[發(fā)明專利]用于質(zhì)譜儀的大氣壓電離入口

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180062214.6
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN103415907A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: S.普羅瑟;J.赫尼昂;S.湯姆森;V.帕爾
• 申請（專利權(quán)）人: 艾德維昂股份有限公司;科學分析器械有限公司
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04;H01J49/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 姚冠揚

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求在35U.S.C.§119（e）下的2010年10月21日提交的美國申請序列號為61/405,424的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部結(jié)合到本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本文說明了用于質(zhì)譜分析的方法和系統(tǒng)，更具體地，涉及將帶電粒子提供給質(zhì)譜儀的接口。

背景技術(shù)

質(zhì)譜法是用于獲得基于帶電粒子質(zhì)荷比的化合物或樣品的分子量、化學成分及結(jié)構(gòu)信息的分析過程。通常，在質(zhì)譜法中，樣品經(jīng)過電離以形成作為離子的帶電粒子；然后根據(jù)這些帶電粒子的質(zhì)荷比使它們通過電場和/或磁場以將它們分離。然后在檢測器里對這些分離的離子進行測量。

質(zhì)譜儀通常需要在高真空（例如10^-4至10^-6Torr）下進行操作，以限制離子與氣體分子之間的相互作用在質(zhì)譜儀內(nèi)，否則其將會降低性能。質(zhì)譜法的一個挑戰(zhàn)是提供獲取從樣品進入這樣的質(zhì)譜儀真空系統(tǒng)中的代表性離子的有效方法。在某些質(zhì)譜系統(tǒng)中，電離過程發(fā)生在真空外殼內(nèi)，但是這限制了可被分析的樣品的類型為表現(xiàn)出低蒸氣壓的氣相樣品和固體樣品。

大氣壓電離（API）離子源已經(jīng)變得日益重要，因為它們已大大增加了可由質(zhì)譜儀測量的樣品類型。這些源在質(zhì)譜儀外面在或約在大氣壓下形成離子，并且離子和帶電粒子通過通常包括小離子入口孔或毛細管的大氣壓電離（API）接口被轉(zhuǎn)移至質(zhì)譜儀的高真空區(qū)域和可包含多個電場及中間真空階段的轉(zhuǎn)移區(qū)域，以操作帶電粒子并且相繼降低壓力。

這已允許質(zhì)譜儀通過接口連接至大量離子化技術(shù)，增加可被測量的樣品類型，無論是以氣體、固體、或甚至液體的形式。示例性離子源包括，但不限于，電噴霧電離（ESI）、大氣壓化學電離（APCI）、大氣壓光電離（APPI）、基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）、實時直接分析（DART）以及電噴霧解吸電離（DESI）。這些離子源已允許質(zhì)譜儀被連接至廣泛使用的工具，比如高效液相色譜法。

比如ESI和APCI的離子源從液體、樣品溶液以及溶劑中提供帶電粒子。包括目的分子的溶液被泵入通過孔或毛細管，并且電勢或置于毛細管（ESI）上或質(zhì)量分析儀附近的針部。同軸霧化氣體可協(xié)助在大氣壓下從毛細管中形成一縷縷高度帶電的液滴。由于電離在大氣壓下直接從溶液中發(fā)生，所以在此過程中形成的離子有時可強烈地溶劑化。在測量之前，去除與離子相關(guān)聯(lián)的溶劑分子。所以API接口執(zhí)行許多功能；其使帶電液滴去溶劑化以形成氣相離子，其將這些離子轉(zhuǎn)移到保持在高真空下的質(zhì)譜儀分析儀中，并且去除絕大部分的空氣、氣體以及隨離子進入API接口的溶劑分子。

API接口執(zhí)行這些功能的效率決定了系統(tǒng)的整體靈敏度和其它性能因素。在許多API接口中，壓力在一個以上的中間真空階段中從大氣壓降低至高真空。由于傳統(tǒng)的API接口，采樣的離子的數(shù)量，以及因此靈敏度，受到各個階段之間的孔的大小的限制。孔越大，靈敏度越高，但是需要在所需壓力下以維持中間階段的真空泵越大且越貴。

當容許更多的溶劑及周圍環(huán)境進入API接口中時，增加氣流進入到質(zhì)譜儀中還增加了污染的問題。許多傳統(tǒng)的質(zhì)譜儀具有直接的視線通過系統(tǒng)，從而進入API接口的污染可在分析儀及檢測區(qū)域結(jié)束，降低其性能，這是困難且費時的。

發(fā)明內(nèi)容

本文說明了用于質(zhì)譜分析的方法和系統(tǒng)，更具體地，涉及將帶電粒子提供給質(zhì)譜儀的接口。

在一些方面，本文所描述的系統(tǒng)包括大氣壓接口，其被認為在寬質(zhì)量范圍內(nèi)提供確保高靈敏度的優(yōu)點，同時降低泵送需求以及進入質(zhì)譜儀分析儀的污染量。

在一些示例中，本文所描述的系統(tǒng)和方法收集在毛細管出口下游離子采樣區(qū)域的湍流區(qū)中的帶電粒子，而不是收集在鄰近毛細管的初始靜區(qū)中或在表現(xiàn)出層流的區(qū)域中的帶電粒子。

在一些示例中，所述提取孔位于與馬赫盤或湍流區(qū)域形成的流路中的區(qū)域相反或幾乎相反（例如，在離子遇到馬赫盤或湍流區(qū)域的氣體流路中的位置）。因此，所述離子從其經(jīng)歷湍流的區(qū)域中被收集。與層流區(qū)域相比，在該區(qū)域中，氣體流速顯著降低。可以認為，在該區(qū)域中收集離子（特別是大質(zhì)量的生物分子）是更有效的，并且可減少對過度提取場的需要。