一种氢氟酸刻蚀毛细管制备石英针的方法与流程

本发明涉及氢氟酸刻蚀毛细管制备石英针的方法，具体地说是基于设计的固定装置，采用氢氟酸刻蚀法，形成锥形面。该方法能够被广泛应用于电喷针、显微注射针等需要控制外径及锥面的石英材料的制备。

背景技术：

随着质谱技术的发展，电泳-质谱、液相-质谱等作为高效分离、高灵敏度检测系统被广泛的应用于蛋白质组学、脂质组学、糖组学及代谢组学等(Simpson,D.C.；Smith,R.D.Electrophoresis 2005,26,1291-1305；Smith,R.D.；Shen,Y.；Tang,K.Acc.Chem.Res.2004,37,269–278)。电喷针作为CE或LC与质谱的接口，其喷雾效果直接影响着质谱的定性、定量，因而制备喷雾效果好、使用寿命长的喷针非常必要。

显微注射技术，在药理学的药物检验、胚胎移植、转基因动植物的制备等发面取得了长足的发展(R.Yanagimachi et.al.Science,1999,284,1180–1183)。而显微注射针是其中重要的部件，必须具有非常小的外径和一定的强度。

目前，具有一定锥面、外径石英针的常用制备方法有激光烧蚀拉制和氢氟酸刻蚀。激光烧蚀制备的针尖端封闭，需要切割后方能够使用，这会导致外径难以控制，而作为电喷针尖端容易堵塞，寿命短，重现性差(Oleschuk,R.D.et.al.Rapid Commun.Mass Spectrom.2005,19,2671-2680；Oleschuk,R.D.et.al.Anal.Chem.2004,76,6456-6460)传统氢氟酸刻蚀制备石英针的方法操作繁琐，需要在毛细管内部通水、气或油(R.D.Smith et.al.Anal.Chem.2006,78,7796-7801)，且必须实时观察刻蚀情况，难以实现自动化。因此，我们设计装置，基于氢氟酸刻蚀法，实现石英针的制备，重现性好、氢氟酸使用量少、使用寿命差，有望实现自动化制备。

技术实现要素：

发展了一种氢氟酸刻蚀毛细管制备石英针的方法。首先，将毛细管欲刻蚀位置的聚合物涂层去除，然后将该毛细管固定于设计的装置，加入一定体积氢氟酸对毛细管进行刻蚀，直至毛细管刻蚀断裂，即能够制备锥形面能够控的石英针。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

截取内径为1-30μm的毛细管，然后将刻蚀部分表面的聚合物涂层去除，将刮去涂层的毛细管固定于毛细管固定装置，加入氢氟酸进 行刻蚀。

所述将刻蚀部分表面的聚合物涂层去除方法包括：刀片刮、高温烧或有机溶剂浸泡中的一种或二种或三种。

所述刻蚀，使用质量浓度为10％～40％的氢氟酸，刻蚀至石英毛细管断裂。

所述毛细管固定装置，包括铁架台(4)、多孔板(1)、毛细管(2)、氢氟酸储液管(3)及硅胶塞(5)；多孔板固定于铁架台上，在多孔板的孔内固定毛细管(2)，毛细管下端穿过氢氟酸储液管(3)底部中央的孔，孔壁与毛细管外壁紧密相贴，毛细管再穿过打孔的硅胶塞(5)，硅胶塞孔壁与毛细管外壁紧密相贴，由硅胶塞在氢氟酸储液管底部外侧固定毛细管。

所述毛细管的外径为75μm-360μm，多孔板(1)的孔径比毛细管外径小1-10μm。

所述毛细管的外径为75μm-360μm，所述氢氟酸储液管(3)孔径比毛细管外径小1-10μm；氢氟酸储液管(3)的高度为0.1-3.4mm，。

所述多孔板(1)能在铁架台(4)上任意滑动。

本发明具有如下优点：

1.刻蚀过程，氢氟酸不会进入毛细管内部，不需要在毛细管内通水或气，操作简便，装置简单。

2.基于设计的装置，减少氢氟酸的使用量。

3.刻蚀完成后，喷针尖端与氢氟酸立刻分离，不需要等待后处理，有望实现半自动化。

4.该方法能够对不同长度、不同内径的毛细管进行刻蚀，而且根据氢氟酸加入量的不同，控制锥形面，满足不同目的的需要。

5.如将制备的石英针用作质谱电喷针喷针，内径均匀，不易堵塞喷雾稳定性好，使用寿命长。

附图说明

图1为氢氟酸刻蚀毛细管制备石英针的装置图；

图中，1.多孔板；2.毛细管；3.氢氟酸储液管；4.铁架台；5.硅胶塞。

图2为实施例1制备的不同内径石英针的显微镜图，从上到下内径依次是3μm、10μm、15μm、20μm各两根。

图3实施例3中氢氟酸刻蚀法制备显微注射针的显微镜图，内径为3μm。

图4石英针作为喷针使用的总离子流图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明提供的方法进行详述，但不以任何形式限制本发明。

实施例1：

不同内径石英针制备：

分别取长度为10cm内径分别为3μm、10μm、15μm、20μm的毛细管各2根，全部用刀片刮去聚酰胺涂层后，分别固定于设计的装置，如图1所示(多孔板固定于铁架台上，在多孔板的孔内固定毛细管，毛细管下端穿过氢氟酸储液管底部中央的孔，孔壁与毛细管外壁紧密相贴，毛细管再穿过打孔的硅胶塞，硅胶塞孔壁与毛细管外壁紧密相贴，由硅胶塞在氢氟酸储液管底部外侧固定毛细管)；加入20μL质量分数40％氢氟酸，室温刻蚀至毛细管断裂，制备的石英针如图2所示。

实施例2：

石英针在液相-质谱中的应用：

选取实施例1制得的10μm内径的石英针作为电喷针，对其喷雾稳定性和寿命进行考察：流速：100nL/min；流动相：2％乙腈、0.1％甲酸的水溶液；喷雾电压：1.9kV。由图4能够以看出，喷雾稳定性非常好，而且在60小时连续喷雾后，仍然有很好的稳定性，充分证明该石英针在电喷雾应用方面的潜在价值。

实施例3：

显微注射针的制备：

取10cm 3μm毛细管，使用酒精灯将聚酰胺涂层碳化，再用蘸取酒精的脱脂棉擦去碳化的聚酰胺层，并固定于设计的装置(多孔板固定于铁架台上，在多孔板的孔内固定毛细管，毛细管下端穿过氢氟酸储液管底部中央的孔，孔壁与毛细管外壁紧密相贴，毛细管再穿过打孔的硅胶塞，硅胶塞孔壁与毛细管外壁紧密相贴，由硅胶塞在氢氟酸储液管底部外侧固定毛细管)，如图1所示；加入20μL质量分数为40％氢氟酸，室温刻蚀至毛细管断裂，制备的石英针如图3所示。显微注射针外径可控(仅为10.0±0.3μm)，根据不同需求选取不同内径的毛细管进行制备。

利用该法制备的显微注射针注射细胞器、激酶、组织化学标志物抗体等用于检测活细胞的生物学状态，也用于转基因动植物的亚细胞器操作。