專利名稱：垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于質(zhì)譜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種垂直交互式電子轟擊復(fù)合電噴霧的雙離子源-飛行時間質(zhì)譜儀。
背景技術(shù)：
有機(jī)質(zhì)譜儀是有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定和含量測定的重要儀器。在有機(jī)質(zhì)譜儀中，質(zhì)量分析器是有機(jī)質(zhì)譜儀中的核心部件。根據(jù)質(zhì)量選擇和分離的原理，目前廣泛應(yīng)用的質(zhì)量分析器包括四極桿質(zhì)量分析器、離子阱質(zhì)量分析器、飛行時間質(zhì)量分析器和磁質(zhì)量分析器等，在化學(xué)分析、藥物合成、生物醫(yī)學(xué)、代謝組學(xué)以及臨床醫(yī)學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著質(zhì)譜儀應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域的不斷拓展，以及分析測試樣品的多樣性和基質(zhì)復(fù)雜性，現(xiàn)代的質(zhì)譜儀以各種單極質(zhì)量分析器串聯(lián)的形式得到應(yīng)用，再配以各種先進(jìn)的化合物電離引入技術(shù)，串聯(lián)質(zhì)譜儀在含量低、結(jié)構(gòu)和基質(zhì)復(fù)雜樣品的分析檢測中做出了重要的貢獻(xiàn)。例如，已經(jīng)進(jìn)入商用的三重串聯(lián)四極桿質(zhì)量分析器(QQQ)、離子阱串聯(lián)飛行時間質(zhì)量分析器(IT-T0F)、四極桿串聯(lián)飛行時間質(zhì)量分析器(Q-T0F)、串聯(lián)四極桿離子阱質(zhì)量分析器(Q-Trap)在生命科學(xué)、環(huán)境分析以及醫(yī)藥開發(fā)等高端科研領(lǐng)域中起到越來越重要的作用。質(zhì)譜儀中樣品的電離引入技術(shù)是制約和影響單極質(zhì)譜和串聯(lián)質(zhì)譜儀應(yīng)用范圍和分析靈敏度的關(guān)鍵因素。針對汽化樣品、液體樣品、固體物質(zhì)等不同形態(tài)的樣品，已經(jīng)有電子轟擊電離(EI)、電噴霧電離(ESI)、基質(zhì)輔助激光解吸電離(MALDI)、化學(xué)電離(Cl)、大氣壓光電離(APPI)、場解吸電離(FDI)等多種電離方式(表I),以實現(xiàn)目標(biāo)樣品中待測物質(zhì)的高效電離。表I有機(jī)質(zhì)譜分析中常用的化合物電離引入技術(shù)
電離I離子I適用對I優(yōu)點f￥iI主要應(yīng)用形式
源化試象劑/介
_￡_____
電子電子氣態(tài)樣碎片信息豐富，便于了解化無法得到某些化合物的分子電子轟擊電離源(EI源)
電離品合物的結(jié)構(gòu)離子，對熱不穩(wěn)定化合物不
______
⑩氣體氣態(tài)樣結(jié)構(gòu)信息豐富，靈敏度高~不適于對熱不穩(wěn)定化合物~化學(xué)電離源(Cl源)，大氣壓電離源(API)，大氣壓化學(xué)電離源(APCI
電離離子品____
WW光子、固態(tài)樣適用于熱不穩(wěn)定與難汽化的碎片離子少，靈敏度較低基質(zhì)輔助激光解吸電離源(MALDI)，等離子體解吸電離源(PDI)，大氣電離高能品/液化合物，且有豐富的分子離壓光電離源(APPI)，場解吸電離源(FDI)，快原子轟擊電離源(FAB)
_粒子態(tài)樣品子峰___
噴霧高能液態(tài)樣適用于熱不穩(wěn)定與難汽化的碎片離子較少電噴霧電離源(ESI)，電噴霧萃取電離源(EESI)
電離I電場丨品 I化合物_I_I_
樣品電離技術(shù)與質(zhì)量分析器的連接是實現(xiàn)質(zhì)譜儀功能化和集成化的關(guān)鍵步驟。在上述技術(shù)背景中，盡管有多種電離和質(zhì)量分析技術(shù)，但選擇何種電離技術(shù)與質(zhì)量分析器進(jìn)行連接則主要依據(jù)待測物質(zhì)的屬性以及分析要求來決定。