用于質(zhì)譜分析的電噴霧離子源裝置、離子化方法及包含該離子源裝置的質(zhì)譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種離子源裝置及離子化方法，具體為一種用于對復(fù)雜基質(zhì)中生物樣 本檢測的離子源裝置及離子化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 質(zhì)譜（mass spectrometry, IVB)是一種功能強大的分析工具，具有靈敏度高、分辨 率高、分析速度快、樣品用量少W及高通量等優(yōu)點，因此在分析方法中愈發(fā)顯示出無 W倫比 的優(yōu)勢。在質(zhì)譜檢測中，質(zhì)量分析器是通過對離子的檢測反推獲得待測分子的分子量及結(jié) 構(gòu)信息，因此待測分子首先需要在離子源處實現(xiàn)離子化。
[0003] 自1984年約翰芬恩（John Fenn)發(fā)明了電噴霧電離源巧SI) W來，極大 地促進(jìn)了質(zhì)譜技術(shù)在大分子分析領(lǐng)域，特別是生物大分子領(lǐng)域的廣泛使用[J. Phys. 化em. 1984, 88, 4451]。目前，在質(zhì)譜前端串聯(lián)液相色譜的方法，依然在生命科學(xué)的研究中起 著極其重要的作用，例如對疾病生物標(biāo)志物的探索及病理機制的研究等等。然而，質(zhì)譜方法 的使用中仍然存在一個瓶頸，即基質(zhì)效應(yīng)的干擾。
[0004] 在分析化學(xué)中，基質(zhì)指的是樣品中被分析物W外的組分?；|(zhì)效應(yīng)是指，基質(zhì)常常 對分析物的分析過程有顯著的干擾，并影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。在ESI-MS分析中，基質(zhì)效 應(yīng)是在非揮發(fā)性的基質(zhì)成分與待測物質(zhì)離子間形成帶電液滴的競爭過程中產(chǎn)生的。非揮發(fā) 性的基質(zhì)成分會將待測成分緊緊包裹起來，妨礙了待測物質(zhì)拆分成更小的液滴。在生物樣 品中，基質(zhì)主要是內(nèi)源性成分，包括有機物（如；糖類和胺類物質(zhì)）和無機物（如；無機鹽）。 外源性的成分也可能在樣品處理過程中被引入，從而也可能引起基質(zhì)效應(yīng)。
[0005] 常見的消除或降低基質(zhì)效應(yīng)的方法大多比較耗時，例如；1)優(yōu)化前處理方法；2) W穩(wěn)定同位素標(biāo)記的物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物；3)采用色譜分離手段。近期，報道了一系列在大氣 壓電離方法，使得被測物質(zhì)可W在環(huán)境條件下直接被電離，從而無需樣品制備、預(yù)分離等前 處理過程，簡化了質(zhì)譜分析流程。送些方法例如；解吸電噴霧電離值ESI)、實時直接分析 值A(chǔ)RT) W及紙噴霧電離（PS-M巧等。隨著快速分析已成為分析領(lǐng)域中的新趨勢，既可W用 于直接分析W節(jié)約前處理時間，又可W同時去除基質(zhì)效應(yīng)W提高分析靈敏度，達(dá)到可定量 分析生物樣品的質(zhì)譜離子化方法已成為人們分析工作中迫切的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于質(zhì)譜分析的電噴霧離子源裝置，包 括；吸水部件；至少一層透析膜，位于所述吸水部件上；導(dǎo)電部件，設(shè)置于所述透析膜；其 中，所述透析膜具有至少一個尖端。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述透析膜為多層，依次疊置于所述吸水部件上， 且各層透析膜的截留分子量依次增大，距離所述吸水部件最遠(yuǎn)的透析膜的截留分子量最 大。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中所述透析膜為兩層，包括第一透析膜和第二透 析膜，所述第二透析膜位于所述吸水部件上，所述第一透析膜位于所述第二透析膜上，所述 第一透析膜的截留分子量大于所述第二透析膜，所述第一透析膜和所述第二透析膜均包括 樣品承載部和所述尖端，所述第一透析膜的樣品承載部與所述第二透析膜的樣品承載部重 疊，所述第一透析膜的尖端與所述第二透析膜的尖端相互錯開。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中所述透析膜的形狀為H角形。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中所述導(dǎo)電部件為導(dǎo)電夾子。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種用于質(zhì)譜分析的電噴霧離子化方法，包括：將至少一層透析 膜放于吸水部件上，所述透析膜至少具有一個尖端，使所述透析膜的尖端指向質(zhì)譜儀進(jìn)樣 口；將待測樣品置于所述透析膜上；靜置一等待時間后通過一導(dǎo)電部件向所述透析膜施加 高壓電；向所述透析膜上添加沖洗溶劑；在高壓電場及所述沖洗溶劑的作用下，所述待測 樣品離子化并形成噴霧。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述透析膜為多層，依次疊置于所述吸水部件上， 且各層透析膜的截留分子量依次增大，距離所述吸水部件最遠(yuǎn)的透析膜的截留分子量最 大。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中所述透析膜為兩層，包括第一透析膜和第二透 析膜，所述第二透析膜位于所述吸水部件上，所述第一透析膜位于所述第二透析膜上，所述 第一透析膜和所述第二透析膜均包括樣品承載部和所述尖端，所述第一透析膜的樣品承載 部與所述第二透析膜的樣品承載部重疊，所述第一透析膜的尖端與所述第二透析膜的尖端 具有一夾角0;使所述第一透析膜的尖端指向所述質(zhì)譜儀進(jìn)樣口，將包括第一樣品和第二 樣品的待測樣品放置于所述第一透析膜的承載部上，所述第一樣品的分子量大于第二樣 品，在高壓電場及所述沖洗溶劑的作用下，所述第一樣品在所述第一透析膜的尖端形成離 子化噴霧；將所述吸水部件旋轉(zhuǎn)0角度，使所述第二透析膜的尖端指向所述質(zhì)譜儀進(jìn)樣 口，進(jìn)行所述第二樣品的離子化噴霧。