[發明專利]用于進行反應并篩選反應產物的系統和方法

有效

• 申請號: 201880033701.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN110651354B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 羅伯特·格雷厄姆·庫克斯
• 申請（專利權）人: 普度研究基金會
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04;H01J49/10
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明總體上涉及用于進行反應并篩選反應產物的系統和方法。

相關申請

本申請要求于2017年3月22日提交的美國臨時專利申請序列號62/474,902的權益和優先權，該美國臨時專利申請的內容通過援引以其全文并入本文。

政府利益

本發明是在美國國防高級研究計劃局(DARPA)授予W911?NF-16-2-0020的政府支持下完成。美國政府享有本發明的一定權利。

技術領域

本發明總體上涉及用于進行反應并篩選反應產物的系統和方法。

背景技術

組合化學涉及化學合成方法，該方法使得可以在單個過程中制備大量(數十至數千甚至數百萬種)化合物。這些化合物庫可以被制成為混合物、各個化合物的集合、或由計算機軟件生成的化學結構。組合化學可以用于小分子的合成和用于肽。機器人技術的進步催生了一種組合合成的工業化方法，使得公司每年可以例行生產100,000多種全新且獨特的化合物。

然而，現有的組合化學過程中仍然存在許多限制。例如，當前方法針對反應合成和反應篩選使用單獨的系統。在一種典型的設置中，化合物庫是手動制成或使用自動儀器制成。該儀器用于組合試劑并進行反應，其反應時間可能從幾分鐘到幾小時、甚至幾天不等。一旦完成，該化合物庫然后就被轉移到如質譜儀等篩選儀器。轉移過程是手動的，在這個過程中，人們手動采樣每個反應產物并在基底上創建反應產物陣列以進行篩選。該篩選儀器將被設置以篩選組合庫中的每個反應產物，這可能是耗時的。轉移過程中可能會導致許多錯誤，其中樣品會被污染或混合，從而導致數據不正確。最終，如果錯誤無法解決，則需要重復整個過程。

發明內容

本發明提供了使用同時執行反應產物合成和反應篩選的單個儀器將反應過程和篩選過程組合成單一工作流程的系統和方法。本發明利用以下事實：化學反應在液滴噴霧排放物中可以加速。以這種方式，液滴噴霧排放物可以用于從基底上的不同位置處的試劑快速進行反應。當噴霧排放物離開基底表面朝向如質譜儀等分析設備時，該反應在液滴噴霧排放物中發生。可以以自動方式立即分析所形成的反應產物，而無需任何手動將反應產物從合成儀器轉移到篩選儀器。基底處于自動控制，使得可以生成標準的組合庫并且立即進行篩選，而無需操作員干預。

在某些方面，本發明提供了用于進行反應并篩選反應產物的系統，這些系統包括：采樣探針，該采樣探針被配置成用于產生液滴噴霧排放物；基底，該基底被配置成用于固持用于反應的試劑；以及質譜儀(例如，臺式質譜儀或微型質譜儀)。該系統被配置成使得該采樣探針以一定角度朝向該基底產生該液滴噴霧排放物，使得所述液滴噴霧排放物撞擊所述基底以從該基底上解吸試劑、并從該基底反射到該質譜儀的入口。如本文所討論的，與散裝液體中的試劑之間的反應速率相比，該液滴噴霧排放物中的試劑之間的反應速率被加速。

在某些實施例中，該采樣探針包括氣體源和電壓源。示例性采樣探針是解吸電噴霧電離探針，并且在這類實施例中，該液滴噴霧排放物是解吸電噴霧電離活性排放物。該基底包括多個離散位置，這些離散位置中的一個或多個離散位置包括用于反應的試劑。在某些實施例中，該基底是可移動基底。在這類實施例中，該可移動基底可以可操作地耦接至以自動方式移動該基底的電動機。在其他實施例中，該采樣探針可操作地耦接至可移動臂。在這類實施例中，該可移動臂可操作地耦接至以自動方式移動該采樣探針的電動機。

本發明的其他方面提供了用于進行反應并篩選反應產物的方法，這些方法涉及將來自采樣探針的液滴噴霧排放物引導到包括用于反應的試劑的基底上，使得該液滴噴霧排放物從該基底上解吸這些試劑；隨著這些液滴的蒸發，在該液滴噴霧排放物中的試劑之間進行反應，從而生成至少一種經電離的反應產物；以及分析該經電離的反應產物。在某些實施例中，與散裝液體中的試劑之間的反應速率相比，該液滴噴霧排放物中的試劑之間的反應速率被加速。