尖端填充式电喷雾发射器的制作方法

1.本公开涉及质谱法，并且更具体地涉及一种用于质谱仪的尖端填充式(packed tip)电喷雾电离(esi)发射器。


背景技术：

2.生物质谱法的当前焦点是肽、蛋白质和相关分子的标识、定量和结构阐明。在自下而上的蛋白质组学实验的背景下，对蛋白质进行蛋白水解消化以分解成肽片段，然后将所述肽片段在引入到质谱仪的离子源中之前通常用液相色谱(lc)进行分离。通常，用于蛋白质组学实验的离子源实施电喷雾电离(esi)以对肽进行电离，从而形成可以在质谱仪的组件之间输送的离子。
3.lc柱和esi发射器的物理特性会影响分析性能。例如，lc柱的固定相化学、固定相粒度、直径、长度和柱后死体积会影响色谱的分离效率。对于使用非导电发射器的esi性能，溶液电阻会引起电压降，所述电压降减小了施加到所述发射器的尖端的电压的幅值，从而影响离子的形成。
4.改进lc柱和esi发射器的分析性能的一种技术是将发射器与lc柱的功能性组合到单个组件中，也称为“尖端填充式”设计或发射器使能的毛细管柱。也就是说，lc柱可以包含被拉到尖端以实施发射器的端部，从而产生形成lc柱和发射器的单个结构。由于发射器与lc柱集成在单个结构中，因此柱后死体积(即，在lc柱之后且在检测器之前的体积)减小，由此减小柱后峰加宽。这导致色谱性能的提高或理想状态。
5.然而，因为上述尖端填充式设计包含将lc柱与发射器集成在单个结构中，所以如果lc柱部分或发射器部分不是在适当的规格内制造的，则性能可能降低。由于在单个结构中形成lc柱和发射器两者的制造复杂性增加，还可以降低制造产量。
6.另外，在尖端填充式设计中，电压被施加在lc柱的上游并且通过溶液路径被运送到发射器尖端至发射器的尖端或出口。这会引起电阻增大，因此引起减小发射器尖端处的电压的幅值的电压降。因此，质谱仪的发射器尖端与入口之间的电场强度降低，从而影响离子的形成并且降低esi发射器的分析性能。此外，与所形成的分析离子相反电荷的离子向上游迁移穿过lc柱。这导致不期望的电化学过程，其降低色谱性能。


技术实现要素：

7.本公开中描述的主题的一个创新方面包含一种用于用质谱仪分析样品的设备，所述设备包括：电喷雾电离(esi)发射器，所述esi发射器具有安置在所述esi发射器内的第一粒子；结，所述结与所述发射器耦合；以及液相色谱(lc)柱，所述lc柱与所述结耦合，所述lc柱具有安置在所述lc柱内的第二粒子，所述第一粒子和所述第二粒子是不同类型的粒子。
8.在一些实施方案中，所述第一粒子和所述第二粒子是不同类型的粒子。
9.在一些实施方案中，所述第一粒子和所述第二粒子是相同类型的粒子。
10.在一些实施方案中，安置在所述esi发射器内的所述第一粒子不与安置在所述lc
柱内的所述第二粒子物理接触。
11.在一些实施方案中，所述第一粒子的大小大于所述第二粒子的大小。
12.在一些实施方案中，所述第一粒子是二氧化硅粒子。
13.在一些实施方案中，所述二氧化硅粒子是多孔裸露的熔融二氧化硅粒子。
14.在一些实施方案中，所述第二粒子是c18粒子。
15.在一些实施方案中，所述结是液态金属结。
16.在一些实施方案中，所述设备包含电源，所述电源与所述结电耦合并且被配置成向所述结施加电压以作为所述esi发射器的电极操作。
17.在一些实施方案中，所述第一粒子比所述第二粒子更导电。
18.在一些实施方案中，所述第一粒子是核-壳粒子。
19.本公开中描述的主题的另一个创新方面包含一种操作质谱仪以分析样品的方法，所述方法包括：将所述样品引入到液相色谱(lc)柱，所述lc柱具有安置在所述lc柱内的第一粒子；通过将所述lc柱与电喷雾电离(esi)发射器耦合的结将所述样品从所述lc柱洗脱到所述esi发射器，所述esi发射器具有安置在所述esi发射器内的第二粒子；以及使用所述esi发射器从所述样品中生成离子。
20.在一些实施方案中，所述第二粒子的大小大于所述第一粒子的大小。
21.在一些实施方案中，所述第二粒子是二氧化硅粒子。
22.在一些实施方案中，所述二氧化硅粒子是多孔裸露的熔融二氧化硅粒子。
