專利名稱：一種毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，可廣泛應(yīng)用于生物能源研究、生命科學(xué)、食品科學(xué)、環(huán)境、石油化工等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物樣品等復(fù)雜體系中大批水溶性組分的分析工作中，離子和極性化合物如有機(jī)酸，糖類化合物、核酸和氨基酸等組分利用傳統(tǒng)的液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)方法分離較困難，且分離效果較差。一些離子和極性化合物如有機(jī)酸、糖類化合物、核酸和氨基酸在傳統(tǒng)的反相柱上的分離比較困難，甚至?xí)Ａ粼谏V柱上。離子色譜分離效果比LC-MS更好，但對(duì)此類極性代謝物進(jìn)行有效的鑒定時(shí)，現(xiàn)有的檢測(cè)器僅用保留時(shí)間定性存在局限性。質(zhì)譜是組分鑒定的有力工具，能夠得到分子量、碎片離子等相關(guān)信息，使科學(xué)家可以從分子水 平上研究組分的性質(zhì)，在進(jìn)行定性及定量分析時(shí)具有較高的靈敏度。對(duì)于傳統(tǒng)LC-MS檢測(cè)困難的多種化合物，離子色譜結(jié)合質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)開(kāi)辟了用離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用(IC-MS)分析的發(fā)展方向。離子色譜對(duì)極性代謝物具有很好的分離選擇性，結(jié)合組分鑒定的有力工具質(zhì)譜，進(jìn)行定性及定量分析時(shí)具有較高的分離選擇性和靈敏度。有關(guān)離子色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)已有報(bào)道應(yīng)用于飲料、農(nóng)業(yè)化學(xué)品、水污染物、糖類化合物的分析及代謝物分析。由于離子色譜常用的流動(dòng)相是強(qiáng)堿或強(qiáng)酸，而質(zhì)譜常用流動(dòng)相一般為水和有機(jī)溶劑的混合液，因此離子色譜與質(zhì)譜聯(lián)機(jī)時(shí)流動(dòng)相不兼容。為了克服上述問(wèn)題，Kimd等嘗試將一支抑制器置于離子色譜出口和質(zhì)譜之間，并通過(guò)離子束接口將IC與MS聯(lián)用，成功測(cè)定了芳族磺酸。但該技術(shù)仍存在一定的局限性一、現(xiàn)有的方法所用的離子色譜柱為聚合物基質(zhì)的填充柱，直徑為4mm或2mm，流速一般為為O. 5-1. Oml/min，直接進(jìn)入質(zhì)譜需要分流，對(duì)某些化合物的分離度不夠高；二、流動(dòng)相經(jīng)過(guò)微膜抑制后，溶液轉(zhuǎn)化為水，為保證溶劑完全快速的霧化，需加入易揮發(fā)的有機(jī)溶劑或離子化試劑，容易造成峰的展寬。如加入離子化試劑易造成質(zhì)譜儀的污染；三、一般生物樣品量較小，而現(xiàn)有IC-MS技術(shù)檢測(cè)所需樣品量大，難以滿足檢測(cè)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所用的色譜柱所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)目前LCMS技術(shù)和離子色譜技術(shù)對(duì)有機(jī)酸、糖、醇等水溶性組分的鑒定分離效果差，而ICMS峰展寬及靈敏度不夠的問(wèn)題。利用微膜電解離子交換技術(shù)構(gòu)建毛細(xì)管離子色譜與質(zhì)譜聯(lián)機(jī)分析系統(tǒng)，有效克服ICMS中流動(dòng)相不兼容問(wèn)題的同時(shí)，提高極性化合物(如有機(jī)酸、氨基酸、糖，醇等)的分離分析的靈敏度和分離度，特別能有效分離鑒定某些同分異質(zhì)組分，且設(shè)備簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化應(yīng)用。一種毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，包括毛細(xì)管離子色譜儀和質(zhì)譜儀，毛細(xì)管離子色譜儀和質(zhì)譜儀通過(guò)電解離子交換裝置連接；具體連接方式如下毛細(xì)管離子色譜儀的泵與淋洗液瓶連接，淋洗液瓶與切換閥之間連接有脫氣盒，切換閥上連接定量環(huán)或捕集柱，切換閥上還連接保護(hù)柱，保護(hù)柱與色譜柱連接，色譜柱后連接電解離子交換裝置，電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀；切換閥、保護(hù)柱、色譜柱、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接；所述色譜柱為毛細(xì)管填充柱或毛細(xì)管整體柱或允許流速為O. 001-0. 1mT,/mi η 微流柱。所述色譜柱優(yōu)選毛細(xì)管整體柱。所述毛細(xì)管填充柱或毛細(xì)管整體柱的柱徑為O. 2-1. Omm,毛細(xì)管內(nèi)徑為O. 05-0. 1mm，定量環(huán)容量為 O. 4_5ul。所述毛細(xì)管離子色譜儀的泵需能夠精確控制流速O. 001-0. lmL/min。所述質(zhì)譜儀可以是任何型號(hào)的質(zhì)譜儀，包括電噴霧電離源、大氣壓化學(xué)電離源等。