耐鹽液相色譜電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用接口裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐鹽液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用接口裝置及其使用方法，屬于液相色 譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 液質(zhì)聯(lián)用（LC-MS)又叫液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用主要由液 相色譜、接口裝置（同時(shí)也是離子源）、質(zhì)譜和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成，它以液相色譜作為分離 系統(tǒng)，質(zhì)譜為檢測(cè)系統(tǒng)。樣品在質(zhì)譜部分和流動(dòng)相分離，被離子化后，經(jīng)質(zhì)譜的質(zhì)量分析器 將離子碎片按質(zhì)量數(shù)分開(kāi)，經(jīng)檢測(cè)器得到質(zhì)譜圖。液質(zhì)聯(lián)用體現(xiàn)了色譜和質(zhì)譜優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)， 將色譜對(duì)復(fù)雜樣品的高分離能力，與質(zhì)譜具有高選擇性、高靈敏度及能夠提供相對(duì)分子質(zhì) 量與結(jié)構(gòu)信息的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，在生物分析、藥物分析、食品分析和環(huán)境分析等許多領(lǐng)域得 到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 復(fù)雜混合體系的生物樣品為了在液相色譜過(guò)程中獲得好的分離效果，通常都需要 使用各種緩沖溶液等高鹽試劑進(jìn)行處理。然而，高鹽樣品在離子化后鹽分會(huì)沉積下來(lái)，造成 樣品輸送通路（質(zhì)譜進(jìn)樣毛細(xì)管或錐孔）堵塞，同時(shí)，電解質(zhì)過(guò)多會(huì)抑制對(duì)樣品中目標(biāo)物質(zhì) 的離子化，極大降低質(zhì)譜檢測(cè)的靈敏度和電噴霧的穩(wěn)定性。因此，高鹽樣品一般不能直接進(jìn) 行質(zhì)譜分析。
[0004] 探針電噴霧質(zhì)譜離子源（Probe Electrospray Ionization，PESI)技術(shù)通過(guò)一根 能夠上下移動(dòng)的探針進(jìn)行取樣，樣品溶液被粘附在探針表面形成一層極薄的液膜，當(dāng)施加 高壓電場(chǎng)時(shí)，探針上的液膜發(fā)生電噴霧而電離。PESI技術(shù)由于是通過(guò)在一根探針的尖端 而不是通過(guò)毛細(xì)管產(chǎn)生電噴霧，從而免除了樣品通路堵塞的問(wèn)題。其次，電噴霧發(fā)生在探 針尖端的極小表面，使得噴霧的液滴體積相當(dāng)微小，不需要脫溶劑氣的輔助就可以使溶于 液滴里面的分析物發(fā)生濺射，同時(shí)由于探針尖端的曲率半徑較大，同樣的高壓狀態(tài)下（2~ 5kV)，探針尖端可以產(chǎn)生更大的電場(chǎng)強(qiáng)度，使分析物通過(guò)發(fā)生濺射成為氣相離子的效率大 大提升。高鹽樣品中鹽類化合物與目標(biāo)物質(zhì)的物理及化學(xué)性質(zhì)不同，致使兩者帶電液滴中 的分布、對(duì)電荷的親和力、以及發(fā)生庫(kù)侖爆炸的瑞利極限值等有很大差別，因此，PESI對(duì)高 鹽樣品具有非常大的耐受性。然而，一般高效液相色譜所用流速為〇. 8~lmL/min，即使是 超高效液相色譜，常用的工作流速也為〇. 2~0. 4mL/min，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PESI的采樣能力（采 樣量一般為幾納升），因此，目前PESI技術(shù)僅見(jiàn)于直接分析質(zhì)譜領(lǐng)域，其與液相通路的對(duì)接 實(shí)現(xiàn)液相質(zhì)譜聯(lián)用尚未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種耐鹽液相色譜電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用接口裝置，該裝置作為液相色譜質(zhì) 譜聯(lián)用的耐高鹽離子源，以實(shí)現(xiàn)液相質(zhì)譜（PESI)聯(lián)用，將液相色譜高效分離特性與PESI的 高鹽耐受特性的融合。
