[发明专利]液相色谱-质谱在线蛋白质分离分析装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种液相色谱‑质谱在线蛋白质分离分析装置及其使用方法，所述装置包括自动进样器，第一色谱泵，离子交换色谱柱，切换阀，第二色谱泵，反相色谱柱，质谱仪，截止阀，第一废液瓶和第二废液瓶；流动相在第一色谱泵的作用下流经自动进样器，进入离子交换色谱柱，从离子交换色谱柱流出的溶液经切换阀流入反相色谱柱，经反相色谱柱流出的液体经三通分别流入质谱仪和截止阀，截止阀与所述第一废液瓶相连通；流动相在第二色谱泵的作用下流经切换阀；所述第二废液瓶与所述切换阀相连通。本发明的有益效果为：本发明所述装置适用于血液、尿液和组织等复杂生物样本中蛋白质的二维正交高效液相色谱‑质谱在线联用分析检测。

技术领域

本发明属于生物样本的分析鉴别仪器技术领域，具体涉及一种液相色谱-质谱在线蛋白质分离分析装置及其使用方法。

背景技术

高效液相色谱-高分辨质谱(HPLC-MS)在线分析技术在蛋白质组学分析中得到了广泛应用。基因组学研究揭示人类至少有22000种基因编码的蛋白质，考虑到每种蛋白质的后转录修饰可以高达10种以上，复杂的临床生物样本(例如血液样本或组织样本)包含的蛋白质种类多达数十万，而它们的浓度范围高达10¹⁰(例如血液中高浓度的mg/mL水平的白蛋白与低浓度的fg/mL水平的蛋白激酶)。

目前没有一种高效液相色谱分离技术可以将如此复杂生物样本中的蛋白质完全分离检测，比较高效的反相液相色谱可以从生物样本中分离得到100个蛋白质组分。因此即使不考虑蛋白质的后转录修饰，即每个组分中含有的蛋白质也高达220种！为了改善蛋白质高效液相色谱分离效能，相继开发了3种二维正交高效液相色谱分离技术，例如阳离子交换色谱-反相色谱、阴离子交换色谱-反相色谱和空间排阻色谱-反相色谱。以阴离子交换色谱-反相色谱为例，若阴离子交换色谱可以分离得到10个蛋白质组分，每一个组分经反相色谱分离出100个蛋白质组分，则该二维高效液相色谱分离系统可以分离出1000(即10×100)个蛋白质组分，每个组分含有22种蛋白质(在没有考虑蛋白质发生后转录修饰的前提下)。然而，现有的二维高效液相色谱分离系统存在以下主要不足：

①由于这些二维高效液相色谱分离系统中的第一维色谱分离技术采用的是含有不挥发性盐(例如氯化钠或磷酸盐)的缓冲溶液为流动相，从第一维液相色谱分离出来的蛋白质组分在第二维反相液相色谱分离时，必须进行脱盐以保证第二维反相液相色谱分离效能。然而，残留含盐组分(例如氯化钠或磷酸盐)在反相色谱柱内的积累严重影响反相色谱的分离效能和反相色谱柱的使用寿命。

②脱盐过程中从反相色谱柱流出的含盐溶液极大抑制电喷雾离子化质谱(electrospray ionization mass spectrometry,ESI-MS)的离子化效率而降低了质谱分析的灵敏度。

③不挥发性盐(例如氯化钠或磷酸盐)组分进入质谱仪器并对仪器内部部件造成严重污染而增加了质谱仪器清洗次数和缩短了其使用寿命。

上述原因限制了这些二维高效液相色谱分离系统与质谱在线联用分析检测复杂生物样本中的蛋白质组分。因此，亟需建立一种与电喷雾质谱(ESI-MS)在线联用分析兼容的二维高效液相色谱分离系统并应用于复杂生物样本中的蛋白质分析。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种适用于血液、尿液和组织等复杂生物样本中蛋白质的二维正交高效液相色谱-质谱在线联用分析检测蛋白质的分离分析装置及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面，提供了一种液相色谱-质谱在线蛋白质分离分析装置，包括自动进样器，第一色谱泵，离子交换色谱柱，切换阀，第二色谱泵，反相色谱柱，质谱仪，截止阀，第一废液瓶和第二废液瓶；

流动相在第一色谱泵的作用下流经自动进样器，由自动进样器流出的溶液进入离子交换色谱柱，从离子交换色谱柱流出的溶液经切换阀流入反相色谱柱，经反相色谱柱流出的液体经三通分别流入质谱仪和截止阀，所述截止阀与所述第一废液瓶相连通；