23.在一些实施方案中，所述第一粒子是c18粒子。
24.在一些实施方案中，所述结是液态金属结。
25.在一些实施方案中，所述方法包含将来自电源的电信号施加到所述结以作为所述esi发射器的阳极操作。
26.在一些实施方案中，所述第一粒子和所述第二粒子是不同类型的粒子。
27.在一些实施方案中，所述第一粒子和所述第二粒子是相同类型的粒子。
28.在一些实施方案中，安置在所述esi发射器内的所述第一粒子不与安置在所述lc柱内的所述第二粒子物理接触。
29.在一些实施方案中，所述第二粒子是核-壳粒子。
30.在一些实施方案中，所述第二粒子比所述第一粒子更导电。
31.本公开中描述的主题的另一个创新方面包含一种设备，所述设备包括：色谱柱，所述色谱柱具有安置在所述色谱柱内的第一粒子；以及电喷雾电离(esi)发射器，所述esi发射器具有安置在所述esi发射器内的第二粒子并且被配置成从所述色谱柱接收样品并且从所述样品中生成离子以进行质量分析。
32.在一些实施方案中，所述第二粒子的大小大于所述第一粒子的大小。
33.在一些实施方案中，所述第一粒子是c18粒子，并且所述第二粒子是多孔裸露的熔融二氧化硅粒子。
34.在一些实施方案中，所述设备包含结，所述结安置在所述色谱柱与所述esi发射器之间，所述结被配置成用作所述esi发射器的电极。
35.在一些实施方案中，所述第一粒子和所述第二粒子是不同类型的粒子。
36.在一些实施方案中，所述第一粒子和所述第二粒子是相同类型的粒子。
37.在一些实施方案中，安置在所述esi发射器内的所述第二粒子不与安置在所述lc柱内的所述第一粒子物理接触。
38.在一些实施方案中，所述第二粒子是核-壳粒子，并且所述第一粒子是c18粒子。
39.本公开中描述的主题的另一个创新方面包含一种设备，所述设备包括：电喷雾电离(esi)发射器；以及安置在所述发射器内的粒子。
40.在一些实施方案中，所述粒子是以下中的一种或两种：核-壳粒子或多孔裸露的熔融二氧化硅粒子。
41.在一些实施方案中，所述设备包含液态金属结，所述液态金属结与所述esi发射器相邻并且用作所述esi发射器的电极。
附图说明
42.图1展示了用于与质谱仪一起使用的尖端填充式发射器的实例。
43.图2展示了安置在色谱柱和尖端填充式发射器的发射器内的粒子的实例。
44.图3展示了用于组装尖端填充式发射器的框图的实例。
45.图4展示了操作尖端填充式发射器的实例。
46.图5a和5b展示了尖端填充式发射器内的电阻的实例。
47.图6展示了可以用于实施实例中的一些实例的电子装置的实例。
48.图7展示了锥形发射器和拉动的尖端发射器的实例。
具体实施方式
49.本公开中描述的材料中的一些材料包含用于质谱仪的电喷雾电离(esi)发射器。在一个实例中，将包含肽的混合物引入到液相色谱(lc)系统中，使得混合物中的不同肽被分离并且引入到质谱仪中用于在不同时间进行分析。在将肽引入到质谱仪中时，使用电喷雾电离(esi)将肽和其它共洗脱物质进行电离，以产生在质谱仪的组件之间输送以进行质量分析的离子。
50.如本公开中稍后描述的，用于esi的尖端填充式发射器可以包含通过柱后液态金属结与发射器耦合的lc柱。也就是说，尖端填充式发射器可以包含发射器结构与lc柱结构的集成，这是通过在柱后液态金属结的相对端上耦合两者以从单独的lc柱和发射器结构形成组件来实现的。因此，lc柱和发射器的离散结构可以单独制造，并且附接以形成单个组件，从而在柱后液态金属结的相对端上提供lc柱和发射器。在发射器退化时，所述发射器也可以被单独替换。这提供了更简单的制造解决方案，并且因此提高了制造产量以及降低了进行实验的成本。
51.由于分离的结构，lc柱和发射器可以填充有不同的粒子。例如，lc柱可以填充有c18粒子以促进改进的lc性能，而发射器可以填充有多孔裸露的熔融二氧化硅粒子以促进lc性能和发射器性能。在填充分离结构之后，可以将尖端填充式发射器和lc柱结构与液态金属结组装在一起。因此，色谱性能可以通过在相应结构中提供适当的粒子来改善。这不同于具有单独的lc柱和发射器的其它装置，所述其它装置通常不包含发射器内的粒子。