例如，目前商業(yè)化應(yīng)用的質(zhì)譜儀有針對有機(jī)揮發(fā)物分析的電子轟擊電離串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀(EI-MS/MS)，針對藥殘、食品添加劑分析的電噴霧電離串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀(ESI-MS/MS)和電噴霧電離四極桿串聯(lián)離子阱質(zhì)譜儀(ESI-Q/trap)，針對生物大分子分析的基質(zhì)輔助激光解吸電離串聯(lián)四極桿飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI-Q/T0F)、基質(zhì)輔助激光解吸電離串聯(lián)離子阱飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI-Q/T0F)。然而，這種由單一離子源與串聯(lián)質(zhì)量分析器集合形成的質(zhì)譜儀盡管在解決化合物結(jié)構(gòu)辨識與痕量檢測方面達(dá)到了目前其他分析方法難以逾越的地步，但單一離子源只針對特定狀態(tài)樣品的特點限制了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用；同時，在面對多形態(tài)化合物樣品時，質(zhì)譜儀之間的切換使用不僅需要承擔(dān)昂貴的儀器成本，而且單一質(zhì)譜儀運(yùn)轉(zhuǎn)時樣品預(yù)處理、儀器校正、操作系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理等步驟存在較大的差別，無形中降低了樣品中化合物的檢出效率與準(zhǔn)確性。針對這一情況，將兩種不同類型的電離源進(jìn)行耦合不僅可以拓寬質(zhì)譜儀檢測 多形態(tài)的樣品，而且降低了樣品檢測的成本，是解決單一離子源質(zhì)譜儀應(yīng)用范圍狹窄、使用效率較低的有效方法。目前，已經(jīng)報道的雙離子源串聯(lián)質(zhì)譜儀有電噴霧-大氣壓輝光放電串聯(lián)離子講質(zhì)譜儀(ESI/AS⑶I-IT-MS)用于離子反應(yīng)的研究(International Journal ofMass Spectrometry and Ion Processes, 1997, 162, 89-106),電噴霧-電噴霧離子源串聯(lián)離子講質(zhì)譜儀(ESI/ESI-IT-MS)用于正離子與負(fù)離子的反應(yīng)機(jī)理研究(Journal of theAmerican Society for Mass Spectrometry, 2002, 13, 614 - 622),電噴霧-化學(xué)電離串聯(lián)線性離子講質(zhì)譜儀(ESI/CI-IT-MS)用于多肽和蛋白質(zhì)序列的測試研究(Proceedings ofthe National Academy of Sciences, 2004, 101, 9528-9533)。在這其中，研究較多的是電噴霧電離源與基質(zhì)輔助激光解吸電離源的耦合，例如，基質(zhì)輔助激光解吸電噴霧串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀(MALDI/ESI-QQQ-MS)用于固體表面殘留物的實時在線分析研究(Science，2004，306，471-473)，基質(zhì)輔助激光解吸電噴霧串聯(lián)傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀(MALDI/ES I-FTICR-MS )與基質(zhì)輔助激光解吸電噴霧串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI/ESI-TOF-MS)在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用(Rapid Communications in Mass Spectrometry,2002, 16, 1631-1641; Journal of the American Society for Mass Spectrometry,2000，11，493 - 504)，基質(zhì)輔助激光解吸電噴霧串聯(lián)離子阱質(zhì)譜儀(嫩0)1/^51-11^5)在多肽結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用(Journal of Proteome Research, 2007, 6, 837-845);除此之外，也有將不同離子源技術(shù)耦合在同一電離源上并與離子阱質(zhì)量分析器連接的“一阱雙源”技術(shù)(CN 101017762 A)。不難發(fā)現(xiàn)，盡管上述技術(shù)背景有多種雙重離子源連接串聯(lián)質(zhì)量分析器的應(yīng)用報道，但其主要目的是為了提樣品中待測化合物的離子化效率，而并非能夠真正滿足對多形態(tài)樣品進(jìn)同時電離的需求。