JP6667248B2 - ポストカラム調節剤およびマイクロ流体デバイスを使用したエレクトロスプレーイオン化質量分析における検出の感度強化 - Google Patents

Description

本出願は、本出願の譲受人に所有される２０１４年１０月１４日に出願した米国仮出願第６２／０６３，６２７号の利益および優先権を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

本開示は、液体クロマトグラフィー−エレクトロスプレーイオン化質量分析におけるアナライトの検出の感度を向上するための方法および装置に関する。

液体クロマトグラフィー−エレクトロスプレーイオン化質量分析（ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳ）は、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）インターフェースを使用して、アナライトの高感度分離を達成するために、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）分離の分解能と質量分析計の高精度（ＬＣ−ＭＳ）を組み合わせた技法である。質量分析は、通常質量電荷比を決定するために荷電分子または分子フラグメントを生成するための化合物のイオン化を伴う。質量分析計は、対象成分を気相のイオンとして取り出す。取出し後、イオンは高真空下で質量分析計の検出器に移動する。

液体クロマトグラフィー−質量分析法は、クロマトグラフ分離カラムから出る溶出液からの気体イオンの生成を伴う。この点で、ＬＣ−ＭＳは、それに先行する技術のガスクロマトグラフィー−質量分析法（ＧＣＭＳ）と異なり、ＧＣＭＳでは、分離用のＧＣユニットで既にガス化されている対象成分がさらなる処理なしにＭＳユニット内に直接導入される。しかしながら、ＬＣユニットがインターフェースなしにＭＳユニットと接続されているとすると、液体移動相が気化し、大量の気体が質量分析計に導入されることになり、真空レベルが低下し、対象イオンが検出器に到達するのを妨げることになる。したがって、ＬＣ−ＭＳの主な問題は移動相の除去であり、ＬＣの溶出液を対象イオンの信頼できるソースに変換することができるインターフェースが必要とされた。

大気圧イオン化（ＡＰＩ）技法の開発が１つのそのようなインターフェースを可能にした。具体的には、ＡＰＩ技法を使用して処理されたサンプルは、大気圧下でイオン化され、溶媒または移動相の除去が分析計の真空の外部で行われる。異なるイオン化原理に基づく２つの主なタイプのＡＰＩインターフェースが知られている。それらは、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）、および大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）である。一般に、ＥＳＩは高極性のイオン化合物に最も適しており、ＡＰＣＩは低極性または中極性の化合物により適している。ＥＳＩの原理および代表的なＥＳＩＭＳ装置については、たとえば、とりわけＳｍｉｔｈ（第４，８４２，７０１号、第４，８８５，７０６号）およびＦｅｎｎ（第６，２９７，４９９号）の米国特許、ならびにとりわけ、Ｆｅｎｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４６，６４（１９８９）、およびＳｍｉｔｈら、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２，８８２（１９９０）のレビュー論文に説明されている。

ＥＳＩ技法のいくつかの特徴については、ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳによる検出の感度に影響するＥＳＩパラメータに注目して後述する。一般に、サンプル液は、エレクトロスプレーチャンバと通常呼ばれるチャンバによって囲まれたステンレス鋼キャピラリーの先端に導かれる。エレクトロスプレーチャンバの壁は、サンプルを約３から５ｋＶの比較的高電圧にさらす電極として機能する。チャンバ内の圧力は、通常は１気圧に維持される。キャピラリーはまた、サンプルのスプレーの発生を助長するためにネブライザーガス流に取り囲まれる。電場とネブライザーガスの組合せは、キャピラリーから出てくる液体を、対象のイオンを含む帯電液滴の細かな噴霧に分散させる。帯電溶質分子または液滴の対象イオンは、反発力によって表面に移動する。帯電液滴が質量分析計に向かって移動すると、溶媒が蒸発して液滴を収縮させる。結果として、液滴中の電荷密度が増大して、最終的にレイリー限界として知られる限界に達する。レイリー限界は、印加された電場が液滴の表面張力とちょうど釣り合う理論的限界である。たとえば、Ｗｉｌｍ Ｍ．、（２０１１）Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ；Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ．１０（７）：Ｍ１１１．００９４０を参照されたい。この限界に交差すると、静電反発力が溶媒の表面張力を超え、液滴が破裂してより小さな液滴になる。溶媒は蒸発を続け、レイリー限界未満の電荷密度であっても対象イオンが脱離を始める（イオン脱離モデル）ように液滴が小さくなるまで、一連の蒸発と破裂が続く。別の提案されたメカニズムでは、液滴は、最終的に、溶媒が蒸発するときに解放される対象イオンを１つしか含まないほどに小さくなる（電荷残留メカニズム（Ｃｈａｒｇｅ Ｒｅｓｉｄｕｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ））。

エレクトロスプレーイオン化は、正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）モードまたは負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）モードのいずれかで実行され得る。正イオンモードでは、アナライトは、陽イオン形成を促進するように低ｐＨで噴霧される。負イオンモードでは、分析は通常、分子を脱プロトン化するために分子等電点より十分に上で実行される。

米国特許第４８４２７０１号明細書 米国特許第４８８５７０６号明細書 米国特許第６２９７４９９号明細書

Ｆｅｎｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４６，６４（１９８９） Ｓｍｉｔｈら、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２，８８２（１９９０） Ｗｉｌｍ Ｍ．、（２０１１）Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ；Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ．１０（７）：Ｍ１１１．００９４０

エレクトロスプレーイオン化インターフェースが対象イオンの信頼できるソースとして機能するために、安定したスプレーをインターフェースが提供することが不可決である。安定性は、流量と印加される場との間のバランスに依存する。このバランスは、溶媒特性、特に、溶媒の電気伝導率および表面張力に強く影響される。一般に、伝導率および表面張力がより大きいと、流量を低下する必要がある。その結果、エレクトロスプレーイオン化のための望ましい流量はμＬ／ｍｉｎの範囲で見出される。溶媒として、従来のエレクトロスプレーイオン化では、水は、伝導率と表面張力の両方が大きいので、多くの一般的な有機溶媒（たとえばアセトニトリル）と比べて良くない選択である。表面張力が大きいほど、イオン化に必要な電圧が大きくなる。したがって、ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳ分析において、移動相の含水率が高い場合、または使用される勾配によって高くなる場合、安定したスプレーを達成／維持するのが難しく、結果として分析の感度が低下する。しかしながら、溶媒としてそれが不利であるに関わらず、極性溶質を溶出するために移動相で水を使用することが必要とされるまたは望ましいことが多くある。

