[实用新型]微波等离子体常压解吸离子源及由其构成的离子源装置

说明书

技术领域

本实用新型属于常压质谱离子化技术领域，特别涉及一种基于微波等离子体的常压解吸离子源及由其构成的常压解吸质谱分析仪的离子源装置。 

背景技术

质谱作为一种谱学方法有其显著的优势，即灵敏度高、分析速度快、选择性好、可用于化学计量等，因而质谱分析方法广泛应用于药物合成与分析、法庭科学、食品安全、石油化工、环境科学等领域。不论分子质谱还是原子质谱，仪器的基本结构都是由进样系统、离子源、质量分析器、检测器、真空系统及计算机控制系统和数据处理系统组成。其中离子源与样品分析的灵敏度、检出限有直接联系。传统的用于有机物分析的离子源主要有电子轰击源、化学电离源、场解吸电离源、快原子轰击源、激光解吸电离源。利用这些传统的离子源进行样品质谱分析，都需要对样品进行长时间的预处理以及严格的真空预处理条件。为了解决传统离子源质谱分析方法存在的不足，人们开发出来了常压质谱离子化技术，且近几年常压质谱离子化技术发展迅速。 

常压质谱离子化技术开始于2004年R.G.Cooks等人的电喷雾解吸电离技术（Desorption Electrospray Ionization DESI）和2005年R.B.Cody等人的直接实时分析电离技术（Direct Analysis in Real Time DART）。这些技术无需样品处理，可直接对样品进行快速准确的样品分析。此类常压质谱离子源出现是质谱领域的一大飞跃性进展。近些年出现的常压质谱离子化技术有解吸常压化学电离（Desorption Atmospheric Pressure Chemical Ionization DAPCI）、介质阻挡放电电离（Dielectric Discharge Barrier Desorption/Ionization DBDI）、萃取电喷雾电离（Extractive Electrospray Ionization EESI）、等离子体辅助激光解吸电离（Plasma-Assisted Desorption/Ionization PADI）、电喷雾激光解吸电离（Electrospray Laser Desorption/Ionization ELDI）、激光消融电喷雾电离（Laser Ablation Electrospray Ionization LAESI）、常压固体分析探针（Ambient Solid Analysis Probe ASAP）等。 

DESI技术采用电晕放电直接对固体样品进行解吸电离，属于软电离方式。 其机理为特定溶剂在电场作用下形成喷雾，喷雾与固体体表发生溶解、萃取，其中涉及到动量转移、静电排斥等过程。接下来的离子化机理与ESI中的机理相似（离子蒸发机制或者带电残基机制）。观察到的离子形式与样品、基质、溶剂有关。主要用于测定中等极性和强极性的化合物。实验中可以通过调节溶剂流量、样品板材料、毛细管温度等达到最优实验条件。DESI广泛应用于爆炸物检测、代谢物分析、药物合成与检测、环境科学等领域。但该技术所需电压高、喷雾试剂可能对环境造成污染，而且由于聚合物的生成、样品部分溶剂化、多电荷离子的产生等导致其质谱谱图复杂。 

DART技术亦采用电晕放电对样品进行解吸电离，不同于DESI的是它利用的载体是气体而非溶液，一般采用氦气或氮气。气体通过电晕放电产生活性成分，高能亚稳原子作为主要活性成分对待测物进行解吸电离。DART技术可在各种检测对象的表面检测不同化合物，包括：药物、食物、香料、人体血液、唾液、尿液甚至一些无机物。而且DART源对样品的具体位置，即样品与质谱仪的距离、角度等都不敏感。适用于固态、气态、液态样品的检测。但需要额外的加热装置，结构复杂，价格昂贵。 

其他常压离子化技术原理虽与DESI、DART不完全相同，但也都主要包括解吸和电离两个过程。其产生离子的过程大致可概括为：一定的能量源（电场、热能、亚稳态粒子等）作用于特定载体（气体、试剂）上形成具有一定能量的带电体，该带电体与样品作用，使其离子化。这些离子化技术虽然都在各个领域有重要应用，但都存在一定的局限，因此，开发新的离子源对常压质谱离子化技术的发展有重大意义。 

发明内容

针对现有常压质谱离子化技术的现状与不足，本实用新型的目的旨在提供一种基于微波等离子体的常压解吸离子源、以及由其构成的用于质谱分析仪的离子源装置，以解决现有技术存在的问题。