一種毛細(xì)管噴針、電噴霧質(zhì)譜分析裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種毛細(xì)管噴針，包括管體，該管體兩端分別是注入口和進(jìn)行電噴霧的出口，所述管體一部分彎折形成取樣端，該取樣端上設(shè)有與管體內(nèi)腔體連通取樣口。本發(fā)明還公開了一種采用上述毛細(xì)管噴針的電噴霧質(zhì)譜分析裝置。同時(shí)本發(fā)明也公開了一種采用上述電噴霧質(zhì)譜分析裝置進(jìn)行分析檢測的方法。本發(fā)明的分析裝置集成化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊、易于操控、體積小，成本低；本發(fā)明大降低了樣品消耗量，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本；一體化的進(jìn)樣方法，進(jìn)樣端不需要反復(fù)置于樣品和空白溶液中，降低了交叉污染，更重要的是顯著提高了分析通量；結(jié)合自動化換樣系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對不同試樣的自動化引入，非常適合高通量篩選、單細(xì)胞分析、質(zhì)譜成像分析等領(lǐng)域中。
【專利說明】一種毛細(xì)管噴針、電噴霧質(zhì)譜分析裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于質(zhì)譜分析領(lǐng)域，特別涉及一種毛細(xì)管噴針、帶有該毛細(xì)管噴針的電噴霧質(zhì)譜分析裝置以及使用該裝置進(jìn)行質(zhì)譜分析的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]利用電噴霧質(zhì)譜檢測技術(shù)，無需標(biāo)記即可對各類樣品分子進(jìn)行直接檢測，并得到信息豐富的檢測結(jié)果。相對于需要在樣品分子中嵌入熒光或顯色基團(tuán)的光學(xué)檢測方法而言，電噴霧質(zhì)譜檢測不會改變分子原有的生物活性，可避免假陽性/陰性結(jié)果的出現(xiàn)，從而提高研究效率，降低研究成本。然而，現(xiàn)有的電噴霧質(zhì)譜分析方法，不僅其樣品消耗量在微升至毫升范圍內(nèi)，分析通量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光學(xué)檢測方法。
[0003]目前，用于電噴霧質(zhì)譜的高通量取樣和檢測技術(shù)主要可分為兩類:一類是基于機(jī)器人的自動化取樣器；另一類則是基于微流控芯片的陣列式電噴霧噴針或液滴陣列的微型化分析裝置。
[0004]自動取樣器的運(yùn)行模式通常為流動注射分析模式，即利用機(jī)械裝置進(jìn)行自動化的取樣，將樣品注入流體閥，并通過閥切換將樣品泵入電噴霧離子源進(jìn)行檢測。由于流體閥的定量體積限制，該方法樣品消耗量較高，一般在I至10微升之間。為降低樣品消耗量，Karger研究組利用拉尖的毛細(xì)管噴針在負(fù)壓的作用下直接從多孔板吸取納升級的樣品進(jìn)行電噴霧檢測(Felten, C.；Foret, F.；Minarik, M.；Goetzinger, ff.；Karger, B.L.Anal.Chem.2001，73，1449-1454.)。Zenobi研究組則利用金屬取樣針蘸取納升級樣品，并與兩根毛細(xì)管縫隙間的液橋接觸進(jìn)行樣品注入，進(jìn)入離子源進(jìn)行檢測(Neu，V.；Steiner, R.；Milller, S.；Fattinger, C.；Zenobi, R.Anal.Chem.2013, 85, 4628-4635.)。
