用于液體分離和電噴霧離子化的集成系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發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。優選方面涉及一種用于在不使用時保護脆弱電噴霧針的專用保 護裝置。另一優選方面涉及用于向電噴霧針施加電壓的專用電觸點裝置。
【背景技術】
[0002] 作為蛋白質結構和功能的研究的蛋白質組學是未來數十年的研究焦點，因為它使 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。復雜蛋白質混合物的分析 通常包括兩個步驟：分子分離和識別/特征化。用于蛋白質識別和特征化的選擇方法是質 譜分析（MS)，其中，關注的分析物通過電噴霧離子化（ESI)或基體輔助激光解吸/離子化 (MLDI)而離子化。在蛋白質組學領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的重要優點是它通過ESI與MS的相對簡單 連接。
[0003] 快速發展的蛋白質組學研究領域的一個要求是生物分析技術的小型化，例如見 T.Laurell和G.Marko-Varga的"Miniaturizationismandatoryunravelingthehuman proteome"，Proteomics(2002)，第 2 卷，第 345-351 頁，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較小珠、較小直徑珠和相應較小流量的增加 使用來證明。在實驗室條件下，小型化導致較高的分辨率、增加的靈敏性和較快分離。
[0004] 另一要求是消除用戶對生物分析技術的干涉，以便保證可重復的結果。在該方 面，市場上有售的、由AgilentTechnologies,Inc.制造的微流體芯片將捕獲柱、分離 柱和電噴霧源（即發射器）集成在單個結構中，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，這種系統基 于微流體芯片技術，這仍然是并不完全成熟的技術。而該技術提供了很多對用戶友好的簡 化，色譜法性能目前不能與非基于芯片的系統匹配。
[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）相對于基于芯片的LC表現了較優的性能，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柱相關聯的優點。換句話說，LC傳送管與LC柱的不正確連 接可能導致泄露，因此導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 噴霧發射器的不正確連接可能產生不合適的死區，這也導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LC-ESI系統，其中使用普通LC柱和噴霧發射器，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中普通使用的柱和傳送管線最通 常有非常窄的內徑以及外徑。因此，這些傳送管線和柱可能在物理上較脆弱。因此，還非常 希望提供一些機械釋放應變、壓力、彎曲、扭轉等的裝置，以便保護較薄的管部件，并使它們 變得足夠堅固，以承受在每天的實驗室工作中使用。
[0008] 通常在色譜法和質譜法之間使用的接口由電噴霧離子源構成。在離子源中，來自 LC柱的洗提液通過發射器（也稱為針），該發射器保持在一定電勢，該電勢通常與質譜儀的 相對進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譜儀中進行分析。當帶電區域可能由操作人員接觸時，高電 勢差有安全危險。因此，非常希望高效屏蔽盡可能多的、處于升高電勢的部件。電噴霧發射 器是較細的脆弱部件，當不仔細處理時它可能很容易損壞，而且，電噴霧發射器長而尖，因 此可能由它引起傷害。因此希望降低電噴霧發射器受損的危險和/或由于暴露于它而受傷 害的危險。
[0009] US2008/0038152介紹了一種系統，其中，單獨的柱、連接配件和噴霧發射器包封在 單個包裝中。噴霧發射器的端部可以由可縮回的套筒結構來暫時覆蓋，以便保護該裝置，直 到系統安裝和操作。可縮回的套筒可滑動地安裝在電噴霧發射器周圍，并可運動至伸出位 置，以便保護噴霧尖端。不過，套筒可自由地前后滑動，因此可能產生發射器的意外暴露。
[0010] 在電噴霧離子化接口領域中，還需要在不使用時更可靠地保護尖端。
【發明內容】
[0011] 本發明通過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而 克服發射器意外暴露的問題，該集成系統包括：
[0012] 分離柱；
[0013] 電噴霧發射器，該電噴霧發射器與分尚柱連接；以及
[0014] 保護套筒，用于將電噴霧發射器沿其軸線的至少一部分覆蓋和/或支承。
[0015] 在第二方面，本發明提供了一種用于液體分離和電噴霧離子化的集成系統，該集 成系統包括：
[0016] 分離柱；
[0017] 電噴霧發射器，該電噴霧發射器與分離柱連接；以及
[0018] 導電護殼，該導電護殼包圍發射器，并提供電連接。
[0019] 在第三方面，本發明提供了一種用于液體分離和電噴霧離子化的集成系統，該集 成系統包括：
[0020] 盤繞的分離柱；
[0021] 電噴霧發射器，該電噴霧發射器與分離柱連接；
[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，這可以更容易通過加熱元件來進行溫度控制（與當 它直線形布置和將占據細長和通常較長的空間時相比）。
[0024] 應當知道，本發明的第一、第二和第三方面可以單獨或組合地使用。在這些組合實 施例中，優選是導電護殼布置成包圍保護套筒。更優選是，保護套筒可在導電護殼內運動， 如后面更詳細所述。
[0025] 在一些實施例中，保護套筒相對于發射器固定。不過，保護套筒最優選是可退回， 即相對于發射器可退回。當套筒可退回時，這保證發射器尖端在使用時暴露，因此套筒不會 與例如發射器尖端周圍的氣流和等勢線干涉。而且，可退回套筒在使用時并不阻擋發射器 的可視性，因此人們能夠很容易地監測噴霧。保護套筒優選是可滑動地布置在發射器上。保 護套筒優選是可在伸出（或覆蓋）位置和退回位置之間運動，在該伸出位置中，它覆蓋發射 器，特別是發射器的尖端，在該退回位置中，發射器（特別是它的尖端）暴露。當發射器暴 露時，它可以用于電噴霧離子化。這里，發射器尖端的意思是當使用時產生離子的尖端。因 此，保護套筒將電噴霧發射器沿其軸線的至少一部分來覆蓋和支承，該電噴霧發射器包括 發射器的尖端。
[0026] 保護套筒優選是包括大致圓柱形本體，該圓柱形本體包圍和（更優選是）支承發 射器，即當它可滑動地安裝于其上時。大致圓柱形本體優選是包括比套筒的其余部分或主 體更大直徑的基部。
[0027] 優選是，設有彈性部件，更優選是彈簧，該彈性部件與保護套筒接觸，以便將套筒 偏壓向它的伸出位置。彈性部件優選是與保護套筒的基部接觸。彈性部件優選是定位在分 離柱和保護套筒之間。這樣，彈性部件在驅動時能夠推動套筒，以便在發射器需要保護時覆 蓋該發射器。當需要使用發射器時，彈性部件還允許套筒從發射器的尖端退回，例如當集成 系統與用于質譜分析的儀器裝配時。為了能夠這樣退回，優選是彈性部件被推動至壓縮狀 態，例如通過將套筒推向彈性部件。彈性部件將套筒偏壓至伸出位置，從而當并沒有向套筒 施加足夠力來逆著彈性部件推動它時，套筒采取伸出或覆蓋位置。當發射器不需要使用時， 例如當集成系統從用于質譜分析的儀器上拆卸時，彈性部件或彈簧因此使得保護套筒能夠 覆蓋發射器的尖端。
[0028] 優選是，保護套筒包圍在外部護殼內，在本發明