[发明专利]一种非接触式交流电喷雾离子化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电喷雾离子化装置及方法，特别是关于一种用于液体样品引入的非接触式交流电喷雾离子化装置及方法。

背景技术

质谱是有机物分子定性与定量分析强有力的工具之一。电喷雾离子化(ESI)是有机质谱分析中典型的离子化方式。在传统的电喷雾过程中样品溶液由毛细管一端进入，从另一端通过高压气雾化喷出。在雾化气以及高电压电场的作用下，样品溶液雾化形成带有电荷的气溶胶，经过溶剂挥发和库伦爆炸，目标分子最终被离子化，并进入质谱。随后发展的纳升电喷雾离子源(nanoESI)，在传统电喷雾离子源基础上取消了雾化气，使装置进一步简化。而交流电喷雾(ACESI)以交流电压取代了传统电喷雾使用的直流电压，可抑制纳、钾等加合物的形成，可以克服基体盐效应的影响。

对于以上装置，由于样品溶液在毛细管内部，故都需要添加一个额外的接口才能使喷雾电压施加于喷雾针上，使电喷雾离子源的结构变得相对复杂，在制备过程中也增加了额外的工序。因此，目前亟需开发一种非接触式的电喷雾离子源，使其能够进一步简化电喷雾离子源的结构，降低制造成本；并且更容易与液相色谱、毛细管电泳、微流控等液体分离技术联用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单，成本低，能够与液相分离技术联用的非接触式交流电喷雾离子化的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种非接触式交流电喷雾离子化装置，其特征在于：它包括气动喷雾装置、电极、交流电源和质谱仪；所述气动喷雾装置包括外部毛细管、内部毛细管和三通接头；所述内部毛细管一端连接样品溶液注入装置，另一端依次穿过所述三通接头的接头一和接头二；所述外部毛细管套在所述内部毛细管的外周，其一端位于所述三通接头内，另一端从所述三通接头的所述接头二引出；所述三通接头的接头三连接高压雾化气储存装置；所述电极设置在所述外部毛细管和内部毛细管的出口端外周，所述电极连接所述交流电源；所述内部毛细管穿出所述外部毛细管；所述质谱仪设置在所述外部毛细管和内部毛细管的出口端前方。

所述气动喷雾装置中的所述外部毛细管和内部毛细管均采用石英毛细管；所述内部毛细管的内径为5um～100um，所述外部毛细管的内径为200～300um，所述外部毛细管和内部毛细管的壁厚均为20um～100um。

所述电极的形状为直线形、环形、半圆形中的其中一种；所述电极设置在所述内部毛细管的出口端30mm范围内。

所述电极采用锡箔纸、铂、不锈钢、铜和铁中的其中一种金属导电物质制成；所述电极贴设在玻璃、橡皮的其中一种介质上。

上述装置的一种非接触式交流电喷雾离子化方法，其包括以下步骤：1)样品溶液注入装置中的样品溶液经内部毛细管靠近接头一的端部引入，从靠近接头二的端部喷出；高压雾化气储存装置中的雾化气通过三通接头的接头三注入外部毛细管的输入端，并从外部毛细管的输出端喷出，同时使内部毛细管喷出的样品溶液雾化；2)由于电极设置在外部毛细管和内部毛细管的输出端外围，电极与交流电源的高压输出端相连，因此，通过电磁感应诱导出的高压电场，使内部毛细管喷出的样品溶液在喷雾过程中带上电荷，并使样品中的分子离子化；3)样品中的分子被离子化后，进入质谱仪进行分析。

所述步骤1)中，内部毛细管内的样品溶液的流速为2～20uL/min，外部毛细管内的雾化气压力为10～300psi。

所述步骤2)中，交流电源的应用电压范围为0.5kV～20kV，频率为50Hz～250kHz。

高压雾化气储存装置中的雾化气采用氮气、空气、氩气和氦气中的一种或几种的混合气体。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将高频交流电压应用于雾化器喷头周围的电极上，电极不需要与样品溶液接触，无需像传统电喷雾那样额外添加电极与液体接触的接口，因此加工更加容易。2、本发明由于保留了传统电喷雾喷头的基本结构，因此，能够与液相分离技术(液相色谱、毛细管电泳技术和微流控)进行联用。3、本发明采用交流电压进行电喷雾离子化，因此可抑制钠、钾等加合物的形成，克服基体盐效应的影响，可适用于生物样品的直接分析。本发明结构简单，保留了传统的电喷雾特点，能与液相分离技术联用，用于质谱分析，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明装置结构示意图

图2是本发明外部毛细管和内部毛细管的输出端局部示意图

图3是肌红蛋白应用本发明的质谱图

图4是六种混合肽应用本发明的质谱图