[0005]由于具有強(qiáng)大的微量樣品操控能力，微流控系統(tǒng)已經(jīng)被成功應(yīng)用到高通量電噴霧質(zhì)譜分析中。采用成熟的光刻和微加工技術(shù)，可在單片芯片上批量制作出具有良好均一性的陣列化電噴霧噴針。芯片上每一根噴針都能夠進(jìn)行獨(dú)立的樣品操控和電噴霧檢測，因而無需沖洗過程，避免交叉污染可能性，同時(shí)也顯著提高了檢測通量。例如，Karger研究組在具有96條通道的微流控設(shè)備上集成了 96根電噴霧噴針陣列，能在480秒內(nèi)完成對 96 個(gè)樣品的檢測(Liu, H.；Felten, C.；Xue, Q.；Zhang, B.；Jedrzejewski, P.；Karger, B.L.；Foret, F.Anal.Chem.2000, 72, 3303-3310.)；商品化儀器 NanoMate 將集成有納升級電噴霧噴口陣列的硅芯片和具有一次性移液器槍頭的自動取樣器進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了對微量樣品進(jìn)行高通量取樣和電噴霧檢測(Kertesz, V.；Van Berkel, G.J.J.MassSpectrom.2010, 45, 252-260.)。
[0006]液滴微流控系統(tǒng)提供了另外一種高通量的電噴霧質(zhì)譜分析方法。液滴微流控系統(tǒng)利用不互溶的油相對液滴進(jìn)行分隔，有效降低了微體積液滴的蒸發(fā)以及相鄰液滴間融合和交叉污染的可能性，因此每一個(gè)液滴都可視為一個(gè)獨(dú)立的微反應(yīng)器。與常規(guī)的多孔板取樣或多噴針檢測技術(shù)相比，液滴微流控技術(shù)可顯著降低樣品/試劑的用量。為了對油相中的微液滴進(jìn)行有效的電噴霧質(zhì)譜檢測，需要利用特殊的接口將液滴從油相中取出并送入連續(xù)流的電噴霧質(zhì)譜緩沖液中，避免油相對電噴霧離子化過程的干擾。為此， 申請人:所在的研究組發(fā)明了一種集成有液滴生成、液滴提取和電噴霧功能的一體化芯片裝置(Zhu，Y.；Fang, Q.Anal.Chem.2010, 82，8361-8366.)。然而，由于該裝置只能用于相同化學(xué)組成液滴的生成和檢測，樣品更換較為繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)多樣品的檢測，限制了其在高通量篩選方面的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種毛細(xì)管噴針，利用該毛細(xì)管可實(shí)現(xiàn)待測樣品的快速取樣，同時(shí)保證待測樣品的取樣量降低到飛升，實(shí)用性較強(qiáng)。
[0008]本發(fā)明同時(shí)提供了一種帶有上述毛細(xì)管噴針、且具有微量和高通量樣品取樣能力的電噴霧質(zhì)譜分析裝置，利用電噴霧過程對電噴霧噴針中液體的抽取力或者取樣端親水面的表面張力，完成快速可靠的微量液體樣品取樣，該裝置即可實(shí)現(xiàn)常規(guī)96或者384孔板中的樣品溶液取樣，也可以對浸入油相中的微量液滴進(jìn)行取樣，也可以進(jìn)行固體表面的微量固體或者液體樣品取樣檢測。
[0009]本發(fā)明同時(shí)提供了一種利用上述電噴霧質(zhì)譜分析裝置進(jìn)行檢測的方法，該方法操作簡單，檢測效率高，可用于高通量藥物篩選、酶動力學(xué)研究、藥物毒性測定、單細(xì)胞檢測、細(xì)胞間交流物測定、以及固體表面和組織成像等。
[0010]一種毛細(xì)管噴針，包括管體，該管體兩端分別是注入口和進(jìn)行電噴霧的出口，所述管體一部分彎折形成取樣端，該取樣端上設(shè)有與管體內(nèi)腔體連通的取樣口。
[0011]所述毛細(xì)管噴針實(shí)際加工過程中，是將毛細(xì)管經(jīng)過預(yù)先彎折處理，彎折部位的端部形成所述的取樣端，所述的取樣口位于毛細(xì)管的取樣端部位，所述的注入口、取樣口和出口通過毛細(xì)管內(nèi)的通道相連通。
[0012]所述的毛細(xì)管為玻璃、或石英、或高分子聚合物、或金屬等材質(zhì)，為中空管狀結(jié)構(gòu)，其橫截面為圓形、或橢圓形、或方形、或梯形、或其他多邊形。所述毛細(xì)管的內(nèi)徑(直徑)或內(nèi)邊長為0.1微米至I厘米，外徑(直徑)或外邊長為0.1微米至I厘米。