52.另外，可以向柱后液态金属结而不是上游(例如，在lc柱的入口处)施加电压，如在其它尖端填充式发射器中一样。这可以提供从柱后液态金属结(作为具有正模式电喷雾电
离的esi源的阳极)到质谱仪的入口(作为阴极)的显著更低的溶液电阻。相反，在其它尖端填充式发射器中，溶液电阻更高，因为在没有柱后液态金属结的情况下，电压施加在整个结构的入口处(即，在lc柱的入口处的上游)。如先前关于其它尖端填充式发射器所讨论的，这导致发射器尖端处的电压更低(可能改变喷雾模式)并且导致lc柱内的平衡离子的迁移，从而分别导致esi和lc的性能降低。因此，可以用柱后液态金属结来减少性能退化。
53.此外，通过利用用于lc柱和发射器的分离结构，可以改变(例如，增加)lc柱的长度而不影响溶液电阻。还可以增大发射器的内径，同时减小发射器的长度，以减小电阻并且改进esi性能。
54.更详细地，图1展示了用于与质谱仪一起使用的尖端填充式发射器的实例。在图1中，尖端填充式发射器165包含色谱柱105、柱后液态金属结110和发射器115。
55.在自下而上的蛋白质组学实验中，对蛋白质进行消化以形成蛋白质或肽的片段。然后将样品提供到色谱柱105的入口以通过高效液相色谱(hplc)分离样品的各种组分(例如，肽)。这导致不同组的肽在不同时间在色谱柱105的出口处被引入，如用图1中的肽120和125描绘的，所述肽沿着色谱柱105内的流动路径描绘在不同位置处(或在空间中分离)。
56.接下来，一组肽(例如，肽125)可以从色谱柱105洗脱到发射器115。发射器115是安置在柱后液态金属结110的与色谱柱105相对的一侧上的尖端填充式发射器。发射器105是用于电离肽以形成前体离子的电喷雾电离(esi)源类型的发射器。esi源可以通过将携带电荷的实体(例如，氢核或电子)从样品中去除或添加到样品中而在分析下电离样品，以提供具有正电荷或负电荷的样品。
57.然后通过离子光学器件将前体离子输送到质量选择器130。在一个实例中，质量选择器130可以呈四极杆滤质器(quadrupole mass filter)的形式，其中调整射频(rf)和解析直流电(dc)电压的幅度，使得仅发射在窄范围的m/z值内的离子。可替代地，质量选择器130可以是能够隔离所关注的质荷比(m/z)窗口内的离子的任何合适的装置，如分析离子阱或飞行时间(tof)质量分析器。如图1中所描绘，肽的一些前体离子因此经质量选择且向前传递到碎裂单元135。换句话说，一些前体离子物种经质量隔离。
58.碎裂单元135从质量分析器130接收前体离子，并且将前体离子碎裂或分解成更小的产物离子。通常对如肽等更大分子进行碎裂，以允许更详细地理解肽的结构组成。碎裂单元135可以使用许多不同类型的解离技术实施，所述解离技术包含碰撞诱导解离(cid)、表面诱导解离(sid)、电子捕获解离(ecd)、电子转移解离(etd)、负电子转移解离(netd)、电子分离解离(edd)、光解离、更高能量c阱解离(hcd)等。
59.接下来，对所得产物离子进行质量分析以产生实验质谱。例如，在图1中，将由碎裂单元135形成的产物离子提供给质量分析器140，进行质量分离，且然后提供给检测器145。质量分析器140可以是用于根据离子的质荷比分离离子的任何合适的装置，包含(但不限于)轨道静电阱、分析四极离子阱、傅里叶变换-离子回旋共振(ft-icr)分析器、tof质量分析器或四极杆滤质器。
60.检测器145检测在由质量分析器140提供的产物离子经过或撞击检测器145的表面时产生的感应电荷或电流。因此，检测器145生成表示产物离子的m/z的信号。可以将这些信号提供给控制器150，所述控制器然后可以使用检测到的信号生成质谱。
61.在图1的实例中，质谱仪是串联质谱仪，所述串联质谱仪被配置成实施单独阶段的
