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Title:
METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING AND ANALYZING IONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/131142
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for generating and analyzing ions directly without pretreatment and an apparatus thereof are provided. In the method, gaseous neutral molecules are generated at atmospheric pressure; then the generated neutral molecules are transported to a low pressure region (10) and within the region react with charged droplets sprayed from an electrospray needle tip (2) and photons emitted from a vacuum-ultraviolet source (19) so as to be ionized. The ions generated during said process are focused and inducted in an alternative electric field before being transported to a mass spectrograph (14) or an ion mobility spectrometer (25).

Inventors:
KUMASHIRO, Sumio (1 Nishinokyo-Kuwabaracho, Nakagyo-ku, Kyoto, JP)
熊代州三夫 (日本京都府中京区西之京桑原町1番地, Kyoto, JP)
SUN, Wenjian (3F NO. 6 Building, 108 KaYuanEr Road Zhangjiang Hi-Tech Park, Shanghai 1, 201201, CN)
Application Number:
CN2011/073156
Publication Date:
October 27, 2011
Filing Date:
April 22, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SHIMADZU RESEARCH LABORATORY (SHANGHAI) CO., LTD (3F NO. 6 Building, 108 KaYuanEr Road Zhangjiang Hi-Tech Park, Shanghai 1, 201201, CN)
岛津分析技术研发(上海)有限公司 (中国上海市张江高科卡园二路108号6幢3层, Shanghai 1, 201201, CN)
KUMASHIRO, Sumio (1 Nishinokyo-Kuwabaracho, Nakagyo-ku, Kyoto, JP)
熊代州三夫 (日本京都府中京区西之京桑原町1番地, Kyoto, JP)
International Classes:
G01N27/64; G01N27/68; G01N30/72; H01J49/10
Attorney, Agent or Firm:
SHANGHAI PATENT & TRADEMARK LAW OFFICE, LLC (435 Guiping Road, Shanghai 3, 200233, CN)
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Claims:
权 利 要 求

1. 一种产生、 分析离子的方法, 包括,

在大气压区域形成气态中性分子;

传送所述气态中性分子进入气压值在 10- 14000 Pa的低压区域; 在所述的低压区域使气态中性分子生成离子;

在所述低压区域使用一个交变电场将所述离子会聚并引导到一离子分析 器。

2. 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于,所述气态中性分子是从固体 表面解吸形成。

3. 根据权利要求 2 所述的方法, 其特征在于, 从固体表面解吸形成气态 中性分子的过程包括使用激光束进行固体表面解吸、 或者使用热气流从固体表 面解吸。

4. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述气态中性分子由液相 色谱仪的流出物通过汽化的方式产生, 或者由气相色谱仪或化学反应器直接提 供。

5. 根据权利要求 4 所述的方法, 其特征在于, 所述汽化方法包括高速热 气流加热、 光辐射或者超声波振动。

6. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述离子的生成过程包括 在所述低压区域内部进行电喷雾过程, 使所述气态中性分子与来自所述电喷雾 过程所产生的带电液滴融合。

7. 根据权利要求 6 所述的方法, 其特征在于, 所述电喷雾过程为纳升电 喷雾过程。

8. 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述离子的生成过程包含 使所述气态中性分子与来自所述低压区域内部的带电液滴融合, 且所述带电液 滴产生于所述低压区域附近的具有不同于所述低压区域气压的另一个压力区 域内部。

9. 根据权利要求 8 所述的方法, 其特征在于, 所述另一个压力区域的气 压实质上高于所述低压区域的气压。

10.根据权利要求 8 所述的方法, 其特征在于, 所述另一个压力区域的气 压实质上低于所述低压区域的气压。

11.根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述离子的生成过程包含 在所述低压区域由来自真空紫外光源的光子辐照所述气态中性分子。

12.根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述离子的生成过程包含: 在所述低压区域内部进行电喷雾过程, 且在所述低压区域由来自真空紫外光源 的光子辐照所述气态中性分子, 由来自所述电喷雾过程所产生的带电液滴和来 自所述真空紫外光源的光子对所述气态中性分子共同作用。

