[發明專利]大氣壓兆伏靜電場電離解吸（APME-FID）的方法和系統

有效

• 申請號: 201580019229.2
• 申請日: 2015-04-10
• 公開（公告）號: CN106796866B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 吳坤明;鄧浩維;萬善衡
• 申請（專利權）人: 香港大學
• 主分類號: H01J49/16
• 分類號: H01J49/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;姜甜

大氣壓兆伏靜電場電離解吸（APME?FID）方法在兆伏條件下從連接到高電壓發電機（1）的樣本（2）的表面直接地生成離子。兆伏靜電勢通過范德格拉夫發電機來生成并且逐漸地直接累積在樣本（2）表面上而沒有對樣本（2）引起損壞。因此，當與質譜系統耦合時，APME?FID?MS方法增強了處于不同尺寸和多種類型的樣本的表面上的分析物的直接檢測。

技術領域

本發明涉及基于在不同尺寸、形狀和/或物理狀態的樣本上應用兆伏靜電勢以用于樣本中的至少一種類型的分析物的電離和解吸的電離技術的方法和系統。

背景技術

質譜法（MS）由于其檢測靈敏性和特異性是現代化學分析中不可缺少的分析工具。電離方法的演變導致針對MS分析的應用的突破。電離技術的發展使得質譜法能夠幫助不同領域的分析。經典的電子電離和化學電離幫助分析揮發性碳氫化合物和小的有機污染物。現在，電噴霧電離和基質輔助的激光解吸/電離使生物學MS的發展能夠用于支持生命科學研究的各種方面（例如，蛋白質組學、代謝組學和藥物發現）。最近，通過MS在大氣壓之下用于直接樣本分析的解吸/電離技術正變得流行。便利且高效的大氣解吸/電離技術的發展將使MS的應用擴展用于利用簡單且快速的分析程序對日常生活樣本（例如，食物、藥用產品）的直接分析，并且可能地將MS從實驗室帶入現場。

可以將當前可用的大氣解吸/電離技術分類為基于電噴霧、基于能量粒子、基于激光和耦合的技術。解吸電噴霧電離（DESI）是基于電噴霧的技術，其使用具有噴霧氣體的溶劑離子和分子的噴射來撞擊樣本的表面以用于分析物分子的原位提取，以及分析物離子的電離和解吸。低溫等離子體（LTP）探測和實時直接分析（DART）技術是基于能量粒子的解吸/電離技術。LTP探測利用從介質阻擋放電生成的氦氣原子/離子/自由基的等離子體。通過LTP的熱能從樣本表面所解吸的分子然后將經由與LTP中的帶電物種的電荷轉移反應而電離。類似地，DART經由放電而生成被激發/亞穩態的氦原子。除被激發的原子/離子的轟擊之外，由熱學過程產生分析物分子的解吸。飛秒紅外激光是被采用于來自固態樣本的分析物的環境解吸/電離以用于MS分析的另一種類型的強能量源。分析物將經由熱學解吸而被解吸，并且相信電離經由帶電物種和中性分析物分子之間的電荷交換反應而發生。此外，耦合的技術采用兩個解吸/電離技術來分別完成解吸和電離。例如，激光消融電噴霧電離（LAESI）是采用激光解吸和隨后對中性分析物的電噴霧電離的耦合技術。最近，大氣解吸/電離技術，也就是場致直接電離（使用3-5 kV的電勢），已經被報道用于小的活生物體（諸如蝎子和蟾蜍）的次級代謝物的直接檢測。盡管如此，所有這些所提及的技術都要求諸如溶劑和惰性氣體之類的輔助反應物進行操作，這可能使問題變得復雜。可以通過當前可用的環境電離質譜方法來分析的樣本類型還僅限于小尺寸的樣本。

輔助反應物（例如，氦）的使用強加了附加反應物成本用于操作，并且還要求額外儀器裝備（例如，溶劑供應系統、真空泵系統）以用于供應和移除這些反應物。此外，溶劑的使用使得技術變得與溶劑敏感的樣本不兼容。另外，在這些輔助反應物的特性/組成方面的改變可能降低這些大氣解吸/電離技術的分析性能。對于場致直接電離技術，類似于其它大氣電離技術，其還由于低電離效率方面的限制而受限于小的生物體。此外，其限于小且尖銳的樣本，因為相對低的電勢用于分析物分子的電離。

因而，存在針對以下的需要：用于MS的大氣解吸/電離方法和系統，其能夠直接地從大尺寸（并且還有小尺寸）的樣本生成離子，而沒有使用輔助反應物（例如，溶劑、氣體）。

發明內容

下面呈現本發明的簡化概要以便提供對本發明的一些方面的基本理解。該發明內容不是本發明的廣泛概述。意圖既不是標識本發明的關鍵或必要要素，也不是描繪本發明的范圍。相反，該發明內容的僅有目的是以簡化形式呈現本發明的一些概念作為在此之后呈現的更詳細描述的前序。

本文提供了用于MS的大氣解吸/電離方法和系統，其能夠直接從大尺寸（并且還有小尺寸）的樣本生成離子，而沒有使用輔助反應物（例如，溶劑、氣體）。