例如，MALDI/ES I與ESI/ASGDI集成技術(shù)是在ESI噴霧技術(shù)基礎(chǔ)上，通過激光或輝光放電中的高能射線輔助噴霧液滴中待測化合物的電離效率，而ESI/ESI與ESI/CI集成技術(shù)的目的則主要是通過離子化同一待測化合物后，以研究碎片離子在離子阱質(zhì)量分析器中的碰撞反應(yīng)機(jī)理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠同時電離氣態(tài)樣品和液態(tài)樣品的垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀，突破目前電子轟擊離子源只能分析氣態(tài)樣品、電噴霧離子源只能分析液態(tài)樣品的限制，通過將兩種離子源同時與垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器組合并用，從而達(dá)到僅使用一臺飛行時間質(zhì)譜儀就能精確分析氣態(tài)樣品與液態(tài)樣品的目的。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源一飛行時間質(zhì)譜儀，由兩兩垂直的電子轟擊離子源、電噴霧離子源和雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器組合而成；電噴霧離子通道前端位于X軸上，電子轟擊離子通道前端位于Z軸上，雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器的離子加速方向則位于Y軸上；所述的電子轟擊離子源經(jīng)電透鏡組(42)與雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器直接相連；所述的電噴霧離子源通過離子傳輸系統(tǒng)與雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器前后徑向連接。所述的電子轟擊離子源包括陽極(38)、燈絲(39)、推斥極(40)、轟擊電離室(41)、電透鏡組(42)、石英毛細(xì)管柱(36)以及必要的電路連接組件，電子轟擊離子源內(nèi)置于質(zhì)譜真空腔室 (5)內(nèi)，由前級機(jī)械泵和分子渦輪泵(35)來保證其相關(guān)配件的正常工作所必需的
高真空度。所述的電噴霧離子源包括電噴霧噴針(I)、進(jìn)樣錐(4)、噴霧室(2)以及必要的電路和氣路裝置，其中電噴霧噴針(I)穿過噴霧室(2)并位于噴霧室(2)的上方，電噴霧噴針(I)與不銹鋼毛細(xì)導(dǎo)管(3)的角度為60-90度，整個電噴霧離子源在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)境下工作。所述的垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器包括加速區(qū)(21)、無場飛行區(qū)(22)、反射區(qū)(27)、檢測區(qū)(28)以及配套的電路裝置，其高分辨質(zhì)量分析率的功能由雙場加速區(qū)和雙場反射區(qū)實現(xiàn)所述的雙場加速區(qū)包括加速區(qū)推斥板(15)、加速柵網(wǎng)(16)、加速區(qū)柵網(wǎng)
(20)和加速區(qū)極片(18);所述的雙場反射區(qū)包括一級反射柵網(wǎng)(23)、二級反射柵網(wǎng)(25)、反射板(26)和反射區(qū)極片(24)。所述的離子傳輸系統(tǒng)由三重四極桿順次組成，包括第一組四極桿(8)、第二組四極桿(10)及一組分子離子反應(yīng)器(9)。經(jīng)第一組四極桿(8)分離選擇后的離子在分子離子反應(yīng)器(9)內(nèi)完成碰撞反應(yīng)，再經(jīng)第二組四極桿(10)和電透鏡組(11)調(diào)制后，穿過離子束入口狹縫(12 )進(jìn)入質(zhì)量分析器內(nèi)。