用于液体分离和电喷雾离子化的集成系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于液体分离（例如LC、CE、亲和色谱法和离子交换色谱法）和 电喷雾离子化的集成系统。优选方面涉及一种用于在不使用时保护脆弱电喷雾针的专用保 护装置。另一优选方面涉及用于向电喷雾针施加电压的专用电触点装置。
【背景技术】
[0002] 作为蛋白质结构和功能的研究的蛋白质组学是未来数十年的研究焦点，因为它使 得人们能够阐明生命的基本原理以及健康和疾病的分子基础。复杂蛋白质混合物的分析 通常包括两个步骤：分子分离和识别/特征化。用于蛋白质识别和特征化的选择方法是质 谱分析（MS)，其中，关注的分析物通过电喷雾离子化（ESI)或基体辅助激光解吸/离子化 (MLDI)而离子化。在蛋白质组学领域中主要有两种分离方法：2维凝胶电泳（2D-GE)和高 性能液体色谱法（HPLC)。与2D-GE相比，HPLC的重要优点是它通过ESI与MS的相对简单 连接。
[0003] 快速发展的蛋白质组学研究领域的一个要求是生物分析技术的小型化，例如见 T.Laurell和G.Marko-Varga的"Miniaturizationismandatoryunravelingthehuman proteome"，Proteomics(2002)，第 2 卷，第 345-351 页，Lion,N. ;Rohner，T.C. ;Dayon，L.; Arnaud,I.L. ；Damoc,E. ；Yonhnovski,N. ；ffu,Z.Y. ；Roussel,C. ；Josserand,J.； Jensen,H. ；Rossier,J.S. ；Przybylski,M. ；Girault,H.H.；Electrophoresis 2003, 24, 3533-3562。液体色谱法的小型化通过较小珠、较小直径珠和相应较小流量的增加 使用来证明。在实验室条件下，小型化导致较高的分辨率、增加的灵敏性和较快分离。
[0004] 另一要求是消除用户对生物分析技术的干涉，以便保证可重复的结果。在该方 面，市场上有售的、由AgilentTechnologies,Inc.制造的微流体芯片将捕获柱、分离 柱和电喷雾源（即发射器）集成在单个结构中，例如见Gottschlich,N. ;Jacobson,S. C. ；Culbertson,C.T. ；Ramsey,J.M.AnalChem2001,73,2669-2674 ；Fortier,M.H.； Bonneil,E. ;Goodley，P. ;Thibault,P.AnalChem2005, 77,1631-1640。同时，这种系统基 于微流体芯片技术，这仍然是并不完全成熟的技术。而该技术提供了很多对用户友好的简 化，色谱法性能目前不能与非基于芯片的系统匹配。
[0005] 尽管用于纳升流量（也称为纳-LC)的普通HPLC柱（即具有用于与普通仪器连接 的配件的柱）相对于基于芯片的LC表现了较优的性能，但是配件和流体连接件不正确装配 的问题通常损害了与普通纳-LC柱相关联的优点。换句话说，LC传送管与LC柱的不正确连 接可能导致泄露，因此导致较差的灵敏性和色谱法分离。还有，在LC柱后面的普通纳米-电 喷雾发射器的不正确连接可能产生不合适的死区，这也导致降低的灵敏性和较差的分离能 力。
[0006] 因此，非常希望集成整个LC-ESI系统，其中使用普通LC柱和喷雾发射器，且最终 用户将不用建立正确的流体连接（配件的正确装配）。
[0007] 在利用小于10yL/分钟流速的液体色谱法系统中普通使用的柱和传送管线最通 常有非常窄的内径以及外径。因此，这些传送管线和柱可能在物理上较脆弱。因此，还非常 希望提供一些机械释放应变、压力、弯曲、扭转等的装置，以便保护较薄的管部件，并使它们 变得足够坚固，以承受在每天的实验室工作中使用。
