CN110455972B - 一种液相色谱质谱联用的分析方法及其用接口装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液相色谱质谱联用的分析方法及其用接口装置，通过安装固体探针、设置分流件、安装样品管、开启液相色谱系统和质谱仪并在固体探针上施加高电压，然后注入样品溶液进行电喷雾工序，调整固体探针的位置以获得质谱仪的最大信号，质谱仪进行分析并获得分析图谱。本发明采用带有分流件的固体探针作为液相色谱质谱联用的电喷雾离子源接口，液相色谱系统的样品流出液大部分沿着分流件被分流出去，被喷雾的仅仅是一少部分。本发明所产生的喷雾液滴直径少、表面电荷密度高，使本发明比传统液相色谱质谱联用系统的信号强度更高。

Description

一种液相色谱质谱联用的分析方法及其用接口装置

技术领域

本发明涉及液相色谱质谱联用分析领域，具体涉及一种液相色谱质谱联用的分析方法及其用接口装置。

背景技术

液相色谱(HPLC)方法能够分离多种化合物，尤其适用于气相色谱不能处理的热不稳定及不易挥发的样品。电喷雾电离质谱(ESI-MS)作为目前应用最广泛的质谱技术之一，能够分析多种类型化合物，尤其是可以实现对热不稳定、不易挥发的生物大分子的分析。电喷雾质谱离子源采用一个加了高电压的毛细管，毛细管中承载的样品溶液在高电压作用下在毛细管口处形成喷雾，最终所形成的离子进入质谱仪被检测。因此，电喷雾离子源可以很方便地通过管路和液相色谱柱连接在一起。作为液相色谱和质谱的接口，电喷雾离子源可以将色谱系统流出液直接转化成喷雾，最终形成离子进入质谱仪检测。这样，由于液相色谱和电喷雾电离质谱所处理的对象和操作条件高度一致，二者可以很方便地结合在一起使用。但是液相色谱和电喷雾电离质谱也存在不匹配情况，导致目前的液质联用方法存在以下缺点：

①质谱信号抑制。纯电喷雾仅仅依靠电场的作用形成喷雾，这种电喷雾的特征是样品溶液在毛细管出口处形成泰勒锥体(Taylor cone)，喷雾在锥体尖端发生，这种类型的电喷雾需要的样品流速通常要小于50μL/min。而液相色谱系统流动相的常见流速为200-1000μL/min，远远大于电喷雾能够承受的流速。因此当液相色谱和质谱联用的时候必须使用辅助气才能使样品溶液雾化，即气动辅助电喷雾。纯电喷雾液滴直径为1-2μm，而这种高流速条件下的气动辅助电喷雾液滴增大到10μm，从而导致气化效果变差，质谱信号变弱。另外，样品溶液流速过快，导致单位体积样品溶液所带的电荷数量减少，电离效率变差，也会影响信号强度。

②电喷雾条件难以达到最优，从而影响信号强度。电喷雾质谱信号强度与多个离子源参数有关，如喷雾毛细管内径和外径、喷雾毛细管口和质谱仪入口的距离、喷雾电压值、样品溶液的组成、样品溶液的流速、雾化气体的流速等。这些参数之间互相影响，达到一个动态的平衡，当一个参数改变时必须重新优化其它参数才能保持信号强度最佳。目前的液质联用方法通常采用等度洗脱条件下优化质谱条件，然后在这些参数条件下进行液质联用分析。在整个分析过程中质谱条件保持不变，但是液相色谱条件在多数情况下采用梯度洗脱方式。也就是说在整个分析过程中，流动相的组成始终是变化的，而质谱其它条件是无法改变的，这样就会打破质谱各参数的动态平衡，从而降低信号强度。

发明内容

本发明意在提供一种液相色谱质谱联用的分析方法及其用接口装置，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

一种液相色谱质谱联用的分析方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

S1、将探针套管的尾部固定在探针基座的头部上，再将固体探针置于探针套管内部，并将固体探针的尾部固定于探针基座的头部上，固体探针指向质谱仪入口且固体探针的尖端距离质谱仪入口具有一定的距离；

S2、分流件穿过探针套管上的孔洞后连接于固体探针上，分流件指向下方，分流件与固体探针的连接处距离固体探针的尖端具有一定的距离；

S3、样品管的一端穿过探针套管上的孔洞后置于分流件与固体探针的连接处，另一端与液相色谱系统的色谱柱的出口连接；

S4、打开液相色谱系统和质谱仪，使之处于可操作状态下；

S5、在固体探针上施加高电压；

S6、操作液相色谱系统开始工作，使得液相色谱系统中的样品流出液经过样品管导入到固体探针上，大部分流出液通过分流件被分流至回收装置中，少部分流出液在固体探针的尖端处形成电喷雾液滴；

S7、电喷雾液滴脱溶剂形成离子，离子进入到质谱仪入口后，质谱仪进行检测并记录扫描数据；

S8、调整固体探针的位置，使得质谱仪的信号强度达到最大，质谱仪进行检测并记录扫描数据，从而得到样品的液相色谱质谱联用的分析图谱。

优选的，S1中的探针基座为中空结构且其尾部与气体管路相连接，所述探针基座的头部设置有一圈绕固体探针尾部呈圆周阵列分布的气孔，固定于探针基座头部的探针套管将气孔和固体探针包含在探针套管内部，干燥气体可经气体管路、探针基座和气孔并在探针套管内部沿固体探针方向吹出。

