專利名稱：不連續(xù)的大氣壓接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及對向質(zhì)譜儀導(dǎo)入離子的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜儀的大氣壓接口(API)用于將離子從常壓(大氣壓)區(qū)轉(zhuǎn)移到其它的低壓區(qū)。其允許為質(zhì)譜儀開發(fā)并使用處于常壓的多種電離源，包括電 電離(ESI) (Fenn, J. B. ；Mann, Μ. ；Meng, C. K. ；Wong, S. F. ；ffhitehouse, C. M. Science
1989，246，64-71 ；Yamashita, M. ；Fenn, J. B. J. Phys. Chem. 1984，88，4451-4459)，大氣 Ji % ^ (APCI) (Carroll, D. I. ；Dzidic, I. ；Stillwell, R. N. ；Haegele, K. D. ；Horning, Ε. C. Anal. Chem. 1975，47，2369-2373)，和大氣壓基質(zhì)輔助激光解吸電離(AP-MALDI)， (Laiko, V. V. ；Baldwin, Μ. Α. ；Burlingame, Α. L. Anal. Chem. 2000, 72, 652-657 ；Tanaka, K. ；Waki, H. ；Ido, Y. ；Akita, S. ；Yoshida, Y. ；Yoshida, T. ；Matsuo, T. RapidCommun. Mass Spectrom. 1988，2，151-153)等等。API不僅允許將質(zhì)譜儀與多種樣品分離法和樣品預(yù)處 理法(例如液相色譜法)結(jié)合，還允許使用多種理想條件進(jìn)行敞開式的離子準(zhǔn)備和處理， 例如，在將離子送入真空進(jìn)行質(zhì)量分析之前，進(jìn)行離子熱采(Chen，H. ；Ouyang, Z. ；Cooks, R. G. Angewandte Chemie,International Edition2006,45, 3656-3660 ；Takats,Ζ. ；Cooks, R. G. Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom) 2004,444-445)、離子-離 子反應(yīng)(Loo, R. R. 0. ；Udseth, H. R. ；Smith, R. D. Journal of the AmericanSociety for Mass Spectrometry 1992，3，695-705)、或者離子碎裂(Chen，H. ；Eberlin, L. S. ；Cooks, R. G. Journal of the AmericanChemical Society 2007，129，5880—5886)。沒有 API，也 無法利用最近開發(fā)的一類新型的直接敞開式電離/采樣法，包括解吸電噴霧電離(DESI) (Takats, Z. ；Wiseman, J. Μ. ；Gologan, B. ；Cooks, R. G. Science 2004,306,471-473)> 實(shí)時直接分析(DART) (Cody, R. B. ；Laramee, J. Α. ；Durst, H. D. Anal. Chem. 2005,77, 2297-2302)、大氣壓介質(zhì)阻擋放電電離(DBDI)、以及電噴霧輔助激光解吸/電離(ELDI) (Shiea, J. ；Huang, Μ. Ζ. ；Hsu, H. J. ；Lee, C. Y. ；Yuan, C. H. ；Beech, I. ；Sunner, J. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2005,19，3701-3704)。自從ESI源被首次成功地證明可用于質(zhì)譜儀之后(Yamashita，Μ. ；Fenn, J. B. J. Phys. Chem. 1984，88，4451-4459)，用于ESI的API的構(gòu)造被廣泛采用并且無明顯變化?，F(xiàn)在，典型的API具有常開的通道，該通道包括連續(xù)的差動泵級，連續(xù)的差動泵級帶有 毛細(xì)管或小ID(內(nèi)徑)的細(xì)孔以允許將離子傳送至第一級，并且還帶有通向第二級的取樣 錐。通常使用初級泵將第一區(qū)域抽吸至約1托(torr)，并且使用多個渦輪分子泵或具有分 流的單個泵把后面的區(qū)域抽吸到用于質(zhì)量分析的最終級中的基壓，所述基壓通常小于或等 于10_5托。還使用包括靜電透鏡和RF (射頻)導(dǎo)向器的離子光學(xué)系統(tǒng)以在將中性物抽走的 同時保存離子流。為使傳送至用于質(zhì)量分析的最終區(qū)域中的離子數(shù)量最大，常常需要大的 抽吸容量，從而可以使用較大的孔以將離子從一個區(qū)域傳送至另一區(qū)域。作為一個實(shí)例，菲 尼根 LTQ 型(Finnigan LTQ) (Thermo Fisher Scientific, Inc. , SanJosc, CA)離子阱質(zhì)譜 儀具有用于第一級的兩個流量為30m7hr (立方米/小時)的初級泵，以及用于后面三級的 流量為4001/s (升/秒)的渦輪分子泵，該渦輪分子泵具有兩個拖曳泵級。在第一級和第 二級中的離子傳送損失最高，分別為2個數(shù)量級和1個數(shù)量級，這導(dǎo)致通過API傳送離子的 總效率低于0. 1%。當(dāng)試圖在便攜式測量儀上使用這種API時，由于必須使用更低的抽吸容 量以使測量儀具有期望的重量和功耗，所以離子傳送效率進(jìn)一步降低。最近開發(fā)的Mini 10 手持式矩形離子阱質(zhì)譜儀的重量僅為10kg，并具有流量僅為0. 3m3/hr的小型初級泵和流量 僅為 111/s 的潤輪泵。(Gao,L. ；Song, Q. ；Patterson, G. Ε. ；Cooks, R. G. ；Ouyang, Ζ. Anal. Chem. 2006，78，5994-6002)人們致力于提高實(shí)驗(yàn)室用的質(zhì)譜儀中的離子傳送效率。通過用離子漏斗代 替取樣錐，使經(jīng)過第二級的離子傳送效率成功地提高了十倍。(Shaffer，S.A. ；Tang, K. Q. ；Anderson, G. Α. ；Prior, D. C. ；Udseth, H. R. ；Smith, R. D. Rapid Communications in Mass Spectrometryl997，11，1813-1817)已經(jīng)在質(zhì)譜儀的API的前部使用空氣動 力離子聚焦裝置(Zhou, L. ；Yue, B. ；Dearden, D. V. ；Lee, E. D. ；Rockwook, A. L. ；Lee, M. L. Anal. Chem. 2003, 75, 5978-5983 ；Hawkridge, Α. Μ. ；Zhou, L. ；Lee, Μ. L. ；Muddiman, D. C. Analytical Chemistry 2004，76，4118—4122)。雖然 API 自身的效率沒有提高，但是明 顯增加了到達(dá)質(zhì)量分析器的最終離子流。然而，在高壓下，在真空中產(chǎn)生電弧的可能性增 力口，這導(dǎo)致了噪聲高且電子倍增器和電源的使用壽命短。因此，需要能夠提高向質(zhì)譜儀傳送離子的傳送效率的大氣壓接口。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的一方面提供一種用于控制離子以及保持所述離子的空氣或其它氣 體的移動的裝置，所述裝置包括閥門，其與管的外部對準(zhǔn)，其中所述閥門控制通過所述管 的離子的移動；以及第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管，所述第一毛細(xì)管插入所述管的第一端，所述 第二毛細(xì)管插入所述管的第二端，其中所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管均不與所述管的 與所述閥門對準(zhǔn)的部分重疊。在本裝置的相關(guān)實(shí)施例中，所述第一毛細(xì)管的近端與捕獲裝置相連，其中所述捕 獲裝置的氣壓低于大氣壓。