纳升喷雾离子化质谱接口装置及分析仪器与离子化方法与流程

本发明涉及电喷雾质谱离子化装置，具体而言，涉及一种纳升喷雾离子化质谱接口装置及分析仪器与离子化方法。

背景技术：

1、电喷雾电离源是有机质谱仪器常用的离子化方式，其中纳升电喷雾(nano-esi)电离源由于采用了更小内径的毛细管喷针，流速非常小，可以在较低电压及无鞘流气的情况下实现目标物的离子化，样品需求量小且具有比传统电喷雾电离源更高的灵敏度，被广泛应用于生物检测、生命科学、蛋白质组学、代谢组学等领域。

2、然而，使用nano-esi分析时通常会存在以下问题：

3、(1)不良的高压会导致喷雾不稳定；

4、(2)质谱信号稳定性易受外界环境的影响；

5、(3)更换样品或离子源时，参数优化复杂，对电离效果影响很大。

6、上述问题导致分析测定结果的稳定性和重复性较差。

7、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种纳升喷雾离子化质谱接口装置，以至少解决一个上述技术问题。

2、本发明的目的之二在于提供一种包括上述纳升喷雾离子化质谱接口装置的纳升喷雾离子化质谱分析仪器。

3、本发明的目的之三在于提供一种采用上述纳升喷雾离子化质谱接口装置或纳升喷雾离子化质谱分析仪器进行离子化处理的方法。

4、本申请可这样实现：

5、第一方面，本申请提供一种纳升喷雾离子化质谱接口装置，包括离子导引管、第一电极和第二电极；

6、离子导引管的内壁镀有导电膜，离子导引管具有沿管长方向呈漏斗形式的离子传输通道，离子传输通道具有用于朝向纳升喷雾装置的第一端以及与第一端相对的第二端；离子传输通道的直径由第一端至第二端逐渐减小；

7、第一电极连接于第一端的端部，第二电极连接于第二端的端部。

8、在可选的实施方式中，第一端的直径为10～20mm，和/或，第二端的直径为0.5～1mm。

9、在可选的实施方式中，离子导引管为透明管，和/或，导电膜为金属氧化物导电膜。

10、在可选的实施方式中，离子导引管为石英管。

11、在可选的实施方式中，金属氧化物为氧化铟锡。

12、在可选的实施方式中，第一电极为金属圆环，且第一电极的内径与第一端的直径相等；和/或，第二电极为金属圆环或采样锥，且第二电极的用于与第二端连接的一端的内径与第二端的直径相等。

13、在可选的实施方式中，纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括用于对离子导引管加热的加热装置。

14、在可选的实施方式中，加热装置绕设于离子导引管的外壁。

15、在可选的实施方式中，加热装置为加热带、加热棒或电阻丝。

16、在可选的实施方式中，纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括温度传感器。

17、温度传感器设置于离子导引管的外壁。

18、在可选的实施方式中，纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括电源装置；

19、电源装置分别与第一电极、第二电极以及加热装置连接。

20、在可选的实施方式中，纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括光电离装置，光电离装置设置于离子导引管的外壁。

21、在可选的实施方式中，光电离装置为紫外灯。

22、在可选的实施方式中，纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括纳升喷雾装置，纳升喷雾装置的一端用于在检测过程中伸入离子导引管的离子传输通道内。

23、在可选的实施方式中，伸入距离为1～2mm。

24、在可选的实施方式中，纳升喷雾装置为喷针与纳升色谱柱的结合结构。

25、在可选的实施方式中，纳升喷雾装置由移动平台支撑。

26、第二方面，本申请提供一种纳升喷雾离子化质谱分析仪器，包括质谱仪以及前述实施方式任一项的纳升喷雾离子化质谱接口装置，离子传输通道的第二端与质谱仪的质谱入口连接。

27、第三方面，本申请提供一种离子化方法，包括：采用前述实施方式任一项的纳升喷雾离子化质谱接口装置或前述实施方式的纳升喷雾离子化质谱分析仪器对待测样品进行离子化处理。

