特許 6166311 質量スペクトロメトリにより生体分子分離をモニタリングするための方法およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6166311

(24)【登録日】2017年6月30日

(45)【発行日】2017年7月19日

(54)【発明の名称】質量スペクトロメトリにより生体分子分離をモニタリングするための方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/62 20060101AFI20170710BHJP

   G01N 30/80 20060101ALI20170710BHJP

   G01N 30/84 20060101ALI20170710BHJP

   G01N 30/72 20060101ALI20170710BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/62 F

   G01N27/62 X

   G01N30/80 D

   G01N30/84 Z

   G01N30/72 C

【請求項の数】25

【外国語出願】

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-133027(P2015-133027)

(22)【出願日】2015年7月1日

(65)【公開番号】特開2016-14666(P2016-14666A)

(43)【公開日】2016年1月28日

【審査請求日】2017年3月22日

(31)【優先権主張番号】1411840.0

(32)【優先日】2014年7月2日

(33)【優先権主張国】GB

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】505037981

【氏名又は名称】マイクロサイク システムズ パブリック リミテッド カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】スティーブン ライト

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー イアイン マッキントッシュ

【審査官】 吉田 将志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−９８１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２７９５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

Ｇ０１Ｎ ３０／００−９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体分子分離をもたらし、質量スペクトロメトリにより前記生体分子分離をモニタリングするためのシステムであって、
液体中に溶解された生体分子成分の少なくとも部分的分離をもたらすように構成される液体クロマトグラフィーモジュールであって、前記溶解された生体分子成分は、第１の流体ストリーム中で前記液体クロマトグラフィーモジュールを通って導かれる、液体クロマトグラフィーモジュールと、
前記液体クロマトグラフィーモジュールと流体連通状態にあり、前記液体クロマトグラフィーモジュールの下流に提供される試料採取モジュールであって、前記第１の流体ストリーム中の前記液体のアリコートを第２の流体ストリーム中に周期的に転移させるように構成される、試料採取モジュールと、
前記試料採取モジュールと流体連通状態にあり、前記試料採取モジュールの下流に提供される透析モジュールであって、前記第２の流体ストリーム中の前記液体を透析するように構成される、透析モジュールと、
前記透析モジュールと流体連通状態にあり、前記透析モジュールの下流に提供される質量スペクトロメータであって、前記第２の流体ストリーム中の透析される前記液体中の成分を検出するように構成される、質量スペクトロメータと、
前記第２の流体ストリームをスプリットするフロースプリッティングモジュールであって、前記試料採取モジュールの下流に、および前記透析モジュールに先行して提供され、前記第２の流体ストリームのスプリッティングは、前記透析モジュールを通過させられ、前記透析モジュールにより透析される前記液体のフローの低減をもたらす、フロースプリッティングモジュールと
を備え、
動作可能に、前記透析モジュールが一定のフローレートで動作するように、前記第１の流体ストリームは、第１のフローレートで提供され、前記第２の流体ストリームは、前記第１のフローレートに独立な第２のフローレートで提供されることを特徴とするシステム。

【請求項2】

前記透析モジュールは、第１のチャネルと第２のチャネルとを備え、前記第１のチャネルは、透析されることになる前記液体を受け取るように構成され、前記第２のチャネルは、透析液を受け取るように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第２の流体ストリームは、第１の支流と第２の支流とを備え、前記第２の流体ストリームの前記第１の支流は、動作可能に、転移させられる前記アリコートを受け取り、その後前記第１のチャネルを通って通過し、前記第２の流体ストリームの前記第２の支流は、動作可能に、前記第２のチャネルを通して方向設定されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記試料採取モジュールは、質量レート減衰器を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記試料採取モジュールは、ループ注入弁を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記透析モジュールの前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルは、半透膜により分離されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。

【請求項7】

前記フロースプリッティングモジュールは、前記透析モジュールの前記第１のチャネルとともに共同製作されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。

【請求項8】

前記透析モジュールの前記第１のチャネルを通る前記フローレートは、動作可能に、０．２から５マイクロリットル毎分の範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載のシステム。

【請求項9】

前記生体分子成分は、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、抗体、酵素、ホルモン、オリゴ糖、脂質、核酸、および、オリゴヌクレオチドの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記第２の流体ストリームは、アセトニトリル、メタノール、イソプロパノール、および、エタノール等から選択される、１または複数の有機溶媒を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記第２の流体ストリームは、前記質量スペクトロメータ内においてイオン化のプロセスを補助する１または複数の化学修飾剤を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

前記質量スペクトロメータは、イオン化は、動作可能に、エレクトロスプレーイオン化、大気圧力化学イオン化、または、大気圧力フォトイオン化の手段により達成されるイオン化を提供するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

ダイバータ弁は、動作可能に、前記第１の流体ストリームを収集容器内に方向転換するために提供されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記質量スペクトロメータから引き出される情報に基づいて、前記ダイバータ弁の位置を変動させるように構成される論理モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記質量スペクトロメータからのデータを、保存される質量スペクトルの形式で保存するように構成されるシステムコンピュータであって、前記保存される質量スペクトルから、検出される成分の分子量を引き出すようにさらに構成される、システムコンピュータを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項16】

前記透析のプロセスの効率が指示されるように、前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルを通って通過する前記第１および第２の流体ストリームのうちの少なくとも１つをモニタリングするための少なくとも１つのメータを備えることを特徴とする請求項２に記載のシステム。

【請求項17】

指示される前記効率によって、前記第１のチャネルまたは前記第２のチャネル内のフローレートを変動させるように構成されるポンプを備えることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

第１の液体クロマトグラフィーモジュールおよび第２の液体クロマトグラフィーモジュールを備え、前記第１の液体クロマトグラフィーモジュールと前記質量スペクトロメータとの間、および前記第２の液体クロマトグラフィーモジュールと前記質量スペクトロメータとの間にそれぞれ提供されるマルチプレクサを備え、前記マルチプレクサは、前記第１の液体クロマトグラフィーモジュールおよび前記第２の液体クロマトグラフィーモジュールから前記質量スペクトロメータにサンプルを提供するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項19】

エレクトロスプレーエミッタを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項20】

モジュール式構築物内に提供され、少なくとも前記エレクトロスプレーエミッタおよび前記透析モジュールは、取り外し可能組立体として提供されることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

モジュール式構築物内に提供され、少なくとも前記エレクトロスプレーエミッタおよび前記透析モジュールは、取り外し可能組立体として提供され、前記透析モジュールの第１のチャネルおよび前記エレクトロスプレーエミッタはモノリシック構造として提供されることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。

【請求項22】

半透膜の分画分子量は、（ｉ）３〜１０ｋＤａ、（ｉｉ）１０〜２０ｋＤａ、（ｉｉｉ）２０〜４０ｋＤａ、（ｉｖ）４０〜６０ｋＤａ、（ｖ）６０〜８０ｋＤａ、および、（ｖｉ）８０〜１００ｋＤａを備える群から選択されることを特徴とする請求項６に記載のシステム。

【請求項23】

生体分子分離をもたらし、質量スペクトロメトリにより前記生体分子分離をモニタリングする方法であって、
液体クロマトグラフィーモジュールを使用して、液体中に溶解された生体分子成分の少なくとも部分的分離をもたらすことであって、前記溶解された生体分子成分は、第１の流体ストリーム中で前記液体クロマトグラフィーモジュールを通って導かれることと、
前記液体クロマトグラフィーモジュールと流体連通状態にあり、前記液体クロマトグラフィーモジュールの下流に提供される試料採取モジュールを使用することであって、前記試料採取モジュールは、前記第１の流体ストリーム中の前記液体のアリコートを第２の流体ストリーム中に周期的に転移させるように構成されることと、
前記試料採取モジュールと流体連通状態にあり、前記試料採取モジュールの下流に提供される透析モジュールを提供することであって、前記透析モジュールは、前記第２の流体ストリーム中の前記液体を透析するように構成されることと、
前記透析モジュールと流体連通状態にあり、前記透析モジュールの下流に提供される質量スペクトロメータを提供することであって、前記質量スペクトロメータは、前記第２の流体ストリーム中の透析された前記液体中の成分を検出するように構成されることと
を含み、
動作可能に、前記透析モジュールが一定のフローレートで動作するように、前記第１の流体ストリームは、第１のフローレートで提供され、前記第２の流体ストリームは、前記第１のフローレートに独立な第２のフローレートで提供されることを特徴とする方法。

【請求項24】

前記第１の流体ストリームの収集された小部分を、質量スペクトル、または、それらの小部分に内包される生体分子の分子量によって、電子的にタグ付けまたはラベル付けするように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