在另一相關(guān)實(shí)施例中，所述第二毛細(xì)管的遠(yuǎn)端從電離源接收離 子，其中所述電離源基本處于大氣壓。在本裝置的某些實(shí)施例中，所述管由例如硅塑料等惰性塑料構(gòu)成。在其它實(shí)施例 中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管由例如不銹鋼等惰性金屬構(gòu)成。在本裝置的其它實(shí) 施例中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有基本相同的外徑。在可選的實(shí)施例中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的外徑。在本裝置的另一實(shí)施例中，所述第一毛細(xì) 管和所述第二毛細(xì)管具有基本相同的內(nèi)徑。作為選擇，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管 具有不同的內(nèi)徑。在本裝置的另一實(shí)施例中，所述第二毛細(xì)管的內(nèi)徑小于所述第一毛細(xì)管 的內(nèi)徑。在本裝置的另一實(shí)施例中，所述閥門選自夾管閥、薄板擋板閥和針閥。在此，本發(fā)明的另一方面提供一種用于控制離子的移動的裝置，所述裝置包括閥 門，其與管的外部對準(zhǔn)，其中所述閥門控制通過所述管的離子的移動。在相關(guān)的實(shí)施例中， 所述管的近端與捕獲裝置相連，其中所述捕獲裝置的氣壓低于大氣壓。在另一相關(guān)實(shí)施例 中，所述管的遠(yuǎn)端從電離源接收離子，其中所述電離源基本處于大氣壓。在某些實(shí)施例中， 所述管的遠(yuǎn)端接收處于 第一壓強(qiáng)的離子，并且所述管的近端與捕獲裝置相連，所述捕獲裝 置所處的壓強(qiáng)低于所述第一壓強(qiáng)。在此，本發(fā)明的另一方面提供一種不連續(xù)的大氣壓接口系統(tǒng)，包括電離源，其用 于在約處于大氣壓的區(qū)域內(nèi)把分子轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嚯x子；捕獲裝置；以及不連續(xù)的大氣壓接 口，其用于把離子從約處于大氣壓的區(qū)域傳送到壓強(qiáng)降低的至少一個其它區(qū)域內(nèi)，其中所 述大氣壓接口包括用于控制離子進(jìn)入所述捕獲裝置的閥門，從而以不連續(xù)的方式將離子傳 送至捕獲裝置內(nèi)。在相關(guān)的實(shí)施例中，本系統(tǒng)還包括與所述捕獲裝置相連的至少一個真空泵。在本 系統(tǒng)的另一相關(guān)實(shí)施例中，所述大氣壓接口還包括管，其中所述管的外部與所述閥門對 準(zhǔn)；以及第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管，所述第一毛細(xì)管插入所述管的第一端，所述第二毛細(xì)管 插入所述管的第二端，其中所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管均不與所述管的與所述閥門 對準(zhǔn)的部分重疊。在本系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述大氣壓接口還包括管，其中所述管的外 部與所述閥門對準(zhǔn)。在本系統(tǒng)的某些實(shí)施例中，當(dāng)閥門處于打開位置時，離子進(jìn)入所述捕獲裝置。在本 系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，當(dāng)閥門處于關(guān)閉位置時，阻止離子進(jìn)入所述捕獲裝置。所述關(guān)閉位置 指的是閥門完全閉合，并且也包括閥門的準(zhǔn)閉合，S卩閥門基本關(guān)閉，從而使抽吸明顯地超 過氣體或蒸氣的進(jìn)入。基本關(guān)閉包括至少約70%關(guān)閉、至少約80%關(guān)閉、至少約90%關(guān)閉 或至少約99%關(guān)閉。在另一實(shí)施例中，本系統(tǒng)還包括與所述系統(tǒng)操作連接的計算機(jī)。在另一實(shí)施例中， 所述計算機(jī)包括構(gòu)造為用于執(zhí)行計算機(jī)可讀的程序的處理器，所述程序控制所述閥門的位 置。在另一實(shí)施例中，所述計算機(jī)包括構(gòu)造為用于執(zhí)行計算機(jī)可讀程序的處理器，所述程序 實(shí)現(xiàn)選定波形傅里葉逆變換(SWIFT)隔離算法以對離子進(jìn)行分離。在本系統(tǒng)的某些實(shí)施例中，從以下技術(shù)中選擇一種技術(shù)來操作所述電離源電噴 霧電離、納米電噴霧電離、大氣壓基質(zhì)輔助激光解吸電離、大氣壓化學(xué)電離、解吸電噴霧電 離、大氣壓介質(zhì)阻擋放電電離、大氣壓低溫等離子體解吸電離和電噴霧輔助激光解吸電離。 在本系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述捕獲裝置選自質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器、手持式質(zhì)譜儀的質(zhì)量 分析器以及中間級存儲裝置。在本系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述質(zhì)量分析器選自四極離子阱、矩形離子阱、圓柱型 離子阱、離子回旋共振阱和軌道阱。在本系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述中間級存儲裝置與所述 質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器或所述手持式質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器連接。在相關(guān)的實(shí)施例中，所述質(zhì) 量分析器選自濾質(zhì)器、四極離子阱、矩形離子阱、圓柱型離子阱、離子回旋共振阱、軌道阱、飛行時間質(zhì)譜儀和扇形磁場質(zhì)譜儀。在又一實(shí)施例中，本系統(tǒng)還包括與所述第二毛細(xì)管的 遠(yuǎn)端相連的離子積聚表面。在又一實(shí)施例中，本系統(tǒng)還包括與所述管的遠(yuǎn)端相連的離子積 聚表面。在本系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述大氣壓接口的管由例如硅塑料等惰性塑料構(gòu)成。在 本系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述大氣壓接口的第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管由例如不銹鋼等惰性 金屬構(gòu)成。 在本系統(tǒng)的某些實(shí)施例中，所述閥門以與所述質(zhì)量分析器的操作同步的方式進(jìn)行 操作，以控制離子的進(jìn)入。在本系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述不連續(xù)的大氣壓接口與所述質(zhì)量 分析器偏軸地設(shè)置。在本系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，例如聚焦鏡筒透鏡等離子光學(xué)元件位于所 述不連續(xù)的大氣壓接口與所述質(zhì)量分析器之間，以將離子導(dǎo)入所述質(zhì)量分析器。在本系統(tǒng) 的另一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括離子光學(xué)元件，其位于所述電離源與所述不連續(xù)的大氣 壓接口之間，以將離子導(dǎo)入所述質(zhì)量分析器。本發(fā)明的另一方面提供一種成套工具，其包括上述裝置和容器。本發(fā)明的另一方 面提供一種成套工具，其包括上述系統(tǒng)和容器。在某些實(shí)施例中，所述成套工具包括使用說 明。