专利名称：一种毛细管离子色谱质谱联用分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及分析化学技术领域，可广泛应用于生物能源研究、生命科学、食品科学、环境、石油化工等领域。
背景技术：
生物样品等复杂体系中大批水溶性组分的分析工作中，离子和极性化合物如有机酸，糖类化合物、核酸和氨基酸等组分利用传统的液相色谱质谱联用(LC-MS)方法分离较困难，且分离效果较差。一些离子和极性化合物如有机酸、糖类化合物、核酸和氨基酸在传统的反相柱上的分离比较困难，甚至会保留在色谱柱上。离子色谱分离效果比LC-MS更好，但对此类极性代谢物进行有效的鉴定时，现有的检测器仅用保留时间定性存在局限性。质谱是组分鉴定的有力工具，能够得到分子量、碎片离子等相关信息，使科学家可以从分子水 平上研究组分的性质，在进行定性及定量分析时具有较高的灵敏度。对于传统LC-MS检测困难的多种化合物，离子色谱结合质谱检测技术开辟了用离子色谱质谱联用(IC-MS)分析的发展方向。离子色谱对极性代谢物具有很好的分离选择性，结合组分鉴定的有力工具质谱，进行定性及定量分析时具有较高的分离选择性和灵敏度。有关离子色谱质谱联机已有报道应用于饮料、农业化学品、水污染物、糖类化合物的分析及代谢物分析。由于离子色谱常用的流动相是强碱或强酸，而质谱常用流动相一般为水和有机溶剂的混合液，因此离子色谱与质谱联机时流动相不兼容。为了克服上述问题，Kimd等尝试将一支抑制器置于离子色谱出口和质谱之间，并通过离子束接口将IC与MS联用，成功测定了芳族磺酸。但该技术仍存在一定的局限性一、现有的方法所用的离子色谱柱为聚合物基质的填充柱，直径为4mm或2mm，流速一般为为O. 5-1. Oml/min，直接进入质谱需要分流，对某些化合物的分离度不够高；二、流动相经过微膜抑制后，溶液转化为水，为保证溶剂完全快速的雾化，需加入易挥发的有机溶剂或离子化试剂，容易造成峰的展宽。如加入离子化试剂易造成质谱仪的污染；三、一般生物样品量较�。钟蠭C-MS技术检测所需样品量大，难以满足检测需求。
发明内容
本发明所用的色谱柱所要解决的技术问题是针对目前LCMS技术和离子色谱技术对有机酸、糖、醇等水溶性组分的鉴定分离效果差，而ICMS峰展宽及灵敏度不够的问题。利用微膜电解离子交换技术构建毛细管离子色谱与质谱联机分析系统，有效克服ICMS中流动相不兼容问题的同时，提高极性化合物(如有机酸、氨基酸、糖，醇等)的分离分析的灵敏度和分离度，特别能有效分离鉴定某些同分异质组分，且设备简单，易于工业化应用。一种毛细管离子色谱质谱联用分析系统，包括毛细管离子色谱仪和质谱仪，毛细管离子色谱仪和质谱仪通过电解离子交换装置连接；具体连接方式如下毛细管离子色谱仪的泵与淋洗液瓶连接，淋洗液瓶与切换阀之间连接有脱气盒，切换阀上连接定量环或捕集柱，切换阀上还连接保护柱，保护柱与色谱柱连接，色谱柱后连接电解离子交换装置，电解离子交换装置直接连接质谱仪；切换阀、保护柱、色谱柱、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接；所述色谱柱为毛细管填充柱或毛细管整体柱或允许流速为O. 001-0. 1mT,/mi η 微流柱。所述色谱柱优选毛细管整体柱。所述毛细管填充柱或毛细管整体柱的柱径为O. 2-1. Omm,毛细管内径为O. 05-0. 1mm，定量环容量为 O. 4_5ul。所述毛细管离子色谱仪的泵需能够精确控制流速O. 001-0. lmL/min。所述质谱仪可以是任何型号的质谱仪，包括电喷雾电离源、大气压化学电离源等。所述的电解离子交换装置为适合毛细管系统的微膜电解离子交换装置，可以是阴离子膜电解离子交换装置或阳离子膜电解离子交换装置，具体根据来自毛细管离子色谱仪的淋洗液酸碱性选择，当为酸性淋洗液时，选用阴离子膜电解离子交换装置；当为酸性淋洗 液时，选用阳离子膜电解离子交换装置。