一种快速分析人体体液样品的在线内部萃取电喷雾电离质谱检测装置的制作方法

本实用新型属于化学分析技术领域，具体涉及一种快速分析人体体液样本的在线内部萃取电喷雾电离质谱检测装置。

背景技术：

目前，面对大量的复杂基体生物样品，传统的样品检测过程操作繁杂，样品预处理过程耗时长，易造成样品丢失，不利于样品的在线监测，严重制约了样品的快速筛查。尤其是在针对人类重大疾病(如肿瘤，癌症)的早期发现、早期诊断以及早期治疗等方面，快速的样品筛查对于疾病的诊疗有着重大意义。目前，体液(如血液或尿液)作为疾病诊断中的一类重要样品，人体体液的“活检”技术的快速发展，对其在线快速高灵敏度的分析检测方法有着极高的要求，因此对于发展和改进重大疾病的快速在线筛查技术已经刻不容缓。

常压直接质谱技术由于作为近年来快速发展的分析检测技术，已被广泛应用于各种学科领域。在线内部萃取电喷雾电离质谱技术，在常压条件下，无需样品预处理，能够对人体体液样品直接进行分析，建立在线预分离、快速、无样品损失、高灵敏度和高准确的人体体液样品直接检测技术，有益于推动重大疾病早期筛查和诊疗检测技术的发展。

参考文献：

[1]Nicholson J.K.,Wilson I.D.,Understanding‘Global’Systems Biology:Metabonomics and the Continuum of Metabolism,Nat.Rev.Drug Discov.,2003,2,668-676.

[2]Robertson D.G.,Metabonomics in Toxicology:A Review,Toxicol.Sci.,2005,85,809-822.

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种快速分析人体体液样本的在线内部萃取电喷雾电离质谱检测装置。

本实用新型所述的一种快速分析人体体液样本的在线内部萃取电喷雾电离质谱检测装置由洗脱液引入装置11、原位样品富集萃取装置12、样品引入装置13、电喷雾电离源14和质谱仪15组成。所述洗脱液引入装置11引入用于样品洗脱的流动相；所述原位样品富集萃取装置12用于样品加载和在线萃取富集；所述样品引入装置13将洗脱后的样品引入电喷雾电离源14进行电离雾化，通过质谱仪15用于电离雾化样品的在线检测分析，从而获得样品的质谱分子指纹谱图信息。

本实用新型中，采用微量注射器作为洗脱液引入装置11。

本实用新型中，原位样品富集萃取装置12，由针筒式结构的微孔有机滤膜和固相微萃取填料组成，固相微萃取填料平铺在微孔有机滤膜上；微孔有机滤膜材料可以选用聚四氟乙烯、有机系尼龙、聚偏氟乙烯等材料，其中孔径规格可选择0.22μm或0.45μm。如图2所示，针筒式结构的微孔有机滤膜包括入口21、出口22和固相微萃取填料23。

原位样品富集萃取装置11的制备和使用步骤：

1)称取固相微萃取填料1～5mg，固相微萃取填料包括反相固相微萃取填料填料、亲水性固相微萃取填料填料、强阳离子交换填料或强阴离子交换填料等；

2)将步骤1)所述的固相微萃取填料分散在甲醇中，制备浓度为1～5mg/mL的悬浮溶液，超声并摇匀，保证填料均匀的分散在甲醇中，得到匀浆溶液；

3)通过洗脱液引入装置的入口21将步骤2)制得的匀浆溶液注入到针筒式结构的微孔有机滤膜中，使固相微萃取填料平铺在微孔有机滤膜上，厚度为1～2mm，原位样品富集萃取装置制备完成；

4)再通过洗脱液引入装置的入口21将1～5mL的含95％体积乙腈、4.9％体积水和0.1％体积甲酸的混合溶液注入到步骤3)处理后得到的表面平铺有固相微萃取填料的微孔有机滤膜上进行清洗；