28、在可选的实施方式中，离子化处理包括：在第一电极和第二电极上均施加高压，以在纳升喷雾装置和质谱入口之间形成高压电场并诱导纳升喷雾装置中含目标化合物的溶剂产生电喷雾电离；开启加热装置对离子导引管加热以使脱除溶剂后的离子被离子导引管内壁形成的轴向电场聚焦及传送到质谱仪内进行分析。

29、在可选的实施方式中，第一电极施加的高压为hv1，正离子模式下，hv1＝0～-5kv，负离子模式下，hv1＝0～5kv；第二电极施加的高压为hv2，hv2＝hv1-u，u＝10～200v。

30、在可选的实施方式中，加热装置对离子导引管的加热温度不超过350℃。

31、本申请的有益效果包括：

32、通过离子导引管内层设置导电膜，当离子导引管两端的第一电极和第二电极加电后，可在纳升喷雾装置与质谱入口之间形成高压的轴向电场，诱导纳升喷雾装置中含目标化合物的溶剂产生电喷雾电，从而可实现在常压敞开的条件下直接进行快速的正、负极切换，避免了不良高压引起的喷雾不稳、参数优化过程复杂等问题。此外，上述轴向电场可有效聚焦并将离子传输进入质谱分析，提高传输效率，同时可以极大地减小纳升喷雾装置的位置、角度等参数对离子化效率的影响，避免更换样品或离子源时复杂的参数优化。

技术特征：

1.一种纳升喷雾离子化质谱接口装置，其特征在于，包括离子导引管、第一电极和第二电极；

2.根据权利要求1所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置，其特征在于，所述第一端的直径为10～20mm，和/或，所述第二端的直径为0.5～1mm。

3.根据权利要求1或2所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置，其特征在于，所述离子导引管为透明管，和/或，所述导电膜为金属氧化物导电膜；

4.根据权利要求1或2所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置，其特征在于，所述第一电极为金属圆环，且所述第一电极的内径与所述第一端的直径相等；和/或，所述第二电极为金属圆环或采样锥，且所述第二电极的用于与所述第二端连接的一端的内径与所述第二端的直径相等。

5.根据权利要求4所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置，其特征在于，所述纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括用于对所述离子导引管加热的加热装置；

6.根据权利要求5所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置，其特征在于，所述纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括电源装置；

7.根据权利要求3所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置，其特征在于，所述纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括光电离装置，所述光电离装置设置于所述离子导引管的外壁；

8.根据权利要求1所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置，其特征在于，所述纳升喷雾离子化质谱接口装置还包括纳升喷雾装置，所述纳升喷雾装置的一端用于在检测过程中伸入所述离子导引管的离子传输通道内；

9.一种纳升喷雾离子化质谱分析仪器，其特征在于，包括质谱仪以及权利要求1～8任一项所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置，所述离子传输通道的第二端与所述质谱仪的质谱入口连接。

10.一种离子化方法，其特征在于，包括：采用权利要求1～8任一项所述的纳升喷雾离子化质谱接口装置或权利要求9所述的纳升喷雾离子化质谱分析仪器对待测样品进行离子化处理；

技术总结
本发明公开了一种纳升喷雾离子化质谱接口装置及分析仪器与离子化方法，属于电喷雾质谱离子化装置技术领域。该纳升喷雾离子化质谱接口装包括离子导引管、第一电极和第二电极；离子导引管的内壁镀有导电膜，离子导引管具有沿管长方向呈漏斗形式的离子传输通道，离子传输通道具有第一端以及第二端；离子传输通道的直径由第一端至第二端逐渐减小；第一电极连接于第一端的端部，第二电极连接于第二端的端部。该装置结构简单，操作方便，可以实现纳升流速下电喷雾过程的高稳定性、高样品利用率和高离子传输效率，可在常压敞开的条件下直接进行快速的正、负极切换，避免了不良高压引起的喷雾不稳、参数优化过程复杂等问题。

技术研发人员：黄晓,范荣荣,朱辉,王攀攀,张伟,余成铖,张涛,傅忠,粘慧青,吴曼曼,齐彦兵,熊亮
受保护的技术使用者：昆山禾信质谱技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12