CN116507423A - 提供费升级至纳升级的流率的、具有电喷雾电离的毛细管发射器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于实现以费升/分钟至纳升/分钟的流率(包括在同一设备内在这些流率之间的相对快速的交替)进行电喷雾电离的设施及方法。这些流率为随后的分析评估提供了喷雾化合物的增强的且相对更均匀的电离。

Description

提供费升级至纳升级的流率的、具有电喷雾电离的毛细管发 射器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年5月13日递交的、编号为63/024,147的美国临时申请的优先权。该美国临时申请的教导通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于实现以费升/分钟至纳升/分钟的流率(包括在同一设备内在这些流率之间的相对快速的交替)进行电喷雾电离的设施及方法。这些流率为随后的分析评估提供了喷雾化合物的增强的且相对更均匀的电离。

背景技术

电喷雾电离(Electrospray ionization，ESI)是从溶液相样品中产生完整的分子离子的电离方法。电喷雾电离被广泛地应用于有机样品和生物样品的质谱(massspectrometry，MS)分析。ESI的一个现有挑战是分析物的电离效率具有流量依赖性和样品依赖性，据报道，较低的流率提供了改进的电离效率和较高的分析灵敏度。虽然对于可用于电喷雾电离的最低流率没有理论限制，但是通过采用相对较小的发射器尖端来降低ESI流率的努力受到实际障碍(例如发射器堵塞、纳米尖端的制造以及样品处理)的限制。

发明内容

一种用于以选定流率输送液体样品的设备，该设备包括：毛细管发射器，毛细管发射器具有出口，该出口包括内壁部分、外壁部分以及延伸部件，延伸部件被附着到毛细管发射器的内壁，以提供用于流体流的一个或多个子通道。该设备还包括等离子体放电源和电场源，等离子体放电源用于提供等离子体离子，电场源用于将等离子体离子引导到毛细管发射器出口。毛细管发射器在毛细管发射器出口处提供在50费升/分钟(fL/min)至500纳升/分钟(nL/min)的范围内的毛细管液体流率。

在方法形式中，本发明涉及以选定流率输送液体样品，包括提供毛细管发射器，毛细管发射器具有出口，出口包括内壁部分、外壁部分以及延伸部件，延伸部件被附着到毛细管发射器的内壁，以与等离子体放电源和电场源一起提供用于液体样品流体流的一个或多个子通道；然后可以形成等离子体离子并提供电场，并且将液体样品引入到所述毛细管发射器中，以及在毛细管发射器出口处提供在50费升/分钟(fL/min)至500纳升/分钟(nL/min)的范围内的液体样品流率。然后发射器的液体输出物可以经受电喷雾电离，以引入到质谱仪中用于随后的分析物分析。

附图说明

图1是示出等离子体放电部、DC电压源、推动电极、毛细管发射器以及它们的优选位置的总体视图。

图2A是毛细管发射器的实施例的示意图，该毛细管发射器包括丝状玻璃杆、压电变压器，该图示出了等离子体离子的形成。

图2B是毛细管发射器的实施例的示意图，该毛细管发射器包括丝状玻璃杆、示出等离子体离子形成的压电变压器，其中，毛细管发射器具有用于引入样品溶液的入口。

图3A是发射器尖端的开口的前视图。

图3B是发射器尖端的开口的另一前视图。

图4A是麦芽糖(maltoheptose，Mhep)、多糖以及神经降压肽(一种神经肽)的等浓度(10μM)混合物在相对较高的纳米级流率状态下的质谱。

图4B是麦芽糖(Mhep)、多糖以及神经降压肽(一种神经肽)的等浓度(10μM)混合物在相对较低的皮克(pico)级流率状态下的质谱。

图5提供了万古霉素和神经降压肽的等浓度(10μM)混合物在内置ESI的纳米级流(nanoflow)状态(a)下和皮克级流(picoflow)状态(b)下的MS光谱。

