CN110391129B - 离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法 - Google Patents

离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110391129B
CN110391129B CN201810360021.2A CN201810360021A CN110391129B CN 110391129 B CN110391129 B CN 110391129B CN 201810360021 A CN201810360021 A CN 201810360021A CN 110391129 B CN110391129 B CN 110391129B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ionization
sampling probe
sample
sampling
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810360021.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110391129A (zh
Inventor
程玉鹏
孙文剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Research Laboratory Shanghai Co Ltd
Original Assignee
Shimadzu Research Laboratory Shanghai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Research Laboratory Shanghai Co Ltd filed Critical Shimadzu Research Laboratory Shanghai Co Ltd
Priority to CN201810360021.2A priority Critical patent/CN110391129B/zh
Priority to EP19788596.5A priority patent/EP3783635A4/en
Priority to US17/048,721 priority patent/US11735407B2/en
Priority to PCT/CN2019/079871 priority patent/WO2019201064A1/zh
Priority to JP2020557285A priority patent/JP2021518980A/ja
Publication of CN110391129A publication Critical patent/CN110391129A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110391129B publication Critical patent/CN110391129B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0468—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components with means for heating or cooling the sample
    • H01J49/049—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components with means for heating or cooling the sample with means for applying heat to desorb the sample; Evaporation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/626—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using heat to ionise a gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0027—Methods for using particle spectrometers
    • H01J49/0031—Step by step routines describing the use of the apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0409—Sample holders or containers
    • H01J49/0413—Sample holders or containers for automated handling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns

Abstract

本发明设计质谱和或离子迁移谱仪领域，提供了一种离子化装置及带有该离子化装置的质谱仪和离子迁移谱仪，还提供了一种离子化方法。本发明中的离子化装置的采样探针能够主动快速地采集样品，采样装置和热解吸附装置合二为一，使得采样装置更为简洁紧凑；电离部设置于采样解吸部的下游，能够确保采样探针不会干扰到电离部与分析组件入口之间的流场或电场，从而保证了装置信号的重现性和分析的灵敏度。

Description

离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法
技术领域
本发明涉及质谱或离子迁移谱仪器领域，更详细地说，本发明涉及一种用于质谱或离子迁移谱样品离子化的装置。
背景技术
随着液相色谱-质谱联用系统在分析复杂混合物上的广泛应用，大气压下工作的离子源如电喷雾离子源和大气压化学电离源已经在食品安全、环境保护和国家安全等领域投入使用。然而，分析过程中大量的时间被花费在了样品引入分析系统前的预处理过程中，阻碍了离子分析技术在工业及商业领域的进一步推广应用。
近年来，随着解吸电喷雾电离法(Desorption Electrospray Ionization,DESI)、实时直接分析法(Direct Analysis in Real Time,DART)、大气压固态样品探针(Atmospheric-pressure Solid Analysis Probe,ASAP)、解吸大气压化学电离法(Desorption Atmospheric Pressure Chemical Ionization,DAPCI)等越来越多种类的直接分析方法的出现，这一问题得到了缓解。
直接分析离子源的特点是不需要样品前处理和色谱分离，可以直接对带有基质的样品进行分析。从分析的流程上来看，其典型的分析过程可以分为两个步骤：一是将固态或者液态样品中的待测物从原来的凝聚态中解吸附出来，形成微小的液滴、气溶胶、分子以及原子等；二是将解吸附出来的待测物与各种反应物，包括离子、电子、光子以及亚稳态原子等，混合进行电离反应，从而产生待测物离子。
其中，解吸附步骤主要通过将能量传递给样品，使其获得足够的能量摆脱分子间作用力的束缚。根据获得能量方式的不同，其可以采用的方法有很多种，如利用加热、激光、超声、声表面波以及粒子撞击样品的方式进行解吸附。其中，对样品进行加热使其产生热解吸附是最常见的热解吸附方法之一。
