專利名稱：基于外離子源的離子進(jìn)樣方法及質(zhì)譜分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及質(zhì)譜分析，特別涉及一種基于外離子源的離子進(jìn)樣方法及應(yīng)用 該進(jìn)樣方法的質(zhì)譜分析方法。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜分析法是一種通過(guò)測(cè)定被測(cè)樣品離子的質(zhì)荷比來(lái)分析被測(cè)樣品的方 法，廣泛應(yīng)用在氣體、液體、固體的精確分析中。
質(zhì)譜儀通常包括離子源、進(jìn)樣系統(tǒng)、質(zhì)量分析器、檢測(cè)器和真空系統(tǒng)，真 空系統(tǒng)由真空室和泵組成，而質(zhì)量分析器、檢測(cè)器設(shè)置在真空室內(nèi)。質(zhì)譜分析 的基本原理為在離子源內(nèi)被測(cè)樣品首先要離子化，得到帶有樣品信息的離子; 在真空系統(tǒng)內(nèi)，不同離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)行為的不同，按質(zhì)荷比(m/z)的 不同把離子分開(kāi)，從而得到質(zhì)譜；分析被測(cè)樣品的質(zhì)譜和相關(guān)信息，可得到被 測(cè)樣品的定性或定量分析結(jié)果。
離子源分為內(nèi)離子源和外離子源。與內(nèi)離子源相比較，外離子源具有諸多 優(yōu)勢(shì)，如
1、 可測(cè)試樣品種類多，可以分析氣體、液體和固體物質(zhì)。
2、 離子化方式種類多樣，可靈活選擇。
3、 對(duì)質(zhì)量分析器的污染小。
因此，目前大部分質(zhì)譜儀都采用外離子源，只有少部分小質(zhì)譜儀因?yàn)橹亓俊?體積等原因選用了內(nèi)離子源。
但是，對(duì)于一些在大氣環(huán)境下電離的外離子源，如電噴霧源(ESI)、大氣 壓化學(xué)電離源(APCI)、電噴霧源(AP-MALDI)、解吸附電噴霧源(DESI)、大 氣壓電介質(zhì)阻礙放電離子源(DBDI)、電噴霧輔助激光解析離子源(ELDI)、大 氣壓固體分析探頭(ASAP)等，這些離子源在大氣條件下離子化，而質(zhì)量分析 器和檢測(cè)器需要在高真空條件下工作，目前多采用多級(jí)真空室的設(shè)計(jì)來(lái)傳輸離 子，各級(jí)真空室之間通過(guò)小孔傳輸離子。比如，熱電Finnigan公司的LTQ離子阱質(zhì)譜儀，該質(zhì)譜儀通過(guò)四級(jí)真空室來(lái)達(dá)到質(zhì)量分析器和檢測(cè)器對(duì)真空度的要
求，其中，用兩個(gè)650 L/min的旋葉泵抽第一級(jí)真空，然后用一個(gè)400 L/s的分 子泵抽第二級(jí)、第三級(jí)、第四級(jí)真空，經(jīng)過(guò)四級(jí)真空室，離子阱和質(zhì)量分析器 所處的真空室壓強(qiáng)達(dá)到<10-5"廳。
但采用上述多級(jí)真空室設(shè)計(jì)的外離子源質(zhì)譜儀具有諸多不足，如
1、 離子傳輸效率大約有0.1%，可見(jiàn)離子在傳輸過(guò)程中損失非常嚴(yán)重。
2、 質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、能耗高。
因此，外離子源通常應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式質(zhì)譜儀中，無(wú)法在小型化或便攜式 質(zhì)譜儀中使用。
小型化或者便攜式質(zhì)譜儀具有能耗低、體積小、重量輕、使用方便、維護(hù) 簡(jiǎn)單、測(cè)量速度快等突出優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、突發(fā)事件處理中 具有很好的應(yīng)用前景。而為了減輕重量、降低能耗和縮小體積，小型化或者便 攜式質(zhì)譜儀的分子泵抽速一般低于10L/s，為確保真空度滿足分析要求，離子化 過(guò)程在真空室內(nèi)完成，即采用內(nèi)離子源。
但是，采用內(nèi)離子源的小型化或便攜式質(zhì)譜儀也有諸多不足，如
1、 離子化過(guò)程在真空室內(nèi)完成，所以質(zhì)量分析器容易受到污染，長(zhǎng)時(shí)間使 用后背景噪聲大。
2、 采用內(nèi)離子源，分子離子反應(yīng)劇烈，影響分析結(jié)果。
3、 內(nèi)離子源方式只能分析氣體和部分易揮發(fā)的液體，應(yīng)用范圍小。 質(zhì)譜儀目前廣泛應(yīng)用在食品安全檢測(cè)、公共安全檢測(cè)(毒品，毒物和危險(xiǎn)
化學(xué)品)、生物醫(yī)藥檢測(cè)和土壤檢測(cè)等領(lǐng)域，這些應(yīng)用領(lǐng)域中的樣品多為固體粉 末或非揮發(fā)性液體，通常需要采用外離子源才能實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，內(nèi)離子源方式的質(zhì) 譜儀較難應(yīng)用于這些領(lǐng)域。應(yīng)用領(lǐng)域從而受到較大限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種功耗低、測(cè)量靈敏度高、 應(yīng)用范圍廣的基于外離子源的離子進(jìn)樣方法及應(yīng)用該方法的質(zhì)譜分析方法。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種基于外離子源的離子進(jìn)樣方法，包括以下步驟a、 降低真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)，開(kāi)啟連接在外離子源和離子捕獲模塊之間的閥 門(mén)，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò)所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)的離子捕獲模塊， 并被收集；
b、 真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)上升，關(guān)閉所述閥門(mén)，不再有樣品離子通過(guò)闊門(mén)進(jìn)入 離子捕獲模塊；
c、 所述閥門(mén)按照步驟a、 b中的工作方式開(kāi)啟、關(guān)閉若干次，使外離子源產(chǎn) 生的樣品離子間斷地進(jìn)入離子捕獲模塊內(nèi)，并累積。
作為優(yōu)選，所述閥門(mén)的工作模式為重復(fù)以下過(guò)程真空系統(tǒng)壓強(qiáng)逐漸下降， 當(dāng)達(dá)到最低壓強(qiáng)P^時(shí)，觸發(fā)閥門(mén)開(kāi)啟；真空系統(tǒng)壓強(qiáng)逐漸上升，當(dāng)達(dá)到最高 壓強(qiáng)尸_時(shí)，觸發(fā)閥門(mén)關(guān)閉。
所述最高壓強(qiáng)P^由真空系統(tǒng)中泵的工作特性決定，最高壓強(qiáng)/^接近但不
超過(guò)泵的截止工作氣壓。
作為優(yōu)選，所述最低壓強(qiáng)P皿可通過(guò)如下步驟確定
(1) 保持最高壓強(qiáng)i^和泵的抽速不變，以一真空系統(tǒng)壓強(qiáng)i^,作為最低 壓強(qiáng) 皿，閥門(mén)按照其工作模式開(kāi)啟、關(guān)閉m次，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò) 所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)離子捕獲模塊的次數(shù)為m次，記錄m次進(jìn)樣所需要的總 時(shí)間f,，測(cè)量m次進(jìn)樣后真空系統(tǒng)內(nèi)檢測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)&;其中，/n次進(jìn)樣后檢
測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)不飽和；
(2) 將真空系統(tǒng)壓強(qiáng)P^改變?yōu)閊^P^;…P^"，重復(fù)上述步驟(1),分別