[0013]所述的位于毛細(xì)管的彎折部位的取樣端可為圓弧形，或方形，或V型，或U型形狀，其加工方法可根據(jù)毛細(xì)管材料的不同選取高溫法、或機(jī)械法、或模具法等。所述的取樣口位于取樣端(弧形、或方形、或V型，或U型)的突出區(qū)域，其加工方法可根據(jù)毛細(xì)管材料的不同選取研磨法、或腐蝕法、或激光加工、或機(jī)械加工、或針刺法等。
[0014]為便于取樣口的加工，作為優(yōu)選，所述管體為U型彎折，所述取樣口設(shè)于U型彎折的底部外側(cè)壁。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述取樣口外周緣為與取樣口位于同一水平面的水平段。采用該優(yōu)選的技術(shù)方案時(shí)，可直接采用研磨法研磨而成。
[0015]根據(jù)取樣樣品溶液的性質(zhì)，對取樣口周圍的毛細(xì)管表面進(jìn)行區(qū)域選擇性表面改性，使該表面與樣品溶液具有親和作用，以提高取樣的穩(wěn)定性。作為優(yōu)選，所述出口外壁和取樣端外壁經(jīng)過疏水性處理；所述水平段經(jīng)過親水性處理。所述電噴霧噴針出口和取樣探針端的取樣端外壁進(jìn)行疏水化表面處理；所述疏水化處理，包括硅烷化、或氟烷化、或聚合物涂層等方法。
[0016]據(jù)毛細(xì)管材料的不同，選取可將現(xiàn)有的毛細(xì)管加工成毛細(xì)管要求的結(jié)構(gòu)，可采用高溫拉制、或機(jī)械加工、或激光加工、或化學(xué)腐蝕等方法加工所述電噴霧噴針的出口。作為優(yōu)選，降低電噴霧噴針出口的內(nèi)徑或者外徑，提高電噴霧的穩(wěn)定性和靈敏度。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述取樣口為橢圓形或類似橢圓形結(jié)構(gòu)。采用該技術(shù)方案時(shí)，取樣口可采用研磨法研磨自然形成。
[0017]一種電噴霧質(zhì)譜分析裝置，包括電噴霧噴針、對電噴霧噴針提供緩沖液的液體驅(qū)動裝置、對電噴霧噴針噴出的樣品進(jìn)行檢測的質(zhì)譜儀、對電噴霧噴針提供樣品的樣品存放裝置以及高壓電源，所述的電噴霧噴針為上述任一技術(shù)方案所述的毛細(xì)管噴針。
[0018]所述的電噴霧噴針的注入口與裝有緩沖液的液體驅(qū)動裝置相連通，所述的電噴霧噴針的出口置于質(zhì)譜儀的入口附近，所述取樣口與樣品存放裝置的樣品相連通，所述的高壓電源的一極與電噴霧噴針的注入口或者電噴霧噴針的出口相連接，另外一極與質(zhì)譜儀的入口相連接。
[0019]作為優(yōu)選，所述電噴霧噴針為多個(gè)，且呈一維或二維布置形成毛細(xì)管陣列。采用該方案可實(shí)現(xiàn)多樣品取樣和質(zhì)譜分析。
[0020]作為優(yōu)選，所述樣品存放裝置包括:用于盛放待分析樣品的微芯片或者多孔板；對微芯片或者多孔板進(jìn)行實(shí)時(shí)移動或更換的樣品更換系統(tǒng)。所述多孔板可采用現(xiàn)有的96或者384孔板；所述樣品更換系統(tǒng)可采用自動控制可實(shí)現(xiàn)三維方向定向移動的輸送機(jī)構(gòu)等，例如可采用通過絲桿副結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可實(shí)現(xiàn)三維方向上定向移動的三維工作臺。
[0021]一種利用權(quán)利上述電噴霧質(zhì)譜分析裝置進(jìn)行檢測的方法，包括:
[0022]步驟一:啟動液體驅(qū)動裝置，將電噴霧緩沖液從電噴霧噴針的注入口連續(xù)注入，經(jīng)過取樣端和取樣口，到達(dá)電噴霧噴針的出口，并啟動高壓電源，使電噴霧緩沖液由電噴霧噴針的出口噴出形成穩(wěn)定的電噴霧；
[0023]步驟二:使電噴霧噴針的取樣端的取樣口與樣品存放裝置內(nèi)的樣品接觸，然后將兩者分離，利用電噴霧過程對電噴霧噴針中液體的抽吸作用或者樣品在取樣口的表面張力，將樣品通過取樣口取樣進(jìn)引入電噴霧噴針通道內(nèi)；