本發(fā)明的另一方面提供一種將處于大氣壓的離子不連續(xù)地傳送至壓強(qiáng)降低的捕 獲裝置中的方法，所述方法包括打開與大氣壓接口相連的閥門，其中打開所述閥門使得可 以將基本處于大氣壓的離子傳送至壓強(qiáng)降低的捕獲裝置；以及關(guān)閉與大氣壓接口相連的閥 門，其中關(guān)閉所述閥門防止基本處于大氣壓的離子繼續(xù)傳送至壓強(qiáng)降低的捕獲裝置。在某些實(shí)施例中，在打開所述閥門之前，所述方法還包括將分子轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嚯x子 的轉(zhuǎn)變步驟。在其它實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)變步驟選自電噴霧電離、納米電噴霧電離、大氣壓基 質(zhì)輔助激光解吸電離、大氣壓化學(xué)電離、解吸電噴霧電離、大氣壓介質(zhì)阻擋放電電離、大氣 壓低溫等離子體解吸電離和電噴霧輔助激光解吸電離。在本方法的另一實(shí)施例中，通過與大氣壓接口操作連接的計算機(jī)控制所述閥門的 打開和關(guān)閉。在本方法的另一實(shí)施例中，所述捕獲裝置選自質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器、手持式質(zhì) 譜儀的質(zhì)量分析器以及中間級存儲裝置。在本方法的另一實(shí)施例中，所述質(zhì)量分析器選自 四極離子阱、矩形離子阱、圓柱型離子阱、離子回旋共振阱和軌道阱。在本方法的另一實(shí)施 例中，所述中間級存儲裝置與所述質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器或所述手持式質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器 連接。在相關(guān)的實(shí)施例中，所述質(zhì)量分析器選自濾質(zhì)器、四極離子阱、矩形離子阱、圓柱型離 子阱、離子回旋共振阱、軌道阱、飛行時間質(zhì)譜儀和扇形磁場質(zhì)譜儀。在本方法的某些實(shí)施例中，當(dāng)所述閥門打開時，所述質(zhì)量分析器的電壓被設(shè)置為 接地。在本方法的其它實(shí)施例中，在將離子傳送至所述質(zhì)量分析器內(nèi)并且關(guān)閉閥門之后，由 所述質(zhì)量分析器保持所述離子以進(jìn)行進(jìn)一步操作。在本方法的另一實(shí)施例中，在進(jìn)一步操 作之前，離子被冷卻并且壓強(qiáng)進(jìn)一步降低。在本方法的又一實(shí)施例中，進(jìn)一步操作包括對離 子的質(zhì)量分析。在本方法的某些實(shí)施例中，所述計算機(jī)使所述閥門的打開和關(guān)閉與所述質(zhì)量分析 器中的所述離子質(zhì)量分析的順序同步。在本方法的相關(guān)實(shí)施例中，所述計算機(jī)所述閥門的 打開和關(guān)閉與所述質(zhì)量分析器中的允許離子串聯(lián)質(zhì)量分析的步驟的順序同步。在本方法的另一實(shí)施例中，所述大氣壓接口還包括管，其中所述管的外部與所述 閥門對準(zhǔn)；以及第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管，所述第一毛細(xì)管插入所述管的第一端，所述第二毛細(xì)管插入所述管的第二端，其中所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管均不與所述管的與所 述閥門對準(zhǔn)的部分重疊。在本方法的另一實(shí)施例中，所述大氣壓接口還包括管，其中所述 管的外部與所述閥門對準(zhǔn)。在本方法的相關(guān)實(shí)施例中，所述閥門選自夾管閥、薄板擋板閥和 針閥。在本方法的另一實(shí)施例中，在將分子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子后，將離子存儲在與處于大氣壓 的所述第二毛細(xì)管的遠(yuǎn)端相連的功能表面上，其中從連續(xù)工作的離子源向所述功能表面連 續(xù)地供給離子。在本方法的另一實(shí)施例中，在將分子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子后，將離子存儲在與處于大 氣壓的管的遠(yuǎn)端相連的功能表面上，其中從連續(xù)工作的離子源向所述功能表面不斷地供給 離子。在相關(guān)的實(shí)施例中，存儲在所述功能表面上的離子隨后通過大氣壓接口傳送至捕獲
直ο
在本方法的另一實(shí)施例中，所述大氣壓接口的第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管具有基本 相同的外徑。作為選擇，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的外徑。在本方法的 另一實(shí)施例中，所述大氣壓接口的第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管具有基本相同的內(nèi)徑。作為選 擇，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的內(nèi)徑。在本方法的另一實(shí)施例中，所述第 二毛細(xì)管的內(nèi)徑小于所述第一毛細(xì)管的內(nèi)徑。本發(fā)明的另一方面提供一種將離子不連續(xù)地傳送至質(zhì)譜儀中的方法，所述方法包 括打開與大氣壓接口相連的閥門，其中打開所述閥門使得可以將基本處于大氣壓的離子 傳送至壓強(qiáng)降低的質(zhì)譜儀；以及關(guān)閉與大氣壓接口相連的閥門，其中關(guān)閉所述閥門防止基 本處于大氣壓的離子繼續(xù)傳送至壓強(qiáng)降低的質(zhì)譜儀。


圖1是連接在具有矩形離子阱(RIT)的小型質(zhì)譜儀上的不連續(xù)的大氣壓接口的示 意圖。圖2a是利用不連續(xù)的大氣壓接口進(jìn)行質(zhì)量分析的典型掃描功能的水平時間圖。圖2b是在DAPI (不連續(xù)的大氣壓接口)的打開時間為20ms (毫秒)且關(guān)閉時間 為800ms的掃描過程中測量到的支管壓強(qiáng)的水平時間圖。圖3a是使用DAPI時記錄的5ppm(百萬分之五)的咖啡因和可卡因溶液的納米 電噴霧電離質(zhì)譜以及該質(zhì)譜的局部放大圖，其中離子導(dǎo)入時間為20ms并且冷卻時間為 500ms ο圖3b是使用DAPI時記錄的50ppb (十億分之五十)的甲基苯丙胺、可卡因和海洛 因的混合溶液的納米電噴霧電離質(zhì)譜，其中離子導(dǎo)入時間為25ms并且冷卻時間為500ms。圖4a是500ppb (十億分之五百)的甲基苯丙胺、可卡因和海洛因的混合溶液的納 米電噴霧電離質(zhì)譜。圖4b是甲基苯丙胺的分子離子的MS/MS質(zhì)譜，其中質(zhì)荷比(m/z)為150，SWIFT(存 儲波形傅里葉逆變換)陷波為300至310kHz(千赫茲)，且激發(fā)AC(交流電)的頻率為 IOOkHz。圖4c是可卡因的分子離子的MS/MS質(zhì)譜，其中質(zhì)荷比為304，SWIFT陷波為300至 310kHz，且激發(fā)AC的頻率為IOOkHz。圖4d是海洛因的分子離子的MS/MS質(zhì)譜，其中質(zhì)荷比為370，SffIFT陷波為300至310kHz，且激發(fā)AC的頻率為IOOkHz。圖5a是離子導(dǎo)入時間為20ms的500ppb的賴氨酸溶液的ESI質(zhì)譜。圖5b是離子導(dǎo)入時間為20ms的混合空氣的50ppb的DMMP (甲基磷酸二甲酯)的 APCI (大氣壓化學(xué)電離)質(zhì)譜。圖6是特氟隆(Teflon，聚四氟乙烯)表面上的可卡因的DESI質(zhì) 譜，其中離子導(dǎo)入 時間為15ms，冷卻時間為500ms，并且去除了背景干擾。圖7a是對BIC Round Stic圓珠筆的黑色墨水進(jìn)行直接分析得到的DESI質(zhì)譜。圖7b是對BIC Round Stic圓珠筆的藍(lán)色墨水進(jìn)行直接分析得到的DESI質(zhì)譜。圖8是400ppb(十億分之四百)的甲基苯丙胺、可卡因和海洛因的混合溶液的納 米電噴霧電離質(zhì)譜。圖9a是與小型質(zhì)譜儀和納米電噴霧電離源連接的不連續(xù)的大氣壓接口的示意性 正視圖。圖9b是與小型質(zhì)譜儀和使用電暈放電的大氣壓化學(xué)電離源連接的不連續(xù)的大氣 壓接口的示意性正視圖。圖10是萘蒸氣的APCI質(zhì)譜。圖11是不連續(xù)的API和RIT(矩形離子阱)的組合的偏軸結(jié)構(gòu)的示意性正視圖， 其避免氣體直接噴射到RIT中。聚焦鏡筒透鏡用于將離子束導(dǎo)入RIT。圖12是經(jīng)由管道與用于積聚離子和釋放離子的功能內(nèi)表面連接的不連續(xù)的大氣 壓接口的示意性正視圖。離子在規(guī)定的時間內(nèi)在該內(nèi)表面上積聚，然后通過不連續(xù)的大氣 壓接口被送入質(zhì)量分析器。
