DE102015120860B4

DE102015120860B4 - Ringförmige Gegenelektrode zum Verbessern der Strahlstabilität und der Verbindungsempfindlichkeit auf einer Mikrofluidikvorrichtung vom Keramikkacheltyp

Info

Publication number: DE102015120860B4
Application number: DE102015120860.1A
Authority: DE
Inventors: David S. Douce; John Chipperfield; Stevan Bajic; James Murphy; David Gordon
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2035-12-02
Also published as: GB2536988B; DE102015120860A1; US20160153944A1; US9651527B2; GB201521277D0; GB2536988A

Abstract

Schnittstelle für ein Massenspektrometer, welche Folgendes aufweist:
ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel (1) oder eine Mikrofluidik-Patrone (1) mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter und
eine Gegenelektrode (4), die stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist und dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Ionen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder Ioneneinlassöffnung (5) eines Massenspektrometers zu leiten, wobei die Gegenelektrode (4) stromaufwärts der Atmosphärendruckschnittstelle oder Ioneneinlassöffnung (5) des Massenspektrometers angeordnet ist, wobei die Gegenelektrode (4) in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist, wobei x≤ 5 mm und x > 0 mm ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnittstelle für ein Massenspektrometer, ein Massenspektrometer, ein Verfahren zur Flüssigchromatographie und ein Verfahren zur Massenspektrometrie. Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel oder eine Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographiesäule und einem integralen Elektrospray-Emitter.
HINTERGRUND
Hochleistungs-Flüssigchromatographie-(„HPLC“)-Instrumente sind analytische Werkzeuge für das Trennen, Identifizieren und Quantifizieren von Verbindungen. Traditionelle HPLC-Instrumente verwenden Analysesäulen, die aus Edelstahlrohrleitungen bestehen. Typischerweise hat die Rohrleitung einen Innenbohrungsdurchmesser von 4,7 mm und reicht ihre Länge von etwa 5 cm bis etwa 25 cm.
Zusätzlich weist die Analysesäule eines HPLC-Instruments typischerweise ein gefrittetes Endstück auf, das an einem Rohrleitungsstück angebracht ist. Teilchen, typischerweise auf Silikabasis, die mit einer Vielzahl funktioneller Moietäten funktionalisiert sind, belegen das Rohr.
Um unter Verwendung der fertig gestellten Säule eine optimale Trennwirksamkeit zu erreichen, ist eine geeignete Durchflussrate einer mobilen Phase wichtig. Für eine Säule mit einem Durchmesser von 4,7 mm, die mit Teilchen mit einem Durchmesser von 5 µm belegt ist, liegt eine wünschenswerte Durchflussrate typischerweise zwischen etwa 1 ml/min und etwa 2 ml/min. Das Minimieren des Vorhandenseins eines nicht überstrichenen Totvolumens in der Rohranordnung des HPLC-Instruments ist wünschenswert, um die Trennwirksamkeit aufrechtzuerhalten.
Bei einem HPLC-Instrument wird typischerweise ein Injektor verwendet, um eine Probe als einen diskreten Fluidstopfen in eine strömende mobile Phase zu injizieren. Die Dispersion eines Stopfenbands, während es sich zur Säule und/oder aus der Säule heraus bewegt, verringert die letztendliche Wirksamkeit des Chromatographiesystems. Beispielsweise wird bei einem Chromatographiesystem, bei dem eine 4,7 mm messende Säulenrohrleitung und eine mit 1 - 2 ml/min strömende mobile Phase verwendet werden, typischerweise eine Rohrleitung mit einem Außendurchmesser von 1/16 Zoll (1,6 mm) und einem Innendurchmesser von etwa 0,010 Zoll (0,25 mm) verwendet, um Leitungsverbindungen zwischen den verschiedenen HPLC-Komponenten (beispielsweise Pumpe, Injektor, Säule und Detektor) herzustellen. Für diese Durchflussraten und Rohrleitungsabmessungen ist es verhältnismäßig einfach, Anschlusseinzelheiten mit Toleranzen maschinell herzustellen, die eine minimale Bandverbreiterung an Rohrleitungsschnittstellen gewährleisten.

Der Wunsch, den Verbrauch von Lösungsmittel für die mobile Phase zu verringern, hat teilweise einen Trend zur Verringerung des Säuleninnendurchmessers motiviert. Demgemäß werden nun üblicherweise mehrere Chromatographieskalen verwirklicht, die typischerweise wie in Tabelle 1 dargestellt definiert sind (wobei ID der Innendurchmesser ist). Tabelle 1

HPLC-Skala	Säuleninnendurchmesser	Typischer Durchflussbereich
Analytisch	4,7 mm	1s ml/min
Mikrobohrung	1 - 2 mm	100s µl/min
Kapillare	300 - 500 µm	10s µl/min
Nano	50 - 150 µm	100s nl/min

Die Mikrobohrungs-HPLC wurde häufig mit geringen Modifikationen mit einem Gerät verwirklicht, das jenem ähnelt, das für die HPLC auf der analytischen Skala verwendet wird. Abgesehen davon, dass es dabei nötig ist, bei der Herstellung von Anschlussstücken etwas sorgfältiger vorzugehen, erfordert die Mikrobohrungs-HPLC typischerweise ein Bedienungsfähigkeitsniveau, das jenem bei der HPLC auf der analytischen Skala ähnelt.
Dagegen erfordert die Kapillar- und Nanoskala-HPLC erhebliche Änderungen an HPLC-Komponenten gegenüber der HPLC auf der analytischen Skala. Die Erzeugung stabiler Strömungen der mobilen Phase mit weniger als etwa 50 µl/min ist bei Verwendung standardmäßiger mit einer offenen Regelschleife arbeitender HPLC-Kolbenpumpen in der Art jener, die üblicherweise in analytischen und Mikrobohrungs-HPLC-Systemen vorgefunden werden, verhältnismäßig schwierig.
Für die Kapillarskalachromatographie sind Edelstahlrohrleitungen für Komponentenzwischenverbindungen verwendbar, der Innendurchmesser muss jedoch typischerweise kleiner als 0,005 Zoll (kleiner als etwa 125 µm) sein. Bei der Herstellung von Anschlussstückabschlüssen muss im Allgemeinen sorgfältig vorgegangen werden, um die Erzeugung selbst winziger Totvolumina zu vermeiden.
Für die Nanoskalachromatographie sind typischerweise Rohrleitungen mit Innendurchmessern von etwa 25 - 50 µm erforderlich, um Komponenten eines Elements miteinander zu verbinden (beispielsweise um eine Pumpe mit einer Trennsäule zu verbinden). Weil Rohrleitungen aus Edelstahl in diesen Abmessungen typischerweise nicht erhältlich sind, werden typischerweise polyimidbeschichtete Quarzrohrleitungen verwendet. Wenngleich Quarzrohrleitungen ausgezeichnete Abmessungstoleranzen und sehr saubere, nicht reaktive Innenwände aufweisen, sind sie zerbrechlich, und es kann schwierig sein, mit ihnen zu arbeiten. Zusätzlich sollten Verbindungsanschlüsse auf enge Toleranzen maschinell bearbeitet werden, um selbst Nanoliter eines nicht überstrichenen Totvolumens zu verhindern.
Wenngleich die primäre Motivation zum Ersetzen von HPLC auf der analytischen Skala durch HPLC auf der Mikrobohrungsskala der Wunsch zum Verringern des Lösungsmittelverbrauchs sein kann, kann der Übergang zur Kapillarskala- und Nanoskalachromatographie eine verbesserte Detektionsempfindlichkeit für Massenspektrometer zusätzlich zu einer weiteren Verringerung des Lösungsmittelverbrauchs unterstützen, beispielsweise wenn Strömungen von weniger als etwa 10 µl/min verwendet werden. Überdies sind Kapillarskala- oder Nanoskalasysteme häufig die einzigen Optionen für die empfindliche Detektion, die typischerweise für Anwendungen erforderlich ist, die kleine Mengen einer verfügbaren Probe betreffen (beispielsweise neonatale Blutuntersuchungen).
Trotz der Vorteile der Kapillarskala- und der Nanoskalachromatographie neigen HPLC-Benutzer dazu, Chromatographiesysteme auf der Mikrobohrungsskala und der analytischen Skala zu verwenden. Wie vorstehend beschrieben wurde, stellen diese Systeme typischerweise eine gute Zuverlässigkeit und eine verhältnismäßig einfache Verwendung bereit. Dagegen erfordert das Aufrechterhalten einer guten Chromatographiewirksamkeit während des Betriebs eines Kapillarskala- oder Nanoskala-Chromatographiesystems eine erhebliche Sorgfalt, wenn das System mit Rohrleitungen zusammengefügt wird (beispielsweise unter Verwendung von Rohrleitungen für den Anschluss einer Pumpe, eines Injektors, einer Säule und eines Detektors).
In der Praxis stellt ein Bediener, der von einem System auf der analytischen Skala oder der Mikrobohrungsskala zu einem Kapillar- oder Nanoskalasystem wechselt, gelegentlich fest, dass eine bessere Trennwirksamkeit mit dem eine höhere Durchflussrate aufweisenden System (d.h. dem System auf der analytischen Skala oder der Mikrobohrungsskala) erreicht wurde. Dies geschieht typischerweise, weil das Wissen oder die Erfahrung des Bedieners, die für das Erreichen von Rohrleitungsverbindungen mit einer geringen Bandspreizung erforderlich ist, nicht ausreicht. Überdies kann die Verwendung von Rohrleitungen mit einem geringeren Innendurchmesser manchmal zu einer häufigen Verstopfung von Rohrleitungen führen.
Infolge der relativen Schwierigkeit, die typischerweise bei Kapillarskala-HPLC-Systemen und noch mehr bei Nanoskala-HPLC-Systemen angetroffen wird, wurden solche Systeme in erster Linie nur wenn nötig verwendet, beispielsweise für kleine Probengrößen und wenn ein verhältnismäßig geschickter Bediener verfügbar ist. Demgemäß besitzen Analyselaboratorien gewöhnlich mehr Systeme auf der analytischen Skala oder der Mikrobohrungsskala als Kapillarskala- und Nanoskalasysteme und verwirklichen nicht die gesamten Vorteile, die sich durch die Kapillarskala- und Nanoskala-HPLC erreichen lassen.
Trenntechniken wie HPLC werden häufig in Kombination mit einer oder mehreren zusätzlichen Analysetechniken verwendet, um mehrdimensionale Informationen über eine Probe bereitzustellen. Beispielsweise kann die Massenspektrometrie („MS“) Molekulargewichts- und Strukturinformationen bereitstellen. Ein Problem beim Kombinieren verschiedener Techniken ist das Bereitstellen von Probenschnittstellen.
Beispielsweise erfordert die Kombination von LC und MS typischerweise den Transport und die Ionisation eines durch LC erzeugten Probeneluenten für die Analyse durch MS. Weiche lonisationstechniken in der Art der Felddesorption, Thermospray und Elektrospray sind für die Erzeugung intakter molekularer Ionen vorteilhaft, die von Molekülen mit einem hohen Molekulargewicht in der Art von Proteinen und Peptiden ausgehen. Die genaue biologische Anwendung bestimmt häufig eine bevorzugte weiche Ionisationstechnik.
Es sind Hochleistungs-Flüssigchromatographie-(„HPLC“)-Instrumente bekannt, die eine Installationskammer zur Aufnahme einer Mikrofluidik-Patrone mit einem Elektrospray-Emitter aufweisen. Die Mikrofluidik-Patrone nimmt ein im Wesentlichen starres keramikbasiertes mehrschichtiges Mikrofluidik-Substrat (hier auch als „Keramikkachel“ bezeichnet) auf. Weitere Einzelheiten der bekannten Keramikkachelanordnung sind beispielsweise in US 2009/0321356 A1 US 2009/0321356 A1 (Waters Corporation), das hier durch Verweis aufgenommen ist, dargelegt.
Bei Proteinproben kann die Keramik eine Hochtemperatur-Einbrandkeramik („High-Temperature Co-fired Ceramic“ - HTTC) sein, welche ausreichend niedrige Probenverlustwerte infolge der Anlagerung der Probe an die Wände der Leitungen im Substrat bereitstellt. In den Schichten des Substrats ist ein Kanal ausgebildet, der als eine Trennsäule wirkt.
Öffnungen in der Seite des Substrats stellen Öffnungen in den Kanal bereit, wodurch Fluid in die innerhalb der Keramikkachel gebildete Trennsäule eingebracht werden kann. Das Fluid läuft unter Hochdruck durch die Öffnungen und strömt zum Elektrospray-Emitter, der am Austrittsende des Kanals angeschlossen ist. Löcher in der Seite der Mikrofluidik-Patrone stellen Fluideinlassöffnungen für die Zufuhr eines Hochdruckfluids zum Substrat bereit.
Ein Problem, das beim bekannten keramikbasierten Mikrofluidik-Substrat auftritt, besteht darin, dass dabei für eine optimale Funktionsweise eine verhältnismäßig hohe Kapillarspannung an den Elektrospray-Emitter angelegt werden muss. Eine hohe Kapillarspannung erhöht die Wahrscheinlichkeit einer elektrischen Entladung, wodurch Hardwarekomponenten in der Art der Emitterspitze beschädigt werden können und ihre Lebensdauer verringert werden kann.
WO 00/52455 A1 offenbart eine Tröpfchen-/Elektrosprayvorrichtung und ein Nanoskala-Flüssigchromatographie-Elektrospraysystem.
Die in WO 00/52455 A1offenbarte Elektrosprayvorrichtung ist mikrochipbasiert und weist eine Düse auf, die aus einer Fläche eines monolithischen Siliciumsubstrats geätzt ist. 3E zeigt beispielsweise die Elektrosprayvorrichtung bei der Verwendung, wobei eine Extraktionselektrode auf einer Spannung Vextract gehalten werden kann. Bei einer Anordnung kann die lonen-Probennahmeblende eines API-Massenspektrometers als die Extraktionselektrode wirken. Diese herkömmlichen Elektrosprayvorrichtungen weisen keine integrierte Flüssigchromatographievorrichtung auf und stellen keine Schnittstelle für eine kombinierte LC- und MS-Analyse bereit.
Bei dieser herkömmlichen Anordnung ist die Extraktionselektrode keine gesonderte Gegenelektrode, die stromabwärts des von der Kapillarenspitze emittierten Sprays und stromaufwärts einer Atmosphärendruckschnittstelle eines Massenspektrometers angeordnet ist. Bei der herkömmlichen Anordnung wirkt die lonen-Probennahmeblende des Massenspektrometers daher als eine Elektrode. Die herkömmliche Anordnung leidet an dem Problem eines dispersiven elektrischen Felds an der Spitze des Elektrospray-Emitters und hilft nicht dabei, Kapillarspannungen zu verringern. Ferner wirken die verschiedenen Komponenten der lonen-Probennahmeblende des Massenspektrometers als Elektrode, die von der Spitze fern ist. Dadurch wird ein dispersives Feld gebildet, das zu einer lonenstrahlverbreiterung führt. Ferner können die stark divergenten elektrischen Feldlinien auf der Innenfläche des lonen-Probennahmeblendenkegels enden, und in die Blende eintretende Ionen können auf diese Weise an den Innenwänden des Kegels verloren gehen. Auf diese Weise weist der lonenstrahl eine geringere Eindringung in das erste Vakuumgebiet eines Massenspektrometers auf und wird die Empfindlichkeit des Massenspektrometers verringert.
Es ist daher ersichtlich, dass die in WO 00/52455 A1 offenbarte Anordnung problematisch ist.
6C von WO 00/52455 A1 offenbart eine Anordnung, wobei eine Nanoskala-Flüssigchromatographievorrichtung mit einer Elektrosprayvorrichtung integriert werden kann. Die Vorrichtung weist Elektroden auf, die auf einem vertieften ringförmigen Gebiet und auf einer Ausstoßfläche gebildet sind. Bei dieser Anordnung wirken die verschiedenen Komponenten der lonen-Probennahmeblende des Massenspektrometers als Elektrode, und das elektrische Feld an der Spitze des Elektrospray-Emitters ist infolgedessen dispersiv, was problematisch ist.
US 2005/0092855 A1 offenbart eine Anordnung, bei der eine Elektrosprayvorrichtung mit einer Hilfselektrode versehen ist.
WO 01/91158 A2 offenbart eine Anordnung, wobei eine lonenlinse verwendet wird, um Ionen auf den Eingang eines stromabwärts gelegenen Massenspektrometers zu fokussieren.
US 2009/045333 A1 offenbart einen Elektrospray-Emitter mit einer Elektrode und ein Verfahren zu seiner Verwendung.
US 2004/036019 A1 offenbart eine lonenquelle für einen Analysator mit einer Elektrode.
US 2003/0 189 167 A1 offenbart eine Tropf- /Elektrospray-Vorrichtung und ein Flüssig-Chromatographie-Elektrospray-System..
US 2009/0 321 356 A1 offenbart eine Hochleistungs-Flüssig-Chromatographie-Vorrichtung mit einem Substrat, das eine Trennspalte in flüssiger Kommunikation mit einem Einlassport der Verarbeitungseinheit definiert.
US 2006/00 22 130 A1 offenbart Mikro-Fluid-Vorrichtungen mit Substanzen, die gegenüber einem Massenspektrometer bereitgestellt werden.
Es ist erwünscht, eine verbesserte Schnittstelle für ein Massenspektrometer bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt ist eine Schnittstelle für ein Massenspektrometer vorgesehen, welche Folgendes aufweist:

ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel oder eine Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter und
eine Gegenelektrode, die stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist und dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Ionen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder loneneinlassblende eines Massenspektrometers zu leiten.

Der Ansatz gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist in der Hinsicht besonders vorteilhaft, dass eine Gegenelektrode in einem geringen Abstand stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist, was zu einem stromabwärts gelegenen elektrischen Feld führt, das einen weniger dispersiven Einfluss auf die Ionen hat und dabei hilft, die Verbreiterung des lonenstrahls zu verhindern. Daher weist der lonenstrahl eine erhöhte Eindringung in ein erstes Vakuumgebiet eines stromabwärts gelegenen Massenspektrometers auf, was besonders vorteilhaft ist. Ferner sind die Ausführungsformen verglichen mit bündigen und/oder stromaufwärts gelegenen Elektrodenanordnungen besonders vorteilhaft, weil die stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnete Gegenelektrode zu einem weniger dispersiven elektrischen Feld an der Spitze des Elektrospray-Emitters führt. Die Gegenelektrode dient vorteilhafterweise dazu, die Empfindlichkeit zu erhöhen, während sie gleichzeitig ermöglicht, dass eine verringerte Kapillarspannung verwendet wird.
Erfindungsgemäß ist die Gegenelektrode in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet, wobei x ≤ 5 mm ist wobei x > 0 mm ist.
Die 2B bis D und 3E bis G von WO 00/52455 A1 offenbaren eine Elektrosprayvorrichtung und eine Extraktionselektrode. Die 2B bis D und 3E bis G von WO 00/52455 A1 offenbaren kein Mikrofluidik-Substrat, keine Mikrofluidik-Kachel oder keine Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter. Ferner ist die Extraktionselektrodenanordnung, die in WO 00/52455 A1 offenbart ist, keine Gegenelektrode, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Ionen auf eine Atmosphärendruckschnittstelle oder loneneinlassöffnung eines Massenspektrometers zu richten. Dagegen bezieht sich die Extraktionselektrodenanordnung in WO 00/52455 A1 auf eine lonen-Probennahmeblende eines API-Massenspektrometers. Solche Anordnungen leiden an einem dispersiven elektrischen Feld an der Spitze des Elektrospray-Emitters und ermöglichen es nicht, dass eine verringerte Kapillarspannung verwendet wird.
6C von WO 00/52455 A1 offenbart eine andere Anordnung, wobei eine mikrochipbasierte Flüssigchromatographievorrichtung mit einer Elektrosprayvorrichtung ohne eine Extraktionselektrode integriert ist. WO 00/52455 A1 offenbart nicht das Bereitstellen einer stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters der Vorrichtung angeordneten Gegenelektrode. Die in WO 00/52455 A1 offenbarte Elektrodenanordnung ist nicht stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet. Dagegen sind die in 6C von WO 00/52455 A1 offenbarten Elektroden bündig mit einer Ausstoßfläche und stromaufwärts von dieser angeordnet. Eine solche Anordnung von Elektroden führt zu einer Gesamtanordnung, die bewirkt, dass es ein dispersives elektrisches Feld an der Spitze des Elektrospray-Emitters gibt. Wie anhand der vorstehenden Erörterung verständlich geworden sein wird, ist eine solche Anordnung daher problematisch.
WO 01/91158 A2 offenbart nicht das Bereitstellen eines Mikrofluidik-Substrats, einer Mikrofluidik-Kachel oder einer Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter, wobei eine Gegenelektrode stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist. Die in WO 01/91158 A2 offenbarte lonenlinse ist keine stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnete Gegenelektrode.
US 2005/0092855 A1 offenbart auch nicht das Bereitstellen eines Mikrofluidik-Substrats, einer Mikrofluidik-Kachel oder einer Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter.
US 2009/045333 A1 offenbart auch nicht das Bereitstellen eines Mikrofluidik-Substrats, einer Mikrofluidik-Kachel oder einer Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter. Die in US 2009/045333 A1 offenbarte Elektrode ist nicht dafür eingerichtet und ausgelegt, Ionen auf eine Atmosphärendruckschnittstelle oder eine loneneinlassöffnung eines Massenspektrometers zu richten. Dagegen bildet die in US 2009/045333 A1 offenbarte Elektrode einen Einlass für ein Massenspektrometer.
US 2004/036019 A1 offenbart auch nicht das Bereitstellen eines Mikrofluidik-Substrats, einer Mikrofluidik-Kachel oder einer Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist eine ringförmige Gegenelektrode in unmittelbarer Nähe des Sprays, das von der Kapillarenspitze des Mikrofluidik-Substrats, der Mikrofluidik-Kachel oder der Mikrofluidik-Patrone emittiert wird, angrenzend daran oder idealerweise stromabwärts davon angeordnet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gegenelektrode in einem Abstand von 1 - 2 mm, 2 - 3 mm, 3 - 4 mm, 4 - 5 mm, 5 - 6 mm, 6 - 7 mm, 7 - 8 mm, 8 - 9 mm oder 9 - 10 mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein. Die Gegenelektrode dient vorteilhafterweise dazu, die Empfindlichkeit zu erhöhen, während sie es gleichzeitig ermöglicht, eine verringerte Kapillarspannung zu verwenden.
Der beobachtete Vorteil ist im negativen lonisationsmodus am größten, er wird jedoch auch im positiven lonisationsmodus beobachtet. Eine Vorspannung kann an die Gegenelektrode angelegt werden, um die Empfindlichkeit weiter zu verbessern.
Durch Hinzufügen der Gegenelektrode gemäß Ausführungsformen wird eine Pseudoerdung (zwischen der Elektrospraykapillaren und der Einlassöffnung des Massenspektrometers) bereitgestellt, wodurch eine Feldverstärkung an der Kapillarenspitze für niedrigere angelegte Spannungen erleichtert wird und die Spraydivergenz in der Nähe der Einlassöffnung verringert wird, wodurch die Probennahmewirksamkeit erhöht wird.
Bei Nichtvorhandensein eines Gegenelektrodenrings wird die wirksame Erdung durch eine Anzahl mechanischer Komponenten bereitgestellt, und das Feld von der Elektrospraykapillaren mit einer scharfen Spitze ist recht dispersiv, was dazu führt, dass eine verhältnismäßig hohe Kapillarspannung erforderlich ist, weil diese Komponenten von der Spitze verhältnismäßig weit entfernt sind. Die Gegenelektrode stellt eine Fläche in unmittelbarer Nähe bereit, die an der Kapillarenspitze ein gleichmäßiges Feld erzeugt und ferner das Feld an der Einlassöffnung eines Massenspektrometers formt. Das Hinzufügen eines Potentials (positiver oder negativer Polarität) zur Gegenelektrode kann eingestellt werden, um das Lenkfeld vor der Einlassöffnung des Massenspektrometers zu optimieren.
Die vorliegenden Ausführungsformen verbessern vorteilhafterweise die Strahlstabilität im negativen lonisationsmodus, während sie auch die Empfindlichkeit eines Bereichs von Komponenten sowohl im positiven als auch im negativen lonisationsmodus erhöhen. Gleichzeitig werden diese Wirkungen bei verringerten Kapillarspannungen erreicht, was den zusätzlichen Vorteil hat, die Lebensdauer von Hardwarekomponenten in der Art der Kachelemitterspitze zu verlängern.
Die verschiedenen Ausführungsformen sind besonders vorteilhaft, weil die stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnete Gegenelektrode zu einem stromabwärts gelegenen elektrischen Feld führt, das eine weniger dispersive Wirkung auf die Ionen hat und dabei hilft, die Verbreiterung des lonenstrahls zu verhindern. Dadurch hat der lonenstrahl eine verstärkte Eindringung in das erste Vakuumgebiet eines Massenspektrometers, was besonders vorteilhaft ist. Ferner sind die Ausführungsformen verglichen mit bündigen und/oder stromaufwärts gelegenen Elektrodenanordnungen besonders vorteilhaft, weil die stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnete Gegenelektrode zu einem weniger dispersiven elektrischen Feld an der Spitze des Elektrospray-Emitters führt.
Die Gegenelektrode kann in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein, wobei x ≤ 4 mm, ≤ 3 mm, ≤ 2 mm oder ≤ 1 mm ist.
