间歇性质谱仪入口装置的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]质谱仪(MS)在真空中运转并且关于质荷比分离离子。在一些使用质谱仪的实施方式中，一种样品(可以为固体，液体或者气体)被电离。离子在质量分析器中根据质荷比分离并且通过能够检测带电粒子的装置检测。然后来自检测器的信号根据质荷比(mass-to-charge rat1)被处理成离子相对丰度的光谱。原子或者分子通过将待识别的质量与已知的质量关联或者通过特有的裂解规律而识别。
【发明内容】
[0002]描述了一种间歇性样品入口装置以及用于使用该间歇性样品入口装置的方法，包括具有进入孔的导管(例如孔板)以及具有分离器孔的旋转分离器，其中，旋转分离器设置在导管和真空腔室壁之间。旋转分离器旋转以便分离器孔间歇地与进入孔对齐并且允许离子样品通过而到达质量分析器系统和检测器。此外，间歇性入口检测装置包括离子漏斗、第二或者静止分离器、离子引导器、质量分析器、检测器、至少一个真空栗(例如低真空栗、高真空栗等等)。在一种实施方式中，使用本发明的技术利用间歇性入口装置的过程包括从离子源中产生离子样品；在具有进入孔的导管和/或孔板处接收离子样品；旋转设置在导管和/或孔板与真空腔室壁之间的分离器盘体，其中，当旋转分离器旋转时，旋转分离器中的分离器孔间歇地与进入孔对齐;离子样品通过进入孔和分离器孔转移。
[0003]提供该摘要以便以简要的形式介绍所选的发明设想，本发明的发明设想将在详细的说明书中进一步描述。该摘要既不是想要确定所要求的主题的关键特征或者必要特征，也不是想要用于帮助确定所要求的主题的范围。
【附图说明】
[0004]详细的说明书是参考附图描述的。在说明书以及附图的不同实施例中使用的相同的参考标记可以表示相似或者相同的项目。
[0005]图1是根据本发明的实施方式的包括具有分离器孔的旋转分离器的间歇性样品入口装置的剖视图。
[0006]图2是根据本发明的实施方式的具有分离器孔的旋转分离器的等轴测视图。
[0007]图3是根据本发明的实施方式的包括具有分离器孔的旋转分离器和离子漏斗的间歇性入口检测装置的剖视图。
[0008]图4是根据本发明的实施方式的包括具有分离器孔的旋转分离器和静止分离器的间歇性入口检测装置的剖视图。
[0009]图5是根据本发明的实施方式的包括具有分离器孔的旋转分离器和毛细管的间歇性入口检测装置的剖视图。
[0010]图6是根据本发明的实施方式的包括样品电离源、样品入口装置、质量分析器系统和检测器的间歇性入口检测装置的框图。
[0011]图7是使用图1至图6中所显示的间歇性样品入口装置和间歇性入口检测装置的示例性过程的流程图。
【具体实施方式】
[0012]质谱仪(MS)在真空中运转并且关于质荷比分离离子。在一些使用质谱仪的实施方式中，一种样品(可以为固体，液体或者气体)被电离并分析。离子在质量分析器中根据质荷比分离并且通过能够检测带电粒子的检测器检测。然后来自检测器的信号根据质荷比被处理成离子相对丰度的光谱。原子或者分子通过将待识别的物质与已知的物质关联或者通过特有的裂解规律而识别。
[0013]便携式质谱仪系统因为较小的栗送系统(使用最常用的来自气相色谱毛细管或者流经渗透性的薄膜的废水)而具有将样品引入真空歧管的方法的限制。由此能够被有效检测的分析物的范围被所用的样品引入和电离方法限制(在大多数情况下使用电子电离(EI))。为了分析更多形式的复合物并且降低样品准备的负担，大气压电离技术需要应用于电离样品。多种大气压电离方法包括电喷射电离(ESI) (Yamashita，M.；Fenn, J.B.，J.Phys.Chem.1984,88,4451-4459)，大气压化学电离(APCI) (Carroll，D.1.；Dzidic,1.