优选的，S5中，在固体探针上施加高电压的同时，打开探针基座上的气体开关，气体管路中开始充入干燥气体，干燥气体经气孔并在探针套管内部沿固体探针方向吹出，辅助S7中固体探针的尖端与质谱仪入口之间的电喷雾液滴进行脱溶剂。

优选的，所述的干燥气体的流速为0-600L/h；S8中，调整固体探针的位置的同时，调整干燥气体的流速，以使得质谱仪的信号强度达到最大。

优选的，所述的干燥气体为氮气。

优选的，S1中，固体探针的尖端距离质谱仪入口的距离为0.1-6cm。

优选的，S2中，所述分流件与固体探针的连接处距离固体探针的尖端的距离为2-10mm。

优选的，所述的固体探针的材质选用木质或者金属材质，或者为如聚乙烯、聚酯等高分子材质。

优选的，所述探针套管的长度不大于固体探针的长度，探针套管上开设有用于安装分流件和样品管的孔洞。

优选的，所述探针套管的材质为金属或高分子材料。

本发明提供的液相色谱质谱联用的分析方法，具有如下特点。

采用固体探针作为液相色谱质谱联用仪的接口，固体探针上设置具有分流功能的分流件。分流件能够将大部分液相色谱系统的色谱柱流出的样品流出液分流至回收装置中，只有少部分在固体探针尖端形成喷雾，产生的离子被质谱检测。这样就解决了液相色谱需要高流速，而电喷雾离子源只能承受低流速之间的矛盾，保留了纯电喷雾特点，即可以形成泰勒锥体，使液相色谱、质谱能够联合使用。该方法在固体探针尖端的样品量比较少，即使不使用雾化气体也能够形成稳定的喷雾。样品溶液在固体探针的尖端能够形成泰勒锥体，从泰勒锥体发射出的喷雾液滴的直径要小于样品溶液高流速条件下气动辅助电喷雾产生的电喷雾液滴的直径，从而使信号强度提高。其次，形成喷雾的样品量减少也可以使单位体积的样品含有的电荷数量提高，从而提高电离效率。另外，电喷雾电离质谱仪是浓度型检测器，减少进样量不会降低信号强度，因为信号强度只与样品溶液的浓度有关。

目前的液相色谱质谱联用分析方法，在运行程序的过程中，质谱离子源的各项参数是无法改变的。本发明可以调节喷雾样品溶液的数量，而其它参数如固体探针的尖端与质谱仪入口之间的距离、干燥气体的流速等在程序运行的过程中也是不会发生改变的。调节喷雾样品溶液数量的原理：在固体探针尖端的溶液受到两种力——溶液表面张力和电场力，电场力是不改变的，而溶液的表面张力随着溶液组成变化而变化。当表面张力和电场力达到平衡时在探针尖端形成泰勒锥体，并形成电喷雾，当溶液组成变化时，调整喷雾溶液数量，从而使离子源各参数达到平衡。

本发明可以调节喷雾样品溶液的数量，使离子源各参数始终处于动态平衡状态。在分析的过程中，当样品溶液组成发生改变时，固体探针的尖端在电压固定的情况下可以进行调节喷雾的数量，保证检测条件处于最佳状态。样品溶液中水的比例越高，溶液的表面张力越大，固体探针尖端喷雾的数量也越少，这样就保证了喷雾液滴直径最小，从而使得气化和电离效率提高。

所述固体探针的尖端与质谱仪入口的距离与固体探针上所施加的电压、固体探针的材质、固体探针尖端的直径等因素有关，因此需要根据实际情况进行调整，通常在0.1-6cm范围内。分流件用于样品流出液的分流，指向下方可以使样品流出液在重力的作用下沿着分流件被分流到回收装置中，不需要再额外施加外力，操作方便。分流件与固体探针连接处与固体探针尖端的距离对分析结果有重要影响。若距离远，则样品溶液在固体探针上运动的距离就较长，会增加系统的死体积；若距离过近，则会导致大量样品溶液直接覆盖在尖端上，产生较大的泰勒锥体，导致分流效果变差，信号强度降低。所以分流件与固体探针连接处与固体探针的尖端的距离需要根据实际情况在2-10mm范围内调整。

样品管的一端置于固体探针与分流件的连接处，这样可以使液相色谱系统的样品流出液置于该点上，由于重力作用大部分流出液沿着分流件直接被分流至回收装置中，少部分流出液被电场沿着固体探针抽提到尖端处形成电喷雾。这样既能保证大部分流出液被分流出去，使喷雾溶液不至于过载，也能够减少流出液在固体探针上运动距离，从而减少系统死体积。如果置于连接处和尖端之间，这样虽然可以减少系统死体积，但是不能保证流出液被顺利分流出去，从而导致喷雾过载，降低信号强度。如果置于连接处后方，也会导致流出液的分流不顺利，并且必然导致系统死体积增加。同时，为了提高喷雾液滴的脱溶剂效率，通过探针基座、气孔和探针套管通入氮气作为干燥气，气体对喷雾液滴进行吹扫，可以加快喷雾液滴中溶剂的蒸发速度，从而提高离子化效率，提高信号强度。本发明中使用的干燥气与传统电喷雾离子源使用的雾化气不同，传统电喷雾离子源中样品溶液流速较高，远远超过离子源所能承受的流速，单纯依靠电场无法形成喷雾，雾化气的作用在于将样品溶液切割成碎片，从而实现雾化。本发明样品溶液大部分被分流件分流出去，所以喷雾过程单纯依靠电场即可完成，干燥气的作用仅在于使喷雾液滴快速脱溶剂。