生体分子分離をもたらし、質量スペクトロメトリにより前記生体分子分離をモニタリングするためのシステムであって、
液体中に溶解された生体分子成分の少なくとも部分的分離をもたらすように構成される液体クロマトグラフィーモジュールであって、前記溶解された生体分子成分は、第１の流体ストリーム中で前記液体クロマトグラフィーモジュールを通って導かれる、液体クロマトグラフィーモジュールと、
前記液体クロマトグラフィーモジュールと流体連通状態にあり、前記液体クロマトグラフィーモジュールの下流に提供される試料採取モジュールであって、前記第１の流体ストリーム中の前記液体のアリコートを第２の流体ストリーム中に周期的に転移させるように構成される、試料採取モジュールと、
前記試料採取モジュールと流体連通状態にあり、前記試料採取モジュールの下流に提供される透析モジュールであって、前記第２の流体ストリーム中の前記液体を透析するように構成される、透析モジュールと、
前記透析モジュールと流体連通状態にあり、前記透析モジュールの下流に提供される質量スペクトロメータであって、前記第２の流体ストリーム中の透析される前記液体中の成分を検出するように構成される、質量スペクトロメータと
を備え、
動作可能に、前記透析モジュールが一定のフローレートで動作するように、前記第１の流体ストリームは、第１のフローレートで提供され、前記第２の流体ストリームは、前記第１のフローレートに独立な第２のフローレートで提供され、
前記透析モジュールは、第１のチャネルと第２のチャネルとを備え、前記第１のチャネルは、透析されることになる前記液体を受け取るように構成され、前記第２のチャネルは、透析液を受け取るように構成され、前記第２の流体ストリームは、第１の支流と第２の支流とを備え、前記第２の流体ストリームの前記第１の支流は、動作可能に、転移させられる前記アリコートを受け取り、その後前記第１のチャネルを通って通過し、前記第２の流体ストリームの前記第２の支流は、動作可能に、前記第２のチャネルを通して方向設定されることを特徴とするシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体クロマトグラフィーによる生体分子の分離、および、質量スペクトロメトリによるそれらのその後の検出に関係する。本発明はより詳細には、除去しなければ質量スペクトロメータの動作に有害となるような低分子量成分を、流体ストリームから除去することであって、除去することのための方法およびシステムに関係する。そのような方法およびシステムは、透析セルを用い得る。

【背景技術】

【0002】

液体クロマトグラフィーは、混合物の成分を分離する方法である。化学および生化学の処理ではその技法は、何らかの前の処理ステップの結果としての、副生成物、出発材料、および、試薬と混合され得る、所望される生成物を精製するために使用される。化学分析の分野では液体クロマトグラフィーは、試料中の成分を識別および定量化する手段として広く用いられている。

【0003】

分離は、混合物が、固定相と呼称される不動基板を内包するカラムを通って移動流体相により押し流される際に起こる。任意の１つの成分がカラムを通って通過するレートは、固定相との相互作用の性質に依存する。一般的にこれらの相互作用の基盤は、吸収、化学結合形成、極性、溶解度、または、分子ろ過であり得る。固定相と強く相互作用する成分のカラムを通る通り抜けは、弱く相互作用する成分と比較されると遅延させられる。その結果、混合物の成分は異なる時間にカラムから現れ、そのことはそれらが、別個に収集または分析されることを可能とする。

【0004】

流体ストリームを、それがカラムから現れるときに、紫外線（ＵＶ）吸収セルを通して通過させることは、通常のやり方である。セル内部の流体は、ランプからのＵＶ光によって照射され、吸光度がフォトメータによって測定される。検出のこの方法は非破壊的であり、フローのすべては、混合物の成分が何らの変換も経ることなくセルを通して通過させられ得る。しかしながら、良好な検出感度がＵＶ吸収を使用して達成され得る一方で、多重波長または分散的計器でさえ、何らかの信頼度を伴って成分の化学的同一性を決定する能力があることはまれである。

【0005】

あるいは質量スペクトロメータが、分離された成分を検出および識別するために使用され得る。その技法は破壊的であるので、意図が、分離された成分のさらなる使用を行うことであるならば、流体ストリームの小さなフラクションのみが、質量スペクトロメータに方向転換されるべきである。当業者は、成分の分子量がその質量スペクトルから推論され得るということ、および、これはしばしば、高レベルの信頼度を伴って成分を識別するのに充分であるということを意識している。

【0006】

質量スペクトロメータによる分析は、生体分子が電荷を得て、溶液から解き放されるということを必要とする。結果として生じるイオンは次いで、それらの質量電荷比（ｍ／ｚ）によって、電場、磁場、または、それらの組み合わせにより分離され、その後イオン検出器により検出され得る。質量分析器は、イオンの軌跡が、中性気体分子との衝突によってではなく、付与される場により著しく影響を与えられるということを確実にするために、真空で動作させられる。これに対して、ソフトイオン化の広く使用されている方法（フラグメンテーションを引き起こすこともなくイオンを発生させる技法）は、大気圧力で動作する。エレクトロスプレーイオン化、大気圧力化学イオン化、および、大気圧力フォトイオン化は、普通の例である。これらのイオン化技法の１つが使用されるとき、イオンおよび周囲の中性気体分子が、小さな開孔部を通って質量分析器を収容する真空システム内に取り入れられる。この開孔部は、高濃度の不揮発性溶質もまた流体ストリーム中に存在するならば、汚染または閉塞された状態になる場合がある。エレクトロスプレーイオン化のみが下記で考えられることになる一方で、本教示によって提供されるシステムの利益の多くは、他の形式の大気圧力イオン化が用いられるときに、さらに適用可能であるということが理解されよう。

【0007】

エレクトロスプレーイオン化では流体ストリームは、高電圧が付与される鋭い先端を伴うキャピラリ管を通して通過させられる。溶液中の正および負に帯電させられたイオンの部分的分離が、電場への応答で起こる。付与される電圧と同じ極性を伴うイオンは、テイラーコーンとして知られているエミッタの先端での突出させられた体積内で濃縮された状態となる。過剰電荷（正イオンの数と負イオンの数との間の不均衡）を伴う液滴が、付与される電場が流体の表面張力に打ち勝つのに充分であるときに、テイラーコーンから排出される。水の表面張力は高いので、全面的に水性溶液が良好にしぶき状になるとは限らない。典型的には、アセトニトリルまたはメタノールなどの、水との混和性がある有機溶媒が、表面張力を低減するために溶媒システムに付加される。自由な液滴の電荷密度は、溶媒が蒸発し、その直径が減少するにつれて増大する。これが、同種の電荷の間の静電反発力が表面張力を上回り、液滴が分裂を経るような時間まで継続する。子液滴の連続的な発生の分裂は、結局、中性溶媒分子の弱束縛殻により包囲される単一イオンにより導かれる過剰電荷につながる。

【0008】

質量スペクトルピーク強度は一般的には、１０^-5から１０^-3Ｍまで分析物濃度とともにリニアに増大する。より高い濃度では応答は、レベルオフまたは飽和する。これは、生成される自由イオンの数は、利用可能な過剰電荷を上回り得ないという事実の反映である。流体ストリームの化学組成（溶質の化学的同一性、およびそれらの濃度）は、大きな重要性のものである。関心の分析物の質量スペクトルピーク強度は、他の溶質イオンの濃度が増大されるときに、これらは有限の分量の利用可能な過剰電荷を求めて競合するので、通常は減少することになる。この現象は、イオン抑制として知られている。

【0009】

当業者は、それによりイオンがエレクトロスプレープロセスに先行して溶液中で発生させられ得る機構を考えることが重要であるということを意識している。塩などのイオン化合物は、溶解の際に溶媒和させられた正イオンおよび負イオンを生み、しばしば強い応答を与える。共有結合化合物は典型的には、溶液への酸性または塩基性の修飾剤の付加によって帯電させられた状態となる。分析物がアミンなどの塩基性部分を有するならば、溶媒システムへの酸の付加が、プロトン化、および、正に帯電させられたイオンの発生を結果として生じさせる。０．１％（ｖ／ｖ）の濃度でのギ酸が、しばしば使用される。分析物がカルボン酸基などの酸性部分を有するならば、塩基の付加が、脱プロトン化、および、負に帯電させられたイオンの発生を結果として生じさせる。生体分子は典型的には、数多くの塩基性中心または酸性中心を有し、その結果、多重に帯電させられた状態となり得る。共有結合化合物もまた、付加体を形成することにより帯電させられた状態となり得る。例えばＮａＣｌが存在するならば、溶液中のタンパク質は、Ｎａ⁺イオンとともに付加体を形成することにより正電荷を獲得することが可能である。これが質量スペクトルの解釈を幾分複雑にするものであり、その理由は、プロトン化／脱プロトン化および付加体形成によるピークが、溶液の組成に依存して存在し得るからというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】米国特許第７６１５７４４Ｂ１号明細書

【特許文献2】米国特許第８１４８６８１Ｂ２号明細書

【特許文献3】米国特許出願第１３／３１２４７０号明細書

【非特許文献】

【0011】

【非特許文献1】Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｖｏｌ． ６８， ３２９５−３２９９ （１９９６）

【非特許文献2】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ａ， ｖｏｌ． ８３５， ９３−１０４ （１９９９）

【非特許文献3】Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ， ｖｏｌ． ２５， ３２８１−３２８８ （２０１１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

前述の論考の視点で、流体ストリーム中に溶解された成分の分析と関連性のあるエレクトロスプレーイオン化質量スペクトロメトリの特性が、以下のように要約され得る。

【0013】

（ｉ）高濃度の不揮発性溶質が、真空界面の汚染を結果として生じさせる。

【0014】

（ｉｉ）関心の成分に関連付けられる信号レベルが、他の溶質の存在により抑制された状態になり得る。

【0015】

（ｉｉｉ）応答は、溶質の全体的な濃度が１０^-5から１０^-3Ｍに対して過剰状態であるときに飽和する。

【0016】

（ｉｖ）表面張力が高すぎるので、全面的に水性溶液が良好にしぶき状になるとは限らない。

【0017】

（ｖ）共有結合化合物のイオン化は、酸性または塩基性の修飾剤により促進される。

【0018】

したがって、質量スペクトロメトリから引き出され得る情報が有用である一方で、すべての分野でのその適用は容易ではなく、実際のところいくつかの実例では、それは適した分析ツールでは全くない場合があるということは、明白であり、当業者により、よく理解されている。

