CN107422059B - 一种用于超微量样品原位色谱进样的装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于超微量样品原位色谱进样的装置及其使用方法，该装置包括：液滴芯片；用于向所述液滴芯片加入或吸取液体的毛细管，所述的毛细管一端连有驱动液体的驱动装置；用于对所述液滴芯片上的液滴进行色谱分离的毛细管色谱柱；用于固定液滴芯片的定位装置；用于调整液滴芯片位置的三维移动平台；用于观察液滴芯片和毛细管或液滴芯片和毛细管色谱柱相对位置的显微观察装置；和进样时用于提供进样压力的气罐，所述气罐设有毛细管色谱柱进口和加压口。该装置适合进行纳升级至皮升级甚至飞升级超微量样品的样品预处理和进样分离分析，如少量细胞样品或单细胞样品，在单细胞组学分析等领域具有重要的意义和广阔的应用前景。

Description

一种用于超微量样品原位色谱进样的装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及的领域为分析化学，特别是涉及一种用于超微量样品原位色谱进样的装置及其使用方法。

背景技术

色谱分析是目前分析科学中发展迅速的分离分析技术，色谱系统结合不同的检测手段，如紫外、荧光、化学发光、质谱、电化学、核磁共振等，被广泛应用于化学、环境、生命科学等领域，特别是在生化分析、药物与食品分析、环境分析、蛋白质组学和代谢组学等研究中具有非常重要的作用。

进样操作是色谱分析操作的核心步骤之一，也是影响色谱分离性能的重要因素之一。在常规的色谱分析系统中，如高效液相色谱系统，进样操作通常是采用进样阀实现的。随着色谱分析技术及相关应用领域的快速发展，对色谱系统进行微量样品分析的能力有了更高的要求。因此，近年来针对适于进行微量样品分析的毛细管液相色谱技术及微量进样技术的研究已成为当前相关领域的研究热点。

目前，毛细管色谱系统的进样方法主要有进样阀法和压力进样法。进样阀法是采用适于微量样品的纳升级进样阀完成数纳升至数十纳升的样品进样。但进样阀系统成本较为昂贵，且需要把样品预先通过通道引入到进样阀的定量环中，容易因微量样品在转移过程中在通道壁上的吸附而造成样品损失，尤其对体积很小的微量样品，如少量细胞样品和单细胞样品，影响较大。压力进样法是通过在毛细管色谱柱进样端或出口端施加压力，产生压力差作为进样动力完成进样操作。其设备和操作较为简单，但其目前多进行微升级体积的样品进样，难以实现纳升级样品的进样。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微流控液滴技术的，在芯片上原位完成一系列的复杂样品预处理操作和毛细管色谱柱的微体积进样的装置及其使用方法。该系统既可以应用于基于毛细管色谱柱的微量/超微量样品的预处理和进样操作，也可以用于毛细管气相色谱、毛细管电泳、微流控分析芯片和其他领域的样品预处理和进样操作，适用于微量的化学和生物分析、单细胞分析、单分子分析等领域。

一种用于超微量样品原位色谱进样的装置，包括：

用于形成和承载液滴的液滴芯片；

用于向所述液滴芯片加入或吸取液体的毛细管，所述的毛细管一端连有驱动液体的驱动装置；

用于对所述液滴芯片上的液滴进行色谱分离的毛细管色谱柱；

用于固定液滴芯片和定位毛细管或毛细管色谱柱的定位装置；

用于调整液滴芯片位置的三维移动平台；

用于观察液滴芯片和毛细管或液滴芯片和毛细管色谱柱相对位置的显微观察装置；

和进样时用于提供进样压力的气罐，所述气罐设有毛细管色谱柱进口和加压口。

本发明中，进行样品液滴形成和样品预处理操作时，定位装置及其上的芯片固定在三维移动平台上，利用显微观察装置的观测和三维移动平台的调节，调整毛细管、液滴芯片和定位装置之间的相互位置；进行进样操作时，液滴芯片和定位装置放入气罐中，毛细管色谱柱通过毛细管色谱柱进口插入到气罐中，该气罐需要具备可密闭，可耐高压的性能，调整毛细管色谱柱和液滴芯片之间的相互位置，然后从加压口通入气体进行加压进样。

