一種表面等離子體共振與質(zhì)譜聯(lián)用裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分析化學(xué)技術(shù)，特別涉及表面等離子體共振技術(shù)與質(zhì)譜技術(shù)的聯(lián)用裝置，以及該裝置的搭建和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]表面等離子體共振(surface plasmon resonance, SPR)是一種用于檢測(cè)物質(zhì)相互作用的分析方法，通常用于分子間相互作用(例如抗原-抗體相互作用)的分析。在分析過程中，使相互作用反應(yīng)的一個(gè)反應(yīng)物通過共價(jià)鍵、靜電作用、分子間作用力等方式修飾在表面等離子體共振分析儀器的檢測(cè)芯片表面，將另一個(gè)(或幾個(gè))反應(yīng)物溶解后流動(dòng)通過該檢測(cè)芯片。相互作用反應(yīng)發(fā)生之后，檢測(cè)芯片的表面性質(zhì)發(fā)生改變，最終反映為儀器信號(hào)的改變。表面等離子體共振技術(shù)無(wú)法提供被檢測(cè)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，因此只能用于針對(duì)已知物質(zhì)相互作用的檢測(cè)研究中。若想要獲得相互作用體系中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，必須與其他分析技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用。
[0003]質(zhì)譜(mass spectrometry, MS)技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于物質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定的技術(shù)。它通過離子源將樣品離子化，進(jìn)而通過質(zhì)量分析器分析樣品離子的質(zhì)荷比，從而給出特定樣品在特定分析條件下的質(zhì)譜圖。質(zhì)譜圖能夠提供樣品的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)等信息，是進(jìn)一步推斷樣品分子結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。由于質(zhì)譜技術(shù)所能提供的強(qiáng)大定性分析能力，許多涉及結(jié)構(gòu)鑒定的分析方法中都利用了質(zhì)譜技術(shù)，例如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等。有鑒于此，表面等離子體共振技術(shù)若能和質(zhì)譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)聯(lián)用，則能夠在一次分析過程中同時(shí)獲得關(guān)于相互作用反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù)以及反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)信息，這對(duì)于涉及未知物質(zhì)的相互作用體系研究具有重要意義。
[0004]目前文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了部分表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用的方法和裝置。例如， 文南犬 “BIA/MS:1nterfacing B1molecular Interact1n Analysis with MassSpectrometry (Krone, J.R.；Nelson, R.ff.；Dogruel, D.；ffi 11 iams, P.；Granzow, R.Analytical B1chemistry.1997, 244, 124-132) ” 中使用了基質(zhì)輔助激光解吸電離(matrix-assisted laser desorpt1n 1nizat1n, MALDI)技術(shù)作為接口技術(shù)，使用MALDI作為離子源，電離表面等離子體共振檢測(cè)芯片表面的物質(zhì)，進(jìn)而通過質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè)。 再如，文南犬“Combinat1n of B1melecular Interact1n Analysis and MassSpectrometric Amino Acid Sequencing(Natsume,T.；Nakayama, H.；Jansson,0.；Isobe, T.；Tak1, K.；Mikoshiba, K.Analytical Chemistry 2000，72，4193-4198.)，，中使用電噴霧(electrospray 1nizat1n, ESI)技術(shù)作為接口技術(shù)，通過ESI電離源電離表面等離子體共振的被分析溶液中的物質(zhì)并進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有資料的檢索，目前所報(bào)道的表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)均使用MALDI或ESI作為接口技術(shù)(同時(shí)它們也是質(zhì)譜部分的離子源)。以MALDI作為接口技術(shù)存在下述問題。1、只能進(jìn)行離線聯(lián)用，即無(wú)法在進(jìn)行表面等離子體共振分析的同時(shí)利用質(zhì)譜檢測(cè)表面等離子體共振的分析溶液。目前無(wú)報(bào)道指出MALDI技術(shù)可以用于實(shí)時(shí)、直接地分析表面等離子體共振分析過程中的分析溶液，而只能待表面等離子體共振分析過程完成之后，收集分析溶液或者針對(duì)分析芯片進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)。2、操作過程復(fù)雜。MALDI分析所需要的基質(zhì)準(zhǔn)備、點(diǎn)樣等操作步驟均無(wú)法省略。采用ESI作為接口技術(shù)存在下述問題。1、雖然有時(shí)命名為在線聯(lián)用，但實(shí)際上仍不是實(shí)時(shí)、直接地實(shí)現(xiàn)，通常需要額外的富集、洗脫等步驟或設(shè)備。2、對(duì)樣品及溶液性質(zhì)有限制。ESI離子源無(wú)法耐受含有高濃度難揮發(fā)鹽的溶液，故對(duì)表面等離子體共振的分析體系有限制。