所述的垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源一飛行時間質(zhì)譜儀的應(yīng)用方法，其特征在于儀器在電子轟擊-飛行時間模式、電噴霧-飛行時間模式、電子轟擊電噴霧-飛行時間模式三種工作模式間自動切換當(dāng)啟用電子轟擊-飛行時間工作模式時，氣態(tài)樣品通過石英毛細(xì)管柱(36)輸入電子轟擊離子源后直接在轟擊電離室中電離，電離產(chǎn)生的離子經(jīng)電透鏡組(42)調(diào)制后形成電子轟擊離子束流(44)并沿Z方向射出，在加速區(qū)推斥板(15)的高壓脈沖推斥下以離子包的形式沿Y方向進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21);當(dāng)啟用電噴霧-飛行時間工作模式時，液態(tài)樣品在電噴霧噴針(I)針頭處電離成離子，通過不銹鋼毛細(xì)導(dǎo)管(3)引入質(zhì)譜真空腔室(5)內(nèi)，穿過電噴霧采樣錐(7)后進(jìn)入離子傳輸系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)制后形成的電噴霧離子束流(43)沿X方向射出，同樣地在加速區(qū)推斥板(15)的高壓脈沖推斥下以離子包的形式沿Y方向進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21);當(dāng)啟用電子轟擊電噴霧-飛行時間工作模式時，氣態(tài)樣品和液態(tài)樣品并行輸入電子轟擊離子源和電噴霧離子源內(nèi)，它們電離產(chǎn)生的電子轟擊離子束流(44)和電噴霧離子束流(43)分別沿Z方向和X方向進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)垂直交匯，混合后的離子被高壓推斥脈沖以離子包的形式沿Y方向推入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)內(nèi)加速，再進(jìn)入無場飛行區(qū)(22)、反射區(qū)(27 )和檢測區(qū)(28 )進(jìn)行進(jìn)一步分離檢測。所述的垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源一飛行時間質(zhì)譜儀的應(yīng)用方法，其特征在于所述的質(zhì)譜工作模式的自動切換，當(dāng)選擇了電子轟擊-飛行時間模式、電噴霧-飛行時間模式、電子轟擊電噴霧-飛行時間模式三種工作模式中的任意一種模式后，儀器離子源的相關(guān)電路和氣路參數(shù)將在軟件系統(tǒng)控制下自動調(diào)整到該工作模式所要求的工作范圍之內(nèi)，待切換完成后給出狀態(tài)指示信號。本發(fā)明的特點在于通過將電子轟擊離子源、電噴霧離子源與雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器三者組合而實現(xiàn)了垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀，整機(jī)在電子轟擊-飛行時間模式、電噴霧-飛行時間模式、電子轟擊電噴霧-飛行時間模式三種工作模式間自動切換，可同時完成對氣態(tài)樣品及液態(tài)樣品的精確定性定量分析，提高了飛行時間質(zhì)量分析器的利用效率和實用性能。


圖I為垂直交互式電子轟擊電噴霧離子源-飛行時間質(zhì)譜儀整機(jī)正視圖。圖2為垂直交互式電子轟擊電噴霧離子源-飛行時間質(zhì)譜儀整機(jī)俯視圖。 圖3為儀器工作原理示意圖。圖4為采用電噴霧-飛行時間質(zhì)譜模式獲取的利血平分子的標(biāo)準(zhǔn)二級荷質(zhì)比(m/z)圖。圖5為采用電子轟擊-飛行時間質(zhì)譜模式獲取的八氟萘分子的標(biāo)準(zhǔn)一級荷質(zhì)比(m/z)圖。附圖中1.電噴霧噴針；2.噴霧室；3.電噴霧不銹鋼毛細(xì)導(dǎo)管；4.電噴霧進(jìn)樣錐；5.質(zhì)譜真空腔室；6.真空抽口 ；7.電噴霧采樣錐；8.第一組四極桿；9.分子離子反應(yīng)器；10.第二組四極桿；11.電透鏡組；12.電噴霧離子束入口狹縫；13.加速區(qū)屏蔽罩電噴霧離子束入口狹縫；14.加速區(qū)屏蔽罩電子轟擊離子束入口狹縫；15.加速區(qū)推斥板；16.加速柵網(wǎng)；17.加速區(qū)屏蔽罩電噴霧離子束出口狹縫；18.加速區(qū)極片；19.加速區(qū)屏蔽罩；20.加速區(qū)柵網(wǎng)；21.加速區(qū)22.無場飛行區(qū)；23. —級反射柵網(wǎng)；24.反射區(qū)極片；25. 二級反射柵網(wǎng)；26.反射板；27.反射區(qū)；28.檢測區(qū)柵網(wǎng)；29.檢測區(qū)屏蔽罩；30.微通道板；31.集成微通道板檢測器；32.至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器；33.檢測區(qū)；34.真空規(guī)；35.分子渦輪泵；36.電子轟擊石英毛細(xì)管柱；37.電子轟擊進(jìn)樣錐；38.陽極；39.燈絲；40.推斥極；41.轟擊電離室；42.電透鏡組；43.電噴霧離子束流；44.電子轟擊離子束流；45.加速區(qū)入射電噴霧離子束投影；46.加速區(qū)入射電子轟擊離子束投影；47.檢測區(qū)出射電噴霧離子束投影；48.檢測區(qū)出射電子轟擊離子束投影。
