[发明专利]一种软x射线离子源

说明书

本发明属于电离源技术领域，具体涉及一种软x射线离子源，包括辐射光源和保护装置，所述辐射光源安装于保护装置，所述保护装置设有用于包覆辐射光源产生的短波辐射的腔体，所述保护装置上设有开口，所述开口与腔体导通，用以对接离子源结构和大气压接口，本发明中采用的短波辐射源体积小、结构简单、波段可调、杂散光低、能量高，样品电离能量充分，且不存在去溶剂化和离子取样效率的问题，灵敏度高，结果重现性好；能够有效的解决离子抑制效应带来的样品不充分电离和加合团簇离子等对分析带来的影响；可电离较难电离的样品得到完整的电离产物，降低背景干扰，同时还可以通入特定的辅助样品辐射电离助剂实现。

技术领域

本发明属于电离源技术领域，具体涉及一种软x射线离子源。

背景技术

离子源是质谱仪的核心部件，它将进样的中性物质电离成离子，是质谱分析得以实现的第一步，在质谱技术领域中扮演了相当重要的角色。离子源的种类非常多，主要包括真空电离源和大气压电离源两类。真空电离源如快原子轰击电离子源(FAB)、电子轰击电离源(EI)、化学电离源(CI)等，这些电离源都需要一定的真空条件支持下工作，而大气压电离源则是可以在大气环境下工作的离子源，比较有代表性的有电喷雾电离源(ESI)，作为一种较新的电离技术，电喷雾电离源自身具备的独特优点与广阔的发展前景而倍受关注。

电喷雾电离源(Electrospray Ionization)，也被称为ESI源，兼容多种样品引入方式，如液相色谱、毛细管电泳、微流控等。这种电离技术不仅可以分析大分子化合物，并且能在电离过程中产生多电荷离子，其可分析的化合物种类十分庞大，包括有机化合物、药物及其代谢产物、蛋白质、肽、糖等。因此，电喷雾电离源对整个质谱技术的发展和应用有着十分重大的意义，该技术也因此获得了2002年的诺贝尔化学奖。电喷雾电离源工作时对流速有很高的要求，一般来说流速越低灵敏度越高，其主要原因是高流速不适合去溶剂化过程。目前ESI的模型机理是库仑爆炸，如果流速过高，在进入真空接口之前不能充分去溶剂化，将无法得到正常的离子信号。所以在某些特定的分析条件下，还需要采用nano-ESI，流速可以降低到nL级。ESI源普遍受限于液相流动的速率，低流速ESI源容易达到较高的去溶剂化程度，从而获得较高的离子传输效率和分辨率。但是在液相质谱分析过程中，通常需要较快的样品液体流速，而液滴的半径与流速成正比，这增加了去溶剂化所需的时间和距离，导致去溶剂化程度低，造成真空接口的取样效率不高，从而失去了低流速ESI源的高分辨率。而且ESI在工作工程中会存在明显的离子抑制效应(典型如高盐条件下)，同时包括水簇在内的加和离子也会影响分析。为了解决这一系列问题，随之而来衍生出了大气压化学电离源APCI和大气压光电离源APPI，这些离子源结构相似，都是对ESI源的有效补充。

同时也有采用真空紫外单光子解离(PI)技术电离一些极性较弱的物质，解决了大量非极性成分复杂体系的分析问题。中国专利公开号为CN101329299A的“新型电喷雾进样真空紫外单光子电离质谱分析装置”和，其采用电喷雾技术制备化合物离子，真空紫外灯或者同步辐射作为光源，在小于200nm的真空紫外波长范围内对离子进行辐照，获取样品离子的方法。同时中国专利公开号为CN103762150A的“超声雾化进样的挥发溶剂辅助电离低压光电离质谱装置”又将真空紫外单光子电离技术与超声雾化挥发溶剂技术相结合。但这些技术公开所使用的光源仅限于真空紫外波长范围(100-200nm)，需要待测样品能够溶解于易挥发的有机溶剂中，用于表征不易溶解，结构较复杂的大分子链段、多肽具有一定的局限性。真空紫外单光子解离虽然效率高，但由于能量较低，无法覆盖一些重要原子的吸收边，解离不具有原子选择性，定向解离大分子有较大困难。同时还有使用水合质子(H₃O⁺)传递作为电离源的方法质子传递反应源(PTR)该技术的原理是大多数VOCs的质子亲和能高于水而低于高聚水，可以跟质子反应而被电离，该方法结构简单，分子离子峰明显，属于比较优秀的软电离技术，但存在对醇，醛与长链烷烃类化合物，该方法的应用会受到很大限制。如正丁醇在正常测试条件下，不能测到分子离子峰，只能测到脱去羟基的丁烯的峰，为正丁醇的测试带来的很大困难。