記錄在不同壓強(qiáng)42，iU3…iUn下進(jìn)行m次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間^V.A，以及 對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器強(qiáng)度信號(hào)&…S ;
(3) 分別計(jì)算lL,，，,…,，其中最大值對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)就是真空系統(tǒng)允許的
最低壓強(qiáng)尸，。
作為優(yōu)選，所述外離子源是脈沖式工作，外離子源的工作步調(diào)和所述閥門(mén)一致。
離子捕獲模塊是質(zhì)量分析器或中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備。
作為優(yōu)選，所述質(zhì)量分析器是RF裝置或傅立葉變換回旋共振質(zhì)量分析器， RF裝置包括是四極離子阱、矩形離子阱、圓柱形離子阱、環(huán)型離子阱中的任一種。
所述中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備與質(zhì)量分析器相耦合。
作為優(yōu)選，與中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備相耦合的質(zhì)量分析器是質(zhì)量過(guò)濾器、RF 裝置、傅立葉變換回旋共振質(zhì)量分析器、飛行時(shí)間質(zhì)量分析器、磁掃描質(zhì)量分
析器中的任一種，RF裝置包括是四極離子阱、矩形離子阱、圓柱形離子阱、環(huán) 型離子阱中的任一種。
作為優(yōu)選，采用自動(dòng)增益控制、選擇離子存儲(chǔ)、選擇離子彈出、選擇離子 監(jiān)測(cè)、分子離子反應(yīng)、全掃描、多級(jí)質(zhì)譜中的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)操控和分析離子 捕獲模塊內(nèi)的樣品離子。
本發(fā)明還提出了一種基于外離子源的質(zhì)譜分析方法，包括以下步驟
a、 降低真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)，開(kāi)啟連接在外離子源和離子捕獲模塊之間的閥
門(mén)，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò)所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)的離子捕獲模塊，
并被收集；
b、 真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)上升，關(guān)閉所述閥門(mén)，不再有樣品離子通過(guò)閥門(mén)進(jìn)入 離子捕獲模塊；
c、 所述閥門(mén)按照步驟a、 b中的工作方式開(kāi)啟、關(guān)閉若干次，使外離子源產(chǎn) 生的樣品離子間斷地進(jìn)入離子捕獲模塊內(nèi)，并累積；
d、 操控和分析離子捕獲模塊內(nèi)的樣品離子，得到樣品的離子強(qiáng)度信號(hào)。 作為優(yōu)選，所述閥門(mén)的工作模式為重復(fù)以下過(guò)程真空系統(tǒng)壓強(qiáng)逐漸下降，
當(dāng)達(dá)到最低壓強(qiáng)7L時(shí)，觸發(fā)閥門(mén)開(kāi)啟；真空系統(tǒng)壓強(qiáng)逐漸上升，當(dāng)達(dá)到最高 壓強(qiáng)P^時(shí)，觸發(fā)閥門(mén)關(guān)閉。
所述最高壓強(qiáng)P^由真空系統(tǒng)中泵的工作特性決定，最高壓強(qiáng)P^接近但不
超過(guò)泵的截止工作氣壓。
作為優(yōu)選，所述最低壓強(qiáng)P^可通過(guò)如下步驟確定 (1)保持最高壓強(qiáng) _和泵的抽速不變，以一真空系統(tǒng)壓強(qiáng)iL^作為最低 壓強(qiáng)4 ，閥門(mén)按照其工作模式開(kāi)啟、關(guān)閉m次，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò)
所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)離子捕獲模塊的次數(shù)為附次，記錄附次進(jìn)樣所需要的總 時(shí)間。測(cè)量m次進(jìn)樣后真空系統(tǒng)內(nèi)檢測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)&;其中，附次進(jìn)樣后檢測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)不飽和；
(2) 將真空系統(tǒng)壓強(qiáng)il^改變?yōu)閕^2，P^3 .. /> _，重復(fù)上述步驟(1),分別
記錄在不同壓強(qiáng)P^,P^…P"下進(jìn)行W次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間m以及
對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器強(qiáng)度信號(hào)&,&…&;
(3) 分別計(jì)算&,^i，^i…&，其中最大值對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)就是真空系統(tǒng)允許的
f
G G f"
最低壓強(qiáng)p目。
作為優(yōu)選，所述外離子源是脈沖式工作，外離子源的工作步調(diào)和所述閥門(mén)一致。
離子捕獲模塊是質(zhì)量分析器或中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備。
作為優(yōu)選，所述質(zhì)量分析器是RF裝置或傅立葉變換回旋共振質(zhì)量分析器， RF裝置包括是四極離子阱、矩形離子阱、圓柱形離子阱、環(huán)型離子阱中的任一 種。
所述中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備與質(zhì)量分析器相耦合。
作為優(yōu)選，與中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備相耦合的質(zhì)量分析器是質(zhì)量過(guò)濾器、RF 裝置、傅立葉變換回旋共振質(zhì)量分析器、飛行時(shí)間質(zhì)量分析器、磁掃描質(zhì)量分 析器中的任一種，RF裝置包括是四極離子阱、矩形離子阱、圓柱形離子阱、環(huán) 型離子阱中的任一種。
作為優(yōu)選，采用自動(dòng)增益控制、選擇離子存儲(chǔ)、選擇離子彈出、選擇離子 監(jiān)測(cè)、分子離子反應(yīng)、全掃描、多級(jí)質(zhì)譜中的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)操控和分析離子 捕獲模塊內(nèi)的樣品離子。
本發(fā)明的基本原理為當(dāng)離子傳輸通道開(kāi)啟(通過(guò)閥門(mén)控制)用于最大程 度地進(jìn)樣時(shí)，真空室內(nèi)的壓強(qiáng)瞬時(shí)大幅度升高，在這段時(shí)間內(nèi)，所有的高壓電 源關(guān)閉，只有用于捕獲離子的低壓射頻電壓開(kāi)啟；離子傳輸進(jìn)入真空室之后， 傳輸通道關(guān)閉(通過(guò)閥門(mén)控制)，在泵的抽運(yùn)下，真空室內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸降低；傳 輸通道反復(fù)開(kāi)啟和關(guān)閉若干次，使離子捕獲模塊內(nèi)的樣品離子累積；關(guān)閉傳輸 通道，當(dāng)真空室內(nèi)達(dá)到用于離子控制和離子分析的最佳壓強(qiáng)時(shí)，開(kāi)啟高壓電源， 同時(shí)掃描RF電壓到高壓進(jìn)行質(zhì)量分析。
本發(fā)明創(chuàng)造性地提高了小型化或便攜式外離子源質(zhì)譜儀的檢測(cè)靈敏度，并解決了應(yīng)用當(dāng)中的技術(shù)問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果-
