[發明專利]利用不同電子電離能量的電子電離

有效

• 申請號: 201410222159.8
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN104241075B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: H.F.普雷斯特;M.王;J.T.科南
• 申請（專利權）人: 安捷倫科技有限公司
• 主分類號: H01J49/14
• 分類號: H01J49/14;H01J49/34
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 封新琴

通過利用電子電離(EI)源進行質譜。EI源以包括低于和高于70eV的不同電子能量電離樣品。EI源可用于軟電離以及硬電離。可以選擇電子能量的值，以便有利于分子離子或高分析值的其它離子的形成。離子源可以是軸向離子源。

技術領域

本發明涉及用在質譜中的電子電離(EI)，更具體地，涉及通過以不同 電子能量進行EI來采集質譜。

背景技術

一般而言，質譜(MS)系統包括：離子源，用于電離目的樣品的組分； 質量分析器，用于基于離子的不同質荷比(或m/z比、或者更簡單地說“質 量”)而將其分開；離子檢測器，用于計數所分開的離子；以及電子，用于 根據需要處理來自離子檢測器的輸出信號產生用戶可解釋的質譜。通常，質 譜是一系列峰，其表示作為m/z比的函數的所檢測到的離子的相對豐度。質 譜可被用來確定樣品組分的分子結構，從而使樣品能夠定性和定量地表征。

離子源的一實例是電子電離(EI)源。在典型的EI源中，樣品材料以 分子蒸汽的形式被引入室。被加熱的燈絲用來發射高能電子，其作為光束在 加于燈絲與陽極之間的電勢差的作用下被校準和加速進入室。樣品材料沿著 與電子束路徑交叉的路徑被引入到室中。由于電子束在樣品和電子路徑相交 叉的區域中轟擊樣品材料而產生樣品材料的電離。電離過程的主要反應可以 由下列關系式來描述：M+e^-→M^*++2e^-，其中M表示分析物分子，e^-表示 電子，M^*+表示所得到的分子離子。也就是說，電子足夠親近地接近分子， 以通過靜電斥力促使分子失去電子，因此，單電荷的正離子得以形成。電位 差被用來吸引形成于室中朝向出射孔的離子，然后將所得的離子束加速到下 游設備比如質量分析器中，或者首先至中間部件比如離子導向器、質量過濾 器等。

可以通過多種技術將樣品引入到EI源中。在一實例中，氣相色譜(GC) 與MS連接，從而使來自GC柱的樣品輸出——包含色譜分離的樣品組分 ——用作進入離子源的樣品輸入。后者系統通常被稱為GC/MS系統。氣相 色譜(GC)引起被注入到色譜柱中的汽化或氣相樣品的分析分離。將樣品 注入到載氣流中，并且所得的樣品載氣混合物流過該柱。在柱流過程中，樣 品遇到固定相(涂層或填料)，這會導致樣品的不同組分根據與固定相的不 同親和力而分離。所分離的組分在不同時間從柱出口洗脫。這使得MS能夠 單獨電離所分離的組分，并且分析分別由分離的組分所產生的不同組離子， 這可以顯著提高分析的精度以及識別化合物的能力。

在EI操作中一直以來的標準做法是使用通常設定為70eV的恒定電子能 量。這是因為寬范圍的化合物在70eV具有最佳的碎片，“最佳”是指可用于 識別的高度碎片和通常可用于電離的大截面，這會導致豐富的整體離子信 號。默認的70eV能量水平已被用來建立廣泛的譜庫。然而，70eV不是所有 目的化合物的最佳能量。特別地，與許多類型分子的電離電位相比，這種相 當高水平的能量往往會產生少量的較高質量離子，這有助于化學鑒定、準確 的質譜實驗以及串聯MS/MS或涉及連續碎片的相關實驗。特別地，在70eV 所實現的硬電離往往會產生少量的分子(或多原子)離子。分子離子和其他 較高質量的離子是非常有用的，但在傳統EI的高能量運轉中受到排斥。低 能量(小于70eV)的電子在競爭裂解途徑需要更多能量的電離時可以產生 更少的碎片(更軟的電離)。因此，較之于在70eV的標準電離，以較低能量 的電離可能有利于形成分子離子或至少更多的高質量離子，從而保留有關化 學結構的更多信息并且便于鑒定未知化合物。

量子力學表明，隨著電子能量接近電離電位或外觀電位(從氣相原子或 分子中產生離子所需的最低電子能量)，用于電子沖擊的橫截面與電子能量 成線性比例。這意味著，隨著電離電子的能量降低，由電離過程所產生的離 子也得以降低，并且隨著電子能量低于電離電位而最終消失。隨著能量接近 電離電位，這已被證明是近似線性函數。因此，較低能量EI方法似乎是不 現實的。當要求以較低能量電離時，研究者通常會舍棄EI，而是投向傳統的 軟電離技術，比如化學電離(CI)。若干個MS儀器具有能夠在EI與CI之 間切換的離子源，增加了成本和復雜性。