热解吸附方法早年被应用在用于同位素丰度测量的热电离质谱中，H.W.WILSON等人在综述文章J.SCI.NSTRUM.,1963,VOL.40,273-285中对于热电离质谱中的所采用的单探针和三探针结构均予以了介绍。由于同位素丰度测量的测量时间较长，为了得到持久而有效的样品信号，通常用于解吸附的探针需要长期保持在一个相对热电离探针较低的温度下；此外，为了保证高效的电离效率和灯丝寿命，加热灯丝需要放置在非常低的气压下，无法在常压附近工作，对装置的工作环境提出了较高的要求。
热解吸附方法还可以被用于二维平面的质谱成像分析。PCT专利WO2012040559公开了一种利用纳米级探针实现对于样品表面化学成分分析的装置，该装置的探针尖端可以加热至200℃以上，当将该探针施加在样品表面时，可以将样品表面极小区域的物质气化，并通过电离装置及分析装置分析气化后物质的化学组成，以实现二维平面上高分辨的采样和分析。然而，受限于该装置的用途，即二维平面的高分辨采样和分析，承载样品的载具与加热样品的探针必须是分立设置的，该设置方式不仅使得装置结构及操作均较为复杂，无法快速采样，而且每次解吸附的样品量有限，分析灵敏度较低。
近年来，研究者们将热解吸附技术与直接分析离子源结合起来，得到了基于热解吸附的直接分析离子源。如图1所示，美国专利US8754365公开了一种可用于直接分析的离子化装置，该离子化装置的解吸附部分的样品载具为一金属丝网102，设置在电离组件101和分析组件入口103之间。使用时，可将样品施加在金属丝网102上，加热该金属丝网102使样品解吸附。
然而该技术方案中金属丝网102、电离组件101以及分析组件103三者的设置顺序会使得信号的重现性、分析的灵敏度与分析的速度、便捷性难以兼顾。举例来说，当图1中左侧的离子源101采用DART离子源时，亚稳态原子、离子或电子通过载气装置被输送到金属丝网102处，金属丝网102上的样品热解吸后与该亚稳态物质反应电离，并随载气最终进入质谱入口103。金属丝网102设置在离子源101与质谱入口103之间，将干扰载气流场，影响最终进入质谱入口103的信号稳定。即使离子源101的传质过程不由载气驱动而改换为电场驱动，金属丝网102也将对离子源101与质谱入口103间的电场产生干扰，影响分析的重现性。
此外，专利CN102969217公开了一种用于质谱系统的热解吸附装置，通过将附着有待测物的取样探针放入一个加热通道中完成待测物的热解吸附，生成气相待测物，然后与电离装置产生的带电液滴进行电离反应，生成待测物离子进行质谱分析。该装置所采用的加热通道采用热辐射或热对流的方式加热探针，加热效率较低且难以得到很高的升温速率和温度上限。而且对于功耗敏感的便携式仪器，该方案热能损失较大，较难推广使用。另外，该装置中的加热通道容易污染，会带来记忆效应，影响样品的分析。
因此，现有技术中的热解吸附及离子化装置，存在着工作环境条件要求高、装置及结构操作复杂、分析灵敏度低、重现性欠佳等问题，特别是缺乏能够兼顾解决这些问题的技术方案。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种离子化装置，能够使用探针直接地采集样品，同时采集到的样品能够在探针上被快速解吸附，从而在保证分析重现性和灵敏度的同时，提高了整个分析过程的效率。
本发明提供的离子化装置包括采样解吸部和电离部，所述采样解吸部包括采样探针和加热组件，其中，所述采样探针可拆卸地安装于所述采样解吸部，能够用于样品的主动采集；所述加热组件在常压下或常压附近对所述采样探针加热，使样品从所述采样探针表面解吸附；所述电离部设置于所述采样解吸部沿样品传质方向的下游。
在本发明所提供的技术方案中，离子化装置中的采样探针能够由使用者取下后主动采集样品，并在放回后直接在常压或常压附近被加热，或者由探针驱动部驱动探针移动来进行样品的主动采样。整个过程简单快速，无需转移样品，无需抽真空；采样装置和热解吸附装置合二为一，使得采样装置更为简洁紧凑；同时电离部设置于采样解吸部的下游，能够确保采样探针不会干扰到电离部在传质方向上的流场或电场，从而保证了装置信号的重现性和分析的灵敏度；此外，采用加热组件直接加热采样探针，能够提高加热过程的热效率，允许样品以更高效率被解吸附，进而提高了分析过程的效率。
本领域的技术人员容易理解，本发明中的“常压下或常压附近”是指大气压或略低于大气压的真空状态。
在本发明的较优技术方案中，在对所述采样探针进行加热过程的规定时间段内，所述采样探针的升温速率超过100K/s。采样探针快速升温不仅能够提高样品解吸附的速率，当升温速率超过一定范围时，液态样品还会以液滴的形态脱离采样探针的表面，从而避免一些容易热分解的样品在高温下的解离，从而减轻对于样品分子结构的破坏，拓展装置可测量的样品种类。根据样品种类和加热速率的不同，快速升温能够产生的传质流体的形态还包括但不限于气溶胶、气体分子、离子或原子等。优选地，所述采样探针的升温速率择一地选自以下范围：(i)100-150K/s；(ii)150-200K/s；(iii)200-250K/s；(iv)250-300K/s；(v)>200K/s；(vi)>300K/s。
在本发明的较优技术方案中，所述加热组件为交流或直流电源。进一步地，所述加热组件为干电池、蓄电池或锂电池。采用电池作为加热组件，能够提高设备的便携性及方便了日常维护和保养。
在本发明的较优技术方案中，所述采样探针采用丝状、片状、管状、带状或膜状导体制得。采用丝状、片状、管状、带状或膜状导体制备采样探针，能够减小采样探针的横截面积，一方面能够增加采样探针的比表面积，提高采样探针的升温和降温速率；另一方面，横截面积的减小能够增加导体单位长度的电阻，从而保证电能的消耗主要集中在探针上，降低导线处的能量损耗。通常来说，通电后装置中仅采样探针部分被加热，其他部件均保持在环境温度，因此热效率极高，而功耗又很低。
优选地，所述导体的横截面积小于10mm2。进一步优选地，所述导体的截面积能够择一地选自以下范围：(i)<1mm2；(ii)1-2mm2；(iii)2-4mm2；(iv)4-6mm2；(v)6-8mm2；(vi)8-10mm2。
进一步地，所述导体的常温电阻率大于4E-8Ω˙m。采用高电阻率的导体制备采样探针，能够进一步提高采样探针的电阻，从而保证即使在同等的电流条件下，采样探针部分可以有更大的发热量来快速升温加热。
更进一步地，所述导体为钛、铁、钴、镓、镍、铬、铂、铑、铱、铪、钨、铼、钼金属单质或是钛、铁、钴、镓、镍、铬、铂、铑、铱、铪、钨、铼、钼的合金材料中的一种或多种制成。采用上述金属导体制得的采样探针具有一定的延展性能，能够弯曲成合适形状的采样探针，方便采集样品；同时金属导体的耐热性能和导电性能均较为合适，能够提高采样探针的使用寿命和加热效率。
进一步地，所述导体的截面形状为圆形或矩形。更加优选地采用圆形截面。本发明中的采样探针由于需要主动采集样品，容易在采集样品时发生形变，采用圆形截面不容易在形变产生时引起电阻的变化，从而减少了因探针电阻变化引起的加热速率的漂移。
在本发明的较优技术方案中，所述采样探针采集的样品是多肽样品。该多肽样品通常是多肽样品的水溶液。具体地，在本发明的一些较优技术方案中，当采样探针能够以较高升温速率升温时，能够引发多肽溶液样品局部的暴沸，从而使样品以液滴形态脱离探针的表面，避免多肽样品被缓慢加热到过高温度发生解离。
在本发明的较优技术方案中，所述加热组件包括温度控制部和温度检测部，所述温度控制部能够根据所述温度检测部反馈的温度信息控制所述加热组件的开关和/或功率大小。采用温度控制部和检测部能够严格控制采样探针的加热温度，根据样品的种类及分析目标设计合适的升温曲线，大大提高了离子化装置使用的灵活性。
进一步地，所述温度控制部至少包括第一升温模块和第二升温模块，所述第一升温模块能够控制加热所述采样探针，使所述采样探针上的第一成分被解吸附，所述第二升温模块能够控制加热所述采样探针，使所述采样探针上的第二成分被解吸附。通过不同升温模块逐步加热样品，能够使样品中的不同组分在不同时间、不同温度下被解吸附出来，赋予装置分离样品中多种部分组分的功能。
进一步地，所述温度控制部还包括第三升温模块，所述第三升温模块能够控制加热所述采样探针，使所述采样探针上的样品被烧烬。温度控制部能够控制采样探针升温至预定的高温状态，使其表面样品被烧烬以保持采样探针表面的清洁，避免探针重复使用时残留的样品对实验结果的影响。
在本发明的较优技术方案中，所述加热组件能够将所述采样探针加热至1000℃以上。较高的加热温度一方面能够用于样品测量完成时的烧烬，一方面能够用于热解吸附一些难挥发的样品，拓宽可分析的样品范围。在本发明的一些较优实施方式中，可以采用丝状、膜状、片状、带状等形状的金属或合金材料制取采样探针，由于较高的比表面积和较小的体积，此类采样探针的升温速率和降温速率均极快，无需担心降温太慢妨碍检测效率，因此尤其适合采用烧烬的方法处理采样探针。
在本发明的较优技术方案中，所述加热组件为电磁场发生器，所述采样探针采用铁磁材料制得，设置于所述电磁场发生器所产生的高频电磁场中。在高频电磁场中加热铁磁性的采样探针，提供了另一种形式能够使采样探针快速升温的装置设计。
进一步地，所述电磁场发生器为螺线管或涡旋线管，所述采样探针设置于所述螺线管或涡旋线管中心轴线位置。该设置方式能够提高采样探针处磁通量的变化率，增大其内部感应涡旋电流，进而提高其升温速率。
在本发明的较优技术方案中，所述电离部包括电喷雾离子源、辉光放电离子源、介质阻挡放电离子源、电晕放电离子源或光电离源中的至少一种。配合直接分析电离源，能够最大化地提升装置的分析效率，使得本较优技术方案中的离子化装置更加适合应用于工业场景。优选地，所述电离部为电喷雾离子源或辉光放电离子源。电喷雾离子源更加适合中等极性和强极性样品。辉光放电离子源适用于中等极性或弱极性的样品。更加优选地，所述辉光放电离子源设置于分析组件的内部。
在本发明的较优技术方案中，所述电离部产生的反应粒子为带电液滴、离子、电子、光子或亚稳态原子中的至少一种。
在本发明的较优技术方案中，所述电离部为室压电离源和/或低气压电离源。进一步地，所述电离部包括室压电离源和低压电离源，所述室压电离源设置于分析组件外部，所述低压电离源设置于分析组件内部。同时使用室压电离源和低压电离源，一方面能够对样品中不同种类的组分进行电离，丰富了装置能够获得的样品信息，一方面增加装置能够适用的样品类型。
进一步地，所述低气压电离源的工作气压为50Pa-500Pa、500Pa-5000Pa或5kPa-50kPa。
在本发明的较优技术方案中，所述离子化装置还包括载气产生装置，用于产生辅助气流将解吸附后的样品输送至所述电离部。
综上所述，在本发明优选技术方案中，离子化装置的采样探针能够主动快速地采集样品，采样装置和热解吸附装置合二为一，使得采样装置更为简洁紧凑，同时该热解吸附装置采用高电阻率的丝状、带状等形状的材料制得，在同等电流条件下发热量大，升温快，具有较高的热效率。因为升温和降温的速度都很快，因此可以极大缩短单个样品的分析时间、提高分析通量。同时，由于快速升温，可以引发类似热喷雾的过程，对于液态的样品有可能会以液滴的形态脱离热解吸附探针的表面，可以避免一些容易热分解的样品在高温下的解离，因此该装置可以不破坏或减轻样品的分子结构的破坏程度。此外，电离部设置于采样解吸部的下游，能够确保采样探针不会干扰到电离部在传质方向上的流场或电场，从而保证了装置信号的重现性和分析的灵敏度。
本发明提供了带有离子化装置的质谱仪和离子迁移谱仪。
本发明还提供了一种离子化的方法，包括以下步骤：将采样探针从采样解吸部上取下，主动采集样品；采用加热组件在常压下加热采样探针，使样品从所述采样探针表面解吸附；将解吸附后的样品输送至设置在样品传质方向下游的电离部；对解吸附后的样品进行电离。
本发明提供的离子化方法方便快速，能够得到稳定的样品信号，提高了后续分析的灵敏度。
在本发明的较优技术方案中，所述采样探针的加热过程至少包括第一升温阶段和第二升温阶段，在所述第一升温阶段，所述采样探针上的第一成分被解吸附；在所述第二升温阶段，所述采样探针上的第二成分被解吸附。加热过程采取逐步升温的方式实施，通过第一升温阶段，将采样探针升温至T1温度，使得采样探针上样品中的某一沸点较低的成分首先被解吸附出来。优选地，第一升温阶段升至目标温度时，可以保持在T1温度下一段时间，以使得该沸点较低的成分被完全解吸；而后再通过第二升温阶段将采样探针升温至T2温度，解吸附样品中的第二成分。当然，技术人员也可以根据实际样品种类和分析内容的需要灵活地设置其他升温模块或调整升温曲线，使得样品中的待测组分尽可能地同干扰信号分离。
在本发明的较优技术方案中，所述采样探针的加热过程还包括第三升温阶段，在所述第三升温阶段，所述采样探针上的样品被烧烬。由于本发明中的采样探针直接与样品接触采集样品，若清洁不当，容易引起样品之间的交叉污染，影响测量结果。在本优选技术方案中，利用第三升温阶段的高温将采样探针上的样品烧烬，能够实现对于采样探针的清洁，且该过程简单迅速。在本技术方案的一些实施方式中，采样探针采用丝状、片状、膜状、带状等形状的金属制成，其散热效率较高，无需担心其降温速率问题，尤其适合采用高温烧烬的方法处理探针。
在本发明的较优技术方案中，在使用采样探针主动采集样品的步骤中，采用加热的采样探针进行采样。使用加热的探针可以进行一些常温探针难以进行的采样操作，例如，加热探针可以在烧灼物体表面后采集物体表面之下的样品。
附图说明
图1是现有技术中一种直接分析离子化装置的结构示意图；
图2是本发明一个实施方式中质谱仪的结构示意图；
图3是本发明一个实施方式中采样探针的结构示意图；
图4是本发明另一实施方式中质谱仪的结构示意图；
图5是本发明其他实施方式中质谱仪的结构示意图；
图6是本发明一个实施方式中加热组件的结构示意图；
图7是本发明另一实施方式中采样探针的结构示意图；
图8是本发明其他实施方式中采样探针的结构示意图；
图9是本发明一个实施方式中，10ppb、5ppb、1ppb和0.5ppb浓度的黄曲霉毒素B1样品分别得到的子离子(m/z＝241)的离子流图；
图10是图9中浓度为10ppb的咖啡因样品得到的子离子的离子流图；
图11是图9中浓度为20ppb的罗红霉素样品得到的子离子的离子流图；
图12是图9中浓度为20ppb的三聚氰胺样品经三次重复上样得到的信号响应；
图13是本发明一个实施方式中，浓度为50ppb的舒缓激肽样品得到的双电荷离子的总离子流图；
图14是图13中，浓度为50ppb的舒缓激肽样品得到的双电荷离子的质谱图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。
需要说明的是，在本发明的优选实施方式的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或组成部分必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施方式一
本实施方式首先提供了一种离子化装置，应用于质谱仪中，其结构如图2所示，质谱仪包括离子化装置200和分析组件204，其中离子化装置包括采样解吸部200A和电离部200B，其中，采样解吸部200A包括采样探针201和加热组件202，其中，采样探针201与采样解吸部200A是可分离的，使用者可以将采样探针201取下后，通过点触、蘸取、浸泡、擦拭等方式直接接触样品，而后将其装回即可完成采样操作。也可以通过探针驱动部(未图示)来驱动采样探针201移动到样品处，来进行样品的主动采样。该结构设计可以使得采样过程更加方便快捷，使本实施方式中的离子化装置200能够进行样品的快速分析，适合工业推广。