13.根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述交变电场上叠加具有 轴向梯度的直流电场, 以将所述离子引导到所述低压区域的出口处。

14.根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述离子分析器为质谱仪 或者离子迁移谱仪。

15.根据权利要求 3 所述的方法, 其特征在于, 所述使用激光束进行固体 表面解吸的过程包含在一个可移动的样品架上放置所述固体, 通过所述样品架 的移动以使所述激光束能够扫描过所述固体表面从而获得所述固体表面的分 布信息。

16.—种产生、 分析离子的装置, 包括:

置于大气压区域中的样品架, 以供在大气压下从样品架上的样品形成气态 中性分子;

传输管路, 用于将所述气态中性分子传送到一个低压腔体;

低压腔体, 其气压值范围为 10-14000 Pa, 在该低压腔体中电离所述气态 中性分子;

用于产生交变电场的设备, 用以会聚和引导所述离子进入一离子分析器, 以进一步分析所述离子。

17.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 所述样品架包括一个可移 动的固体样品台。

18.根据权利要求 17所述的装置, 其特征在于, 包括一台激光器, 用以解 吸形成所述气态中性分子。

19.根据权利要求 17所述的装置,其特征在于,包括一套热气流发生装置, 用以热解吸形成所述气态中性分子。

20.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 所述样品架包括一个液体 进样装置的出口。

21.根据权利要求 20所述的装置, 其特征在于, 所述液体进样装置包括液 相色谱仪或者毛细管电泳装置。

22.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 所述样品架包括一个气体 进样装置的出口。

23.根据权利要求 22所述的装置, 其特征在于, 所述气体进样装置包括气 相色谱仪或化学反应器。

24.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 包括低气压电喷雾针, 其 至少针尖部分进入所述低压腔体内部, 从而产生的带电液滴与所述气态中性分 子相融合导致生成所述离子。

25.根据权利要求 24所述的装置, 其特征在于, 包含多个所述低气压电喷 雾针, 其针尖以预定的直径环绕所述低压腔体中的气态中性分子入口。

26.根据权利要求 24或 25所述的装置, 其特征在于, 所述低气压电喷雾 针尖为纳升电喷雾针尖。

27.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 所述低压腔体附近具有一 个不同于所述低压腔体气压的另一压力腔体, 且一个或多个低气压电喷雾针的 针尖位于所述另一腔体内部并通过小孔指向所述低压腔体内部。

28.根据权利要求 27所述的装置, 其特征在于, 所述另一压力腔体内的气 压实质上高于所述低压腔体内的气压。

29.根据权利要求 27所述的装置, 其特征在于, 所述另一压力腔体内的气 压实质上低于所述低压腔体内的气压。

30.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 所述低压腔体内部设有真 空紫外光源, 且所述离子是通过所述真空紫外光源产生的光子与所述气态中性 分子的作用产生的。

31.根据权利要求 30所述的装置, 其特征在于, 所述低压腔体内部设有多 个所述真空紫外光源, 以预定的直径环绕所述低压腔体中的气态中性分子入 口。

32.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 所述低压腔体内部设有低 气压电喷雾针尖和真空紫外光源, 所述低气压电喷雾针尖产生的带电液滴与所 述真空紫外光源产生的光子共同作用于所述气态中性分子而生成所述离子。

33. 根据权利要求 3 1或 32所述的装置, 其特征在于, 所述真空紫外光源 是放电灯、 激光器或者同步辐射光源。

34.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 所述用于产生交变电场的 设备包括离子聚焦电极片阵列或离子漏斗。

