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Title:
DEVICE USED FOR MASS SPECTROMETER IONISATION AND ION INTRODUCTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/013609
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a device used for mass spectrometer ionisation and ion introduction, said device comprising an ionisation source chamber at less than atmospheric pressure; at least one ionisation source, arranged within the ionisation source chamber; at least one ion focussing and guiding device chamber, used for guiding ions into a mass analysis device chamber connected to the ion focussing and guiding device chamber; at least one transmission chamber at less than atmospheric pressure, located between the ionisation source chamber and the ion focussing and guiding device chamber, and comprising an ionisation source chamber to transmission chamber entrance and a transmission chamber to ion focussing and guiding device chamber exit, the air pressure of the transmission chamber being less than that of the ionisation source chamber and greater than that of the ion focussing and guiding device chamber. The device used for mass spectrometer ionisation and ion introduction moves the ionisation source from an atmospheric pressure environment to an environment at less than atmospheric pressure, increasing the ion transmission efficiency, and further increasing the mass spectrometer detection sensitivity.

Inventors:
WANG RUI (CN)
SHEN JIAQI (CN)
JIN QIAO (CN)
SUN WENJIAN (CN)
Application Number:
PCT/IB2016/054330
Publication Date:
January 26, 2017
Filing Date:
July 21, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SHIMADZU CORP (JP)
International Classes:
H01J49/04; H01J49/24
Foreign References:
US20130026359A12013-01-31
EP1465234A22004-10-06
US5545304A1996-08-13
US20110253889A12011-10-20
US20110186732A12011-08-04
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
KYOTO INTERNATIONAL PATENT LAW OFFICE (JP)
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Claims:
、 一种用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 包括:

一个低于大气压的电离源腔室;

至少一个电离源, 置于所述电离源腔室内, 用于生成离子;

至少一个离子聚焦导引装置腔室,用于导引离子进入与所述离子聚焦导引装置腔室相 连的质量分析装置腔室;

至少一个低于大气压的传输腔室,处于所述电离源腔室与所述离子聚焦导引装置腔室 之间,包括所述电离源腔室到所述传输腔室的入口和所述传输腔室到所述离子聚焦导引装 置腔室的出口;

所述传输腔室的气压低于所述电离源腔室的气压,高于所述离子聚焦导引装置腔室的 气压。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述传输腔室 还包括至少一个真空泵抽口, 用于与真空泵相连。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源包 括电喷雾离子源、 辉光放电离子源、 介质阻挡放电离子源、 化学电离离子源、 解吸附电晕 束离子源、 激光解吸附离子源及光电离离子源中的一种或者组合。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述低于大气 压的气压范围是 0.0001~lTorr、 l~50Torr 50~300Torr及 300~700Torr。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源腔 室到所述传输腔室的入口和所述传输腔室到所述离子聚焦导引装置腔室的出口为圆孔、毛 细管、 锥孔、 喷嘴孔、 渐缩孔和缩放孔中的一种或组合。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪的离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述入口和 出口上施加有直流电压。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源与 液相色谱联用。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述离子聚焦 导引装置腔室内设有离子聚焦导引装置, 并包含至少一个真空泵抽口。 、 根据权利要求 8所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述离子聚焦 导引装置为离子漏斗、多极杆离子导引装置、 Q-阵列导引器及行波导引装置中的一种或者 组合。 0、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述质量 分析装置腔室内设有质量检测器和质量分析器, 并包含至少一个真空泵抽口; 所述质量分 析器包括单四极杆质谱装置、 多重四级杆质谱装置、 飞行时间质谱装置、 多重四极杆结合 飞行时间质谱装置、傅里叶变换离子回旋共振及离子阱质谱装置中的一种或者组合; 质量 检测器用于获得撞击于所述质量检测器的离子信号或在所述质量分析器中运动的离子流 信号。 1、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源 与所述电离源腔室到所述传输腔室的入口的中轴线的夹角范围为 [0,90° ]。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源 腔室到所述传输腔室的入口的中心轴与所述传输腔室到所述离子聚焦导引装置腔室的出 口的中心轴之间的夹角范围为 [0,90° ]。