本发明中，所述的毛细管和毛细管色谱柱的毛细管材质为玻璃、石英、聚合物或金属等材质，结构为中空管状结构，其截面为圆形、椭圆形、方形、梯形或其他多边形。所述毛细管内径或内边长为0.1微米至1厘米，外径或者外边长为0.1微米至1厘米。所述的毛细管色谱柱的结构为填充柱、开口管柱、整体柱或者以上的两种或三种结构的组合。

作为优选，为了减少对试样组分的吸附，对毛细管的内、外表面，和毛细管色谱柱的外表面，进行疏水化表面处理，包括硅烷化、氟烷化或聚合物涂层等方法，或者进行其他防止样品吸附的表面处理。毛细管色谱柱的内表面根据色谱柱的使用和加工需求进行处理。

根据本发明，所述芯片的材质是无机材料(如玻璃、石英、金属材料、或其他无机材料)、有机材料(如高分子聚合物或其他有机材料)，或者有机和无机复合材料。所述芯片上用于承载样品液滴的区域加工有微结构。所述微结构的形状为凹形、凸形，或者平面形结构，或者通过选择性亲疏水处理在微结构上形成承载液滴的区域。作为优选，为了减少对试样组分的吸附，对芯片上微结构的表面，进行疏水化表面处理，包括硅烷化、氟烷化、或聚合物涂层等方法，或者进行其他防止样品吸附的表面处理，或者直接选择具有防止样品吸附的材料加工芯片。作为优选，一个芯片上加工不止一个用于承载液滴的微结构。

本发明中，通过三维移动平台和定位装置，可以实现毛细管、毛细管色谱柱、芯片之间的精确定位，使得毛细管或毛细管色谱柱毛细管的尖端，能够准确地插入到装载于芯片的微结构上的样品液滴内，进行将样品液滴引入毛细管或者向样品液滴内加入其他液体的操作；或者使得毛细管的尖端位于液滴的附近，使得由其尖端留出的液体能够加入到样品液滴内，完成向液滴内加入试剂的操作。

作为优选，所述的定位装置为筒形结构，顶部上加工有供毛细管或毛细管色谱柱进出的插孔。插孔的直径与毛细管的外径相匹配，使得毛细管可顺利插入插孔，又不会在插孔内产生较大晃动以免影响其定位精度。底部上表面设有定位柱，所述的液滴芯片的底部设有与所述定位柱相配合的定位孔。在固定芯片时，通过预对准方法，或者是利用显微观察装置现场观察的方法、或者利用三维移动平台调节相对位置方法，使得芯片上的微结构或芯片上的样品液滴对准定位装置上插孔的中央或其他合适的位置。目的是达到以下的效果：当毛细管或毛细管色谱柱插入定位装置的插孔中时，其尖端能够对准芯片的微结构上的样品液滴，即其尖端能够插入液滴内，或者其尖端能够位于能向液滴内加入试剂的位置，如液滴上方、或靠近液滴的侧方或侧上方等。以上定位操作，可应用于样品液滴的生成、样品液滴的预处理、样品液滴的进样操作。

作为优选，在进行样品液滴的生成、样品液滴的预处理操作时，还可采用另一种定位方法。将毛细管的位置固定，将芯片或芯片/定位装置固定在三维移动平台上，借助显微观察装置的观察或预对准方法，手动或自动地移动三维移动平台，带动芯片移向毛细管尖端，使得毛细管的尖端能够插入芯片上的液滴内，或者其尖端能够对准芯片上的样品液滴，或者其尖端能够位于能向液滴内加入试剂的任何位置，如液滴上方、或靠近液滴的侧方或侧上方等。

根据本发明，在进行样品液滴的进样过程中，将固定有芯片的定位装置置于气罐内并固定。气罐内充入高压气体，以驱动液滴的进样。所述的高压气体包括氮气、或二氧化碳、或惰性气体、或不与样品液滴反应的其他气体。气罐内所能产生的气体压力范围是1千帕至1000兆帕。

本发明还提供了一种用于超微量样品原位色谱进样的装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将芯片固定在定位装置上，并完成与毛细管或毛细管色谱柱的预先对准。

