[实用新型]一种质谱电离装置

说明书

本实用新型公开了一种质谱电离装置,装置是由辐射光源、保护外壳、样品管或台组成，辐射光源安装于保护外壳上，辐射光源产生的短波辐射朝向保护外壳内，保护外壳的结构外形不限，辐射光源及保护装置整体结构、样品管或台位于真空接口一侧位置，保护装置的开口位置对接真空接口采样位置,本实用新型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。

技术领域

本实用新型属于电离源技术领域，具体来说是一种使用软x射线完成样品电离的离子源装置。

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。

纵观现有大气压离子源中，很难找出一款具有通用解决方案的离子源，各类离子源或多或少存在分析样品种类方面的局限性，主要由于在能量获取方面或多或少的问题。