[发明专利]多维双通道的液相色谱-质谱联用装置

说明书

本发明涉及一种多维双通道的液相色谱‑质谱联用装置，其包括第一液相泵、第二液相泵、六通阀、初级分析柱、第一次级分析柱、第二次级分析柱以及分析柱位置切换装置的液相色谱的组件。本发明的液相色谱‑质谱联用装置可防止多维液相色谱中特定的流动相成分对质谱系统的损害，特别是在蛋白质组学的研究中具有良好的效果。

技术领域

本发明属于化学分析中的液相色谱-质谱联用(液质联用)的技术领域，具体涉及一种多维双通道的液质联用装置，以及该装置的应用方法，特别是在蛋白质组鉴定中的应用。

背景技术

蛋白质是生命体遗传信息的翻译产物和生物学功能的主要承担者，催化和控制生物体内大部分的过程。传统的蛋白质研究主要集中于单一蛋白质的结构和功能方面，并将其结果匹配已有的基因序列信息，进而阐释机体的生理或病理现象。然而，由于生命活动的复杂性，大多数的生理或病理过程往往需要多个生物分子(特别是蛋白质分子)的参与，针对与单个蛋白质进行研究往往并不能反映生理或病理过程中涉及的多个蛋白质之间的种类及相互作用关系。因此，随着技术的发展，以特定生物体系的整体蛋白质组为研究对象的蛋白质组学开始出现并在近年迅速发展。蛋白质组学(proteomics)是对生命体内的全套蛋白质进行规模化系统分析的新兴学科，其研究范围不仅包括蛋白质的规模化定性和定量，还包括蛋白质的翻译后修饰、相互作用、结构和功能研究。

在蛋白质组学的研究中，质谱(mass spectrum，MS)是一个重要的工具。相比其他的蛋白质组的研究工具(如2D PAGE)，质谱具有足够的分析灵敏度及分析广度以匹配蛋白质组研究中信息的复杂度。在大规模的自下而上(bottom-up)的蛋白质组学中，由蛋白酶消化产生的肽混合物的高度复杂性要求在质谱仪分析之前需要有效的分离方法，因此通常采用两种正交分离方法，例如已开发出的多维蛋白质鉴定技术(multidimensional proteinidentification technology，MudPIT)(Washburn，M.P.等，Large-scale analysis of theyeast proteome by multidimensional protein identification technology.NatBiotechnol，19(3)，242-7，2001)。这项革命性的技术已将蛋白质组学中样品制备过程的模式从2D凝胶发展为直接以溶液形式消化，并使得蛋白质组学的操作从低通量线下(off-line)模式变为高通量线上(on-line)模式。

质谱技术是蛋白质组学研究工具的核心部分，随着仪器内部组件的精密程度越来越高，质谱仪变得越先进，但MudPIT的兼容性越差，部分原因在于，在经典的MudPIT肽洗脱过程中，肽会通过盐梯度从强阳离子交换(SCX)部分移至反相(RP)部分，然后从RP洗脱到质谱仪中。随着洗脱盐浓度从1％增加到100％，该过程将重复数个周期(Washburn，M.P.等，同上)。尽管蛋白质组学分析中广泛使用了与质谱兼容的挥发性盐(例如乙酸铵)，但在现代质谱仪器中，超高灵敏度的特性极大程度上降低了对盐的耐受性，即使是挥发性盐亦如此。质谱仪器中引入高浓度会迅速污染离子光学器件，从而大大降低灵敏度和性能。此外，以阳离子形式的NH₄⁺离子还会增加肽离子的多分散性，从而降低质谱图的质量。因此，在将样品注入质谱仪之前，必须进行脱盐步骤。两种代表性方法是通过C18捕集柱(trapping column)脱盐以及使用pH梯度而非盐梯度来分离SCX柱中的肽。然而，这两种代表性方法都存在固有的缺陷：通过C18捕集柱脱盐的方法一般通过在SCX的下游加入一部分C18作为双相捕集柱，其需要断开液相的流路使得其中的盐组成被完全冲洗入废液后才能继续使用有机流动相梯度洗脱保留在分析柱中的肽；而对于pH梯度的方法，尽管其可以使用传统的MudPIT设置，但在SCX柱中需要使用pH梯度而非盐梯度，或者需要加入新的环-捕集柱以完成MudPIT的酸-盐-pH梯度，这样的正交性并不能令人满意或者死体积过高而导致大量样品丢失，且这些方法过于复杂，故未得到广泛使用。为了实现对蛋白质组学的深入研究，同时又不污染质谱仪，人们最近又试图进行线下操作，然而，线下模式不仅效率低下，而且会造成大量样品损失。