离子迁移谱-质谱联用分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及离子迁移率分析技术领域，提供了一种离子迁移谱

【技术实现步骤摘要】
离子迁移谱
‑
质谱联用分析装置


[0001]本专利技术涉及离子迁移率分析
，尤其涉及离子迁移谱
‑
质谱联用分析装置。

技术介绍

[0002]质谱仪是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的仪器，包括四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪和磁质谱仪等。其中，四极杆质谱仪因其在固定的质荷比(m/z)通道具有高稳定性和高占空比，而被广泛应用于质谱定量分析。但是，当目标离子为同重元素或同分异构体时，很难用质量分辨率较低的四极杆质量分析器进行区分。解决此问题的一种方法是使用一个三重四极杆质谱仪同时监测前级母离子和后级碎片子离子的质荷比通道(通常称为多反应监测Multi reaction monitoring，MRM模式)，该方法在大多数情况下非常有用，但是，如果前级离子和碎片离子碰巧具有相同的质荷比，则上述策略将不起作用。为了进一步区分两个目标分子，需要采取其他方法。
[0003]离子迁移谱仪可以根据碰撞截面来区分离子，该碰撞截面相对独立于分子量。今考虑两种具有相同质荷比但不同碰撞截面的目标分子，如果将其离子束先通过离子迁移率分析仪再进入四极杆质量分析器，则可以区分这两种物质。但是，典型的离子迁移谱仪在漂移模式(迁移管式离子迁移谱Drift tube ion mobility spectrometry，简称DTIMS，和行波离子迁移谱Travelling wave ion mobility spectrometry，简称TW
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IMS)或扫描模式(捕集离子迁移谱Trapped ion mobility spectrometry，简称TIMS)(Karasek et.al.,Anal.Chem.48,1133
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1137(1976)；US.Pat.No.9939408B2；US.Pat.No.9741552B2)下工作，因此四极杆质谱仪仅能在它们的迁移峰出现时对目标物进行分析，其时间只占整个分析过程中的很小部分。对于四极杆质量分析器来说，这代表了其非常低的占空比，不利于稳定的分析过程。因此，需要将过滤器型迁移率分析仪与四极杆质量分析器联用，以实现更好的定量分析。同时，迁移率分析仪的碰撞截面通道和四极杆质量分析器质荷比通道相对应在一起，可以减少化学噪声并提高定量精度。
[0004]差分迁移率分析仪(Differential Mobility Analyzer，简称DMA)，差分迁移率谱仪(Differential Mobility Spectrometry，简称DMS)，高场非对称波形离子迁移谱仪(Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry，简称FAIMS)都是过滤器类型的离子迁移谱设备，过去它们已与四极杆质量分析器结合使用(如US.Pat.No.7,855,360B2)。但是，DMA设备主要用于分析气溶胶分析；对于针对小分子的技术，一般分辨率非常低(50左右)(Rus et.al.,Intl.J.Mass.Spec.298,30
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40(2010))。DMS(或FAIMS)是一类利用离子在经历交替的高低压电场时会因为不同分析物与溶剂分子间不同的成簇效应来进行分离的手段，对于商业化产品来说，其分辨率也很低(小于20)(US.Pat.No.9846143B2:Dodds,et.al.,Anal.Chem.89,12176
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12184(2017))，这种利用分析物与溶剂分子成簇效应使离子分离的手段高度地受制于分析物的化学性质和环境，因此难以预测。此外，DMA和DMS产品通常都在大气压下工作，与质谱仪联用时的离子损失非常大。
[0005]因此，亟需一种分辨率高，离子损失小，且具有很高的可预测分离特性的离子迁移谱
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质谱联用分析装置，来对特定目标离子进行高度可靠和准确的定量分析。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供一种离子迁移谱
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质谱联用分析装置，能够在扫描电场和外加气流的共同作用下基于碰撞截面来分离目标物离子，且可以在低气压下工作，提高目标物分析的效率及谱内动态范围，能够对特定目标离子进行高度可靠和准确的定量分析。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的离子迁移谱
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质谱联用分析装置，包括：用于产生目标分析物离子的电离源；接收电离源的至少一部分目标分析物离子的离子迁移率过滤器，该离子迁移率过滤器在低于大气压的环境中工作，从目标分析物离子中选择规定迁移率范围内的离子通过；连接于离子迁移率过滤器的后级，从规定迁移率范围内的离子中选择规定质荷比范围内的离子通过的质量过滤器。