35.根据权利要求 16所述的装置, 其特征在于, 所述离子分析器包括质谱 仪或者离子迁移谱仪。

36.根据权利要求 18所述的装置, 其特征在于, 所述激光器发出的激光束 的照射点能够通过移动所述固体样品台的方式在样品表面扫描, 从而获得样品 的表面信息。

Description:
一种产生、 分析离子的方法与装置 技术领域

本发明一般地涉及产生、 分析离子的过程, 尤其是涉及在大气压下产生气 态中性分子并在低压区域进行电离的方法和装 置。 背景技术

质谱作为一种在不同领域中都十分有效的分析 手段已存在多年。 然而, 为 了满足目前不断增长的应用方面的需要, 样品的电离过程仍然是一个十分重要 的研究领域。 基质辅助激光解吸电离和电喷雾电离方法的出 现标志着质谱在生 化领域的广泛应用。 而这两种方法以及其它涉及分析固体或液体的 成熟电离方 法均需要在电离前进行复杂的样品前处理。

因此, 不需要对样品进行预处理的快速检测离子化方 法在特别是国家安 全、 食品安全和非法药物检测领域越来越受到青睐 。 解吸电喷雾电离 (DESI, Science 2004, 306, 471)技术的发明开创了直接分析技术的新领域 它极大地缩 短了分析凝聚态样品所需要的时间。 自此, 许多直接分析方法开始陆续出现, 如实时直接分析源 (DART, Anal. Chem. 2005, 77, 2297), 大气压固体分析探头 (ASAP, Anal. Chem. 77, 7826), 电喷辅助激光解吸电离 (ELDI, Rapid Commun. Mass Spectrom. 2005, 19, 3701),解吸大气压光电离 (DAPPI, Anal. Chem. 2007, 79, 7867), 以及激光解吸光电离 (LDPI, 中国专利申请 CN 101520432) 等。 尽 管每种方法都有其独特的离子化机理 , 但是其中大部分方法都是分两步来进 行的。 第一步为从表面解吸样品形成气态分子, 第二步为电离该气态分子形成 分子离子。 通常我们将两步法中的电离步骤称为后电离步 骤。

根据这一特点, 将不同的解吸方式和电离方式组合起来新离子 化方法出现 了, 每一种组合都有它自身的特点, 在一个特定的领域都有其优于其它方法的 功能。 例如, ELDI和 LDPI都使用激光作为它们的解吸源, 但是与 LDPI中利 用真空紫外光子作为离子源产生的离子相比, ELDI 在电离阶段用电喷雾的方 法可以产生更多的极性产物, 这种区别使得 ELDI更加适合分析生物大分子, 而 LDPI更加适合应用在小分子分析领域。 对于大部分的直接分析方法而言, 考虑到样品载入的方便, 解吸和电离两 个过程都是在大气压下进行的。 但是, 为了维持大气压和真空之间的压力差, 其间的接口尺寸需要被控制得很小, 这就造成在大气压下产生的大部分离子不 能通过接口, 这是造成质谱仪分析灵敏度降低的一个主要原 因。 同时, 由于在 大气压下缺乏有效的电场聚焦手段来对产生的 离子云进行会聚, 因此离子云的 空间电荷效应使得离子更加扩散, 离子从而更难被引入大气压与真空间的接 口。 另外, 对于使用毛细管作为离子引入接口的设备, 其开口处的发散电场也 极不利于离子进入接口, 从而离子会不可避免地损失在毛细管入口处的 管壁 上。 除此以外, 对于那些足够幸运进入毛细管的离子而言, 和毛细管的内壁发 生碰撞而导致它们失去电荷的可能性仍然很大 。

作为一种替代方案, 如果电离过程被挪到大气压与真空的接口之后 的区 域, 即挪至低压区域, 那么在接口处损失离子的问题就可以得到缓解 。 通过这 种方式, 仅有那些被解吸的中性分子需要通过毛细管被 传送, 因此空间电荷、 发散电场及在接口处损失电荷的现象都不存在 了。 Marksteiner和他的同事在 J. Phys. Chem. A 2009, 113, 9952文章中有过类似的报导, 他们主要的工作是在 大气压下进行激光解吸, 将解吸得到的中性分子传输至高真空区域, 并在高真 空区域中的飞行时间质量分析器加速源里进行 真空紫外电离。

