用于进行反应并筛选反应产物的系统和方法技术方案

本发明专利技术总体上涉及用于进行反应并筛选反应产物的系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于进行反应并筛选反应产物的系统和方法相关申请本申请要求于2017年3月22日提交的美国临时专利申请序列号62/474,902的权益和优先权，该美国临时专利申请的内容通过援引以其全文并入本文。政府利益本专利技术是在美国国防高级研究计划局(DARPA)授予W911NF-16-2-0020的政府支持下完成。美国政府享有本专利技术的一定权利。
本专利技术总体上涉及用于进行反应并筛选反应产物的系统和方法。
技术介绍
组合化学涉及化学合成方法，该方法使得可以在单个过程中制备大量(数十至数千甚至数百万种)化合物。这些化合物库可以被制成为混合物、各个化合物的集合、或由计算机软件生成的化学结构。组合化学可以用于小分子的合成和用于肽。机器人技术的进步催生了一种组合合成的工业化方法，使得公司每年可以例行生产100,000多种全新且独特的化合物。然而，现有的组合化学过程中仍然存在许多限制。例如，当前方法针对反应合成和反应筛选使用单独的系统。在一种典型的设置中，化合物库是手动制成或使用自动仪器制成。该仪器用于组合试剂并进行反应，其反应时间可能从几分钟到几小时、甚至几天不等。一旦完成，该化合物库然后就被转移到如质谱仪等筛选仪器。转移过程是手动的，在这个过程中，人们手动采样每个反应产物并在基底上创建反应产物阵列以进行筛选。该筛选仪器将被设置以筛选组合库中的每个反应产物，这可能是耗时的。转移过程中可能会导致许多错误，其中样品会被污染或混合，从而导致数据不正确。最终，如果错误无法解决，则需要重复整个过程。r>
技术实现思路
本专利技术提供了使用同时执行反应产物合成和反应筛选的单个仪器将反应过程和筛选过程组合成单一工作流程的系统和方法。本专利技术利用以下事实：化学反应在液滴喷雾排放物中可以加速。以这种方式，液滴喷雾排放物可以用于从基底上的不同位置处的试剂快速进行反应。当喷雾排放物离开基底表面朝向如质谱仪等分析设备时，该反应在液滴喷雾排放物中发生。可以以自动方式立即分析所形成的反应产物，而无需任何手动将反应产物从合成仪器转移到筛选仪器。基底处于自动控制，使得可以生成标准的组合库并且立即进行筛选，而无需操作员干预。在某些方面，本专利技术提供了用于进行反应并筛选反应产物的系统，这些系统包括：采样探针，该采样探针被配置成用于产生液滴喷雾排放物；基底，该基底被配置成用于固持用于反应的试剂；以及质谱仪(例如，台式质谱仪或微型质谱仪)。该系统被配置成使得该采样探针以一定角度朝向该基底产生该液滴喷雾排放物，使得所述液滴喷雾排放物撞击所述基底以从该基底上解吸试剂、并从该基底反射到该质谱仪的入口。如本文所讨论的，与散装液体中的试剂之间的反应速率相比，该液滴喷雾排放物中的试剂之间的反应速率被加速。在某些实施例中，该采样探针包括气体源和电压源。示例性采样探针是解吸电喷雾电离探针，并且在这类实施例中，该液滴喷雾排放物是解吸电喷雾电离活性排放物。该基底包括多个离散位置，这些离散位置中的一个或多个离散位置包括用于反应的试剂。在某些实施例中，该基底是可移动基底。在这类实施例中，该可移动基底可以可操作地耦接至以自动方式移动该基底的电动机。在其他实施例中，该采样探针可操作地耦接至可移动臂。在这类实施例中，该可移动臂可操作地耦接至以自动方式移动该采样探针的电动机。本专利技术的其他方面提供了用于进行反应并筛选反应产物的方法，这些方法涉及将来自采样探针的液滴喷雾排放物引导到包括用于反应的试剂的基底上，使得该液滴喷雾排放物从该基底上解吸这些试剂；随着这些液滴的蒸发，在该液滴喷雾排放物中的试剂之间进行反应，从而生成至少一种经电离的反应产物；以及分析该经电离的反应产物。在某些实施例中，与散装液体中的试剂之间的反应速率相比，该液滴喷雾排放物中的试剂之间的反应速率被加速。在某些实施例中，该采样探针包括气体源和电压源。示例性采样探针是解吸电喷雾电离探针，并且在这类实施例中，该液滴喷雾排放物是解吸电喷雾电离活性排放物。许多分析技术可以与本专利技术的方法一起使用。在示例性实施例中，分析涉及将该经电离的反应产物接收到质谱仪中(例如，台式质谱仪或者微型质谱仪)，以及在该质谱仪中对该经电离的反应产物进行质谱分析。在某些实施例中，该基底包括多个离散位置，这些离散位置中的一个或多个离散位置包括用于反应的试剂。该基底可以是可移动基底。在这类实施例中，该方法进一步涉及将该基底从第一离散位置(例如，手动或通过耦接到该基底的电动机以自动方式)移动到第二离散位置，并且重复该方法的步骤。在其他实施例中，该采样探针可操作地耦接至可移动臂。在这类实施例中，该方法进一步涉及将该采样探针从第一离散位置(例如，手动或通过耦接到该可移动臂的电动机以自动方式)移动到第二离散位置；并且重复该方法的步骤。附图说明图1是由DESI-MS进行的自动快速反应筛选的示意图。图2示出了从微量滴定的多孔PTFE进行DESI反应筛选。图3示出了在PTFE上进行更快的DESI反应筛选胺烷基化。图4示出了DESI-MS反应筛选胺烷基化。图5是解吸电喷雾电离探针的示意图。图6是微型质谱仪的示意图。图7是在质谱仪与DESI源之间具有转移构件的实施例的示意图。