用于液體分離和電噴霧離子化的集成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于液體分離（例如LC、CE、親和色譜法和離子交換色譜法）和 電噴霧離子化的集成系統(tǒng)。優(yōu)選方面涉及一種用于在不使用時(shí)保護(hù)脆弱電噴霧針的專用保 護(hù)裝置。另一優(yōu)選方面涉及用于向電噴霧針施加電壓的專用電觸點(diǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究的蛋白質(zhì)組學(xué)是未來(lái)數(shù)十年的研究焦點(diǎn)，因?yàn)樗?得人們能夠闡明生命的基本原理以及健康和疾病的分子基礎(chǔ)。復(fù)雜蛋白質(zhì)混合物的分析 通常包括兩個(gè)步驟：分子分離和識(shí)別/特征化。用于蛋白質(zhì)識(shí)別和特征化的選擇方法是質(zhì) 譜分析（MS)，其中，關(guān)注的分析物通過(guò)電噴霧離子化（ESI)或基體輔助激光解吸/離子化 (MLDI)而離子化。在蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域中主要有兩種分離方法：2維凝膠電泳（2D-GE)和高 性能液體色譜法（HPLC)。與2D-GE相比，HPLC的重要優(yōu)點(diǎn)是它通過(guò)ESI與MS的相對(duì)簡(jiǎn)單 連接。
[0003] 快速發(fā)展的蛋白質(zhì)組學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)要求是生物分析技術(shù)的小型化，例如見 T.Laurell和G.Marko-Varga的"Miniaturizationismandatoryunravelingthehuman proteome"，Proteomics(2002)，第 2 卷，第 345-351 頁(yè)，Lion,N. ;Rohner，T.C. ;Dayon，L.; Arnaud,I.L. ；Damoc,E. ；Yonhnovski,N. ；ffu,Z.Y. ；Roussel,C. ；Josserand,J.； Jensen,H. ；Rossier,J.S. ；Przybylski,M. ；Girault,H.H.；Electrophoresis 2003, 24, 3533-3562。液體色譜法的小型化通過(guò)較小珠、較小直徑珠和相應(yīng)較小流量的增加 使用來(lái)證明。在實(shí)驗(yàn)室條件下，小型化導(dǎo)致較高的分辨率、增加的靈敏性和較快分離。
[0004] 另一要求是消除用戶對(duì)生物分析技術(shù)的干涉，以便保證可重復(fù)的結(jié)果。在該方 面，市場(chǎng)上有售的、由AgilentTechnologies,Inc.制造的微流體芯片將捕獲柱、分離 柱和電噴霧源（即發(fā)射器）集成在單個(gè)結(jié)構(gòu)中，例如見Gottschlich,N. ;Jacobson,S. C. ；Culbertson,C.T. ；Ramsey,J.M.AnalChem2001,73,2669-2674 ；Fortier,M.H.； Bonneil,E. ;Goodley，P. ;Thibault,P.AnalChem2005, 77,1631-1640。同時(shí)，這種系統(tǒng)基 于微流體芯片技術(shù)，這仍然是并不完全成熟的技術(shù)。而該技術(shù)提供了很多對(duì)用戶友好的簡(jiǎn) 化，色譜法性能目前不能與非基于芯片的系統(tǒng)匹配。