类似的做法也被运用在将气相色谱与质谱相结 合并以真空紫外光为后电 离手段的方法中。 如 Zimmermann等人在质谱仪的真空腔中使用了一种 子束 泵浦激态复合物真空紫外灯来对气相色谱仪的 流出物进行电离 (; Anal. Chem. 2006, 78, 6365-6375)。 此种方法能够对单光子电离过程提供极其丰富 的理论数 据。 又如美国专利申请 (US2010/0032559)中提到的使用无窗口的低压惰性 体 放电灯对气相色谱仪流出物在低压区进行的电 离。

对于电离方法而言, 它在不同的压力范围下的离子化效率可能有显 著的差 另 lj。 并且, 考虑到不同离子源的特点, 在检测复杂的混合物时使用两种电离源 同时工作是较理想的方案。 因此寻找适合一种或一种以上电离方法的低压 范 围, 成为提高离子化效率的关键。 发明内容 本发明涉及一种能够在低气压下提供高电离效 率及离子传导效率的方法 及设备, 同时该方法和设备还具备在大气压下进行解吸 从而对样品进行直接分 析的方便性。

本发明的产生、 分析离子的方法包括在大气压区域形成气态中 性分子, 然 后传送气态中性分子进入一个气压值在 10-14000 Pa的低压区域, 在该低压区 域使气态中性分子生成离子, 然后在所述低压区域使用一个交变电场将所述 离 子会聚并引导到一离子分析器。

在本发明的实施例中, 电离气态中性分子生成离子的方式可以包括但 并不 局限于低压电喷雾、 真空紫外光光电离或以上两者的结合。

本发明的产生、 分析离子的装置包含以下几个部分。 首先, 装置包含一个 能够在大气压下产生气相中性分子的样品平台 。 样品平台可以包含一个激光 器、 一束热气流、 一个加热盘、 一个超声振动台、 或是一个加热管, 以便将样 品从凝聚态转化至气态。 其次, 该装置包含一个能够将中性分子有效传输至低 压区腔体的传输管道。 第三, 该装置还包含一个中性分子能够被传输到的低 压 腔体, 中性分子在该腔体处能够被后电离。 该低压腔体的气压通常被控制在 10 到 14000 Pa。 第四, 该低压腔体包含一个具有交变电场的设备用以 对离子在产 生后进行引导和聚焦。

在本发明的实施例中, 在上述低压腔体中的后电离过程涉及中性分子 和来 自低压电喷雾源所产生的带电液滴的融合过程 、 或是中性分子与真空紫外光光 子间的反应、 抑或者是以上两种过程的结合。

本发明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.在大气压下快速解吸, 同时在一特定压力区域进行有效的后电离。

2.能够将两种互补的后电离方式在一特定的压 区有效地结合在一起。

3.能够将后电离产生的离子在一特定压力区 效地会聚和引导至离子分 析器。 附图概述

本发明的特征、 性能由以下的实施例及其附图进一步描述。

图 1为本发明中第一种实施方式所述的装置示意 。 图 2为本发明中第一种实施方式的变化例所述的 置中离子源部分的示意 图。

图 3为本发明中第二种实施方式所述的装置中离 源部分的示意图。 图 4为本发明中第三种实施方式所述的装置中离 源部分的示意图。 图 5为图 3所示离子源的前视图。

图 6为本发明中第五种实施方式所述的装置中离 源部分的示意图。 图 7为本发明中第六种实施方式所述的装置示意 。 本发明的最佳实施方式

一般地说, 本发明所提出的示例性方法和设备在大气压条 件下对样品进行 解吸, 将样品从固相直接形成气相中性分子, 然后把被解吸的气相中性分子传 送进低压区, 并在该低压区将这些气相中性分子进行电离。

