用于质谱仪的解吸电离装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在大气压下用激光进行固体表面被测物的解吸而后利用真空紫外光对被解吸物电离的解吸电离装置。该装置包括用于产生激光束的激光器，用于会聚所述激光束于被测样品表面使样品中的被测物解吸或气化的激光光学系统，以及设置于邻近上述解吸或气化发生处而发出紫外线而导致被解吸或气化的至少一部分被测物分子电离的紫外线灯。通过结合雾化装置使本装置对于非极性或弱极性的小分子有更高的电离效率。通过真空紫外／电喷雾可使该解吸电离装置适用于对不同极性和分子量的复杂混合物的快速同步分析。同时，解吸电离装置的多通道式腔体结构设计很好地保持了测试时离子源中各个组分的局部浓度，提高了离子化效率。

Desorption ionization device for mass spectrometer

The present invention relates to a desorption ionization device for desorption of a substance on a solid surface by laser at atmospheric pressure, and then desorption of ionized matter by vacuum ultraviolet light. The device includes a laser for generating a laser beam, for converging the laser beams on the sample surface of the laser optical system in the sample was desorbed or gasified, and arranged near the desorbed or gasified and emit ultraviolet rays caused by at least a portion of the measured gas desorption or ultraviolet lamp molecular ionization. By combining the atomizing device, the device has higher ionization efficiency for small molecules with non-polar or weak polarity. The desorption ionization device can be used for rapid simultaneous analysis of complex mixtures with different polarities and molecular weights by vacuum ultraviolet / electrospray ionization. At the same time, the multi channel cavity structure design of the desorption ionization device keeps the local concentration of each component in the ion source well, and improves the ionization efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及常温常压下的质谱技术，尤其涉及在常压下使被测物解吸、电 离以被导入进行质量分析的用于质谱仪的解吸电离装置。
技术介绍
随着质谱技术在科研、生产和环境监测领域越来越广泛的应用，如何将常 温常压下的被测定物直接电离并导入在真空条件下工作的质谱仪进行分析己 变成人们目前最感兴趣的课题之一。电喷雾电离法(ESI)和大气压基质辅助激光解吸电离(AP-MALDI)的出现分别解决了液相和固相的常压离子化的问题，然而大气压基质辅助激光解吸 电离由于要在固态样品中混和基质，这对固体表面的直接快速分析造成了很大的困难，因而其它的针对固体表面的常压离子化方法应运而生。《Science》杂 志，第306巻，471-473页(2004年)中介绍了一种以电喷雾电离法中的电喷离 子束在大气压下将固体表面的被测物解吸/电离，并将离子导入质谱仪进行质量 分析的方法(解吸电喷离子化DESI)。简捷、快速的特点使此种电离方法极大 地填补了质谱领域对于样品现场直接分析的空白。随后其它一些基于常压下的样品直接分析技术也取得了一定成功，例如，《Analytical Chemistry》杂志，第77巻，2297-2302页(2005年)中介绍的实 时直接分析法(DART)利用亚稳态的氦原子取代了电喷离子束从而对吸附在 固体表面的弱极性小分子进行分析。再如美国专利US20070187589和《Analytical Chemistry》杂志，第79巻，7867-7872页分别介绍的与DESI类似 的解吸大气压化学电离(DAPCI)和解吸大气压光电离(DAPPI)技术，前者 是利用电晕放电，而后者是利用真空紫外光来辅助电离，尤其对DESI较难电 离的非极性和低极性小分子的分析取得了一定的成功。然而，以上几种直接分析法均采用分子或离子束进行对被测物的解吸，而 在常压下由于粒子束和空气分子的碰撞会使得对被测物表面的解吸面积很难 控制，因而获得较高的空间分辨率将变得十分困难。对于质谱化学图像表征(Chemical Imaging)而言，较低的空间分辨率使得这些技术难以在其上应用。 为解决这个问题，《Rapid Communication in Mass Spectrometry》杂志，第19 巻，3701-3704页(2005年)中介绍了一种以紫外激光为解吸工具、以电喷离 子束为电离工具的常压直接分析法(电喷辅助激光解吸电离(ELDI))。该方 法由于以激光为解吸源，样品表面的解吸面积得到了很好的控制，这使得常压 下的质谱图像表征变得可能。与之类似的技术如《Rapid Communication in Mass Spectrometry》杂志，第16巻，681-685页(2002年)中所述的使用红外激光 为解吸源、以大气压化学电离源为离子源的激光解吸化学电离技术(LDCI)， 以其对低极性分子的有效电离而与上述的ELDI法有着互补的作用。然而对于 电离非极性的小分子而言，大气光电离(APPI)由于可直接用光子激发气相样 品而存在着更大的优势。
技术实现思路
本专利技术目的之一是提供一种用于质谱仪的解吸电离装置，其将激光解吸和 大气光电离法结合在一起以使得基于激光解吸的常压直接分析技术更为完善。本专利技术的另一目的是提供一种用于质谱仪的解吸电离装置，其将两种常压 直接分析技术(ELDI和本专利技术中的激光解吸大气光电离)整合在一个离子源 中，以期达到对不同性质的的样品进行同时分析的目的，从而提高分析复杂混 合物的效率，并省去更换离子源的繁琐步骤。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于质谱仪的 解吸电离装置，包括激光器、激光光学系统以及紫外线灯。激光器产生激光束； 激光光学系统会聚激光束于被测样品表面，使样品中的被测物解吸或气化。紫 外线灯设置于邻近上述解吸或气化发生处，用于发出紫外线而导致被解吸或气 化的至少一部分被测物分子电离。 一连接质谱仪分析器的吸入口将电离了的被 测物引向质谱分析器。在上述解吸电离装置中，还包括一雾化装置，其在上述被解吸或气化的被测物分子途经的区域产生辅助电离的气体或雾滴，进而增强被测物中至少一部 分分子的电离效果。上述的雾化装置包括雾化毛细管和喷针。在第一模式下，喷针向被测物分 子途经的区域喷射液态添加剂，雾化毛细管引入雾化气体至喷针喷出液化添加 剂的端口，其中液态添加剂会在雾化气体的辅助下于被测物分子途经的区域雾化或气化。在第二模式下，雾化毛细管直接引入气态添加剂至被测物分子途经 的区域，以便作为辅助光电离的气体反应物。在上述的解吸电离装置中，雾化装置进一步是一个电喷雾装置，其产生的 带电雾滴在前行途中与所述被解吸或气化的被测物分子融合，进而增强被测物 中至少一部分分子的电离效果。上述的电喷雾装置包括雾化毛细管、喷针和高压电源。雾化毛细管引入雾 化气体至所述被测物分子途经的区域。喷针会向所述被测物分子途经的区域喷 射电喷溶剂，高压电源会在喷针喷射电喷溶剂前先施加高压电于溶剂使其带 电。其中电喷溶剂会在雾化气体辅助下于被测物分子途经的区域产生带电雾滴。上述解吸电离装置还包括一个腔体，此腔体呈多路通道状，包括主通道、 第一支路以及第二支路，其中主通道一侧安装激光光学系统，另一侧具有对准 被测样品的开孔，使经由激光光学系统会聚的激光束照在被测样品上；紫外线 灯光线至少部分照入主通道内；第一支路连接质谱仪分析器的吸入口，第二支 路上安装雾化装置。在上述的解吸电离装置中，还包含一个机动样品架，被测样品置于样品架 上，通过移动样品架，可以使激光束照射斑点在样品表面扫描。本专利技术的解吸电离装置中，紫外线灯可以使用波长小于200nm的真空紫 外线灯。激光器可以使用半导体红外激光器。本专利技术的解吸电离装置中，激光光学系统包括与激光器波长相匹配的光导 纤维和聚焦透镜，光导纤维从激光器导出激光，聚焦透镜聚焦光导纤维导出的 激光于被测样品。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点 1.结合激光解吸和大气压光离子化法而设计的解吸电离装置，使得基于激光解吸的常压直接分析技术更为完善；2. 通过雾化装置辅助紫外线灯进行电离，可以提高被测物的电离效果， 适合电离弱极性或非极性的小分子；而电喷雾装置的结合使用将会大大提高离 子源对于分析复杂组分的兼容性。3. 通道式腔体设计，使得通入离子源内的反应气的局部浓度能够得到更 有效的保持，提高了离子化效率。4. 机动样品架的设计，可以进行样品表面扫描而获得样品表面的图像表征。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明，其中图1是本专利技术一个较佳实施例的解吸电离装置示意图。图2是本专利技术一个实施例的解吸电离装置结构图。 具体实施例方式本专利技术适用于电离附着于各种固体表面的被测物样品。在本专利技术的较佳实 施例中，测试中的离子化过程既可以通过激光解吸光电离完成，也可以通过对 解吸后的被测物分子同时进行光电离和电喷雾电离，后者可以达到最大程度地 电离混合物中的各个组分的目的。请参照图1所示，图1是本专利技术一个较佳实施例的解吸电离装置示意图。 用于解吸被测样品的激光例如采用的是半导体红外激光器5，其波长范围最好 在800-1200 nm之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于质谱仪的解吸电离装置，包括：　激光器，用于产生激光束；　激光光学系统，用于会聚所述激光束于被测样品表面，使样品中的被测物解吸或气化；　紫外线灯，设置于邻近上述解吸或气化发生处，用于发出紫外线而导致被解吸或气化的至少 一部分被测物分子电离；以及　连接质谱仪分析器的吸入口，用于将电离了的被测物引向质谱分析器。