【0019】

この背景状況では、生体分子はクロマトグラフ分離および他の処理ステップの間に慎重な取り扱いを必要とするということを正しく認識することが有用であり、その理由はそれらが、それらを生物学的に非アクティブにする化学的な変換および修飾、変性として知られているプロセスに向かいがちであるからというものである。タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、抗体、酵素、ホルモン、オリゴ糖、脂質、核酸、および、オリゴヌクレオチドは、生体分子の例である。それらは、自然源から引き出され得る、または合成され得る。生体分子の分子主鎖が、過酷な条件にさらされない限りは無傷のままであり得る一方で、固有の二次、三次、および、四次の立体配座への変化が、バイオアクティビティの損失、低減された溶解度、および、凝集する傾向を結果として生じさせる場合がある。高められた温度、ｐＨの極値、有機溶媒、および、塩の非生理的濃度が、変性を引き起こすことが知られている。その結果、生体分子は典型的には、自然の生理的環境を模倣する溶液、例えば、トリス緩衝生理食塩水（ＴＢＳ）、塩酸によってｐＨ７．６に調整された５０ｍＭトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンおよび１５０ｍＭ ＮａＣｌの水性溶液の中で、保存および処理される。より高いＮａＣｌ濃度が、例えばアフィニティークロマトグラフィーを含む決まったクロマトグラフ技法の間に遭遇される。

【0020】

残念ながら、生化学処理で使用されるＴＢＳおよび他の同様の緩衝は、エレクトロスプレーイオン化質量スペクトロメトリとは相性がよくない。高濃度の緩衝薬およびＮａＣｌは、強いイオン抑制、クラスタおよび付加体により著しく影響を与えられる複雑な質量スペクトル、ならびに、不揮発性材料による真空界面の汚染を結果として生じさせる。さらに溶液はわずかにアルカリ性であり、塩基性中心の非常に制限されたプロトン化を結果として生じさせる。プロトン化を促進するために溶液を直接酸性化するための任意の試行は、初期には、緩衝システムの緩衝能により相殺される。したがって、質量スペクトロメトリを使用する生体分子の分析は、必ずしも適切な、または実行可能なものではないということが明らかとなるものであり、その理由は、生体分子の脆弱な固有立体配座を維持するために使用される、慎重に調節された水性緩衝が、低感度、データ分析困難、および、真空界面の頻繁な整備に対する必要性を結果として生じさせるからというものである。

【0021】

透析を使用してこれらの問題に対処することが知られている。透析は、溶液の組成を変化させるために化学処理で使用される技法であり、理想的には、質量スペクトロメトリによる分析に先行して生体分子試料を脱塩するタスクに適合させられる。それは、質量転移動作、化学反応なしで組成の変化をもたらすために用いられ得るプロセスの群の例である。透析では、異なる組成を伴う２つの溶液が、細孔を通る分子の通り過ぎを可能とする半透膜により分離される。熱力学的平衡に至るために、分子は膜の１つの側から他の側に、２つの溶液中の濃度が等しくなるまで拡散する。一般に狙いは、所望される高分子量成分を保ちながら、混合物から１または複数の望まれない低分子量成分を実質的に除去することである。これは、膜内の孔が、より小さな分子の通り過ぎを可能とするのに十分に広く、ただし、より大きな分子が透過するには細すぎるならば達成され得る。

【0022】

手動バッチ透析は、半透膜から製作されるエンベロープ（しばしば、各々の端部で結ばれる配管のセクション）を、透析されることになる溶液で充填することを必然的に含む。これが、大きな体積の第２の溶液または透析液を内包する槽内で浸漬される。数時間の、または数日の場合もある経過によって、望まれない低分子量成分は、高分子量成分の精製された溶液を後にして離脱して、膜エンベロープから出て透析液中に拡散する。この方法を使用して質量スペクトロメトリ的分析のための生体分子試料を調製することが知られている。

【0023】

透析によるフロー処理は、流体ストリームのインライン精製のために使用され得るものであり、同様の例は、血液透析機械による全血の臨床処置である。技法は、精製されることになる流体ストリームを、透析セルの第１のチャネルを通して、および、透析液を、透析セルの第２のチャネルを通してポンピングすることを必然的に含み、２つのチャネルは半透膜により分離される。フロー透析を使用して質量スペクトロメトリ的分析のための生体分子試料を調製することが知られている。Ｌｉｕおよび共同研究者は、非特許文献１において、シリンジポンプにより、フロー透析セルを通って、その後エレクトロスプレーエミッタに継続的にポンピングされた、オリゴヌクレオチドの非常に希薄な溶液の浄化および分析を説明している。透析液フローレートは、オリゴヌクレオチド溶液のフローレートより少なくとも６０倍大きなものであった。

【0024】

この説明されたプロセスが、質量スペクトロメトリによる生体分子の分析を達成した一方で、クロマトグラフィーカラムからの溶出液を繰り返し試料採取し、試料採取された材料を、エレクトロスプレープロセスを補助する溶媒システム中で希釈し、結果として生じる溶液に関して透析を効率的に遂行することで、除去しなければ検出感度を抑制し、分析を複雑にし、質量スペクトロメータを汚染することになる成分を除去する手段に対して継続される必要性が存する。プロセスは、クロマトグラフィーカラムから現れる生体分子が遅延なしで識別され得るように、即座に完了されることを必要とされる。最小限の透析液消費、および、低コストの、コンパクトな、流体ポンピング配置構成もまた望ましい。

【0025】

ＬｉｕおよびＶｅｒｍａは、非特許文献２において、流体ポンプ、クロマトグラフィーカラム、ニードル弁スプリッタ、微小透析組立体、および、エレクトロスプレーイオン化質量スペクトロメータを備える装置を説明している。ニードル弁スプリッタは、クロマトグラフィーカラムを離脱する流体ストリームの大きくはないフラクションが、透析組立体に、およびその後エレクトロスプレーエミッタに方向転換されたようにセットされた。関連付けられる配管を含む透析組立体のデッド体積は、おおよそ１５〜２０μＬであると測定された。その結果、透析システムを通るフローレートが、遅延をおおよそ１分に制限するように１０〜２０μＬ／分であるように選定されたものであり、すなわち、メインストリームから方向転換された材料がエレクトロスプレーエミッタに達した前に１分が経過したということである。メタノール中の酢酸の２％溶液が、信号レベルを増強するためにシリンジポンプを使用してエレクトロスプレーエミッタでフローに付加された。より早期の導入は回避されたが、その理由は、使用された半透膜が酸性条件（ｐＨ＜４）を許容しないものであったからというものであり、著者が、透析プロセスの効率は有機溶媒の存在で低くなるということを確信していたためである。透析液は、リザーバから重力送りにより別個に供給された。２つの付加的な流体ストリーム（透析液を供給するための１つ、および、酢酸溶液を提供するための１つ）に対する必要性を別として、この構成の欠点は、透析セルを通るフローレートが、クロマトグラフィーカラムを通るフローレートに独立でないということである。後者がニードル弁セッティングを変えることもなく増大されるならば、透析セル内の流体の滞留時間は減少し、より効率的でない脱塩につながる。この構成のさらなる欠点は、それが、低減されたフローで動作するように設計されたエレクトロスプレー源に適していないということである。エレクトロスプレーエミッタにより容認され得るフローレートは、全体の透析組立体および関連付けられる配管を通るフローレートもまた決定するので、メインストリームから方向転換される材料がエレクトロスプレーエミッタに達するためにとられる時間は、動作レジームがナノリットルから低いマイクロリットル毎分範囲内にあるとき、容認不可能に長くなる。

【0026】

したがって、移動相が、普通のイオン化技法、および、真空界面の信頼性の高い動作と相性がよくないときの、質量スペクトロメトリによる生体分子分離のモニタリングに関連付けられるいくつかの問題が存するままである。

【課題を解決するための手段】

【0027】

本教示は、移動相が、普通のイオン化技法、および、真空界面の信頼性の高い動作と相性がよくないときの、質量スペクトロメトリによる生体分子分離のモニタリングを、効率的および好都合に容易にする、システムおよび方法を提供する。

【0028】

発明者らは、クロマトグラフィーカラムを通るフローレートへの、透析セルを通るフローレートの依存性が、周期的試料採取デバイスを用いて、個別的なアリコートを、カラム溶出液から、別個に提供される第２の流体ストリーム中に転移させることにより消失させられ得るということを実現した。したがって、透析セルを通るフローレート、およびゆえに、透析プロセスの効率は、クロマトグラフィーカラムを通るフローレートに全体的に独立である。さらに発明者らは、システムが、試料採取デバイスからアリコートをフラッシングすること、および、透析液として働くことの両方のための、単一のリザーバおよびポンプから発出する流体ストリームを使用することにより単純化され得るということを認識している。また、発明者らは、低フローレートで動作するエレクトロスプレーエミッタを含むための先行技術の拡張は、より少ない透析液が消費され、透析セルのサイズが低減され得るという点で有利であるが、試料採取のポイントからエミッタへの通り抜けのレートはエレクトロスプレープロセスにより定められるので、長い遅延を必ず結果として生じさせるということを理解している。本明細書で説明される本発明の実施形態は、高フローレートを用いて、試料アリコートを周期的試料採取デバイスから、下流の静的流体スプリットに運搬することであって、そのスプリットは次いで、フローの小さなフラクションが、近くで結合される透析セルに、およびその後スプレーエミッタに継続することを可能とする、運搬することによりこの問題に打ち勝つものである。そのような配置構成は、迅速な応答を可能とし、ただしさらに、透析されることになる材料の分量を最小化し、低フローエレクトロスプレーと調和するレベルにフローレートを低減する。