[0005] 盡管用于納升流量（也稱為納-LC)的普通HPLC柱（即具有用于與普通儀器連接 的配件的柱）相對(duì)于基于芯片的LC表現(xiàn)了較優(yōu)的性能，但是配件和流體連接件不正確裝配 的問題通常損害了與普通納-LC柱相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)。換句話說(shuō)，LC傳送管與LC柱的不正確連 接可能導(dǎo)致泄露，因此導(dǎo)致較差的靈敏性和色譜法分離。還有，在LC柱后面的普通納米-電 噴霧發(fā)射器的不正確連接可能產(chǎn)生不合適的死區(qū)，這也導(dǎo)致降低的靈敏性和較差的分離能 力。
[0006] 因此，非常希望集成整個(gè)LC-ESI系統(tǒng)，其中使用普通LC柱和噴霧發(fā)射器，且最終 用戶將不用建立正確的流體連接（配件的正確裝配）。
[0007] 在利用小于10yL/分鐘流速的液體色譜法系統(tǒng)中普通使用的柱和傳送管線最通 常有非常窄的內(nèi)徑以及外徑。因此，這些傳送管線和柱可能在物理上較脆弱。因此，還非常 希望提供一些機(jī)械釋放應(yīng)變、壓力、彎曲、扭轉(zhuǎn)等的裝置，以便保護(hù)較薄的管部件，并使它們 變得足夠堅(jiān)固，以承受在每天的實(shí)驗(yàn)室工作中使用。
[0008] 通常在色譜法和質(zhì)譜法之間使用的接口由電噴霧離子源構(gòu)成。在離子源中，來(lái)自 LC柱的洗提液通過(guò)發(fā)射器（也稱為針），該發(fā)射器保持在一定電勢(shì)，該電勢(shì)通常與質(zhì)譜儀的 相對(duì)進(jìn)口孔相差一千或幾千伏。這使得洗提液和（隨后使）分析物獲得電荷（即離子化）， 從而離子化的分析物可以在質(zhì)譜儀中進(jìn)行分析。當(dāng)帶電區(qū)域可能由操作人員接觸時(shí)，高電 勢(shì)差有安全危險(xiǎn)。因此，非常希望高效屏蔽盡可能多的、處于升高電勢(shì)的部件。電噴霧發(fā)射 器是較細(xì)的脆弱部件，當(dāng)不仔細(xì)處理時(shí)它可能很容易損壞，而且，電噴霧發(fā)射器長(zhǎng)而尖，因 此可能由它引起傷害。因此希望降低電噴霧發(fā)射器受損的危險(xiǎn)和/或由于暴露于它而受傷 害的危險(xiǎn)。
[0009] US2008/0038152介紹了一種系統(tǒng)，其中，單獨(dú)的柱、連接配件和噴霧發(fā)射器包封在 單個(gè)包裝中。噴霧發(fā)射器的端部可以由可縮回的套筒結(jié)構(gòu)來(lái)暫時(shí)覆蓋，以便保護(hù)該裝置，直 到系統(tǒng)安裝和操作。可縮回的套筒可滑動(dòng)地安裝在電噴霧發(fā)射器周圍，并可運(yùn)動(dòng)至伸出位 置，以便保護(hù)噴霧尖端。不過(guò)，套筒可自由地前后滑動(dòng)，因此可能產(chǎn)生發(fā)射器的意外暴露。
[0010] 在電噴霧離子化接口領(lǐng)域中，還需要在不使用時(shí)更可靠地保護(hù)尖端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明通過(guò)在第一方面中提供一種用于液體分離和電噴霧離子化的集成系統(tǒng)而 克服發(fā)射器意外暴露的問題，該集成系統(tǒng)包括：
[0012] 分離柱；
[0013] 電噴霧發(fā)射器，該電噴霧發(fā)射器與分尚柱連接；以及
[0014] 保護(hù)套筒，用于將電噴霧發(fā)射器沿其軸線的至少一部分覆蓋和/或支承。
[0015] 在第二方面，本發(fā)明提供了一種用于液體分離和電噴霧離子化的集成系統(tǒng)，該集 成系統(tǒng)包括：
[0016] 分離柱；
[0017] 電噴霧發(fā)射器，該電噴霧發(fā)射器與分離柱連接；以及
[0018] 導(dǎo)電護(hù)殼，該導(dǎo)電護(hù)殼包圍發(fā)射器，并提供電連接。
[0019] 在第三方面，本發(fā)明提供了一種用于液體分離和電噴霧離子化的集成系統(tǒng)，該集 成系統(tǒng)包括：
[0020] 盤繞的分離柱；
[0021] 電噴霧發(fā)射器，該電噴霧發(fā)射器與分離柱連接；