3、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源 作为直接样品分析的二次电离源。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源 应用于单四极杆质谱质谱仪、 多重四级杆质谱仪、 飞行时间质谱仪、 多重四极杆结合飞行 时间质谱仪、 傅里叶变换离子回旋共振及离子阱质谱仪中的一种。 5、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源 到所述传输腔室的入口与所述传输腔室到所述离子导引聚焦装置腔室的出口之间还包括 多孔通道。 、 根据权利要求 1所述的用于质谱仪离子化以及离子引入装置, 其特征在于: 所述电离源 到所述传输腔室的入口与所述传输腔室到所述离子导引聚焦装置腔室的出口之间还包括 至少一个电极, 所述电极上加有直流电压和射频电压。

Description:
一种用于质谱仪离子化以及离子引入装置

技术领域

[0001] 本发明涉及质量分析的技术领域, 特别是涉及一种用于质谱仪离子化以及离子引 入装 置。 背景技术

[0002] 质谱仪是用于测定分析物分子量的一种仪器。 由于其具有高灵敏度与较好的定量和定性 功能等特性常常被用于复杂样品、 痕量样品、 以及生物大分子样品等的检测。 质谱仪中有一 类常用的电离源, 通常处在大气压环境下产生离子, 比如大气压电喷雾电离源。 但是这类处 于大气压下的电离源存在一个问题, 就是在大气压环境下产生的离子被传输到质谱 仪内的比 例非常低, 一般只有 1%甚至更低, 大大降低了质谱仪的检测灵敏度以及检测效率 。 因此如何 提高离子进入质谱仪的传输效率是一个非常重 要的问题。

[0003] 通常, 人们会将从大气压电离源到质谱真空系统界面 的口径变大, 这样直接可以增加离 子进入质谱真空系统的总量。 但是这种方法也会大大增加质谱真空系统的负 担, 增大了真空 泵的负载。 还有一种方法就是增多质谱真空系统界面, 这样既可以扩大从大气压电离源到真 空真空系统界面的口径, 同时减少了真空系统相应泵的负载。

[0004] 比如, 美国专利 US8642946提供了一种用于质谱仪的真空界面装置 , 其中包括多个毛细 管用于形成多级真空界面, 从而可以提高离子的传输效率并且不增加后级 真空泵的负担。 但 是该装置仅仅为了提高离子从大气界面进入真 空界面的传输效率, 并不能同时减少中性溶剂 杂质以及其他气体杂质; 而且该装置仅仅针对于大气压环境下的离子源 装置。

[0005] 美国专利 US7700913中提供了一种用于分离中性气体和气态 离子的方案,其主要应用于 通过表面解吸附产生气态离子的离子化方式, 比如实时直接分析 (Direct Analysis in Real Time, DART) 电离源。 因此该方案不适用于中性气体和带电液滴的分 离。

[0006] 类似的还有中国专利 CN102232238A (US8410431 ) 。 该技术主要利用所产生的气流所 形成的层流来聚焦由电离源产生的离子, 从而有助于离子更多地进入质谱仪。 该技术主要应 用在常压电离源位置与质谱仪的进口比较远的 情况以及分析物具有较大检测面积的情况。 因 此该技术比较适用于直接分析电离源, 比如解吸电喷雾电离源 (Desorption Electrospray Ionization, DESI)。

[0007] 因此, 以上几种技术都主要适用于大气压下的电离源 。 而大气压环境本身就限制了质谱 真空系统界面的口径, 这样对于提高离子传输效率有很大的限制。 [0008] 美国专利 US8173960采用了低于大气压的电喷雾电离源。但 是在该技术中, 低于大气压 的电喷雾电离源腔室的出口直接与下一级离子 聚焦导引装置的腔室入口相连接, 导致在电离 过程中所产生的大量中性噪声, 如溶剂气态分子等, 都会直接进入下一级离子聚焦导引装置, 从而降低了仪器的检测信噪比, 同时也会给离子导引聚焦装置带来较大的污染 。 发明内容

[0009] 鉴于以上所述现有技术的缺点, 本发明的目的在于提供一种用于质谱仪离子化 以及离子 引入装置, 将电离源从大气压环境转移到低于大气压环境 , 以进一步扩大到质谱真空系统的 界面口径, 提高离子的传输效率; 同时在电离源腔室和离子聚焦导引装置腔室之 间增加至少 一个低于大气压的传输腔室, 从而进一步提高质谱仪的检测灵敏度。

