用于改進(jìn)的毛細(xì)管電泳-電噴霧電離-質(zhì)譜系統(tǒng)中的錯(cuò)誤檢測(cè)的泄漏電流感測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的方面涉及改進(jìn)的系統(tǒng)，所述改進(jìn)的系統(tǒng)可執(zhí)行毛細(xì)管電泳(CE)，并且CE結(jié)合電噴霧電離(ESI)作為質(zhì)譜系統(tǒng)(MS)的輸入。實(shí)施例可使用在來(lái)自MS-ESI電源的高壓輸出處的電流感測(cè)電路結(jié)合一些附加元件來(lái)識(shí)別與泄漏電流有關(guān)的故障情況、識(shí)別CE連接的連續(xù)性并且提供改善的系統(tǒng)保護(hù)。
【專利說(shuō)明】用于改進(jìn)的毛細(xì)管電泳-電噴霧電離-質(zhì)譜系統(tǒng)中的錯(cuò)誤 檢測(cè)的泄漏電流感測(cè)電路
[0001] 相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本專利申請(qǐng)要求于2012年6月4日提交的名稱為"LEAKAGE CURRENT SENSE CIRCUIT FOR ERROR DETECTION IN AN IMPROVED CAPILLARY ELECTROPHORESIS-ELECTROSPRAY IONIZATION-MASS SPECTROMETRY SYSTEM(用于改進(jìn)的毛 細(xì)管電泳-電噴霧電離-質(zhì)譜系統(tǒng)中的錯(cuò)誤檢測(cè)的泄漏電流感測(cè)電路）"的美國(guó)臨時(shí)專利 申請(qǐng)No. 61/655, 433的優(yōu)先權(quán)，該文獻(xiàn)全文以引用方式并入本文以用于所有目的。

【背景技術(shù)】
[0003] 本發(fā)明涉及電泳，而且涉及與電噴霧電離質(zhì)譜結(jié)合使用的毛細(xì)管電泳。
[0004] 電泳本質(zhì)上是帶電粒子在所施加電場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。毛細(xì)管電泳（CE)是已知的過(guò)程。 在毛細(xì)管電泳中，在毛細(xì)管的一端注入樣品。檢測(cè)器在與樣品隔開距離的毛細(xì)管的另一端 附接于毛細(xì)管。沿著毛細(xì)管的長(zhǎng)度施加電壓。
[0005] 隨著電勢(shì)的施加，出現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立的流動(dòng)效應(yīng)。這些流動(dòng)效應(yīng)的第一者是總樣品流 動(dòng)效應(yīng)。樣品作為質(zhì)量進(jìn)入毛細(xì)管。這些流動(dòng)效應(yīng)的第二者是電泳流動(dòng)。這使得具有不同 電荷的樣品成分相對(duì)于毛細(xì)管內(nèi)流體的主流移動(dòng)。從而具有不同電荷的樣品部分在毛細(xì)管 中分離。
[0006] 不同的檢測(cè)器可用于在分離發(fā)生后對(duì)樣品進(jìn)行分析。在將毛細(xì)管電泳與電噴霧電 離（ESI)和質(zhì)譜（MS)結(jié)合的系統(tǒng)中，毛細(xì)管的輸出是電噴霧組件的輸入。電噴霧電離通過(guò) 相對(duì)于質(zhì)譜儀的毛細(xì)管入口在分離毛細(xì)管的出口處設(shè)置高電壓電勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。分離毛細(xì)管也 需要在其入口和出口之間設(shè)置高電壓電勢(shì)。當(dāng)樣品的分離部分退出毛細(xì)管時(shí)，它們通過(guò)電 噴霧分散成細(xì)小的氣溶膠。然后通過(guò)質(zhì)譜觀察氣溶膠的液滴。
[0007] 將毛細(xì)管電泳與電噴霧電離和質(zhì)譜結(jié)合的程序相對(duì)比較困難。毛細(xì)管必須機(jī)械地 連接于系統(tǒng)的其余部分并且相對(duì)于檢測(cè)器設(shè)于適當(dāng)位置。毛細(xì)管小且易碎，并且電噴霧電 離組件進(jìn)入質(zhì)譜儀的對(duì)準(zhǔn)過(guò)程會(huì)有難度、耗時(shí)并且可能損壞毛細(xì)管。
[0008] 該系統(tǒng)由于多種因素（如需要冷卻毛細(xì)管）而更加復(fù)雜化。冷卻是必須的，因?yàn)?小的毛細(xì)管在施加電泳電勢(shì)電壓期間受到電阻加熱。在高電壓下流入毛細(xì)管的小電流產(chǎn)生 熱量。冷卻是必須的以防止損壞毛細(xì)管以及防止在分析樣品期間溫度的變化影響分析的結(jié) 果。多余的熱量可引起樣品的分離部分的擴(kuò)散，所述的樣品分離部分以不同的速度遷移通 過(guò)毛細(xì)管。該熱量及其所致的擴(kuò)散使分離程度降低，并使作為電泳用途的后續(xù)分類效果降 低。
[0009] 另外的復(fù)雜之處就是毛細(xì)管電泳系統(tǒng)以及ESI-MS系統(tǒng)被構(gòu)造為必須配置在一起 以執(zhí)行CE ESI-MS測(cè)量的兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。在不同類型和品牌的儀器之間的不同接口和不同 標(biāo)準(zhǔn)的連接導(dǎo)致一些互連問題，如果沒有正確設(shè)置連接，尤其是考慮到涉及兩個(gè)系統(tǒng)的高 電壓，則所述的互連問題也會(huì)給使用者造成安全危害。
[0010] 因此，需要一些改進(jìn)的CE ESI-MS系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可改善CE和ESI-MS系統(tǒng)之間的 功能性和互連系統(tǒng)。需要包括錯(cuò)誤檢測(cè)電路的CE系統(tǒng)，所述CE系統(tǒng)適用于單獨(dú)地與兩種 或更多種類型的電噴霧電離-質(zhì)譜儀接口。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明涉及改進(jìn)的系統(tǒng)，其中毛細(xì)管電泳與電噴霧電離質(zhì)譜結(jié)合使用。具體地，各 種實(shí)施例包括使CE ESI-MS系統(tǒng)的錯(cuò)誤檢測(cè)成為可能的電流感測(cè)電路。
[0012] 在一個(gè)可能的實(shí)施例中，與電噴霧電離質(zhì)譜（ESI-MS)系統(tǒng)結(jié)合使用的毛細(xì)管電 泳（CE)系統(tǒng)包括具有輸出和返回的毛細(xì)管電泳高壓電源（CE高壓電源）；具有輸出和返回 的質(zhì)譜儀電噴霧電離高壓電源（MS高壓電源）；以及具有輸入和輸出的電流感測(cè)電路，其中 電流感測(cè)電路的輸入被耦接于MS高壓電源的輸出，使得MS高壓電源經(jīng)由電流感測(cè)電路耦 接于分離毛細(xì)管的噴霧端。在一些實(shí)施例中，此類系統(tǒng)包括電流感測(cè)電路，所述電流感測(cè)電 路包括耦接于絕對(duì)值放大器的感測(cè)電阻器和耦接于絕對(duì)值放大器的直流/直流（DC/DC)轉(zhuǎn) 換器；該DC/DC轉(zhuǎn)換器對(duì)電流感測(cè)電路供電并隔離電流感測(cè)電路，使得電流測(cè)量電路和絕 對(duì)值電路浮置在MS高壓電源上。在一些實(shí)施例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器包括用于將電流感測(cè)信號(hào) 從電路的浮置側(cè)傳輸?shù)浇拥貍?cè)的內(nèi)置電路，然而在其他一些實(shí)施例中，采用獨(dú)立電路來(lái)傳 輸信號(hào)。
[0013] 一些此類的浮置實(shí)施例包括電壓保護(hù)裝置（例如至少一個(gè)氣體放電管或其他類 似的裝置），其在不影響電路功能的情況下將浮置在ESI高壓電源（MS高壓電源）之上的電 流感測(cè)電路接地連接于系統(tǒng)接地（例如系統(tǒng)底板接地）。
[0014] 另一些可選實(shí)施例包括測(cè)量在CE高壓電源處的傳送電流和返回電流的系統(tǒng)并且 包括與測(cè)量誤差和偏移有關(guān)的信息。在一些實(shí)施例中，此類信息與感測(cè)電路信息一起使用， 從而通過(guò)從CE高壓電源傳送電流中減去返回電流、感測(cè)電流和偏移電流來(lái)確定泄漏電流。 在一些實(shí)施例中，如果泄漏電流超出預(yù)定閾值，系統(tǒng)發(fā)出表示出錯(cuò)的信號(hào)。除此之外或作為 另外一種選擇，在一些實(shí)施例中，當(dāng)有許多泄漏電流讀數(shù)達(dá)到或超出預(yù)定閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟 動(dòng)自動(dòng)停機(jī)。
