一种基于导电纳米材料的电喷雾质谱装置及其实现电喷雾质谱分析的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及质谱分析技术领域，特别是一种基于导电纳米材料的电喷雾质谱装置 及其实现电喷雾质谱分析的方法。
【背景技术】
[0002] 电喷雾离子化技术化SI),自上世纪屯十年代问世W来，因其不易引发碎裂的软电 离特性，已成为质谱分析领域应用最广泛的离子化方法。ESI作为一种常见的大气压质谱离 子化方法，采用高压电场来产生带电雾滴，并最终将分析物离子送入质谱进行检测。离子化 过程是在极性有机液态溶剂中完成的，运种电离技术适用于电离极性较大的化合物。然而， 许多中化合物，如挥发油中所含的天然产物，农产品中的农药残留，W及部分有机反应的反 应物和产物只溶于导电性较差的低极性溶剂中，而运样的样品难W通过电喷雾的方法离子 化，从而使得ESI-MS在低极性溶剂溶解的化合物(如正相液相色谱-质谱联用）和部分有机 反应的机理研究方面中受到限制。
[0003] 溶解于低极性溶剂中的化合物，由于溶剂兼容性的问题长期W来难W使用ESI技 术进行分析。一般来说，对运些样品主要采用电子轰击质谱化I-MS)进行分析。而EI质谱在 获得化合物的准分子离子峰时常常会遇到困难，给化合物的鉴定造成干扰。此外，相比ESI 质谱来说，直接进样EI质谱分析操作繁琐，效率低下。
[0004] 陈焕文课题开发了萃取电喷雾离子化巧ESI)方法。该方法是一种应用较为广泛的 可无需样品前处理的直接分析质谱方法。它是通过带电液滴和样品液滴碰撞后发生液滴见 萃取从而使样品液滴中的化合物发生离子化的方法。EESI已经在食品医药、公共安全、代谢 组学、蛋白质分析W及分子离子反应和我有机化学反应机理的研究中。2013年郭寅龙教授 课题组开发出了溶剂辅助电喷雾离子化技术，该技术使得低极性溶剂中化合物的电喷雾检 测成为可能，并在低极性溶剂中化学反应监测方面获得了较广泛的应用。
[0005] 虽然EESI可W应用于监测电喷雾不友好型溶剂中发生的有机化学反应。但是，为 了得到最佳的信号，需要调整较多实验参数较使该装置操作复杂化。同时，由于液滴受到雾 化气的气流干扰，液滴之间的碰撞效率和电荷交换效率降低，离子化效率难W提高。在运一 点上，溶剂辅助电喷雾离子化技术由于不设及喷雾液滴之间的碰撞交换电荷，其离子化效 率相比EESI有很大提升。然而其装置仍然有许多可调节参数，并且需要额外引入辅助溶液、 雾化气路等，使得操作复杂化。此外，辅助溶剂的引入可能会产生额外的基质干扰，使质谱 谱图复杂化。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于导电纳米材料的电喷雾质 谱装置及其实现电喷雾质谱分析的方法，除了能够满足溶解在电喷雾友好型溶剂中的化合 物质谱分析需求外，还能够较好的满足溶解在电喷雾不友好型溶剂中低极性目标化合物的 质谱分析需求，如低极性溶剂，且方法简单、成本低廉、需调节参数少、离子化效率高、无需 引入额外辅助溶剂、无额外溶剂的基质干扰。
[0007] 本发明的目的通过W下技术方案来实现:一种基于导电纳米材料的电喷雾质谱装 置，包括样品引入通道和电喷雾发生基底，所述的电喷雾发生基底包括质谱高压电源和电 喷雾喷头，样品引入通道与电喷雾喷头相接触，所述的电喷雾喷头采用导电纳米材料制成， 质谱高压电源通过高压线与电喷雾喷头连接，所述的电喷雾喷头的前端为锐角的尖端形结 构，电喷雾喷头的前端朝向质谱入口通道，电喷雾喷头的轴线与质谱入口通道的轴线之间 的夹角a的范围为90°~180° W使电喷雾产生的离子能够很好的进入质谱入口，所述的电喷 雾喷头的前端与质谱入口通道之间的距离d为0.5~10mm，W减少电喷雾产生的离子在传输 过程中的损失。
[0008] 作为优选地，所述的导电纳米材料为可导电的具有微观重复纳米结构的材料。
[0009] 作为优选地，所述的可导电的具有微观重复纳米结构的材料为碳纳米材料或金属 纳米材料。
[0010] 作为优选地，所述的碳纳米材料为碳纳米管、石墨締或己基球。
[0011] 作为优选地，所述的电喷雾喷头的前端为圆锥形、楠圆锥形或=角形。