綜上，目前尚無(wú)報(bào)道指出存在可以實(shí)現(xiàn)表面等離子體共振與質(zhì)譜實(shí)時(shí)直接聯(lián)用的技術(shù)或者接口裝置，即目前無(wú)報(bào)道能夠通過某種接口裝置，實(shí)現(xiàn)在同一次分析過程中，同時(shí)獲得表面等離子體共振的數(shù)據(jù)與分析溶液的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種表面等離子體共振與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的裝置及裝置的搭建和使用方法，在分析化學(xué)中實(shí)現(xiàn)表面等離子體共振技術(shù)與質(zhì)譜技術(shù)的實(shí)時(shí)、在線聯(lián)用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種表面等離子體共振與質(zhì)譜聯(lián)用裝置，包括DART離子源、質(zhì)譜儀、表面等離子體共振儀和噴霧針，其中DART離子源的出口朝向質(zhì)譜儀的入口，二者距離< 5cm ;DART離子源出口方向延長(zhǎng)線與質(zhì)譜儀入口方向延長(zhǎng)線位于同一平面，且這兩個(gè)方向共線，或其中一者偏離另一者方向正負(fù)45°以內(nèi)；表面等離子體共振儀的溶液出口通過管路與噴霧針入口連接，而噴霧針的出口位于DART離子源出口和質(zhì)譜儀入口之間，噴霧方向朝向DART離子源出口-質(zhì)譜儀入口連線；噴霧針出口與DART離子源出口-質(zhì)譜儀入口連線垂直距離為0?5cm，且噴霧針出口與質(zhì)譜儀入口的連線在質(zhì)譜儀入口方向延長(zhǎng)線上的投影長(zhǎng)度^ 4cm0
[0008]優(yōu)選的，所述DART離子源出口方向與質(zhì)譜儀入口方向共線，噴霧針的噴霧方向垂直于DART離子源出口-質(zhì)譜儀入口連線或偏離垂直方向正負(fù)45°以內(nèi)。
[0009]優(yōu)選的，所述噴霧針具有同軸雙層管路結(jié)構(gòu)，內(nèi)層管路用于溶液流通，外層用于霧化氣流通。噴霧針內(nèi)層入口連接表面等離子體共振儀的溶液出口，噴霧針外層入口與氣體源(例如氮?dú)怃撈?連接。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，DART離子源出口方向正對(duì)質(zhì)譜儀入口方向，二者相距2.0cm ;噴霧針豎直放置，噴霧方向延長(zhǎng)線交于DART離子源出口 -質(zhì)譜儀入口連線的正中間，噴霧針出口尖端與DART離子源出口 -質(zhì)譜儀入口連線的垂直距離為6mm。
[0011]本發(fā)明還提供了一種進(jìn)行表面等離子共振-質(zhì)譜聯(lián)用實(shí)驗(yàn)的方法，采用上述表面等離子體共振與質(zhì)譜聯(lián)用裝置，根據(jù)以下參數(shù)設(shè)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
[0012]表面等離子體共振分析溶液流速:彡2.0mL/min ；
[0013]DART離子源溫度設(shè)置:100°C?550 °C ；
[0014]DART離子源工作氣:氮?dú)?，氦氣，或氬氣?br>[0015]DART 離子源工作氣流速:0.05m3/h-0.40m3/h ；
[0016]噴霧針方向:指向DART離子源出口-質(zhì)譜儀入口連線，噴霧方向延長(zhǎng)線與DART離子源出口-質(zhì)譜儀入口連線垂直或偏離垂直正負(fù)45°以內(nèi)；
[0017]噴霧針霧化氣:空氣，氮?dú)?，氦氣，二氧化碳，或氬氣?br>[0018]噴霧針霧化氣壓力:30kPa?600kPa。
[0019]需注意，在具體的某一次實(shí)驗(yàn)過程中，以上參數(shù)實(shí)際取值為上述取值范圍中的某個(gè)具體值，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)體系進(jìn)行優(yōu)化確定。其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)和方法，例如表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)過程的參數(shù)方法、質(zhì)譜儀的參數(shù)方法，根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)體系確定，不作為本發(fā)明的組成部分。
[0020]本發(fā)明的裝置工作時(shí)，表面等離子體共振儀器的分析溶液經(jīng)過噴霧針霧化，進(jìn)而被DART離子源電離并被引入質(zhì)譜儀分析，可以在同一次分析中同時(shí)獲得表面等離子體共振數(shù)據(jù)和質(zhì)譜數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)表面等離子體共振技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的實(shí)時(shí)在線聯(lián)用，并且本發(fā)明對(duì)于分析溶液的含鹽量等條件無(wú)要求。
【附圖說明】
[0021]圖1:本發(fā)明的表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用裝置示意圖。
[0022]圖2:本發(fā)明的表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用裝置的局部照片，其中a為DART離子源和質(zhì)譜儀接口部分的整體照片，b為a圖接口部分放大后且處于噴霧狀態(tài)的照片。
[0023]圖3:本發(fā)明實(shí)施例中所使用噴霧針的結(jié)構(gòu)及主要儀器位置示意圖。
[0024]圖4:實(shí)施例1檢測(cè)人血清白蛋白-奎寧相互作用的表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用結(jié)果圖，其中a為表面等離子體共振結(jié)果山為質(zhì)譜總離子流強(qiáng)度圖；cSb第4分鐘左右的質(zhì)譜圖。
[0025]圖5:實(shí)施例2檢測(cè)人血清白蛋白-馬尿酸相互作用的表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用結(jié)果圖，其中a為表面等離子體共振結(jié)果山為質(zhì)譜總離子流強(qiáng)度圖第4分鐘左右的質(zhì)譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本申請(qǐng)的保護(hù)范圍不受這些實(shí)施例的具體條件的限制。
[0027]實(shí)施例1:采用本發(fā)明的裝置，進(jìn)行表面等離子體共振-質(zhì)譜聯(lián)用實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)人血清白蛋白-奎寧相互作用并實(shí)時(shí)進(jìn)行質(zhì)譜數(shù)據(jù)的采集。具體步驟如下。
[0028](1)表面等離子體共振檢測(cè)芯片的表面修飾。所使用的檢測(cè)芯片為鍍有金膜的透明玻璃片。將潔凈的檢測(cè)芯片安裝到表面等離子體共振儀器中后，依次將以下溶液以
0.2mL/min的流速流通芯片表面(鍍金面):A、4mmol/L 3-巰基丙酸水溶液，流通60min ;B、EDC 與 NHS 混合水溶液，其中 EDC(N-(3-(dimethylamino)propyl)-