[0010] 为实现上述目的及其他相关目的, 本发明提供一种用于质谱仪离子化以及离子引 入装置 包括: 一个低于大气压的电离源腔室; 至少一个电离源, 置于所述电离源腔室内, 用于生成 离子; 至少一个离子聚焦导引装置腔室, 用于导引离子进入与所述离子聚焦导引装置腔 室相 连的质量分析装置腔室; 至少一个低于大气压的传输腔室, 处于所述电离源腔室与所述离子 聚焦导引装置腔室之间, 包括所述电离源腔室到所述传输腔室的入口和 所述传输腔室到所述 离子聚焦导引装置腔室的出口; 所述传输腔室的气压低于所述电离源腔室的气 压, 高于所述 离子聚焦导引装置腔室的气压。

[0011] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述传输腔室还包括至少一个 真空泵抽口, 用于与真空泵相连。

[0012] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置,其中:所述电离源包括电喷雾离子源、 辉光放电离子源、 介质阻挡放电离子源、 化学电离离子源、 解吸附电晕束离子源、 激光解吸 附离子源及光电离离子源中的一种或者组合。

[0013] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述低于大气压的气压范围是

0.0001~lTorr、 l~50Torr、 50~300Torr及 300~700Torr。

[0014] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述电离源腔室到所述传输腔 室的入口和所述传输腔室到所述离子聚焦导引 装置腔室的出口为圆孔、 毛细管、 锥孔、 喷嘴 孔、 渐缩孔和缩放孔中的一种或组合。

[0015] 根据上述的用于质谱仪的离子化以及离子引入 装置, 其中: 所述入口和出口上施加有直 流电压。

[0016] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述电离源与液相色谱联用。 [0017] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述离子聚焦导引装置腔室内 设有离子聚焦导引装置, 并包含至少一个真空泵抽口。

[0018] 进一步地, 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述离子聚焦导引 装置为离子漏斗、 多极杆离子导引装置、 Q-阵列导引器及行波导引装置中的一种或者组 。

[0019] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述质量分析装置腔室内设有 质量检测器和质量分析器, 并包含至少一个真空泵抽口; 所述质量分析器包括单四极杆质谱 装置、 多重四级杆质谱装置、 飞行时间质谱装置、 多重四极杆结合飞行时间质谱装置、 傅里 叶变换离子回旋共振及离子阱质谱装置中的一 种或者组合; 质量检测器用于获得撞击于所述 质量检测器的离子信号或在所述质量分析器中 运动的离子流信号。

[0020] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述电离源与所述电离源腔室 到所述传输腔室的入口的中轴线的夹角范围为 [0,90° ]。

[0021] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述电离源腔室到所述传输腔 室的入口的中心轴与所述传输腔室到所述离子 聚焦导引装置腔室的出口的中心轴之间的夹角 范围为 [0,90 ° ]。

[0022] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述电离源作为直接样品分析 的二次电离源。

[0023] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述电离源应用于单四极杆质 谱质谱仪、 多重四级杆质谱仪、 飞行时间质谱仪、 多重四极杆结合飞行时间质谱仪、 傅里叶 变换离子回旋共振及离子阱质谱仪中的一种。

[0024] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述电离源到所述传输腔室的 入口与所述传输腔室到所述离子导引聚焦装置 腔室的出口之间还包括多孔通道。

[0025] 根据上述的用于质谱仪离子化以及离子引入装 置, 其中: 所述电离源到所述传输腔室的 入口与所述传输腔室到所述离子导引聚焦装置 腔室的出口之间还包括至少一个电极, 所述电 极上加有直流电压和射频电压。

