引发离子定向自旋效应的方法、分析方法、质谱仪及用途技术

本发明专利技术提出了引发离子定向自旋效应的方法及用于化合物分析的方法、仪器及应用，引发方法包括：施加射频场存储离子并使离子获得特有运动频率；施加交变电场激发离子运动，交变电场包括电场方向存在夹角的、相位差可不为零的第一交变电场和第二交变电场，在激发离子环绕运动的同时，引发离子定向自旋。通过控制交变电场和射频场的电场状态，控制离子自旋状态。离子的结构差异会使其在自旋状态下与中性气体碰撞，表现出不同的碰撞截面与运动阻尼，从而使结构不同的离子在运动轨迹上表现出差异，实现对如手性对映异构体的异构化合物的分离及分析。离及分析。离及分析。

【技术实现步骤摘要】
引发离子定向自旋效应的方法、分析方法、质谱仪及用途


[0001]本专利技术属于样品分析及分离制备领域，具体地，涉及引发离子定向自旋效应的方法、淌度分析方法、离子阱质谱仪及其用途。

技术介绍

[0002]一个物体无法与其镜像重叠称之为手性。在自然界中，手性广泛存在于基本粒子、化学分子、功能材料和生物系统中。生物系统通常通过对生物活性分子(包括氨基酸、碳水化合物、蛋白质、酶、脱氧核糖核酸和核糖核酸)的手性调控，展现出对一种特定手性形式或一个对映异构体形式的偏好。例如，在所有生物系统中，手性氨基酸主要以L
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对映异构体存在，而碳水化合物主要以D
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对映异构体存在。由于生物系统固有的手性环境，手性对映异构体通常显示出不同的生理行为和药理活性。以经典的手性药物沙利度胺为例，R
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对映异构体具有镇静作用，而S
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对映异构体具有致畸作用。此外，分子手性与病理过程密切相关，手性对映异构体的异常浓度常常导致疾病，并越来越多地被用作疾病监测和治疗的生物标志物。手性对映异构体鉴定与分离对病理分析、疾病检测、药物筛选等具有重要意义，常用的手性对映异构体分析技术包括色谱分离技术、毛细管电泳技术、核磁共振技术、光谱技术、离子淌度
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质谱技术等，但是目前的手性对映异构体分析技术仍存在分离准确性较差、分辨率较低、依赖手性选择试剂等问题，因此，手性对映异构体的分析方法仍有待改进。

