CN106855541A - 一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置。本装置主要包括微流控芯片，接口、纳升电喷雾离子迁移谱，微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱通过接口相连。本发明基于微流控芯片和电喷雾离子迁移谱技术，首次提供了一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，为复杂环境（食品、地下水、药物等）中痕量有机化合物的分析提供一种新装置。

Description

一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置。
背景技术
目前，在石化、医疗、环保、食品、中/西药、生化等行业中，对有机化合物的样品分析往往采用高效液相色谱法，但此种方法往往检出限很低。此外，关于有机化合物的样品的分析方法还有气质联用、离子色谱法和酶联免疫分析等。由于很多有机化合物既无紫外吸收又无荧光，因此需要衍生化后进行分析，这就显示出这些传统方法的缺点：耗时长（>30min），需要复杂的样品前处理步骤，消耗大量溶剂，样品的需求量大。当样品非常难于采集，或获取量很少的时候，这些传统仪器就无能为力了，限制了其在现场快速检测中的应用。因此，在不需要衍生化条件下，发展一种高灵敏度、高分辨和高通量的分析仪器被期望用于快速检测复杂环境下的痕量有机化合物。
微流控芯片(Microfluidics)由于具有进样量少、分析速度快、便于携带易于实现集成化等优点，将全功能样品前处理、检测和微流控技术都集成在同一基体中，在生物、化学、医学等领域得到了广泛应用。电喷雾-质谱常被用作微流控芯片的检测器，实现对生化样品快速 、高效 、 高通量、大信息流量的分析。然而质谱仪器通常设备昂贵、操作复杂，体积较大不够便携、功耗高，限制了其在现场快速检测中的应用。而离子迁移谱技术（IonMobility Spectrometry，IMS）作为一种高灵敏度的在线快速检测手段，可以代替质谱实现对某些简单生物分子的检测，并且在分子的立体结构识别上具有突出的优势。因此，开发一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，具有重要的应用价值。
发明内容
本发明基于微流控芯片和电喷雾离子迁移谱技术，首次提供了一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，为复杂环境（食品、地下水、药物等）中痕量有机化合物的分析提供一种新装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，包括微流控芯片，接口、纳升电喷雾离子迁移谱，微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱通过接口相连，所述微流控芯片集成固相微萃取通道和微分离通道，用于实现待测样品的萃取分离，所述接口包括纳升电喷雾电离源区、去溶剂化腔体，用于实现待测样品的去溶剂化，所述纳升电喷雾离子迁移谱主要包括离子门、离子滴定区、迁移区以及法拉第盘检测器，用于对待测样品进行检测。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，接口在芯片边缘直接将外界管路与芯片管道相连，芯片的流出物经过一个导电两通与纳升电喷雾离子源的喷雾针相连。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述接口为芯片尖端直接喷雾型、外接喷雾针或外接毛细管喷雾型三种连接方式。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述接口为石英毛细管。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述微萃取通道为通过紫外光聚合在微通道中的一排 PEG 凝胶微柱。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述微萃取通道为通过紫外光聚合在微通道中的多条平行连接的PEG 凝胶通道。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述微分离通道为采用甲基丙烯酸十二酯为单体，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为交联剂，正丙醇和1，4-丁二醇为致孔剂，2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮为光引发剂，在芯片通道的特定部位通过原位光聚合制备而成。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述检测装置还包括精密光学平台，所述微流控芯片固定在精密光学平台上，通过调节精密光学平台控制微流控芯片的位置，控制样品流速。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述芯片的高度与离子迁移管轴线相重合。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）微流控的预进样平台死体积小、喷雾状态稳定、离子化效率高；
（2）利用集成微萃取和色谱分离的微流控芯片的预处理技术，避免复杂基质和盐分的存在干扰，无需衍生化直接实现对复杂基质中痕量多种有机化合物的有效富分离和灵敏检测；
（3）利用新型滴定结构离子迁移谱对样品离子进行第二维分离和检测，并且利用滴定试剂分子来提高目标分子的识别准确性；
（4）实现毛细管在多个微通道间的组装与拆卸， 实现多个通道与离子迁移谱的连接，可以平行进行多种模式的检测研究，进而达到高通量的检测目的。
附图说明
图1为本发明的基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置示意图。其中，1、微流控芯片；2、接口；3、纳升电喷雾离子迁移谱；4、固相微萃取通道；5、微分离通道；6、去溶剂化腔体；7、离子滴定区；8、离子门；9、迁移区；10、法拉第盘检测器。
具体实施方式
结合具体实施例和说明书附图对本发明作进一步说明。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，包括微流控芯片1，接口2、纳升电喷雾离子迁移谱3，微流控芯片1与纳升电喷雾离子迁移谱3通过接口2相连，所述微流控芯片1集成固相微萃取通道4和微分离通道5，用于实现待测样品的萃取分离，所述接口2包括纳升电喷雾电离源区、去溶剂化腔体6，用于实现待测样品的去溶剂化，所述纳升电喷雾离子迁移谱3主要包括离子门8、离子滴定区7、迁移区9以及法拉第盘检测器10，用于对待测样品进行检测。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，接口2在芯片1边缘直接将外界管路与芯片管道相连，芯片的流出物经过一个导电两通与纳升电喷雾离子源的喷雾针相连。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述接口2为芯片尖端直接喷雾型、外接喷雾针或外接毛细管喷雾型三种连接方式。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述接口2为石英毛细管。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述微萃取通道4为通过紫外光聚合在微通道中的一排 PEG 凝胶微柱。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述微萃取通道4为通过紫外光聚合在微通道中的多条平行连接的PEG 凝胶通道。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述微分离通道5为采用甲基丙烯酸十二酯为单体，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为交联剂，正丙醇和1，4-丁二醇为致孔剂，2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮为光引发剂，在芯片通道的特定部位通过原位光聚合制备而成。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述检测装置还包括精密光学平台，所述微流控芯片1固定在精密光学平台上，通过调节精密光学平台控制微流控芯片的位置，控制样品流速。
一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，所述芯片的高度与离子迁移管轴线相重合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，按照本领域的普通技术知识和通用方法，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，包括微流控芯片，接口、纳升电喷雾离子迁移谱，微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱通过接口相连，所述微流控芯片集成固相微萃取通道和微分离通道，用于实现待测样品的萃取分离，所述接口包括纳升电喷雾电离源区、去溶剂化腔体，用于实现待测样品的去溶剂化，所述纳升电喷雾离子迁移谱主要包括离子门、离子滴定区、迁移区以及法拉第盘检测器，用于对待测样品进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，接口在芯片边缘直接将外界管路与芯片管道相连，芯片的流出物经过一个导电两通与纳升电喷雾离子源的喷雾针相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，接口为芯片尖端直接喷雾型、外接喷雾针或外接毛细管喷雾型三种连接方式。
4.根据权利要求3所述的一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，接口为石英毛细管。
5.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，微萃取通道为通过紫外光聚合在微通道中的一排 PEG 凝胶微柱。
6.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，微萃取通道为通过紫外光聚合在微通道中的多条平行连接的PEG 凝胶通道。
7.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，微分离通道为采用甲基丙烯酸十二酯为单体，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为交联剂，正丙醇和1，4-丁二醇为致孔剂，2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮为光引发剂，在芯片通道中通过原位光聚合制备而成。
8.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括精密光学平台，所述微流控芯片固定在精密光学平台上，通过调节精密光学平台控制微流控芯片的位置，控制样品流速。
9.根据权利要求8所述的一种基于微流控芯片与纳升电喷雾离子迁移谱的检测装置，其特征在于，芯片的高度与离子迁移管轴线相重合。
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