CN107658205A - 一种maldi用光路及高压电场施加装置及质谱仪 - Google Patents
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Abstract
一种MALDI用光路及高压电场施加装置及质谱仪，该光路及高压电场施加装置包括主体，主体内设有主腔以及位于主腔底端的离子引出加速区域，主腔内还设有激光装置、成像装置和组合装置，激光装置、成像装置和组合装置均具有从主体表面延伸至离子引出加速区域的延伸通道，激光装置和成像装置分别位于组合装置两侧；组合装置内设有用于离子聚焦的离子透镜组件；激光装置内设有用于激光聚焦的聚焦镜组，成像装置内设有透镜组；离子引出加速区域内还设有电极板，电极板位于激光装置、成像装置和组合装置的下方且电极板上设有对应光路和离子路径的开孔。本发明消除了光路系统、成像系统和高压系统之间的影响，使结构更加紧凑、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及质谱仪电离源技术领域，尤其是一种MALDI用光路及高压电场施加装置及质谱仪。
背景技术
MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱,英文名Matrix-AssistedLaser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometry)是一种软电离质谱，于20世纪80年代末问世并迅速发展，MALDI以“软电离”特点以及无需复杂的样品前处理流程等优势，能够快速分析生物大分子物质(如蛋白、多肽等)，使传统的主要用于小分子物质研究的质谱技术发生了革命性的变革，从此迈入生物质谱技术发展新时代。
MALDI的原理是用激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量传递给生物分子，电离过程中将质子转移到生物分子或从生物分子得到质子，从而使生物分子完成电离。在电离过程中，激光的引入光路及光路对激光束的聚焦很大程度的决定了电离的效率，影响到离子的初始动能分散进而影响了质谱图的灵敏度和分辨率。通常，通过在电离过程中引入光源和成像系统来对电离过程和样品进行观察，还需要高压电场对离子进行加速和引出，光源和成像系统的引入首先不应影响到离子源的激光电离，同时应保障成像效果，如光源应有较高强度、照明范围较大且光能量分布均匀，成像系统能够准确、清晰的对视野场(靶板电离位置)进行成聚焦成像；而高压电场的施加在保障安全和电场的均匀的同时，还应不影响光路系统。因此，提供一种光路系统、成像系统以及高压系统之间彼此不影响、安全可靠的结构设计是现有技术亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种MALDI用光路及高压电场施加装置及质谱仪，消除光路系统、成像系统以及高压系统彼此之间的影响，使结构布局更加紧凑、可靠。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种MALDI用光路及高压电场施加装置，包括主体，所述主体内设有主腔以及位于主腔底端的离子引出加速区域，所述主腔内还设有激光装置、成像装置和组合装置，所述激光装置、成像装置和组合装置均具有从主体表面延伸至所述离子引出加速区域的延伸通道，所述激光装置和成像装置分别位于组合装置两侧，且组合装置的通道同激光装置的通道以及成像装置的通道之间均形成预定夹角；所述组合装置内设有用于离子聚焦的离子透镜组件；所述激光装置内设有用于激光聚焦的聚焦镜组，所述成像装置内设有透镜组；所述离子引出加速区域内还设有用于产生脉冲电场的电极板，所述电极板位于激光装置、成像装置和组合装置的下方且电极板上设有对应光路和离子路径的开孔。
优选的，所述离子引出加速区域的顶端设有固定支架，所述固定支架与激光装置、成像装置和组合装置固定相连。
优选的，所述固定支架上设有与所述组合装置的通道相对应的锥形通孔。
优选的，所述激光装置包括固定在固定支架上的聚焦镜安装架，所述聚焦镜安装架上固定有设置在激光装置通道上彼此平行的第一聚焦镜和第二聚焦镜。
优选的，所述成像装置包括固定在固定支架上的透镜安装架，所述透镜安装架上固定有设置在成像装置通道上的第一透镜。
优选的，所述成像装置还包括与所述透镜安装架相连的遮光筒。
优选的，所述固定支架下端设有多个绝缘柱，所述电极板安装固定在所述绝缘柱下端。
优选的，所述固定支架上固定有电极针，至少一个所述绝缘柱上设有通孔，所述电极针穿过所述通孔与电极板相连，所述主体的表面设有用于引入高压电的密封接头，所述密封接头与所述电极针相连。