本技術の例示的な実施形態は、質量分析計（ＭＳ）とともに使用するためのマイクロ流体液体クロマトグラフィー−エレクトロスプレーイオン化（ＬＣ−ＥＳＩ）デバイス、およびイオン化効率を向上するためにそのデバイスを使用する方法を対象とする。いくつかの実施形態では、イオン化効率の向上の結果、サンプル中に存在するアナライトの検出の感度が増大する。一般に、クロマトグラフィープロセスにわたる効率的なイオン化により、アナライトイオンを含む電荷液滴の安定したスプレーがもたらされるので、結果として検出感度が増大する。従来技術のエレクトロスプレーイオン化手順では、ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳ（たとえば、極性溶質を溶出するために設計された移動相勾配を利用するＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳ）において安定したスプレーを得ることは、移動相の含水率が増大したときに困難であった。本明細書に開示されるデバイスおよび方法では、ポストカラム調節剤試薬が液体クロマトグラフィーカラムの溶出液に加えられ、これは、安定したスプレーのより良い条件の獲得および／または安定したスプレーの条件の維持のために最適な２つの混合を達成するために効率的な方法で行われ、それにより、ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳにおける検出の感度が強化される。一実施形態では、ポストカラム調節剤が有機溶媒を含む。一実施形態では、ポストカラム調節剤は：ヘキサン、四塩化炭素、２−クロロプロパン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、ジオキサン、アセトニトリル、プロパノール、イソプロパノール、メタノール、および酢酸からなる群から選択される有機溶媒である。特に、ポストカラム調節剤は、マイクロ流体デバイスにおけるクロマトグラフ分離の後に加えられる。ポストカラム調節剤は、マイクロ流体デバイスのエレクトロスプレーエミッタの端部において溶出液と混ぜ合わされる。結果として、ポストカラム調節剤と溶出液の効率的な混合が達成される。別の実施形態では、十分な混合を確実にする任意の適切な方法でポストカラム調節剤が溶出液と混ぜ合わされてよい。

本開示のデバイスの一態様によれば、サンプルにおけるアナライトの強化された検出のためのデバイスが提供される。本デバイスは、分析流体流れに流体接続された第１の入口ポート（３０）と、ポストカラム調節剤試薬を送達するためのポンプと流体連通するように構成された第２の入口ポート（３１）とを含む。さらに、ＥＳＩエミッタ（４２）を含み、ＥＳＩエミッタは、近位端（４７）および遠位端（４８）を有し、これら２つの端部の間のエミッタ流路（ｅｍｉｔｔｅｒ ｆｌｏｗ ｐａｔｈ）を画定する。近位端は、分析流体流れとポストカラム調節剤試薬とを受け入れ混合して混合流流れを形成するように構成されたインターフェース部分（４４）を含む。遠位端は、混合流流れを排出するように構成された遠位先端部分（４９）を含む。本デバイスに含まれる分析マイクロ流体チャネル（４５）が、第１の入口ポート（４０）に流体接続され、エミッタの近位端に延びている。さらに、第２の入口ポート（４１）に接続され、エミッタの近位端にも延びている流体送達マイクロ流体チャネル（４６）が含まれている。インターフェース部分は、分析マイクロ流体チャネルから分析流流れを受け入れるように構成された長手方向に延在する流路を含む。インターフェース部分はまた、長手方向に延在する流路の周りに配置され、ポストカラム調節剤試薬を受け入れるように構成された側方に延在する流路を含む。分流デバイス（６３）が、２つの流路の間に位置決めされる。分流デバイスは、分析流体流れとポストカラム調節剤試薬との混合を推進するような形状にされている。この混合は、任意選択で、側方に延在する流路の外壁で発生してもよい。長手方向に延在する流路と側方に延在する流路とは、接続流路によって流体接続される。

上記の装置の実施形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。一実施形態では、分析マイクロ流体チャネルは、約１００μｍから約２００μｍの範囲の内径を有する。一実施形態では、分析マイクロ流体チャネルは、約１５０μｍの内径を有する。一実施形態では、分析マイクロ流体チャネルの長さは、約２０ｍｍと約３００ｍｍとの間である。別の実施形態では、分析マイクロ流体チャネルの長さは、約５０ｍｍと約１００ｍｍとの間である。一実施形態では、分析マイクロ流体チャネルがシリカ粒子で充填される。一実施形態では、分析マイクロ流体チャネルが１．７μｍシリカ粒子で充填される。上記２つの実施形態のいずれにおいても、シリカ粒子が官能化されてよい。たとえば、この実施形態では、シリカ粒子が：Ｃ４、Ｃ８、Ｃ１８、フェニルヘキシル、埋め込み極性（ｅｍｂｅｄｄｅｄ−ｐｏｌａｒ）、アミド、ジオール、およびシアノのいずれか１つによって官能化され得る。一実施形態では、分流デバイスが曲線形状を有する。たとえば、分流デバイスはＣ字状である。別の実施形態では、分流デバイスが円錐形を有する。別の実施形態では、分流デバイスは、溶出液とポストカラム調節剤試薬の十分な混合を可能にできる任意の形状を有する。一実施形態では、分析マイクロ流体チャネルおよび流体送達マイクロ流体チャネルがセラミック筐体内に含まれる。一実施形態では、遠位先端部分が質量分析計と流体連通している。一実施形態では、本デバイスは、分析マイクロ流体チャネルに流体接続された勾配流れ入口をさらに備える。一実施形態では、ポンプが、ポンプによって受け取られたフィードバックに応じてポストカラム調節剤試薬の流量を変えるように構成される。一実施形態では、フィードバックが、遠位先端部分で生成されたエレクトロスプレーによって生成されたキャピラリー電流の大きさに基づく。

