[發明專利]使用連續流動采樣探針對分析儀器進行聲學加載的系統和方法

在審

• 申請號: 201880075488.0
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN111630378A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: S.達特沃尼;D.W.阿諾德;L.P.吉斯萊恩;C.劉;T.科維
• 申請（專利權）人: 拉伯塞特股份有限公司;DH技術開發私人有限公司
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G01N35/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王冉

提供了一種系統和方法，其用于使用聲學液滴噴射(“ADE”)結合連續流動采樣探針將樣本加載到分析儀器中。采用聲學液滴噴射器用于將包含分析物的流體樣本的小液滴噴射到連續流動采樣探針的采樣末端中，在采樣末端處，聲學噴射的液滴與探針內的連續循環溶劑流動流相結合。探針內的流體循環將樣本通過樣本輸送毛細管輸送到出口，該出口引導分析物離開探針到分析儀器，例如檢測分析物的存在、濃度量和/或身份的設備。當分析儀器是質譜儀或要求分析物為電離形式的其他類型的設備時，離開的液滴在進入質譜儀或其他分析儀器之前通過電離區域，即電噴霧離子源。該方法采用主動流量控制，并能夠進行實時動力學測量。

技術領域

本發明總體上涉及用于將流體樣本傳輸到分析儀器的系統和方法，并且更具體地涉及利用連續流動采樣探針的這種系統和方法。本發明可用于分析化學、生物學研究和醫學領域。

背景技術

在許多領域，準確確定樣本中分析物的存在、身份、濃度和/或量至關重要。在此類分析中使用的許多技術都涉及在將流體樣本引入所使用的分析設備中之前將流體樣本的物質電離。電離方法的選擇將取決于樣本的性質和所用的分析技術，并且有許多電離方法可用。質譜分析是一種行之有效的分析技術，其中樣本分子被電離，然后按質荷比對所得離子進行分類。在一種技術中，測量離子化粒子在磁場中的偏轉程度，由此可以計算離子的相對質量。在稱為“飛行時間”(TOF)質譜的另一種技術中，離子在電場中被加速，并使用時間測量來確定其速度。質荷比與離子速度成正比，因此很容易確定。質譜具有許多重要的應用，能夠分析從藥物樣小分子到大蛋白和細胞代謝物的各種分子種類。將質譜分析(尤其是電噴霧質譜分析)與分離技術(例如液相色譜(LC))意味著復雜的混合物可以在單個過程中被分離和表征，液相色譜(LC)包括高效液相色譜(HPLC)、毛細管電色譜。該技術已廣泛應用于各個學科，并在諸如藥物代謝、蛋白質組學、代謝組學、脂質組學和成像等領域取得了進步。

盡管質譜的應用領域有所增加，但其基本通量在同一時間范圍內并沒有顯著變化。這主要是由于在將樣本引入質譜儀之前樣本需要經受分離技術，以從信號抑制基質成分中分離出目標分析物。HPLC系統設計的改進，例如減少死體積和增加泵送壓力，已經帶來了以下優點：包含較小的顆粒的較小的色譜柱、改進的分離和更快的運行時間。盡管有這些改進，但樣本分離所需的時間仍約為一分鐘。即使不需要真正的分離，將樣本加載到質譜儀中的機制仍將樣本加載時間限制為每個樣本大約十秒。

在提高通量性能方面已經取得了一些成功。通過使用固相萃取而不是傳統色譜法來去除鹽而簡化樣本處理，可以將預注入時間從HPLC所需的每個樣本幾分鐘減少到每個樣本不到十秒。但是，采樣速度的提高是以靈敏度為代價的。此外，采樣速度提高所節省的時間被樣本之間的清理需求所抵消。使用多重色譜系統并行處理樣本可以提高通量，但是這種方法的復雜性可能會對系統的可靠性產生負面影響，并經常使其無法在高通量篩選(HTS)環境中使用。

依靠激光傳遞電離能和從樣本基質中釋放出分析物的技術也可以提高速度。在基質輔助激光解吸電離(MALDI)中，樣本的電離是次要過程，其中激光能量被板表面形貌中的納米結構或基質分子吸收。這些被激發的分子又經由電荷轉移將靶分子電離。MALDI適用于肽、小蛋白質、脂質和寡核苷酸，并且可以以每個樣本一秒鐘的速度執行，但對于各種小分子卻表現不佳。相關技術，激光二極管熱解析(LDTD)，可經由熱通道將樣本直接解析成氣相。然而，在文獻中LDTD的應用主要針對藥物狀小分子，因為該技術的熱性質和環境壓力化學電離(APCI)系統的使用使其不適用于生化篩選中的改性的肽和細胞代謝產物。此外，LDTD比MALDI慢，每個樣本大約需要十秒鐘。

當前質譜儀加載過程的另一個局限性是樣本之間的遺留(carryover)的問題，這需要在加載每個樣本后進行清潔步驟，以避免后續樣本被先前樣本中分析物的殘留量所污染。這需要時間，并且會增加過程的步驟，從而使分析變得復雜而不是簡化。