[發(fā)明專利]一種開放型分子加合同位素離子發(fā)生器

有效

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• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104198624A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 朱一心;呂婷婷;葛林澤
• 申請（專利權）人: 浙江好創(chuàng)生物技術有限公司
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06;H05H1/30;G01N30/72
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

技術領域

本發(fā)明涉及一種離子發(fā)生裝置，具體是指一種用于產生分子加合同位素離子的開放型發(fā)生器。

背景技術

自從80年代中期，2002年諾貝爾化學獎獲得者之一JohnB.Fenn將電噴霧離子源應用于大分子質譜分析以來，20多年過去了，對于電噴霧離子源機理，還是停留在兩個模式：IonEvaporationModel(IEM)離子蒸發(fā)，與Charged?ResidueModel(CRM)電荷殘留機理。電噴霧離子源的基本結構與90年代的沒有本質上的區(qū)別。

電噴霧離子源的基本結構就是在一個中空的金屬或玻璃毛細管中間充滿液體，對著質譜儀的離子入口，在液體上加上正或負高電壓，在大氣中形成正負離子，質譜儀的真空系統將一部分離子吸入質譜儀的質量分析器。

對于電噴霧離子源，盡管電離幾率很高，幾乎達到100％，但是將分子離子傳輸到質譜質量檢測器的有效離子，只有總離子數的0.01％到0.1％之間。

為了解決上述問題，很多發(fā)明人發(fā)明了不同機構的電噴霧離子源，參考專利號為：美國US4861988、US5412208、US5432343、US6992299、US5504329。但是所有的發(fā)明都是將電噴霧離子源的發(fā)射針尖處在大氣之中，離子流與液體流量關系密切，無法在大流量范圍內100納升/分～100微升/分得到穩(wěn)定的離子發(fā)射，并且離子傳輸效率沒有得到明顯的改善。

對于泰勒錐的形成，在《計算機與應用化學》第28卷第11期有相應的公開說明，其中通過控制電壓大小,使得溶液在毛細管管口始終形成液滴而不滴落,這時,毛細管下端的液滴為凸形的半球狀溶液在毛細管管口同時受到表面張力和電場力的作用,隨著電場強度增大,溶液中的同性電荷聚集在液滴表面,表面電荷產生的電場引起液滴變形當電壓達到某一臨界值Vc時,管口處的溶液由半球形逐漸變?yōu)殄F形,平衡時其半頂端角大約為493,這一帶電的錐體被大家稱為泰勒錐(Tay?lor?Cone)。

電噴霧離子源(ESI)是目前液相色譜-質譜(LC-MS)聯用最常用的接口,屬軟電離方式,可用于研究熱不穩(wěn)定和極性較大的化合物。由于可產生帶多電荷的分子離子,電噴霧離子源也可用于研究蛋白質等生物大分子。Fenn等最早證明了ESI在生成生物分子離子方面的適用性,直到20世紀60年代,Dole等生產出第一臺基于電噴霧的質譜儀。之后,Fenn等使用ESI串聯四級桿檢測器對分子束進行檢測，意識到Dole離子源存在缺陷,并對結果進行解釋,修正了離子源噴針和端板之間的距離,從而降低了噴針電壓。Fenn所設計的離子源后來演變成Fenn-Whitehouse設計。該設計使用玻璃毛細管將離子從大氣環(huán)境輸送進第一真空室,可根據需求選擇不同內徑毛細管。1987年,Bruins等將氣動輔助噴霧器引入電噴霧接口。霧化氣體有助于穩(wěn)定電噴霧,保持流速接近0.2mL/min,適用于液相串聯ESI-MS.允許噴嘴和對電極之間有較大的距離,減少了電暈放電的發(fā)生。同時,降低了噴霧過程對噴嘴位置的依賴,若離軸放置噴嘴,可以獲得更高的靈敏度.此后,電噴霧離子源結構設計經過了一系列改進,對其工作原理也有了越來越深刻的認識。

目前，技術人員一直強調在泰勒錐發(fā)生器(在本申請中，將形成泰勒錐現象的裝置稱作為泰勒錐發(fā)生器)中毛細管內的液體是產生離子的根本，而對于毛細管出口處的液體是否會被電離等現象一直未知。在現實需求中，為了得到同位素的離子化，通過現有技術中的泰勒錐形成的作用，導致同位素離子化過程中會需要很高有成本，所以，對于同位素離子的應用受到相當的限制，另外，由于使用場合的不同，對于分子加合同位素離子發(fā)生器的結構特性也提出不同的要求，尤其是一些特殊使用場合需要提供一下開放型的同位素離子源，則技術人員應當根據實際的使用需求而應當進行技術設計。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有技術中的不足，提供一種可以方便制備分子加合同位素離子的裝置，可以為同位素離子的廣泛應用成為可能，更為主要的是，提出了一種開放型的分子加合同位素離子發(fā)生器。

本發(fā)明是通過下述技術方案得以實現的：

一種開放型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于，一臺泰勒錐發(fā)生器，在泰勒錐發(fā)生器的毛細管出口處有同位素氣體或液體噴出口，同位素氣體或液體從噴出口出來能到達毛細管出口的泰勒錐附近。由于在泰勒錐發(fā)生器的毛細管出口處所形成泰勒錐范圍有限，為了更好使同位素氣體或液體能離子化，故在不斷流動中的同位素氣體或液體需要接近毛細管出口處，從目前的技術來看，出口處與噴出口之間是有一定的距離要求的，但以兩者能夠相互到達為限的程度。