[0015] 另一些可選實(shí)施例包括毛細(xì)管電泳電噴霧電離質(zhì)譜（CE-ESI-MS)系統(tǒng)，其包括： 具有第一輸出、第一返回和第一接地的質(zhì)譜（MS)高壓電源；具有第二輸出、第二返回和第 二接地的毛細(xì)管電泳（CE)高壓電源，所述第二接地包括與MS高壓電源的第一接地的連接； 連接于接地的MS電通路，所述MS電通路提供從第一輸出經(jīng)由質(zhì)譜負(fù)載到第一接地的質(zhì)譜 HV電源第一返回；CE電通路，所述CE電通路提供從第二輸出經(jīng)由分離毛細(xì)管到第二接地的 CE高壓電源第二返回，其中分離毛細(xì)管的電阻性電通路連接于MS高壓電源的第一輸出，并 且其中第一輸出經(jīng)由分離毛細(xì)管電連接于第二返回；以及經(jīng)由毛細(xì)管連接部耦接于質(zhì)譜電 源輸出和分離毛細(xì)管的電流感測(cè)電路。
[0016] 另一些可選實(shí)施例包括毛細(xì)管電泳系統(tǒng)，所述毛細(xì)管電泳系統(tǒng)采用單獨(dú)地將CE 高壓電源耦接于兼具熱針型和接地針型的多個(gè)不同質(zhì)譜儀的手段以及在將質(zhì)譜儀高壓電 源連接于CE系統(tǒng)的輸出處感測(cè)電流的手段。熱針型質(zhì)譜儀的非限制性例子包括Thermo質(zhì) 譜儀、AB-Sciex質(zhì)譜儀和Waters質(zhì)譜儀。接地針型質(zhì)譜儀的非限制性例子是Bruker質(zhì)譜 儀。
[0017] 一些實(shí)施例另外包括以下方法：如在質(zhì)譜（MS)DC電源的輸出處測(cè)量從電噴霧端 到質(zhì)譜MS DC高壓（HV)電源的電流以及當(dāng)計(jì)算的泄漏電流超出閾值時(shí)產(chǎn)生故障錯(cuò)誤。一 些實(shí)施例還包括以下方法：如在毛細(xì)管電泳（CE)電源的輸出處測(cè)量傳送電流、在CE電源的 返回處測(cè)量返回電流、確定與系統(tǒng)誤差相關(guān)的偏移電流以及在MS高壓電源的輸出處測(cè)量 電流感測(cè)電路處的感測(cè)電流和通過(guò)從傳送電流中減去返回電流、感測(cè)電流和偏移電流來(lái)確 定泄漏電流。
[0018] 另一些可選實(shí)施例包括系統(tǒng)、非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器或它 們的組合，以上這些與使用計(jì)算機(jī)可讀指令運(yùn)行的處理器結(jié)合，當(dāng)計(jì)算機(jī)可讀指令被執(zhí)行 時(shí)，所述處理器實(shí)施在質(zhì)譜（MS)HV電源的輸出處測(cè)量CE泄漏電流的方法并且在泄漏電流 超出閾值時(shí)產(chǎn)生故障錯(cuò)誤。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖IA示出了根據(jù)本文提出的發(fā)明的一個(gè)可能實(shí)施例的CE-ESI質(zhì)譜系統(tǒng)的一個(gè)可 能具體實(shí)施的電接線圖。
[0020] 圖IB示出了根據(jù)本文提出的發(fā)明的一個(gè)可能實(shí)施例的CE-ESI質(zhì)譜系統(tǒng)的一個(gè)可 能具體實(shí)施的示意圖。
[0021] 圖IC示出了與CE-ESI質(zhì)譜系統(tǒng)的一個(gè)可能具體實(shí)施結(jié)合使用的泄漏檢出感測(cè)電 路的一個(gè)可能具體實(shí)施。
[0022] 圖2示出了根據(jù)本文提出的發(fā)明的一個(gè)可能實(shí)施例的CE-ESI質(zhì)譜系統(tǒng)的一個(gè)可 能具體實(shí)施的電接線圖。
[0023] 圖3示出了使用CE分析系統(tǒng)的方法，所述CE分析系統(tǒng)包括根據(jù)CE-ESI質(zhì)譜系統(tǒng) 的一個(gè)可能具體實(shí)施的改進(jìn)的錯(cuò)誤檢測(cè)，所述CE-ESI質(zhì)譜系統(tǒng)符合本文提出的發(fā)明。
[0024] 圖4示出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或控制器的一個(gè)可能實(shí)施例，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或控制器與 根據(jù)本文提出的發(fā)明的各種實(shí)施例的CE-ESI質(zhì)譜系統(tǒng)結(jié)合使用。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明涉及將毛細(xì)管電泳（CE)和質(zhì)譜（MS)整合的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。在一些實(shí) 施例中，這種系統(tǒng)提供總體上用來(lái)通過(guò)CE分離樣品并用MS表征/鑒定所分離分子的整合 結(jié)構(gòu)，所述樣品包含例如蛋白絡(luò)合物、蛋白質(zhì)、肽、多糖或藥物/代謝物。本文的發(fā)明在某些 實(shí)施例中適用于任何經(jīng)由電噴霧電離（ESI)耦接于質(zhì)譜儀（MS)系統(tǒng)的毛細(xì)管電泳（CE)系 統(tǒng)，并且在其他實(shí)施例中被構(gòu)造為具有與多個(gè)MS系統(tǒng)一起使用的接口的改進(jìn)的CE系統(tǒng)。
[0026] 具體地，某些實(shí)施例示出改進(jìn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括與MS ESI電源的高壓輸出接 口從而用一種以前不知道的方式提供故障檢測(cè)的電流感測(cè)電路。
[0027] CE ESI-MS配置電路由兩個(gè)主要部分組成：CE部分和MS部分。當(dāng)電路的每個(gè)部 分執(zhí)行不同功能（即CE部分進(jìn)行分離而ESI-MS進(jìn)一步執(zhí)行電噴霧功能）時(shí)，這兩個(gè)部分 不僅只涉及到電氣。CE電源提供分離毛細(xì)管兩端的電壓并且MS電源提供返回通路。由于 在電極周圍結(jié)鹽（作為非限制性例子），任何泄漏電流無(wú)法通過(guò)CE電源內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電流檢測(cè) 系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。這是因?yàn)樵隈罱拥碾姎饨Y(jié)構(gòu)中，離開CE電源的電流旁路高壓返回輸入 (124, 224)并經(jīng)由MS ESI電源通過(guò)系統(tǒng)接地（170, 270)返回至CE電源。傳送電流和返回 電流是一樣的，因?yàn)榉祷谻E電源的電流包括通過(guò)電極的電流和來(lái)自結(jié)鹽的泄漏電流，所述 泄漏電流是通過(guò)CE高壓電源輸送的所有電流的總和。這在下文給出更詳細(xì)解釋。
[0028] 因此，在某些實(shí)施例中，耦接于質(zhì)譜儀電源的高壓輸出的電流感測(cè)電路便于將傳 送電流與流過(guò)（作為MS ESI高壓電源）適當(dāng)返回通路的電流進(jìn)行比較，然而要排除任何由 結(jié)鹽和電?。ㄗ鳛榉窍拗菩岳樱┧鶎?dǎo)致的泄漏電流。如果在傳送電流和在MS ESI電源 的高側(cè)處感測(cè)到的電流之間存在差值，那么在一些實(shí)施例中這通過(guò)控制器或計(jì)算裝置被解 讀為更多的電流在被遞送至某個(gè)漏電通路，并且該系統(tǒng)可被標(biāo)上錯(cuò)誤。
[0029] 圖IAUB和IC示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)可能具體實(shí)施的各個(gè)方面。圖IA 示出了 CE ESI-MS系統(tǒng)100的電接線圖，其包括毛細(xì)管電泳高壓電源（CE高壓電源）102和 質(zhì)譜儀ESI高壓電源（MS高壓電源）104、入口電極141、入口瓶132、分離（或樣品）毛細(xì)管 142、毛細(xì)管連接部151、導(dǎo)電流體毛細(xì)管144、導(dǎo)電流體瓶134、返回電極123、質(zhì)譜儀檢測(cè)板 152和電流感測(cè)電路143。CE高壓電源102和MS高壓電源104被電連接，使得MS高壓輸出 126經(jīng)由電流感測(cè)電路143耦接于毛細(xì)管連接部151。來(lái)自CE高壓電源102的第一電壓因 此被設(shè)置在從CE高壓輸出122到毛細(xì)管連接部151的分離毛細(xì)管142的兩端，并且來(lái)自MS 高壓電源（104)的第二電壓被設(shè)置在從毛細(xì)管連接部151到MS檢測(cè)板152的間隙的兩端。