具體實(shí)施例方式對于離子阱型質(zhì)譜儀，在使用傳統(tǒng)的常開API的情況下不能有效地利用抽吸容 量。通常允許離子僅在每個掃描周期的一部分進(jìn)入離子阱，然而中性物不斷地泄漏到真空 支管中，并需要將中性物抽離以保持質(zhì)量分析通常所需的低壓。盡管使用離子阱的質(zhì)量分 析通常要求幾毫托或更小的理想壓強(qiáng)，然而可在比所述理想壓強(qiáng)高得多的壓強(qiáng)捕獲離子。 (Shaffer, S. Α. ；Tang, K. Q. ；Anderson, G. Α. ；Prior, D. C. ；Udseth, H. R. ；Smith, R. D. Rapid Communications in Mass Spectrometryl997，11，1813-1817)利用離子阱的該特性，在此 提出一種可選的大氣壓接口，即不連續(xù)的大氣壓接口(DAPI)，以在具有離子捕獲部件的質(zhì) 譜儀的規(guī)定抽吸容量下達(dá)到最大的離子傳送率。不連續(xù)的API的概念是指在離子導(dǎo)入過 程中打開大氣壓接口的通道，然后在每次掃描過程中關(guān)閉所述通道以隨后進(jìn)行質(zhì)量分析。 與傳統(tǒng)的連續(xù)API相比，不連續(xù)的API可以使用具有大得多的流導(dǎo)的離子傳送通道。當(dāng)打 開通道以使離子導(dǎo)入量最大時，支管內(nèi)的壓強(qiáng)暫時明顯上升。可以斷開所有高電壓并僅接 通低電壓RF，以便在該期間內(nèi)捕獲離子。在導(dǎo)入離子后關(guān)閉通道，并且在可接通高電壓且可 以在高電壓下掃描RF以進(jìn)行質(zhì)量分析時，使壓強(qiáng)在一段時間內(nèi)下降至理想壓強(qiáng)以進(jìn)行進(jìn) 一步的離子處理或質(zhì)量分析。不連續(xù)的API以受控的方式打開和關(guān)閉氣流。當(dāng)API打開時，真空支管內(nèi)的壓強(qiáng) 上升，而當(dāng)API關(guān)閉時，真空支管內(nèi)的壓強(qiáng)下降。不連續(xù)的大氣壓接口與捕獲裝置(例如質(zhì) 量分析器或中間級存儲裝置)的結(jié)合允許離子包以最大導(dǎo)入率進(jìn)入具有特定抽吸容量的系統(tǒng)。新的不連續(xù)導(dǎo)入模式的API中的壓強(qiáng)限制部件可以使用大得多的開口。在API打 開的短時間內(nèi)，離子捕獲裝置在低RF電壓的捕獲模式下工作，以存儲引入的離子；同時，斷 開其它部件(例如轉(zhuǎn)換打拿極或電子倍增器)上的高電壓，以避免對這些處于較高壓強(qiáng)的 裝置和電子設(shè)備造成損害。然后可以關(guān)閉API，以使支管內(nèi)的壓強(qiáng)回落至質(zhì)量分析的理想 值，這時在阱中對離子進(jìn)行質(zhì)量分析，或者將離子傳送至真空系統(tǒng)內(nèi)的另一質(zhì)量分析器以 進(jìn)行質(zhì)量分析。通過以不連續(xù)的方式操作API而實(shí)現(xiàn)的雙壓模式使離子傳導(dǎo)率最大化，并 使具有一定抽吸容量的質(zhì)量分析的條件最優(yōu)化。 本發(fā)明的設(shè)計目的在于，在保持質(zhì)量分析器的最佳真空壓強(qiáng)的同時具有最大的開 口，取決于質(zhì)量分析器的類型，該理想真空壓強(qiáng)在10_3托至10_1(1托之間。大氣壓接口中的 開口越大，則傳送至真空系統(tǒng)以及質(zhì)量分析器中的離子流越大。設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單的裝置，以使用Mini 10質(zhì)譜儀對不連續(xù)的API的概念進(jìn)行 測試。在文獻(xiàn)Gao，L ；Song, Q. ；Patterson, G. Ε. ；Cooks，R· G. ；Ouyang, Ζ. Anal. Chem. 2006， 78，5994-6002中示出了 Mini 10手持式質(zhì)譜儀。與功率為幾千瓦特的用于實(shí)驗(yàn)室儀器的抽 吸系統(tǒng)相比，Mini 10質(zhì)譜儀的18W的抽吸系統(tǒng)僅具有5L/min (升/分鐘)(0. 3m3/hr)(立 方米/小時)的隔膜泵和llL/s(升/秒)的渦輪泵。不連續(xù)的API被設(shè)計用于使大氣壓 強(qiáng)區(qū)域與真空支管直接相連，而無需使用任何中間真空級。由于較大量的空氣在離子導(dǎo)入 的過程中泄漏到支管中，所以優(yōu)選以利用空氣作為緩沖氣體的性能較好的阱作為不連續(xù)的 API的質(zhì)量分析器。在Mini 10手持式質(zhì)譜儀中使用矩形離子阱進(jìn)行質(zhì)量分析，在前文已經(jīng) 闡明了具有空氣緩沖氣體的所述矩形離子阱的性能。(Gao，L. ；Song,Q. ；Patterson,G. Ε.； Cooks, R. G. ；Ouyang, Ζ. Anal. Chem. 2006，78，5994-6002)將包括 ESI、APCI 和 DESI 的多種 大氣壓強(qiáng)電離方法與Mini 10手持式質(zhì)譜儀結(jié)合，達(dá)到了與實(shí)驗(yàn)室用的測量儀相當(dāng)?shù)臋z測 極限(LOD)，同時還保持了單位分辨率和串聯(lián)質(zhì)譜測定效率。圖1中示出了第一實(shí)施例，其中使用夾管閥來打開和關(guān)斷將大氣壓區(qū)域與真空 區(qū)域相連的硅膠管中的通路。使用常閉夾管閥(390NC24330，ASCO Valve Inc.，F(xiàn)lorham Park,NJ)來控制真空支管的通向大氣壓區(qū)域的開口。兩個不銹鋼毛細(xì)管與硅塑料管相連， 由夾管閥控制該硅塑料管的開/閉狀態(tài)。與大氣相連的不銹鋼毛細(xì)管是限流元件，其ID (內(nèi) 徑)為250 μ m (微米)，OD (外徑)為1.6mm (1/16〃)(1/16英寸)，并且長度為10cm。位 于真空側(cè)的不銹鋼毛細(xì)管的內(nèi)徑為^讓，外徑為^！?。。！/化")，并且長度為5.0cm。硅 塑料管的內(nèi)徑為1/16"，外徑為1/8"，并且長度為5. 0cm。兩不銹鋼毛細(xì)管均接地。Mini 10手持式質(zhì)譜儀的抽吸系統(tǒng)包括抽吸速度為5L/min (升/分鐘)(0. 3m3/hr)的兩級式隔膜 泵 1091-N84. 0-8. 99 (KNFNeuberger Inc.，Trenton, NJ)，和抽吸速度為 llL/s 的 TPD 011 混合渦輪分子泵(Pfeiffer Vacuum Inc.，Nashua, NH)。當(dāng)對夾管閥持續(xù)通電并且硅塑料管持續(xù)打開時，流導(dǎo)很高，以至于在隔膜泵工作 時真空支管中的壓強(qiáng)高于30托。測量到的離子傳送效率為0. 2%，該傳送效率與具有連續(xù) API的實(shí)驗(yàn)室用的質(zhì)譜儀的傳送效率相當(dāng)。然而，在所述這些狀況下，不能接通TPD 011混 合渦輪分子泵。在夾管閥斷電后，硅塑料管受到擠壓而關(guān)閉，隨后可以開啟渦輪泵，以將支 管抽吸至其最終壓強(qiáng)，該最終壓強(qiáng)處于1 X ΙΟ"5托的范圍內(nèi)。使用離子阱執(zhí)行質(zhì)量分析的操作順序通常包括(但不限于)離子導(dǎo)入、離子冷卻和RF(射頻)掃描。在首先通過抽吸使支管壓強(qiáng)降低后，執(zhí)行如圖2a所示的掃描功能，以 便為了實(shí)施離子導(dǎo)入和質(zhì)量分析而在打開和關(guān)閉模式之間切換。在電離過程中，為夾管閥 通入24V DC(直流電)，并且打開API。