步骤2：将毛细管的尖端插入样品溶液，通过控制液体驱动装置，吸入一定体积的样品溶液进入毛细管内。

步骤3：将毛细管的尖端对准芯片上的微结构，控制液体驱动装置定量地将毛细管内的样品溶液的部分或全部推出，点在微结构上，形成样品液滴。

步骤4：采用步骤2的操作方法在毛细管内吸入化学或生物试剂，采用步骤3的操作方法将该试剂定量加入之前在芯片上形成样品液滴内。重复或者组合以上操作，在样品液滴内顺序加入不同的试剂，在芯片上原位完成一系列多步样品预处理操作，可完成的样品预处理操作包括样品的稀释、浓集、液液萃取、固相萃取、沉淀，加热或者降温处理，化学和生物反应，或者其他的样品预处理操作。根据不同样品预处理的要求，步骤2-4的操作顺序可进行更换，即可以先形成试剂液滴，再向其中加入样品溶液。

步骤5：将包含有芯片及其上的已完成样品预处理的样品液滴的定位装置，放入气罐内并固定，再将待进样的毛细管色谱柱插入定位装置的插孔内，使毛细管色谱柱的尖端能够插入样品液滴内。作为优选，为减少进样过程中的样品损失，毛细管的直径小于液滴的直径。

步骤6：将气罐密闭，向气罐内输入气体，产生高压驱动样品液滴的一部分或者全部进入毛细管色谱柱，完成进样操作。

步骤7：将毛细管色谱柱与色谱泵和相应的检测系统连接，进行样品液滴的分离和检测。检测系统的种类包括吸收光度、荧光、化学发光、质谱、电化学、核磁共振波谱检测系统，或者其他类型的检测系统。

作为优选，上述样品液滴生成、样品预处理和进样操作，可采用手动方式、或自动方式、或手动与自动结合的方式进行。

作为优选，所述的毛细管操控液体的体积范围是0.1皮升至100微升，样品液滴的体积范围为0.1皮升至10微升。尤其适合进行纳升级至皮升级甚至飞升级超微量样品的样品预处理和进样分离分析，如少量细胞样品或单细胞样品。作为优选，为进行超微量液体的操控，毛细管和毛细管色谱柱的尖端做磨尖处理，或者拉尖处理，或者进行其他能减小其尖端直径的处理，以减小样品在毛细管尖端的吸附和损失。

根据本发明，所述的毛细管为一次性使用，或者多次性使用。当毛细管进行多次性使用时，在接触不同液体之间需对其接触液体的部分进行清洗处理，或者在多次接触液体操作所产生的交叉污染可忽略的情况下，直接利用毛细管接触多种不同液体，而不需对其进行清洗处理。

根据本发明，所述的用于毛细管的液体驱动装置，在进行样品液滴生成、样品预处理和进样操作时，可以采用正压驱动方式，也可以采用负压驱动方式，或采用正压和负压混合驱动方式。所述的驱动方式包括：气压驱动、机械泵驱动、液位差驱动、或其他驱动方式。

作为优选，在进行步骤4的样品预处理操作时，除了可利用毛细管将化学或生物试剂加入在芯片上形成样品液滴内之外，还可利用毛细管将部分液体从样品液滴中吸取出来进入毛细管，以完成更复杂的样品前处理，如样品清洗或者固相萃取操作。所述的化学或生物试剂，包括均相的液体或溶液试剂，也包括非均相的液固混合试剂，如带有微球或磁珠的溶液。

作为优选，在样品预处理、反应和进样过程中，采取防止或减少样品液滴蒸发的措施，包括：将样品液滴浸入与其不互溶的油相中，进行样品预处理和反应操作，然后，为防止油相对液滴的进样造成干扰或避免油相进入色谱柱干扰分离操作，将油相与样品液滴分离后进行进样操作。或者在样品预处理、反应和进样过程中，将芯片和定位装置置于封闭性良好的体系或高湿度体系，抑制液滴的蒸发。当样品液滴的体积因为蒸发而减少较多而导致使用毛细管无法有效进样时，利用毛细管向液滴内补充新的液体，使液滴体积变大后再完成进样操作。

