本發(fā)明涉及飛行時間質(zhì)譜儀，尤其是涉及基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀的離子推斥方法。

背景技術：

基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀(matrixassistedlaserdesorptionionization-timeofflightmassspectrometer,maldi-tofms)是近年來發(fā)展起來的一種新型的軟電離生物質(zhì)譜，是生化分析中常用的技術手段，具有靈敏度高、準確度高和分辨率高等特點，已經(jīng)廣泛應用于基因組學和蛋白組研究。

基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀主要由兩部分組成：基質(zhì)輔助激光解析離子源(maldi)和飛行時間質(zhì)量分析器(tof)。其基本原理：將樣品分散在基質(zhì)分子中并形成共晶體。當用激光照射晶體時，基質(zhì)從激光中吸收能量，能量則通過基質(zhì)傳遞給樣品，導致樣品被解析電離，電離的樣品在電場作用下加速并飛過真空的飛行管，根據(jù)到達檢測器的飛行時間不同而被檢測，即通過離子的質(zhì)量電荷之比(m/z)與離子的飛行時間平方成正比來分析離子，并測得樣品分子的分子量。分子量是有機化合物(如多肽、蛋白質(zhì)等)最基本的理化性質(zhì)參數(shù)，通過測得肽質(zhì)量指紋譜并在數(shù)據(jù)庫中查詢識別的方式即可鑒定目標生物大分子。

基質(zhì)輔助激光解析的一個重要的優(yōu)點：基質(zhì)的存在使樣品分子彼此分開，削弱了樣品分子間的相互作用，同時對熱不穩(wěn)定的生物大分子可實現(xiàn)無碎片離子化。但基質(zhì)的存在同時也帶來了一些問題：基質(zhì)分子從激光脈沖中吸收能量離子化的過程中也會發(fā)生本體解析，并且到達檢測器給出離子信號，導致了1)檢測器接收大量無用的基質(zhì)離子，縮短了檢測器的壽命；2)基質(zhì)離子同時會對樣品分子的檢測造成干擾，減小了儀器的信噪比。

因此，需要提出新的技術方案來解決現(xiàn)有技術存在的這兩個問題。

中國專利cn105843133a公開一種所述基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀xy平臺控制系統(tǒng)，包括控制器，拖動所述xy平臺沿x坐標軸和y坐標軸移動的x軸真空步進電機、y軸真空步進電機，用于檢測所述x軸真空步進電機、y軸真空步進電機步進數(shù)據(jù)的x軸編碼器、y軸編碼器，以及x軸行程限位開關、y軸行程限位開關；所述控制器由內(nèi)嵌有27mhz晶體振蕩器的fpga控制芯片和兩個k型熱電偶模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。

中國專利cn105977127a公開一種適于飛行時間質(zhì)譜儀的離子源真空互聯(lián)自鎖系統(tǒng)，包括微處理器，艙門狀態(tài)開關，由第一真空電磁閥控制電路、第二真空電磁閥控制電路、第三真空電磁閥控制電路組成的控制電路；所述艙門狀態(tài)開關的高電位觸點與直流電源vcc連接，艙門狀態(tài)開關的低電位觸點通過電阻r1接地。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供可使基質(zhì)離子在到達檢測器之前被電場偏轉(zhuǎn)出去，以實現(xiàn)檢測器僅接收樣品離子，延長檢測器的使用壽命，同時增加儀器信噪比的基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀的離子推斥方法。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)在飛行時間質(zhì)量分析器無場區(qū)設置偏轉(zhuǎn)電極組；

2)檢測并同步激光脈沖信號，將所述激光脈沖信號展寬；

在步驟2)中，所述激光脈沖信號展寬可至10～50μs，脈沖寬度視偏轉(zhuǎn)的最大質(zhì)荷比離子可為2000m/z，時間可為25μs。

3)將步驟2)所述激光脈沖信號展寬進行放大，轉(zhuǎn)換為同步高壓脈沖，并施加于偏轉(zhuǎn)電極組上；

在步驟3)中，所述轉(zhuǎn)換為同步高壓脈沖可轉(zhuǎn)換為正負400v的同步高壓脈沖。

4)基質(zhì)小分子在到達檢測器前，受脈沖電場作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)無法到達檢測器，而樣品大分子在脈沖作用時間后經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電極，不受電場影響正常檢測。

本發(fā)明實現(xiàn)的關鍵在于高質(zhì)量的正負400v脈沖電源的實現(xiàn)，該電源上升下降沿均需小于20ns，且無上沖或下沖抖動，以免影響后續(xù)大分子檢測。

本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，通過簡單調(diào)節(jié)脈沖寬度，即可實現(xiàn)不同質(zhì)荷比以下的基質(zhì)干擾離子切除，進而使檢測器檢測到的離子主要為樣品離子，降低了檢測器的損耗和提高儀器的信噪比。