电解离子交换装置与质谱仪之间可以连接一件碳酸盐去除装置，以去除流动相中的C02及碳酸盐等。根据待测样品的性质，本发明系统可以采取四种连接方式I、毛细管离子色谱仪-阳离子膜电解离子交换装置-质谱仪毛细管离子色谱仪的泵与淋洗液瓶连接，淋洗液瓶与切换阀之间连接有脱气盒，切换阀上连接定量环或捕集柱，切换阀上还连接保护柱，保护柱与色谱柱连接，色谱柱后连接阳离子膜电解离子交换装置，阳离子膜电解离子交换装置直接连接质谱仪。切换阀、保护柱、色谱柱、阳离子膜电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。2、毛细管离子色谱仪-阴离子膜电解离子交换装置-质谱仪毛细管离子色谱仪的泵与淋洗液瓶连接，淋洗液瓶与切换阀之间连接有脱气盒，切换阀上连接定量环或捕集柱，切换阀上还连接保护柱，保护柱与色谱柱连接，色谱柱后连接阴离子膜电解离子交换装置，阴离子膜电解离子交换装置直接连接质谱仪。切换阀、保护柱、色谱柱、阴离子电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。3、毛细管离子色谱仪-阳离子膜电解离子交换装置和阴离子膜电解离子交换装置并联-质谱仪进样器与三通阀连接，三通阀还与切换阀I和切换阀2连接；毛细管离子色谱仪的泵I、泵2分别与碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶连接，碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分别连接到脱气盒I和脱气盒2，脱气盒I与切换阀I连接，切换阀I上连接定量环1，切换阀I上还连接阴离子色谱柱分析系统，阴离子色谱柱分析系统与阳离子膜电解离子交换装置连接，阳离子膜电解离子交换装置直接连接质谱仪I ;脱气盒2与切换阀2连接，切换阀2上连接定量环2，切换阀2还连接阳离子色谱柱分析系统，阳离子色谱柱分析系统与阴离子膜电解离子交换装置连接，阴离子膜电解离子交换装置直接连接质谱仪2 ;所述阳离子色谱柱分析系统由阳离子保护柱和阳离子色谱柱依次连接而成，所述阴离子色谱柱分析系统由阴离子保护柱和阴离子色谱柱依次连接而成。切换阀、色谱柱分析系统、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。本连接方式可以根据待测样品及淋洗液性质，通过三通阀切换选择使用阳离子色谱柱分析系统或阴离子色谱柱分析系统通路或同时使用。4、二维毛细管离子色谱仪-阳离子膜电解离子交换装置和阴离子膜电解离子交换装置并联-质谱仪
切换阀I连接定量环I、进样器、废液管、泵3、切换阀2。捕集柱和定量环2连接在切换阀2上。切换阀2上还连接阴离子色谱柱分析系统、脱气盒I、脱气盒2、阳离子色谱柱分析系统、废液管。泵I、泵2分别与碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶连接，碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分别连接到脱气盒I和脱气盒2，阴离子色谱柱分析系统与阳离子膜电解离子交换装置连接，阳离子色谱柱分析系统与阴离子膜电解离子交换装置连接，阳离子膜电解离子交换装置和阴离子膜电解离子交换装置分别连接质谱仪I和质谱仪2。切换阀、色谱柱分析系统、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。所述阳离子色谱柱分析系统由阳离子保护柱和阳离子色谱柱依次连接而成，所述阴离子色谱柱分析系统由阴离子保护柱和阴离子色谱柱依次连接而成。本连接方式可用于同时检测样品中阴离子和阳离子
