CN111630378A - 使用连续流动采样探针对分析仪器进行声学加载的系统和方法 - Google Patents

使用连续流动采样探针对分析仪器进行声学加载的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111630378A
CN111630378A CN201880075488.0A CN201880075488A CN111630378A CN 111630378 A CN111630378 A CN 111630378A CN 201880075488 A CN201880075488 A CN 201880075488A CN 111630378 A CN111630378 A CN 111630378A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solvent
fluid
sample
analyte
acoustic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880075488.0A
Other languages
English (en)
Inventor
S.达特沃尼
D.W.阿诺德
L.P.吉斯莱恩
C.刘
T.科维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DH Technologies Development Pte Ltd
Labcyte Inc
Original Assignee
DH Technologies Development Pte Ltd
Labcyte Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DH Technologies Development Pte Ltd, Labcyte Inc filed Critical DH Technologies Development Pte Ltd
Publication of CN111630378A publication Critical patent/CN111630378A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples
    • H01J49/0454—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples with means for vaporising using mechanical energy, e.g. by ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0241—Drop counters; Drop formers
    • B01L3/0268—Drop counters; Drop formers using pulse dispensing or spraying, eg. inkjet type, piezo actuated ejection of droplets from capillaries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/222—Constructional or flow details for analysing fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0027—Methods for using particle spectrometers
    • H01J49/0031—Step by step routines describing the use of the apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0404—Capillaries used for transferring samples or ions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples
    • H01J49/0445—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples with means for introducing as a spray, a jet or an aerosol
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples
    • H01J49/0445—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples with means for introducing as a spray, a jet or an aerosol
    • H01J49/045—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples with means for introducing as a spray, a jet or an aerosol with means for using a nebulising gas, i.e. pneumatically assisted
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/165—Electrospray ionisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0433—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces
    • B01L2400/0436—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces acoustic forces, e.g. surface acoustic waves [SAW]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0433—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces
    • B01L2400/0439—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces ultrasonic vibrations, vibrating piezo elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

提供了一种系统和方法，其用于使用声学液滴喷射(“ADE”)结合连续流动采样探针将样本加载到分析仪器中。采用声学液滴喷射器用于将包含分析物的流体样本的小液滴喷射到连续流动采样探针的采样末端中，在采样末端处，声学喷射的液滴与探针内的连续循环溶剂流动流相结合。探针内的流体循环将样本通过样本输送毛细管输送到出口，该出口引导分析物离开探针到分析仪器，例如检测分析物的存在、浓度量和/或身份的设备。当分析仪器是质谱仪或要求分析物为电离形式的其他类型的设备时，离开的液滴在进入质谱仪或其他分析仪器之前通过电离区域，即电喷雾离子源。该方法采用主动流量控制，并能够进行实时动力学测量。

Description

使用连续流动采样探针对分析仪器进行声学加载的系统和 方法
技术领域
本发明总体上涉及用于将流体样本传输到分析仪器的系统和方法，并且更具体地涉及利用连续流动采样探针的这种系统和方法。本发明可用于分析化学、生物学研究和医学领域。
背景技术
在许多领域，准确确定样本中分析物的存在、身份、浓度和/或量至关重要。在此类分析中使用的许多技术都涉及在将流体样本引入所使用的分析设备中之前将流体样本的物质电离。电离方法的选择将取决于样本的性质和所用的分析技术，并且有许多电离方法可用。质谱分析是一种行之有效的分析技术，其中样本分子被电离，然后按质荷比对所得离子进行分类。在一种技术中，测量离子化粒子在磁场中的偏转程度，由此可以计算离子的相对质量。在称为“飞行时间”(TOF)质谱的另一种技术中，离子在电场中被加速，并使用时间测量来确定其速度。质荷比与离子速度成正比，因此很容易确定。质谱具有许多重要的应用，能够分析从药物样小分子到大蛋白和细胞代谢物的各种分子种类。将质谱分析(尤其是电喷雾质谱分析)与分离技术(例如液相色谱(LC))意味着复杂的混合物可以在单个过程中被分离和表征，液相色谱(LC)包括高效液相色谱(HPLC)、毛细管电色谱。该技术已广泛应用于各个学科，并在诸如药物代谢、蛋白质组学、代谢组学、脂质组学和成像等领域取得了进步。
尽管质谱的应用领域有所增加，但其基本通量在同一时间范围内并没有显着变化。这主要是由于在将样本引入质谱仪之前样本需要经受分离技术，以从信号抑制基质成分中分离出目标分析物。HPLC系统设计的改进，例如减少死体积和增加泵送压力，已经带来了以下优点：包含较小的颗粒的较小的色谱柱、改进的分离和更快的运行时间。尽管有这些改进，但样本分离所需的时间仍约为一分钟。即使不需要真正的分离，将样本加载到质谱仪中的机制仍将样本加载时间限制为每个样本大约十秒。
在提高通量性能方面已经取得了一些成功。通过使用固相萃取而不是传统色谱法来去除盐而简化样本处理，可以将预注入时间从HPLC所需的每个样本几分钟减少到每个样本不到十秒。但是，采样速度的提高是以灵敏度为代价的。此外，采样速度提高所节省的时间被样本之间的清理需求所抵消。使用多重色谱系统并行处理样本可以提高通量，但是这种方法的复杂性可能会对系统的可靠性产生负面影响，并经常使其无法在高通量筛选(HTS)环境中使用。
依靠激光传递电离能和从样本基质中释放出分析物的技术也可以提高速度。在基质辅助激光解吸电离(MALDI)中，样本的电离是次要过程，其中激光能量被板表面形貌中的纳米结构或基质分子吸收。这些被激发的分子又经由电荷转移将靶分子电离。MALDI适用于肽、小蛋白质、脂质和寡核苷酸，并且可以以每个样本一秒钟的速度执行，但对于各种小分子却表现不佳。相关技术，激光二极管热解析(LDTD)，可经由热通道将样本直接解析成气相。然而，在文献中LDTD的应用主要针对药物状小分子，因为该技术的热性质和环境压力化学电离(APCI)系统的使用使其不适用于生化筛选中的改性的肽和细胞代谢产物。此外，LDTD比MALDI慢，每个样本大约需要十秒钟。
当前质谱仪加载过程的另一个局限性是样本之间的遗留(carryover)的问题，这需要在加载每个样本后进行清洁步骤，以避免后续样本被先前样本中分析物的残留量所污染。这需要时间，并且会增加过程的步骤，从而使分析变得复杂而不是简化。
当前的质谱仪在用于处理复杂样本(例如生物流体)时的其他局限性是不期望的“基质效应”，这是由于基质成分(例如天然基质成分(例如细胞基质成分)或某些材料(例如塑料)中的内在污染物)的存在而导致的现象，并且会对目标分析物的检测能力、精度和/或准确性产生不利影响。一种这样的现象是基质电离抑制，其中基质成分的存在降低了分析物电离的程度，并被观察为响应损失。参见，例如，Volmer等人(2006)LCGC North America24(5)：498-5l0，以及Bruins等人(1999)J.Chromatogr，A 863：115-122。
通过使用声学液滴喷射(ADE)将少量流体样本从各个微量滴定板孔输送到质谱仪或其他分析设备中，已经解决了上述几个局限性。参见Sinclair等人(2016)Journal ofLaboratory Automation 21(1)：19-26和Ellson等人的美国专利No.7,405,395(LabcyteInc.，San Jose，CA)，两者均通过引用以其整体并入本文。Sinclair描述了将超声波脉冲施加到包含目标样本的孔中，产生细小液滴的雾，这些细小液滴经由施加电场被电离，并经由加热的输送管道而被输送到质谱仪中。建立了ADE工艺和设备(Labcyte的
Figure BDA0002502096750000031
555，已修改为与质谱仪的输入端联接)的使用，以从低至3纳升的样本生成信号，并使得每小时能够采集10,000多个数据点。尽管基于ADE的工艺的灵敏度和速度非常显著，并且能够支持高通量筛选、IC50测定和动力学研究，但仍然存在一些局限性。尤其是，正如Sinclair等人所指出的那样，潜在的基质效应可能仍然是有问题的。另外，对于需要或希望具有一致的液滴尺寸的应用而言，由于单个声脉冲产生具有不同尺寸的液滴，因此声雾方法不是理想的。
用于加载质谱仪或其他分析设备的理想系统将提供比Ellson等人'395中所述的过程甚至更快的过程，并且该过程将完全消除基质离子抑制以及在样本加载事件之间进行清洁步骤的需要。
发明内容
因此，本发明解决了本领域中的上述需求，并提供了用于将样本加载到诸如质谱仪之类的分析仪器中的新系统和方法。本发明采用声学液滴喷射器将包含分析物的流体样本的小液滴喷射到连续流动采样探针的采样末端中，在该采样末端，声学喷射的液滴与探针内的连续循环溶剂流动流相结合。探针内的流体循环将样本通过探针输送到出口，该出口将分析物以适合转移到分析仪器(例如用于确定分析物的存在、身份、浓度和/或量的仪器)的方式引导离开探针。当分析仪器是质谱仪或要求分析物为电离形式的其他类型的设备时，离开的液滴通过电离区域，在电离区域处，离子化源在中性分析物物质进入分析仪器时或之前将中性分析物物质转化为离子。
在一个方面，本发明提供了一种用于将流体样本中的分析物传输到分析仪器的声学液滴喷射系统，其包括：
(a)储存器，容纳含有分析物的流体样本，该流体样本具有流体表面：
(b)声学液滴喷射器，用于有效地产生声学辐射，以从流体表面喷射流体样本的液滴；和
(c)与流体表面间隔开的连续流动采样探针，包括：(i)采样末端，用于接收流体样本的喷射液滴；(ii)溶剂入口，用于接收来自溶剂源的溶剂，(iii)溶剂输送毛细管，用于将溶剂从溶剂入口输送到采样末端，在此处喷射的液滴与溶剂结合形成分析物-溶剂稀释液；(iv)样本出口，分析物-溶剂稀释液通过该样本出口从采样探针被引导到分析仪器，和(v)样本输送毛细管，用于将分析物-溶剂稀释液从采样末端输送到样本出口，其中，样本输送毛细管和溶剂输送毛细管在采样末端处流体连通。
在本发明的另一方面中，上述系统的连续流动采样探针包括外毛细管管道和轴向同轴地布置在其中的内毛细管管道，该外毛细管管道和该内毛细管管道限定了在内毛细管管道和外毛细管管道之间的溶剂输送毛细管和内毛细管管道内的样本输送毛细管。
在本发明的另一方面中，该系统包括多个储存器，每个储存器容纳含有分析物的流体样本，其中流体样本中的任一个可以与流体样本中的另一个相同或不同。储存器可以布置成阵列和/或容纳在用作集成的多储存器单元的基底内，例如，机架或孔板。
