一种适用于微流质谱的加电连接装置的制作方法

本实用新型涉及一种适用于微流质谱的加电连接装置，属于仪器检测技术领域。

背景技术：

质谱(massspectrometry，ms)分析是一种测量离子荷质比(电荷-质量比)的分析方法，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。目前现有的检测器具有高选择性、高灵敏度的特点，此外，它还可以准确地测定化合物的相对分子质量，并提供结构信息，对于复杂样品特别是未知样品的检测是一种理想的方法。本实用新型中的微流质谱指的是柱内流速为在一百纳升至一微升级别每分钟流量的小型质谱仪器。

以毛细管电色谱(capillaryelectrochromatography,cec)、毛细管电泳(capillaryelectrophoresis,ce)为例的电动微分离技术，具有分析速度快、分离柱效高、检测灵敏度高等优势，与质谱检测器联用又具有强结构解析能力等优点，是一种分析极性化合物和带电性化合物的有效工具；尤其是在微量复杂样品的分析中，能与高效液相色谱-质谱(hplc-ms)联用技术形成互补。

然而，目前电动微分离技术与微型质谱联用时仍存在一些科学问题，导致在实际的运用中依然存在很大的挑战。例如，在联用时，如何在毛细管端施加电场存在一些技术困难。具体来说，独立的ce运行时，毛细管出入口两端都是直接插入缓冲液中，从而形成高压电场闭合回路，并不存在什么问题，而当将ce与质谱检测器相连时，为了保证质谱检测器的安全运行，务必需要在质谱的前端形成ce电场的闭合回路，即ce的出口端、质谱的入口端部分必须为零极(即接地极)。

因此，如何设计和制作方便有效的接口方式，一直是电动微分离领域研究的主题，其核心问题就是如何在毛细管的基础上，让其出口的一部分出现漏洞，从而在毛细管上形成导电通路。

目前，所提出的各种无鞘流式的加电方式包括：(1)在毛细管出口端镀一层金属导电材料；(2)在毛细管出口端与质谱进口端借助一套管进行对接或t型拼接；(3)在毛细管出口端插入一根导线或在毛细管出口附近打一小孔，将细小的铂金电极从小孔穿进毛细管内作电极；(4)毛细管的环形化学腐蚀多孔结构或局部腐蚀多孔结构。以上几种加电方式都不同程度地存在物理、化学、机械加工等方面的技术难点，很大程度上限制了其在微型质谱中的推广应用。

因此，亟待出现一种操作简单，稳定可靠，使用寿命较长的加电方式及其制作技术，对发展电动微分离技术-质谱联用的新方法具有极其重要的意义。

技术实现要素：

鉴于相关技术的上述问题和/或其他问题，本实用新型一方面提供了一种适用于微流质谱的加电连接装置，所述加电连接装置通过其上游端部连接一电动微分离装置，其下游端部连接一微流质谱装置，从而实现所述电动微分离装置和质谱装置的加电连接；所述加电连接装置包括从上游至下游依次设置的两通、缓冲液槽和喷雾芯片，以及高压电源，所述两通为具有中空柱形结构的电绝缘两通，其上游一端与所述电动微分离装置的出口端连通，其下游一端连通一连接毛细管；所述连接毛细管的上游一端与所述两通连通，中部贯通所述缓冲液槽内部，下游一端与所述喷雾芯片连通，且所述连接毛细管的内部与所述缓冲液槽内的缓冲液隔离；所述喷雾芯片包括与所述连接毛细管连通的喷针和加电电极，所述喷针用于将所述连接毛细管送来的样品喷入所述质谱装置；所述高压电源的正极一端与所述电动微分离装置的电泳缓冲液电连接，负极一端与所述缓冲液槽中的缓冲液电连接；所述缓冲液槽的外部通过连接电极线实现接地。

优选的，所述两通的两端连接处的死体积为零。

优选的，所述两通的内径为10～700μm。

优选的，所述连接毛细管在位于所述缓冲液槽内的部分经过开口处理，并在开口处涂覆导电不导液的聚合物材料，从而实现所述缓冲液槽内的液体与所述连接毛细管内的液体之间在液隔离的同时能够电连通。

优选的，所述连接毛细管的内径为20～100μm，且所述开口的位置与所述电动微分离装置的出口端的距离为5～10cm，所述开口的位置与所述喷针的距离为3～15cm。

优选的，所述两通、所述连接毛细管和所述喷针，三者处于同一水平且同轴心。

优选的，所述喷雾芯片的加电电极的加电电压为0.8～1.2kv。

优选的，所述缓冲液槽体积为1～5ml，所含的缓冲溶液与所述电动微分离装置的电泳缓冲液一致，且不含有机溶剂。

优选的，所述缓冲液槽内的缓冲溶液为碳酸铵、碳酸氢铵或醋酸铵缓冲溶液。

本实用新型所提供的适用于微流电动装置-微型质谱联用的加电连接装置，能有效地解决联用时的加电问题，制备简单、操作方便，并且喷雾效果好、离子化效率以及信号强度高，有望在微流质谱技术中得到广泛地应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的适用于微流质谱联用的加电连接装置的结构示意图；

图2采用本实用新型实施例1的适用于微流质谱联用的加电连接装置对咖啡因进行检测的毛细管电泳结果图；

图3为采用本实用新型实施例1的适用于微流电动技术-质谱联用的加电连接装置对咖啡因进行检测的质谱结果图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，全面地传达给本领域的技术人员，不应被理解为限于在此阐述的实施方式。