坐寸ο本发明毛细管离子色谱与质谱联用分析系统的检测方法如下 本发明系统连接如图2所示泵将淋洗液以流速Vl输送入色谱柱前，经过除气盒脱气。泵连续的输出淋洗液，将定量环或捕集柱中的样品带入色谱柱分析系统，经过柱分离，流动相和被分离的单组分同时进入微膜电解离子交换装置。通过外接水或其他再生液以匹配的流速v2进入微膜电解离子交换装置另一入口，保证电极上产生离子的来源，再生液流出电解离子交换装置后，进入脱气盒脱气后排放。流动相中酸或碱在微膜电解离子交换装置中转换成水或挥发性酸后，随被分离的组分一同进入质谱仪。通过选择不同的扫描模式及质谱条件，能够得到组分的分子量和结构等定性信息，也可进行定量分析。所述的流速vl为 O. 001-0. lmL/min, v2 为 O. 001-0. 1mT,/miη ；毛细管管路的内径管I-管4为O. 05-0. Imm ；定量环容积0. 4-5ul ；微膜电解离子交换装置工作原理如图3和图4所示利用一个钼金电极电解水产生H+，以其作为维持带电的半渗透膜所必须的H+来源。当离子色谱仪的强碱性淋洗液如NaOH,Κ0Η,NaAC,NaCO3或酸性淋洗液如甲基磺酸、硫酸、盐酸、甲酸等进入装置，通过阳离子交换膜或阴离子交换膜上的离子交换反应将OH—转化为水。通过这种方式，淋洗液连续的转化为水的同时，膜一直带有电荷以便连续应用。经检测，上述经过离子交换技术转化后的水的电导率低于I. 0μ s. cm—1，能够达到质谱系统的要求，这说明离子交换技术可以实现毛细管离子色谱与质谱的在线连接。另外，被色谱柱分离的组分仍为自然的离子态或具有较高极性,不改变其原本性质，因此可以进入质谱检测。采用微膜电解离子交换装置的优点在于在Vl流速下不会导致色谱峰扩展，因而大大提高了检测的分离度及灵敏度。离子色谱与质谱联机相比传统的液相色谱质谱联机对水溶性代谢物特别是极性化合物有很好的分离选择性。利用原位聚合制得的毛细管整体色谱柱要比常规装填的离子色谱柱具有更好的多孔性和渗透性。即色谱柱中既有流动相的流通孔又有便于溶质进行传质的中孔(几十个纳米)因而可以对组分进行快速分离，节省时间，提高效率。使用毛细管离子色谱柱达到相同的分离效果，流速只需常规的分析型离子色谱柱所需流速的百分之一左右，减少了溶剂消耗量和污染排放量，节约了成本。采用毛细管色谱的优势在于其毛细管色谱柱的柱效大，稳定性好，提高了分离灵敏度，方法的精密度和准确度也得到很大提高。能够分离某些分析型离子色谱分不开的组分，如柠檬酸和异柠檬酸，木糖和甘露糖等。毛细管离子色谱与质谱联机对色谱峰的定性功能大大加强，且能分析色谱上分离不好的非同分异质组分。与现有技术比较，本发明的有益效果是I.本发明利用原位聚合制得的毛细管整体色谱柱要比常规装填的离子色谱柱具有更好的多孔性和渗透性。即色谱柱中既有流动相的流通孔又有便于溶质进行传质的中孔(几十个纳米)因而可以对组分进行快速分离，节省时间，提高效率。而且色谱柱的稳定性闻。2.本发明构建了一种新的分析平台，对极性较大的化合物的分离检测具有独特的选择性和检测灵敏度并能够解决制约传统方法分离鉴定复杂体系极性化合物的技术难题，极大提高了分离选择性和灵敏度，能高效分离同分异质体，本发明在生物能源研究领域开发了一项崭新的应用技术。
3.采用微膜电解离子交换装置串联电喷雾接口实现毛细管离子色谱与质谱联用，解决了与质谱接口和离子源流动相不兼容的问题和盐干扰问题。4.采用毛细管离子色谱，且用于连接的管路也为毛细管，电解后的淋洗液与被测样品可直接进入质谱仪，不需要分流。进入质谱仪前不需要另外添加易挥发的有机溶剂或离子化试剂，不会造成峰的展宽和质谱仪的污染。所需样品量少，对于难以得到的珍贵样品测定具有重要意义，特别适用于生物样品的检测。5.设备简单,易于工业化应用。