在本发明的另一方面中，该系统包括用于相对于多个储存器中的每个储存器以声学耦合关系定位喷射器的装置，优选快速连续地定位，以实现高通量分析。
在本发明的另一方面中，该系统包括用于改变基底相对于采样末端的空间关系的装置。
在本发明的另一方面中，该系统包括：(a)可操作地连接到溶剂入口并与之流体连通的溶剂泵，用于控制从溶剂入口到采样末端的溶剂输送毛细管内的溶剂流动速率；(b)用于控制样本流动速率的装置，即，控制在输送毛细管中的分析物-溶剂稀释液的流动速率，其中，分析物-溶剂稀释液从采样末端朝向样本出口输送。用于控制样本流动速率的装置可以是气压调节器，该气体压力调节器可操作地连接至气体入口，以控制雾化气体向样本输送毛细管的样本出口的流动，这导致随着分析物-溶剂稀释液离开样本出口抽吸分析物-溶剂稀释液。在一个优选的实施例中，样本出口被配置为用于质谱法的电喷雾末端。
在本发明的又一个方面中，该系统还包括电离源，该电离源用于电离离开出口的分析物-溶剂稀释液中的分析物。
在另一方面中，本发明提供了一种用于将包含分析物的流体样本输送到分析仪器的方法，其中该方法包括：
(a)将产生声学辐射的声学液滴喷射器声学耦合到包含具有流体表面的流体样本的储存器中：
(b)激活声学喷射器，以便有效地朝向储存器产生声学辐射和将声学辐射产生到流体样本中，以将流体样本的液滴从流体表面喷射到连续流动采样探针的采样末端中，在此处喷射的液滴与流动探针内的循环溶剂结合以形成分析物-溶剂稀释液，所述采样探针与流体表面间隔开以在流体表面和采样末端之间提供间隙；和
(c)将接收到的溶剂中的流体样本液滴通过采样探针内的样本输送毛细管输送至样本出口，在此处样本分析物-溶剂稀释液从采样探针被引导到分析仪器。
在本发明的另一方面中，上述方法中使用的连续流动采样探针包括外毛细管管道和轴向同轴地布置在其中的内毛细管管道，该外毛细管管道和该内毛细管管道限定了在内毛细管管道和外毛细管管道之间的溶剂输送毛细管和内毛细管管道内的样本输送毛细管。溶剂输送毛细管和样本输送毛细管在流动探针的采样末端处流体连通。
在本发明的另一方面中，在前述方法中使用的连续流动采样探针包括溶剂入口和气体入口，该溶剂入口用于从溶剂源接收溶剂，该气体入口用于将雾化气体从气体源输送到样本出口，以便在样本出口处实现分析物-溶剂稀释液的抽吸。通过连接到溶剂入口并与溶剂入口流体连通的泵来控制进入和通过溶剂传输毛细管的溶剂流动速率，而通过可操作地连接到气体入口的气体压力调节器来控制样本输送流动速率，即从采样末端朝向样本出口的分析物-样本稀释液的流动速率，其中较高气体压力导致更大的样本输送流动速率。
在本发明的又一方面中，该方法包括相对于样本流动速率调节溶剂流动速率，以在溶剂输送毛细管和样本输送毛细管流体连通的取样末端处提供期望的流动模式，例如涡流。
在声学喷射中，声学喷射器以导致从流体表面喷射离散的流体液滴的方式将聚焦的声能引导到包含流体样本的储存器中。相比其他液滴产生方法，声学喷射具有许多优势。例如，声学流体喷射设备不会经受堵塞、错误引导流体或液滴尺寸不当，并且声学技术不需要使用管道或任何侵入性的机械作用。例如，在Ellson等人的美国专利No.6,802,593中描述的声学喷射技术使得能够快速处理样本并产生纳升或甚至皮升范围内的液滴。另外，声学喷射使得能够控制液滴尺寸以及重复产生尺寸一致的液滴。参见授予Stearns等人的美国专利No.6,416,164，其通过引用并入本文。如该专利中所述，可以通过改变声功率、声频率、音爆持续时间和/或聚焦透镜的F数来小心地控制从流体表面声学地喷射的液滴的尺寸。
与用于将流体样本加载到诸如质谱仪的分析设备的现有方法和系统相比，本发明具有许多优点。如本文所提供的，使用ADE将样本液滴喷射到连续流动采样探针的采样接口中，使得当液滴从相同的流体储存器中以连续的方式声学地喷射时能够以约250Hz或更高的高重复率准确和精确地转移超单分散纳升尺寸的液滴。这允许将已知但可变体积的流体样本“注入”到系统中进行分析。另外，本系统可以适于在储存器之间提供非常快速的转换，从而能够：进行极快速的高通量样本处理；与高分子量分析物(如肽和蛋白质)结合使用；几乎没有或没有遗留，因为ADE转移是非接触式的并且流动探针是自清洁的；基质独立性，因为分析物在流动探针溶剂中的扩散和混合消除了单个液滴水平的基质抑制问题，即使样本是未稀释的血浆也是如此；具有出色的动态范围、线性、检测限和定量限的定量；通过使用高重复率液滴流以单滴分辨率随时间对单个源进行采样，从而实时动力学测量。在优选实施例中，本发明通过应用过程控制原理利用主动流量控制来主动管理探针采样末端处的流体接口，从而优化用于样本加载和分析的条件，如下面将说明的那样。
附图说明
图1A示意性地示出了使用连续流量采样探针的用于分析仪器的声学加载的本系统。
图1B示意性地示出了根据申请人的教导的各个方面的示例性系统，该示例性系统包括与声学液滴喷射系统相关联并且与质谱仪系统的电喷雾离子源对接的采样探针。
图2示意性地示出了在流动探针的开口端口处的可能的流动模式，该开口端口在本文中也称为“采样末端”。
图3提供了实时质谱(MS)分析的结果，其评估终端流动模式对MS峰形的影响，如示例1所述。
图4A、4B、4C、4D、4E、4F和4G提供了使用以悬垂下降模式操作的流动探针获得的质谱，如示例2中所述。
图5A、5B、5C、5D、5E、5F和5G提供了使用以涡流模式操作的流动探针获得的质谱，如示例3中所述。
图6提供了实时质谱分析的结果，其评估离子峰形状相对于液滴喷射之间的时间周期的变化，其中流动探针以涡流模式操作，也如示例3所述。
图7A和7B提供了示出评估一次(即，快速连续)喷射的液滴数对MS峰的影响的实验结果的质谱，其中流动探针以涡流模式操作，也如示例3所述。
图8A、8B、8C、8D和8E提供了示出基质离子抑制可能性的评估结果的质谱，其中流动探针以涡流模式操作，并使用50:50的甲醇：H2O溶液中的各种浓度的血浆的β-半乳糖苷酶消化，如示例4所述。
图9A、9B、9C和9D提供了类似实验的结果，其使用1滴含分析物的流体样本(在50:50甲醇：H2O中以及然后在90％消化的血浆中的100nM利血平)和10滴相同的含分析物的流体样本，也如示例4所述。
具体实施方式
除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。以下定义对本发明的描述特别重要的特定术语。
在本说明书和所附的权利要求书中，单数形式的“一”和“该”包括复数对象，除非上下文另外明确指出。因此，例如，“一分析物”不仅指单个分析物，而且指两种或更多种不同分析物的组合，“一替代成分”指单个这样的成分或指多种成分(例如混合物)等。
术语“辐射”以其通常的含义使用，指的是通过介质传播的波形干扰形式的能量的发射和传播，从而使能量从介质的一个粒子传递到另一个粒子而不会引起介质本身的任何永久位移。在本发明的上下文中采用的辐射是声学辐射。
术语“声学辐射”和“声能”在本文中可互换使用，并且是指声波形式的能量的发射和传播。如同其他波形一样，可以使用聚焦装置聚焦声学辐射，如下所述。
术语“聚焦装置”和“声聚焦装置”是指这样的装置，其使声波在焦点处会聚，以或者通过像透镜一样作用的与声能源分开的设备，或者通过声能源的空间布置，来通过相长和相消干涉在焦点处实现声能的汇聚。聚焦装置可以像具有弯曲表面的实心构件一样简单，或者可以包括诸如菲涅耳透镜中发现的复杂结构，该复杂结构利用衍射来引导声学辐射。合适的聚焦装置还包括本领域已知的并且例如在Nakayasu等人的美国专利No.5,798,779和Amemiya等人(1997)，《1997年IS&T NIP13数字印刷技术国际会议论文集》(Proceedings of the 1997IS&T NIP13 International Conference on DigitalPrinting Technologies)第698-702页中描述的相控阵方法。
在此使用的术语“声学耦合”和“声学地耦合”是指一种状态，其中物体被放置成与另一物体直接或间接接触，从而允许声学辐射在物体之间传递而基本上不损失声能。当两个物品间接地声学耦合时，需要“声学耦合介质”以提供可以通过其传输声学辐射的中间物。因此，可以例如通过将喷射器浸没在流体中或通过在喷射器和流体之间插置声学耦合介质而将喷射器与流体声学地耦合，以将由喷射器产生的声学辐射通过声学耦合介质传递到流体中。
本文所用的术语“储存器”是指用于保持或容纳流体的容器、腔室或表面区域。因此，储存器中的流体必须具有自由表面，即允许液滴从其喷射的表面。在其最简单的形式之一中，储存器可以是固体表面上的位置，该位置具有足够的润湿特性以仅由于流体与表面之间的接触而将流体保持在局部区域内，其中局部区域用作储存器。
本文所用的术语“流体”是指非固体或至少部分为气态和/或液态的物质。流体可包含最低程度地、部分地或完全溶解、分散或悬浮的固体。流体的实例包括但不限于水性液体(本身包括水本身和盐水)和非水性液体，例如有机溶剂等。流体可以是生物样本流体，其中目标分析物只是许多成分中的一种成分。
术语“毛细管管道”是指，例如，内毛细管管道和外毛细管管道，旨在表示大体上管状的结构，即，细长且空心的结构，其第一端和第二端可以是打开、关闭或连接到本系统内的其他结构。本文使用的术语“管道”不一定是理想的圆柱体，因此，其直径或壁厚可沿管道的长度变化。还设想了可以起到与管道相同的功能的非圆柱形结构(例如圆锥形或矩形结构)。
相似地，术语“同轴”用于指大致同轴并且不一定精确地同轴的内毛细管管道和外毛细管管道，前提是沿嵌套管状结构的长度方向在内管道和外管道之间存在间隙。
当在与毛细管管道无关的上下文中使用时，术语“管道”是指能够容纳流体并且可以是传统的或可以不是传统的管状的单个容器。
术语“间隙”是指在储存器中的流体样本的表面和最接近流体表面的流动探针的采样末端之间的空间。间隙包括非固体和非液体的区域，并且例如可以是空气间隙或包含惰性气体等的间隙。该间隙可以小到几个液滴直径，或者可以大得多，只要液滴可以相对于其尺寸向上行进很远。例如，对于2.5nL的液滴，间隙的范围可以从约300μm至约30mm，约为液滴直径的200倍。
本文所用的术语“组成成分(moiety)”是指物质的任何特定组成，例如分子片段、完整分子(包括单体分子，低聚分子或聚合物)或材料的混合物(例如，合金或层压件)。
本文所用的术语“附近”是指从聚焦声学辐射的焦点到要从其喷射液滴的流体表面的距离，并表示该距离应使得引导至流体中的聚焦声学辐射导致液滴从流体表面喷射，使得本领域普通技术人员将能够使用简单且常规的实验为任何给定的流体选择合适的距离。然而，通常，声学辐射的焦点与流体表面之间的合适距离在流体中声速的波长的大约1到大约15倍的范围内，更通常在该波长的大约1到大约10倍的范围内，优选在该波长的约1至约5倍的范围内。
术语“基本上”(例如，短语“基本上相同的储存器”中)是指在声学特性上没有实质性偏离的储存器。例如，“基本上相同的储存器”的声衰减彼此偏离不超过10％，优选地不超过5％，更优选地不超过1％，并且最优选地至多0.1％。术语“基本上”的其他使用涉及类似的定义。
流体样本中的“分析物”可以是任何目标分析物。分析物的示例包括但不限于药物，代谢物，抑制剂，配体，受体，催化剂，合成聚合物和变构效应物。通常，分析物是“生物分子”，在本文中也称为“生物学分子”，即任何有机分子，无论是天然存在的、重组产生的、全部或部分化学合成的，还是化学或生物改性的(即曾经或可能是活生物体的一部分)。该术语包括例如核苷酸分析物，肽分析物和糖分析物。
核酸分析物本身可以是核苷或核苷酸，但也可以包括这样的核苷和核苷酸：其不仅含有常规嘌呤和嘧啶碱基，即腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和尿嘧啶(U)，还含有其受保护的形式，例如其中碱基被诸如乙酰基、二氟乙酰基、三氟乙酰基、异丁酰基或苯甲酰基以及嘌呤和嘧啶类似物的保护基保护。合适的类似物是本领域技术人员已知的，并在相关的文本和文献中进行了描述。常见的类似物包括但不限于：1-甲基腺嘌呤；2-甲基腺嘌呤；N6-甲基腺嘌呤；N6-异戊基腺嘌呤；2-甲硫基-N6-异戊烯腺嘌呤；N，N-二甲基腺嘌呤；8-溴腺嘌呤；2-硫胞嘧啶；3-甲基胞嘧啶；5-甲基胞嘧啶；5-乙基胞嘧啶；4-乙酰基胞嘧啶；1-甲基鸟嘌呤；2-甲基鸟嘌呤；7-甲基鸟嘌呤；2,2-二甲基鸟嘌呤；8-溴鸟嘌呤；8-氯鸟嘌呤；8-氨基鸟嘌呤；8-甲基鸟嘌呤；8-硫鸟嘌呤；5-氟尿嘧啶；5-溴尿嘧啶；5-氯尿嘧啶；5-碘尿嘧啶；5-乙基尿嘧啶；5-丙基尿嘧啶；5-甲氧基尿嘧啶；5-羟甲基尿嘧啶；5-(羧羟甲基)尿嘧啶；5-(甲基-氨基甲基)尿嘧啶；5-(羧甲基氨基甲基)尿嘧啶；2-硫尿嘧啶；5-甲基-2-硫尿嘧啶；5-(2-溴乙烯基)尿嘧啶；尿嘧啶-5-氧乙酸；尿嘧啶5-氧乙酸甲酯；假尿嘧啶；1-甲基伪尿嘧啶；尿嘧啶；肌苷；1-甲基肌苷；次黄嘌呤；黄嘌呤；2-氨基嘌呤；6-羟基氨基嘌呤；6-硫嘌呤；和2,6-二氨基嘌呤。另外，术语“核苷”和“核苷酸”包括这样的组成成分，其不仅包含常规核糖和脱氧核糖，而且还包含其他糖。改性的核苷或核苷酸还包括对糖组成成分的改性，例如其中一个或多个羟基被卤素原子或脂族基团取代，或被官能化为醚、胺等。
核酸分析物还包括寡核苷酸，其中就本发明而言，术语“寡核苷酸”是以下的总称：聚脱氧核糖核苷酸(含有2-脱氧-D-核糖)，聚核糖核苷酸(含有D-核糖)，作为嘌呤或嘧啶碱基的N-糖苷的任何其他类型的多核苷酸，以及含有非核苷酸主链的其他聚合物。因此，本文的寡核苷酸分析物可包括：寡核苷酸改性，例如，用类似物取代一个或多个天然核苷酸；核苷酸间改性，例如具有不带电荷的键的那些(例如，甲基膦酸酯，磷酸三酯，氨基磷酸酯，氨基甲酸酯等)，带有负电荷的键的那些(例如，硫代磷酸酯，二硫代磷酸酯等)，和带正电荷的键的那些(例如，氨基磷酸酯和氨基磷酸三酯)，含有侧基的那些，例如蛋白质(包括核酸酶，毒素，抗体，信号肽，聚-L-赖氨酸等)，具有嵌入剂的那些(例如a啶，补骨脂素等)，含有螯合剂的那些(例如金属，放射性金属，硼，氧化性金属等)。术语“多核苷酸”和“寡核苷酸”之间没有长度上的预期区别，并且这些术语可互换使用。这些术语仅指分子的一级结构。如本文所用，核苷酸和多核苷酸的符号根据IUPAC-IUB生化命名委员会的推荐(Biochemistry 9：4022，1970)。
