[發明專利]多通道旋轉電噴霧離子化質譜分析離子源

有效

• 申請號: 201110422357.5
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102437006A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 張成森;羅海
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01J49/16
• 分類號: H01J49/16
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及化學分析領域，尤其涉及一種多通道旋轉電噴霧離子化質譜分析離子源。

背景技術

質譜技術是目前靈敏度最高的分析方法之一，被廣泛應用于化學、環境、食品、生命科學等諸多領域。質譜儀通常由樣品導入系統、離子源、質量分析器、檢測器、數據處理系統等部分組成，其中離子源的作用是將樣品離子化。因為樣品離子化是質譜分析的前提，所以離子源技術的發展直接關系到質譜技術的應用范圍。離子源有多種設計，如電子轟擊離子源(EI)、化學電離源(CI)、場致電離/場解吸電離源(FI/FD)、快原子轟擊源(FAB)、電噴霧離子源(ESI)、激光解吸源(LD)、大氣壓化學電離源(APCI)、基質輔助激光解吸電離源(MALDI)等。以上這些離子源各有特點，但是大多數需要在真空條件下使用或者在測定前需要對樣品進行預處理，不利于對固體樣品進行連續、實時、高通量分析。最近，解吸附電噴霧離子源(DESI)、實時直接分析(DART)離子源、低溫等離子體(LTP)離子源和激光解吸附噴霧后離子化(LDSPI)離子源的出現為實現在常壓敞開環境中對各種樣品直接快速分析提供了可能性。不同的離子源有不同的應用針對性和樣品選擇性，在實際應用中，當待測物是復雜混合物時，一種離子源通常只能選擇性電離其中的一部分，沒有被電離的部分則不能被質譜儀檢測到。雖然有些離子源可以通過改變所用溶劑、氣體或基質等方式來改變被電離的成分，但是過程繁瑣耗時，并且仍不能實現樣品中的多組分或全組分的同時檢測。

多路復用電噴霧(Multiplexed?Electrospray)離子源是一種常壓敞開式離子源，含有多個噴針。這些噴針安放的位置各有不同，可以從同一個管路分流引出或者從多個獨立管路分別引出，其中，在多個獨立管路中可以注入同一種或不同種的電噴霧溶劑。在使用時，電噴霧溶劑從多個噴針同時噴出，具有較大的覆蓋范圍，可以提高質譜檢測信號的強度和穩定性(或提高靈敏度、降低檢出限)。但是，由于不同噴針噴出的電噴霧帶有同種電荷，它們之間會發生排斥作用，導致這些噴霧不能或很難同時且均勻地進入質譜進樣口，也就無法實現利用多種噴霧協同分析樣品中的多組分或全組分。

電噴霧萃取電離(EESI，Extractive?Electrospray?Ionization)是在ESI和DESI基礎上發展起來的一種新型常壓敞開式離子源。在EESI質譜分析中，ESI產生的帶電噴霧液滴或離子，在三維空間內與樣品液滴或蒸汽發生碰撞、融合和萃取，將電荷傳遞給樣品液滴，經去溶劑化過程得到樣品的氣相離子可被質譜檢測。EESI技術適用面廣，通過適當的方法可將多種類型和形態的樣品引入到EESI離子源中的電離區域，通過電荷和能量交換獲得待測物的離子；同時EESI能夠在質譜分析時最大限度地保證樣品不受試劑和操作環境的影響，從而在生物樣品、化學反應體系、動植物的活體質譜分析、活體代謝組學等方面具有較好的應用前景。如果在EESI兩個管路中通入可以反應的物質，則可以直接用質譜檢測反應的產物。但是在EESI質譜分析中，需要對兩個管路和質譜進樣口之間的多個位置及角度參數進行優化才能獲得較好的樣品離子信號，并且樣品的利用率較低。此外，EESI在針對不同分析物需要更換噴霧溶劑時，操作也較為繁瑣，并且不能夠用多種噴霧溶劑同時分析樣品，也就無法實現復雜樣品更多組分的同時分析。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提高質譜信號的強度和穩定性、實現樣品中多組分或全組分的同時分析以及用于研究不同噴霧之間的氣相或液相反應。

為了解決以上問題，本發明提供一種多通道旋轉電噴霧離子化(MRESI，Multichannel?Rotating?Electrospray?Ionization)質譜分析離子源，包括底座、步進電機、聯軸部件、電壓傳導部件、后支撐部件、后端軸承、中軸、前支撐部件、前端軸承、噴針固定部件、噴針和樣品臺，其中：所述底座支撐整套裝置；所述步進電機的轉子與中軸同軸；所述電壓傳導部件設置有至少一個導電觸點，通過導線，噴針與外接電壓電導通；所述前支撐部件通過前端軸承套接中軸和噴針固定部件，所述后支撐部件通過后端軸承套接中軸，將隨步進電機旋轉的部件支撐在同軸方向上；所述中軸的左端通過聯軸部件與步進電機連接，將轉動傳遞給連接在其右端的噴針固定部件；所述噴針固定部件設置有多個安裝噴針的凹槽；每個噴針通過單獨的管路與一個外置注射器相連通。