[0030] 圖IB示出了 CE ESI-MS系統(tǒng)100的系統(tǒng)級(jí)框圖。該系統(tǒng)示出了入口瓶132、導(dǎo)電 流體瓶134、分離毛細(xì)管142(其也被稱為樣品毛細(xì)管）以及導(dǎo)電流體毛細(xì)管144,正如圖IA 中所示。圖IB還示出了 CE分析系統(tǒng)130、質(zhì)譜儀150、CE控制器110和MS控制器160。在 一些實(shí)施例中，CE分析系統(tǒng)130包括即連接于CE高壓電源102 ;相似地，在一些實(shí)施例中， 質(zhì)譜儀150包括即連接于MS高壓電源104。在各種可選實(shí)施例中，電流感測(cè)電路143包括 在CE分析系統(tǒng)130、質(zhì)譜儀150、MS入口 153中或作為耦接于圖IA或IB的任何元件的獨(dú) 立的盒或組件。
[0031] 所述系統(tǒng)的基本功能是選擇樣品并將其放置在入口瓶132中。CE高壓電源102提 供跨越分離毛細(xì)管142的高電壓，在一些實(shí)施例中，所述高電壓作為非限制性例子為大約 30kV。導(dǎo)電流體毛細(xì)管144在位于噴霧器殼體內(nèi)的毛細(xì)管連接部151處引入導(dǎo)電流體，所述 噴霧器殼體附接于質(zhì)譜儀入口 153從而使在分離毛細(xì)管中分離的材料能夠被電噴霧電離。 在一些實(shí)施例中，質(zhì)譜儀150然后使用來(lái)自MS ESI高壓電源104的電壓來(lái)分析被分離的樣 品。
[0032] 對(duì)于以獨(dú)立模式操作的CE分析系統(tǒng)130來(lái)說(shuō)，CE高壓電源102可通過(guò)比較在入 口電極141處傳送給分離毛細(xì)管142的電流與通過(guò)返回電極123返回的電流來(lái)檢測(cè)電流泄 漏。如果有泄漏，泄漏電流將會(huì)通過(guò)底板或系統(tǒng)接地170, 270自行回到電源。這種"其他通 路"表現(xiàn)為對(duì)于高壓電源的附加負(fù)載；因此，傳送電流增加。因?yàn)橛上到y(tǒng)中的故障引起的新 負(fù)載平行于返回電路，所以通過(guò)返回電極的返回電流保持相同。因此，如果傳送電流和返回 電流之間的差值大于在CE分析系統(tǒng)130的系統(tǒng)控制中的設(shè)定參數(shù)，則在一些實(shí)施例中有錯(cuò) 誤被標(biāo)記。
[0033] 然而，在CE ESI-MS配置中（如圖IA所示的配置），質(zhì)譜儀為CE電流提供流過(guò)MS 高壓電源104的另一通路。雖然導(dǎo)電流體毛細(xì)管144為分離電流提供接地通路，但是在一 些實(shí)施例中，MS高壓電源104的電阻低得多，所以大多數(shù)返回分離電流流過(guò)MS ESI高壓電 源104并且通過(guò)CE分析系統(tǒng)130的底板接地返回。CE電流因此旁路在CE電源內(nèi)部的任何 可能的返回電流檢測(cè)電路。如果在MS ESI電源的高側(cè)上測(cè)量返回CE電流，則因此要在通 過(guò)底板接地的任何返回之前測(cè)量該電流。
[0034] 在許多實(shí)施例中，使用CE、ESI-MS或兩者的固定系統(tǒng)，使得不能更改內(nèi)部結(jié)構(gòu)以 將此類電流感測(cè)電路包括在正確位置中。在此類可選實(shí)施例中，電流感測(cè)電路為獨(dú)立裝置， 或被整合到CE或ESI-MS系統(tǒng)中。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，為了避免改變質(zhì)譜儀，電流感測(cè) 電路位于MS高壓電源的高側(cè)（輸出），經(jīng)由MS高壓電源端子連接，如圖IA所示。
[0035] 圖IC示出了根據(jù)本文提出的發(fā)明的一個(gè)可能的具體實(shí)施的電流感測(cè)電路的一個(gè) 可能實(shí)施例。圖IC包括限制電阻器184、感測(cè)電阻器182、放大器192、DC/DC轉(zhuǎn)換器190、 放大器194和電壓保護(hù)裝置186。
[0036] 當(dāng)允許放大器192隔離和浮置在MS ESI高壓電源104的高壓輸出上時(shí)，DC/DC轉(zhuǎn) 換器190用于為放大器192提供電壓輸出。在某些實(shí)施例中，電壓保護(hù)裝置從DC/DC轉(zhuǎn)換 器浮置接地端子172連接于系統(tǒng)接地270從而在某些情況下防止損壞。在一些可選實(shí)施 例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器190額定用于大電壓，使得DC/DC轉(zhuǎn)換器可承受從跨越DC/DC接地端子 197設(shè)置的MS高壓電源104和CE高壓電源102到DC/DC轉(zhuǎn)換器浮置接地端子172的整個(gè) 電壓負(fù)載。
[0037] 在具有浮置感測(cè)電路的實(shí)施例中，在MS高壓電源104的高側(cè)上的電流感測(cè)電阻器 182的位置需要從浮置節(jié)點(diǎn)到系統(tǒng)接地的某種形式的隔離或連接。在一些實(shí)施例中，DC/DC 轉(zhuǎn)換器190在具有浮置節(jié)點(diǎn)的實(shí)施例中對(duì)電流感測(cè)電路供電并隔離電流感測(cè)電路。在MS 輸入處用于電噴霧的噴霧器頂端不靠近它可噴到的表面并且從MS電源拔掉電力電纜的某 些故障或錯(cuò)誤構(gòu)型中，CE電源的滿幅度可跨越DC/DC轉(zhuǎn)換器190出現(xiàn)。由于這個(gè)原因，在 某些實(shí)施例中包括電壓保護(hù)裝置186。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，電壓保護(hù)裝置186包括氣體 放電管。在另一個(gè)實(shí)施例中，氣體放電管被構(gòu)造成可將跨越轉(zhuǎn)換器的電壓鉗位在小于DC/DC 轉(zhuǎn)換器額定值的值上，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的額定值可為例如IOkV并有+/-20%的公差。在 一些可選實(shí)施例中，可使用具有其他額定值和公差的裝置。
[0038] 在電噴霧連接部或返回電極處有泄漏的情況下，限制電阻器184保護(hù)感測(cè)電路不 受MS ESI高壓電源的影響，因?yàn)閷?duì)于感測(cè)電阻器182以及來(lái)自MS電源的電纜中的任何其 他電阻器而言限制電阻器184形成電阻分壓器。作為非限制性例子，在一個(gè)可能的實(shí)施例 中，限制電阻器184為10兆歐姆的電阻器。在一些實(shí)施例中，具有MS電源電纜電阻的限制 電阻器184限制電流以防在MS高壓電源104打開時(shí)用戶從CE分析系統(tǒng)130中拔出連接插 頭。在具有IOkV的最大MS HV電壓設(shè)置的一個(gè)可能的實(shí)施例中，具有10兆歐姆電阻的限 制電阻器184將電流限制為1mA。這是在設(shè)計(jì)為內(nèi)設(shè)于質(zhì)譜儀中的任何電流限制以外附加 的。
[0039] 在一些實(shí)施例中，除了處理以上所述的故障或錯(cuò)誤情況外，必須越過(guò)隔離級(jí)發(fā)送 電流感測(cè)信號(hào)，基本上生成從浮置感測(cè)電阻器到基于信號(hào)執(zhí)行故障或錯(cuò)誤的控制器的電流 感測(cè)信號(hào)通路。在其他一些實(shí)施例中，電流感測(cè)信號(hào)通路包括諸如放大器192、放大器194、 DC/DC轉(zhuǎn)換器190之類的元件和任何其他此類元件。在某些實(shí)施例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器190包 括內(nèi)置隔離模擬通道，所述隔離模擬通道將電流感測(cè)信號(hào)從浮置放大器192跨越隔離經(jīng)由 DC/DC轉(zhuǎn)換器190傳輸?shù)较到y(tǒng)接地側(cè)上的放大器194。在一些實(shí)施例中，這種模擬通道包括 用于向電路的隔離側(cè)和接地側(cè)傳輸信號(hào)或從電路的隔離側(cè)和接地側(cè)傳輸信號(hào)的獨(dú)立的"模 擬向上"和"模擬向下"通道。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，此類向上和向下通道容納0-10V的 信號(hào)，所述信號(hào)在從DC到4Hz的信號(hào)上有+/-2 %的增益誤差和+/-0. 05 %的線性誤差。在 其他一些實(shí)施例中，諸如無(wú)線通道或光纖通道之類的可選通路用于發(fā)送感測(cè)信號(hào)。