“肽类”或“肽”分析物旨在包括由一个或多个氨基酸组成的任何结构，因此包括肽，二肽，寡肽，多肽和蛋白质。构成肽类分析物的全部或一部分的氨基酸可以是二十种常规的天然氨基酸中的任何一种，即丙氨酸(A)，半胱氨酸(C)，天冬氨酸(D)，谷氨酸(E)，苯丙氨酸(F)，甘氨酸(G)，组氨酸(H)，异亮氨酸(I)，赖氨酸(K)，亮氨酸(L)，蛋氨酸(M)，天冬酰胺(N)，脯氨酸(P)，谷氨酰胺(Q)，精氨酸(R)，丝氨酸(S)，苏氨酸(T)，缬氨酸(V)，色氨酸(W)和酪氨酸(Y)，以及非常规氨基酸，例如异构体和常规氨基酸的改性，例如，D-氨基酸，非蛋白质氨基酸，转译后改性的氨基酸，酶改性的氨基酸，β-氨基酸，旨在模拟氨基酸的构建体或结构(例如，α，α-二取代氨基酸，N-烷基氨基酸，乳酸，β-丙氨酸，萘基丙氨酸，3-吡啶基丙氨酸，4-羟基脯氨酸，O-磷酸丝氨酸，N-乙酰基丝氨酸，N-甲酰基甲硫氨酸，3-甲基组氨酸，5-羟基赖氨酸和正亮氨酸)，以及其他非常规氨基酸，例如Rosenberg等人的美国专利No.5,679,782中所述的。肽类分析物还可包含非肽类骨架键，其中天然存在的酰胺-CONH-键在肽骨架内的一个或多个位点被非常规键取代，例如N-取代的酰胺，酯，硫代酰胺，逆肽(-NHCO-)，逆硫酰胺(-NHCS-)，磺酰胺基(-SO2NH-)和/或类肽(N-取代的甘氨酸)键。因此，肽类分析物可包括假肽和拟肽。肽类分析物可以是(a)天然存在的，(b)通过化学合成产生的，(c)通过重组DNA技术产生的，(d)通过较大分子的生物化学或酶促裂解产生的，(e)通过组合上述方法(a)至(d)的方法产生的，或(f)通过任何其他生产肽的手段产生的。
糖类分析物包括但不限于单糖，二糖，寡糖，多糖，粘多糖或肽聚糖(肽多糖)等。
提及“含有”分析物的样本既包括已知含有分析物的样本(尽管分析物的身份可能未知)，也包括怀疑含有分析物的样本，在这种情况下，使用分析仪器来检测分析物存在或不存在。
本文所用的术语“阵列”是指特征的二维或三维排列，例如储存器(例如，孔板中的孔)的排列或在基底表面上的流体液滴或分子组成成分的排列(如在寡核苷酸或肽阵列中)。阵列通常包括规则排序的特征，例如，以直线网格、平行条纹、螺旋形等规则排序，但是也可以有利地使用无序阵列。阵列与图案的不同之处在于，图案不一定包含规则和有序的特征。另外，如本文所提供的，通过喷射的液滴在表面上的沉积形成的阵列和图案对于肉眼通常是基本不可见的。阵列通常、但不一定包括至少约4至约10,000,000个特征，通常在约4至约1,000,000个特征的范围内。
“主动流量控制”是指过程控制原理的应用，以主动管理流动探针的采样末端处的流体接口并在该位置维持流体图案或配置(有时在本文称为“终端流量图案”)，以便为样本引入和输送提供理想的初始条件。主动流量控制涉及在使用期间控制溶剂流入速率和溶剂吸入速率的相对值(进而与气体流入速率成比例)，以维持最佳的终端流量图案，通常以临界涡流或超临界涡流的形状，优选地是超临界涡流。如本文所使用的主动流量控制使得能够在约1nL/min的范围内精确控制流体体积流动速率。
术语“样本引入”是指液滴声学喷射到流动探针的采样末端中。该术语与“样本加载”同义使用。这些术语还涵盖在输送通过流动探针之后将样本间接“引入”和“加载”到分析仪器中。
本文使用的“连续流量采样探针”或“流动探针”是指具有自清洁采样接口的采样探针，该自清洁采样接口具有在采样端(在本文中也称为“开口端口”和“采样末端”)处开口的基本竖直对齐、基本同轴的管道，其布置是通过管环将溶剂输送到采样末端并将溶剂吸入中心管道中，该中心管道连接到质谱仪或分析仪器的电离源。通常使用雾化抽吸将溶剂吸入中心管道中。可以控制到接口的溶剂输送速率，以精确平衡抽吸速率，从而创建稳定的采样接口。
当流体以平行流线形式流动而层之间没有中断时，层流(在本领域中也称为低雷诺数流或流线流)发生。在层流中，流体粒子的移动非常有序，所有粒子都以平行于管道壁的直线移动，并且相邻的层滑过彼此。没有垂直于流动方向的横流，也没有涡流或流体旋涡，因此不会发生横向混合。层流倾向于在较低的流体速度下发生，该较低的流体速度低于由雷诺数定义的湍流阈值。
“检出限(LOD)”是在规定的置信度限制(通常为1％)内可以与不存在该物质(空白值)区分开的最低数量。LOD定义为空白的标准偏差的3倍。对于处于LOD的信号，阿尔法误差(即假阳性的概率)很小(1％)。但是，对于具有处于LOD的浓度的样本，其beta误差(即假阳性的概率)为50％。这意味着样本可能包含处于LOD的杂质，但是测量得到的结果比LOD少的可能性为50％。
LOD＝Sreag+3*σreag
其中Sreag是试剂空白的信号，σreag是试剂空白的信号的已知标准偏差。
“定量限(LOQ)”是可以合理区分两个不同值之间差异的极限。LOQ定义为10*空白的标准偏差。在LOQ处，假阴性的可能性很小。
LOQ＝Sreag+10*σreag
其中Sreag和σreag的定义如上。
“泊肃叶定律”是这样的原理，即每单位时间通过毛细管管道的均质流体的体积与其两端之间的压力差及其内半径的四次方成正比，并且与其长度和流体的粘度成反比。
“湍流”是指特征在于混沌性质变化的流动状态。湍流中容易获得的能量供应往往会加速流体混合物的均质化。导致流中增强的混合以及增加的质量、动量和能量输送速率的特征称为“扩散性”。湍流具有非零涡度，其特征是强大的三维涡流生成机制，即涡流拉伸。为了维持湍流，需要持久的能量供应源，因为当动能通过粘性剪切应力转化为内能时，湍流迅速消散。
“涡流”是流体中流围绕轴线旋转的区域，该轴线可以是直的或弯曲的。涡流是湍流的主要组成部分。速度的分布，涡度(流速的弯曲度)以及循环的概念被用来表征涡流。在大多数涡流中，流体流速在其轴线附近最大，并且与离轴线的距离成反比地减小。在没有外力的情况下，流体内的粘滞摩擦趋向于将流动组织成一系列不旋转区域，这些不旋转区域可能会叠加到较大规模的流动(包括较大规模的涡流)上。一旦形成，涡流就可以以复杂的方式移动、伸展、扭曲和相互作用。移动的涡流带有一些角度的和线性的动量、能量和质量。
本发明利用声学液滴喷射(“ADE”)将含分析物的流体的极小液滴，即纳升尺寸的液滴，输送到连续流动采样探针的采样末端中，在此处液滴与循环溶剂组合，然后作为分析物-溶剂稀释液被输送到出口，以随后转移到分析仪器，诸如质谱仪、替代光谱仪、分离系统等。分析仪器可以包括执行不同功能的两个或更多个单独的系统，例如分离系统和分析物检测系统，诸如质谱仪。本发明的系统和方法大大减少了样本之间的时间，即减少了装载第一个样本和加载随后的样本之间的时间，和/或减少了从同一流体储存器连续喷射液滴之间的时间。本发明还消除了样本间清洁的需要，并显着降低了基质离子抑制。通过本发明实现的许多其他优点在本文其他地方指出和/或对于本领域普通技术人员将是显而易见的。
声学喷射使得能够快速处理并产生预定和一致尺寸的纳升尺寸的液滴；参见Stearns等人的美国专利No.6,416,164，该专利通过引用并入本文。前述专利描述了如何通过改变聚焦透镜的声功率、声频、音爆持续时间和/或F数来仔细控制从流体表面声学喷射的液滴的尺寸，其中透镜通常优选具有大于约2的F数。因此，ADE能够实现“超单分散”液滴的喷射，这在本发明的上下文中意味着从流体样本中反复喷射液滴导致约1％的变化系数。这进而使得能够将精确和预定量的流体样本引入系统中以进行分析。使用声学喷射的附加优点是可以从非常小的样本尺寸(约5m或更小量级)喷射液滴。当样本的可用性受到限制并且必须分析少量的流体样本时，这尤其有利。在处理能力方面，授予Mutz等人的美国专利No.6,938,995说明了与对多个储存器中流体样本的声学评估结合使用的声学喷射技术可以实现每秒分析超过5个、10个或甚至25个储存器，转换成每天超过50,000个流体样本。
由于使用声学喷射技术可以达到的精度，因此本系统可以用于声学地喷射非常小的尺寸的样本液滴。然而，本发明在这方面不受限制，并且声学喷射的液滴的体积可以在约0.5pL至约3mL的范围内。对于许多应用，本发明的系统用于产生纳升尺寸的液滴以进行分析，其中“纳升尺寸”的液滴通常包含最多约30nL的流体样本，通常不超过约10nL，优选不超过约5.0nL，更优选不超过约3.0nL，诸如不超过1.0nL，不超过约50pL，不超过约25pL，并且不超过约1pL，包括约0.5pL至约2.0nL的范围，约0.5pL至1.5nL的范围，约0.5pL至1.0nL的范围，约1.0pL至2.0nL的范围，约1.0pL至1.5nL的范围，约1.0pL至1.0nL的范围等。典型的操作范围会产生约1nL至约30nL范围内的液滴。如下文将详细描述的那样，使用声学喷射器从流体样本的表面进行液滴的声学喷射。声学喷射技术特别适合于高通量处理，特别是高通量质谱(HTMS)，因为缺乏易于自动化的样本制备和加载、保存样本的需要、消除交叉污染的需要、无法从流体储存器直接进入分析设备以及无法生成适当尺寸的液滴阻碍了HTMS。
然后，在一个实施例中，本发明的系统和方法利用声学喷射器作为流体样本液滴产生设备，以将液滴喷射到连续流动采样探针的采样末端中。声学喷射器将声能引导到容纳含分析物的流体样本的储存器中，使得流体液滴从流体表面向上朝着流动探针的采样末端喷射并进入流动探针的采样末端中。该系统还包括用于以声学耦合关系定位储存器和声学喷射器的装置。通常，使用单个喷射器，其由声学辐射发生器和聚焦装置组成，该聚焦装置用于聚焦由声学辐射发生器产生的声学辐射。但是，也可以有利地使用多个喷射器。同样，尽管可以使用单个储存器，但是该设备通常包括多个储存器，例如以阵列的形式。当使用该系统从多个储存器中的每个储存器喷射含有分析物的流体样本的液滴时，并入了定位装置，以便相对于声学喷射器移动包含储存器的基底(例如，可以将其放置在可移动台上)，反之亦然。由此容易地促进从一系列储存器中的每一个进行流体液滴的快速且连续的声学喷射。两种类型的定位装置，即喷射器定位装置或储存器或储存器基底定位装置，都可以例如由以下构造：马达，杠杆，皮带轮，齿轮，它们的组合或其他机电或机械装置。
尽管任何声学液滴喷射系统都可以与本系统和方法结合使用，但优选的ADE系统是以下美国专利中所述的系统，所有这些美国专利与此共同转让，并通过引用并入本文：Steams等人的美国专利No.6,416,164：Ellson等人的美国专利No.6,666,541；Ellson等人的美国专利No.6,603,118；Ellson等人的美国专利No.6,746,104；Ellson等人的美国专利No.6,802,593；Ellson等人的美国专利No.6,938,987；Mutz等人的美国专利No.7,270,986；Ellson等人的美国专利No.7,405,395；和Mutz等人的美国专利No.7,439,048。本文使用的优选的ADE系统是可从Labcyte Inc.获得的系统，特别是
Figure BDA0002502096750000151
500-系列液体处理机系统，包括
Figure BDA0002502096750000152
525、
Figure BDA0002502096750000153
550和
Figure BDA0002502096750000154
555液体处理机，它们可以以高准确度、精度和速度喷射大范围的流体类别。
如以上专利中所述，可以将声学喷射设备构造成从单个储存器或多个储存器喷射流体液滴。为了提供部件的模块化和互换性，有时可能优选将该设备与多个可移动的储存器(例如，机架等中的管道)结合使用。通常，将储存器以图案或阵列布置以向每个储存器提供单独的系统寻址能力。另外，尽管每个储存器可以被设置为分立的或独立的容器，但是在需要大量储存器的情况下，优选地，储存器被容纳在集成的多个储存器单元内。作为示例，多容器单元可以是固体表面，在其上借助于表面润湿特性将离散的包含流体的区域保持在位，每个局部的包含流体的区域构成了储存器。作为另一个示例，多储存器单元可以是带有用作储存器的单个孔的孔板。适用于该设备的许多孔板是可商购的，并且每个孔板可包含例如96、384、1536或3456个孔，并且具有全裙边、半裙边或无裙边。孔板或微量滴定板已成为常用的实验室用品。The Society for Laboratory Automation and Screening(SLAS：实验室自动化与筛选协会)与American National Standards Institute(美国国家标准协会)一起建立并维护微量滴定板的标准，包括占地面积和尺寸标准ANSI/SLAS 1-2004。这种孔板的孔通常呈直线阵列的形式。
这种可商购获得的孔板的可用性并不排除以至少包含约10,000个孔、或多达100,000至500,000个孔或更多孔的其他几何构造的定制孔板的制造和使用。此外，用于构建储存器的材料必须与其中包含的流体样本相容。因此，如果意图使储存器或孔包含有机溶剂，例如乙腈，则在乙腈中溶解或膨胀的聚合物将不适合用于形成储存器或孔板。类似地，意图容纳DMSO的储存器或孔必须与DMSO兼容。对于水基流体，许多材料适用于构造储存器，并且包括但不限于：陶瓷，例如氧化硅和氧化铝；金属，例如不锈钢和铂；以及聚合物，例如聚酯，聚丙烯，环烯烃共聚物(例如，可商购自Nippon Zeon的
Figure BDA0002502096750000161
和可商购自Ticona的
Figure BDA0002502096750000162
)，聚苯乙烯和聚四氟乙烯。对于光敏的流体，储存器可以由不透光的材料构成，该材料具有足够的透声度以使设备的功能基本上不受损害。
另外，为了减少在操作过程中使声学辐射发生器与每个储存器或储存器孔对准所需的移动量和时间，优选每个储存器的中心距相邻储存器中心不超过约1厘米，更优选不超过约1.5毫米，更优选不超过约1毫米，最理想的是不超过约0.5毫米。这些尺寸倾向于将储存器的尺寸限制到最大体积。储存器构造成通常容纳不超过约1mL，优选地不超过约100μL，更优选地不超过约1μL，并且最理想不超过约1nL的流体。为了便于处理多个储存器，还优选的是，储存器在声学上基本不可区分。
结合本系统和方法使用的声学喷射设备使得能够以至少约250Hz的速率进行液滴的声学喷射，但是包括500Hz、1kHz或更高的较高喷射速率是可能的，较小的液滴使得能够实现更高的喷射速率。该设备还能够从多个储存器中的每一个快速喷射液滴，这些储存器可以排列成阵列，例如在孔板或各个管道的机架的情况下。即，基底定位装置或喷射器定位装置以快速连续的方式将喷射器声学地耦合到一系列流体储存器中的每一个，从而允许从不同的储存器中快速且受控地喷射流体样本液滴。当前可商购的技术允许基底相对于喷射器移动，和/或使喷射器从同一基底内的一个储存器移动到另一个储存器，其中对于高性能定位装置在小于约0.1秒的时间内，对于普通定位装置在小于约1秒的时间内，在每个储存器处进行可重复且受控的声学耦合。如Ellson等人的美国专利No.6,666,541中所述，定制设计的系统可以将储存器到储存器的转换时间(相当于声学喷射事件之间的时间)减少到小于约0.001秒。为了提供定制设计的系统，重要的是要记住，移动有两种基本类型：脉冲移动和连续移动。脉冲移动涉及以下分立步骤：将基底或喷射器移动到适当位置，以使喷射器声学耦合到基底内的储存器中，从储存器中的样本流体声学地喷射液滴，以及重新定位基底和/或喷射器，以使得喷射器声学地耦合到下一个储存器。通过这种方法使用高性能的定位装置，允许在不到0.1秒的时间内在每个储存器处进行可重复且受控的声学耦合。另一方面，连续移动设计连续移动基底和/或喷射器(虽然不以相同的速度)，并在移动期间提供喷射。由于脉冲宽度非常短，因此这种类型的过程可实现超过10Hz的储存器转换，甚至超过1000Hz的储存器转换。
