本發(fā)明屬于檢測儀器，涉及一種激光解吸電離質(zhì)譜裝置。

背景技術(shù)：

基質(zhì)輔助激光解吸電離源飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)廣泛用于生物大分子的鑒定與復(fù)雜生物樣品的分析，在蛋白質(zhì)組學(xué)研究、新生兒基因缺陷快速篩選、臨床微生物鑒定、高分子仿生材料的開發(fā)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。相比于大氣壓離子化質(zhì)譜儀，如ESI-TOF、ESI-QTOF，MALDI-TOF質(zhì)譜儀在離子源的設(shè)計上高度復(fù)雜，涉及真空、激光、精密運動控制系統(tǒng)等多項高精尖技術(shù)。

在傳統(tǒng)的MALDI-TOF儀器中，基質(zhì)輔助激光解吸電離(MALDI)靶板的運動系統(tǒng)整體處于質(zhì)譜高真空環(huán)境中。而在高真空環(huán)境中，真空電機、真空運動軌道等復(fù)雜機構(gòu)件，會增加腔體內(nèi)部到達高真空環(huán)境的難度，無形的增加從設(shè)備開機到滿足工作要求所花費的時間。此外，對真空運動系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)工作，則需要拆開儀器的整個真空腔體部分，操作十分復(fù)雜。

以解決上述問題為出發(fā)點，有研究提出了常壓激光解吸電離設(shè)備(AP-MALDI)，該類則是將MALDI離子源完全放置在了常壓環(huán)境中，離子也是在常壓環(huán)境中產(chǎn)生，離子通過常壓離子引入接口進入質(zhì)譜進行檢測。AP-MALDI技術(shù)幫助MALDI離子源，擺脫了質(zhì)量分析器的限制。但是，AP-MALDI也有其局限性：首先，離子在引入接口處的損失會比較大，通常離子的通過率是在1％～0.1％量級；另一方面，常壓環(huán)境下的激光轟擊后，靶板上的待測樣品由于缺少真空膨脹過程，離子化效率會相對降低。因此，AP-MALDI源在檢測靈敏度方面處于劣勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的至少一個不足，提供一種激光解吸電離質(zhì)譜裝置，以實現(xiàn)在無需真空運動設(shè)備的基礎(chǔ)上，保障MALDI過程后的離子傳輸效率和儀器檢測靈敏度的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

激光解吸電離質(zhì)譜裝置，所述裝置包括MALDI離子源真空腔，線性離子阱真空腔和飛行時間分析器真空腔；其中MALDI離子源真空腔內(nèi)設(shè)有MALDI離子源靶板；MALDI離子源靶板的靶板運動系統(tǒng)位于真空腔之外，處于常壓環(huán)境；MALDI離子源靶板和靶板運動系統(tǒng)之間設(shè)有靶板運動系統(tǒng)真空過渡機構(gòu)；靶板運動系統(tǒng)真空過渡機構(gòu)將靶板運動系統(tǒng)的動能傳遞至MALDI離子源真空腔內(nèi)，實現(xiàn)MALDI離子源靶板的運動。

進一步，MALDI離子源真空腔內(nèi)還設(shè)有MALDI濺射離子聚集成束裝置。

進一步，靶板運動系統(tǒng)的電機為常壓電機。

進一步，所述MALDI離子源真空腔內(nèi)的真空度為大于10Pa。

進一步，線性離子阱(LIT)真空腔的真空度為10^-2-10^-3Pa。

進一步，所述飛行時間分析器(TOF)采用反射式分析器結(jié)構(gòu)。

進一步，所述飛行時間分析器真空腔的真空度為小于10^-4Pa。

進一步，所述飛行時間分析器真空腔內(nèi)設(shè)有離子加速器，離子反射器和離子檢測器。

進一步，所述裝置的工作電壓小于5kV。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明激光解吸電離質(zhì)譜裝置創(chuàng)造性設(shè)計了常壓動力+真空內(nèi)靶板運動結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于成本控制和維護保養(yǎng)。將靶板的運動系統(tǒng)設(shè)置在常壓環(huán)境中，既可以選用常壓電機，而無需使用真空電機，從而降低成本，并有利于日常維護方便。同時靶板仍設(shè)置在真空環(huán)境下，可以保證分析方法靈敏度高、譜圖分辨率高。

為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1為一個實施例中激光解吸電離質(zhì)譜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖1為一個實施例中激光解吸電離質(zhì)譜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實施例中的激光解吸電離質(zhì)譜裝置，所述裝置包括MALDI離子源真空腔1，線性離子阱真空腔5和飛行時間分析器真空腔7。

其中MALDI離子源真空腔1內(nèi)設(shè)有MALDI離子源靶板21。

MALDI離子源靶板的靶板運動系統(tǒng)位于真空腔之外，處于常壓環(huán)境。靶板運動系統(tǒng)最重要的設(shè)備即靶板運動系統(tǒng)電機22即可位于常壓環(huán)境中。因此靶板運動系統(tǒng)電機22可以為常壓電機。本發(fā)明采用此種常壓動力-真空內(nèi)靶板運動結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于成本控制和維護保養(yǎng)，同時靶板仍設(shè)置在真空環(huán)境下，可以保證分析方法靈敏度高、譜圖分辨率高。

