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微型“Tornado”让电喷雾离子化质谱的性能更进一步

2017-07-05 10:09
潇纵
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将等效的微型Tornado添加到电喷雾离子化(ESI)电离源和质谱仪(MS)之间的界面,使研究人员能够提高广泛使用的ESI-MS分析技术的灵敏度和检测能力。蛋白质组学、代谢组学和脂质组学等领域都将从这项新技术中受益,这项新技术还能够为生物医学和健康应用提供服务,其范围包括从生物标志物检测和诊断到药物研发和分子医学。

微型“Tornado”让电喷雾离子化质谱的性能更进一步

该图表示了DRILL设备如何用精心设计的涡流将离子传输到质谱仪时的工作原理

被称为干离子定位和运动(DRILL)的新设备能够产生涡流,这种涡流可根据其尺寸分离电喷雾液滴。这种应用中,DRILL的许多潜在用途之一就是将较小的液滴引入质谱仪,而较大的液滴仍然含有溶剂,直到溶剂蒸发为止再进入质谱仪。去除溶剂可分析当前技术可能丢失的附加离子,并减少抑制质谱仪选择性的化学“噪声”。

佐治亚理工大学生物科学学院助理教授马修?托雷斯(Matthew Torres)表示:“用质谱技术检测少量生物分子的主要挑战是看不到样品中的所有东西。设备DRILL为我们提供了一种解决这个问题的新方法,这种方法可以增加进入质谱仪的离子数量,使我们可以更有效地检测这些离子。虽然现在更多的离子进入质谱仪,但有些离子质谱仪不一定可以处理。”

在北卡罗来纳州立大学的支持下,佐治亚理工学院的研究人员开发了一种新技术,这种新技术是将DRILL添加到现有的电喷雾质谱仪中,无需修改。

乔治亚理工学院Woodruff机械工程学院教授Andrei Fedorov解释说:“这种新技术的原理是让液滴旋转并使用惯性将其分离出来。 我们希望液滴旋转足够长的时间以除去溶剂。事实上,较小的液滴停留在涡流中心,在那里它们可以首先被去除并用于分析,而较大的液滴停留在涡流的边缘,直到它们被干燥为止。

DRILL的关键思想是基于Fedorov发明的“限制/聚焦涡流流量传输结构,质谱系统和传输粒子,液滴和离子的方法”(美国专利号7,595,487)。在过去三年中,DRILL设备已经在美国国立卫生研究院国家综合医学研究所的支持下开发,最新版本于6月14日在美国化学学会杂志“分析化学”上发表。

在电喷雾电离(ESI)中,电位被施加到毛细管内部的溶液中,在喷雾毛细管尖端产生强电场。这导致含有待分析分子的带电液滴的气溶胶的排出。喷射的液滴然后分解成更小的液滴,产生羽流,其空间上膨胀超过质谱仪的入口进气容量,导致样品损失。 DRILL设备提供了一个有效的接口,用于从电离源(如ESI)收集和传输带电分析物到检测设备(如质谱仪),从而显着提高检测能力。

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