；Stillwell,R.N.; Haegele，K.D.;Horning，E.C.Anal.Chem.1975,47，2369-2373)，解吸电喷射电离(DESI)(Takats，Z.；ffiseman,J.M.；Gologan,B.；Cooks,R.G.Science2004,306,471-473)，实时直接分析(DART) (Cody ,R.B.； Laramee, J.A.； Durst,H.D.Anal.Chem.2005,77,2297-2302)，大气压介质阻挡放电电离(DBDI)以及电喷射辅助激光解吸/电离(ELDI)(Shiea,J.；Huang,M.Z.；Hsu,H.J.；Lee ,C.Y.；Yuan,C.H.；Beech, 1.；Sunner,J.RapidCommun.Mass Spectrom.2005,19,3701-3704)等等。
[0014]典型的大气压电离接口具有连续的开放通道，该开放通道包括一系列差动栗级(differential pumping stages)，该差分栗级具有用于允许离子转移进入第一级的毛细管或者细小直径的细孔以及用于进入第二级的分离器(skimmer)。通常使用粗糙的栗来栗送第一区域到大约I托尔(torr)并且使用多重拖拽和/或涡轮分子栗或者具有分裂流的单独栗来栗送随后的区域。离子光学系统，包括静电透镜和射频(RF)装置，也用于在抽走中性离子的同时转移离子。为了最大化转移进入最终区域的用于质量分析的离子的数量，使用大型的栗送系统以便能够使用更大的孔从区域到区域地传递离子。
[0015]一种避免便携式质谱仪中栗送速度限制的方式是由R.格雷厄姆库克斯(R.Grahamcooks)以及其他人在US 8304718中提出。不连续的大气压接口(DAPI)由两个通过塑料管连接在一起的毛细管组成。夹管阀周期性地挤压所述塑料管由此在质量分析步骤中关闭进入质谱仪的吸入流。由于被夹的塑料管经过一段时间将失去机械完整性，发现大气压接口(DAPI)具有非常有限的使用寿命。大气压接口的另一个问题是需要将塑料管保持在室温附近以保持其机械特性。这样当处理“脏”环境样品的引入时，将产生关于污染的问题。
[0016]由于便携式质谱仪系统的小型的栗送系统(便携的要求)，便携式质谱仪系统在能够被引入质谱仪分析器的真空中的样本数量上被限制。便携式质谱系统中使用最常用的来自气相色谱毛细管或者流经渗透性的薄膜的废水。这些通过挥发性限制样品引入的方法以及可在便携式质谱系统中用于电离而使用的电离的方法-在这些情况中主要使用电子碰撞电离。为了分析更宽等级的复合物，需要利用大气压电离技术(例如APCI，sESI等等)。大气压电离技术与直接表面电离技术一样需要将离子从大气压区域转移进入质量分析器的真空腔室。有效的离子转移仅能够用至少约为0.lOL/min的通过进入孔或者小型毛细管的吸入流实现。这样的吸入流无法与小型的栗送系统兼容，例如便携式质谱系统中的栗送系统。
[0017]因此，间歇性样品入口装置以及使用该间歇性样品入口装置的方法描述为包括具有进入孔的导管(例如孔板)以及具有分离器孔的旋转分离器，其中，旋转分离器设置在导管和真空腔室壁之间。旋转分离器旋转以便分离器孔间歇地与进入孔对齐并且在保持质量分析器的真空的同时允许离子样品通过到质量分析器。此外，间歇性入口检测装置可包括离子漏斗、第二或者静止分离器、离子引导器、质量分析器、检测器、至少一个低真空栗、和/或高真空栗。在一种实施方式中。使用本发明的技术利用间歇性入口装置的过程包括从离子源中产生离子样品；在具有进入孔的导管处接收离子样品；旋转设置在导管和真空腔室壁之间的旋转分离器，其中，当旋转分离器旋转时，旋转分离器中的分离器孔间歇地与进入孔对齐;离子样品的通过进入孔和分离器孔转移。提供一种用于质谱仪栗送系统的离子从高压区域转移到具有较小的气体负荷的低压环境