[0040] 電壓限制電阻器184充當(dāng)電流限制電阻器，在失效情況下保護(hù)電流感測(cè)電路 143 (其包括放大器192)和MS高壓電源104這二者?？赏ㄟ^(guò)感測(cè)電阻器182和放大器192 檢測(cè)的此類失效的一個(gè)非限制性例子是在毛細(xì)管電泳操作期間鹽橋的形成。
[0041] 在一些實(shí)施例中，與電壓限制電阻器184-起，感測(cè)電阻器182和放大器192是檢 測(cè)泄漏電流的電流感測(cè)電路的一部分。然而在標(biāo)準(zhǔn)的CE ESI-MS系統(tǒng)中，基于視覺或數(shù)據(jù) 的樣品分離失效或數(shù)據(jù)中的一些其他明顯的系統(tǒng)失效可為系統(tǒng)失效的第一信號(hào)，如果檢測(cè) 出失效狀況，則電流感測(cè)電路的使用提供反饋以自動(dòng)地關(guān)閉操作。如上所述的鹽橋失效是 失效的非限制性例子，所述失效可使用電流感測(cè)電路的一些實(shí)施例進(jìn)行檢測(cè)。
[0042] 如果發(fā)生泄漏，電壓限制電阻器184兩端的電壓（其具有高值）可防止對(duì)于放大 器192和連接于電流感測(cè)輸入端子178的（非隔離、非浮置）質(zhì)譜儀ESI高壓電源104的 損壞，因?yàn)榇蟛糠蛛妷簳?huì)出現(xiàn)在該電壓限制電阻器184的兩端。高值電壓限制電阻器184 的一個(gè)非限制性可能例子是具有200兆歐姆的值的電阻器。DC/DC轉(zhuǎn)換器190在功能上并 行于電流感測(cè)電阻器182、電壓限制電阻器184和（非隔離、非浮置）MS高壓電源104。在 某些實(shí)施例中，為了避免對(duì)系統(tǒng)的損壞，DC/DC電源轉(zhuǎn)換器190被設(shè)計(jì)成可承受CE分離毛 細(xì)管和電噴霧電壓的總和。
[0043] 在某些實(shí)施例中，分離電流在CE-MS模式中為大約1 μ A。在此類實(shí)施例中，返回 電流信號(hào)可為0-10V其體現(xiàn)為0-30 μ A的電流。具有IOV的上限，33. 2千歐姆感測(cè)電阻器 182給出了 30. 1 μ A/V的分辨率。
[0044] 如上針對(duì)電源額定值所述，電壓限制電阻器184和感測(cè)電阻器182的電阻器值不 限于那些示例性用途的特定值。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例所述的電流感測(cè)電阻器包 括啟用電流感測(cè)功能并允許所述系統(tǒng)運(yùn)行的任何值。在一個(gè)實(shí)施例中，電流感測(cè)電阻器包 括具有從7千歐姆到503千歐姆額定值的電阻器。
[0045] 在各種可選實(shí)施例中，電壓限制電阻器184可被選擇為具有在1-200兆歐姆范圍 內(nèi)的電阻。在各種可選實(shí)施例中，電阻可在1-100兆歐姆范圍內(nèi)、1-50兆歐姆范圍內(nèi)或1-20 兆歐姆范圍內(nèi)。此類限制電阻器可經(jīng)選擇以優(yōu)化電壓限制電阻器的用電量和靈敏度，并且 可經(jīng)匹配以補(bǔ)償在特定系統(tǒng)中其他所選擇的值。
[0046] 在另外的各種可選實(shí)施例中，感測(cè)電阻器182可被選擇為具有在1-300千歐姆范 圍內(nèi)的電阻。在各種可選實(shí)施例中，電阻可在優(yōu)選的1-100千歐姆的范圍內(nèi)、更優(yōu)選的1-50 千歐姆的范圍內(nèi)或還更優(yōu)選的1-40千歐姆的范圍內(nèi)?？蓪?shí)施各種實(shí)施例以選擇用于在電 流感測(cè)電路中感測(cè)的特定靈敏度，其中通過(guò)感測(cè)電阻器的選擇來(lái)調(diào)節(jié)感測(cè)電路中的電流和 /或電壓值。
[0047] 在各種可選實(shí)施例中，作為CE ESI-MS系統(tǒng)100的一部分的電纜電阻器可被選擇 為具有在1-100兆歐姆范圍內(nèi)的電阻。在各種可選實(shí)施例中，電阻可在優(yōu)選的1-50兆歐姆 的范圍內(nèi)或在更優(yōu)選的1-20兆歐姆的范圍內(nèi)。
[0048] 在另外的各種可選實(shí)施例中，電壓保護(hù)裝置186可被選擇為具有小于IOOpA的 泄漏電流額定值，其具有IO-HkV的高壓保護(hù)額定值。在各種可選實(shí)施例中，額定值可在 10-12kV的優(yōu)選范圍內(nèi)。
[0049] 在另外的各種可選實(shí)施例中，MS高壓電源104可提供O-IOkV的電壓。在另外的 各種可選實(shí)施例中，CE高壓電源102可提供0-60kV的電壓。在各種可選實(shí)施例中，額定值 可在0-40kV范圍內(nèi)、0-35kV范圍內(nèi)或0-30kV范圍內(nèi)。
[0050] 另外，在各種其他可選實(shí)施例中，可選擇使系統(tǒng)根據(jù)本文提出的發(fā)明運(yùn)行的任何 值，并且以上所述的各種實(shí)施例可被選擇成可針對(duì)CE高壓電源兩端和MS高壓電源兩端的 特定電壓值進(jìn)行優(yōu)化，所述優(yōu)化使用對(duì)特定系統(tǒng)設(shè)定的優(yōu)化電流感測(cè)電路，從而實(shí)現(xiàn)在故 障檢測(cè)電路中靈敏度、可靠性和用電量之間的權(quán)衡。因此，第一個(gè)實(shí)施例可使用更大的功率 并作為與更高靈敏度的交換而具有更高的錯(cuò)誤率，而其他的實(shí)施例可對(duì)具有如本文所述的 故障檢測(cè)的系統(tǒng)的其他特性劃分優(yōu)先級(jí)。
[0051] 另外，一些可選實(shí)施例使用可選的電流感測(cè)電路形式。電流感測(cè)電路的另外的例 子包括霍爾效應(yīng)傳感器和羅戈夫斯基線圈傳感器。
[0052] 在一些實(shí)施例中，其中CE電源是雙極性的，使得CE電流可在兩個(gè)方向中流過(guò)感測(cè) 電阻器182,放大器192為絕對(duì)值放大器以適應(yīng)雙極性運(yùn)行。在一些可選實(shí)施例中，放大器 192包括組合的多個(gè)放大器或緩沖器，如作為非限制性例子，在緩沖放大器之后有絕對(duì)值放 大器。
[0053] 放大器194包括在本發(fā)明的一些但不是全部的實(shí)施例中。放大器194為緩沖放大 器以有助于將感測(cè)信號(hào)從感測(cè)電阻器182輸出到控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)選自CE控制器110、 MS控制器160、控制功能部件（如嵌入式微控制器）或它們的組合。
[0054] 另一些可選實(shí)施例使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或光纖或用于感測(cè)信號(hào)的其他信 號(hào)通路。在一個(gè)可能的可選實(shí)施例中，壓頻轉(zhuǎn)換器和頻壓轉(zhuǎn)換器用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字流 和從數(shù)字流轉(zhuǎn)換為信號(hào)，并且光纖用于將電流感測(cè)信號(hào)從系統(tǒng)的隔離側(cè)傳輸?shù)诫娏鞲袦y(cè)電 路的接地側(cè)，然后輸出到控制系統(tǒng)。
[0055] 在一些實(shí)施例中，CE控制器110、MS控制器160或兩者都是獨(dú)立的計(jì)算裝置或任 何其他的合格裝置，如圖4進(jìn)一步所述。在一些另外的實(shí)施例中，控制器運(yùn)行以管理系統(tǒng)中 任何組件的運(yùn)行、接收和分析來(lái)自系統(tǒng)任何部分的數(shù)據(jù)以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部件的出錯(cuò)。具體地， 在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制器被配置為接收來(lái)自電流感測(cè)輸出（如用于識(shí)別系統(tǒng)中 故障的電流感測(cè)傳感器輸出198)的電流感測(cè)信號(hào)。另外，在各種實(shí)施例中，CE控制器110 和MS控制器160與它們相應(yīng)的分析系統(tǒng)結(jié)合，使得CE控制器110與CE分析系統(tǒng)130結(jié) 合、MS控制器與質(zhì)譜儀150結(jié)合或兩者都結(jié)合。另外，在某些實(shí)施例中，上述組件的任一者 與任何其他組件結(jié)合。
