例中，所述多孔吸附材料可以為濾紙、石墨烯或納米材料等多孔吸附材料。

參閱圖1和圖2，在另一種實(shí)施例中，一種液體樣品中微量物質(zhì)的富集方法，使用前述任一實(shí)施例的液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置，其中所述注射泵1向所述毛細(xì)管3輸送含有微量物質(zhì)的液體樣品，所述毛細(xì)管3中輸送的液體樣品7在所述高壓電極2與所述低壓電極4之間的電場作用下發(fā)生極化，形成微小帶電液滴6脫離所述毛細(xì)管3的出口并以噴霧形式匯集到所述基板5上，隨著所述帶電液滴6在噴霧遷移過程中溶劑的揮發(fā)，在所述基板5上產(chǎn)生所述微量物質(zhì)的富集。

本發(fā)明的富集方法實(shí)現(xiàn)了基于電噴霧原理的富集方式，所述基板置于電噴霧的高低壓兩個電極之間形成的電場中，電噴霧產(chǎn)生的帶電液滴會飄散匯集在基板上，隨著帶電液滴中溶劑的快速揮發(fā)，基板上只殘留樣品成分，從而產(chǎn)生樣品的富集效果。該富集方法利用基于電噴霧原理的富集方式，可以將液體樣品中的成分富集在基板上，富集效果均勻致密，并且可以通過控制富集時間調(diào)整富集成分的含量。

參閱圖1，在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述高壓電極2以套管形式套在所述毛細(xì)管3上。

在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述高壓電極2與所述低壓電極4的電壓差位3-5kV，所述高壓電極2與所述低壓電極4之間的距離在1-5cm，所述基板5距離所述低壓電極4的距離不超過1cm。

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明具體實(shí)施例的特征和原理。

圖1示出為本發(fā)明一種液體樣品中微量物質(zhì)的富集裝置，基于電噴霧原理的富集方式，該裝置包括注射泵1、高壓電極2、毛細(xì)管3、低壓電極4、基板5；基板5置于電噴霧的高壓電極2和低壓電極4之間形成的電場中；注射泵1將液體樣品7緩慢向毛細(xì)管3輸送；高壓電極2套在毛細(xì)管3上；毛細(xì)管3的出口方向指向低壓電極4。

圖2為采用圖1所示的富集裝置進(jìn)行電噴霧富集過程的原理示意圖，其中，液體樣品7在電場作用下會發(fā)生極化，電荷會沿電場方向移動，帶電液體在毛細(xì)管3出口處形成泰勒錐。泰勒錐尖端的帶電液體會突破液體表面張力的臨界值，從泰勒錐尖端以微小液滴的形式脫離，并沿電場方向在空中遷移，形成噴霧效果。帶電液滴6會在遷移過程中去溶揮發(fā)，體積減小，液滴內(nèi)部微量待測物的濃度也會隨之提高。最終帶電液滴6會匯集在基板5上，實(shí)現(xiàn)待測物的富集。電荷會在空氣中和會很快消散，最終富集的待測樣品會呈電中性。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對這些已描述的實(shí)施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。