[发明专利]用于质谱仪的多电喷雾离子源

说明书

本发明公开了一种用于质谱仪的电喷雾离子源，其包括：(i)位于电离室内的多个(N个)电喷雾发射器，其中N≥2；(ii)混合室；(iii)多个(N个)入口，每个入口包括能从所述电喷雾发射器中相应的一个电喷雾发射器接收带电粒子并且将所述带电粒子发射到所述混合室中的导管；(iv)出口端口，所述出口端口面向中间真空室或位于所述中间真空室内；以及(v)加热器，所述加热器与所述混合室的至少一部分热接触。

技术领域

本发明涉及用于质谱分析的电离源，并且具体地涉及与单个质谱仪对接的多个电喷雾离子源。

背景技术

熟知的电喷雾电离技术在质谱分析中被用来产生离子。在常规的电喷雾电离中，液体被推送通过很小的带电毛细管。此液体含有要研究的分析物，所述分析物溶解在大量溶剂中，所述溶剂通常比分析物更易挥发。常规的电喷雾工艺涉及使用电场将在毛细管的端部处形成的带电液体的弯月面破碎成细小的液滴。在电极与导电液体之间感应的电场最初使得在管的尖端处形成泰勒圆锥，在所述尖端处，场变得集中。波动使圆锥尖端破碎成细小的液滴，所述细小的液滴在电场的影响下，在大气压下，任选地在干燥气体的存在下被喷射到电离隔室中。任选加热的干燥气体使液滴中的溶剂蒸发。根据普遍接受的理论，当液滴缩小时，液滴中的电荷浓度增加。最终，具有类似电荷的离子之间的排斥力超过内聚力，并且离子被射出(解吸)到气相中。离子被吸引到并穿过毛细管或取样孔口进入质量分析器。

不完全的液滴蒸发和离子去溶剂化可以使质谱中的背景计数水平较高，从而导致干扰以低浓度存在的分析物的检测和定量。已经观察到较小的初始电喷雾液滴往往更容易蒸发，并且进一步地，液滴大小随着流量的降低而减小。因此，期望减小流量，并且从而减小液滴大小。例如，在此方面，已经发现每发射器的流量处于小于每分钟几百纳升到每分钟1纳升的范围内的纳升电喷雾(nano-electrospray)可以产生非常好的效果。例如，图1展示了以圆形几何形状布置的熔融石英毛细管纳升电喷雾电离发射器的阵列，如以Kelly等人的名义的美国专利申请公布2009/0230296 A1中所教导的。每个纳升电喷雾电离发射器2包括具有锥形尖端的熔融石英毛细管3。如在美国专利申请公布2009/0230296 A1中所教导的，锥形尖端可以通过传统的牵拉技术或通过化学蚀刻形成，并且可以通过将大约6cm长的熔融石英毛细管穿过一个或多个圆盘1中的孔来制造径向阵列。一个或多个圆盘中的孔可以以期望的径向距离和发射器间间距放置，并且两个此类圆盘可以被分开以使得毛细管在纳升电喷雾电离发射器的尖端和通向其的部分处彼此平行延伸。

图2是包括电喷雾离子源87的一般常规质谱仪系统10的简化示意图，所述电喷雾离子源可以包括单个电喷雾发射器或发射器阵列。电喷雾源87被配置成通过毛细管7从如液相色谱仪或注射泵等相关设备接收液体样品。电喷雾源87向电离隔室82中发射代表样品的带电粒子84(离子或可以去溶剂化以释放离子的带电液滴)的“喷雾”。液滴或离子夹带在背景气体中，所述背景气体可以由包含在电喷雾离子源87内的单独鞘气管或雾化气体管(未示出)提供。带电粒子和背景气体的一部分被离子传输管92截获，所述离子传输管将粒子从电离隔室82输送到中间真空隔室83，所述中间真空隔室的压力(通常小于10托)保持在低于电离隔室82的压力(一般气压)。离子传输管92可以热耦合到加热器23，所述加热器向离子传输管中的气体和夹带粒子提供热量，以便帮助带电液滴的去溶剂化，从而释放自由离子。一个或多个电源31向质谱仪的各个电极(包含电喷雾发射器87的电极部分)提供适当的射频(RF)和DC电压。