專利名稱：一種表面萃取化學電離源的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于質譜分析領域，涉及質譜儀的常壓質譜電離源，具體說是一種表面萃取化學電離源裝置。
背景技術：
質譜法是分析領域最重要的方法之一，隨著科技的發(fā)展，質譜不僅在常規(guī)化學分析中占有重要地位，而且逐漸成為生命科學、國土安全、食品安全、臨床醫(yī)學檢測和空間技術等熱門領域的主要方法之一。隨之而來，質譜所用的電離源也得到了飛速的發(fā)展，各種新型的離子源、新技術也不斷的涌現。原位、實時、在線、非破壞、高通量、低耗損的質譜分析方法一直是人們追求的目標之一，是質譜技術發(fā)展的一個重要趨勢。質譜儀本身一般由樣品引入系統、離子源、離子光學系統、質量分析器、檢測器、數據采集與控制系統、真空系統等部分組成。質譜學和質譜儀發(fā)展歷史表明，新的離子源的研制與開發(fā)具有特別重要的意義。質譜學家普遍認為無論是對有機質譜還是無機質譜，質譜儀器的心臟均是電離源。美國科學家約翰 芬恩(John B. Fenn)等正是因為在發(fā)展電噴霧電離(ESI)這一軟電離源方面做出了重大貢獻而獲得了 2002年諾貝爾化學獎。然而，在近百年中研制與開發(fā)的質譜的電離源，都要求將樣品轉化為特定的形態(tài)后才能夠進行離子化。因此，在這些常規(guī)的電離源中，在對樣品進行測定之前必須進行樣品的預處理。實際上， 從進樣到獲得數據，質譜法測量過程本身所需要的時間不超過數秒，但是樣品預處理的時間則可能長達數小時甚至數天。在一些重要的應用場合，如制藥工業(yè)中藥片的現場在線測定，行李上痕量爆炸物的監(jiān)測，食品的品質鑒定，進出口貿易中的商品檢驗，活體藥物代謝動力學研究等，均希望能夠在無須樣品預處理的情況下對樣品進行非破壞性的快速測定。進入21世紀，人們對于復雜基體樣品的質譜快速分析進行了大膽的探索，取得了重要的進展。2004年，Purdue大學的Cooks教授等在Science上發(fā)表了第一篇關于電噴霧解吸電離(DESI)的文章，在無須進行樣品預處理的情況下，成功地獲得了不同表面上痕量物質的質譜，為實現無須樣品預處理的質譜分析方法打開了一個窗口。DESI技術立即在全球范圍內引起了熱烈反響，國際上許多團體隨即開始了這方面的研究。一年后，我國學者開發(fā)的與DESI類似的另外一種新型電離源(EESI)技術發(fā)表在英國Chem.C0mmim.雜志上，在生物樣品監(jiān)測及代謝分析研究、食品藥品的分析監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測和分析等復雜樣品具有重要應用。研究表明，DESI和EESI是分析非極性分子的重要工具，在很多場合甚至是首選方案?？紤]到DESI和EESI在非極性分子檢測和分析的不足，2005年實用新型人等開發(fā)了表面解吸化學電離源(DAPCI)，可在無需樣品預處理直接測表面中的復雜樣品中的非極性分子，該技術已獲得專利ZL200710307112. 1。該技術對于表面中復雜基體物質的快速質譜分析方面具有良好的發(fā)展前景，然而應用中，實用新型人也發(fā)現DAPCI裝置還存在缺憾，由于采用氣流解吸表面，對于在復雜基體表面上結合牢固的物質(如蛋白質等生物大分子)很難解吸電離。
實用新型內容本實用新型解決的技術問題是，解決表面化學電離源不能解吸電離表明樣品上粘附牢固的物質和表面生物大分子樣品的問題，提供一種裝配簡單，制造成本低，離子化效率高，解吸效率高，檢測靈敏度高的表面萃取化學電離源。本實用新型的表面萃取化學電離源，包括電離管和樣品承載臺，電離管前端以一定角度指向承載臺，所述電離管內設有放電針，放電針外是噴液管，噴液管外是載氣管，且放電針、噴液管、載氣管同軸放置。其中放電針的針尖伸出噴液管前端，噴液管前端伸出載氣管前端。所述的電離管的放電針針尖、液體管前端管口、載氣管前端管口之間的距離可調。放電管設高壓電接口，放電針后端通過該高壓電接口連接高壓電。噴液管設液體通道接口，通過液體通道接口向噴液管中導入試劑；載氣管設載氣通道接口，通過載氣通道接口向載氣管中導入載氣。 所說的電離管內的放電針有絕緣層。所述電離管與承載臺的距離和角度可調。采用以上設計，本實用新型表面萃取化學電離源通過采用放電針對試劑電暈放電產生離子流束與樣品流在表面碰撞，從而將樣品中的待測物進行萃取電離從而使待測物發(fā)生離子化，產生待測物的離子流。由于采用放電針電暈放電具有很高的電離能力，可以將非極性分子甚至生物大分子電離，該電離源結構緊湊，設計巧妙，使用方便，可對各種檢測樣品進行電離分析；利用本實用新型電離源特別適合于對復雜的生物樣品、食品、藥品、環(huán)境樣品等進行實時快速分析。

