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毛细管电泳色谱仪与质谱仪联用的接口技术

2019.12.24

毛细管电泳色谱仪(CE)是以毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力,利用荷电粒子之间的淌度差异和分配系数差异进行分离,具有、分辨率高、重复性好、速度快和易于自动化等优点。质谱仪(MS)是通过对样品离子的质量和强度的测定进行定量和结构分析,具有灵敏度高和速度快等优点。CEMS联用综合了两者的优点,是分析生物大分子的有力工具。在CEMS联用中,毛细管区带电泳zui为常用,其它如毛细管凝胶电泳、毛细管胶束电动色谱、毛细管等电聚焦电泳和毛细管等速电泳等应用较少。电子喷雾离子化(ESI)可用于检测多种高质量的带电分子,从CE分离出来的分子经过接口可直接进入MS,是MS的离子源。

CEESIMS接口的目标是获得稳定的雾流和的离子化,是影响整个检测的关键因素之一。由于CE需要较高离子强度和挥发性低的缓冲液,而ESI需要较低盐浓度才能获得好的雾化和离子化。因此,接口技术必须优化,以尽可能提供好的电子接触,尽量减少对CE分离效率的影响。此外,每一种接口应选择相应的缓冲液。CEESIMS接口有同轴液体鞘流接口、无鞘接口和液体连接接口三种类型。

一、同轴液体鞘流接口:

同轴液体鞘流接口是连接CEESIMSzui常见的接口。

1、结构:

CE毛细管末端外套一个同心不锈钢毛细管套,内充鞘液。在此不锈钢套外再套一个同心不锈钢套,内通鞘气。鞘液和CE缓冲液在毛细管的混合,同时被鞘气雾化。鞘液流量通常为每分钟数纳升至数微升,显著高于CE的流速。由于鞘液的稀释作用,使雾流稳定性得到改善。理想的鞘液缓冲液的盐浓度应在高分离(高盐浓度)和高雾化(低盐浓度)之间进行优化。由于鞘液在雾化过程中完全蒸发,鞘液的稀释作用并不显著降低检测灵敏度,但混合液体的体积应尽可能小,以避免谱带展宽。

2、特点:

由于鞘液对CE流出物的稀释作用而降低检测灵敏度,鞘液的成分和浓度对CE分离均有影响。

二、无鞘接口:

1、结构:

CE毛细管末端做成尖细状,以获得稳定的电子雾化。

CE毛细管末端外套一个同心毛细管套,内通鞘气。此接口的难点是不易同时保持CEESI的电路循环,为此,在毛细管末端粘上金丝或镀一层金,但金的粘着力差,易被机械的和电子的原因除去。

2、特点:

接口性能差且寿命短。

三、液体连接接口:

1、结构:

CE毛细管末端与一个直径为1020μm的槽垂直相连,槽内充有CE缓冲液。与毛细管末端相对的槽的另一端接上ESI

2、特点:

可通过任意调节槽内液体流速以改善ESI效果,而这通常是以谱带展宽和分离效能降低为代价取得的。

此接口技术难度较大,现仅用于芯片CEMS联用中。

CEMS联用大大拓宽了CEMS的应用领域,但CE固有的缺陷并未克服。在DNA分离时,极高的电场强度容易使较长的DNA发生伸展改变呈棒状,而降低分离效果。现有的接口类型都有不同程度的缺陷,随着接口技术的不断改进、芯片CEMS联用技术的完善和新浓缩技术(如分子印迹)的应用,CEMS在蛋白质组学、化学药物研究和临床实验诊断等领域已显示了广阔的前景,正成为分析工作者的重要工具之一。


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