基于有机溶剂-解吸电喷雾电离芯片的疏水性化合物质谱分析方法技术

本发明专利技术属于质谱检测领域，具体涉及一种基于有机溶剂

【技术实现步骤摘要】
基于有机溶剂-解吸电喷雾电离芯片的疏水性化合物质谱分析方法


[0001]本专利技术属于质谱检测领域，具体涉及一种基于有机溶剂-解吸电喷雾电离芯片的疏水性化合物质谱分析方法。

技术介绍

[0002]质谱是近年来发展迅速的一种分析方法，基于电离源对待测组分实现离子化，再经过电场或磁场的作用予以分离和鉴定。在各类型的质谱中，电喷雾质谱(ESI-MS)具有灵敏度高、定性能力强、分析重现性好等优点，广泛应用于生物和化学等领域，并已成为一种重要的分析技术。在其基础上发展了一种全新的直接快速分析环境样品的方法：解吸电喷雾电离法(DESI-MS)。DESI-MS作为一种不需要样品预处理、可在原环境下对样品进行电离的分析技术，不仅适用于中强极性物质还可用于弱极性物质的检测。DESI的电喷雾溶液首先对样品进行润湿溶解从而形成一层薄膜，随后喷射的溶液撞击这层薄膜使其碎裂，溶解在薄膜中的待测物被后续喷射的喷雾溶液碰撞，从而将待测物溅射到空中形成许多子液滴，随着溶剂的蒸发，液滴逐渐缩小，其表面电荷密度不断增大，液滴裂分成更小的带电子液滴，此过程不断重复，直至液滴发生库仑爆炸形成单个离子，最终样品离子进入质谱仪被检测。目前，在DESI-MS的样品检测实验中，通常采用在喷雾溶液中添加适当的反应试剂或有机溶剂来提高待测物的溶解和电离。
[0003]极性溶剂一般含有羟基或羰基等极性基团，由于分子内正负电荷重心不重合导致分子产生极性。而非极性溶剂的分子多共价键构成，电子活性和偶极矩很小。根据物质溶解性的“相似相溶”原理，极性溶剂溶解极性共价化合物，非极性溶剂溶解非极性共价化合物。质谱中为了使溶剂更好地促进电离，一般使用的溶剂都是甲醇、乙腈等极性溶剂，这是因为极性溶剂具有良好的导电性、较低表面张力以及较高的介电常数。而中、弱极性有机溶剂(如二氯甲烷、二甲亚砜等)通常是有机反应和液体分离的良好溶剂，但由于其电导率和电离效率较差，使得ESI在选择弱极性电喷雾溶剂上具有一定的局限性。另一方面，由于大多数疏水性化合物在ESI电喷雾溶液中存在溶解度差和电离效率低等问题，现有解决这类问题的普遍方法是通过尝试不同有机溶剂使将这类化合物先行溶解，再于进样后将溶解的样品液稀释于电喷雾液中，最后进行ESI-MS检测。然而，该方法不仅很难检测到样品信号，还有可能出现未溶解的样品析出固体从而堵塞仪器，且寻找到合适的溶解体系需要耗费大量的时间。因此，在中、弱极性有机溶剂的电喷雾溶液中添加极性离子物质先转变成离子化合物，再对其进行电喷雾质谱检测来实现了疏水性化合物的检测。
[0004]金属配合物是一类由金属原子或离子通过配位键、氢键和静电等作用力与相应有机配体有序结合成具有高度规整网状空间结构的化合物。其中的过渡金属配合物在均相有机反应中具有较高的催化活性以及在光、电等方面具有独特的热力学性质，使其在配位化学和催化化学等领域具有巨大的发展潜力。在过渡金属中，以Ru、Re和Ir为中心的金属配合物具有良好的光学性质，在光化学领域中具有重要地位。以金属配合物为代表的疏水性化
合物在常规电喷雾液态系中存在溶解度差、电离效率低等问题，使得基于常规芯片-电喷雾质谱分析方法检测这类化合物存在相当的困难。
[0005]ESI-MS在疏水性中性金属配合物的分析中存在溶解度差、电离效率低等问题。MALDI-MS在金属配合物检测中存在的重要问题是，有机基质在<500Da的质量区产生的干扰信号会抑制分析物的信号强度，有机基质易与分析物产生加合产物导致谱峰识别困难并且在某些情况下会造成假阳性，同时面临着基质选择困难以及不同样品对基质选择性的问题。而DESI可直接检测固态样品，避免了疏水性化合物的溶解步骤，还可以通过改变DESI中的电喷雾组成来增加疏水性金属配合物的溶解度，从而提升待测样品的离子化效率。
[0006]DESI-MS在疏水性化合物的检测中，添加有机溶剂对仪器造成的损害较小，原因是DESI的电喷雾尖端是指向基质表面的样品位置，与质谱进样口呈一定的角度，避免了大部分喷雾溶剂直接进入质谱仪的可能。此外，在电喷雾溶剂溶解样品并将其“拾起”的过程中，只有少量溶剂被后续喷射的喷雾溶液碰撞溅射到空中，解离基质表面的这部分喷雾溶剂会被雾化气体蒸发，导致最后只有极少量的有机溶剂进入质谱中，降低了有机溶剂对仪器的损害。
[0007]微流控芯片具有体积小、功能强等优点，其通道尺寸常处于微米级别，使分析时间缩短，大大提升了实验效率。将微流控芯片设计应用于电喷雾电离源，集成化和功能化使得检测通量和自动化程度大大提高。