在該階段內(nèi)，RIT端電極I上的電位也被設(shè)置為接 地。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)夾管閥的最小響應(yīng)時間為10ms，并且將15ms到30ms之間的電離時間用作不 連續(xù)的API的特性值。在關(guān)閉API之后，執(zhí)行冷卻操作，冷卻時間在250ms到500ms之間， 以使壓強(qiáng)下降并且使離子通過與背景空氣分子碰撞而冷卻。然后接通電子倍增器上的高電 壓，并且掃描RF電壓以進(jìn)行質(zhì)量分析。在不連續(xù)的API的操作過程中，可以使用Mini 10上的微型皮拉尼真空計(MKS 925C, MKS Instruments, Inc. Wilmington, ΜΑ)來監(jiān)視支管中的壓強(qiáng)變化。當(dāng)打開時間為 20ms且關(guān)閉時間為850ms時，記錄皮拉尼真空計的讀數(shù)并如圖2b所示地畫出這些讀數(shù)。測 量到壓強(qiáng)在8X10—2托和1X10—3托之間變化。對具有不同流導(dǎo)的毛細(xì)管進(jìn)行測試以作為限 流元件，包括內(nèi)徑為127μπι和內(nèi)徑為500μπι的IOcm長的毛細(xì)管。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用內(nèi)徑 為127μπι的IOcm長的毛細(xì)管時，靈敏度明顯下降，而當(dāng)使用內(nèi)徑為500 μ m的IOcm長的毛 細(xì)管時，需要長得多的冷卻時間(2秒至3秒)來使壓強(qiáng)下降。在Mini 10質(zhì)譜儀上使用不同的大氣電離源，以檢驗(yàn)該不連續(xù)的大氣壓接口的性 能。質(zhì)量分析使用5000m/z (質(zhì)荷比)每秒的掃描速度，同時使用350kHz的共振激發(fā)AC 和-1600V的電子倍增器電壓來進(jìn)行離子檢測。以1 1的甲醇水和0.5%的乙酸制備用 于ESI和納米ESI的試樣溶液。對由甲基苯丙胺、可卡因和海洛因組成的250ppm(百萬分 之二百五十)的標(biāo)準(zhǔn)乙腈藥物混合溶液(Alltech-AppliedScience Labs，State College, PA)進(jìn)行稀釋，以制備不同濃度的試樣。
首先使用納米ESI源確定Mini 10質(zhì)譜儀上的不連續(xù)的API的特征，該納米ESI 源由裝備在外殼中的納米噴嘴構(gòu)成。(Wilm,M. ；Mann,Μ. Anal. Chem. 1996,68,1-8 ；Pan,P.； Gunawardena, H. P. ；Xia，Y. ；Mckuckey, S. A. Anal. Chem. 2004, 76,1165-1174)施加 1.3kV 至Ij 2. 5kV之間的噴霧電壓。使用帶有不連續(xù)的API的Mini 10質(zhì)譜儀對含有5ppm的咖啡因和 可卡因的試樣溶液進(jìn)行分析。在DAPI的20ms的離子導(dǎo)入過程中，RF電壓設(shè)置成60質(zhì)荷 比(m/z)的下質(zhì)量截止(LMCO)電壓，相應(yīng)于約160V。_P，并掃描至450質(zhì)荷比(1200VQ_P)，以 記錄如圖3a所示的質(zhì)譜。觀察到咖啡因的質(zhì)子化分子為195質(zhì)荷比，可卡因的質(zhì)子化分子 為304質(zhì)荷比。盡管在高得多的壓強(qiáng)下導(dǎo)入分子，但在約5毫托的壓強(qiáng)下進(jìn)行質(zhì)量分析并 且得到單位分辨率。同樣在離子導(dǎo)入時間為20ms的情況下對含有50ppb的甲基苯丙胺、可 卡因和海洛因的另一試樣溶液進(jìn)行分析(如圖3b所示)。由于使用的濃度低得多，所以該 試樣的信噪比較低，但是表明該試樣可以達(dá)到比50ppb更低的LOD(檢測極限)。還對含有 400ppt (萬億分之四百)的甲基苯丙胺、可卡因和海洛因的另一試樣溶液進(jìn)行分析(圖8)， 表明檢測極限低于400ppt。通過使用改變的掃描功能，也可以用不連續(xù)的API進(jìn)行串聯(lián)質(zhì)譜測定，所述改變 的掃描功能在冷卻階段和RF掃描階段之間具有另外兩個階段離子隔離階段和離子激發(fā) 階段。首先通過施加SWIFT波形而將離子隔離，隨后通過施加激發(fā)AC而經(jīng)由CID (碰撞誘 導(dǎo)解離)使離子分裂。(Gao,L. ；Song, Q. ；Patterson, G. Ε. ；Cooks, R. G. ；Ouyang, Ζ. Anal. Chem. 2006，78，5994-6002)在20ms的離子導(dǎo)入階段和500ms的冷卻階段后，支管內(nèi)的壓強(qiáng) 在毫托范圍內(nèi)，CID的條件與先前沒有大氣壓接口時使用的條件相同。(Gao，L. ；Song, Q.；Patterson, G. Ε. ；Cooks, R. G. ；Ouyang, Ζ. Anal. Chem. 2006, 78, 5994-6002)不再力口入另夕卜 的碰撞氣體，而是將支管中的剩余空氣用作碰撞氣體。使用具有納米ESI源和不連續(xù)的API 的MS/MS質(zhì)譜儀對含有500ppb的甲基苯丙胺、可卡因和海洛因的試樣溶液進(jìn)行分析。使用 陷波窗口在300kHz到310kHz之間的波形來對前體離子進(jìn)行隔離，然后使用IOOkHz的激發(fā) AC來進(jìn)行CID。在圖4中記錄并示出了混合物的MS質(zhì)譜和各種成分的MS2質(zhì)譜。觀察到 了這三種化合物的質(zhì)子化分子的典型分裂模式。對于串聯(lián)質(zhì)量分析，在離子導(dǎo)入步驟和最終RF掃描步驟之間加入另外的操作，包 括離子隔離、離子激發(fā)和離子冷卻。夾管閥的操作與離子光學(xué)和RIT掃描的操作同步。在 該特定情況下，夾管閥打開約20ms，在該期間內(nèi) ，通過將RIT的端電極I的電壓設(shè)置為接地 以使離子能夠進(jìn)入真空支管，進(jìn)而使離子能夠進(jìn)入RIT ；在該期間內(nèi)，支管內(nèi)的壓強(qiáng)上升。 在關(guān)閉夾管閥后，離子在RIT中的捕獲時間達(dá)數(shù)百毫秒，并且支管內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸下降至質(zhì) 量分析的最佳值。隨后為離子檢測器接通高電壓，對施加在RIT上的RF進(jìn)行掃描，從而根 據(jù)質(zhì)量選擇性地激發(fā)離子，并且還可以同時施加輔助AC以進(jìn)行共振激發(fā)。該質(zhì)量分析步驟 的順序可以重復(fù)。使用不連續(xù)的API和Mini 10質(zhì)譜儀以ESI源對氨基酸進(jìn)行分析。噴射方向與 接口的不銹鋼管成30°角，以使導(dǎo)入真空系統(tǒng)的中性液滴的量最小化。在3kV的高電壓和 SOpsi (磅/平方英寸)的鞘氣壓下以0.5μ1/π η (微升/分鐘)的流速噴射試樣。記錄離 子導(dǎo)入時間為20ms的含有500ppb的賴氨酸的溶液的ESI-MS質(zhì)譜，如圖5a所示。觀察到 質(zhì)子化分子[M+N] + (m/z 147)和質(zhì)子化二聚體[2M+N] + (m/z 293)。除了 ESI (圖9a)之外，本實(shí)驗(yàn)裝備還可以使用其它的電離方法。如圖9b所示，將 使用鉬絲進(jìn)行電暈放電的大氣壓化學(xué)電離源與不連續(xù)的大氣壓接口一起使用。以衛(wèi)生球散 發(fā)的蒸氣作為試樣，并且如圖10中所示記錄萘和其它化學(xué)成分的質(zhì)譜。利用化學(xué)戰(zhàn)模擬劑甲基磷酸二甲酯(DMMP)和APCI源來驗(yàn)證使用不連續(xù)的API 的氣體試樣分析，如前所述，APCI源與Mini 10質(zhì)譜儀一同使用，并使用不銹鋼電暈放電 針。(Carroll, D. I. ；Dzidic, I. ；Stillwell, R. N. ；Haegele, K. D. ；Horning, Ε. C. Anal. Chem. 1975，47，2369-2373 ；Laughlin, B. C. ；Mulligan, C. C. ；Cooks, R. G. Anal. Chem. 2005, 77,2928-2939)放電針設(shè)置在距離不銹鋼毛細(xì)管入口 5mm的地方，其上加有3kV的電壓。