微型“Tornado”讓電噴霧離子化質(zhì)譜的性能更進(jìn)一步
將等效的微型Tornado添加到電噴霧離子化（ESI）電離源和質(zhì)譜儀（MS）之間的界面，使研究人員能夠提高廣泛使用的ESI-MS分析技術(shù)的靈敏度和檢測(cè)能力。蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)等領(lǐng)域都將從這項(xiàng)新技術(shù)中受益，這項(xiàng)新技術(shù)還能夠?yàn)樯镝t(yī)學(xué)和健康應(yīng)用提供服務(wù)，其范圍包括從生物標(biāo)志物檢測(cè)和診斷到藥物研發(fā)和分子醫(yī)學(xué)。
該圖表示了DRILL設(shè)備如何用精心設(shè)計(jì)的渦流將離子傳輸?shù)劫|(zhì)譜儀時(shí)的工作原理
被稱為干離子定位和運(yùn)動(dòng)（DRILL）的新設(shè)備能夠產(chǎn)生渦流，這種渦流可根據(jù)其尺寸分離電噴霧液滴。這種應(yīng)用中，DRILL的許多潛在用途之一就是將較小的液滴引入質(zhì)譜儀，而較大的液滴仍然含有溶劑，直到溶劑蒸發(fā)為止再進(jìn)入質(zhì)譜儀。去除溶劑可分析當(dāng)前技術(shù)可能丟失的附加離子，并減少抑制質(zhì)譜儀選擇性的化學(xué)“噪聲”。
佐治亞理工大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院助理教授馬修？托雷斯（Matthew Torres）表示：“用質(zhì)譜技術(shù)檢測(cè)少量生物分子的主要挑戰(zhàn)是看不到樣品中的所有東西。設(shè)備DRILL為我們提供了一種解決這個(gè)問(wèn)題的新方法，這種方法可以增加進(jìn)入質(zhì)譜儀的離子數(shù)量，使我們可以更有效地檢測(cè)這些離子。雖然現(xiàn)在更多的離子進(jìn)入質(zhì)譜儀，但有些離子質(zhì)譜儀不一定可以處理。”
在北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的支持下，佐治亞理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)，這種新技術(shù)是將DRILL添加到現(xiàn)有的電噴霧質(zhì)譜儀中，無(wú)需修改。
喬治亞理工學(xué)院Woodruff機(jī)械工程學(xué)院教授Andrei Fedorov解釋說(shuō)：“這種新技術(shù)的原理是讓液滴旋轉(zhuǎn)并使用慣性將其分離出來(lái)。 我們希望液滴旋轉(zhuǎn)足夠長(zhǎng)的時(shí)間以除去溶劑。事實(shí)上，較小的液滴停留在渦流中心，在那里它們可以首先被去除并用于分析，而較大的液滴停留在渦流的邊緣，直到它們被干燥為止。
DRILL的關(guān)鍵思想是基于Fedorov發(fā)明的“限制/聚焦渦流流量傳輸結(jié)構(gòu)，質(zhì)譜系統(tǒng)和傳輸粒子，液滴和離子的方法”（美國(guó)專利號(hào)7，595，487）。在過(guò)去三年中，DRILL設(shè)備已經(jīng)在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院國(guó)家綜合醫(yī)學(xué)研究所的支持下開發(fā)，最新版本于6月14日在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志“分析化學(xué)”上發(fā)表。
在電噴霧電離（ESI）中，電位被施加到毛細(xì)管內(nèi)部的溶液中，在噴霧毛細(xì)管尖端產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)。這導(dǎo)致含有待分析分子的帶電液滴的氣溶膠的排出。噴射的液滴然后分解成更小的液滴，產(chǎn)生羽流，其空間上膨脹超過(guò)質(zhì)譜儀的入口進(jìn)氣容量，導(dǎo)致樣品損失。 DRILL設(shè)備提供了一個(gè)有效的接口，用于從電離源（如ESI）收集和傳輸帶電分析物到檢測(cè)設(shè)備（如質(zhì)譜儀），從而顯著提高檢測(cè)能力。
