JP2020527831A - エレクトロスプレーインターフェースデバイスおよび関連付けられた方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2017年7月7日に出願された米国仮出願第62/530,018号からの優先権の利益を主張し、その内容全体が、参照することによって本明細書に援用される。
本教示は、質量分光分析のために、注入または指向性注液および低流率サンプル分離技法(例えば、キャピラリ電気泳動法(CE)ならびに高性能液体クロマトグラフィ(HPLC))を含むサンプル源からのサンプル流をエレクトロスプレーイオン化(ESI)源にインターフェースするための方法、システム、および装置に関する。
質量分光法(MS)は、定性用途および定量用途の両方で、被検物質の元素組成を判定するための分析技法である。MSは、未知の化合物を同定するため、分子中の元素の同位体組成を判定するため、その断片化を観察することによって特定の化合物の構造を判定するため、および、サンプル中の特定の化合物の量を定量化するために有用であることができる。質量分析計は、サンプリングプロセスの間に荷電イオンへの検体の変換が生じなければならないように、化学的エンティティをイオンとして検出する。大部分のMS用途のための正確度および感度要件に起因して、複雑なサンプルは、概して、イオン化に先立って分離技法を受ける。例えば、ESIを使用して高分解能および高感度を達成するために、狭小カラム/キャピラリを使用して低流率を示す分離技法(例えば、ナノ液体クロマトグラフィ(ナノLC)ならびにキャピラリ電気泳動法(CE))が、普及しつつある。HPLC−MS技法では、低流率(例えば、1μL/分未満〜1mL/分を上回る値の範囲内)を示す小内径逆相カラム(例えば、約75μm〜数ミリメートルの内径)が、一般的には、プロテオミクス研究において利用され、分離が、移動相および固定相との検体の相互作用の差異に起因して生じる。同様に、CE−MSでは、狭小キャピラリ(例えば、約250nL/分の流率を示す約50〜75μmの内径)が、一般的には、利用され、印加された電場下における検体の電気泳動移動性の差異に起因して、伝導性流体中のサンプル検体の分離に影響を及ぼす。
Claims (20)
- エレクトロスプレーイオン化源とインターフェースをとるためのデバイスであって、
流体流のための第1のマイクロチャネルを画定する第1の導管であって、前記第1のマイクロチャネルは、1つまたは複数の着目検体を含有する流体サンプルを受容するための入口端部と、そこから前記流体サンプルを伝送するための出口端部とを有する、第1の導管と、
流体流のための第2のマイクロチャネルを画定する、第2の導管であって、前記第2のマイクロチャネルは、前記第1のマイクロチャネルの出口端部から伝送される前記流体サンプルを受容するための入口端部と、質量分析計システムのイオン化チャンバの中に前記流体サンプルを放出するための放出端部とを有し、前記第2の導管の少なくとも一部は、多孔性表面を備え、前記第2の導管は、前記第1のマイクロチャネルの出口端部から前記第2のマイクロチャネルの入口端部の中への継続的な流体流を可能にするように前記第1のマイクロチャネルの出口端部が前記第2の導管のマイクロチャネルと整列されるように、前記第1の導管に結合される、第2の導管と、
前記第1の導管および前記第2の導管を少なくとも部分的に囲繞する筐体であって、前記筐体は、前記筐体の内側表面と前記第2の導管の前記多孔性表面との間に流体チャンバを画定し、前記筐体は、少なくとも1つの開口部を有し、前記第2の導管は、前記少なくとも1つの開口部を通して前記筐体内から前記イオン化チャンバの中に延在する、筐体と、
前記流体チャンバ内に包含される伝導性流体と流体接触するように配置されるように構成される電極であって、前記電極は、前記多孔性表面を介して前記伝導性流体と前記第2のマイクロチャネル内の前記流体サンプルとの間に電流を提供するように、電力供給源に結合されるように構成される、電極と
を備える、デバイス。 - 前記第1の導管および前記第2の導管の接合部を囲繞するように構成される結合機構をさらに備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記結合機構は、圧縮フィットによって前記第1の導管および前記第2の導管の整列を維持するように構成される、請求項2に記載のデバイス。
- 前記結合機構は、接着剤を備える、請求項2に記載のデバイス。
- 前記結合機構は、前記電極を備える、請求項2に記載のデバイス。
- 前記筐体は、前記電極を備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1の導管は、石英を備え、前記第2の導管は、珪土を備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記多孔性表面は、約1nm〜約40nmの範囲内の平均サイズを有する複数の細孔を備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記多孔性表面は、約40nm〜約100nmの範囲内の平均サイズを有する複数の細孔を備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1の導管および前記第2の導管の内径は、実質的に等しい、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1の導管は、キャピラリ電気泳動デバイスを備え、前記第2の導管は、エレクトロスプレーエミッタを備える、請求項1に記載のデバイス。
