高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置及适用于该离子源装置的探针制造方法及图纸

本发明专利技术涉及检测分析技术领域，具体涉及一种高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置及适用于该离子源装置的探针，包括：液相毛细管、探针固定底座、氮气聚集气系统、气体加热装置、三维微调控制台和探针。本发明专利技术的离子源装置能够提高检测样品的离子化效率和离子传输效率，从而扩大探针电喷雾质谱检测范围。本发明专利技术提供的适用于上述高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置的新型氧化石墨烯功能化探针，可提高探针的富集能力及富集种类，进而扩大探针电喷雾质谱检测范围。

【技术实现步骤摘要】
高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置及适用于该离子源装置的探针
本专利技术涉及检测分析
，具体涉及一种高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置及适用于该离子源装置的探针。
技术介绍
Hiaroka提出了“探针电喷雾电离(PESI)”，将吸附了样品溶液的导电探针尖端施加一定的电压，即可实现样品分子的离子化。可以使用多种固体基质制备得到探针，包括纸、牙签、表面改性的玻璃棒以及铜、钨、不锈钢等等。付等通过使用HCl腐蚀铜(Cu)线得到的多孔金属探针结合MALDI-TOF对洋葱细胞内外表皮细胞进行了分析，基于此方法成功的在单细胞水平上对洋葱细胞内的代谢物进行了鉴定分析。Gong等多种代谢物。Yu等使用功能化探针结合ESI-MS技术对不同植物细胞中的代谢物组成差异进行了分析。通过酸腐蚀对探针表面进行修饰，使之更易被液体浸润，并添加了辅助溶剂改善解吸附能力。与传统的单细胞质谱分析方法相比，基于PESI的单细胞分析技术具有如下潜在优势：(1)直接活细胞取样；(2)富集待测分子，有利于检测灵敏度的提高；(3)小型化的探针可以实现亚细胞结构的检测；(4)取样时，对细胞原生质体的干扰较小；(5)装置相对简单，并且探针可重复使用。由此可见，基于PESI的单细胞质谱分析技术有可能给细胞生物学的研究带来更多的机遇。现有的PESI/MS(探针电喷雾电离质谱)检测技术主要应用于单细胞分析，在吸附了样品溶液的导电探针尖端施加一定的电压，实现样品分子的离子化。但是，样品电离过程中，除添加辅助溶剂帮助样品解吸附外，并没有其他辅助手段辅助样品解吸附及聚焦传输至质谱检测器，使得离子化效率和离子传输效率较低，以及现有的功能化探针富集能力有限(多为果糖类和部分脂类)，限制了其检测范围。综上所述，如何提高离子化效率和离子传输效率，提高探针富集能力，扩大探针电喷雾质谱检测范围，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术中的技术问题，提供一种新型的高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置及适用于该离子源装置的探针，本专利技术的离子源装置能够提高检测样品的离子化效率和离子传输效率，从而扩大探针电喷雾质谱检测范围。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：本专利技术提供一种高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置，包括：三维微调控制台，用于固定探针固定底座、氮气聚集气系统和气体加热装置；液相毛细管，具有供辅助溶剂进入的液相进口，能够将所述液相毛细管的液相出口的辅助溶剂转化为喷雾输送到离子源装置与质谱检测器的离子采样口之间；所述探针固定底座用于固定探针，并连接高压电，可以通过施加高压电实现探针针尖样品离子化；所述氮气聚集气系统，用于聚焦离子束，提高离子传输效率；所述氮气聚集气系统包括氮气输送管路和将氮气聚集气输送到质谱检测器的圆环形气体喷口；所述气体加热装置，可将氮气聚集气系统加热以提高解吸附和离子化效率。在上述技术方案中，所述液相毛细管的液相出口端自远离电离区的一端向靠近电离区的一端渐缩，且所述液相毛细管出口的喷出口直径为0.8mm-1.2mm。在上述技术方案中，所述氮气聚集气系统的圆环形气体喷口位于气体加热装置前端，圆环形气体喷口内侧具有气体出口，可将离子化样品传输至质谱检测器。在上述技术方案中，所述氮气聚集气系统的氮气输送管路环绕于所述气体加热装置外侧，有助于气体被均匀加热。在上述技术方案中，所述探针固定底座外端包裹绝缘的聚四氟乙烯，保证实验的安全性。在上述技术方案中，所述三维微调控制台上设有滑道，探针固定底座、氮气聚集气系统和气体加热装置上设有适合于上述滑道的滑轮，通过滑轮将探针固定底座、氮气聚集气系统和气体加热装置固定于所述三维微调控制台上。在上述技术方案中，所述三维微调控制台上设置有第一千分尺、第二千分尺以及第三千分尺，所述第一千分尺的测微螺杆沿X向设置，所述第二千分尺的测微螺杆沿Y向设置，所述第三千分尺的测微螺杆沿Z向设置，所述第一千分尺的框架固定在所述第二千分尺的测微螺杆上，所述第三千分尺的框架固定在所述第二千分尺的测微螺杆上，所述气体加热装置、探针固定底座和氮气聚集气系统的圆环形气体喷口固定设置在所述第三千分尺的测微螺杆上；其中，X向、Y向、Z向两两垂直。在上述技术方案中，所述高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置还包括：控制所述气体加热装置的工作电压以及温度的控制箱；调节所述氮气聚集气系统压力的隔膜阀，所述隔膜阀设置在所述氮气聚集气系统的氮气输送管路上。在上述技术方案中，所述探针为还原型氧化石墨烯功能化探针。本专利技术还提供一种适用于上述高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置的探针，其为还原型氧化石墨烯功能化探针。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供的高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置包括液相毛细管、探针固定底座、氮气聚集气系统、气体加热装置；其中，液相毛细管具有供液态样品进入的液相进口，并将液相出口的溶剂转化为喷雾输送到离子源与质谱检测器的离子采样口之间；探针固定底座，所述探针固定底座可以通过施加高压电实现针尖样品离子化；氮气聚集气系统包括氮气输送管路和将氮气聚集气输送到质谱检测器的圆环形气体喷口，可聚焦离子束提高离子传输效率；气体加热装置可将氮气聚集气系统加热以提高解吸附和离子化效率。应用时，首先将气体加热装置预热至实验温度后，将已富集样品的探针固定到探针固定底座上，使用三维微调控制台上的三个千分尺调整好探针、液相毛细管、气体加热装置、氮气聚集气系统的圆环形喷口位置；随后在探针上施加高压电，与此同时将辅助溶剂从液相进口导入液相毛细管，在液相出口将辅助溶剂转化为喷雾输送到离子源与质谱检测器的离子采样口之间，辅助探针上样品更好地解吸附；将氮气聚集气系统打开(一般在5kPa到30kPa)，经气体加热装置充分加热的氮气聚集气可以辅助样品解吸附，提高离子化效率，并将离子化样品传输至质谱检测器，提高离子传输效率。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置包含有用于聚焦离子束，提高离子传输效率的氮气聚集气系统，该氮气聚集气系统包括氮气输送管路和将氮气聚集气输送到质谱检测器的圆环形气体喷口，及可将氮气聚集气系统加热以提高解吸附和离子化效率的气体加热装置。本专利技术的离子源装置能够提高检测样品的离子化效率和离子传输效率，从而扩大探针电喷雾质谱检测范围。本专利技术提供的适用于上述高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置的新型还原型氧化石墨烯功能化探针，可提高探针的富集能力及富集种类，进而扩大探针电喷雾质谱检测范围。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术的高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置局部结构示意图。图中的附图标记表示为：1-液相毛细管，2-探针固定底座，3-氮气聚集气系统，4-气体加热装置，5-三维微调控制台，6-探针。具体实施方式本专利技术提供了一种新型高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置，能够提高检测样品的离子化效率和离子传输效率，从而扩大探针电喷雾质谱检测范围。本专利技术还提供了一种适用于上述离子源装置的新型还原型氧化石墨烯功能化探针，提高探针的富集能力及富集种类，进而扩大探针电喷雾质谱检测范围。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置，其特征在于，包括：三维微调控制台(5)，用于固定探针固定底座(2)、氮气聚集气系统(3)和气体加热装置(4)；液相毛细管(1)，具有供辅助溶剂进入的液相进口，能够将所述液相毛细管(1)的液相出口的辅助溶剂转化为喷雾输送到离子源装置与质谱检测器的离子采样口之间；所述探针固定底座(2)用于固定探针(6)，并连接高压电，可以通过施加高压电实现探针(6)针尖样品离子化；所述氮气聚集气系统(3)，用于聚焦离子束，提高离子传输效率；所述氮气聚集气系统(3)包括氮气输送管路和将氮气聚集气输送到质谱检测器的圆环形气体喷口；所述气体加热装置(4)，可将氮气聚集气系统(3)加热以提高解吸附和离子化效率。