[0008]3D打印技术应用到微流控芯片的制备中，可实现制作工艺的标准化、一体化和自动化。相比于传统的光刻芯片技术，大大缩短了芯片的制作时间，提高了加工的精密度，为一体式制备复杂结构的三维芯片奠定基础。另外，由该方法还可延伸出注塑法和浇蜡法来制作高精密度的微流控芯片。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种基于有机溶剂-解吸电喷雾电离芯片的疏水性化合物质谱分析方法。
[0010]基于有机溶剂-解吸电喷雾电离芯片的疏水性化合物质谱分析方法，采用中弱极性有机溶剂和极性有机溶剂的混合溶剂，经电喷雾处理后撞击疏水性化合物样品，随后生成的待测样品离子通过扩散进入质谱的离子传输通道进行质谱检测，所述中弱极性有机溶剂占混合溶剂的比例为38-50％。体系中中弱极性有机溶剂极性溶剂的比例一方面影响样品溶解量，另一方面也影响电离效果包括电离强度和电喷雾稳定性，中弱极性溶剂比例较低时，喷雾溶剂溶液的样品量减少，样品离子的生成量减少，中弱极性溶剂比例过高时，使喷雾溶液难以电离，且喷雾稳定性不够，样品离子强度低，另外中弱极性有机溶剂的引入除了可以提高以金属配合物为代表的疏水性化合物在质谱检测中的溶解性，还能通过增加表面润湿性加快电荷的转移，提升离子化效率。综上，中弱极性有机溶剂占混合溶剂的比例优选为38-50％。
[0011]上述方案中，所述的疏水性化合物为以Ru、Re和Ir金属为中心离子的疏水性金属配合物。
[0012]上述方案中，可检测目标化合物的形态包括但不限于液态、固态样品和含溴化钾压片形式(已经由红外光谱检测过的含溴化钾压片亦可)。
[0013]上述方案中，所述的中弱极性有机溶剂为二甲亚砜、二氯甲烷。
[0014]上述方案中，所述的极性有机溶剂为含甲酸的甲醇溶液或含甲酸的乙腈溶液，甲酸的含量为0.05-0.5％。含少量的甲酸能促进电离，更容易形成电喷雾。
[0015]上述方案中，所述基于有机溶剂-解吸电喷雾电离芯片的疏水性化合物质谱分析方法，包括以下步骤：
[0016]提供质谱分析装置，包括沿一个方向依次布设的双相混合-解吸电喷雾电离源芯片(DESI芯片)，用于放置样品的样品承载台和质谱仪，双相混合-解吸电喷雾电离源芯片(DESI芯片)上设有极性溶剂进样口，中弱极性溶剂进样口和氮气进样口，DESI芯片一端部设有电喷雾尖端，极性溶剂进样口上连接有极性溶剂通道，中弱极性溶剂进样口上连接有中弱极性溶剂通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于有机溶剂-解吸电喷雾电离芯片的疏水性化合物质谱分析方法，其特征在于：采用中弱极性有机溶剂和极性有机溶剂的混合溶剂，经电喷雾处理后撞击疏水性化合物样品，随后生成的待测样品离子通过扩散进入质谱的离子传输通道进行质谱检测，所述中弱极性有机溶剂占混合溶剂的比例为38-50％。2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述的疏水性化合物为以Ru、Re和Ir金属为中心离子的疏水性金属配合物；可检测目标化合物的形态包括但不限于液态、固态样品和含溴化钾压片形式。3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述的中弱极性有机溶剂为二甲亚砜、二氯甲烷。4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述固态压片样品的厚度为0.2-0.8mm；固态压片样品中含KBr的比例为0％-90％；所述的极性有机溶剂为含甲酸的甲醇溶液或含甲酸的乙腈溶液，甲酸的含量为0.05-0.5％。5.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：具体包括以下步骤：提供质谱分析装置，包括沿一个方向依次布设的双相混合-解吸电喷雾电离源芯片，用于放置样品的样品承载台和质谱仪，双相混合-解吸电喷雾电离源芯片上设有极性溶剂进样口，中弱极性溶剂进样口和氮气进样口，DESI芯片一端部设有电喷雾尖端，极性溶剂进样口上连接有极性溶剂通道，中弱极性溶剂进样口上连接有中弱极性溶剂通道，氮气进样口上连接有辅助雾化氮气通道，极性溶剂通道、中弱极性溶剂通道和辅助雾化氮气通道与电喷雾尖端连通，电喷雾尖端朝向样品承载台，电喷雾尖端喷出的电离液撞击样品后产生待测样品离子，经质谱仪的质谱进样口通过扩散进入质谱的离子传输通道进行质谱检测；具体步骤为：将样品分别配制成待分析样品液，取待分析样品液滴加到样品承载台的样品孔中，样品静置，通过注射泵将极性溶剂、中弱极性溶剂分别注入双相混合-解吸电喷雾电离源芯片的对应溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊博，赵宇，储潇然，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：