5)将人体体液样品经入口21直接滴加在步骤4)清洗过的表面平铺有固相微萃取填料的微孔有机滤膜上；

6)通过洗脱液引入装置的入口21将1～5mL的含5％体积乙腈、94.9％体积水和0.1％体积甲酸的混合溶液注入到步骤5)得到的滴加有人体体液样品的表面平铺有固相微萃取填料的微孔有机滤膜上进行脱盐；

7)通过洗脱液引入装置的入口21将1～5mL的含35％体积乙腈、64.9％体积水和0.1％体积甲酸的混合溶液的对脱盐后的人体体液样品进行洗脱。

本实用新型中，原位样品富集萃取装置，具有成本低廉，制备简单快速，易大批量使用的特点。

本实用新型中，样品引入装置13，由平头注射针头31、套管32、第一手拧接头33、双通34、第二手拧接头35、管路36和第三手拧接头37组成。平头注射针头31可以选用不锈钢平头注射针，也可以是塑胶座卡口的平头注射针，如图3所示。平头注射针头31插入套管32的前端，套管32的后端插入第一手拧接头33的前端，第一手拧接头33的后端通过螺纹与双通34的前端连接，双通34的后端通过螺纹与第二手拧接头35的前端连接，管路36的前端插入第二手拧接头35的后端，管路36的后端插入第三手拧接头37的前端，第三手拧接头37的后端通过螺纹与电喷雾电离源14连接；其中，平头注射针头31的内径为0.4mm、外径为0.7mm；套管32是外径为1/16英寸、内径为1mm的PEEK管；管路36是外径为1/16英寸、内径为50～250μm的PEEK管；手拧接头33、35、37的内径为1/16英寸、具有10-32unf标准外螺纹的PEEK手拧接头；双通34是具有10-32unf标准内螺纹的PEEK双通或不锈钢双通，用于引入洗脱后的样品。

本实用新型中，电喷雾电离源，使洗脱后的样品液体电离雾化，形成带电离子喷雾。

本实用新型中，质谱仪对电喷雾电离源产生的人体体液样品的带电离子喷雾进行检测，获得样品的质谱分子指纹谱图信息，将所获得数据进行化学计量学分析。

本实用新型的特点是：本实用新型检测的人体体液样品可以是血液、尿液、汗液、唾液等人体体液，无需样品前处理，原位上样，使用简单易行，价格低廉，使用快速，可以在线快速直接分析人体体液样品，避免样品丢失、操作简便、系统稳健与质谱仪耦联，对癌症病人的体液样品进行在线快速检测，为人类重大疾病的发现和筛查提供技术方法。

附图说明

图1是本实用新型所述装置结构示意图；

图2是本实用新型所述原位样品富集萃取装置结构示意图；

图3是本实用新型所述样品引入装置结构示意图；

图4是本实用新型所述装置检测正常人和卵巢癌患者血浆样品的主成分得分图。

具体实施方式

实施例1

为使本实用新型实现上述目的，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型所述的一种快速分析人体体液样本的在线内部萃取电喷雾电离质谱检测装置，由洗脱液引入装置11、原位样品富集萃取装置12、样品引入装置13、电喷雾电离源14和质谱仪15组成。采用本实用新型所述装置可以对正常人和卵巢癌病人血桨样品进行在线快速快速质谱检测。

样品引入装置13由平头注射针头31、套管32、第一手拧接头33、双通34、第二手拧接头35、管路36、第三手拧接头37。平头注射针头31可以选用不锈钢平头注射针，也可以是塑胶座卡口的平头注射针，如图3所示。平头注射针头31插入套管32的前端，套管32的后端插入第一手拧接头33的前端，第一手拧接头33的后端通过螺纹与双通34的前端连接，双通34的后端通过螺纹与第二手拧接头35的前端连接，管路36的前端插入第二手拧接头35的后端，管路36的后端插入第三手拧接头37的前端，第三手拧接头37的后端通过螺纹与电喷雾电离源14连接