振动元件或超声换能器用于产生声学辐射。超声换能器通常包括致动器和聚焦元件，聚焦元件聚焦由致动器产生的声能；致动器的示例包括压电和磁致伸缩元件，通常具有压电换能器，尽管不是必须的，但本文优选具有压电换能器。在操作中，致动器由处于超声波驱动频率的信号驱动，并在有源物理元件中产生超声波振动。这些振动被传递到声学耦合介质中并通过声学耦合介质传递到容纳流体样本的储存器中。可替代地，可以使用单个换能器，或者在某些情况下，可以使用包括换能器组件的多元件声学辐射发生器。例如，线性声学阵列，曲线声学阵列或相控声学阵列可以有利地用于产生同时传输到多个储存器的声学辐射。
本发明的代表性系统在图1A中示出。如同本文所引用的所有附图一样，其中相似的部件由相似的附图标记来引用，图1A未按比例绘制，并且为了呈现的清晰性，某些尺寸被放大。在图1A中，总体上以11示出了声学液滴喷射设备，其将液滴49朝着总体上以51表示的连续流动采样探针(有时在下文中简称为“流动探针”)喷射并进入其采样末端53中。
声学液滴喷射设备11包括至少一个储存器，其具有在13处示出的第一储存器和可选的第二储存器31。在一些实施例中，可以提供另外的多个储存器。每个储存器构造成容纳具有流体表面的流体样本，例如具有分别以17和19表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和16可以相同或不同，但是通常是不同的，只要它们通常含有意图被输送到分析仪器(未示出)中并在其中进行检测的两种不同的分析物。分析物可以是生物分子或生物分子以外的大分子，也可以是有机小分子，无机化合物，电离原子或具有任何大小、形状或分子结构的任何组成成分，如本节前面所述。另外，分析物可以溶解、悬浮或分散在流体样本的液体组分中。
如图1A所示，当使用多于一个的储存器时，尽管并不需要相同的构造，但是优选地，这些储存器基本上是相同的并且在声学上基本上无法区分。如本节前面所述，储存器可以是托盘、机架或其他这样的结构中的单独的可移除部件，但是它们也可以固定在板(例如孔板)或其他基底内。如图所示，每个储存器优选地基本上是轴向对称的，其具有从圆形储存器基座25和27向上延伸并且分别终止于开口29和31处的竖直壁21和23，尽管也可以使用其他储存器形状和储存器基座形状。每个储存器基座的材料和厚度应使得声学辐射可以通过其传播并进入每个存储器中包含的流体样本中。
声学液滴喷射设备包括声学喷射器33，声学喷射器33包括声学辐射发生器35和聚焦装置37，聚焦装置37用于将产生的声学辐射聚焦在流体表面附近流体样本内的焦点47处。如图1A所示，聚焦装置37可以包括具有用于聚焦声学辐射的凹表面39的单个固体件，但是聚焦装置可以以如下所述的其他方式构造。因此，声学喷射器33适于产生和聚焦声学辐射，从而当声学耦合到储存器13和15时并因此分别耦合到流体14和16时，从流体表面17和19中的每一个喷射液滴。声学辐射发生器35和聚焦装置37可以作为由单个控制器控制的单个单元起作用，或者可以取决于设备的期望性能而被独立地控制。
包括本领域已知的弯曲表面或菲涅耳透镜的多种聚焦装置中的任何一种都可以与本发明结合使用。这样的聚焦装置在Lovelady等人的美国专利No.4,308,547和Quate等人的美国专利No.5,041,849和美国专利申请公开No.2002037579中有所描述。另外，有多种方式将喷射器声学地耦合到每个单独的储存器，从而耦合到其中的流体。尽管可以通过与储存器中包含的流体直接接触来实现声学耦合，但是优选方法是将喷射器与储存器和储存器流体以这样的方式进行声学耦合：不允许喷射器的任何部分(例如聚焦装置)接触任何要喷射的流体。
声学液滴喷射器33可以与每个储存器的外表面直接接触或间接接触。对于直接接触，为了将喷射器声学地耦合到储存器，优选地，直接接触是完全共形的以确保有效的声能传递。即，喷射器和储存器应具有适于配合接触的对应表面。因此，如果通过聚焦装置在喷射器和储存器之间实现声学耦合，则期望储存器具有对应于聚焦装置的表面轮廓的外表面。没有共形接触，声能传递的效率和准确性可能会受到损害。另外，由于许多聚焦装置具有弯曲的表面，因此直接接触方法可能需要使用具有特别形成的反表面的储存器。
最佳地，如图1A所示，通过间接接触在喷射器和每个储存器之间实现声学耦合。在该图中，声学耦合介质41被放置在喷射器33和储存器13的基座25之间，其中喷射器和存储器位于距离彼此预定距离处。声学耦合介质可以是声学耦合流体，优选地是与声聚焦装置37和储存器的底侧共形接触的声均质材料。另外，重要的是确保流体介质基本上没有具有与流体介质本身不同的声学特性的材料。如图所示，第一储存器13在声学上耦合到声聚焦装置37，使得由声学辐射发生器产生的声波被聚焦装置37引导到声学耦合介质41中，然后，声学耦合介质41将声学辐射传输到储存器13中。该系统可以包含单个声学喷射器，如图1A所示，或者，如前所述，它可以包含多个喷射器。与多个喷射器设计相比，通常优选单个喷射器设计，因为使用单个喷射器更容易实现液滴放置的精度以及液滴尺寸和速度的一致性。然而，本发明不限于单喷射器设计。
在操作中，设备的储存器13和可选的储存器15分别填充有第一和第二流体样本14和16，如图1A所示。声学喷射器33位于储存器13的紧下方，通过声音耦合介质41在喷射器和储存器之间进行声学耦合。最初，声学喷射器被定位在流动探针51的采样末端53的正下方，使得采样末端面对储存器13中的流体样本14的表面17。一旦喷射器33和储存器13在采样末端53下方适当对准，声学辐射发生器35就被激活以产生声学辐射，该声学辐射被聚焦装置37引导到第一储存器的流体表面17附近的焦点47。结果，液滴49从流体表面17朝向流动探针51的采样末端53处的液体边界50喷射并进入液体边界50，在该处，液滴49与流动探针53中的溶剂结合。采样末端53处的液体边界50的轮廓可以从延伸超过采样末端53到向内突出到探针51中变化，如以下关于图2更详细地描述的。在多储存器系统中，则可以相对于声学喷射器重新定位例如多孔板或管道机架的储存器单元(未示出)，从而使另一个储存器与喷射器对准且可以喷射下一个流体样本的液滴。流动探针中的溶剂连续循环通过探针，从而最小化甚至消除了液滴喷射事件之间的“遗留”。
流体样本14和16是需要转移到分析仪器的任何流体的样本，其中术语“流体”如本文前面所定义。因此，流体样本可以包含固体，该固体被最小程度地、部分地或完全溶解、分散或悬浮在液体中，该液体可以是水性液体或非水性液体。在本发明的一方面中，流体样本是生物流体样本，其中生物流体样本的“生物样本”是指：(1)从受试者获得的生物材料，例如组织，组织匀浆，细胞，细胞悬液，细胞提取物，全血，血浆，血清，唾液，痰，鼻分泌物，脑脊液，间质液，淋巴液，精液，阴道液，粪便等，这些可能或可能不会与一种或多种其他材料(诸如溶剂，试剂，稳定剂，培养基等)组合，或者可能已经或可能未以某种方式进行处理，例如，使用一种或多种上述材料；(2)诸如细菌，病毒，真菌，原生动物等的生物实体；(3)任何含有诸如细菌，病毒，真菌，原生动物等的生物实体的材料；或(4)含有生物分子的流体，其中该术语在本文前面已定义。每个流体样本要么是对照样本，要么是包含一种或多种目标分析物的流体，要么是怀疑包含一种或多种目标分析物的流体。
流动探针51的结构也在图1A中示出。可以按原样或以改进的形式使用任何数量的可商购的连续流动采样探针，如本领域中众所周知的，所有这些探针均根据基本相同的原理进行操作。如在图1A中可以看到的，流动探针51的采样末端53与储存器13中的流体表面17间隔开，在它们之间具有间隙55。间隙55可以是空气间隙，也可以是惰性气体的间隙，或者可以包括其他气态材料；没有将采样末端53连接到容器13中的流体14的液体桥。流动探针51包括用于从溶剂源接收溶剂的溶剂入口57和用于将溶剂流从溶剂入口57输送至采样末端53的溶剂输送毛细管59，在采样末端53处，喷射出的包含分析物的流体样本14的液滴49与溶剂组合以形成分析物-溶剂稀释液。溶剂泵(未示出)可操作地连接到溶剂入口57并与溶剂入口57流体连通，以便控制溶剂流到溶剂输送毛细管中的速率，并因此也控制溶剂输送毛细管59内的溶剂流的速率。
探针53内的流体流携带分析物-溶剂稀释液通过内毛细管管道73提供的样本输送毛细管61流向样本出口63，以随后转移至分析仪器。可以提供采样泵(未示出)，该采样泵可操作地连接至样本输送毛细管61并与之流体连通，以控制来自出口63的输出速率。合适的溶剂泵和采样泵是本领域普通技术人员已知的，并且包括排量泵、速度泵、浮力泵、注射泵等；在VanBerkel等人的美国专利No.9,395,278中给出了其他示例，该专利的公开内容通过引用并入本文。在一优选实施例中，使用正排量泵作为溶剂泵，例如蠕动泵，并且代替采样泵，使用抽吸雾化系统，以便通过文丘里效应将分析物-溶剂稀释液从样本出口63抽出，该文丘里效应是经由气体入口67从雾化气体源65引入的雾化气体流在其流过样本出口63的外侧时引起的(在图1A中以简化形式显示，抽吸雾化器的特征在本领域中是众所周知的)。然后，通过随着雾化气体通过样本出口63并与离开样本输送毛细管61的流体合并而产生的压降，将分析物-溶剂稀释液向上抽吸通过样本输送毛细管61。气压调节器用于控制通过气体入口67进入系统的气流速率。优选地，雾化气体以鞘流式方式在样本出口63处或附近流过样本输送毛细管61的外部，这种方式在分析物-溶剂稀释液流过样本出口63时(其在与雾化器气体混合时在样本出口处产生抽吸)通过样本输送毛细管61抽吸分析物-溶剂稀释液。
溶剂输送毛细管59和样本输送毛细管61由外毛细管管道71和基本上同轴地设置在其中的内毛细管管道73提供，其中内毛细管管道73限定了样本输送毛细管，且内毛细管管道73和外毛细管管道71之间的环形空间限定了溶剂输送毛细管59。内毛细管管道73的尺寸可以是1微米至1mm，例如200微米。内毛细管管道73的外直径的典型尺寸可为100微米至3或4厘米，例如360微米。外毛细管管道71的内直径的典型尺寸可以为100微米至3或4厘米，例如450微米。外毛细管管道71的外径直径的典型尺寸可以是150微米至3或4厘米，例如950微米。内毛细管管道73和/或外毛细管管道71的横截面可以是圆形，椭圆形，超椭圆形(即，形状像超椭圆形)，或者甚至是多边形。尽管图1A中所示的系统将溶剂的方向指示为在溶剂输送毛细管59中从溶剂入口57朝向采样末端53向下，而将分析物-溶剂稀释液流的方向指示为从采样末端53朝向出口63向上穿过样本输送毛细管61向上，但方向可以颠倒，并且流动探针51不必定位成精确竖直。对图1A中所示的结构的各种修改对于本领域普通技术人员将是显而易见的，或者可以由本领域普通技术人员在系统使用期间推断出。
该系统还可以包括联接到外毛细管管道71和内毛细管管道73的调节器75。调节器75可适于使外毛细管管道末端77和内毛细管管道末端79相对于彼此纵向移动。调节器75可以是能够使外毛细管管道71相对于内毛细管管道73移动的任何设备。示例性调节器75可以是包括但不限于电动马达(例如，AC马达，DC马达，静电马达，伺服马达等)，液压马达，气动马达，平移台及其组合的马达。如在本文中所使用的，“纵向地”是指沿探针51的长度延伸的轴线，并且内毛细管管道73和外毛细管管道71可以围绕探针51的纵向轴线同轴地布置，如图1所示。可选地，在使用之前，调节器75用于纵向向内拉动内毛细管管道73，使得外毛细管管道71突出超过内毛细管管道73的端部，以便于溶剂输送毛细管59中的溶剂流与样本输送毛细管61中作为分析物-溶剂稀释液流61输送的样本之间的最佳流体连通。
另外，如图1A所示，为了稳定和易于操作，流动探针51通常固定在近似圆柱形的保持器81内。
图1B示意性地描绘了根据本申请人的教导的各个方面的示例性系统110的实施例，该系统用于对在采样探针51的开口端内接收的分析物进行电离和质量分析，系统110包括声学液滴注入设备11，该声学液滴注入设备11被配置为将液滴49从储存器注入到采样探针51的开口端中。如图1B所示，示例性系统110通常包括采样探针51(例如，开口端口探针)和质量分析器170，采样探针51与雾化器辅助离子源160流体连通，以将包含一种或多种样本分析物的液体排放(例如，经由电喷雾电极164)到电离室112中，质量分析器170与电离室112流体连通，用于下游处理和/或检测由离子源160产生的离子。流体处理系统140(例如，包括一个或多个泵143和一个或多个导管)提供从溶剂储存器150到采样探针51的液体流动以及从采样探针51到离子源160的液体流动。例如，如图1B所示，溶剂储存器150(例如，包含液体，解吸溶剂)可以经由供应导管流体联接到采样探针51，液体可以通过泵143而以选定的体积速率被输送通过该供应导管，均以非限制性示例的方式(泵143例如往复泵，正排量泵(诸如旋转泵，齿轮泵，柱塞泵，活塞泵，蠕动泵，隔膜泵)或其他泵(诸如重力泵，脉冲泵，气动泵，电动泵和离心泵))。如下面详细讨论的，液体流入和流出采样探针51发生于在开口端可接近的样本空间内，使得一个或多个液滴可以在样本末端53处被引入到液体边界50中，并且随后被输送至离子源160。如图所示，系统110包括声学液滴注入设备11，该声学液滴注入设备11构造成产生声能，该声能被施加到包含在储存器(如图1A所示)中的液体，其使一个或多个液滴49从储存器中喷射到采样探针51的开口端中。控制器180可以可操作地联接到声学液滴注入设备11，并且可以被配置为操作声学液滴注入设备11的任何方面(例如，聚焦装置，声学辐射发生器，用于将一个或多个储存器定位成与声学辐射发生器对准的自动化装置，等)，以便将液滴注入采样探针51中，或者以非限制性示例的方式通过本文讨论的其他方式基本上连续地或针对实验方案的选定部分。
如图1B所示，示例性离子源160可包括加压气体源65(例如氮气，空气或稀有气体)，该加压气体源65供应高速雾化气体流，该高速雾化气体流围绕电喷雾电极164的出口端并与从其排放的流体相互作用，以增强样本羽流的形成和羽流内离子的释放，以便以1l4b和1l6b进行采样，例如，经由高速雾化流和液体样本喷射(例如，分析物-溶剂稀释液)的相互作用。雾化器气体可以以各种流速供应，例如，在约0.1L/min至约20L/min的范围内，这也可以在控制器180的影响下进行控制(例如，通过打开和/或关闭阀门163)。根据本教导的各个方面，将认识到，可以调节雾化器气体的流动速率(例如，在控制器180的影响下)，使得可以基于例如当分析物-溶剂稀释液从电喷雾电极164中排出时(例如由于文丘里效应)，雾化器气体和分析物-溶剂稀释液之间的相互作用所产生的吸力/抽吸力来调节采样探针51内的液体的流动速率。