本发明还提供了一种液相色谱质谱联用的分析方法用的接口装置，包括固体探针、探针套管、样品管、探针基座，所述固体探针和探针套管的尾部固定于探针基座上，所述固体探针位于探针套管的内部，所述的固体探针指向质谱仪入口且其尖端正对质谱仪入口；所述的固体探针上设有将经样品管流出的样品流出液分流至回收装置中的分流件，所述分流件的末端穿过探针套管上的孔洞指向下方，分流件与固体探针的连接点距离固体探针的尖端具有一定的距离；所述的样品管的一端穿过探针套管上的孔洞放置于分流件与固体探针的连接点处，另一端与液相色谱系统的色谱柱相连接。

优选的，所述的探针基座为中空结构，其尾部与气体管路相连接、头部与固体探针和探针套管的尾部相连接，所述探针基座的头部设置有一圈绕固体探针尾部呈圆周阵列分布的气孔，所述气孔位于探针套管内部；干燥气体经气体管路、气孔、探针套管沿固体探针方向吹出，辅助尖端与质谱仪入口之间的电喷雾液滴脱溶剂。

优选的，所述的分流件上设置有辅助分流件，辅助分流件连接至回收装置中。

优选的，所述的辅助分流件为丝线或纸条。

优选的，所述固体探针的长度为2-10cm。

优选的，所述的分流件与所述的固体探针的连接点距离尖端的距离为2-10mm。

优选的，所述的固体探针的材质为木质或者金属材质，或者为如聚乙烯、聚酯等高分子材质。

优选的，所述探针套管的长度不大于固体探针的长度，探针套管上开设有用于安装分流件和样品管的孔洞。

优选的，所述探针套管的材质为金属或高分子材料。

本发明具有的有益效果如下。

本发明采用带有分流件的固体探针作为液相色谱质谱联用的电喷雾离子源接口，液相色谱系统的样品流出液大部分沿着分流件被分流出去，被喷雾的仅仅是一少部分。这样产生的电喷雾相当于低流速下的传统电喷雾，产生的喷雾液滴较小，离子产生效率较高。另外，由于用于喷雾的溶液较少，因此喷雾液滴表面的电荷密度提高，也可使得溶液的电离效率提高。而高流速情况下，喷雾液滴表面的电荷密度较低，电离效率也较低。本发明所产生的喷雾液滴直径少、表面电荷密度高，使本发明比传统液相色谱质谱联用系统的信号强度更高。

本发明所采用的固体探针作为电喷雾离子源接口，具有调节喷雾数量的功能。传统液相色谱质谱联用系统，质谱离子源的参数一旦设定，在整个液相色谱质谱分析过程是不可改动的，但是液相色谱通常采用梯度洗脱，样品溶液的组成是随着时间而改变的。这样就导致了质谱离子源的参数不在最佳状态，使得信号强度下降。本发明采用带有分流件的固体探针作为液相色谱质谱联用的电喷雾离子源接口，在喷雾发生的过程中没有施加别的外力，样品溶液只受电场力作用，电场力和样品溶液的表面张力达到平衡。当样品溶液的表面张力增加的时候，电场力没有改变，这样就会通过减少被喷雾样品溶液的流速，从而达到新的平衡，进而确保离子源的各参数始终处于最佳状态。例如，在我们的研究中发现，使用木质固体探针作为电喷雾离子源接口，在样品溶液组成甲醇：水的比例分别为100:0、75:25、50:50、25:75、0:100时，所能承受的最大流速分别为19、14、12、10、10μL/min。被喷雾样品溶液的流速变化不会影响定量结果，这是因为电喷雾离子源质谱仪是浓度型检测器，其信号强度只和浓度有关。

附图说明

图1为本发明液相色谱质谱联用的分析方法的流程图；

图2为本发明液相色谱质谱联用的接口装置的结构示意图；

图3为本发明采用以木质固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析黄芩素所得到的总离子流图；

图4为采用传统的液相色谱质谱联用系统分析黄芩素所得到的总离子流图；

图5为本发明采用以聚乙烯固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析肌红蛋白所得到的总离子流图；

图6为采用传统的液相色谱质谱联用系统分析肌红蛋白所得到的总离子流图；

图7为本发明采用以聚乙烯固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析肌红蛋白所得到的质谱图；

图8为采用传统的液相色谱质谱联用系统分析肌红蛋白所得到的质谱图；

图9为采用传统的液相色谱质谱联用系统分析细胞色素c所得到的总离子流图；

图10为本发明采用以聚酯固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析细胞色素c所得到的总离子流图；

图11为本发明采用以聚酯固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析细胞色素c所得到的质谱图；

图12为本发明采用以木质固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析碱性橙II所得到的选择离子流图；

图13为本发明采用以木质固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析碱性橙II所得到的标准曲线图(峰面积对浓度)；

图14为本发明采用以木质固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析甜菜宁所得到的总离子流图；

图15为采用传统的液相色谱质谱联用系统分析甜菜宁所得到的总离子流图。

附图中的附图标记依次为：1、质谱仪入口，2、固体探针，21、尖端，22、分流件，3、样品管，4、探针基座，41、气孔，42、气体管路，43、探针套管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1：

参照图1，一种液相色谱质谱联用的分析方法，包括如下步骤：

S1、将探针套管43的尾部固定在探针基座4的头部上，再将固体探针2置于探针套管43内部，并将固体探针2的尾部固定于探针基座4的头部上，固体探针2指向质谱仪入口1且固体探针2的尖端21距离质谱仪入口1具有一定的距离；