质量隔离和碎裂，如通过质量选择器130与质量分析器140之间的碎裂单元135的布置所指示的。这通常被称作ms/ms或ms2质谱法。在某些实施方案中，可能期望进行产物离子的生成的隔离和碎裂的进一步阶段(例如，ms3、ms4、ms5等，其中n是正整数)。在这种情况下，质谱仪的组件可以被配置成引起另外的隔离/碎裂操作。例如，质量分析器140可以是分析四极杆离子阱质量分析器，其除了进行用于获取质谱的质量分离功能之外还能够执行质量隔离和碎裂的步骤。然而，除了串联质谱仪之外的其它类型的质谱仪也可以与尖端填充式发射器165一起使用。
62.为了改进色谱和esi性能，色谱柱105和发射器115可以填充有不同的粒子。图2展示了安置在色谱柱和尖端填充式发射器的发射器内的粒子的实例。在图2中，色谱柱105填充有c18粒子(或色谱柱105内的大部分粒子是c18粒子)。在一些实施方案中，所述柱可以具有填充有不同粒子的两个或更多个区段以实施2-d色谱分离。c18粒子是包含至少18个碳原子的分子，并且用作色谱柱105的固定相以分离混合物的组分。然而，发射器115可以填充有与色谱柱105不同类型的粒子(或发射器115中的大多数粒子是不同类型的粒子)。例如，图2中的发射器115不是用c18粒子填充，而是用二氧化硅粒子填充，并且更具体地，可以用多孔裸露的熔融二氧化硅粒子填充。
63.可以选择不同的粒子以改进色谱柱105的色谱性能和发射器115的esi性能。例如，如先前所讨论的，固定相化学、固定相粒度、色谱柱105的直径、色谱柱105的长度和色谱柱105的柱后死体积会影响色谱的分离效率。发射器115内的粒子还可以被选择为使得柱后死区减小，这是因为发射器115的内部体积内的体积被部分填充，从而导致柱后峰加宽减小，以改进色谱性能。发射器115内的粒子，如多孔裸露的熔融二氧化硅粒子，可以是色谱惰性的或者不提供或提供很少的与样品的化学相互作用。粒子可以通过高压填充到相应结构中。
64.安置在分离结构内的不同类型的粒子还导致粒子具有不同属性。例如，安置在发射器115内的粒子的大小可以大于安置在色谱柱105内的粒子的大小(例如，直径更大、体积更大、具有更大的最大尺寸等)。在一个实例中，发射器115内的粒子可以是直径为10微米的球形(或相对球形)粒子，并且色谱柱105内的粒子可以是直径为2微米的球形(或相对球形)粒子。
65.与色谱柱105内的粒子相比，发射器115内的粒子可以提供减少的扩散或减少的路径长度。也就是说，在肽被输送穿过发射器时，发射器115内的粒子可以减少或最小化路径转弯，使得肽比色谱柱105更快地移动穿过发射器115。例如，与色谱柱105内的粒子相比，非滞留性或滞留性较低的粒子可以安置在发射器115内，使得肽在色谱柱105内的滞留时间比在发射器115内更长。
66.可以关于孔隙率进行粒子之间的另一个比较。发射器115内的粒子还可以比色谱柱105内的粒子更具多孔性，以改进阳极与发射器尖端之间的导电性。本文所述的实例是处于正模式电喷雾电离，其中阳极是柱后液态金属结110并且质谱仪的入口是阴极。然而，在负模式电喷雾中，柱后液态金属结110将是阴极并且质谱仪的入口将是阳极。也就是说，柱后液态金属结110和质谱仪的入口的电端子或电极的类型是基于电喷雾电离的电荷模式。
67.粒子也可以具有不同的导电性。例如，发射器115内的粒子可以比色谱柱105内的粒子更导电。在发射器115内使用具有较高导电性的粒子减小了从柱后液态金属结110(其
在正模式电喷雾电离中用作阳极)通过发射器115并且到达发射器115的尖端的电阻，如稍后更多讨论的。
68.发射器115内的粒子可以是复合物，例如，具有实心核和围绕核的多孔壳的核-壳粒子(即，多孔壳比实心核更具多孔性)。与可能占据lc柱的完全多孔粒子相比，核-壳粒子将具有缩短的路径长度。可以调整作为核或壳的粒子的组成，以获得期望的性能。例如，两个粒子可以具有相同的直径(如果是球形)，但核的大小不同。与具有较小核的粒子相比，具有较大核的粒子将具有减少的多路径项，因为具有较大核的粒子的壳将小于具有较小核的粒子。
69.因此，在发射器115和色谱柱105内使用不同的粒子(或大部分粒子)改进了性能，其中在发射器115中填充粒子减小了柱后死体积。由于能够制造分离结构，制造产量也有所提高。另外，将柱后液态金属结110放置在色谱柱105的下游和发射器115的上游提供了进一步的性能改进，如以下所解释的。