Die Gegenelektrode kann in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein, wobei x ≥ 0,5 mm, ≥ 0,6 mm, ≥ 0,7 mm, ≥ 0,8 mm, ≥ 0,9 mm oder ≥ 1 mm ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gegenelektrode in einem Abstand von 1 - 2 mm, 2 - 3 mm, 3 - 4 mm, 4 - 5 mm, 5 - 6 mm, 6 - 7 mm, 7 - 8 mm, 8 - 9 mm oder 9 - 10 mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein.
Die verschiedenen Ausführungsformen sind verglichen mit bündigen (x = 0 mm) und/oder stromaufwärts gelegenen (x < 0 mm) Elektrodenanordnungen besonders vorteilhaft, weil die stromabwärts (x > 0 mm) der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnete Gegenelektrode zu einem weniger dispersiven elektrischen Feld an der Spitze des Elektrospray-Emitters führt. Die Gegenelektrode dient vorteilhafterweise dazu, die Empfindlichkeit zu erhöhen, während gleichzeitig ermöglicht wird, eine verringerte Kapillarspannung zu verwenden.
Die Schnittstelle kann ferner eine Spannungsvorrichtung aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine Spannung an den Elektrospray-Emitter anzulegen, um eine Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode aufrechtzuerhalten.
Die Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode führt zur Ionisation vom Elektrospray-Emitter emittierter Tröpfchen.
In einem positiven lonisationsbetriebsmodus kann die Spannungsvorrichtung dafür eingerichtet und ausgelegt sein, eine Potentialdifferenz V₁ zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode aufrechtzuerhalten, wobei V₁ aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (i) 0 - 1,0 kV, (ii) 1,0 - 1,5 kV, (iii) 1,5 - 2,0 kV, (iv) 2,0 - 2,5 kV und (v) 2,5 - 3,0 kV besteht.
In einem positiven lonisationsbetriebsmodus kann die Spannungsvorrichtung dafür eingerichtet und ausgelegt sein, die Gegenelektrode bei einem Potential zu halten, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (i) < -200 V, (ii) -200 bis -100 V, (iii) -100 V bis 0 V, (iv) 0 V; (v) 0 - 100 V, (vi) 100 - 200 V und (vii) > 200 V besteht.
In einem negativen lonisationsbetriebsmodus kann die Spannungsvorrichtung dafür eingerichtet und ausgelegt sein, eine Potentialdifferenz V₂ zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode aufrechtzuerhalten, wobei V₂ aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (i) 0 bis -1,0 kV, (ii) -1,0 bis -1,5 kV, (iii) -1,5 bis -2,0 kV, (iv) -2,0 bis -2,5 kV und (v) -2,5 bis -3,0 kV besteht.
In einem negativen lonisationsbetriebsmodus kann die Spannungsvorrichtung dafür eingerichtet und ausgelegt sein, die Gegenelektrode bei einem Potential zu halten, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (i) < -200 V, (ii) -200 bis -100 V, (iii) -100V bis 0 V, (iv) 0 V; (v) 0 - 100 V, (vi) 100 - 200 V und (vii) > 200 V besteht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird bei der Verwendung eine flüssige Probe mit einer Durchflussrate < 250 nl/min, 250 - 500 nl/min, 500 - 750 nl/min, 750 - 1000 nl/min, 1 - 2 µl/min, 2 - 3 µl/min, 3 - 4 µl/min, 4 - 5 µl/min, 5 - 6 µl/min, 6 - 7 µl/min, 7 - 8 µl/min, 8 - 9 µl/min, 9 - 10 µl/min, 10 - 15 µl/min und/oder 15 - 20 µl/min durch die Flüssigchromatographie-Trennsäule geleitet.
Ein wichtiger Vorteil der verschiedenen Ausführungsformen besteht darin, dass die Spraydivergenz bei diesen Durchflussraten verringert ist und die Kapillaremitterspannung infolge der Nähe der Elektrode zum Emitter geringer ist (gleiche Feldstärke bei einer niedrigeren angelegten Spannung). Dementsprechend wird der lonenstrahl zur Ringöffnungsblende hin durch die geometrische Gleichmäßigkeit und eine verringerte Wahrscheinlichkeit elektrischer Entladungen erheblich stabilisiert.
Die Schnittstelle kann ferner eine Vorrichtung aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine Zerstäubungsgasströmung um die Spitze des Elektrospray-Emitters einzuleiten.
Die Schnittstelle kann dafür eingerichtet und ausgelegt sein, dass der Transport an der Spitze des Elektrospray-Emitters erzeugter geladener Tröpfchen durch die Gasströmung beherrscht wird.
Ein besonderer Vorteil der verschiedenen Ausführungsformen besteht darin, dass bei diesen Durchflussraten geladene Tröpfchen vorherrschend an der Spitze des Elektrospray-Emitters erzeugt werden können, welche anfänglich den Strömungslinien des Zerstäubungsgases stromaufwärts der Gegenelektrode folgen, weil die Mitführungskraft die elektrostatische Kraft übersteigt. Gasphasenionen, die stromabwärts der Gegenelektrode erzeugt werden, können dann vom durch die Gegenelektrode definierten elektrischen Feld profitieren. Dadurch können die Ionen weniger dispergiert werden und die Probennahme der Ionen an der loneneinlassblende eines Massenspektrometers kann verstärkt werden, was besonders vorteilhaft ist.
Die Gegenelektrode kann eine Ring- oder ringförmige Elektrode oder eine Elektrode mit einer oder mehreren Öffnungen umfassen.
Die Gegenelektrode kann so eingerichtet sein, dass bei der Verwendung vom Elektrospray-Emitter emittierte Tröpfchen und/oder Analytionen durch eine oder mehrere Öffnungen in der Gegenelektrode hindurchtreten.
Die Schnittstelle kann ferner eine Spannungszufuhr aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, der Gegenelektrode und/oder dem Elektrospray-Emitter eine Gleichspannung zuzuführen.
Die Schnittstelle kann ferner eine Spannungsversorgung aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, der Gegenelektrode und/oder dem Elektrospray-Emitter eine Wechselspannung oder eine HF-Spannung zuzuführen.
Die Gegenelektrode kann dafür eingerichtet und ausgelegt sein, am Elektrospray-Emitter oder in seiner Nähe ein im Wesentlichen gleichmäßiges elektrisches Feld zu erzeugen.
Die Gegenelektrode kann dafür eingerichtet und ausgelegt sein, bei einer höheren oder niedrigeren Spannung oder einem höheren oder niedrigeren Potential als der Elektrospray-Emitter oder geerdet (bei 0 V) gehalten zu werden.
Das Mikrofluidik-Substrat kann eine mehrschichtige planare Struktur aufweisen, und die Flüssigchromatographie-Trennsäule kann einen innerhalb der mehrschichtigen planaren Struktur gebildeten Kanal aufweisen.
Das Mikrofluidik-Substrat, die Mikrofluidik-Kachel oder die Mikrofluidik-Patrone kann aus einer Keramik bestehen oder besteht andernfalls aus gesinterten anorganischen Teilchen.
Die verschiedenen Ausführungsformen sind in der Hinsicht besonders vorteilhaft, dass die Gegenelektrode das Anlegen einer geringeren Kapillarspannung ermöglicht, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer elektrischen Entladung verringert wird und die Lebensdauer von Hardwarekomponenten in der Art der Emitterspitze verlängert wird.
Die Flüssigchromatographie-Trennsäule kann eine Breite aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (i) ≤ 500 µm, (ii) ≤ 400 µm, (iii) ≤ 300 µm, (iv) ≤ 200 µm und (v) ≤ 100 µm besteht.
Die Schnittstelle kann ferner eine Pumpe aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine Flüssigkeit, welche ein Lösungsmittel aufweist, dem Mikrofluidik-Substrat, der Mikrofluidik-Kachel oder der Mikrofluidik-Patrone mit einem Druck ≥ 1 kpsi, ≥ 2 kpsi, ≥ 3 kpsi, ≥ 4 kpsi, ≥ 5 kpsi, ≥ 6 kpsi, ≥ 7 kpsi, ≥ 8 kpsi, ≥ 9 kpsi, ≥ 10 kpsi, ≥ 11 kpsi, ≥ 12 kpsi, ≥ 13 kpsi, ≥ 14 kpsi oder ≥ 15 kpsi zuzuführen.
Der Elektrospray-Emitter kann einen integralen Teil des Mikrofluidik-Substrats, der Mikrofluidik-Kachel oder der Mikrofluidik-Patrone bilden.
Das Mikrofluidik-Substrat, die Mikrofluidik-Kachel oder die Mikrofluidik-Patrone kann ferner wenigstens eines der folgenden aufweisen: (i) ein integrales Hochdruck-Fluidik-Anschlussstück, (ii) einen integralen Spannungsanschluss für eine Heizung, (iii) einen integralen Temperatursensor und (iv) einen integralen Gasanschluss für ein Zerstäubungsgas.
Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Massenspektrometer vorgesehen, das eine vorstehend beschriebene Schnittstelle aufweist.
Das Massenspektrometer kann eine Atmosphärendruckschnittstelle aufweisen, die einen äußeren Gaskegel und einen inneren Probennahmekegel, eine Kapillarschnittstelle oder eine andere Gasbegrenzungsschnittstelle aufweist.
Die Potentialdifferenz zwischen dem äußeren Gaskegel und der Gegenelektrode kann auf 0 - 50 V, 50 - 100 V, 100 - 150 V oder 150 - 200 V gelegt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zur Flüssigchromatographie vorgesehen, welches Folgendes aufweist:

Hindurchführen einer Flüssigkeit durch ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel oder eine Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter,
Ionisieren eines von der Flüssigchromatographiesäule unter Verwendung des Elektrospray-Emitters emittierten Eluents,
Bereitstellen einer Gegenelektrode stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters und

Lenken von Ionen unter Verwendung der Gegenelektrode zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder einer loneneinlassblende eines Massenspektrometers. Erfindungsgemäß ist die Gegenelektrode in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet, wobei x ≤ 5 mm ist und wobei x > 0 mm ist.
Bei dem Verfahren kann ferner die Gegenelektrode in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet werden, wobei x≤ 5 mm, ≤ 4 mm, ≤ 3 mm, ≤ 2 mm oder ≤ 1 mm ist.
Bei dem Verfahren kann ferner die Gegenelektrode in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet werden, wobei x ≥ 0,5 mm, ≥ 0,6 mm, ≥ 0,7 mm, ≥ 0,8 mm, ≥ 0,9 mm oder ≥ 1 mm ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gegenelektrode in einem Abstand von 1 - 2 mm, 2 - 3 mm, 3 - 4 mm, 4 - 5 mm, 5 - 6 mm, 6 - 7 mm, 7 - 8 mm, 8 - 9 mm oder 9 - 10 mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet werden.
Bei dem Verfahren kann ferner eine Spannung an den Elektrospray-Emitter angelegt werden, um eine Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode beizubehalten.
Die Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode kann zur Ionisation vom Elektrospray-Emitter emittierter Tröpfchen führen.
Das Verfahren kann ferner Folgendes aufweisen: in einem positiven Ionisationsbetriebsmodus Aufrechterhalten einer Potentialdifferenz V₁ zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode, wobei V₁ aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus (i) 0 - 1,0 kV, (ii) 1,0 - 1,5 kV, (iii) 1,5 - 2,0 kV, (iv) 2,0 - 2,5 kV und (v) 2,5 - 3,0 kV besteht.
Das Verfahren kann ferner Folgendes aufweisen: in einem positiven Ionisationsbetriebsmodus Halten der Gegenelektrode auf einem Potential, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus (i) < -200 V, (ii) -200 bis -100 V, (iii) -100 V bis 0 V, (iv) 0 V; (v) 0 - 100 V, (vi) 100 - 200 V und (vii) > 200 V besteht.
Das Verfahren kann ferner Folgendes aufweisen: in einem negativen Ionisationsbetriebsmodus Aufrechterhalten einer Potentialdifferenz V₂ zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode, wobei V₂ aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus (i) 0 bis -1,0 kV, (ii) -1,0 bis -1,5 kV, (iii) -1,5 bis -2,0 kV, (iv) -2,0 bis -2,5 kV und (v) -2,5 bis -3,0 kV besteht.
Das Verfahren kann ferner Folgendes aufweisen: in einem negativen Ionisationsbetriebsmodus Halten der Gegenelektrode auf einem Potential, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus (i) < -200 V, (ii) -200 bis -100 V, (iii) -100 V bis 0 V, (iv) 0 V; (v) 0 - 100 V, (vi) 100 - 200 V und (vii) > 200 V besteht.
Das Verfahren kann ferner Folgendes aufweisen: Hindurchführen einer flüssigen Probe durch die Flüssigchromatographie-Trennsäule mit einer Durchflussrate < 250 nl/min, 250 - 500 nl/min, 500 - 750 nl/min, 750 - 1000 nl/min, 1 - 2 µl/min, 2 - 3 µl/min, 3 - 4 µl/min, 4 - 5 µl/min, 5 - 6 µl/min, 6 - 7 µl/min, 7 - 8 µl/min, 8 - 9 µl/min, 9 - 10 µl/min, 10 - 15 µl/min und/oder 15 - 20 µl/min.
Bei dem Verfahren kann ferner eine Zerstäubungsgasströmung um die Spitze des Elektrospray-Emitters eingeleitet werden.
Bei dem Verfahren kann ferner eine Gleichspannung an die Gegenelektrode und/oder den Elektrospray-Emitter angelegt werden.
Bei dem Verfahren kann ferner eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Gegenelektrode und/oder den Elektrospray-Emitter angelegt werden.
Bei dem Verfahren kann ferner die Gegenelektrode verwendet werden, um ein im Wesentlichen gleichmäßiges elektrisches Feld am Elektrospray-Emitter oder in seiner Nähe zu erzeugen.
Bei dem Verfahren kann ferner die Gegenelektrode bei einer höheren oder niedrigeren Spannung oder einem höheren oder niedrigeren Potential als der Elektrospray-Emitter oder geerdet (bei 0 V) gehalten werden.
Bei dem Verfahren kann ferner eine ein Lösungsmittel aufweisende Flüssigkeit dem Mikrofluidik-Substrat, der Mikrofluidik-Kachel oder der Mikrofluidik-Patrone bei einem Druck ≥ 1 kpsi, ≥ 2 kpsi, ≥ 3 kpsi, ≥ 4 kpsi, ≥ 5 kpsi, ≥ 6 kpsi, ≥ 7 kpsi, ≥ 8 kpsi, ≥ 9 kpsi, ≥ 10 kpsi, ≥ 11 kpsi, ≥ 12 kpsi, ≥ 13 kpsi, ≥ 14 kpsi oder ≥ 15 kpsi zugeführt werden.
Gemäß einem Aspekt ist eine Elektrospray-Ionisationsquelle für ein Massenspektrometer vorgesehen, welche Folgendes aufweist:

einen Elektrospray-Emitter,
eine Gegenelektrode mit einer oder mehreren stromabwärts des Elektrospray-Emitters angeordneten Öffnungen und
eine Spannungsvorrichtung, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode aufrechtzuerhalten, um vom Elektrospray-Emitter emittierte Tröpfchen zu ionisieren, um Analytionen zu bilden, wobei die Analytionen unter Verwendung durch die eine oder die mehreren Öffnungen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle eines Massenspektrometers laufen.

Die vorliegenden Ausführungsformen sind besonders vorteilhaft, weil die stromabwärts des Elektrospray-Emitters angeordnete Gegenelektrode zu einem stromabwärts gelegenen elektrischen Feld führt, das eine weniger dispersive Wirkung auf die Ionen hat und dabei hilft, die Verbreiterung des lonenstrahls zu verhindern. Daher hat der lonenstrahl eine erhöhte Eindringung in das erste Vakuumgebiet eines Massenspektrometers, was besonders vorteilhaft ist.
Die Elektrospray-Ionisationsquelle kann ferner eine Vorrichtung aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine flüssige Probe mit einer Durchflussrate < 250 nl/min, 250 - 500 nl/min, 500 - 750 nl/min, 750 - 1000 nl/min, 1 - 2 µl/min, 2 - 3 µl/min, 3 - 4 µl/min, 4 - 5 µl/min, 5 - 6 µl/min, 6 - 7 µl/min, 7 - 8 µl/min, 8 - 9 µl/min, 9 - 10 µl/min, 10 - 15 µl/min und/oder 15 - 20 µl/min durch den Elektrospray-Emitter hindurchzuleiten.
Die Gegenelektrode kann in einem Abstand von 1 - 2 mm, 2 - 3 mm, 3 - 4 mm, 4 - 5 mm, 5 - 6 mm, 6 - 7 mm, 7 - 8 mm, 8 - 9 mm oder 9 - 10 mm stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein.
Ein besonderer Vorteil der verschiedenen Ausführungsformen besteht darin, dass die Spraydivergenz bei diesen Durchflussraten verringert ist und die Kapillaremitterspannung infolge der Nähe der Elektrode zum Emitter geringer ist (gleiche Feldstärke bei einer niedrigeren angelegten Spannung). Dementsprechend wird der lonenstrahl zur Ringöffnungsblende hin durch die geometrische Gleichmäßigkeit und eine verringerte Wahrscheinlichkeit elektrischer Entladungen erheblich stabilisiert.
Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zur Elektrosprayionisation vorgesehen, welches Folgendes aufweist:

Aufrechterhalten einer Potentialdifferenz zwischen einem Elektrospray-Emitter und einer Gegenelektrode mit einer oder mehreren stromabwärts des Elektrospray-Emitters angeordneten Öffnungen, um vom Elektrospray-Emitter emittierte Tröpfchen zu ionisieren, um Analytionen zu bilden, wobei die Analytionen durch die eine oder die mehreren Öffnungen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle eines Massenspektrometers laufen.

Bei dem Verfahren kann ferner eine flüssige Probe mit einer Durchflussrate < 250 nl/min, 250 - 500 nl/min, 500 - 750 nl/min, 750 - 1000 nl/min, 1 - 2 µl/min, 2 - 3 µl/min, 3 - 4 µl/min, 4 - 5 µl/min, 5 - 6 µl/min, 6 - 7 µl/min, 7 - 8 µl/min, 8 - 9 µl/min, 9 - 10 µl/min, 10 - 15 µl/min und/oder 15 - 20 µl/min durch den Elektrospray-Emitter geleitet werden.
Bei dem Verfahren kann ferner eine Gegenelektrode in einem Abstand von 1 - 2 mm, 2 - 3 mm, 3 - 4 mm, 4 - 5 mm, 5 - 6 mm, 6 - 7 mm, 7 - 8 mm, 8 - 9 mm oder 9 - 10 mm stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet werden.
Gemäß einem Aspekt ist eine Schnittstelle für ein Massenspektrometer vorgesehen, welche Folgendes aufweist:

ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel oder eine Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter und
eine Gegenelektrode, die angrenzend an den Elektrospray-Emitter angeordnet ist.

