声学液滴喷射设备的自动调谐制造技术

为ADE设备、OPI或离子源设备的至少一个参数计算最优值。对于ADE设备、OPI或离子源设备的至少一个参数的多个参数值中的每个值，使用处理器执行三个步骤。首先，将所述至少一个参数设置为该值。其次，ADE设备、OPI、离子源设备和质谱仪被指示为样本产生一个或多个强度相对于时间质量峰。第三，计算所述一个或多个强度相对于时间质量峰的至少一个特征的特征值。产生与所述多个参数值对应的多个特征值。从所述多个特征值中为所述至少一个参数计算最优值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声学液滴喷射设备的自动调谐
[0001]相关美国申请
[0002]本申请要求于2020年5月22日提交的美国临时申请No.63/029,247的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
[0003]介绍
[0004]本文的教导涉及操作声学喷射质谱法(AEMS)系统以自动调谐系统的参数。具体而言，AEMS系统的声学液滴喷射(ADE)设备、开放端口接口(OPI)或离子源设备的操作参数是从一系列质谱法(MS)实验中自动计算出来的。在这些实验中，ADE设备、OPI或离子源设备的一个或多个操作参数的值是变化的。针对一个或多个操作参数的每个值检测一个或多个质量峰。根据这个数据计算一个或多个操作参数的最优值。
[0005]ADE和OPI调谐问题
[0006]高通量样本分析对于药物发现过程至关重要。基于质谱法(MS)的方法可以实现对各种分析物的无标记、通用质量检测，具有出色的灵敏度、选择性和特异性。因此，人们对提高基于MS的药物发现分析的吞吐量非常感兴趣。特别地，多个用于基于MS的分析的样本引入系统已得到改进，以提供更高的吞吐量。
[0007]如下所述，最近ADE已与OPI组合以提供用于高吞吐量质谱法分析的样本引入系统。当ADE设备和OPI耦合到质谱法仪时，该系统可以被称为AEMS系统。
[0008]AEMS系统的分析性能(灵敏度、再现性、吞吐量等)取决于ADE设备和OPE的性能。ADE设备和OPI的性能取决于为这些设备选择最优操作条件或参数。
[0009]需要为ADE设备和OPE设置两种类型的操作参数。第一种类型的参数是为用于所有实验或测定的设备设置的参数。这些参数包括但不限于OPI与ADE的对准、OPI的内管相对于OPI的外管的位置、OPI电极从电喷雾离子源(ESI)喷嘴突出的量，以及OPI中样本溶剂稀释的流率。
[0010]第二种类型的参数是为特定实验或特定分析物和溶液或基质设置的参数。这些参数包括但不限于由ADE设备产生的样本的喷射体积以及从由ADE设备喷射样本到质谱仪检测到样本的峰的延迟时间。
[0011]遗憾的是，目前，两种类型的参数都是由AEMS系统的用户手动设置的并且可能没有被适当优化。因此，需要附加的的系统和方法来在实验之前优化设置ADE设备的操作参数或AEMS系统的OPI。
[0012]ADE和OPI背景
[0013]样本中分析物的存在、身份、浓度和/或数量的准确确定在许多领域中是至关重要的。此类分析中使用的许多技术涉及在引入所用分析设备之前将流体样本中的物质电离。电离方法的选择将取决于样本的性质和所使用的分析技术，并且有许多电离方法可用，诸如电喷雾电离(ESI)、基质辅助激光解吸电离(MALDI)、解吸电喷雾电离(DESI)等。ESI通常是优选的。质谱法是一种成熟的分析技术，其中样本分子被电离，然后根据质荷比对结果产生的离子进行分类。
[0014]将质谱分析，特别是电喷雾质谱分析，与分离技术(诸如液相色谱(LC)，包括高效
液相色谱(HPLC)、毛细管电泳或毛细管电色谱)相结合的能力意味着复杂的混合物可以在单个过程中被分离和表征。HPLC系统设计中的改进(诸如死体积的减少和泵送压力的增加)使得包含更小颗粒的更小色谱柱、改进的分离和更快的运行时间得以实现。虽然有这些改进，但样本分离所需的时间仍约为一分钟。即使不要求真正的分离，使用常规自动进样器(autosampler)在注入之间进行一定程度的净化，将样本加载到质谱仪中的机制也仍然将样本加载时间限制到每个样本大约十秒。
[0015]在提高吞吐量性能方面取得了一些成功。通过使用固相萃取而不是传统色谱法来去除盐分，简化样本处理可以将每个样本的预注入时间从HPLC所需的每个样本的数分钟减少到每个样本十秒以下。但是，采样速度的提高是以选择性或灵敏度为代价的。此外，通过采样速度的增加所节省的时间被样本之间清理的需要所抵消。