在所描绘的实施例中，电离室112可以保持在大气压下，尽管在一些实施例中，电离室112可以被抽空到低于大气压的压力。电离室112通过具有幕板孔口114b的板114a与气幕室114分隔开，在电离室112内，当分析物-溶剂稀释液从电喷雾电极164排出时，分析物可以被电离。如图所示，容纳质量分析器170的真空室116通过具有真空室采样孔口11b6b的板116a与幕室114隔开。由通过一个或多个真空泵端口118的抽空，可以将幕室114和真空室116保持在选定的压力(例如，相同或不同的亚大气压力，低于电离室的压力)。
本领域技术人员并且根据本文的教导也将认识到，质量分析器170可以具有多种配置。通常，质量分析器170被配置为处理(例如，过滤，分类，离解，检测等)由离子源160产生的样本离子。通过非限制性示例，质量分析器170可以是三重四极杆质谱仪，或者是本领域已知的以及根据本文的教导进行修改的任何其他质量分析器。可以根据本文公开的系统、设备和方法的各个方面进行修改的其他非限制性示例性质谱仪系统，例如可以在由詹姆斯·W·哈格(James W.Hager)和J.C.伊夫·勒·布兰克(J.C.Yves Le Blanc)撰写并在“Rapid Communications in Mass Spectrometry”(2003；17：1056-1064)中发表的标题为“Product ion scanning using a Q-q-Qlinear ion trap(Q
Figure BDA0002502096750000241
)mass spectrometer”中找到，和在题为“Collision Cell for Mass Spectrometer”的美国专利No.7,923,681中找到，其全部内容通过引用合并于此。其他配置，包括但不限于本文描述的那些以及本领域技术人员已知的其他配置，也可以与本文公开的系统、设备和方法结合使用。例如，其他合适的质谱仪包括单四极杆，三重四极杆，ToF，阱(trap)和混合分析仪。还将认识到，系统110中可以包括任何数量的附加元件，包括例如设置在电离室112和质量分析器170之间的离子迁移谱仪(例如，差分迁移谱仪)，其被配置为根据离子在高场和低场中通过漂移气体的迁移率而不是其质荷比来分离离子。另外，将理解，质量分析器170可以包括检测器，该检测器可以检测通过分析器170的离子，并且例如可以提供指示每秒检测到的离子数的信号。
应当理解，可以在本方法之前或期间操纵一个或多个探针变量。这些探针变量包括，例如，(i)改变，即增加或减少，外毛细管末端77和内毛细管末端79之间的距离，以及(ii)相对于溶剂输送毛细管59中的溶剂流的流动速率，改变样本输送毛细管61中的分析物-溶剂稀释流的流动速率。这些探针变量可由本领域普通技术人员选择以优化系统的一个或多个参数，从而提供精确和主动的流量控制。可以使用上述变量进行修改的系统的一个特征是终端流动图案的形状，即流动探针51的采样末端53处的流动配置，如图1A中的液体边界50所示，这会影响由ADE系统喷射的分析物液滴被流动探针51中的循环溶剂稀释的程度，这反过来又影响了后续光谱分析的质量(如本文示例中所述)。在图2中示意性地示出了可能的终端流动图案，每个示出了不同的液体边界位置和轮廓。如图所示，终端流动图案可以是超临界涡流、临界涡流或亚临界涡流的形式，或者可以是均匀平衡的，或者是可能导致悬垂下降的配置。已经发现，就随后的光谱结果而言，超临界涡流(在较小程度上为临界涡流)是采样末端处的最佳流动配置。以下二者之间的流动速率差决定终端流动图案：(1)溶剂流入速率，并因此从溶剂入口57通过溶剂输送毛细管59到采样末端53的溶剂流动速率，与(2)从采样头53朝向样本出口的样本流动速率。由于溶剂流入速率相对于向外的样本流动速率有所增加(通常在使用过程中在雾化气体入口处的气压不变的情况下是固定的)，终端流动图案从超临界涡流转变为临界涡流、到亚临界涡流、到平衡流动、最后到可能导致悬垂下降的突出弯月面。
被引导通过出口63离开流动探针的分析物-溶剂稀释液所进入的分析仪器可以是用于检测分析物、确定样本中分析物的量或浓度或确定分析物的化学组成的任何仪器。当分析仪器是质谱仪或要求分析物为电离形式的其他类型的设备时，在进入质谱仪或要求分析物为电离形式的其他分析仪器之前，离开的液滴穿过电离区域。在电离区域中，选定的电离源，例如电喷雾离子源将分析物转换成电离形式。示例性分析仪器包括但不限于质谱仪，光谱设备，分离系统及其组合。示例性电离技术包括但不限于化学电离，电子碰撞电离，解吸化学电离，感应耦合等离子体电离和大气压电离，包括电喷雾电离和大气压化学电离以及大气压光电离。示例性分离方法包括但不限于液相色谱，固相萃取，HPLC，毛细管电泳或任何其他液相样本净化或分离过程。示例性质谱仪包括但不限于扇区质谱仪，飞行时间质谱仪，四极质谱过滤器质谱仪，三维四极离子阱质谱仪，线性四极离子阱质谱仪，环形离子阱质谱仪，傅立叶变换离子回旋共振质谱仪。
另外，本文中的本发明旨在包含各种优化声学喷射过程的方式。例如，如在Ellson等人的美国专利No.6,932,097，Ellson等人的美国专利No.6,938,995，Ellson等人的美国专利No.7,354,141，Qureshi等人的美国专利No.7,899,645，Ellson等人的美国专利No.7,900,505，Stearns等人的美国专利No.8,107,319，Ellson等人的美国专利No.8,453,507和Stearns等人的美国专利No.8,503,266中所描述的，上述声学液滴喷射器可用于表征储存器中的流体，以测量流体弯月面的高度以及其他特性，诸如流体体积、粘度、密度、表面张力、成分、声学阻抗、声学衰减、流体中的声速等，然后可以使用其中的任何一个或全部来确定液滴喷射的最佳参数，包括声学功率、声学频率、音爆持续时间和/或聚焦透镜的F数。作为另一个示例，如Ellson等人的美国专利No.8,544,976和No.8,882,226中所描述的，可以使用声学询问过程来优化聚焦致动的声学喷射系统中的声学喷射器和包含流体的储存器的相对位置。另一个示例是通过分析在喷射之前从储存器内的表面反射的声学辐射的波形来优化用于喷射液滴的声学辐射的振幅的方法；参见Stearns等人的美国专利No.7,717,544和No.8,770,691。可以使用Hadimioglu等人的美国专利No.6,383,115的方法确保液滴的尺寸和一致性，并且可以使用Mutz等人的美国专利No.7,481,511和Ellson等人的美国专利No.7,784,331的方法来控制储存器性质的变化。
应当理解，尽管已经结合多个具体实施例描述了本发明，但是前述描述以及随后的示例旨在说明而非限制本发明的范围。在这一点上，没有试图比基本理解本发明所需更详细地示出本发明的结构细节，结合附图和/或示例进行的描述使得本领域技术人员显而易见如何在实践中实施本发明。如适用法律所允许的，本公开内容包括所附权利要求书中叙述的主题的所有修改和等同物。而且，除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则本文所描述的本发明的要素的任何组合均被本公开所涵盖。
实验：
如图1A所示，设置了采用声学液滴喷射器系统和连续流动采样探针的声学加载设备。该设置的关键部件，如图2所示，包括：具有主动流量控制的精密泵，其将溶剂驱动通过溶剂入口进入溶剂输送毛细管；连续流动采样探针，其在采样末端具有开口端口；质谱仪(AB Sciex 5500QTrap)，具有雾化抽吸器和离子源；以及ADE声波液体处理机，其定位为使得含分析物的流体样本的液滴可以从多孔源板中的源孔竖直喷射到流动探针的开口端口处的容剂弯月面。
Figure BDA0002502096750000261
555液体处理机(Labcyte Inc.,San Jose,CA))用作声学液滴喷射器系统，其中超声换能器组件经由脐带电缆从外部安装，并且机械台被结合用于将声源对准流动探针的开口端口。将流体样本加载到384-孔聚丙烯源板的孔中，并将源板安装到机动台系统，以从任何源孔进行自动采样。
探针的输送毛细管是由毛细管管道的同轴定位产生的：外毛细管管道，内直径1.75毫米，外直径3.18毫米，连接到质谱仪的电气接地；和内毛细管管道，其内直径为100微米至250微米，外直径为360微米。内管道和外管道安装在T型接头中。
使用精密低压泵(蠕动，旋转，注射，具有主动流量控制)将流动探针的外管道和内管道之间的环形区域中的溶剂流驱动到开口端口。流动速率范围为每分钟1到1000μL。溶剂流到开口端口，在此处被内毛细管抽吸，并在传输线中以大约50厘米的总距离流进质谱仪离子源(型号)和ESI发射器中。(ESI抽吸流动速率，幕气，加热的雾化器温度。)通过动态反馈和主动流量控制，保持所需的超临界形状涡流界面。
已针对水溶液对Echo 555系统进行了校准，该水溶液包括水中的甲醇含量高达50％，乙腈的含量高达50％。ADE系统可以高准确度、高精度和高速度喷射多种流体类型。声换能器还可用于自动表征储存器中的流体，以测量流体弯月面的高度以及其他属性(例如，流体体积，粘度，密度，表面张力，声学阻抗，声学衰减，流体中的声速等)，以确定用于液滴喷射的最佳参数，包括声学功率、声学频率、音爆持续时间和/或聚焦透镜的F数。
流动探针安装在选定的源孔上方，并竖直定向以捕获由声换能器喷射的液滴。溶剂和样本进入流动探针的内毛细管管道，流流动速率由抽吸雾化器设定。
在具有稳定溶剂泵送速率的稳态流动状态下，由于溶剂对流和扩散效应的混合，产生了一致的分析物洗脱轮廓。声学喷射的样本液滴从源井中的流体的表面向上行进到流动探针的采样末端，即开口端口，在此处与溶剂弯月面融合。分析物在开口端口扩散并与溶剂混合，在此处流动可能是湍流，并且在毛细管入口可能会形成涡流。分析物到内毛细管管道中的对流导致分析物被稀释到溶剂中并向上离开流体基质。在进入内毛细管时，从湍流过渡到层流。在从开口端口到雾化抽吸器ESI输出的毛细管迁移时间期间，分析物通过扩散到溶剂中而进一步稀释。由于毛细管中的泊肃叶流动轮廓，还存在分析物分散，这有助于雾化抽吸器输出处的洗脱轮廓。最后，ESI源电离到达雾化抽吸器的分析物。
如以下示例3所示，将分析物稀释到溶剂中并远离基质可有效减轻基质离子抑制问题。
示例1
本示例描述了探针开口端口处的流动配置如何与实时质谱(MS)评估中获得的离子峰相关联。在该实验中，源孔中装有50μL利血平作为分析物(Sigma-Aldrich，St.Louis,MO)，浓度为50:50MeOH:H2O中的100nM。流动探针定位于源孔上方约10毫米的距离，对齐以将流动探针在源孔上之上居中，并进行定向，使得流动探针的开口捕获从源孔竖直向上声学地喷射的液滴。流动探针中的载体溶剂为100％甲醇，并且通过调节主动流量控制溶剂泵，使管道环中的溶剂流动速率从40μL/min到55μL/min变化。进入内毛细管管道的溶剂的流动速率通过质谱仪输入处的抽吸雾化器的气体流被固定。
在1秒的时间段内，以10Hz的重复频率将2.5nL液滴从源孔声学地喷射到流动探针的开口端口中。通过下述测量采样末端处流动图案对MS峰形的影响：从平衡配置(如图2所示，在Rapid Comm.Mass Spectrometry，2015，29，1749-1756中更具体地描述，其内容通过引用并入本文)开始缓慢改变主动流量控制溶剂流动速率并逐渐增加溶剂流动速率以形成悬垂液滴(也如图2所示)。从图3中获得的实时质谱图中可以看出，峰最初又高又尖。当增加溶剂流动速率，并且平衡配置过渡到大的悬垂液滴配置时，MS峰变得更短和更宽，如整个17分钟至39分钟的时间段内都可以看到。此后降低溶剂流动速率，使流动配置恢复到平衡状态，并且所获得的峰再次变得又高又尖，如在41分钟至45分钟的时间段内可以看到的。因此，分析物洗脱轮廓和测得的离子信号峰形随开口端口处的流动配置而变化，较大的悬液液滴流动图案导致液滴的稀释度更大和较宽、较低强度的峰，而平衡流动配置则导致又高又尖的峰。
示例2
在源孔中填充有50％MeOH：H2O基质中的50μL分析物1nM利血平，并调整流动探针溶剂流动速率，以在流动探针的末端处产生100％MeOH的悬垂液滴。ADE系统经过校准，以喷射2.5nL液滴，其重复频率从1Hz调整到200Hz。
如图4A的质谱图中所示，在悬垂液滴模式下，1nM利血平的单个2.5nL液滴(2.5attomol)低于LOQ。参照图4B，分析了由五个液滴注入(总共12.5nL；全部在一秒内)组成的样本，并且其显示出相对于峰形的良好再现性，峰宽通常小于30秒。如图4C-4G中所示，发现峰面积在每秒5个液滴注入到每秒200个液滴注入的整个范围内随着每秒液滴注入的数量近似线性地增加，尽管悬垂液滴的尺寸的微小变化被发现对线性度有影响。
示例3
在此示例中，重复示例1的方法，不同之处在于，调节溶剂泵流动速率以使流动探针以涡流模式操作，源孔中含10nM利血平分析物和50％MeOH：H2O基质。参照图5A，在这种情况下，发现单个液滴注入(2.5nL x 10nM＝25attomol)会产生清晰的MS峰，其中基线处为两秒宽。参照图5B-5D，对于在一秒内注入高达25个液滴，获得的峰始终窄(在基线处小于约5秒)。图5E-G示出了每秒50、100和200个液滴注入的所得峰以进行比较。
评估峰形与注入时间之间的关系，其中注入时间是单个多液滴喷射事件中第一次液滴喷射和最后一次液滴喷射之间的时间段。在涡流模式下，在0.125至5秒的注入时间范围内转移了50个液滴。图6呈现了一系列的峰，其示出了五个不同的注入时间的结果，代表10Hz，50Hz，100Hz，200Hz和400Hz的液滴注入频率。如图6所示，在此注入时间范围内，峰形没有明显变化。峰宽始终保持在5-10秒的范围内。由于在流入毛细管中的分析物“塞子”的前部处有明确限定的过渡区域，分析物离子信号的时间过程通常呈现出尖锐的峰形。由于分析物在涡流中的分散或“扩散”以及毛细管中的泊肃叶流动，典型的峰形显示出较慢的衰减时间。
参考图7A，评估了一组在50％MeOH：H2O中100nM利血平的单液滴注入，每次注入之间有5秒的延迟，其中所得的质谱图如图7A所示。使用梯形注入轮廓，其每次注入1、2、3，...至10个液滴，并且在两次注入之间也具有五秒的延迟，得到了图7B的质谱图。
示例4
在该示例中，流体样本包含在血浆的β-半乳糖苷酶消化物的基质中浓度为100nM的利血平作为分析物。测试了一系列血浆稀释液以测量基质对分析物灵敏度的影响。
首先在纯净的50％MeOH：H2O中制备100nM利血平溶液，然后在该溶液中掺入10％β-半乳糖苷酶，并将该溶液加载到声学兼容源板的源孔中。然后测试了血浆消化物浓度增加的一系列样本，从10％血浆开始，50％血浆和90％血浆。将50μL的样本等分被加载到源孔中，并以5秒的间隔将一系列2.5nL液滴从源孔声学喷射到流动探针的开口端口处的流体涡流中。结果显示在图8A(标准)，图8B(10％消化的β-半乳糖苷酶)，图8C(10％消化的血浆)，图8D(50％消化的血浆)和图8E(90％消化的血浆)的光谱中，结果表明，对于单液滴喷射，使用分析物利血平时，在最高浓度达90％(近乎纯净)血浆消化物中，均未观察到基质抑制作用。