在本发明的实施例中, 产生气体中性分子的方式可以包括但并不局限 于用 激光器进行激光照射、 用热气流发生装置进行热气解吸、 或者用超声波解吸。

另外, 本发明所提出的示例性方法和设备可涉及从液 相色谱仪或类似设备 中汽化获得气相中性分子, 然后将气相中性分子传送进低压区, 并在该低压区 将这些气相中性分子进行电离。

另外, 本发明所提出的示例性方法和设备可涉及从气 相色谱仪或类似设备 中直接获得气相中性分子, 然后将气相中性分子传送进低压区, 并在该低压区 将这些气相中性分子进行电离。

在本发明的实施例中, 电离方式可以包括但并不局限于低压电喷雾、 真空 紫外光光电离或以上两者的结合。 具体来说, 可在该低压区通过中性分子与电 喷雾所产生的带电液滴相互作用, 或者与真空紫外光源产生的光子相互作用, 或者与以上两者的组合相互作用而被二次电离 。 一旦离子在低压区域产生, 它 们就会被一个交变电场有效地会聚, 从而将离子损失的可能性降到最低。

本发明所提出的多个实施例的一个目的是在于 提高离子源的灵敏度, 这首 先是由于在离子分析器的大气与真空接口处进 行的是中性分子的传导而非离 子传导, 同时还在于在一个低压区 (10 到 14000 Pa) 而非在大气压下进行被 解吸附分子的后电离及离子形成后的会聚和引 导。 将两种电离方式, 如真空紫 外光和电喷雾电离结合在一起能够进一步增加 可同时电离的样品的种类。 对于 其中真空紫外电离的过程而言, 在此低压区进行电离既可以保证真空紫外光子 有足够的作用距离, 又可以保证真空紫外电离时常用的媒介离子能 够具有足够 的浓度。 而对于低压下的电喷雾过程而言, 此低压区的压力既可保证带电雾滴 免于通过大气压和低压区的接口时的损失, 又可以防止溶剂在过低的压力下由 于急速挥发而结冰。 在本发明的一个或多个实施例中, 用于电离后进行离子分 析的离子分析器可以包括质谱仪或是离子迁移 谱仪。 以下分别例举本发明的各 个实施例。

图 1所示为本发明的第一种实施方式的解吸电离 置。 该装置的目的是进 行大气压解吸、 低压电喷雾电离以及随后对所产生离子的进行 质量分析。 在该 实施方式中, 固体样品 8置于真空区域外的样品基板 9上并由激光束 7来对样 品表面进行解吸。 作为替代, 诸如热气流解吸、 超声波解吸等其它方法也可使 用。 解吸后的样品分子被传输至一个低压的第一腔 体 10 中, 在这里气态中性 分子将与来自低气压电喷针 2产生的带电雾滴相遇。 其中低压电喷针所用溶剂 是由注射泵 5提供,并由一毛细管 6导入。第一腔体 10中的压力最好在 10- 14000 Pa的范围内。 这里的电喷针 2最好使用纳升喷针, 其喷雾毛细管内径最好小于 10 μηι且液体流速最好低于 300 μΙ7ηώι。 气体中性分子与带电雾滴相遇时, 分 子将融合进带电雾滴中。 包含着目标分子的带电雾滴将通过一个去溶剂 化步骤 得到多电荷目标离子。 该后电离过程与 ELDI方法比较近似, 不同之处在于后 者的融合过程发生在大气压环境中。 本实施例的方法中, 由于大气压与低压部 分接口处的毛细传输管 1对于气体中性分子的传输效率高于雾滴和离 , 所以 这一方法总体从这个角度来说对样品的检测具 有较高的灵敏度。 如果第一腔体 内的压力过低, 则会出现电喷雾喷针处由于溶剂迅速挥发而出 现的结冰现象, 影响电喷雾过程。

由于气体进入毛细传输管 1 并到达低压区域 10时, 会发生超音速膨胀, 进而形成分子流的径向扩展。 因此如图 1所示, 多个电喷针 2被沿分子流径向 扩展方向置于电离区域, 以预定的直径环绕毛细传输管, 即中性气体分子入口, 进而增加电喷雾雾滴与解吸的中性分子的相互 作用。

