一种基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法

本发明是涉及一种基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，属于质谱分析。

背景技术：

1、质谱(ms)是一种测量离子质荷比(质量-电荷比)的分析工具。质谱优秀的灵敏度、检测限和响应速度以及样品多样性让其在分析方法中有着重要的地位。电喷雾离子化技术(esi)自上世纪问世以来，因其不易引发碎裂的软电离特性，已成为质谱分析领域应用最广泛的方法。

2、esi作为一种最为常见的离子源，在对极性小分子物质和复杂生物样品分析中有着独特的优势。但是，传统电喷雾带电液滴尺寸较大，导致单纯通过电喷雾装置，目标化合物离子化效率低；同时，当待测样品中溶剂为电喷雾不良溶剂时，样品难以被离子化；当待测样品基质较为复杂时，基质中的无机离子或其他有机干扰物抑制了目标分析物的解吸与离子化效率，基质抑制效应严重，这些都导致传统电喷雾离子化方法检测灵敏度较低。

3、为了提高电喷雾离子源的检测灵敏度，人们发展出纳升电喷雾技术，虽可有效提升一些药品的检测灵敏度，但是纳升电喷雾尖端通常在20μm以下，容易发生堵塞，且无法实现与液相联用实现对样品的长时间分析。

4、等离子体是物质除固、液、气三种状态之外的第四态，自十九世纪被发现以来，已经在人们的日常生活生产中得到了广泛应用，其基本原理与应用的深入研究一直是科研领域的热点，等离子体也常常被用于质谱领域的研究中。

5、另外，本申请人在专利cn201910665569.2及cn201921160027.1中公开了一种火焰辅助电喷雾离子化装置和使用该装置实现离子化的方法，该装置包括能引入待测样品的电喷雾通道，所述电喷雾通道的出口末端位于质谱进样通道的端口前方，在电喷雾通道的出口末端和质谱进样通道的端口之间设有火焰发生装置，所述火焰发生装置产生的火焰与质谱进样通道的端口相接触或位于质谱进样通道的端口的周围。虽然利用火焰发生装置产生的火焰等离子体来辅助电喷雾离子化，能有效降低基质产生的背景信号的干扰，但是，采用该方法对样品离子化过程中，样品是直接与火焰等离子体接触，容易受到过高能量而碎裂，并且火焰等离子体在燃烧过程中易产生各类燃烧物质而影响离子化效果。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，包括如下步骤：

4、a)将样品溶液引入电喷雾喷针，所述电喷雾喷针通过导线连接有高压电源，所述电喷雾喷针的出口端位于质谱进样通道的端口前方，所述电喷雾喷针的外部套设有能引入雾化气的等离子体雾化气气路，所述电喷雾喷针的附近设有能放电产生等离子体的等离子体引发装置，所述等离子体引发装置的放电端设于等离子体雾化气气路内部且不与电喷雾喷针接触；

5、b)开启等离子体引发装置，使等离子体引发装置在等离子体雾化气气路内放电产生等离子体；

6、c)将雾化气引入等离子体雾化气气路，引入的雾化气在等离子体的作用下形成等离子体雾化气；

7、d)开启连接在电喷雾喷针上的高压电源，样品溶液在高压电与等离子体雾化气的作用下产生喷雾而形成样品离子，形成的样品离子通过质谱进样通道进入质谱仪。

8、一种实施方案，所述的等离子体引发装置包括通过导线相连的特斯拉线圈和放电针，所述放电针设于等离子体雾化气气路内部且不与电喷雾喷针接触。

9、一种优选方案，所述放电针的材料包括但不限于金属、石墨、碳纤维、导电高分子材料。

10、一种优选方案，所述特斯拉线圈的输入电压为10～25v，所述放电针的尖端电压为2000～5000v。

11、一种实施方案，所述电喷雾喷针的轴线与质谱进样通道的轴线位于同一水平线上。

12、一种实施方案，所述电喷雾喷针的出口端与质谱进样通道的端口之间的距离为5～20mm。

13、一种实施方案，所述等离子体雾化气气路的材料包括但不限于石英、金属、耐热高分子材料。

14、一种实施方案，所述雾化气包括但不限于氮气、氦气和氩气。

15、一种实施方案，样品溶液的流速为1～5000微升/分钟。

16、一种实施方案，雾化气的气压为0.05～0.2mpa。

17、一种实施方案，进行电喷雾的电离电压为2000～4000v。

18、相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：

19、1、与现有的电喷雾离子化方法相比，本发明通过向电喷雾过程中引入等离子体，实现了在不改变原有电喷雾装置的前提下，提高了对于一系列化合物的检测灵敏度；

20、2、本发明同时包含了电喷雾离子化与等离子体离子化两类离子化过程，因此对一系列电喷雾不好检测的低极性化合物，以及溶于难导电的电喷雾不良溶剂中的化合物，本发明均可以实现检测；

21、3、与现有的基于等离子体技术的离子化方法相比，由于本发明中等离子体区域与样品不直接接触，因此不会产生热裂解、氧化、聚合等副反应影响样品的检测；

22、4、本发明中，等离子体引发装置产生等离子体的区域中只含有雾化气，气体环境相对稳定，不会引入等离子体离子化过程中常见的背景信号；

23、5、本发明可以提升质谱检测的灵敏度，同时对于样品的基质效应有一定的抑制；

24、6、本发明可方便地与常见的电喷雾技术(如：解吸电喷雾电离、原位超声喷雾电离、溶剂辅助电喷雾电离等)和质谱仪(如：三重四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪等)联用，可以推广应用到其他质谱分析中，应用范围广，实用性强。

技术特征：

1.一种基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，其特征在于：所述的等离子体引发装置包括通过导线相连的特斯拉线圈和放电针，所述放电针设于等离子体雾化气气路内部且不与电喷雾喷针接触。

3.根据权利要求2所述的基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，其特征在于：所述特斯拉线圈的输入电压为10～25v，所述放电针的尖端电压为2000～5000v。

4.根据权利要求1所述的基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，其特征在于：所述电喷雾喷针的轴线与质谱进样通道的轴线位于同一水平线上。

5.根据权利要求1所述的基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，其特征在于：所述电喷雾喷针的出口端与质谱进样通道的端口之间的距离为5～20mm。

6.根据权利要求1所述的基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，其特征在于：样品溶液的流速为1～5000微升/分钟。

7.根据权利要求1所述的基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，其特征在于：雾化气的气压为0.05～0.2mpa。

8.根据权利要求1所述的基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，其特征在于：进行电喷雾的电离电压为2000～4000v。

技术总结
本发明公开了一种基于等离子体雾化气辅助的电喷雾离子化方法，包括如下步骤：a)将样品溶液引入电喷雾喷针；b)开启等离子体引发装置，使等离子体引发装置在等离子体雾化气气路内放电产生等离子体；c)将雾化气引入等离子体雾化气气路，引入的雾化气在等离子体的作用下形成等离子体雾化气；d)开启高压电源，样品溶液在高压电与等离子体雾化气作用下产生喷雾而形成样品离子，形成的样品离子通过质谱进样通道进入质谱仪。本发明可在提高灵敏度的同时，实现在不发生化合物碎裂解离的前提下，用于电喷雾不友好型溶剂与难检测的低极性化合物的检测，既可以兼容正相液相色谱常用溶剂，还可以降低电喷雾离子化中常见的复杂基质效应的影响。

技术研发人员：郭寅龙,包茗脉,张立,张菁
受保护的技术使用者：中国科学院上海有机化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13