透射几何中具有解吸后电离的解吸离子源制造技术

本发明专利技术涉及一种用于从沉积在对电磁波至少部分透明的基板上的样品材料中产生离子的设备，包括：

【技术实现步骤摘要】
透射几何中具有解吸后电离的解吸离子源


[0001]本专利技术涉及一种用于从沉积的样品材料中产生离子的装置，尤其是用于分析系统(例如，迁移谱仪、质谱仪和组合的迁移率
‑
质谱仪)，此外本专利技术还涉及用于进一步研究和分析所产生的离子的应用。

技术介绍

[0002]下面结合具体方面说明现有技术。然而，这不应被理解为对随后的本专利技术公开内容的限制。从现有技术中已知的有用的进一步发展和改进也可以在本介绍的相对狭窄范围之上和之外应用，并且在阅读本介绍之后的公开内容后，对于本领域的技术人员来说将很容易明白。
[0003]沉积样品的解吸与解吸材料的后续(后)电离的组合在质谱分析中长期以来已为人所知。这种解吸后电离提高了电离效率，从而提高了测量灵敏度，尤其是对于在样品中被强烈稀释和/或难以电离的分子而言。一个例子是二次离子质谱(SIMS)，其通过使用解吸后电离模式的二次中性质谱(SNMS)得到补充和扩展。H.J.Mathieu等人的(High Temperature Materials and Processes,17卷:No.1
‑
2,1998,29
‑
44中)题为“使用后电离技术补充SIMS分析，实用方面的回顾(Use of Post
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Ionisation Techniques to Complement SIMS Analysis.A Review With Practical Aspects)”的评论文章涉及这个主题。
[0004]SIMS，无论是否伴有SNMS，主要用于表面分析，通常用于未经处理的样品，其中要检测的原子和分子离子是通过在高真空中与高能初级离子束相互作用直接产生的。另一方面，基质辅助激光解吸/电离(MALDI)使用形成晶体的基质物质作为其电离介质。嵌入有样品的结晶基质物质可以吸收激光(通常在光谱的紫外区域)，并对激光轰击作出反应，发生剥蚀、产生(过度)电荷载流子供应和电荷载流子向同时剥蚀的样品分子的转移。
[0005]MALDI质谱法同样面临增加分子离子的电离产率的挑战，这导致在该领域中也尝试了解吸后电离模态。其中一个例子可以在公开文献WO 2010/085720A1中找到。其说明了一种方法，其中剥蚀激光束从前方引导到其上已沉积有样品的样品载玻片上，并且一个或多个解吸后激光(“POSTI激光”)的光束被引导通过平行于样品载玻片并在其正上方的平面中的解吸云。Jens Soltwisch等人的出版物“具有激光诱导定位的质谱成像(Mass spectrometry imaging with laser
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induced postionization)”(科学，348(6231),211
‑
215)中说明了类似的设置；在这种情况下，其被称为MALDI
‑
2。
[0006]作为从前方剥蚀的替代方案，还测试了具有透射几何结构的MALDI离子源的解吸后电离模态，其中剥蚀激光束穿过适当透明的样品载玻片，以便将用于剥蚀的激光能量从后面引入到样品中。此类布置的示例可在Eric C.Spivey等人的出版物“结合MALDI
‑
2和透射几何激光光学以实现超高空间分辨率用于表面分析的高灵敏度(Combining MALDI
‑
2and Transmission Geometry Laser Optics to Achieve High Sensitivity for Ultra
‑
High Spatial Resolution Surface Analysis)”(质谱杂志，第54卷，第4期，2019年4月，366
‑
370)，M.Niehaus等人的“亚细胞分辨率下细胞和组织的透射模式MALDI
‑
2质谱成像
(Transmi ssion
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mode MALDI
‑
2mass spectrometry imaging of cells and tissues at subcellular resolution)”(自然方法，第16卷，第925
‑
931页(2019年)和Efstathios A.Elia等人的“使用在线等离子体诱导定位的大气压MALDI质谱成像(Atmospheric Pressure MALDI Mass Spectrometry Imaging Using In
‑
Line Plasma Induced Postionization)”(分析化学，2020,92,23,15285
–
15290)中找到，后者涉及等离子体诱导的电离后模态。
[0007]将其扩展到光学后电离模态，公开文献WO 2020/046892 A1说明了一种装置和方法，用于使用小直径、激光产生的光束从前方和后面同时照射样品载玻片上的样品以成像具有亚细胞空间分辨率的质谱。一些实施例产生最小直径的光束，其基本上对应于两倍激光波长的衍射极限。在此认为，对于图像中的每个像素而言，每个激光的单个激光射击的MALDI
‑
TOF成像的高度灵敏度因此可以实现。
[0008]鉴于上述情况，需要进一步显著提高LDI
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MS(LDI＝激光解吸/电离)的灵敏度，例如通过MALDI
‑
2，尤其是对于成像(质谱成像
–
MSI)而言。通过阅读下面的公开内容，本领域技术人员将立即清楚本专利技术可以实现的进一步目标。