[0024]步驟三:保持電噴霧噴針的取樣端與樣品的脫離狀態(tài)，使進(jìn)入電噴霧噴針通道內(nèi)的樣品在電噴霧緩沖液的驅(qū)動下，經(jīng)由電噴霧噴針的出口噴出，在電場的作用下離子化，進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。對于液體樣品，通過調(diào)節(jié)緩沖液注入流速、電噴霧電壓、取樣端與樣品的接觸時(shí)間、以及取樣口周圍的選擇性表面改性面積來調(diào)節(jié)取樣量的大小。對于固體樣品，通過調(diào)節(jié)緩沖液注入流速、電噴霧電壓、取樣端與樣品的接觸時(shí)間、取樣口的尺寸、緩沖液的溶劑組成來調(diào)節(jié)取樣量的大小。
[0025]重復(fù)以上步驟，完成不同樣品或者同一樣品不同位置的取樣與分析。
[0026]本發(fā)明中，所述的待分析樣品可為液體樣品、或固體樣品、或液固混合物樣品。
[0027]本發(fā)明在進(jìn)行不同樣品或同一樣品不同位置的取樣間隔過程中，將取樣端和取樣口浸入清洗液中進(jìn)行取樣端和取樣口的清洗，降低不同樣品之間的交叉污染。
[0028]為了防止在取樣過程中的液體蒸發(fā)問題，在樣品上覆蓋一層與該溶液不互溶的液體作為保護(hù)層。當(dāng)待分析的樣品為無機(jī)物樣品時(shí)，作為優(yōu)選，所述的樣品表面覆設(shè)有油相層。
[0029]本發(fā)明中，單次取樣量根據(jù)樣品的物質(zhì)狀態(tài)的不同有所不同，對于液體樣品，進(jìn)樣體積范圍是I納升至I毫升；對于固體樣品，進(jìn)樣量范圍是0.1飛克至I克。
[0030]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于:(I)分析裝置材料簡單易得、集成化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊、易于操控、體積小，成本低；(2)既可以用于多孔板、PCR管中等常規(guī)體積的樣品進(jìn)樣分析，又可以進(jìn)行超微量樣品的進(jìn)樣和表面分析，大大降低了樣品消耗量，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本；(3)一體化的進(jìn)樣方法，進(jìn)樣端不需要反復(fù)置于樣品和空白溶液中，降低了交叉污染，更重要的是顯著提高了分析通量；(4)結(jié)合自動化換樣系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對不同試樣的自動化引入，非常適合高通量篩選、單細(xì)胞分析、質(zhì)譜成像分析等領(lǐng)域中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是實(shí)施例1的具有微量和高通量樣品取樣能力的用于油下液滴樣品取樣的電噴霧質(zhì)譜分析裝置的示意圖。
[0032]圖1a為圖1中A部分的結(jié)構(gòu)放大圖。
[0033]圖2是實(shí)施例3的具有微量和高通量樣品取樣能力的用于多孔板中液體樣品取樣的電噴霧質(zhì)譜分析裝置示意圖。
[0034]圖3是實(shí)施例1的乙酰膽堿酯酶(AchE)抑制劑篩選實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)物膽堿的質(zhì)譜信號圖。
[0035]圖4是實(shí)施例2的膽堿濃度與質(zhì)譜信號強(qiáng)度間關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0036]圖5是實(shí)施例2的三種有效AchE抑制劑的酶抑制曲線。
[0037]圖6是實(shí)施例3的對96孔板中具有相同濃度的利血平樣品溶液進(jìn)行取樣分析的質(zhì)譜信號圖。
[0038]圖7是實(shí)施例3的對96孔板中不同樣品進(jìn)行取樣分析的質(zhì)譜信號圖。