- エレクトロスプレーイオン化を実行するための方法であって、
1つまたは複数の着目検体を含有する流体サンプルを第1の導管から第2の導管に伝送することであって、前記第1の導管は、前記流体サンプルを受容するための入口端部と、そこから前記流体サンプルを伝送するための出口端部との間に延在する第1のマイクロチャネルを画定し、前記第2の導管は、前記第1のマイクロチャネルの出口端部から伝送される前記流体サンプルを受容するための入口端部と放出端部との間に延在する第2のマイクロチャネルを画定し、前記第2の導管の少なくとも一部は、多孔性表面を備え、筐体が、前記第1の導管および前記第2の導管を少なくとも部分的に囲繞し、前記筐体の内側表面と前記第2の導管の前記多孔性表面との間に流体チャンバを画定し、前記筐体は、少なくとも1つの開口部を有し、前記第2の導管は、前記少なくとも1つの開口部を通して前記筐体内からイオン化チャンバの中に延在する、ことと、
前記多孔性表面を介して前記第1の導管および前記第2の導管内の前記伝導性流体と前記流体サンプルとの間に電流を提供するように、前記筐体の前記流体チャンバ内に包含される伝導性流体と接触する電極に、電気信号を印加することと、
質量分析計システムのイオン化チャンバ内で前記1つまたは複数の検体をイオン化するように、前記第2の導管の放出端部から前記流体サンプルを放出することと、
前記イオン化された1つまたは複数の検体に対して質量分光分析を実行することと
を含む、方法。 - 前記第1の導管の出口端部が前記第2の導管の入口端部に流体を伝送するように、前記第1の導管および前記第2の導管を結合することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第2の導管の周囲の前記開口部をシールすることをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記伝導性流体で前記流体チャンバを充填することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の導管を液体クロマトグラフィカラムに結合することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の導管は、キャピラリ電気泳動デバイスを備える、請求項11に記載の方法。
- エレクトロスプレーイオン化源のためのインターフェースを製造する方法であって、
流体流のための第1のマイクロチャネルを画定する第1の導管を提供することであって、前記第1のマイクロチャネルは、1つまたは複数の着目検体を含有する流体サンプルを受容するための入口端部と、そこから前記流体サンプルを伝送するための出口端部とを有する、ことと、
流体流のための第2のマイクロチャネルを画定する第2の導管を提供することであって、前記第2のマイクロチャネルは、前記第1のマイクロチャネルの出口端部から伝送される前記流体サンプルを受容するための入口端部と、質量分析計システムのイオン化チャンバの中に前記流体サンプルを放出するための放出端部とを有する、ことと、
前記第2の導管の少なくとも一部に、複数の細孔を形成することと、
前記第1のマイクロチャネルの出口端部から前記第2のマイクロチャネルの入口端部の中への継続的な流体流を可能にするように前記第1のマイクロチャネルの出口端部が前記第2の導管のマイクロチャネルと整列されるように、前記第1の導管を前記第2の導管に結合することと、
筐体内に前記第1および第2の導管の少なくとも一部を配置することであって、前記筐体は、前記筐体の内側表面と前記第2の導管の前記多孔性表面との間に流体チャンバを画定し、前記筐体は、少なくとも1つの開口部を有し、前記第2の導管は、前記少なくとも1つの開口部を通して前記筐体内から前記イオン化チャンバの中に延在するように構成される、ことと、
電極を前記インターフェースと関連付けることであって、前記電極は、前記流体チャンバ内に包含される伝導性流体と流体接触するように配置されるように構成され、前記電極は、前記多孔性表面を介して、前記伝導性流体と前記第2のマイクロチャネル内の前記流体サンプルとの間に電流を提供するように、電力供給源に結合されるように構成される、ことと
を含む、方法。 - 酸エッチング、塩基エッチング、機械的ドリル加工のうちの1つを使用して前記多孔性表面を形成することをさらに含み、前記多孔性表面は、約1nm〜約40nmの範囲内の平均サイズを有する複数の細孔を備える、請求項18に記載の方法。
- 前記第1の導管および前記第2の導管を結合することに先立って、前記第2の導管の放出端部の形状を修正することをさらに含む、請求項19に記載の方法。
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