[0026] 如上所述, 本发明的用于质谱仪离子化以及离子引入装置 包括至少一个处于低于大气压 环境的电离源; 一个低于大气压的电离源腔室; 以及至少一个低于大气压的传输腔室。 该传 输腔室处于电离源腔室与离子聚焦导引装置腔 室之间; 该传输腔室包括一个入口, 仅与电离 源腔室出口相连接, 包括一个出口仅与离子聚焦导引装置腔室的入 口相连接, 以及包括至少 一个真空泵抽口; 该传输腔室气压低于电离源腔室气压, 但高于离子聚焦导引装置腔室的气 压; 第一, 该传输腔室用于辅助电离源腔室实现低于大气 压环境, 其中由于低于大气压环境 下, 放电电流提高或是光子飞行距离增加, 使得电离源的离子化效率大大提高, 并且对于电 喷雾电离源而言, 低于大气压的环境大大降低了带电液滴间的排 斥作用, 使得电喷雾变窄, 从而单位体积内的带电液滴数量增大, 进入下一级真空腔室的带电液滴数量增多, 提高检测 效率; 与此同时, 低于大气压环境的电离源可以使得该电离源腔 室到下一级低于大气压的传 输腔室的入口口径增大, 从而提高带电液滴和离子的通过效率; 该低于大气压的传输腔室通 过真空泵抽气可用于降低电离源腔室气压, 但又不会直接干扰电离源; 第二, 该传输腔室利 用与电离源腔室与离子聚焦导引装置腔室之间 的气压差, 通过腔室之间界面的特殊设计以及 该传输腔室的真空泵抽气, 利用空气动力学传输原理可对带电液滴或者离 子与其他溶剂和杂 质分子进行分离; 较小的中性溶剂气体分子以及其他杂质气态小 分子由于质量小、 惯性小, 很容易被真空泵抽走; 相比之下, 带电液滴以及分析物分子等由于质量较大、 惯性大, 故仍 然保持向前运动, 通过低于大气压的传输腔室的出口进入下一级 离子聚焦导引装置; 因此该 低于大气压的传输腔室可以进一步去除溶剂以 及环境中的杂质, 降低质谱的检测限, 增加至 少一级真空腔室也可以减少后级真空腔室的真 空泵负载, 并且帮助分析物进一步去溶剂化, 提高质谱检测灵敏度。 附图说明

[0027] 图 1显示为本发明的用于质谱仪离子化以及离子 入装置的 实施例的结构示意图。

图 2显示为本发明的用于质谱仪离子化以及离子 入装置的 实施例的结构示意图。 图 3显示为本发明的用于质谱仪离子化以及离子 入装置的 实施例的结构示意图。 图 4显示为本发明的用于质谱仪离子化以及离子 入装置的 实施例的结构示意图。 图 5显示为本发明的用于质谱仪离子化以及离子 入装置的 实施例的结构示意图。 图 6显示为本发明的用于质谱仪离子化以及离子 入装置的 实施例的结构示意图。 图 7显示为本发明的用于质谱仪离子化以及离子 入装置的 实施例的结构示意图。 图 8显示为本发明的用于质谱仪离子化以及离子 入装置的 实施例的结构示意图。

[0028]元件标号说明

1, la, lb, lc, Id, le, if, lg 电离源

2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g 电离源腔室

3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g 电离源腔室到传输腔室间的入口

4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g 传输腔室到离子聚焦导引装置的腔室的出口 5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g 传输腔室

6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g 离子聚焦导引装置腔室

7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g 离子聚焦导引装置

8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g 质量分析装置腔室

9, 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g 传输腔室的真空泵抽口

10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, lOf, lOg 离子聚焦导引装置腔室的真空泵抽口

11, 11a, l ib, 11c, l id, l ie, l lf, l lg 质量分析装置腔室的真空泵抽口

12d 第二传输腔室

13d 第一传输腔室与第二传输腔室的界面开口

14e 多孔通道

电极 具体实施方式

[0029] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方 式, 本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。 本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用, 本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与 应用, 在没有背离本发明的精 神下进行各种修饰或改变。

[0030] 需要说明的是, 本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本 发明的基本构想, 遂图式 中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际 实施时的组件数目、 形状及尺寸绘制, 其实际 实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随 意的改变, 且其组件布局型态也可能更为复杂。 实施例 1

