CN211455644U - 基于微流控技术的离子源 - Google Patents
基于微流控技术的离子源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211455644U CN211455644U CN202020299719.0U CN202020299719U CN211455644U CN 211455644 U CN211455644 U CN 211455644U CN 202020299719 U CN202020299719 U CN 202020299719U CN 211455644 U CN211455644 U CN 211455644U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- channel
- sample
- ion source
- liquid
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000132 electrospray ionisation Methods 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- -1 Polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000012898 sample dilution Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种基于微流控技术的离子源，所述基于微流控技术的离子源包括：第一基体具有样品通道、液体通道和气体通道，所述样品通道具有进口；所述样品通道、液体通道和气体通道在连通部处连通；所述样品通道内样品的流动方向和液体通道内液体的流动方向间的夹角α为钝角，所述气体通道内气体的流动方向和样品通道内样品的流动方向间的夹角β为钝角或平角；电极设置在所述液体通道的出口处。本实用新型具有喷雾稳定、适于高浓度样品分析等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及离子源，特别涉及基于微流控技术的离子源。
背景技术
电喷雾离子源(Electron Spray Ionization，ESI)因适用于极性稍小的化合物的分析，也可以用于多肽和蛋白等大分子的分析，在质谱应用中越来越广泛。ESI离子化效率高，喷雾稳定，但同时也具有存在样品吸附和死体积、样品量较大等问题。
随着技术发展，利用微加工技术，制作微流控芯片电喷雾离子源可实现电喷雾离子源的微型化和集成化。由于将喷针整合到芯片上一个很小的区域上，大大减少样品需求量，使芯片离子源具有高的离子化效率和灵敏度。现有技术通过在液体通道周围设置气路通道，如将气流对称性的引入液体通道左右两边，气体和液体同向移动并最终在液体通道处相交，形成气液混合流体。这样的结构不能形成均匀环绕电喷雾喷针的气流，气流不能够紧贴着电喷雾喷针，影响喷雾的均匀性和稳定性。
CN201510266036的发明专利中，通过在样品通道所在的基层上下再粘合两层基层，并在上下基层中蚀刻氮气通道，从而使得样品液从薄膜喷嘴喷出时被上下左右的四道氮气吹扫。但这样的微流控芯片存在住诸多不足，如：
加工工艺复杂，且该技术要求四道氮气吹扫通道的氮气吹扫强度及流速必须相同，因而需要严格控制气体通道的蚀刻精度，相应地提高了加工难度以及加工成本。
实用新型内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种结构简单、喷雾效果好的基于微流控技术的离子源，适用于高浓度液体样品的直接进样分析以及单细胞分析。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述基于微流控技术的离子源包括：
第一基体，所述第一基体具有样品通道、液体通道和气体通道，所述样品通道具有进口；所述样品通道、液体通道和气体通道在连通部处连通；所述样品通道内样品的流动方向和液体通道内液体的流动方向间的夹角α为钝角，所述气体通道内气体的流动方向和样品通道内样品的流动方向间的夹角β为钝角或平角；
电极，所述电极设置在所述液体通道的出口处。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
1.结构简单；
在基体上加工出各个通道，无多道氮气吹扫强度及流速必须相同的要求，降低了结构复杂度，加工容易，成本低；
2.喷雾稳定；
通过反向引进高速气流，气体携带液滴运动过程中(液体通道内)形成气溶胶，对气溶胶进行电离，使得形成喷雾更加均匀稳定；
3.气体通量远大于样品通量，气体运动过程中相当于对样品的稀释过程，适合高浓度液体样品的直接进样分析；且由于对样品具有截留作用，适用于单细胞分析。
附图说明
参照附图，本实用新型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实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本实用新型实施例1的基于微流控技术的离子源的结构简图；
图2是根据本实用新型实施例1的各个通道的结构简图；
图3是根据本实用新型实施例2的基于微流控技术的离子源的结构简图；
图4是根据本实用新型实施例2的各个通道的结构简图。
具体实施方式
图1-4和以下说明描述了本实用新型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实用新型。为了教导本实用新型技术方案，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实用新型的范围内。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实用新型的多个变型。由此，本实用新型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1-2示意性地给出了本实用新型实施例1的基于微流控技术的离子源的结构简图，如图1-2所示，所述基于微流控技术的离子源包括：
第一基体11，如采用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)、玻璃材质中的任一种；所述第一基体加工出样品通道22、液体通道51、气体通道41和试剂通道31，所述样品通道具有进口21，试剂通道32具有注入口31；所述样品通道22、液体通道32和气体通道41在连通部61处连通；所述样品通道22内样品的流动方向和液体通道51内液体的流动方向间的夹角α∈[110°,160°]，所述气体通道41内气体的流动方向和样品通道22内样品的流动方向间的夹角β为钝角或平角；
本实施例中，样品通道22具有多个弯折，呈多个“S”形，尾端为直线状，且临着连通部61的样品通道具有沿着样品流动方向的平滑的内径收缩段23；第一基体具有溶剂注入口31，之后试剂通道32分为两路，二路试剂通道设置在样品通道22的外围，且关于样品通道22的直线段轴对称，二个试剂通道32的出口连通样品通道22的直线段的同一位置；液体通道51为二个，关于样品通道22的直线段轴对称；α＝110°，β＝180°；液体通道51设置在所述试剂通道32的外围，且关于所述直线段轴对称，二个液体通道51在第一基体11的边缘汇合为出口，即喷雾口；气体通道41的蚀刻深度为0.05～0.5mm，连通部61和液体通道51的蚀刻深度为0.02～0.3mm，样品通道22的蚀刻深度为0.01～0.2mm；
第二基体(未示出)，所述基体设置在所述第一基体的下侧，与第一基体固定连接或者保持分离，电极设置在所述液体通道的出口处；本实施例的电极设置在所述出口的下侧，电极无需与样品接触。
实施例2：
图3-4示意性地给出了本实用新型实施例2的基于微流控技术的离子源的结构简图，如图3-4所示，与实施例1不同的是：
1.不再设置试剂通道；
2.气体通道41和仅有的一个液体通道51共线；
3.二个样品通道22对称地设置在气体通道41的两侧，样品通道22弯折后与气体通道41交叉连通，α＝β＝150°；
4.单向阀(未示出)设置在所述样品通道22上。
上述二个样品通道还可以应用为：一个样品通道用于通过样品，另一个样品通道用于通过试剂。
Claims (10)
1.基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述基于微流控技术的离子源包括：
第一基体，所述第一基体具有样品通道、液体通道和气体通道，所述样品通道具有进口；所述样品通道、液体通道和气体通道在连通部处连通；所述样品通道内样品的流动方向和液体通道内液体的流动方向间的夹角α为钝角，所述气体通道内气体的流动方向和样品通道内样品的流动方向间的夹角β为钝角或平角；
电极，所述电极设置在所述液体通道的出口处。