將 容納有50ppb的混合空氣的DMMP的燒瓶放置在放電針下方，并從燒瓶上取下瓶塞，以使試 樣逸出。如圖5b所示，記錄離子導(dǎo)入時間為20ms的質(zhì)譜。觀察到質(zhì)子化分子[M+H] + (m/z 125)和質(zhì)子鍵合的二聚體[2M+H] + (m/z 249)。對該50ppb濃度的試樣進(jìn)行的分析獲得了 良好的信噪比。在另一試驗(yàn)中，觀察到含有IOppb(十億分之十)的DMMP的空氣試樣的信 噪比為50，基于此估計出LOD為Ippb (十億分之一)以下。為了驗(yàn)證使用不連續(xù)的API的直接環(huán)境取樣法，將DESI源設(shè)置為用于直接從表面 分析試樣。通過將含有5ppm的可卡因的5μ1甲醇水(1 1)溶液沉積在特氟龍表面上的 2X3mm的區(qū)域內(nèi)來制備試樣。在試樣風(fēng)干后，使用帶有DESI和不連續(xù)的API的Mini 10 質(zhì)譜儀來分析該試樣。在3kV的噴霧電壓下以lOml/min(毫升/分鐘)的流速噴射比例為 1 1的甲醇水溶劑，以形成取樣帶電液滴。采用55°的噴射角和10°的接受角，并使用 120psi的鞘氣壓。噴嘴和特氟龍表面之間的距離為約2mm，并且取樣面積被估計為1mm2。在 15ms的離子導(dǎo)入時間下分析特氟龍表面上的試樣區(qū)域和空白區(qū)域，并且記錄空白區(qū)域的質(zhì)譜以用作背景消除。表面上的固體可卡因被DESI解吸并電離，并且觀察到質(zhì)子化分子m/z 304 (圖 6)。還進(jìn)行表面上的直接墨水分析來驗(yàn)證使用包括DESI、不連續(xù)的API和Mini 10質(zhì) 譜儀的儀器套件的快速現(xiàn)場分析。分別用BIC RoimdStic黑色圓珠筆和BIC Round Stic藍(lán) 色圓珠筆在一張打印紙(XeroxCorporation，Rochester，NY)上畫兩個2mmX 3mm的點(diǎn)。除了 溶劑的甲醇水比為9 1以外，DESI的實(shí)驗(yàn)條件與上述的實(shí)驗(yàn)條件相同。在15ms的離子導(dǎo) 入時間下分析紙張上的兩個試樣區(qū)域，并且記錄質(zhì)譜，如圖7所示。在黑色圓珠筆墨水中發(fā) 現(xiàn)了對應(yīng)于峰值m/z 372的堿性紫3 (圖7a)，而在藍(lán)色圓珠筆墨水中發(fā)現(xiàn)了堿性紫3和堿 性藍(lán)26(m/z 470)(圖7b)。觀察到的藍(lán)色圓珠筆墨水和黑色圓珠筆墨水的峰值m/z 358和 m/z 344 據(jù)稱為堿性紫 3 的氧化脫甲基產(chǎn)物。(Ifa,D. R. ；Gumaelius，L. Μ. ；Eberlin，L. S.； Manicke,N. Ε. ；Cooks, R. G. Analyst 2007,132,461-467 ；Grim, D. Μ. ；Siegel, J. ；Allison, J.J. Forensic Sci.2002，47，1265-1273) 可以使用不連續(xù)的大氣壓接口的多種裝置在壓強(qiáng)不同的兩個區(qū)域之間傳送離子， 打開所述大氣壓接口以允許離子傳送，并在傳送離子后關(guān)閉所述大氣壓接口，從而能夠形 成不同的氣壓，由此以有限的抽吸容量實(shí)現(xiàn)在壓強(qiáng)不同的兩個區(qū)域之間的高效離子傳送。雖然結(jié)合所示的優(yōu)選實(shí)施例公開了這些技術(shù)特征，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 明顯看出，在由后附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神范圍內(nèi)可以做出本發(fā)明的其它實(shí)施 例。所有參考文獻(xiàn)，包括已出版的專利和已公開的專利申請，均以引用的方式整體并入本 文。
權(quán)利要求
一種用于控制離子的移動的裝置，所述裝置包括閥門，其與管的外部對準(zhǔn)，其中所述閥門控制通過所述管的離子的移動；以及第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管，所述第一毛細(xì)管插入所述管的第一端，所述第二毛細(xì)管插入所述管的第二端，其中所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管均不與所述管的與所述閥門對準(zhǔn)的部分重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一毛細(xì)管的近端與捕獲裝置相連，所述捕獲裝置內(nèi)的壓強(qiáng)低于大氣壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二毛細(xì)管的遠(yuǎn)端從電離源接收離子，所述電離源基本處于大氣壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述管由惰性塑料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中， 所述惰性塑料為硅塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管由惰性金屬構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中， 所述惰性金屬為不銹鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有基本相同的外徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的外徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有基本相同的內(nèi)徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的內(nèi)徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述第二毛細(xì)管的內(nèi)徑小于所述第一毛細(xì)管的內(nèi)徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述閥門選自夾管閥、薄板擋板閥和針閥。
14.一種不連續(xù)的大氣壓接口系統(tǒng)，包括電離源，其用于在約處于大氣壓的區(qū)域內(nèi)把分子轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嚯x子； 捕獲裝置；以及不連續(xù)的大氣壓接口，其用于把離子從所述約處于大氣壓的區(qū)域傳送到壓強(qiáng)降低的至 少一個其它區(qū)域，其中所述大氣壓接口包括用于控制離子進(jìn)入所述捕獲裝置的閥門，從而 以不連續(xù)的方式將離子傳送至所述捕獲裝置內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括與所述捕獲裝置相連的至少一個真空泵。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中， 所述大氣壓接口還包括管，所述管的外部與所述閥門對準(zhǔn)；以及第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管，所述第一毛細(xì)管插入所述管的第一端，所述第二毛細(xì)管插 入所述管的第二端，其中所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管均不與所述管的與所述閥門對 準(zhǔn)的部分重疊。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中， 所述大氣壓接口還包括管，所述管的外部與所述閥門對準(zhǔn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中， 所述閥門選自夾管閥、薄板擋板閥和針閥。