图I现有液相色谱与质谱联机示意2本发明毛细管离子色谱质谱联用系统示意3电解离子交换装置(阴离子)图4电解离子交换装置(阳离子)图5实施例I毛细管离子色谱质谱联机示意6现有分析型离子色谱质谱联用技术分析有机酸的谱7实施例I毛细管离子色谱质谱联用技术分析有机酸的谱8实施例2分析单糖的毛细管离子色谱质谱联机示意9现有技术分析型色谱柱系统与实施例2毛细管型色谱柱系统分离单糖的色谱10实施例3分析氨基酸和核苷的毛细管离子色谱质谱联机示意11实施例4同时分析阳离子和阴离子的毛细管离子色谱质谱联机示意12实施例5同时分析阳离子和阴离子的二维毛细管离子色谱质谱联机示意图
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明，但不限制本发明。实施例I仪器选用ICS_5000多功能色谱装置(美国thermo fisher scientific公司)。包括双泵(DP)�？�、检测器/色谱(DC)�？�、自动进样器(AS)�？�、淋洗液自动发生装置(EG)�？�、毛细管色谱(IC-cube)�？�、双泵�？橹邪桓龇治鲂捅茫桓雒腹苄捅茫渲玫绲技觳馄�。IC-cube�？榘桓銮谢环�(O. 4uL)、柱温箱、阳离子膜电解离子交换装置(ACES300)、除气盒(EG degasser)、碳酸盐去除装置(CRD)、毛细管离子色谱柱(IonSwift Max-IOOCapiIIary column O. 4mmX250mm)和保护柱(O. 4mmX50mm)。LTQ-XL离子肼型质谱仪(美国thermo fisher scientific公司)。系统连接如图5所示毛细管离子色谱仪的泵I与KOH淋洗液瓶连接，淋洗液瓶与脱气盒连接，脱气盒与切换阀连接，定量环连接在切换阀上，切换阀上连接进样器与废液管，切换阀上还连接保护柱，保护柱与毛细管离子色谱柱连接，毛细管离子色谱柱后连接阳离子膜电解离子交换装置，阳离子膜电解离子交换装置连接碳酸盐去除装置、碳酸盐去除装置连接质谱仪。切换阀、色谱柱分析系统、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。毛细管管路的内径为O. 05mm,定量环容积为O. 4ul。泵I将超纯水以O. 012mL/min流速泵入淋洗液自动发生装置EG，连续输出初始浓度为4mM的Κ0Η，经过除气盒脱气。淋洗液将定量环中的样品带入毛细管离子色谱柱分 析系统，经过柱分离，流动相和被分离的单组分同时进入微膜电解离子交换装置。外接水以O. 02mL/min的流速进入微膜电解离子交换装置另一入口，保证电极上产生离子的来源。流动相中碱在微膜电解离子交换装置中转换成水后，进入CRD除去碳酸盐，随被分离的组分一同进入质谱仪。通过选择不同的扫描模式及质谱条件，得到组分的分子量等定性信息，也可进行定量分析。所用淋洗液洗脱的梯度条件为0min, I. OmM ；8min, I. OmM ；30min,35. OmM ；40min, 80. OmM ；42min, 80. OmM ；43min, 4. OmM ；45min, 4. OmM0 质谱条件为负离子全扫描模式下，电压为3. OkV。 分析样品为有机酸标准品混合物。如表I所示，有机酸如富马酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸等在传统的液相色谱柱C18上不保留，3分钟内共洗脱。在亲水色谱HILIC柱分离不理想，峰很宽。在阴离子交换色谱上能基线分离，色谱峰尖锐。说明离子色谱分离有机酸的分离度更高。图6所示，为现有分析型离子色谱和质谱联用，分析有机酸所得总离子流图，与本发明所用毛细管离子色谱质谱联机所得总离子流图(图7)相比，峰型较差，部分组分拖尾严重。本发明实施例I所得谱图峰形尖锐，质谱响应灵敏度高。如现有技术分离同分异构体柠檬酸和异柠檬酸，分离度明显小于本发明。表I实施例I与现有分析型离子色谱质谱联用技术分离有机酸的结果比较表
13 I离子柱保留时间/min I反相C18柱上保留行为~|HILIC柱保留行为