优选的，所述主体上还设有照明装置，所述照明装置包括一个或多个照明组件，所述照明组件包括设置在主体表面的密封腔以及导光光纤，所述密封腔内设有照明灯，所述导光光纤的一端伸入到所述密封腔内，另一端伸入所述离子引出加速区域。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种质谱仪，包括上述的MALDI用光路及高压电场施加装置。
本发明中，激光装置、成像装置和组合装置均具有独立的延伸通道，相应的光路和离子路径分离，可消除光路系统、成像系统以及高压系统彼此之间的影响；激光装置和成像装置与组合装置呈一定的夹角指向离子引出加速区域，使得激光照射、加压和成像动作集成在离子引出加速区域，改善了原有的结构布局，使结构更加紧凑、可靠。
附图说明
图1为本发明一种实施例的MALDI用光路及高压电场施加装置的剖面图；
图2为本发明一种实施例的MALDI用光路及高压电场施加装置在俯视视角下的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种MALDI用光路及高压电场施加装置，如图1和图2所示，其包括主体1，主体1内设有相对封闭的主腔100，为了便于后续所提各种装置进入到主腔100，在主体1的表面设有导通至主腔100的开口。主腔100的底端设有离子引出加速区域101，该离子引出加速区域101是主腔100内分隔出的用于离子引出加速的工作区域。
所述空腔100内还设有激光装置40、成像装置50和组合装置30，所述激光装置40、成像装置50和组合装置30均具有从主体1表面延伸至所述离子引出加速区域101的延伸通道，各装置的通道之间彼此分离。激光装置40的通道可以设置为相对封闭也可以设置为开放式，如图中所示，轴心线所在的通道与主腔100连通。而成像装置50和组合装置30的通道相对封闭，不与主腔100直接连通。其中，所述激光装置40和成像装置50分别位于组合装置30的两侧，组合装置30的通道轴向可以保持竖直，且组合装置30的通道同激光装置40的通道以及组合装置30的通道同成像装置50的通道之间均形成预定夹角，该夹角的大小将决定电离位置点的高度，影响电离和离子传输效率，因而，本领域技术人员可以根据实际需要确定该夹角的具体数值。
其中，所述组合装置30内设有用于离子聚焦的离子透镜组件6，离子从放置样品的靶板上产生，经过离子引出加速区域101进行离子引出和加速，进入到组合装置30的通道中，离子透镜组件6对离子进行聚焦，使离子聚集成一束从组合装置30的通道中向上飞出离子源，进入到无场飞行区。离子透镜组件6附近设置有第一电极针7与高压电场组件以向其提供高压电，上述离子透镜组件6和高压电场组件均可以采用现有技术的常规设计，在此不做赘述。
所述激光装置40内设有用于激光聚焦的聚焦镜组，以使激光在通道内进行聚焦，并最终通过通道照射在放置样品的靶板上。所述成像装置50内设有透镜组以供光路穿过，并最终被摄像镜头拍摄，以便观察电离过程和样品。所述离子引出加速区域101内还设有用于产生脉冲电场的电极板3，所述电极板3位于激光装置40、成像装置50和组合装置30的下方且电极板3上设有对应光路和离子路径的开孔，以便光子和离子从电极板3上穿过。该电极板3上加载脉冲电场，完成离子的引出和加速。
在一种实施例中，所述离子引出加速区域101的顶端设有固定支架2，固定支架2与激光装置40、成像装置50和组合装置30固定相连，以将激光装置40、成像装置50和组合装置30下端固定，防止位置发生偏移。其中，激光装置40、成像装置50和组合装置30可以分别设置一个固定支架2。但是为了结构的紧凑和可靠性，激光装置40、成像装置50和组合装置30固定在同一个固定支架2上。
其中，所述固定支架2上设有与所述组合装置30的通道相对应的锥形通孔10，以引导离子更加准确进入到离子透镜组件6。且所述激光装置40包括固定在固定支架上2的聚焦镜安装架15，所述聚焦镜安装架15上固定有设置在激光装置40通道上彼此平行的第一聚焦镜14和第二聚焦镜13，以分别对激光进行聚焦。
进一步的，所述激光装置40还包括设置在主体1表面的第一压块12以及位于所述第一压块12下方并通过第一压块12压紧固定的第三聚焦镜11。
在一种实施例中，所述成像装置50包括固定在固定支架2上的透镜安装架20，所述透镜安装架20上固定有设置在成像装置50通道上的第一透镜19。且所述成像装置50还包括设置在主体1表面的第二压块17以及位于所述第二压块17下方并通过第二压块17压紧固定的第二透镜16，影像依次通过第一透镜19和第二透镜16，并最终进入到相应的摄像装置内。在第二透镜16和透镜安装架20之间还设有遮光筒18，以遮挡光路上的杂质光，保证拍摄画面的质量。