[0008]在本专利技术的较优技术方案中，离子迁移率过滤器为低真空差分迁移率分析仪。
[0009]在本专利技术的较优技术方案中，离子迁移率过滤器为U型离子迁移率分析仪(U
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shaped ion mobility,简称UMA,Wang et.al.,Anal.Chem.92,8356
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8363(2020)；US.Pat.No.10739308B2；CN109003876B)。
[0010]在本专利技术的较优技术方案中，U型离子迁移率分析仪的工作气压为50
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300Pa。
[0011]在本专利技术的较优技术方案中，质量过滤器为四极杆质量过滤器、磁偏转型质量过滤器或双聚焦型质量过滤器。
[0012]在本专利技术的较优技术方案中，离子迁移谱
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质谱联用分析装置还包括连接于质量过滤器后级的质量分析器，质量分析器为四极杆质量分析器、磁偏转型质量分析器、双聚焦型质量分析器、飞行时间质谱、离子阱质谱、轨道阱质谱或傅里叶变换离子回旋共振质谱。
[0013]在本专利技术的较优技术方案中，离子迁移率过滤器与质量过滤器之间安装有第一离子解离装置，第一离子解离装置为碰撞诱导解离装置、表面诱导解离装置、光诱导解离装置或者电子捕获解离装置。
[0014]在本专利技术的较优技术方案中，质量过滤器和质量分析器之间安装有第二离子解离装置，第二离子解离装置为碰撞诱导解离装置、表面诱导解离装置、光诱导解离装置或者电子捕获解离装置。
[0015]本专利技术还提供了一种离子迁移谱
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质谱联用分析方法，包括以下步骤：
[0016]产生目标分析物离子；
[0017]在低于大气压的环境中工作的离子迁移率过滤器接收至少一部分目标分析物离子，并从目标分析物离子中选择规定迁移率范围内的离子通过；
[0018]使用连接于离子迁移率过滤器后级的质量过滤器，从规定迁移率范围内的离子中选择规定质荷比范围内的离子通过。
[0019]在不连续的多个离子迁移率通道间切换选取一个离子迁移率通道，作为规定迁移率范围，其中，每个离子迁移率通道对应一个或多个质量过滤器的质荷比通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子迁移谱
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质谱联用分析装置，其特征在于，包括：电离源，用于产生目标分析物离子；离子迁移率过滤器，接收所述电离源的至少一部分所述目标分析物离子，该离子迁移率过滤器在低于大气压的环境中工作，从所述目标分析物离子中选择规定迁移率范围内的离子通过；质量过滤器，连接于所述离子迁移率过滤器的后级，从所述规定迁移率范围内的离子中选择规定质荷比范围内的离子通过。2.如权利要求1所述的离子迁移谱
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质谱联用分析装置，其特征在于，所述离子迁移率过滤器为低真空差分迁移率分析仪。3.如权利要求1所述的离子迁移谱
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质谱联用分析装置，其特征在于，所述离子迁移率过滤器为U型离子迁移率分析仪。4.如权利要求3所述的离子迁移谱
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质谱联用分析装置，其特征在于，所述U型离子迁移率分析仪的工作气压为50
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300Pa。5.如权利要求1所述的离子迁移谱
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质谱联用分析装置，其特征在于，所述质量过滤器为四极杆质量过滤器、磁偏转型质量过滤器或双聚焦型质量过滤器。6.如权利要求1所述的离子迁移谱
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质谱联用分析装置，其特征在于，还包括连接于所述质量过滤器后级的质量分析器，所述质量分析器为四极杆质量分析器、磁偏转型质量分析器、双聚焦型质量分析器、飞行时间质谱、离子阱质谱、轨道阱质谱或傅里叶变换离子回旋共振质谱。7.如权利要求1所述的离子迁移谱
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质谱联用分析装置，其特征在于，所述离子迁移率过滤器与所述质量过滤器之间安装有第一离子解离装置，所述第一离子解离装置为碰撞诱导解离装置、表面诱导解离装置、光诱导解离装置或者电子捕获解离装置。8.如权利要求5所述的离子迁移...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文剑，曾国峯，王珂珂，张小强，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：