[发明专利]一种大气压电离质谱仪

说明书

一种大气压电离质谱仪，包括一个或多个中间真空室，所述一个或多个中间真空室用于在大气压下产生离子的电离室与用于在高真空下进行质量分离和检测离子的分析室之间，其中：将电离室和相邻的第一级中间真空室隔开的隔壁或使这两个室彼此连通的离子导入部的出口端用作第一电极；分隔第一级中间真空室和第二级中间真空室或下一级分析室的隔壁，或者是使这两个室彼此连通的离子传输部分的入口端，用作第二电极；和在第一级中间真空室中设置有用于产生电场的离子传输电极，该电场用于在聚集离子的同时传输离子；还包括第一电压设置部分和第二电压设置部分。

技术领域

本发明涉及一种大气压电离质谱仪技术领域，即大气压电离质谱仪，其中液体样品基本上在大气压下被电离，并且在液相色谱质谱仪中那样在高真空下进行质谱分析。

背景技术

具有液相色谱(LC)和质谱仪(MS)彼此结合的液相色谱质谱仪(LC/MS)通常包括使用电子喷雾电离(ESI)的大气压离子源、大气压化学电离(APCI)或其他从液体样品中产生气态离子的方法。在使用大气压离子源的大气压电离质谱仪中，产生离子的电离室基本保持在大气压下，而其中有质量分离器(例如四极质量过滤器)和检测器的分析室所含物品必须保持高真空状态。为了满足这些条件，采用了多级差动泵系统，其中在电离室和分析室之间设有一个或多个中间真空室，以逐步提高真空度。

在大气压电离质谱仪中，在下一阶段，空气或气态溶剂流几乎连续地从电离室流到中间真空室。因此，尽管将中间真空室保持在真空气氛下，但是该室中的气压较高(通常约为100[Pa])。用于在如此高的气压下将离子有效地传输到下一阶段的系统的一个示例是一种离子导向器，该离子导向器由多个“虚拟”棒状电极组成，这些电极围绕离子束轴排列，每个虚拟棒状电极包括在离子轴方向上隔开间隔配置的多个平板电极的制造方法(参照专利文献1-3)。这样的离子导向器即使在高气压下也能够有效地将离子汇聚并将其传输到下一阶段，因此对于提高质谱的灵敏度是有用的。

关于这种多级差动泵系统，众所周知，当离子在第一级中间真空室中加速时，激发的离子与残留气体碰撞并产生碎片离子。此功能称为源内冲突诱导解离(CID)。通过对源内CID产生的碎片离子进行质谱分析，可以轻松分析物质的结构或其他方面。

通常，对于源内CID，将不同的电压施加到第一电极和第二电极，它们在离子在第一级中间真空室内沿离子的传播方向分开布置，从而产生直流电势差在两个电极之间，并通过具有该电位差的电场的作用使离子加速。在源内CID中离解离子的效率取决于赋予离子的能量。因此，在大气压电离质谱仪中进行的源内CID的常规模式中，调节施加至电极的电压，以使所讨论的离子的强度最大化。当不在大气压电离质谱仪中执行源内CID时(即，当不需要碎片离子时)，通常控制施加到电极的电压，以便在第一级中间真空室时间不发生离子加速。

但是，此常规系统具有以下问题：当将离子从保持在大气压下的电离室通过小直径毛细管和孔或类似结构引入第一级中间真空室时，由于绝热膨胀而使离子冷却。由于范德华力，冷却的离子更有可能结合在一起，形成簇离子(即大量离子)。当形成簇离子时，质谱上会出现意外的峰，从而使质谱的峰图变得复杂且难以分析。绝热膨胀还会使源自样品的离子与流动相中的溶剂分子结合，从而使质谱图的峰图更加复杂。在流动相中也可能发生溶剂离子的二聚体、三聚体等的生成，这形成了背景噪声并降低了色谱图的质量。

传统的大气压电离质谱仪都没有几乎没有考虑到由于以前述方式在第一级中间真空室内部产生的团簇离子等引起的背景噪声的影响，并且没有积极地努力减少这种噪声。到目前为止，已经认可：当出于源内CID的目的而调整施加到电极的电压以使目标离子的强度最大化时，该问题尤其明显。在这种条件下，尽管获得了很高的离解效率，但通常会产生相对少的簇离子，这可能会降低质谱图或色谱图的质量，从而使定性和/或结构分析变得困难感兴趣的物质。专利文献1：JP-A 2000-149865、专利文献2：JP-A 2001-101992、专利文献3：JP-A 2001-351563。

发明内容