作为优选，所述的芯片上表面加工有承载液滴的微结构，芯片的下表面加工有用于与定位装置结合的凸形或凹形结构(如孔、或槽、或柱形结构等)。与之对应的定位装置的材质为是无机材料(如玻璃，或石英，或金属材料，或其他无机材料)，或者有机材料(如高分子聚合物，或其他有机材料)，或者有机和无机复合材料。定位装置上加工有能与芯片紧密结合的起到定位作用的凹形或凸形结构。作为优选，采用3D打印机加工一体化的定位装置。

本发明的主要优点在于：

(1)本发明提出了一种不同于现有色谱进样阀的超微量样品原位色谱进样装置，尤其适合进行纳升级至皮升级甚至飞升级超微量样品的样品预处理和进样分离分析，如少量细胞样品或单细胞样品，在单细胞组学分析等领域具有重要的意义和广阔的应用前景。

(2)所述的原位色谱进样装置具有结构简单、易于搭建、操作简便、成本低廉的特点，采用手动或自动化操作均可，容易在常规实验室实现广泛地普及。

(3)所述的原位色谱进样装置采用在芯片原位进行微量样品的预处理和进样操作，与常规的利用通道进行样品传输和操纵的进样阀或其他方法相比，最大程度地避免了样品在传输和预处理过程中的损失。这一特点对于样品量极少的少量细胞样品或单细胞样品，尤为重要。此外，利用所述的原位色谱进样装置，除完成进样操作外，还可实现对不同种类微量样品的多步复杂预处理操作。

附图说明

图1是实施例1中样品液滴生成和样品液滴预处理装置的侧视图。

图2是实施例1中另一种样品液滴生成和样品液滴预处理装置的侧视图。

图3是实施例1中在样品液滴预处理的反应过程中的液滴芯片和定位装置的侧视图。

图4是实施例2中在样品液滴预处理的反应过程中的液滴芯片和定位装置的侧视图。

图5是实施例1和2中使用的定位装置的结构示意图。

图6实施例1中样品液滴向毛细管色谱柱进样的装置的侧视图。

图7实施例2中样品液滴向毛细管色谱柱进样的装置的侧视图。

图8是实施例2中，在芯片上完成对100个左右Hela细胞的样品预处理和毛细管色谱柱进样分离及质谱检测，所得到的蛋白质组学分析质谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

参照附图，以下将详细描述本发明的优选实施例。

实施例1

图1是实施例1中样品液滴生成和样品液滴预处理装置的侧视图。

图2是实施例1中另一种样品液滴生成和样品液滴预处理装置的侧视图。

图3是实施例1中在样品液滴预处理的反应过程中的液滴芯片和定位装置的侧视图。

图5是实施例1和2中使用的定位装置的结构示意图。

图6是实施例1中样品液滴向毛细管色谱柱进样的装置的侧视图。

采用内径为560微米，外径为690微米的毛细管作为液体操纵毛细管1，首先截取一段长为20厘米的毛细管，在其中间用火焰喷灯加热，将其拉开成两段，形成外径为250微米，长约5毫米的毛细管1尖端，用硅烷化试剂对清洗干净的毛细管1的表面进行整体疏水化处理，然后将毛细管1与液体驱动装置3——注射泵相连接。

液滴芯片5为三层结构。加工尺寸为6毫米×6毫米的1.6毫米厚的玻璃芯片作为液滴芯片5的中层，玻璃芯片上加工有浅坑作为微结构10承载液滴4。加工尺寸为6毫米×6毫米的聚二甲基硅氧烷芯片作为液滴芯片5的上层，在聚二甲基硅氧烷芯片的中心加工一个3毫米直径的通孔。利用激光雕刻机加工尺寸为6毫米×6毫米的聚甲基丙烯酸甲酯芯片作为液滴芯片5的下层，聚甲基丙烯酸甲酯芯片中心加工有直径为2.1毫米的通孔。利用环氧胶将上、中、下三层芯片中心对齐进行粘结，得到完整的液滴芯片5。

利用3D打印机加工带有毛细管插孔11和直径为2毫米的定位柱的定位装置6。将液滴芯片5通过其下层芯片上的通孔与定位装置6上的定位柱嵌合，将液滴芯片5固定于定位装置6上，再将定位装置6固定于三维移动平台7上。