具体实施方式本专利技术认识到，普通有机反应的速率在液滴中会加速，并且在一些情况下会加速很大倍数。不受任何特定理论或作用机理的限制，据信加速的部分原因是溶剂蒸发并且由此导致的试剂浓度的增加的结果。也存在液滴表面处的内在反应加速的证据，因此增加的微滴表面积与体积之比在反应加速中起重要作用。不受任何特定理论或作用机理的限制，据信喷雾中液滴的行进距离与反应程度大体相关，这表明产生较小液滴的蒸发也会加速反应速率。为此，本专利技术提供了使用单个系统进行反应并筛选反应产物的系统和方法。图1示出了本专利技术的示例性系统。该系统包括采样探针、基底和质谱仪。采样探针产生液滴喷雾排放物。该探针相对于基底被定向成使得液滴喷雾排放物撞击基底表面、并且然后从基底表面反射到质谱仪的入口。如图1所示，基底上存在多个离散的斑点。每个斑点包括用于反应的试剂。可以在基底上设置任何数量的斑点，例如1、2、3、4、5、10、20、50、100、1,000、10,000、100,000、1,000,000个斑点或者甚至更多。液滴喷雾排放物被引导到基底上的单个斑点，而不会影响基底上的任何其他斑点。液滴喷雾排放物从单个斑点解吸试剂。所反射的液滴喷雾排放物现在包括用于反应的试剂。液滴喷雾排放物和液体蒸发的环境引起试剂之间的加速反应，从而产生经电离的反应产物。如图1所示，经电离的反应产物然后进入质谱仪的入口，在质谱仪中对反应产物进行分析。在某些实施例中，引入该系统的溶剂可以包括与基底上的一种或多种试剂相互作用以发生反应的附加试剂。任何反应物都可以与本专利技术的系统和方法一起使用，例如有机反应物或无机反应物。溶剂仅需要与反应物和系统相容。在某些实施例中，基底移动而采样探针保持静止。在其他实施例中，采样探针(通过耦接到采样探针的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于进行反应并筛选反应产物的系统，所述系统包括：/n采样探针，所述采样探针被配置成用于产生液滴喷雾排放物；/n基底，所述基底被配置成用于固持用于反应的试剂；以及/n质谱仪，其中，所述系统被配置成使得所述采样探针以一定角度朝向所述基底产生所述液滴喷雾排放物，使得所述液滴喷雾排放物撞击所述基底以从所述基底上解吸所述试剂、并将所述液滴喷雾排放物从所述基底反射到所述质谱仪的入口，所述入口被定位成距所述基底一定距离，使得被解吸到所述液滴喷雾排放物中的所述试剂在所述液滴喷雾排放物到达所述质谱仪的入口之前有足够的时间进行反应并形成反应产物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170322 US 62/474,9021.一种用于进行反应并筛选反应产物的系统，所述系统包括：
采样探针，所述采样探针被配置成用于产生液滴喷雾排放物；
基底，所述基底被配置成用于固持用于反应的试剂；以及
质谱仪，其中，所述系统被配置成使得所述采样探针以一定角度朝向所述基底产生所述液滴喷雾排放物，使得所述液滴喷雾排放物撞击所述基底以从所述基底上解吸所述试剂、并将所述液滴喷雾排放物从所述基底反射到所述质谱仪的入口，所述入口被定位成距所述基底一定距离，使得被解吸到所述液滴喷雾排放物中的所述试剂在所述液滴喷雾排放物到达所述质谱仪的入口之前有足够的时间进行反应并形成反应产物。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述采样探针是解吸电喷雾电离探针，并且所述液滴喷雾排放物是解吸电喷雾电离活性排放物。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述采样探针包括气体源和电压源。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述质谱仪是台式质谱仪或微型质谱仪。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，与散装液体中的试剂之间的反应速率相比，所述液滴喷雾排放物中的试剂之间的反应速率被加速。


6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述基底包括多个离散位置，这些离散位置中的一个或多个离散位置包括用于反应的试剂。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述基底是可移动基底。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述可移动基底可操作地耦接至以自动方式移动所述基底的电动机。


9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述采样探针可操作地耦接至可移动臂。


10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述可移动臂可操作地...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·格雷厄姆·库克斯，
申请(专利权)人：普度研究基金会，
类型：发明
国别省市：美国;US