[發明專利]氣相離子譜儀的探頭

有效

• 申請號: 00809424.1
• 申請日: 2000-04-27
• 公開（公告）號: CN1360732A
• 公開（公告）日: 2002-07-24
• 發明（設計）人: W·E·里奇;嚴筆弟;K·沃多夫;葉大同;J·比徹
• 申請（專利權）人: 賽弗根生物系統股份有限公司
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04;H01J49/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 沈昭坤

相關申請的交叉參照

本申請對1999年4月29日提交的臨時申請U.S.S.N.60/131,652要求優先權，所述臨時申請揭示的內容通過引用整體與本申請結合。

關于對在聯邦政府資助研發下作出的發明擁有權利的陳述

不適用。發明背景

本發明涉及應用氣相離子譜測定法尤其是質譜測定法的分離科學與分析生化學領域。一般而言，用質譜測定法分析生物樣品涉及到應用激光等離子化源對少量材料樣品作解吸附與離子化。離子化源將材料解吸成氣相或蒸氣相，而且在處理當中，對各個分子作離子化，然后離子化的分子經質量分析儀分散而被檢測器檢測。如在飛行時間質量分析儀中，正電荷離子化分子加速通過短小的高壓場而飛入(漂入)高真空室，在高真空室遠端撞擊敏感的檢測器表面。由于飛行時間是該離子化分子的質量的函數，因而可以利用離子化與撞擊之間消逝的時間來識別有無特定質量的分子。

解吸附譜測定法曾經存在過一段時間，但是它難以確定蛋白質與核酸等大型完整生物聚合物的分子量，因為它們一旦解吸附就會分裂(破壞)。應用化學基質可以解決這一問題。在基質輔助激光解吸附/離子化(MALDI)中，把被分析物溶液混以某種基質溶液(如極大克分子過量的酸性紫外吸收基溶液)，混合物在沉淀于惰性探頭表面后可以結晶，捕獲晶體內的被分析物。選用的基質吸收激光能量，并把它傳遞給被分析物而造成解吸附與離子化。請參見美國專利5,118,937(Hillenkamp等)與美國專利5,045,694(Beavis?&?Chait)。

最近開發成功的表面增強型激光解吸附/離子化(SELDI)是對MALDI的一大推進。在SELDI中，探頭表面是解吸附過程的積極參與者。一種型式的SELDI，探頭的表面化學過程能選擇地捕獲有關的被分析物。如探頭表面化學過程包括基于被分析物的共價或非共價固定化的氧相關、碳相關、硫相關和/或氮相關手段粘合官能團。探頭的表面化學過程可以保留被粘合的被分析物而沖掉不被粘合的材料，因而可用質譜測定法解吸被粘合于探頭表面的被分析物并對它分析。此法可直接解吸和分析樣品而無需任何樣品制備(如樣品標記與凈化)等中間環節，因而SELDI為直接檢測被分析物提供了一種單一集成的操作系統。美國專利5,719,060(Hutchens?&?Yip)與WO98/59361(Hutchens?&?Yip)對SELDI及其修正型式已作了描述。

在分離科學與分析生化領域，上述的解吸附方法有著無限制的應用，例如細胞表面或可溶解受體能附著于探頭表面而篩選配位體，然后用解吸附與離子化法分析被粘合的配位體。核酸分子也能附著于探頭表面而從復合溶液里捕獲生物分子，然后可用解吸附與離子化法對粘合于核酸的生物分子進行隔離與分析。另外，可用附著于探頭表面的抗體捕獲和識別特定的抗原，于是可用解吸附與離子化法對專門粘合于該抗體的抗原作隔離分析。

在分離科學與分析生化學領域，上述的探頭雖然是一種重要的工具，但是仍希望研制一種有更大容量與更高靈敏度的帶表面化學過程的探頭。若可供分析的樣品量極少且有限，則希望有一種檢測靈敏度高的解吸附系統。另外，還希望研制一種能在探頭上提供穩定的質量分辨率與粘合的被分析物強度的探頭。

發明內容

本發明首次為氣相離子譜儀提供了含水凝膠材料的探頭，該材料的粘合官能團可粘合能被氣相離子譜儀檢測的被分析物。水凝膠材料是一種水溶液、水膨脹的聚合物，經交聯能吸收至少是其液體重量的10倍，最好是至少100倍。通過對含被分析物液體溶液滲入物泡脹，水凝膠材料提供的三維染色體支架呈現出粘合官能團，導致在探頭表面有大得多的被分析物容量，由此可以提高檢測靈敏度。水凝膠材料的親水特征還減弱了蛋白質等生物分子的非特定粘合。另外，水凝膠材料的透水特征可在沖洗時便于沖洗掉不被粘合的樣品成分。

本發明還首次為氣相離子譜儀提供了含均勻顆粒的探頭，顆粒的粘合官能團可以粘合氣相離子譜儀能檢測的被分析物。顆粒的大小或直徑很均一，故能將顆粒均衡地置于基板表面。這種探頭可對其解吸的被分析物提供穩定的質量分辨率與強度。

在一個方面，本發明提供的探頭可卸地插入氣相離子譜儀，探頭包括帶表面的基板和表面上的水凝膠材料，其中交聯水凝膠材料，且其包含粘合官能團可粘合能被氣相離子譜儀檢測的被分析物。

在一實施例中，基板呈帶狀或板狀。

在另一實施例中，基板導電。

在另一實施例中，基板經處理可粘附水凝膠材料。