[发明专利]激光电喷雾离子源

说明书

技术领域

本发明涉及质谱离子源技术领域，具体涉及一种可提高样品分子离子化效率的激光电喷雾离子源。

背景技术

激光离子源(laserdesorption)是一种采用脉冲激光对样品分子进行照射使其气化并失去电子离子化，从而进行质谱检测的技术。但是，激光解析存在的问题是，如果使用强度低的激光，样品分子不易产生离子，使用强度高的激光又会产生样品液滴烧干的现象，故使用的不是很多。目前，比较常规做法是利用激光的热效应和电喷雾技术相结合，形成激光电喷雾离子源。如图1所示，其主要是利用一定频率的激光束70照射设置于样品靶片上的待测分析物使之快速蒸发，蒸发的待分析分子运动至中空发射针10的喷头尖端泰勒锥11与离子传输管13之间，待分析分子与由中空发射针10电喷雾形成的带电液滴进行电荷交换，而使待分析分子带电离子化。但是，现有的传统激光电喷雾离子源(如图1所示)，其存在的主要问题是：1、激光束70的轰击点位于泰勒锥11和离子传输管13之间，被激光束70轰击蒸发出的待分析分子，由于质谱仪50的负压作用，无法到达泰勒锥11，而是在泰勒锥11之后，因电场强度很弱，所以它们无法被极化，几乎以中性分子的形式存在，并进入质谱仪50。其不仅造成了质谱仪50的污染，同时，由于样品分子只能通过交换方式带电，所以很难带上电荷，因此，样品分子离子化效率极低。2、由于承载待分析分子的样品台30位于大气中，所以由激光轰击蒸发出的待分析分子离子化后，无法全部被质谱仪50吸入，因此造成离子源的传输效率以及质谱仪50检测分析的灵敏度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高离子源传输效率、样品分子带电几率以及质谱仪检测灵敏度的激光电喷雾离子源。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种激光电喷雾离子源，包括：包括中空发射针、离子传输管、样品台及设置于样品台上的样品靶片、激光器，所述中空发射针的一端为取液端，另一端为电喷雾的喷头，所述离子传输管的一端与中空发射针的喷头相对，另一端与质谱仪的真空腔体相连通，所述质谱仪与中空发射针之间加有离子源电源装置，所述激光器产生的激光束可对放置于样品靶片上的分析样品进行照射，所述激光束对样品靶片上分析样品的轰击点位于中空发射针喷头的后面。在本发明所述的激光电喷雾离子源中，激光束对样品分子的轰击点位于离子传输管之前，中空发射针喷头所形成的泰勒锥之后，被激光轰击蒸发出的待分析样品分子，由于质谱仪的负压作用，向离子传输管入口方向运动，并在泰勒锥区域聚集，继而实现样品分子的高效极化。与传统的激光电喷雾离子源相比，克服了样品分子无法在泰勒锥区域聚集并难以被强电场极化的缺陷。

作为优选，所述激光束对样品靶片上分析样品的轰击点距中空发射针喷头水平方向的距离d为0～500mm。当激光束对样品靶片上分析样品的轰击点距中空发射针喷头水平方向的距离为0-500mm时，在质谱仪负压作用下，被激光束轰击而蒸发的绝大部分样品分子可以运动至中空发射针喷头所形成的泰勒锥区域并被强电场极化。

作为优选，所述中空发射针、离子传输管及样品台外部套设离子源工作腔，所述离子源工作腔一端与质谱仪相连。其中，本发明所述离子源工作腔的设置，可以将中空发射针、样品台、离子传输管密封在一个负压腔内，继而使得在泰勒区域形成的样品分子离子束团全部被吸入离子传输管并进入质谱仪。

进一步地，所述离子源工作腔与中空发射针之间设有至少一个辅助通道，用于通入可以提供质子(H+)的气体，例如：带有水分的气体或有机酸蒸气。其中，带有水分的气体可以是水蒸气、酸性气体和水蒸气的混合气体、有机酸蒸汽和水蒸气的混合气体、氮气或氩气或其它气体与水蒸气的混合气体。其作用是在泰勒锥周围更多的提供极化样品分子离子化所需的氢离子，进而有效提高待测样品分子的带电几率。

作为优选，所述中空发射针的喷头伸入离子传输管内，所述喷头与离子传输管端口之间的距离y为0～500mm。其中，将中空发射针插入离子传输管内，泰勒锥的形成区域亦在离子传输管内，样品分子在泰勒锥区域极化离子化后可直接全部进入质谱仪进行质谱分析，继而实现提高样品分子带电几率的同时，提高了离子的传输效率。

作为进一步优选，所述中空发射针外部套设发射针固定环，所述发射针固定环与中空发射针之间设有第一辅助通道，所述发射针固定环与离子源工作腔之间设有第二辅助通道。在所述的第一辅助通道或第二辅助通道中，其中一个辅助通道用于通入可以提供质子的气体，另一个辅助通道用于通入室温气体或温度可控的气体，用于保证泰勒锥的稳定或加速极化样品分子离子单分子气相电荷的形成。