[0056] 某些實(shí)施例包括補(bǔ)償偏移和誤差的附加元件。這些實(shí)施例中的一些通過(guò)在控制 器（如CE控制器110或MS控制器160)中的計(jì)算實(shí)現(xiàn)偏移，或者在硬件中或使用嵌入系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)偏移。作為非限制性例子，在一個(gè)可能的實(shí)施例中，在DC/DC轉(zhuǎn)換器的模擬通道中的 10-16mV的偏移造成0. 3到0. 48 μ A的偏移。在一些實(shí)施例中，在控制器計(jì)算或其他讀數(shù)和 錯(cuò)誤報(bào)告調(diào)整中最小化或補(bǔ)償此類誤差。
[0057] 另外，在一些實(shí)施例中，在MS入口 153處將MS ESI HV電壓電源104連接于毛細(xì) 管連接部引起電流流過(guò)導(dǎo)電流體毛細(xì)管。在一些另外的一些實(shí)施例中，返回電流信號(hào)有其 自身專用的到系統(tǒng)板的輸入，所以通過(guò)導(dǎo)電流體毛細(xì)管的電流獨(dú)立于系統(tǒng)的其他元件和電 流測(cè)量。自該導(dǎo)電流體電流的絕大部分由MS高壓電源104感應(yīng)產(chǎn)生以后，它還通過(guò)電流感 測(cè)電路143。在本發(fā)明的實(shí)施例中，因此在系統(tǒng)板中測(cè)量此電流并且從電流感測(cè)電路的電流 的值中減去此感應(yīng)電流的值以提供正確的泄漏電流讀數(shù)。在一些可選實(shí)施例中，通過(guò)將返 回電極從系統(tǒng)移除并且補(bǔ)償替代的電氣結(jié)構(gòu)而消除此感應(yīng)電流。
[0058] 此外，在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)被實(shí)施為可自動(dòng)地標(biāo)記誤差。例如，在一個(gè)實(shí)施 例中，CE控制器110耦接于電流感測(cè)傳感器輸出198以接收電流感測(cè)信號(hào)。噪聲或其他各 種錯(cuò)誤可引起電流感測(cè)傳感器輸出198的個(gè)別讀數(shù)由于通過(guò)感測(cè)電阻器182的電流中的預(yù) 期峰值而有誤差。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，CE控制器110記錄高于閾值的讀數(shù)并且在沒有 生成錯(cuò)誤消息的情況下標(biāo)記讀數(shù)。在某些實(shí)施例中，每當(dāng)讀數(shù)高于閾值時(shí)，就會(huì)設(shè)定另外的 標(biāo)記，而每當(dāng)讀數(shù)在可接受閾值之內(nèi)時(shí)，標(biāo)記就會(huì)被移到最小的零標(biāo)記。在一些實(shí)施例中， 當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到一定量的標(biāo)記而達(dá)到錯(cuò)誤標(biāo)記數(shù)時(shí)，就會(huì)生成錯(cuò)誤消息或?qū)嵤┳詣?dòng)停機(jī)。因此， 此類系統(tǒng)避免了在維持系統(tǒng)保護(hù)時(shí)由通過(guò)感測(cè)電阻器182或系統(tǒng)中任何其他地方的噪聲 引起的不必要的假錯(cuò)誤或假停機(jī)。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，將〇. 4微安的偏移整合進(jìn)系統(tǒng) 以適應(yīng)硬件錯(cuò)誤。在另外的可能實(shí)施例中，傳送電流減去返回電流、感測(cè)電流和偏移電流得 到3微安的閾值，其中高于該閾值的讀數(shù)生成標(biāo)記而低于該閾值的讀數(shù)移除標(biāo)記。
[0059] 另外，各種實(shí)施例使用浮置控制，所述浮置控制與底板接地隔開但是維持跨越電 隔離通信鏈路與CE分析系統(tǒng)的連接。在各種實(shí)施例中，通信鏈路包括無(wú)線通信鏈路。作為 另外一種選擇，在一些實(shí)施例中，通信鏈路包括光通信鏈路，諸如經(jīng)由光纖的鏈路。光纖通 信鏈路提供高電阻性的有益效果并因此能夠在HV CE電源的隔離實(shí)施例浮置在大電壓之上 時(shí)跨越隔離運(yùn)行。在一些實(shí)施例中，具有足夠的隔離額定值的光耦合裝置直接用于傳遞數(shù) 字輸入和數(shù)字輸出。因?yàn)殡娫磫卧ㄈ鏑E電源）很多情況下要求模擬輸入控制，但是光耦 合對(duì)大多數(shù)此類的控制沒有直接的功能，因此在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，首先將模擬信號(hào) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖流，將其路由通過(guò)用于任何數(shù)字信號(hào)的相同光耦合裝置，然后重建回模擬 信號(hào)。
[0060] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)可選實(shí)施例的CE ESI-MS系統(tǒng)的可選配置。圖2示 出的系統(tǒng)中，將MS高壓電源204的高壓輸出施加于MS檢測(cè)板252。在此類接地CE ESI-MS 系統(tǒng)200中以及在沒有電流檢測(cè)電路的實(shí)施例中，泄漏電流可能很難檢測(cè)或可能只在高誤 差幅度時(shí)可檢測(cè)到，因?yàn)樾孤╇娏鬟B同通過(guò)旁路CE高壓電源中的返回電流端子而輸送到 CE分離毛細(xì)管的電流一起返回CE高壓電源。輸送到CE "分離毛細(xì)管"的電流將不會(huì)通過(guò) 其返回端子返回CE高壓電源（示出為CE HV返回）；相反其通過(guò)系統(tǒng)接地270返回。泄漏 電流將旁路掉其他電路系統(tǒng)、毛細(xì)管和電源等所有這些并通過(guò)接地的連接部返回CE高壓 電源。為了感測(cè)流經(jīng)分離毛細(xì)管242的電流，在毛細(xì)管連接部251和系統(tǒng)接地270之間插 入在一些實(shí)施例中具有大約500千歐姆的值的電流感測(cè)電阻器。分離毛細(xì)管242 (也稱為 樣品毛細(xì)管）在一些實(shí)施例中是對(duì)無(wú)鞘ESI有用的高靈敏度的多孔噴霧毛細(xì)管（HSPS毛細(xì) 管）。
[0061] 跨越電流感測(cè)電阻器的電壓然后代表通過(guò)（非隔離、非浮置）MS高壓電源204輸 送的電噴霧電離電流和通過(guò)CE高壓電源202輸送的通過(guò)分離毛細(xì)管242的電流的總和。放 大器測(cè)量該電壓，并且如果電源極性反轉(zhuǎn)，絕對(duì)值放大器確保信號(hào)可讀。
[0062] 與圖1的浮置實(shí)施例相比，因?yàn)楦袦y(cè)電阻器或任何其他電路接地，所以無(wú)需隔離 元件（如DC/DC轉(zhuǎn)換器）在本發(fā)明的一些實(shí)施例中提供隔離。在某些實(shí)施例中，CE分析系 統(tǒng)和電流感測(cè)電路包括處理如上所述的隔離的元件，在更多的實(shí)施例中，這些元件在適用 于非隔離實(shí)施例（如圖2所示的一個(gè)實(shí)施例）的配置中額外地運(yùn)行。
[0063] 因此，在某些實(shí)施例中，CE分析系統(tǒng)130和電流感測(cè)電路143最初耦接于第一質(zhì) 譜儀150,所述第一質(zhì)譜儀150具有浮置在MS高壓電源104上的電流感測(cè)電路143,如圖 1A-1B所示。該系統(tǒng)然后可被重新配置成具有CE分析系統(tǒng)130和電流感測(cè)電路243,所述 電流感測(cè)電路243耦接于具有第二MS高壓電源204的第二質(zhì)譜儀，其中電流感測(cè)電路243 在非浮置配置中耦接于MS高壓電源204。該系統(tǒng)從而可允許單個(gè)CE系統(tǒng)（如Beckman PA 800plus毛細(xì)管電泳系統(tǒng)）與不同類型的MS系統(tǒng)（如在非浮置電流感測(cè)配置中的Bruker 型質(zhì)譜儀和在浮置電流感測(cè)配置中的非Bruker型質(zhì)譜儀）整合。非Bruker型質(zhì)譜儀的非 限制性例子包括 Thermo MS、AB-Sciex MS 或 Waters MS。