S2、分流件22穿过探针套管43上的孔洞后连接于固体探针2上，分流件22指向下方，分流件22与固体探针2的连接处距离固体探针2的尖端21具有一定的距离；

S3、样品管3的一端穿过探针套管43上的孔洞后置于分流件22与固体探针2的连接处，另一端与液相色谱系统的色谱柱的出口连接；

S4、打开液相色谱系统和质谱仪，使之处于可操作状态下；

S5、在固体探针2上施加高电压；

S6、操作液相色谱系统开始工作，使得液相色谱系统中的样品流出液经过样品管3导入到固体探针2上，大部分流出液通过分流件22被分流至回收装置中，少部分流出液在固体探针2的尖端21处形成电喷雾液滴；

S7、电喷雾液滴脱溶剂形成离子，离子进入到质谱仪入口1后，质谱仪进行检测并记录扫描数据；

S8、调整固体探针2的位置，使得质谱仪的信号强度达到最大，质谱仪进行检测并记录扫描数据，从而得到样品的液相色谱质谱联用的分析图谱。

实施例2：

在实施例1的基础上，S1中的探针基座4为中空结构且其尾部与气体管路42相连接，所述探针基座4的头部设置有一圈绕固体探针2尾部呈圆周阵列分布的气孔41，固定于探针基座4头部的探针套管43将气孔41和固体探针2包含在探针套管43内部，干燥气体可经气体管路42、探针基座4和气孔41并在探针套管43内部沿固体探针2方向吹出。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，S5中，在固体探针2上施加高电压的同时，打开探针基座4上的气体开关，气体管路42中开始充入干燥气体，干燥气体经气孔41并在探针套管43内部沿固体探针2方向吹出，辅助S7中固体探针2的尖端21与质谱仪入口1之间的电喷雾液滴进行脱溶剂。

实施例4：

在前述任一实施例的基础上，所述的干燥气体的流速为0-600L/h；S8中，调整固体探针2的位置的同时，调整干燥气体的流速，以使得质谱仪的信号强度达到最大。

实施例5：

在前述任一实施例的基础上，所述的干燥气体为氮气。

实施例6：

在前述任一实施例的基础上，S1中，固体探针2的尖端21距离质谱仪入口1的距离为0.1-6cm。

实施例7：

在前述任一实施例的基础上，S2中，所述分流件22与固体探针2的连接处距离固体探针2的尖端21的距离为2-10mm。

实施例8：

在前述任一实施例的基础上，所述的固体探针2的材质选用木质或者金属材质，或者为如聚乙烯、聚酯等高分子材质。

实施例9：

在前述任一实施例的基础上，所述探针套管43的长度不大于固体探针2的长度，探针套管43上开设有用于安装分流件22和样品管3的孔洞。

实施例10：

在前述任一实施例的基础上，所述探针套管43的材质为金属或高分子材料。

实施例11：

参照图2，前述任一实施例所述的分析方法用接口装置，包括固体探针2、探针套管43、样品管3、探针基座4，所述固体探针2和探针套管43的尾部固定于探针基座4上，所述固体探针2位于探针套管43的内部，所述的固体探针2指向质谱仪入口1且其尖端21正对质谱仪入口1；所述的固体探针2上设有将经样品管3流出的样品流出液分流至回收装置中的分流件22，所述分流件22的末端穿过探针套管43上的孔洞指向下方，分流件22与固体探针2的连接点距离固体探针2的尖端21具有一定的距离；所述的样品管3的一端穿过探针套管43上的孔洞放置于分流件22与固体探针2的连接点处，另一端与液相色谱系统的色谱柱相连接。

实施例12：

在实施例11的基础上，所述的探针基座4为中空结构，其尾部与气体管路42相连接、头部与固体探针2和探针套管43的尾部相连接，所述探针基座4的头部设置有一圈绕固体探针2尾部呈圆周阵列分布的气孔41，所述气孔41位于探针套管43内部；干燥气体经气体管路42、气孔41、探针套管43沿固体探针2方向吹出，辅助尖端21与质谱仪入口1之间的电喷雾液滴脱溶剂。

实施例13：

在实施例11或12的基础上，所述的分流件22上设置有辅助分流件，辅助分流件连接至回收装置中。

实施例14：

在实施例11-13任一基础上，所述的辅助分流件为丝线或纸条。

实施例15：

在实施例11-14任一基础上，所述固体探针2的长度为2-10cm。

实施例16：

在实施例11-15任一基础上，所述的分流件22与所述的固体探针2的连接点距离尖端21的距离为2-10mm。

实施例17：

在实施例11-16任一基础上，所述的固体探针2的材质为木质或者金属材质，或者为如聚乙烯、聚酯等高分子材质。

实施例18：

在实施例11-17任一基础上，所述探针套管43的长度不大于固体探针2的长度，探针套管43上开设有用于安装分流件22和样品管3的孔洞。

实施例19：

在实施例11-18任一基础上，所述探针套管43的材质为金属或高分子材料。

实施例20：

在实施例1-19任一基础上，本实施例采用木质固体探针2作为液相色谱质谱联用的电喷雾离子源接口，接口装置参照图2,包括木质的固体探针2、探针基座4、样品管3。

本实施例采用木质牙签(材质为毛竹)作为固体探针2，分流件22上系一根丝线作为辅助分流件，丝线的另一端置于回收装置中，这样可以将样品溶液快速分流出去并进入回收装置中，避免样品溶液在分流件22上累积。质谱仪入口1位于最右端，左端为木质的固体探针2，固体探针2的长度为2cm，固体探针2的尾部被固定在探针基座4上，固体探针2的尖端21放置在质谱仪入口1处并指向质谱仪入口1，距离质谱仪入口1的距离为1cm。分流件22的末端指向下方，分流件22与固体探针2的连接处离尖端21的距离为

