[发明专利]一种纳升光电离质谱离子源装置及其操作方法

说明书

本申请涉及纳升光电离质谱离子源装置及其操作方法，纳升光电离质谱离子源装置包括纳喷雾喷针：用于装载样品溶液，实现纳喷雾过程；金属电极：插入纳喷雾喷针内，与样品溶液接触，向样品溶液提供高压电场；紫光灯：用于发射高能量紫外光子，与样品溶液雾化的气相分子结合，实现光离子化过程。本申请针对单细胞质谱分析过程中小体积痕量弱极性化合物的离子化效率低、灵敏度差、杂质干扰多等问题，结合Nano‑ESI与APPI的优势，设计了适用于小体积弱极性化合物多环芳烃分析的纳升光电离质谱离子源设备。通过优化各类参数，完成对单一痕量弱极性化合物的高效电离检测、对混合组分中弱极性化合物的高灵敏分析以及对单细胞样品中弱极性化合物的选择性离子化检测。

技术领域

本申请涉及纳升光电离质谱离子源装置的领域，尤其是涉及一种纳升光电离质谱离子源装置及其操作方法。

背景技术

质谱分析法（Mass spectrometry, MS）是一类具有高通量、高灵敏度以及较强化合物鉴定能力等特点的生化样品分析技术。为了满足生物小体积样品准确测量的迫切需求，微型化和集成化已经成为质谱仪发展的重要方向，以实现小体积痕量生物组分的高通量分析及准确测量的目标。

纳喷雾离子源（Nano-ESI）是一种广泛适用于小体积极性化合物分析的高灵敏度“软电离”离子源。相比于普通电喷雾离子源（ESI），Nano-ESI具有更小的电喷雾喷嘴内径，从而可以实现小体积及单细胞样本精准采样过程，有着更高的离子化效率和更长的MS谱图解析时间。Nano-ESI通常情况下会将小体积溶液样品置于纳喷雾喷针（Nano-tip），通过电极向样品溶液施加高压电（1−2 kV）。在高压电场的作用下，样品溶液从Nano-tip尖端喷出，形成电喷雾。基于Nano-ESI的小体积分析方法一般使用Nano-tip进行取样。在显微镜的实时观测下，通过三维移动机械臂控制Nano-tip从活体生物样本的目标区域直接取样。取样后，可通过Nano-ESI进行直接离子化检测，或通过与毛细管电泳等分离技术联用，对不同化合物进行分离，然后再检测。虽然目前基于Nano-ESI的分析方法已经成功应用于各类小体积及单细胞极性化合物的超灵敏分析研究，然而对于小体积及单细胞弱极性化合物的痕量物质分析却仍存在着检测灵敏度低、离子化效率差、复杂基质的干扰等问题。

大气压化学电离（APCI）与大气压光致电离（APPI）是两种适用于弱极性化合物和非极性化合物常量分析的常压质谱离子源。其中，APCI主要针对部分极性化合物和弱极性化合物难以离子化的问题，借助电晕放电产生试剂离子，再通过试剂离子与被分析物的气相离子/分子反应，将被分析物高效离子化。相比于APCI，APPI往往应用于极性更弱的弱极性化合物和非极性化合物的分析，它通常利用低波长紫外光激发气态被分析物，使其离子化为自由基阳离子或进一步被分析物质子化生成离子。尽管目前对于弱极性或者非极性化合物的大体积常量分析可以采取APCI和APPI途径，但是对于小体积单细胞样品中痕量弱极性物质往往难以实施有效的质谱离子化过程。

因此，如何优化单细胞质谱分析过程中小体积痕量弱极性化合物出现的离子化效率低、灵敏度差、杂质干扰多等问题是目前待研究的方向。

发明内容

为了减少单细胞质谱分析过程中小体积痕量弱极性化合物出现的离子化效率低、灵敏度差、杂质干扰多的问题，本申请提供一种用于痕量弱极性化合物分析的纳升光电离质谱离子源装置及其操作方法。

第一方面，本申请提供一种纳升光电离质谱离子源装置，采用如下的技术方案：

一种纳升光电离质谱离子源装置，包括

纳喷雾喷针：用于装载样品溶液，实现纳喷雾过程；

金属电极：插入所述纳喷雾喷针内，与样品溶液直接接触，向样品溶液提供高压电场；

紫光灯：用于发射高能量紫外光子，与样品溶液雾化的气相分子结合，实现光离子化过程。