图6提供了肽的混合物在纳米级流状态下和皮克级流状态下的全扫描光谱的比较。

图7提供了对于图6中的纳米级流状态和皮克级流状态的积分峰强度。

具体实施方式

本公开涉及用于实现以费升/分钟(fL/min)至纳升/分钟(nL/min)的流率(包括在同一设备内在这些流率之间的相对快速的交替)进行电喷雾电离的毛细管发射器及方法。请注意图1，图1提供了毛细管发射器10、等离子体放电金属线12、电场源(可以优选地由推动电极14提供)、DC转换器16以及高压电源18的初始总体视图。优选地，经由被连接到推动电极14的DC转换器16的高压电源在正极模式下提供0千伏(kV)-5千伏(kV)，或者在负极模式下提供0千伏(kV)-5千伏(kV)。还可以利用多个推动电极。

优选地，等离子体放电金属线12被连接到压电变压器，该压电变压器提供AC电流，以对存在于毛细管发射器10周围的气体进行电离。压电变压器可以在1.0瓦的功率水平下提供2kV至10kV。在这种条件下，优选地，形成了压电放电等离子体，压电放电等离子体优选地以连续的方式产生如可以通过质谱仪分析在正模式和负模式下观察到的、足够的阳离子和阴离子。可以产生典型的空气等离子体离子，例如质子化的水团簇[(H₂O)_nH]⁺和阴离子(O₂ ^-，OH^-，NO₂ ^-)。

如在图1中还可以看到，优选地，距离“a”(即等离子体放电部到毛细管发射器的入口的距离)可以在-3.0mm至+3.0mm之间变化。然而，在本公开的总体背景下，应该理解，最终形成的等离子体离子仅需要存在于毛细管发射器出口或尖端22(参见图2)处，以在出口尖端位置处提供等离子体-液体接触。优选地，等离子体放电部的开口到毛细管发射器10的平行距离“b”可以在0mm至5.0mm之间变化。推动电极到毛细管发射器的入口的距离“c”可以在-3.0mm到15.0mm之间变化。另外，毛细管发射器的输出部可以被引入到质谱仪(massspectrometer，MS)的入口。

接下来请注意图2，图2提供了具有电喷雾电离的毛细管发射器10的另外的图示。优选地，毛细管发射器10可以是相对圆形或管状的，但是可以考虑其他几何形状，并且不被认为是限制性的。毛细管发射器10包括延伸部件11，优选地，延伸部件被附接到毛细管发射器10的内壁并且沿着毛细管发射器10的内壁延伸，并且从内壁突出。该延伸部件本身在此可以被称为杆或丝，延伸部件优选地由玻璃形成，并且被附接到发射器的内壁。该延伸部件因此被用于形成可以被描述为用于液体流动的一个或多个子通道，该延伸部件被附接到毛细管发射器的内壁。关于子通道应被理解为毛细管发射器的内表面的如下的一部分：该部分限定了可以由毛细管作用进行辅助的液体流动的一般路径。因此，优选地，这种延伸部件可以布置成在延伸部件的两侧形成两个子通道，两个子通道用于将液体流输送到发射器的出口，如在本文进一步描述的。此外，这种延伸部件的几何形状可以变化并且包括例如圆形、椭圆形或其他形状。

此外，如在图2A中可以看到，优选地，该延伸部件11沿着发射器10的内壁的全部长度或大部分长度延伸。此外，当延伸部件11优选地由实心玻璃杆制成并且发射器10类似地由玻璃制成时，玻璃杆可以通过退火来方便地附接到发射器10的内壁。在这种情况下，延伸部件11可以被认为是玻璃丝。