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中所述待測樣品為蛋白，所述方法包括：將與所述 蛋白相匹配的抗體包被于所述透析膜上；將帶有所述抗體的透析膜放入所述蛋白的溶液中 反應(yīng)，使所述蛋白與所述抗體相結(jié)合，將所述透析膜貼放于所述吸水部件上；向所述透析膜 上加載破壞所述蛋白與所述抗體結(jié)合的緩沖液，待所述緩沖液濾出所述透析膜，對所述透 析膜施加高壓電與沖洗溶劑進(jìn)行離子化噴霧。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中所述等待時間為10-40S。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中向所述透析膜施加2-4kV的高壓電。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中所述沖洗溶劑為醇、水和甲酸的混合物。
[001引根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，其中所述醇、水和甲酸的體積比為 (50-70) : (50-30) : (0. 1-0. 5)。
[0019] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種質(zhì)譜儀，包括上述任一項的離子源裝置。
[0020] 本發(fā)明的離子源裝置及方法應(yīng)用于質(zhì)譜分析，能夠避免待測樣品的復(fù)雜前處理， 實現(xiàn)快速地對少量樣品進(jìn)行分析，同時又能有效的去除鹽類等引起的基質(zhì)效應(yīng)的質(zhì)譜離子 化方式。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明一實施方式的用于質(zhì)譜分析的電噴霧離子源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明另一實施方式的雙層膜離子源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明一實施方式的離子化過程的示意圖；
[0024] 圖4A至4C為本發(fā)明實施例1的離子化過程的掃描電鏡；
[00巧]圖5A至抓依次為本發(fā)明實施例2至5的使用不同截留分子量的透析膜的質(zhì)譜檢 測信噪比；
[0026] 圖6為本發(fā)明實施例6的不同外加電壓下的質(zhì)譜響應(yīng)圖；
[0027] 圖7為本發(fā)明實施例7至8的使用不同沖洗溶劑的質(zhì)譜圖；
[0028] 圖8為本發(fā)明實施例9的選擇不同等待時間的質(zhì)譜圖；
[002引圖9A為本發(fā)明實施例10與對比例1的100 y g ?血1孕麗溶液的質(zhì)譜圖；
[0030] 圖9B為本發(fā)明實施例11與對比例2的10 U g ?血1膚段MRFA溶液的質(zhì)譜圖； [003。 圖9C為本發(fā)明實施例12與對比例3的10 U g ?血1血管緊張素 II溶液的質(zhì)譜 圖；
[003引圖9D為本發(fā)明實施例13與對比例4的0. 5mg ?血1細(xì)胞色素 C溶液的質(zhì)譜圖；
[0033] 圖IOA為本發(fā)明實施例14與對比例5的孕麗溶液的質(zhì)譜圖；
[0034] 圖IOB為本發(fā)明實施例15與對比例6的MRFA溶液的質(zhì)譜圖；
[0035] 圖IOC為本發(fā)明實施例16與對比例7的血管緊張素 II溶液的質(zhì)譜圖；
[0036] 圖IOD為本發(fā)明實施例17與對比例8的細(xì)胞色素 C溶液的質(zhì)譜圖；
[0037] 圖IlA為本發(fā)明實施例18的質(zhì)譜圖；
[003引圖IlB為本發(fā)明對比例9的質(zhì)譜圖；
[0039] 圖12A為本發(fā)明實施例19的質(zhì)譜圖；
[0040] 圖12B為本發(fā)明對比例10的質(zhì)譜圖；
[0041] 圖13A為本發(fā)明實施例20的質(zhì)譜圖；
[004引圖13B為本發(fā)明對比例11的質(zhì)譜圖；
[004引圖14A為本發(fā)明實施例21的質(zhì)譜圖；
[0044] 圖14B為本發(fā)明對比例12的質(zhì)譜圖；
[0045] 圖15A為本發(fā)明實施例22的質(zhì)譜圖；
[0046] 圖15B為本發(fā)明對比例13的質(zhì)譜圖；
[0047] 圖16AU她為本發(fā)明實施例23的質(zhì)譜圖；
[004引圖17為本發(fā)明實施例24的質(zhì)譜圖；
[0049] 圖18為本發(fā)明實施例25的質(zhì)譜圖；
[0050] 圖19為本發(fā)明實施例26的質(zhì)譜圖；
[0051] 圖20為本發(fā)明實施例27的質(zhì)譜圖；
[0052] 圖21、22為本發(fā)明實施例28的質(zhì)譜圖；
[0053] 圖23為本發(fā)明實施例29的質(zhì)譜圖。
【具體實施方式】
[0054] 體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施例將在W下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本 發(fā)明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的描述及 圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用W限制本發(fā)明。
[00巧]如圖1所示，本發(fā)明一實施方式的用于質(zhì)譜分析的電噴霧離子源（MESI)裝置，包 括：吸水部件1 ;透析膜2,位于吸水部件1上；導(dǎo)電部件3,設(shè)置于透析膜2。
[0056] 導(dǎo)電部件3為向透析膜2施加高壓電場的導(dǎo)體，其可W為但不限于金屬導(dǎo)電夾子， 例如可W為銅導(dǎo)電夾。
[0057] 透析膜2的截留分子量可W為100-500Da、lkDa、3. 5kDa、8-14kDa，但不限于W上 所述。
[00