[發(fā)明專利]質(zhì)子化增強(qiáng)基質(zhì)輔助激光解吸電離離子源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610967193.7
• 申請(qǐng)日: 2016-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106373857B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 束繼年;汪海林;李震;楊波;張鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號(hào): H01J49/16
• 分類號(hào): H01J49/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種離子源，是一種用于實(shí)現(xiàn)大分子有機(jī)物和生物分子離子化的新離子源，可以增強(qiáng)傳統(tǒng)基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)質(zhì)子化效率。

背景技術(shù)

基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)是電離有機(jī)大分子和生物分子的重要手段，它利用基質(zhì)來(lái)吸收激光光束的能量，然后由基質(zhì)將能量傳給被分析的物質(zhì)，使分析物解吸，同時(shí)通過(guò)氣態(tài)分析物與基質(zhì)離子的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生分析物離子，其中質(zhì)子化反應(yīng)是分析物離子化的一個(gè)重要通道。這種方法避免了強(qiáng)激光直接照射分析樣品帶來(lái)的嚴(yán)重解離，從而可以離子化有機(jī)大分子和生物分子。對(duì)于有合適基質(zhì)匹配的分析物，基質(zhì)輔助激光解吸電離分析技術(shù)的靈敏度很高(10^-15mol)，它可以對(duì)微量樣品進(jìn)行分析。這種技術(shù)的局限在于缺乏廣范有效的基質(zhì)來(lái)匹配不同的分析物使分析物同時(shí)解吸和有效電離。此外，為了匹配分析物的化學(xué)成分，選取的很多基質(zhì)(如α-氰基-4-羥基肉桂酸)有一定致癌性或化學(xué)毒性，制約了基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)的應(yīng)用。

針對(duì)基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)不足，我們發(fā)明了一種新的質(zhì)子化增強(qiáng)基質(zhì)輔助激光解吸電離離子源，在實(shí)施傳統(tǒng)的基質(zhì)輔助激光解吸電離后，它利用附加質(zhì)子化反應(yīng)來(lái)增強(qiáng)分析物的質(zhì)子化，降低了對(duì)基質(zhì)的要求。附加質(zhì)子化反應(yīng)是通過(guò)由真空紫外光激發(fā)的二氯甲烷(CH₂Cl₂)質(zhì)子化劑與未電離的氣態(tài)分析物分子的反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。

質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種軟電離技術(shù)，它通過(guò)質(zhì)子化劑與分析物分子之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)分析物分子的質(zhì)子化。水(H₂O)是一種常見(jiàn)的質(zhì)子化劑，商業(yè)化的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜儀常用放電的方法來(lái)制備質(zhì)子化的水分子。二氯甲烷是一種廣泛使用的鹵代烷烴。近來(lái)，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示受真空紫外光激發(fā)的二氯甲烷對(duì)極性物質(zhì)(包括水分子)有很強(qiáng)的質(zhì)子化作用，由于二氯甲烷的質(zhì)子親和勢(shì)(6.5eV)比水的質(zhì)子親和勢(shì)(7.2eV)還低，因此真空紫外光激發(fā)的二氯甲烷是一種良好的質(zhì)子化劑。

我們發(fā)明的這種質(zhì)子化增強(qiáng)基質(zhì)輔助激光解吸電離離子源將質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)技術(shù)和基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)真空紫外光激發(fā)的二氯甲烷來(lái)增強(qiáng)分析物的質(zhì)子化，使分析物的電離不完全依賴基質(zhì)的作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)較廣泛的大分子有機(jī)物和生物相關(guān)物質(zhì)離子化，增加了離子源的強(qiáng)度，減小了基質(zhì)選擇的難度，從而大大提高相關(guān)分析工作的效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)上的不足，本發(fā)明結(jié)合質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)和基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)，提供了一種新的質(zhì)子化增強(qiáng)基質(zhì)輔助激光解吸電離離子源。該離子源采用了多種先進(jìn)的技術(shù)，包括真空紫外光激發(fā)、質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)和基質(zhì)輔助激光解吸電離技術(shù)。

本發(fā)明專利采用的技術(shù)方案是：1、由氪燈產(chǎn)生真空紫外光；2、真空紫外光照射二氯甲烷生成激發(fā)態(tài)二氯甲烷質(zhì)子化劑；3、混合基質(zhì)的分析物沉積在解吸電離基板上，由傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)浇馕婋x孔；4、脈沖激光照射混合基質(zhì)的分析物；5、經(jīng)激光脈沖解吸出的氣態(tài)分析物與激發(fā)態(tài)二氯甲烷質(zhì)子化劑反應(yīng)生成質(zhì)子化分析物；6、質(zhì)子化分析物由離子源出口引出進(jìn)入各種離子分析器進(jìn)行質(zhì)量分析。

本發(fā)明的有益效果是：在實(shí)施傳統(tǒng)的基質(zhì)輔助激光解吸電離后，再通過(guò)附加質(zhì)子化反應(yīng)來(lái)增強(qiáng)分析物的質(zhì)子化；附加質(zhì)子化反應(yīng)是通過(guò)由真空紫外光激發(fā)的二氯甲烷質(zhì)子化劑與未電離的氣態(tài)分析物分子反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)的應(yīng)用使分析物的電離不完全依賴基質(zhì)的作用，降低了對(duì)基質(zhì)物理和化學(xué)特性的要求，增強(qiáng)了分析物的質(zhì)子化效率，增加離子源的強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的外觀圖，分別為1、真空紫外光源室，2、解吸電離室，3、樣品室，4、脈沖激光器，5、二氯甲烷氣體進(jìn)樣閥。

圖2為本發(fā)明的剖面構(gòu)造圖，主要部件有：6、真空紫外氪燈，7、真空紫外光，8、氟化鎂透鏡，9、二氯甲烷氣體，10、脈沖激光，11、基板自動(dòng)傳輸器，12、樣品基板，13、激光解吸電離口，14、離子遷移電場(chǎng)電極組合，15、離子出口。

具體實(shí)施方式

質(zhì)子化增強(qiáng)基質(zhì)輔助激光解吸電離離子源的主體部分由真空紫外光源(1)，解吸電離室(2)，樣品室(3)，和脈沖激光器(4)四部分構(gòu)成。具體實(shí)施方式是：

一、真空紫外氪燈(6)產(chǎn)生真空紫外光(7)通過(guò)氟化鎂透鏡(8)進(jìn)入解吸電離室(2)；

二、二氯甲烷氣體(9)由二氯甲烷氣體進(jìn)樣閥(5)進(jìn)入解吸電離室(2)；

三、真空紫外光(7)照射二氯甲烷氣體(9)產(chǎn)生激發(fā)態(tài)二氯甲烷質(zhì)子化劑；