【0029】

本教示によって提供されるシステムの例示的な実施形態は、クロマトグラフィーカラムを離脱する流体ストリームから試料を周期的に抜き出す手段、すなわち試料採取装置と、望まれない低分子量成分を除去する透析セルと、エレクトロスプレーエミッタとを備える。透析セルは望ましくは、２つの独立チャネルが半透膜により分離されるサンドイッチ構造を有する。そのような実装形態ではシステムは、望ましくは２つの支流にスプリットされる、または分岐させられる、第２の流体フローをさらに備える。第１の支流は、試料を試料採取装置から透析セルの第１のチャネルに、およびその後エレクトロスプレーエミッタに運搬するために使用される。第２の支流は、透析セルの第２のチャネルに方向設定され、その場合それは透析液として働く。

【0030】

クロマトグラフィーカラムを離脱する流体ストリームの小さな分量のみが、透析、および、質量スペクトロメトリによる破壊的な分析のために抜き出される。その結果、潜在的に価値の高い分離された生体分子の大半は、二次、三次、および、四次の構造を維持する緩衝内に保たれる。本教示によって提供されるシステムの利点は、１つの付加的な流体ポンプのみが、試料採取装置から試料を運搬すること、１０^-5から１０^-3Ｍの応答飽和レベルより下の濃度に試料を希釈すること、水性試料を、有機溶媒、および、エレクトロスプレープロセスを補助するための化学修飾剤と混合すること、ならびに、透析液を透析セルに提供することを必要とされるということである。

【0031】

本教示によって提供される別のシステムは、試料採取機構と、透析セルの第１のチャネルとの間の静的流体スプリットを付加的に備え得る。流体スプリットおよび透析セルは、それらの間の結合のデッド体積を低減するために密接して位置設定される。この配置構成は、低フロー動作のために設計されたエレクトロスプレーエミッタの使用を可能とし、一方で同じ時間に、試料が試料採取機構から迅速にフラッシングされ得るということを確実にする。

【0032】

したがって本教示は、独立請求項の各々で定義されるようなシステムを提供する。方法請求項ごとの独立した方法もまた提供される。有利な特徴が、従属請求項で提供される。

【図面の簡単な説明】

【0033】

本出願は次に、付随する図面への参照とともに説明される。

【図1】ＵＶ吸収検出器で装備された先行技術カラムクロマトグラフィーシステムを示す図である。

【図2】本教示によって提供されるシステムの概略的表現を示す図である。

【図3】本教示によって提供される、第２の、および好まれる例示的なシステムの概略的表現を示す図である。

【図4】エレクトロスプレーエミッタと、インライン透析セルと、静的フロースプリッタとを備える取り外し可能組立体を示す図である。

【図5】流体スプリット、および、透析セルの第１のチャネルの両方を組み込むモノリシック構造を示す図である。

【図6】透析セルの第１のチャネル、および、エレクトロスプレーエミッタの両方を組み込むモノリシック構造を示す図である。

【図7】膜支持柱のシリーズによって構成される第１のチャネルのセクションを示す図である。

【図8】インライン導電率メータが、透析セルの効率の継続的な測定を与えるためにどのように位置設定され得るかを示す図である。

【図9】質量レート減衰器（mass rate attenuator）と同じ効果のために使用され得るループ注入弁の動作を図解する図である。

【図10】周期的試料採取機構の代わりに使用され得る静的流体スプリット配置構成を示す図である。

【図11】第３の流体ストリームが提供される、本教示によって提供されるシステムの第３の実施形態の概略的表現を示す図である。

【図12】周期的試料採取機構に結合される静的流体スプリット配置構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

同じ参照番号が、同じまたは同種の構成要素を指すように、図面および後に続く説明の全体を通して使用されている。図面の特徴は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。明瞭性の関心において、本明細書で説明される実装形態の決まりきった特徴のすべてが、示される、または説明されるわけではない。

【0035】

図１は、液体クロマトグラフィーを用いる典型的な分離システムを示す。ポンプ１００は、リザーバ１０２から移動相１０１を取り出し、それを、セットされたフローレートでカラム１０３に供給する。カラムは、分離システムの液体クロマトグラフィーモジュールと考えられ得る。生体分子分離に付与され得る液体クロマトグラフィー方法は、ゲルろ過、限外ろ過、分子ろ過、イオン交換、サイズ排除、疎水性相互作用、および、アフィニティークロマトグラフィーを含む。最適フローレートは、混合物の組成、最大許容可能圧力、固定相粒子サイズ、固定相の化学選択性、および、カラムの寸法を含む、いくつかの考慮事項により決定される。典型的なフローレートは、０．１から１０ミリリットル毎分の範囲に及ぶ。知られている代替的実施形態では、変動する組成の移動相が、２つ以上のリザーバから取り出される流体ストリームのプログラムされた混合により提供される。

【0036】

スイッチング機構１０５と管状ループ１０６とを備えるループ注入弁１０４が、分離されることになる混合物のアリコートを、フローする移動相中に、それがカラム１０３に達する前に導入するために使用される。クロマトグラフィーカラム１０３を離脱した後、流体ストリームは、ＵＶ吸収セル１０７を通って通過する。分離された成分は、時間に対する吸光度のプロットにおいてピークのシリーズとして検出される。そのようなプロットはクロマトグラムと呼称され、一方で、注入とピーク最大との間の経過させられた時間は保持時間と呼称される。ピークの下の区域は、存在する各々の成分の分量を定量的に決定するために使用され得る。

【0037】

流体ストリームは、フラクションコレクタ１０９によりバイアル１０８内に収集される。分離が進むにつれて、ラック１１０は、各々のバイアルが連続的に充填されるように、自動的な機構により周期的に平行移動させられる。クロマトグラムは後で、バイアルのどれが関心の分離された成分を内包するかを決定するために検査される。あるいはダイバータ弁が、関心の成分の存在がＵＶ吸収セルによりカラム溶出液中で検出されるときにのみ、流体ストリームを収集するために使用され得る。他の時間では流体ストリームは、廃棄物となるように通過させられる。

【0038】

図２は、本教示によって提供されるシステムの第１の実施形態の概略的表現を示す。構成要素１００〜１１０は、図１との関係で説明されたのと同じ機能を満たす。第２の流体ストリーム２０２が、望ましくは０．１〜１０ｍＬ／分のレートでリザーバ２０８から溶媒システム２０６を取り出す第２のポンプ２０４により提供される。ピストンポンプおよびぜん動ポンプの両方が、この目的に適している。あるいは溶媒は、シリンジポンプによりシリンジから吐出され得る。溶媒システム２０６は有利には、水と、有機溶媒と、プロトン化、脱プロトン化、付加体形成、または、超荷電（supercharging）を促進するための化学修飾剤との混合物を備える。適した有機溶媒の例は、アセトニトリル、メタノール、イソプロパノール、および、エタノールである。適した化学修飾剤は、ギ酸、酢酸、酢酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、グリセロール、および、ｍ−ニトロベンジルアルコールを含む。より大きな柔軟性が、より複雑な構成により提供されるものであり、その構成では第２の流体ストリームが、異なる溶媒システムで各々が充填されるいくつものリザーバの１つから取り出される。第２の流体ストリームの源は、多重位置弁を使用して制御され得るものであり、その多重位置弁は、クロマトグラフ分離の前または間のいずれかで、クロマトグラフ方法、および／または、生体分子の化学特性によってセットされる。

【0039】

例えば３ウェイコネクタ２１０の形式で提供され得る分岐モジュールは、第２の流体ストリーム２０２が、第１の支流２１２および第２の支流２１４にスプリットすることを引き起こす。液体クロマトグラフィーモジュールと流体連通状態にあり、液体クロマトグラフィーモジュールの下流に提供される試料採取モジュールは、液体のアリコートを第１の流体ストリームから第２の流体ストリーム中に転移させるように構成される。この例示的な実例では試料採取モジュールは、ＩＤＥＸ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造されるＲｈｅｏｄｙｎｅ ＭＲＡなどの質量レート減衰器２１５の形式で提供される。それは、クロマトグラフィーカラム１０３の下流の位置で、第１の流体ストリーム２１６のアリコートを、第２の流体ストリームの第１の支流２１２中に転移させる。質量レート減衰器内部のスイッチング機構は、小さなチャンバ２１８を第１のフロー経路２２０から第２のフロー経路２２２に周期的に平行移動させる。チャンバ２１８のサイズ、および、それが２つのフロー経路の間で反復させられる頻度は、第１の流体ストリームのどれだけ多くが第２の流体ストリームの第１の支流中に転移させられるかを決定する。スイッチング頻度およびチャンバ体積の最適な組み合わせは、第１の流体ストリームのフローレート、カラムに関する材料の分量、カラムに関する材料の価値、および、クロマトグラフピーク幅に依存する。ユーザの好都合のために、スイッチング機構セッティングは望ましくは、知られているクロマトグラフィー方法パラメータによってシステムコンピュータにより自動的にセットされる。

【0040】

第２の流体ストリームの第１の支流２１２は、試料を質量レート減衰器２１５から透析モジュールまたは透析セル２２４に、配管２２６を通して運搬する。透析セルは、第２の流体ストリームの第１の支流中の液体の透析をもたらすために提供される。同時に、初期には個別的な試料が、配管２２６の通り抜けの間の拡散の結果として、溶媒システム２０６と混合された、および、溶媒システム２０６により希釈された状態となる。このプロセスが充分に進行しないならば、付加的な混合が、インライン混合デバイス（示されない）により誘導される場合がある。１または複数の成分が、混合プロセスの間に沈殿し得るということは可能である。したがって、インラインフィルタ２２７を、好ましくは置換可能なフリットまたはスクリーンとともに提供して、微粒子を、それらが下流の構成要素の細いチャネルを閉塞する前に捕捉することが望ましい。

