CN106057626B - 三维离子淌度质谱联用仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于同分异构体样品分离分析技术领域，具体为一种三维离子淌度质谱联用仪。本发明包括电离源模块、离子淌度模块、质谱检测器模块；电离源模块包括离子源喷针及去溶剂化区；离子淌度模块包括第一离子聚焦透镜、离子阱、进口端挡板、缓冲气出口、环状电极、加热环、强不对称场电极、缓冲气入口、第二离子聚焦透镜；质谱检测器模块包括离子传输四级杆及所述飞行时间质谱。三个模块中心在同一条中轴线上，电离源模块连接于所述离子淌度模块中第一离子聚焦透镜上；离子淌度模块通过第二离子聚焦透镜连接质谱检测模块的离子传输聚焦装置。本发明利用环状叠电极带动离子飞行，缓冲气从反方向进入；同时在第三维度上进一步添加一维电场，增加缓冲气与离子碰撞机会，大大提高了分离效率。

Description

三维离子淌度质谱联用仪

技术领域

本发明属于同分异构体样品分离分析技术领域，具体涉及一种三维离子淌度质谱联用仪。

背景技术

同分异构体的分离始终是生物医药等领域分离分析的一大难点，而这一难点也使得诸多问题的解决产生了滞后。如生物样品中的多糖同分异构体，携带着众多生物标记，在疾病的预判、诊断、治疗以及新陈代谢等多方面起到至关重要的作用。然而，多糖固有的结构差异是目前对其进行全方位分析存在的最大挑战，也是糖组学滞后于蛋白组学及基因组学的主要原因之一。这些同分异构体的分子量完全相同，如果仅用传统的方法进行分离检测，如液相色谱对某些类型的同分异构体的分离难度较大，不仅分离度较差，并且分离速度慢，成本较高。而常规的质谱检测，对于相同质核比的样品是完全没有任何分辨能力的；另外，对于一些极性相差较小的多糖同分异构体，采用传统的方法基本上是无法进行分离的。

离子迁移谱-质谱联用技术用于同分异构体的分离有着一定效果，但仍有很多不足之处。包括：离子在与缓冲气碰撞过程中的无序扩散现象，这一问题会严重影响到进入质量分析器中的粒子数量。对于强不对称场离子淌度而言，虽然能有效提高了离子淌度技术的分辨率，但这一技术中，离子靠缓冲气带动，相比于传统的离子淌度技术而言，离子与缓冲气碰撞的机会相对减少很多。若对这一问题进行完善，能够进一步通过将离子间碰撞界面的微小差异放大，有效提高离子淌度-质谱联用技术的分辨率，甚至解决目前离子淌度技术难以对大分子样品分离的问题。

鉴于上述缺陷，本发明通过研究创新，以期设计制造一种三维离子淌度质谱联用技术，能够有效对大分子同分异构体样品分离分析，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种三维离子淌度的离子淌度-质谱联用仪，用于分子量相对较大的样品进行分离，并且提高对常规样品的分离度、灵敏度，降低噪声，提高信噪比，实现高灵敏度，高准度的复杂样品分离分析。

本发明提供的具有三维结构离子淌度的离子淌度质谱联用仪，包括电离源模块、离子淌度模块、质谱检测器模块；其中：

所述电离源模块包括离子源喷针及去溶剂化区；

所述离子淌度模块包括第一离子聚焦透镜、离子漂移管、第二离子聚焦透镜；所述离子漂移管的前端与所述第一离子聚焦透镜相连接，离子漂移管的后端与所述第二离子聚焦透镜相连接；

所述三个模块的中心均在同一条中轴线上，所述电离源模块连接于所述离子淌度模块中第一离子聚焦透镜上；所述离子淌度模块通过第二离子聚焦透镜连接质谱检测模块的离子传输聚焦装置。

本发明中，优选的，所述的离子漂移管包括：

连接第一离子聚焦透镜的进口端挡板；

第一电极，所述的第一电极为中空结构的环状叠电极；

第二电极，所述的第二电极为位于环状叠电极之间的强不对称场电极；

第三电极，所述的第三电极为位于环状叠电极之间与强不对称场电极呈垂直状放置的平行电极板；

本发明中，优选的，所述的质谱检测器模块包括：

离子传输接口为四级杆、六级杆或八级杆中至少一种。

所述质谱检测器模块中的质量分析器为飞行时间质谱仪、四级杆质谱仪、离子阱质谱仪中的一种，优选的是飞行时间质谱仪。

传统强不对称场离子淌度利用缓冲气为驱动力，带动离子飞行，即气流方向与离子运动方向相同，也就大量减少离子与缓冲气碰撞机会，降低了分离效率。本发明利用环状叠电极带动离子飞行，缓冲气从反方向进入，改善了这一问题；同时在第三维度上进一步添加一维电场，进一步增加缓冲气与离子碰撞机会，提高了分离效率。本发明可用于分子量相对较大的样品进行分离，并且提高对常规样品的分离度、灵敏度，降低噪声，提高信噪比，实现高灵敏度，高准度的复杂样品分离分析。

