[发明专利]一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱及其应用方法

说明书

本发明属于差分离子迁移谱领域，具体涉及一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱及其应用方法，该迁移谱依次设置为离子源雾化室、辅助气聚集室、差分离子迁移谱装置。本发明采用辅助雾化气提高离子源的离子化效率，辅助雾化气和辅助聚集气相结合降低离子源与DMS之间的离子扩散，流线型的气流也极大的提高了在差分离子迁移谱迁移通道中的离子传输率；双气路的设计减轻了双气流汇合时的气流扰动，避免了传统技术中质谱仪气泵的不稳定导致的气流速率不均等问题，最终实现相对较高的离子传输效率。

技术领域

本发明属于差分离子迁移谱领域，具体涉及一种微电离喷雾离子源的差分离子迁移谱装置及其应用方法，通过增设辅助雾化装置及聚集气流实现了复杂化合物的分离。

背景技术

质谱技术和相应仪器研发在过去数十年取得了卓越的发展，分析化学领域高分辨质谱仪器的大范围使用以及新型质谱离子化技术的涌现，使得大多数的生物、化学、环境等样品的分析工作可以有效地在质谱仪器上完成。但越来越多的、具有挑战性和复杂性的样品，往往需要更复杂的样品前处理工艺以及样品的预分离技术。离子迁移谱(Ion MobilitySpectrometry，IMS)是一种不同于质谱、色谱的分离方法，它依靠离子或电离的化合物在惰性载气中的迁移时间作为分离的依据。每种物质具有独特的分子质量与结构，与不同载气之间的碰撞均会影响迁移时间。近年来，IMS与质谱仪器联用技术的开发，证实了这一方法可以广泛地应用于生物、化学、环境等样品的实验室分析之中并可以减少对样品前处理技术的要求。

差分离子迁移谱(Differential Ion Mobility Spectrometry,DMS)，也被称为高场不对称波形离子迁移谱(High-Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry,FAIMS)，是一种工作于大气压环境下的离子迁移谱技术。DMS利用离子在高电场场强和低电场场强中迁移率(mobility,K)的非线性变化，分离不同种类的离子。在典型的DMS实验中，样品离子通过载气(通常为氮气)传输通过DMS仪器腔体。在离子传输轨道的纵向上有两块平行金属极板，其中一块加上一个高场不对称波形高频电压，另一块接地。由于离子在高电场场强和低电场场强中迁移率不同，初始状态为两块极板间隔中心的离子在电场和气流的共同作用下，偏离轴向运动并靠近某一块极板。这时通过直流补偿电压(CompensationVoltage，CV)可以修正离子的迁移轨迹，以使得离子可以被传输到检测器而被检测，常用的检测器如质谱检测器。因此，离子通过DMS的最理想CV值对应为离子的差分迁移率信息，这一信息与质谱或色谱信息相结合，可以提供多样化的分析工作平台。

目前，DMS已经被广泛地应用于分离和检测化学物质，如同分异构体、构象异构体、互变异构体等。通常情况下，向载气中添加可挥发的有机化学溶剂，可以提高DMS的分离效果。近期，在分析复杂样品方面，DMS与质谱技术联用技术被用来与利用传统液相色谱二级质谱(LC-MS/MS)联用技术进行比较。DMS的优点是检测时间短；DMS中持续的离子流避免了LC峰的时间限制，使得二级质谱可以采集到更多信息；在分析蛋白质时甚至优于液相色谱技术，原因在于DMS能动态地移除样品中的干扰信号，提高信噪比。但是，DMS的广泛应用仍然受限于它相对较差的分析性能。尽管DMS与质谱联用可以提高样品离子的信噪比，但目前使用DMS时的信号强度、离子传输效率和不使用DMS时相比较，相同质谱条件下，信号强度往往会降低一个数量级甚至更多，离子传输效率一般在10％以下。因此，DMS的信号强度和离子传输效率是亟待解决的一个问题。

发明内容