1、 創(chuàng)造性地提高了小型化或便攜式外離子源質(zhì)譜儀的檢測(cè)靈敏度，大大拓 展了小型化或便攜式質(zhì)譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域，具有很好的應(yīng)用前景。
2、 真空泵抽速要求降低，用一級(jí)真空室代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多級(jí)真空室，簡(jiǎn)化了質(zhì) 譜儀的結(jié)構(gòu)、減小了體積、降低了能耗。
3、 樣品進(jìn)樣方式靈活。
4、 離子傳輸效率明顯提高。
5、 采用外離子源，減小了樣品對(duì)質(zhì)量分析器的污染。
6、 采用了多種外離子源進(jìn)樣，可測(cè)試樣品種類多，可以分析氣體、液體和
固體物質(zhì)。
7、 可靈活選擇自動(dòng)增益控制(AGC)、多級(jí)質(zhì)譜(MSn)分析、選擇離子控 制等工作模式，提高了質(zhì)譜儀的靈敏度和適應(yīng)性，擴(kuò)大了儀器的應(yīng)用范圍。


圖1為實(shí)施例1中基于外離子源的質(zhì)譜分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為實(shí)施例1中離子進(jìn)樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為實(shí)施例1、 2中真空室壓強(qiáng)變化示意圖； 圖4為實(shí)施例1中基于外離子源的離子進(jìn)樣方法的工作時(shí)序圖； 圖5為實(shí)施例2中基于外離子源的離子進(jìn)樣方法的工作時(shí)序圖； 圖6為實(shí)施例3、 4中真空室內(nèi)壓強(qiáng)變化示意圖； 圖7為實(shí)施例3、 4中自動(dòng)增益控制的工作時(shí)序圖； 圖8為實(shí)施例4中多級(jí)質(zhì)譜過(guò)程的譜圖； 圖9為實(shí)施例4中多級(jí)質(zhì)譜過(guò)程的工作時(shí)序圖； 圖10為實(shí)施例5中選擇離子存儲(chǔ)的工作時(shí)序圖； 圖11為實(shí)施例5、 6中真空室內(nèi)壓強(qiáng)變化示意圖； 圖12為實(shí)施例6中帶中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備的質(zhì)譜分析系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用等情況做了進(jìn)一步的說(shuō)明，是本發(fā)明幾種比較好的應(yīng)用形式，但是本發(fā)明的范圍并不局限在以下的實(shí)施例。 實(shí)施例h
如圖1所示， 一種基于外離子源的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，包括外離子源1、離子進(jìn)
樣裝置2、真空系統(tǒng)、離子捕獲模塊4和檢測(cè)器5。 所述外離子源1是連續(xù)工作的電噴霧源。
所述離子捕獲模塊4采用質(zhì)量分析器，具體為矩形離子阱，設(shè)置在真空系 統(tǒng)中。
所述檢測(cè)器5是電子倍增管。
所述真空系統(tǒng)包括真空室31、分子泵32和隔膜泵33。
如圖2所示，離子進(jìn)樣裝置2由夾管閥21、硅膠管22和兩根不銹鋼毛細(xì)管
23、 24構(gòu)成。夾管閥21用來(lái)控制流路的導(dǎo)通與關(guān)閉，流路則由一個(gè)硅膠管22 和兩根不銹鋼毛細(xì)管23、 24構(gòu)成。硅膠管22用于連接兩根不銹鋼毛細(xì)管23、
24。 連接外離子源1的毛細(xì)管23控制流導(dǎo)；毛細(xì)管24連接矩形離子阱。 本實(shí)施例揭示了一種基于外離子源的離子進(jìn)樣方法，如圖3、 4所示，包括
以下步驟-
a、 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng) 下降到最低壓強(qiáng)P^時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21;所述最低壓強(qiáng)i^可人為設(shè)定，如 尸幽=10-
夾管閥21打開(kāi)后，電噴霧源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21及流路進(jìn)入矩形離
子阱中，并被收集；
b、 真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸上升；當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)上升到最高壓強(qiáng)戶_時(shí)，
觸發(fā)關(guān)閉夾管閥21，不再有離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入矩形離子阱內(nèi)；所述最高壓 強(qiáng)i^由泵32、 33的工作特性決定，接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓；
c、 按照上述工作方式重復(fù)開(kāi)啟、關(guān)閉夾管閥21為10次。 電噴霧源產(chǎn)生的離子共有11次進(jìn)入矩形離子阱內(nèi)，從而使矩形離子阱內(nèi)收
集了足夠多的離子。
實(shí)施例2:一種基于外離子源的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，與實(shí)施例1不同的是
1、 電噴霧源是脈沖工作，具體的工作步調(diào)與夾管閥相同。
2、 采用圓柱形離子阱代替矩形離子阱。
本實(shí)施例揭示了一種基于外離子源的離子進(jìn)樣方法，如圖3、 5所示，包括
以下步驟
a、 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng) 下降到最低壓強(qiáng)^J寸，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21和電噴霧源；所述最低壓強(qiáng)i乙可人
為設(shè)定，如尸mm =10-3r0 T;
夾管閥21打開(kāi)后，電噴霧源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21及流路進(jìn)入圓柱形
離子阱中，并被收集；
b、 真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸上升;當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)上升到最高壓強(qiáng) _時(shí)，
觸發(fā)關(guān)閉夾管閥21和電噴霧源，不再有離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入圓柱形離子阱 內(nèi)；所述最高壓強(qiáng)尸_由泵32、 33的工作特性決定，接近但不超過(guò)泵的截止工
作氣壓；
c、 按照上述工作方式重復(fù)開(kāi)啟、關(guān)閉夾管閥21為20次。 電噴霧源產(chǎn)生的離子共有21次進(jìn)入圓柱形離子阱內(nèi)，從而使圓柱形離子阱
內(nèi)收集了足夠多的離子。
實(shí)施例3:
一種基于外離子源的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，和實(shí)施例1不同的是-
1、 采用大氣壓化學(xué)電離源代替電噴霧源。
2、 采用環(huán)形離子阱代替矩形離子阱。
3、 實(shí)驗(yàn)樣品為甲基水楊酸(methyl salicylate)。
本實(shí)施例揭示了一種基于外離子源的質(zhì)譜分析方法，分析過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了 自動(dòng)增益控制(AGC)，保證測(cè)量的線性范圍和靈敏度，如圖6、 7所示，所述 分析方法包括以下步驟-
al、該步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制(AGC)功能
在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)下降 到最低壓強(qiáng)i^時(shí)，也即在時(shí)間7;時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21;所述最低壓強(qiáng)P^可通過(guò)如下步驟確定