一个逐步收缩直径的离子聚焦电极片阵列 3 (结合参照图 1和图 5 ) 被置 于第一腔体 10中且与毛细传输管 1 的端部轴向相对。 阵列 3 中位于相同轴向 位置的每一组电极包含四个电极片, 相对电极上所施加的交变电压等幅同相, 且相邻两对电极上所施加的交变电压等幅反向 , 以此来聚焦离子。 一旦离子在 低压腔 10 中产生, 将被交变电场所聚焦, 并朝交变电场的中心轴运动, 同时 由于聚焦盘片阵列 3上施加有轴向直流电压梯度 (该梯度由叠加于盘片电极上 的直流电压所形成) , 离子将向聚焦电场的出口处移动。 在靠近毛细传输管 1 端部处的弧形电极 27 上施加一个与目标分析离子同极性的直流电压 , 也可辅 助离子聚焦在第一腔体 10的轴向中心。 第一腔体 10中的离子随后进入第二腔 体 11 (压力 1 Pa左右) , 在这里离子被八极杆 13进一步聚焦和传输。 最后, 通过第二腔体的离子将进入第三腔体 12, 被四极杆质谱仪 14所分析。 在本实 施方式中, 离子聚焦电极片阵列的聚焦作用也可以由一个 离子漏斗来完成。

在图 2所示第一种实施方式的变化例中, 电喷针 2的尖端也可以缩到第一 腔体 10外壁和内壁之间的中空层 4中。 中空层 4的压力可以通过真空端口 20 调节。 该实施例中, 电喷雾雾滴可以在中空层 4 中形成, 再通过小孔 21进入 低压腔 10。 通过真空端口 20的调节, 该中空层 4的压力可以保持在不同于低 压腔体 10 的压力下。 对于那些挥发性强的溶剂, 中空层 4 的压力最好高于低 压腔体 10 中的压力, 以免在电喷针 2 出口处因急速挥发制冷而产生冻结。 而 对于那些挥发性弱的溶剂, 中空层 4的压力最好远低于低压腔体 10中的压力, 以使溶剂可以在较高喷雾电压下有效地形成雾 滴, 且不易放电。

本发明的第二种实施方式, 如图 3所示包括在第一腔体 10中用真空紫外 光源 19 来对已解吸的分子的进行电离。 与本发明的第一种实施方式相似, 固 体样品 8置于一个样品基板 9上, 用激光来解吸至气相状态。 被解吸后的气体 分子进入低压的第一腔体 10, 在这里通过真空紫外光源 19产生的光子进行光 致电离。真空紫外光源 19产生的光子能量可以控制在 8.4至 11.8 eV的范围内, 具体大小取决于对于被测分析物的类型和所需 的选择性。 真空紫外光源可以是 放电灯、 电子束泵浦激态复合物真空紫外灯 (EBELs) 、 真空紫外激光器, 或 者是同步辐射光源。 与大气压光致电离 (APPI) 技术相比, 由于本实施例中在 10-14000 Pa范围的低压下真空紫外光子被氧气分子强烈 收的程度大幅减小, 因此待测物分子被光子直接电离的效率得到很 大提高。 与第一种实施方式类 似, 在低压腔体 10 中可以沿毛细传输管的分子流径向扩展方向放 置多个真空 紫外光源 19, 以预定的直径环绕毛细传输管的中性气体分子 入口, 从不同角度 提供更大量的光子, 从而得到更高的电离效率。

对于具有高离子化能的待分析物, 真空紫外光子能量可能会不足以电离目 标化合物。 因此有时候待分析物的后离子化过程需要依赖 于与媒介离子的电荷 转移过程。 如图 3所示, 来自媒介气体容器 26 的媒介气体能够随着被解吸的 待测分析物及大气分子被吸入第一腔体 10。本实施例中用来离子化的第一腔体 10的压力有利于在满足使媒介离子维持较高浓 的条件的同时,保持真空紫外 光子具有较长的行程。 这里注意由于来自于媒介气体容器 26 的媒介气体与被 解吸的待测物分子以及大气分子同时进入第一 腔体 10, 因此媒介气体分子估计 约占第一腔体 10中气体分子数量的一半, 即在 130 Pa压力下约有 Ixl013/cm3 个媒介分子。