さらに、本開示の一態様によれば、勾配移動相の使用を伴う液体クロマトグラフィーエレクトロスプレーイオン化（ＬＣ−ＥＳＩ）分析においてサンプルにおけるアナライトの強化された検出のための方法が提供される。本方法は、ＬＣ−ＥＳＩデバイスを用意するステップであって：ＬＣ−ＥＳＩデバイスが、分析流体流れに流体接続された第１の入口ポート（３０）と、ポストカラム調節剤試薬を送達するためのポンプと流体連通するように構成された第２の入口ポート（３１）と、近位端（４７）および遠位端（４８）を有し、それらの間にエミッタ流路を画定するＥＳＩエミッタ（４２）であって、近位端が、分析流体流れとポストカラム調節剤試薬とを受け入れ混合して混合流流れを形成するように構成されたインターフェース部分（４４）を含み、遠位端が、混合流流れを排出するように構成された遠位先端部分（４９）を含む、ＥＳＩエミッタと、第１の入口ポートに流体接続され、エミッタの近位端に延びている分析マイクロ流体チャネル（４５）と、第２の入口ポートに流体接続され、エミッタの近位端に延びている流体送達マイクロ流体チャネル（４６）とを含む、用意するステップと、サンプルを分析マイクロ流体チャネルに加えるステップと、勾配移動相条件下でアナライトを溶出するステップと、勾配全体にわたって所定の値で混合流流れの有機溶媒含有率を維持するように変化する流量で流体送達チャネルを通してポストカラム調節剤試薬を流すステップと、質量分析計を使用して、混合流流れに存在するアナライトのイオンを分析するステップとを含む。

上記の方法の実施形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。上記の方法の一実施形態では、混合流流れの有機溶媒成分が、少なくとも約２５％、約２４％、約２３％、約２２％、約２１％、または約２０％である。別の実施形態では、混合流流れの有機溶媒成分が、少なくとも：約３０％、約３５％、または約４０％である。一実施形態では、移動相が、ジメチルスルホキシドおよび／またはフッ化アンモニウムを含む。一実施形態では、移動相が、ジメチルスルホキシド、フッ化アンモニウム、水酸化アンモニウム、および／または重炭酸アンモニウムを含む。

本開示の別の態様によれば、液体クロマトグラフィーエレクトロスプレーイオン化（ＬＣ−ＥＳＩ）分析においてサンプルにおけるアナライトの強化された検出のための別の方法が提供される。本方法は：ＬＣ−ＥＳＩデバイスを用意するステップであって、ＬＣ−ＥＳＩデバイスが、分析流体流れに流体接続された第１の入口ポート（３０）と、ポストカラム調節剤試薬を送達するためのポンプと流体連通するように構成された第２の入口ポート（３１）と、近位端（４７）および遠位端（４８）を有し、それらの間にエミッタ流路を画定するＥＳＩエミッタ（４２）であって、近位端が、分析流れとポストカラム調節剤試薬とを受け入れ混合して混合流流れを形成するように構成されたインターフェース部分（４４）を含み、遠位端が、混合流流れを排出するように構成された遠位先端部分（４９）を含む、ＥＳＩエミッタと、第１の入口ポート（４０）に流体接続され、エミッタの近位端に延びている分析マイクロ流体チャネル（４５）と、第２の入口ポート（４１）に流体接続され、エミッタの近位端に延びている流体送達マイクロ流体チャネル（４６）とを含む、用意するステップと、サンプルを分析マイクロ流体チャネルに加えるステップと、アナライトを溶出するステップと、選択された流量で流体送達チャネルを通してポストカラム調節剤試薬を流すステップと、遠位先端部分において混合流流れの有機溶媒含有率を測定するステップと、測定された有機溶媒含有率を所定の値と比較するステップと、クロマトグラフィー全体にわたって所定の値に混合流流れの有機溶媒含有率を維持するように、選択された流量を変化させるステップと、質量分析計を使用して、混合流流れに存在するアナライトのイオンを分析するステップとを含む。

上の段落に記載された方法の実施形態は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。一実施形態では、有機溶媒含有率が、遠位先端部分で形成されたエレクトロスプレーによって生成されたキャピラリー電流の大きさに基づいて測定される。一実施形態では、アナライトが、固定された組成の移動相を使用して溶出される。代替的には、アナライトが、勾配移動相を使用して溶出される。一実施形態では、エレクトロスプレーイオン化が負イオン化モードで行われる。代替的には、エレクトロスプレーイオン化が正イオン化モードで行われる。一実施形態では、調節剤試薬が、分析流流れにおける有機溶媒と同じ有機溶媒を含む。代替的には、調節剤試薬が、分析流流れにおける有機溶媒と異なる有機溶媒を含む。一実施形態では、調節剤試薬が：メタノール、アセトニトリル、プロパノール、およびイソプロパノールを含む群から選択される有機溶媒を含む。一実施形態では、混合流流れの有機溶媒成分が、少なくとも：約２５％、約２４％、約２３％、約２２％、約２１％、または約２０％である。一実施形態では、移動相が、ジメチルスルホキシドおよび／またはフッ化アンモニウムを含む。一実施形態では、移動相が、ジメチルスルホキシド、フッ化アンモニウム、水酸化アンモニウム、および／または重炭酸アンモニウムを含む。

本開示の例示的なデバイスおよび方法は、いくつかの利点を提供する。たとえば、低い有機溶媒含有率を有する移動相条件下で溶出し、ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳによって検出できなかった、または低感度のため信頼性をもって検出できなかったアナライトが、ここではクロマトグラフィー固定相から出る分析流流れ（溶出液）にポストカラム調節剤試薬を加える本明細書に開示のデバイスによって、信頼性をもって検出できるようになる。同様に、低い有機溶媒含有率を有する移動相で溶出し、不十分にしか検出されなかった、すなわち検出が定量的でなかったアナライトが、ポストカラム調節剤試薬の添加によって定量的に検出できるようになる。