[0016]当前质谱仪加载过程的另一个限制是样本之间的残留问题，这需要在加载每个样本之后进行清洁步骤以避免后续样本被先前样本中的残留量的分析物污染。这需要时间并在过程中增加了一个步骤，使常规自动进样器系统的分析变得复杂而不是简化。
[0017]当前质谱仪在用于处理复杂样本(诸如生物体液)时的其它限制是不想要的“基质效应”，这是由于存在基质组分(例如，天然基质组分，诸如细胞基质组分，或一些材料(诸如塑料)中固有的污染物)并对目标分析物的检测能力、精度和/或准确性产生不利影响。
[0018]开发了一种将ADE与开放端口接口(OPI)采样接口相结合的系统用于高吞吐量质谱。这个系统在美国专利申请No.16/198,667(下文中简称为“'667申请”)中有所描述，该申请整体并入本文。
[0019]图1A是将ADE与OPI组合的示例性系统，如'667申请中所述。在图1A中，ADE设备总体以11示出，其将液滴49朝着总体以51指示的连续流OPI喷射并进入其采样尖端53。
[0020]ADE设备11包括至少一个储存器，其中第一储存器以13示出并且可选地还有第二储存器31。在一些实施例中，可以提供另外的多个储存器。每个储存器被配置为容纳具有流体表面的流体样本，例如，具有分别以17和19指示的流体表面的第一流体样本14和第二流体样本16。流体样本14与16可以相同或不同，但一般是不同的，只要它们通常包含两种不同的分析物，旨在被运输到分析仪器(未示出)并在分析仪器(未示出)中检测。分析物可以是生物分子或除生物分子以外的大分子，或者可以是有机小分子、无机化合物、电离原子或任何尺寸、形状或分子结构的任何部分，如本节前面所解释的。此外，分析物可以溶解、悬浮或分散在流体样本的液体组分中。
[0021]当使用多于一个储存器时，如图1A中所示，储存器优选地基本完全相同并且在声学上基本不可区分，但是完全相同的构造不是必需的。如本节前面所解释的，储存器可以是托盘、架子或其它这种结构中的单独的可移除组件，但它们也可以固定在板(例如孔板或另一个基板)内。如图所示，每个储存器优选地基本上是轴对称的，具有从圆形储存器基部25和27向上延伸并分别终止于开口29和31处的垂直壁21和23，但是可以使用其它储存器形状和储存器基部形状。例如，一些孔可以是锥形的，使得孔在孔的顶部与孔的底部相比具有更大的横截面积。每个储存器基部的材料和厚度应当使得声学辐射可以通过其传输并进入包含在每个储存器内的流体样本中。
[0022]ADE设备11包括声学喷射器33，其包括声学辐射生成器35和用于聚焦在流体样本内、靠近流体表面的焦点47处生成的声学辐射的聚焦部件37。如图1A中所示，聚焦部件37可
以包括具有用于聚焦声学辐射的凹表面39的单个实心件，但是聚焦部件可以以如下文讨论的其它方式构造。因此，声学喷射器33适于生成和聚焦声学辐射，以便在声学耦合到储存器13和15并因此分别耦合到流体14和16时从流体表面17和19中的每一个喷射流体液滴。声学辐射生成器35和聚焦部件37可以用作由单个控制器控制的单个单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用质谱仪自动计算声学液滴喷射(ADE)设备、开放端口接口(OPI)或离子源设备的至少一个操作参数的最优值的系统，包括：ADE设备，适于随时间执行样本的一次或多次喷射；OPI，适于在内管的入口处随时间接收所述一次或多次喷射，将接收到的喷射与溶剂混合以形成一系列样本
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溶剂稀释液，并将稀释液的系列转移到内管的出口；离子源设备，适于接收稀释液的系列并电离稀释液的系列，从而产生离子束；质谱仪，适于随时间接收离子束并对离子束进行质量分析，从而产生与所述一次或多次喷射对应的强度相对于时间质量峰；以及处理器，与ADE设备、OPI、离子源设备和质谱仪通信，对于ADE设备、OPI或离子源设备的至少一个参数的多个参数值中的每个值，将所述至少一个参数设置给每个值，指示ADE设备、OPI、离子源设备和质谱仪为样本产生一个或多个强度相对于时间质量峰，并计算所述一个或多个强度相对于时间质量峰的至少一个特征的特征值，从而产生与所述多个参数值对应的多个特征值，以及从与所述多个参数值对应的所述多个特征值中计算所述至少一个参数的最优值。