[发明专利]基于极性反转电压策略的纳喷雾离子源及其操作方法

说明书

本发明公开了一种基于极性反转电压策略的纳喷雾离子源，包括纳喷雾喷针，用于装载样品溶液；金属电极，插入到纳喷雾喷针内，与样品溶液直接接触；绝缘端盖，封堵在纳喷雾喷针的尾端，防止漏电；高压电源，具有正反双向输出功能，与金属电极连接，连接金属电极的电线穿过绝缘端盖。本发明首先使用反相负高压对样品溶液进行预处理，然后使用正相高压产生纳喷雾，相比于普通nano‑ESI而言，具有更高的信号强度、更高的信噪比，对缓冲盐基质的耐受性增强。在检测过程中，不会导致蛋白质分子折叠结构的展开。装置和操作简单，无需额外添加剂和其它预处理手段。

技术领域

本发明涉及一种纳喷雾质谱离子源，尤其涉及一种基于机型反转电压策略的纳喷雾离子源及其操作方法。

背景技术

在现有技术中，质谱(mass spectrometry,MS)是一种将不同化合物按质荷比(m/z)进行分离和检测的装置。质谱具有高灵敏度、多物质同时检测的能力以及化学专一性，因而在化合物的定性和定量分析中备受青睐。近年来，随着生命科学，尤其是细胞生物学的兴起，质谱被广泛地应用于痕量生物分子的检测。很多生物分子具有含量低、样品难以制备，并且需要保存于缓冲盐体系中的特点，这对质谱的灵敏度及其对缓冲盐基质的耐受性提出了更高的要求。

离子源是质谱不可或缺的组成部分，也是直接影响质谱检测灵敏度及基质耐受性的关键部件之一。近年来提出的纳喷雾离子源(nano-electrospray ionization,nano-ESI)是较为成功的一种生物样品离子源。纳喷雾离子源需要在特殊拉制的纳喷雾喷针(nano-tip)上实现。nano-tip一般为中空的玻璃或石英管。经拉制，管子的一端被加工成为具有1-10μm内径的尖端。测样前，溶液样品被注入nano-tip中。进样量为5μL左右。检测时，样品溶液被施加1-2kV直流高压电。在高压电场的驱动下，样品溶液从nano-tip尖端形成电喷雾，实现生物分子的离子化。

相对于普通电喷雾(electrospray ionization,ESI)而言，nano-ESI具有较低的流动相流速(nL/min级别)和较高的离子化效率，且对缓冲盐基质具有一定的耐受性，更有利于痕量生物分子的检测。此外，nano-ESI不需要辅助气的协助，装置更为简单。这些优势使得nano-ESI在生化领域受到更为广泛的应用。

在普通ESI或nano-ESI中，正离子模式的信号增强一般依赖于向溶液中添加额外的有机酸(如0.1％甲酸或乙酸等)。样品中的高浓度缓冲盐基质需要进行额外的预处理降低其浓度或彻底除去，以防止对待测分子的信号产生干扰。

随着应用研究的不断深入，人们需要进一步提高nano-ESI的检测灵敏度及其对缓冲盐基质的耐受性。

发明内容

针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高检测灵敏度以及对缓冲盐基质具有高耐受性的基于极性反转电压策略的纳喷雾离子源以及其操作方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于极性反转电压策略的纳喷雾离子源，包括

纳喷雾喷针，用于装载样品溶液；

金属电极，插入到纳喷雾喷针内，与样品溶液直接接触；

绝缘端盖，封堵在纳喷雾喷针的尾端，防止漏电；

高压电源，具有正反双向输出功能，与金属电极连接，连接金属电极的电线穿过绝缘端盖。

优选地，所述高压电源的正向输出电压范围为0至+3kV，反向输出电压范围为0至-5kV。

优选地，所述金属电极为惰性电极。

优选地，所述惰性电极为铂丝。

一种基于极性反转电压策略的纳喷雾离子源的操作方法，包括如下步骤：