(1) 保持泵的抽速不變，以一壓強(qiáng)i^,作為最低壓強(qiáng)P,; 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)真空
室31內(nèi)壓強(qiáng)下降到所述壓強(qiáng)/^,時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21;
夾管閥21開(kāi)啟后，大氣壓化學(xué)電離源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入真空
室31內(nèi)的環(huán)形離子阱，并被收集；同時(shí)，真空室31內(nèi)壓強(qiáng)逐漸上升；
當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到最高壓強(qiáng)/>_時(shí)，觸發(fā)夾管閥21關(guān)閉，不再有離子 通過(guò)夾管閥21進(jìn)入環(huán)形離子阱內(nèi)；所述最高壓強(qiáng)/^由泵32、 33的工作特性決
定，接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓；
保持最高壓強(qiáng)/>_和泵的抽速不變，夾管閥21按照上述工作模式開(kāi)啟、關(guān) 閉m次，記錄w次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間^，測(cè)量m次進(jìn)樣后真空室31內(nèi)內(nèi)檢測(cè) 器5的強(qiáng)度信號(hào)&;其中，m次進(jìn)樣后檢測(cè)器5的強(qiáng)度信號(hào)不飽和；
(2) 將所述壓強(qiáng)P—分別改變?yōu)镻咖2,i^3…i^n，重復(fù)上述步驟(1)，分 別記錄在不同壓強(qiáng)P咖2,43…iU"下進(jìn)行m次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間G,H以 及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器強(qiáng)度信號(hào)S2,S3…S。；
(3) 分別計(jì)算Hi.A，其中在總時(shí)間為。.時(shí)為最大值，因此，與。.對(duì)
應(yīng)的壓強(qiáng)P^,就是確定選用的最低壓強(qiáng)/U;該方法確定的最低工作壓強(qiáng)可在最
短時(shí)間內(nèi)獲得需要的信號(hào)強(qiáng)度，從而提高儀器響應(yīng)速度，也減少了分子離子反 應(yīng)的可能性；
夾管閥21打開(kāi)后，大氣壓化學(xué)電離源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21及流路進(jìn) 入環(huán)形離子阱中，并被收集；同時(shí)，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸上升；
當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)上升到最高壓強(qiáng)P^時(shí)，觸發(fā)關(guān)閉夾管閥21，不再有離
子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入圓柱形離子阱內(nèi)；
同時(shí)，在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降， 當(dāng)下降到尸時(shí)(尸<尸，，在該壓強(qiáng)下電子倍增管可良好工作)時(shí)，也即在時(shí)間T^
時(shí)，開(kāi)啟檢測(cè)器5高壓電源，瞬間將RF電壓拉高，環(huán)形離子阱中的離子全部彈 出，被檢測(cè)器5檢測(cè)，得到離子強(qiáng)度信號(hào)為0.22mA;而該環(huán)形離子阱在存儲(chǔ)最 多離子的情形下，以不發(fā)生分子-離子反應(yīng)和不存在空間電荷效應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)器5測(cè)出的最大電流為1mA;故可計(jì)算得出，最佳進(jìn)樣次數(shù)為4次(見(jiàn)圖7)， 使總離子強(qiáng)度信號(hào)維持在檢測(cè)器飽和信號(hào)的80%以上，保證了測(cè)量的線性范圍 和靈敏度；
a、 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng) 下降到低于最低壓強(qiáng)/^時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21;
夾管閥21打開(kāi)后，電噴霧源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21及流路進(jìn)入矩形離
子阱中，并被收集；
b、 真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸上升；當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)上升到最高壓強(qiáng)戶_時(shí)，
觸發(fā)關(guān)閉夾管閥21，不再有離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入矩形離子阱內(nèi)；所述最高壓 強(qiáng)P^由泵32、 33的工作特性決定，接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓；
c、 重復(fù)開(kāi)啟、關(guān)閉夾管閥21共3次(當(dāng)真空室31的壓強(qiáng)下降到最低壓強(qiáng) P皿時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21)，環(huán)形離子阱內(nèi)收集了足夠多的樣品離子；
d、 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng) 下降到P時(shí)，也即在時(shí)間7;時(shí)，開(kāi)啟檢測(cè)器5高壓電源，掃描RF電壓，使環(huán)形 離子阱中的離子按質(zhì)荷比大小順序彈出，被檢測(cè)器5檢測(cè)，得到樣品的全掃描 質(zhì)譜圖。
實(shí)施例4:
一種基于外離子源的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，和實(shí)施例1不同的是-
1、 電噴霧源是脈沖方式工作，工作步調(diào)和夾管閥相同。
2、 采用四極離子阱代替矩形離子阱。
3、 實(shí)驗(yàn)樣品為甲基水楊酸(methyl salicylate)。
本實(shí)施例揭示了一種基于外離子源的質(zhì)譜分析方法，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)增益控制 (AGC)和多級(jí)質(zhì)譜分析(MSn)，該方法不但提高了檢測(cè)的動(dòng)態(tài)范圍和靈敏度， 還提高了定性分析能力，拓展了應(yīng)用范圍，如圖6所示，所述方法包括以下步
驟
al、該步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制(AGC)功能
在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)下降 到最低壓強(qiáng)^m時(shí)，也即在位于時(shí)間z;時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21和電噴霧源；所述最低壓強(qiáng)P^可通過(guò)如下步驟確定
(1) 保持泵的抽速不變，以一壓強(qiáng)P^,作為最低壓強(qiáng)/^;
在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)真空 室31內(nèi)壓強(qiáng)下降到所述壓強(qiáng)/^,時(shí)，觸發(fā)夾管閥21和電噴霧源開(kāi)啟；
