CN109270157B - 基于感应电喷雾的进样装置及质谱分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于感应电喷雾的进样装置及质谱分析方法，所述基于感应电喷雾的进样装置包括：至少二个喷雾针，所述喷雾针包括毛细管、电极和距离调节件，所述距离调节件调整所述电极和毛细管间的距离；第一驱动单元，所述至少二个喷雾针在所述第一驱动单元驱动下平移；供电电极，仅有的一个供电电极适于连接外界电源；第二驱动单元，所述供电电极在所述第二驱动单元驱动下沿着平行于所述喷雾针的延伸方向的方向平移，使得供电电极与喷雾针中的电极接触与脱离。本发明具有结构简单、检测效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及质谱分析，特别涉及基于感应电喷雾的进样装置、质谱分析系统及其工作方法。
背景技术
在质谱分析领域，Nano-ESI技术是实现微小体积样品进样和离子化最主要的方法。由于缩小了喷头的口径，Nano-ESI可使溶液的流速大大降低，同时产生的射流液滴比一般的电喷雾要小，样品离子化效率高。然而在进行Nano-ESI分析时，电极和样品溶液接触会引起较为严重的死体积问题，从而影响检测的灵敏度。此外，在分析pL级样品溶液时，采用Nano-ESI只能产生瞬间的喷雾，难以实现多级质谱分析，限制了该技术的进一步推广。
采用感应电喷雾技术可以有效解决Nano-ESI存在的死体积和电喷雾时间短等问题，但目前该技术还存在以下不足：
1、难以针对不同样品实现喷雾时间和强度的调节。
2、目前该方法只能实现单个样品的分析，无法满足高通量自动化的检测需求。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种适用于质谱分析的基于感应电喷雾的进样装置，实现了多个样品的自动进样，提高了检测通量，同时实现了电喷雾时间和强度的调整。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于感应电喷雾的进样装置，所述基于感应电喷雾的进样装置包括：
至少二个喷雾针，所述喷雾针包括毛细管、电极和距离调节件，所述距离调节件调整所述电极和毛细管间的距离；
第一驱动单元，所述至少二个喷雾针在所述第一驱动单元驱动下平移；
供电电极，仅有的一个供电电极适于连接外界电源；
第二驱动单元，所述供电电极在所述第二驱动单元驱动下沿着平行于所述喷雾针的延伸方向的方向平移，使得供电电极与喷雾针中的电极接触与脱离。
本发明的目的还在于提供了应用上述基于感应电喷雾进样装置的质谱分析系统，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
质谱分析系统，所述质谱分析系统包括进样装置、质谱进样口；其特征在于：所述进样装置采用上述的基于感应电喷雾的进样装置。
本发明的目的还在于提供了基于上述质谱分析系统的质谱分析方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
根据上述的质谱分析系统的质谱分析方法，所述质谱分析方法包括以下步骤：
(A1)将喷雾针插入待测溶液中；
(A2)取出喷雾针并放置在第一驱动单元上；
(A3)移动喷雾针，使得喷雾针与质谱进样口对应；
(A4)第二驱动单元驱动供电电极朝着所述喷雾针移动，使得供电电极与喷雾针中的电极接触；
(A5)根据待测样品的性质，利用第二驱动单元驱动供电电极，调整供电电极和毛细管间的距离；