丙二酸16. 47 (尖峰)2. 5min前共洗脱峰展宽
丙酮酸8. 19 (尖峰)2. 5min前共洗脱峰展宽
D-葡萄糖酸 6.81(尖峰)2. 5min前共洗脱^
玻珀酸17. 11 (尖峰)峰展宽
R-乳酸7.28(尖峰)2. 5min前共洗脱峰展宽S-苹果酸|16.6(尖峰)|2. 5min前共洗脱
柠檬酸盐24. 2 (尖峰)2. 5min前共洗脱峰展宽
马来酸16.65 (尖峰)2. 5min前共洗脱^实施例2仪器选用ICS_5000多功能色谱装置(美国thermo fisher scientific公司)。包括双泵(DP)模块、检测器/色谱(DC)�？�、自动进样器(AS)�？�、淋洗液自动发生装 置(EG)�？�、毛细管色谱(IC-cube)�？�、双泵�？橹邪桓龇治鲂捅茫桓雒腹苄捅茫渲玫绲技觳馄鳌C-cube模块包含一个切换阀(O. 4uL)、柱温箱、阳离子膜电解离子交换装置(ACES300)、除气盒(EG degasser)碳酸盐去除装置(CRD)、毛细管离子色谱柱(CarboPacPA20CapillarycoIumn O. 4mmX 250mm)和保护柱(O. 4mmX50mm)。LTQ-XL 离子餅型质谱仪(美国 thermo fisherscientific 公司)。系统连接如图8所示毛细管离子色谱仪的泵I与KOH淋洗液瓶连接，淋洗液瓶与脱气盒连接，脱气盒与切换阀连接，定量环连接在切换阀上，切换阀上连接进样器与废液管，切换阀上还连接保护柱，保护柱与毛细管离子色谱柱连接，毛细管离子色谱柱后连接阳离子膜电解离子交换装置，阳离子膜电解离子交换装置连接碳酸盐去除装置、碳酸盐去除装置连接质谱仪。切换阀、色谱柱分析系统、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。毛细管管路的内径为O. Imm,定量环容积为5ul。泵I将超纯水以O. OlOmL/min流速泵入淋洗液自动发生装置EG，连续输出初始浓度为IOmM的Κ0Η，经过除气盒脱气。淋洗液将定量环中的样品带入毛细管离子色谱柱分析系统，经过柱分离，流动相和被分离的单组分同时进入微膜电解离子交换装置。外接水以0.018mL/min的流速进入微膜电解离子交换装置另一入口，保证电极上产生离子的来源。流动相中碱在微膜电解离子交换装置中转换成水后，进入CRD除去碳酸盐，随被分离的组分一同进入质谱仪。通过选择不同的扫描模式及质谱条件，得到组分的分子量等定性信息，也可进行定量分析。所用淋洗液洗脱的梯度条件为0min, 10. OmM ；12min, 10. OmM ；12. lmin,50. OmM ； 15min, 50. OmM ； 15. lmin, 10. OmM ；20min, 10. OmM。质谱条件为正离子全扫描模式下，电压为4. OkV。分析样品为单糖标准品混合物。图9所示为单糖混合标准品在分析型的阴离子交换色谱柱和实施例2所用方法的分离结果比较。可知使用现有技术分离，木糖和甘露糖存在严重干扰，存在共洗脱现象。而本发明实施例2分离相同单糖混合物标准品，实现了很好的分离，葡萄糖、木糖和甘露糖等组分峰形尖锐。实施例3仪器选用ICS_5000多功能色谱装置(美国thermo fisher scientific公司)。包括双泵(DP)模块、检测器/色谱(DC)�？�、自动进样器(AS)�？�、淋洗液自动发生装置(EG)模块、毛细管色谱(IC-cube)�？椤⑺媚？橹邪桓龇治鲂捅茫桓雒腹苄捅茫渲玫绲技觳馄�。IC-cube�？榘桓銮谢环�(0.4uL)、柱温箱、阴离子膜电解离子交换装置(CCES300)、除气盒(EG degasser)、毛细管阳离子离子色谱柱(Cation exchangeCapillary column)。三重四极杆质谱仪(AB公司)。