[发明专利]旋转式电喷洒游离装置、质谱仪，以及质谱分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电喷洒游离(electrospray ionization，ESI)装置，特别是涉及一种旋转式地电喷洒出待分析液滴(aerosol droplets)的旋转式电喷洒游离(rotating electrospray ionization，RESI)装置。本发明还有关于一包含有该旋转式电喷洒游离装置的质谱仪(mass spectrometer)，以及一质谱分析方法。 

背景技术

借由质谱分析技术，人们能获知一样品中待测物(analytes)的分子量，继而配合进一步对比而确认该待测物的真实身分，因此自20世纪初期发展以来，用以实施该质谱分析技术的质谱仪，因为具有操作简便且能快速获得侦测结果的优势，已然成为一广为各领域使用的鉴定工具。 

一般质谱仪主要包含游离装置、质量分析器(mass analyzer)，以及侦测器(detector)等三大部件。样品中的各待测物是借由游离装置的游离化来获得电荷，并会被引导入该质量分析器内并依其各自的m/z值(也就是“荷质比”，其中m为质量，z为化合价)而被分类区隔开来，同时质量分析器将依此释放出对应的讯号供该侦测器撷取，最后该侦测器综合各讯号，并以图谱方式呈现一系列统计结果，还能进一步配合软体运作而计算出该等待测物的分子量。 

而经由一电喷洒游离装置以产生气相分子离子(molecular ions)的电喷洒游离法，适用的分子物质广泛，是一极有发展潜力的技术。电喷洒游离法是先将一样品中的待测物萃取出来并获得一待测溶液，借由一如图1所示包含一电喷洒游离装置11的质谱仪1来进行质谱分析。相关技术可参阅以下论文：Yamashita，M.and Fenn，J.B.J.Phys.Chem.1984；88，4451、Fenn，J.B.et al.Science 1989；246，64.、Fenn，J.B.et al.Mass Spectrom.Rev.1990；9，37。 

传统的电喷洒游离装置11包括有一开口端111朝向该质量分析器12的入口121的电喷洒注射针(electrospray needle)112，且使用时一般是在该注射针开口端111与该质量分析器入口121间建立一电场，例如在此两者间形成2～5kV的电压差。接着，使待测溶液在该注射针112内朝该开口端111流动，在该开口端111的溶液会因电场的牵引与液面表面张力的作用，而形成一满布电荷的泰勒锥(Taylor cone)T，当电场作用力能克服液体的表面张力时，带有多价电荷且包含有待测物分子的液滴就会被形成，并 朝该质量分析器12喷洒出，继而由该入口121进入该质量分析器12以进行分析。 

这些带电液滴的液体部分会随着飞行中遇到外加的气流(例如N2)而蒸发，此时多价电荷会移转至待测物分子上，而成为具有较低m/z值的待测离子。此法不但能让如蛋白质的大分子被高效率地游离，且因能具低m/z值而较不受该质量分析器12侦测极限的限制，因此甚至能测得分子量达到十万的蛋白质分子。 

在电喷洒游离装置的改良与研发方面：如图2所示，为一由Hindsgaul等人公开于美国专利号US6,350,617及US6,621,075中，包含有一旋转盘113的电喷洒游离装置11，是将多个电喷洒注射针112设置于该旋转盘113上，由该旋转盘113将各注射针112依序地带至一特定位置时，所喷洒出来的液滴才会进入对应于该特定位置的质量分析器入口121，而各注射针112依旋转盘113的旋转速度，轮流在该特定位置进行电喷洒的时间(dwelltime)为0.5～10秒(sec)，且各注射针112分别连结于一样品溶液注入的层析管(chromatography column)114，所以能连续式地经由该电喷洒游离装置11及该质量分析器12进行不同样品溶液的分析；如图3所示，美国专利号US6,066,848公开的一电喷洒游离装置11包含有一电喷洒注射针阵列(electrospray needle array)，各注射针112所喷洒出来的液滴，经由一设置于该电喷洒游离装置11与一质量分析器12间的可动式遮蔽装置(blocking device)13，轮流在该遮蔽装置13上的一个穿透式孔洞(aperture)131移动至与其相对应的位置时，才会通过该孔洞131而进入该质量分析器入口121，也能连续式地进行不同样品溶液的分析。