本開示によって提供される上記および他の特徴および利点は、例示的な実施形態の以下の説明を添付の図面と一緒に読むと、より完全に理解されよう。

ポストカラム調節剤試薬を使用せずに、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）を使用して分離されＥＳＩ−ＭＳを使用して分析されたタンパク質の酵素消化物の負エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ−）飛行時間（ＴＯＦ）質量分析法質量分析（ＭＳ）プロファイルを示す図である。 ポストカラム調節剤試薬を使用せずに得られた肝臓からの総脂質抽出物のＥＳＩ− ＴＯＦ ＭＳプロファイルを示す図である。 本明細書に説明される例示的なマイクロ流体ＬＣ−ＥＳＩデバイスの一側面の図である。 質量分析計による分析のためにエレクトロスプレーからアナライトイオンを発生させるための装置に組み込まれたＬＣ−ＥＳＩデバイスを示す図である。 図３Ａに示したマイクロ流体ＬＣ−ＥＳＩデバイスのさらなる内部特徴を示す図である。 ２つのマイクロ流体チャネル、すなわち、溶出液（分析流体流れ）を送達するための一方のチャネル、およびポストカラム調節剤試薬を送達するための他方のチャネルがエミッタで合流する、エミッタの一端部の表面を示す図である。 分析およびポストカラム注入チャネルとエミッタとの接合部の図であって、マイクロ流体チャネルとエミッタの内部との接合部の詳細を示す図である。 分析およびポストカラム注入チャネルとエミッタとの接合部の図であって、エミッタ内に溶出液およびポストカラム調節剤試薬を閉じ込めるためのシールを有する接合部を示す図である。 分析およびポストカラム注入チャネルとエミッタとの接合部の図であって、分析流体流れおよびポストカラム調節剤試薬の流路を示す図である。 ポストカラム調節剤試薬を送達するために使用されるポンプが、分析マイクロ流体チャネルから出る溶出液の有機溶媒含有率を所定のレベルに維持するようにプログラムされた、本明細書に開示のＬＣ−ＥＳＩデバイスを使用するサンプルにおけるアナライトの強化された検出のための方法のフローチャートである。 ポストカラム調節剤試薬を送達するために使用されるポンプが、ポンプによって受け取られたフィードバックに応じて試薬を送達し、フィードバックが、エレクトロスプレーによって生成されたキャピラリー電流の大きさに基づいて生成される、本明細書に開示のＬＣ−ＥＳＩデバイスを使用するサンプルにおけるアナライトの強化された検出のための別の方法のフローチャートである。 図８−１に続くフローチャートである。 分析およびポストカラム注入チャネルがエミッタと接続される、本明細書に説明される別の例示的なマイクロ流体ＬＣ−ＥＳＩデバイスのエミッタの一端部の内部の図である。 エミッタの同じ端部（図９Ａ）におけるマイクロ流体チャネルとエミッタの内部との接合部の図である。 エノラーゼのトリプシン消化物から得られたペプチドの分離についての３つのＥＳＩ−ＭＳプロファイルを示す図である。これらのプロファイルは、カラム流出液に対する調節剤試薬の異なる量の添加の結果を示す点で異なる。 移動相の３つの異なる流量についての移動相勾配の有機溶媒（アセトニトリル）含有率（パーセント）に対してプロットされたポストカラム調節剤試薬の流量のグラフである。特定の移動相流量に対応する曲線が、クロマトグラフィープロセス全体にわたるその移動相流量に対する調節剤試薬の最適流量を示す。

ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳを使用するアナライトの検出の感度は、アナライトのイオン化効率に強く依存する。イオン化効率は、ＥＳＩインターフェースのキャピラリーチューブの先端における移動相の帯電液滴のスプレーの効率的生成、および質量分析計に向かって液滴が移動するときの移動相の効率的蒸発に依存する。帯電液滴は、対象イオン、すなわちアナライトのイオンを含む。

クロマトグラフィー実行の全体にわたる検出の感度の維持には、生成されるスプレーが実行全体にわたって安定することが必要である。有機溶媒および比較的大きい表面張力および伝導率を有する別の溶媒（たとえば水）の勾配を伴うクロマトグラフ分離において、移動相での後者の含有率が増大することがあり、最終的に、それを超えると帯電液滴の生成ならびに液滴からの移動相の蒸発が非効率になるレベルに達する。あるいは、大きい表面張力および伝導率を有する溶媒の割合が、逆相クロマトグラフ分離の場合のように勾配の最初で高くなることがある。いずれの場合も結果として、安定したスプレーを維持することに失敗し、したがって、検出の高い感度を維持することに失敗することがある。

図１は、ポストカラム調節剤試薬の添加なしに行われるＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳベースの分析の例を示す。示されるアナライトは、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）を使用して分離され、ＥＳＩおよび飛行時間（ＴＯＦ）ＭＳを使用して分析されたタンパク質の酵素消化物のアナライトである。イオン化は、負イオン化モードで行われた。２つの移動相ＡおよびＢの混合が、Ｂの量の増加からなる勾配で使用された。Ａの組成は、水＋０．１％ギ酸（ＦＡ）であり、Ｂの組成は、アセトニトリル（ＡＣＮ）＋０．１％ＦＡである。期待されるピークがない領域が、スペクトルのより低いｍ／ｚ部分に示されている。スペクトルのこの部分は、主にＡ、すなわちアセトニトリルがわずかの水の存在下での溶出に対応する。別の矢印は、不安定なイオン信号を指す。ピークのない領域および不安定なピークは、スプレーが、初期にも分析の際にも安定しなかったことを強く示す。特に、図１に示す結果は、主な溶媒として水を含む移動相で溶出が行われたときにスプレーが低品質であることを示す。この段階で、有機溶媒含有率が２０％未満であった。結果として、このクロマトグラフ分析は欠陥がある。

上記の例と対照的に、図２は、ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳベースの分離を例示し、ここでは、検出の感度は分析全体にわたり高く、安定したスプレーが分析の全期間において維持されたことが示された。この場合も、ポストカラム調節剤試薬はカラム溶出液に加えられなかった。図２には、肝臓からの総脂質抽出物の負エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量スペクトル（ＴＯＦ ＭＳ ＥＳ−）が示されている。２つの移動相ＡおよびＢの混合が、この分離にも使用された。移動相Ａは、１０ｍＭギ酸アンモニウムおよび０．１％ＦＡを有する水（６０：４０）、ＡＣＮから構成された。移動相Ｂは、１０ｍＭギ酸アンモニウムおよび０．１％ＦＡを有するＡＣＮ（９０：１０）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）から構成された。スペクトルにおいて検出された脂肪には、ＰＣ（ホスファチジルコリン）、ＳＭ（スフィンゴミエリン）、ＰＥ（ホスファチジルエタノールアミン）、ＰＧ、ＰＩ（ホスファチジルイノシトール）、ＦＦＡ（遊離脂肪酸）、およびＬＰ（リゾホスホリピド）がある。クロマトグラフィーのすべての段階におけるＡとＢの両方での高い有機溶媒含有率のため、溶出は少なくとも６０％の有機溶媒の存在下で行われた。

図１と図２の結果の比較によれば、（図１のクロマトグラムのピークのない領域と同様に）移動相における有機溶媒成分が低いアナライトのＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳベースの検出において、ＥＳＩ−ＭＳによるいくつかのアナライトの検出の感度がよくないことが示される。したがって、そのような状況において検出感度を改善する必要がある。ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳにおける弱い検出感度の問題は、ポストカラム調節剤試薬を溶出液に添加して、安定したスプレーを生成するのに十分な高いレベルに有機溶媒含有率を維持することによって解決され得る。しかしながら、安定したスプレーは、溶出液への調節剤試薬の単なる添加によっては生じない。調節剤試薬および溶出液は、調節剤試薬の添加がクロマトグラフィーの実行全体にわたって安定したスプレーを達成／維持するのに効果的になるように適切に混合されなければならない。

ＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳにおいて安定したスプレーを維持するのに失敗する問題の解決策として、本明細書では、ポストカラム調節剤試薬と溶出液との２つの流体の最適混合を可能にする方式でポストカラム調節剤試薬が溶出液に加えられる、ＬＣ−ＥＳＩマイクロ流体デバイスおよびこのデバイスを使用する方法を説明する。そのように生成された混合物の流体流れがＥＳＩキャピラリーから排出されて、質量分析計による検出のためにアナライトイオンを含むエレクトロスプレーを生成する。本明細書のデバイスおよび方法を使用して得られる検出の感度強化は、いくつかの異なる方法で達成される。第１に、２つの別個の流路から溶出液およびポストカラム調節剤試薬を受け入れ、２つの流路における流体の広範な混合を推進して、ＥＳＩキャピラリーを通して排出するための混合流流れを生成する、エミッタインターフェースが使用される。第２に、エミッタインターフェースを使用する方法が実装され、この方法では、クロマトグラフィー中の任意の時点の流量が混合物（すなわち混合流流れ）中の有機溶媒含有率を所定のレベルに維持するのに十分になるように、調節剤ポンプが変化する流量でポストカラム調節剤試薬を送達するようにプログラムされる。そうでなければ、混合物の有機溶媒含有率は、分離に使用される移動相勾配に応じて変化する。有機溶媒含有率の所定のレベルは、有機溶媒が混合物中に存在するとき、混合物中に存在するアナライトの質量分析検出に十分である（たとえば、不安定なイオン信号またはピークなしが生じない）有機溶媒の量である。加えて、やはりエミッタインターフェースを使用する別の方法が本明細書に開示されており、この方法では、調節剤ポンプは、ポンプにより受け取られたフィードバックに応じて、調節剤試薬の流量を増大または減少することができる。フィードバックは、キャピラリー先端で形成されたエレクトロスプレーによって生成されたキャピラリー電流の大きさに基づいて生成される。低キャピラリー電流は、混合物中の不十分な有機溶媒含有率を示し、ポンプは、それに応答して、ポストカラム調節剤試薬が溶出液に加えられる流量を増大する。上記の方法およびデバイスの１つまたは複数を実装することにより、安定性の強化が達成される。

一般に、本技術によるＬＣ−ＥＳＩマイクロ流体デバイスは、液体クロマトグラフィーのための固定相が充填されたマイクロ流体チャネルと、ポストカラム調節剤試薬を液体クロマトグラフィー溶出液に送達するための別のマイクロ流体チャネルと、アナライトを含むエレクトロスプレーの生成のためのＥＳＩエミッタとを含む。図３Ａは、クロマトグラフィーで使用される移動相およびポストカラム調節剤試薬を含む異なる流体を受け入れる４つのポート（たとえば、３０および３１）を示すＬＣ−ＥＳＩマイクロ流体デバイスの一側面の図である。ポストカラム調節剤試薬は一般に、ＥＳＩデバイスを通過する流体の有機含有率を増大させる溶媒からなる。図３Ｂは、質量分析計による分析のためにエレクトロスプレーからアナライトイオンを発生させるための装置へのＬＣ−ＥＳＩデバイス（３２）の組み込みを示す。いくつかの実施形態では、装置は、制御可能な様式でポストカラム調節剤試薬を加えるための調節剤ポンプも含む。

ＬＣ−ＥＳＩマイクロ流体デバイス（３２）のさらなる特徴が図４に示されている。図４では、デバイスの内部構成要素を見ることができるように外側部分（すなわち筐体）が除去されている。この図は、移動相およびポストカラム調節剤試薬をそれぞれ受け入れるレセプタクル（４０）および（４１）を示す。レセプタクル（４０）および（４１）は、図３Ａに示されたポート（３０）およびポート（３１）に流体接続される。すなわち、ポート（３０）はレセプタクル（４０）に接続され、ポート（３１）はレセプタクル（４１）に接続される。デバイス（３２）は、エミッタ（４２）をさらに含み、エミッタ（４２）は、保護筐体（４３）に取り囲まれ、また近位端（４７）および遠位端（４８）を有する。近位端（４７）と遠位端（４８）との間の距離がエミッタ流路を画定する。エミッタ（４２）は、クロマトグラフィー固定相を通過した分析流流れをポストカラム調節剤試薬とともに受け入れ混合して混合流流れを形成するように構成されたインターフェース部分（４４）を含む。デバイス（３２）の遠位端（４８）は、混合流流れを排出するように構成された遠位先端部分（４９）またはキャピラリーを含む。デバイス（３２）は、分析マイクロ流体チャネル（４５）および流体送達マイクロ流体チャネル（４６）を含む。分析マイクロ流体チャネル（４５）には、サンプル中に存在するアナライトの分離に適した固定相が充填される。分析マイクロ流体チャネル（４５）は、必要な移動相を受け入れるためのレセプタクル（４０）に流体接続され、エミッタの近位端（４７）に延びている。レセプタクル（４１）に流体接続された流体送達マイクロ流体チャネル（４６）が示されている。いくつかの実施形態では、レセプタクル（４１）は、制御された様式でポストカラム調節剤試薬を送達するためのポンプと流体連通するように構成することができる。分析チャネル（４５）および流体送達チャネル（４６）からの流体は、エミッタ（４２）の遠位端（４８）から出る前に一緒に混合される。すなわち、クロマトグラフ分離後のサンプル、およびポストカラム調節剤試薬は、エミッタからの排出の前に一緒に混合される。図４に示す実施形態では、分析チャネル（４５）からの流体と流体送達チャネル（４６）からの流体とが、エミッタ（４２）の近位端（４７）にあるインターフェース部分（４４）において混合する。

インターフェース部分（４４）の外表面が図５に示される。この表面上に領域（５０）および（５１）が示され、領域（５０）および（５１）において、ポストカラム調節剤試薬を送達するための流体送達マイクロ流体チャネル（４６）、および分析マイクロ流体チャネル（４５）が、インターフェース部分（４４）で合流する。この実施形態では、ＬＣ−ＥＳＩマイクロ流体デバイス（３２）はセラミック材料で作られ、したがって、表面（５２）はセラミック表面である。デバイスは、他の材料、たとえば、金属または金属セラミック複合材から作られてもよい。