夾管閥21開(kāi)啟后，電噴霧源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入真空室31內(nèi)的 四極離子阱，并被收集；同時(shí)，真空室31內(nèi)壓強(qiáng)逐漸上升；
當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到最高壓強(qiáng)P^時(shí)，觸發(fā)夾管閥21關(guān)閉，不再有離子 通過(guò)夾管閥21進(jìn)入四極離子阱內(nèi)；所述最高壓強(qiáng)i^由泵32、 33的工作特性決
定，接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓；
保持最高壓強(qiáng)i^和泵的抽速不變，夾管閥21按照上述工作模式開(kāi)啟、關(guān)
閉m次，記錄m次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間f，，測(cè)量m次進(jìn)樣后真空室31內(nèi)內(nèi)檢測(cè) 器5的強(qiáng)度信號(hào)&;其中，附次進(jìn)樣后檢測(cè)器5的強(qiáng)度信號(hào)不飽和；
(2) 將所述壓強(qiáng)i^分別改變?yōu)閕^，i^…P^，重復(fù)上述步驟(1)，分
別記錄在不同壓強(qiáng)i^2，/U3…i^下進(jìn)行w次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間/2，H以 及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器強(qiáng)度信號(hào)S,，&…S";
G)分別計(jì)算，H + ，其中在總時(shí)間為。.時(shí)為最大值，因此，與/,對(duì)
應(yīng)的壓強(qiáng)Pn吣就是確定選用的最低壓強(qiáng)/U ;該方法確定的最低工作壓強(qiáng)可在最
短時(shí)間內(nèi)獲得需要的信號(hào)強(qiáng)度，從而提高儀器響應(yīng)速度，也減少了分子離子反 應(yīng)的可能性；
夾管閥21打開(kāi)后，電噴霧源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21及流路進(jìn)入四極離 子阱中，并被收集；同時(shí)，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸上升；
當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)上升到最高壓強(qiáng)戶_時(shí)，觸發(fā)關(guān)閉夾管閥21和電噴霧源，
不再有離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入四極離子阱內(nèi)；
同時(shí)，在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降， 當(dāng)下降到P時(shí)(P<iU)時(shí)，也即在時(shí)間7^時(shí)，開(kāi)啟檢測(cè)器5高壓電源，瞬間將
RF電壓拉高，四極離子阱中的離子全部彈出，被檢測(cè)器5檢測(cè)，得到離子強(qiáng)度 信號(hào)為0.22mA;而四極離子阱在存儲(chǔ)最多離子的情形下，以不發(fā)生分子-離子反 應(yīng)和不存在空間電荷效應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)器5測(cè)出的最大電流為lmA;故可計(jì)算得出，最佳進(jìn)樣次數(shù)為4次(見(jiàn)圖7或圖9)，使總離子強(qiáng)度信號(hào)維持在檢測(cè)器 飽和信號(hào)的80%以上，保證了測(cè)量的線性范圍和靈敏度；
a、 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng) 下降到低于最低壓強(qiáng)P,時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21;
夾管閥21打開(kāi)后，電噴霧源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21及流路進(jìn)入矩形離
子阱中，并被收集；
b、 真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸上升；當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)上升到最高壓強(qiáng)i^時(shí)，
觸發(fā)關(guān)閉夾管閥21，不再有離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入矩形離子阱內(nèi)；所述最高壓 強(qiáng)P^由泵32、 33的工作特性決定，接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓；
c、 按照步驟a、 b中的方式重復(fù)開(kāi)啟、關(guān)閉夾管閥21為3次(當(dāng)真空室31 的壓強(qiáng)下降到最低壓強(qiáng)i，皿時(shí)，觸發(fā)夾管閥21的開(kāi)啟)，四極離子阱內(nèi)收集了足 夠多的樣品離子；
d、 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)
下降到p (在該壓強(qiáng)下電子倍增管可良好工作)時(shí)，也即處于時(shí)間z;時(shí)，開(kāi)啟檢
測(cè)器5高壓電源，掃描RF電壓，得到樣品的全掃描質(zhì)譜圖，得到m/z為152, 137， 120和92的主要離子峰(MS1，附圖8a所示)；
按照步驟a、 b中的方式重復(fù)開(kāi)啟、關(guān)閉夾管閥21為4次(當(dāng)真空室31的 壓強(qiáng)下降到最低壓強(qiáng)/乙時(shí)，觸發(fā)夾管閥21的開(kāi)啟)，四極離子阱內(nèi)收集了足夠 多的樣品離子；
在時(shí)間7;時(shí)對(duì)母離子進(jìn)行隔離，隔離可采用SWIFT (stored waveform inverse Fourier transform，傅立葉逆變換存儲(chǔ)波形法)，采用一個(gè)SWIFT波形作為AC信 號(hào)施加于四極離子阱電極，將質(zhì)量數(shù)m/z不為152外的離子全部彈出四極離子 阱，對(duì)質(zhì)量數(shù)m/z為152的離子進(jìn)行隔離(附圖8b所示)，工作時(shí)序請(qǐng)見(jiàn)附圖9 (在圖7全掃描工作時(shí)序后增加MSS工作時(shí)序)；
通過(guò)碰撞誘發(fā)離子化(CID)將母離子解離成碎片離子在時(shí)間i;，在電極 上施加AC信號(hào)，對(duì)質(zhì)量數(shù)m/z為152的母離子進(jìn)行裂解，由于真空室氣體壓強(qiáng) 比較高，因此無(wú)需再通入緩沖氣即可進(jìn)行CID，在時(shí)間 ;，對(duì)離子阱進(jìn)行全掃描， 發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)為152的母離子解離成質(zhì)量數(shù)為137， 120和92的碎片離子，這是 二級(jí)質(zhì)譜(MS2,附圖8c所示)；類似地選擇質(zhì)量數(shù)m/z為120的離子進(jìn)行隔離，隨后對(duì)其進(jìn)行裂解，得到 質(zhì)量數(shù)為92的碎片離子，對(duì)應(yīng)于三級(jí)質(zhì)譜(MS3,附圖8d所示)。
實(shí)施例5:
一種基于外離子源的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，和實(shí)施例1不同的是
1、 采用大氣壓化學(xué)電離源代替電噴霧源，并且該大氣壓化學(xué)電離源是連續(xù) 工作。
2、 實(shí)驗(yàn)樣品為檢測(cè)復(fù)雜樣品中的甲基水楊酸(methyl salicylate),并且甲基 水楊酸的濃度比較低。
本實(shí)施例揭示了一種基于外離子源的質(zhì)譜分析方法，分析過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了 選擇性離子存儲(chǔ)(SIS)，大大提高了檢測(cè)靈敏度，如圖IO、 ll所示，包括以下
步驟
