[发明专利]用于液体分离和电喷雾离子化的集成系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于液体分离(例如LC、CE、亲和色谱法和离子交换色谱法)和电喷雾离子化的集成系统。优选方面涉及一种用于在不使用时保护脆弱电喷雾针的专用保护装置。另一优选方面涉及用于向电喷雾针施加电压的专用电触点装置。

背景技术

作为蛋白质结构和功能的研究的蛋白质组学是未来数十年的研究焦点，因为它使得人们能够阐明生命的基本原理以及健康和疾病的分子基础。复杂蛋白质混合物的分析通常包括两个步骤：分子分离和识别/特征化。用于蛋白质识别和特征化的选择方法是质谱分析(MS)，其中，关注的分析物通过电喷雾离子化(ESI)或基体辅助激光解吸/离子化(MALDI)而离子化。在蛋白质组学领域中主要有两种分离方法：2维凝胶电泳(2D-GE)和高性能液体色谱法(HPLC)。与2D-GE相比，HPLC的重要优点是它通过ESI与MS的相对简单连接。

快速发展的蛋白质组学研究领域的一个要求是生物分析技术的小型化，例如见T.Laurell和G.Marko-Varga的“Miniaturization is mandatory unraveling the human proteome”，Proteomics(2002)，第2卷，第345-351页，Lion,N.；Rohner,T.C.；Dayon,L.；Arnaud,I.L.；Damoc,E.；Yonhnovski,N.；Wu,Z.Y.；Roussel,C.；Josserand,J.；Jensen,H.；Rossier,J.S.；Przybylski,M.；Girault,H.H.；Electrophoresis 2003,24,3533-3562。液体色谱法的小型化通过较小珠、较小直径珠和相应较小流量的增加使用来证明。在实验室条件下，小型化导致较高的分辨率、增加的灵敏性和较快分离。

另一要求是消除用户对生物分析技术的干涉，以便保证可重复的结果。在该方面，市场上有售的、由Agilent Technologies,Inc.制造的微流体芯片将捕获柱、分离柱和电喷雾源(即发射器)集成在单个结构中，例如见Gottschlich,N.；Jacobson,S.C.；Culbertson,C.T.；Ramsey,J.M.Anal Chem 2001，73，2669-2674；Fortier,M.H.；Bonneil,E.；Goodley,P.；Thibault,P.Anal Chem 2005，77，1631-1640。同时，这种系统基于微流体芯片技术，这仍然是并不完全成熟的技术。而该技术提供了很多对用户友好的简化，色谱法性能目前不能与非基于芯片的系统匹配。

尽管用于纳升流量(也称为纳-LC)的普通HPLC柱(即具有用于与普通仪器连接的配件的柱)相对于基于芯片的LC表现了较优的性能，但是配件和流体连接件不正确装配的问题通常损害了与普通纳-LC柱相关联的优点。换句话说，LC传送管与LC柱的不正确连接可能导致泄露，因此导致较差的灵敏性和色谱法分离。还有，在LC柱后面的普通纳米-电喷雾发射器的不正确连接可能产生不合适的死区，这也导致降低的灵敏性和较差的分离能力。

因此，非常希望集成整个LC-ESI系统，其中使用普通LC柱和喷雾发射器，且最终用户将不用建立正确的流体连接(配件的正确装配)。

在利用小于10μL/分钟流速的液体色谱法系统中普通使用的柱和传送管线最通常有非常窄的内径以及外径。因此，这些传送管线和柱可能在物理上较脆弱。因此，还非常希望提供一些机械释放应变、压力、弯曲、扭转等的装置，以便保护较薄的管部件，并使它们变得足够坚固，以承受在每天的实验室工作中使用。

通常在色谱法和质谱法之间使用的接口由电喷雾离子源构成。在离子源中，来自LC柱的洗提液通过发射器(也称为针)，该发射器保持在一定电势，该电势通常与质谱仪的相对进口孔相差一千或几千伏。这使得洗提液和(随后使)分析物获得电荷(即离子化)，从而离子化的分析物可以在质谱仪中进行分析。当带电区域可能由操作人员接触时，高电势差有安全危险。因此，非常希望高效屏蔽尽可能多的、处于升高电势的部件。电喷雾发射器是较细的脆弱部件，当不仔细处理时它可能很容易损坏，而且，电喷雾发射器长而尖，因此可能由它引起伤害。因此希望降低电喷雾发射器受损的危险和/或由于暴露于它而受伤害的危险。