[發明專利]一種多功能敞開式復合離子源及其使用方法

有效

• 申請號: 201710358698.8
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107195528B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 白玉;艾萬鵬;劉虎威;聶洪港
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10;G01N27/62;G01N27/68
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 李稚婷

本發明公開了一種多功能敞開式復合離子源及其使用方法，在敞開式質譜中實現一次性高通量檢測混合物的目的。該復合離子源包括針電極、管電極、導電環狀電極、雙層毛細管和管介質層，其中：針電極和管電極組成電極對插入到管介質層內，用于實現DART等直流放電離子源；導電環狀電極纏繞在管介質層外表面，與針電極組成另一電極對，用于實現DBDI等交流放電離子源；雙層毛細管插入到管介質層內并從另一端延伸出以構成DESI離子源；另可增加激光源作為解吸的輔助裝置。本發明排除記憶效應的影響，且能使用離子化效率高的氦氣等高能氣體，多種電離模式既可單獨使用，亦可復合使用，具有高通量檢測優點。

技術領域

本發明涉及質譜敞開式離子化技術，具體涉及一種多功能敞開式復合離子源裝置的搭建和使用方法。

背景技術

敞開式質譜(ambient mass spectrometry，AMS)技術是一種可以在實驗室開放環境下直接對樣品離子化的技術。樣品無需或只需要簡單的預處理過程后就可以直接被分析。因此，敞開式質譜技術簡化了工作流程，提高了質譜儀器的易用性。自從兩種最典型的離子化技術：解吸電噴霧離子化(desorption electrospray ionization,DESI)和實時直接分析(analysis in real time,DART)問世以來，各種各樣的離子化技術隨之產生，比如，介質阻擋放電離子化(dielectric barrier discharge ionization,DBDI)、低溫等離子體(low temperature plasma,LTP)、流動大氣壓余暉放電(flowing atmospheric-pressureafterglow,FAPA)、激光解吸電噴霧離子化(electrospray-assisted laser desorptionionization,ELDI)、多波長激光解吸等離子體離子化(plasma assisted multiwavelengthlaser desorption ionization,PAMLDI)等。每種技術都有其特有的優勢，但同時有其局限的一面。其中，基于等離子體技術的DRAT、DBDI和LTP離子源擅長解吸和離子化小分子量和熱穩定的物質，其對分子量大以及揮發性差的物質靈敏度比較差。而基于電噴霧離子化技術的DESI類離子源在檢測極性及熱不穩定類物質上具有比較大的優勢。此外，除了直接的解吸方式外，具有高空間分辨率的激光解吸技術也被引入到敞開式質譜中以用于質譜成像分析。因此，結合不同解吸和離子化原理的離子源并輔助于激光解吸的方式以實現對目標混合物的高通量分析是敞開式質譜發展的必要趨勢。

目前文獻中報道了部分簡單的多重離子源技術。例如，文獻“Desorptionelectrospray/metastable-induced ionization:a flexible multimode ambient iongeneration technique(Nyadong L,Galhena A S,Fernández F M.AnalyticalChemistry,2009,81:7788-7794.)”中將商業化的DART儀器和DESI裝置結合在一起形成DEMI離子源使用。再如，文獻“Simultaneous Detection of Polar and NonpolarCompounds by Ambient Mass Spectrometry with a Dual Electrospray andAtmospheric Pressure Chemical Ionization Source.(Cheng S,Jhang S,Huang M,Shiea J.Analytical Chemistry,2015,87:1743-1748.)”將DESI裝置改裝成外管纏繞了金屬箔的ESI/APCI離子源同時具有DESI和DBDI功能的復合式離子源。DEMI離子源存在下述問題：1、聯用裝置使用的一根長毛細管作為樣品傳輸線，這種裝置的設計具有低的離子化效率，會造成一定的樣品的損失；2、長的傳輸線在分析復合樣本時會產生記憶效應。ESI/APCI離子源存在下述問題：該類離子源將DESI霧化氣同時用作介質放電氣，導致質譜卸真空的氦氣無法使用，可離子化的物質范圍變窄。

發明內容