所述的電解離子交換裝置為適合毛細(xì)管系統(tǒng)的微膜電解離子交換裝置，可以是陰離子膜電解離子交換裝置或陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置，具體根據(jù)來(lái)自毛細(xì)管離子色譜儀的淋洗液酸堿性選擇，當(dāng)為酸性淋洗液時(shí)，選用陰離子膜電解離子交換裝置；當(dāng)為酸性淋洗 液時(shí)，選用陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置。電解離子交換裝置與質(zhì)譜儀之間可以連接一件碳酸鹽去除裝置，以去除流動(dòng)相中的C02及碳酸鹽等。根據(jù)待測(cè)樣品的性質(zhì)，本發(fā)明系統(tǒng)可以采取四種連接方式I、毛細(xì)管離子色譜儀-陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置-質(zhì)譜儀毛細(xì)管離子色譜儀的泵與淋洗液瓶連接，淋洗液瓶與切換閥之間連接有脫氣盒，切換閥上連接定量環(huán)或捕集柱，切換閥上還連接保護(hù)柱，保護(hù)柱與色譜柱連接，色譜柱后連接陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀。切換閥、保護(hù)柱、色譜柱、陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。2、毛細(xì)管離子色譜儀-陰離子膜電解離子交換裝置-質(zhì)譜儀毛細(xì)管離子色譜儀的泵與淋洗液瓶連接，淋洗液瓶與切換閥之間連接有脫氣盒，切換閥上連接定量環(huán)或捕集柱，切換閥上還連接保護(hù)柱，保護(hù)柱與色譜柱連接，色譜柱后連接陰離子膜電解離子交換裝置，陰離子膜電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀。切換閥、保護(hù)柱、色譜柱、陰離子電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。3、毛細(xì)管離子色譜儀-陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置和陰離子膜電解離子交換裝置并聯(lián)-質(zhì)譜儀進(jìn)樣器與三通閥連接，三通閥還與切換閥I和切換閥2連接；毛細(xì)管離子色譜儀的泵I、泵2分別與堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶連接，堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分別連接到脫氣盒I和脫氣盒2，脫氣盒I與切換閥I連接，切換閥I上連接定量環(huán)1，切換閥I上還連接陰離子色譜柱分析系統(tǒng)，陰離子色譜柱分析系統(tǒng)與陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀I ;脫氣盒2與切換閥2連接，切換閥2上連接定量環(huán)2，切換閥2還連接陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)，陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)與陰離子膜電解離子交換裝置連接，陰離子膜電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀2 ;所述陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)由陽(yáng)離子保護(hù)柱和陽(yáng)離子色譜柱依次連接而成，所述陰離子色譜柱分析系統(tǒng)由陰離子保護(hù)柱和陰離子色譜柱依次連接而成。切換閥、色譜柱分析系統(tǒng)、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。本連接方式可以根據(jù)待測(cè)樣品及淋洗液性質(zhì)，通過(guò)三通閥切換選擇使用陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)或陰離子色譜柱分析系統(tǒng)通路或同時(shí)使用。4、二維毛細(xì)管離子色譜儀-陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置和陰離子膜電解離子交換裝置并聯(lián)-質(zhì)譜儀
切換閥I連接定量環(huán)I、進(jìn)樣器、廢液管、泵3、切換閥2。捕集柱和定量環(huán)2連接在切換閥2上。切換閥2上還連接陰離子色譜柱分析系統(tǒng)、脫氣盒I、脫氣盒2、陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)、廢液管。泵I、泵2分別與堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶連接，堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分別連接到脫氣盒I和脫氣盒2，陰離子色譜柱分析系統(tǒng)與陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接，陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)與陰離子膜電解離子交換裝置連接，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置和陰離子膜電解離子交換裝置分別連接質(zhì)譜儀I和質(zhì)譜儀2。切換閥、色譜柱分析系統(tǒng)、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。所述陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)由陽(yáng)離子保護(hù)柱和陽(yáng)離子色譜柱依次連接而成，所述陰離子色譜柱分析系統(tǒng)由陰離子保護(hù)柱和陰離子色譜柱依次連接而成。本連接方式可用于同時(shí)檢測(cè)樣品中陰離子和陽(yáng)離子
