《基於三維聚焦技術的微流控晶片-NANO電噴霧質譜新方法》是依託華中師範大學，由熊博擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於三維聚焦技術的微流控晶片-NANO電噴霧質譜新方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：熊博
- 依託單位：華中師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著微流控晶片-NANO電噴霧質譜方法受到越來越多的關注，如何抑制錐形電噴霧急劇擴散所導致的進樣損耗成為頗具實際意義的問題。現有研究側重於製備各種噴霧口以縮小整體電噴霧。基於這種思路進行晶片製作，難度明顯增大。本研究從控制總液流中的樣品分布入手，調控錐形電噴霧中的待測物分布，使樣品儘可能多的進入質譜。基於此思路，既可降低晶片製作難度，又能在加入揮發性溶劑以穩定電噴霧的同時，對樣品液流進行三維聚焦控制，進而抑制進樣損耗以提升靈敏度。本研究擬在最佳化水平方向和垂直方向二維聚焦晶片的基礎上，製備三維聚焦晶片，並基於該晶片對樣品微液流進行三維聚焦控制和電噴霧電離，以實現晶片和質譜的線上串聯，從而建立基於三維聚焦技術的微流控晶片-NANO電噴霧質譜高靈敏度分析新方法。最後，將該方法套用於檢測磷酸化多肽並評價其檢測限。通過本課題的研究，以期為基於晶片平台對樣品中的痕量組分進行線上結構定性打下良好的基礎。
結題摘要
為應對晶片-電噴霧質譜方法中電噴霧急劇擴散引致進樣損耗的問題，本課題通過控制液流中的樣品分布調控電噴霧中的待測物分布，以達到提升信噪比和拓寬分析方法適用範圍的目標。主要研究內容如下： 1. 本部分研究通過對樣品進行三維聚焦，將樣品微流聚焦至整體液流剖面中心區域，從而實現對樣品離子擴散的抑制，並製備了一種NANO電噴霧接口晶片。包裹型電噴霧沉積圖案有效證明了聚焦液對樣品液的包裹。相關數據表明該納噴接口晶片可以達到抑制進樣損耗的目標，且其可適用於對具有更寬流速（從 10 nL/min 到 15 μL/min）和極性範圍（從 100%甲醇到100% 水）的待測液流的電噴霧電離。 2. 在前述工作基礎上，我們通過對待測離子進行質荷比校準，進而建立一種高精度的線上校準型微流控晶片-質譜檢測方法。電噴霧垂直剖面上的待測離子、參比離子及其相應強度比相關數據支持標準參比離子和待測離子之間存在預想的包裹構型。基於該電噴霧晶片實現了對各類待測物的高精度質譜檢測，結果表明所建立之方法對十種有機化合物（0.2 ppm和4.5 ppm之間）和四種生物大分子（5.2 ppm和9.2 ppm之間）的精度誤差相較於進行質量校準之前明顯降低。 3. 我們還在前述工作的基礎上引入模組化概念，構建了一種包含有富集、分離和線上電噴霧檢測三種功能模組的微流控分析檢測平台。定量檢測結果表明該平台富集脫鹽和線上分離的效率達到預期。該模組化微流控晶片分析平台被用於檢測棉鈴蟲排泄物中的啶蟲丙醚農藥及其代謝產物及多肽（酪蛋白酶解）溶液，相關結果支持該檢測平台的可靠性。 4. 電噴霧過程一般伴隨著待測物的快速擴散，如能對兩個電噴霧錐重疊區域進行質譜檢測，則有望實現對較快反應過程中不同時間狀態的表征。因此，我們通過在包含兩個薄膜電噴霧錐的晶片上集成線上稀釋和電噴霧功能，建立了一種基於該晶片和飛行時間質譜的酶促反應動力學監控分析方法。此外，我們正在探索一種基於微流控三維聚焦的雙噴霧微界面反應的質譜監控方法，意圖探索對更快反應的中間狀態監控。 5. 本小組還將3D列印技術引入到晶片和納噴電離源的製作中，構建了具有並聯結構的線上螢光、紫外和飛行時間質譜檢測裝置，建立了鱗翅目害蟲排泄物中的啶蟲丙醚及其代謝物的分析方法，並探索了基於高分辨質譜的農藥與生物大分子相互作用的分析方法。這些工作將為後續研究奠定相應的研究基礎。