Die Gegenelektrode kann stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein.
Die Gegenelektrode kann in einem Abstand von x mm stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein, wobei x ≤ 10 mm, ≤ 9 mm, ≤ 8 mm, ≤ 7 mm, ≤ 6 mm, ≤ 5 mm, ≤ 4 mm, ≤ 3 mm, ≤ 2 mm oder ≤ 1 mm ist.
Die Gegenelektrode kann dafür eingerichtet und ausgelegt sein, Ionen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder einer loneneinlassöffnung eines Massenspektrometers zu leiten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Flüssigchromatographie vorgesehen, welches Folgendes aufweist:

Hindurchführen einer Flüssigkeit durch ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel oder eine Mikrofluidik-Patrone mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter,
Ionisieren eines von der Flüssigchromatographiesäule unter Verwendung des Elektrospray-Emitters emittierten Eluents und
Bereitstellen einer Gegenelektrode angrenzend an den Elektrospray-Emitter.

Bei dem Verfahren kann ferner die Gegenelektrode in einem Abstand von x mm stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet werden, wobei x ≤ 10 mm, ≤ 9 mm, ≤ 8 mm, ≤ 7 mm, ≤ 6 mm, ≤ 5 mm, ≤ 4 mm, ≤ 3 mm, ≤ 2 mm oder ≤ 1 mm ist.
Bei dem Verfahren können ferner Ionen unter Verwendung der Gegenelektrode zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder einer loneneinlassblende eines Massenspektrometers geleitet werden.
Das Spektrometer kann eine lonenquelle aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) einer Elektrosprayionisations-(„ESI“)-lonenquelle, (ii) einer Atmosphärendruckphotoionisations-(„APPI“)-Ionenquelle, (iii) einer Atmosphärendruck-Chemische-Ionisations-(„APCI“)-Ionenquelle, (iv) einer Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisations-(„MALDI“)-Ionenquelle, (v) einer Laserdesorptionsionisations-(„LDI“)-lonenquelle, (vi) einer Atmosphärendruckionisations-(„API“)-lonenquelle, (vii) einer Desorptionsionisation-auf-Silicium-(„DIOS“)-Ionenquelle, (viii) einer Elektronenstoß-(„EI“)-lonenquelle, (ix) einer Chemische-lonisations-(„CI“)-lonenquelle, (x) einer Feldionisations-(„FI“)-lonenquelle, (xi) einer Felddesorptions-(„FD“)-Ionenquelle, (xii) einer Induktiv-gekoppeltes-Plasma-(„ICP“)-Ionenquelle, (xiii) einer Schneller-Atombeschuss-(„FAB“)-Ionenquelle, (xiv) einer Flüssigkeits-Sekundärionenmassenspektrometrie-(„LSIMS“)-lonenquelle, (xv) einer Desorptionselektrosprayionisations-(„DESI“)-lonenquelle, (xvi) einer Radioaktives-Nickel-63-lonenquelle, (xvii) einer Atmosphärendruck-Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle, (xviii) einer Thermospray-Ionenquelle, (xix) einer Atmosphärenprobenbildungs-Glimmentladungsionisations-(„Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionisation“ - „ASGDI“)-lonenquelle, (xx) einer Glimmentladungs-(„GD“)-Ionenquelle, (xxi) einer Impaktorionenquelle, (xxii) einer Direkte-Analyse-in-Echtzeit-(„DART“)-Ionenquelle, (xxii) einer Lasersprayionisations-(„LSI“)-lonenquelle, (xxiv) einer Sonicsprayionisations-(„SSI“)-lonenquelle, (xxv) einer matrixunterstützten Einlassionisations-(„MAII“)-Ionenquelle, (xxvi) einer lösungsmittelunterstützten Einlassionisations-(„SAII“)-Ionenquelle, (xxvii) einer Desorptionselektrosprayionisations-(„DESI“)-Ionenquelle und (xxviii) einer Laserablations-Elektrosprayionisations-(„LAESI“)-lonenquelle.
Das Spektrometer kann eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste lonenquellen aufweisen.
Das Spektrometer kann eine oder mehrere lonenführungen aufweisen.
Das Spektrometer kann eine oder mehrere lonenbeweglichkeitstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Feldasymmetrische-Ionenbeweglichkeitsspektrometervorrichtungen aufweisen.
Das Spektrometer kann eine oder mehrere lonenfallen oder ein oder mehrere loneneinsperrgebiete aufweisen.
Das Spektrometer kann eine oder mehrere Kollisions-, Fragmentations- oder Reaktionszellen aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus folgenden besteht: (i) einer Stoßinduzierte-Dissoziation-(„CID“)-Fragmentationsvorrichtung, (ii) einer Oberflächeninduzierte-Dissoziation-(„SID“)-Fragmentationsvorrichtung, (iii) einer Elektronenübertragungsdissoziations-(„ETD“)-Fragmentationsvorrichtung, (iv) einer Elektroneneinfangdissoziations-(„ECD“)-Fragmentationsvorrichtung, (v) einer Elektronenstoß-oder-Aufprall-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung, (vi) einer Photoinduzierte-Dissoziations-(„PID“)-Fragmentationsvorrichtung, (vii) einer Laserinduzierte-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung, (viii) einer Infrarotstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung, (ix) einer Ultraviolettstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung, (x) einer Düse-Skimmer-Schnittstelle-Fragmentationsvorrichtung, (xi) einer In-der-Quelle-Fragmentationsvorrichtung, (xii) einer In-der-Quelle-stoßinduzierte-Dissoziation-Fragmentationsvorrichtung, (xiii) einer Thermische-oder-Temperaturquellen-Fragmentationsvorrichtung, (xiv) einer Elektrisches-Feld-induzierte-Fragmentation-Vorrichtung, (xv) einer Magnetfeldinduzierte-Fragmentation-Vorrichtung, (xvi) einer Enzymverdauungs-oder-Enzymabbau-Fragmentationsvorrichtung, (xvii) einer lon-lon-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xviii) einer lon-Molekül-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xix) einer lon-Atom-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xx) einer Ion-metastabiles-Ion-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxi) einer lon-metastabiles-Molekül-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxii) einer lon-metastabiles-Atom-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxiii) einer lon-lon-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxiv) einer lon-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxv) einer lon-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxvi) einer lon-metastabiles-lon-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxvii) einer lon-metastabiles-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxviii) einer lon-metastabiles-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen und (xxix) einer Elektronenionisationsdissoziations-(„EID“)-Fragmentationsvorrichtung.
Das Spektrometer kann einen Massenanalysator aufweisen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) einem Quadrupol-Massenanalysator, (ii) einem Zweidimensionaler-oder-linearer-Quadrupol-Massenanalysator, (iii) einem Pauloder-dreidimensionaler-Quadrupol-Massenanalysator, (iv) einem Penning-Fallen-Massenanalysator, (v) einem lonenfallen-Massenanalysator, (vi) einem Magnetsektor-Massenanalysator, (vii) einem lonenzyklotronresonanz-(„ICR“)-Massenanalysator, (viii) einem Fouriertransformations-lonenzyklotronresonanz-(„FTICR“)-Massenanalysator, (ix) einem elektrostatischen Massenanalysator, der dafür eingerichtet ist, ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potentialverteilung zu erzeugen, (x) einem elektrostatischen Fouriertransformations-Massenanalysator, (xi) einem Fouriertransformations-Massenanalysator, (xii) einem Flugzeit-Massenanalysator, (xiii) einem Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator und (xiv) einem Linearbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator.
Das Spektrometer kann einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren aufweisen.
Das Spektrometer kann einen oder mehrere lonendetektoren aufweisen.
Das Spektrometer kann ein oder mehrere Massenfilter aufweisen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) einem Quadrupol-Massenfilter, (ii) einer Zweidimensionaler-oder-linearer-Quadrupol-Ionenfalle, (iii) einer Paul-oder-dreidimensionaler-Quadrupol-lonenfalle, (iv) einer Penning-Ionenfalle, (v) einer Ionenfalle, (vi) einem Magnetsektor-Massenfilter, (vii) einem Flugzeit-Massenfilter und (viii) einem Wien-Filter.
Das Spektrometer kann eine Vorrichtung oder ein lonengatter zum Pulsieren von Ionen und/oder eine Vorrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen lonenstrahls in einen gepulsten lonenstrahl aufweisen.
Das Spektrometer kann eine C-Falle und einen Massenanalysator mit einer äußeren rohrförmigen Elektrode und einer koaxialen inneren spindelartigen Elektrode aufweisen, die ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potentialverteilung bilden, wobei in einem ersten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle überführt werden und dann in den Massenanalysator injiziert werden und wobei in einem zweiten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle überführt werden und dann zu einer Stoßzelle oder Elektronenübertragungsdissoziationsvorrichtung überführt werden, wo zumindest einige Ionen in Fragmentionen fragmentiert werden, und wobei die Fragmentionen dann zur C-Falle überführt werden, bevor sie in den Massenanalysator injiziert werden.
Das Spektrometer kann eine Ringstapel-Ionenführung mit mehreren Elektroden aufweisen, die jeweils eine Öffnung aufweisen, von der Ionen bei der Verwendung durchgelassen werden, und wobei der Abstand zwischen den Elektroden längs dem lonenweg zunimmt und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der lonenführung einen ersten Durchmesser aufweisen und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem stromabwärts gelegenen Abschnitt der lonenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und wobei entgegengesetzte Phasen einer Wechsel- oder HF-Spannung bei der Verwendung an aufeinander folgende Elektroden angelegt werden.
Das Spektrometer kann eine Vorrichtung aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, den Elektroden eine Wechsel- oder HF-Spannung zuzuführen. Die Wechseloder HF-Spannung hat optional eine Amplitude, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) etwa < 50 V Spitze-zu-Spitze, (ii) etwa 50 - 100 V Spitze-zu-Spitze, (iii) etwa 100 - 150 V Spitze-zu-Spitze, (iv) etwa 150 - 200 V Spitze-zu-Spitze, (v) etwa 200 - 250 V Spitze-zu-Spitze, (vi) etwa 250 - 300 V Spitze-zu-Spitze, (vii) etwa 300 - 350 V Spitze-zu-Spitze, (viii) etwa 350 - 400 V Spitze-zu-Spitze, (ix) etwa 400 - 450 V Spitze-zu-Spitze, (x) etwa 450 - 500 V Spitze-zu-Spitze und (xi) etwa > 500 V Spitze-zu-Spitze.
Die Wechsel- oder HF-Spannung kann eine Frequenz haben, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) < etwa 100 kHz, (ii) etwa 100 - 200 kHz, (iii) etwa 200 - 300 kHz, (iv) etwa 300 - 400 kHz, (v) etwa 400 - 500 kHz, (vi) etwa 0,5 - 1,0 MHz, (vii) etwa 1,0 - 1,5 MHz, (viii) etwa 1,5 - 2,0 MHz, (ix) etwa 2,0 - 2,5 MHz, (x) etwa 2,5 - 3,0 MHz, (xi) etwa 3,0 - 3,5 MHz, (xii) etwa 3,5 - 4,0 MHz, (xiii) etwa 4,0 - 4,5 MHz, (xiv) etwa 4,5 - 5,0 MHz, (xv) etwa 5,0 - 5,5 MHz, (xvi) etwa 5,5 - 6,0 MHz, (xvii) etwa 6,0 - 6,5 MHz, (xviii) etwa 6,5 - 7,0 MHz, (xix) etwa 7,0 - 7,5 MHz, (xx) etwa 7,5 - 8,0 MHz, (xxi) etwa 8,0 - 8,5 MHz, (xxii) etwa 8,5 - 9,0 MHz, (xxiii) etwa 9,0 - 9,5 MHz, (xxiv) etwa 9,5 - 10,0 MHz und (xxv) > etwa 10,0 MHz.
Das Spektrometer kann eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung stromaufwärts einer lonenquelle aufweisen. Die Chromatographietrennvorrichtung kann eine Flüssigchromatographie- oder Gaschromatographievorrichtung aufweisen. Alternativ kann die Trennvorrichtung Folgendes aufweisen: (i) eine Kapillarelektrophorese-(„CE“)-Trennvorrichtung, (ii) eine Kapillarelektrochromatographie-(„CEC“)-Trennvorrichtung, (iii) eine Trennvorrichtung mit einem im Wesentlichen starren keramikbasierten mehrschichtigen Mikrofluidik-Substrat („Keramikkachel“) oder (iv) eine Überkritisches-Fluid-Chromatographie-Trennvorrichtung.
Die lonenführung kann bei einem Druck gehalten werden, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) < etwa 0,0001 mbar, (ii) etwa 0,0001 - 0,001 mbar, (iii) etwa 0,001 - 0,01 mbar, (iv) etwa 0,01 - 0,1 mbar, (v) etwa 0,1 - 1 mbar, (vi) etwa 1 - 10 mbar, (vii) etwa 10 - 100 mbar, (viii) etwa 100 - 1000 mbar und (ix) > etwa 1000 mbar.
Analytionen können einer Elektronenübertragungsdissoziations-(„ETD“)-Fragmentation in einer Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung unterzogen werden. Analytionen können veranlasst werden, mit ETD-Reagensionen innerhalb einer lonenführung oder Fragmentationsvorrichtung zu interagieren.
Optional werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation entweder: (a) Analytionen fragmentiert oder zum Dissoziieren und zum Bilden von Produktoder Fragmentionen gebracht, nachdem sie mit Reagensionen interagiert haben und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (c) Analytionen fragmentiert werden oder dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, nachdem sie mit neutralen Reagensgasmolekülen oder Atomen oder einem nicht ionischen Reagensgas interagiert haben, und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nicht ionischen oder ungeladenen Ausgangsgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (e) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nicht ionischen oder ungeladenen Superbasis-Reagensgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Alkalimetallgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (g) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Gasen, Dämpfen oder Atomen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, wobei das eine oder die mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus folgenden besteht: (i) Natriumdampf oder -atomen, (ii) Lithiumdampf oder -atomen, (iii) Kaliumdampf oder -atomen, (iv) Rubidiumdampf oder -atomen, (v) Cäsiumdampf oder -atomen, (vi) Franciumdampf oder -atomen, (vii) C60-Dampf oder - Atomen und (viii) Magnesiumdampf oder -atomen.
Die mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen können Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle umfassen.
Optional werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation: (a) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet und/oder (b) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von der Gruppe abgeleitet, die aus folgenden besteht: (i) Anthracen, (ii) 9,10-Diphenyl-anthracen, (iii) Naphthalen, (iv) Fluor, (v) Phenanthren, (vi) Pyren, (vii) Fluoranthen, (viii) Chrysen, (ix) Triphenylen, (x) Perylen, (xi) Acridin, (xii) 2,2'-Dipyridyl, (xiii) 2,2'-Biquinolin, (xiv) 9-Anthracencarbonitril, (xv) Dibenzothiophen, (xvi) 1,10'-Phenanthrolin, (xvii) 9'-Anthracencarbonitril und (xviii) Anthraquinon und/oder (c) weisen die Reagensionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzenanionen oder Azobenzen-Radikalanionen auf.
Der Prozess der Elektronenübertragungsdissoziationsfragmentation kann die Wechselwirkung von Analytionen mit Reagensionen aufweisen, wobei die Reagensionen Dicyanobenzen, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
Es kann ein Chromatographiedetektor bereitgestellt werden, wobei der Chromatographiedetektor Folgendes aufweist:

einen destruktiven Chromatographiedetektor, der optional aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgenden besteht: (i) einem Flammenionisationsdetektor („FID“), (ii) einem aerosolbasierten Detektor oder einem Nanomengen-Analytdetektor („NQAD“), (iii) einem Flammenphotometriedetektor („FPD“), (iv) einem Atomemissionsdetektor („AED“), (v) einem Stickstoffphosphordetektor („NPD“) und (vi) einem evaporativen Lichtstreuungsdetektor („ELSD“), oder
einen nicht destruktiven Chromatographiedetektor, der optional aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgenden besteht: (i) einem UV-Detektor fester oder veränderlicher Wellenlänge, (ii) einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD), (iii) einem Fluoreszenzdetektor, (iv) einem Elektroneneinfangdetektor (ECD), (v) einer Leitfähigkeitsüberwachungseinrichtung, (vi) einem Photoionisationsdetektor (PID), (vii) einem Brechungsindexdetektor (RID), (viii) einem Funkstromdetektor („radio flow detector“) und (ix) einem chiralen Detektor („chiral detector“).

Das Spektrometer kann in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden, einschließlich eines Massenspektrometrie-(„MS“)-Betriebsmodus, eines Tandem-Massenspektrometrie-(„MS/MS“)-Betriebsmodus, eines Betriebsmodus, bei dem Ausgangs- oder Vorläuferionen alternativ fragmentiert oder reagiert werden, um Fragment- oder Produktionen zu erzeugen, und nicht fragmentiert oder reagiert oder in einem geringeren Maße fragmentiert oder reagiert werden, eines Mehrfachreaktionsüberwachungs-(„MRM“)-Betriebsmodus, eines Datenabhängige-Analyse-(„DDA“)-Betriebsmodus, eines Datenunabhängige-Analyse-(„DIA“)-Betriebsmodus, eines Quantifizierungsbetriebsmodus oder eines lonenbeweglichkeitsspektrometrie-(„IMS“)-Betriebsmodus.
Figurenliste
Verschiedene Ausführungsformen werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 eine bekannte Mikrofluidik-Kachel,
2 eine Mikrofluidik-Kachel gemäß einer Ausführungsform, die eine Gegenelektrode aufweist, welche in unmittelbarer Nähe zur Elektrospray-Kapillarenspitze und stromabwärts von dieser angeordnet ist,
3 eine vorteilhafte Orientierung der Mikrofluidik-Kachel und der Gegenelektrode in Bezug auf eine loneneinlassblende eines Massenspektrometers,
4 das elektrische Feld an der Spitze einer Kapillarelektrode als Funktion des Abstands zwischen der Spitze der Kapillarelektrode und der Gegenelektrode gemäß einer Ausführungsform,
5 die im negativen lonisationsmodus erhaltenen Zählwerte pro Sekunde für Chloramphenicol und Sulphadimethoxin bei Nichtvorhandensein einer Gegenelektrode und mit einer bei einer Vorspannung von 0 V, 50 V, 100 V und 150 V gehaltenen Gegenelektrode,
6 die im negativen lonisationsmodus erhaltenen Zählwerte pro Sekunde für Chloramphenicol und Sulphadimethoxin bei Nichtvorhandensein einer Gegenelektrode und mit einer bei einer Vorspannung von 0 V, -50 V, -100 V und -150 V gehaltenen Gegenelektrode,
7A den Gesamtionenzählwert eines Infusionsexperiments, wobei eine Lösung von Chloramphenicol in eine Mikrofluidik-Kachel eingeleitet wurde und das Massenspektrometer im negativen lonisationsmodus betrieben wurde, wobei während der ersten Hälfte des Experiments keine Ringgegenelektrode bereitgestellt war und wobei während der zweiten Hälfte des Experiments eine Ringgegenelektrode bereitgestellt war, gemäß einer Ausführungsform, und 7B einen entsprechenden Zählwert extrahierter Ionen für das Infusionsexperiment,
8 die im positiven lonisationsmodus erhaltenen Zählwerte pro Sekunde für vier Analyten bei Nichtvorhandensein einer Gegenelektrode und mit einer bei einer Vorspannung von 0 V, 50 V, 100 V und 150 V gehaltenen Gegenelektrode, und
9 die im positiven lonisationsmodus erhaltenen Zählwerte pro Sekunde für vier Analyten bei Nichtvorhandensein einer Gegenelektrode und mit einer bei einer Vorspannung von 0 V, -50 V, -100 V und -150 V gehaltenen Gegenelektrode.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine herkömmliche Mikrofluidik-Kachel wird zuerst in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf 1 beschrieben.
Eine bekannte Mikrofluidik-Keramikkachel (für Durchflussraten von weniger als 20 µl/min) verwendet die Elektrosprayionisation für die quantitative Bestimmung von Verbindungen sowohl im positiven als auch im negativen lonisationsmodus. Die Kachel ist im negativen lonisationsmodus besonders anfällig für eine elektrische Entladung. Diese Wirkungen sind bei stark wässrigen Lösungsmittelzusammensetzungen besonders ausgeprägt. Es wurde beobachtet, dass diese nachteiligen Eigenschaften bis zu einem gewissen Grad durch Hinzufügen einer Zusatzströmung eines organischen Lösungsmittels abgeschwächt werden können, wodurch der organische Anteil des Flüssigkeitsstroms erhöht wird, der die Kapillarenspitze erreicht.
1 zeigt im Querschnitt eine bekannte Mikrofluidik-Kachel 1, in der eine Eluentenströmung durch eine Kapillare 2 mit einer geschärften Edelstahlspitze (Innendurchmesser etwa 40 µm) mit Durchflussraten von weniger als 20 µl/min austritt. Die Zerstäubung der Flüssigkeit kann durch eine Gasströmung unterstützt werden, die zwischen der Kapillare 2 und einer umgebenden Manschette 3 eingeleitet wird.
Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen betreffen die vorliegenden Ausführungsformen eine Schnittstelle für ein Massenspektrometer mit einem Mikrofluidik-Substrat, einer Mikrofluidik-Kachel oder einer Mikrofluidik-Patrone, welche eine Flüssigchromatographie-Trennsäule und einen Elektrospray-Emitter aufweist, wobei eine Gegenelektrode stromabwärts von einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist. Die Gegenelektrode ist dafür eingerichtet und ausgelegt, Ionen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder einer loneneinlassöffnung eines Massenspektrometers zu leiten.
Insbesondere kann die Gegenelektrode in einem Abstand von 1 - 2 mm, 2 - 3 mm, 3 - 4 mm, 4 - 5 mm, 5 - 6 mm, 6 - 7 mm, 7 - 8 mm, 8 - 9 mm oder 9 - 10 mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein.
Der Ansatz gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist in der Hinsicht besonders vorteilhaft, dass eine Gegenelektrode in einem kurzen Abstand stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist, was zu einem stromabwärts gelegenen elektrischen Feld führt, das einen geringeren dispersiven Einfluss auf die Ionen hat, und was dabei hilft, zu verhindern, dass sich der lonenstrahl verbreitert. Dadurch hat der lonenstrahl eine stärkere Eindringung in ein erstes Vakuumgebiet eines stromabwärts gelegenen Massenspektrometers, was besonders vorteilhaft ist. Ferner sind die Ausführungsformen verglichen mit bündigen und/oder stromaufwärts gelegenen Elektrodenanordnungen besonders vorteilhaft, weil die stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnete Gegenelektrode zu einem weniger dispersiven elektrischen Feld an der Spitze des Elektrospray-Emitters führt. Die Gegenelektrode dient vorteilhafterweise dazu, die Empfindlichkeit zu erhöhen, während sie gleichzeitig ermöglicht, dass eine verringerte Kapillarspannung verwendet wird.
Verschiedene Ausführungsformen werden nun in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf 2 beschrieben.
Die verschiedenen Ausführungsformen betreffen eine Modifikation der bekannten existierenden Kachel, wobei die Modifikation in 2 dargestellt ist. Insbesondere betreffen die verschiedenen Ausführungsformen die Aufnahme einer vor und stromabwärts der Kapillarenspitze 2 angeordneten flachen ringförmigen Elektrode 4. Die Elektrode 4 kann in einem Abstand von 1 - 2 mm, 2 - 3 mm, 3 - 4 mm, 4 - 5 mm, 5 - 6 mm, 6 - 7 mm, 7 - 8 mm, 8 - 9 mm oder 9 - 10 mm hinter der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet sein. Die Elektrode 4 wirkt als eine Gegenelektrode für das an die Kapillarenspitze 2 angelegte Potential. Die Elektrode 4 ist in der Hinsicht besonders vorteilhaft, dass das aus der Emitterspitze austretende resultierende elektrische Feld gleichmäßig und wohldefiniert ist. Dies steht im Gegensatz zur herkömmlichen Konfiguration, bei der das an der Emitterspitze 2 erzeugte Feld in einer dispersiven Weise entweder auf den Probenkegel oder andere Quellenkomponenten eines Massenspektrometers gerichtet ist, die von der Kapillarenspitze 2 verhältnismäßig weit entfernt sind.
Die Ringgegenelektrode 4 führt vorteilhafterweise zu einem stabileren Feld hoher Intensität, das eine elektrostatische Dispersion bei erheblich verringerten Kapillarspannungen erreichen kann.
3 zeigt eine Draufsicht der Ausführungsform der Kachel/des Emitters 1, 2 und der Ringelektrode 4, wobei d der Abstand zwischen der Kapillarenspitze 2 und der Gegenelektrode 4 ist.
Für eine Punkt-Ebenen-Geometrie ist das elektrische Feld E an der Kapillarenspitze 2 für eine gegebene angelegte Spannung V, einen gegebenen Punktradius r und einen gegebenen Spaltabstand d gegeben durch: $E = 2 V / r ln (1 + 4 d / r)$
Für typische Elektrospraygeometrien ist r « d, so dass das elektrische Feld E gegeben ist durch: $E = 2 V / r ln (4 d / r)$
