[發明專利]一種三相樣品進樣和電離的裝置

在審

• 申請號: 201710555180.3
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN109256320A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 趙曉峰
• 申請（專利權）人: 趙曉峰
• 主分類號: H01J49/16
• 分類號: H01J49/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明披露了一種樣品進樣和電離裝置，特別涉及一種質譜電離裝置和方法。為了拓展質譜儀器的應用范圍，本發明集成了電噴霧進樣，光解析光電離源和放電電離源，從而實現了氣體，固體和液體進樣和電離。本發明特別適用于質譜儀和離子遷移譜儀，極大地拓寬了待檢測樣品范圍和靈敏度。

技術領域

本發明涉及質譜的進樣和電離裝置，特別涉及一種實現多種進樣和電離方法的復合電離源。

背景技術

所有質譜儀器均包括進樣系統，電離源和質量分析器三部分。其中進樣系統和電離源決定了質譜儀檢測樣品的種類，形態，分子量大小和譜圖特征等。目前常用的離子源包括電噴霧電離源（ESI），大氣壓化學電離源（APCI），光電離源（PI），化學電離源（CI），二次離子源（SIMS），基質輔助激光電離源（MALDI），激光解吸光電離（LDPI）等。進樣方式包括氣體直接進樣，大分子ESI源進樣，將分子傳輸至真空后的激光解吸進樣等。這些進樣方式可以分別處理氣相，液相和固相樣品。不同的進樣方式與電離源相結合，可以滿足大部分實際樣品的質譜分析需求。但由于進樣方式的差別很大，工作氣壓和電離方式均不相同，難以將多種進樣方式和電離源結合在一起。

對于大分子（如蛋白，多肽，DNA分子等）的質譜分析通常使用電噴霧為進樣和電離方式。電噴霧與液相色譜結合，可以產生多電荷離子，在高分辨率質譜上可以方便地對大分子分析，因此在生物大分子分析中得到了廣泛的使用。但對于極性比較弱的分子，電噴霧源的電離效率很低。激光解吸光電離是一種類似與基質輔助激光電離的進樣方式，不同與基質輔助激光電離需要樣品前處理，它可以將未經處理的樣品輸送至真空腔并使用激光解吸產生氣相分子，產生的氣相分子被一束紫外激光電離，電離后的離子被傳輸至質量分析器。

US4988879披露了一種利用兩束激光分別解吸和電離樣品的裝置。電離后的離子被靜電場推斥至飛行時間質量分析器。由于解吸后的分子形成的分子團持續時間非常短，離子電離和傳輸效率都很低，因此靈敏度不高。此外，兩束激光之間需要有一定的時間間隔，這種設置對不同質量的分子有質量歧視效應。

由于工作氣壓的不同，電噴霧電離和激光解吸光電離難以同時使用。電噴霧電離工作氣壓為大氣壓，激光解吸光電離一般需要工作在5 Torr 以下。這一問題導致電噴霧電離和激光解吸光電離之間很難簡單切換。專利US651529，US2008/0067345和US2010/0096542都提出了電噴霧電離和基質輔助激光解吸電離裝配與同一臺質譜儀并進行切換的方法，但都需要比較復雜的裝置，甚至需要停掉真空在重新抽氣等操作，費時費力。

放電電離是一種簡單有效的電離方式，根據氣壓的不同，其產生碎片離子的方式和強度均不同。放電電離均需要較高的電壓施加在放電針上，導致放電針的電場影響離子傳輸電場，使離子通過率降低。

發明內容

為了滿足質譜儀對多種樣品進樣方式的需求，本發明將多種進樣方式和電離源結合，提高質譜儀對不同樣品的適應能力。專利CN 103295873 披露了一種低壓下產生分析用離子的方法和裝置，將電噴霧和基質輔助激光解吸電離在較低的氣壓下實現，但實現方法中將電噴霧和基質輔助激光解吸電離設計在同一真空室內，使電噴霧電離或基質輔助激光解吸電離不在最佳工況下工作，導致靈敏度不及單項離子源。

本發明采用光解吸光電離，不僅提高了光解吸光電離時離子傳輸效率，而且很好地兼容了傳統的電噴霧電離源，是一種較為理想的結合方法。

為解決氣壓不兼容問題，本發明在切換到光解吸光電離時，將進樣口堵住并關閉粗真空接口，使光解吸光電離電源工作在最佳氣壓下。

電噴霧電離對于極性分子有很好的電離效率，但對非極性化合物，電離效率非常低。為解決這一問題，本發明使用放電針，利用放電產生的電子和離子提高對非極性化合物的電離效率。