本发明的第三种具体实施方式包括把前述实施 方式提及的两种后离子化 方法 (即低压电喷雾和真空紫外光) 结合在一起的方案, 如图 4所示。 该方案 中低压电喷雾和真空紫外光源可以在第一腔体 10 中同时作用从而电离已解吸 的气相中性分子。 在此, 电喷雾和真空紫外光电离是分别针对极性和非 极性化 合物离子化的两个互补技术, 而这一点这对于分析含有不同化学组分的复杂 混 合分析物是非常有用的。 如在前述两个实施方式中提及, 使用多个电喷雾源和 真空紫外光源可以增加中性待测物与雾滴或光 子的相互结合机会, 因此在图 5 所示的将电喷针 2与真空紫外灯 19相结合的离子源的正视图中, 也采用了多 个电喷针 2与多套真空紫外灯 19相结合的方案。 最终, 三个电喷针 2和三个 真空紫外灯 19 环绕着中性气体分子入口交替排列。 只要保证雾滴和真空紫外 光光子可以与从毛细传输管 1进入第一腔体 10 的中性分析物能够相互作用, 其它各种电喷针 2与真空紫外光源 19的组合构型应该都可以使用。

本发明的第四种具体实施方式包括直接将第一 腔体 10的毛细传输管 1与 一非固相解吸源组合, 在此解吸源的出口视为样品架。 这里, 非固相解吸源可 以是诸如液相色谱仪的液体进样装置。 如图 6所示, 从纳升液相色谱仪 29流 出的待测物经一个加热管 30进入低压的第一腔体 10。使用加热管 30的目的是 用来汽化液相色谱仪的液态流出物, 从而得到在第一腔体 10 中能够被电离的 中性气体分子。 对于较难汽化的流出物, 也可采用光辐射汽化、 超声波振动雾 化或高速热气流雾化的方式在大气压下产生气 相中性分子。 对于此种实施方 式, 以上所述两种离子化方案即电喷雾和真空紫外 光也可以同时使用。 另外, 诸如一气相色谱仪或者化学反应器的气体进样 装置也可以与毛细传输管 1直接 连接, 在此, 气体进样装置的出口视为样品架。 与液相色谱仪连接方式不同的 是, 气相色谱仪或化学反应器与低压腔体 10的接口不需要加热管 30来汽化样 品, 气相色谱仪或化学反应器会直接提供气相中性 分子。

本发明的第五种具体实施方式具有与前四种具 体实施方式相同的解吸电 离方法。 其不同点在于, 如图 7所示, 电离后离开第一腔体 10 的离子将进入 一个低压离子迁移管 25。该迁移管 25可以在与第一腔体 10相同的压力范围下 工作, 前提是只要保证迁移管 25和第一腔体 10各处压力高于 65 Pa。 离子进 入迁移管 25后将在其内部的直流电场的驱动下向前移动 最终离开迁移管 25 并进入下一级的质量分析器进行质量分析。

应该注意到的是, 在本发明所述的具体实施方式以外所提出的与 本发明相 关的变化或修改仍然在本发明的保护范围之内 。 例如, 气相中性分子可以来自 于液相色谱仪以外的液体进样装置, 如加热毛细管电泳仪的流出物, 解吸源不 仅可以使用激光束或者加热气流, 也可以使用加热灯, 后离子化源可以使用辉 光放电源或者放射性源。 除此以外, 另一种将低压电喷雾源与真空紫外源同时 使用的方式是使用低压电喷雾直接雾化 /电喷雾化待分析物,然后使用真空紫外 光进一步对待分析物进行电离。