【0041】

多重分離は、多重化のシステムの手段により１つの質量スペクトロメータを使用してモニタリングされ得る。例えば２つのクロマトグラフィーカラムからの溶出液は、２つの別個の質量レート減衰器により試料採取され得るものであり、それらの減衰器の右手側フロー経路２２２は、いずれのカラムからの試料も第２の流体ストリーム中に送られ得るように直列にリンクされる。１つの質量レート減衰器のみが、異なるカラムからの試料の混合を回避するために、任意の時点でアクティブであり得る。

【0042】

透析セル２２４は、第１のチャネル２３０を導く第１のブロック２２８と、半透膜２３２と、第２のチャネル２３６を導く第２のブロック２３４とを備えるサンドイッチと同種の構造として製作される。それらがブロックの内向きに面する表面と合する場合、２つのチャネルは開口トレンチ外形を有し、そのことが、チャネルを通って通過する流体が半透膜とのコンタクト状態にあることを可能とする。これらのトレンチは、直線的な、または蛇行状の外形を伴って構成され得る。被覆された半透キャピラリ管を備える組立体が、代替的に用いられ得るということが理解されるべきである。そのような構成では、透析されることになる溶液は、内側の半透キャピラリを通ってフローし、一方で透析液は、キャピラリと、外側の同軸の管状被覆物との間の間隙を通ってフローする。

【0043】

望ましくはブロック２２８、２３４の内向きに面する表面は、それらの間に、透析セルが組立てられるときに間隔をセットする特徴を伴ってさらに構成され、そのことによって、膜は最適に圧縮される。不足圧縮は、漏出および横浸透を結果として生じさせ、一方で過剰圧縮は、膜がチャネル内に押し付けられることを引き起こす。あるいは組立体の方法は、ねじまたは他の留め具が、規定されたトルクセッティングを伴うツールを使用して締め付けられるということを指定する場合がある。

【0044】

ブロック２２８、２３４は、ステンレス鋼、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド、ポリカーボネート、ガラス、セラミック、シリコン、プラスチック、または、他の適した材料から製作され得る。透析セルの穴、トレンチ、および他の特徴は、従来のきりもみおよびミリング技法、レーザ機械加工、ステレオフォトリソグラフィー、ウェット化学エッチング、ドライプラズマもしくは反応性イオンエッチング、電気化学もしくはフォトアシスト電気化学エッチング、イオンビームミリング、放電機械加工、蒸着、厚皮膜堆積、スパッタリング、電気めっき、電鋳、成形、化学蒸気堆積、エピタキシ、エンボス加工、ならびに／またはコンタクトプリンティングの適用により提供され得る。

【0045】

第２の流体ストリームの第１の支流２１２は、第１のチャネル２３０を通して方向設定され、一方で、第２の流体ストリームの第２の支流２１４は、第２のチャネル２３６を通して方向設定される。塩化ナトリウム、塩化カリウム、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、グリシン、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、尿素、エチレンジアミンテトラ酢酸、および、洗浄剤などの、望まれない低分子量成分が、第１のチャネルから第２のチャネルに拡散し、その場合それらは、離れたところにフラッシングされる。２つのストリーム２１２、２１４は好ましくは、最大の可能な濃度勾配を達成するために、反対の方向で透析セルを通ってフローする。高分子量生体分子は、半透膜２３２の孔を通って通過することが可能でなく、第２の流体ストリームの第１の支流２１２中に、それがエレクトロスプレーエミッタ２３８に継続する際に保たれる。

【0046】

半透膜は、指定される分画分子量（ＭＷＣＯ）を伴って得られ得るものであり、その分画分子量は、膜を通って実際上通過し得る分子の最大量である。望ましくは指定される分画分子量は、（ｉ）３〜１０ｋＤａ、（ｉｉ）１０〜２０ｋＤａ、（ｉｉｉ）２０〜４０ｋＤａ、（ｉｖ）４０〜６０ｋＤａ、（ｖ）６０〜８０ｋＤａ、および、（ｖｉ）８０〜１００ｋＤａを備える群から選択される。適した膜材料は、セルロースエステル、再生セルロース、および、ポリフッ化ビニリデンを含み、ただしそれらに制限されない。例示的な材料は、適切な仕様を有する、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．製の標準等級再生セルロース透析膜である。それは、２〜１２の作動ｐＨ範囲を有し、アセトニトリル、メタノール、エタノール、酢酸、および、ギ酸と相性がよい。

【0047】

膜２３２の過度の歪みを回避するために、透析セルの第１および第２のチャネル内の静水圧力は、望ましくはおおよそ等しい。これは、長さおよび内直径の適切な選定によって配管２３９により呈される抵抗を調整することにより達成され得る。

【0048】

本教示によって提供されるシステムの代替的実施形態では、半透膜は、別個の個別的な構成要素としてではなく、ブロックの１つの内側の表面を覆うコーティングとして提供される。コーティングプロセスの間のコーティング材料の進入を回避するために、ブロック内のチャネルは、充填材で一時的に充填され得るものであり、その充填材は後で、溶媒によって、または光への露出により除去される。同じ結果は、ステレオフォトリソグラフィーの適用により後に続かれる、適した樹脂前駆体へのブロックの浸漬により、より好都合に達成され得る。

【0049】

他の利益とともに、本教示によって提供されるシステムの利点は、第１および第２の流体ストリームが本質的に独立であるということである。クロマトグラフィーカラムを通るフローレートは、第２の流体ストリームのフローレートの変化を要することなく（特定の分離のための条件を最適化するために）変化させられ得る。この方途では、第２の流体ストリームのフローレートは、クロマトグラフィーカラムを通るフローレートに独立である。その結果、第２の流体ストリームの全体的なフローレート、ならびに、第２の流体ストリームの第１および第２の支流の個々のフローレートは、応答の最適スピード、および、最適透析効率を提供するようにセットされ得る。透析プロセスは、所望されない成分が膜に拡散するということを必要とするので、透析セル効率が、透析されることになる液体が第１のチャネルを通ってフローするレートに依存的であるということが理解されるべきである。フローレートが増大されるとき、液体はチャネル内で、より少ない時間を費やし、膜に達する所望されない成分のフラクションが減少する。ゆえに、周期的試料採取モジュールとの組み合わせでの透析セルの動作は、本教示によって提供されるシステムの有利な特徴であり、その理由はこの構成は、透析セルが、第１の流体ストリームのフローレートに関わらず、一定の最適化された効率で動作することを可能とするからというものである。必要とされるならば、試料採取機構の動作頻度は、相違するクロマトグラフピーク幅または生体分子濃度への応答で、増大または減少され得る。第２の流体ストリームの第１および第２の支流が、代替的に２つの別個のポンプおよびリザーバにより提供され得る一方で、本教示は、単一のポンプおよびリザーバの効率的な使用を行う。したがってシステムは、より単純であり、よりコンパクトであり、より高価でない。

【0050】

望ましくは、透析セルは、拡散のレートを増強し、低分子量成分が除去される効率を増大するために、動作の間は穏やかに加熱される。これは、加熱パッド、加熱ワイヤ、加熱テープ、電気素子、もしくは熱電素子を、付着させる、もしくは統合することにより；透析液を、それがセルに入り込む前に加熱することにより；または、パイプもしくはチャネルを通しての加熱された流体の循環により達成され得る。温度は、効率を最大化するように、ただし同じ時間に、生体分子の過度の悪化、および溶媒の沸騰を回避するように選定されるべきである。理想的には熱電対が、加熱器電力供給の閉ループ制御を可能とするために透析セルに付着させられるべきである。一部の非常に脆弱な、熱的に不安定な生体分子は、悪化を最小化するために涼しい部屋で処理される。透析セルの効率は、それが周囲の温度より上にアクティブに暖められない限りは、そのような環境では容認不可能に不十分になり得る。一部の適用では、保持時間によってランプまたはプログラムされる透析セル加熱が有利であり得る。

【0051】

イオン種の透析のレートが、膜の両側に電位差を付与することにより増大され得るということが知られている。図２では電位差は、第２の流体ストリームの第１および第２の支流とコンタクト状態にある電極（示されない）を直流電流電圧供給に接続することにより生み出され得る。

【0052】

電力供給２４６は、エレクトロスプレーイオン化を誘導する目的でエミッタ２３８に高電圧を提供する。一部の構成では、電力供給２４６により成されるドレイン電流の小部分は、半透膜を経由する地面への流体ストリームを通る電流のフローに起因し得る。これは、等しい高電圧を３ウェイコネクタ２１０に付与することにより防止され得る。電力供給２４６により成されるドレイン電流は、したがってスプレー電流の尺度である。質量スペクトロメータ２４０の入口開口部２４４は、エレクトロスプレーエミッタから吐出されるイオンのプルーム２４８の小部分が、真空システム２４２内に通過することを可能とする。エレクトロスプレーエミッタ２３８および真空界面２４２の両方が、結局は、流体ストリーム中の残留不揮発性成分によって汚染された状態となることになるということは不可避である。本教示の１つの態様では、共同譲渡された特許文献１および特許文献２において説明されているものなどの、入れ替え可能なモジュール式構成要素を提供することが可能である。