在发射器10的近端端部上，毛细管发射器10还包括被连接到DC电压转换器16的直流电压源18。电压转换器还被示出连接到推动电极14，在对电极充电时，电极提供电场，电场用于推动正(+)等离子体离子或负(-)等离子体离子朝向毛细管发射器的在出口或发射器尖端22处的远端端部。如上所述，可以利用多个推动电极。样品溶液20可以通过至少三种优选的方法来装载到发射器中。如在图2A中示出的一种方法是在毛细管发射器的远端端部处(即在发射器尖端出口开口22处)装载样品溶液20。如接下来在图2B中示出，毛细管发射器10可以在毛细管发射器的近端端部处包括用于引入样品溶液20的开口入口25。优选地，该开口入口也可以是锥形的，如在图2B中示出。尽管图2B示出了一个入口，但是应当理解，可以存在用于引入样品溶液的多个入口，例如2个至10个入口。在任一种情况下，在发射器10运行时，形成的带电液滴的喷雾或羽流在24处被识别，该喷雾或羽流然后可以被引入到质谱仪26中。此外，应当注意，质谱仪的入口类似于电极14的功能，可以提供电场电势，以引导等离子体离子朝向毛细管发射器的在出口或发射器尖端22处的远端端部。因此，提供单独的电场电位的这种质谱仪入口可以单独使用或与一个或多个推动电极14组合地使用。

关于优选尺寸，优选地，毛细管发射器10的长度在50μm至50cm的范围内，毛细管发射器的内直径(inner diameter，ID)在2.0纳米(nm)至3.0毫米(mm)的范围内，毛细管发射器的外直径(outer diameter，OD)在0.005mm至5.0mm的范围内。如上所述，毛细管发射器还可以包括分别用于引入液体样品和用于形成电喷雾羽流的单独的入口。优选地，用于引入液体样品的这种可选入口的直径可以在0.001mm至0.5mm的范围内。优选地，延伸部件11的OD在0.01μm至100.0μm的范围内。延伸部件的OD被选择成使得延伸部件的OD小于毛细管发射器开口的ID，并且提供用于液体流动的一个或多个子通道。

当毛细管发射器由玻璃制成时，优选地，可以在毛细管发射器的远端端部加热毛细管发射器，并且优选地通过拉动加热的玻璃来形成锥形发射器尖端出口开口22。替代地，可以在毛细管管体的中部附近加热毛细管管体，并且在相反的方向上拉动端部，然后管体在毛细管管体的中部处断裂，形成两个发射器尖端出口开口。还可以设想，可以将管体浸入到蚀刻介质中，然后可以在蚀刻介质中形成发射器尖端。

类似地，可以通过这种加热和拉动形成在该近端端部处的锥形尖端入口开口25。优选地，锥形发射器尖端出口开口在5.0nm至20.0μm的范围内。更优选地，锥形发射器尖端出口开口22优选地限定了开口直径，开口直径在1.0μm至10.0μm或1.0μm至5.0μm的范围内。此外，发射器尖端中的延伸部件或玻璃杆11在尖端22内直径减小，使得外直径优选地在1.0nm至5.0μm的范围内。此外，发射器尖端中的延伸部件的外直径被选择成使得延伸部件的外直径与发射器尖端的开口直径相比较更小，使得延伸部件提供用于流体流的一个或多个子通道。

在图3A中提供了发射器尖端的开口的前视图。可以看到，优选地，被引入到发射器中的样品溶液存在于一个或多个毛细管流动子通道28中，毛细管流动子通道28优选地形成在延伸部件11的两侧。在图3B中可以观察到，可以存在一个形成的毛细管流动子通道28，该毛细管流动子通道优选地围绕延伸部件11。在任一种情况下，可以观察到，在发射器尖端，由于在发射器尖端位置处的等离子体离子-液体接触，现在可以提供与发射器尖端的开口的尺寸相比较更小的液位29或弯液面，如在本文进一步描述的。如上所述，发射器尖端开口本身的开口直径可以在5.0nm至20.0μm的范围内。此外，一个或多个毛细管流动通道28提供并且保持与发射器出口或尖端开口相比较更小的液位。优选地，在发射器出口处的这种相比较更小的液位的最大宽度或高度比如上所述的主通道13内直径范围小500至2000倍。还值得注意的是，由毛细管发射器限定的主通道被设想为有助于在发射器内提供相对饱和的蒸汽压，以减少或防止现在可能在一个或多个子通道中以费升/分钟或皮升/分钟的流率状态形成的相对低的流率的蒸发。