坐寸ο本發(fā)明毛細(xì)管離子色譜與質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)的檢測(cè)方法如下 本發(fā)明系統(tǒng)連接如圖2所示泵將淋洗液以流速Vl輸送入色譜柱前，經(jīng)過(guò)除氣盒脫氣。泵連續(xù)的輸出淋洗液，將定量環(huán)或捕集柱中的樣品帶入色譜柱分析系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)柱分離，流動(dòng)相和被分離的單組分同時(shí)進(jìn)入微膜電解離子交換裝置。通過(guò)外接水或其他再生液以匹配的流速v2進(jìn)入微膜電解離子交換裝置另一入口，保證電極上產(chǎn)生離子的來(lái)源，再生液流出電解離子交換裝置后，進(jìn)入脫氣盒脫氣后排放。流動(dòng)相中酸或堿在微膜電解離子交換裝置中轉(zhuǎn)換成水或揮發(fā)性酸后，隨被分離的組分一同進(jìn)入質(zhì)譜儀。通過(guò)選擇不同的掃描模式及質(zhì)譜條件，能夠得到組分的分子量和結(jié)構(gòu)等定性信息，也可進(jìn)行定量分析。所述的流速vl為 O. 001-0. lmL/min, v2 為 O. 001-0. 1mT,/miη ；毛細(xì)管管路的內(nèi)徑管I-管4為O. 05-0. Imm ；定量環(huán)容積0. 4-5ul ；微膜電解離子交換裝置工作原理如圖3和圖4所示利用一個(gè)鉬金電極電解水產(chǎn)生H+，以其作為維持帶電的半滲透膜所必須的H+來(lái)源。當(dāng)離子色譜儀的強(qiáng)堿性淋洗液如NaOH,Κ0Η,NaAC,NaCO3或酸性淋洗液如甲基磺酸、硫酸、鹽酸、甲酸等進(jìn)入裝置，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜或陰離子交換膜上的離子交換反應(yīng)將OH—轉(zhuǎn)化為水。通過(guò)這種方式，淋洗液連續(xù)的轉(zhuǎn)化為水的同時(shí)，膜一直帶有電荷以便連續(xù)應(yīng)用。經(jīng)檢測(cè)，上述經(jīng)過(guò)離子交換技術(shù)轉(zhuǎn)化后的水的電導(dǎo)率低于I. 0μ s. cm—1，能夠達(dá)到質(zhì)譜系統(tǒng)的要求，這說(shuō)明離子交換技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管離子色譜與質(zhì)譜的在線連接。另外，被色譜柱分離的組分仍為自然的離子態(tài)或具有較高極性,不改變其原本性質(zhì)，因此可以進(jìn)入質(zhì)譜檢測(cè)。采用微膜電解離子交換裝置的優(yōu)點(diǎn)在于在Vl流速下不會(huì)導(dǎo)致色譜峰擴(kuò)展，因而大大提高了檢測(cè)的分離度及靈敏度。離子色譜與質(zhì)譜聯(lián)機(jī)相比傳統(tǒng)的液相色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)對(duì)水溶性代謝物特別是極性化合物有很好的分離選擇性。利用原位聚合制得的毛細(xì)管整體色譜柱要比常規(guī)裝填的離子色譜柱具有更好的多孔性和滲透性。即色譜柱中既有流動(dòng)相的流通孔又有便于溶質(zhì)進(jìn)行傳質(zhì)的中孔(幾十個(gè)納米)因而可以對(duì)組分進(jìn)行快速分離，節(jié)省時(shí)間，提高效率。使用毛細(xì)管離子色譜柱達(dá)到相同的分離效果，流速只需常規(guī)的分析型離子色譜柱所需流速的百分之一左右，減少了溶劑消耗量和污染排放量，節(jié)約了成本。采用毛細(xì)管色譜的優(yōu)勢(shì)在于其毛細(xì)管色譜柱的柱效大，穩(wěn)定性好，提高了分離靈敏度，方法的精密度和準(zhǔn)確度也得到很大提高。能夠分離某些分析型離子色譜分不開(kāi)的組分，如檸檬酸和異檸檬酸，木糖和甘露糖等。毛細(xì)管離子色譜與質(zhì)譜聯(lián)機(jī)對(duì)色譜峰的定性功能大大加強(qiáng)，且能分析色譜上分離不好的非同分異質(zhì)組分。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的有益效果是I.本發(fā)明利用原位聚合制得的毛細(xì)管整體色譜柱要比常規(guī)裝填的離子色譜柱具有更好的多孔性和滲透性。即色譜柱中既有流動(dòng)相的流通孔又有便于溶質(zhì)進(jìn)行傳質(zhì)的中孔(幾十個(gè)納米)因而可以對(duì)組分進(jìn)行快速分離，節(jié)省時(shí)間，提高效率。而且色譜柱的穩(wěn)定性聞。2.本發(fā)明構(gòu)建了一種新的分析平臺(tái)，對(duì)極性較大的化合物的分離檢測(cè)具有獨(dú)特的選擇性和檢測(cè)靈敏度并能夠解決制約傳統(tǒng)方法分離鑒定復(fù)雜體系極性化合物的技術(shù)難題，極大提高了分離選擇性和靈敏度，能高效分離同分異質(zhì)體，本發(fā)明在生物能源研究領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)嶄新的應(yīng)用技術(shù)。