[0064] 在某些實(shí)施例中，來(lái)自CE高壓電源102和MS高壓電源104的高電壓產(chǎn)生大量的 熱量。在各種可選實(shí)施例中，為了散熱，圍繞分離毛細(xì)管142和導(dǎo)電流體毛細(xì)管144布置冷 卻劑管。在某些此類實(shí)施例中，冷卻劑管將冷卻劑運(yùn)送至具有螺紋通過(guò)冷卻劑管的毛細(xì)管 的噴霧器殼體，使得冷卻劑管和通過(guò)該管運(yùn)送的冷卻劑包圍毛細(xì)管。
[0065] 圖3示出使用改進(jìn)的CE系統(tǒng)的一個(gè)可能的方法，所述改進(jìn)的CE系統(tǒng)具有根據(jù)本 發(fā)明的錯(cuò)誤檢測(cè)。在S302中，測(cè)量在CE高壓電源例如CE高壓電源102處的輸出。在S304 中，測(cè)量在CE高壓返回輸入124處的返回電流。在S306中，測(cè)量來(lái)自電流感測(cè)電路143的 感測(cè)電流。在一些實(shí)施例中，該測(cè)量來(lái)自于從感測(cè)電阻器182到放大器192到DC/DC轉(zhuǎn)換 器190到放大器194到電流感測(cè)傳感器輸出198到CE控制器110的電流感測(cè)信號(hào)通路，或 在各種可選實(shí)施例中通過(guò)任何其他方法進(jìn)行。
[0066] 在S308中，識(shí)別與系統(tǒng)硬件或軟件錯(cuò)誤有關(guān)的任何偏移或誤差。在一些實(shí)施例 中，這不過(guò)是存儲(chǔ)在CE控制器110中的記錄值或?yàn)闇y(cè)量值。在某些實(shí)施例中，這種偏移包 括由于通過(guò)如以上所述將MS高壓電源連接于毛細(xì)管連接部引起的感應(yīng)返回電流信號(hào)。
[0067] 在S310中，通過(guò)從CE高壓電源輸出122的輸出傳送電流中減去返回電流、感測(cè)電 流和偏移電流來(lái)計(jì)算泄漏電流。然后CE控制器110實(shí)施各種方法來(lái)根據(jù)所計(jì)算的泄漏電 流來(lái)確定錯(cuò)誤。最后，在S314中，重新配置該系統(tǒng)，同時(shí)僅僅通過(guò)連接新的質(zhì)譜儀取代之前 的質(zhì)譜儀來(lái)維持改善的電流或泄漏檢測(cè)的有益效果。這使得CE系統(tǒng)能夠在維持與電流感 測(cè)電路相關(guān)的改進(jìn)的錯(cuò)誤檢測(cè)功能的同時(shí)單獨(dú)地與具有不同的結(jié)構(gòu)、輸入和系統(tǒng)值的多個(gè) 質(zhì)譜儀接口。
[0068] 在各種實(shí)施例中，當(dāng)連接新的MS系統(tǒng)時(shí)作為步驟S316的一部分自動(dòng)調(diào)節(jié)或補(bǔ)償 偏移值。另外，在一些實(shí)施例中，本文所述的任何系統(tǒng)與另外的接口功能諸如電噴霧適配器 模塊和軟件配置結(jié)合，從而使CE系統(tǒng)能夠通過(guò)在MS入口 153和MS電源端子處的連接部連 接于不同質(zhì)譜儀系統(tǒng)。
[0069] 圖4提供了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400在一些 實(shí)施例中與改進(jìn)的CE-ESI-MS系統(tǒng)的方面（如本文所述）和/或功能（例如作為圖1的毛 細(xì)管電泳控制器110、質(zhì)譜儀控制器160、CE分析系統(tǒng)130、電源102或質(zhì)譜儀150的各部 分）結(jié)合使用。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400被視為可用于要求控制或電子通信的任 何組件的可能實(shí)施例中。應(yīng)當(dāng)指出，圖4僅意在給出各種組件的一般舉例，視情況可使用其 中的任何或所有組件。圖4因此廣義地示出如何在各種實(shí)施例中以相對(duì)獨(dú)立或相對(duì)更綜合 的方式提供各個(gè)系統(tǒng)單元。
[0070] 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400被示出為包括一些硬件單元，所述硬件單元在某些實(shí)施例中經(jīng)由 總線405(或可視情況以其他方式通信）電連接。在一些實(shí)施例中，硬件單元包括一個(gè)或多 個(gè)處理器410，所述處理器410包括但不限于一個(gè)或多個(gè)通用處理器和/或一個(gè)或多個(gè)專用 處理器（如數(shù)字信號(hào)處理芯片、圖形加速芯片和/或此類器件）；在一些實(shí)施例中的一個(gè)或 多個(gè)輸入設(shè)備415,包括但不限于鼠標(biāo)、鍵盤和/或此類器件；在一些實(shí)施例中的一個(gè)或多 個(gè)輸出設(shè)備420,包括但不限于顯示裝置、打印機(jī)和/或此類器件。
[0071] 在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400還包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備425 (和/或與一個(gè) 或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備425通信），所述存儲(chǔ)設(shè)備425在某些實(shí)施例中包括但不限于本地和/或網(wǎng) 絡(luò)可訪問存儲(chǔ)設(shè)備和/或在一些實(shí)施例中包括但不限于磁盤驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器陣列、光存儲(chǔ) 設(shè)備、固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備（如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（"RAM"）和/或只讀存儲(chǔ)器（"R0M"）），其在一 些另外的實(shí)施例中是可編程的、可閃存更新的和/或此類的器件。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)400還包括通信子系統(tǒng)430,其在另外的實(shí)施例中包括但不限于調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡（無(wú) 線或有線）、紅外通信設(shè)備、無(wú)線通信設(shè)備和/或芯片組（如Bluetootf設(shè)備、802. 11設(shè)備、 WiFi設(shè)備、WiMax設(shè)備、蜂窩通信設(shè)施等）和/或此類器件。在某些實(shí)施例中，通信子系統(tǒng) 430允許數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)（如作為非限制性例子的下述網(wǎng)絡(luò)）和/或本文所述的任何其他設(shè)備 交換。在許多實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400將還包括工作存儲(chǔ)器或輔助存儲(chǔ)器系統(tǒng)，所述工作 或輔助存儲(chǔ)器系統(tǒng)在一些實(shí)施例中包括如上所述的RAM或ROM器件。
[0072] 存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400在一些實(shí)施例中還包括軟件單元，所述軟件單元包括本發(fā) 明的計(jì)算機(jī)程序，和/或被設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)施本發(fā)明的方法和/或配置本發(fā)明的系統(tǒng)，如上所述。 僅僅作為非限制性例子，在某些實(shí)施例中，結(jié)合以上所述的方法描述的一個(gè)或多個(gè)程序?qū)?施為通過(guò)計(jì)算機(jī)（和/或計(jì)算機(jī)內(nèi)的處理器）執(zhí)行的代碼和/或指令。在一些實(shí)施例中， 一組這些指令和/或代碼存儲(chǔ)在非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，如上述存儲(chǔ)設(shè)備上。在一些 實(shí)施例中，存儲(chǔ)介質(zhì)被結(jié)合在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。在其他一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)介質(zhì)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng) (即可移動(dòng)介質(zhì)，如光盤等）分離和/或在安裝包中提供，使得存儲(chǔ)介質(zhì)被用來(lái)對(duì)其上存儲(chǔ) 有指令/代碼的通用計(jì)算機(jī)編程。在一些實(shí)施例中，這些指令表現(xiàn)為可通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí) 行的可執(zhí)行代碼的形式和/或表現(xiàn)為源代碼和/或可安裝代碼的形式，所述可安裝代碼在 編譯和/或安裝在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（如使用多種常用編譯器、安裝程序、壓縮/解壓工具等的任 何一種）上后表現(xiàn)為可執(zhí)行代碼的形式。
