电喷雾离子源组件制造技术

一种用在质谱系统中的离子源组件，包括限定电离室的壳体，该电离室部署成与质谱仪系统的采样孔口流体连通。壳体限定用于耦合到第一电喷雾探针的第一开口，以沿着与采样孔口的中心轴线基本上正交的纵向轴线以大于纳流范围的流速排放液体样本。细长辅助电极组件从壳体延伸到部署在电离室中的导电远端，使得导电远端基本上部署在采样孔口的中心轴线上。导电远端可以耦合到电源以生成电场以改进样本羽流的去溶剂化和从样本羽流喷射的离子到采样孔口中的运输。口中的运输。口中的运输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电喷雾离子源组件
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2020年2月13日提交的标题为“Electrospray Ion Source Assembly”的美国临时申请No.62/976,332的优先权，该申请通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术总体而言涉及电喷雾离子源，并且更具体地涉及具有辅助电极的电喷雾离子源组件，该辅助电极用于为电喷雾离子源提供改进的去溶剂化和/或离子采样，以适应高于纳流范围的样本流速。

技术介绍

[0004]质谱法(MS)是用于测量分子的质荷比的定性和定量应用的分析技术。MS对于识别未知化合物、通过观察其碎片来确定特定化合物的结构以及定量样本中特定化合物的量可以是有用的。质谱仪检测作为离子的化学实体，使得在样本处理期间必须将分析物转换成带电离子。
[0005]已知多种方法用于将液体样本内的化学实体电离为适合用MS检测的带电离子。更常见的电离方法之一是电喷雾电离(ESI)。在典型的ESI过程中，液体样本经由导电针、电喷雾电极或喷嘴排放到电离室中，同时电喷雾电极与对电极之间的电位差在电离室内生成强电场，从而给液体样本充电。如果施加在液体表面上的电荷足够强以克服液体的表面张力，那么在电离室内生成的电场会使从电喷雾电极、针或喷嘴排放的液体分散成朝着对电极被汲取的多个带电液滴。当液滴内的溶剂在电离室中的去溶剂化期间蒸发时，带电的分析物离子可以进入对电极的采样孔口，用于进行后续的质谱分析。
[0006]在常规离子源中，灵敏度性能的优化要求用户成功调整大约七个相互作用的参数，其中一些涉及源内的物理调整，而其它则可能涉及软件可设置的参数，诸如温度、电位和气流。这些参数高度依赖于液体样本流的流速。作为示例，随着流速的增加，探针尖端相对于质谱仪的入口孔的位置通常升高，离子源温度升高，电喷雾电离电位以不同方式被优化，并且雾化和传热气流增加。此外，发射器从探针的排放端的突出常常需要进行调整，这进而要求重新优化雾化气体和ESI电位。对于每个流速，存在最优参数集。当针对特定流速优化灵敏度性能时，对探针的垂直位置的每次调整都可能触发离子源温度、气流和ESI电位的重新调整。当用户尝试确定化合物的混合物的最优操作参数时，灵敏度性能优化可能会进一步复杂化。一般而言，不可能确定将对混合物中的所有化合物产生最优灵敏度的单个操作参数集，并且“最优”参数通常涉及混合物中的化合物的子集的性能折衷。照此，即使对于有经验的用户，使用常规的离子源获得最优性能也是耗时的并且可能是困难的。
[0007]另外，ESI源的离子探针可以例如以特定范围内的流速从上游液相色谱(LC)柱接收样本。如果期望高于或低于那个范围的流速，那么必须用另一个可以适应期望流速的探针来替换离子探针。但是，这种探针的替换可能是麻烦且耗时的。
[0008]因而，需要增强的离子源，并且更特别地，需要用于质谱法的增强的电喷雾离子
源，其可以提供改进的电离和离子采样效率。