2mm。样品管3采用peek管，一端穿过探针套管43上的孔洞放置在分流件22与固体探针2的连接处，另一端与液相色谱系统的色谱柱出口相连。探针基座4是中空的，其尾部与气体管路42连接，其头部与固体探针2的尾部连接，在头部设有一圈环绕固体探针2尾部的气孔41，气孔41在探针套管43内部并且围绕固体探针2的均匀排列。高电压直接施加在固体探针2上。

本实施例采用木质的固体探针2作为液相色谱系统(Waters HPLC e2695)和质谱仪(Thermo LCQ Fleet)的电喷雾离子源接口分析黄芪素，并且与传统液相色谱质谱联用电喷雾离子源接口对照。传统接口采用商业化电喷雾质谱仪(Thermo LCQ Fleet)提供的电喷雾装置(为不锈钢毛细管)，液相色谱系统和质谱仪与本发明采用的液相色谱质谱联用系统相同。液相色谱流动相采用甲醇/水(50/50)，流速为1ml/min。传统电喷雾离子源的参数不要求和本发明的方法完全一致，只要优化到信号最佳即可。

为了比较效果，两种分析方法液相色谱流动相均采用甲醇/水(50/50)，流速为1ml/min。质谱六通阀进样，进样量为2μL，样品溶解于甲醇中，浓度为10mg/L。为了考察本发明装置本身的效果，本发明离子源氮气的流速设置为0L/h，传统离子源氮气流速为40arbitrary unit。

图3和图4分别是采用以木质固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统和传统的液相色谱质谱联用接口分析黄芩素所得到的总离子流图，可以看出使用本发明液相色谱质谱联用系统所得到总离子流图信号强度(120958)和峰面积(932110)都远远大于传统液相色谱质谱联用系统(信号强度3902，峰面积43345)，峰宽(0.3min)也小于传统液相色谱质谱联用系统(0.5min)，说明样品在固体探针2上的停留时间很短，不会导致色谱峰展宽。另外，由于本发明所采用分流的方法，即使不使用干燥气信号也很好，而传统方法如果不使用雾化气，则完全无法形成喷雾。综上所述，本实施例采用的分析方法及其用接口装置的各项指标均优于采用传统电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统。

实施例21：

在实施例1-19任一基础上，本实施例采用聚乙烯材料的固体探针2作为液相色谱质谱联用的电喷雾离子源接口，接口装置参照图2，包括聚乙烯材料的固体探针2、探针基座4、样品管3。

本实施例将聚乙烯塑料板加工成固体探针2，使用小木棒作为分流件22，将分流件22穿过探针套管43上的孔洞后与固体探针2连接，分流件22上系一根丝线作为辅助分流件，丝线的另一端置于回收装置中，这样可以将样品溶液快速分流出去并进入回收装置中，避免样品溶液在分流件22上累积。质谱仪入口1位于最右端，左端为聚乙烯材料的固体探针2，固体探针2的长度为8cm，固体探针2的尾部被固定在探针基座4上。固体探针2的尖端21放置在质谱仪入口1处并指向质谱仪入口1，距离质谱仪入口1的距离为4cm。分流件22的末端指向下方，分流件22与固体探针2的连接处离固体探针2的尖端21的距离为8mm。样品管3采用peek管，一端穿过探针套管43上的孔洞后放置在分流件22和固体探针2的连接处，另一端与液相色谱系统的色谱柱出口相连。探针基座4是中空的，其尾部与气体管路42连接，其头部与固体探针2的尾部连接，在头部设有一圈气孔41，气孔41在探针套管43内部并且围绕固体探针2的尾部均匀排列。高电压直接施加在固体探针2上。

本实施例采用聚乙烯的固体探针2作为液相色谱系统(Waters HPLC e2695)和质谱仪(Thermo LCQ Fleet)的电喷雾离子源接口分析肌红蛋白(myoglobin)，并且与传统液相色谱质谱联用电喷雾离子源接口对照。传统接口采用商业化电喷雾质谱仪(Thermo LCQFleet)提供的电喷雾装置(为不锈钢毛细管)，液相色谱系统和质谱仪与本发明采用的液相色谱质谱联用系统相同。液相色谱流动相采用甲醇/0.5％乙酸水(50/50)，流速为1ml/min。传统电喷雾离子源的参数不要求和本发明的方法完全一致，只要优化到信号最佳即可。

液相色谱流动相的样品溶液采用甲醇/0.5％乙酸水(50/50)，流速为1ml/min。质谱六通阀进样，进样量为2μL，样品浓度为59μM，溶剂为乙酸/甲醇/水(0.1/50/50,v/v/v)。为了考察本发明装置本身的效果，氮气的流速设置为0L/h，传统离子源氮气流速为40arbitrary unit。

图5和图6分别是采用以聚乙烯固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统和传统的液相色谱质谱联用接口分析肌红蛋白所得到的总离子流图，可以看出两者信号强度相似，但是由于图5基线较低(大约为20，000)，而图6基线(将近1，000，000)很高，导致图6峰高和峰面积都远远低于图5。这是由于传统液相色谱质谱联用分析方法在高流速的情况下电喷雾过程气化不完全，产生了大量的簇和离子及没有气化的带电液滴，这些产物产生了大量的噪音，从而抬高了基线。而本发明采用的分析方法及接口装置具有分流功能，喷雾量少，气化完全，因此噪音比较低，基线比较低。