[0031] 请参阅图 1, 本发明提供一种用于质谱仪离子化以及离子引 入装置, 包括一个低于大气 压的电离源腔室 2; 至少一个电离源 1, 置于电离源腔室 2内, 用于生成离子; 至少一个低于 大气压的传输腔室 5, 用于传输生成的离子至离子聚焦导引装置腔室 7。离子聚焦导引装置腔 室 7, 用于导引离子进入与离子聚焦导引装置腔室 7相连的质量分析装置腔室 8。该传输腔室 5处于电离源腔室 2与离子聚焦导引装置腔室 7之间, 包括电离源腔室 2到传输腔室 5的入 口 3和传输腔室 5到离子聚焦导引装置腔室 7的出口 4, 以及至少一个真空泵抽口 9。该传输 腔室 5的气压低于电离源腔室 2的气压, 但高于离子聚焦导引装置腔室 7的气压。 该传输腔 室 5用于辅助电离源腔室 2实现低于大气压环境。 与此同时, 该传输腔室 5利用空气动力学 传输原理对带电液滴、 离子以及其他溶剂和杂质分子进行分离。 该传输腔室 5通过真空泵抽 口 9与真空泵相连, 用于降低电离源腔室 2气压, 但又不会直接干扰电离源 1, 并且可以去 除溶剂以及环境中的杂质, 减少质谱检测噪音, 同时可以增加分析物离子进入离子聚焦导引 装置腔室 7的数量。 增加至少一级传输腔室 5也可以减少后级传输腔室的真空泵负载。

[0032] 一方面, 所述处于低于大气压环境下的电离源 1包括: 电喷雾离子源、辉光放电离子源、 介质阻挡放电离子源、 化学电离离子源、 解吸附电晕束离子源、 激光解吸附离子源及光电离 离子源中的一种或者组合。 其中由于处于低于大气压环境, 电荷排斥作用降低, 放电电流提 高以及光子飞行距离增加, 使得电喷雾离子源、 辉光放电离子源与光电离离子源的离子化效 率和传输效率大大提高, 从而使得电喷雾离子源、 辉光放电离子源与光电离离子源作为低气 压离子源的优选方案。

[0033] 一方面, 所述处于低于大气压环境下的电离源可以作为 直接样品分析的二次电离源。

[0034] 一方面, 所述电离源可应用于单四极杆质谱质谱仪、 多重四级杆质谱仪、 飞行时间质谱 仪、 多重四极杆结合飞行时间质谱仪、 傅里叶变换离子回旋共振及离子阱质谱仪中的 一种。

[0035] 一方面, 所述低于大气压的气压范围可以是 0.0001~lTorr、 l~50Torr、 50~300Torr及

300~700Torr。 其中优选的, 电喷雾离子源对应的低于大气压的气压范围为 1 300 Torr; 辉光 放电离子源对应的低于大气压的气压范围为 0.0001 300 Torr; 光电离离子源对应的低于大气 压的气压范围为 0.0001~300 Torr。

[0036] 一方面, 所述电离源腔室 2到传输腔室 5的入口 3和传输腔室 5到离子聚焦导引装置腔 室 7的出口 4可以为圆孔、 毛细管、 锥孔、 喷嘴孔、 渐缩孔和缩放孔中的一种或组合, 可加 上一定的直流电压。

[0037] 一方面, 所述电离源 1可与液相色谱联用。

[0038] 一方面, 所述离子聚焦导引装置腔室 7内设有离子聚焦导引装置 6, 并包含至少一个真 空泵抽口 10。 所述离子聚焦导引装置 6为离子漏斗、 多极杆离子导引装置、 Q-阵列导引器及 行波导引装置等中的一种或者组合。

[0039] 一方面, 所述离子聚焦导引装置腔室 7的另一侧还设置有质量分析装置腔室 8。 所述质 量分析装置腔室 8内可以设有质量检测器和质量分析器, 并包含至少一个真空泵抽口 11。 所 述质量分析器例如为单四极杆质谱装置、 多重四级杆质谱装置、 飞行时间质谱装置、 多重四 极杆结合飞行时间质谱装置、傅里叶变换离子 回旋共振及离子阱质谱装置中的一种或者组合 ; 质量检测器是用于获得撞击于质量检测器的离 子信号或在质量分析器中运动的离子流信号的 装置。