図６Ａから６Ｃに、エミッタインターフェース部分（４４）がより詳細に示されている。図６Ａは、マイクロ流体チャネル（４５および４６）とエミッタの内部との接合部の詳細を示す。インターフェース部分（４４）は、分析マイクロ流体チャネル（４５）からの分析流流れを受け入れるように構成された長手方向に延在する流路（６２）を含む。図６Ｃに見られるように、インターフェース部分は、側方に延在する流路（６０）をさらに含み、この流路（６０）は、長手方向に延在する流路（６２）の周りに配置され、ポストカラム調節剤試薬（すなわち、流体送達チャネル（４６）からの流れ）を受け入れるように構成されている。分流デバイス（６３）は、長手方向に延在する流路と側方に延在する流路との間に位置決めされる。分流デバイス（６３）は、側方に延在する流路（６０）の外壁（６６）において分析流体流れとポストカラム調節剤試薬との混合を推進するように設計された形状を有する。長手方向に延在する流路（６２）と側方に延在する流路（６０）とは、接続流路（６４）によって流体接続される。側方に延在する流路（６０）および接続流路（６４）は組み合わされて、１つまたは複数のアナライトを含む分析流体流れとポストカラム調節剤試薬とを混合するための混合チャンバを形成する。図６Ａにはエミッタの外表面が（６１）で示されている。さらに、図６Ｂに示したインターフェースの図は、エミッタ（４２）内に流体を閉じ込めるために使用されるシール（６５）を示す。２つの流体流れ（すなわち、分析マイクロ流体チャネル（４５）および流体送達チャネル（４６）からの流体）をインターフェース部分の外縁で混合させることにより、均質な混合流体が形成される。いかなる特定の理論または機構に縛られることも望まないが、外縁での混合を推進することにより、拡張された領域にわたって流体が混合されることが可能であり、閉じ込められた空間でより良い混合をもたらされると考えられている。たとえば、一実施形態では、混合は、接続流路（６４）で始まり、流体送達チャネル（４６）を流れる調節剤試薬のより小さい流量と比べて大きい流量の分析流体流れにより、側方に延在する流路（６０）で継続する。

さらに、上記に説明したＬＣ−ＥＳＩデバイスを使用するサンプルにおけるアナライトの強化された検出のための方法が本明細書で説明される。一実施形態では、方法は、勾配移動相がクロマトグラフ分離で使用されるＬＣ−ＥＳＩ−ＭＳ分析における検出を強化することを対象とする。特に、この方法は、勾配によって引き起こされる分析流体流れにおける有機溶媒含有率の変化からもたらされる混合流体流れにおける有機溶媒含有率の変化に対処するので、従来の方法に対して強化された安定性を実現する。すなわち、この方法は、計画された溶媒勾配の結果としての有機溶媒含有率の所定または知られている減少を「埋め合わせる」ためにポストカラム調節剤流体の流量を変化させる（すなわち、増大または減少させる）ことを含む。方法（７００）に含まれる様々なステップが図７に示されている。これらのステップは：サンプルをデバイスの分析マイクロ流体チャネルに加えるステップ（ステップ７０１）、勾配移動相条件下でアナライトを溶出するステップ（ステップ７０２）、勾配全体にわたって所定の値で混合流流れの有機溶媒含有率を維持するように変化する流量で流体送達チャネルを通してポストカラム調節剤試薬を流すステップ（ステップ７０３）、および質量分析計を使用して混合流流れに存在するアナライトのイオンを分析するステップ（ステップ７０４）である。有機溶媒含有率の所定のレベルは、有機溶媒が混合物中に存在するとき、質量分析計によって容易に検出されるアナライト信号を生成するために十分な有機溶媒の量であるように選択される。

たとえば、上記の方法を実装し、それにより、エミッタを通って流れる混合流流れにおける有機溶媒の所望のレベルを維持することによって、強化された検出が達成され得る。まず、エミッタから排出される混合流体の有機溶媒含有値が選択される。一実施形態では、この値、すなわち所定の有機溶媒含有値は、約２５％である。この値は、調節剤ポンプの制御装置に入力される。次に、分離に使用される移動相勾配を分析して、勾配の有機溶媒含有率が所定の値に達しない範囲を決定する。次いで、調節剤ポンプは、勾配が進行するにつれて分析マイクロ流体チャネルから来る溶出液の有機溶媒の不足を埋め合わせるために調節剤試薬が導入される流量を増大させるようにプログラムされる。

上記に説明したＬＣ−ＥＳＩデバイスを使用するアナライトの強化された検出のための方法の別の実施形態では、試薬の流量を制御する調節剤ポンプが導入され、ポンプによって受け取られたフィードバックに応じて、ポストカラム調節剤試薬の流量を変化させるために使用される。フィードバックは、キャピラリー先端で形成されたエレクトロスプレーによって生成されたキャピラリー電流の大きさに基づいて生成される。混合物における一定レベルより低い有機溶媒含有率が低キャピラリー電流を生成し、ポンプは、それに応答して、ポストカラム調節剤試薬が溶出液に加えられる流量を増大する。方法（８００）のこの実施形態に含まれるステップが図８に示されている。これらのステップは：サンプルをデバイスの分析マイクロ流体チャネルに加えるステップ（８０１）、アナライトを溶出するステップ（８０２）、選択された流量で流体送達チャネルを通してポストカラム調節剤試薬を流すステップ（８０３）、遠位先端部分において混合流流れの有機溶媒含有率を測定するステップ（８０４）、測定された有機溶媒含有率を所定の値と比較するステップ（８０５）、勾配全体にわたって所定の値に混合流流れの有機溶媒含有率を維持するように、選択された流量を変化させるステップ（８０６）、および質量分析計を使用して混合流流れに存在するアナライトのイオンを分析するステップ（８０７）である。

たとえば、強化された安定性を実現するための上記の方法は、以下に説明されるように、エミッタを通って流れる混合流流れにおける有機溶媒の含有率を監視および更新（すなわち調整）することによって実装され得る。まず、エミッタから排出された混合溶媒の有機溶媒含有率の値が選択される。一実施形態では、この値すなわち所定の値は、約３０％である。この値は、制御システムに入力され、制御システムは、強化された結果を提供するために分析中にポストカラム調節剤試薬の流量を修正できるように、調節剤ポンプにフィードバック情報を提供する。エミッタのキャピラリーに連通して配置されたセンサが、そこから放出された電流を測定する。測定された電流は、たとえばアルゴリズムによって、有機溶媒のパーセンテージに変換される。このように得られた有機溶媒のパーセンテージは、所定の有機含有率値と比較され、より低いと認められた場合は、調節剤ポンプ制御装置は、ポストカラム試薬の流れを増大するように更新される。