【0053】

様々なタイプの質量スペクトロメータが使用され得るということは、当業者により正しく認識されよう。これらは、円筒形、トロイダル、ポール、およびレクティリニアのイオントラップ、交差電磁場を使用するフィルタ、磁気セクタ分析器、四重極フィルタ、ならびに、飛行時間分析器を含み、ただしそれらに制約されない。望ましくは、本教示によって提供されるシステムは、実験室内の柔軟で好都合な配備と調和するサイズおよび量のものである。そのような実装形態は有利には、共同譲渡された特許文献３および非特許文献３において説明されている小型の質量スペクトロメータを使用して構築され得る。数多くの他の小型の、またはコンパクトな質量スペクトロメータが、不連続な真空界面を用いるものを含めて説明されている。

【0054】

記録される質量スペクトルと、バイアル１０８の各々で収集される材料との間の対応を確立するために、試料採取機構２１５からエレクトロスプレーエミッタ２３８への試料の通り抜けに関連付けられる時間遅延が決定され得る。遅延は、流体通路の知られている体積、および、関連付けられるフローレートを使用して算出され得る、または、試験分離から確立され得る。次いで各々のバイアルの内容物が電子的に、質量スペクトルもしくは質量スペクトルのシーケンスと関連付けられ得る、または、それらの質量スペクトルによってタグ付けされ得る。ユーザの好都合のために、質量スペクトルは望ましくは、各々のバイアル内の成分の分子量を決定するために、システムコンピュータによりホストされるソフトウェアを使用して自動的に分析される。

【0055】

図３は、本教示によって提供されるシステムの第２の、および好まれる実装形態を示すものであり、第２の流体ストリームの第１の支流の小部分が、透析セルへの入り込みに先行して流体ストリームからさらに方向転換またはスプリットされる。この方向転換は、システムのフロースプリッティングモジュールと考えられ得る、試料採取機構２１５の下流の３ウェイコネクタ３０２を提供することにより、この例示的な配置構成で達成される。流体ストリームの一部は、透析セルの第１のチャネル２３０に継続し、一方で残りは、配管３０３を通して廃棄物となるように通過させられる。２つのフローレートの比は、スプリット比と呼称され得る。熱がこの実施形態で透析セルに付与されるならば、透析セルの第１のチャネル２３０内の流体の粘度は、スプリットの廃棄物脚部３０３内の流体のそれより少なくなるので、スプリット比の変化が予測される。

【0056】

第１の流体ストリームから転移させられる試料は、配管２２６を通るフローレートが比較的高いならば、３ウェイコネクタ３０２まで迅速に運搬される。フローの小部分のみが次いで透析セルに進むことを可能とすることにより、透析セルにより処置されなければならない流体の分量は、図２の実装形態におけるものよりも少ない。その結果同じ透析効率が、より少ない透析液を消費する、より小さな透析セルにより達成され得る。システムは、透析セルの下流に位置設定される３ウェイコネクタ３０２によって構成される場合もある。しかしながら、透析セルサイズおよび透析液消費に関係する利点は、その場合は失われる。

【0057】

この例示的な実例のさらなる利益は、透析セルを通るフローレートが、ナノリットルから低いマイクロリットル毎分範囲内で動作するように設計されたエレクトロスプレーエミッタと調和するように、スプリット比が構成され得るということである。これらのエミッタは、高感度を供与し、イオン抑制へのより低い感受性を顕示し、不揮発性汚染物への真空界面の露出を低減する。フローが図３でのようなフロースプリッティングモジュールによりスプリットされない、任意の配置構成でのそのようなエミッタの使用は、許容不可能な遅延につながることになり、その理由は、試料採取機構、および、試料採取機構と透析セルとの間の配管に関連付けられるデッド体積のすべてが、ナノリットルから低いマイクロリットル毎分のレートでフラッシングされる必要があることになるからというものである。質量スペクトロメータの真空界面の近くに、嵩高い試料採取機構を据えることが、実用的または好都合でない場合があるということが与えられると、配管単独と関連付けられるデッド体積は、１０μＬの程度のものであり得る。

【0058】

１つの有利な実例では、ポンプ２０４が、０．４ｍＬ／分のレートで第２の流体ストリームを提供するようにセットされ、廃棄物管２３９が、第２の流体ストリームの第１および第２の支流２１２、２１４のフローレートが各々０．２ｍＬ／分であるように構成され、廃棄物管３０３が、エミッタ２３８に供給されるフローレートが０．２から５μＬ／分の範囲内にあるように構成される。

【0059】

動作の代替的方法では、透析セルの第１および／または第２のチャネルを通るフローレートは、勾配溶離方法の使用から結果として生じる第１の流体ストリームの組成の変化への応答で、動的に増大または減少される。例えば知られているクロマトグラフィー方法では、ＮａＣｌ濃度は、分離の経過の間に０．１５Ｍから０．５Ｍにランプされる。第１のチャネル２３０を通るフローレートの減少、および／または、第２のチャネル２３６を通るフローレートの増大が、エレクトロスプレーエミッタ２３８に通過させられる溶液中のＮａＣｌの濃度を、ランプの間におおよそ一定にしておくために用いられ得る。透析セルを通るフローレートへの変化は、廃棄物管２３９、３０３と直列に接続される、可変の流体抵抗の能力がある、モータもしくはソレノイドで駆動される弁、または他のデバイス（示されない）によりもたらされる。弁は、あらかじめプログラムされたクロマトグラフィー方法の出発からの経過させられた時間によって、システムコンピュータによりセットされ得る。あるいは、ソフトウェアアルゴリズム、または、専用化させられた閉ループ電子回路が、試料採取機構の下流の位置で、第１の流体ストリーム、または、第２の流体ストリームの第１の支流のいずれかをモニタリングする導電率メータから引き出される信号によって弁をセットするために使用され得る。他の有利な構成は、試料採取レート、第２のポンプ２０４のフローレート、および／または、透析セルの温度の、閉ループ制御、または、プログラムされたランピングを付加的に含む。

【0060】

分離された成分のすべてが、図２でのようにフラクションコレクタを使用して収集され得る一方で、一部の適用では、単一の所望される成分のみを収集することが有利である。これは、廃棄物出口３０７と収集バイアル３０８との間でフローをスイッチするダイバータ弁３０６の使用によって達成され得る。第１の流体ストリーム中の所望される成分の存在を指示する質量スペクトロメータから引き出される信号が、ダイバータ弁の位置を変動させるように構成される、システムの論理モジュールに提供される。所望される成分が検出されるとき、論理モジュールは、フローが収集バイアル内に方向設定されるようにダイバータ弁をセットする。他の時間ではフローは、廃棄物となるように方向設定される。試料採取と検出との間に時間遅延が存するので、ループ３０９が、ダイバータ弁が適切にセットされ得るまで第１の流体ストリームを遅延させるために提供される。

【0061】

即座の検出を確実にし、混合によるクロマトグラフ特徴の広がりを最小化するために、結合３０４の体積は、実用可能な限り小さくあるべきである。したがって、３ウェイコネクタ３０２、透析セル２２４、および、エレクトロスプレーエミッタ２３８は、密接して位置設定されるということが望ましい。図４は、これらの３つの構成要素が中に統合される取り外し可能組立体４００を示す。適したブラケット、留め具、および、配置特徴が、ベースプレートもしくはプラスチック成形として提供され得る支持構造４０１に、または、その支持構造４０１の内部に、構成要素を固着させる。代替的実施形態は、エミッタと同軸の方向で気体のフローを供給するための取り付け部品を付加的に含み得る。気体のフローにより液滴上で及ぼされるせん断力が、噴霧化プロセスをアシストする。エレクトロスプレーエミッタ２３８は、それが汚染された状態になるときに交換される必要があるので、組立体４００は有利には、他の構成要素の崩すことを伴わない、エミッタの容易な結合解除を可能とするように構成される。取り外し可能組立体４００は、イオンのプルーム２４８が、質量スペクトロメータ２４４の真空界面により試料採取されるように、システム２００および３００の内部で動作可能に位置設定される。それでも取り外し可能組立体は、それを質量スペクトロメータ、または、システムの別の特徴に固着させる留め具を解き放すこと、ならびに、提供される場合に、流体の、電気的な、および、ニューマチックの結合４０２〜４０６を接続解除することにより、全体的に除去され得る。取り外し可能組立体の異なる構成が、この方途でたやすく入れ替えられ得る。

【0062】

図３での結合３０４に関連付けられるデッド体積は、細い内直径配管、例えば２５μｍ内直径ＰＥＥＫキャピラリ配管を使用することにより最小化され得るが、流体スプリット３０２、および、透析セルの第１のチャネル２３０がモノリシック構成要素として共同製作されるならば、さらなる低減が実現され得る。例示的な実例が、図５に示されている。流体ストリームは、チャネル５０２を通って入り込み、次いでスプリットされる。流体ストリームの大部分はチャネル５０４を通って離脱し、一方で残部は、透析セル２２４が組立てられるときに半透膜とコンタクト状態にあるチャネル５０６を直接通って通過する。流体ポートの各々は有利には、標準的なナットおよびフェルール管取り付け部品と係合する、ねじ山および円錐形セクションを伴って製作される。

【0063】

デッド体積は、透析セルを別個のエレクトロスプレーエミッタに結合するために必要とされる取り付け部品を消失させることにより、さらにまだ低減され得る。図６は、エレクトロスプレーエミッタ６０１、および、透析セルの第１のチャネル５０６がさらに共同製作されるモノリシック構造を示す。望ましくは、これは、使い捨て可能な、および消費可能な構成要素として提供される。

