一种整体电极液相离子富集分离芯片及其检测装置

本技术涉及质谱检测，尤其是涉及一种整体电极液相离子富集分离芯片及其检测装置。

背景技术：

1、质谱技术具有灵敏度高、分析速度快和检测限低等优点，特别适用于痕量物质的检测。为了更准确的测量目标物，通常需要对样品进行前处理或者在线处理，以提升被检测时的浓度。

2、目前已经开发了一些用于液相目标物的富集分离装置，但现有的技术方案仍存在分离装置复杂、组装繁琐的不足。

技术实现思路

1、为了克服上述技术不足，本实用新型的技术目的是提供一种具有结构简单且成本低廉的整体电极液相离子富集分离芯片。

2、本实用新型的另一目的是提供一种包含所述整体电极液相离子富集分离芯片的检测装置。

3、为实现上述目的，本实用新型提供了一种整体电极液相离子富集分离芯片，包括基板、整体电极、两个毛细管，所述基板上设置有承载所述整体电极和所述两个毛细管的凹槽，所述整体电极内设有贯穿的通道，所述通道的两端分别与所述两个毛细管相连，所述整体电极和所述两个毛细管内嵌于所述基板上。

4、其中，所述整体电极为规则或不规则的截面可渐变的立体结构，优选为规则的截面可渐变的立体结构，最小和最大横截面面积比为1:2-40，优选为1:4-30。所述整体电极优选为喇叭状、圆台状、楔形状或者截面锯齿状的结构，也可以根据需要设计成其他形状。

5、所述整体电极横向两端设有可调节的直流电压，控制范围可根据整体电极的电阻和提供直流高压的电源的电流耐受上限；范围在0-5000v，优选为50-4000v。在整体电极中形成与内部通道液体流动方向相同或相反的线性变化的电场，用于调节电场强度和液体流速实现不同样品在内部通道中的富集和分离。

6、所述两个毛细管中的毛细管一的一端与所述整体电极的通道入口相连，另一端与样品进样装置相连。

7、所述两个毛细管中的毛细管二的一端与所述整体电极的通道出口相连，另一端与样品检测装置相连。

8、所述毛细管采用石英毛细管、融硅毛细管、peek管、塑料毛细管、橡胶毛细管或石英毛细管嵌套的peek管。

9、所述基板可承载整体电极和毛细管，可采用亚克力材质、玻璃材质、peek材质或是pdms材质。

10、所述整体电极为单一导电材料或是混合导电材料，比如石墨片、不锈钢片或是其他导电材料。

11、所述整体电极液相离子富集分离芯片还包括进样阀，所述进样阀与所述毛细管一相连，通过所述进样阀与样品进样装置相连，所述进样阀内还可设置对样品体积精确控制的定量环。

12、为了方便不同样品进样，所述进样阀为多通阀，优选为六通阀。

13、本实用新型还提供一种富集分离检测装置，其包含进样装置、用于注入缓冲液的注射泵、所述整体电极液相离子富集分离芯片、高压直流电源和检测装置。

14、所述进样装置可以为进样泵或进样针。

15、所述检测装置可以为以电喷雾质谱或基质辅助激光解吸质谱例的质谱检测装置，也可以为紫外检测器和荧光检测器为例的光学检测器，还可以为电位检测器或电导检测器为例的电化学检测器。