系统连接如图10所示毛细管离子色谱仪的泵与酸性淋洗液瓶连接，淋洗液瓶与脱气盒连接，脱气盒与切换阀连接，定量环连接在切换阀上，切换阀上连接进样器与废液管，切换阀上还连接保护柱，保护柱与毛细管离子色谱柱连接，毛细管离子色谱柱后连接阴离子膜电解离子交换装置，阴离子膜电解离子交换装置直接连接质谱仪。切换阀、色谱柱分析系统、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。毛细管管路的内径为O. 06mm，定量环容积为Iul。5mM酸性淋洗液以流速为O. 05mL/min，将定量环中的样品带入毛细管离子色谱柱分析系统，经过柱分离，流动相和被分离的单组分同时进入微膜电解离子交换装置。外接水以O. 07mL/min的流速进入微膜电解离子交换装置另一入口，保证电极上产生离子的来源。流动相中酸在微膜电解离子交换装置中转换成水后，随被分离的组分一同进入质谱仪。通过选择不同的扫描模式及质谱条件，得到组分的分子量等定性信息，也可进行定量分析。质 谱条件为正离子全扫描模式下，电压为4. OkV。实施例4仪器选用ICS_5000多功能色谱装置(美国thermo fisher scientific公司)。包括双泵(DP)�？�、检测器/色谱(DC)�？�(包含一个三通阀)、自动进样器(AS)�？�、淋洗液自动发生装置(EG)�？�、两个毛细管色谱(IC-cube)模块、双泵�？橹邪礁雒腹苄捅茫渲玫绲技觳馄�。IC-cube�？榘桓銮谢环�(O. 4uL)、柱温箱、阴离子膜电解离子交换装置(CCES300)、阳离子膜电解离子交换装置(ACES300)、两个除气盒(EG degasser)、阳离子毛细管离子色谱柱和保护柱、阳离子毛细管离子色谱柱和保护柱、三重四极杆质谱仪(AB公司)。系统连接如图11所示进样器与三通阀连接，三通阀还与切换阀I和切换阀2连接。毛细管离子色谱仪的泵I、泵2分别与碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶连接，碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分别连接到脱气盒I和脱气盒2，脱气盒I与切换阀I连接，切换阀I上连接定量环1，切换阀I上还连接阴离子毛细管色谱柱分析系统，阴离子毛细管色谱柱分析系统与阳离子膜电解离子交换装置连接，阳离子膜电解离子交换装置连接碳酸盐去除装置，碳酸盐去除装置连接质谱仪I。脱气盒2与切换阀2连接，切换阀2上连接定量环2，切换阀2还连接阳离子毛细管色谱柱分析系统，阳离子毛细管色谱柱分析系统与阴离子膜电解离子交换装置连接，阴离子膜电解离子交换装置直接连接质谱仪2。切换阀、色谱柱分析系统、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。毛细管管路的内径为O. 07mm，定量环容积为2ul。进样器进样，通过三通阀选择通道，或通过三通同时将样品装满切换阀I的定量环I和切换阀2的定量环2。泵I和泵2分别以流速O. O lmL/min将定量环中的样品带入阴离子和阳离子毛细管离子色谱柱分析系统，经过柱分离，流动相和被分离的单组分分别进入微膜电解离子交换装置，外接水以O. 02mL/min的流速进入微膜电解离子交换装置另一入口，保证电极上产生离子的来源。流动相中碱和酸分别在微膜电解离子交换装置中转换成水后，随被分离的组分一同进入质谱仪。通过选择不同的扫描模式及质谱条件，得到组分的分子量等定性信息，也可进行定量分析。