上記の実施形態はＬＣ−ＥＳＩデバイス（３２）内のインターフェース部分（４４）を使用して説明されているが、ＬＣ−ＥＳＩデバイス（３２）および他のインターフェース部分の設計／実施形態を使用して上記の方法が実装されてもよい。たとえば、図９Ｂに示すインターフェース部分（９５）が上記の方法の１つまたは複数で使用され得る。このエミッタインターフェース（９５）は、１つまたは複数のアナライトを含む分析流体流れとポストカラム調節剤試薬との混合のための円錐形状の空間（９１）を有する。（図９Ａおよび９Ｂ参照）。エミッタの外表面は（９０）で示されている。図６Ａおよび６Ｂに示したエミッタインターフェース（４４）と異なり、この場合は、分析流体流れおよびポストカラム調節剤試薬が加えられる流路または空間の間に分離がない。図９Ｂは、分析および流体送達マイクロ流体チャネル（９３）および（９４）とエミッタ内部の円錐形状の空間（９１）との接合部の図を示し、そこで分析流体流れとポストカラム調節剤試薬との混合が行われる。両方のマイクロ流体チャネルは、円錐形状の空間（９１）の端部に流体を送達する。一実施形態では、次いで、混合流体が、分析のために質量分析計にエミッタポート（９２）を介して移送され得る。

本明細書に説明されるデバイスおよび方法を使用して達成される検出の感度の強化が、トリプシンによって消化されたエノラーゼから得られたペプチドの分離および検出によって例示される（図１０）。図１０に示す３つの分離のそれぞれにおいて、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）がポストカラム調節剤試薬として加えられた。３つのＥＳＩ−ＭＳプロファイルは、分析マイクロ流体チャネルから出る溶出液または分析流体流れに加えられた調節剤試薬の量が異なる。試験された範囲では、調節剤試薬が０．５μＬ／ｍｉｎの流量で加えられたときに最良の結果が得られた。移動相の流量は４μＬ／ｍｉｎであった。いくつかの追加のピークが、調節剤試薬の２つのより大きい流量に対応するＥＳＩ質量スペクトルのより低いｍ／ｚ部分で観測され、これは混合流流れの有機溶媒含有率を、アナライトイオンを生成するために効率的に脱溶媒され得るエレクトロスプレーを生成するために必要なレベルにするには、０．１ｇＬ／ｍｉｎの流量で調節剤試薬を加えることは十分ではなかったことを示す。

本明細書に説明される方法を使用する検出の感度の強化のための最適な結果は、溶出液とポストカラム調節剤試薬との両方の流量に依存する。図１１では、移動相勾配の有機溶媒（アセトニトリル）含有率（パーセント）に対するポストカラム調節剤試薬の流量のグラフが、移動相の３つの異なる流量について示されている。各曲線は、特定の移動相流量に対応する。曲線（１１１０）、（１１２０）、および（１１３０）はそれぞれ、４μＬ／ｍｉｎ、３μＬ／ｍｉｎ、および２μＬ／ｍｉｎの移動相流量に対応する。勾配の有機溶媒含有率が低いとき、より大きいポストカラム調節剤流量が必要とされることがグラフから分かる。さらに、移動相流量がより大きいと、一般に、移動相勾配における有機溶媒含有率が低いときに、クロマトグラフィーの段階にわたって、ポストカラム調節剤試薬の追加でより大きい流量が必要とされる。

本明細書で例示的な実施形態が説明されているが、これらの実施形態は限定するものとして解釈されるべきでなく、本明細書に明示的に説明されたものに対する追加および修正も本発明の範囲内に含まれることを明確に留意されたい。さらに、負イオン化エレクトロスプレーを使用すること、および勾配として調節剤試薬を加えることなど、様々な実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、また様々な組合せおよび順列で存在することが可能であり、そのような組合せまたは順列が本明細書に明示されていなくても、本技術の趣旨および範囲から逸脱することなく可能であることを理解されたい。

３０、４０ 第１の入口ポート
３１、４１ 第２の入口ポート
３２ ＬＣ−ＥＳＩデバイス
４０、４１ レセプタクル
４２ ＥＳＩエミッタ
４３ 保護筐体
４４、９５ インターフェース部分
４５、９３ 分析マイクロ流体チャネル
４６、９４ 流体送達マイクロ流体チャネル
４７ 近位端
４８ 遠位端
４９ 遠位先端部分
５２ 表面
６０ 側方に延在する流路
６１、９０ エミッタの外表面
６２ 長手方向に延在する流路
６３ 分流デバイス
６４ 接続流路
６５ シール
６６ 外壁
９１ 円錐形状の空間
９２ エミッタポート

Claims (25)