技术实现思路

[0009]本文提供了用于电喷雾电离的方法和系统。根据本教导的各个方面，公开了一种用在质谱系统中的离子源组件，该组件包括限定电离室的壳体，该电离室被构造为与质谱仪系统的采样孔口流体连通地部署。该壳体至少提供用于耦合到第一电喷雾探针的第一开口，该第一电喷雾探针被构造为以大于纳流范围的流速将液体样本排放到电离室中，使得排放的液体形成包括多个样本液滴的样本羽流。壳体的第一开口和第一电喷雾探针被构造为使得第一电喷雾探针的纵向轴线与采样孔口的中心轴线基本上正交。该组件还包括从壳体延伸到部署在电离室中的导电远端的细长辅助电极组件。在各个方面，导电远端相对于第一电喷雾探针和采样孔口定位在电离室内，使得当耦合到电源时，导电远端可以在电离室内生成电场以改进样本羽流的去溶剂化和从样本羽流喷射的离子到采样孔口的运输。在一些方面，电离室可以维持在大约大气压。
[0010]根据本教导的各个方面，导电远端可以部署在相对于第一电喷雾探针和采样孔口的多个位置处。例如，在一些方面，导电远端可以至少部分地部署在由第一电喷雾探针的纵向轴线和采样孔口的中心轴线定义的平面上。此外，在一些示例方面，第一电喷雾探针可以沿着第一电喷雾探针的纵向轴线与采样孔口的中心轴线分开第一距离(例如，在10
‑
25mm的范围内)，而导电远端部署在中心轴线上或中心轴线周围，例如在距中心轴线的第二距离内，该第二距离在第一距离的70％内。在各种相关方面，导电远端可以可选地与中心轴线的偏移更小，例如，与中心轴线分开小于第一距离的50％、小于第一距离的30％、小于第一距离的10％。在一些示例方面，导电远端可以基本上部署在采样孔口的中心轴线上。例如，导电远端可以部署在中心轴线上(例如，使得中心轴线延伸穿过导电远端)。
[0011]虽然在一些方面，电喷雾发射器从第一电喷雾探针的排放端(在本文中也称为排放尖端)的突出可以如在上述常规ESI源中那样是可调整的，但在一些优选方面，第一电喷雾探针的发射器可以相对于第一电喷雾探针的排放端固定地(不可调整地)定位。虽然第一电喷雾探针缺乏可调性，但根据本教导的各个方面由细长辅助电极组件生成的电场可以增强第一电喷雾探针的发射器与采样孔口之间的场梯度，从而通过固定发射器的位置来改进易用性，同时改进样本羽流的电离、离子喷射的效率、离子分布和/或离子到采样孔口的运输，如下文详细讨论的。此外，在一些方面，细长辅助电极可以耦合到壳体，使得它可用第二电喷雾探针替换，该第二电喷雾探针被构造为沿着采样孔口的中心轴线以纳流范围内的流速排放液体样本，从而提供具有改进的灵活性和改进的各种样本流速的电离优化的系统。在此类方面，壳体可以包括第二开口，该第二开口被构造用于将细长辅助电极组件可移除地耦合到壳体，其中壳体的第二开口和细长辅助电极组件被构造为使得细长辅助电极的纵向轴线与采样孔口的中心轴线基本上同轴。在相关方面，第二开口还可以被构造用于可替代地耦合第二电喷雾探针(例如，适应纳流范畴中的样本流速)，其中壳体的第二开口和第二电喷雾探针被构造为使得第二电喷雾探针的纵向轴线定位于壳体中，与采样孔口的中心轴线基本上同轴。与第一电喷雾探针的发射器一样，在纳流范围内操作的第二电喷雾探针的发射器可以在排放端延伸出探针主体固定量(即，用户不可调整的距离)。
[0012]细长辅助电极组件可以具有多种构造并且可以被构造为以多种方式与样本羽流
和/或由第一电喷雾探针生成的电场相互作用。如上所述，细长辅助电极可以被构造为耦合到电源，以便在电离室内生成电场，以改进样本羽流的去溶剂化以及从样本羽流喷射的离子到采样孔口中的运输。举例来说，在一些方面，由导电远端生成的电场可以被构造为更改在第一电喷雾探针与采样孔口延伸穿过的帘板之间生成的电场。在一些方面，例如，由导电远端生成的电场可以被构造为改变采样孔口附近的电场梯度。
[0013]由于辅助电极的远端在电离室中，因此细长辅助电极组件可以相对于样本羽流不对称地部署。例如，在一些方面，样本羽流不流过导电远端。即，羽流由导电远端运输。在各个方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用在质谱系统中的电喷雾离子源组件，包括：壳体，限定电离室，所述电离室被构造为与质谱仪系统的采样孔口流体连通地部署，壳体至少提供被构造用于耦合到第一电喷雾探针的第一开口，第一电喷雾探针被构造为以大于纳流范围的样本流速将液体样本排放到电离室中，使得排放的液体形成包括多个样本液滴的样本羽流，其中壳体的第一开口和第一电喷雾探针被构造为使得第一电喷雾探针的纵向轴线与采样孔口的中心轴线基本上正交，其中第一电喷雾探针沿着第一电喷雾探针的纵向轴线与采样孔口的中心轴线分开第一距离；以及细长辅助电极组件，从壳体延伸到部署在电离室中的导电远端，使得从导电远端到采样孔口的中心轴线的第二距离在第一距离的70％以内，导电远端被构造为耦合到电源以便在电离室内生成电场以改进样本羽流的去溶剂化以及从样本羽流喷射的离子到采样孔口中的运输。2.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，其中第二距离小于第一距离的10％。3.如权利要求2所述的电喷雾离子源组件，其中导电远端基本上部署在采样孔口的中心轴线上；可选地，其中导电远端部署在采样孔口的中心轴线上。4.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，其中壳体还包括第二开口，所述第二开口被构造用于将细长辅助电极组件能够移除地耦合到壳体；可选地，其中所述第二开口还被构造用于交替地耦合第二电喷雾探针，其中壳体的所述第二开口和所述第二电喷雾探针被构造为使得所述第二电喷雾探针的纵向轴线定位在壳体中与采样孔口的中心轴线基本上同轴。5.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，其中细长辅助电极组件还包括导电发射器，该导电发射器延伸穿过导电远端中的中心孔，用于沿着采样孔口的中心轴线将样本溶液排放到电离室中；可选地，其中细长辅助电极组件被构造为在从细长辅助电极组件的导电发射器排放样本溶液的同时输送雾化气体；并且还可选地，其中样本溶液包括校准溶液。6.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，其中由导电远端生成的电场被构造为更改在第一电喷雾探针和采样孔口延伸穿过其的帘板之间生成的电场；可选地，其中由导电远端生成的电场被构造为改变采样孔口附近的电场梯度。7.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，其中细长辅助电极组件相对于样本羽流不对称地部署；可选地，其中样本羽流不流过导电远端。8.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，还包括加热器，该加热器被构造为加热电离室，其中细长辅助电极组件被构造为与采样孔口相邻地提供辐射加热以改进去溶剂化效率。9.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，其中细长辅助电极组件被构造为增加与采样孔口相邻的样本羽流的湍流；可选地，其中电离室被构造为维持在大约大气压。10.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，其中第一电喷雾电极和导电远端中的每一
个被构造为在液体样本从第一电喷雾电极排放期间维持在基本上相同的DC电压；可选地，其中第一电喷雾电极和导电远端耦合到同一电源。11.如权利要求1所述的电喷雾离子源组件，其中导电远端终止于基本上平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：DH科技发展私人贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：