(A6)供电电极接通外界电源，毛细管内的待测溶液形成脉冲喷雾，样品离子化，进入质谱进样口分析。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.通过第一驱动单元将喷雾针逐一地平移到质谱进样口处，实现多个样品自动进样，满足高通量阵列分析要求；
2.针对不同待测溶液，通过第二驱动单元调节供电电极和毛细管间的距离，也即调节了喷雾针中电极和毛细管喷口间的距离，实现了电喷雾强度和时间的控制；
3.装置简单，操作方便，提升了检测效率。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明实施例的质谱分析系统的结构简图；
图2是本发明实施例2中甜蜜素的质谱谱图；
图3是本发明实施例2中山梨酸的质谱谱图。
具体实施方式
图1-3和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例1的质谱分析系统的结构简图，如图1所示，所述质谱分析系统包括：
质谱进样口61；
基于感应电喷雾的进样装置，所述进样装置包括：
至少二个喷雾针，所述喷雾针包括毛细管21、电极22和距离调节件23，所述距离调节件调整所述电极和毛细管间的距离；所述毛细管外径为1-1.2mm，内径为0.6-0.8mm，前端喷口直径1-3μm；距离调节件为弹簧或凸轮；
第一驱动单元11，所述至少二个喷雾针在所述第一驱动单元驱动下平移；
供电电极32，仅有的一个供电电极适于连接外界电源；
第二驱动单元31，所述供电电极在所述第二驱动单元驱动下沿着平行于所述喷雾针的延伸方向的方向平移，使得供电电极与喷雾针中的电极接触与脱离。
为了将喷雾针固定在第一驱动单元上以及移动喷雾针，可选地，所述喷雾针进一步包括：
固定件，所述固定件连接所述毛细管，电极和距离调节件设置在所述固定件内并适于在固定件内移动。
为了提高安全性能，优选地，所述供电电极设置在绝缘壳内。
为了便于移动喷雾针以及供电电极，优选地，所述第一驱动单元和/或第二驱动单元包括：
电机，
导轨，所述电机驱动导轨平移。
本发明实施例的质谱分析方法，也即上述质谱分析系统的工作方法，所述质谱分析方法包括以下步骤：
(A1)将喷雾针插入待测溶液中；
(A2)取出喷雾针并放置在第一驱动单元上；
(A3)移动喷雾针，使得喷雾针与质谱进样口对应；
(A4)第二驱动单元驱动供电电极朝着所述喷雾针移动，使得供电电极与喷雾针中的电极接触；
(A5)根据待测样品的性质，利用第二驱动单元驱动供电电极，调整供电电极和毛细管间的距离；
(A6)供电电极接通外界电源，毛细管内的待测溶液形成脉冲喷雾，样品离子化，进入质谱进样口分析；
(A7)第二驱动单元驱动供电电极，使得供电电极和喷雾针脱离；
(A8)回到步骤(A3)，直到不同的喷雾针内的待测溶液被逐一检测。
实施例2：
根据本发明实施例1的基于感应电喷雾的进样装置及方法在甜蜜素检测中的应用例。
在该应用例中，仅有的一个供电电极被绝缘壳包覆，供电电极和所述质谱进样口的中心轴线共线；第一驱动单元和第二驱动单元均采用电机和导轨的组合；第一驱动单元和第二驱动单元的驱动方向垂直：第一驱动单元驱动喷雾针水平地前后平移，第二驱动单元驱动供电电极水平地左右平移；固定件为管状结构，电极和弹簧(作为距离调节件)设置在固定件内，当该电极被供电电极驱动时，弹簧被压缩，从而调整了喷雾针内电极和毛细管内待测液体(毛细管喷口)间的距离，也即调整了电喷雾的强度和时间。
毛细管外径为1mm，内径为0.6mm，长为50mm，喷口直径为2μm，喷口与质谱进样口垂直距离为2cm。喷雾针内电极与待测溶液距离调节为4mm。质谱检测m/z范围设为100-500，检测样品为500ppb的甜蜜素(溶剂为甲醇)，所对应质谱谱图如图2所示，从中可观察到177.92的目标信号峰，强度为2.62e4，移动电机所得四次测量值相对标准偏差为9.72％。
