[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生等離子體與離子間反應(yīng)的質(zhì)譜裝置及方法

有效

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• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103219220A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈濱;徐國賓;楊芃原
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04;H01J49/12
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于質(zhì)譜分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可用于等離子體-離子反應(yīng)的質(zhì)譜裝置及方法。

背景技術(shù)

質(zhì)譜（又叫質(zhì)譜法）是一種與光譜并列的譜學(xué)方法，通常意義上是指廣泛應(yīng)用于各個學(xué)科領(lǐng)域中通過制備、分離、檢測氣相離子來鑒定化合物的一種專門技術(shù)。質(zhì)譜法在一次分析中可提供豐富的結(jié)構(gòu)信息，將分離技術(shù)與質(zhì)譜法相結(jié)合是分離科學(xué)方法中的一項突破性進展。在眾多的分析測試方法中，質(zhì)譜學(xué)方法被認為是一種同時具備高特異性和高靈敏度且得到了廣泛應(yīng)用的普適性方法。質(zhì)譜儀器一般由樣品導(dǎo)入系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。?

質(zhì)譜分析是一種測量離子荷質(zhì)比（電荷-質(zhì)量比）的分析方法，其基本原理是使試樣中各組分在離子源中發(fā)生電離，生成不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)加速電場的作用，形成離子束，進入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場和磁場使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。除分子質(zhì)量分析外，目前質(zhì)譜技術(shù)研究，尤其是生物大分子的研究中還會通過串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)使母離子碎裂，并通過碎片的情況對其分子的結(jié)構(gòu)進行研究和分析。現(xiàn)有的主要碎裂方式有碰撞誘導(dǎo)解離（CID），電子捕獲解離（ECD），電子轉(zhuǎn)移解離（ETD）等。這些技術(shù)目前均需要專用的質(zhì)譜設(shè)備，且相關(guān)技術(shù)多被國外的生產(chǎn)廠商控制和保護，商用儀器價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種等離子體-離子反應(yīng)裝置及其方法，用于解決現(xiàn)有質(zhì)譜分析技術(shù)中商用儀器價格昂貴的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于產(chǎn)生等離子體與離子間反應(yīng)的質(zhì)譜裝置，該裝置至少包括：

常壓電離氣室；

與所述常壓電離氣室導(dǎo)通的質(zhì)譜離子源產(chǎn)生裝置；

與所述常壓電離氣室導(dǎo)通的絕緣材料制成的離子傳輸管；

套設(shè)在所述離子傳輸管外、與所述常壓電離氣室導(dǎo)通的反吹氣通道；

套設(shè)在所述離子傳輸管外表面、用于激發(fā)等離子體的射頻電極及其電源；

以及設(shè)置于離子傳輸管另一端的質(zhì)譜儀。

優(yōu)選地，該裝置進一步包括與所述常壓電離氣室導(dǎo)通的排廢口。

優(yōu)選地，所述絕緣材料包括石英、玻璃或陶瓷。

優(yōu)選地，所述射頻電極采用鋁箔。

本發(fā)明還提供一種用于產(chǎn)生等離子體與離子間反應(yīng)的質(zhì)譜方法，包括以下步驟：

1）與常壓電離氣室導(dǎo)通的離子源將待測物電離，產(chǎn)生待測離子；

2）通過反吹氣通道，向該常壓電離氣室內(nèi)通入反應(yīng)氣體；

3）在設(shè)置于離子傳輸管另一端的質(zhì)譜儀的真空設(shè)備作用下，反應(yīng)氣體和待測離子一起抽入到離子傳輸管中；?

4）在離子傳輸管外壁的射頻電極上施加射頻電壓，用以激發(fā)離子傳輸管內(nèi)的反應(yīng)氣體，產(chǎn)生等離子體，進而引發(fā)待測離子與等離子體間的反應(yīng)，使待測離子發(fā)生離子化學(xué)行為；

5）待測離子與等離子體間的反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物離子，經(jīng)過離子傳輸管后，經(jīng)離子傳輸系統(tǒng)引入質(zhì)量分析器，進行質(zhì)譜分析。

優(yōu)選地，所述射頻電極施加的射頻電壓為3kV，50kHz中頻電壓或者13.6MHz，50W射頻電壓。

優(yōu)選地，反應(yīng)氣體和離子源產(chǎn)生的廢液、廢氣通過與常壓電離氣室導(dǎo)通的排廢口排出。

本發(fā)明利用質(zhì)譜儀現(xiàn)有的常壓引入離子的接口技術(shù)，采用絕緣材料（如玻璃、陶瓷等）制成的離子傳輸管，即可在質(zhì)譜前級部分的低真空作用下，在離子傳輸管中激發(fā)等離子體，并引發(fā)等離子體和待測離子間的反應(yīng)。該裝置實現(xiàn)簡單、生產(chǎn)成本便宜，可以在串聯(lián)質(zhì)譜分析和氣相離子化學(xué)研究中應(yīng)用。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明等離子體與離子間反應(yīng)裝置示意圖。

圖中標號：1為質(zhì)譜離子源產(chǎn)生裝置，2為常壓電離氣室，3為排廢口，4為反吹氣通道；5為射頻電極及其電源，6為離子傳輸管。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱附圖所示。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。