ナノエレクトロスプレイイオン化質量分析のためのマイクロファブリケートの超動物脱塩装置

塩除去は、生物学的サンプルのエレクトロスプレーイオン化質量分析（ESI-MS）分析の前提条件です。時間分解測定には、迅速な脱塩とエレクトロスプレーチップへの低ボリューム接続が必要です。両方の要件を満たすマイクロファブリケート脱塩装置を開発したため、複雑な生物学的液体標本の過渡的なESI-MS測定の基礎技術断片を提供しました。マイクロファブリケーションデバイスでは、サンプルは、より高い流量から分離されたチャネルに流れます。モノリシックに統合されたナノポーラスアルミナ膜による塩のないカウンター溶液は、600 kPaを超えるフローチャネル間の圧力差をサポートできます。塩は、塩と典型的なESI-MS標的生物分析（例えばペプチドやタンパク質の間の拡散性の大きな違いを活用すること）によって除去されます。ESI-MS検出のために、比較的低分子量タンパク質であるシトクロム-Cの十分に高濃度の濃度を保持しながら、サンプル溶液から95％の塩をサンプル溶液から除去する能力を約1秒で実証します。

Salt removal is a prerequisite for electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) analysis of biological samples. Rapid desalting and a low volume connection to an electrospray tip are required for time-resolved measurements. We have developed a microfabricated desalting device that meets both requirements, thus providing the foundational technology piece for transient ESI-MS measurements of complex biological liquid specimens. In the microfabricated device, the sample flows in a channel separated from a higher flow rate, salt-free counter solution by a monolithically integrated nanoporous alumina membrane, which can support pressure differences between the flow channels of over 600 kPa. Salt is removed by exploiting the large difference in diffusivities between salts and the typical ESI-MS target bioanalytes, e.g., peptides and proteins. We demonstrate the capability to remove 95% of salt from a sample solution in ∼1 s while retaining sufficiently high concentration of a relatively low molecular weight protein, cytochrome-c, for ESI-MS detection.