加热组件202为电流源，能够对采样探针201进行加热，加热后的样品将从采样探针201表面热解吸附，形成气态流动相，该流动相扩散或被传输至设置在流动相流道下游的电离部200B附近，与电离部200B产生的反应粒子反应后电离，形成待测离子。
本实施方式中的采样探针201可以在常压或常压附近被加热，无需繁琐耗时的抽真空和放气步骤，简化了装置结构，提高了分析效率。同时，不同于现有技术中由离子源将反应粒子输送至样品处的传质方式，本实施方式中的电离部200B设置于采样解吸部200A沿样品传质方向的下游，即先由采样解吸部200A解吸样品后，再将样品传递至电离部200B位置。该设置方法能够确保采样探针201不会干扰到电离部200B与分析组件入口203之前的流场或电场，从而能够提供稳定的待测离子，保证了分析的重现性。此外，加热组件202直接对载有样品的采样探针201进行加热，能够提高加热过程的热效率，允许样品以更高效率被解吸附，进而提高了分析过程的效率，使其更加适合快速高效的工业应用。
因此，基于本实施例中的离子化装置200，在通过简单的装置结构，实现样品常压下快速热解吸的同时，可以确保解吸后的样品稳定电离，为后续的质谱分析提供稳定的待测离子源，从而提高了质谱仪分析的重现性和灵敏度。
本实施方式还提供了采用上述离子化装置200形成待测离子源的方法，以下举例说明各个步骤：
将采样探针201从采样解吸部200A上取下，直接在试管中蘸取样品；
将采样探针201放回加热工位后，关闭仓盖；
开启加热组件202的电源开关，设定加热组件202输出功率，开始加热；
样品302从采样探针201表面解吸附；
解吸附后的样品将被输送至设置在样品传质方向下游的电离部200B的位置，电离部200B将产生反应粒子与解吸附后的样品发生反应，使样品电离，形成待测离子。
根据该方法，可以通过简单的装置结构，实现样品在常压下快速热解吸的同时，还可以确保解吸后的样品稳定电离，为后续的质谱分析提供稳定的待测离子源，从而提高了质谱仪分析的重现性和灵敏度。
为了验证本发明离子化装置200对于质谱仪分析灵敏度的提升效果，将本发明离子化装置200与作为分析组件204的三重四级杆质谱联用所得到的质谱仪，在MRM工作模式下可以对各种样品进行检测分析。图9-图11是所得到的子离子流通量随时间的变化图。
其中，图9是10ppb、5ppb、1ppb和0.5ppb浓度的黄曲霉毒素B1样品分别得到的子离子(m/z＝241)的离子流图；图10是浓度为10ppb的咖啡因样品得到的子离子(m/z＝138)的离子流图；图11是浓度为20ppb的罗红霉素样品得到的子离子(m/z＝679)的离子流图。以上离子流图均为将样品进行多次重复上样得到的分析结果。
参考图9-图11可知，针对多类样品，使用本发明的离子化装置200进行离子化后，均可得到各离子峰清晰可见且信噪比极高的稳定信号，提高了测量的灵敏度。
为了验证本发明离子化装置200对于质谱仪分析重现性的提升效果，将本发明离子化装置200与作为分析组件204的三重四级杆质谱联用所得到的质谱仪，在Q3SIM工作模式下对三聚氰胺样品进行离子化。
图12是浓度为20ppb的三聚氰胺样品经过三次重复上样得到的信号响应，分析可知，其峰高的相对标准偏差极小，仅为2.7％。由此可知，电离部200B与采样解吸部200A之间合理的相对位置能够提高质谱仪分析的重现性。
需要特别说明的是，在本实施方式中，虽然结合质谱仪的分析组件204对离子化装置200进行了说明。但是在该实施方式中，只要有包括采样解吸部200A和电离部200B在内的离子化装置200，即可以实现本发明的目的，即通过简单的装置结构，实现样品在常压下快速热解吸的同时，可以确保解吸后的样品稳定电离，为后续的质谱分析提供稳定的待测离子。结合分析组件204进行的描述仅仅是为了便于说明本实施方式，分析组件204并不是本发明的不可或缺的必要技术特征。
实施方式二
本实施方式提供了一种应用于直接分析质谱仪的离子化装置以及应用了该离子化装置的直接分析质谱仪。继续参考图2，本实施方式的质谱仪包括离子化装置200和分析组件204，其中离子化装置200包括采样解吸部200A和电离部200B，其中，采样解吸部200A包括采样探针201和加热组件202，其中采样探针201尾部可拆卸地安装于采样解吸部200A上。加热组件202为直流电源，能够在大气压下对采样探针201进行加热，且通过调整作为加热组件202的直流电源的输出功率，采样探针201可以快速升温，使受热后的样品快速从采样探针201表面解吸附，形成气态、液滴、气溶胶、原子或分子等形态的流动相，该流动相扩散或被传输至设置在流动相流道下游的电离部200B附近，与电离部200B产生的反应粒子反应后电离，形成待测离子。
与实施方式二不同之处在于，本实施方式中的采样探针201顶部结构如图3所示，采样探针201采用镍铬合金丝301弯曲为U形制得，图3中，302为附着在采样探针201顶端的样品。采用镍铬合金丝301制备采样探针201主要基于以下考虑：加热组件202在对采样探针201进行加热时，因为电阻上的发热量与其电阻的平方成正比，为了使直流电源的电能集中用来加热采样探针201，而非在导线上耗散掉，需要提高采样探针201的电阻。理想状况下，采样探针201的电阻与材料的长度、电阻率成正比，与其横截面积成反比。为了提高采样探针201的电阻，需要采用横截面积较小、电阻率较大的材料制备采样探针201。此外，采样探针201在某些模式中，如烧烬时需要被加热到极高的温度(可达1000℃以上)，因此对于材料的耐热性能也提出了极高的要求。综合以上考虑，本实施方式中采用镍铬合金丝301制备采样探针201。镍铬合金丝的常温电阻率与组成有关，以Cr20Ni80为例，其20℃下的电阻率为1.09E-6Ω˙m。
采用镍铬合金丝301制备采样探针201还能带来如下有益效果，例如，镍铬合金具有合适的延展性和硬度：合适的延展性保证了其可以很方便地被加工成需要的形状，在本发明的其他较优实施方式中，可以采用镍铬合金丝加工成螺纹状的采样探针，螺纹状的采样探针可以方便地采集液体样品，并增加采集到的样品量；而合适的硬度则保证了采样探针201在采样过程中不易发生变形，从而防止部分镍铬合金丝301变形后短接，改变采样探针201的电阻进而影响升温速率或温度控制。此外，横截面积的减小不仅有利于材料的电学特性，其还带来了更大的比表面积和更小的体积，更小的体积意味着在加热过程中，只需很少的热量即可将采样探针201加热到很高温度；而更大的比表面积则代表了更好的散热效果，一旦断去电流，采样探针201恢复到正常温度所需的时间也大大减少，进一步提高了装置重复分析的效率。
本实施方式中，优选镍铬合金丝301的横截面积小于10mm2。由于采用细丝状导体弯曲制得，为了兼顾材料的电学、热力学性能与材料力学性能之间的平衡，防止因过细而容易烧断或应力断裂，本实施方式中导体的截面积可以优选为8-10mm2，或者6-8mm2，或者2-4mm2的任意一个数值单位，更加优选地设置为小于1mm2或者1-2mm2。
本实施方式中，镍铬合金丝301的截面形状为圆形，由于采样探针201在采样时经常需要直接接触样品或容器，细丝状导体较为柔软，在触碰时容易发生形变。采用圆形截面不容易因形变过大导致电阻变化，从而减少了加热速率随采样探针使用次数增加而产生的误差。
需要说明的是，虽然本实施方式中的采样探针201是采用镍铬合金丝301制得的，但本发明同样可以优选其他高电阻率的耐热导体制得该采样探针。与本实施方式中的镍铬合金类似地，可以优选的材料包括：钛、铁、钴、镓、镍、铬、铂、铑、铱、铪、钨、铼、钼金属单质或是钛、铁、钴、镓、镍、铬、铂、铑、铱、铪、钨、铼、钼的合金材料或以上材料的组合，例如铼钨合金。
在本实施方式中，高电阻率材料是相对本实施方式中采用的铜导线而言的，电阻率高于铜导线通常电阻率的材料，均可称为高电阻率材料。具体来说，本发明中材料电阻率的优选范围为大于4E-8Ω˙m。