进行液滴4生成操作时，首先利用注射泵吸入所需的样品溶液进入毛细管1。调节三维移动平台7，使得毛细管1的尖端对准定位装置6的插孔11的上端，然后再调节三维移动平台7使得毛细管1插入插孔11内。利用显微观察装置8的观察，使毛细管1的尖端插至距离芯片5的微结构10的上端约100微米的距离。再通过控制液体驱动装置3在芯片5的微结构10处点出所需体积的样品液滴4。再调节三维移动平台7，使毛细管1从插孔11中离开，如此完成一次完整的样品液滴4生成的操作。采用在芯片5的上层芯片的通孔内加油相的方法，或采用芯片5的上层芯片表面用胶带密封的方法，防止样品液滴4的蒸发。进行上述操作时，也可以不采用定位装置6，先将毛细管1固定，再借助显微观察装置8的观察，调节三维移动平台7使得芯片5移向毛细管1，并使毛细管1的尖端插至芯片5的微结构10的附近，进行液滴生成及后续的样品预处理操作。

样品液滴4的预处理操作：根据需要清洗毛细管1后，利用注射泵吸入所需的试剂进入毛细管，再通过调节三维移动平台7，使毛细管1插入定位装置的插孔11内，揭开芯片上封口的胶带或使毛细管1穿过油相层，使毛细管1的尖端在距离芯片5的微结构10上的液滴4上方约100微米的位置停下。通过控制液体驱动装置3，将所需体积的试剂加入样品液滴4中。再调节三维移动平台7，使毛细管1从插孔11中离开。也可以不采用定位装置6，先将毛细管1固定，再借助显微观察装置8的观察，调节三维移动平台7使得芯片5移向毛细管1，并使毛细管1的尖端插至芯片5的微结构10的附近，进行液滴生成及后续的样品预处理操作。将芯片5和定位装置6置于所需的温度、时间和条件下，进行反应。反应过程中，利用芯片5的上层芯片的通孔内的油相防止液滴4的蒸发。或在芯片5的上层芯片表面再用胶带密封的方法，防止样品液滴4的蒸发。

样品液滴4的进样操作：将载有样品液滴4的芯片5和定位装置6从三维移动平台7取下。去除芯片5的上层芯片的通孔内的油相，或揭开芯片5的上层芯片表面密封的胶带。将载有样品液滴4的芯片5和定位装置6放入气罐9内，将毛细管色谱柱2通过色谱接头插入定位装置6的插孔11内，使毛细管色谱柱2的进口尖端插入样品液滴内，并使其尖端距离芯片5的微结构10表面约100微米，拧紧色谱接头毛细管色谱柱2固定在气罐9上，并实现气罐9的密闭。打开气罐9的高压氮气入口，在气罐内产生高压，驱动液滴4进入毛细管色谱柱2内。完成液滴4进样操作。

采用上述液滴进样方法，通过预先形成不同体积的荧光素染料液滴，包括10，20，50，100，200，300，400，500和800纳升，对毛细管色谱柱2进样后，芯片5上残留的液滴的百分率进行分析，点入的液滴体积通过控制液体驱动装置3来定量，残留的量通过进样后芯片上残留下来的荧光素的面积来计算其体积。对于不同体积残留量都是约0.4纳升，因此50纳升体积液滴的进样率可达到99％以上。

