用于通过液体射流解吸电离的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于由凝聚相样品的组分产生气态离子及其分析的方法和装置，其中一个或多个液体射流被导向至将被调研的样品的表面，其中液体射流在样品表面上的碰撞产生携带有样品粒子的小滴，通过对液体的蒸发，或者，如果需要，在蒸发之后通过随后的电离，将所述样品粒子转换成气态离子，并且通过已知的方法分析所获得的样品粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的主题是一种用于将凝聚相(condensed phase )样品的组分转 换成气态离子及其分析的方法和装置。在执行根据本专利技术的方法期间，使得高速的液体射流(liquid jet)与 所述样品的表面碰撞(impact)。在液体与样品表面碰撞时形成的液体小 滴(droplet)带走样品的组分(解吸步骤)。在溶剂蒸发之后剩余的样品 本身是气态离子，或者其通过外部作用-加热、电磁作用等可转换成气态离 子(用于提供气态离子的可选步骤)。优选通过质谱或离子迁移谱来分析 所获得的气态离子(检测步骤)。
技术介绍
为了分析气态或挥发性材料，传统上已经t艮了质谱电离方法。这些 电离方法的缺点在于，它们缺乏分析不挥发性化合物的能力。该类化合物 包括，例如，肽、蛋白质、核酸、碳水化合物。从二十世纪七十年代开始， 已经发展了电离方法的新家族，其能够在气体/液体界面上将凝聚相的分子 直接转换成离子，并且随后将初生的离子转换到气相。由于利用所形成的 离子的解吸来耦合，这些电离方法总称为"解吸电离"。第一种解吸电离 方法是通过电场产生的所谓的场解吸电离，其利用在尖锐的表面特征的边 缘周围形成的高电场梯度来平行电离和解吸在表面上存在的分子。该方法的缺点在于， 样品必须被沉积到发射体针的极边缘上，并且发射体尖端的几何形状对电 离效率有很大影响。解吸电离方法的下一代是基于通过利用用于电离的所谓的分析束来电6离的替代的电离方法。在该方法中，使得包括高能离子、原子或光子的束 与所研究样品的表面碰撞。分析束在表面上的碰撞产生源自所研究表面的 一些气态离子和分子。利用分析束的第一种方法是等离子体解吸电离，其采用通iti^射性衰变所产生的高能粒子[Macfarlane， R.D. et al.， Science, 191 (4230)， 920-925 (1976)。虽然在等离子体解吸情况下，利用限定不良的束，但是，实际上在同 时M的二次离子质语(SIMS)采用被电势差加速的离子的限定良好的分 析束。由于离子束的 小直径，SIMS提供优良的空间分辨率，但是，经历SIMS电离的分子的 分子量范围却受到限制。也可以将该方法用于深度分析(in-depth analysis),然而，在这种情况下，由于所形成的离子包含仅仅1个或2个 原子，因此分子量限制更苛刻。在SIMS电离的情况下，首次;1^了对液 体样品的研究[liquid SIMS; LSIMS， Aberth， W., Analytical Chemistry, 54(12): 2029-2034 (1982)1。与原始方法相比，LSIMS具有放宽的范围限制， 例如，可以通过其来电离小的蛋白质分子。LSIMS的缺点在于，必须使样 品溶解在具有高表面张力和低蒸汽压的溶剂例如甘油中。该步骤通常涉及 溶解度问题，并且，固体样品的溶解明显地排除获得有关样品分子的空间 分布的信息的可能性。LSIMS的另 一已发展的方案是"快原子轰击，，(FAB )方法。该技术基于惰性气体离子的 静电加速、随后中和，获得可用于电离的仍具有高能级的惰性气体原子的 中性束。FAB电离也适于分析液相样品。SIMS技术的另一发展方向已被引导至所谓的大簇碰撞(MCI)电离 [Massive cluster impact; MCI， Mahoney， J.F.， Rapid Communications in Mass Spectrometry, 5 (10): 441-445 (1991)1，其利用多电荷(multiply charged )甘油簇来替代常规采用的金离子。该技术可被用于分析固体表面， 并且在实践上不限制所分析的分子的重量。