本实施方式中，采用直流电源作为加热组件202对采样探针201进行加热，若将该直流电源的输出功率调至最大或者输出电流最大时，采样探针201的升温速率将达到最高。若以采样探针201处于室温状态为初始时间，在以最大功率或最大输出电流加热采样探针201时，其升温速率可达100K/s，即在1s内即可将采样探针201加热升温100℃。当所测样品302溶剂为水时，与采样探针201接触的少量样品302的液体将迅速被加热至暴沸，该暴沸行为类似一个局部的爆炸，将液体样品302散裂成若干小液滴，并将待测样品带离采样探针201的表面。
该解吸附方式不同于传统的热解吸附过程，大多数样品302并非通过逐步升温加热蒸发或升华而被解吸附，而是通过上述的局部样品暴沸引起的爆炸过程而被解吸附。由于大多数样品302无需经历逐步升温加热过程，因此，对于一些无法耐受高温的样品，该解吸附方法将很好地保护样品分子结构不被加热过程破坏，拓展了离子化装置200的应用范围以及质谱仪可测量的样品种类范围。此外，样品302的解吸附过程无需经历由液相或固相向气态分子的相变，解吸附后的样品可以依旧保持液滴或气溶胶的形态。
发明人在完成本发明的过程中还发现，通过该类似爆炸的方式解吸附样品还能够产生一些预想不到的效果。利用爆炸方式可以快速完成大量样品的解吸附，所产生的待测样品能够快速通过后续的分析测试装置例如电离部200B及分析组件204，一方面提高了整体的分析效率，另一方面，快速大量样品通过分析测试装置还能够产生瞬时的稳定信号，提高质谱仪或离子迁移谱仪所接受信号的信噪比，提高了测试的灵敏度。
当然，根据样品种类和加热速率的不同，快速升温能够产生的传质流体的形态还包括但不限于气溶胶、气体分子、离子或原子等。优选地，采样探针201在规定时间段内的升温速率优先为100-150K/s；或者优选为150-200K/s；或者优选为200-250K/s，更加优选地，采样探针201在规定时间段内的升温速率为250-300K/s；或者大于200K/s；非常优选大于300K/s。
在本发明的其他优选实施方式中，还可以通过调节加热组件202的输出功率，采用缓慢升温的方式加热样品302。使用者可以根据实际的样品种类和分析需求适当调整升温速率，最终得到适合该样品特性的便于分析的待测离子流。本发明的升温速率可调的电加热解吸附装置200A具有优异的样品适配性，大大拓宽了可分析的样品类型。
本实施方式中，采用直流电源作为加热组件202，除了可以提供稳定的电流有利于稳定快速升温外，因为是直流电源，所以可以采用干电池或其他移动式蓄电池来作为加热组件，提高了便携性及方便了日常维护保养。
需要说明的是，虽然本实施方式中的加热组件202采用直流电源，但也可以选取其他形式的加热组件202，例如交流电源等，以上电源种类的简单变换在不脱离本发明主旨的情况下，均不脱离本发明的保护范围。
本实施方式中的电离部200B为电喷雾离子源，电喷雾离子源为室压电离源，更加适合中等极性和强极性的样品，能够产生带电液滴，该带电液滴与解吸附后的样品混合反应后将样品电离，并传输至分析组件入口203。本实施方式中的电源采用直流电源，还可以进一步减少对离子源电场可能造成的干扰。
本实施方式进一步提供了采用上述具备离子化装置200的质谱仪分析样品组成的方法：
首先将采样探针201从采样解吸部200A上取下，通过点触、蘸取、浸泡或擦拭等方式采集样品，样品302由于细丝表面毛细力和表面张力的作用被挂附在采样探针201的尖端位置；
将采样探针201放回质谱仪的加热工位后，关闭仓盖；
开启加热组件202的电源开关，选择合适的加热组件202的输出功率，开始加热样品；在该输出功率下，采样探针201能够快速升温，使样品解吸附后散裂成若干小液滴，并将待测样品带离采样探针201的表面；
解吸附后的样品被输送至电离部200B的位置，电离部200B产生的带电液滴与解吸附后的样品混合反应后将样品电离，形成待测离子；
待测离子通过分析组件入口203进入分析组件204，对样品离子进行质量分析后得到分析结果。
通过利用具备离子化装置200的质谱仪，采用上述步骤进行样品分析，不仅可以提高样品解吸附的速率，提高分析效率，还可以引发样品类似热喷雾的过程，避免一些容易热分解的样品在高温下的解离，从而减轻对于样品分子结构的破坏，拓展装置可测量的样品种类。举例来说，本实施方式中的离子化装置200能够用于多肽样品的离子化。
图13-图14是利用本发明的离子化装置200对多肽样品进行离子化后得到实验结果，其中，图13是浓度为50ppb的舒缓激肽样品得到的双电荷离子(m/z＝531)的总离子流图；图14是浓度为50ppb的舒缓激肽样品得到的双电荷离子(m/z＝531)的质谱图。
从图中可以看出，采用本发明实施方式中提供的离子化装置200，能够避免多肽在升温过程中发生解离，得到的信号信噪比高，基本无杂质离子峰。
需要说明的是，本实施方式中能够利用高升温速率引发热喷雾过程的待测样品并不限于液体或溶液样品。举例来说，当待测样品为固体时，可以利用以下步骤将固体样品转换为可以引发热喷雾过程的分散体系：将所述待测样品分散于液体中，形成溶液、悬浊液、乳液或微乳液等形态的分散体系；和/或
在所述采样探针上施加液体，使所述待测样品形成溶液、悬浊液、乳液、微乳液等形态的分散体系。采用以上方法处理固体样品，可以实现类似于液体样品的热解吸效果，避免固体样品受热分解。
在本发明的其他实施方式中，可以在使用采样探针主动采集样品的步骤中，采用加热的采样探针进行采样。使用加热的探针可以进行一些常温探针难以进行的采样操作，例如，加热探针可以在烧灼物体表面后采集物体表面之下的样品。由于所述采样探针可拆卸地连接于采样解吸部，可以选择在加热采样探针后拆下，利用预热进行热采样；也可以选择不拆下采样探针，在对其持续加热的过程中进行热采样。
实施方式三
参考图4，本实施方式提供的离子化装置及直接分析质谱仪与实施方式二中的离子化装置及质谱仪有所区别，其主要区别在于，本实施方式中加热组件402还进一步包括温度检测部406和温度控制部407，温度检测部即设置于采样探针401位置附近的温度传感器406，该温度传感器406能够采集来自采样探针401的能够反映其温度的信号，例如热辐射信号，并将其转换为电信号传递至温度控制部407，温度控制部407能够根据该电信号判断采样探针401的实时温度。同时，温度控制部407还具有运算功能，能够根据该实时温度信息判断得到合适的控温程序，并以该控温程序控制加热组件402的开关和输出功率或输出电流，以使采样探针401能够沿预先设定的温度曲线进行升温、降温或保持操作。
增设温度检测部406和温度控制部407带来的有益效果在于，便于处理一些混合物样品的分离。举例来说，在对一些混合物样品进行直接分析时，若该混合物样品中包含两种沸点相近的组分且其中一种组分为待分析组分，当另一沸点相近的组分可能对该待分析组分造成干扰时，此时就需要通过一定手段将两种组分进行分离，使其先后通过分析组件入口404进入分析组件405。
本实施方式中的温度检测部406和温度控制部407就可以通过温度的精确控制完成混合物样品中两种组分的分离，例如，可以在温度控制部406中设置两个升温模块(未图示)，其中，第一升温模块406A能够控制将混合物样品加热至其中一种组分的沸点附近，通过在该温度下保持一段时间，将该组分首先从混合物样品中解吸附出来；之后，第二升温模块406B再将采样探针401升高到另一较高温度，使得另一组分从混合物样品中被解吸附出来，并完成相应的分析检测步骤。当然，若待测目标物本身沸点较低，也可以直接通过第一升温模块406A升温至沸点附近的方法将其解吸附出来。
本实施方式中，升温模块的数量并不构成对于本发明保护范围的限制。技术人员完全可以根据实际样品的种类，例如混合物组分的数量，干扰组分的沸点等因素，综合考虑后选取合适数量的升温模块。当然，在一些采用程序控温实现温度控制的情境中，可以更加灵活地设置升温曲线，以减小干扰组分对于检测信号的影响，提高测量的灵敏度。