[0040] 在本实施例中, 所述电离源 1与电离源腔室 2到传输腔室 5的入口 3的中轴线的夹角范 围为 [0,90° ] (即图 1所示的夹角 α) , 如此可以适用于不同进样流速的电喷雾电离源 以及其 他解吸附电离源。

[0041] 另外, 所述电离源腔室 2到传输腔室 5的入口 3的中心轴与传输腔室 5到离子聚焦导引 装置腔室 7的出口 4的中心轴之间的夹角范围为 [0,90° ]。

实施例 2

[0042] 所述用于质谱仪离子化以及离子引入装置可以 有多种形式。如图 2所示, 电离源 la是电 喷雾电离源。 电离源 la水平对着低于大气压的传输腔室 5a。 SP, 所述电离源 la与电离源腔 室 2a到传输腔室 5的入口 3a的中轴线的夹角 α为 0。其中电离源腔室 2a到传输腔室 5a的入 口 3a是一个渐缩孔, 该渐缩孔可以通过空气动力学原理很好的收集 电离源 la所产生的离子 或者带电液滴, 传输到低于大气压的传输腔室 5a。在低于大气压的传输腔室 5a中, 通过真空 泵抽口 9a, 可以将传输进入的带电液滴与中性溶剂气体分 离, 降低中性噪声, 从而提高仪器 的信噪比。传输腔室 5a到离子聚焦导引装置腔室 7a 的出口 4a是一个金属毛细管,从而通过 加热方式进一步帮助带电液滴去溶剂化, 从而提高仪器的信噪比。

[0043] 如图 3所示, 传输腔室 5b到离子聚焦导引装置腔室 7b的出口 4b采用的是锥孔。 锥孔 可以提高离子的透过率, 并且阻挡中性大液滴和其他中性噪声, 也有利于提高仪器的灵敏度 和信噪比。

[0044] 如图 4所示, 低于大气压的传输腔室 5c的入口 3c是一个金属毛细管。 低于大气压的传 输腔室 5c到离子聚焦导引装置 6c的腔室 7c的 出口 4c亦是一个金属毛细管。两段金属毛细 管增加了带电液滴在进入质谱前的行程距离, 从而帮助其去溶剂化。 同时该两段金属毛细管 均可通过加热方式进一步帮助带电液滴去溶剂 化。 实施例 3

[0045] 如图 5所示, 与上述图 2-图 4所示实施例的主要差异在于, 在本实施例中, 所述用于质 谱仪离子化以及离子引入装置包括多个低于大 气压的传输腔室 5d和 12d。 多个低于大气压的 传输腔室可以进一步去除中性噪声, 同时可以将电离源 Id到第一低于大气压的传输腔室 5d 的入口 3d扩大, 以增加带电液滴或者离子的通过率。 其中第一低于大气压的传输腔室 5d的 气压要高于第二低于大气压的传输腔室 12d的气压。 而第二低于大气压的传输腔室 12d的气 压要高于离子聚焦导引装置腔室 7d的气压。多级低于大气压的传输腔室亦可减 质谱仪下几 级的真空系统的真空泵负载。

[0046] 优选的, 所述电离源 Id到第一低于大气压的传输腔室 5d的入口 3d、第二低于大气压的 传输腔室 12d到离子聚焦导引装置腔室 7d的出口 4d, 以及在第一低于大气压的传输腔室 5d 和第二低于大气压的传输腔室 12d之间的界面开口 13d采用圆孔、 毛细管、 锥孔、 喷嘴孔、 渐缩孔或缩放孔中的一种或组合。

[0047] 为了进一步适应不同的应用, 以下还提供了两个实施例:

实施例 4

[0048] 如图 6所示, 与上述图 2-图 5的实施例的主要差异在于, 在本实施例中, 所述电离源 le 到传输腔室 5e的入口 3e与传输腔室 5e到离子导引聚焦装置腔室 7e的出口 4e之间加入一个 多孔通道 14e。 该多孔通道 14e可以帮助带电液滴和离子从入口 3e出来后能再次聚焦, 然后 通过出口 4e进入离子导引聚焦装置 6e, 从而进一步提高离子的传输效率。与此同时, 多孔结 构也不会增加由低于大气压的传输腔室 5e的真空泵抽口 9e所产生的气流的流阻, 以达到去 除中性噪声的效果。