与SIMS相比，该技术的另一 个优点在于，形成可以通过质谱来更有效分析的多电荷离子。7上述方法的共同缺点在于，它们都严格地工作在高真空条件下。因此， 样品被引A^谙仪的高真空状态，这需要严格限制样品的成分和尺寸。从二十世纪八十年代早期开始，已经研发了其中激光被用作分析束的激光解吸电离方法。与 SIMS类似地，简单的激光解吸电离给出差的电离效率，并且它们仅仅可 被用于研究非常有限范围的分子。通过施加所谓的基体化合物(matrix compound),激光解吸方法的应用领域被显著地扩展。大量过剩地存在的 基体化合物通常被以溶液相混合至样品，混合物被共结晶到固体载体上， 并且通过激光解吸即其中激光净皮用作分析束的手段，分析所获得的结晶样 品。该新方法^皮命名为基体辅助的激光解吸电离(MALDI) [Karas， Hillenkamp， Analytical Chemistry, 60 (20): 2299-2301 (1988)。该技术通常 可被用于分析大分子化合物，例如聚合物、蛋白质、碳水化合物和核酸。 MALDI的主要缺点在于，该技术需要将分析物分子嵌入到基体晶格中， 因此对自然表面的分析是成问题的。最近，对在大气条件下工作的解吸电离方法的需求已经有所增加。大 气压解吸电离方法的优点包括(1)样品不被引入质镨仪的真空状态中， 这使得分析过程较快，(2)由于样品不^真空，不需要去除挥发性組分， (3)可以这样地调查研究任意对象，(4)可以直接研究活的生物体。不 能在大气压条件下使用利用原子或离子的高速束的解吸电离方法，这是因 为，由于与气体分子的连续碰撞，粒子不能在高压下被加速至合适的速度， 该现象导致粒子束的发散。在上述方法中，由于激光束不与空气分子相互作用，仅仅MALDI电 离可以在大气压下实施而在仪器上没有变化。2002年由Laiko等人研发了 大气压MALDI。然而，由于低的离子产率，其中通过在大气界面中的显 著的离子损失，进一步降低了该低的离子产率，因此该技术没有被广泛推 广，并且工作场所安全问题通常是与开放的实验设备中激光的使用相关联的。最近研发的解吸电喷雾(electrospray )电离(DESI; Takats et al，Science, 306 (5695): 471-471， 2004)实际上是大气压版的上述MCI技术， 但是却有着重大差异，即小滴是通过电喷雾方法产生的，且通过超声气体 流替代静电场梯度而祐力p速到希望的速度。然而，DESI已实现了与大气压 解吸电离方法相关联的所有期望，因此其打开了通往与化学成分和尺寸无 关地对任意对象进行质镨分析的大门。在DESI处理的过程中，高速的电 喷雾小滴与样品表面碰撞。碰撞小滴溶解存在于表面上的分子，并且发射 同样带电的二次小滴。这些带电的二次小滴最终通过溶剂的完全蒸发而产 生离子。虽然与先前研发的解吸方法相比DESI技术具有多个优点，但其也显 示出在几个应用领域的缺点。首先，DESI是严格的表面分析方法，因此其 缺乏在多数样品的情况下进行深度分析的能力。其次，由于在带电粒子之 中的库仑斥力，带电小滴的大气压束固有地发散，其阻碍高分辨率化学成 像。此外，虽然从分析的观点DESI与生物組织完全兼容，但DESI的活 体内应用被证明在多种动物标本中会引起栓塞。据推测，栓塞是与用于加 速小滴的超声氮气流相关联的，该超声氮气流将气泡泵送到组织中并引起 栓塞。为了提供以上列举的问题的解决方案，需要一种可供选择的大气压解 吸电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将凝聚相样品的特定组分转换成气态离子及其分析的方法，其中通过从解吸单元释放的分析束，使得离子或可转换成离子的样品粒子从样品移位，并且分析所获得的气态离子，包括以下步骤：　应用液体射流作为分析束，使得当所述液体轰击表面时形成的小滴的 液体蒸发或者允许其被蒸发，并且，如果需要，在所述分析之前电离所述液体小滴或通过所述液体的所述蒸发获得的样品粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z陶卡奇，
申请(专利权)人：泽梅尔魏斯大学，
类型：发明
国别省市：HU[匈牙利]