[发明专利]一种表面萃取装置、质谱分析系统和方法

说明书

本发明涉及生物、化学分析领域，公开了一种表面萃取装置、质谱分析系统和方法。本发明的表面萃取装置包括：采样单元、注射单元、回吸单元、带定量环的六通阀、电控多通阀和送气单元；所述采样单元同轴地由内而外设置回吸通道、注入通道和干燥气通道；回吸通道、注入通道和干燥气通道的同侧一端分别连接采样单元的回吸端口、注入端口和干燥气端口，另一端共同形成采样端口；在采样端口形成有采样空腔；干燥气通道在高于采样空腔处设有气孔；注射单元通过电控多通阀分别连通六通阀和所述注入端口；回吸单元和回吸端口分别连通六通阀；送气单元连通干燥气端口。本发明方案能够维持连续分析的液流稳定性，并且优化操作平台，降低操作难度，提升离子化效果。

技术领域

本发明涉及生物、化学分析领域，具体地说，涉及一种表面萃取装置、质谱分析系统和方法。

背景技术

质谱技术是物质分析的重要手段，近年来，质谱被广泛应用于生命科学、食品安全、环境监控、临床检测、农药残留监测等多个领域。传统的质谱分析多数需要预处理过程，无法满足现场在线测定的需求。2004年，Cooks教授等开发了解析电喷雾电离(DESI)技术，利用此技术可以对物质表面的样品进行直接质谱分析，无需进行样品预处理。在此后，研究者又相继开发了多种环境电离源，能够在无前处理条件下，应用于不同复杂样品体系直接进行表面分析。

除了利用环境电离源直接在样品表面完成离子化过程，基于液相萃取和电喷雾电离技术的表面萃取手段也是表面质谱分析的重要手段。2002年，Berkel教授研发团队提出了液体微结表面采样探针(LMJ-SSP)，利用两根同轴管组成的机器人探针进行表面萃取，外部管路的溶剂在流动的同时萃取样品表面分子，并依靠文丘里效应将液体通过内部管路转移到电喷雾离子源(ESI)进行质谱分析。其后在2010年，该研究组基于LMJ-SSP提出了液体萃取表面分析(LESA)，利用机械臂通过萃取探针在样品表面注射一定量液体，表面萃取完成后液体回吸回探针并通过机械臂转移至ESI喷口，完成离子化和质谱分析。另一种基于DESI的纳米-DESI方式，需要两根按照一定角度放置的毛细管，萃取液在两根管路之间形成液桥，利用DESI离子化，并将产生的离子传输进质谱采样口。2018年，Livia S.Eberlin课题组开发了一种三通道质谱笔(MasSpec Pen)，同样利用液体表面萃取技术，辅以辅助气和真空推动，能将萃取后的样本传递到质谱进样端，满足远距离传输的需求。

上述几种方法虽然能够利用液体表面萃取，不同样品直接进行表面分析，但均存在技术局限。例如，LESA在萃取和离子化过程中涉及到了探针移动，要配合精密的机械控制平台完成分析流程，nano-ESI对两根管路的放置角度也有严苛的要求，同时两种方法都没有办法满足远距离样品原位直接分析的需求；MasSpec Pen为代表的利用真空传输液流的方法对真空压差的要求高，真空度的微弱差别将会影响液体流速和液流稳定性，从而影响到离子化效果。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种表面萃取装置、质谱分析系统和方法，能够维持连续分析的液流稳定性，并且优化操作平台，降低操作难度，提升离子化效果。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种表面萃取装置，包括：

采样单元、注射单元、回吸单元、带定量环的六通阀、电控多通阀和送气单元；

所述采样单元同轴地由内而外设置回吸通道、注入通道和干燥气通道；所述回吸通道、所述注入通道和所述干燥气通道的同侧一端分别连接采样单元的回吸端口、注入端口和干燥气端口，另一端共同形成采样端口；在所述采样端口形成有采样空腔；所述干燥气通道在高于所述采样空腔处设有气孔；

所述注射单元通过所述电控多通阀分别连通所述六通阀和所述注入端口；所述回吸单元和所述回吸端口分别连通所述六通阀；所述送气单元连通所述干燥气端口。

在一种可选的实施方式中，所述回吸通道和所述注入通道的端部在所述采样端口相对所述干燥气通道的端部向内回收以形成所述采样空腔。