【技术特征摘要】
1. 一种用于质谱仪的解吸电离装置，包括激光器，用于产生激光束；激光光学系统，用于会聚所述激光束于被测样品表面，使样品中的被测物解吸或气化；紫外线灯，设置于邻近上述解吸或气化发生处，用于发出紫外线而导致被解吸或气化的至少一部分被测物分子电离；以及连接质谱仪分析器的吸入口，用于将电离了的被测物引向质谱分析器。2. 根据权利要求1的所述解吸电离装置，其特征在于，还包括一雾化装置，其在上述被解吸或气化的被测物分子途经的区域产生用于辅助电离的气体或雾滴，进而增强被测物中至少一部分分子的电离效果。3. 根据权利要求2的所述解吸电离装置，其特征在于，所述雾化装置包括喷针，用于在一第一模式下向所述被测物分子途经的区域喷射液态添加剂；雾化毛细管，用于在一第二模式下，引入气态添加剂至所述被测物分子途经的区域，或在一第一模式下，引入雾化气体至所述喷针喷出所述液态添加剂的端口；其中所述液态添加剂会于所述被测物分子途经的区域在所述雾化气体辅助下雾化或气化。4. 根据权利要求2所述的解吸电离装置，其特征在于，所述雾化装置是电喷雾装置，其产生的带电雾滴在前行途中与所述被解吸或气化的被测物分子融合，进而增强被测物中至少一部分分子的电离效果。5. 根据权利要求4的所述的解吸电离装置，其特征在于，所述电喷雾装置包括雾化毛细管，用于引入雾化气体至所述被测物分子途经的区域；喷针，用于向所述被测物分子途经的区域喷射电喷溶剂；高压电源，用于在所述喷针喷射所述电喷溶剂时施加高压电于所述电喷溶剂；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁力，孙文剑，
申请(专利权)人：岛津分析技术研发上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]