从它们所对应的质谱图也可以看出两者之间存在很大差异。本发明方法产生的质谱图，如图7所示，信噪比高，谱图质量较好，多电荷离子峰呈现正态分布，最强峰为+18电荷峰。该谱图与传统低流速电喷雾质谱图基本相同，说明本发明所采用的液相色谱质谱联用的分析方法及其用接口装置，仍然保留了纯电喷雾的优点。而传统液相色谱质谱联用系统产生的质谱图，如图8所示，蛋白质峰信号较弱，基质峰(m/z 279)为最强峰，蛋白质多电荷峰没有呈现正态分布，其中+15电荷峰最强，与图7最强峰(+18电荷峰)相比明显向右移动，说明在高流速的情况下，传统液相色谱质谱联用系统的电喷雾离子源电离效率较低，喷雾液滴的电荷密度降低。另外，由于本发明所采用分流的方法，即使不使用干燥气信号也很好，而传统方法如果不使用雾化气，则完全无法形成喷雾。综上所述，本实施例采用的分析方法及其用接口装置的各项指标均优于采用传统电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统。

实施例22：

在实施例1-19任一基础上，本实施例采用聚酯材料的固体探针2作为液相色谱质谱联用的电喷雾离子源接口，接口装置参照图2,包括聚酯材料的固体探针2、探针基座4、样品管3。

本实施例将聚酯(成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯)塑料板加工成固体探针2，使用小聚酯棒作为分流件22，将分流件22穿过探针套管43上的孔洞后固定在固体探针2上，分流件22上系一根纸条作为辅助分流件，纸条的另一端置于回收装置中，这样可以将样品溶液快速分流出去并进入回收装置中，避免样品溶液在分流件22上累积。质谱仪入口1位于最右端，左端为聚酯材料的固体探针2，固体探针2的长度为5cm，固体探针2和探针套管43的尾部被固定在探针基座4上，并且固体探针2位于探针套管41内部。固体探针2的尖端21放置在质谱仪入口1处并指向质谱仪入口1，距离质谱仪入口1的距离为0.1cm。分流件22的末端指向下方，分流件22与固体探针2的连接处距固体探针2的尖端21的距离为5mm。样品管3采用peek管，一端穿过探针套管43上的孔洞后放置在分流件22和固体探针2的连接处，另一端与液相色谱系统的色谱柱出口相连。探针基座4是中空的，其尾部与气体管路42连接，其头部与固体探针2的尾部连接，在头部设有一圈气孔41，气孔41围绕固体探针2的尾部均匀排列。氮气的流速为0L/h。高电压直接施加在固体探针2上。

本实施例采用聚酯的固体探针2作为液相色谱系统(Waters HPLC e2695)和质谱以(Thermo LCQ Fleet)的电喷雾离子源接口分析细胞色素c(cytochrome c)，并且与传统液相色谱质谱联用电喷雾离子源接口对照。传统接口采用商业化电喷雾质谱仪(ThermoLCQ Fleet)提供的电喷雾装置(为不锈钢毛细管)，液相色谱系统和质谱仪与本发明采用的液相色谱质谱联用系统相同。液相色谱流动相采用甲醇/0.5％乙酸水(50/50)，流速为1ml/min。传统电喷雾离子源的参数不要求和本发明的方法完全一致，只要优化到信号最佳即可。

液相色谱流动相的样品溶液采用甲醇/0.5％乙酸水(50/50)，流速为1ml/min。质谱六通阀进样，进样量为2μL，样品浓度为80μM，溶剂为乙酸/甲醇/水(0.1/50/50,v/v/v)。为了考察本发明装置本身的效果，氮气的流速设置为0L/h，传统离子源氮气流速为40arbitrary unit。

图9和图10分别是采用传统的液相色谱质谱联用接口和本发明聚酯固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统分析细胞色素c所得到的总离子流图。尽管两者信号强度相同，但是传统液相色谱质谱联用系统所得到的总流量图，如图9所示，基线非常高，以至于完全观察不到目标蛋白质的峰，说明在高流速的情况下噪音太强，无法检测到蛋白质信号。而使用本发明检测细胞色素c所得到总离子图，如图10所示，基线远远低于图9，蛋白质峰的强度、面积都比较好，所对应的质谱图，如图11所示，质量较好，多电荷离子峰呈现正态分布，基质峰强度较低(m/z 279)，保留了低流速纯电喷雾质谱的优点。另外，由于本发明所采用分流的方法，即使不使用干燥气信号也很好，而传统方法如果不使用雾化气，则完全无法形成喷雾。

实施例23：

在实施例1-19任一基础上，本实施例采用木质固体探针2作为液相色谱质谱联用的电喷雾离子源接口，接口装置参照图2,包括木质的固体探针2、探针基座4、样品管3。

本实施例采用木质牙签(材质为毛竹)作为固体探针2，分流件22上系一根丝线作为辅助分流件，丝线的另一端置于回收装置中，这样可以将样品溶液快速分流出去并进入回收装置中，避免样品溶液在分流件22上累积。质谱仪入口1位于最右端，左端为木质的固体探针2，固体探针2的长度为10cm，固体探针2的尾部被固定在探针基座4上，固体探针2的尖端21放置在质谱仪入口1处并指向质谱仪入口1，距离质谱仪入口1的距离为6cm。分流件22的末端指向下方，分流件22与固体探针2的连接处离尖端21的距离为10mm。样品管3采用peek管，一端穿过探针套管43上的孔洞放置在分流件22与固体探针2的连接处，另一端与液相色谱系统的色谱柱出口相连。探针基座4是中空的，其尾部与气体管路42连接，其头部与固体探针2的尾部连接，在头部设有一圈环绕固体探针2尾部的气孔41，气孔41在探针套管43内部并且围绕固体探针2的均匀排列。高电压直接施加在固体探针2上。