此外，在完成样品的解吸附后，温度控制部407还能够通过第三升温模块将采样探针401加热至极高温度，以完成对于采样探针401上样品的烧烬。烧烬采样探针401上残留的样品，能够采用简单快速的方法保持采样探针401表面的清洁，避免采样探针401采集不同种类的样品时造成的样品与样品之间的交叉污染，也降低了污染物对于分析结果造成影响的可能。
在本发明的其他较优实施方式中，加热组件402能够将采样探针401加热至1000℃以上。较高的加热温度一方面能够方便样品测量完成时的烧烬，一方面还能够用于热解吸附一些沸点较高、难以挥发的样品，拓宽可分析的样品种类范围。
本实施方式与实施方式二的另一显著差别在于，流道系统的设计不同。本实施方式中，如图4所示，样品经加热解吸附后由载气408携带输送，通过分析组件入口404后进入设置在分析组件405内部的电离部403，电离部403采用辉光放电离子源。辉光放电离子源能够快速电离中等极性或弱极性的样品，并输送至分析组件405中进行质量分析。该流道设计快速高效，进一步提高了分析过程的效率。本实施方式中的辉光放电离子源采用低气压辉光放电离子源，设置于分析组件405内部，其工作气压可以根据实际情况合理选择，优选为50Pa-500Pa、500Pa-5000Pa或5kPa-50kPa。
综上所述，本实施方式中的离子化装置具有精确的控温系统、灵活的升温模块、较高的温度上限和高效的流道设计，拓展了离子化装置能够适用的样品种类，避免了样品的污染，同时提高了分析效率。
实施方式四
本实施方式提供的离子化装置及质谱仪与上述各个实施方式中的离子化装置及质谱仪的区别首先在于加热方式的不同。
参考图5，本实施方式中的加热组件502为连接有高频电流或电压源506的螺线管502，而采样探针501则采用铁磁性的丝状或杆状导体制得，采样探针501在工作时被置于螺线管502的中心轴线位置。该设置方式能够提高采样探针501处磁通量的变化率，从而提高其内部感应电流的大小，进而提高其升温速率。
通过调整高频电流或电压源506的输出功率，本实施方式中的采样探针501同样能够快速升温，起到与实施方式二中采用电流直接加热快速升温同样的效果。
由于本实施方式中采用高频电流或电压源506作为加热组件502，该高频电流或电压源506产生的电磁场可能对电离部503的电场产生干扰。因此，本实施方式中采用的电离部503被安装于分析组件505内部。
其次，本实施方式中的电离部503为低气压离子源。该低气压离子源设置在分析组件505内部的低压区506中，样品经分析组件入口504进入分析组件505后，由该内设的电离部503离子化。低压区506同时容纳有电离部503和分析组件505中的质量分析器等设备，结构紧凑，布局合理。
采用设置于低压区506的低气压离子源能够带来如下有益效果，首先采用内设的离子源能够提高离子源工作状态的稳定性，防止其受到外界环境干扰，同时减少污染和损伤，延长使用寿命；其次该设置方式带来了更好的升级灵活性：在本实施例的离子化装置中，可以根据实际需要在分析组件505外部加设室压电离源，增设室压电离源一方面能够对样品中不同种类的组分进行电离，丰富了装置能够获得的样品信息，一方面可以增加装置适用的样品类型。本实施方式中的低压区506的气压P优选小于50kPa，进一步可以优选为50Pa-500Pa、500Pa-5000Pa或5kPa-50kPa。
在本发明的其他较优实施方式中，还可以采用如图6所示的涡旋线管作为加热组件602，采样探针601优选置于涡旋线管中心轴线位置，以提高加热效率。
实施方式五
本实施方式提供了一种离子迁移谱仪，其与实施方式一中的质谱仪结构较为接近但又有所区别，其主要区别在于：分析组件由质谱分析组件替换为离子迁移率分析组件。
本实施方式中的离子化装置200，在通过简单的装置结构实现样品常压下快速热解吸的同时，可以确保解析后的样品稳定电离，为后续的离子迁移率分析提供稳定的待测离子源，提高了离子迁移率分析的重现性和灵敏度。
本发明中的离子化装置可以被应用于各种类型的离子分析仪器中，为分析仪器的分析速度、灵敏度和信号重现性提供帮助。
此外，本实施方式还提供了其他可能形状的采样探针，包括但不限于丝状、片状、管状、带状或膜状，图7-图8所示的结构为以上形态的举例说明。其中，图7的采样探针7采用金属丝弯曲得到，采集的液体量可以通过弯曲的曲率半径予以调节。图8为的采样探针8为金属薄片，在其他实施方式中，该采样探针还可以优选为舟状，如钽舟，用于舀取固体样品或蘸取液体样品。
需要着重强调的是，本实施方式中丝状、片状、管状、带状或膜状等形状的列举并非采样探针所能采用形状的所有可能，技术人员完全可以根据实际需要，采用其他形状的采样探针或对上述列举的形状进行变形，只要该形状设计能够帮助装置实现快速升温的效果，均应理解为不超出本发明的保护范围。
需要说明的是，虽然在本发明的上述各个实施方式中，电离部主要采用电喷雾离子源和辉光放电离子源，但技术人员可以根据实际情况，合理调整离子源的种类，可以选取的离子源类型还包括但不限于介质阻挡放电离子源、电晕放电离子源和光电离源。根据电离部种类的不同，产生的反应粒子也包括但不限于以下种类：带电液滴、离子、电子、光子或亚稳态原子中的一种或几种的组合。
至此，已经结合附图描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种离子化装置，其特征在于，包括采样解吸部和电离部，所述采样解吸部包括采样探针和加热组件，其中，
所述采样探针可拆卸地安装于所述采样解吸部，能够用于样品的主动采集；
所述加热组件在常压下或常压附近，以向所述采样探针提供电流或者感应电流的方式，对所述采样探针加热，使样品从所述采样探针表面解吸附；
所述电离部设置于所述采样解吸部沿样品传质方向的下游；
在对所述采样探针进行加热过程的规定时间段内，所述采样探针的升温速率超过100K/s。
2.如权利要求1所述的离子化装置，其特征在于，所述加热组件为交流或直流电源。
3.如权利要求1所述的离子化装置，其特征在于，所述加热组件为干电池、蓄电池或锂电池。
4.如权利要求1所述的离子化装置，其特征在于，所述采样探针采用丝状、片状、管状、带状或膜状导体制得，所述导体为钛、铁、钴、镓、镍、铬、铂、铑、铱、铪、钨、铼、钼金属单质或是钛、铁、钴、镓、镍、铬、铂、铑、铱、铪、钨、铼、钼的合金材料中的一种或多种制成。
5.如权利要求4所述的离子化装置，其特征在于，所述导体的横截面积小于10mm2，所述导体的截面形状为圆形或矩形。
6.如权利要求1-5中任一项所述的离子化装置，其特征在于，所述加热组件包括温度控制部和温度检测部，所述温度控制部能够根据所述温度检测部反馈的温度信息控制所述加热组件的开关和/或功率大小。
7.如权利要求6所述的离子化装置，其特征在于，所述温度控制部至少包括第一升温模块和第二升温模块，所述第一升温模块能够控制加热所述采样探针，使所述采样探针上的第一成分被解吸附，所述第二升温模块能够控制加热所述采样探针，使所述采样探针上的第二成分被解吸附。
8.如权利要求6所述的离子化装置，其特征在于，所述温度控制部包括第三升温模块，所述第三升温模块能够控制加热所述采样探针，使所述采样探针上的样品被烧烬。
9.如权利要求1-5中任一项所述的离子化装置，其特征在于，所述加热组件能够将所述采样探针加热至1000℃以上。
10.如权利要求1所述的离子化装置，其特征在于，所述加热组件为电磁场发生器，所述采样探针采用铁磁材料制得，设置于所述电磁场发生器所产生的高频电磁场中。
11.如权利要求10所述的离子化装置，其特征在于，所述电磁场发生器为螺线管或涡旋线管，所述采样探针设置于所述螺线管或涡旋线管中心轴线位置。
12.如权利要求1-5或10-11中任一项所述的离子化装置，其特征在于，所述电离部包括电喷雾离子源、辉光放电离子源、介质阻挡放电离子源、电晕放电离子源或光电离源中的至少一种。