70.通常，发射器和色谱柱可以通过以下方式提供更好的性能：(i)在发射器尖端处具有独立于阳极处发生的电化学的电荷分离过程；(ii)降低阳极与发射器尖端之间的溶液电阻；(iii)减小柱后死体积；(iv)在不影响溶液电阻的情况下调整色谱柱的长度；以及(v)施加鞘气以进一步降低溶液电阻。使用本文所述的技术，可以实现这些。
71.柱后死体积通过在尖端填充式发射器的发射器115内填充粒子而减小，如上文所讨论的。另外，柱后液态金属结110定位在色谱柱105与发射器115之间并且用作esi源的阳极。因此，将电压施加到柱后液态金属结110(即，色谱柱105的下游)。这导致尖端填充式发射器内的溶液电阻降低，从而改进esi和色谱性能。
72.柱后液态金属结110可以由钛、铂、金或其它导电材料构成。在一些实施方案中，柱后液态金属结110可以主要由塑料或其它非导电材料制成，但包含导电电端子。因此，在样品从lc柱中洗脱时，导电材料可以与样品发生物理和电接触。另外，柱后液态金属结110可以物理地分离色谱柱105和发射器15内的粒子，使得色谱柱105内的粒子不接触或物理接触发射器115内的粒子。
73.更详细地，图5a和5b展示了尖端填充式发射器内的电阻的实例。在图5a中，信号源505在色谱柱105与发射器115之间的位置处向柱后液态金属结110施加电压。由于包含样品的溶液从色谱柱105洗脱到发射器115中，因此有助于r
发射器
510的溶液的量(即，被建模为穿过发射器115的路径的溶液电阻)不受色谱柱105的长度的影响。因此，可以增加色谱柱105的长度以改进色谱性能而不影响esi性能。
74.相反，在图5b中，信号源505向色谱柱105上游的阳极施加电压，如在其它类型的尖端填充式发射器中一样。如图所描绘的，r
发射器
510包含穿过色谱柱105的路径，这显著增加了电阻。因此，esi性能下降。
75.具体地，尖端填充式发射器内的溶液的电阻由等式r＝(ρ*l)/a定义，其中r是电阻，ρ是电阻率，l是长度，并且a是内部横截面面积。在低流速下，电阻通常在1-10千兆欧姆(gω)范围内。当以毫微流速(例如，具有约100毫微安(na)的喷雾电流)进行分离时，基于电阻从阳极到发射器尖端会发生电压降。因此，如果如图5b所示，r
发射器
510较高，则在发射器的尖端处会发生比施加到柱后液态金属结的电压低的电压。
76.发射器的尖端处的较低电压会影响esi源的喷雾模式。随着电压的增加，不同的操
作模式(即，液体如何在发射器的输出处物理地形成)通过例如脉动状态最终转换到稳定喷射状态，在脉动状态中，不稳定的液滴喷射以高频发生，在稳定喷射状态中，带电液滴由从发射器外径发出的带电液体锥体(也称为泰勒锥体)生成。稳定喷射状态为分析实验提供了更稳定、可再现且灵敏的电喷雾模式。当处于稳定喷射状态时，溶液的细流从泰勒锥体的顶点并且朝质谱仪的入口形成。从细流中生成带电气溶胶，所述带电气溶胶经历裂变和去溶剂化，以最终产生用于质谱仪的气相离子。然而，如果r
发射器
510较高(如图5b所示)，则发射器的尖端处的电压可能低于预期电压，从而导致脱离稳定喷射状态，或者处于稳定喷射状态的较低性能区域。为了补偿，可以增加在阳极处施加的电压。但是，如果r
发射器
510较低(如图5a所示)，则需要较低电压来达到稳定喷射状态。
77.在图5a中，由于使用柱后液体结，因此r
发射器
510比图5b中更低，这使得以上等式中的长度降低。此外，可以增大发射器115的内径的横截面面积以进一步降低电阻。例如，最大内径可以大于20微米(其中发射器的尖端被拉到小于或等于15微米)。还可以增加色谱柱的长度而不影响电阻。
78.在一个实例中，lc柱长度可以为5厘米(cm)到5米(m)，并且lc柱内径可以为20μm到1毫米(mm)。在一些情形下，5cm到100cm的lc柱长度和50微米(μm)到500μm的lc柱内径提供了明显的性能改进。此外，发射器的入口的内径的范围可以为10μm到75μm，并且发射器的尖端的范围可以为5μm到20μm。
