一种表面等离子体共振与质谱联用装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分析化学技术，特别涉及表面等离子体共振技术与质谱技术的联用装置，以及该装置的搭建和使用方法。
【背景技术】
[0002]表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)是一种用于检测物质相互作用的分析方法，通常用于分子间相互作用(例如抗原-抗体相互作用)的分析。在分析过程中，使相互作用反应的一个反应物通过共价键、静电作用、分子间作用力等方式修饰在表面等离子体共振分析仪器的检测芯片表面，将另一个(或几个)反应物溶解后流动通过该检测芯片。相互作用反应发生之后，检测芯片的表面性质发生改变，最终反映为仪器信号的改变。表面等离子体共振技术无法提供被检测物质的结构信息，因此只能用于针对已知物质相互作用的检测研究中。若想要获得相互作用体系中物质的结构信息，必须与其他分析技术进行联用。
[0003]质谱(mass spectrometry, MS)技术是一种广泛应用于物质结构鉴定的技术。它通过离子源将样品离子化，进而通过质量分析器分析样品离子的质荷比，从而给出特定样品在特定分析条件下的质谱图。质谱图能够提供样品的结构、组成、性质等信息，是进一步推断样品分子结构的重要依据。由于质谱技术所能提供的强大定性分析能力，许多涉及结构鉴定的分析方法中都利用了质谱技术，例如气相色谱-质谱联用技术、液相色谱-质谱联用技术、毛细管电泳-质谱联用技术等。有鉴于此，表面等离子体共振技术若能和质谱技术实现联用，则能够在一次分析过程中同时获得关于相互作用反应的有关数据以及反应物的结构信息，这对于涉及未知物质的相互作用体系研究具有重要意义。
[0004]目前文献中已经报导了部分表面等离子体共振-质谱联用的方法和装置。例如， 文南犬 “BIA/MS:1nterfacing B1molecular Interact1n Analysis with MassSpectrometry (Krone, J.R.；Nelson, R.ff.；Dogruel, D.；ffi 11 iams, P.；Granzow, R.Analytical B1chemistry.1997, 244, 124-132) ” 中使用了基质辅助激光解吸电离(matrix-assisted laser desorpt1n 1nizat1n, MALDI)技术作为接口技术，使用MALDI作为离子源，电离表面等离子体共振检测芯片表面的物质，进而通过质谱进行检测。 再如，文南犬“Combinat1n of B1melecular Interact1n Analysis and MassSpectrometric Amino Acid Sequencing(Natsume,T.；Nakayama, H.；Jansson,0.；Isobe, T.；Tak1, K.；Mikoshiba, K.Analytical Chemistry 2000，72，4193-4198.)，，中使用电喷雾(electrospray 1nizat1n, ESI)技术作为接口技术，通过ESI电离源电离表面等离子体共振的被分析溶液中的物质并进行质谱检测。根据对现有资料的检索，目前所报道的表面等离子体共振-质谱联用技术均使用MALDI或ESI作为接口技术(同时它们也是质谱部分的离子源)。以MALDI作为接口技术存在下述问题。1、只能进行离线联用，即无法在进行表面等离子体共振分析的同时利用质谱检测表面等离子体共振的分析溶液。目前无报道指出MALDI技术可以用于实时、直接地分析表面等离子体共振分析过程中的分析溶液，而只能待表面等离子体共振分析过程完成之后，收集分析溶液或者针对分析芯片进行质谱检测。2、操作过程复杂。MALDI分析所需要的基质准备、点样等操作步骤均无法省略。采用ESI作为接口技术存在下述问题。1、虽然有时命名为在线联用，但实际上仍不是实时、直接地实现，通常需要额外的富集、洗脱等步骤或设备。2、对样品及溶液性质有限制。ESI离子源无法耐受含有高浓度难挥发盐的溶液，故对表面等离子体共振的分析体系有限制。综上，目前尚无报道指出存在可以实现表面等离子体共振与质谱实时直接联用的技术或者接口装置，即目前无报道能够通过某种接口装置，实现在同一次分析过程中，同时获得表面等离子体共振的数据与分析溶液的质谱数据。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种表面等离子体共振与质谱联用技术的装置及装置的搭建和使用方法，在分析化学中实现表面等离子体共振技术与质谱技术的实时、在线联用。