本发明专利技术公开了一种离子迁移率分析器，其包括：“微分迁移率分析器”，“离子迁移率谱仪”和“微分迁移率谱仪”中的至少一个，感兴趣的带电分子被供给到所述“微分迁移率分析器”，“离子迁移率谱仪”和“微分迁移率谱仪”中的至少一个中。离子从“滴拾取离子源”被供给到离子迁移率分析器中，所述“滴拾取离子源”包括在毛细管端部的电喷射离子源，由溶剂混合物组成的带电滴从电喷射离子源形成，在所述溶剂混合物中，基本没有感兴趣的分子。带电滴通过电场被推进到填充有一定压力的缓冲气体的“拾取区域”中或接近样本表面的区域中，其中当带电滴的液体在加热去溶剂化区域中蒸发时，带电滴结合感兴趣的分子并且将带电滴的电荷传送到感兴趣的分子，该加热去溶剂化区域相对于“拾取区域”分开或与所述“拾取区域”成一体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本 专利技术涉及用于分子离子的离子源，并涉及充气式离子迁移率分析器，及相关 的装置和方法。
技术介绍
相关技术中的离子源必须温和地产生离子以便不将感兴趣的分子(molecules ofinterest)分割成碎片。这可以通过电喷射离子源来实现，其中导电液被推进通过小毛细 管。在该毛细管出口处形成小滴(droplet)，众多数量的滴被充电并被加速以形成离散束 (diverging beam)。如果这些带电滴中的一些包含感兴趣的分子并且滴的液体蒸发，滴电 荷可以保持在分子上。该离子源包括1.相关技术的“电喷射离子源”，其中感兴趣的分子被溶解在供给有离子源的 导电液中。这需要(a)感兴趣的分子能够被溶解在液体中，(例如，不同溶剂的混合 物)，和(b)电喷射离子源能够从液体有效地产生带电滴。2. “滴拾取离子源(droplets pickup ion source) ”允许用于多种应用的样本处理。该“滴拾取离子源”包括电喷射离子源，该电喷射离子源从溶剂的混合物中形成带电 滴，没有明显量的感兴趣的分子溶解在该溶剂的混合物中，同时，当感兴趣的分子通过 其中存在有感兴趣的分子的“拾取区域”时，感兴趣的分子被结合到滴中。如果(a)这 些感兴趣的分子存在于该“拾取区域”中作为自由分子，该自由分子能够吸收在已被带 入该区域的带电滴的表面处(例如，该自由分子可以通过激光束从固体或液体样本被释 放)，如果(b)感兴趣的分子存在于“拾取区域”内的固体或液体样本的表面上，当其与 该表面相交时，他们可以从该拾取区域直接吸收在带电滴的表面处，和如果(C)感兴趣的 分子已经溶解在可以与带电滴结合在“拾取区域”中的独立形成的中性滴中，带电滴可 以在该“拾取区域”中结合这些分子。相关技术版本的“滴拾取离子源”已被使用，但是仅仅作为用于质谱分析器的 离子源。在相关技术的迁移率分析器中，电场以随电场的大小而增加的平均拖曳速度将 使分子离子团拖曳通过气体。该比例常量是基本随分子横截面的反量而增加的离子迁移 率。该迁移率分析器包括1. “微分迁移率分析器(DMA) ”，其中基本恒量的电场基本垂直于气流拖曳离 子。取决于时间，感兴趣的离子需要横过气流，气体流使离子沿垂直于电场的方向移动 较短或较长的距离。2. “离子迁移率谱仪(IMS)”，其中基本恒量的电场将离子拖曳通过固定的气体 或通过基本平行于电场移动的气体。取决于感兴趣的离子的平均拖曳速度，这些离子在 不同的时间通过存在有电场的区域。该电场是静态的，也可以是部分脉冲的，或者采用 行进波的形式。3. “微分迁移率谱仪(DMS) ”，其中在给定气体中，不同离子的迁移率随电场的大小以不同的方式变化。在该DMS中，电射频场在两个电极之间基本垂直于气流来回 拖曳离子。射频场的波形被选为不对称的形式。结果，在短时间内，高强度电场沿第一 方向拖曳离子，和在长时间内，低强度电场沿第二且相反的方向拖曳离子。因此，取决 于射频波形的不对称性，可以在两个电极之间通过的离子是具有其高强度电场迁移率和 其低强度电场迁移率之间的特定比率的离子。该系统已被研制具有形成在平面电极之间 或形成同心圆柱体的电极之间的电场。
技术实现思路