MALDI離子源靶板21和靶板運動系統(tǒng)電機22之間設(shè)有靶板運動系統(tǒng)真空過渡機構(gòu)23。靶板運動系統(tǒng)真空過渡機構(gòu)23將靶板運動系統(tǒng)電機22的動能傳遞至MALDI離子源真空腔1內(nèi)，實現(xiàn)MALDI離子源靶板21的運動。

MALDI離子源真空腔1內(nèi)還設(shè)有MALDI濺射離子聚集成束裝置4。MALDI用于產(chǎn)生離子，本實施例結(jié)構(gòu)下其離子產(chǎn)生的激光脈沖時序與后續(xù)分析無關(guān)。

MALDI產(chǎn)生的離子，其初始動能和初始位置，均會出現(xiàn)較大的分散，傳統(tǒng)的做法是采用高能加速場(20kV電壓加速)，來減弱影響。本發(fā)明中，利用MALDI濺射離子聚集成束裝置4匯聚濺射出的離子，從而使得整機無需使用超高壓，設(shè)備正常的高壓使用在<5kV范圍內(nèi)，從而可采用常規(guī)的高壓發(fā)生器件和耐壓結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于降低儀器危險等級和成本控制。

通過上述設(shè)計，本發(fā)明中MALDI離子源真空腔內(nèi)的真空度為低真空度即可，一般為10Pa。

線性離子阱真空腔5內(nèi)設(shè)置有線性離子阱6，能夠傳輸、存儲和釋放大質(zhì)量數(shù)離子，可應(yīng)用于大質(zhì)量數(shù)離子(約20kDa)的傳輸。本發(fā)明中的線性離子阱真空腔5采用中等真空度，真空度為10^-2-10^-3Pa。

本發(fā)明中，離子儲存在LIT內(nèi)的過程中，除了簡單地富集操作和釋放外。還可進行串級質(zhì)譜分析，即：母離子選擇-母離子碎裂產(chǎn)生子離子-軸向釋放子離子進入TOF的過程。串級分析能力，是通過獲取離子的碎片信息來推斷母離子結(jié)構(gòu)的一種定性分析的手段。是對MALDI-TOF技術(shù)依靠精確質(zhì)量數(shù)進行定性分析的一個有力補充。

本實施例中，所述飛行時間分析器采用反射式分析器結(jié)構(gòu)。常規(guī)的MALDI-TOF技術(shù)，為了提高分辨率在4000FWHM左右，需要使用2萬伏高壓。本設(shè)備采用反射式TOF，并改善機械結(jié)構(gòu)和電壓參數(shù)，采用5kV以下的電壓設(shè)計，實現(xiàn)大質(zhì)量數(shù)離子(20kDa)檢測。

如圖1所示，飛行時間分析器真空腔7內(nèi)設(shè)有離子加速器81，離子反射器82和離子檢測器83。

所述飛行時間分析器真空腔的真空度為高真空度，具體本實施例中器真空度位10^-4Pa。

本發(fā)明的激光解析電離質(zhì)譜裝置對整機結(jié)構(gòu)進行設(shè)計創(chuàng)新，整機結(jié)構(gòu)采用：激光電離離子源-離子聚焦裝置-線性離子阱-飛行時間質(zhì)量分析結(jié)構(gòu)(MALDI-Ion Focus-LIT-TOF)。通過此種創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了整機成本低，安全性能好，分辨率高，易于維修的效果。

首先MALDI離子源真空腔1內(nèi)的MALDI離子源靶板21在靶板運動系統(tǒng)電機22的驅(qū)動下發(fā)生運動(二維運動)，讓激光束3打擊的位置處于待測樣品點處。MALDI離子源靶板21的運動是由靶板運動系統(tǒng)真空過渡機構(gòu)23將動能從真空腔外傳入真空腔內(nèi)而實現(xiàn)的。

完成上述瞄準(zhǔn)操作后，啟動激光束3，使激光能量轟擊在靶板表面的樣品上。樣品獲得脈沖激光的能量發(fā)生電離。然后離子在電場和真空梯度的共同作用下向MALDI濺射離子聚集成束裝置4運動。

MALDI濺射離子聚集成束裝置4的漏斗形電極和電壓作用下，MALDI產(chǎn)生并濺射出的離子束，會在末端的小孔處匯聚，并進入下一級真空(線性離子阱真空腔(5)。實驗可以根據(jù)需求將多次MALDI激光脈沖產(chǎn)生的離子在線性離子阱6內(nèi)進行儲存和富集，然后再從LIT內(nèi)向后方向軸向釋放。釋放出的離子經(jīng)過一些離子透鏡調(diào)制后，可進入更高一級的真空腔體：飛行時間分析器真空腔7，進行飛行時間質(zhì)量分析。

離子在TOF內(nèi)，通過離子加速器81，離子反射器82和離子檢測器83進行加速、反射等過程后，打在離子檢測器83上，被檢測器記錄到離子的信號。并最終根據(jù)信號的時序關(guān)系，在計算機端獲得待測樣品的質(zhì)譜譜圖。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)鄰域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。