[發明專利]一種質譜分析樣品的離子化方法及其裝置

有效

• 申請號: 200810037447.0
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN101281165A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 楊鵬;蔣公羽;李周;李曉旭;丁傳凡
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N27/64
• 分類號: G01N27/64;H01J49/26
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于分析技術領域，具體涉及一種新型的質譜分析樣品離子化方法及其裝置。

技術背景

質譜儀作為一種現代分析儀器，被廣泛應用于科學研究，技術開發和日常的生產和生活過程中。如物理學家和化學家們常用質譜儀來分析物質的種類，結構和含量，生物學家們常用質譜儀來研究生命物質的結構和功能。質譜儀也可以被用于分析食物的成分和材料的組成，檢測大氣環境和水源中的污染情況等。總之，質譜儀已成為現代社會不可缺少的科學儀器之一。

離子源作為質譜儀器的一個重要組成部分，它的研究和發展近年來受到廣泛的重視，發展十分迅速。目前已經被應用的離子源有很多，如電子轟擊離子源(EI)，電噴霧電離離子源(ESI)，大氣壓化學電離源(APCI)，基質輔助激光解吸脫附電離離子源(MALDI)等。這些離子源根據質譜儀器的要求和被測樣品的種類而應用于不同的情況下。

近些年，人們還研究和發展了一些新的離子化方法，制作了一些新的離子源。如能夠實現即時分析的離子源方法如電噴霧電離解吸附方法(DESI)^①、即時在線直接分析(DART)^②等。(①Zoltan?Takats，Justin?M.Wiseman?and?R.Graham?Cooks，Ambient?massspectrometry?using?desorption?electrospray?ionization(DESI)：instrumentation，mechanisms?andapplications?in?forensics，chemistry，and?biology.J.Mass?Spectrom.2005；40：1261-1275，②Cody，R.B.；Laramée，J.A.；Durst，H.D.Versatile?New?Ion?Source?for?the?Analysis?of?Materialsin?Open?Air?Under?Ambient?Conditions.Anal.Chem.2005，77，2297-2302.)

常用的電噴霧電離離子源目前被廣泛用于生物質譜和有機質譜中，它能夠直接使溶液中的樣品分子氣化和電離，產生樣品正離子或者負離子。由電噴霧電離產生的離子在后續離子光學系統作用下，被引入到離子質量分析器中，如四極桿質量分析器，離子阱質量分析器，或飛行時間質量分析器等被分析檢測，得到樣品的質譜檢測結果。

電噴霧電離除了可以產生樣品離子外，還產生中性的樣品分子。這些電噴霧電離過程所產生的中性物質因不帶電荷而無法用質譜方法檢測。因此，目前關于電噴霧電離所產生的中性物質的檢測和研究還很少報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡便、結構簡單的對質譜分析樣品進行離子化的方法和裝置。

本發明提出的對質譜分析樣品進行離子化的方法，具體步驟如下：首先用氣體介質阻擋放電的方法產生等離子體，然后用這些等離子體與電噴霧電離過程中或其他方法產生的中性樣品分子在不高于一個大氣壓的條件下發生碰撞，使得中性樣品分子發生電離變成離子，以供后續的質譜分析用。

本發明中電噴霧電離過程中所產生的離子經由一個電場作用而發生偏轉并被去除掉，而電噴霧電離過程中所產生的中性的樣品分子則不受電場的影響而進入下一個不高于一個大氣壓的空間。在此低氣壓空間內，中性的樣品分子與介質阻擋氣體放電產生的等離子體作用，產生被分析的樣品離子。

本發明中使用的氣體介質阻擋放電方法是在一個大氣壓下，或低于一個大氣壓下，將兩個電極之間的部分用介質(如玻璃，石英，聚四氟乙烯，環氧樹脂等)阻擋，使得兩個金屬電極因放電而產生的金屬離子不會混入氣體放電而產生的離子中，不影響信號分析。

因此，本發明是提供一種借助介質阻擋放電過程產生的離子，研究探測由電噴霧電離過程等所產生的中性物質成分的方法。

本發明所使用的介質阻擋放電管裝置構造如圖1所示，它使用兩根直徑不同的石英管105和106作為介質，直徑小的石英管105位于直徑大的石英管206內，兩根石英管同心，由兩個絕緣環102和103，如聚四氟乙烯環使相對位置固定。在較大的石英管106的外部偏氣體出口端的方向纏繞有一圈金屬導帶(如不銹鋼薄片)107作為外圈的電極，在較小的石英管105的內部均勻填滿金屬粉(如鎳粉，鋁粉等)104，并用一根導線101引出作為內圈的電極，在兩個絕緣環102和103上分別打一個小孔使得放電氣體順利流過。放電管的出氣口端處在較低的真空環境中。