3.采用微膜電解離子交換裝置串聯(lián)電噴霧接口實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管離子色譜與質(zhì)譜聯(lián)用，解決了與質(zhì)譜接口和離子源流動(dòng)相不兼容的問(wèn)題和鹽干擾問(wèn)題。4.采用毛細(xì)管離子色譜，且用于連接的管路也為毛細(xì)管，電解后的淋洗液與被測(cè)樣品可直接進(jìn)入質(zhì)譜儀，不需要分流。進(jìn)入質(zhì)譜儀前不需要另外添加易揮發(fā)的有機(jī)溶劑或離子化試劑，不會(huì)造成峰的展寬和質(zhì)譜儀的污染。所需樣品量少，對(duì)于難以得到的珍貴樣品測(cè)定具有重要意義，特別適用于生物樣品的檢測(cè)。5.設(shè)備簡(jiǎn)單,易于工業(yè)化應(yīng)用。


圖I現(xiàn)有液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)機(jī)示意2本發(fā)明毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)示意3電解離子交換裝置(陰離子)圖4電解離子交換裝置(陽(yáng)離子)圖5實(shí)施例I毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)示意6現(xiàn)有分析型離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析有機(jī)酸的譜7實(shí)施例I毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析有機(jī)酸的譜8實(shí)施例2分析單糖的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)示意9現(xiàn)有技術(shù)分析型色譜柱系統(tǒng)與實(shí)施例2毛細(xì)管型色譜柱系統(tǒng)分離單糖的色譜10實(shí)施例3分析氨基酸和核苷的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)示意11實(shí)施例4同時(shí)分析陽(yáng)離子和陰離子的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)示意12實(shí)施例5同時(shí)分析陽(yáng)離子和陰離子的二維毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但不限制本發(fā)明。實(shí)施例I儀器選用ICS_5000多功能色譜裝置(美國(guó)thermo fisher scientific公司)。包括雙泵(DP)模塊、檢測(cè)器/色譜(DC)模塊、自動(dòng)進(jìn)樣器(AS)模塊、淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置(EG)模塊、毛細(xì)管色譜(IC-cube)模塊、雙泵模塊中包含一個(gè)分析型泵，一個(gè)毛細(xì)管型泵，配置電導(dǎo)檢測(cè)器。IC-cube模塊包含一個(gè)切換閥(O. 4uL)、柱溫箱、陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置(ACES300)、除氣盒(EG degasser)、碳酸鹽去除裝置(CRD)、毛細(xì)管離子色譜柱(IonSwift Max-IOOCapiIIary column O. 4mmX250mm)和保護(hù)柱(O. 4mmX50mm)。LTQ-XL離子肼型質(zhì)譜儀(美國(guó)thermo fisher scientific公司)。系統(tǒng)連接如圖5所示毛細(xì)管離子色譜儀的泵I與KOH淋洗液瓶連接，淋洗液瓶與脫氣盒連接，脫氣盒與切換閥連接，定量環(huán)連接在切換閥上，切換閥上連接進(jìn)樣器與廢液管，切換閥上還連接保護(hù)柱，保護(hù)柱與毛細(xì)管離子色譜柱連接，毛細(xì)管離子色譜柱后連接陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接碳酸鹽去除裝置、碳酸鹽去除裝置連接質(zhì)譜儀。切換閥、色譜柱分析系統(tǒng)、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。毛細(xì)管管路的內(nèi)徑為O. 05mm,定量環(huán)容積為O. 4ul。泵I將超純水以O(shè). 012mL/min流速泵入淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置EG，連續(xù)輸出初始濃度為4mM的Κ0Η，經(jīng)過(guò)除氣盒脫氣。淋洗液將定量環(huán)中的樣品帶入毛細(xì)管離子色譜柱分 析系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)柱分離，流動(dòng)相和被分離的單組分同時(shí)進(jìn)入微膜電解離子交換裝置。外接水以O(shè). 02mL/min的流速進(jìn)入微膜電解離子交換裝置另一入口，保證電極上產(chǎn)生離子的來(lái)源。流動(dòng)相中堿在微膜電解離子交換裝置中轉(zhuǎn)換成水后，進(jìn)入CRD除去碳酸鹽，隨被分離的組分一同進(jìn)入質(zhì)譜儀。通過(guò)選擇不同的掃描模式及質(zhì)譜條件，得到組分的分子量等定性信息，也可進(jìn)行定量分析。所用淋洗液洗脫的梯度條件為0min, I. OmM ；8min, I. OmM ；30min,35. OmM ；40min, 80. OmM ；42min, 80. OmM ；43min, 4. OmM ；45min, 4. OmM0 質(zhì)譜條件為負(fù)離子全掃描模式下，電壓為3. OkV。 分析樣品為有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)品混合物。如表I所示，有機(jī)酸如富馬酸、丙二酸、琥珀酸、蘋果酸、檸檬酸等在傳統(tǒng)的液相色譜柱C18上不保留，3分鐘內(nèi)共洗脫。