具體實施例方式如附圖I和圖2所示，本發(fā)明的垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀其主要結(jié)構(gòu)由內(nèi)置電子轟擊離子源、外置電噴霧離子源和雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器組成，圖3則示意了儀器的核心工作原理。電子轟擊離子源位于質(zhì)譜真空腔室(5)的內(nèi)部，正對著飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)的推斥區(qū)，由陽極(38)、燈絲(39)、推斥極(40)、轟擊電離室(41)、電透鏡組(42)、電子轟擊石英毛細(xì)管柱(36)以及必要的電路連接組件組成，其相關(guān)配件的正常工作所必需的高真空度由前級機(jī)械泵和分子渦輪泵(35)等真空配件來保證。氣態(tài)樣品經(jīng)電子轟擊離子源電離生成的離子通過電透鏡組(42)的調(diào)制后形成沿Z方向射出的電子轟擊離子束流(44)，離子束流穿過位于加速區(qū)屏蔽罩上的電子轟擊離子束入口狹縫(14)而進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)。在一個推斥脈沖周期內(nèi)，入射電子轟擊離子束在加速區(qū)推斥板(15 )上的投影(46)近似呈矩形。由電噴霧噴針(I)、進(jìn)樣錐(4)、噴霧室(2)以及必要的電路和氣路裝置組成的電噴霧離子源位于質(zhì)譜真空腔室(5)的外部，其噴霧室(2)則位于質(zhì)譜真空腔室(5)的前端正前方，整個電噴霧離子源工作在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)境下。液態(tài)樣品在電噴霧噴針(I)針尖處電離生成的離子通過與噴針呈60-90度夾角的不銹鋼毛細(xì)導(dǎo)管(3)引入質(zhì)譜真空腔室(5)內(nèi)，經(jīng)由電噴霧采·樣錐(7)去溶后進(jìn)入由三重四極桿組成的離子傳輸系統(tǒng)；電噴霧離子在離子傳輸系統(tǒng)內(nèi)由第一組四極桿(8)分離選擇后進(jìn)入分子離子反應(yīng)器(9)進(jìn)行碰撞反應(yīng)，再經(jīng)第二組四極桿(10)和電透鏡組(11)調(diào)制成電噴霧離子束流(43)，穿過電噴霧離子束入口狹縫(12)和加速區(qū)屏蔽罩電噴霧離子束入口狹縫(13)而進(jìn)入到飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)的推斥區(qū)內(nèi)。在一個推斥脈沖周期內(nèi)，入射電噴霧離子束在加速區(qū)推斥板(15)上的投影(45 )近似呈矩形，且與入射電子轟擊離子束投影(46 )垂直交叉。垂直引入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)的離子，包括了自X方向射入的電噴霧離子束流(43)、自Z方向射入的電子轟擊離子束流(44)或者它們的混合離子，離子隨即沿Y方向被推斥加速，由此電噴霧離子束流(43)入射方向、電子轟擊離子束流(44)入射方向和飛行時間質(zhì)量分析器加速方向這三者形成了兩兩垂直的構(gòu)型。離子依次經(jīng)過加速區(qū)(21)、無場飛行區(qū)(22)、反射區(qū)(27)以及檢測區(qū)(28)，它們在飛行時間質(zhì)量分析器內(nèi)的運(yùn)動軌跡為拋物線形，電噴霧離子束流(43)和電子轟擊離子束流(44)的離子通道在此重合。在飛行時間質(zhì)量分析器的檢測區(qū)(28)，微通道板(30)收集到的離子信號經(jīng)集成微通道板檢測器
(31)記錄后傳輸至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(32)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后最終輸送至控制終端。實施例I電子轟擊-飛行時間工作模式。如圖I和圖2所示，氣態(tài)待測化合物隨氦氣流由石英毛細(xì)管柱(36)直接輸入電子轟擊離子源的轟擊電離室(41)內(nèi)，而轟擊電離室(41)的真空度在前級機(jī)械泵和分子渦輪泵的共同作用下達(dá)到10_4 pa以下；加載于燈絲(39)上的電壓激發(fā)燈絲(39)發(fā)射出能量為70 eV的電子，電子束流在飛向陽極(38)的途中與垂直方向上的樣品分子發(fā)生碰撞并使之?dāng)嗔殉刹煌|(zhì)荷比的帶電荷碎片；帶電碎片離子在推斥極(40)的作用下經(jīng)電透鏡組(42)調(diào)制成電子轟擊離子束流(44)，穿過位于加速區(qū)屏蔽罩上的電子轟擊離子束入口狹縫