附圖說明

圖1為本發(fā)明安裝在基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀上的工作原理示意圖。

圖2為本發(fā)明的具體工作過程示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明在基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀上添加離子推斥裝置3于無場區(qū)2。

本發(fā)明的整體工作過程簡述如下：

激光發(fā)射9轟擊樣品靶10，使樣品和基質(zhì)離子化，此時在引出電極8和樣品靶10之間施加高壓脈沖(18000～20000v)，離子通過離子加速器7被推斥進入所發(fā)明的離子推斥裝置3中，由于基質(zhì)小分子的質(zhì)荷比小于樣品大分子，所以基質(zhì)小分子先到達偏轉(zhuǎn)電極組4中，基質(zhì)小分子在經(jīng)同步和展寬過的脈沖電場(正脈沖5和負脈沖6)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)進入到無場區(qū)2，無法到達檢測器1，而樣品大分子在此脈沖電場作用時間后經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電極，不受電場影響正常檢測，即可實現(xiàn)精準檢測，既保護了檢測器1，延長了檢測器1的使用壽命，又提高了儀器的信噪比。

如圖2所示，添加于基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀無場區(qū)的推斥裝置包括：偏轉(zhuǎn)電極組4、脈沖放大器11、激光發(fā)生器15、信號捕捉器16等。本發(fā)明的推斥裝置具體的實施方式如下：

所述偏轉(zhuǎn)電極組4位于飛行時間質(zhì)量分析器無場區(qū)的前端，垂直于檢測器，固定在離子源頂部。當激光發(fā)射電離樣品和基質(zhì)時，產(chǎn)生的短時脈沖信號(約2～3ns)被捕捉到，之后通過同步電路13鎖定該脈沖信號，并通過延時電路14使脈沖信號得以展寬至約10～50μs，根據(jù)需要偏轉(zhuǎn)的離子的最大質(zhì)荷比確定信號的具體展寬(如2000m/z約25μs)。脈寬控制之后用高壓脈沖發(fā)生器將該同步展寬的脈沖信號進行放大，并施加于偏轉(zhuǎn)電極組上，高壓脈沖信號強度為±400v，脈沖上升下降沿均需小于20ns，且無上沖或下沖抖動，以免影響后續(xù)大分子檢測。當大量的基質(zhì)小分子被激發(fā)經(jīng)過脈沖電場時，其受該脈沖電場作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)無法到達檢測器，而樣品大分子在此脈沖作用時間后經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電極，不受電場影響正常檢測。在圖2中，標記12為脈沖同步/展寬。

本發(fā)明首先在飛行時間質(zhì)量分析器無場區(qū)設置偏轉(zhuǎn)電極組，然后檢測并同步激光脈沖信號，并將該信號展寬至10～50μs，脈沖寬度視需偏轉(zhuǎn)的最大質(zhì)荷比離子而定，再將該同步展寬脈沖進行放大，轉(zhuǎn)換為±400v的同步高壓脈沖，并施加于偏轉(zhuǎn)電極組上。當大量的基質(zhì)小分子被電離經(jīng)過脈沖電場時，其受該脈沖電場作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)無法到達檢測器，而樣品大分子在此脈沖作用時間后經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電極，不受電場影響正常檢測。本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，通過簡單調(diào)節(jié)脈沖寬度，即可實現(xiàn)不同質(zhì)荷比以下的基質(zhì)干擾離子切除，進而使檢測器檢測到的離子主要為樣品離子，降低了檢測器的損耗和提高儀器的信噪比。

技術特征：

技術總結(jié)
基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀的離子推斥方法，涉及飛行時間質(zhì)譜儀。提供可使基質(zhì)離子在到達檢測器之前被電場偏轉(zhuǎn)出去，以實現(xiàn)檢測器僅接收樣品離子，延長檢測器的使用壽命，同時增加儀器信噪比的基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時間質(zhì)譜儀的離子推斥方法。在飛行時間質(zhì)量分析器無場區(qū)設置偏轉(zhuǎn)電極組；檢測并同步激光脈沖信號，將所述激光脈沖信號展寬；將所述激光脈沖信號展寬進行放大，轉(zhuǎn)換為同步高壓脈沖，并施加于偏轉(zhuǎn)電極組上；基質(zhì)小分子在到達檢測器前，受脈沖電場作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)無法到達檢測器，而樣品大分子在脈沖作用時間后經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電極，不受電場影響正常檢測。

技術研發(fā)人員：林志敏;周曉輝;凌曉群;施繼堅;肖鴻輝;孟寒玉
受保護的技術使用者：江蘇天瑞儀器股份有限公司福建分公司
技術研發(fā)日：2017.06.23
技術公布日：2017.11.07