实验中观察到一组基质抑制的发生，其血浆消化物浓度为10％，喷射体积约为200nL(80个液滴)。
通过在50:50MeOH：H2O和90％消化的血浆中均注射一滴和十滴100nM利血平来重复该过程。在图9A-9D中显示的结果显示了对这两种基质的相似响应，表明使用ADE-流动探针系统在低转移体积下可减轻基质离子抑制问题。

Claims (55)

1.一种用于将流体样本中的分析物输送到分析仪器的声学加载系统，包括：
(a)储存器，其容纳含有分析物的流体样本，所述流体样本具有流体表面：
(b)声学液滴喷射器，其用于有效地产生声学辐射，以从所述流体表面喷射流体样本的液滴；和
(c)与流体表面间隔开的连续流动采样探针，其包括：(i)采样末端，用于接收流体样本的喷射液滴；(ii)溶剂入口，用于接收来自溶剂源的溶剂，(iii)溶剂输送毛细管，用于将溶剂从溶剂入口输送到采样末端，在所述采样末端处，喷射的液滴与溶剂结合以形成分析物-溶剂稀释液；(iv)样本出口，分析物-溶剂稀释液通过所述样本出口从采样探针被引导到分析仪器，和(v)样本输送毛细管，用于将分析物-溶剂稀释液从采样末端输送到样本出口，其中，样本输送毛细管和溶剂输送毛细管在采样末端处流体连通。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，连续流动采样探针包括外毛细管管道和同轴地布置在所述外毛细管管道中的内毛细管管道，外毛细管管道和内毛细管管道限定内毛细管管道与外毛细管管道之间的溶剂输送毛细管，内毛细管管道限定样本输送毛细管。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述声学液滴喷射器包括声学辐射发生器和聚焦装置，所述聚焦装置用于将产生的声学辐射聚焦在所述储存器中的流体样本的表面附近的焦点处。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述声学液滴喷射器与储存器成声学耦合关系。
5.根据权利要求1所述的系统，包括多个储存器，每个储存器容纳含有分析物的流体样本，其中，流体样本中的任一个可以与流体样本中的另一个相同或不同。
6.根据权利要求5所述的系统，还包括用于相继相对于储存器中的每个以声学耦合关系定位喷射器的装置。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，储存器排列成阵列。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，储存器容纳在包括集成的多储存器单元的基底内。
9.根据权利要求8所述的系统，还包括用于改变基底相对于采样末端的空间关系的装置。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，流体样本占据不大于约1μL的体积。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，流体样本占据约10pL至约100nL的体积。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，声学液滴喷射器构造成喷射体积不大于约3nL的液滴。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，声学液滴喷射器构造成喷射体积不大于约1pL的液滴。
14.根据权利要求1所述的系统，还包括溶剂泵，所述溶剂泵可操作地连接至溶剂入口并与溶剂入口流体连通，以控制溶剂输送毛细管内的溶剂流动速率。
15.根据权利要求1所述的系统，还包括气体入口，雾化气体通过所述气体入口从气体源流动到样本出口，从而从样本出口抽吸分析物-溶剂稀释液。
16.根据权利要求15所述的系统，还包括气压调节器，所述气压调节器可操作地连接到气体入口以控制雾化气体流。
17.根据权利要求1所述的系统，还包括电离源，所述电离源用于电离离开出口的分析物-溶剂稀释液中的分析物。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，电离源是电喷雾离子源。
19.根据权利要求1所述的系统，其中，分析仪器包括质谱仪。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，分析仪器包括质谱仪。
21.根据权利要求1所述的系统，还包括调节器，所述调节器适于使内毛细管管道和外毛细管管道中的一个相对于另一个纵向移动。
22.一种用于将包含分析物的流体样本输送到分析仪器的方法，所述方法包括：
(a)将产生声学辐射的声学液滴喷射器声学耦合到包含具有流体表面的流体样本的储存器：
(b)激活声学喷射器，以有效地朝向储存器产生声学辐射和将声学辐射产生到流体样本中，以将流体样本的液滴从流体表面喷射到连续流动采样探针的采样末端中，在此所述采样末端处，喷射的液滴与流动探针内的循环溶剂结合以形成分析物-溶剂稀释液，所述采样探针与流体表面间隔开以在流体表面和采样末端之间提供间隙；和
(c)将接收到的溶剂中的流体样本液滴通过采样探针内的样本输送毛细管输送至样本出口，在所述样本出口处，分析物-溶剂稀释液从采样探针被引导到分析仪器。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，连续流动采样探针包括用于从溶剂源接收溶剂的溶剂入口和用于将溶剂从溶剂入口输送到采样末端的溶剂输送毛细管。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，样本输送毛细管和溶剂输送毛细管在采样末端流体连通。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，连续流动采样探针包括气体入口。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，步骤(c)包括使来自气体源的雾化气体通过气体入口流至样本出口，以在样本出口处抽吸分析物-溶剂稀释液。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括利用可操作地连接到气体入口的气压调节器来控制样本输送毛细管内的样本流动速率。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括用可操作地连接到所述溶剂入口并与所述溶剂入口流体连通的溶剂泵控制所述溶剂输送毛细管内的溶剂流动速率。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括相对于样本流动速率调节溶剂流动速率，以在溶剂输送毛细管和样本输送毛细管流体连通的采样末端处提供期望的流动图案。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所需的流动图案是涡流。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，涡流是超临界涡流。
32.根据权利要求22所述的方法，其中，所述储存器是多个储存器中的一个，每个储存器容纳包含分析物的流体样本，其中，所述储存器中的流体样本可以相同或不同。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，储存器排列成阵列。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，储存器容纳在包括集成的多储存器单元的基底内。
35.根据权利要求32所述的方法，还包括，在喷射液滴之后，相对于另一个储存器以声学耦合关系定位喷射器，并重复步骤(b)和(c)。
36.根据权利要求22所述的方法，还包括将离开样本出口的分析物稀释液中的分析物电离。
37.根据权利要求22所述的方法，其中，分析仪器包括质谱仪。
38.根据权利要求36所述的方法，其中，分析仪器包括质谱仪。
39.根据权利要求22所述的方法，其中，分析物包含分子量在约100道尔顿至约100千道尔顿之间的化合物。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，分子量为约1至约100千道尔顿。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，分析物是非金属的。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，分析物包括有机化合物。
43.根据权利要求42所述的方法，其中，有机化合物是生物分子。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，生物分子是肽。
45.根据权利要求22所述的方法，其中，流体样本占据不超过约10μL的体积。
46.根据权利要求45所述的系统，其中，流体样本占据不超过约1μL的体积。
47.根据权利要求46所述的系统，其中，流体样本占据约10pL至约100nL的体积。
48.根据权利要求22所述的方法，其中，声学喷射的液滴的体积不超过约3nL。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，声学喷射的液滴的体积不超过约1pL。
50.根据权利要求22所述的方法，包括快速重复步骤(a)和(b)，以在一次注入流体样本时将多个超单分散液滴喷射到采样末端中。
51.根据权利要求48所述的方法，包括快速重复步骤(a)和(b)，以在一次注入流体样本时将多个超单分散液滴喷射到采样末端中。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，以至少约250Hz的频率重复步骤(a)和(b)。
53.根据权利要求22所述的方法，其中，流体样本包括溶剂中的分析物。
54.根据权利要求22所述的方法，其中，流体样本包括生物流体样本。
55.根据权利要求54所述的方法，其中，生物流体样本包括组织，组织匀浆，细胞，细胞悬浮液，细胞提取物，全血，血浆，血清，唾液，痰，鼻分泌物，脑脊液，间质液，淋巴液，精液，阴道液或粪便。
CN201880075488.0A 2017-11-22 2018-11-21 使用连续流动采样探针对分析仪器进行声学加载的系统和方法 Pending CN111630378A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762590079P 2017-11-22 2017-11-22
US62/590,079 2017-11-22
PCT/US2018/062337 WO2019104235A1 (en) 2017-11-22 2018-11-21 System and method for the acoustic loading of an analytical instrument using a continuous flow sampling probe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111630378A true CN111630378A (zh) 2020-09-04

Family

ID=66532496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880075488.0A Pending CN111630378A (zh) 2017-11-22 2018-11-21 使用连续流动采样探针对分析仪器进行声学加载的系统和方法

Country Status (7)

Country Link
US (5) US20190157061A1 (zh)
EP (1) EP3714263A4 (zh)
JP (2) JP7307062B2 (zh)
CN (1) CN111630378A (zh)
AU (2) AU2018374058A1 (zh)
CA (1) CA3081369A1 (zh)
WO (2) WO2019104235A1 (zh)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3714263A4 (en) * 2017-11-22 2021-10-06 Labcyte Inc. SYSTEM AND METHOD OF ACOUSTIC LOADING AN ANALYTICAL INSTRUMENT USING A CONTINUOUS FLOW SAMPLING PROBE
CN108548700B (zh) * 2018-03-16 2019-07-23 华中科技大学 一种无水冷高温气溶胶定量稀释取样探头
CN112005092A (zh) * 2018-06-11 2020-11-27 Dh科技发展私人贸易有限公司 微液滴的体积测量
WO2020242911A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 Purdue Research Foundation Integrated microfluidic probe (imfp) and methods of use thereof
CN110806384A (zh) * 2019-12-06 2020-02-18 天津师范大学 一种分析仪器进样装置及使用方法
CN114981919A (zh) * 2020-01-14 2022-08-30 Dh科技发展私人贸易有限公司 质量分析方法-控制opp操作溶剂的粘度
WO2021168034A1 (en) * 2020-02-18 2021-08-26 Benubio Method and apparatus for large-scale spheroid generation
EP4154296A1 (en) * 2020-05-22 2023-03-29 DH Technologies Development Pte. Ltd. Simplification of method or system using scout mrm
CN115668440A (zh) * 2020-05-22 2023-01-31 Dh科技发展私人贸易有限公司 一系列连续样品中第一个样品的识别
US20230207297A1 (en) * 2020-05-22 2023-06-29 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Overflow sensor for open port sampling probe
EP4154294A1 (en) * 2020-05-22 2023-03-29 DH Technologies Development Pte. Ltd. Auto-tuning of an acoustic drople ejection device