2.根据权利要求1所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述样品通道的深度L1、所述连通部的深度L2和所述气体通道的深度L3的关系为：
L1＜L2＜L3。
3.根据权利要求2所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述连通部的深度L2和所述液体通道的深度L4的关系为：
L2＝L4。
4.根据权利要求1所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述样品通道的临着所述连通部的部分具有沿着样品流动方向的内径收缩段。
5.根据权利要求1所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述样品通道具有弯折部。
6.根据权利要求1所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述样品通道为直线状，单向阀设置在所述样品通道上。
7.根据权利要求6所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：夹角
8.根据权利要求1所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述电极设置在第二基体上，并处于所述液体通道的出口的下侧。
9.根据权利要求1所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：所述第一基体上还具有溶剂通道，所述溶剂通道与所述连通部上游的样品通道连通。
10.根据权利要求1所述的基于微流控技术的离子源，其特征在于：二个液体通道关于所述样品通道对称设置，并分别和所述出口连通。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020299719.0U CN211455644U (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 基于微流控技术的离子源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020299719.0U CN211455644U (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 基于微流控技术的离子源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211455644U true CN211455644U (zh) | 2020-09-08 |
Family
ID=72298039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020299719.0U Active CN211455644U (zh) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 基于微流控技术的离子源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211455644U (zh) |
-
2020
- 2020-03-12 CN CN202020299719.0U patent/CN211455644U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6621076B1 (en) | Flexible assembly for transporting sample fluids into a mass spectrometer | |
| JP4489187B2 (ja) | 微量流体処理システム | |
| US7204431B2 (en) | Electrospray ion source for mass spectroscopy | |
| Sung et al. | Chip‐based microfluidic devices coupled with electrospray ionization‐mass spectrometry | |
| Oleschuk et al. | Analytical microdevices for mass spectrometry | |
| US7642508B2 (en) | Micro fluidic gas assisted ionization structure and method | |
| US7105812B2 (en) | Microfluidic chip with enhanced tip for stable electrospray ionization | |
| He et al. | Recent advances in microchip-mass spectrometry for biological analysis | |
| US20020142481A1 (en) | Microfludic system (EDI) | |
| US20100075428A1 (en) | Monolithic Multinozzle Emitters for Nanoelectrospray Mass Spectrometry | |
| US20110072772A1 (en) | Skimmer for Concentrating an Aerosol and Uses Thereof | |
| Limbach et al. | Integrating micromachined devices with modern mass spectrometry | |
| Zhang et al. | Paper spray mass spectrometry-based method for analysis of droplets in a gravity-driven microfluidic chip | |
| CN111266140B (zh) | 无油分选-直接注入-icpms单细胞分析系统 | |
| WO2021088936A1 (zh) | 一种分离捕获单细胞的微流控芯片及其制备方法和应用 | |
| WO2020114344A1 (zh) | 基于多功能集成化探针的色谱分析装置及使用方法 | |
| US20070128078A1 (en) | Lab-on-a-chip comprising a coplanar microfluidic system and electrospray nozzle | |
| CN211455644U (zh) | 基于微流控技术的离子源 | |
| US20200126779A1 (en) | Electrospray Interface Device and Associated Methods | |
| CN110052299A (zh) | 一种用于微流控芯片预设层的阵列结构 | |
| CN105047520A (zh) | 一种微流控电喷雾芯片器件及制作方法 | |
| CN205719981U (zh) | 一种基于纳米银阵列的sers微流控芯片检测装置 | |
| CN111068801A (zh) | 一种自驱动微流控芯片 | |
| WO2016063389A1 (ja) | マイクロ流体デバイス並びにそれを用いた分析方法及び分析装置 | |
| CA2442345A1 (en) | A microfluidic system (ms) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: West side of 1st floor, 1st floor, Building A, No. 288 Jingu Middle Road (East), Yinzhou District, Ningbo City, Zhejiang Province, 315000 Patentee after: CHINA INNOVATION INSTRUMENT Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Room 304, D Building, Kexin Building, 655 Xueshi Road, Yinzhou District, Ningbo City, Zhejiang Province, 315000 Patentee before: CHINA INNOVATION INSTRUMENT Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |