[發(fā)明專(zhuān)利]使用潮濕的多孔材料產(chǎn)生離子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080019239.3
• 申請(qǐng)日: 2010-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102414778A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Z·歐陽(yáng);H·王;尼古拉斯·E·馬尼克;羅伯特·格雷厄姆·庫(kù)克斯;Q·楊;J·劉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 普度研究基金會(huì)
• 主分類(lèi)號(hào): H01J49/00
• 分類(lèi)號(hào): H01J49/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業(yè)平;金小芳

相關(guān)申請(qǐng)案

本發(fā)明主張2009年4月30日申請(qǐng)的第61/174,215號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案、2009年9月29日申請(qǐng)的第61/246,707號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案及2010年2月26日申請(qǐng)的第61/308,332號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，每個(gè)所述申請(qǐng)案的全文內(nèi)容均以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及用于對(duì)樣品進(jìn)行質(zhì)譜分析的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

質(zhì)譜分析法是一種用于分析化學(xué)(尤其是生命科學(xué))的重要研究和應(yīng)用的非常靈敏的分析法。電噴霧電離(ESI)通常被視作是用于電離溶液相分子的最具特點(diǎn)且最有效的方法。該方法可以簡(jiǎn)單地分成三個(gè)階段：液滴形成、液滴蒸發(fā)和離子形成(加斯克爾·S·J，質(zhì)譜學(xué)報(bào)1997(Gaskell，S.J.Journal?of?Mass?Spectrometry?1997)，32，677-688)。當(dāng)向流過(guò)質(zhì)譜儀探針的溶液施加強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，探針的針尖處會(huì)形成泰勒?qǐng)A錐，從而使小液滴形成的薄霧從此圓錐的尖端噴出。由于游離液滴蒸發(fā)和庫(kù)侖力的存在，因此產(chǎn)生樣品分析物的離子。所述離子進(jìn)入質(zhì)譜儀，隨后進(jìn)行分析。

ESI存在的問(wèn)題是，要使用ESI對(duì)許多類(lèi)型的樣品進(jìn)行分析，必須先制備樣品。在使用ESI質(zhì)譜分析法分析樣品之前，要對(duì)樣品進(jìn)行提取和過(guò)濾規(guī)程，以提純所述樣品，例如，清除鹽和清潔劑。這些規(guī)程復(fù)雜、耗時(shí)且昂貴。此外，提純過(guò)程中使用的試劑可能會(huì)干擾隨后對(duì)所提純的樣品中的目標(biāo)分析物進(jìn)行分析。此外，非溶液態(tài)的樣品在進(jìn)行ESI分析之前必須溶解和提純。

近來(lái)，已形成常壓電離的概念，現(xiàn)在常壓電離一族的成員超過(guò)二十個(gè)，例如，解吸電噴霧電離(DESI)和實(shí)時(shí)直接分析(DART)。使用質(zhì)譜分析法進(jìn)行常壓電離可以在不進(jìn)行過(guò)多或甚至不進(jìn)行任何樣品制備和/或預(yù)先制備的情況下在常壓環(huán)境下從凝相樣品中電離分析物，從而提供用于對(duì)復(fù)雜混合物和生物樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)地分析的溶液。這些常壓電離方法引領(lǐng)并延續(xù)著質(zhì)譜分析法在生命科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、法醫(yī)應(yīng)用和治療分析方面的革命。然而，上文所述的常壓電離技術(shù)在分析樣品時(shí)仍然需要?dú)鈩?dòng)輔助、持續(xù)的溶劑流和高壓電源。

需要可以將樣品制備和預(yù)處理與對(duì)樣品進(jìn)行質(zhì)譜分析的電離過(guò)程相結(jié)合使得在分析樣品時(shí)不需要?dú)鈩?dòng)輔助或持續(xù)的溶劑流的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明大體上涉及由流體和固體樣品產(chǎn)生離子用于質(zhì)譜分析的新系統(tǒng)和方法。多孔材料(例如，濾紙)或類(lèi)似材料可容納并轉(zhuǎn)移液體；當(dāng)向這些材料施加高電壓時(shí)，所述材料的邊緣會(huì)直接產(chǎn)生離子。所述多孔材料保持與溶劑流分離(即，獨(dú)立或分開(kāi)的)。事實(shí)上，會(huì)將樣品點(diǎn)到多孔材料上，或者將多孔材料潤(rùn)濕，然后用多孔材料擦拭含該樣品的表面。接著，點(diǎn)到或擦到樣品的多孔材料會(huì)被潤(rùn)濕并連接到高壓電源以產(chǎn)生樣品的離子，隨后對(duì)這些離子進(jìn)行分析。樣品可通過(guò)多孔材料輸送，而不需要單獨(dú)的溶劑流。

本發(fā)明的裝置和方法將樣品制備和預(yù)處理與對(duì)樣品進(jìn)行質(zhì)譜分析所需的電離過(guò)程相結(jié)合。本發(fā)明的裝置和方法可以對(duì)基體復(fù)雜的原生物樣品(例如，生物流體和組織)中的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行快速直接分析，而無(wú)需制備樣品。在特定實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置和方法可以對(duì)干的血點(diǎn)或尿斑進(jìn)行分析。

本發(fā)明的一方面提供一種包括連接到高壓電源的多孔材料的質(zhì)譜探針，其中所述多孔材料與溶劑流分離。示例性多孔材料包括紙，例如，濾紙，或PVDF膜。多孔材料可具有任何形狀。在某些實(shí)施例中，多孔材料可為三角形。

在某些實(shí)施例中，探針進(jìn)一步包括施加到多孔材料的個(gè)別量的溶劑，例如，一滴或多滴液滴。溶劑可為一滴或多滴液滴，而且其量要足夠潤(rùn)濕多孔材料。只要向多孔材料施加溶劑，溶劑便可輔助樣品通過(guò)多孔材料進(jìn)行輸送。溶劑可能含有內(nèi)標(biāo)物。溶劑/基材化合物可以區(qū)別保留化學(xué)性質(zhì)不同的樣品成分。在某些實(shí)施例中，溶劑可使鹽和基體的效應(yīng)最小化。在其他實(shí)施例中，溶劑包括可對(duì)所選的分析物進(jìn)行在線(xiàn)化學(xué)衍生的化學(xué)試劑。

本發(fā)明的另一方面提供一種用于分析樣品材料的系統(tǒng)，其包括：探針，所述探針包括連接到高壓電源的多孔材料，其中所述多孔材料保持與溶劑流分開(kāi)；以及質(zhì)譜分析儀。所述質(zhì)譜分析儀可為臺(tái)式質(zhì)譜儀或手持式質(zhì)譜儀類(lèi)型。示例性質(zhì)譜分析儀包括四極離子阱質(zhì)譜儀、直線(xiàn)離子阱質(zhì)譜儀、圓柱形離子阱質(zhì)譜儀、離子阱回旋共振質(zhì)譜儀和軌道阱質(zhì)譜儀。