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]—种表面等离子体共振与质谱联用装置，包括DART离子源、质谱仪、表面等离子体共振仪和喷雾针，其中DART离子源的出口朝向质谱仪的入口，二者距离< 5cm ;DART离子源出口方向延长线与质谱仪入口方向延长线位于同一平面，且这两个方向共线，或其中一者偏离另一者方向正负45°以内；表面等离子体共振仪的溶液出口通过管路与喷雾针入口连接，而喷雾针的出口位于DART离子源出口和质谱仪入口之间，喷雾方向朝向DART离子源出口-质谱仪入口连线；喷雾针出口与DART离子源出口-质谱仪入口连线垂直距离为0?5cm，且喷雾针出口与质谱仪入口的连线在质谱仪入口方向延长线上的投影长度^ 4cm0
[0008]优选的，所述DART离子源出口方向与质谱仪入口方向共线，喷雾针的喷雾方向垂直于DART离子源出口-质谱仪入口连线或偏离垂直方向正负45°以内。
[0009]优选的，所述喷雾针具有同轴双层管路结构，内层管路用于溶液流通，外层用于雾化气流通。喷雾针内层入口连接表面等离子体共振仪的溶液出口，喷雾针外层入口与气体源(例如氮气钢瓶)连接。
[0010]在本发明的一个【具体实施方式】中，DART离子源出口方向正对质谱仪入口方向，二者相距2.0cm ;喷雾针竖直放置，喷雾方向延长线交于DART离子源出口 -质谱仪入口连线的正中间，喷雾针出口尖端与DART离子源出口 -质谱仪入口连线的垂直距离为6mm。
[0011]本发明还提供了一种进行表面等离子共振-质谱联用实验的方法，采用上述表面等离子体共振与质谱联用装置，根据以下参数设定进行实验:
[0012]表面等离子体共振分析溶液流速:彡2.0mL/min ；
[0013]DART离子源温度设置:100°C?550 °C ；
[0014]DART离子源工作气:氮气，氦气，或氩气；
[0015]DART 离子源工作气流速:0.05m3/h-0.40m3/h ；
[0016]喷雾针方向:指向DART离子源出口-质谱仪入口连线，喷雾方向延长线与DART离子源出口-质谱仪入口连线垂直或偏离垂直正负45°以内；
[0017]喷雾针雾化气:空气，氮气，氦气，二氧化碳，或氩气；
[0018]喷雾针雾化气压力:30kPa?600kPa。
[0019]需注意，在具体的某一次实验过程中，以上参数实际取值为上述取值范围中的某个具体值，需根据实验体系进行优化确定。其他实验参数和方法，例如表面等离子体共振实验过程的参数方法、质谱仪的参数方法，根据实际实验体系确定，不作为本发明的组成部分。
[0020]本发明的装置工作时，表面等离子体共振仪器的分析溶液经过喷雾针雾化，进而被DART离子源电离并被引入质谱仪分析，可以在同一次分析中同时获得表面等离子体共振数据和质谱数据，实现表面等离子体共振技术和质谱技术的实时在线联用，并且本发明对于分析溶液的含盐量等条件无要求。
【附图说明】
[0021]图1:本发明的表面等离子体共振-质谱联用装置示意图。
[0022]图2:本发明的表面等离子体共振-质谱联用装置的局部照片，其中a为DART离子源和质谱仪接口部分的整体照片，b为a图接口部分放大后且处于喷雾状态的照片。
[0023]图3:本发明实施例中所使用喷雾针的结构及主要仪器位置示意图。
[0024]图4:实施例1检测人血清白蛋白-奎宁相互作用的表面等离子体共振-质谱联用结果图，其中a为表面等离子体共振结果山为质谱总离子流强度图；cSb第4分钟左右的质谱图。
[0025]图5:实施例2检测人血清白蛋白-马尿酸相互作用的表面等离子体共振-质谱联用结果图，其中a为表面等离子体共振结果山为质谱总离子流强度图第4分钟左右的质谱图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图，通过实施例，进一步阐述本发明的技术方案，但是本申请的保护范围不受这些实施例的具体条件的限制。
[0027]实施例1:采用本发明的装置，进行表面等离子体共振-质谱联用实验，检测人血清白蛋白-奎宁相互作用并实时进行质谱数据的采集。具体步骤如下。
[0028](1)表面等离子体共振检测芯片的表面修饰。所使用的检测芯片为镀有金膜的透明玻璃片。将洁净的检测芯片安装到表面等离子体共振仪器中后，依次将以下溶液以
0.2mL/min的流速流通芯片表面(镀金面):A、4mmol/L 3-巯基丙酸水溶液，流通60min ;B、EDC 与 NHS 混合水溶液，其中 EDC(N-(3-(dimethylamino)propyl)-