【0064】

図５および６での開口チャネル５０６は、流体ストリームにより押し流されなければならない体積の一因ともなる。実用可能である限りにおいてチャネルの深さを低減することにより、関連付けられる遅延は、流体ストリームとコンタクト状態にある膜の区域を変化させることなく最小化され得る。しかしながら、非常に浅いチャネルは、小さな圧力差が、変形可能な膜が進入することを引き起こすときに、抑圧された状態になるということは公算が大きい。図７は、支持柱７００のシリーズによって構成されている開口チャネル５０６のセクションの平面図を示す。支持されない全範囲が低減されるので、より浅いチャネル深さが用いられ得る。有利には、チャネルおよびその中の柱は、第１に、フォトリソグラフィーを使用してマスクからレジスト層にパターンを転移させ、次いで、エッチング技法の適用により材料を選択的に除去することにより製作される。膜は、チャネル内部に１または複数の軸方向のリブまたは横手方向の梁を提供することによりさらに支持され得る。最適チャネル体積は、クロマトグラフ分離の持続時間、および、様々な流体結合のデッド体積に依存する。それでも、０．２から５μＬ／分のエレクトロスプレーフローレートに対しては、０．１０から２．５μＬの範囲内のチャネル体積が、一般的な適用可能性のものである。

【0065】

図８は、透析プロセスの効率が、動作の間に継続的にモニタリングされることを可能とする変更形態を示す。インライン導電率メータ８００〜８０３は、低分子量イオン成分が第２の流体ストリームの第１の支流から除去される度合いの尺度を提供する。この情報は、透析効率の何らかの長期間悪化をモニタリングし、膜がいつ交換されるべきであるかを指示するために使用され得る。あるいは導電率測定は、図３とのつながりで説明されたように、第１の流体ストリームの組成の変化への応答で、システムへの動的な調整を行うために使用され得る。例えばメータ８０２により測定される導電率は、透析液フローレートの変化を自動的に方向設定するために使用され得る。

【0066】

４つの導電率メータが図８に示される一方で、より少ない導電率メータを伴う他の実施形態もまた、本教示によるものであるということが理解されるべきである。さらに電気化学検出器、ｐＨメータ、または、ＵＶ吸収セルが、有利には、導電率メータの１もしくは複数に代えて、または、それらの導電率メータと直列で用いられ得る。デッド体積遅延を最小化し、付加的な流体接続の不都合を消失させるために、メータ８００〜８０３は望ましくは、マイクロエンジニアリング技法を使用して透析セルとともに共同製作されるものであり、それらのマイクロエンジニアリング技法は、レーザ機械加工、ウェット化学エッチング、ドライプラズマもしくは反応性イオンエッチング、電気化学もしくはフォトアシスト電気化学エッチング、イオンビームミリング、放電機械加工、蒸着、厚皮膜堆積、スパッタリング、電気めっき、電鋳、成形、化学蒸気堆積、エピタキシ、エンボス加工、および／またはコンタクトプリンティングを含む。

【0067】

図２および３での質量レート減衰器２１５の機能が、モータまたはソレノイドで駆動されるループ注入弁を使用して等しく達成され得るということは、当業者により理解されよう。装填および注入シーケンスが、図９で図解されている。装填ステップの間、弁ロータ９００内のチャネルは、第１の流体ストリームが、２つの対向するポートに接続されるループ９０１を通って通過するように向きが設定される。周期的に弁ロータは、６０°だけ回り、そのことにより、ループの内容物を第２の流体ストリームの第１の支流中に注入する。

【0068】

図１０は、２つの３ウェイコネクタ１００１、１００２を備える静的スプリットが、周期的試料採取機構の代わりにどのように使用され得るかを示す。配管２１９により呈される流体抵抗は、第１の流体ストリームの小さな決められたフラクションが、転移配管１００３を通って継続的に通過し、３ウェイコネクタ１００２で第２の流体ストリーム２１２に加わるように調整される。低フローレートで配管１００３を通る流体の通り抜けに関連付けられる遅延は、３ウェイコネクタを密接して位置設定することにより、または、モノリシック構造として３ウェイコネクタおよび転移管を共同製作することにより最小化され得る。

【0069】

図２および３に示される配置構成の大きくはない欠点は、試料採取チャンバ２１８が、小さな分量の溶媒システム２０６を第１の流体ストリーム２１６中に、それがフラッシングされた後にフロー経路２２０に戻るときに転移させるということである。このルートを経由して第１の流体ストリーム中に導入される有機溶媒の分量は、０．５％を上回ることは公算が小さい。これが、分離されている生体分子の完全性を損なうという事象では、図１１に示される変更形態が好まれる。ここでは試料は、試料採取機構２１５からフラッシングされ、ポンプ１１０２によりリザーバ１１０１から取り出される第２の流体ストリーム１１００により透析セル２２４に運搬される。溶媒システム１１０３は、有機溶媒または化学修飾剤を内包せず、望ましくは水のみを備える。第１の流体ストリームからとられる試料は、３ウェイコネクタ３０２まで迅速に運搬され、そこでフローは、大きくはないフラクションが、透析セルの第１のチャネルを通って、およびその後エレクトロスプレーエミッタに継続するようにスプリットされる。ゆえに、システムを通る試料の通り抜けによる時間遅延、および、透析セルにより処置されなければならない流体の分量は、本教示によって同時に最小化される。透析液は、リザーバ１１０７から溶媒システム１１０６を取り出す第３のポンプ１１０５により別個の流体ストリーム１１０４として提供される。有機溶媒および化学修飾剤は、試料採取機構２１５の下流の任意の位置で第２の流体ストリーム中に注入され得る。これは好都合には、有機溶媒および化学修飾剤を溶媒システム１１０６に、両方がその後半透膜２３２を越えて拡散することになるという意図によって付加することにより達成され得る。

【0070】

第３のポンプに対する必要性を回避する代替的な変更形態が、図１２に示される。３ウェイコネクタ１００１は、第１の流体ストリームの大きくはないフラクションが、配管１２００を通って、周期的試料採取機構２１５の左手側フローチャネル２２０内に方向転換されることを可能とし、その周期的試料採取機構２１５でそれは、第２の流体ストリーム２１２中に周期的に転移させられる。フロー経路２２０へのチャンバ２１８の戻りの際の、第２の流体ストリームから転移させられる小さな分量の溶媒システム２０６を含む何らかの過剰流体は、配管１２０１を通って廃棄物となるように通過する。それでも配管１２００のデッド体積は、第１の流体ストリームの分析が、この構成要素を通る流体の低速の通り過ぎにより有意に遅延されないために、非常に低くあるべきである。有利には３ウェイコネクタ１００１および配管１２００は、デッド体積が無視できるほど小さくなるように、試料採取機構２１５のステータ内に統合される。

【0071】

例示的な配置構成が、本教示の理解をアシストするために本明細書で説明されたが、変更形態は、本教示の趣旨および／または範囲から逸脱することなく行われ得るということが理解されよう。その目的で、本教示は、後に続く特許請求の範囲の内容において必要と考えられる限りでのみ制限されると解されるべきであるということが理解されよう。さらに、本明細書で使用されるときの単語、備える／備えている、は、述べられた特徴、整数、ステップ、または、構成要素の存在を指定するためのものであるが、１または複数の、他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはそれらの群の、存在または付加を除外しない。

