通过气相沉积涂覆的表面减轻LC/MS加合物制造技术

本公开讨论了一种分离样品(例如，小有机酸代谢物)的方法，该方法包括涂覆色谱系统的流动路径。沿该流动路径的涂层被气相沉积并防止或大大降低金属色谱系统与样品之间的金属相互作用。相互作用。相互作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过气相沉积涂覆的表面减轻LC/MS加合物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年1月31日提交的美国临时申请号62/968,639和2020年8月28日提交的美国临时申请号63/071,643的优先权，每一项临时申请的内容全文以引用方式并入本文。


[0003]本公开涉及使用气相沉积涂覆的流动路径来改进TCA(三羧酸)循环代谢物的色谱和样品分析。更具体地，本技术涉及使用具有涂覆的流动路径的色谱装置来分离样品中的分析物、使用包括涂覆的流动路径的流体系统来分离样品中的分析物(例如TCA代谢物，诸如羧酸)的方法，以及定制用于分离和分析TCA循环代谢物的流体流动路径的方法。本技术的方法和装置可以用于增加分离的选择性，从而得到改进的分析，这在癌症样品的分析中极为重要。

技术介绍

[0004]TCA循环是能量代谢的最终命运，其中乙酰辅酶A以及由碳水化合物、蛋白质和脂肪分解形成的其他分子经过酶氧化以产生辅助因子诸如ATP，从而为细胞生长和功能提供能量。由于TCA循环在代谢过程中具有核心作用，因此对其进行了相当广泛的研究以帮助深入了解某些疾病的病因。然而，小有机酸代谢物存在许多分析挑战，诸如保留性差、选择性差以及在分析系统中经常与金属离子螯合。
[0005]与金属相互作用的分析物通常被证明分离极具挑战性。期望具有分散程度最低的高效色谱系统，这要求流动路径的直径减小并且能够承受越来越快的流速下的越来越高的压力。因此，色谱流动路径选择的材料本质上通常是金属的。尽管存在以下事实：已知某些分析物(例如，生物分子、蛋白质、聚糖、肽、寡核苷酸、杀虫剂、双膦酸、阴离子代谢物和两性离子比如氨基酸和神经递质)的特性与金属表面具有不利的相互作用(所谓的色谱次级相互作用)。
[0006]所提出的用于金属特异性结合相互作用的机制需要理解路易斯酸碱化学理论。纯金属和金属合金(连同它们的对应氧化物层)具有末端金属原子，该末端金属原子具有路易斯酸特性。更简单地，这些金属原子显示出接受供体电子的倾向。对于带有正电荷的任何表面金属离子而言，这种倾向甚至更为明显。具有足够的路易斯碱特性的分析物(可提供非成键电子的任何物质)可潜在地吸附到这些位点，从而形成有问题的非共价络合物。正是这些物质被定义为与金属相互作用的分析物。
[0007]例如，羧酸根基团具有与金属螯合的能力。然而，羧酸根官能团普遍存在于例如生物分子中，从而为累积的基于多配位基的吸附损失或不合需要的色谱性能提供了机会。
[0008]来自TCA循环的代谢物是含有羧基基团的小极性化合物。这些羧酸根基团具有表现出多配位基特性和与金属螯合的能力。这些小(有时异构)化合物的分析存在许多分析挑战，诸如获得足够的保留性和选择性。另外，许多羧酸可以充当金属螯合剂。耦合生物基质
中存在的各种可能浓度，分析物在这些金属相互作用和/或加合物中的损失可能会给出该样品的代谢状态的错误图像。
[0009]使用金属流动路径的替代方案是使用由聚合物材料诸如聚醚醚酮(PEEK)构成的流动路径。PEEK管材与大多数聚合物材料一样，通过挤出方法形成。利用聚合物树脂，该制造方法可导致高度可变的内径。因此，PEEK柱硬件在保留时间中产生了不利的差异，如可从一根柱和下一根柱之间的切换所观察到的。通常，这种变化可以比金属构造的柱高三倍。此外，用于制造基于聚合物的玻璃料的技术尚未充分优化，无法为商业HPLC柱提供合适的坚固部件。例如，可商购获得的PEEK玻璃料往往表现出不可接受的低渗透性。
[0010]因此，需要进行持续的努力，以减少分析物与金属色谱表面的螯合和次级色谱相互作用，从而有利于具有较高分离度的色谱分离。另外，化合物的分离和检测的可变性可能由许多因素引起。一个此类因素是化合物与分析柱的分析物/表面相互作用。此类相互作用可能是有问题的，尤其是在分析物浓度非常低的情况下。

