高效毛細管電泳色譜儀(CE)是以毛細管為分離通道,以高壓直流電場為驅(qū)動力,利用荷電粒子之間的淌度差異和分配系數(shù)差異進行分離,具有高效、分辨率高、重復(fù)性好、速度快和易于自動化等優(yōu)點。質(zhì)譜儀(MS)是通過對樣品離子的質(zhì)量和強度的測定進行定量和結(jié)構(gòu)分析,具有靈敏度高和速度快等優(yōu)點。CE與MS聯(lián)用綜合了兩者的優(yōu)點,是分析生物大分子的有力工具。在CE-MS聯(lián)用中,毛細管區(qū)帶電泳最為常用,其它如毛細管凝膠電泳、毛細管膠束電動色譜、毛細管等電聚焦電泳和毛細管等速電泳等應(yīng)用較少。電子噴霧離子化(ESI)可用于檢測多種高質(zhì)量的帶電分子,從CE分離出來的分子經(jīng)過接口可直接進入MS,是MS首選的離子源。
CE-ESI-MS接口的目標(biāo)是獲得穩(wěn)定的霧流和高效的離子化,是影響整個檢測的關(guān)鍵因素之一。由于CE需要較高離子強度和揮發(fā)性低的緩沖液,而ESI需要較低鹽濃度才能獲得好的霧化和離子化。因此,接口技術(shù)必須優(yōu)化,以盡可能提供好的電子接觸,盡量減少對CE分離效率的影響。此外,每一種接口應(yīng)選擇相應(yīng)的緩沖液。CE-ESI-MS接口有同軸液體鞘流接口、無鞘接口和液體連接接口三種類型。
一、同軸液體鞘流接口:
同軸液體鞘流接口是連接CE與ESI-MS最常見的接口。
1、結(jié)構(gòu):
在CE毛細管末端外套一個同心不銹鋼毛細管套,內(nèi)充鞘液。在此不銹鋼套外再套一個同心不銹鋼套,內(nèi)通鞘氣。鞘液和CE緩沖液在毛細管的尖端混合,同時被鞘氣霧化。鞘液流量通常為每分鐘數(shù)納升至數(shù)微升,顯著高于CE的流速。由于鞘液的稀釋作用,使霧流穩(wěn)定性得到改善。理想的鞘液緩沖液的鹽濃度應(yīng)在高分離(高鹽濃度)和高霧化(低鹽濃度)之間進行優(yōu)化。由于鞘液在霧化過程中完全蒸發(fā),鞘液的稀釋作用并不顯著降低檢測靈敏度,但混合液體的體積應(yīng)盡可能小,以避免譜帶展寬。
2、特點:
由于鞘液對CE流出物的稀釋作用而降低檢測靈敏度,鞘液的成分和濃度對CE分離均有影響。
二、無鞘接口:
1、結(jié)構(gòu):
將CE毛細管末端做成尖細狀,以獲得穩(wěn)定的電子霧化。
在CE毛細管末端外套一個同心毛細管套,內(nèi)通鞘氣。此接口的難點是不易同時保持CE和ESI的電路循環(huán),為此,在毛細管末端粘上金絲或鍍一層金,但金的粘著力差,易被機械的和電子的原因除去。
2、特點:
接口性能差且壽命短。
三、液體連接接口:
1、結(jié)構(gòu):
將CE毛細管末端與一個直徑為10~20μm的槽垂直相連,槽內(nèi)充有CE緩沖液。與毛細管末端相對的槽的另一端接上ESI。
2、特點:
可通過任意調(diào)節(jié)槽內(nèi)液體流速以改善ESI效果,而這通常是以譜帶展寬和分離效能降低為代價取得的。
此接口技術(shù)難度較大,現(xiàn)僅用于芯片CE與MS聯(lián)用中。
CE-MS聯(lián)用大大拓寬了CE和MS的應(yīng)用領(lǐng)域,但CE固有的缺陷并未克服。在DNA分離時,極高的電場強度容易使較長的DNA發(fā)生伸展改變呈棒狀,而降低分離效果。現(xiàn)有的接口類型都有不同程度的缺陷,隨著接口技術(shù)的不斷改進、芯片CE與MS聯(lián)用技術(shù)的完善和新濃縮技術(shù)(如分子印跡)的應(yīng)用,CE-MS在蛋白質(zhì)組學(xué)、化學(xué)藥物研究和臨床實驗診斷等領(lǐng)域已顯示了廣闊的前景,正成為分析工作者的重要工具之一。
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