JP2023526437A (ja) * 2020-05-22 2023-06-21 ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド 増加したスループットのための方法
EP4158306A2 (en) * 2020-05-25 2023-04-05 DH Technologies Development Pte. Ltd. Mass analysis
US20230377867A1 (en) * 2020-10-13 2023-11-23 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Exhaust Flow Boosting for Sampling Probe for Use in Mass Spectrometry Systems and Methods
US20240087865A1 (en) 2020-11-30 2024-03-14 Dh Technologies Development Pte. Ltd. System and methods for segmented flow analysis
EP4264655A1 (en) 2020-12-21 2023-10-25 DH Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for controlling flow through an open port interface
US20240038518A1 (en) * 2020-12-22 2024-02-01 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Dynamic ejection delay time for acoustic ejection mass spectrometry
CN116635975A (zh) * 2020-12-23 2023-08-22 Dh科技发展私人贸易有限公司 用于将样品定时引入质谱仪中的方法和系统
WO2022144584A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Method and system for mass spectrometry signal quality assessment
EP4281994A1 (en) 2021-01-20 2023-11-29 DH Technologies Development PTE. Ltd. Electrode protrusion adjustment for maximizing pressure drop across liquid transport conduit
US20220236249A1 (en) * 2021-01-25 2022-07-28 Koninklijke Philips N.V. Apparatus and method for sputum conditioning and analysis
WO2022167917A1 (en) 2021-02-02 2022-08-11 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Methods and apparatus for washing sampling probe for use in mass spectrometry systems
EP4288992A1 (en) 2021-02-03 2023-12-13 DH Technologies Development Pte. Ltd. Liquid flow/air flow combination for sample transport
CN116868303A (zh) * 2021-02-09 2023-10-10 Dh科技发展私人贸易有限公司 用于获取样品用于分析的系统和方法
US20240085373A1 (en) 2021-02-24 2024-03-14 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Dynamic heating of a differential mobility spectrometer cell
US20240175787A1 (en) 2021-02-25 2024-05-30 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for sampling
US20240159716A1 (en) * 2021-03-19 2024-05-16 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Non-contact sampler with an open-port interface for liquid chromatography systems
EP4315393A1 (en) 2021-03-23 2024-02-07 DH Technologies Development PTE. Ltd. Bubble based sample isolation in a transport liquid
CN117178191A (zh) * 2021-03-23 2023-12-05 Dh科技发展私人贸易有限公司 用于样品分析系统中湿度和/或温度控制的系统和方法
WO2022238945A1 (en) 2021-05-14 2022-11-17 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for improved intensity determinations in mass analysis instruments
WO2022243896A1 (en) 2021-05-19 2022-11-24 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for performing a check of a differential mobility spectrometer
WO2022259187A1 (en) * 2021-06-09 2022-12-15 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Ms calibration for opi-ms
WO2023275694A1 (en) 2021-06-30 2023-01-05 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Methods and systems for performing reactions within direct sampling interfaces for mass spectrometric analysis
EP4367708A1 (en) * 2021-07-06 2024-05-15 Helsingin Yliopisto System and method for sampling
WO2023012619A1 (en) 2021-08-01 2023-02-09 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Liquid transport system having multiple nebulizer nozzles
WO2023012762A1 (en) 2021-08-05 2023-02-09 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Standard addition workflow for quantitative analysis
WO2023012724A1 (en) * 2021-08-06 2023-02-09 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Chromatographic-like separation using sample droplet ejection
WO2023021424A1 (en) 2021-08-18 2023-02-23 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Sealing interface for curtain chamber
WO2023026186A1 (en) 2021-08-24 2023-03-02 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Methods and systems for extracting analytes from a sample
WO2023031871A1 (en) * 2021-09-03 2023-03-09 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Methods and systems for assessing a quality of mass analysis data generated by a mass spectrometer
WO2023037307A1 (en) 2021-09-09 2023-03-16 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for flash boiling of a liquid sample
WO2023042127A1 (en) 2021-09-15 2023-03-23 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Spectral comparison
CN117981048A (zh) 2021-09-23 2024-05-03 Dh科技发展私人贸易有限公司 用于非接触式样品喷射的信号解卷积的系统和方法
WO2023073586A1 (en) * 2021-10-26 2023-05-04 Dh Technologies Development Pte. Ltd. High throughput screening and quantification for target analytes using echo ms and single tube calibration
WO2023073587A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Ultra high throughput screening combined with definitive testing in a single sample preparation step
WO2023100118A1 (en) 2021-12-03 2023-06-08 Dh Technologies Development Pte. Ltd. High throughput mass spectral data generation
WO2023131850A1 (en) 2022-01-07 2023-07-13 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for error correction in fast sample readers
WO2023218330A1 (en) 2022-05-10 2023-11-16 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for automatic sample re-runs in sample analysys
WO2023233328A1 (en) 2022-06-01 2023-12-07 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for data acquisition method switching
WO2023248135A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-28 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Open port interface having hydrophobic or hydrophilic properties
WO2024089652A1 (en) 2022-10-26 2024-05-02 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for alternating standards for sample demultiplexing

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020125424A1 (en) * 2001-02-14 2002-09-12 Ellson Richard N. Acoustic sample introduction for analysis and/or processing
US20030150257A1 (en) * 2001-12-04 2003-08-14 Mutz Mitchell W. Acoustic assessment of fluids in a plurality of reservoirs
CN101160173A (zh) * 2005-03-14 2008-04-09 拉伯赛特股份有限公司 在基于微滴的流体输送过程中避免反弹和飞溅
US7405395B2 (en) * 2001-02-14 2008-07-29 Picoliter, Inc. Acoustic ejection into small openings
CN105188937A (zh) * 2013-03-25 2015-12-23 赛默电子制造有限公司 用于液体样品引入的设备和方法
US9395278B2 (en) * 2010-09-30 2016-07-19 Ut-Battelle, Llc Surface sampling concentration and reaction probe with controller to adjust sampling position

