[发明专利]一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源

说明书

技术领域

本发明涉及质谱分析领域，尤其涉及一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源。

背景技术

质谱技术是目前灵敏度最高的分析方法之一，被广泛应用于化学、环境、食品、生命科学等诸多领域。质谱仪通常由样品导入系统、离子源、真空系统、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成，其中离子源的作用是将样品离子化。因为样品离子化是质谱分析的前提，所以离子源技术的发展直接关系到质谱技术的应用范围。离子源有多种设计，如电子轰击离子源（EI）、化学电离源（CI）、场致电离/场解吸电离源（FI/FD）、快原子轰击源（FAB）、电喷雾离子源（ESI）、激光解吸源（LD）、大气压化学电离源（APCI）、基质辅助激光解吸电离源（MALDI）等。以上这些离子源各有特点，但是大多数需要在真空条件下使用或者在测定前需要对样品进行预处理，不利于对固体样品进行连续、实时、高通量分析。最近，解吸附电喷雾离子源（DESI）、实时直接分析（DART）离子源、低温等离子体（LTP）离子源和激光解吸附喷雾后离子化（LDSPI）离子源的出现为实现在常压敞开环境中对各种样品直接快速分析提供了可能性。不同的离子源有不同的应用针对性和样品选择性，在实际应用中，当待测物是复杂混合物时，一种离子源通常只能选择性电离其中的一部分，没有被电离的部分则不能被质谱仪检测到。虽然有些离子源可以通过改变所用溶剂、气体或基质等方式来改变被电离的成分，但是过程繁琐耗时，并且仍不能实现样品中的多组分或全组分的同时检测。

多路复用电喷雾（Multiplexed Electrospray）离子源是一种常压敞开式离子源，含有多个喷针。这些喷针安放的位置各有不同，可以从同一个管路分流引出或者从多个独立管路分别引出，其中，在多个独立管路中可以注入同一种或不同种的电喷雾溶剂。在使用时，电喷雾溶剂从多个喷针同时喷出，具有较大的覆盖范围，可以提高质谱检测信号的强度和稳定性（或提高灵敏度、降低检出限）。但是，由于不同喷针喷出的电喷雾带有同种电荷，它们之间会发生排斥作用，导致这些喷雾不能或很难同时且均匀地进入质谱进样口，无法实现利用多种喷雾协同分析样品中的多组分或全组分。

电喷雾萃取电离（EESI，Extractive Electrospray Ionization）是在ESI和DESI基础上发展起来的一种新型常压敞开式离子源。EESI源主要由电喷雾通道和样品引入通道构成。电喷雾通道喷出的初级带电液滴与样品通道喷出的样品液滴在离子源空间中发生碰撞，样品中的待测物被萃取到带电液滴中，进而完成去溶剂化过程，获得待测物的离子供后续质谱检测。EESI技术适用面广，可用于分析气态、液态、固态和粘稠物等各种形态的样品，并且几乎不需要对样品进行预处理。在EESI质谱分析过程中，样品的解吸过程和电离过程时空分离，从而最大限度地保证了样品不受试剂和操作环境的影响。目前，EESI技术已经被广泛应用于生物样品分析、动植物活体分析、同类样品差分分析、环境化学分析、食品药品质量快速检测、违禁物筛查、活体代谢组学和化学反应体系等研究领域。EESI技术具有高灵敏度、高选择性和高通量等优势，但是其样品利用率较低，并且在实际操作中，为获得良好的样品离子信号，需要对装置的角度、位置及流速等多个参数进行优化。此外，EESI在针对不同分析物需要更换喷雾溶剂时，操作也较为繁琐，并且不能够用多种喷雾溶剂同时分析样品，也就无法实现复杂样品更多组分的同时分析。