[0073] 對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見的是，可根據(jù)特定要求進(jìn)行實(shí)際改型。例如， 在一些實(shí)施例中，也使用定制的硬件和/或在硬件、軟件（包括便攜式軟件，如小應(yīng)用程序 等）或兩者中實(shí)現(xiàn)特定的單元。在更多的實(shí)施例中，使用對(duì)于其他計(jì)算設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)輸入 /輸出設(shè)備）的連接。
[0074] 如本文所用的術(shù)語(yǔ)"機(jī)器可讀介質(zhì)"和"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"是指任何參與提供使機(jī) 器以特定方式運(yùn)行的數(shù)據(jù)的介質(zhì)。在使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400實(shí)施的一些實(shí)施例中，各種機(jī)器 可讀介質(zhì)涉及提供指令/代碼到處理器410以供執(zhí)行和/或用來(lái)存儲(chǔ)和/或傳遞此類指令 /代碼（例如作為信號(hào)）。在許多具體實(shí)施中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是物理的和/或有形的存儲(chǔ) 介質(zhì)。此類介質(zhì)可表現(xiàn)為許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。 非易失性介質(zhì)包括作為非限制性例子的光盤或磁盤，如存儲(chǔ)設(shè)備425。易失性介質(zhì)包括但不 限于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，如工作存儲(chǔ)器。傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、銅線和光纖、天線，其包括構(gòu)成總 線405的電線以及通信子系統(tǒng)430的各種組件（和/或所述通信子系統(tǒng)430通過(guò)其與其他 設(shè)備通信的介質(zhì)）。從而，在一些實(shí)施例中，傳輸介質(zhì)也采用波（包括但不限于無(wú)線電波、聲 波和/或光波，如在無(wú)線電波和紅外數(shù)據(jù)通信期間生成的那些）的形式。
[0075] 在某些實(shí)施例中，機(jī)器可讀介質(zhì)的各種形式涉及將一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè) 序列傳遞到處理器410以供執(zhí)行。僅僅作為非限制性例子，指令在一些實(shí)施例中最初裝載 于遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的磁盤和/或光盤上。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)將指令加載到其動(dòng)態(tài)存 儲(chǔ)器中并將指令作為信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸介質(zhì)發(fā)送以被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400接收和/或執(zhí)行。根據(jù)本 發(fā)明的各種實(shí)施例，這些信號(hào)（在一些實(shí)施例中為電磁信號(hào)、聲信號(hào)、光信號(hào)和/或諸如此 類的形式）全都是指令被編碼在其上的載波例的信號(hào)。
[0076] 通信子系統(tǒng)430 (和/或它們的組件）一般會(huì)接收信號(hào)，然后在一些實(shí)施例中總線 405傳送這些信號(hào)（和/或由這些信號(hào)承載的數(shù)據(jù)、指令等，處理器405執(zhí)行所述指令）。
[0077] 如本文所述的毛細(xì)管電泳本質(zhì)上為低流速分離技術(shù)，并且包括但不限于毛細(xì)管區(qū) 帶電泳（CZE ;又名自由溶液CE [FSCE])、毛細(xì)管凝膠電泳（CGE)、毛細(xì)管等電聚焦（CIEF)、等 速電泳（ITP)、電動(dòng)色譜法（EKC)、膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜法（MECC或MEKC)、微乳電動(dòng)色譜法 (MEEKC)、非水毛細(xì)管電泳（NACE)、毛細(xì)管電色譜（CEC)。
[0078] 本文的發(fā)明的使用包括但不限于表征治療性蛋白質(zhì)；鑒定組成特定蛋白質(zhì)組的蛋 白質(zhì)；表征翻譯后修飾；研究與特定條件相關(guān)的代謝指紋；以及量化藥物和其在微小的或 復(fù)雜的樣品基質(zhì)中的代謝物。
[0079] 雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施例展開描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員要認(rèn)識(shí)到許多 修改形式也是可行的。例如，可使用硬件組件、軟件組件和/或它們的任何組合來(lái)實(shí)施本文 所述的方法和過(guò)程。另外，雖然為了便于描述本文所述的各種方法和過(guò)程結(jié)合特定結(jié)構(gòu)性 和/或功能性組件進(jìn)行描述，但是本發(fā)明的方法不限于任何特定結(jié)構(gòu)性和/或功能性架構(gòu)， 而是相反地在一些實(shí)施例中在任何合適的構(gòu)型上實(shí)施。相似地，雖然把各種功能歸因于某 些系統(tǒng)組件，但是除非上下文另有規(guī)定，否則在一些實(shí)施例中，該功能根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí) 施例分配在各種其他系統(tǒng)組件中。
[0080] 如上所述，潛在應(yīng)用包括使用CE分析蛋白復(fù)合物、蛋白質(zhì)、肽、多糖或藥物/代謝 物；以及使用MS表征/鑒定分離的分子。另外，本文的發(fā)明在一些實(shí)施例與以下方法結(jié)合 使用：分子分析、蛋白質(zhì)分析、碳水化合物分析、糖蛋白分析、小分子分析、手性分析、離子 分析、藥物分析和遺傳分析、DNA測(cè)序、基因分型、單核苷酸多態(tài)性（SNP)分析、短串聯(lián)重復(fù) (STR)分析、DNA指紋分析、核酸分析、基因型分析、寡核苷酸純度分析、質(zhì)粒分析、單鏈構(gòu)象 多態(tài)性（SSCP)分析和通過(guò)直接雜交分析的量化。另外，該列表并非窮舉性的并且不是限制 性的，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到根據(jù)本文所述的發(fā)明的各種實(shí)施例的另外的潛 在用途。
[0081] 此外，雖然為了便于描述包括在本文所述的方法和過(guò)程中的程序以特定次序進(jìn)行 描述，但是除非上下文另有規(guī)定，否則各種程序可根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例而被重新排序、 添加和/或省略。此外，在一些實(shí)施例中相對(duì)于一種方法或過(guò)程描述的程序可被結(jié)合到其 他所述方法或過(guò)程內(nèi)；同樣，在一些實(shí)施例中根據(jù)特定的結(jié)構(gòu)性架構(gòu)和/或相對(duì)于一個(gè)系 統(tǒng)描述的系統(tǒng)組件，以可選的結(jié)構(gòu)性架構(gòu)被組織和/或結(jié)合到其他所描述系統(tǒng)內(nèi)。從而，雖 然為了便于描述和示出示例性特征，用或不用某些特征來(lái)描述各種實(shí)施例，但是除非上下 文另有規(guī)定，否則相對(duì)于具體實(shí)施例，本文所述的各種組件和/或特征在被替換、添加和/ 或從其他所述的實(shí)施例中扣除的某些實(shí)施例中。因此，盡管本發(fā)明已相對(duì)于示例性實(shí)施例 進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明旨在覆蓋在以下權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有修改形式和 等價(jià)形式。
