高灵敏度电喷射接口制造技术

本发明专利技术提供了一种用于从毛细管形成电喷射的鞘流接口。由所述接口形成的电喷射能够用作质谱的离子源。所述接口中的动电流能够使鞘液迁移通过毛细管的末端从而与从所述毛细管排出的分析物流出液进行混合。所述鞘液和分析物混合物能够被引到电喷射器从而形成电喷射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】高灵敏度电喷射接口 相关申请本申请根据U.S.C.§119(e)的规定要求下述在先申请的优先权:2013年8月29日提交的美国临时专利申请61/871，562，其在此通过引用纳入本文。政府资助本专利技术获得了由Nat1nal Institutes of Health提供的项目编号为R01GM096767的政府资助。美国政府对于本专利技术拥有一定的权益。
技术介绍
自下而上蛋白质组学(Bottom-upProteomics)是鉴定蛋白质以及在质谱分析之前通过蛋白水解消化描述其氨基酸序列和转译后修饰的实用方法。自下而上蛋白质组学被广泛用于定性和定量分析复杂的生物样品。由微克的物料，有可能从哺乳动物细胞溶解产物鉴定超过10，000种蛋白质以及从原核生物溶解产物鉴定超过2，500种蛋白质。自下而上蛋白质组学方法，对于质量有限的样品，例如激光捕获微小切割组织、循环肿瘤细胞、单胚和单体细胞，操作性能会迅速降低。有少量的报道涉及采用毛细管液相色谱(LC)-电喷射离子化(ESI)-串联质谱(MS/MS)方法纳克样品的自下而上蛋白质组学。Mann团队从具有几百ng蛋白质含量的单一胰岛细胞鉴定出2，000种蛋白质(ffaanders et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2009，106，18902) aKarger团队从50ng的醋酸甲烧八叠球菌(Methanosarcinaacetivorans)消化物鉴定出566种蛋白质(Yue et al.，Anal.Chem.2007，79，938)，并且从?2.5ng的宫颈癌细胞株的胰蛋白酶消化物鉴定出163种蛋白质(Luo et al.，Anal.Chem.2007，79，6174)。Smith小组利用精确质量和时间标签(AMT s ) 的方法从低微克量的耐辐射球菌(Deinococcusrad1durans)消化物中检测出870种蛋白质(Smith et al.，Proteomics2002，2，513)。31^访团队还报告了采用411'方法在0.5?8的样品中检测到三种最大丰度的蛋白质，并且报告在牛血清蛋白(bovine serum albumin)消化产物中对一种蛋白质的?1zmoIe检测极限(Shen et al.,Anal.Chem.2004,76,144) C3Dovichi及其同事利用具有高能碰撞离解的Q-Exactive质谱仪(Olsen et al.，Nat.Methods2007，4，709)从Ing的RAW264.7巨■细胞株消化物中鉴定出?100种蛋白组(Sun et al.,Rapid Commun.MassSpectrom.2013，27，157)。所有这些分析都需要至少一个小时的仪器时间。因此，对飞克(femtogram)量的蛋白质消化物的更为快捷的自下而上分析方法对于蛋白质组学领域是非常有价值的。毛细管区带电泳-电喷射离子化-串联质谱(CZE-ES1-MS/MS)对于自下而上蛋白质组学受到关注，并且，对于低纳克样品来说，这种方法一致地优于LC-MS/MS方法。对于微小样品量而言CZE的改良性能大概是由于其非常简单的设计以及在喷射器和配件中消除了样品损耗。从Smith团队的开创性工作入手(Smith et al.,Anal.Chem.1988，60，1948)，为了毛细管电泳已经开发电喷射接口(Maxwell et al.，Anal.Chim.Acta2008，627，25)。然而，有必要开发出新的接口以降低因低鞘流率引起的样品稀释，免除机械栗，允许较宽范围的分离缓冲，以及在纳喷射状态的稳定操作。专利技术概述本专利技术提供了一种基于改进的动电栗鞘流接口的超灵敏和快速的毛细管区带电泳-电喷射离子化-串联质谱(CZE-ES1-MS/MS)系统。所述接口有多方面的优点，包括由于很低的鞘流率减少样品稀释，免除机械栗，允许较宽范围的分离缓冲，与商业毛细管电泳设备的相容性，以及在纳喷射状态的稳定操作。