技术实现思路

[0011]小有机酸代谢物(诸如与TCA循环相关的有机酸代谢物)存在许多分析挑战，诸如保留性差、选择性差以及在分析系统中经常与金属离子螯合。为了解决在金属流体系统中分离时遇到的问题，已开发出使用气相沉积涂层的柱硬件来限定低结合表面(LBS)。具有LBS的柱硬件可以在增加或保持适当保留性、改善选择性和减少金属加合物的螯合/形成方面对色谱性能产生积极影响。
[0012]本技术包括涂层，诸如烷基甲硅烷基涂层，该涂层可以提供LBS以通过使可能导致样品损失的分析物/表面相互作用最小化来减少金属相互作用、增加分析物回收率、增加灵敏度以及再现性。
[0013]本技术还包括使用混合模式色谱法和专用表面以减少金属相互作用来分析TCA循环代谢物的方法。
[0014]包含本公开的涂层的色谱柱已被设计成使化合物的负分析物/表面相互作用最小化。分析物(诸如TCA代谢物)含有羧酸根基团形式的酸性残基。在本公开中，在柱硬件上有和没有涂层的情况下测试了金属敏感性化合物，诸如柠檬酸、衣康酸和2
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羟基戊二酸(均为TCA代谢物)。
[0015]限定色谱系统的流动路径的表面区域上的烷基甲硅烷基涂层可以使TCA代谢物与色谱流动路径的金属表面之间的相互作用最小化。因此，涂覆的金属表面改善了小有机酸代谢物的液相色谱分离。在金属流动路径上使用烷基甲硅烷基涂层允许使用金属色谱流动路径，所述金属色谱流动路径能够承受快流速下的高压、使用具有小颗粒的固定相(其也可以是缓流)产生的高压以及由较长柱床产生的高压，同时使小有机酸代谢物与金属之间的相互作用最小化。这些由高压材料制成并且用涂层改性的部件可以被定制成使得内部流动路径减少金属相互作用。涂层覆盖暴露于流体路径的金属表面，并且可以使用气相沉积来沉积。
[0016]在某些实施方案中，在混合模式阴离子交换柱(例如，苯基
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己基柱)上使用烷基甲硅烷基涂层改进了色谱法和对小有机酸代谢物(诸如与TCA循环相关的有机酸代谢物)的MS检测。
[0017]在一个方面，本技术涉及一种分离和分析样品的方法。该方法包括将样品注入到在金属表面上具有流体接触涂层的色谱系统中，其中涂层包含烷基甲硅烷基，并且样品包含一种或多种三羧酸循环代谢物；使所注入的样品流过色谱系统；用色谱系统分离流动的样品；以及用质谱仪分析所分离的样品。在一个实施方案中，一种或多种三羧酸循环代谢物包含羧基基团。在一个实施方案中，一种或多种三羧酸循环代谢物包括选自由以下项组成的组的至少一种三羧酸代谢物：柠檬酸、衣康酸或2
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羟基戊二酸。在一个实施方案中，涂层防止三羧酸循环代谢物与金属相互作用，涂层包含双(三氯甲硅烷基)乙烷或双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。在一个实施方案中，分离样品包括使用混合模式阴离子交换色谱法。在一个实施方案中，使用混合模式阴离子交换色谱法包括使用各自含有甲酸的水和乙腈的流动相。在一个实施方案中，使用混合模式阴离子交换色谱法包括使用苯基
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己基色谱柱。在一个实施方案中，金属表面包括柱壁和玻璃料表面，并且其中金属表面上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种分离和分析样品的方法，所述方法包括：将所述样品注入到在金属表面上具有流体接触涂层的色谱系统中，其中所述涂层包含烷基甲硅烷基，并且所述样品包含一种或多种三羧酸循环代谢物；使所注入的样品流过所述色谱系统；用所述色谱系统分离流动的样品；以及用质谱仪分析所分离的样品。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种三羧酸循环代谢物包含羧基基团。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种三羧酸循环代谢物包括选自由以下项组成的组的至少一种三羧酸代谢物：柠檬酸、衣康酸或2
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羟基戊二酸。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂层防止三羧酸循环代谢物与金属相互作用，所述涂层包含双(三氯甲硅烷基)乙烷或双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷。5.根据权利要求1所述的方法，其中分离所述样品包括使用混合模式阴离子交换色谱法。6.根据权利要求5所述的方法，其中使用混合模式阴离子交换色谱法包括使用各自含有甲酸的水和乙腈的流动相。7.根据权利要求5所述的方法，其中使用混合模式阴离子交换色谱法包括使用苯基
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己基色谱柱。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属表面包括柱壁和玻璃料表面，并且其中所述金属表面上的所述涂层相对于未涂覆的金属表面增加代谢物峰面积。9.一种当使用色谱系统时增加包含一种或多种三羧酸循环代谢物的样品的分离度的方法，所述方法包括：提供在金属表面上具有流体接触涂层的所述色谱系统，其中所述涂层包含烷基甲硅烷基；将所述样品注入到所述色谱系统中；使所注入的样品流过所述色谱系统；用所述色谱系统分离流动的样品；以及使所分离的样品通过质谱仪以分析所分离的样品。10.根据权利要求9所述的方法，其中选择所述涂层的所述烷基甲硅烷基包括评估所述样品的极性；基于所述极性评估来选择期望的接触角和...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：沃特世科技公司，
类型：发明
国别省市：