13.如权利要求1-5或10-11中任一项所述的离子化装置，其特征在于，所述电离部产生的反应粒子为带电液滴、离子、电子、光子或亚稳态原子中的至少一种。
14.如权利要求1-5或10-11中任一项所述的离子化装置，其特征在于，所述电离部为室压电离源和/或低气压电离源。
15.如权利要求14所述的离子化装置，其特征在于，所述低气压电离源的工作气压为50Pa-500Pa、500Pa-5000Pa或5kPa-50kPa。
16.如权利要求1所述的离子化装置，其特征在于，还包括载气产生装置，用于产生辅助气流将解吸附后的样品输送至所述电离部。
17.一种质谱仪，其特征在于，所述质谱仪包括如权利要求1-16中任一项所述的离子化装置。
18.一种离子迁移谱仪，其特征在于，所述离子迁移谱仪包括如权利要求1-16中任一项所述的离子化装置。
19.一种离子化方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用采样探针主动采集样品；
采用加热组件，以向采样探针提供电流或者感应电流的方式，在常压下加热采样探针，使样品从所述采样探针表面解吸附，在加热过程的规定时间段内，所述采样探针的升温速率超过100K/s；
将解吸附后的样品输送至设置在样品传质方向下游的电离部；
对解吸附后的样品进行电离。
20.如权利要求19所述的离子化方法，其特征在于，所述采样探针的加热过程至少包括第一升温阶段和第二升温阶段，在所述第一升温阶段，所述采样探针上的第一成分被解吸附；在所述第二升温阶段，所述采样探针上的第二成分被解吸附。
21.如权利要求19或20所述的离子化方法，其特征在于，所述采样探针的加热过程包括第三升温阶段，在所述第三升温阶段，所述采样探针上的样品被烧烬。
22.如权利要求19所述的离子化方法，其特征在于，在所述使用采样探针主动采集样品的步骤中，采用加热的采样探针进行采样。
CN201810360021.2A 2018-04-20 2018-04-20 离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法 Active CN110391129B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810360021.2A CN110391129B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法
EP19788596.5A EP3783635A4 (en) 2019-03-27 Ionization device, mass spectrometer, ion mobility spectrometer, and ionization method
US17/048,721 US11735407B2 (en) 2018-04-20 2019-03-27 Ionization device, mass spectrometer, ion mobility spectrometer, and ionization method
PCT/CN2019/079871 WO2019201064A1 (zh) 2018-04-20 2019-03-27 离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法
JP2020557285A JP2021518980A (ja) 2018-04-20 2019-03-27 イオン化装置、質量分析計、イオン移動度分光計及びイオン化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810360021.2A CN110391129B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110391129A CN110391129A (zh) 2019-10-29
CN110391129B true CN110391129B (zh) 2020-10-02

Family

ID=68240433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810360021.2A Active CN110391129B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11735407B2 (zh)
JP (1) JP2021518980A (zh)
CN (1) CN110391129B (zh)
WO (1) WO2019201064A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7300677B2 (ja) * 2019-12-11 2023-06-30 石福金属興業株式会社 Ｒｈ基合金からなるプローブピン用材料およびプローブピン
CN111380743B (zh) * 2020-03-16 2022-09-23 东华理工大学 一种混杂样品顺次软电离装置
CN112635292B (zh) * 2020-12-03 2023-06-27 四川师范大学 一种热解吸电离机制验证装置及其应用
CN114112628A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 广州禾信仪器股份有限公司 样品检测系统、加热装置、加热组件及加热装置的使用方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5240616A (en) * 1988-04-22 1993-08-31 Hitachi, Ltd. Liquid chromatograph-direct coupled mass spectrometer
US4982097A (en) * 1989-05-19 1991-01-01 Battelle Memorial Institute Vaporization device for continuous introduction of liquids into a mass spectrometer
JP2623179B2 (ja) * 1991-06-07 1997-06-25 日本分析工業株式会社 マススペクトロメータによる試料の気化分析方法
US6884999B1 (en) * 2000-10-24 2005-04-26 Advanced Micro Devices, Inc. Use of scanning probe microscope for defect detection and repair
AU2002366875B2 (en) * 2001-12-21 2008-08-21 Sense Proteomic Limited Probe for mass spectrometry
JP3846800B2 (ja) * 2003-08-18 2006-11-15 株式会社リガク 発生ガス分析方法とその装置
CN101449355A (zh) * 2006-03-03 2009-06-03 埃昂森斯股份有限公司 用于表面离子光谱学的采样系统
WO2007126141A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-08 University Of Yamanashi エレクトロスプレーによるイオン化方法および装置