所述系统对于飞克(femtogram，毫微微克)量蛋白质消化物的快速自下而上分析是非常有用的并且能够提供极高的灵敏度。 于是，本专利技术提供了一种鞘流接口(sheath-flow interface)，用来从毛细管中形成电喷射，其中，所述接口包括:(a)毛细管，设置为含有被测物液体，所述毛细管具有用来接收被测物液体的注射端以及用来排放被测物流出物的末端，其中所述末端的部分的外径逐渐缩减到大约20μπι到大约200μηι范围的较小外径；(b)电喷发射体发射体，同轴地设置于至少在所述毛细管的末端周围，所述电喷发射体发射体具有末端，其逐渐变小终止于开口，所述开口被相对于所述毛细管的末端同轴设置；以及(c)鞘液储存器，流体地连通到所述电喷发射体发射体的内部，使得导电的鞘液能够流出所述鞘液储存器，经过所述毛细管和所述电喷发射体发射体的中间连接器件，穿过所述毛细管的末端，并且通过所述电喷发射体发射体的末端的所述开口。所述鞘流接口可以设置为使得所述毛细管的末端和所述电喷发射体发射体的孔口在所述电喷发射体发射体内以约750μηι到约I OOnm的距离分开。在一些实施方式中，其中所述毛细管的外径小于所述发射体发射体孔口的直径，所述毛细管的末端可被设置为处于所述发射体发射体孔口的开口之内。另外，所述毛细管的末端可以从所述发射体发射体孔口的开口伸出达大约ΙΟΟμπι。所述鞘液能够提供所述毛细管和所述电喷发射体发射体之间的电接触。所述鞘流接口可以设置用来由鞘流和所述被测物流出物混合的动电流形成纳喷射。此外，所述动电流可以通过所述电喷发射体发射体和与所述发射体发射体的所述开口接近但无物理接触的目标面之间的电势产生。在各种实施方式中，所述毛细管的末端的外径可以是约20μπι到约75μπι，或者约45μm至约65μηι。所述末端的逐渐缩减到较小外径的部分可以是长度为大约0.1mm到大约10mm，尤其是大约5mm的部分。所述鞘流接口，当与毛细管区带电泳装置和串联质谱仪配置时，可以在不到12分钟或不到10分钟的质谱仪器时间内从400飞克(f emtograms)的肽类样品中检测出多个肽类。所述肽类包括肽消化物，例如E.col i胰蛋白酶消化物。所述鞘流接口可以配置毛细管区带电泳装置和质谱仪，其中多于150种肽类能够通过精确质量和时间标记从亚皮克(sub-p i cogram)量的复合蛋白质消化物中在不到12分钟、通常不到20分钟的质谱仪时间内被鉴别出来。所述质谱检测极限能够是大约1-1OiX摩尔(zeptomoles)，例如可以低到大约IiX摩尔(zeptomole)。本专利技术还提供了一种方法，用于分析蛋白质消化物，包括将权利要求1所述的鞘流接口配置毛细管区带电泳装置，其中所述分析物通过毛细管区带电泳在分离毛细管中被分离，并且施加约1kV的电势提供大约300V/cm的电场，以形成宽的分析物分离窗区，在此期间，分析物从所述毛细管在大约60分钟内迀移至所述接口。对于肽类分离，可获得平均的250，000理论板到大约350，000理论板。在一些实施方式中，所述鞘流接口的分离毛细管的内径为约5μπι到约75μπι。在不同的实施方式中，喷射的总流率为约15到约200nL/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从毛细管形成电喷射的鞘流接口，包括：(a)毛细管，设置为包含分析物液体，所述毛细管具有用来接收分析物液体的注射端以及用来排放分析物流出液的末端，其中所述末端的部分的外径逐渐缩减到大约20μm到大约200μm范围的较小外径；(b)电喷发射体，同轴地设置于至少在所述毛细管的末端周围，所述电喷发射体具有末端，其逐渐变小并终止于开口，所述开口被相对于所述毛细管的末端同轴设置；以及(c)鞘液储存器，流体地连通到所述电喷发射体的内部，使得导电的鞘液能够流出所述鞘液储存器，经过所述毛细管和所述电喷发射体的中间连接器件，穿过所述毛细管的末端，并且通过所述电喷发射体的末端的所述开口；其中，所述鞘液提供所述毛细管和所述电喷发射体之间的电接触，所述鞘流接口设置用来由鞘流和所述分析物流出液混合的动电流形成纳喷射，并且，所述动电流是通过所述电喷发射体和与所述发射体的所述开口接近但非物理接触目标面之间的电势所产生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺曼·多维奇，孙良亮，朱贵杰，
申请(专利权)人：圣母大学，
类型：发明
国别省市：美国;US