79.此外，图5a的实施方案还提供了由发射器115进行的电荷分离过程与可能在色谱柱105内部发生的电化学的分离。具体地，当施加高电压时，在柱后液态金属结110处发生电化学电荷形成。如先前所讨论的，电荷向泰勒锥体的顶点发生迁移，从而形成输送包含样品的分子(例如，肽)的液滴的气溶胶，并且带电液滴向阴极发生去溶剂化，从而产生气相离子用于作为串联ms的实例中的前体离子进入质谱仪中。如果向质谱仪的入口提供正离子，则负离子(即，相反极性)向与分析样品流相反的上游迁移，以保持电荷平衡并且在阳极处被氧化。氧化速率限制了可以生成的正离子电流的量，并且因此这限制了esi的性能。另外，由于负离子向阳极迁移，因此如果阳极如图5b所示在色谱柱105的上游而不是如图5a所示在下游，则负离子可能会引起在色谱柱105内进行的不期望的电色谱。
80.通常，在发射器115的出口处将鞘气(例如，氮气)施加到溶液。通过限制喷雾体积r
喷雾
590(即，由细丝引起的电阻)，电阻也随之减小，这进一步改进了esi性能。例如，在图5a中的发射器115周围的鞘气595的施加或流动也可以减小r
喷雾
590。与不使用鞘气595的图5b相比，在图5a中的发射器115的尖端或出口处形成的液体细丝的长度较短。
81.图5a和5b中的发射器115的配置可以不同。图7展示了锥形发射器和拉动的尖端发射器的实例。在图7中，拉动的尖端发射器705可以是在图5b的实例中使用的发射器的类型。拉动的尖端发射器705的外部横截面面积可以沿着尖端填充式发射器705的长度相对相同，并且然后在质谱仪入口710附近快速地渐缩到更小的尖端。相反，锥形发射器715可以在图5a的实例中实施，并且包含沿着发射器715的大部分或全部长度的变化的外部横截面面积(或变化的外径)，同时保持恒定的或相对恒定的内径。这将增加电阻，但如先前所讨论的，由于柱后液体结110，r
发射器
510将仍然更少。在一个实例中，锥形发射器715的内径的范围为10到15微米(μm)。拉动的尖端发射器705的内径在尖端处渐缩到10μm之前可能大部分(例如，超过拉动的尖端发射器705的长度的50％)为50μm到75μm。
82.在一些实施方案中，图1和2中的发射器115可以填充有不同粒子。例如，靠近尖端或出口，可以填充一种类型的粒子。可以在发射器115的剩余体积中填充另一种粒子。因此，更大或更多的多孔粒子可以被安置成更靠近尖端，并且更小或更少的多孔粒子可以被填充成更靠近柱后液态金属结。
83.实验显示，与图5b的实施方案相比，图5a的实施方案的溶液电阻(例如，图5a中的r
发射器
510)和主轴电阻(例如，图5a中的r
喷雾
590)更低。例如，内径为75μm且长度为40mm并且填充有直径为大约10μm的裸露的熔融二氧化硅粒子的发射器的电阻是直径为20μm且长度为35mm的开放管状发射器的电阻的一半。主轴电阻也降低超过1千兆欧姆。如先前所讨论的，电阻的减小可以显著改进性能。
84.图3展示了用于组装尖端填充式发射器的框图的实例。在图3中，可以将粒子安置在发射器内(305)。例如，发射器可以被切割成特定长度并且通过高压连接与填充储器耦合。二氧化硅粒子(或多孔裸露的熔融二氧化硅粒子、核-壳粒子或本文所述的任何其它类型的粒子)可以通过高压填充到图1和2中的发射器115中。在一个实例中，可以将二氧化硅粒子和有机溶剂的浆料用移液管移入填充储器中并且使用高压液相色谱(hplc)将其推入发射器内。接下来，可以将粒子安置在色谱柱内(310)。例如，c18粒子可以通过高压填充到图1和2中的色谱柱105中。接下来，可以将色谱柱与发射器组装在一起(315)。例如，色谱柱可以定位在液态金属结的一侧上，并且发射器可以定位在液态金属结的相对侧上。