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述閥門處于打開位置時，離子進(jìn)入所述捕獲裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述閥門處于關(guān)閉位置時，阻止離子進(jìn)入所述捕獲裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括與所述系統(tǒng)操作連接的計算機(jī)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述計算機(jī)包括構(gòu)造為用于執(zhí)行計算機(jī)可讀的程序的處理器，所述程序控制所述閥門 的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述計算機(jī)包括構(gòu)造為用于執(zhí)行計算機(jī)可讀的程序的處理器，所述程序執(zhí)行波形傅里 葉逆變換(SWIFT)隔離算法以對離子進(jìn)行分離。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，從以下技術(shù)中選擇一種技術(shù)來操作所述電離源電噴霧電離、納米電噴霧電離、大氣壓 基質(zhì)輔助激光解吸電離、大氣壓化學(xué)電離、解吸電噴霧電離、大氣壓介質(zhì)阻擋放電電離、大 氣壓低溫等離子體解吸電離和電噴霧輔助激光解吸電離。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述捕獲裝置選自質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器、手持式質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器以及中間級存儲裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量分析器選自四極離子阱、矩形離子阱、圓柱型離子阱、離子回旋共振阱和軌道阱。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述中間級存儲裝置與所述質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器或所述手持式質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器 連接。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，所述質(zhì)量分析器選自濾質(zhì)器、四極離子阱、矩形離子阱、圓柱型離子阱、離子回旋共振 阱、軌道阱、飛行時間質(zhì)譜儀和扇形磁場質(zhì)譜儀。
29.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括與所述第二毛細(xì)管的遠(yuǎn)端相連的離子積聚表面。
30.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括與所述管的遠(yuǎn)端相連的離子積聚表面。
31.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其中，所述管由惰性塑料構(gòu)成。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中， 所述惰性塑料為硅塑料。
33.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管由惰性金屬構(gòu)成。
34.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中， 所述惰性金屬為不銹鋼。
35.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有基本相同的外徑。
36.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的外徑。
37.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有基本相同的內(nèi)徑。
38.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的內(nèi)徑。
39.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述第二毛細(xì)管的內(nèi)徑小于所述第一毛細(xì)管的內(nèi)徑。
40.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述閥門以與所述質(zhì)量分析器的操作同步的方式進(jìn)行操作，以控制離子的進(jìn)入。
41.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述不連續(xù)的大氣壓接口與所述質(zhì)量分析器偏軸地設(shè)置。
42.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括離子光學(xué)元件，其位于所述不連續(xù)的大氣壓接口與所述質(zhì)量分析器之間，以將離子導(dǎo) 入所述質(zhì)量分析器。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中， 所述離子光學(xué)元件為聚焦鏡筒透鏡。
44.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括離子光學(xué)元件，其位于所述電離源與所述不連續(xù)的大氣壓接口之間，以將離子導(dǎo)入所 述質(zhì)量分析器。
45.一種成套工具，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置和容器。
46.一種成套工具，其包括根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)和容器。
47.根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的成套工具，還包括使用說明。
48.一種將大氣壓下的離子不連續(xù)地傳送至壓強(qiáng)降低的捕獲裝置中的方法，所述方法 包括打開與大氣壓接口相連的閥門，其中打開所述閥門使得可以將基本處于大氣壓的離子 傳送至所述壓強(qiáng)降低的捕獲裝置；以及關(guān)閉與大氣壓接口相連的閥門，其中關(guān)閉所述閥門防止基本處于大氣壓的離子繼續(xù)傳 送至所述壓強(qiáng)降低的捕獲裝置。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中，在打開所述閥門之前，所述方法還包括將分子轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嚯x子。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)變步驟選自電噴霧電離、納米電噴霧電離、大氣壓基質(zhì)輔助激光解吸電離、大氣 壓化學(xué)電離、解吸電噴霧電離、大氣壓介質(zhì)阻擋放電電離、大氣壓低溫等離子體解吸電離和 電噴霧輔助激光解吸電離。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中，通過與所述大氣壓接口操作連接的計算機(jī)控制所述閥門的打開和關(guān)閉。
52.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中，所述捕獲裝置選自質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器、手持式質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器以及中間級存儲直ο
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中，所述質(zhì)量分析器選自四極離子阱、矩形離子阱、圓柱型離子阱、離子回旋共振阱和軌道阱。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中，所述中間級存儲裝置與所述質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器或所述手持式質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器 連接。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述質(zhì)量分析器選自濾質(zhì)器、四極離子阱、矩形離子阱、圓柱型離子阱、離子回旋共振 阱、軌道阱、飛行時間質(zhì)譜儀和扇形磁場質(zhì)譜儀。
