一种表面等离子体共振与质谱联用装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种表面等离子体共振与质谱联用装置及其使用方法，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。本装置采用介质阻挡放电离子源(DBDI源)作为质谱仪的离子源，将DBDI源放置于质谱仪入口前端，使其出口朝向质谱仪入口；表面等离子体共振仪的分析溶液被引入一个喷雾针；该喷雾针置于DBDI源和质谱仪入口之间，喷雾朝向DBDI源‑质谱仪连线。本装置工作时，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DBDI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。

【技术实现步骤摘要】
一种表面等离子体共振与质谱联用装置及使用方法
本专利技术涉及分析化学中表面等离子体共振技术与质谱技术的联用方法，具体涉及一种用于实现表面等离子体共振与质谱在线联用的装置，以及该装置的搭建和使用方法。
技术介绍
表面等离子体共振(surfaceplasmonresonance,SPR)技术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(例如蛋白质相互作用、蛋白质-药物小分子相互作用等)的分析。在分析过程中，先将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，再将另一个(或几个)反应物溶解后流动通过该检测芯片的表面。当发生相互作用反应时，反应物的结合或解离将导致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。表面等离子体共振分析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结构的物质的相互作用的检测分析之中。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联合使用。质谱(massspectrometry,MS)技术是一种应用广泛的物质结构分析鉴定的技术。质谱仪由离子源、质量分析器和其他系统(如真空系统、控制系统等)组成，分析时通过离子源将样品离子化，再通过质量分析器获得样品离子(包括样品的分子离子、准分子离子、碎片离子等)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。基于这些特性，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。在表面等离子体共振与质谱技术联用的实现过程中，这两种分析方法之间的接口技术，通常即质谱的离子源技术对联用过程能否实现具有重要作用，也是相关研究的热点。目前文献中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，文献“BIA/MS:InterfacingBiomolecularInteractionAnalysiswithMassSpectrometry(Krone,J.R.；Nelson,R.W.；Dogruel,D.；Williams,P.；Granzow,R.AnalyticalBiochemistry.1997,244,124-132)”中使用了基质辅助激光解吸电离(matrix-assistedlaserdesorptionionization,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，文献“CombinationofBiomelecularInteractionAnalysisandMassSpectrometricAminoAcidSequencing(Natsume,T.；Nakayama,H.；Jansson,O.；Isobe,T.；Takio,K.；Mikoshiba,K.AnalyticalChemistry2000,72,4193-4198.)”中使用电喷雾(electrosprayionization,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-质谱联用技术主要使用MALDI或ESI作为接口技术(同时它们也是质谱部分的离子源)，另外仅有一篇文献“InterfaceforOnlineCouplingofSurfacePlasmonResonancetoDirectAnalysisinRealTimeMassSpectrometry(ZhangY.,LiX.,NieH.,YangL.,LiZ.,BaiY.,NiuL.,SongD.,LiuH.AnalyticalChemistry2015,87,6505-6509)”报导了采用实施直接分析离子源(directanalysisinrealtimeionsource,DART离子源)作为接口技术，将表面等离子体共振分析溶液喷雾后用DART源离子化进而进行质谱分析的工作。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。采用DART源的接口技术虽然实现了表面等离子体共振与质谱的实时直接在线联用且能够耐受一定程度的非挥发性盐的存在，但由于DART源自身电离原理的限制，它适用的样品种类有限，对许多样品离子化程度低，影响整个联用系统和分析方法的检测灵敏度。基于此，本专利技术实现了基于另外一种离子化方法的表面等离子体共振与质谱联用的技术。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于新型离子化方法的表面等离子体共振与质谱联用的装置，以及装置的搭建和使用方法，在分析化学中实现能耐受非挥发性盐的表面等离子体共振技术与质谱技术的实时、在线联用。本专利技术的技术方案如下：一种表面等离子体共振与质谱联用装置，包括离子源、质谱仪、表面等离子体共振仪和喷雾针，其特征在于，所述离子源为介质阻挡放电离子源(dielectricbarrierdischargeionsource,DBDI)，该离子源的出口朝向质谱仪的入口，二者距离≤5cm；DBDI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水平面，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DBDI离子源出口和质谱仪入口之间，喷雾方向朝向DBDI离子源出口-质谱仪入口连线，且喷雾方向、DBDI离子源出口方向和质谱仪入口方向位于同一平面中；喷雾针出口到DBDI离子源出口-质谱仪入口连线的垂直距离为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≤4cm。优选的，所述DBDI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DBDI离子源出口-质谱仪入口连线或偏离垂直方向正负45°以内。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。在本专利技术的一个具体实施方式中，DBDI离子源出口方向正对质谱仪入口方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面等离子体共振与质谱联用装置，包括离子源、质谱仪、表面等离子体共振仪和喷雾针，其特征在于，所述离子源为介质阻挡放电离子源，该介质阻挡放电离子源的出口朝向质谱仪的入口，二者距离≤5cm；介质阻挡放电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介质阻挡放电离子源出口和质谱仪入口之间，喷雾方向朝向介质阻挡放电离子源出口‑质谱仪入口连线，且喷雾方向、介质阻挡放电离子源出口方向和质谱仪入口方向位于同一平面中；喷雾针出口到介质阻挡放电离子源出口‑质谱仪入口连线的垂直距离为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≤4cm。

【技术特征摘要】
1.一种表面等离子体共振与质谱联用装置，包括离子源、质谱仪、表面等离子体共振仪和喷雾针，其特征在于，所述离子源为介质阻挡放电离子源，该介质阻挡放电离子源的出口朝向质谱仪的入口，二者距离≤5cm；介质阻挡放电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介质阻挡放电离子源出口和质谱仪入口之间，喷雾方向朝向介质阻挡放电离子源出口-质谱仪入口连线，且喷雾方向、介质阻挡放电离子源出口方向和质谱仪入口方向位于同一平面中；喷雾针出口到介质阻挡放电离子源出口-质谱仪入口连线的垂直距离为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≤4cm。2.如权利要求1所述的联用装置，其特征在于，所述介质阻挡放电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介质阻挡放电离子源出口-质谱仪入口连线或偏离45°以内。3.如权利要求1所述的联用装置，其特征在于，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，外层管路用于雾化气流通；喷雾针内层入口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎威，白玉，张一丁，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11