平头注射针头31采用内径0.4mm、外径0.7mm的不锈钢平头注射针头；套管32是外径为1/16英寸、内径为1mm的PEEK管；手拧接头33、35、37是内径为1/16英寸(即1.58mm)、外径为16.6mm、具有10-32unf标准外螺纹的PEEK手拧接头；双通34是具有10-32unf标准内螺纹的PEEK管，用于引入洗脱后的样品；管路36是外径为1/16英寸、内径为100μm的PEEK管。

采用1mL的一次性医用注射器作为洗脱液引入装置11。其中，原位样品富集萃取装置12，采用孔径0.22μm的有机系尼龙针筒式结构的微孔有机滤膜，将反相固相微萃取填料(粒径为40μm，购自济南博纳生物)平铺在微孔有机滤膜上，电喷雾电离源14(购自赛默飞世尔公司)安装于第三手拧接头37的后端。

原位样品富集萃取装置的制备和使用步骤：

1)称取反相固相微萃取填料3mg。

2)将步骤1)反相固相微萃取填料分散在1mL甲醇中，制备浓度为3mg/mL反相固相微萃取填料悬浮溶液，超声并摇匀，保证填料均匀的分散在甲醇中，得到匀浆溶液。

3)通过洗脱液引入装置的入口21将步骤2)制得的匀浆溶液注入到孔径0.22μm有机系尼龙针筒式结构的微孔有机滤膜中，反相固相微萃取填料平铺在微孔有机滤膜上，厚度为1mm，原位样品富集萃取装置制备完成；

4)通过洗脱液引入装置的入口21将1mL的含95％体积乙腈、4.9％体积水和0.1％体积甲酸的混合溶液注入到步骤3)得到的表面平铺有反相固相微萃取填料的微孔有机滤膜上进行清洗；

5)无需样品预处理，取1μL人体血浆样品(癌症患者或正常人血浆样品)，经入口21直接滴加在步骤4)清洗后的表面平铺有反相固相微萃取填料的微孔有机滤膜上；

6)通过洗脱液引入装置的入口21将1mL的含5％体积乙腈、94.9％体积水和0.1％体积甲酸的混合溶液注入到步骤5)处理后得到的滴加有人体血浆样品(癌症患者或正常人血浆样品)的表面平铺有反相固相微萃取填料的微孔有机滤膜上，1min对样品进行快速脱盐处理。

7)步骤6)处理后，通过洗脱液引入装置的入口21将1mL用含35％体积乙腈、64.9％体积水和0.1％体积甲酸的混合溶液的对脱盐样品进行洗脱。

8)将经步骤7)洗脱后的样品，通过样品引入装置13将洗脱后的样品引入电喷雾电离源14进行电喷雾，通过赛默飞世尔公司的Orbitrap Fusion质谱仪15对样品进行检测。

9)通过质谱检测12例癌症患者和7例正常人的血液样品，获得样品的质谱分子指纹谱图信息，通过化学计量学方法中的主成分分析方法，建立了一种快速判断癌症患者的质谱学方法，图4为正常人和卵巢癌患者血浆样品的主成分得分图，可有效的区分正常人与卵巢癌病人。在图4中，横纵坐标PC1和PC2代表主成分的变量信息。其中，图中一个▲代表一例卵巢癌患者样品的数据点，一个■代表一例正常人样品的数据点。主成分的得分结果表明化学计量学方法对两类样品实现了较好的区分，卵巢癌患者和的正常人的血液样本均分布在各自的区域中且没有交叠，可以很好地将卵巢癌患者和的正常人区分开。

本实用新型无需样品预处理，实现了人体体液样品原位在线的快速检测，在线原位快速对正常人和卵巢癌病人血桨样品进行检测，能够有效地区分卵巢癌患者和的正常人，可应用于重大疾病的快速诊断和快速筛查区分，装置结构简单，成本低廉，实用性强，大大节约了检测时间和经济成本，拓宽了质谱分析技术在重大疾病体液活检领域的应用。