[0049] 该多孔通道 14e亦可替换成电极, 如图 7所示。 所述电离源 If到传输腔室 5f的入口 3f 与传输腔室 5f到离子导引聚焦装置腔室 7f的出口 4f之间加入至少一个电极 15f。一定的直流 电压和射频电压可以加在电极 15f 上, 从而可以对从入口 3f 进入低于大气压的传输腔室 5f 的带电液滴和离子有一定的加速聚焦作用, 从而提高相应的离子通过效率。 实施例 5

[0050] 如图 8所示, 与前述实施例的主要差异在于, 在本实施例中, 所述电离源 lg到传输腔 室 5g的入口 3g的中心轴与传输腔室 5g到离子导引聚焦装置 6g的腔室 7g的出口 4g的中心 轴呈 90° 角。 其中电离源 lg到传输腔室 5g的入口 3g和传输腔室 5g到离子导引聚焦装置腔 室 7g的出口 4g是毛细管、 圆孔、 锥孔、 喷嘴孔、 渐缩孔或缩放孔中的一种或组合。 通过入 口 3g的质量偏大的离子, 在惯性的作用下被真空泵抽走。而质量偏小的 离子则受到传输腔室 5g与离子聚焦导引装置 6g的腔室 7g之间气压差所产生的气流导引, 通过出口 4g进入离子 聚焦导引装置 6g。 因此该装置可以用于复杂样品的分离, 可将质量偏小的分析物离子保留下 来, 而将质量偏大的杂质离子去除, 从而减少基质对于分析物检测的影响。

[0051] 综上所述, 本发明的用于质谱仪离子化以及离子引入装置 包括至少一个处于低于大气压 环境的电离源; 一个低于大气压的电离源腔室; 以及至少一个低于大气压的传输腔室。 该传 输腔室处于电离源腔室与离子聚焦导引装置腔 室之间; 该传输腔室包括一个入口, 仅与电离 源腔室出口相连接, 包括一个出口仅与离子聚焦导引装置腔室的入 口相连接, 以及包括至少 一个真空泵抽口; 该传输腔室气压低于电离源腔室气压, 但高于离子聚焦导引装置腔室的气 压; 第一, 该传输腔室用于辅助电离源腔室实现低于大气 压环境, 其中由于低于大气压环境 下, 放电电流提高或是光子飞行距离增加, 使得电离源的离子化效率大大提高, 并且对于电 喷雾电离源而言, 低于大气压的环境大大降低了带电液滴间的排 斥作用, 使得电喷雾变窄, 从而单位体积内的带电液滴数量增大, 进入下一级真空腔室的带电液滴数量增多, 提高检测 效率; 与此同时, 低于大气压环境的电离源可以使得该电离源腔 室到下一级低于大气压的传 输腔室的入口口径增大, 从而提高带电液滴和离子的通过效率; 该低于大气压的传输腔室通 过真空泵抽气可用于降低电离源腔室气压, 但又不会直接干扰电离源; 第二, 该传输腔室利 用与电离源腔室与离子聚焦导引装置腔室之间 的气压差, 通过腔室之间界面的特殊设计以及 该传输腔室的真空泵抽气, 利用空气动力学传输原理可对带电液滴或者离 子与其他溶剂和杂 质分子进行分离; 较小的中性溶剂气体分子以及其他杂质气态小 分子由于质量小、 惯性小, 很容易被真空泵抽走; 相比之下, 带电液滴以及分析物分子等由于质量较大、 惯性大, 故仍 然保持向前运动, 通过低于大气压的传输腔室的出口进入下一级 离子聚焦导引装置; 因此该 低于大气压的传输腔室可以进一步去除溶剂以 及环境中的杂质, 降低质谱的检测限。 增加至 少一级真空腔室也可以减少后级真空腔室的真 空泵负载, 并且帮助分析物进一步去溶剂化, 提高质谱检测灵敏度。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功 效, 而非用于限制本发明。 任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下 , 对上述实施例进行修饰或改变。 因此, 举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发 明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变, 仍应由本发明的权利要求所涵盖。