1. サンプルにおけるアナライトの強化された検出のためのマイクロ流体液体クロマトグラフィー−エレクトロスプレーイオン化（ＬＣ−ＥＳＩ）デバイスであって、
   分析流体流れに流体接続された第１の入口ポートと、
   ポストカラム調節剤試薬を送達するためのポンプと流体連通している第２の入口ポートと、
   近位端および遠位端を有し、それらの間にエミッタ流路を画定するＥＳＩエミッタであって、近位端が、分析マイクロ流体チャネルからの溶出液とポストカラム調節剤試薬とを受け入れ混合して混合流流れを形成するように構成されたインターフェース部分を含み、遠位端が、混合流流れを排出するように構成された遠位先端部分を含む、ＥＳＩエミッタと、
   第１の入口ポートに流体接続され、エミッタの近位端に延びている分析マイクロ流体チャネルと、
   第２の入口ポートに流体接続され、エミッタの近位端に延びている流体送達マイクロ流体チャネルと
   を備え、
   インターフェース部分が、分析マイクロ流体チャネルから分析流流れを受け入れるように構成された長手方向に延在する流路と、長手方向に延在する流路の周りに配置され、ポストカラム調節剤試薬を受け入れるように構成された側方に延在する流路と、それらの間に位置決めされた分流デバイスであって、分析マイクロ流体チャネルからの溶出液とポストカラム調節剤試薬との混合を推進するような形状にされた、分流デバイスと、長手方向に延在する流路と側方に延在する流路とを流体接続する接続流路とを備える、デバイス。
2. 分析マイクロ流体チャネルが、約１５０μｍの内径、および約５０ｍｍと約１００ｍｍとの間の長さを有する、請求項１に記載のデバイス。
3. 分析マイクロ流体チャネルが１．７μｍシリカ粒子で充填される、請求項１に記載のデバイス。
4. シリカ粒子が官能化される、請求項３に記載のデバイス。
5. 官能基が、Ｃ４、Ｃ８、Ｃ１８、フェニルヘキシル、埋め込み極性、アミド、ジオール、およびシアノからなる群から選択される、請求項４に記載のデバイス。
6. 分流デバイスが曲線形状を有する、請求項１に記載のデバイス。
7. 分流デバイスがＣ字状である、請求項６に記載のデバイス。
8. 分析マイクロ流体チャネルおよび流体送達マイクロ流体チャネルがセラミック筐体内に含まれる、請求項１に記載のデバイス。
9. 遠位先端部分が質量分析計と流体連通している、請求項１に記載のデバイス。
10. 分析マイクロ流体チャネルに流体接続された勾配流れ入口をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
11. マイクロ流体チャネルからの溶出液とポストカラム調節剤試薬との混合が、側方に延在する流路の外壁で行われる、請求項１に記載のデバイス。
12. ポストカラム調節剤試薬が有機溶媒である、請求項１に記載のデバイス。
13. ポンプが、ポンプによって受け取られたフィードバックに応じてポストカラム調節剤試薬の流量を変えるように構成され、フィードバックが、遠位先端部分で生成されたエレクトロスプレーによって生成されたキャピラリー電流の大きさに基づく、請求項１に記載のデバイス。
14. 勾配移動相を使用する液体クロマトグラフィーエレクトロスプレーイオン化（ＬＣ−ＥＳＩ）分析においてサンプルにおけるアナライトの強化された検出のための方法であって、
    ＬＣ−ＥＳＩデバイスを用意するステップであって、ＬＣ−ＥＳＩデバイスが、分析流体流れに流体接続された第１の入口ポートと、ポストカラム調節剤試薬を送達するためのポンプと流体連通している第２の入口ポートと、近位端および遠位端を有し、それらの間にエミッタ流路を画定するＥＳＩエミッタであって、近位端が、分析マイクロ流体チャネルからの溶出液とポストカラム調節剤試薬とを受け入れ混合して混合流流れを形成するように構成されたインターフェース部分を含み、遠位端が、混合流流れを排出するように構成された遠位先端部分を含む、ＥＳＩエミッタと、第１の入口ポートに流体接続され、エミッタの近位端に延びている分析マイクロ流体チャネルと、第２の入口ポートに流体接続され、エミッタの近位端に延びている流体送達マイクロ流体チャネルとを含む、用意するステップと、
    サンプルを分析マイクロ流体チャネルに加えるステップと、
    勾配移動相条件下でアナライトを溶出するステップと、
    勾配全体にわたって所定の値で混合流流れの有機溶媒含有率を維持するように変化する流量で流体送達チャネルを通してポストカラム調節剤試薬を流すステップと、
    質量分析計を使用して、混合流流れに存在するアナライトのイオンを分析するステップと
    を含む、方法。
15. 混合流流れの有機溶媒成分が少なくとも約２０％である、請求項１４に記載の方法。
16. 液体クロマトグラフィーエレクトロスプレーイオン化（ＬＣ−ＥＳＩ）分析においてサンプルにおけるアナライトの強化された検出のための方法であって、
    ＬＣ−ＥＳＩデバイスを用意するステップであって、ＬＣ−ＥＳＩデバイスが、分析流体流れに流体接続された第１の入口ポートと、ポストカラム調節剤試薬を送達するためのポンプと流体連通している第２の入口ポートと、近位端および遠位端を有し、それらの間にエミッタ流路を画定するＥＳＩエミッタであって、近位端が、分析マイクロ流体チャネルからの溶出液とポストカラム調節剤試薬とを受け入れ混合して混合流流れを形成するように構成されたインターフェース部分を含み、遠位端が、混合流流れを排出するように構成された遠位先端部分を含む、ＥＳＩエミッタと、第１の入口ポートに流体接続され、エミッタの近位端に延びている分析マイクロ流体チャネルと、第２の入口ポートに流体接続され、エミッタの近位端に延びている流体送達マイクロ流体チャネルとを含む、用意するステップと、
    サンプルを分析マイクロ流体チャネルに加えるステップと、
    アナライトを溶出するステップと、
    選択された流量で流体送達チャネルを通してポストカラム調節剤試薬を流すステップと、
    遠位先端部分において混合流流れの有機溶媒含有率を測定するステップと、
    測定された有機溶媒含有率を所定の値と比較するステップと、
    クロマトグラフィー全体にわたって所定の値に混合流流れの有機溶媒含有率を維持するように、選択された流量を変化させるステップと、
    質量分析計を使用して、混合流流れに存在するアナライトのイオンを分析するステップと
    を含む、方法。
17. 有機溶媒含有率が、遠位先端部分で形成されたエレクトロスプレーによって生成されたキャピラリー電流の大きさに基づいて測定される、請求項１６に記載の方法。
18. アナライトが、固定された組成の移動相を使用して溶出される、請求項１６に記載の方法。
19. アナライトが、勾配移動相を使用して溶出される、請求項１６に記載の方法。
20. エレクトロスプレーイオン化が負イオン化モードで行われる、請求項１４または１６に記載の方法。
21. エレクトロスプレーイオン化が正イオン化モードで行われる、請求項１４または１６に記載の方法。
22. ポストカラム調節剤試薬が、分析流流れにおける有機溶媒と同じ有機溶媒を含む、請求項１４または１６に記載の方法。
23. ポストカラム調節剤試薬が、分析流流れにおける有機溶媒と異なる有機溶媒を含む、請求項１４または１６に記載の方法。
24. ポストカラム調節剤試薬が、メタノール、アセトニトリル、プロパノール、およびイソプロパノールを含む群から選択される有機溶媒を含む、請求項１４または１６に記載の方法。
25. 移動相が、ジメチルスルホキシド、水酸化アンモニウム、重炭酸アンモニウム、および／またはフッ化アンモニウムを含む、請求項１８または１９に記載の方法。

Images