Für ein geschärftes Kapillarenprofil ist der Punktradius r etwa gleich der Hälfte des Innendurchmessers der Kapillarenbohrung, d.h. r = 20 µm.
4 zeigt die Abhängigkeit des elektrischen Felds E an der Kapillarenspitze 2 von der Erhöhung des Kapillaren-/Elektrodenabstands für die vorliegende Geometrie und eine angelegte Kapillarspannung von 1,5 kV. 4 zeigt, dass das elektrische Feld E für Spaltabstände > 10 mm, wie sie bei einer herkömmlichen Anordnung (1) auftreten, sehr schwach von d abhängt.
Für Spaltabstände d < 10 mm wird das elektrische Feld E stärker von d abhängig, bis bei etwa d ≤ 5 mm ein Punkt erreicht wird, bei dem die Abhängigkeit drastisch zunimmt.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein kleiner Kapillaren-/Elektrodenabstand (beispielsweise d < 5 mm) beibehalten, um die elektrische Feldstärke an der Kapillarenspitze 2 für eine gegebene angelegte Spannung erheblich zu erhöhen.
Zusätzlich zur Erhöhung der elektrischen Feldstärke an der Emitterspitze 2 führt die Verwendung eines Gegenelektrodenrings 4 zu anderen Vorteilen in Bezug auf die Form des elektrischen Felds zwischen der Ringelektrode 4 und der loneneinlassblende 5 eines Massenspektrometers, wie in 3 dargestellt ist.
Es ist bekannt, dass ein hohes elektrisches Feld an der loneneinlassblende 5 unerwünscht ist, weil dieses stark divergente elektrische Feldlinien im Inneren des Blendenkegels erzeugt, welche auf der Innenfläche des Kegels enden. In die Blende eintretende Ionen können demgemäß an den Innenwänden 6 des Kegels verloren gehen. Diese Verluste werden vorteilhafterweise durch die Verwendung einer Pseudoerdungs-Ringelektrode 4 gemäß verschiedenen Ausführungsformen für ein Gebiet mit einem verringerten Feld oder ein feldfreies Gebiet direkt stromaufwärts der loneneinlassblende 5 verringert. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird der Transport von Ionen durch die zwischen der Atmosphärendruckquelle und dem Vakuum auf der Stromabwärtsseite der Einlassblende erzeugte Gasströmung beherrscht.
Die Verwendung einer geringeren Kapillarspannung mit einer Ringelektrode 4 gemäß einer Ausführungsform verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die elektrische Entladungsschwelle erreicht wird, wenn sehr wässrige Bedingungen gegeben sind. Unerwünschte Entladungen führen zu einer übermäßigen Raumladung innerhalb der Spraywolke, was zu einer erhöhten Spraydivergenz und daher zu einer verringerten Empfindlichkeit führt.
Ferner sei mit Bezug auf die in 3 dargestellte Draufsicht bemerkt, dass die Erzeugung einer Elektrospraywolke durch ein mit einer Ringelektrode definiertes elektrisches Feld zu einem verringerten Dispersionswinkel B führt, was zu einer erhöhten Probennahme der Ionen am Probenkegel 5 oder am äußeren Gaskegel eines Massenspektrometers führt.
Gemäß dieser Ausführungsform weist die Schnittstelle für ein Massenspektrometer ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel oder eine Mikrofluidik-Patrone 1 mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter 2 auf. Die Schnittstelle weist ferner eine Gegenelektrode 4 auf, die stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters 2 angeordnet ist, welche dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Ionen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder einer loneneinlassblende 5 eines Massenspektrometers zu leiten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird der Elektrospray-Emitter bei einer Kapillarenskala betrieben und wird eine Zerstäubungsgasströmung zwischen der Kapillare 2 und der umgebenden Manschette 3 eingeleitet. Unter diesen Bedingungen werden an der Kapillarenspitze 2 vorherrschend geladene Tröpfchen erzeugt, welche anfänglich den Zerstäubungsgasströmungslinien folgen, weil die Mitführungskraft die elektrostatische Kraft überschreitet. Gasphasenionen, die stromabwärts der Gegenelektrode 4 erzeugt werden, können dann vom durch die Gegenelektrode definierten elektrischen Feld profitieren. Beispielsweise profitieren im positiven lonisationsmodus mit einer positiven Kapillarspannung stromabwärts der Gegenelektrode 4 erzeugte Gasphasenionen besonders von einem an die Gegenelektrode 4 angelegten positiven Potential. Dadurch wird die dispersive Natur des elektrischen Felds verringert und wird die Probennahme der Ionen an der loneneinlassblende 5 eines Massenspektrometers erhöht.
Überdies sind die verschiedenen Ausführungsformen verglichen mit Nanosprayvorrichtungen besonders vorteilhaft. Unter den gleichen Bedingungen verhält sich auf einer Nanoskala eine stromabwärts der Kapillarenspitze 2 angeordnete Gegenelektrode 4 wie ein Kollektor und verringert daher die Probennahme der Ionen an der loneneinlassblende 5. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Gasphasenionen für Nanosprayströmungen vorherrschend an der Kapillarenspitze erzeugt werden und dass diese Ionen anfänglich den elektrostatischen Feldlinien statt den Strömungslinien des Zerstäubungsgases folgen.
Gemäß diesen Ausführungsformen weist die Schnittstelle für ein Massenspektrometer ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel oder eine Mikrofluidik-Patrone 1 mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter 2 auf. Die Schnittstelle weist ferner eine stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters 2 angeordnete Gegenelektrode 4 auf, welche dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Ionen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder einer loneneinlassblende 5 eines Massenspektrometers zu leiten. Bei der Verwendung wird eine flüssige Probe mit einer Durchflussrate < 250 nl/min, 250 - 500 nl/min, 500 - 750 nl/min, 750 - 1000 nl/min, 1 - 2 µl/min, 2 - 3 µl/min, 3 - 4 µl/min, 4 - 5 µl/min, 5 - 6 µl/min, 6 - 7 µl/min, 7 - 8 µl/min, 8 - 9 µl/min, 9 - 10 µl/min, 10 - 15 µl/min und/oder 15 - 20 µl/min durch die Flüssigchromatographie-Trennsäule geleitet. Die Schnittstelle weist ferner eine Vorrichtung auf, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine Zerstäubungsgasströmung um die Spitze des Elektrospray-Emitters 3 einzuleiten. Die Schnittstelle ist so eingerichtet und ausgelegt, dass der Transport an der Spitze des Elektrospray-Emitters erzeugter geladener Tröpfchen durch die Gasströmung beherrscht wird.
Infusionsexperimente wurden an einem Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenspektrometer, das mit einer Mikrofluidik-Kachelvorrichtung versehen war, ausgeführt. Daten wurden unter Verwendung einer Sechskomponentenprobe erhalten, die in 50 % wässrigem Acetonitril präpariert wurde und mit 3 µl/min und bei einer Kacheltemperatur von 40 °C durch eine Mikrofluidik-Infusionskachel infundiert wurde. Das Ansprechen von vier dieser Komponenten wurde im positiven lonisationsmodus überwacht, und das Ansprechen von zweien dieser Komponenten wurde im negativen lonisationsmodus überwacht.
Die Kapillarspannungen, die mit einer angeordneten Ringelektrode 4 verwendet wurden, betrugen für den positiven bzw. den negativen lonenmodus +3,0 kV bzw. -2,2 kV. Mit der angeordneten Ringelektrode 4 lagen die verwendeten Kapillarspannungen für den positiven bzw. den negativen lonenmodus im Bereich von 2,0 bis 2,5 kV bzw. -1,2 bis - 1,5 kV. Ein besonders vorteilhafter Aspekt besteht darin, dass eine niedrigere Kapillarspannung (etwa 1 kV niedriger) verwendet werden kann, wodurch das Risiko einer elektrischen Entladung insbesondere bei hohen wässrigen Konzentrationen erheblich verringert wird. Unerwünschte Entladungen können zu einer zu hohen Raumladung innerhalb der Spraywolke führen, was zu einer erhöhten Spraydivergenz und daher zu einer Verringerung der Empfindlichkeit führt.
Dementsprechend sind die Gegenelektrode 4 und die verringerte Kapillarspannung besonders vorteilhaft.
Eine 0,5 mm dicke kreisförmige Gegenelektrode 4 wurde mit einer inneren Öffnung von 3,25 mm und einem Außendurchmesser von 8,0 mm verwendet. Die Gegenelektrode 4 wurde 1,5 mm vom Ende der Kapillarenspitze 2 angeordnet. Zunächst wurde die Ringelektrode 4 geerdet und mit dem Ansprechen verglichen, das ohne eine angeordnete Ringelektrode 4 erreicht wurde. Anschließend wurde ein Potential von bis zu +/- 200 V an die Ringelektrode 4 angelegt, wodurch die erreichte Signalintensität beeinflusst wurde.
Die 5 und 6 zeigen die im negativen lonisationsmodus für Chloramphenicol und Sulphadimethoxin erhaltenen Zählwerte pro Sekunde. Die 5 und 6 zeigen, dass ohne eine Ringelektrode 4 für Chloramphenicol unter diesen experimentellen Bedingungen kein Signal beobachtet wurde.
Vorteilhafterweise erleichtert die Aufnahme der Ringelektrode 4, die jedoch geerdet (0 V) gehalten wurde, das Erhalten eines erheblichen Signals für Chloramphenicol.
Das Signal für Sulphadimethoxin, während keine Ringelektrode 4 vorhanden war, wurde auch durch das Vorhandensein der Ringelektrode 4 verstärkt, selbst wenn die Ringelektrode 4 bei 0 V gehalten wurde.
