[发明专利]经由动电泵驱接口的ESI-MS

说明书

本文描述了用于与负模式电喷雾质谱仪接合的毛细管电泳的动电泵驱鞘流纳流喷雾接口。在该接口处，电场的施加在具有孔口的玻璃发射器体的内部产生电渗流。电渗流将液体泵送在分离毛细管远部尖端周围，将分析物鞘纳进入电喷雾电解质。在负离子模式下，施加于未经处理的发射体的负电势驱会使鞘流远离发射器孔口，从而降低喷雾的稳定性和效率。相反，当所述电喷雾发射体的内部接枝有胺烷基硅烷时，这种胺类带有正电荷，其逆转电渗并在负电位下产生稳定的鞘流到发射体孔口。检测限度为约注入的150至900attomoles。由分析阶段1非洲爪蟾胚胎的代谢物提取物证明了负模式操作。

相关申请

本申请，根据U.S.C.§119(e)的规定，要求下述在先申请的优先权：2015年12月31日提交的美国临时专利申请62/274,097，其在此通过引用纳入本文。

政府资助

本发明获得了由National Institutes of Health提供的项目编号为R01GM096767的政府资助。美国政府对于本发明拥有一定的权益。

背景技术

自从被引来作为质谱(MS)的离子化技术，电喷雾离子化(ESI)对于生物分子的分析来说就是非常重要的。通过ESI接口将诸如高效液相色谱(HPLC)和毛细管电泳(CZE)的高分辩分离技术与质谱连接，从而能够对蛋白质组学和代谢组学中常见的高度复杂混合物进行分析。通过电喷雾连接串联质谱的CZE是最近开发的用于分析生物样品的纳米LCMS的很有用的替代方法。电喷雾接口是所述系统操作性能的关键；它必须控制分离毛细管远端的电位而同时驱动电喷雾。

至少有三种类型的毛细管电泳-电喷雾接口。来自Agilent的商用接口类似于传统的HPLC电喷雾接口。它使用机械泵注鞘液和雾化气体。所述鞘液在支持电喷雾时提供为分离毛细管提供电连接。这种接口应当非常牢固，但是由于使用相对较高的鞘流量可能会存在高度稀释的问题。

第二种接口通过使毛细管壁本身的一小部分造成对分离毛细管内部的电接触从而免除鞘液。毛细管的远端尖部被蚀刻以形成具有足够电导率的非常薄的壁用来驱动电泳。蚀刻过的毛细管壁的外表面与保持在电喷雾电压下的电解质接触。该系统也不使用鞘气，但通常采用压力驱动流动来补充分析物通过所述毛细管的动电传输。含有诸如甲醇或乙腈的有机溶剂的酸性电解质常被使用，并且有时在毛细管的近端施加低压用来在电泳期间以泵送电解液通过所述毛细管。

第三种接口采用动电驱动的鞘流来形成稳定的纳流喷雾。这种接口使用填充有电解质的玻璃发射体，并且与前面的接口一样，不使用雾化气体。在大多数条件下，发射体内部的硅酸盐基团带有负电荷。施加电场产生电渗流，其在nL/min状况下充当非常稳定的泵。流动的方向和速率取决于施加的电势和发射体的表面电荷。在关于质谱仪的正电位和未经处理的玻璃发射体条件下，电渗透朝向发射体孔口，产生稳定的电喷雾。在负电位和未经处理的玻璃发射体条件下，流动被引离发射体孔口，产生不稳定的电喷雾。

负离子电喷雾对于分析大量分析物很有价值，并且需要对发射体施加负电位。然而，为了产生稳定的电喷雾，发射体的表面化学性质需要被修改以确保在负离子操作下电喷雾中的电渗流被引导至发射体孔口，由此形成具有合理灵敏度的稳定流动。因此，针对这个问题的技术解决方案将会对质谱和电泳技术产生推进作用。

发明概述