实施例5仪器选用ICS_5000多功能色谱装置(美国thermo fisher scientific公司)。包括双泵(DP)�？�、检测器/色谱(DC)�？�(包含一个十通阀)、自动进样器(AS)�？�、淋洗液自动发生装置(EG)模块、两个毛细管色谱(IC-cube)�？�、双泵�？橹邪礁雒腹苄捅茫渲玫绲技觳馄�。IC-cube模块包含一个切换阀(O. 4uL)、柱温箱、阴离子膜电解离子交换装置(CCES300)、阳离子膜电解离子交换装置(ACES300)、两个除气盒(EG degasser)、捕集柱、阳离子毛细管离子色谱柱和保护柱、阳离子毛细管离子色谱柱和保护柱。外置一个微流泵。三重四极杆质谱仪(AB公司)。系统连接方式如图12所示切换阀I连接定量环I、进样器、废液管、泵3、切换阀2。捕集柱固定在切换阀2的位③和位⑩，定量环2固定在切换阀2的位⑦和位④。切换阀2的位①、位②、位⑤、位⑥、位⑧、位⑨分别与阳离子毛细管色谱柱分析系统、脱气盒2、脱气盒I、阴离子毛细管色谱柱分析系统、废液管、切换阀I连接。泵I、泵2分别与碱性淋洗 液瓶和酸性淋洗液瓶连接，碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分别连接到脱气盒I和脱气盒2，阴离子毛细管色谱柱分析系统与阳离子膜电解离子交换装置连接，阳离子膜电解离子交换装置连接碳酸盐去除装置，碳酸盐去除装置连接质谱仪I ;阳离子毛细管色谱柱分析系统与阴离子膜电解离子交换装置连接，阴离子膜电解离子交换装置连接质谱仪2。切换阀、色谱柱分析系统、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接。毛细管管路的内径为O. 08_，定量环容积为3ul。本连接方式可用于同时检测样品中阴离子和阳离子等。进样器进样，泵3将样品送入捕集柱，样品中的阳离子被保留，不保留的阴离子被截留在定量环2中，切换阀2切换后，泵I以流速O. OlmL/min泵出淋洗液，将捕集柱上的阳离子洗脱到阳离子毛细管离子色谱柱分析系统，泵2以流速O. OlmL/min泵出水，通过淋洗液自动发生器产生一定浓度的淋洗液，将定量环2中的阴离子带入阴离子毛细管离子色谱柱分析系统，经过柱分离，流动相和被分离的单组分分别进入微膜电解离子交换装置，外接水以O. 02mL/min的流速进入微膜电解离子交换装置另一入口，保证电极上产生离子的来源。流动相中碱和酸分别在微膜电解离子交换装置中转换成水后，随被分离的组分一同进入质谱仪。通过选择不同的扫描模式及质谱条件，得到组分的分子量等定性信息，也可进行定量分析。
权利要求
1.一种毛细管离子色谱质谱联用分析系统，包括毛细管离子色谱仪和质谱仪，其特征在于毛细管离子色谱仪和质谱仪通过电解离子交换装置连接；具体连接方式如下毛细管离子色谱仪的泵与淋洗液瓶连接，淋洗液瓶与切换阀之间连接有脱气盒，切换阀上连接定量环或捕集柱，切换阀上还连接保护柱，保护柱与色谱柱连接，色谱柱后连接电解离子交换装置，电解离子交换装置直接连接质谱仪；切换阀、保护柱、色谱柱、电解离子交换装置、质谱仪之间均采用毛细管进行连接；所述色谱柱为毛细管填充柱或毛细管整体柱或允许流速为 0. 001-0. lmL/min 微流柱。
2.根据权利要求I所述的毛细管离子色谱质谱联用分析系统，其特征在于所述毛细管填充柱或毛细管整体柱的柱径为0. 2-1. Omm,毛细管内径为0. 05-0. Imm,定量环容量为.0.4_5ul。
3.根据权利要求I所述的毛细管离子色谱质谱联用分析系统，其特征在于所述毛细管离子色谱仪的泵控制流速为0. 001-0. lmL/min。
4.根据权利要求I所述的毛细管离子色谱质谱联用分析系统，其特征在于所述的电解离子交换装置为微膜电解离子交换装置。
5.根据权利要求4所述的毛细管离子色谱质谱联用分析系统，其特征在于所述的电解离子交换装置为阴离子膜电解离子交换装置或阳离子膜电解离子交换装置。
6.根据权利要求1-5所述的毛细管离子色谱质谱联用分析系统，其特征在于所述电解离子交换装置与质谱仪之间连接一件碳酸盐去除装置。