[0022] 加熱/冷卻裝置，該加熱/冷卻裝置繞盤繞的分離柱布置，用于控制分離柱的溫 度；
[0023] 所述分離柱、電噴霧發(fā)射器和加熱/冷卻裝置嵌入塑料材料中。使用盤繞的柱使 得該柱緊湊和能夠裝配至較小容積內(nèi)，這可以更容易通過(guò)加熱元件來(lái)進(jìn)行溫度控制（與當(dāng) 它直線形布置和將占據(jù)細(xì)長(zhǎng)和通常較長(zhǎng)的空間時(shí)相比）。
[0024] 應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的第一、第二和第三方面可以單獨(dú)或組合地使用。在這些組合實(shí) 施例中，優(yōu)選是導(dǎo)電護(hù)殼布置成包圍保護(hù)套筒。更優(yōu)選是，保護(hù)套筒可在導(dǎo)電護(hù)殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)， 如后面更詳細(xì)所述。
[0025] 在一些實(shí)施例中，保護(hù)套筒相對(duì)于發(fā)射器固定。不過(guò)，保護(hù)套筒最優(yōu)選是可退回， 即相對(duì)于發(fā)射器可退回。當(dāng)套筒可退回時(shí)，這保證發(fā)射器尖端在使用時(shí)暴露，因此套筒不會(huì) 與例如發(fā)射器尖端周圍的氣流和等勢(shì)線干涉。而且，可退回套筒在使用時(shí)并不阻擋發(fā)射器 的可視性，因此人們能夠很容易地監(jiān)測(cè)噴霧。保護(hù)套筒優(yōu)選是可滑動(dòng)地布置在發(fā)射器上。保 護(hù)套筒優(yōu)選是可在伸出（或覆蓋）位置和退回位置之間運(yùn)動(dòng)，在該伸出位置中，它覆蓋發(fā)射 器，特別是發(fā)射器的尖端，在該退回位置中，發(fā)射器（特別是它的尖端）暴露。當(dāng)發(fā)射器暴 露時(shí)，它可以用于電噴霧離子化。這里，發(fā)射器尖端的意思是當(dāng)使用時(shí)產(chǎn)生離子的尖端。因 此，保護(hù)套筒將電噴霧發(fā)射器沿其軸線的至少一部分來(lái)覆蓋和支承，該電噴霧發(fā)射器包括 發(fā)射器的尖端。
[0026] 保護(hù)套筒優(yōu)選是包括大致圓柱形本體，該圓柱形本體包圍和（更優(yōu)選是）支承發(fā) 射器，即當(dāng)它可滑動(dòng)地安裝于其上時(shí)。大致圓柱形本體優(yōu)選是包括比套筒的其余部分或主 體更大直徑的基部。
[0027] 優(yōu)選是，設(shè)有彈性部件，更優(yōu)選是彈簧，該彈性部件與保護(hù)套筒接觸，以便將套筒 偏壓向它的伸出位置。彈性部件優(yōu)選是與保護(hù)套筒的基部接觸。彈性部件優(yōu)選是定位在分 離柱和保護(hù)套筒之間。這樣，彈性部件在驅(qū)動(dòng)時(shí)能夠推動(dòng)套筒，以便在發(fā)射器需要保護(hù)時(shí)覆 蓋該發(fā)射器。當(dāng)需要使用發(fā)射器時(shí)，彈性部件還允許套筒從發(fā)射器的尖端退回，例如當(dāng)集成 系統(tǒng)與用于質(zhì)譜分析的儀器裝配時(shí)。為了能夠這樣退回，優(yōu)選是彈性部件被推動(dòng)至壓縮狀 態(tài)，例如通過(guò)將套筒推向彈性部件。彈性部件將套筒偏壓至伸出位置，從而當(dāng)并沒有向套筒 施加足夠力來(lái)逆著彈性部件推動(dòng)它時(shí)，套筒采取伸出或覆蓋位置。當(dāng)發(fā)射器不需要使用時(shí)， 例如當(dāng)集成系統(tǒng)從用于質(zhì)譜分析的儀器上拆卸時(shí)，彈性部件或彈簧因此使得保護(hù)套筒能夠 覆蓋發(fā)射器的尖端。
[0028] 優(yōu)選是，保護(hù)套筒包圍在外部護(hù)殼內(nèi)，在本發(fā)明