技术实现思路

[0009]根据第一方面，本专利技术涉及一种用于从沉积在对电磁波至少部分透明的基板上的样品材料中产生离子的设备，包括：
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具有用于基板的保持器的支撑装置，其中基板可以采用对紫外、可见和/或红外光谱区域中的电磁波透明的玻璃板的形式，
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包含解吸装置和电离装置的解吸/电离单元，所述解吸装置被布置和设计成使用至少一个能量爆发从基板上的解吸位点解吸沉积的样品材料，并且所述电离装置被布置和设计成在至少一个能量爆发后使用电磁波在基板上方照射解吸的样品材料，其中电磁波在进入解吸的样品材料之前在对应于解吸位点的位置穿过基板，以及
‑
被布置和设计用于从解吸的样品材料中提取离子并将其转移到分析仪中的提取装置。
[0010]引导透射的电磁波穿过基板，其中样品材料已经在可以包括基板的总样品承载区域的一部分的解吸位置处被先前的能量爆发或能量爆发的短序列(基本上至几乎完全)解吸，这允许光束引导所需的光学元件，例如透镜或反射镜远离产生和引导离子的空间。这使得离子源的设计变得相当容易，因为这些光学元件不会影响用于引导离子的电离空间中的电势，尤其是当光学元件具有大孔径并因此靠近解吸位置时。此外，根据本专利技术的电离装置的布置是有利的，因为这消除了光学元件被污染的风险。
[0011]此外，用于解吸后电离的电磁波束在与解吸云的传播本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于从沉积在对电磁波至少部分透明的基板上的样品材料中产生离子的设备，包括：
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具有用于基板的保持器的支撑装置，
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包含解吸装置和电离装置的解吸/电离单元，所述解吸装置被布置和设计成使用至少一个能量爆发从基板上的解吸位点解吸沉积的样品材料，并且所述电离装置被布置和设计成在至少一个能量爆发后使用电磁波在基板上方照射解吸的样品材料，其中电磁波在进入解吸的样品材料之前在对应于解吸位点的位置穿过基板，以及
‑
被布置和设计用于从解吸的样品材料中提取离子并将其转移到分析仪中的提取装置。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述支撑装置包含腔室，用于基板的保持器位于所述腔室中，并且所述腔室被布置和设计用于为包括沉积的样品材料的基板创建调节过的环境。3.根据权利要求2所述的设备，其中将腔室连接到真空源以抽空沉积的样品材料的环境。4.根据权利要求2所述的设备，其中所述腔室连接到气体供给装置，所述气体供给装置被布置和设计用于馈送惰性缓冲气体、反应气体、潮湿气体和/或易于吸收电磁波的掺杂剂气体进入腔室。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述解吸装置布置和设计用于将能量束引导到沉积的样品材料上以触发至少一个能量爆发。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述能量束是用于剥蚀沉积的样品材料的激光束。7.根据权利要求5所述的设备，其中能量束在遇到沉积的样品材料之前在对应于解吸位点的位置处穿过基板。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯，
申请(专利权)人：布鲁克，
类型：发明
国别省市：