US8941057B2 (en) * 2007-09-05 2015-01-27 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Probe and method for obtaining three-dimensional compositional maps of a biological sample
US8384020B2 (en) 2010-09-24 2013-02-26 Ut-Battelle, Llc Spatially resolved thermal desorption/ionization coupled with mass spectrometry
US20120074206A1 (en) * 2010-09-27 2012-03-29 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Methods of forming wire bonds for wire loops and conductive bumps
US8822949B2 (en) * 2011-02-05 2014-09-02 Ionsense Inc. Apparatus and method for thermal assisted desorption ionization systems
TWI449081B (zh) 2011-08-31 2014-08-11 Univ Nat Sun Yat Sen 熱脫附游離裝置、質譜系統，及質譜分析方法
US9953820B2 (en) * 2012-09-21 2018-04-24 Smiths Detection-Watford Limited Sample collection thermal desorber
GB2518391A (en) * 2013-09-19 2015-03-25 Smiths Detection Watford Ltd Method and apparatus
JP2013254752A (ja) * 2013-09-25 2013-12-19 Shimadzu Corp 液体クロマトグラフ質量分析装置
TWI488215B (zh) * 2013-11-28 2015-06-11 Univ Nat Sun Yat Sen 具有多重固相微萃取探針的熱脫附游離裝置、質譜系統，及質譜分析方法
US9297828B2 (en) * 2014-03-27 2016-03-29 Ut-Battelle, Llc High heating rate thermal desorption for molecular surface sampling
CN105021718B (zh) * 2014-04-28 2017-06-30 南京工业大学 一种液相色谱与敞开式离子化质谱在线联用接口和检测方法
DE102014113482B4 (de) * 2014-09-18 2019-01-03 Bruker Daltonik Gmbh Ionisierungskammer mit temperierter Gaszufuhr
CN106525955B (zh) * 2017-01-03 2023-09-05 山东省分析测试中心 一种磁性纳米颗粒分散固相萃取-磁针解吸纳升电喷雾离子化质谱分析装置及方法
CN107561151B (zh) * 2017-09-22 2024-01-05 山东国投鸿基检测技术股份有限公司 一种基于质谱分析技术的快速农药残留检测仪

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021518980A (ja) 2021-08-05
US20210151305A1 (en) 2021-05-20
WO2019201064A1 (zh) 2019-10-24
US11735407B2 (en) 2023-08-22
CN110391129A (zh) 2019-10-29
EP3783635A1 (en) 2021-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110391129B (zh) 离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪及离子化方法
CN101770924B (zh) 一种解吸电离装置
US7299711B1 (en) Analyte separation utilizing temperature programmed desorption of a preconcentrator mesh
JP3844783B2 (ja) 分析測定器のためのコロナ放電イオン源
EP3062331A2 (en) Ambient desorption, ionization, and excitation for spectrometry
US9646811B2 (en) Miniaturized ion mobility spectrometer
EP1507282A2 (en) Multimode ionization source
KR101929819B1 (ko) 루프형 이온화 공급원
CN107068532B (zh) 一种电子轰击电离源
US5105123A (en) Hollow electrode plasma excitation source
JPH031435A (ja) 質量分析法のためのイオン化法
RU2663278C2 (ru) Способ и портативный спектрометр подвижности ионов для обнаружения аэрозоля
Broekaert Glow discharge atomic spectroscopy
Sekimoto et al. Improvement in ionization efficiency of direct analysis in real time-mass spectrometry (DART-MS) by corona discharge
JP2003185635A (ja) 電子付着質量分析法を利用した昇温脱離ガス分析装置及び分析方法
JP5885299B2 (ja) スキマー型インターフェース構造
JP5669324B2 (ja) 四重極型質量分析計
US8835838B2 (en) Method and apparatus for analysis and ion source
JP4060050B2 (ja) 誘導結合プラズマ質量分析装置用プラズマコーン及び誘導結合プラズマ質量分析装置
CN111929290A (zh) 钨丝电热蒸发-大气压辉光放电原子发射光谱装置
Liu et al. Experimental investigation of an atmospheric pressure plasma jet as an ion source for on-site mass-spectrometry analysis of nonvolatile solid samples: the integration effect of thermal desorption and ionization
CN114068287B (zh) 一种能量可调的原位离子化方法
CN216133846U (zh) 一种能量可调的原位离子化装置
JPH0542609Y2 (zh)
Feeney et al. Surface Ionization Type Ion Source of Ba+ Ions for Use in Collision Experiments

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant