[实用新型]常压微辉光放电解吸质谱离子源及其构成的质谱分析装置

说明书

技术领域

本实用新型属于常压质谱离子化技术领域，特别涉及一种基于常压微辉光放电的常压解吸质谱离子源及由其构成的质谱分析装置。 

背景技术

质谱分析法是通过对被测样品离子的质荷比的测定来进行质谱分析的一种方法。作为分析科学中的重要检测工具，质谱仪具有灵敏度高、分析速度快、选择性好、可用于化学计量学等优点，被广泛地用于化学、化工、材料、环境、地质、能源、药物、刑侦、生命科学、运动医学等各个领域，且在痕量待测物的定性及定量中发挥着巨大的作用。质谱分析仪的结构主要包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统。根据离子源、质量分析器，以及应用领域的差异，质谱仪可分为不同的种类。传统的用于有机物分析的质谱仪离子源包括电子电离源、化学电离源、快原子轰击源、电喷雾电离源、大气压化学电离源，以及激光解吸源。由于利用这些传统的电离源，或需要严格的真空条件，或需要复杂的样品与处理过程，不利于实际样品的快速分析检测，为了克服上述不足，人们经过探索开发出了能在常压下对未处理样品进行解吸的离子源，这种常压开源离子化技术近年来在仪器分析、食品分析、有机化学、高分子、生物等领域受到广泛的关注。 

常压开源质谱离子化技术始于2004年R.G.Cooks等人报道的解吸电喷雾电离技术（Desorption Electrospray Ionization,DESI）,以及R.B.Cody等于2005年提出的直接实时分析电离技术（Direct Analysis in Real Time,DART）。这类常压开源质谱离子化技术可直接对样品进行快速准确的分析而无需样品预处理，是质谱分析领域的一大飞跃性进展。其它近年来出现的此类常压离子源还有解吸常压化学电离(Desorption Atmospheric Pressure Chemical Ionization,DAPCI)、介质阻挡放电电离(Dielectrical Barrier Discharge Ionization,DBDI)、流动大气压余辉(Flowing Atmospheric Pressure Afterglow,FAPA）、解吸大气压光致电离(Desorption Atmospheric Pressure Photoionization,DAPPI）、探针电喷雾电离(Probe Electrospray Ionization,PESI）、微波诱导等离子体解吸电离(Microwave-Induced Plasma Desorption Ionization,MIPDI)等。 

在DESI技术中，由电喷雾针产生的带电微滴被直接喷射到样品表面，并在样品表面形成一层溶解有带分析物的薄液层，后续的带电微滴冲撞薄液层后将会从液层中释放包含分析物的二级微滴。二级微滴接下来所经历的是一个与传统的ESI源相似的溶剂蒸发离子化过程。这种技术较适用于检测具有中等或强极性的化合物。DESI目前被广泛地应用于爆炸物检测、代谢物分析、药物检测、环境科学等领域。但该技术需要高电压和可能对环境带来影响的喷雾试剂，且由于聚合物的生成、样品部分溶剂化、多电荷离子的产生等导致最终所得质谱谱图较为复杂。 

不同于DESI，DART是另一类基于放电产生的等离子体对样品进行无溶剂离子化的常压质谱源。在放电过程中，氮气、氩气、氦气均可以作为工作气体经过电晕放电产生等离子体，高能的亚稳态原子作为气体中的主要活性成分对待测物进行解吸电离。DART源对样品的位置、样品与质谱仪的距离、角度等都不敏感，因而极便于调试。此项技术对固态、液态、气态样品具有广泛的适用性，检测对象包括食品、香料、药物、人/动物血液、唾液、尿液、呼吸气、无机物等多类物质。但是，由于DART源需要与额外的加热装置一起多对电极共同工作，其结构较为复杂，成本较高，为制作带来不便。 

其它常压离子源与DESI、DART不完全相同，但也主要包括解吸和电离两大过程。其产生离子的大致过程包括：一定的光源（红外、紫外），或者一定的能量源（电场、热能）作用于一定载体（气体、试剂）产生具有一定能量的带电体，作用于样品表面，使样品表面的分子发生解吸的同时或随后进行离子化。这些技术都在各领域发挥重大作用，但由于需要高的能量源、高热量使质谱图复杂化等缺陷，因而还需进一步提高与改进。因此，开发提供一种能克服此类问题的结构简单、耗能低、软电离的常压离子源具有重大意义。 

发明内容