[发明专利]质谱仪中的大气压力离子源接口

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将大气压力离子源(API)中的离子输送到 质谱仪的真空区的装置。

背景技术

已知用于API接口的进气系统，例如，在液相色谱仪-质谱仪 (LC/MS)布置中，将大气压力下电离的洗脱液从高性能液相色谱仪 (HPLC)输送到质谱仪的第一真空区。在这种进气系统中可以使用毛 细管和小孔。很明显，除了第一真空区的抽吸速度，小孔的直径和毛 细管的直径与长度也将决定离子的通量和残余气体量以及第一真空 区的压力。

毛细管接口通常被认为具有改善流动气体传热性的优点，这可 以实现更理想的去溶剂化过程，即，将气体中的液滴汽化，同时伴随 其他关注离子的释放。但是，在穿过毛细管期间，离子和液滴等带电 粒子可能在碰撞毛细管壁时丢失，从而减少质谱分析时可用的离子数 量(灵敏度)。该领域从业者公认，随着毛细管长度增加，这种影响 会变得更加严重。

另一方面，小孔通常被认为能够减少带电粒子的损失，因为其 没有会与带电粒子发生碰撞的壁。然而，当接口小孔的直径增加到一 定程度时，对于通过粒子和气态物质的热传递将下降，随之发生去溶 剂化作用不足，即，出于不同原因使灵敏度降低。

美国专利编号6,803,565A(发明人Smith等)公开了一种多毛 细管入口，其能够将等于或接近大气压力下生成的离子和其他带电粒 子集中到压力相对较低的区域，从而提升离子和其他带电粒子的传导 率。该多毛细管入口并列放置在离子源和接近大气压力的仪器内部之 间。这样布置是为了提升离子输送，尤其是电喷雾电离源和质谱仪的 第一真空级之间的离子输送。

美国专利编号6,914,240B2(发明人Giles等人)描述了一种质 谱仪，该质谱仪的离子源前面安装了多个大气压力样本离子发生器。 每个样本离子发生器都将延伸到相应的样本区，每个样本离子发生器 的尖端在安装时均与对应的进样锥(多个进样锥中的一个)成直角， 每个进样锥中均具有进样孔。各进样锥依次向具有第一和第二部分的 进气道打开。进气道的两部分由电门隔开。与各进样锥相对应的进气 道全部汇集到通向质谱仪的共用出气道。因此，通过适当操作分隔进 气道的门，能够实现在质量分析器中分析的样本之间的快速切换。

美国专利编号6,914,243B2(发明人Sheehan等)提供了一种位 于两个压力区接口的多孔层压结构。穿过层压结构的电场几何形状和 强度以及孔的直径能够优化离子从压力较高区域向压力较低区域的 输送，同时降低压力较低区域的气体负荷。

美国专利编号7,462,822B2(发明人Gebhardt等)公开了将接近 大气压力的气体中生成的离子传输到质谱仪真空系统的方法和装置。 该装置使用具有数十万短而狭窄的毛细管的多通道板，而非商业仪器 中惯用的单毛细管，其气体总通量并不高于普通单毛细管。气流中离 子的大面积提取率能够进一步提高输送量。

美国专利编号8,309,916B2(发明人Wouters等)展示了一种质 谱仪的离子传输管，其包括：具有进口端和出口端的管道构件；和从 进口端至出口端延伸通过该管道构件的至少一个小孔，该至少一个小 孔具有非圆形截面。

鉴于上述观点，需要在API源和质谱仪的真空区之间提供一个 接口，来增加离子通量，从而提高分析的灵敏度，并且使液滴去溶剂 化效率不会随之大幅降低。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种质谱仪，该质谱仪具有实质上 大气压力下的离子源区，其中离子从液态样本形成，而且该质谱仪还 具有一个接口，其用于将所形成的离子从离子源区转移到压力级远低 于大气压力的真空区，在其中对所形成的离子做进一步处理，其中， 接口包括分隔离子源区和真空区的壁(或等效边界)，其具有在其中 形成的中心孔，中心孔用于让气体和微粒物质在压力梯度下从离子源 区进入真空区，中心孔被多个侧孔至少分段地围绕。

在不同的实施例中，中心孔实质上为圆形。

在不同的实施例中，壁的一部分具有圆锥形，圆锥的顶点朝向 离子源区的方向，中心孔位于顶点处。

在不同的实施例中，壁由诸如金属片的导电材料制成。在某些 实施例中，对壁施加电位来吸引离子源区中形成的离子。

在不同的实施例中，每个侧孔的可穿过面积实质上大于或等于 中心孔的可穿过面积。