【0072】

本教示は、後に続く番号付けされた条項の１または複数にさらに拡張され得る。
１．生体分子分離をもたらし、質量スペクトロメトリにより分離をモニタリングするためのシステムであって、
液体中に溶解された生体分子成分の少なくとも部分的分離をもたらすように構成される液体クロマトグラフィーモジュールであって、溶解された生体分子成分は、第１の流体ストリーム中で液体クロマトグラフィーモジュールを通って導かれる液体クロマトグラフィーモジュールと、
液体クロマトグラフィーモジュールと流体連通状態にあり、液体クロマトグラフィーモジュールの下流に提供される試料採取モジュールであって、第１の流体ストリーム中の液体のアリコートを第２の流体ストリーム中に周期的に転移させるように構成される試料採取モジュールと、
試料採取モジュールと流体連通状態にあり、試料採取モジュールの下流に提供される透析モジュールであって、第２の流体ストリーム中の液体を透析するように構成される透析モジュールと、
透析モジュールと流体連通状態にあり、透析モジュールの下流に提供される質量スペクトロメータであって、第２の流体ストリーム中の透析された液体中の成分を検出するように構成される質量スペクトロメータと
を備え、
動作可能に、第１の流体ストリームは、第１のフローレートで提供され、第２の流体ストリームは、第１のフローレートに独立な第２のフローレートで提供されるシステム。
２．透析モジュールは、第１のチャネルと第２のチャネルとを備え、第１のチャネルは、透析されることになる液体を受け取るように構成され、第２のチャネルは、透析液を受け取るように構成される条項１のシステム。
３．第２の流体ストリームは、第１の支流と第２の支流とを備え、第２の流体ストリームの第１の支流は、動作可能に、転移させられるアリコートを受け取り、その後第１のチャネルを通って通過し、第２の流体ストリームの第２の支流は、動作可能に、第２のチャネルを通して方向設定される条項２のシステム。
４．第２の流体ストリームをスプリットするように構成されるフロースプリッティングモジュールであって、試料採取モジュールの下流に、および、透析モジュールに先行して提供され、第２の流体ストリームのスプリッティングは、第１のチャネル内に通過させられ、透析モジュールにより透析される液体のフローの低減をもたらすフロースプリッティングモジュールをさらに備える条項１乃至３のいずれか一項のシステム。
５．試料採取モジュールは、質量レート減衰器を備える条項１乃至４のいずれか一項のシステム。
６．試料採取モジュールは、ループ注入弁を備える条項１乃至４のいずれか一項のシステム。
７．透析モジュールの第１のチャネルおよび第２のチャネルは、半透膜により分離される条項２のシステム。
８．第２の流体ストリームのフローレートは、０．１から１０ミリリットル毎分の範囲内にあるように構成される条項１のシステム。
９．第２の流体ストリームと流体連通状態にあるリザーバを備え、第２の流体ストリームは、動作可能に、ポンプによりリザーバから取り出される条項１乃至８のいずれか一項のシステム。
１０．シリンジに結合されるシリンジポンプを備え、第２の流体ストリームは、動作可能に、シリンジポンプによりシリンジから吐出される条項１乃至８のいずれか一項のシステム。
１１．第２の流体ストリームと流体連通状態にある異なる組成の複数のリザーバを備え、システムは、スイッチング弁をさらに備え、スイッチング弁のアクティブ化は、複数のリザーバからの１つのリザーバの選択を提供する条項１乃至１０のいずれか一項のシステム。
１２．フロースプリッティングモジュールは、透析セルの第１のチャネルとともに共同製作される条項４のシステム。
１３．透析セルの第１のチャネルを通るフローレートは、動作可能に、０．２から５マイクロリットル毎分の範囲内にある条項４のシステム。
１４．第２の流体ストリームの第１の支流および第２の支流は、反対の方向で透析モジュールを通ってフローする条項３のシステム。
１５．生体分子成分は、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、抗体、酵素、ホルモン、オリゴ糖、脂質、核酸、および、オリゴヌクレオチドの少なくとも１つを備える条項１乃至１４のいずれか一項のシステム。
１６．第１の流体ストリームは、動作可能に、質量スペクトロメトリによる転移させられる試料の分析に先行して透析により除去される１または複数の化学種を備える条項１乃至１５のいずれか一項のシステム。
１７．塩化ナトリウム、塩化カリウム、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、グリシン、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、尿素、エチレンジアミンテトラ酢酸、および、洗浄剤から選択される化学成分は、動作可能に、透析により第２の流体ストリームから部分的または完全に除去される条項１乃至１６のいずれか一項のシステム。
１８．透析モジュールの第１のチャネルは、その体積は０．１０から２．５μＬの範囲内にあるように構成される条項２のシステム。
１９．第１のチャネルは、半透膜による第１のチャネルの抑圧を防止するために提供される、支持する柱、リブ、および、梁の少なくとも１つを備える条項７のシステム。
２０．透析モジュールは、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリカーボネート、ガラス、セラミック、ステンレス鋼、プラスチック、または、シリコン基板を備える条項１乃至１９のいずれか一項のシステム。
２１．半透膜は、セルロースエステル、再生セルロース、または、ポリフッ化ビニリデンを備える条項７のシステム。
２２．クロマトグラフィーモジュールは、動作可能に、ゲルろ過、限外ろ過、分子ろ過、イオン交換、サイズ排除、疎水性相互作用、または、アフィニティークロマトグラフィーとして知られている技法の、１または複数を用いる条項１乃至２１のいずれか一項のシステム。
２３．第２の流体ストリームは、アセトニトリル、メタノール、イソプロピルアルコール、および、エタノールから選択される、１または複数の有機溶媒を備える条項１乃至２２のいずれか一項のシステム。
２４．第２の流体ストリームは、イオン化のプロセスを補助する１または複数の化学修飾剤を備える条項１乃至２３のいずれか一項のシステム。
２５．修飾剤は、ギ酸、酢酸、酢酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、グリセロール、および、ｍ−ニトロベンジルアルコールから選択される条項２４のシステム。
２６．イオン化は、動作可能に、エレクトロスプレーイオン化、大気圧力化学イオン化、大気圧力フォトイオン化、または、それらの派生物の手段により達成される条項１乃至２５のいずれか一項のシステム。
２７．ダイバータ弁は、第１の流体ストリームを収集容器内に方向転換するために提供される条項１乃至２６のいずれか一項のシステム。
２８．質量スペクトロメータから引き出される情報に基づいて、ダイバータ弁の位置を変動させるように構成される論理モジュールをさらに備える条項２７のシステム。
２９．遅延ループは、ダイバータ弁の上流に取り付けられる条項２７のシステム。
３０．質量スペクトロメータからのデータを、保存される質量スペクトルの形式で保存するように構成され、システムは、保存される質量スペクトルから、検出される成分の分子量を引き出すようにさらに構成される条項１乃至２９のいずれか一項のシステム。
３１．第１の流体ストリームの収集された小部分を、質量スペクトル、または、それらの小部分に内包される生体分子の分子量によって、電子的にタグ付けまたはラベル付けするように構成される条項３０のシステム。
３２．透析のプロセスの効率が指示されるように、第１のチャネルおよび第２のチャネルを通って通過する流体ストリームの少なくとも１つをモニタリングするための少なくとも１つのメータを備える条項２のシステム。
３３．少なくとも１つのメータは電極を備え、電極は透析モジュールとともに統合される条項３２のシステム。
３４．指示される効率によって、第１のチャネルまたは第２のチャネル内のフローレートを変動させるように構成される条項３２のシステム。
３５．透析モジュールは加熱される条項１乃至３４のいずれか一項のシステム。
３６．透析モジュールは電気透析を提供する条項１乃至３５のいずれか一項のシステム。
３７．多重分離は、単一の質量スペクトロメータを使用してモニタリングされる条項１乃至３６のいずれか一項のシステム。
３８．複数の試料採取モジュールおよび複数のクロマトグラフィーモジュールを備え、試料採取モジュールの各々は、アリコートをクロマトグラフィーモジュールの１つから第２の流体ストリーム中に転移させることは可能である条項３７のシステム。
３９．エレクトロスプレーエミッタを備える条項１乃至３８のいずれか一項のシステム。
４０．モジュール式構築物内に提供され、少なくともエレクトロスプレーエミッタおよび透析モジュールは、取り外し可能組立体として提供される条項３９のシステム。
４１．モジュール式構築物内に提供され、少なくともエレクトロスプレーエミッタおよび透析モジュールは、取り外し可能組立体として提供され、透析モジュールの第１のチャネルおよびエレクトロスプレーエミッタはモノリシック構造として提供される条項２のシステム。
４２．半透膜の分画分子量は、（ｉ）３〜１０ｋＤａ、（ｉｉ）１０〜２０ｋＤａ、（ｉｉｉ）２０〜４０ｋＤａ、（ｉｖ）４０〜６０ｋＤａ、（ｖ）６０〜８０ｋＤａ、および、（ｖｉ）８０〜１００ｋＤａを備える群から選択される条項７のシステム。
４３．生体分子分離をもたらし、質量スペクトロメトリにより分離をモニタリングするためのシステムであって、
液体中に溶解された生体分子成分の少なくとも部分的分離をもたらすように構成される液体クロマトグラフィーモジュールであって、溶解された生体分子成分は、第１の流体ストリーム中で液体クロマトグラフィーモジュールを通って導かれる液体クロマトグラフィーモジュールと、
液体クロマトグラフィーモジュールと流体連通状態にあり、液体クロマトグラフィーモジュールの下流に提供される試料採取モジュールであって、第１の流体ストリーム中の液体のアリコートを第２の流体ストリーム中に周期的に転移させるように構成される試料採取モジュールと、
試料採取モジュールと流体連通状態にある透析モジュールであって、第２の流体ストリーム中の液体を透析するように構成され、第１のチャネルと第２のチャネルとを備え、第１のチャネルは、透析するために液体を受け取るように構成され、第２のチャネルは、透析液を受け取るように構成される透析モジュールと、
透析モジュールと流体連通状態にあり、透析モジュールの下流に提供される質量スペクトロメータであって、第２の流体ストリーム中の透析された液体中の成分を検出するように構成される質量スペクトロメータと、
第２の流体ストリームをスプリットするためのフロースプリッティングモジュールであって、試料採取モジュールの下流に、および、透析モジュールに先行して提供され、第２の流体ストリームのスプリッティングは、第１のチャネル内に通過させられ、透析モジュールにより透析される液体のフローの低減をもたらすフロースプリッティングモジュールと
を備えるシステム。
４４．第２の流体ストリームは、第１の支流と第２の支流とを備え、第２の流体ストリームの第１の支流は、動作可能に、転移させられるアリコートを受け取り、その後第１のチャネルを通って通過し、第２の流体ストリームの第２の支流は、動作可能に、第２のチャネルを通して方向設定される条項４３のシステム。
４５．生体分子分離をもたらし、質量スペクトロメトリにより分離をモニタリングする方法であって、
液体クロマトグラフィーモジュールを使用して、液体中に溶解された生体分子成分の少なくとも部分的分離をもたらすステップであって、溶解された生体分子成分は、第１の流体ストリーム中で液体クロマトグラフィーモジュールを通って導かれる、もたらすステップと、
液体クロマトグラフィーモジュールと流体連通状態にあり、液体クロマトグラフィーモジュールの下流に提供される試料採取モジュールを使用するステップであって、試料採取モジュールは、第１の流体ストリーム中の液体のアリコートを第２の流体ストリーム中に周期的に転移させるように構成される、使用するステップと、
試料採取モジュールと流体連通状態にあり、試料採取モジュールの下流に提供される透析モジュールを提供するステップであって、透析モジュールは、第２の流体ストリーム中の液体を透析するように構成される、提供するステップと、
透析モジュールと流体連通状態にあり、透析モジュールの下流に提供される質量スペクトロメータを提供するステップであって、質量スペクトロメータは、第２の流体ストリーム中の透析された液体中の成分を検出するように構成される、提供するステップと
を備え、
動作可能に、第１の流体ストリームは、第１のフローレートで提供され、第２の流体ストリームは、第１のフローレートに独立な第２のフローレートで提供される方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】