在典型的过程中，用于随后的质谱分析的溶液20迁移到发射器尖端22，并且逐渐填充该尖端，然后从主体朝向该尖端22填充该毛细管发射器中的任何锥形部。迁移通常是毛细管作用的结果。当溶液最初到达发射器尖端时，尖端开口变得被部分填充，使得提供与发射器开口相比较更小的液位29。通过使用如本文进一步描述的一个或多个推动电极和等离子体，当电喷雾电离现在以等于朝向发射器尖端的、液体的毛细管流的消耗速率在发射器尖端处被触发至该液位时，这种相比较更小的液位将保持动态平衡，并且因此电喷雾流率可以由沿着延伸部件11的毛细管流来确定。对应地，关于动态平衡因此应当被大致理解为如下的特性：在发射器内朝向发射器尖端的流可以保持在选定的并且优选是连续的流率，然后该流率将发射器尖端内的液位保持在与发射器尖端开口相比较更小的选定尺寸。

这种提供与实际发射器出口尖端开口相比较更小的液位29、以及在一个或多个子通道中的毛细管液体流的能力，现在给予了提供在50费升/分钟(fL/min)至500纳升/分钟(nL/min)的范围内的毛细管发射器流率和电喷雾电离(ESI)的能力。本文的电喷雾电离是指在发射器开口22处从液体中喷射带电液体，在发射器开口处，电力克服了在发射器尖端位置处的液体的表面张力。优选地，现在可以更具体地提供在50皮升/分钟(pL/min)至150nL/min范围内的ESI流率。如本文进一步讨论的，在同一设备内，还可以根据需要在fL/min的流率和nL/min的流率之间变化、或者在pL/min的流率和nL/min的流率之间变化。优选地，前述的流率变化可以在10微秒(μs)至1.0秒的时间段内发生。此外，在本文中，在50fL/min至500nL/min范围内、或优选地在50pL/min至150nL/min范围内的流率可以在高达10.0小时的时间段内保持连续。

因此，现在可以理解，相对高电压的压电变压器在金属线12的尖端上产生交流放电等离子体。由推动电极14产生的辅助电场将正极等离子体离子或负极等离子体离子推动到毛细管发射器的出口，在毛细管发射器的出口处，比出口开口更小的液位被充电以产生ESI。等离子体离子通过毛细管外部的空间传输，并且在发射器尖端22的开口处被输送。当推动电极分别被设置为正模式或负模式时，等离子体离子可以是典型的等离子体型离子，例如质子化水团簇[(H₂O)_nH]⁺或O₂ ^-、NO₂ ^-等。发射器尖端22中的样品溶液容易地被这些电荷电离以产生ESI型离子。该方法还可以提供针对本文所述的相对低流率(即在50皮升/分钟(pL/min)至150nL/min的范围内)的ESI所适合的、电荷的连续供应。

当通过质谱法对形成的ESI型离子进行评估时，来自子通道28的ESI产生了几乎不可见但为稳定的离子信号的液体喷雾羽流。各种化合物，包括非法药物(例如可卡因)、环境污染物、氨基酸、寡糖、肽以及蛋白质被本文的毛细管发射器10成功地电离成典型的ESI型离子。被发现适用于本文的毛细管发射器10的化合物的非限制性列表、以及用于这些化合物的分析的质谱模式以及被识别的分析物离子在以下表1中列出：

表1.在毛细管发射器中评估的化合物以及产生的离子

因此，本文的现在能够如上所述地降低流率的毛细管发射器10可以被应用于如下的任何分析物化合物，这些分析物化合物可能已经被发现适合于在质谱中采用的常规电喷雾电离以产生离子。在上文，“M”指的是可以以所表示的正离子模式或负离子模式存在的分子离子。这有时通常被称为电喷雾电离质谱(electrospray ionization massspectrometry，ESI-MS)。