[0012] 作为优选地，所述的电喷雾喷头的前端为实屯、结构，且样品引入通道的末端置于 电喷雾喷头末端上方与电喷雾喷头的前端之间的距离山在0.1~3mm之间，W减少电喷雾产 生的离子在传输过程中的损失，距电喷雾喷头表面的高度Cb在0~IOmm之间，W使溶液能够 良好的传递到电喷雾喷头的尖端。
[0013] 作为优选地，所述的电喷雾喷头的前端为中空结构，且样品引入通道伸入电喷雾 喷头的末端不露出于电喷雾喷头的前端。
[0014] 作为优选地，所述的电喷雾喷头的径向尺寸为样品引入通道的径向尺寸的1~20 倍。
[0015] 利用所述的基于导电纳米材料的电喷雾质谱装置实现电喷雾质谱分析的方法，包 括W下步骤：
[0016] a、通过进样累或色谱使待测样品溶液流入样品引入通道；
[0017] b、接通高压电源，质谱高压电源通过高压线对电喷雾喷头加上高压电场，电压在-5000 ~5000V 之间；
[0018] C、当待测样品溶液流到电喷雾喷头的前端时，发生电喷雾离子化，形成样品离子， 进入质谱入口通道，并由质谱仪进行质谱分析。
[0019] 作为优选地，在步骤a中，溶解待测样品的溶剂为电喷雾友好型溶剂。
[0020] 作为优选地，在步骤a中，溶解待测样品的溶剂为低极性电喷雾不友好型溶剂。
[0021] 作为优选地，在步骤a中，待测样品溶液为持续供给，流速为0.05~ImL/min，W产 生持续的电喷雾。
[0022] 作为优选地，在步骤a中，待测样品溶液为定量加载，单次加载的体积为1~10化， W提供足够产生电喷雾的样品溶液。
[0023] 本发明具有W下优点：
[0024] 1.对于低极性难导电溶剂中的化合物，使用本发明装置可W直接进行分析，无需 其他前处理或使用复杂仪器，且方法简单、成本低廉、需调节参数少、离子化效率高、无需引 入额外辅助溶剂、无额外溶剂的基质干扰。
[0025] 2.因为是直接电喷雾离子化，无中间电荷交换，因而离子化效率高，检测灵敏度 好。
[0026] 3.与EES巧日溶剂辅助电喷雾离子化方法相比，本发明装置结构更为简单。
[0027] 4.本发明装置可W与常见的质谱仪如S重四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子 阱质谱仪、Orbitrap轨道阱质谱仪等相兼容，因此可方便的推广到不同厂家、不同类型的质 谱仪器上，应用范围广，实用性强。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明的电喷雾喷头为实屯、结构的电喷雾质谱装置结构示意图；
[0029] 图2为本发明的电喷雾喷头为中空结构的电喷雾质谱装置结构示意图；
[0030] 图3为实施例1的质谱图；
[0031] 图4为实施例2的质谱图；
[0032] 图5为实施例3的质谱图；
[0033] 图中：1-样品引入通道，2-电喷雾发生基底，3-高压线，4-质谱高压电源，5-电喷雾 喷头，6-质谱入口通道。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于W下所 述。
[0035] 如图1和图2所示，一种基于导电纳米材料的电喷雾质谱装置，包括样品引入通道1 和电喷雾发生基底2,所述的电喷雾发生基底2包括质谱高压电源4和电喷雾喷头5,样品引 入通道1与电喷雾喷头5相接触，所述的电喷雾喷头5采用导电纳米材料制成，质谱高压电源 4通过高压线3与电喷雾喷头5连接，所述的电喷雾喷头5的前端为锐角的尖端形结构，电喷 雾喷头5的前端朝向质谱入口通道6,电喷雾喷头5的轴线与质谱入口通道6的轴线之间的夹 角a的范围为90°~180%所述的电喷雾喷头5的前端与质谱入口通道6之间的距离d为0.5~ 10mm。
[0036] 所述的导电纳米材料为可导电的具有微观重复纳米结构的材料。
[0037] 所述的可导电的具有微观重复纳米结构的材料为碳纳米材料或金属纳米材料。
[0038] 所述的碳纳米材料为碳纳米管、石墨締或己基球。
[0039] 所述的电喷雾喷头5的前端为圆锥形、楠圆锥形或=角形。
[0040] 所述的电喷雾喷头的前端为实屯、结构，且样品引入通道的末端置于电喷雾喷头末 端上方与电喷雾喷头的前端之间的距离山在0.1~3mm之间，W减少电喷雾产生的离子在传 输过程中的损失，距电喷雾喷头表面的高度Cb在0~IOmm之间，W使溶液能够良好的传递到 电喷雾喷头的尖端。
[0041] 所述的电喷雾喷头5的前端为中空结构，且样品引入通道1伸入电喷雾喷头