[0039]上述附圖中，1-注入口，2-取樣端，3-取樣口，3a_水平段，4-電噴霧噴針的出口，5-液體驅(qū)動裝置，6-樣品更換系統(tǒng)，7-高壓電源，8-質(zhì)譜儀，9-樣品，10-毛細(xì)管噴針，11-電噴霧緩沖液，12-微芯片，13-油相層，14-多孔板，15-清洗池。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[0041]參照附圖，以下將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0042]實(shí)施例1
[0043]圖1是根據(jù)本發(fā)明所建立的具有微量和高通量樣品取樣能力的用于油下液滴樣品取樣的電噴霧質(zhì)譜分析裝置示意圖。該裝置由一根集成有注入口 1、取樣端2及取樣口3、和出口 4的毛細(xì)管噴針10，一套液體驅(qū)動裝置5，一套可移動的樣品更換系統(tǒng)6，一套高壓電源7、以及一臺質(zhì)譜儀8組成。圖1中箭頭表示緩沖液運(yùn)動方向。
[0044]毛細(xì)管噴針10由毛細(xì)管加工而成,包括管體,該管體兩端分別是緩沖液的注入口I和出口 2，管體一部分U型彎折形成取樣端2，該取樣端上設(shè)有與管體內(nèi)腔體連通取樣口
3。取樣口 3設(shè)于U型彎折的底部外側(cè)壁。出口 2處水平彎折。取樣口 3外周緣為與取樣口 3位于同一水平面的水平段3a。
[0045]毛細(xì)管噴針10的材料為熔融石英玻璃，橫截面為圓形，內(nèi)徑為100微米，外徑為365微米，其具體加工步驟如下:(I)通過火焰加熱對毛細(xì)管進(jìn)行拉伸處理，得到拉尖的電噴霧噴針出口 4，其內(nèi)徑為50微米；(2)通過火焰加熱對毛細(xì)管進(jìn)行彎折處理，得到U型的樣品取樣端2，并使電噴霧噴針的出口 4與緩沖的液注入口 I呈互相垂直狀態(tài)；(3)對毛細(xì)管外壁進(jìn)行硅烷化處理，使其具有疏水性；(4)通過對樣品取樣端2突出區(qū)域的頂端進(jìn)行研磨得到取樣口 3，取樣口 3為橢圓形，長直徑200微米，短直徑100微米，取樣口 3周圍研磨形成的水平段3a為具有親水性的親水圈，可有效防止油相通過取樣口 3進(jìn)入毛細(xì)管噴針10內(nèi)部，如圖la。
[0046]實(shí)施例1裝置的具體使用方法如下:(I)啟動液體驅(qū)動裝置5，將電噴霧緩沖液11從毛細(xì)管噴針10的注入口 I連續(xù)注入，經(jīng)過取樣端2和取樣口 3，到達(dá)電噴霧噴針的出口4，并啟動高壓電源7，使電噴霧緩沖液由毛細(xì)管噴針10的出口 4噴出形成穩(wěn)定的電噴霧；
(2)待分析的樣品9溶液以液滴的形式保留在具有親水孔陣列的微芯片12上，液滴陣列上覆蓋有與樣品9互不相溶的油相層13，用于防止液滴蒸發(fā)和液滴間的物質(zhì)交流；(3)微芯片12置于樣品更換系統(tǒng)6上，通過樣品更換系統(tǒng)6在X、y和z軸三個(gè)維度上的移動，使毛細(xì)管噴針10的取樣端2的取樣口 3與樣品9液滴接觸一定時(shí)間后脫離樣品9液滴和油層，利用電噴霧過程中對毛細(xì)管噴針10中液體的抽吸作用或者樣品9溶液在取樣口的表面張力，將樣品9通過取樣口 3引入毛細(xì)管噴針10通道內(nèi)；樣品更換系統(tǒng)6 —般為三維運(yùn)動平臺結(jié)構(gòu)；(4)保持毛細(xì)管取樣端2和取樣口 3與樣品9液滴和油層的脫離狀態(tài)，使進(jìn)入毛細(xì)管通道內(nèi)的樣品9溶液在電噴霧緩沖液的驅(qū)動下，經(jīng)由毛細(xì)管噴針10的電噴霧噴針出口 4噴出，在電場的作用下離子化，進(jìn)入質(zhì)譜儀8進(jìn)行分析；(5)重復(fù)以上(2) (3) (4)的步驟，完成不同樣品9液滴的取樣與分析。
[0047]圖3是根據(jù)上述取樣分析裝置及其使用方法，對128個(gè)油下樣品液滴進(jìn)行取樣和分析，用于篩選乙酰膽堿酯酶(AchE)抑制劑的質(zhì)譜信號圖。