在親水色譜HILIC柱分離不理想，峰很寬。在陰離子交換色譜上能基線分離，色譜峰尖銳。說(shuō)明離子色譜分離有機(jī)酸的分離度更高。圖6所示，為現(xiàn)有分析型離子色譜和質(zhì)譜聯(lián)用，分析有機(jī)酸所得總離子流圖，與本發(fā)明所用毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)所得總離子流圖(圖7)相比，峰型較差，部分組分拖尾嚴(yán)重。本發(fā)明實(shí)施例I所得譜圖峰形尖銳，質(zhì)譜響應(yīng)靈敏度高。如現(xiàn)有技術(shù)分離同分異構(gòu)體檸檬酸和異檸檬酸，分離度明顯小于本發(fā)明。表I實(shí)施例I與現(xiàn)有分析型離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分離有機(jī)酸的結(jié)果比較表
13 I離子柱保留時(shí)間/min I反相C18柱上保留行為~|HILIC柱保留行為
丙二酸16. 47 (尖峰)2. 5min前共洗脫峰展寬
丙酮酸8. 19 (尖峰)2. 5min前共洗脫峰展寬
D-葡萄糖酸 6.81(尖峰)2. 5min前共洗脫^
玻珀酸17. 11 (尖峰)峰展寬
R-乳酸7.28(尖峰)2. 5min前共洗脫峰展寬S-蘋果酸|16.6(尖峰)|2. 5min前共洗脫
檸檬酸鹽24. 2 (尖峰)2. 5min前共洗脫峰展寬
馬來(lái)酸16.65 (尖峰)2. 5min前共洗脫^實(shí)施例2儀器選用ICS_5000多功能色譜裝置(美國(guó)thermo fisher scientific公司)。包括雙泵(DP)模塊、檢測(cè)器/色譜(DC)模塊、自動(dòng)進(jìn)樣器(AS)模塊、淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝 置(EG)模塊、毛細(xì)管色譜(IC-cube)模塊、雙泵模塊中包含一個(gè)分析型泵，一個(gè)毛細(xì)管型泵，配置電導(dǎo)檢測(cè)器。IC-cube模塊包含一個(gè)切換閥(O. 4uL)、柱溫箱、陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置(ACES300)、除氣盒(EG degasser)碳酸鹽去除裝置(CRD)、毛細(xì)管離子色譜柱(CarboPacPA20CapillarycoIumn O. 4mmX 250mm)和保護(hù)柱(O. 4mmX50mm)。LTQ-XL 離子餅型質(zhì)譜儀(美國(guó) thermo fisherscientific 公司)。系統(tǒng)連接如圖8所示毛細(xì)管離子色譜儀的泵I與KOH淋洗液瓶連接，淋洗液瓶與脫氣盒連接，脫氣盒與切換閥連接，定量環(huán)連接在切換閥上，切換閥上連接進(jìn)樣器與廢液管，切換閥上還連接保護(hù)柱，保護(hù)柱與毛細(xì)管離子色譜柱連接，毛細(xì)管離子色譜柱后連接陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接碳酸鹽去除裝置、碳酸鹽去除裝置連接質(zhì)譜儀。切換閥、色譜柱分析系統(tǒng)、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。毛細(xì)管管路的內(nèi)徑為O. Imm,定量環(huán)容積為5ul。泵I將超純水以O(shè). OlOmL/min流速泵入淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置EG，連續(xù)輸出初始濃度為IOmM的Κ0Η，經(jīng)過(guò)除氣盒脫氣。淋洗液將定量環(huán)中的樣品帶入毛細(xì)管離子色譜柱分析系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)柱分離，流動(dòng)相和被分離的單組分同時(shí)進(jìn)入微膜電解離子交換裝置。外接水以0.018mL/min的流速進(jìn)入微膜電解離子交換裝置另一入口，保證電極上產(chǎn)生離子的來(lái)源。流動(dòng)相中堿在微膜電解離子交換裝置中轉(zhuǎn)換成水后，進(jìn)入CRD除去碳酸鹽，隨被分離的組分一同進(jìn)入質(zhì)譜儀。通過(guò)選擇不同的掃描模式及質(zhì)譜條件，得到組分的分子量等定性信息，也可進(jìn)行定量分析。所用淋洗液洗脫的梯度條件為0min, 10. OmM ；12min, 10. OmM ；12. lmin,50. OmM ； 15min, 50. OmM ； 15. lmin, 10. OmM ；20min, 10. OmM。質(zhì)譜條件為正離子全掃描模式下，電壓為4. OkV。分析樣品為單糖標(biāo)準(zhǔn)品混合物。圖9所示為單糖混合標(biāo)準(zhǔn)品在分析型的陰離子交換色譜柱和實(shí)施例2所用方法的分離結(jié)果比較?？芍褂矛F(xiàn)有技術(shù)分離，木糖和甘露糖存在嚴(yán)重干擾，存在共洗脫現(xiàn)象。而本發(fā)明實(shí)施例2分離相同單糖混合物標(biāo)準(zhǔn)品，實(shí)現(xiàn)了很好的分離，葡萄糖、木糖和甘露糖等組分峰形尖銳。實(shí)施例3儀器選用ICS_5000多功能色譜裝置(美國(guó)thermo fisher scientific公司)。包括雙泵(DP)模塊、檢測(cè)器/色譜(DC)模塊、自動(dòng)進(jìn)樣器(AS)模塊、淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置(EG)模塊、毛細(xì)管色譜(IC-cube)模塊、雙泵模塊中包含一個(gè)分析型泵，一個(gè)毛細(xì)管型泵，配置電導(dǎo)檢測(cè)器。