5 zeigt, dass das Anlegen einer positiven Spannung an die Ringelektrode 4 im negativen lonisationsmodus zu einer weiteren Verstärkung des Signals von Chloramphenicol und Sulphadimethoxin führt.
Umgekehrt zeigt 6, dass eine immer weiter ansteigende negative Elektrodenspannung im negativen lonisationsmodus zu einer Verringerung des Signals beider Spezies führt.
7A zeigt den Gesamtionenstrom („TIC“), und 7B zeigt den extrahierten lonenstrom („EIC“ @ 321,127 m/z) eines Infusionsexperiments, wobei eine Lösung von Chloramphenicol in 50:50 Acetonitril/Wasser über die Bordfluidanordnung und die Pumpe, die sich innerhalb des Massenspektrometers befinden, in eine Mikrofluidik-Kachel 1 eingebracht wurde. Während dieses Experiments wurde das Massenspektrometer im negativen lonisationsmodus betrieben. Während der ersten Hälfte des Experiments wurde das Abstimmen der Quellenbedingungen abgeschlossen und wurde die Tischposition (d.h. der physikalische Ort des Kapillarenemitters zur Massenspektrometerblende) in einem Versuch optimiert, ein Signal für Chloramphenicol zu erzeugen. Es wurde jedoch nur eine elektrische Entladung von der Emitterspitze 2 als erhöhte Gebiete innerhalb des Gesamtionenstroms („TIC“) beobachtet, ohne dass ein erhebliches Chloramphenicolsignal erzeugt wurde.
Die zweite Hälfte des Experiments wurde ausgeführt, nachdem eine Ringelektrode 4 installiert worden war. Hier ist ersichtlich, dass ein erhebliches Chloramphenicolsignal ohne die charakteristischen Spitzen im TIC (welche auf eine elektrische Entladung hindeuten) beobachtet wurde, was zeigt, dass das Chloramphenicolsignal durch echte Elektrosprayionisation erzeugt wird.
Eine Verbesserung des Ansprechens wurde auch im positiven lonenmodus beobachtet. Die 8 und 9 zeigen die Zählwerte pro Sekunde, die im positiven Ionisationsmodus für vier Analyte (17-a-HDP, Sulphadimethoxin, Verapamil und Koffein) erhalten wurden. Es ist ersichtlich, dass, wenngleich alle vier Spezies ohne das Bereitstellen einer Ringelektrode 4 ein erhebliches Ansprechen aufweisen, die Empfindlichkeit durch Aufnahme einer geerdeten (0 V) Ringelektrode 4 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um etwa eine Größenordnung erhöht wird.
Eine im positiven lonisationsmodus (8) an die Ringelektrode 4 angelegte zunehmende positive Spannung führte zu einer Verringerung des Ansprechens aller vier Analyte, während das Anlegen einer negativen Spannung (9) zu einer weiteren Erhöhung des beobachteten Signals führt.
Bei einem Vergleich der mit der Ringelektrode 4 in der Position beim Erdungspotential (0 V) in den 5 und 6 erhaltenen Ergebnisse ist ersichtlich, dass die Daten etwas verschieden sind, wenn erwartet werden könnte, dass sie äquivalent sind. Dies wird auch bei einem Vergleich der Daten beim Erdungspotential in den 8 und 9 beobachtet. Dies hebt die starke Abhängigkeit zwischen der Größe des beobachteten Vorteils und der genauen Positionierung der Ringelektrode 4 in Bezug auf die Emitterspitze 2 und den Probenkegel 5 oder einen äußeren Gaskegel eines Massenspektrometers hervor. Bei diesen Experimenten war es mit dem verfügbaren experimentellen Aufbau nicht möglich, die gleiche Position reproduzierbar zu erreichen.
Ferner werden alternative Ausführungsformen erwogen, bei denen die an die Elektroden angelegten Spannungen umgekehrt sein können, wobei beispielsweise die Kapillarelektrode 2 beim Erdungspotential (0 V) gehalten werden kann und die Ringelektrode 4 bei einer hohen Spannung (Wechselspannung oder Gleichspannung) gehalten werden kann, um eine Ionisation der Eluentenströmung einzuleiten.
Im Fall einer Gleichspannung kann diese Anordnung von der Verwendung zusätzlicher Feldformungselektroden für das Führen von Ionen in die Einlassblende 5 des Massenspektrometers profitieren.
Es werden auch Ausführungsformen erwogen, bei denen die Kapillarspannung im Laufe der Zeit rampenförmig geändert werden kann, um eine größere Kontrolle über die Strahlstabilität und die Analytintensität mit dem optimalen niedrigeren Kapillarwert bereitzustellen.
Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom in den anliegenden Ansprüchen dargelegten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Schnittstelle für ein Massenspektrometer, welche Folgendes aufweist: ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel (1) oder eine Mikrofluidik-Patrone (1) mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter und eine Gegenelektrode (4), die stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist und dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Ionen zu einer Atmosphärendruckschnittstelle oder Ioneneinlassöffnung (5) eines Massenspektrometers zu leiten, wobei die Gegenelektrode (4) stromaufwärts der Atmosphärendruckschnittstelle oder Ioneneinlassöffnung (5) des Massenspektrometers angeordnet ist, wobei die Gegenelektrode (4) in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters angeordnet ist, wobei x≤ 5 mm und x > 0 mm ist.
Schnittstelle nach Anspruch 1, wobei: (i) x ≤ 4 mm, ≤ 3 mm, ≤ 2 mm oder ≤ 1 mm ist und/oder (ii) x ≥ 0,5 mm, ≥ 0,6 mm, ≥ 0,7 mm, ≥ 0,8 mm, ≥ 0,9 mm oder ≥ 1 mm ist.
Schnittstelle nach Anspruch 1 oder 2, welche ferner eine Spannungsvorrichtung aufweist, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine Spannung an den Elektrospray-Emitter anzulegen, um eine Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode (4) beizubehalten, wobei die Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode (4) zur Ionisation vom Elektrospray-Emitter emittierter Tröpfchen führt.
Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Verwendung eine flüssige Probe mit einer Durchflussrate < 250 nl/min, 250 - 500 nl/min, 500 - 750 nl/min, 750 - 1000 nl/min, 1 - 2 µl/min, 2 - 3 µl/min, 3 - 4 µl/min, 4 - 5 µl/min, 5 - 6 µl/min, 6 - 7 µl/min, 7 - 8 µl/min, 8 - 9 µl/min, 9 - 10 µl/min, 10 - 15 µl/min und/oder 15 - 20 µl/min durch die Flüssigchromatographie-Trennsäule geführt wird.
Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ferner eine Vorrichtung aufweist, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine Zerstäubungsgasströmung um die Spitze des Elektrospray-Emitters einzuleiten.
Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gegenelektrode (4) eine Ring- oder ringförmige Elektrode oder eine Elektrode mit einer oder mehreren Öffnungen aufweist.
Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gegenelektrode (4) dafür eingerichtet und ausgelegt ist, ein gleichmäßiges elektrisches Feld am Elektrospray-Emitter oder in seiner Nähe zu erzeugen.
Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mikrofluidik-Substrat, die Mikrofluidik-Kachel (1) oder die Mikrofluidik-Patrone (1) aus einer Keramik gebildet ist oder andernfalls aus gesinterten anorganischen Teilchen gebildet ist.
Massenspektrometer mit einer Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Flüssigchromatographie, welches Folgendes aufweist: Hindurchführen einer Flüssigkeit durch ein Mikrofluidik-Substrat, eine Mikrofluidik-Kachel (1) oder eine Mikrofluidik-Patrone (1) mit einer Flüssigchromatographie-Trennsäule und einem Elektrospray-Emitter, Ionisieren eines von der Flüssigchromatographiesäule unter Verwendung des Elektrospray-Emitters emittierten Eluents, Bereitstellen einer Gegenelektrode (4) stromabwärts einer Spitze des Elektrospray-Emitters und stromaufwärts einer Atmosphärendruckschnittstelle oder einer Ioneneinlassöffnung (5) eines Massenspektrometers, Anordnen der Gegenelektrode (4) in einem Abstand von x mm stromabwärts der Spitze des Elektrospray-Emitters, wobei: x≤ 5 mm und x> 0 mm ist, und Lenken von Ionen unter Verwendung der Gegenelektrode (4) zu der Atmosphärendruckschnittstelle oder Ioneneinlassöffnung (5) des Massenspektrometers.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei: (i) x ≤ 4 mm, ≤ 3 mm, ≤ 2 mm oder ≤ 1 mm ist und/oder (ii) x ≥ 0,5 mm, ≥ 0,6 mm, ≥ 0,7 mm, ≥ 0,8 mm, ≥ 0,9 mm oder ≥ 1 mm ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei ferner eine Spannung an den Elektrospray-Emitter angelegt wird, um die Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode (4) aufrechtzuerhalten, wobei die Potentialdifferenz zwischen dem Elektrospray-Emitter und der Gegenelektrode (4) zur Ionisation vom Elektrospray-Emitter emittierter Tröpfchen führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, welches ferner Folgendes aufweist: Hindurchführen einer flüssigen Probe durch die Flüssigchromatographie-Trennsäule bei einer Durchflussrate < 250 nl/min, 250 - 500 nl/min, 500 - 750 nl/min, 750 - 1000 nl/min, 1 - 2 µl/min, 2 - 3 µl/min, 3 - 4 µl/min, 4 - 5 µl/min, 5 - 6 µl/min, 6 - 7 µl/min, 7 - 8 µl/min, 8 - 9 µl/min, 9 - 10 µl/min, 10 - 15 µl/min und/oder 15 - 20 µl/min.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei ferner eine Zerstäubungsgasströmung um die Spitze des Elektrospray-Emitters eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei ferner die Gegenelektrode (4) verwendet wird, um ein gleichmäßiges elektrisches Feld am Elektrospray-Emitter oder in seiner Nähe zu erzeugen.