在一种实施例中，所述固定支架2下端设有多个绝缘柱4，所述电极板3安装固定在所述绝缘柱4下端，以使电极板3与固定支架2之间电绝缘，形成高压电场。且所述固定支架2上固定有第二电极针5，至少一个所述绝缘柱4上设有通孔，所述第二电极针穿过相应的通孔与电极板3电连接，所述主体1的表面设有用于多个引入高压电的密封接头，如图中示例，包括第一密封接头8和第二密封接头9，外部的高压电路可以接在密封接头上，密封接头再与内部的电极针相连，从而向电极板或者离子透镜供电。
在一种实施例中，所述主体1上还设有照明装置，所述照明装置包括一个或多个照明组件，如图中所示，包括第一照明组件21和第二照明组件22，第一照明组件21和第二照明组件22均包括设置在主体1表面的密封腔以及导光光纤，密封腔内设有照明灯，导光光纤的一端伸入到所述密封腔内，另一端伸入所述离子引出加速区域101，则照明灯的光照通过该导光光纤传导至离子引出加速区域101，透过电极板3对样品提供照明。
在一种实施例中，所述激光装置40、成像装置50和组合装置30的通道的轴心交汇于离子引出加速区域101内的同一点，该同一点即为电离位置，保证电离以及成像的准确性。
本发明实施例还提供一种质谱仪，包括上述的MALDI用光路及高压电场施加装置。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
包括主体，所述主体内设有主腔以及位于主腔底端的离子引出加速区域，所述主腔内还设有激光装置、成像装置和组合装置，所述激光装置、成像装置和组合装置均具有从主体表面延伸至所述离子引出加速区域的延伸通道，所述激光装置和成像装置分别位于组合装置两侧，且组合装置的通道同激光装置的通道以及成像装置的通道之间均形成预定夹角；所述组合装置内设有用于离子聚焦的离子透镜组件；所述激光装置内设有用于激光聚焦的聚焦镜组，所述成像装置内设有透镜组；所述离子引出加速区域内还设有用于产生脉冲电场的电极板，所述电极板位于激光装置、成像装置和组合装置的下方且电极板上设有对应光路和离子路径的开孔。
2.根据权利要求1所述的MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
所述离子引出加速区域的顶端设有固定支架，所述固定支架与激光装置、成像装置和组合装置固定相连。
3.根据权利要求2所述的MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
所述固定支架上设有与所述组合装置的通道相对应的锥形通孔。
4.根据权利要求2所述的MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
所述激光装置包括固定在固定支架上的聚焦镜安装架，所述聚焦镜安装架上固定有设置在激光装置通道上彼此平行的第一聚焦镜和第二聚焦镜。
5.根据权利要求2所述的MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
所述成像装置包括固定在固定支架上的透镜安装架，所述透镜安装架上固定有设置在成像装置通道上的第一透镜。
6.根据权利要求5所述的MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
所述成像装置还包括与所述透镜安装架相连的遮光筒。
7.根据权利要求2所述的MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
所述固定支架下端设有多个绝缘柱，所述电极板安装固定在所述绝缘柱下端。
8.根据权利要求7所述的MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
所述固定支架上固定有电极针，至少一个所述绝缘柱上设有通孔，所述电极针穿过所述通孔与电极板相连，所述主体的表面设有用于引入高压电的密封接头，所述密封接头与所述电极针相连。
9.根据权利要求1-8任一项所述的MALDI用光路及高压电场施加装置，其特征在于：
所述主体上还设有照明装置，所述照明装置包括一个或多个照明组件，所述照明组件包括设置在主体表面的密封腔以及导光光纤，所述密封腔内设有照明灯，所述导光光纤的一端伸入到所述密封腔内，另一端伸入所述离子引出加速区域。
10.一种质谱仪，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的MALDI用光路及高压电场施加装置。
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