r>[0025]图1示出根据本发明的优选实施例的用于电离样本气流的颗粒的示例性装置100的原理。装置100包括入口，其可以是第一流体管102的形式，用于提供样本气流101。此夕卜，所述装置包括发生器104，其用于优选地在主要离子产生区域112(X射线电离辐射在其中电离候选试剂气流103的区域)从候选试剂气流103的颗粒(分子)产生试剂主要离子107。
[0026]所述装置还具有相互作用区域113，其用于将所述试剂主要离子107引入样本气流101，从而在主要离子和待确定的样本气流的颗粒之间进行电荷转移，并因此产生感兴趣颗粒的样本气体离子111并传送至检测器。所述相互作用典型地是离子-分子或离子-团簇相互作用。
[0027]根据本发明的实施例，用于产生试剂主要离子107的发生器104是非放射性软X射线辐射源104。优选地，所述装置或发生器被设置有用于在工作模式和关闭模式[0N/OFF]之间操作X射线辐射源的开关。作为示例，由X射线辐射源生成的软X射线光子的能量在1-1OkeV的范围内，最优选地大约l_5keV。
[0028]所述装置还包括第二流体管109，其用于引导候选试剂气流103以在主要离子产生区域112与软X射线辐射114相互作用。第二流体管109还可以引导所产生的试剂主要离子流107。第一管102和第二管109可以优选地被配置为大致同轴，从而使所述样本气流和候选试剂气流在主要离子产生区域大致同轴地流动。
[0029]所述装置还可以包括X射线源104和流动介质103 (例如候选试剂气流103和鞘流103a)之间的屏蔽区域105，其用于屏蔽X射线源免受流体管中的样本或其他颗粒的任何可能的污染。屏蔽区域105优选地包括铍、铝或玻璃。
[0030]所述装置进一步被配置为使所产生的试剂主要离子的轨迹107向内并朝向样本气流101弯曲。可以例如通过电极和/或流动气流引导部件(例如偏转器、翼或节流阀，如文氏管，未示出)来实现弯曲效应。根据一个实施例，电极可以是单独的电极或者其可以通过第二流体管109来实施，第二流体管109可以包括至少一部分来用作电极并产生电场106，并因此被配置为使所产生的试剂主要离子的轨迹107向内并朝向样本气流101弯曲。所述装置优选地包括调节部件，其例如用于根据例如试剂主要离子、装置的几何结构以及流动颗粒的流速来调节极性和/或在第二流体管109和装置外壁115或第一流体管102之间的电压差。作为示例，例如当使用N03-离子时，电压可以在-100-200V的范围内，优选地为大约-140V。
[0031]此外，所述装置还可以包括分层器108，其用于在试剂主要离子流107和装置100的结构115和/或所述第二管109之间产生大致分层的鞘流103a，从而防止或最小化在所述装置的结构和所产生的试剂主要离子流之间的相互作用。
[0032]此外，所述装置还可以包括在装置下游部分的出口通道110，其用于在检测器与装置耦合之前移除多余的流体。所述装置还可以包括用于调节样本气流、候选试剂气流和/或鞘流的流速的调节部件(未示出)，以及用于调节所使用的X射线源的电流和/或电压的调节部件。
[0033]以上参照前述实施例说明了本发明，并且展示了本发明的许多有益效果。很明显，本发明并不仅限于这些实施例，而是包括在本发明的思路和下面的专利权利要求的精神和范围内的所有可能的实施例。例如，试剂主要离子和样本气流的颗粒之间的相互作用可以是质子转移、电子转移反应、或者没有质子/电子转移的与主要离子的聚集。
【主权项】
1.一种用于通过电离器电离样本气流的颗粒的方法，其中，所述颗粒包括分子或团簇，并且所述方法包括如下步骤: -提供所述样本气流以流动通过相互作用区域， -从候选试剂气流的颗粒产生试剂主要离子， -将所述试剂主要离子和所述样本气流引入所述相互作用区域，以在所述试剂离子和所述样本气流的颗粒之间进行相互作用，从而产生将被传送至检测器的样本气体离子， 其中， -通过使用来自非放射性X射线源的软X射线辐射电离所述候选试剂气流的颗粒来产生所述试剂离子。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所使用的软X射线光子的能量在Ι-lOkeV的范围内，或者在l_5keV的范围内。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，鞘流被配置为至少流动通过在所述样本气流和所述电离器的结构之间的主要离子产生区域或者所述相互作用区域，以及其中，所述鞘流是例如纯净的空气或氮气，并具有少量的试剂气体分子，例如，硝酸、硫酸、氨、胺、醇类或丙酮。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述样本气流和所述候选试剂气流被配置为在所述主要离子产生区域大致同轴地流动，或者其中所产生的试剂主要离子的轨迹被配置为向内并朝向所述相互作用区域内的所述样本气流弯曲。