(14)而進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)，隨后在飛行時間質(zhì)量分析器中進(jìn)行精確定性定量分析。此時電噴霧離子源及離子傳輸系統(tǒng)均停止工作，處于待命狀態(tài)。實施例2電噴霧-飛行時間工作模式。如圖I和圖2所示，液態(tài)樣品注入電噴霧噴針(I)后，電噴霧噴針(I)針尖處的高壓電場內(nèi)使流出的液滴電離；帶電液滴在噴霧室(2)內(nèi)迅速霧化并去溶劑化,而后帶電離子流經(jīng)不銹鋼毛細(xì)導(dǎo)管(3)輸入質(zhì)譜真空腔(5)內(nèi)，并通過采樣錐(7)進(jìn)行去溶；三重四極桿離子傳輸系統(tǒng)起到了徑向連接電噴霧離子源與垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器的作用，包括四極桿(8)、分子離子反應(yīng)器(9)和四極桿(10);篩選后的離子再經(jīng)電透鏡組(11)調(diào)制成電噴霧離子束流(43)后，穿過電噴霧離子束入口狹縫(12)和加速區(qū)屏蔽罩電噴霧離子束入口狹縫(13)而進(jìn)入到飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)，隨后在飛行時間質(zhì)量分析器中進(jìn)行精確定性定量分析。此時電子轟擊離子源停止工作，處于待命狀態(tài)。實施例3電子轟擊電噴霧-飛行時間工作模式。如圖3所示，氣態(tài)樣品依照實施例I所示的途徑和方法在轟擊電離室(41)內(nèi)電離的同時，液態(tài)樣品則按照實施例2所示的途徑在電噴霧離子源的電噴霧噴針(I)針尖處電離；經(jīng)電透鏡組(42)自Z方向垂直引入的電子轟擊離子束流(44)以及經(jīng)電透鏡組(11)自X方向垂直引入的電噴霧離子束流(43)在轟飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)的推斥區(qū)內(nèi)交匯，混合后沿沿Y方向被推斥加速；無論是實例I和實例2中的單一離子還是本實例中混合離子，它們的運(yùn)動軌跡都大致重合依次經(jīng)過加速區(qū)(21)、無場飛行區(qū)(22)、反射區(qū)(27)以及檢測區(qū)(28)，整體運(yùn)動軌跡呈拋物線形；微通道板(30)收集到的離子信號經(jīng)集成微通道板檢測器(31)記錄后傳輸至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(32)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后最終輸送至控制終端。 實施例4基準(zhǔn)試劑利血平的校準(zhǔn)。以藥物分子利血平(reserpine，分子量608. 2734)為代表物質(zhì)，將其溶解于甲醇中后利用電噴霧-飛行時間工作模式進(jìn)行定性與定量校準(zhǔn)。具體步驟如下準(zhǔn)確稱取O. 025g的利血平置于50 mL棕色容量瓶中，加入色譜純級別的甲醇至刻度,配置成500 μ g/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液I ;利用標(biāo)準(zhǔn)移液設(shè)備準(zhǔn)確移取10 μ L的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液1，轉(zhuǎn)移到10 mL的棕色具塞離心試管中，然后加入色譜純甲醇至刻度，配制成濃度為O. 5 μ g/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。用量程為O. 5 mL的注射器吸取約O. 4 mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，將注射器針頭通過流動相管接頭與電噴霧噴針(I)連接的流動相管連接，然后將注射器置于注射泵上。在設(shè)定注射泵的流速為50 μ L/min并開啟的同時，立即通過控制終端將電噴霧-飛行時間質(zhì)譜儀從待命狀態(tài)切換至工作狀態(tài)，此時從注射器流出的甲醇溶液經(jīng)電噴霧噴針(I)的霧化以后，在霧化室(2)經(jīng)不銹鋼毛細(xì)導(dǎo)管(3 )輸入質(zhì)譜真空腔(5)內(nèi)，進(jìn)入真空腔的帶電目標(biāo)分子按照實施例2所描述的路徑和方式經(jīng)去溶、篩選、聚焦和加速后進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)
