[发明专利]一种质谱分析样品的离子化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于分析技术领域，具体涉及一种新型的质谱分析样品离子化方法及其装置。

技术背景

质谱仪作为一种现代分析仪器，被广泛应用于科学研究，技术开发和日常的生产和生活过程中。如物理学家和化学家们常用质谱仪来分析物质的种类，结构和含量，生物学家们常用质谱仪来研究生命物质的结构和功能。质谱仪也可以被用于分析食物的成分和材料的组成，检测大气环境和水源中的污染情况等。总之，质谱仪已成为现代社会不可缺少的科学仪器之一。

离子源作为质谱仪器的一个重要组成部分，它的研究和发展近年来受到广泛的重视，发展十分迅速。目前已经被应用的离子源有很多，如电子轰击离子源(EI)，电喷雾电离离子源(ESI)，大气压化学电离源(APCI)，基质辅助激光解吸脱附电离离子源(MALDI)等。这些离子源根据质谱仪器的要求和被测样品的种类而应用于不同的情况下。

近些年，人们还研究和发展了一些新的离子化方法，制作了一些新的离子源。如能够实现即时分析的离子源方法如电喷雾电离解吸附方法(DESI)^①、即时在线直接分析(DART)^②等。(①Zoltan Takats，Justin M.Wiseman and R.Graham Cooks，Ambient massspectrometry using desorption electrospray ionization(DESI)：instrumentation，mechanisms andapplications in forensics，chemistry，and biology.J.Mass Spectrom.2005；40：1261-1275，②Cody，R.B.；Laramée，J.A.；Durst，H.D.Versatile New Ion Source for the Analysis of Materialsin Open Air Under Ambient Conditions.Anal.Chem.2005，77，2297-2302.)

常用的电喷雾电离离子源目前被广泛用于生物质谱和有机质谱中，它能够直接使溶液中的样品分子气化和电离，产生样品正离子或者负离子。由电喷雾电离产生的离子在后续离子光学系统作用下，被引入到离子质量分析器中，如四极杆质量分析器，离子阱质量分析器，或飞行时间质量分析器等被分析检测，得到样品的质谱检测结果。

电喷雾电离除了可以产生样品离子外，还产生中性的样品分子。这些电喷雾电离过程所产生的中性物质因不带电荷而无法用质谱方法检测。因此，目前关于电喷雾电离所产生的中性物质的检测和研究还很少报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便、结构简单的对质谱分析样品进行离子化的方法和装置。

本发明提出的对质谱分析样品进行离子化的方法，具体步骤如下：首先用气体介质阻挡放电的方法产生等离子体，然后用这些等离子体与电喷雾电离过程中或其他方法产生的中性样品分子在不高于一个大气压的条件下发生碰撞，使得中性样品分子发生电离变成离子，以供后续的质谱分析用。

本发明中电喷雾电离过程中所产生的离子经由一个电场作用而发生偏转并被去除掉，而电喷雾电离过程中所产生的中性的样品分子则不受电场的影响而进入下一个不高于一个大气压的空间。在此低气压空间内，中性的样品分子与介质阻挡气体放电产生的等离子体作用，产生被分析的样品离子。

本发明中使用的气体介质阻挡放电方法是在一个大气压下，或低于一个大气压下，将两个电极之间的部分用介质(如玻璃，石英，聚四氟乙烯，环氧树脂等)阻挡，使得两个金属电极因放电而产生的金属离子不会混入气体放电而产生的离子中，不影响信号分析。

因此，本发明是提供一种借助介质阻挡放电过程产生的离子，研究探测由电喷雾电离过程等所产生的中性物质成分的方法。

本发明所使用的介质阻挡放电管装置构造如图1所示，它使用两根直径不同的石英管105和106作为介质，直径小的石英管105位于直径大的石英管206内，两根石英管同心，由两个绝缘环102和103，如聚四氟乙烯环使相对位置固定。在较大的石英管106的外部偏气体出口端的方向缠绕有一圈金属导带(如不锈钢薄片)107作为外圈的电极，在较小的石英管105的内部均匀填满金属粉(如镍粉，铝粉等)104，并用一根导线101引出作为内圈的电极，在两个绝缘环102和103上分别打一个小孔使得放电气体顺利流过。放电管的出气口端处在较低的真空环境中。