实施例2

图4是实施例2中在样品液滴预处理的反应过程中的液滴芯片和定位装置的侧视图。

图5是实施例1和2中使用的定位装置的结构示意图。

图7实施例2中样品液滴向毛细管色谱柱进样的装置的侧视图。

图8是实施例2中，在芯片上完成对100个左右Hela细胞的样品预处理和毛细管色谱柱进样分离及质谱检测，所得到的蛋白质组学分析质谱图。

采用内径为560微米，外径为690微米的毛细管作为液体操纵毛细管1，首先截取一段长为30厘米的毛细管，在其中间用火焰喷灯加热，将其拉开成两段，形成外径为250微米，长约5毫米的毛细管1尖端，用硅烷化试剂对清洗干净的毛细管1的表面进行整体疏水化处理，然后将毛细管1与液体驱动装置3——注射泵相连接。液滴芯片5为三层结构。利用0.6毫升容量的商品化离心管的盖作为液滴芯片5的中层，原盖上有2.5毫米左右的凹坑可作为承载液滴4的微结构10，不需对其进行进一步加工。加工尺寸为6毫米×6毫米的玻璃芯片作为液滴芯片5的上层，在该玻璃芯片的中心加工一个3毫米直径的通孔。玻璃芯片比聚二甲基硅氧烷芯片具有更好的气密性和防蒸发特性。利用激光雕刻机加工尺寸为6毫米×6毫米的聚甲基丙烯酸甲酯芯片作为液滴芯片5的下层，聚甲基丙烯酸甲酯芯片中心加工有直径为2.1毫米的用于定位的通孔。利用环氧胶将上、中、下三层芯片中心对齐进行粘结，得到完整的液滴芯片5。利用3D打印机加工带有毛细管插孔11和直径为2毫米的定位柱的定位装置6。将液滴芯片5通过其下层芯片上的通孔与定位装置6上的定位柱嵌合，将液滴芯片5固定于定位装置6上，再将定位装置6固定于三维移动平台7上。

将上述装置应用于少量细胞和单个细胞的蛋白质组分析。首先将Hela细胞正常传代后得到细胞悬液，再用磷酸缓冲盐溶液进行清洗后得到细胞密度为1百万个细胞/毫升的细胞悬液。进行细胞样品液滴4生成操作时，首先利用注射泵吸入细胞悬液进入毛细管1。调节三维移动平台7，使得毛细管1的尖端对准定位装置6的插孔11的上端，然后再调节三维移动平台7使得毛细管1插入插孔11内，并使毛细管1的尖端插至距离芯片5离心管盖的中心上端约100微米的距离。再通过控制液体驱动装置3在芯片5的微结构10——离心管盖的中心处点出100纳升体积的细胞样品液滴4。再调节三维移动平台7，使毛细管1从插孔11中离开，如此完成一次完整的含有约100个Hela细胞的样品液滴4生成的操作。采用在芯片5的上层芯片的通孔内加油相的方法，或采用芯片5的上层芯片表面用胶带密封的方法，防止样品液滴4的蒸发。

细胞样品的预处理操作：清洗毛细管1后，依次利用毛细管1、注射泵和三维移动平台7，采用类似实施例1的操作，将所需的试剂加入芯片5上的细胞样品液滴4中。具体包括：加入100纳升的细胞破膜液进行反应30分钟；加入100纳升的蛋白质还原剂，反应20分钟，完成蛋白质的还原；加入100纳升的烷基化试剂反应30分钟，完成蛋白质的烷基化；加入100纳升的蛋白酶试液，反应过夜，完成蛋白质的酶解；加入酸性试剂终止酶解反应。

细胞样品液滴的进样操作：事先制备15厘米长50微米内径的C18固定相毛细管色谱柱，并在色谱柱出口加工电喷雾质谱喷口。将载有经过预处理的细胞样品液滴4的芯片5和定位装置6从三维移动平台7取下。去除芯片5的上层芯片的通孔内的油相，或揭开芯片5的上层芯片表面密封的胶带。将载有样品液滴4的芯片5和定位装置6放气罐9内，将毛细管色谱柱2通过色谱接头插入定位装置6的插孔11内，使毛细管色谱柱2的进口尖端插入样品液滴内，并使其尖端距离芯片5的离心管盖中心表面约100微米，拧紧色谱接头毛细管色谱柱2固定在气罐9上，并实现气罐9的密闭。打开气罐9的高压氮气入口，在气罐内产生高压，驱动体积约为500纳升的细胞样品液滴4进入毛细管色谱柱2内，完成进样操作。将毛细管色谱柱2取下，将其与商品化的液相色谱-质谱-质谱检测仪器连接，进行样品液滴4中蛋白质酶解多肽的分离、检测和蛋白质的后续鉴定。

