[发明专利]连接低流速分离技术

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年10月18日提交的美国临时申请60/852,800的 优先权，通过引用并入本文。

背景技术

以少量和有限样品体积分析大量复杂样品需要具有快速分析时间、 高特异性、高灵敏度和高分辨率的分析技术。为了在电喷雾离子化(ESI) 技术下获得高分辨率和高灵敏度，利用具有低流速的较狭窄柱/毛细管 的分离技术变得广泛传播，例如纳米液相色谱法(纳米LC)和毛细管电 泳(CE)。例如，高效液相色谱-质谱分析(HPLC-MS)中，流速约250 nL/min(纳米-LC)的75μm-i.d.反相柱变为蛋白质组学研究的选择柱。纳 米液相色谱-质谱分析(nLC-MS)中，只要分析毛细管中流速 ＞100nL/min，通常通过″零死容积″接头/Tee实现与这些电喷雾离子化 毛细管末端的电连接。

在通常使用50或75-μm-i.d.毛细管的传统毛细管电泳质谱分析 (CE-MS)中，利用通过加入导电液体为毛细管出口提供电压的鞘-流动接 口。为了获得更高分辨率和更大灵敏度，具有较低流速的更狭窄柱例如 使用小于75-μm柱直径的nLC-MS，或具有流速为低nL/min的更狭窄 毛细管(＜30-μm-i.d.)的CE-MS日益普及[1]。然而在此低流速下，传统 连接技术由于在连接区域引入死容积而不再有用，例如利用接口将纳米 喷嘴连接至分析毛细管。

这些年来，已经发展了三种普通技术来解决将低流速狭窄毛细管连 接到利用ESI的MS的需要：鞘流动、无鞘和分流接口[2-11]。鞘流动 技术具有几个缺点：(1)用鞘液体稀释分析物；(2)鞘流动中存在的物质 与ESI程序(Gale和Smith 1993)中分析物存在对有效电荷的竞争；和(3) 根据鞘液体组合物改变分离、溶解度或分子形态的影响(汤普森等人 1993，Foret等人1994，Smith等人1991)。因此，近年来，无鞘和分 流接口由于其检测灵敏度更高而更普及地用于将低流速毛细管与MS连 接，其高灵敏度得自于没有稀释毛细管流出物的鞘液体。

分流技术中，将毛细管流的小部分通过接近毛细管出口的小孔转移 到毛细管外部[12]。然而，当施加至i.d.＜30-μm的毛细管时，难以用机 械工具控制分流比。用多孔接口设计[2]消除该缺陷，其中通过在接近出 口孔处设置毛细管小区域实现与CE毛细管出口的电连接。2使毛细管 出口端部变尖后，将多孔接口插入到用导电溶液(本底电解质BGE)填 充的现有ESI针(或鞘金属导管)中。向包含BGE的鞘金属施加高压导 致水的氧化(阳极模式)或还原(阴极模式)(如果水溶液用作BGE的话)。 离子转移通过多孔接口接近CE电路，并为ESI提供电压。该设计中， 是离子而不是液体转移通过提供与毛细管出口的电连接的多孔区域。

之前已经采用的离子移动通过毛细管多孔区域以闭合电路的应用 包括：(1)利用聚砜微量分析筒[13]使纳米喷雾顶端连接至CE毛细管出 口，(2)液体接口穿过围绕毛细管出口附近全部外围的多孔部分[14]，和 (3)通过多孔玻璃接头[15]。然而，利用聚砜微量分析筒连接纳米喷雾顶 端至毛细管出口的主要缺陷是因为毛细管内径通常小于壁厚，所以连接 两个毛细管的地方存在较大的死容积。采用液体接口产生电连接的缺陷 是因为将毛细管全部外围蚀刻为多孔，所以毛细管的多孔区域非常薄 弱，需要液体接口将毛细管的两个部分(多孔部分之前和之后)保持在 一起。

除了CE与MS连接，使毛细管的一部分多孔还已用于其它用途的 CE中。例如，入口端的多孔毛细管近来用于毛细管电泳中在线浓缩蛋 白质和肽，其中用HF蚀刻沿着毛细管的短长度(围绕毛细管全部外 围)[16]。在用电化学检测的CE中，多孔CE毛细管已经用于将电化学 检测器与CE电场隔离[17-21]。在我们先前报道的多孔接口设计[2]中， 因为仅使毛细管外围非常小的区域多孔，所以所述毛细管保持其完整 性。此外，毛细管的内壁保持完整，因此没有将死容积引入毛细管。此 外，因为没有液体被加入到毛细管出口处，多孔接口设计提供了高灵敏 度。然而，该多孔接口设计存在两个缺陷。因为使用机械工具产生孔以 形成多孔接口，可重复的大规模生产接口是不切实际的。此外，必须在 单独工序中使毛细管出口变尖。此外，例如，缺少自动化的耐用的并且 可重复的将低流速狭窄毛细管连接至MS的方法，已妨碍了CE-MS成 为广泛使用的分离技术。

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