(21)，經(jīng)集成微通道板檢測器(31)記錄后傳輸至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(32)，最終得到如圖4所示的利血平二級荷質(zhì)比(m/z)圖。實施例5基準(zhǔn)試劑八氟萘的校準(zhǔn)。以基準(zhǔn)試劑八氟萘(Octafluoronaphthalene，分子量272. 09)的異辛烷溶液為基準(zhǔn)物質(zhì)，采用電子轟擊-飛行時間工作模式進(jìn)行定性與定量校準(zhǔn)。具體步驟如下用注射器準(zhǔn)確抽取I μ L濃度為10. O ng/μ L的八氟萘異辛烷溶液，待飛行時間質(zhì)量分析器的工作狀態(tài)穩(wěn)定后，將其注射進(jìn)與雙重離子源飛行質(zhì)譜儀相連的氣相色譜儀的進(jìn)樣口中。在設(shè)定的進(jìn)樣口溫度和氦氣流速條件下，氣化的八氟萘順電子轟擊石英毛細(xì)管柱(36)進(jìn)入轟擊電離室(41)，進(jìn)入轟擊電離室的八氟萘分子按照實施例I所描述的路徑和方式經(jīng)電子轟擊電離后被加速區(qū)推斥版(15)引導(dǎo)進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)，經(jīng)集成微通道板檢測器(31)記錄后傳輸至?xí)r間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(32)，最終得到如圖5所示的八氟萘荷質(zhì)比(m/z)圖。
權(quán)利要求
1.一種垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀，其特征在于由兩兩垂直的電子轟擊離子源、電噴霧離子源和雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器組合而成；電噴霧離子通道前端位于X軸上，電子轟擊離子通道前端位于Z軸上，雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器的離子加速方向則位于Y軸上；所述的電子轟擊離子源經(jīng)電透鏡組(42)與雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器直接相連；所述的電噴霧離子源通過離子傳輸系統(tǒng)與雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器前后徑向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀，其特征在于所述的電子轟擊離子源包括陽極(38)、燈絲(39)、推斥極(40)、轟擊電離室(41)、電透鏡組(42)、石英毛細(xì)管柱(36)以及必要的電路連接組件，電子轟擊離子源內(nèi)置于質(zhì)譜真空腔室(5)內(nèi)，由前級機(jī)械泵和分子渦輪泵(35)來保證其相關(guān)配件的正常工作所必需的高真空度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀，其特征在于所述的電噴霧離子源包括電噴霧噴針(I)、進(jìn)樣錐(4)、噴霧室(2)以及必要的電路和氣路裝置，其中電噴霧噴針(I)穿過噴霧室(2)并位于噴霧室(2)的上方，電噴霧噴針(I)與電噴霧不銹鋼毛細(xì)導(dǎo)管(3)的角度為60-90度，整個電噴霧離子源在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)境下工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀，其特征在于所述的垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器包括加速區(qū)(21)、無場飛行區(qū)(22)、反射區(qū)(27)、檢測區(qū)(28)以及配套的電路裝置，其高分辨質(zhì)量分析的功能由雙場加速區(qū)和雙場反射區(qū)實現(xiàn)所述的雙場加速區(qū)包括加速區(qū)推斥板(15)、加速柵網(wǎng)(16)、加速區(qū)柵網(wǎng)(20)和加速區(qū)極片(18);所述的雙場反射區(qū)包括一級反射柵網(wǎng)(23)、二級反射柵網(wǎng)(25)、反射板(26)和反射區(qū)極片(24)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀，其特征在于所述的離子傳輸系統(tǒng)由三重四極桿順次組成，包括第一組四極桿(8)、第二組四極桿(10)及一組分子離子反應(yīng)器(9);經(jīng)第一組四極桿(8)分離選擇后的離子在分子離子反應(yīng)器(9)內(nèi)完成碰撞反應(yīng)，再經(jīng)第二組四極桿(10)和電透鏡組(11)調(diào)制后，穿過離子束入口狹縫(12 )進(jìn)入質(zhì)量分析器內(nèi)。