还可以补充的是，使用由等离子体放电部12形成的等离子体离子与子通道28的存在以及在发射器尖端处的等离子体离子液体接触一起来供应电荷，使得能够在发射器尖端开口在160nm至20.0μm的范围内的情况下，具有实现在毛细管发射器中的上述50pL/min至500nL/min的流率的能力。通过比较，使用常规DC电源对具有外金属涂层的类似发射器尖端进行测试。尽管沿着丝的溶液输送被复制，但是发现使用施加在金属涂层上的相对高的电压来从丝中的子通道产生连续的电喷雾是相当具有挑战性的。相反，观察到脉冲电喷雾。增加电压未产生帮助并且导致空气击穿。当使用本文的毛细管发射器10时，没有观察到该脉冲现象，如所述的，毛细管发射器10利用了等离子体形成、等离子体离子液体相互作用以及一个或多个推动电极。

如上所述，本公开使得能够在同一设备(毛细管发射器10)内，根据需要在fL/min的相对较低的流率与nL/min的相对较高的流率之间交替，或者优选地在pL/min的相对较低的流率与nL/min的相对较高的流率之间交替。在该能力上进行扩展，注意到在例如皮克级流状态中，用电子装置关闭推动器电压源18使电喷雾关闭，使得毛细管流能够填充毛细管发射器10的主通道13。参见图2。将推动器电压调回到来自主通道的初始纳米级流(3-5nL/min)ESI。一旦积聚在主通道中的溶液被消耗，ESI返回到子通道和相对较低的皮克级流状态。从相对较高的纳米级流状态到相对较低的皮克级流状态的转变伴随着电喷雾羽流24的消失和相对离子强度的变化。通过简单地打开和关闭推动器电压，从而在毛细管发射器10中实现了皮克级流与纳米级流之间的相对快速的交替。如前所述，在毛细管发射器10内在fL/min至nL/min之间、或优选地在pL/min至nL/min之间的该相对快速的交替可以在10微秒(μs)至1.0秒的优选时间段内发生。

工作过程/示例

优选地，在图1中示出的设备如下地构造。通过使用压电变压器(53×7.5×2.6mm，INC型号SMSTF68P10S9，Steiner&Martins)来产生等离子体离子。压电变压器通过提供输入电压(5-25V，Powertron型号500A；工业测试设备公司(Industrial Test EquipmentCo.Inc.)，华盛顿港，纽约，美国)来操作，输入电压由来自信号发生器(Koolertron)的正弦波触发。在环境条件下，在输出电极的尖端处容易产生等离子体放电。用肉眼可以观察到微弱的等离子体。充电至0-4kV的推动电极(44×44mm)被布置在毛细管发射器和等离子体后方以产生辅助电场，该辅助电场将正等离子体离子或负等离子体离子推动到毛细管发射器。

发射器出口尖端的形成：拉针仪(micropipette puller)(型号P-1000，萨特设备(Sutter Instrument)，加利福尼亚州)被用于拉拔发射器。使用具有延伸部件11和不具有延伸部件的硼硅酸盐玻璃毛细管(外直径(o.d.)，1.5mm；内直径(i.d.)，0.86mm；BF 150-86-10和B 150-86-10)。通过明场显微镜(Olympus IX73)检查发射器尖端，并且通过场发射扫描电子显微镜(TESCAN LYRA3)测量发射器尖端。当需要时，使用微型丁烷火炬(microbutane torch)和蜡来密封发射器的近端端部。

至少三种不同的示例性方法可以被用于将样品溶液装载到发射器，以实现本文所述的流率控制。溶液可以被装载到远端发射器尖端22，溶液可以被装载到毛细管发射器10的近端端部中，或者溶液可以周期性地供应到近端端部，可选地，近端端部可以以尖端形式存在。