本实施例采用木质的固体探针2作为液相色谱系统(Waters HPLC e2695)和质谱仪(Thermo LCQ Fleet)的电喷雾离子源接口分析甜菜宁，并且与传统液相色谱质谱联用电喷雾离子源接口对照。传统接口采用商业化电喷雾质谱仪(Thermo LCQ Fleet)提供的电喷雾装置(为不锈钢毛细管)，液相色谱系统和质谱仪与本发明采用的液相色谱质谱联用系统相同。液相色谱流动相采用甲醇/水(50/50)，流速为1ml/min。传统电喷雾离子源的参数不要求和本发明的方法完全一致，只要优化到信号最佳即可。

为了比较效果，两种分析方法液相色谱流动相均采用甲醇/水(50/50)，流速为1ml/min。质谱六通阀进样，进样量为2μL，样品溶解于甲醇中，浓度为10mg/L。为了考察本发明装置本身的效果，本发明离子源氮气的流速设置为0L/h，传统离子源氮气流速为40arbitrary unit。

图14和图15分别是采用以木质固体探针作为电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统和传统的液相色谱质谱联用接口分析甜菜宁所得到的总离子流图，可以看出使用本发明液相色谱质谱联用系统所得到总离子流图峰宽(0.3min)尽管大于传统液相色谱质谱联用系统(0.19min)，但是信号强度(8010)和峰面积(187149)都远远大于传统液相色谱质谱联用系统(信号强度3902，峰面积30411)，噪音水平也明显低于传统液相色谱质谱联用系统。在本实施例中分流件22距离探针尖端21的距离为10mm，这导致样品在固体探针2上的停留时间变长，导致色谱峰展宽，也就是增加色谱系统的死体积，这种情况对传统的检测方法是不利的，因为峰展宽肯定会导致检测灵敏度下降。但是在本实施例中这种距离增加也增加了样品的气化时间和空间，提高了气化效率，从而增强了信号强度，降低了噪音水平，反而提高了检测灵敏度，从而有效弥补了峰展宽的缺点。另外，由于本发明所采用分流的方法，即使不使用干燥气信号也很好，而传统方法如果不使用雾化气，则完全无法形成喷雾。综合考虑，本实施例采用的分析方法及其用接口装置的各项指标仍然优于采用传统电喷雾离子源接口的液相色谱质谱联用系统。

实施例24：

在实施例1-19任一基础上，本实施例采用木质的固体探针2作为液相色谱质谱联用的电喷雾离子源接口，接口装置参照图2,包括木质的固体探针2、探针基座4、样品管3。

本实施例采用木质牙签(材质为毛竹)作为固体探针2，使用小木棒作为分流件22，分流件22穿过探针套管43上的孔洞后连接在固体探针2上，分流件22上系一根纸条作为辅助分流件，纸条的另一端置于回收装置中，这样可以将样品溶液快速分流出去并进入回收装置中，避免样品溶液在分流件22上累积。质谱仪入口1位于最右端，左端为木质固体探针2，固体探针2的长度为3cm，固体探针2的尾部被固定在探针基座4上，固体探针2的尖端21放置在质谱仪入口1处并指向质谱仪入口1，距离质谱仪入口1的距离为2cm。分流件22的末端指向下方，分流件22与固体探针2的连接处离固体探针2的尖端21的距离3mm。样品管3采用peek管，一端穿过探针套管43上的孔洞后放置在分流件22和固体探针2的连接处，另一端与液相色谱系统的色谱柱出口相连。探针基座4是中空的，其尾部与气体管路42连接，其头部与固体探针2、探针套管43的尾部连接，在头部有一圈气孔41，气孔41围绕固体探针2的尾部均匀排列且位于探针套管43内部。氮气的流速为5L/h，高电压直接施加在固体探针2上。

本实施例采用木质的固体探针2作为液相色谱系统(Ultimate 3000)和质谱仪(Q-Exactive)的电喷雾离子源接口定量分析腐竹中的违法添加剂碱性橙II。

色谱条件：色谱柱为Symmetry C18,5μm,4.6*250mm。

A乙腈；B 0.1％甲酸水

时间(min)	流速	流动相A％	流动相B％
				0	1mL/min	20	80
1	1mL/min	40	60
				9	1mL/min	90	10

将浓度为1mg/L的碱性橙II标准溶液(乙腈/水80:20为溶剂)通过自动进样器注入到系统中，通过采用本发明所得到的选择离子流图如图12所示，目标化合物的色谱峰出峰时间合适，信号较强，峰型对称，质量较好，说明该色谱质谱条件是合适的。

标准曲线的绘制：将浓度分别为0.05mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、5mg/L碱性橙II标准溶液进入本发明系统中进行分析，进样量10μL,每个样品重复6次。以峰面积的平均值为纵坐标，样品浓度为横坐标，做标准曲线，如图13所示，相关系数R2＝0.9985,线性良好，可以作为定量测定的标准曲线。综上所述，本实施例采用的分析方法及其用接口装置分析碱性橙II，色谱峰质量和标准曲线都比较好，可以用于定量分析。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液相色谱质谱联用的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将探针套管(43)的尾部固定在探针基座(4)的头部上，再将固体探针(2)置于探针套管(43)内部，并将固体探针(2)的尾部固定于探针基座(4)的头部上，固体探针(2)指向质谱仪入口(1)且固体探针(2)的尖端(21)距离质谱仪入口(1)具有一定的距离；