6.權(quán)利要求I所述的垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀的應(yīng)用方法，其特征在于儀器在電子轟擊-飛行時間模式、電噴霧-飛行時間模式、電子轟擊電噴霧-飛行時間模式三種工作模式間自動切換當(dāng)啟用電子轟擊-飛行時間工作模式時，氣態(tài)樣品通過石英毛細(xì)管柱(36)輸入電子轟擊離子源后直接在轟擊電離室(41)中電離，電離產(chǎn)生的離子經(jīng)電透鏡組(42)調(diào)制后形成電子轟擊離子束流(44)并沿Z方向射出，在加速區(qū)推斥板(15)的高壓脈沖推斥下以離子包的形式沿Y方向進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21);當(dāng)啟用電噴霧-飛行時間工作模式時，液態(tài)樣品可在電噴霧噴針(I)針頭處電離成離子，通過電噴霧不銹鋼毛細(xì)導(dǎo)管(3)引入質(zhì)譜真空腔室(5)內(nèi)，穿過電噴雰采樣錐(7)后進(jìn)入離子傳輸系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)制后形成的電噴霧離子束流(43)沿X方向射出，同樣地在加速區(qū)推斥板(15)的高壓脈沖推斥下以離子包的形式沿Y方向進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21);當(dāng)啟用電子轟擊電噴霧-飛行時間工作模式時，氣態(tài)樣品和液態(tài)樣品并行輸入電子轟擊離子源和電噴霧離子源內(nèi)，它們電離產(chǎn)生的電子轟擊離子束流(44)和電噴霧離子束流(43)分別沿Z方向和X方向進(jìn)入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)垂直交匯，混合后的離子被高壓推斥脈沖以離子包的形式沿Y方向推入飛行時間質(zhì)量分析器加速區(qū)(21)內(nèi)加速，再進(jìn)入無場飛行區(qū)(22 )、反射區(qū)(27 )和檢測區(qū)(28 )進(jìn)行進(jìn)一步分離檢測。
7.權(quán)利要求6所述的垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀的應(yīng)用方法，其特征在于所述的質(zhì)譜工作模式的自動切換，當(dāng)選擇了電子轟擊-飛行時間模式、電噴霧-飛行時間模式、電子轟擊電噴霧-飛行時間模式三種工作模式中的任意一種模式后，儀器離子源的相關(guān)電路和氣路參數(shù)將在軟件系統(tǒng)控制下自動調(diào)整到該工作模式所要求的工作范圍之內(nèi)，待切換完成后給出狀態(tài)指示信號。
全文摘要
一種垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀，其特征在于由兩兩垂直的電子轟擊離子源、電噴霧離子源和雙向垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器組合而成。所述垂直交互式電子轟擊電噴霧雙重離子源-飛行時間質(zhì)譜儀能在電子轟擊-飛行時間模式、電噴霧-飛行時間模式、電子轟擊電噴霧-飛行時間模式三種工作模式間自動切換。儀器設(shè)置多級真空腔、前級機(jī)械泵和分子渦輪泵等真空配件來保證電子轟擊離子源相關(guān)部件正常工作所需的高真空度。本發(fā)明把能電離氣態(tài)樣品的電子轟擊離子源、能電離液態(tài)樣品的電噴霧離子源和垂直引入式飛行時間質(zhì)量分析器進(jìn)行了拓展組合，提高了飛行時間質(zhì)量分析器的利用效率和實用性能。
文檔編號H01J49/40GK102800555SQ20121031827
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月2日
發(fā)明者王利兵, 丁利, 清江, 于艷軍, 蘇榮欣, 胥傳來, 侯堯 申請人:王利兵