[发明专利]用于缓解毛细管区电泳-电喷雾装置中电流反转的方法和装置

说明书

组合的毛细管电泳电喷雾质谱装置具有处理过量电流的电路，允许在宽范围电泳条件下进行分离。该装置包括具有发射器的电喷雾器和与分离毛细管连接的电喷雾接口，分离毛细管构造成用注入端和远端输送样品。分离毛细管的注入端被插入含有背景电解质的贮存器中，远端被旋入电喷雾接口内并且尺寸和形状设计成与电喷雾接口配合。电源电连接到注入端和放大器，位于放大器和远端之间的至少一个第一二极管允许电流仅流到远端。位于远端和接地之间的第二二极管配置为允许电流流到地面。

相关申请的交叉参考

本申请是非临时申请，要求2016年9月26日提交的名称为“CE ElectrosprayDistal-End Power Supply”的美国专利申请62/400,036的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

政府许可权

本发明是在国家卫生研究所(“NIH”)授予的合同号为R01GM096767的政府支持下完成的。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本说明书通常涉及电流反转缓解，更特别地涉及用于缓解毛细管区电泳-电喷雾装置中电流反转的方法和装置。

背景技术

如图1A所示，传统的CZE-ESI系统由分离毛细管和两个电源组成。毛细管的注入端位于含有背景电解质的贮存器中。毛细管的远端旋入电喷雾接口。高压电源连接到毛细管的注入端。第二电源控制毛细管的远端的电压。通过鞘液、通过薄的蚀刻毛细管段或通过直接的电连接实现第二电源和毛细管的远端之间的连接。质谱仪入口通常保持在接地电势。

如图1B所示，电路可以绘制为三个电阻器，一个对应于分离毛细管，第二个对应于第二电源和电喷雾接口之间的传递毛细管，第三个对应于电喷雾。与转移毛细管相关的电阻(R_转移)倾向于非常低，并且施加到电喷雾接口的电势理想地非常接近HV2提供的电势。然而，用于电喷雾的常规高压电源是电流源，但不能用作电流吸收器。数十微安的电流可以通过分离毛细管，而离开喷雾器的电喷雾电流通常为数百纳安。负责喷雾电压的电源(HV2)用作电流源，并且该电源的控制电路将电喷雾发射器保持在所需的电压。然而，当毛细管电泳系统在相对高的电流条件下操作时，会出现这样的情况，即流过毛细管的电流大于HV2产生的电流。在这种情况下，电喷雾电压不受HV2控制，而是浮动到更高的值。

当电喷雾电压不能像在常规装置中一样精确控制时，仪器的灵敏度、再现性和检测极限受到损害。为避免电流吸收，在低电流条件(即<10μA)下进行分离。当使用大内径毛细管(例如50μm)以改善负载能力时，需要限制解析通量的低分离电压(通常为400V/cm或更低)。当通过增加分离电压(例如1000V/cm)来改善解析通量时，通常需要使用显著限制负载容量的非常小内径的分离毛细管(例如10μm)，导致低信号强度和识别能力。如果缓解了电流吸收，可以使用具有较大内径的较短的毛细管，同时使用较高电导性的分离缓冲液，使得更快的分离和更大的负载量成为可能。该问题的先前解决方案是将毛细管电泳电路浮在电喷雾电压上，使得有效的毛细管电压不再取决于电喷雾电压。然而，由于需要额外的安全预防措施(例如毛细管电泳仪器上的隔离电子器件)，第一种方法会增加设置成本。

附图说明

图1A是现有技术的毛细管电泳-电喷雾离子化-质谱仪装置的示意图。

图1B是图1A的装置的代表性电路。

图2A是根据本申请的教导的带护套的毛细管电泳-电喷雾离子化-质谱仪装置的示意图。

图2B是根据本申请的教导的无护套的毛细管电泳-电喷雾离子化-质谱仪装置的示意图。

图2C是根据本申请的教导的保护电路的电路图。

图3是针对0.1％FA(a)、5％乙酸(b)和0.5％FA(c)的测量喷雾电压-施加分离电压的图。