S2、分流件(22)穿过探针套管(43)上的孔洞后连接于固体探针(2)上，分流件(22)指向下方，分流件(22)与固体探针(2)的连接处距离固体探针(2)的尖端(21)具有一定的距离，所述分流件(22)与固体探针(2)的连接处距离固体探针(2)的尖端(21)的距离为2-10mm；

其中，探针基座(4)为中空结构且其尾部与气体管路(42)相连接，所述探针基座(4)的头部设置有一圈绕固体探针(2)尾部呈圆周阵列分布的气孔(41)，固定于探针基座(4)头部的探针套管(43)将气孔(41)和固体探针(2)包含在探针套管(43)内部，干燥气体可经气体管路(42)、探针基座(4)和气孔(41)并在探针套管(43)内部沿固体探针(2)方向吹出；

S3、样品管(3)的一端穿过探针套管(43)上的孔洞后置于分流件(22)与固体探针(2)的连接处，另一端与液相色谱系统的色谱柱的出口连接；

S4、打开液相色谱系统和质谱仪，使之处于可操作状态下；

S5、在固体探针(2)上施加高电压；

S6、操作液相色谱系统开始工作，使得液相色谱系统中的样品流出液经过样品管(3)导入到固体探针(2)上，大部分流出液通过分流件(22)被分流至回收装置中，少部分流出液在固体探针(2)的尖端(21)处形成电喷雾液滴；

S7、电喷雾液滴脱溶剂形成离子，离子进入到质谱仪入口(1)后，质谱仪进行检测并记录扫描数据；

S8、调整固体探针(2)的位置，使得质谱仪的信号强度达到最大，质谱仪进行检测并记录扫描数据，从而得到样品的液相色谱质谱联用的分析图谱。

2.根据权利要求1所述的一种液相色谱质谱联用的分析方法，其特征在于：S5中，在固体探针(2)上施加高电压的同时，打开探针基座(4)上的气体开关，气体管路(42)中开始充入干燥气体，干燥气体经气孔(41)并在探针套管(43)内部沿固体探针(2)方向吹出，辅助S7中固体探针(2)的尖端(21)与质谱仪入口(1)之间的电喷雾液滴进行脱溶剂。

3.根据权利要求2所述的一种液相色谱质谱联用的分析方法，其特征在于：所述的干燥气体的流速为0-600L/h；S8中，调整固体探针(2)的位置的同时，调整干燥气体的流速，以使得质谱仪的信号强度达到最大。

4.根据权利要求2或3所述的一种液相色谱质谱联用的分析方法，其特征在于：所述的干燥气体为氮气。

5.根据权利要求1所述的一种液相色谱质谱联用的分析方法，其特征在于：S1中，固体探针(2)的尖端(21)距离质谱仪入口(1)的距离为0.1-6cm。

6.根据权利要求1所述的一种液相色谱质谱联用的分析方法，其特征在于：所述的固体探针(2)的材质选用木质或者金属材质，或者为聚乙烯、聚酯高分子材质；

其中，所述探针套管(43)的长度不大于固体探针(2)的长度，探针套管(43)上开设有用于安装分流件(22)和样品管(3)的孔洞；其中，所述探针套管(43)的材质为金属或高分子材料。

7.根据权利要求1-6任一所述的分析方法用接口装置，其特征在于：包括固体探针(2)、探针套管(43)、样品管(3)、探针基座(4)，所述固体探针(2)和探针套管(43)的尾部固定于探针基座(4)上，所述固体探针(2)位于探针套管(43)的内部，所述的固体探针(2)指向质谱仪入口(1)且其尖端(21)正对质谱仪入口(1)；所述的固体探针(2)上设有将经样品管(3)流出的样品流出液分流至回收装置中的分流件(22)，所述分流件(22)的末端穿过探针套管(43)上的孔洞指向下方，分流件(22)与固体探针(2)的连接点距离固体探针(2)的尖端(21)具有一定的距离；所述的样品管(3)的一端穿过探针套管(43)上的孔洞放置于分流件(22)与固体探针(2)的连接点处，另一端与液相色谱系统的色谱柱相连接；

其中，所述的探针基座(4)为中空结构，其尾部与气体管路(42)相连接、头部与固体探针(2)和探针套管(43)的尾部相连接，所述探针基座(4)的头部设置有一圈绕固体探针(2)尾部呈圆周阵列分布的气孔(41)，所述气孔(41)位于探针套管(43)内部；干燥气体经气体管路(42)、气孔(41)、探针套管(43)沿固体探针(2)方向吹出，辅助尖端(21)与质谱仪入口(1)之间的电喷雾液滴脱溶剂。

8.根据权利要求7所述的接口装置，其特征在于：所述的分流件(22)上设置有辅助分流件，辅助分流件连接至回收装置中；

所述的辅助分流件为丝线或纸条；

其中，所述固体探针(2)的长度为2-10cm；

所述的分流件(22)与所述的固体探针(2)的连接点距离尖端(21)的距离为2-10mm；

所述的固体探针(2)的材质为木质或者金属材质，或者为聚乙烯、聚酯高分子材质；

所述探针套管(43)的长度不大于固体探针(2)的长度，探针套管(43)上开设有用于安装分流件(22)和样品管(3)的孔洞；

所述探针套管(43)的材质为金属或高分子材料。

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