a、在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng) 下降到最低壓強(qiáng)7:時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21;所述最低壓強(qiáng)i:可通過(guò)如下步驟
確定
(1) 保持泵的抽速不變，以一壓強(qiáng)/^,作為最低壓強(qiáng)P,; 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)真空
室31內(nèi)壓強(qiáng)下降到所述壓強(qiáng)P^t時(shí)，觸發(fā)夾管閥21;
夾管閥21開(kāi)啟后，大氣壓化學(xué)電離源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入真空 室31內(nèi)的矩形離子阱，并被收集；同時(shí)，真空室31內(nèi)壓強(qiáng)逐漸上升；
當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到最高壓強(qiáng)戶_時(shí)，觸發(fā)夾管閥21關(guān)閉，不再有離子 通過(guò)夾管閥21進(jìn)入矩形離子阱內(nèi)；所述最高壓強(qiáng)P,由泵32、 33的工作特性決
定，接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓；
保持最高壓強(qiáng)尸_和泵的抽速不變，夾管閥21按照上述工作模式開(kāi)啟、關(guān)
閉附次，記錄m次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間一 測(cè)量w次進(jìn)樣后真空室31內(nèi)內(nèi)檢測(cè) 器5的強(qiáng)度信號(hào)51;其中，附次進(jìn)樣后檢測(cè)器5的強(qiáng)度信號(hào)不飽和；
(2) 將所述壓強(qiáng)P^分別改變?yōu)?^,P^…/^，重復(fù)上述步驟(1)，分
別記錄在不同壓強(qiáng)/^2,戶齒3…尸n^下進(jìn)行m次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間/2,V."，以 及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器強(qiáng)度信號(hào)&，&…S。；(3)分別計(jì)算^,^,&…^,其中在總時(shí)間為^時(shí)為最大值，因此，與^對(duì)
〖1 ,3
應(yīng)的壓強(qiáng)尸^.就是確定選用的最低壓強(qiáng)/^ ;該方法確定的最低工作壓強(qiáng)可在最
短時(shí)間內(nèi)獲得需要的信號(hào)強(qiáng)度，從而提高儀器響應(yīng)速度，也減少了分子離子反 應(yīng)的可能性；
夾管閥21打開(kāi)后，大氣壓化學(xué)電離源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21及流路進(jìn)
入矩形離子阱中，并被收集；
b、 真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸上升；當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)上升到最高壓強(qiáng)P，時(shí)，
觸發(fā)關(guān)閉夾管閥21，不再有離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入矩形離子阱內(nèi)；
同時(shí)，在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降， 當(dāng)下降到最低壓強(qiáng)L前10ms時(shí)，對(duì)質(zhì)量數(shù)m/z為152的離子采用10ms SWIFT 進(jìn)行選擇性隔離和存儲(chǔ)，如圖10所示；
c、 重復(fù)步驟a、 b為30次，矩形離子阱內(nèi)收集了足夠多的m/z為152的樣 品離子，大大提高了矩形離子阱分析的靈敏度；
d、 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng) 下降到戶時(shí)為離子控制和離子分析的最佳壓強(qiáng))時(shí)，開(kāi)啟檢測(cè)器5
高壓電源，掃描RF電壓，矩形離子阱內(nèi)的樣品離子被彈出，被檢測(cè)器5檢測(cè)， 得到樣品的掃描質(zhì)譜圖。
上例中只選擇了一個(gè)質(zhì)量數(shù)的離子，實(shí)際上所述樣品離子可以是一個(gè)質(zhì)量 數(shù)的離子，可以是一段質(zhì)量數(shù)范圍的離子，也可以是多個(gè)或多段非連續(xù)質(zhì)量數(shù) 的離子，這些都是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
實(shí)施例6:
如圖12所示， 一種基于外離子源的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，與實(shí)施例l不同的是
1、 外離子源1是大氣壓化學(xué)電離源。
2、 質(zhì)量分析器是飛行時(shí)間質(zhì)量分析器6。
3、 在真空室31內(nèi)還設(shè)置了與所述飛行時(shí)間質(zhì)量分析器6耦合的中間級(jí)存 儲(chǔ)設(shè)備7，所述離子進(jìn)樣裝置2的一端連接中間級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備7。所述中間級(jí)存儲(chǔ) 設(shè)備7是為一個(gè)具有離子捕獲和存儲(chǔ)能力的裝置，它可以通過(guò)調(diào)整相關(guān)參數(shù)將 離子捕獲在腔體內(nèi)，也可以通過(guò)調(diào)整相關(guān)參數(shù)將離子釋放出來(lái)。4、實(shí)驗(yàn)樣品為甲基水楊酸(methyl salicylate)。
本實(shí)施例揭示了一種基于外離子源的質(zhì)譜分析方法，如圖11所示，包括以 下步驟
a、 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng) 下降到最低壓強(qiáng)P,時(shí)，觸發(fā)開(kāi)啟夾管閥21;所述最低壓強(qiáng)P^可通過(guò)如下步驟
確定
(1) 保持泵的抽速不變，以一壓強(qiáng)i^,作為最低壓強(qiáng)戶皿； 在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)真空
室31內(nèi)壓強(qiáng)下降到所述壓強(qiáng)/U,時(shí)，觸發(fā)夾管閥21開(kāi)啟；
夾管閥21開(kāi)啟后，大氣壓化學(xué)電離源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入真空 室31內(nèi)的中間級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備7，并被收集；同時(shí)，真空室31內(nèi)壓強(qiáng)逐漸上升；
當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到最高壓強(qiáng)戶_時(shí)，觸發(fā)夾管閥21關(guān)閉，不再有離子 通過(guò)夾管閥21進(jìn)入中間級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備7內(nèi)；所述最高壓強(qiáng)戶_由泵32、 33的工作
特性決定，接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓；
保持最高壓強(qiáng)P^和泵的抽速不變，夾管閥21按照上述工作模式開(kāi)啟、關(guān)
閉m次，記錄附次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間G，測(cè)量附次進(jìn)樣后真空室31內(nèi)內(nèi)檢測(cè) 器5的強(qiáng)度信號(hào)S,;其中，m次進(jìn)樣后檢測(cè)器5的強(qiáng)度信號(hào)不飽和；
(2) 將所述壓強(qiáng)iU分別改變?yōu)?2,P咖3…4"，重復(fù)上述步驟(1)，分
別記錄在不同壓強(qiáng)P^2，P^;…iUn下進(jìn)行w次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間^V..^，以 及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器強(qiáng)度信號(hào)&,&…&;
(3) 分別計(jì)算^ ...^，其中在總時(shí)間為。時(shí)為最大值，因此，與~對(duì)
〖2 ,3 、
應(yīng)的壓強(qiáng)/Uj.就是確定選用的最低壓強(qiáng)/^ ;該方法確定的最低工作壓強(qiáng)可在最
短時(shí)間內(nèi)獲得需要的信號(hào)強(qiáng)度，從而提高儀器響應(yīng)速度，也減少了分子離子反 應(yīng)的可能性；
夾管閥21打開(kāi)后，大氣壓化學(xué)電離源產(chǎn)生的離子通過(guò)夾管閥21及流路進(jìn) 入中間級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備7中，并被收集；
b、 真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸上升；當(dāng)真空室31內(nèi)壓強(qiáng)上升到最高壓強(qiáng)/乙時(shí)，
觸發(fā)關(guān)閉夾管閥21，不再有離子通過(guò)夾管閥21進(jìn)入中間級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備7內(nèi)；同時(shí)，在分子泵32和隔膜泵33的抽運(yùn)下，真空室31內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降， 當(dāng)下降到最低壓強(qiáng)i乙時(shí)，觸發(fā)夾管閥21的開(kāi)啟；
c、 按照上述工作方式重復(fù)開(kāi)啟、關(guān)閉夾管閥21為12次，直到中間級(jí)存儲(chǔ) 設(shè)備7內(nèi)存滿離子，大大提高飛行時(shí)間質(zhì)量分析器6分析的靈敏度；
d、 控制中間級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備7，使其釋放出捕獲的離子； 飛行時(shí)間質(zhì)量分析器6得到樣品的掃描質(zhì)譜圖。
關(guān)于上述實(shí)施例的附加說(shuō)明實(shí)施例3舉例說(shuō)明了自動(dòng)增益控制應(yīng)用在質(zhì) 譜分析中，實(shí)施例4舉例說(shuō)明了自動(dòng)增益控制和多級(jí)質(zhì)譜的結(jié)合應(yīng)用在質(zhì)譜分 析中，實(shí)施例5舉例說(shuō)明了選擇離子存儲(chǔ)應(yīng)用在質(zhì)譜分析中。當(dāng)然還可以是自 動(dòng)增益控制、選擇離子存儲(chǔ)、選擇離子彈出、選擇離子監(jiān)測(cè)、分子離子反應(yīng)、 全掃描、多級(jí)質(zhì)譜中的其他組合方式，其他組合方式類似于實(shí)施例中的方式， 在此不再贅述。
上述實(shí)施方式不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。比如在實(shí)施例4中使 用SWIFT進(jìn)行粒子隔離，當(dāng)然還可以是其他方法，如APEX ISOLATION。在不 脫離本發(fā)明精神的情況下，對(duì)本發(fā)明做出的任何形式的改變均應(yīng)落入本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種基于外離子源的離子進(jìn)樣方法，包括以下步驟a、降低真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)，開(kāi)啟連接在外離子源和離子捕獲模塊之間的閥門(mén)，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò)所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)的離子捕獲模塊，并被收集；b、真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)上升，關(guān)閉所述閥門(mén)，不再有樣品離子通過(guò)閥門(mén)進(jìn)入離子捕獲模塊；c、所述閥門(mén)按照步驟a、b中的工作方式開(kāi)啟、關(guān)閉若干次，使外離子源產(chǎn)生的樣品離子間斷地進(jìn)入離子捕獲模塊內(nèi)，并累積。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于所述閥門(mén)的工作模 式為重復(fù)以下過(guò)程真空系統(tǒng)壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)達(dá)到最低壓強(qiáng)P皿時(shí)，觸發(fā)閥門(mén) 開(kāi)啟；真空系統(tǒng)壓強(qiáng)逐漸上升，當(dāng)達(dá)到最高壓強(qiáng)戶_時(shí)，觸發(fā)閥門(mén)關(guān)閉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于所述最高壓強(qiáng)i^由 真空系統(tǒng)中泵的工作特性決定，最高壓強(qiáng) _接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于所述最低壓強(qiáng) P皿n可通過(guò)如下步驟確定(1) 保持最高壓強(qiáng)P,和泵的抽速不變，以一真空系統(tǒng)壓強(qiáng)i^,作為最低 壓強(qiáng)i^，閥門(mén)按照其工作模式開(kāi)啟、關(guān)閉附次，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò) 所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)離子捕獲模塊的次數(shù)為w次，記錄m次進(jìn)樣所需要的總 時(shí)間/,，測(cè)量m次進(jìn)樣后真空系統(tǒng)內(nèi)檢測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)S，；其中，m次進(jìn)樣后檢測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)不飽和；(2) 將真空系統(tǒng)壓強(qiáng)P^改變?yōu)?U2,P^3…iU"，重復(fù)上述步驟(1)，分別記錄在不同壓強(qiáng)42，^3...4 下進(jìn)行附次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間^3..."，以及 對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器強(qiáng)度信號(hào)&,S3…S ;(3) 分別計(jì)算&,^i,&…&，其中最大值對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)就是真空系統(tǒng)允許的最低壓強(qiáng)iU。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于所述外離子源是脈沖式工作，外離子源的工作步調(diào)和所述閥門(mén)一致。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于離子捕獲模塊是質(zhì) 量分析器或中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于所述質(zhì)量分析器是RF裝置或傅立葉變換回旋共振質(zhì)量分析器，RF裝置是四極離子阱、矩形離子 阱、圓柱形離子阱、環(huán)型離子阱中的任一種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于所述中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備與質(zhì)量分析器相耦合。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于與中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備相耦合的質(zhì)量分析器是質(zhì)量過(guò)濾器、RF裝置、傅立葉變換回旋共振質(zhì)量分 析器、飛行時(shí)間質(zhì)量分析器、磁掃描質(zhì)量分析器中的任一種，RF裝置是四極離 子阱、矩形離子阱、圓柱形離子阱、環(huán)型離子阱中的任一種。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子進(jìn)樣方法，其特征在于采用自動(dòng)增益控制、選擇離子存儲(chǔ)、選擇離子彈出、選擇離子監(jiān)測(cè)、分子離子反應(yīng)、全掃描、 多級(jí)質(zhì)譜中的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)操控和分析離子捕獲模塊內(nèi)的樣品離子。