【權(quán)利要求】
1. 一種與電噴霧電離質(zhì)譜系統(tǒng)結(jié)合使用的毛細(xì)管電泳系統(tǒng)，包括： 具有輸出和輸入的毛細(xì)管電泳（CE)高壓電源； 連接于電流感測(cè)電路的高壓輸入的質(zhì)譜（MS)電源；以及 連接于MS電源端子的電流感測(cè)電路，使得所述MS電源端子經(jīng)由所述電流感測(cè)電路、導(dǎo) 電流體毛細(xì)管和返回電極電連接于所述CE高壓電源的輸入，并且其中所述MS電源端子還 經(jīng)由所述電流感測(cè)電路、分離毛細(xì)管和入口電極電連接于所述CE高壓電源的輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電流感測(cè)電路包括耦接于絕對(duì)值放大器的感 測(cè)電阻器和緩沖放大器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電流感測(cè)電路還包括耦接于所述絕對(duì)值放大 器并且給所述緩沖放大器和絕對(duì)值放大器供電的DC/DC轉(zhuǎn)換器； 其中所述電流感測(cè)電路的隔離側(cè)浮置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括從系統(tǒng)接地耦接于所述電流感測(cè)電路的浮置接 地的電壓保護(hù)裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述電壓保護(hù)裝置包括氣體放電管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括從所述感測(cè)電阻器到控制器的電流感測(cè)信號(hào)通 路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述控制器為CE分析系統(tǒng)的微處理器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述電流感測(cè)信號(hào)通路包括耦接于所述緩沖放大 器的所述感測(cè)電阻器、所述絕對(duì)值放大器、隔離通信通路和電流感測(cè)輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述隔離通信通路是通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器的模擬通 道，所述模擬通道向所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的隔離側(cè)和接地側(cè)傳輸模擬信號(hào)并且從所述DC/DC 轉(zhuǎn)換器的隔離側(cè)和接地側(cè)傳輸模擬信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述隔離通信通路包括無(wú)線信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括經(jīng)由毛細(xì)管連接部耦接于所述電流感測(cè)電路 并且耦接于所述返回電極的導(dǎo)電流體電流傳感器，其中導(dǎo)電流體電流信號(hào)與電流感測(cè)信號(hào) 偏移而產(chǎn)生泄漏信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述CE高壓電源還包括在所述CE高壓電源的 輸入處的CE返回電流檢測(cè)器，并且其中所述CE輸入電流檢測(cè)器產(chǎn)生返回電流信號(hào)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述CE高壓電源還包括在所述CE高壓電源的 輸出處的CE輸出電流檢測(cè)器，其中所述CE輸出電流檢測(cè)器產(chǎn)生傳送電流信號(hào)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括與系統(tǒng)誤差有關(guān)的偏移電流信 號(hào)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述控制器通過(guò)從所述傳送電流信號(hào)中減去所 述返回電流信號(hào)、所述電流感測(cè)信號(hào)和所述偏移電流信號(hào)而計(jì)算出泄漏電流。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中如果所述泄漏電流超出預(yù)定閾值，則所述控制 器產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)高于所述預(yù)定閾值的泄漏電流讀數(shù)的數(shù)量超 出低于所述預(yù)定閾值的泄漏電流讀數(shù)的數(shù)量達(dá)到錯(cuò)誤標(biāo)記數(shù)的讀數(shù)數(shù)量時(shí)，所述控制器啟 動(dòng)自動(dòng)系統(tǒng)停機(jī)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述電流感測(cè)電路包括霍爾效應(yīng)傳感器、羅戈 夫斯基線圈傳感器或它們的組合。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中電流感測(cè)輸入端子直接連接于系統(tǒng)接地。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電流感測(cè)電路還包括從感測(cè)電阻器連接到 電噴霧端子或毛細(xì)管連接部的限制電阻器。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述限制電阻器包括選自以下的值：從1兆歐 姆到200兆歐姆（包括1兆歐姆和200兆歐姆）的電阻值、從1兆歐姆到100兆歐姆（包 括1兆歐姆和100兆歐姆）的電阻值、從1兆歐姆到50兆歐姆（包括1兆歐姆和50兆歐 姆）的電阻值、和從1兆歐姆到20兆歐姆（包括1兆歐姆和20兆歐姆）的電阻值。
22. 毛細(xì)管電泳電噴霧電離質(zhì)譜（CE-ESI-MS)系統(tǒng)包括： 具有第一輸出、第一返回和第一接地的質(zhì)譜（MS)高壓電源； 具有第二輸出、第二返回和第二接地的毛細(xì)管電泳（CE)高壓電源，所述第二接地包括 與所述第一接地的連接； MS電通路，其提供從所述第一輸出經(jīng)由MS負(fù)載到所述第一接地的所述MS高壓電源第 一返回； CE電通路，其提供從所述第二輸出經(jīng)由分離毛細(xì)管到所述第二接地的所述CE高壓電 源第二返回，其中所述分離毛細(xì)管的電阻性電通路連接于所述第一輸入，并且其中所述第 一輸出經(jīng)由所述分離毛細(xì)管電連接于所述第二返回；以及 經(jīng)由毛細(xì)管連接部耦接于所述第一輸出和所述分離毛細(xì)管的電流感測(cè)電路。
23. -種運(yùn)行毛細(xì)管電泳電噴霧電離質(zhì)譜系統(tǒng)的方法，包括： 在所述MS DC高壓電源的輸出處測(cè)量從電噴霧端子到質(zhì)譜（MS) DC高壓電源的電流；和 當(dāng)計(jì)算出的泄漏電流超出閾值時(shí)產(chǎn)生故障錯(cuò)誤。
24. -種方法，包括： 測(cè)量在毛細(xì)管電泳（CE)電源的輸出處的傳送電流、測(cè)量在所述CE電源的返回處的返 回電流、識(shí)別與系統(tǒng)誤差有關(guān)的偏移電流，以及測(cè)量在MS高壓電源的輸出處的電流感測(cè)電 路處的感測(cè)電流；以及 通過(guò)從所述傳送電流中減去所述返回電流、所述感測(cè)電流和所述偏移電流來(lái)確定泄漏 電流。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK104335322SQ201380028845
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】彼得·S·高圖斯基, 蘇尼爾·S·黛利瓦拉, 斯蒂芬·A·弗賴伊 申請(qǐng)人:貝克曼考爾特公司