IC-cube模塊包含一個(gè)切換閥(0.4uL)、柱溫箱、陰離子膜電解離子交換裝置(CCES300)、除氣盒(EG degasser)、毛細(xì)管陽(yáng)離子離子色譜柱(Cation exchangeCapillary column)。三重四極桿質(zhì)譜儀(AB公司)。系統(tǒng)連接如圖10所示毛細(xì)管離子色譜儀的泵與酸性淋洗液瓶連接，淋洗液瓶與脫氣盒連接，脫氣盒與切換閥連接，定量環(huán)連接在切換閥上，切換閥上連接進(jìn)樣器與廢液管，切換閥上還連接保護(hù)柱，保護(hù)柱與毛細(xì)管離子色譜柱連接，毛細(xì)管離子色譜柱后連接陰離子膜電解離子交換裝置，陰離子膜電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀。切換閥、色譜柱分析系統(tǒng)、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。毛細(xì)管管路的內(nèi)徑為O. 06mm，定量環(huán)容積為Iul。5mM酸性淋洗液以流速為O. 05mL/min，將定量環(huán)中的樣品帶入毛細(xì)管離子色譜柱分析系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)柱分離，流動(dòng)相和被分離的單組分同時(shí)進(jìn)入微膜電解離子交換裝置。外接水以O(shè). 07mL/min的流速進(jìn)入微膜電解離子交換裝置另一入口，保證電極上產(chǎn)生離子的來(lái)源。流動(dòng)相中酸在微膜電解離子交換裝置中轉(zhuǎn)換成水后，隨被分離的組分一同進(jìn)入質(zhì)譜儀。通過(guò)選擇不同的掃描模式及質(zhì)譜條件，得到組分的分子量等定性信息，也可進(jìn)行定量分析。質(zhì) 譜條件為正離子全掃描模式下，電壓為4. OkV。實(shí)施例4儀器選用ICS_5000多功能色譜裝置(美國(guó)thermo fisher scientific公司)。包括雙泵(DP)模塊、檢測(cè)器/色譜(DC)模塊(包含一個(gè)三通閥)、自動(dòng)進(jìn)樣器(AS)模塊、淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置(EG)模塊、兩個(gè)毛細(xì)管色譜(IC-cube)模塊、雙泵模塊中包含兩個(gè)毛細(xì)管型泵，配置電導(dǎo)檢測(cè)器。IC-cube模塊包含一個(gè)切換閥(O. 4uL)、柱溫箱、陰離子膜電解離子交換裝置(CCES300)、陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置(ACES300)、兩個(gè)除氣盒(EG degasser)、陽(yáng)離子毛細(xì)管離子色譜柱和保護(hù)柱、陽(yáng)離子毛細(xì)管離子色譜柱和保護(hù)柱、三重四極桿質(zhì)譜儀(AB公司)。系統(tǒng)連接如圖11所示進(jìn)樣器與三通閥連接，三通閥還與切換閥I和切換閥2連接。毛細(xì)管離子色譜儀的泵I、泵2分別與堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶連接，堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分別連接到脫氣盒I和脫氣盒2，脫氣盒I與切換閥I連接，切換閥I上連接定量環(huán)1，切換閥I上還連接陰離子毛細(xì)管色譜柱分析系統(tǒng)，陰離子毛細(xì)管色譜柱分析系統(tǒng)與陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接碳酸鹽去除裝置，碳酸鹽去除裝置連接質(zhì)譜儀I。脫氣盒2與切換閥2連接，切換閥2上連接定量環(huán)2，切換閥2還連接陽(yáng)離子毛細(xì)管色譜柱分析系統(tǒng)，陽(yáng)離子毛細(xì)管色譜柱分析系統(tǒng)與陰離子膜電解離子交換裝置連接，陰離子膜電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀2。切換閥、色譜柱分析系統(tǒng)、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。毛細(xì)管管路的內(nèi)徑為O. 07mm，定量環(huán)容積為2ul。進(jìn)樣器進(jìn)樣，通過(guò)三通閥選擇通道，或通過(guò)三通同時(shí)將樣品裝滿切換閥I的定量環(huán)I和切換閥2的定量環(huán)2。泵I和泵2分別以流速O. O lmL/min將定量環(huán)中的樣品帶入陰離子和陽(yáng)離子毛細(xì)管離子色譜柱分析系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)柱分離，流動(dòng)相和被分離的單組分分別進(jìn)入微膜電解離子交換裝置，外接水以O(shè). 02mL/min的流速進(jìn)入微膜電解離子交換裝置另一入口，保證電極上產(chǎn)生離子的來(lái)源。流動(dòng)相中堿和酸分別在微膜電解離子交換裝置中轉(zhuǎn)換成水后，隨被分離的組分一同進(jìn)入質(zhì)譜儀。通過(guò)選擇不同的掃描模式及質(zhì)譜條件，得到組分的分子量等定性信息，也可進(jìn)行定量分析。