[0048]具體的，其緩沖液為30%甲醇I %乙酸溶液；微芯片12上的液滴陣列中的每個(gè)被分析的液滴包含三種反應(yīng)物，底物一乙酰膽堿(Ach)，酶催化劑一乙酰膽堿酯酶(AchE)，待篩選化合物——3種已知的AchE抑制劑和27種隨機(jī)選擇的化合物，反應(yīng)產(chǎn)物膽堿(m/z 104.5)作為質(zhì)譜的待測物；每個(gè)液滴的體積為300納升；油相層13為400微升的礦物油；緩沖液流速為I微升/分鐘，電壓為2.7千伏，取樣端2與樣品9液滴的接觸時(shí)間均為I秒。
[0049]128個(gè)液滴中包括一個(gè)正對照組(不含抑制劑，編號為O號)，30個(gè)含有不同化合物但相同底物和催化劑的篩選組(編號為1-30號)，以及一個(gè)負(fù)對照組(不含底物，編號為31號)，每4個(gè)液滴為一組，每組液滴中使用的化合物相同。其中，1-3號各組中所用的化合物為已知抑制劑，4-30號各組中所用的化合物為隨機(jī)挑選的物質(zhì)。由于不同組液滴中的化合物種類不同，對酶反應(yīng)的抑制程度不同，因此不同液滴中的產(chǎn)物含量不同。1-3號中膽堿的信號較低，說明這三種化合物對AchE具有酶抑制作用。同一組中4個(gè)液滴的質(zhì)譜信號相對一致。
[0050]本實(shí)施例證明該裝置適用于微量反應(yīng)體系的藥物高通量篩選。
[0051]實(shí)施例2
[0052]圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例1的取樣分析裝置及其使用方法，以膽堿為樣品，通過檢測具有不同膽堿濃度的油下液滴的質(zhì)譜信號，獲得油下液滴中膽堿濃度與質(zhì)譜信號強(qiáng)度間關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0053]具體的，膽堿的濃度分別為0.2mM (mmol/L)，0.4mM, 1.0mM, 2.5mM, 5.0mM, 8mM 和10.0mM,液滴體積均為300納升，每個(gè)濃度的液滴個(gè)數(shù)為8。得到膽堿濃度對應(yīng)質(zhì)譜信號強(qiáng)度間的標(biāo)準(zhǔn)曲線I = 3632C+1694(R2 = 0.999)。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)曲線，可通過質(zhì)譜信號計(jì)算得到不同液滴中的膽堿濃度。
[0054]圖5是利用優(yōu)選實(shí)施例1的分析裝置，以及圖4的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到的三種AchE有效抑制劑的酶抑制曲線。
[0055]具體的，對三種有效的AchE抑制劑分別進(jìn)行不同濃度抑制劑下酶反應(yīng)產(chǎn)物膽堿含量的油下液滴取樣分析檢測，抑制劑濃度分別為0.01nM(nmol/L),0.1nM, InM, 1nM,10nM, I μ M，10 μ M，100 μ Μ, ImM和10mM，液滴體積均為300納升，每個(gè)濃度下的液滴個(gè)數(shù)為
4。所得膽堿質(zhì)譜信號強(qiáng)度根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)曲線I = 3632C+1694換算得到每個(gè)抑制劑濃度下的膽堿含量，取抑制劑濃度的負(fù)log值，分別得到新斯的明、騰喜龍和毒扁豆堿所對應(yīng)的酶抑制劑曲線，根據(jù)S形擬合方法計(jì)算得到其半抑制酶濃度分別為69±19ηΜ，26±3.7μΜ和61±17ηΜ。
[0056]利用本實(shí)施例中的方法計(jì)算得到新斯的明、騰喜龍和毒扁豆堿所對應(yīng)的酶抑制劑的半抑制酶濃度與其標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)一致，本實(shí)施例證明該裝置能對樣品進(jìn)行定量分析，具有可靠的藥物篩選能力。
[0057]實(shí)施例3
[0058]圖2是實(shí)施例3的分析裝置示意圖。采用類似實(shí)施例1的毛細(xì)管取樣裝置，對多孔板14中樣品9溶液進(jìn)行取樣和分析。本實(shí)施例中毛細(xì)管的加工方法與實(shí)施例1相同。多孔板14采用商品化的96孔板。