ESI的流率可以使用以下两种方法中的一种方法来确定。

测量方法#1是基于毛细管发射器在喷雾之前和喷雾之后的一段时间内的重量分析。给定喷雾时间、重量损失以及溶液的密度，可以确定流率。重量测量使用MettlerToledo MX5微量天平(Mettler-Toledo，哥伦布，俄亥俄州；制造商报告的重复精度为±0.8μg-0.9μg)。毛细管发射器的总重量通常在0.134823-0.147074克之间。在实验中，当对毛细管发射器称重3次时，获得了在0.5μg-3μg之间的标准偏差。将电喷雾之前的标准偏差(e₁)和电喷雾之后的标准偏差(e₂)插入到方程中以计算传递误差e。将传递重量误差e除以溶液密度和喷雾时间，得到在每个实验中的流率误差。在一个实验中，在喷雾之前的标准偏差和在喷雾之后的标准偏差为1.4×10^-6克和2.1×10^-6克。除以溶剂密度(在甲醇：水为1：1的情况下为0.927g/mL)和30分钟喷雾时间，得到91pL/min的测量误差。更长的喷雾时间(长达300分钟)被用于确保测量误差至多为流率的1/3。对照实验表明，近端端部的蜡封是非常有效的。在实验期间，装载溶液的来自远端端部的蒸发损失总是小于由ESI消耗的体积的10％。

测量方法#2是基于一段时间内在尖端发射器中积聚的溶液体积。当内置ESI在皮克级流状态与纳米级流状态之间交替时使用该方法。当子通道ESI达到平衡时，子通道中的溶液流率大约等于电喷雾消耗率。暂时地关闭电喷雾，溶液将积聚在发射器尖端。假设溶液流率在积聚的前12秒是恒定的，随着时间积聚的体积将使得能够计算皮克级流ESI的流率。同样，纳米级流状态的流率可以通过计算在子通道流的顶部上积聚溶液消耗得多快来计算。在实验中，使用摄像机以每秒30帧来拍摄视频。视频中的长度是使用已知物体来计算的，为2.14mm/228像素。通过测量锥形的溶液的高度(h)和半径(对于确定的锥形，r＝kh)来计算体积。然后将通过计算的体积除以过去的时间，以得到流率。在一个示例中，积聚的溶液的长度是11个像素，给出了9.5pL的计算体积。对于0.17min的喷雾时间，这对应于56pL/min的流率。该流率的误差是使用在体积计算期间由误算1个像素所带来的潜在误差来估计的。对于h，每11个像素中的1个像素对应于9.1％的相对误差。考虑到方程体积的传递误差将为27％。时间测量中的相对误差基于按照推测地误算一帧，约为0.8％，并且总是至少小一个数量级，因此时间测量中的相对误差被忽略。在另一个示例中，本体溶液的测量长度为49个像素，对应于0.26nL的体积。对于0.16min的喷雾时间，这对应于1.6nL/min的流率。来自±1个像素的传递误差将为6％。

在此图4A和图4B提供了在流率从相对较高的纳米级流率状态(图4A)到相对较低的皮克级流率状态(图4B)交替时，麦芽糖(maltoheptose，Mhep)、多糖以及神经降压肽(一种神经肽)的等浓度(10μM)混合物的质谱。纳米级流率状态为2nL/min，皮克级流率状态为47pL/min。多糖和肽的表面活性不同，使得电离效率(即在此被电离并经受电喷雾电离的相对能力)可以被预期为对流率的变化有不同的响应。可以观察到，在进入皮克级流状态时，观察到肽离子信号下降，并且[Mhep+NH₄]⁺的信号强度相对于神经降压肽的信号强度增大了约9倍。此外，Mhep的绝对离子强度增大了2倍。因此，可以理解，通过将本文的皮克级流状态或费升级流状态用于毛细管发射器10，对于ESI-MS现在可以提高糖类分析物的电离效率。

图5提供了万古霉素和神经降压肽的混合物在内置ESI的纳米级流状态(a)下和皮克级流状态(b)下的MS光谱。10μM万古霉素和神经降压肽在MeOH和10mM乙酸铵水溶液(v：v，1：1)的混合物中；DC电压，1.5kV；MS，LTQ velos Orbitrap。在纳米级流状态中，万古霉素峰的积分峰强度比神经降压肽的积分峰强度低5倍。在皮克级流状态下，神经降压肽的积分峰强度降低了9.3倍，万古霉素的积分峰强度仅降低了2.5倍。万古霉素的绝对离子强度没有增大。在皮克级流状态下，观察到万古霉素的相对离子强度比神经降压肽增大了3.7倍，这是显著的，并且进一步证明了该方法对于分析物的广泛适用性，特别是对于聚糖改性物。