85.图4展示了操作尖端填充式发射器的实例。在图4中，将电压施加到esi源的色谱柱与发射器之间的结(403)。例如，在图1中，将电压施加到柱后液态金属结110。接下来，将样品提供到色谱柱(405)。例如，在图1中，将样品提供到色谱柱105的入口。这导致样品被分离成不同的组分(410)，并且不同的组分在不同时间从色谱柱的出口洗脱出来以便提供给发射器(415)。例如，在图1中，肽从色谱柱105洗脱，穿过柱后液态金属结110，并且进入发射器115中。然后在发射器的出口处形成组分的离子(425)。例如，在图1中，肽被带到发射器115的尖端并且通过泰勒锥体分散到气溶胶中。质谱仪的入口通过用作阴极的毛细管对气溶胶进行采样，并且在一定电压下与在阳极(即，液态金属结110)处施加的电压结合生成电场。随着时间的推移，气溶胶液滴去溶剂化并且形成用于质量分析的前体离子。
86.实例描述了用于分析肽的技术，然而，可以使用其它生物分子。例如，除了蛋白质和其肽以外，可以与所述技术一起使用的其它类型的生物分子包含脂质、核酸、代谢物、低聚糖、多糖等。此外，除了小分子以外，可以标识除了生物分子以外的其它大分子。因此，可以针对许多不同类型的分子生成实验质谱。
87.图6展示了可以用于实施实例中的一些实例的电子装置的实例。例如，图6中的电子装置可以是图1中的控制器150。图6的电子装置可以存储或使用计算机程序产品，所述计算机程序产品包含其中存储有计算机程序指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序指令被配置成使得当由一个或多个计算装置执行时，所述计算机程序指令使一个或多个计算装置执行本文所述的技术。
88.在图6中，计算机系统1100可以实施本文所述的任何方法或技术。例如，如先前所讨论的，计算机系统1100可以实施图1中的控制器150。因此，可以根据计算机系统1100进行的计算或确定来调整相关联的质谱仪的组件的操作。在各个实施例中，计算机系统1100可以包含总线1102或用于传送信息的其它通信机制以及与总线1102耦合以处理信息的处理
器1104。在各个实施例中，计算机系统1100还可以包含存储器1106，所述存储器可以是随机存取存储器(ram)或其它动态存储装置，所述存储器耦合到总线1102和待由处理器1104执行的指令。存储器1106还可以用于在执行待由处理器1104执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。在各个实施例中，计算机系统1100可以进一步包含耦合到总线1102以存储处理器1104的静态信息和指令的只读存储器(rom)1108或其它静态存储装置。可以提供如磁盘或光盘等存储装置1110并且将所述存储装置耦合到总线1102以存储信息和指令。
89.在各个实施例中，计算机系统1100可以通过总线1102耦合到如阴极射线管(crt)或液晶显示器(lcd)等显示器1112以向计算机用户显示信息。可以将包含字母数字键和其它键的输入装置1114耦合到总线1102以向处理器1104传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入装置是如鼠标、轨迹球或光标方向键等光标控件1116，所述光标控件用于向处理器1104传送方向信息和命令选择并且用于控制显示器1112上的光标移动。这种输入装置通常在两条轴线(第一轴线(即，x)和第二轴线(即，y))上具有两个自由度，所述自由度允许所述装置在平面中指定位置。
90.计算机系统1100可以执行本文所述的技术。与某些实施方案一致，计算机系统1100可以响应于处理器1104执行一个或多个由存储器1106中含有的一个或多个指令构成的序列而提供结果。可以将此类指令从另一个计算机可读介质，如存储装置1110读取到存储器1106中。执行存储器1106中含有的指令序列可以使处理器1104执行本文中所描述的过程。在各个实施例中，存储器中的指令可以对可在处理器内获得的逻辑门的各种组合的使用进行排序以执行本文中所描述的过程。可替代地，可以使用硬接线电路系统代替软件指令或结合软件指令使用硬接线电路系统来实施本发明教导。在各个实施例中，硬接线电路系统可以包含以必要的顺序操作以执行本文所述的过程的必要逻辑门。因此，本文所述的实施方案不限于硬件电路系统和软件的任何特定组合。