[0059]實(shí)施例3所述分析裝置的具體使用方法如下:(I)啟動液體驅(qū)動裝置5，將電噴霧緩沖液從毛細(xì)管噴針10的緩沖液注入口 I連續(xù)注入，經(jīng)過取樣端2和取樣口 3，到達(dá)電噴霧噴針出口 4，并啟動高壓電源7，使緩沖液由電噴霧噴針出口 4噴出形成穩(wěn)定的電噴霧；(2)待分析的樣品9溶液儲存于多孔板14中；(3)多孔板14置于樣品更換系統(tǒng)6上，通過樣品更換系統(tǒng)6在X、y和ζ軸三個(gè)維度上的移動，使毛細(xì)管取樣端的取樣口 3與樣品9溶液接觸，然后再移動樣品更換系統(tǒng)6，使毛細(xì)管取樣端2和取樣口 3與樣品9溶液脫離，利用電噴霧過程中對毛細(xì)管中液體的抽吸作用或者樣品9溶液在取樣口的表面張力，將樣品通過取樣口 3引入毛細(xì)管通道內(nèi)；(4)保持毛細(xì)管取樣端2和取樣口 3與樣品9溶液的脫離狀態(tài)，使進(jìn)入毛細(xì)管通道的樣品9溶液在電噴霧緩沖液的驅(qū)動下，經(jīng)由毛細(xì)管噴針10的電噴霧噴針出口 4噴出，在電場的作用下離子化，進(jìn)入質(zhì)譜儀8進(jìn)行分析；(5)移動樣品更換系統(tǒng)6，使毛細(xì)管取樣端2和取樣口 3浸入儲存有清洗液的清洗池15中進(jìn)行清洗，然后移動樣品更換系統(tǒng)6，使毛細(xì)管取樣端2和取樣口 3與清洗液脫離，并保持脫離狀態(tài)一定時(shí)間，直至毛細(xì)管取樣端2和取樣口 3外無清洗液殘留；(6)重復(fù)以上(2) (3) (4) (5)的步驟，完成多孔板不同孔內(nèi)樣品9液體的取樣與分析。
[0060]具體的，其緩沖液為30%甲醇I %乙酸溶液；樣品溶液為濃度1.0X10_6mol/L的利血平(m/z 609.5)溶液，每個(gè)孔中的溶液體積為30微升；清洗液為30%甲醇I %乙酸溶液；緩沖液流速為I微升/分鐘，電壓為2.7千伏，取樣端的取樣口 3與樣品9液滴的接觸時(shí)間均為I秒，取樣端2與取樣口 3的清洗時(shí)間均為5秒。
[0061]圖6是根據(jù)上述取樣分析裝置及其使用方法，對96孔板中相同濃度的利血平溶液進(jìn)行取樣分析的質(zhì)譜信號圖。每個(gè)孔的檢測信號為一個(gè)單峰，96個(gè)信號峰高的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為11.4%，平均每個(gè)樣品的取樣檢測時(shí)間為31.3秒。
[0062]圖7是根據(jù)上述取樣分析裝置及其使用方法，對96孔板中8種試樣進(jìn)行取樣分析的質(zhì)譜信號圖。8種試樣分別為a-咖啡因、b-血管緊縮素1、c_血管緊縮素I1、d_利血平、e-地舍平、f-磺胺對甲氧嘧啶、g-人酪胺酸酶(243-251)和h_矮壯素，每種試樣填充12個(gè)孔，共96個(gè)孔，每個(gè)孔的檢測信號為一個(gè)單峰。以8種試樣各一個(gè)孔為一列，共12列，檢測時(shí)按列檢測，即檢測完第一列檢測第二列，直至檢測完第12列。這8種試樣的各個(gè)質(zhì)譜信號峰值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為 2.9%, 6.1 %, 15.6 %, 7.5 %, 10.7 %, 5.0 % , 5.0 % 6.6%,均在現(xiàn)有質(zhì)譜檢測的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差允許范圍內(nèi)；平均每個(gè)試樣的取樣檢測時(shí)間為34.3秒。
[0063]本實(shí)施例結(jié)果表明該系統(tǒng)對多孔板中液體樣品的取樣檢測具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，以及較高的檢測通量。
【權(quán)利要求】