采用相同的装置与类似的操作的方法，进行单个细胞的样品预处理和进样分析。首先，加工多个与上述结构相同的液滴芯片5。将Hela细胞正常传代后得到细胞悬液，再用磷酸缓冲盐溶液进行清洗和稀释后得到细胞密度为1万个细胞/毫升的细胞悬液。按照与上述液滴生成方法相同的操作方法，分别在每个芯片5内生成一个细胞悬液的液滴4。利用显微观察装置8对液滴4进行观察，选择含有一个细胞的液滴4的芯片5，进行下一步的样品预处理和进样分离分析操作。其操作步骤和使用的装置、仪器与上述多细胞样品操作相同。

Claims (9)

1.一种用于超微量样品原位色谱进样的装置，其特征在于，包括：

用于形成和承载液滴（4）的液滴芯片（5）；

用于向所述液滴芯片（5）加入或吸取液体的毛细管（1），所述的毛细管一端连有驱动液体的驱动装置（3）；

用于对所述液滴芯片（5）上的液滴（4）进行色谱分离的毛细管色谱柱（2）；

用于固定液滴芯片（5）和定位毛细管（1）或毛细管色谱柱（2）的定位装置（6）；

用于调整液滴芯片（5）位置的三维移动平台（7）；

用于观察液滴芯片（5）和毛细管（1）或液滴芯片（5）和毛细管色谱柱（2）相对位置的显微观察装置（8）；

和进样时用于提供进样压力的气罐（9），所述气罐（9）设有毛细管色谱柱进口和加压口；

所述的定位装置（6）为筒形结构，顶部开设有供毛细管（1）或毛细管色谱柱（2）进出的插孔（11），底部上表面设有定位柱；

所述的液滴芯片的底部设有与所述定位柱相配合的定位孔。

2.根据权利要求1所述的用于超微量样品原位色谱进样的装置，其特征在于，所述毛细管（1）的内径或内边长为0.1微米至1厘米，外径或者外边长为0.1微米至1厘米。

3.根据权利要求1所述的用于超微量样品原位色谱进样的装置，其特征在于，所述毛细管（1）的内表面、外表面和所述毛细管色谱柱（2）的外表面进行疏水化表面处理。

4.根据权利要求1所述的用于超微量样品原位色谱进样的装置，其特征在于，所述毛细管（1）或者毛细管色谱柱（2）带有磨尖处理或者拉尖处理的端部。

5.根据权利要求1所述的用于超微量样品原位色谱进样的装置，其特征在于，所述液滴芯片（5）上设有一个或者多个用于承载样品液滴（4）的微结构（10）；

所述的微结构（10）的表面进行疏水化表面处理。

6.一种如权利要求1~5任一项所述的用于超微量样品原位色谱进样的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）控制液体驱动装置（3），将待测样品溶液吸入毛细管（1）；

（2）调节三维移动平台（7），将毛细管（1）的尖端对准液滴芯片（5）的微结构（10），或者将毛细管（1）插入定位装置（6）的插孔（11）中使其尖端对准液滴芯片（5）的微结构（10），然后控制液体驱动装置（3）将毛细管（1）内的样品溶液的部分或全部推出，点在微结构（10）上，形成样品液滴（4）；

（3）将含有样品液滴（4）的液滴芯片（5）连同定位装置（6）转移至气罐中，调整毛细管色谱柱（2）和液滴芯片（5）的相对位置，使毛细管色谱柱（2）的进样端与样品液滴（4）接触；

（4）将气罐（9）密闭，向气罐（9）加压口输入高压气体，驱动样品液滴进入毛细管色谱柱（2），完成进样操作。

7.根据权利要求6所述的用于超微量样品原位色谱进样的装置的使用方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的毛细管（1）吸入的样品溶液的体积为0.1皮升至10微升。

8.根据权利要求6所述的用于超微量样品原位色谱进样的装置的使用方法，其特征在于，在形成步骤（2）的样品液滴后，对样品进行前处理操作，然后再进入步骤（3）；

所述的前处理操作包括：

（1）向液滴中加入其它试剂进行混合或者反应；或者

（2）对液滴进行萃取、稀释或者浓集操作。

9.根据权利要求6所述的用于超微量样品原位色谱进样的装置的使用方法，其特征在于，步骤（2）中，对形成的液滴采取以下措施，防止液滴蒸发：

（1）在液滴表面覆盖一层与液滴互不相容的油相；或者

（2）将芯片和定位装置置于封闭性良好或高湿度体系中。

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