实施例3：
根据本发明实施例1的基于感应电喷雾的进样装置及方法在山梨酸检测中的应用例。
在该应用例中，仅有的一个供电电极被绝缘壳包覆，供电电极和所述质谱进样口的中心轴线共线；第一驱动单元和第二驱动单元均采用电机和导轨的组合；第一驱动单元和第二驱动单元的驱动方向垂直：第一驱动单元驱动喷雾针水平地前后平移，第二驱动单元驱动供电电极水平地左右平移；固定件为管状结构，电极和弹簧(作为距离调节件)设置在固定件内，当该电极被供电电极驱动时，弹簧被压缩，从而调整了喷雾针内电极和毛细管内待测液体(毛细管喷口)间的距离，也即调整了电喷雾的强度和时间。
毛细管外径为1.2mm，内径为0.8mm，长为50mm，喷口直径为1μm，喷口与质谱进样口垂直距离为2cm。喷雾针内电极与待测溶液距离调节为6mm。质谱检测m/z范围设为50-500，检测样品为500ppb的山梨酸(溶剂为甲醇)，所对应质谱谱图如图3所示，从中可观察到111.17的目标信号峰，强度分别为6.58e5，移动电机所得四次测量值相对标准偏差为8.23％。
上述实施例仅是示例性地给出了喷雾针是水平方向上前后平移，当然还可以是倾斜地上下平移，但仅有的一个供电电极仍然是上下方向固定，仅在水平方向有平移。
Claims (8)
1.一种基于感应电喷雾的进样装置，其特征在于：所述基于感应电喷雾的进样装置包括：
至少二个喷雾针，所述喷雾针包括毛细管、电极和距离调节件，所述距离调节件调整所述电极和毛细管间的距离；所述距离调节件为弹簧或凸轮；
第一驱动单元，所述至少二个喷雾针在所述第一驱动单元驱动下平移；
供电电极，仅有的一个供电电极适于连接外界电源；
第二驱动单元，所述供电电极在所述第二驱动单元驱动下沿着平行于所述喷雾针的延伸方向的方向平移，使得供电电极与喷雾针中的电极接触与脱离；
所述喷雾针进一步包括：
固定件，所述固定件连接所述毛细管，电极和距离调节件设置在所述固定件内并适于在固定件内移动。
2.根据权利要求1所述的基于感应电喷雾的进样装置，其特征在于：所述供电电极设置在绝缘壳内。
3.根据权利要求1所述的基于感应电喷雾的进样装置，其特征在于：所述毛细管外径为1-1.2mm，内径为0.6-0.8mm，前端喷口直径1-3μm。
4.根据权利要求1所述的基于感应电喷雾的进样装置，其特征在于：所述第一驱动单元和/或第二驱动单元包括：
电机，
导轨，所述电机驱动导轨平移。
5.质谱分析系统，所述质谱分析系统包括进样装置、质谱进样口；其特征在于：所述进样装置采用权利要求1-4中任一项所述的基于感应电喷雾的进样装置。
6.根据权利要求5所述的质谱分析系统，其特征在于：供电电极和所述质谱进样口的中心轴线共线。
7.根据权利要求5或6所述的质谱分析系统的质谱分析方法，所述质谱分析方法包括以下步骤：
（A1）将喷雾针插入待测溶液中；
（A2）取出喷雾针并放置在第一驱动单元上；
（A3）移动喷雾针，使得喷雾针与质谱进样口对应；
（A4）第二驱动单元驱动供电电极朝着所述喷雾针移动，使得供电电极与喷雾针中的电极接触；
（A5）根据待测样品的性质，利用第二驱动单元驱动供电电极，调整供电电极和毛细管间的距离；
（A6）供电电极接通外界电源，毛细管内的待测溶液形成脉冲喷雾，样品离子化，进入质谱进样口分析。
8.根据权利要求7所述的质谱分析方法，其特征在于：所述质谱分析方法进一步包括以下步骤：
（A7）第二驱动单元驱动供电电极，使得供电电极和喷雾针脱离；
（A8）回到步骤（A3），直到不同的喷雾针内的待测溶液被逐一检测。
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