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308547A (en) 1978-04-13 1981-12-29 Recognition Equipment Incorporated Liquid drop emitter
US5041849A (en) 1989-12-26 1991-08-20 Xerox Corporation Multi-discrete-phase Fresnel acoustic lenses and their application to acoustic ink printing
AU682877B2 (en) 1993-05-28 1997-10-23 Chiron Corporation Peptide inhibitors of urokinase receptor activity
JPH08254446A (ja) 1995-03-16 1996-10-01 Fujitsu Ltd 超音波印字方法，超音波印字装置及び音響レンズの成形方法
US5587582A (en) 1995-05-19 1996-12-24 Cornell Research Foundation, Inc. Self-aligning liquid junction
US7527357B2 (en) * 1997-07-15 2009-05-05 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet nozzle array with individual feed channel for each nozzle
JP4038310B2 (ja) 1999-09-30 2008-01-23 日産自動車株式会社 無段変速機のセレクト時ライン圧制御装置
WO2001032245A1 (en) 1999-11-03 2001-05-10 Cornell Research Foundation, Inc. Miniaturized fluid transfer device
US6746104B2 (en) 2000-09-25 2004-06-08 Picoliter Inc. Method for generating molecular arrays on porous surfaces
US7900505B2 (en) 2000-09-25 2011-03-08 Labcyte Inc. Acoustic assessment of fluids in a plurality of reservoirs
US6666541B2 (en) 2000-09-25 2003-12-23 Picoliter Inc. Acoustic ejection of fluids from a plurality of reservoirs
US6893836B2 (en) 2000-11-29 2005-05-17 Picoliter Inc. Spatially directed ejection of cells from a carrier fluid
US6849423B2 (en) 2000-11-29 2005-02-01 Picoliter Inc Focused acoustics for detection and sorting of fluid volumes
US6416164B1 (en) 2001-07-20 2002-07-09 Picoliter Inc. Acoustic ejection of fluids using large F-number focusing elements
US7354141B2 (en) 2001-12-04 2008-04-08 Labcyte Inc. Acoustic assessment of characteristics of a fluid relevant to acoustic ejection
US7717544B2 (en) 2004-10-01 2010-05-18 Labcyte Inc. Method for acoustically ejecting a droplet of fluid from a reservoir by an acoustic fluid ejection apparatus
AU2002359110A1 (en) * 2001-12-11 2003-07-09 Astrazeneca Ab Machine and method for processing biomolecules
US6932097B2 (en) 2002-06-18 2005-08-23 Picoliter Inc. Acoustic control of the composition and/or volume of fluid in a reservoir
US6827287B2 (en) * 2002-12-24 2004-12-07 Palo Alto Research Center, Incorporated High throughput method and apparatus for introducing biological samples into analytical instruments
US7070260B2 (en) 2003-01-09 2006-07-04 Labcyte Inc. Droplet dispensation from a reservoir with reduction in uncontrolled electrostatic charge
DE102006056929B4 (de) 2006-12-04 2010-09-02 Bruker Daltonik Gmbh Massenspektrometrie mit Laser-Ablation
US7923681B2 (en) 2007-09-19 2011-04-12 Dh Technologies Pte. Ltd. Collision cell for mass spectrometer
US20100224013A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-09 Van Berkel Gary J Method and system for formation and withdrawal of a sample from a surface to be analyzed
US8107319B2 (en) 2009-12-03 2012-01-31 Labcyte Inc. Acoustic fluid height monitoring using dynamic surface perturbations
WO2011094310A2 (en) 2010-01-26 2011-08-04 Labcyte Inc. Focus-activated acoustic ejection
US20140166875A1 (en) * 2010-09-02 2014-06-19 Wayne State University Systems and methods for high throughput solvent assisted ionization inlet for mass spectrometry
US10068200B1 (en) * 2011-01-22 2018-09-04 Mass Insight, Inc. Business and data processing system for providing mass spectrometric services
GB201120141D0 (en) 2011-11-22 2012-01-04 Micromass Ltd Low cross-talk (cross-contamination) fast sample delivery system based upon acoustic droplet ejection
GB2512309A (en) * 2013-03-25 2014-10-01 Thermo Electron Mfg Ltd Apparatus and method for liquid sample introduction
DE112015004694B4 (de) 2014-10-17 2022-10-06 Micromass Uk Limited Verfahren zum Ionisieren einer Probe und Ionenquelle
US9632066B2 (en) 2015-04-09 2017-04-25 Ut-Battelle, Llc Open port sampling interface
US10060838B2 (en) * 2015-04-09 2018-08-28 Ut-Battelle, Llc Capture probe
US10325768B1 (en) * 2015-09-03 2019-06-18 Labcyte Inc. Focused acoustic radiation for rapid sequential ejection of subwavelength droplets
GB201522594D0 (en) 2015-12-22 2016-02-03 Micromass Ltd Secondary ultrasonic nebulisation
EP3714263A4 (en) * 2017-11-22 2021-10-06 Labcyte Inc. SYSTEM AND METHOD OF ACOUSTIC LOADING AN ANALYTICAL INSTRUMENT USING A CONTINUOUS FLOW SAMPLING PROBE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020125424A1 (en) * 2001-02-14 2002-09-12 Ellson Richard N. Acoustic sample introduction for analysis and/or processing
US7405395B2 (en) * 2001-02-14 2008-07-29 Picoliter, Inc. Acoustic ejection into small openings
US20030150257A1 (en) * 2001-12-04 2003-08-14 Mutz Mitchell W. Acoustic assessment of fluids in a plurality of reservoirs
CN101160173A (zh) * 2005-03-14 2008-04-09 拉伯赛特股份有限公司 在基于微滴的流体输送过程中避免反弹和飞溅
US9395278B2 (en) * 2010-09-30 2016-07-19 Ut-Battelle, Llc Surface sampling concentration and reaction probe with controller to adjust sampling position
CN105188937A (zh) * 2013-03-25 2015-12-23 赛默电子制造有限公司 用于液体样品引入的设备和方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021504690A (ja) 2021-02-15
US20210384023A1 (en) 2021-12-09
WO2019104235A1 (en) 2019-05-31
AU2023270229A1 (en) 2023-12-14
JP2023041830A (ja) 2023-03-24
EP3714263A4 (en) 2021-10-06
EP3714263A1 (en) 2020-09-30
CA3081369A1 (en) 2019-05-31
US11637006B2 (en) 2023-04-25
US20210090867A1 (en) 2021-03-25
US11133163B2 (en) 2021-09-28
US20190157061A1 (en) 2019-05-23
WO2019104248A1 (en) 2019-05-31
JP7307062B2 (ja) 2023-07-11
US10770277B2 (en) 2020-09-08
US20230290627A1 (en) 2023-09-14
AU2018374058A1 (en) 2020-06-18
US20190157060A1 (en) 2019-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7307062B2 (ja) 連続流動サンプリングプローブを使用する分析器具の音響装填のためのシステムおよび方法
US6710335B2 (en) Acoustic sample introduction for analysis and/or processing
JP2021504690A5 (zh)
EP1366356B1 (en) Acoustic sample introduction for analysis and/or processing
JP7443254B2 (ja) 微小液滴の体積測定
US10871437B2 (en) Apparatus and method for dispensing particles in free-flying drops aligned using an acoustic field
US20020158196A1 (en) Piezoelectric charged droplet source
AU2002240423A1 (en) Acoustic sample introduction for analysis and/or processing
CN114981919A (zh) 质量分析方法-控制opp操作溶剂的粘度
US20240087865A1 (en) System and methods for segmented flow analysis
Nilsson et al. Flow-through microdispensing; design and applications
CN117795333A (zh) 使用样本微滴喷射进行类色谱分离

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40035032

Country of ref document: HK