56.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中，當(dāng)所述閥門打開時，所述質(zhì)量分析器的電壓被設(shè)置為接地。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中，在將離子傳送至所述質(zhì)量分析器內(nèi)并且關(guān)閉所述閥門之后，由所述質(zhì)量分析器保持所 述離子以進(jìn)行進(jìn)一步操作。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中，在所述進(jìn)一步操作之前，離子被冷卻并且壓強(qiáng)進(jìn)一步降低。
59.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中， 所述進(jìn)一步操作包括對離子的質(zhì)量分析。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中，所述計算機(jī)使所述閥門的打開和關(guān)閉與所述質(zhì)量分析器中的所述離子質(zhì)量分析的順 序同步。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中，所述計算機(jī)使所述閥門的打開和關(guān)閉與所述質(zhì)量分析器中的允許離子串聯(lián)質(zhì)量分析 的步驟的順序同步。
62.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中， 所述閥門選自夾管閥、薄板擋板閥和針閥。
63.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中， 所述大氣壓接口還包括管，所述管的外部與所述閥門對準(zhǔn)。
64.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中， 所述大氣壓接口還包括管，所述管的外部與所述閥門對準(zhǔn)；以及第一毛細(xì)管和第二毛細(xì)管，所述第一毛細(xì)管插入所述管的第一端，所述第二毛細(xì)管插 入所述管的第二端，其中所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管均不與所述管的與所述閥門對 準(zhǔn)的部分重疊。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中，在將分子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子后，將離子存儲在與處于大氣壓的所述第二毛細(xì)管的遠(yuǎn)端相連的 功能表面上，其中從連續(xù)工作的離子源向所述功能表面連續(xù)地供給離子。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中， 存儲在所述功能表面上的離子隨后通過所述大氣壓接口傳送至所述捕獲裝置。
67.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中，在將分子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子后，將離子存儲在與處于大氣壓的管的遠(yuǎn)端相連的功能表面上， 其中從連續(xù)工作的離子源向所述功能表面連續(xù)地供給離子。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中，存儲在所述功能表面上的離子隨后通過所述大氣壓接口傳送至所述捕獲裝置。
69.根據(jù)權(quán)利要求63或64所述的方法，其中， 所述管由惰性塑料構(gòu)成。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其中， 所述惰性塑料為硅塑料。
71.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管由惰性金屬構(gòu)成。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中， 所述惰性金屬為不銹鋼。
73.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有基本相同的外徑。
74.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的外徑。
75.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有基本相同的內(nèi)徑。
76.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述第一毛細(xì)管和所述第二毛細(xì)管具有不同的內(nèi)徑。
77.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述第二毛細(xì)管的內(nèi)徑小于所述第一毛細(xì)管的內(nèi)徑。
78.一種將離子不連續(xù)地傳送至質(zhì)譜儀中的方法，所述方法包括打開與大氣壓接口相連的閥門，其中打開所述閥門使得能夠?qū)⒒咎幱诖髿鈮旱碾x子 傳送至所述質(zhì)譜儀中的壓強(qiáng)降低的質(zhì)量分析器；以及關(guān)閉與所述大氣壓接口相連的所述閥門，其中關(guān)閉所述閥門防止基本處于大氣壓的離 子繼續(xù)傳送至所述質(zhì)譜儀中的壓強(qiáng)降低的質(zhì)量分析器。
79.一種用于控制離子的移動的裝置，所述裝置包括閥門，其與管的外部對準(zhǔn)，其中，所述閥門控制通過所述管的離子的移動。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置，其中，所述管的近端與捕獲裝置相連，所述捕獲裝置中的壓強(qiáng)低于大氣壓。
81.根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置，其中，所述管的遠(yuǎn)端從電離源接收離子，所述電離源基本處于大氣壓。
82.根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置，其中，所述管的遠(yuǎn)端接收處于第一壓強(qiáng)的離子，所述管的近端與捕獲裝置相連，所述捕獲裝 置所處的壓強(qiáng)低于所述第一壓強(qiáng)。
83.根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置，其中， 所述管由惰性塑料構(gòu)成。
84.根據(jù)權(quán)利要求83所述的裝置，其中， 所述惰性塑料為硅塑料。
85.根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置，其中， 所述閥門選自夾管閥、薄板擋板閥和針閥。
86.一種成套工具，其包括根據(jù)權(quán)利要求79所述的裝置和容器。
全文摘要
一種通過接口連接大氣壓離子源和質(zhì)譜儀的方法，所述大氣壓離子源包括電噴霧電離源和解吸電噴霧電離源，所述質(zhì)譜儀例如為小型質(zhì)譜儀，其中以不連續(xù)的方式將離子化試樣導(dǎo)入所述質(zhì)譜儀。不連續(xù)的導(dǎo)入提高了儀器的抽吸容量與含有離子化試樣的大氣壓氣體的體積的匹配度。通過在更高的性能條件下操作質(zhì)譜儀和在大氣壓下積聚離子，抵消了樣本導(dǎo)入占空比的下降。
文檔編號H01J49/00GK101820979SQ200880101096
公開日2010年9月1日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者L·高, Z·歐陽, 羅伯特·格雷厄姆·庫克斯 申請人:普度研究基金會