附图说明

图1是根据本发明实施例的三维离子淌度-质谱联用仪示意图。

图2是根据本发明实施例的三维离子淌度漂移管剖视图。

具体实施方式

图1-2和以下说明详细描述了本发明的可实施方式以及指导本领域技术人员如何实现本发明的再现。为了指导本发明的技术方案，已简化或省略的一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变形或将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变形。由此，本发明并不局限于下属可选实施方式，而仅有权利要求和他们的等同物限定。

实施例：

图1 示意性给出了本发明实例中所述的三维离子淌度质谱联用仪的结构简图，如图1所示，所述离子淌度质谱联用仪包括：

电离源模块，离子淌度模块，质谱检测器模块；

所述电离源模块包括所述离子源喷针及所述去溶剂化区；

所述离子淌度模块包括第一离子聚焦透镜、离子漂移管（包括离子阱、进口端挡板、缓冲气出口、环状电极、加热环、强不对称场电极、缓冲气入口等）、第二离子聚焦透镜。

所述离子漂移管前端与所述第一离子聚焦透镜相连接，后端与所述第二离子聚焦透镜相连接。

所述质谱检测器模块通过第二离子聚焦透镜与所述离子淌度模块相连接。

所述离子传输接口为四级杆、六级杆或八级杆中至少一种。

所述质量分析器为飞行时间质谱仪、四级杆质谱仪、离子阱质谱仪中的一种，优选的是飞行时间质谱仪。

图2示意性地给出了本发明实施例的离子漂移管的结构剖面简图，如图2所示，所述离子漂移管包括：

第一电极，所述的第一电极为中空结构的环状叠电极1；

第二电极，所述的第二电极为位于环状叠电极之间的强不对称场电极2；

第三电极，所述的第三点击为位于环状叠电极之间与强不对称场电极呈垂直状放置的平行电极3；

上述三维离子淌度质谱仪的工作方式为：

样品于电离源模块被离子化并去除溶剂，随后聚焦；

聚焦后的离子进入离子淌度模块在环状叠电极的作用下飞行（飞行方向与缓冲气气流方向相反），与缓冲气进行碰撞，轴向上利用碰撞截面不同进行分离，纵向上并在强不对称场电极作用下使不同带电形式的非目标物剔除，同时在平行电极作用下，再度将碰撞截面的差别放大，提高分离效率，筛分出目标物离子，随后聚焦；

聚焦后的目标物离子经过离子传输接口进入到飞行时间质谱检测器中进行质谱检测。

Claims (2)

1.一种具有三维结构离子淌度的离子淌度质谱联用仪，其特征在于：包括电离源模块，离子淌度模块，质谱检测器模块；其中：

所述电离源模块包括离子源喷针及去溶剂化区；

所述离子淌度模块包括第一离子聚焦透镜、离子漂移管、第二离子聚焦透镜；所述离子漂移管的前端与所述第一离子聚焦透镜相连接，离子漂移管的后端与所述第二离子聚焦透镜相连接；

所述三个模块的中心均在同一条中轴线上，所述电离源模块连接于所述离子淌度模块中第一离子聚焦透镜上；所述离子淌度模块通过第二离子聚焦透镜连接质谱检测模块的离子传输聚焦装置；

所述的离子漂移管包括：

连接第一离子聚焦透镜的进口端挡板；

第一电极，所述的第一电极为中空结构的环状叠电极；

第二电极，所述的第二电极为位于环状叠电极之间的强不对称场电极；

第三电极，所述的第三电极为位于环状叠电极之间与强不对称场电极呈垂直状放置的平行电极板。

2.根据权利要求1所述的离子淌度质谱联用仪，其特征在于：所述的质谱检测器模块包括：离子传输接口，为四级杆、六级杆或八级杆中至少一种；

所述质谱检测器模块中的质量分析器为飞行时间质谱仪、四级杆质谱仪、离子阱质谱仪中的一种。