[0008] 通常在色谱法和质谱法之间使用的接口由电喷雾离子源构成。在离子源中，来自 LC柱的洗提液通过发射器（也称为针），该发射器保持在一定电势，该电势通常与质谱仪的 相对进口孔相差一千或几千伏。这使得洗提液和（随后使）分析物获得电荷（即离子化）， 从而离子化的分析物可以在质谱仪中进行分析。当带电区域可能由操作人员接触时，高电 势差有安全危险。因此，非常希望高效屏蔽尽可能多的、处于升高电势的部件。电喷雾发射 器是较细的脆弱部件，当不仔细处理时它可能很容易损坏，而且，电喷雾发射器长而尖，因 此可能由它引起伤害。因此希望降低电喷雾发射器受损的危险和/或由于暴露于它而受伤 害的危险。
[0009] US2008/0038152介绍了一种系统，其中，单独的柱、连接配件和喷雾发射器包封在 单个包装中。喷雾发射器的端部可以由可缩回的套筒结构来暂时覆盖，以便保护该装置，直 到系统安装和操作。可缩回的套筒可滑动地安装在电喷雾发射器周围，并可运动至伸出位 置，以便保护喷雾尖端。不过，套筒可自由地前后滑动，因此可能产生发射器的意外暴露。
[0010] 在电喷雾离子化接口领域中，还需要在不使用时更可靠地保护尖端。
【发明内容】
[0011] 本发明通过在第一方面中提供一种用于液体分离和电喷雾离子化的集成系统而 克服发射器意外暴露的问题，该集成系统包括：
[0012] 分离柱；
[0013] 电喷雾发射器，该电喷雾发射器与分尚柱连接；以及
[0014] 保护套筒，用于将电喷雾发射器沿其轴线的至少一部分覆盖和/或支承。
[0015] 在第二方面，本发明提供了一种用于液体分离和电喷雾离子化的集成系统，该集 成系统包括：
[0016] 分离柱；
[0017] 电喷雾发射器，该电喷雾发射器与分离柱连接；以及
[0018] 导电护壳，该导电护壳包围发射器，并提供电连接。
[0019] 在第三方面，本发明提供了一种用于液体分离和电喷雾离子化的集成系统，该集 成系统包括：
[0020] 盘绕的分离柱；
[0021] 电喷雾发射器，该电喷雾发射器与分离柱连接；
[0022] 加热/冷却装置，该加热/冷却装置绕盘绕的分离柱布置，用于控制分离柱的温 度；
[0023] 所述分离柱、电喷雾发射器和加热/冷却装置嵌入塑料材料中。使用盘绕的柱使 得该柱紧凑和能够装配至较小容积内，这可以更容易通过加热元件来进行温度控制（与当 它直线形布置和将占据细长和通常较长的空间时相比）。
[0024] 应当知道，本发明的第一、第二和第三方面可以单独或组合地使用。在这些组合实 施例中，优选是导电护壳布置成包围保护套筒。更优选是，保护套筒可在导电护壳内运动， 如后面更详细所述。
[0025] 在一些实施例中，保护套筒相对于发射器固定。不过，保护套筒最优选是可退回， 即相对于发射器可退回。当套筒可退回时，这保证发射器尖端在使用时暴露，因此套筒不会 与例如发射器尖端周围的气流和等势线干涉。而且，可退回套筒在使用时并不阻挡发射器 的可视性，因此人们能够很容易地监测喷雾。保护套筒优选是可滑动地布置在发射器上。保 护套筒优选是可在伸出（或覆盖）位置和退回位置之间运动，在该伸出位置中，它覆盖发射 器，特别是发射器的尖端，在该退回位置中，发射器（特别是它的尖端）暴露。当发射器暴 露时，它可以用于电喷雾离子化。这里，发射器尖端的意思是当使用时产生离子的尖端。因 此，保护套筒将电喷雾发射器沿其轴线的至少一部分来覆盖和支承，该电喷雾发射器包括 发射器的尖端。
[0026] 保护套筒优选是包括大致圆柱形本体，该圆柱形本体包围和（更优选是）支承发 射器，即当它可滑动地安装于其上时。大致圆柱形本体优选是包括比套筒的其余部分或主 体更大直径的基部。
[0027] 优选是，设有弹性部件，更优选是弹簧，该弹性部件与保护套筒接触，以便将套筒 偏压向它的伸出位置。弹性部件优选是与保护套筒的基部接触。弹性部件优选是定位在分 离柱和保护套筒之间。这样，弹性部件在驱动时能够推动套筒，以便在发射器需要保护时覆 盖该发射器。当需要使用发射器时，弹性部件还允许套筒从发射器的尖端退回，例如当集成 系统与用于质谱分析的仪器装配时。为了能够这样退回，优选是弹性部件被推动至压缩状 态，例如通过将套筒推向弹性部件。弹性部件将套筒偏压至伸出位置，从而当并没有向套筒 施加足够力来逆着弹性部件推动它时，套筒采取伸出或覆盖位置。当发射器不需要使用时， 例如当集成系统从用于质谱分析的仪器上拆卸时，弹性部件或弹簧因此使得保护套筒能够 覆盖发射器的尖端。
[0028] 优选是，保护套筒包围在外部护壳内，在本发明