1.一種毛細(xì)管噴針，包括管體，該管體兩端分別是注入口(I)和進(jìn)行電噴霧的出口(2)，其特征在于，所述管體一部分彎折形成取樣端(2)，該取樣端上設(shè)有與管體內(nèi)腔體連通的取樣口⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管噴針，其特征在于，所述取樣口(3)設(shè)于取樣端(2)彎折部位的底部外側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毛細(xì)管噴針，其特征在于，所述取樣口(3)外周緣為與取樣口(3)位于同一水平面的水平段(3a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的毛細(xì)管噴針，其特征在于，所述出口(2)外壁和所述取樣端(2)外壁經(jīng)過疏水性處理；所述水平段(3a)經(jīng)過親水性處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管噴針，其特征在于，所述取樣口(3)為橢圓形或類似橢圓形結(jié)構(gòu)。
6.一種電噴霧質(zhì)譜分析裝置，包括電噴霧噴針、對電噴霧噴針提供緩沖液的液體驅(qū)動裝置(5)、對電噴霧噴針噴出的樣品進(jìn)行檢測的質(zhì)譜儀(8)、對電噴霧噴針提供樣品的樣品存放裝置以及高壓電源(7)，其特征在于，所述的電噴霧噴針為權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的毛細(xì)管噴針(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電噴霧質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，所述毛細(xì)管噴針(10)為多個(gè)，且呈一維或二維布置形成毛細(xì)管陣列。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電噴霧質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，所述樣品存放裝置包括: 用于盛放待分析樣品(9)的微芯片(12)或者多孔板(14)； 對微芯片(12)或者多孔板(14)進(jìn)行實(shí)時(shí)移動或更換的樣品更換系統(tǒng)(6)。
9.一種利用權(quán)利要求6-8任一權(quán)利要求所述的電噴霧質(zhì)譜分析裝置進(jìn)行檢測的方法，包括: 步驟一:啟動液體驅(qū)動裝置(5)，將電噴霧緩沖液從毛細(xì)管噴針(10)的注入口(I)連續(xù)注入，經(jīng)過取樣端(2)和取樣口(3)，到達(dá)毛細(xì)管噴針(10)的出口(4)，并啟動高壓電源(7)，使電噴霧緩沖液由毛細(xì)管噴針(10)的出口(4)噴出形成穩(wěn)定的電噴霧； 步驟二:使毛細(xì)管噴針(10)的取樣口(3)與樣品存放裝置內(nèi)的樣品(9)接觸，然后將兩者分離，利用電噴霧過程對毛細(xì)管噴針(10)中液體的抽吸作用或者樣品(9)在取樣口(3)的表面張力，將樣品(9)通過取樣口(3)取樣進(jìn)引入毛細(xì)管噴針(10)通道內(nèi)； 步驟三:保持毛細(xì)管噴針(10)的取樣端(2)與樣品(9)的脫離狀態(tài)，使進(jìn)入毛細(xì)管噴針(10)通道內(nèi)的樣品(9)在電噴霧緩沖液的驅(qū)動下，經(jīng)由毛細(xì)管噴針(10)的出口(4)噴出，在電場的作用下離子化，進(jìn)入質(zhì)譜儀(8)進(jìn)行分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電噴霧質(zhì)譜分析檢測方法，其特征在于，所述的樣品(9)表面覆設(shè)有不互溶的液體保護(hù)層。
【文檔編號】H01J49/26GK104392886SQ201410523168
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】金迪瓊, 方群, ?，? 申請人:浙江大學(xué)