2.如权利要求1所述的系统，其中处理器还将所述至少一个参数设置给最优值，或者其中处理器还将最优值保存在用于样本的存储器设备中。3.如权利要求1或2中的任一项所述的系统，其中样本包括标准溶液中的标准分析物。4.如权利要求3所述的系统，其中ADE设备、OPI或离子源设备的所述至少一个参数包括相对于ADE设备的位置的OPI x轴位置或相对于ADE设备的位置的OPIy轴位置，其中所述一个或多个强度相对于时间质量峰的所述至少一个特征包括峰高度，以及其中处理器通过从与所述多个参数值对应的多个特征值中计算产生峰高度的最大值的所述至少一个参数的值来计算所述至少一个参数的最优值。5.如权利要求3所述的系统，其中ADE设备、OPI或离子源设备的所述至少一个参数包括在内管的入口处OPI的内管相对于外管的位置，其中所述一个或多个强度相对于时间质量峰的所述至少一个特征包括峰高度或峰宽度，以及其中处理器通过从与所述多个参数值对应的多个特征值中计算产生峰高度的最大值或峰宽度的最小值的所述至少一个参数的值来计算所述至少一个参数的最优值。6.如权利要求3所述的系统，其中ADE设备、OPI或离子源设备的所述至少一个参数包括内管的出口的电极从离子源设备的喷嘴突出的长度，其中所述一个或多个强度相对于时间质量峰的所述至少一个特征包括峰宽度，其中，对于所述至少一个参数的每个值，处理器还指示OPI在多个流率值之间改变稀释液的流率，直到所述一个或多个强度相对于时间质量峰的峰宽度的宽度值小于峰宽度阈值，从而为每个值生成宽度值和流率值，以及其中处理器通过从与所述多个参数值对应的多个特征值中计算产生具有最高流率的峰宽度的所述至少一个参数的值来计算所述至少一个参数的最优值。
7.如权利要求3所述的系统，其中ADE设备、OPI或离子源设备的所述至少一个参数包括OPI的流率，其中所述一个或多个强度相对于时间质量峰的所述至少一个特征包括峰高度、峰宽度或样本喷射与样本质量分析之间的延迟时间，以及其中处理器通过从与所述多个参数值对应的多个特征值中计算产生峰高度的最大值、峰宽度的最小值或延迟时间的最大值的所述至少一个参数的值来计算所述至少一个参数的最优值。8.如权利要求1或2所述的系统，其中样本包括实验溶液中的实验分析物。9.如权利要求8所述的系统，其中ADE设备、OPI或离子源设备的所述至少一个参数包括用于ADE设备的液滴尺寸或用于ADE设备的每次样本喷射的液滴计数，其中所述一个或多个强度相对于时间质量峰的所述至少一个特征包括峰高度，以及其中处理器通过从与所述多个参数值对应的多个特征值中计算产生峰高度的最大值的所述至少一个参数的值来计算所述至少一个参数的最优值。10.如权利要求8所述的系统，其中ADE设备、OPI或离子源设备的所述至少一个参数包括用于ADE设备的样本喷射之间的延迟时间，其中所述一个或多个强度相对于时间质量峰的所述至少一个特征包括峰面积，以及其中处理器通过计算样本喷射之间的延迟时间的最小值来计算所述至少一个参数的最优值，该延迟时间仍然允许所述一个或多个强度相对于时间峰中的紧跟在更强烈的峰之后的峰的峰面积与所述一个或多个强度相对于时间峰中的不紧跟在更强烈的峰之后的峰具有相似的峰面积。11.一种使用质谱仪自动计算声学液滴喷射(ADE)设备、开放端口接口(OPI)或离子源设备的至少一个操作参数的最优值的方法，包括：对于ADE设备、OPI或离子源设备的至少一个参数的多个参数值中的每个值，将所述至少一个参数设置给每个值，指示ADE设备、OPI、离子源设备和质谱仪为样本产生一个或多个强度相对于时间质量峰，并使用处理器计算所述一个或多个强度相对于时间质量峰的至少一个特征的特征值，从而产生与所述多个参数值对应的多个特征值，以及从与所述多个参数值对应的所述多个特征值中计算所述至少一个参数的最优值，其中ADE设备适于随时间执行样本的一次或多次喷射，其中OPI适于在内管的入口处随时间接收所述一次或多次喷射，将接收到的喷射与内管中的溶剂混合以形成一系列样本
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溶剂稀释液，并将稀释液的系列转移...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，T，
申请(专利权)人：DH科技发展私人贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：