7.根据权利要求1-5任一项所述的毛细管离子色谱质谱联用分析系统，其特征在于具体连接方式为进样器与三通阀连接，三通阀还与切换阀I和切换阀2连接；毛细管离子色谱仪的泵I、泵2分别与碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶连接，碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分别连接到脱气盒I和脱气盒2，脱气盒I与切换阀I连接，切换阀I上连接定量环1，切换阀I上还连接阴离子色谱柱分析系统，阴离子色谱柱分析系统与阳离子膜电解离子交换装置连接，阳离子膜电解离子交换装置直接连接质谱仪I ;脱气盒2与切换阀2连接，切换阀2上连接定量环2，切换阀2还连接阳离子色谱柱分析系统，阳离子色谱柱分析系统与阴离子膜电解离子交换装置连接，阴离子膜电解离子交换装置直接连接质谱仪2 ;所述阳离子色谱柱分析系统由阳离子保护柱和阳离子色谱柱依次连接而成，所述阴离子色谱柱分析系统由阴离子保护柱和阴离子色谱柱依次连接而成。
8.根据权利要求1-5任一项所述的毛细管离子色谱质谱联用分析系统，其特征在于具体连接方式为切换阀I连接定量环I、进样器、废液管、泵3、切换阀2 ;捕集柱和定量环2连接在切换阀2上，切换阀2上还连接阴离子色谱柱分析系统、脱气盒I、脱气盒2、阳离子色谱柱分析系统、废液管；泵I、泵2分别与碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶连接，碱性淋洗液瓶和酸性淋洗液瓶分别连接到脱气盒I和脱气盒2，阴离子色谱柱分析系统与阳离子膜电解离子交换装置连接，阳离子色谱柱分析系统与阴离子膜电解离子交换装置连接，阳离子膜电解离子交换装置和阴离子膜电解离子交换装置分别连接质谱仪I和质谱仪2 ;所述阳离子色谱柱分析系统由阳离子保护柱和阳离子色谱柱依次连接而成，所述阴离子色谱柱分析系统由阴离子保护柱和阴离子色谱柱依次连接而成。
9.一种如权利要求1-5任一项所述毛细管离子色谱质谱联用分析系统的检测方法，其特征在于步骤如下泵将淋洗液以流速Vl输送入色谱柱前，经过除气盒脱气；泵连续的输出淋洗液，将定量环或捕集柱中的样品带入毛细管离子色谱柱分析系统，经过柱分离，流动相和被分离的单组分同时进入微膜电解离子交换装置；通过外接水或其他再生液以匹配的流速v2进入微膜电解离子交换装置另一入口，保证电极上产生离子的来源；流动相中酸或碱在微膜电解离子交换装置中转换成水或挥发性酸后，随被分离的组分一同进入质谱仪；通过选择不同的扫描模式及质谱条件，对组分进行定性及定量分析。
10.根据权利要求9所述的毛细管离子色谱质谱联用分析系统的检测方法，其特征在于所述的流速vl 为 0. 001-0. lmL/min, v2 为 0. 001-0. lmL/min。
全文摘要
本发明涉及一种毛细管离子色谱与质谱联用的系统，为解决离子色谱与质谱联用时流动相不兼容，及对某些极性化合物分析检测的灵敏度和分离度较低的问题。通过在毛细管离子色谱与质谱之间增设一个阳离子膜电解装置或阴离子膜电解装置，将来自离子色谱仪的酸性或碱性淋洗液转换成水，从而可以直接进入质谱仪。定量环或捕集柱、毛细管色谱柱、电解离子交换装置、质谱之间均采用毛细管进行连接，毛细管内径为0.05-0.1mm。本发明的色质联用系统，不仅有效解决了离子色谱与质谱间联用所存在的流动相不兼容和盐干扰的问题，对极性化合物有较高的选择度和灵敏度，更能高效分离同分异质体，本系统设备和操作简单，所需样品量少，易于工业化应用。
文档编号G01N30/60GK102967680SQ201210488629
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者法芸, 高峻, 杨孟龙, 白罚利, 杜鹃, 郑岳, 观文娜, 杨海燕 申请人:中国科学院青岛生物能源与过程研究所
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