实施例1

如图1所示，本实用新型的实施例1提供了一种适用于电动微分离技术-质谱联用的加电连接装置100，该加电连接装置100通过其上游端部连接电动分离装置200，其下游端部连接微流质谱装置300，从而实现电动分离装置200和微流质谱装置300的加电连接。

如图1所示，加电连接装置100包括从上游至下游依次设置的两通10、缓冲液槽20和喷雾芯片30，以及高压电源40。

其中，两通10为具有中空柱形结构的电绝缘两通，其上游一端与电动微分离装置200的出口端连通，其下游一端连通一连接毛细管50。

具体来说，电动微分离装置200在本实施例中为毛细管电泳装置，其出口端为分离柱201的出口端；两通10的上游一端与分离柱201的出口端连通。

两通10采用绝缘材料制成，例如，可以采用诸如peek的绝缘材料制成。在本实施例中，两通10为微型peek两通。

在本实施例中，两通10的两端连接处的死体积为零。

在本实用新型的一个优选实施方案中，两通10的内径为10～700μm。在本实施例中，两通的内径为360μm。

其中，连接毛细管50的上游一端与两通10连通，中部贯通缓冲液槽20内部，下游一端与喷雾芯片30连通，且连接毛细管50的内部与缓冲液槽20内的缓冲液隔离开。

在本实用新型的一个优选实施方案中，连接毛细管50在位于缓冲液槽20内的部分经过石英毛细管割刀开口处理(即图1中标注a的位置)，然后在开口处涂覆导电不导液的聚合物材料(聚合物材料的孔径介于电子和分子之间，允许导电离子的通过并阻止液体分子的通过)，聚合物材料外侧与缓冲液槽20内的液体接触，内侧直接与连接毛细管50内的缓冲液接触，从而实现缓冲液槽20内的液体与连接毛细管50内的液体之间在液隔离的同时能够电连通。

其中，喷雾芯片30包括与连接毛细管50连通的喷针(图中未具体示出)和加电电极(图中未具体示出)，喷针用于将连接毛细管50送来的样品喷入质谱装置300。

在本实用新型的一个优选实施方案中，连接毛细管50的内径为20～100μm，且开口的位置a与电动微分离装置200的出口端201的距离为5～10cm，开口的位置a与喷针的距离为3～15cm。

关于连接毛细管50的内径以及开口位置a到两端的距离，这些参数涉及到电动微分离装置200与质谱装置300之间的连接死体积问题。例如，连接毛细管50的内径越大，或者开口位置a到两端的距离越长，电动微分离装置200与质谱装置300之间的死体积越大，会造成分离效率的下降，然而，连接毛细管50的内径越小，或者开口位置a到两端的长度越短，虽然死体积会减小，但柱反压会增大，造成连接操作不方便等问题。

发明人经过大量反复的试验验证，发现当连接毛细管50的内径为20～100μm，且开口的位置a与电动微分离装置200的出口端201的距离为5～10cm，开口的位置a与喷针的距离为3～15cm时，可以同时解决上述的问题，死体积适当，不会造成分离效率的下降，同时也不会造成柱反压太大，连接操作不便等问题。

在本实施例中，两通10、连接毛细管50和喷针，三者处于同一水平且同轴心。采用这样的结构，能够避免位差对分离时间的影响，同时让该装置看起来更美观。

其中，高压电源40的正极一端与电动微分离装置200的电泳缓冲液电连接，负极一端与缓冲液槽20中的缓冲液电连接。

其中，缓冲液槽30的外部通过连接电极线实现接地；缓冲液槽30的外部接地，内部有缓冲液，从而作为电动微分离装置200加电(高压电源对电动微分离装置200加电)的接地部分。

关于，喷雾芯片30包括喷针和对喷针施加电压的加电电极，该加电电极对喷针施加电压(最佳电压)以达到流动相雾化效果最大，通常加电电压为1kv，且质谱装置300作接地处理，以确保电动微分离装置200两端分离电压以及微流质谱装置300运行的稳定。

在本实用新型的一个优选实施方案中，缓冲液槽20体积为1～5ml，所含的缓冲溶液与所述电动微分离装置的电泳缓冲液相同，且不含有机溶剂。优选的，缓冲液槽20内的缓冲溶液可以选择碳酸铵、碳酸氢铵或醋酸铵缓冲溶液。

应用例1

检测样品：0.1mg/ml的咖啡因(购自阿拉丁试剂(上海)有限公司)；

电动微分离装置200采用上海通微分析技术有限公司的ce-1000产品；

质谱装置300采用上海通微分析技术有限公司公司的msd-4500产品；

采用本实用新型实施例1的适用于电动微分离-微型质谱联用的加电连接装置100，按照图1所示连接电动微分离装置200和微流质谱装置300。

将检测样品(咖啡因)加入到电动微分离装置(即毛细管电泳装置)200的样品瓶中，自动进样后采集数据，得到ce-ms的谱图，其中图2为毛细管电泳的结果，其中a曲线表示总离子流图，b曲线表示选择离子色谱图，从图中可以看出，出峰时间为5.2分钟；图3为质谱结果，同时得到分子量信息[m+h]⁺为195.2，与咖啡因的理论分子量一致。

从检测结果来看，此结构上可以实现ce-ms的联用，能有效地解决ce-ms联用时的加电问题，制备简单并且操作方便，稳定的基线数据显示该装置加电效果稳定可靠，而且喷雾效果好、离子化效率以及信号强度高。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。