[0006] 本發(fā)明提供的耐鹽液相色譜電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用接口裝置，主要包括：液相噴霧發(fā)生 模塊1、旋轉(zhuǎn)擋片模塊2、探針高壓通斷模塊3和動(dòng)力模塊4,所述動(dòng)力模塊與探針高壓通斷 模塊、旋轉(zhuǎn)擋片模塊共軸固定連接；所述旋轉(zhuǎn)擋片模塊包括絕緣部件21、擋片22,所述絕緣 部件一端與擋片固定連接，所述擋片由擋葉221和擋片缺口 222組成；所述探針高壓通斷模 塊3 -端與高壓電壓連接，另一端與導(dǎo)電探針35連接。
[0007] 液相噴霧發(fā)生模塊將液相樣品的霧化，進(jìn)入噴霧區(qū)，導(dǎo)電探針與霧化小液滴接觸 采樣，在導(dǎo)電探針表面形成一層薄液膜。通過(guò)選擇不同扇形角度的擋片缺口或調(diào)節(jié)動(dòng)力模 塊的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，滿足PESI導(dǎo)電探針的采樣能力（采樣量一般為幾納升），實(shí)現(xiàn)液相與質(zhì)譜 (PESI)的聯(lián)用。導(dǎo)電探針通過(guò)探針高壓通斷模塊完成高壓電場(chǎng)的加載和斷開(kāi)。當(dāng)導(dǎo)電探針 加載高壓電場(chǎng)時(shí)，霧化小液滴被擋葉阻擋，避免樣品電離受到干擾，同時(shí)，由于霧化小液滴 通過(guò)導(dǎo)電探針尖端而不是通過(guò)毛細(xì)管產(chǎn)生電噴霧，未電離的鹽類沉積于導(dǎo)電探針表面，免 除了高鹽樣品通路鹽沉積堵塞的問(wèn)題。當(dāng)霧化小液再一次通過(guò)擋片缺口接觸導(dǎo)電探針時(shí)， 導(dǎo)電探針上未電離的鹽類首先被液滴稀釋并從探針上掉落下來(lái)，然后新的霧化液滴布滿導(dǎo) 電探針表面，開(kāi)始下一次電離。
[0008] 探針高壓通斷模塊實(shí)現(xiàn)高壓電場(chǎng)的加載和斷開(kāi)的方式之一，所述探針高壓通斷模 塊包括導(dǎo)電半環(huán)部件31、第一高壓電路接頭部件32、第二高壓電路接頭部件33、第三高壓 電路接頭部件34、導(dǎo)電探針35 ;所述第一高壓電路接頭部件與高壓電壓連接；所述第二高 壓電路接頭部件與第三高壓電路接頭部件通過(guò)導(dǎo)線連接；所述第三高壓電路接頭部件與導(dǎo) 電探針的上部連接；所述絕緣部件從導(dǎo)電半環(huán)部件柱體中心同軸穿過(guò)并緊密套接；所述導(dǎo) 電半環(huán)部件為圓柱狀，包括由導(dǎo)電材料形成的導(dǎo)電部311和導(dǎo)電半環(huán)部件右半側(cè)導(dǎo)電材料 被絕緣材料分割所形成的絕緣部312,絕緣部與擋片缺口相對(duì)應(yīng)；所述第一高壓電路接頭 部件與導(dǎo)電半環(huán)部件左側(cè)的導(dǎo)電部始終接觸連接，第二高壓電路接頭部件與導(dǎo)電半環(huán)部件 右半側(cè)的導(dǎo)電部、絕緣部交替接觸連接。
[0009] 進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電半環(huán)部件分別通過(guò)第一電刷觸件321和第二電刷觸件331與 第一高壓電路接頭部件和第二高壓電路接頭部件接觸連接。所述第一電刷觸件和第二電刷 觸件為導(dǎo)電材料。
[0010] 動(dòng)力模塊帶動(dòng)導(dǎo)電半環(huán)部件轉(zhuǎn)動(dòng)，第一高壓電路接頭部件一直保持與導(dǎo)電半環(huán)部 件導(dǎo)電部的接觸連接，第二壓電路接頭部件與導(dǎo)電半環(huán)部件右半側(cè)的導(dǎo)電部、絕緣部交替 接觸連接。當(dāng)?shù)诙弘娐方宇^部件與導(dǎo)電部接觸連接時(shí)，探針高壓通斷模塊實(shí)現(xiàn)高壓電場(chǎng) 的加載，導(dǎo)電探針加載高壓電場(chǎng)，樣品產(chǎn)生電噴霧；當(dāng)?shù)诙弘娐方宇^部件與絕緣部接觸連 接時(shí)，探針高壓通斷模塊實(shí)現(xiàn)高壓電場(chǎng)的斷開(kāi)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述與探針高壓通斷模塊相連的高壓電壓在-5000V至+5000V范圍內(nèi) 連續(xù)可調(diào)。通過(guò)調(diào)節(jié)在導(dǎo)電探針加載不同電壓的高壓電場(chǎng)，調(diào)節(jié)樣品電噴霧的程度和速度。
[0012] 進(jìn)一步地，所述液相噴霧發(fā)生模塊包括液路噴頭11、氣路噴頭12、氣路管道13及 液路管道14,所述液相噴霧發(fā)生模塊能夠調(diào)解噴霧方向，噴霧方向與垂直方向形成角度 β，0< β <180°。噴射方向調(diào)節(jié)能夠使霧化小液滴被導(dǎo)電探針有效捕獲。
[0013] 進(jìn)一步地，所述液路噴頭出口端比氣路噴頭出口端突出長(zhǎng)度為a，Omm < a < 1mm。
