毛细管电泳-质谱联用中的若干关键技术问题及解决方案

　　1　CE-MS 联用技术的特点

　　与 LC-MS 联用相比，CE-MS 是更理想的联用技术。CE 技术是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力，根据样品中各组分之间迁移速度和分配行为上的差异而实现分离的一类液相分离技术，擅长分离极性或离子型化合物。而 MS 分析的对象也是离子，极性或离子型化合物易于离子化，适合 MS 检测。但在反相色谱与 MS 联用分析中，前者要求被分析对象以非解离状态或部分解离状态存在于流动相中，以便在色谱柱上得到保留;而电喷雾离子化(ESI)技术则要求待测物质以离子状态存在于溶液中，以便于气相离子的形成。因此，“好”的色谱条件可能是“坏”的质谱条件。此外，相对于 LC而言，CE 绿色环保，分析成本低，所需样品量和消耗溶剂量小，样品前处理简单。

　　2　CE-MS 联用技术中的关键问题及解决方案

　　2.1　CE-MS 接口技术

　　CE 与 MS 在线联用，具有许多优势，易于实现自动化，避免了收集样品等繁琐过程，可直接给出MS 分析结果，提供化合物的分子结构信息。1987 年，Smith 小组首次报道了 CE-ESI/MS 在线联用的研究工作[1]。近二十多年来，CE-MS 的发展主要经历了两个阶段：第一阶段主要集中在实现不同的 CE 分离模式与 MS 的联用研究，分析对象比较分散;第二阶段则是注重发展基于微流控技术的各种整体或集成分析系统的联用研究，应用领域集中在蛋白组学等重大项目[2]。CE 与 MS 联用的关键在于发展二者的接口技术，而接口技术又因质谱离子化方式的不同而改变。基质辅助激光解析(MALDI)、电感耦合等离子体(ICP)、ESI 三种离子化方式用于 CE-MS联用均有报道。其中，ESI 是 CE-MS 在线联用最常用的离子源，设计联用接口的出发点均是实现电泳出口和电喷雾共用一个电极。

　　已发展的接口技术主要包括有鞘流液和无鞘流液两类 ESI 接口。基于鞘流液实现电接触的接口中，鞘流液有如下作用：电极与毛细管内缓冲液的电接触“桥梁”、提供稳定喷雾所需的流速、改性缓冲液提高雾化效率。管套管结构的同轴鞘流液(图 1-A)是现有商品化仪器常用的模式[3]。为了获得稳定的喷雾，通常在鞘流液外围增加一层鞘流气，即同轴三管设计。这种模式的好处在于死体积小，但鞘流液的稀释效应往往降低了检测灵敏度。为减弱鞘流液的稀释作用，“液体汇合接口”(图 1-B)和加压“液体汇合接口”(图 1-C)技术相继出现[4,5]。图 1-D 是一种基于同轴鞘流液理念的纳流电喷雾接口，主要由两根熔融石英毛细管和一根不锈钢套管构成。内层毛细管是分离通道，外表面具有金涂层，鞘流液流经内、外毛细管之间的间隙区域，流速低于 500 nL/min，在增加离子化效率的同时，大大削弱了鞘流液对样品的稀释作用[6]。尽管各种接口的设计形式不同，但核心都在于如何实现导电和得到细而均匀的雾滴。