技术实现思路

[0003]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种基于电场
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离子作用的引发离子定向自旋效应的方法，包括：令离子射频场中，以获得具有特有振动频率的所述离子；令离子位于交变电场中，以获得进行环绕运动的所述离子，其中，所述交变电场包括：沿第一方向的第一交变电场和沿第二方向的第二交变电场，所述第一方向与所述第二方向之间存在不为零的夹角；调整所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差，令所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差不为零，以获得进行环绕运动的离子，以令所述离子在所述射频场下受到方向旋转的射频电场力，因射频场与离子固有偶极矩相互作用，以令所述离子进行定向自旋运动。离子质心绕离子阱中心的环绕运动简称环绕运动(circular motion)，离子绕其质心的定向自旋运动，简称定向自旋运动(directional rotation)。由此，可以通过控制离子所处的交变电场和射频场的电场状态，使得离子在做环绕陷阱中心的环绕运动的同时，离子自身也会做环绕质心的定向自旋运动，离子的结构差异会使其在相同的交变电场和射频场下表现出不同的运动状态，与中性气体碰撞时具有不同的碰撞截面与运动阻尼，从而实现对如手性对映异构体的异构化合物的分离及分析。
[0004]根据本专利技术的实施例，所述射频场和所述交变电场均由离子阱提供。
[0005]根据本专利技术的实施例，所述第一方向与所述第二方向互相正交。由此，可以加强离子的定向自旋运动。
[0006]根据本专利技术的实施例，所述第一交变电场的频率与所述离子的特有振动频率相
同，所述第二交变电场的频率与所述离子的特有振动频率相同。由此，可以增强离子在交变电场下的环绕运动。
[0007]根据本专利技术的实施例，所述离子的定向自旋运动的旋转方向与所述离子所受到的射频电场力的旋转方向相同。由此，可以加强离子在电场作用下的定向自旋运动。
[0008]根据本专利技术的实施例，所述射频场包括四极射频场。由此，可以令离子被囚禁在离子阱中。
[0009]根据本专利技术的实施例，所述调整所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差包括：改变所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差，以令所述离子的所述环绕运动的轨迹为类圆形或类椭圆形。由此，可以通过优化离子在交变电场中的运动轨迹，使其所受到的方向不断旋转的射频电场力的作用更为明显，进而实现同时进行的环绕运动和定向自旋运动。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差为由此，可以增强离子所受到旋转射频电场力。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述离子包括同分异构体离子；可选的，所述离子包括手性对映异构体离子。由此，同分异构体离子会因结构的不同表现出不同的运动状态，进而可以对不同的同分异构体离子进行区分。
[0012]在本专利技术的又一个方面，本专利技术提出了一种基于电场
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离子作用下的离子定向自旋效应对待测样品进行淌度分析的方法，包括：对待测样品进行离子化处理，以获得所述待测样品的多个待测离子；使多个所述待测离子进入射频场；对所述待测离子进行交变电压振幅线性扫描，以令所述待测离子的一部分自所述射频场中出射，其中，所述交变电压振幅线性扫描包括沿第一方向的第一交变电压振幅线性扫描和沿第二方向的第二交变电压振幅线性扫描，所述第一方向与所述第二方向之间存在不为零的夹角；使探测器获取自所述射频场出射的所述待测离子，以获得所述待测样品的分析结果。在本申请中，基于对映异构体离子在旋转射频场中的定向自旋效应，使得对映异构体离子的对称性被破坏，从而令对映异构体离子在与离子阱中的中性气体碰撞时具有不同的碰撞截面，进而表现出不同的运动阻尼，实现对映异构体的分离。由此，本申请中的淌度分析方法利用离子阱质谱仪即可以实现高分辨率的淌度分析，适于分析复杂的生物、化学大分子同分异构体，尤其是手性对映异构体的分析，且实施方式简单，利用微型离子阱质谱仪即可实现待测样品的精准分析。
[0013]根据本专利技术的实施例，所述射频场和所述交变电压振幅线性扫描均由离子阱提供。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述第一方向与所述第二方向互相正交。由此，可以实现对于手性对映异构体的精准分离。
[0015]根据本专利技术的实施例，所述第一交变电压振幅线性扫描的扫描频率与所述第二交变电压振幅线性扫描的扫描频率相同，且在所述交变电压振幅线性扫描的过程中，所述第一交变电压振幅线性扫描的扫描频率和所述第二交变电压振幅线性扫描的扫描频率保持不变。由此，可以进一步提高分析结果的准确性。
[0016]根据本专利技术的实施例，在所述交变电压振幅线性扫描的过程中，线性调整所述交变电压振幅。由此，可简便地分离质荷比相同的待测离子。
[0017]根据本专利技术的实施例，在进行所述交变电压振幅线性扫描之前，包括：根据所述待
测离子的出射交变电压振幅，对所述第一交变电压振幅线性扫描与所述第二交变电压振幅线性扫描之间的相位差进行调节，所述调节包括：对具有相同质荷比的所述待测离子重复进行所述交变电压振幅线性扫描，改变所述第一交变电压振幅线性扫描与所述第二交变电压振幅线性扫描之间的相位差，以确定所述待测离子的离子环绕运动轨迹为类圆形和/或类椭圆形时对应的相位差。由此，可以提高不同待测离子之间的分离度。
[0018]根据本专利技术的实施例，所述第一交变电压振幅线性扫描和所述第二交变电压振幅线性扫描的相位差为由此，可以获得较高的待测离子分离度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电场
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离子作用的引发离子定向自旋效应的方法，其特征在于，包括：令离子位于射频场中，以获得具有特有振动频率的所述离子；令离子位于交变电场中，以获得进行环绕运动的所述离子，其中，所述交变电场包括：沿第一方向的第一交变电场和沿第二方向的第二交变电场，所述第一方向与所述第二方向之间存在不为零的夹角；调整所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差，令所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差不为零，以获得进行环绕运动的离子，以令所述离子在所述射频场下受到方向旋转的射频电场力，以令所述离子进行定向自旋运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频场和所述交变电场均由离子阱提供。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向互相正交。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一交变电场的频率与所述离子的所述特有振动频率相同，所述第二交变电场的频率与所述离子的所述特有振动频率相同。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子的定向自旋运动的旋转方向与所述离子所受到的射频电场力的旋转方向相同。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频场包括四极射频场。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差包括：改变所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差，以令所述离子的所述环绕运动的轨迹为类圆形或类椭圆形。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一交变电场与所述第二交变电场之间的相位差为9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子包括同分异构体离子；可选的，所述离子包括手性对映异构体离子。10.一种基于电场
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离子作用下的离子定向自旋效应对待测样品进行淌度分析的方法，其特征在于，包括：对待测样品进行离子化处理，以获得所述待测样品的多个待测离子；使多个所述待测离子进入射频场；对所述待测离子进行交变电压振幅线性扫描，以令所述待测离子的一部分自所述射频场中出射，其中，所述交变电压振幅线性扫描包括沿第一方向的第一交变电压振幅线性扫描和沿第二方向的第二交变电压振幅线性扫描，所述第一方向与所述第二方向之间存在不为零的夹角；使探测器获取自所述射频场出射的所述待测离子，以获得所述待测样品的分析结果。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述射频场和所述交变电压振幅线性扫描均由离子阱提供。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向互相正交。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一交变电压振幅线性扫描的扫描频率与所述第二交变电压振幅线性扫描的扫描频率相同，且在所述交变电压振幅线性扫描
的过程中，所述第一交变电压振幅线性扫描的扫描频率和所述第二交变电压振幅线性扫描的扫描频率保持不变。14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述交变电压振幅线性扫描的过程中，线性调整所述交变电压振幅。15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在进行所述交变电压振幅线性扫描之前，包括：根据所述待测离子的出射交变电压振幅，对所述第一交变电压振幅线性扫描与所述第二交变电压振幅线性扫描之间的相位差进行调节，所述调节包括：对具有相同质荷比的所述待测离子重复进行所述交变电压振幅线性扫描，改变所述第一交变电压振幅线性扫描与所述第二交变电压振幅线性扫描之间的相位差，以确定所述待测离子的离子环...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳证，周晓煜，王卓凡，李帅，
申请(专利权)人：清谱科技苏州有限公司北京清谱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：