利用本文描述的毛细管发射器10，在纳米级流状态和皮克级流状态下对等浓度的肽混合物(AII：血管紧张肽II，B：缓激肽，AI：血管紧张肽I，S：物质P，N：神经肽，M：蜂毒肽)的混合物进行分析。样品溶液包含六种肽在乙腈和水(v：v，1：9)中的10μM混合物。图6提供了全扫描光谱的比较。图7提供了在这两种流率状态下的分析物的积分峰强度。可以看到，对于这些肽，在皮克级流状态下观察到相对更均匀的离子响应。对于纳米级流状态和皮克级流状态，相对强度(AII：B：AI：S：N)分别为0.19：0.48：0.19：1.00：0.06以及0.32：0.86：0.44：1.00：0.32。

本发明不限于前述示例，并且可以包括各种修改。为了便于理解本发明，已经详细描述了工作过程/示例，但是本发明不一定限于所提供的工作过程/示例。

Claims (18)

1.一种用于以选定的流率输送液体样品的设备，包括：

毛细管发射器，所述毛细管发射器具有出口和延伸部件，所述出口包括内壁部分和外壁部分，所述延伸部件被附着到所述毛细管发射器的内壁，以提供用于流体流的一个或多个子通道；

等离子体放电源，所述等离子体放电源用于提供等离子体离子；

电场源，所述电场源用于将所述等离子体离子引导到所述毛细管发射器出口；

其中，所述毛细管发射器在所述毛细管发射器出口处提供在50费升/分钟(fL/min)至500纳升/分钟(nL/min)的范围内的毛细管液体流率。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备提供在50皮升/分钟(pL/min)至150nL/min的范围内的毛细管液体流率。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备能够在fL/min的相对较低的流率下的毛细管流率与nL/min的相对较高的流率下的毛细管流率之间交替。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备能够在pL/min的相对较低的流率下的毛细管流率与nL/min的相对较高的流率下的毛细管流率之间交替。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述设备在10微秒至1.0秒的时间段内在fL/min至nL/min的所述毛细管流率之间交替。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述设备在10微秒至1.0秒的时间段内在pL/min至nL/min的所述毛细管流率之间交替。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述毛细管发射器出口包括锥形发射器尖端。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述锥形发射器尖端包括在5.0nm至20.0μm的范围内的开口。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述延伸部件的外直径在0.01μm至100.0μm的范围内。

10.根据权利要求1所述的设备，所述设备包括DC电压源，所述DC电压源以正极模式或负极模式向所述电场源提供0千伏-5千伏。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述等离子体放电部提供存在于所述毛细管发射器出口处的等离子体离子。

12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述毛细管发射器出口具有开口直径，并且在将液体样品引入到所述毛细管发射器时，在所述毛细管发射器出口中形成比所述毛细管发射器出口开口直径更小的液位。

13.根据权利要求所述的设备，其中，在所述毛细管发射器出口处的所述液体经受电喷雾电离。

14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述毛细管发射器出口具有直径，并且在所述毛细管发射器出口处的所述流体流提供了小于所述出口直径的液位。

15.一种以选定流率输送液体样品的方法，包括：

提供毛细管发射器，所述毛细管发射器具有出口和延伸部件，所述出口包括内壁部分和外壁部分，所述延伸部件被附着到所述毛细管发射器的内壁，以提供用于流体流的一个或多个子通道，包括等离子体放电源和电场源；

形成等离子体离子并且提供电场以将所述等离子体离子引导到所述毛细管发射器出口；以及

将液体样品引入到所述毛细管发射器中，并且在所述毛细管发射器出口处提供在50费升/分钟(fL/min)至500纳升/分钟(nL/min)的范围内的液体样品流率。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述毛细管液体流率在50皮升/分钟(pL/min)至150nL/min的范围内。

17.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括在fL/min的相对较低的流率与nL/min的相对较高的流率之间交替。

18.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括在pL/min的相对较低的流率与nL/min的相对较高的流率之间交替。