16、本实用新型所述整体电极液相离子富集分离芯片的使用方法，其包括如下步骤：

17、1)通过进样装置将缓冲液注入所述毛细管一内并持续第一时间段；

18、2)然后以预设的进样流速注入样品溶液至所述毛细管一并持续第二时间段；

19、3)再将所述缓冲液注入所述毛细管一，推动所述样品溶液进入整体电极液相离子富集分离芯片内；

20、4)通过设定整体电极两端的直流电压，使所述整体电极内的通道中形成与管道中样品流动方向相同或相反的线性变化电场，并持续第三时间段；

21、5)将整体两端的直流电压调成相同或者接地，使芯片内经富集分离的样品释放，并随缓冲液进入检测装置被检测。

22、具体地说，所述使用方法，包括如下步骤：

23、1)将进样阀调整至平衡状态，开启注射泵，使所述注射泵向定量环和毛细管内注入缓冲液并持续第一时间段；

24、2)将所述进样阀调整至取样状态，开启进样泵，向所述定量环以预设的进样流速注入样品溶液并持续第二时间段；

25、3)将所述进样阀调整至所述平衡状态，使所述注射泵向所述定量环注入所述缓冲液，推动所述定量环中的样品溶液进入整体电极液相离子富集分离芯片内；

26、4)通过设定整体电极两端的直流电压，使所述整体电极内的通道中形成与管道中样品流动方向相同或相反的线性变化电场，并持续第三时间段；

27、5)将整体两端的直流电压调成相同或者接地，使芯片内经富集分离的样品释放，并随缓冲液进入检测装置被检测。

28、其中，所述第一时间段可以为0.01分钟-60分钟，所述缓冲液的流速为0.01μl/min至500μl/min；所述第二时间段为0.01分钟-60分钟，所述预设的进样流速为0.01μl/min至500μl/min；所述第三时间段为0.01分钟-60分钟，所述预设的进样流速为0.01μl/min至500μl/min。

29、本实用新型所述整体电极液相离子富集分离芯片，包含基板、整体电极、两个毛细管，所述基板上设置有承载所述整体电极和所述两个毛细管的凹槽，所述整体电极内设有贯穿的通道，所述通道的两端分别与所述两个毛细管相连。本实用新型的整体电极液相离子富集分离芯片具有结构简单、体积小尺寸且成本低廉的特点，在所述整体电极两端施加可变化的直流电压，控制不同直流电压的大小，使得所述整体电极上形成的线性变化电场与所述内部管路样品流动方向相同或者相反，可以在小尺寸装置体积下实现短时间内富集分离混合物样品，提高质谱检测灵敏度，改善混合物分离度，并且可操作性比较强，与质谱仪等检测装置兼容性很好。

技术特征：

1.一种整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，包括基板、整体电极、两个毛细管，所述基板上设置有承载所述整体电极和所述两个毛细管的凹槽，所述整体电极内设有贯穿的通道，所述通道的两端分别与所述两个毛细管相连，所述整体电极和所述两个毛细管内嵌于所述基板上。

2.根据权利要求1所述的整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，所述整体电极为规则或不规则的截面可渐变的立体结构，最小和最大横截面面积比为1:2-40。

3.根据权利要求1或2所述的整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，所述整体电极为喇叭状、圆台状、楔形状或者截面锯齿状的结构。

4.根据权利要求1或2所述的整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，所述整体电极横向两端设有可调节的直流电压，在整体电极中形成与内部通道液体流动方向相同或相反的线性变化的电场，用于调节电场强度和液体流速实现不同样品在内部通道中的富集和分离，范围在0-5000v。

5.根据权利要求4所述的整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，所述整体电极的电压为50-4000v。

6.根据权利要求1所述的整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，所述两个毛细管中的毛细管一的一端与所述整体电极的通道入口相连，另一端与样品进样装置相连。

7.根据权利要求1所述的整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，所述两个毛细管中的毛细管二的一端与所述整体电极的通道出口相连，另一端与样品检测装置相连。

8.根据权利要求1所述的整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，所述毛细管采用石英毛细管、融硅毛细管、peek管、塑料毛细管、橡胶毛细管或石英毛细管嵌套的peek管；所述基板用于承载整体电极和毛细管，采用亚克力材质、玻璃材质、peek材质或pdms材质；所述整体电极为单一导电材料或是混合导电材料。

9.根据权利要求6所述的整体电极液相离子富集分离芯片，其特征在于，还包括进样阀，所述进样阀与所述毛细管一相连，通过所述进样阀与样品进样装置相连。

10.一种富集分离检测装置，其特征在于，包含：

技术总结本技术公开一种整体电极液相离子富集分离芯片，其包括基板、整体电极、两个毛细管，所述基板上设置有承载所述整体电极和所述两个毛细管的凹槽，所述整体电极内设有贯穿的通道，所述通道的两端分别与所述两个毛细管相连。本技术具有结构简单且成本低廉的特点，在所述整体电极两端施加可变化的直流电压，控制不同直流电压的大小，使得所述整体电极上形成的线性变化电场与所述内部管路样品流动方向相同或者相反，可以在小尺寸装置体积下实现短时间内富集分离混合物样品，提高质谱检测灵敏度，改善混合物分离度，并且可操作性比较强，与质谱仪等检测装置兼容性很好。技术研发人员：徐伟,戴国鑫,姜婷,贾帆宇受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：20231129技术公布日：2024/7/23