本发明专利技术公开了一种毛细管喷针，包括管体，该管体两端分别是注入口和进行电喷雾的出口，所述管体一部分弯折形成取样端，该取样端上设有与管体内腔体连通取样口。本发明专利技术还公开了一种采用上述毛细管喷针的电喷雾质谱分析装置。同时本发明专利技术也公开了一种采用上述电喷雾质谱分析装置进行分析检测的方法。本发明专利技术的分析装置集成化程度高、结构紧凑、易于操控、体积小，成本低；本发明专利技术大降低了样品消耗量，节省了实验成本；一体化的进样方法，进样端不需要反复置于样品和空白溶液中，降低了交叉污染，更重要的是显著提高了分析通量；结合自动化换样系统，可实现对不同试样的自动化引入，非常适合高通量筛选、单细胞分析、质谱成像分析等领域中。
【技术实现步骤摘要】
一种毛细管喷针、电喷雾质谱分析装置及方法
本专利技术属于质谱分析领域，特别涉及一种毛细管喷针、带有该毛细管喷针的电喷雾质谱分析装置以及使用该装置进行质谱分析的方法。
技术介绍
利用电喷雾质谱检测技术，无需标记即可对各类样品分子进行直接检测，并得到信息丰富的检测结果。相对于需要在样品分子中嵌入荧光或显色基团的光学检测方法而言，电喷雾质谱检测不会改变分子原有的生物活性，可避免假阳性/阴性结果的出现，从而提高研究效率，降低研究成本。然而，现有的电喷雾质谱分析方法，不仅其样品消耗量在微升至毫升范围内，分析通量也远远低于光学检测方法。目前，用于电喷雾质谱的高通量取样和检测技术主要可分为两类：一类是基于机器人的自动化取样器；另一类则是基于微流控芯片的阵列式电喷雾喷针或液滴阵列的微型化分析装置。自动取样器的运行模式通常为流动注射分析模式，即利用机械装置进行自动化的取样，将样品注入流体阀，并通过阀切换将样品泵入电喷雾离子源进行检测。由于流体阀的定量体积限制，该方法样品消耗量较高，一般在1至10微升之间。为降低样品消耗量，Karger研究组利用拉尖的毛细管喷针在负压的作用下直接从多孔板吸取纳升级的样品进行电喷雾检测(Felten,C.；Foret,F.；Minarik,M.；Goetzinger,W.；Karger,B.L.Anal.Chem.2001,73,1449-1454.)。Zenobi研究组则利用金属取样针蘸取纳升级样品，并与两根毛细管缝隙间的液桥接触进行样品注入，进入离子源进行检测(Neu,V.；Steiner,R.；Müller,S.；Fattinger,C.；Zenobi,R.Anal.Chem.2013,85,4628-4635.)。由于具有强大的微量样品操控能力，微流控系统已经被成功应用到高通量电喷雾质谱分析中。采用成熟的光刻和微加工技术，可在单片芯片上批量制作出具有良好均一性的阵列化电喷雾喷针。芯片上每一根喷针都能够进行独立的样品操控和电喷雾检测，因而无需冲洗过程，避免交叉污染可能性，同时也显著提高了检测通量。例如，Karger研究组在具有96条通道的微流控设备上集成了96根电喷雾喷针阵列，能在480秒内完成对96个样品的检测(Liu,H.；Felten,C.；Xue,Q.；Zhang,B.；Jedrzejewski,P.；Karger,B.L.；Foret,F.Anal.Chem.2000,72,3303-3310.)；商品化仪器NanoMate将集成有纳升级电喷雾喷口阵列的硅芯片和具有一次性移液器枪头的自动取样器进行集成，实现了对微量样品进行高通量取样和电喷雾检测(Kertesz,V.；VanBerkel,G.J.J.MassSpectrom.2010,45,252-260.)。液滴微流控系统提供了另外一种高通量的电喷雾质谱分析方法。液滴微流控系统利用不互溶的油相对液滴进行分隔，有效降低了微体积液滴的蒸发以及相邻液滴间融合和交叉污染的可能性，因此每一个液滴都可视为一个独立的微反应器。与常规的多孔板取样或多喷针检测技术相比，液滴微流控技术可显著降低样品/试剂的用量。为了对油相中的微液滴进行有效的电喷雾质谱检测，需要利用特殊的接口将液滴从油相中取出并送入连续流的电喷雾质谱缓冲液中，避免油相对电喷雾离子化过程的干扰。为此，申请人所在的研究组专利技术了一种集成有液滴生成、液滴提取和电喷雾功能的一体化芯片装置(Zhu,Y.；Fang,Q.Anal.Chem.2010,82,8361-8366.)。然而，由于该装置只能用于相同化学组成液滴的生成和检测，样品更换较为繁琐，难以实现多样品的检测，限制了其在高通量筛选方面的应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种毛细管喷针，利用该毛细管可实现待测样品的快速取样，同时保证待测样品的取样量降低到飞升，实用性较强。本专利技术同时提供了一种带有上述毛细管喷针、且具有微量和高通量样品取样能力的电喷雾质谱分析装置，利用电喷雾过程对电喷雾喷针中液体的抽取力或者取样端亲水面的表面张力，完成快速可靠的微量液体样品取样，该装置即可实现常规96或者384孔板中的样品溶液取样，也可以对浸入油相中的微量液滴进行取样，也可以进行固体表面的微量固体或者液体样品取样检测。