[发明专利]集成电喷雾离子源

说明书

在一个方面，公开了用在质谱系统中的离子源，该离子源包括壳体、耦合到所述壳体的第一离子探针和第二离子探针、以及被配置用于分别耦合到所述第一离子探针和第二离子探针的第一发射器和第二发射器。第一离子探针被配置用于以纳流流态中的流速接收样本，并且第二离子探针被配置用于以纳流流态以上的流速接收样本。离子探针中的每一个包括用于将接收到的样本的至少一种成分离子化的排放端(在本文中也称为排放尖端)。在一些实施例中，每个离子探针从液相色谱(LC)柱接收样本。另外，离子探针能够可互换地设置在壳体内。

相关申请

本申请要求通过引用整体并入本文的于2018年2月20日提交的标题为“Integrated Electrospray Ion Source”的美国临时申请号62/632,863和通过引用整体并入本文的于2018年2月21日提交的标题为“Integrated Electrospray Ion Source”的美国临时申请号62/633,459以及通过引用整体并入本文的于2019年2月13日提交的标题为“Integrated Electrospray Ion Source”的美国临时申请号62/805,088的优先权。

技术领域

本发明一般而言涉及离子源，并且更具体地涉及一种能够适应各种样本流速的电喷雾离子源。

背景技术

质谱法(MS)是用于测量分子的质荷比的分析技术，既有定性应用又有定量应用。MS对于识别未知化合物、通过观察特定化合物的片段化来确定特定化合物的结构以及对样本中的特定化合物的量进行定量可以是有用的。质谱仪检测作为离子的化学实体，使得在样本处理期间必须发生分析物到带电离子的转换。

已知多种方法用于将液体样本中的化学实体离子化为适合于用MS检测的带电离子。较常见的离子化方法之一是电喷雾离子化(ESI)。在典型的ESI处理中，液体样本经由导电针、电喷雾电极或喷嘴被排放到离子化室中，同时电喷雾电极和对电极之间的电位差在离子化室内生成强电场，该强电场给液体样本充电。如果施加在液体表面的电荷足够强以克服液体的表面张力，那么在离子化室内生成的电场会使从电喷雾电极、针或喷嘴排放的液体分散成朝着对电极被吸引的多个带电微滴。当微滴内的溶剂在离子化室中的去溶剂化期间蒸发时，带电的分析物离子可以进入对电极的取样孔口，以进行后续的质谱分析。

在常规离子源中，灵敏度性能的优化要求用户成功地调整大约七个相互作用的参数，其中一些涉及源内的物理调整，而其它则可以涉及软件可设置的参数，诸如温度、电位和气流。这些参数高度取决于液体样本流的流速。作为示例，随着流速的增加，通常探针尖端相对于质谱仪的入口孔的位置增加，离子源温度增加，电喷雾离子化电位以不同方式被优化，并且雾化和传热气流增加。此外，发射器从探针的排放端的突出常常需要进行调整，这进而要求重新优化雾化气体和ESI电位。对于每个流速，存在最优参数组。当针对特定流速优化灵敏度性能时，对探针的垂直位置的每次调整都会触发离子源温度、气流和ESI电位的重新调整。当用户尝试确定用于化合物的混合物的最优操作参数时，灵敏度性能优化会进一步复杂化。一般而言，不可能确定将对混合物中的所有化合物产生最优灵敏度的单个操作参数组，并且“最优”参数通常涉及混合物中的化合物的子组的性能折衷。照此，即使对于有经验的用户，使用常规的离子源获得最优性能也是耗时的并且可以是困难的。

另外，电喷雾离子化源的离子探针可以例如以特定范围内的流速从上游液相色谱(LC)柱接收样本。如果期望高于或低于那个范围的流速，那么必须用可以适应期望流速的另一个探针来更换该离子探针。但是，这种探针的更换可以是麻烦且耗时的。

因而，需要增强的离子源，并且更特别地，需要用于质谱法的增强的电喷雾离子源。

发明内容