91.如本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器1104提供指令以供执行的任何介质。这种介质可以采用多种形式，包含但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质的实例可以包含但不限于光盘或磁盘，如存储装置1110。易失性介质的实例可以包含但不限于动态存储器，如存储器1106。传输介质的实例可以包含但不限于同轴电缆、铜线和光纤，包含包括总线1102的导线。
92.非暂时性计算机可读介质的常见形式包含例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其它磁性介质、cd-rom、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理介质、ram、prom和eprom、闪存eprom、任何其它存储器芯片或盒或计算机可读取的任何其它有形介质。
93.根据各个实施例，被配置成由处理器执行以执行方法的指令存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是存储数字信息的装置。例如，计算机可读介质包含如本领域中已知用于存储软件的压缩光盘只读存储器(cd-rom)。计算机可读介质由适于执行被配置成被执行的指令的处理器存取。
94.在各个实施例中，本发明教导的方法可以在以如c、c 等常规编程语言编写的软件程序和应用中实施。
95.虽然结合各个实施方案或实施例对所述技术进行了描述，但是所述技术不旨在受限于此类实施例。相反，所述技术涵盖各种替代方案、修改和等同物，如本领域的技术人员
将理解的。
96.另外，在描述各个实施例时，本说明书可能已经以特定的步骤序列的方式呈现了方法和/或过程。然而，在方法或过程不依赖于本文所阐述的特定步骤顺序的程度上，所述方法或过程不应限于所描述的特定步骤序列。如本领域的普通技术人员将理解的，其它步骤序列也是可能的。因此，本说明书中所阐述的特定步骤顺序不应被解释为对权利要求的限制。另外，针对所述方法和/或过程的权利要求不应限于以所编写的顺序执行其步骤，并且本领域的技术人员可以容易地理解，可以改变序列并且所述序列仍然保持处于各个实施例的精神和范围内。
97.本文所述的实施例可以用包含以下的其它计算机系统配置实践：手持式装置、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子装置、小型计算机、大型计算机等。还可以在任务由通过网络连接的远程处理装置执行的分布式计算环境中实践实施例。
98.还应了解，本文所描述的实施例可以采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实施的操作。这些操作是需要物理量的物理操纵的操作。通常但不一定，这些量采用能够被存储、转移、组合、比较和以其它方式操纵的电或磁信号的形式。另外，所执行的操纵通常被明确称为如产生、标识、确定或比较等。
99.形成本文所述的实施例的部分的任何操作都是有用的机器操作。本文所述的实施例还涉及用于执行这些操作的装置或设备。本文所述的系统和方法可以被专门构造为实现所需目的或者其可以是通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机。具体地，各种通用机器可以与根据本文教导编写的计算机程序一起使用，或者可能更方便的是构造用于执行所需操作的更具专用性的设备。
100.某些实施例还可以体现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质是可以存储数据的任何数据存储装置，所述数据此后可以通过计算机系统读取。计算机可读介质的实例包含硬盘驱动器、网络附加存储(nas)、只读存储器、随机存取存储器、cd-rom、cd-r、cd-rw、磁带以及其它光学和非光学数据存储装置。计算机可读介质还可以分布在网络耦合的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。