本专利技术同时提供了一种利用上述电喷雾质谱分析装置进行检测的方法，该方法操作简单，检测效率高，可用于高通量药物筛选、酶动力学研究、药物毒性测定、单细胞检测、细胞间交流物测定、以及固体表面和组织成像等。一种毛细管喷针，包括管体，该管体两端分别是注入口和进行电喷雾的出口，所述管体一部分弯折形成取样端，该取样端上设有与管体内腔体连通的取样口。所述毛细管喷针实际加工过程中，是将毛细管经过预先弯折处理，弯折部位的端部形成所述的取样端，所述的取样口位于毛细管的取样端部位，所述的注入口、取样口和出口通过毛细管内的通道相连通。所述的毛细管为玻璃、或石英、或高分子聚合物、或金属等材质，为中空管状结构，其横截面为圆形、或椭圆形、或方形、或梯形、或其他多边形。所述毛细管的内径(直径)或内边长为0.1微米至1厘米，外径(直径)或外边长为0.1微米至1厘米。所述的位于毛细管的弯折部位的取样端可为圆弧形，或方形，或V型，或U型形状，其加工方法可根据毛细管材料的不同选取高温法、或机械法、或模具法等。所述的取样口位于取样端(弧形、或方形、或V型，或U型)的突出区域，其加工方法可根据毛细管材料的不同选取研磨法、或腐蚀法、或激光加工、或机械加工、或针刺法等。为便于取样口的加工，作为优选，所述管体为U型弯折，所述取样口设于U型弯折的底部外侧壁。作为进一步优选，所述取样口外周缘为与取样口位于同一水平面的水平段。采用该优选的技术方案时，可直接采用研磨法研磨而成。根据取样样品溶液的性质，对取样口周围的毛细管表面进行区域选择性表面改性，使该表面与样品溶液具有亲和作用，以提高取样的稳定性。作为优选，所述出口外壁和取样端外壁经过疏水性处理；所述水平段经过亲水性处理。所述电喷雾喷针出口和取样探针端的取样端外壁进行疏水化表面处理；所述疏水化处理，包括硅烷化、或氟烷化、或聚合物涂层等方法。据毛细管材料的不同，选取可将现有的毛细管加工成毛细管要求的结构，可采用高温拉制、或机械加工、或激光加工、或化学腐蚀等方法加工所述电喷雾喷针的出口。作为优选，降低电喷雾喷针出口的内径或者外径，提高电喷雾的稳定性和灵敏度。作为进一步优选，所述取样口为椭圆形或类似椭圆形结构。采用该技术方案时，取样口可采用研磨法研磨自然形成。一种电喷雾质谱分析装置，包括电喷雾喷针、对电喷雾喷针提供缓冲液的液体驱动装置、对电喷雾喷针喷出的样品进行检测的质谱仪、对电喷雾喷针提供样品的样品存放装置以及高压电源，所述的电喷雾喷针为上述任一技术方案所述的毛细管喷针。所述的电喷雾喷针的注入口与装有缓冲液的液体驱动装置相连通，所述的电喷雾喷针的出口置于质谱仪的入口附近，所述取样口与样品存放装置的样品相连通，所述的高压电源的一极与电喷雾喷针的注入口或者电喷雾喷针的出口相连接，另外一极与质谱仪的入口相连接。作为优选，所述电喷雾喷针为多个，且呈一维或二维布置形成毛细管阵列。采用该方案可实现多样品取样和质谱分析。作为优选，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种毛细管喷针，包括管体，该管体两端分别是注入口(1)和进行电喷雾的出口(2)，其特征在于，所述管体一部分弯折形成取样端(2)，该取样端上设有与管体内腔体连通的取样口(3)。
【技术特征摘要】
1.一种毛细管喷针，包括管体，该管体两端分别是注入口(1)和进行电喷雾的出口(4)，其特征在于，所述管体一部分弯折形成取样端(2)，该取样端上设有与管体内腔体连通的取样口(3)；所述取样口(3)设于取样端(2)弯折部位的底部外侧壁；所述取样口(3)外周缘为与取样口(3)位于同一水平面的水平段(3a)；所述出口(4)外壁和所述取样端(2)外壁经过疏水性处理；所述水平段(3a)经过亲水性处理。2.根据权利要求1所述的毛细管喷针，其特征在于，所述取样口(3)为椭圆形或类似椭圆形结构。3.一种电喷雾质谱分析装置，包括电喷雾喷针、对电喷雾喷针提供缓冲液的液体驱动装置(5)、对电喷雾喷针喷出的样品进行检测的质谱仪(8)、对电喷雾喷针提供样品的样品存放装置以及高压电源(7)，其特征在于，所述的电喷雾喷针为权利要求1-2任一权利要求所述的毛细管喷针(10)。4.根据权利要求3所述的电喷雾质谱分析装置，其特征在于，所述毛细管喷针(10)为多个，且呈一维或二维布置形成毛细管阵列。5.根据权利要求3或4所述的电喷雾质谱分析装置，其特征在于，所述样品存放装置包括：用于盛放待分析样品(9)的微芯片(12)或...
【专利技术属性】
技术研发人员：金迪琼，方群，祝莹，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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