高通量納電噴霧質譜分析微流控液滴樣品

　　液滴微流控技術可以在互不相溶的載體相中產生fL-μL大小的樣品液滴，進行高通量離散樣品操作。微液滴具備樣品消耗量小，傳熱快，混合迅速等優點，適用于于篩選、生物鑒定等多個領域。對于微液滴內容物檢測，光學方法因易于偶聯目前最為常用，但該方法依賴具有光學響應的標記或者反應。質譜由于具備混合物定性、定量分析的能力而無需標記，成為光學檢測的取代選擇。偶聯電噴霧質譜（ESI）與微液滴促進了神經科學等領域的高通量質譜研究。但是ESI與生物基質不兼容，需要樣品前處理，其100μm內徑的噴霧針也無法與pL尺寸小液滴匹配。

　　 納電噴霧質譜（nESI-MS）則具有低流量和小口徑噴霧針（1-50 μm）的特點，電離效率和基質兼容性均優于ESI，可直接用于復雜樣品，但通量較低（<2 sample/min）。因此，結合nESI與液滴微流控的技術具備高通量和直接樣品分析能力的潛力。此前報道展示了nESI分析微液滴的可行性，但未實現高通量分析。本文中，作者搭建了nL/min的微流控裝置并優化了與nESI連接部分，實現超過20,000復雜樣品液滴的持續穩定分析，并用于酶催化反應監測，展示了微液滴-nESI-MS對pL-nL尺度生物樣本的高通量分析能力。

　　在裝置搭建階段，作者采用T-junction結構產生微液滴并直接與噴霧針相連檢測。使用粗（>0.5 mm o.d.）進水管時，在低于1 μL的流速下作者觀察到不規則質譜信號。該裝置的流動不穩定主要來自于粗進水管和垂直接口導致的空氣進入和管路晃動。改用平行接口可穩定流速，更換細口徑（20μmi.d. 150 μm o.d.）石英玻璃管平行接入則可完全消除空氣進入問題。另外，選用細管路的高柔韌性也能減少裝置內晃動，并增大其與泵相連入口壓降穩定流速。為消除水滴與石英玻璃管粘連，作者用Rain-X處理了出水管和噴霧針內表面。最終，作者實現20 nL/min流速下穩定產生小至65pL的液滴。

　　總的來說，作者實現了微流控芯片與nESI連接的65 pL-1.2nL微液滴的直接質譜檢測，可高通量分析大量樣品（> 104 sample/h），并成功用于ATA-117酶催化反應檢測。該文章驗證了質譜液滴檢測在細胞分泌物、酶變異評估等方面的應用潛力。