11、 一種基于外離子源的質(zhì)譜分析方法，包括以下步驟a、 降低真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)，開(kāi)啟連接在外離子源和離子捕獲模塊之間的閥門(mén)，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò)所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)的離子捕獲模塊，并被收集；b、 真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)上升，關(guān)閉所述閥門(mén)，不再有樣品離子通過(guò)閥門(mén)進(jìn)入 離子捕獲模塊；c、 所述閥門(mén)按照步驟a、 b中的工作方式開(kāi)啟、關(guān)閉若干次，使外離子源產(chǎn) 生的樣品離子間斷地進(jìn)入離子捕獲模塊內(nèi)，并累積；d、 操控和分析離子捕獲模塊內(nèi)的樣品離子，得到樣品的離子強(qiáng)度信號(hào)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于所述閥門(mén)的工作 模式為重復(fù)以下過(guò)程真空系統(tǒng)壓強(qiáng)逐漸下降，當(dāng)達(dá)到最低壓強(qiáng)P^時(shí)，觸發(fā) 閥門(mén)開(kāi)啟；真空系統(tǒng)壓強(qiáng)逐漸上升，當(dāng)達(dá)到最高壓強(qiáng)P^時(shí)，觸發(fā)閥門(mén)關(guān)閉。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于所述最高壓強(qiáng)P^ 由真空系統(tǒng)中泵的工作特性決定，最高壓強(qiáng)/^接近但不超過(guò)泵的截止工作氣壓。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于所述最低 壓強(qiáng)4m可通過(guò)如下步驟確定(1) 保持最高壓強(qiáng)/>_和泵的抽速不變，以一真空系統(tǒng)壓強(qiáng)Pmm,作為最低壓強(qiáng)p^，閥門(mén)按照其工作模式開(kāi)啟、關(guān)閉附次，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò)所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)離子捕獲模塊的次數(shù)為M次，記錄附次進(jìn)樣所需要的總 時(shí)間—測(cè)量附次進(jìn)樣后真空系統(tǒng)內(nèi)檢測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)51;其中，m次進(jìn)樣后檢測(cè)器的強(qiáng)度信號(hào)不飽和；(2) 將真空系統(tǒng)壓強(qiáng)i^,改變?yōu)閕^2,/乙3…P^"，重復(fù)上述步驟(1)，分別 記錄在不同壓強(qiáng)i^2,/^3…i^下進(jìn)行m次進(jìn)樣所需要的總時(shí)間/2，V.A,以及 對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器強(qiáng)度信號(hào)& ,S3…S ;(3) 分別計(jì)算^,^，^…&,其中最大值對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)就是真空系統(tǒng)允許的 最低壓強(qiáng)P^。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于所述外離子源是 脈沖式工作，外離子源的工作步調(diào)和所述閥門(mén)一致。
16、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于離子捕獲模塊是 質(zhì)量分析器或中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于所述質(zhì)量分析器是RF裝置或傅立葉變換回旋共振質(zhì)量分析器，RF裝置是四極離子阱、矩形離子阱、圓柱形離子阱、環(huán)型離子阱中的任一種。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于所述中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備與質(zhì)量分析器相耦合。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于與中間級(jí)離子存儲(chǔ)設(shè)備相耦合的質(zhì)量分析器是質(zhì)量過(guò)濾器、RF裝置、傅立葉變換回旋共振質(zhì)量 分析器、飛行時(shí)間質(zhì)量分析器、磁掃描質(zhì)量分析器中的任一種，RF裝置是四極 離子阱、矩形離子阱、圓柱形離子阱、環(huán)型離子阱中的任一種。
20、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的質(zhì)譜分析方法，其特征在于采用自動(dòng)增益控制、選擇離子存儲(chǔ)、選擇離子彈出、選擇離子監(jiān)測(cè)、分子離子反應(yīng)、全掃描、多級(jí)質(zhì)譜中的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)操控和分析離子捕獲模塊內(nèi)的樣品離子。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于外離子源的離子進(jìn)樣方法，該方法包括以下步驟a.降低真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)，開(kāi)啟連接在外離子源和離子捕獲模塊之間的閥門(mén)，外離子源產(chǎn)生的樣品離子通過(guò)所述閥門(mén)進(jìn)入真空系統(tǒng)內(nèi)的離子捕獲模塊，并被收集；b.真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)上升，關(guān)閉所述閥門(mén)，不再有樣品離子通過(guò)閥門(mén)進(jìn)入離子捕獲模塊；c.所述閥門(mén)按照步驟a、b中的工作方式開(kāi)啟、關(guān)閉若干次，使外離子源產(chǎn)生的樣品離子間斷地進(jìn)入離子捕獲模塊內(nèi)，并累積。本發(fā)明還公開(kāi)了一種應(yīng)用上述進(jìn)樣方法的質(zhì)譜分析方法。本發(fā)明具有測(cè)量靈敏度高、功耗低、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用小型化或便攜式質(zhì)譜儀中，拓展了上述小型化或便攜式質(zhì)譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域，具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01N27/64GK101419190SQ20081016250
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者聞路紅 申請(qǐng)人:聞路紅