[0014] 進(jìn)一步地，所述擋葉的數(shù)量不少于1個(gè)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述擋葉的扇形角度為0~360°。
[0016] 進(jìn)一步地，所述動(dòng)力模塊轉(zhuǎn)速在0~2000rpm內(nèi)可調(diào)。
[0017] 本發(fā)明還提供了耐鹽液相色譜電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用接口裝置的使用方法，包括以下步 驟：
[0018] 1)樣品霧化：樣品被液相色譜分離后進(jìn)入液相噴霧發(fā)生模塊1，噴霧區(qū)內(nèi)霧化成 小液滴；
[0019] 2)采樣：擋片缺口 222轉(zhuǎn)至噴霧區(qū)時(shí)，探針高壓通斷模塊3處于斷開(kāi)狀態(tài)，高壓電 路與導(dǎo)電探針35斷開(kāi)，小液滴可控地噴到導(dǎo)電探針上，導(dǎo)電探針表面形成一層含有待測(cè)組 分的液膜；
[0020] 3)離子化：擋葉221轉(zhuǎn)至噴霧區(qū)將噴霧發(fā)生模塊產(chǎn)生的噴霧擋住時(shí)，探針高壓通 斷模塊處于通電狀態(tài)，高壓電路與導(dǎo)電探針接通，探針上的待測(cè)組分進(jìn)行電離，成為氣相離 子，進(jìn)而進(jìn)入質(zhì)譜分析。
[0021] 本發(fā)明的效果是：
[0022] 1)本發(fā)明提供了一種耐鹽接口裝置，可實(shí)現(xiàn)液相色譜與PESI質(zhì)譜的聯(lián)用；
[0023] 2)本發(fā)明解決了沉積鹽堵塞毛細(xì)管的問(wèn)題，同時(shí)增強(qiáng)了質(zhì)譜對(duì)高鹽基質(zhì)中目標(biāo)化 合物的檢測(cè)靈敏度，實(shí)現(xiàn)了樣品中含高鹽緩沖溶液情況下的液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)；
[0024] 3)本發(fā)明具有樣品檢測(cè)快速、簡(jiǎn)單，樣品消耗量少的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是本發(fā)明耐鹽液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用接口裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖2是液相噴霧發(fā)生模塊剖面圖；
[0027] 圖3是本發(fā)明和普通ESI裝置的質(zhì)譜掃描效果對(duì)比圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明和普通ESI裝置的MRM掃描的積分面積對(duì)比圖。
[0029] 附圖中的數(shù)字標(biāo)記分別是：
[0030] 1:液相噴霧發(fā)生模塊；2 :旋轉(zhuǎn)擋片模塊；3 :探針高壓通斷模塊；4 :動(dòng)力模塊；
[0031] 11 :液路噴頭；12 :氣路噴頭；13 :氣路管道；14 :液路管道；
[0032] 21 :絕緣部件；22 :擋片；
[0033] 31 :導(dǎo)電半環(huán)部件；32 :第一高壓電路接頭部件；33 :第二高壓電路接頭部件；34 : 第三高壓電路接頭部件；35 :導(dǎo)電探針；
[0034] 41 :電動(dòng)馬達(dá)；42 :馬達(dá)出軸；43 :絕緣連接部件
[0035] 221:擋葉；222 :擋片缺口；311 :導(dǎo)電部；312 :絕緣部；321 :第一電刷觸件；331 : 第二電刷觸件。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0037] 實(shí)施例1如圖1和圖2所示，一種耐鹽液相色譜電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用接口裝置，主要包 括：液相噴霧發(fā)生模塊1、旋轉(zhuǎn)擋片模塊2、探針高壓通斷模塊3和動(dòng)力模塊4 ;
[0038] 其中，所述液相噴霧發(fā)生模塊包括液路噴頭11、氣路噴頭12、氣路管道13及液路 管道14 ;所述液路噴頭一端與液路管道接通，液路管道與液相色譜相通；所述氣路噴頭一 端與氣路管道接通，氣路通道與霧化氣相連；所述液路噴頭出口端比氣路噴頭出口端橫向 突出Imm ;
[0039] 所述旋轉(zhuǎn)擋片模塊包括絕緣部件21、擋片22 ;所述擋片由兩組擋葉221和擋片缺 口 222組成，兩組擋葉的扇形角度為90°，兩者相互對(duì)稱；所述絕緣部件一端與擋片固定連 接；
[0040] 所述探針高壓通斷模塊包括導(dǎo)電半環(huán)部件31、第一高壓電路接頭部件32、第二高 壓電路接頭部件33、第三高壓電路接頭部件34、導(dǎo)電探針35 ;所述第一高壓電路接頭部件 與高壓電壓連接，高壓電壓在-5000V至+5000V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；所述第