根据本专利技术的方方面面，只被用于相关技术以将离子引入到质谱仪中的“滴拾 取离子源”被修改，使得产生的分子离子进入到充气式迁移率分析器中。在这种情况下 可以 1.与相关技术大型且昂贵的质谱仪相比，使用至少一个(例如轻型且便宜的)迁 移率分析器以记录离子的迁移率谱。2.使用至少一个(例如轻型且便宜的)迁移率分析器作为迁移率过滤器，只有一 定迁移率范围的离子或那些迁移率“K”小于最大值“Kmax^K”或大于最小值“Kmax <K”的离子从该迁移率过滤器进入到质谱仪中。在这种情况下，一是可以获得对迁移 率进行选择的离子的质谱，其提供比全部迁移的离子的质谱基本更高分子特征。根据该 信息，一是还可以构造离子质量和离子迁移率的二维强度分布。在“滴拾取离子源”中，感兴趣的分子存在于或进入到“拾取区域”中，在该 “拾取区域”中，它们可以被结合到从电喷射离子源进入到相同“拾取区域”中的带电滴中。带电滴通过来自溶剂混合物的电喷射离子源形成，在该溶剂混合物中，不超过可 以忽略不计的感兴趣的分子量被溶解。当带电离子的液体蒸发时，带电离子被传递至结 合的感兴趣的分子。当感兴趣的分子被带进“拾取区域”作为缓冲气体内的蒸汽或当感兴趣的分子 通过激光束(见图1)或高能粒子束的撞击从固体或液体样本的表面被释放时，感兴趣的 分子可以被带进到“拾取区域”作为可以吸收在带电滴的表面处的自由分子。感兴趣的 分子还可以存在于固体或液体样本的表面上的“拾取区域”中，在感兴趣的分子还可以 被结合到带电滴的情况下(见图2)直接与带电滴反应。当多个迁移率谱可被记录或多 个对迁移率进行选择的粒子的质谱被记录时，缓冲气体内的蒸汽被气相色谱仪的流出物 替换，或者当静态液体样本被气相色谱仪的流出物替换时，在两种情况下，在气相色谱 仪的流出物中的新分子的出现都可被记录或监控。当激光束扫过液体或固体样本的表面 时，或当带电滴的羽流与样本的表面相互作用的位置扫过固体或液体样本时，在样本的 表面上的感兴趣的分子的局部分布也可以被记录。另外，当感兴趣的分子被直接(见图3)和/或通过缓冲气体中的“混合室”(见 图4)带进到“拾取区域”中作为蒸汽，感兴趣的分子可以被带进“拾取区域”中作为 可以吸收在带电滴的表面处的自由分子。当多个迁移率谱被记录或多个对迁移率进行选 择的离子的质谱被记录时，例如可以具有记录或监测气相色谱仪的流出物中的新分子的 出现的作用(见图3)。当感兴趣的分子被结合到独立形成的、浮在缓冲气体中的“中性滴”中时并且被直接(见图3)和/或通过一些“混合室”(见图4)被带进到“拾取区域”中时，感 兴趣的分子也可以被带进到“拾取区域中”。然后，当中性滴与带电滴在“拾取区域” 中合并和/或中性滴已经部分地处于混合室中(见图4)时，或可选地，当中性滴中的液 体蒸发且感兴趣的分子成为自由分子时，该自由分子可以吸收在“拾取区域”中的带电 滴的表面 处(见图3)和/或已经部分地处于混合室中(见图4)，可以实现感兴趣的分子 到带电滴的迁移。感兴趣的分子结合到中性滴可以通过将感兴趣的分子溶解在由中性滴形成的液 体中而实现，这可以是注射器中的液体或液相色谱仪毛细管中的液体，或通过使这些分 子吸收在一些容器上游中的中性滴处实现感兴趣的分子结合到中性滴，其中它们可以作 为自由分子(例如，通过激光束或高能粒子束从样本释放或作为例如气相色谱仪的流出 物的一些缓冲气体中的蒸汽)。在前述情况下，色谱仪中不同分子的出现时间可以通过迁移率谱的改变被监 控，通过选择了迁移率的分子的质谱的改变具有增加的分子特性。这可以被认为与相关 技术中通过色谱仪的流出物中的不同光吸收或从全部可能迁移的离子获得的质谱的变化 的粗略监控相比较。附图说明本专利技术的上述和/或其它方面将参照附图，通过以下典型实施例的描述而变得 更明显和更易于理解，其中图1是第一典型实施例的示意图，其说明了“滴拾取离子源”的非限制性实施 例和迁移率分析器；图2是第二典型实施例的示意图，其说明了“滴拾取离子源”的非限制性实施 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子迁移率分析器，包括：（ａ）“微分迁移率分析器”（ＤＭＡ），（ｂ）“离子迁移率谱仪”（ＩＭＳ）和（ｃ）“微分迁移率谱仪”（ＤＭＳ）中的至少一个，感兴趣的带电分子被供给到所述“微分迁移率分析器”（ＤＭＡ），（ｂ）“离子迁移率谱仪”（ＩＭＳ）和（ｃ）“微分迁移率谱仪”（ＤＭＳ）中的至少一个中， 其中，离子从“滴拾取离子源”被供给到离子迁移率分析器中，所述“滴拾取离子源”包括从溶剂混合物形成带电滴的电喷射离子源，在所述溶剂混合物中，基本没有任何量的感兴趣的分子被溶解，和所述带电滴通过电场推进到“拾取区域”中，该“拾取区域”可以是固体或液体样本的表面或填充有一定压力的缓冲气体的空间，在该拾取区域中，当带电滴中的液体在加热去溶剂化区域中已经蒸发时，所述带电滴结合感兴趣的分子并将所述带电滴的电荷传送到所述感兴趣的分子，所述加热去溶剂化区域相对于所述“拾取区域”分开或与所述“拾取区域”成一体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔曼沃尔聂，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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