微流控芯片具有耗样量少的特点,在其上可集成各种样品操作(如混合、过滤、分离等),在蛋白质组学、单细胞分析等研究领域有着广泛的运用。质谱灵敏度高、定性能力强,特别适合用于微流控芯片的检测,因而相关芯片-质谱联用方法在基础研究中受到了广泛的关注。在所有离子源中,电喷雾离子源可实现对液态样品的离子化,且可在大气压条件下进行操作(无需真空),因而运用相对广泛。常规的ESI离子源只能对较大流速液流实现离子化,无法实现对纳升级液流的分析检测。现有提高样品利用率的研究大多侧重于制备小尺寸喷雾口,但是此类接口大多数难以制作且重现性不好。有鉴于此,本研究基于微流控三维聚焦技术对电喷雾泰勒锥中样品离子分布的调控,达到抑制电喷雾进样损耗的目的。此外,通过在芯片中集成标准参比质量校准离子,达到提高检测方法分辨率的目标,最终建立一种可实现纳升级液流的高分辨率微流控芯片-ESI-MS方法。本实验主要研究如下:1.本研究通过对芯片的合理设计,基于聚焦液对样品进行三维聚焦,将样品微流聚焦至整体液流剖面中心区域,从而实现对泰勒锥电喷雾中样品离子扩散的抑制。本研究还使用该三维聚焦ESI源对实际样品罗丹明B和利血平进行了质谱检测,实验表明该三维聚焦芯片的确可以达到降低样品消耗的目的。2.为基于前述的三维聚焦芯片实现质谱检测的高分辨率,我们将高分辨质谱的参比溶液充当实验中的水平和垂直聚焦液,并在溶液周围刻蚀氮气尾吹通道,提升样品的雾化强度,进而实现对待测样品的高分辨率检测。通过芯片ESI源对实际样品罗丹明B和利血平的质谱检测,表明在样品喷雾中加入高分辨质谱参比溶液喷雾的确可以达到高分辨的目的。3.由于本研究采用聚二甲基硅氧烷作为制备芯片的材料,在提高芯片雾化强度以后,芯片内的寡聚单体对样品检测影响也大幅度提高。实验通过在芯片内部涂渍十八烷基三氯硅烷,将芯片内的寡聚单体与流经通道的有机溶剂分开,实现了降低由于芯片表面寡聚单体对芯片-质谱联用检测信号的干扰。综上所述,本研究建立了一种基于三维聚焦技术的微流控芯片-NANO-ESI-MS联用方法,该方法具有检测分辨率高、适配样品流速低的优势,可为后续基于芯片平台对样品中微量组分在线结构分析打下良好的基础。