圖1為本實用新型表面萃取化學電離源的基本構成及工作原理示意圖；圖2為圖1中放電管端部結構放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型表面萃取化學電離源的構成與工作原理。圖1顯示本實用新型表面萃取化學電離源的基本構成和工作原理。在質譜分析中，本實用新型表面萃取化學電離源同時作為樣品引入和電離系統使用，其包括放電管、樣品承載臺以及框架，樣品引入由樣品(待測物品)放置在樣品承載臺6表面或樣品槽內，樣品承載臺6固定于框架(圖中未顯示框架)中，樣品承載臺可以進行左右、上下、前后等方位的移動并定位；可用的樣品承載臺以及框架等可參考ZL200710307112. 1中介紹的內容。 本實用新型中，放電管是經過特殊設計的，其包括放電針1、噴液管2和載氣管3，噴液管2 和載氣管3為毛細管，參見圖2，噴液管2套裝在載氣管3內，放電針1套裝在噴液管2內， 放電針1針體有絕緣層以與噴液管內的液體隔離，放電針1、噴液管2、載氣管3同軸放置； 放電針1的針尖伸出噴液管2前端(距離d)，噴液管2前端伸出載氣管3前端(距離c)； 放電管設高壓電接口、與噴液管2連通的液體通道接口 4、與載氣管3連通的載氣通道接口 5，放電針1后端連接該高壓電接口，通過液體通道接口 4向噴液管2中導入試劑，通過載氣通道接口 5向載氣管3中導入載氣；兩毛細管口的距離c和放電針針尖與噴液管2毛細管口的距離d可以調節(jié)，放電管也固定在框架中并可調。噴液管2與樣品承載臺6傾斜的角度α和距離a以及樣品承載臺6與質譜進樣口 7的角度β和距離b可通過框架調節(jié)。本實用新型表面萃取化學電離源使用時，樣品電離過程中，從載氣管3前端射出高速氣體，從噴液管2前端流出液體，該高速氣體使液體霧化形成大量小液滴，同時施以高壓使放電針1放電時小液滴帶電而形成噴射的離子束，離子束直接與由樣品承載臺6上的樣品進行碰撞，與樣品表面上的物質發(fā)生融合萃取和解吸電離反應，這樣在電離源高速氣流和高壓電的作用下對樣品中的待測物質進行解吸電離，并且受到氣體的吹掃干燥作用， 樣品中的待測物被電離并且弓丨入到質譜儀進行分析檢測。表面萃取化學電離源使用中，載氣管中導入載氣，噴液管中加入萃取試劑，放電針連接高壓電，待測物品置于承載臺表面上，通過載氣霧化萃取劑萃取物品表面上的待測物并且解吸，同時，放電針放電電離試劑并促使待測物離子化而得以進行質譜分析。因此，可以利用本實用新型表面萃取化學電離源作為質譜儀的樣品引入系統和電離系統，電離管噴出的試劑離子流對直接放置于承載臺表面的待檢物品實施碰撞并萃取與解吸其中待測物， 形成樣品離子束并進入質譜儀進行質譜分析。通過具體檢測實例表明，應用本實用新型進行表面萃取化學電離質譜分析，對非極性分子苯、萘的直接檢測，對大分子蛋白溶菌酶、胰島素的解吸電離，復雜基體生物樣品中檢測和分析如唾液中溶菌酶的檢測、牛奶中溶菌酶的檢測、血液中血紅蛋白的檢測以及血液中苯丙氨酸的檢測，均獲得了良好效果。
權利要求1.一種表面萃取化學電離源，包括電離管和樣品承載臺，電離管前端以一角度指向承載臺，其特征在于，所述電離管內設有放電針，放電針外是噴液管，噴液管外是載氣管，且放電針、噴液管、載氣管同軸放置。
2.根據權利要求1所述的表面萃取化學電離源，其特征是放電針的針尖伸出噴液管前端，噴液管前端伸出載氣管前端。
3.根據權利要求2所述的表面萃取化學電離源，其特征是所述電離管的放電針針尖、 液體管前端管口、載氣管前端管口之間的距離可調。
4.根據權利要求2所述的表面萃取化學電離源，其特征是所述電離管與承載臺的距離和角度可調。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的表面萃取化學電離源，其特征是噴液管內的放電針有絕緣層。
6.根據權利要求5所述的表面萃取化學電離源，其特征是放電管設高壓電接口，放電針后端通過該高壓電接口連接高壓電。
7.根據權利要求5所述的表面萃取化學電離源，其特征是噴液管設用于導入試劑的液體通道接口 ；載氣管設用于導入氣體的載氣通道接口。
8.根據權利要求6所述的表面萃取化學電離源，其特征是其特征是噴液管設用于導入試劑的液體通道接口 ；載氣管設用于導入氣體的載氣通道接口。
專利摘要一種表面萃取化學電離源，包括電離管和樣品承載臺，電離管內設有放電針，放電針外是噴液管，噴液管外是載氣管，且放電針、噴液管、載氣管同軸放置；放電針的針尖伸出噴液管前端，噴液管前端伸出載氣管前端，放電針針尖、液體管前端管口、載氣管前端管口之間的距離可調。載氣管中導入載氣，噴液管中加入萃取試劑，放電針連接高壓電，待測物品置于承載臺表面上，通過載氣霧化萃取劑萃取物品表面上的待測物并且解吸，同時，放電針放電電離試劑并促使待測物離子化而得以進行質譜分析。本實用新型特別適合對復雜的生物樣品、食品、藥品、環(huán)境樣品等進行實時快速分析。
文檔編號G01N27/68GK202111053SQ20112023581
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)明者張興磊, 歐陽永中, 肖賽金, 胡斌, 陳煥文 申請人:東華理工大學