计算机辅助电喷雾萃取电离源的研制

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电喷雾萃取电离（Extractive Electrospray Ionization，EESI）技术是一种新兴离子化技术，由于可以在无需样品复杂预处理的条件下对复杂基体样品进行直接质谱（Mass Spectrometry，MS）分析，近年来得到了广泛的研究。EESI离子源由电喷雾通道和样品通道构成。实验时，需要参考样品的不同形态和待测物的不同性质等，对EESI离子源的设置参数进行调节与优化，以达到最好的检测效果。研究表明，电喷雾通道、样品通道与质谱仪进样口之间的空间位置参数对质谱分析的结果存在显著的影响。然而，实验室普通的EESI离子源一般由支撑棒、万向杆架、用不锈钢三通管接头拼装的喷头等组合而成，无法精确地定量描述EESI离子源空间位置参数，稳定性差，严重限制了EESI技术的发展。
　　本文首先介绍了EESI离子源的原理、结构、特点与应用，从理论上阐述了电喷雾通道、样品通道与质谱仪进样口之间的空间位置参数对质谱分析结果的影响，说明了开发适用于EESI离子源的国产仪器的重要性。
　　然后，提出了一种EESI离子源调节装置的总体设计方案，并进行了详细结构设计、尺寸确定、材料选择等工作，提出了位移补偿问题的解决方案，列出了系统的总体设计指标。
　　其次，基于计算机辅助设计技术对EESI离子源调节装置进行了设计，建立了其三维结构模型，并进行了运动学分析与仿真。基于计算机视觉技术，获得了EESI离子源的核心部件基体的头部小孔的影像，提取了其几何轮廓数据，完成了基于最小二乘法的直径与圆度误差评定算法，并对电极打孔与焊接成型管两种工艺生产的小孔进行了对比评定。
　　最后，构建了EESI-MS研究的平台，使用标准的氨基酸溶液、氯霉素、氯化1-己基-3甲基咪唑、利血平等对该平台进行了表征，并对普通EESI离子源和EESI离子源调节装置进行了对比实验。基于该平台，以复杂基体肺癌患者血样为实验样品，对样品中的缬氨酸、苯丙氨酸和谷氨酰胺等十种氨基酸进行连续5日的检测，验证了该平台在实际样品检测中的稳定性和可靠性。
　　实验结果表明，研制的EESI离子源调节装置具有样品信号强度较好、检出限较低、工作稳定等特点，为EESI离子源的应用推广和商业化提供了条件。

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作者
董晓峰;
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作者单位

南昌大学;

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授予单位南昌大学;
学科计算机技术
授予学位硕士
导师姓名段隆振,张道海;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类质谱仪;
关键词
电喷雾萃取; 调节装置; 计算机辅助; 长期稳定性; 电离源; 质谱分析;

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