5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过使用电场和/或通过使用诸如偏转器、翼或节流阀的流动气流引导部件来实现所产生的试剂离子的轨迹。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述候选试剂气流包括硝酸盐[N03 ]、硫酸氢盐、HS04-、质子化氨、胺、醇类或丙酮，以及其中，所述样本气流包括H2S04[硫酸]、MSA[甲基磺酸]、H2S04+胺团簇、高氧化有机分子及其团簇。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，选择某些候选试剂气流以用于产生某些试剂主要离子并因此在所述相互作用区域提供选择性的复合充电，从而在所述试剂离子和所述样本气流的某些期望颗粒之间进行相互作用。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，化学电离过程大致在大气压下实施。9.一种用于电离样本气流的颗粒的装置，所述颗粒包括分子或团簇，其中，所述装置包括: -第一流体管，其用于提供所述样本气流， -发生器，其用于大致在主要离子产生区域从候选试剂气流的颗粒产生试剂主要离子， -相互作用区域，其用于将所述试剂离子引入所述样本气流，以在所述试剂主要离子和所述样本气流的颗粒之间进行相互作用，从而产生将被传送至检测器的样本气体离子， 其中， -用于通过电离所述候选试剂气流的颗粒以产生试剂主要离子的所述发生器是非放射性软X射线辐射源。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所使用的软X射线光子的能量在Ι-lOkeV的范围内，更优选地在大约l_5keV的范围内，以及其中，所述X射线辐射源被配置为在工作模式和关闭模式之间切换。11.根据权利要求9-10中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括第二流体管，其用于引导所述候选试剂气流以大致在所述主要离子产生区域与所述软X射线辐射相互作用，或者用于引导所产生的试剂主要离子。12.根据权利要求9-11中任一项所述的装置，其中，所述第一和第二管被大致同轴地布置以配置所述样本气流和所述候选试剂气流在所述主要离子产生区域大致同轴地流动。13.根据权利要求9-12中任一项所述的装置，其中，所述装置包括所述X射线源和所述流动介质之间的屏蔽区域，其中，所述屏蔽区域包括铍、铝或玻璃。14.根据权利要求9-13中任一项所述的装置，其中，所述装置被配置为通过电极和/或诸如偏转器、翼或节流阀的流动气流引导部件使所产生的试剂主要离子的轨迹向内并朝向所述样本气流弯曲。15.根据权利要求9-14中任一项所述的装置，其中，所述装置包括分层器，其用于在所述试剂主要离子流和所述装置或所述第二管的结构之间产生大致分层的鞘流。16.根据权利要求9-15中任一项所述的装置，其中，所述装置包括在所述装置的下游部分的出口通道，其用于在所述检测器与所述装置耦合之前移除多余的流体。17.根据权利要求9-16中任一项所述的装置，其中，所述装置包括用于调节样本气流、候选试剂气流和鞘流的流速；和/或用于调节所使用的软X射线源的电流和/或电压的调节部件。18.根据权利要求9-17中任一项所述的装置，其中，所述第二流体管的至少一部分包括或者用作电极并且被配置为使所产生的试剂离子的轨迹向内并朝向所述样本气流弯曲，其中，在所述第二流体管和所述装置外壁或所述第一流体管之间施加电压差。
【专利摘要】一种用于电离样本气流的颗粒(分子或团簇)的装置，包括：用于提供样本气流的第一流体管，以及用于在主要离子产生区域从候选试剂气流的颗粒产生试剂主要离子的发生器。所述装置还具有相互作用区域，其用于将试剂离子引入样本气流，从而在试剂主要离子和样本气流的颗粒之间进行相互作用，由此产生将被传送至检测器的样本气体离子。用于产生试剂主要离子的发生器是非放射性软X射线辐射源。
【IPC分类】H01J49/26, G01N27/62, G01N27/64, H01J49/14
【公开号】CN105247653
【申请号】CN201480029148
【发明人】M·西皮莱, J·范哈南
【申请人】艾尔莫杜斯有限公司, 赫尔辛基大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2014年3月20日
【公告号】EP2976780A1, US20140284204, WO2014154941A1