實(shí)施例5儀器選用ICS_5000多功能色譜裝置(美國(guó)thermo fisher scientific公司)。包括雙泵(DP)模塊、檢測(cè)器/色譜(DC)模塊(包含一個(gè)十通閥)、自動(dòng)進(jìn)樣器(AS)模塊、淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置(EG)模塊、兩個(gè)毛細(xì)管色譜(IC-cube)模塊、雙泵模塊中包含兩個(gè)毛細(xì)管型泵，配置電導(dǎo)檢測(cè)器。IC-cube模塊包含一個(gè)切換閥(O. 4uL)、柱溫箱、陰離子膜電解離子交換裝置(CCES300)、陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置(ACES300)、兩個(gè)除氣盒(EG degasser)、捕集柱、陽(yáng)離子毛細(xì)管離子色譜柱和保護(hù)柱、陽(yáng)離子毛細(xì)管離子色譜柱和保護(hù)柱。外置一個(gè)微流泵。三重四極桿質(zhì)譜儀(AB公司)。系統(tǒng)連接方式如圖12所示切換閥I連接定量環(huán)I、進(jìn)樣器、廢液管、泵3、切換閥2。捕集柱固定在切換閥2的位③和位⑩，定量環(huán)2固定在切換閥2的位⑦和位④。切換閥2的位①、位②、位⑤、位⑥、位⑧、位⑨分別與陽(yáng)離子毛細(xì)管色譜柱分析系統(tǒng)、脫氣盒2、脫氣盒I、陰離子毛細(xì)管色譜柱分析系統(tǒng)、廢液管、切換閥I連接。泵I、泵2分別與堿性淋洗 液瓶和酸性淋洗液瓶連接，堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分別連接到脫氣盒I和脫氣盒2，陰離子毛細(xì)管色譜柱分析系統(tǒng)與陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接碳酸鹽去除裝置，碳酸鹽去除裝置連接質(zhì)譜儀I ;陽(yáng)離子毛細(xì)管色譜柱分析系統(tǒng)與陰離子膜電解離子交換裝置連接，陰離子膜電解離子交換裝置連接質(zhì)譜儀2。切換閥、色譜柱分析系統(tǒng)、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接。毛細(xì)管管路的內(nèi)徑為O. 08_，定量環(huán)容積為3ul。本連接方式可用于同時(shí)檢測(cè)樣品中陰離子和陽(yáng)離子等。進(jìn)樣器進(jìn)樣，泵3將樣品送入捕集柱，樣品中的陽(yáng)離子被保留，不保留的陰離子被截留在定量環(huán)2中，切換閥2切換后，泵I以流速O. OlmL/min泵出淋洗液，將捕集柱上的陽(yáng)離子洗脫到陽(yáng)離子毛細(xì)管離子色譜柱分析系統(tǒng)，泵2以流速O. OlmL/min泵出水，通過(guò)淋洗液自動(dòng)發(fā)生器產(chǎn)生一定濃度的淋洗液，將定量環(huán)2中的陰離子帶入陰離子毛細(xì)管離子色譜柱分析系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)柱分離，流動(dòng)相和被分離的單組分分別進(jìn)入微膜電解離子交換裝置，外接水以O(shè). 02mL/min的流速進(jìn)入微膜電解離子交換裝置另一入口，保證電極上產(chǎn)生離子的來(lái)源。流動(dòng)相中堿和酸分別在微膜電解離子交換裝置中轉(zhuǎn)換成水后，隨被分離的組分一同進(jìn)入質(zhì)譜儀。通過(guò)選擇不同的掃描模式及質(zhì)譜條件，得到組分的分子量等定性信息，也可進(jìn)行定量分析。
權(quán)利要求
1.一種毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，包括毛細(xì)管離子色譜儀和質(zhì)譜儀，其特征在于毛細(xì)管離子色譜儀和質(zhì)譜儀通過(guò)電解離子交換裝置連接；具體連接方式如下毛細(xì)管離子色譜儀的泵與淋洗液瓶連接，淋洗液瓶與切換閥之間連接有脫氣盒，切換閥上連接定量環(huán)或捕集柱，切換閥上還連接保護(hù)柱，保護(hù)柱與色譜柱連接，色譜柱后連接電解離子交換裝置，電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀；切換閥、保護(hù)柱、色譜柱、電解離子交換裝置、質(zhì)譜儀之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接；所述色譜柱為毛細(xì)管填充柱或毛細(xì)管整體柱或允許流速為 0. 001-0. lmL/min 微流柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，其特征在于所述毛細(xì)管填充柱或毛細(xì)管整體柱的柱徑為0. 2-1. Omm,毛細(xì)管內(nèi)徑為0. 05-0. Imm,定量環(huán)容量為.0.4_5ul。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，其特征在于所述毛細(xì)管離子色譜儀的泵控制流速為0. 001-0. lmL/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，其特征在于所述的電解離子交換裝置為微膜電解離子交換裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，其特征在于所述的電解離子交換裝置為陰離子膜電解離子交換裝置或陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，其特征在于所述電解離子交換裝置與質(zhì)譜儀之間連接一件碳酸鹽去除裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，其特征在于具體連接方式為進(jìn)樣器與三通閥連接，三通閥還與切換閥I和切換閥2連接；毛細(xì)管離子色譜儀的泵I、泵2分別與堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶連接，堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分別連接到脫氣盒I和脫氣盒2，脫氣盒I與切換閥I連接，切換閥I上連接定量環(huán)1，切換閥I上還連接陰離子色譜柱分析系統(tǒng)，陰離子色譜柱分析系統(tǒng)與陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀I ;脫氣盒2與切換閥2連接，切換閥2上連接定量環(huán)2，切換閥2還連接陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)，陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)與陰離子膜電解離子交換裝置連接，陰離子膜電解離子交換裝置直接連接質(zhì)譜儀2 ;所述陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)由陽(yáng)離子保護(hù)柱和陽(yáng)離子色譜柱依次連接而成，所述陰離子色譜柱分析系統(tǒng)由陰離子保護(hù)柱和陰離子色譜柱依次連接而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)，其特征在于具體連接方式為切換閥I連接定量環(huán)I、進(jìn)樣器、廢液管、泵3、切換閥2 ;捕集柱和定量環(huán)2連接在切換閥2上，切換閥2上還連接陰離子色譜柱分析系統(tǒng)、脫氣盒I、脫氣盒2、陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)、廢液管；泵I、泵2分別與堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶連接，堿性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分別連接到脫氣盒I和脫氣盒2，陰離子色譜柱分析系統(tǒng)與陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置連接，陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)與陰離子膜電解離子交換裝置連接，陽(yáng)離子膜電解離子交換裝置和陰離子膜電解離子交換裝置分別連接質(zhì)譜儀I和質(zhì)譜儀2 ;所述陽(yáng)離子色譜柱分析系統(tǒng)由陽(yáng)離子保護(hù)柱和陽(yáng)離子色譜柱依次連接而成，所述陰離子色譜柱分析系統(tǒng)由陰離子保護(hù)柱和陰離子色譜柱依次連接而成。
9.一種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于步驟如下泵將淋洗液以流速Vl輸送入色譜柱前，經(jīng)過(guò)除氣盒脫氣；泵連續(xù)的輸出淋洗液，將定量環(huán)或捕集柱中的樣品帶入毛細(xì)管離子色譜柱分析系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)柱分離，流動(dòng)相和被分離的單組分同時(shí)進(jìn)入微膜電解離子交換裝置；通過(guò)外接水或其他再生液以匹配的流速v2進(jìn)入微膜電解離子交換裝置另一入口，保證電極上產(chǎn)生離子的來(lái)源；流動(dòng)相中酸或堿在微膜電解離子交換裝置中轉(zhuǎn)換成水或揮發(fā)性酸后，隨被分離的組分一同進(jìn)入質(zhì)譜儀；通過(guò)選擇不同的掃描模式及質(zhì)譜條件，對(duì)組分進(jìn)行定性及定量分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的毛細(xì)管離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于所述的流速vl 為 0. 001-0. lmL/min, v2 為 0. 001-0. lmL/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種毛細(xì)管離子色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的系統(tǒng)，為解決離子色譜與質(zhì)譜聯(lián)用時(shí)流動(dòng)相不兼容，及對(duì)某些極性化合物分析檢測(cè)的靈敏度和分離度較低的問(wèn)題。通過(guò)在毛細(xì)管離子色譜與質(zhì)譜之間增設(shè)一個(gè)陽(yáng)離子膜電解裝置或陰離子膜電解裝置，將來(lái)自離子色譜儀的酸性或堿性淋洗液轉(zhuǎn)換成水，從而可以直接進(jìn)入質(zhì)譜儀。定量環(huán)或捕集柱、毛細(xì)管色譜柱、電解離子交換裝置、質(zhì)譜之間均采用毛細(xì)管進(jìn)行連接，毛細(xì)管內(nèi)徑為0.05-0.1mm。本發(fā)明的色質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)，不僅有效解決了離子色譜與質(zhì)譜間聯(lián)用所存在的流動(dòng)相不兼容和鹽干擾的問(wèn)題，對(duì)極性化合物有較高的選擇度和靈敏度，更能高效分離同分異質(zhì)體，本系統(tǒng)設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，所需樣品量少，易于工業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01N30/60GK102967680SQ201210488629
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者法蕓, 高峻, 楊孟龍, 白罰利, 杜鵑, 鄭岳, 觀文娜, 楊海燕 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所