【技术特征摘要】
1.一种高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置，其特征在于，包括：三维微调控制台(5)，用于固定探针固定底座(2)、氮气聚集气系统(3)和气体加热装置(4)；液相毛细管(1)，具有供辅助溶剂进入的液相进口，能够将所述液相毛细管(1)的液相出口的辅助溶剂转化为喷雾输送到离子源装置与质谱检测器的离子采样口之间；所述探针固定底座(2)用于固定探针(6)，并连接高压电，可以通过施加高压电实现探针(6)针尖样品离子化；所述氮气聚集气系统(3)，用于聚焦离子束，提高离子传输效率；所述氮气聚集气系统(3)包括氮气输送管路和将氮气聚集气输送到质谱检测器的圆环形气体喷口；所述气体加热装置(4)，可将氮气聚集气系统(3)加热以提高解吸附和离子化效率。2.根据权利要求1所述的高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置，其特征在于，所述液相毛细管(1)的液相出口端自远离电离区的一端向靠近电离区的一端渐缩，且所述液相毛细管(1)出口的喷出口直径为0.8mm-1.2mm。3.根据权利要求1所述的高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置，其特征在于，所述氮气聚集气系统(3)的圆环形气体喷口位于气体加热器件前端，圆环形气体喷口内侧具有气体出口，可将离子化样品传输至质谱检测器。4.根据权利要求1所述的高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置，其特征在于，所述氮气聚集气系统(3)的氮气输送管路环绕于所述气体加热装置(4)外侧，有助于气体被均匀加热。5.根据权利要求1所述的高效离子化探针电喷雾质谱离子源装置，其特征在于，所述探针固定底座(2)外端包裹绝缘的聚四...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘舒，郑妍，刘志强，邢俊鹏，宋凤瑞，郑重，皮子凤，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22