[发明专利]一种飞行时间质谱仪的激光能量控制方法

说明书

本发明涉及飞行时间质谱仪激光能量控制和结构设计领域，主要应用于基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI‑TOF‑MS)的离子源中，公开了一种激光能量控制方法，该方法利用渐变透射率滤光片的透过率可变特性，通过电机和控制器调控滤光片的透过率，使激光能量发生对应的变化。解决了飞行时间质谱激光能量恒定导致只能针对单一基质和样品进行检测的弊端，使仪器适用范围扩大，并且通过光纤传输和准直聚焦光路的设计，从而使整体系统具备较好的稳定性以及继续优化能力。本发明通过特殊器件和光路设计的方法，使检测精度和系统实用性都有很大的提高。

技术领域

本发明涉及飞行时间质谱仪激光能量控制和结构设计领域，主要应用于基质辅助激光解析电离飞行时间质谱的离子源中，设计了一种可线性调控激光能量的方法。

背景技术

飞行时间质谱(Time-of-Flight Mass Spectrometry，TOF-MS)分析技术是利用动能相同而质荷比不同的离子在恒定电场中运动, 经过恒定距离所需时间不同的原理对物质成分或结构进行分析的一种质谱方法。

TOF-MS以其分析速度快、质量检测范围宽、分辨率和离子传输率高等优点，在21世纪的药物研发、分析化学、生物化学、环境化学、临床医学、食品科学、石油化学、法医学、兽医学、原子与分子物理学、聚合物物理和化学、材料科学和生态学等领域都将发挥重要的作用。TOF-MS与液相色谱、气相色谱、毛细管电泳、四极杆、离子阱及其它质谱等的联用技术用于复杂体系的分离和分析将成为研究和应用的热点。

TOF-MS一般由离子源、飞行时间质量分析器、离子探测器、高真空系统及信号记录与处理系统等部分组成。其中，离子源是飞行时间质谱仪数据的源头，其对特定分子量激发能力决定了仪器的检测使用范围，发射的离子直接影响到该高精度时间测量方法的测量精度。

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)基本原理是将样品分散在基质分子中形成晶体。当用激光照射晶体时，基质从激光中吸收能量，样品解吸附，基质-样品之间发生电荷转移使得样品分子电离，电离的样品在电场作用下飞过真空的飞行管，根据到达检测器的飞行时间不同而被检测。由于不同的基质和样品所需要的激发激光能量不同，恒定的激光强度会严重制约系统的使用范围和检测能力。

因此有必要设计一种基质辅助激光解析电离过程中激光能量可调可控的方法，以进一步提高飞行时间质谱仪的动态适用范围，更高效地分析鉴别化合物组成结构，对于生物科学、临床医学、食品科学等各领域的发展具有推动作用。

本发明主要提供一种激光能量控制方法，可用于飞行时间质谱离子源的激光能量调控。主要元件包括电机，光电开关，固定件和透射率线性渐变的中性密度滤光片，该元件具有透射率线性变化，体积小、厚度薄等优点。滤光片配合电机和光电开关的使用，能够很好的匹配飞行时间质谱中激光能量可调可控、时间精度高的具体需求，该方法有效的扩大了飞行时间质谱的使用范围，提升测量精度，具备良好的实际应用前景和加工生产潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)离子源激光能量恒定导致仪器只能针对极少类别的基质和样品进行检测。在MALDI-TOF-MS系统中，不同基质和样品所需的激发激光能量不同，通常对应小分子检测使用的CHCA基质需要激光能量约13uJ/cm^2，大蛋白分子的SA基质需要18uJ/cm^2以上。