CN114864375A - 一种靶板放置平台、质谱成像离子源装置及质谱仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种质谱成像离子源装置，属于质谱仪领域，包括激光器、飞行管以及靶板，靶板用于放置样品，靶板位于飞行管正下方，靶板由透光材料制成，质谱成像离子源装置还包括靶板放置平台，靶板放置平台包括导光部以及反射部，导光部安装于反射部，反射部与导光部的接触面形成反射面，靶板放置于导光部表面，激光器发出入射光线经导光部至反射面并形成反射光线，反射光线经过导光部以及靶板至样品，使样品离子化并产生离子束，离子束飞入飞行管并沿飞行管的延伸方向飞行，使离子尽量飞至采样区，提高离子利用率，从而提高分辨率。本发明还涉及一种包含上述质谱成像离子源装置的质谱仪以及质谱成像离子源装置包括的靶板放置平台。
Description
技术领域
本发明涉及质谱仪领域，尤其是涉及一种质谱成像离子源装置以及包含上述质谱成像离子源装置的质谱仪。
背景技术
质谱仪在工作时需要将样品离子化，由于盛有样品的靶板必须置于飞行管的正下方，且传输通路上不能有任何阻挡，因此激光器在水平方向上必须距离靶板一定的距离，导致激光与靶板法线之间存在一定的角度，离子激发时为偏置激发，离子束沿激光的反射路径运动，不能竖直上飞至飞行管，不利于离子激发后离子飞行，离子化效率不理想，分辨率不理想。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种离子束能够竖直上飞至飞行管的质谱成像离子源装置。
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之二在于提供一种离子束能够竖直上飞至飞行管的靶板放置平台。
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之三在于提供一种离子束能够竖直上飞至飞行管的质谱仪。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种质谱成像离子源装置，包括激光器、飞行管以及靶板，所述靶板用于放置样品，所述靶板位于所述飞行管正下方，所述靶板由透光材料制成，所述质谱成像离子源装置还包括靶板放置平台，所述靶板放置平台包括导光部以及反射部，所述导光部安装于所述反射部，所述反射部与所述导光部的接触面形成反射面，所述靶板放置于所述导光部表面，所述激光器发出入射光线经所述导光部至所述反射面并形成反射光线，所述反射光线经过所述导光部以及所述靶板至样品，使样品离子化并产生离子束，离子束飞入所述飞行管并沿所述飞行管的延伸方向飞行。
进一步的，所述反射光线垂直于所述靶板。
进一步的，所述靶板与水平面平行。
进一步的，所述反射部由金属制成，所述反射面为金属抛光面。
进一步的，所述反射面为斜面。
进一步的，所述靶板由导电玻璃制成。
进一步的，所述导光部由导电玻璃制成。
进一步的，所述导光部以及所述反射部均呈梯形。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种靶板放置平台，包括导光部以及反射部，所述导光部安装于所述反射部，所述反射部与所述导光部的接触面形成反射面，所述导光部表面用于放置靶板，激光器发出的入射光线经所述导光部至所述反射面并形成反射光线，所述反射光线经过所述导光部以及所述靶板至样品。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种质谱仪，包括上述任意一种质谱成像离子源装置。
相比现有技术，本发明质谱成像离子源装置的靶板由透光材料制成，质谱成像离子源装置还包括靶板放置平台，靶板放置平台包括导光部以及反射部，导光部安装于反射部，反射部与导光部的接触面形成反射面，靶板放置于导光部表面，激光器发出入射光线经导光部至反射面并形成反射光线，反射光线经过导光部以及靶板至样品，使样品离子化并产生离子束，离子束飞入飞行管并沿飞行管的延伸方向飞行，通过上述设计，离子随反射光线能够垂直于水平面飞入加速区，使离子沿飞行管的延伸方向飞行，离子尽量飞至采样区，提高离子利用率，从而提高分辨率。
附图说明
图1为现有技术中质谱仪离子化装置的示意图；
图2为本发明质谱成像离子源装置的示意图；
图3为图2的质谱成像离子源装置的角度示意图；
图4为现有技术中的现有光斑；
图5为质谱成像离子源装置形成的有效光斑。
图中：21、激光器；22、入射光线；23、反射光线；24、样品；25、靶板；26、导光部；27、反射部；31、现有光斑；32、有效光斑。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1为现有技术中的离子化装置。
如图1所示，现有的离子化装置包括激光器21、靶板25以及飞行管。样品24凝固在靶板25上。靶板25位于飞行管的正下方，飞行管的延伸方向与水平方向垂直。飞行管的端部与水平方向平行。由于靶板25至飞行管的传输通路上不能有任何阻挡，因此激光器21在水平方向上必须距离靶板25一定的距离，导致激光器21发射的入射光线22与靶板25法线之间存在一定的角度。靶板25与飞行管之间形成加速区。激光器21发射的入射光线22打到样品24上，样品24离子化后形成离子束并与反射光线23线路一致，飞入加速区，经加速区加速进入飞行管。
现有的离子化装置在工作过程中，根据反射定理，光的入射角等于出射角，因此激光的反射光线23以垂直于靶板25的法线为对称轴与入射光线22对称，反射光线23与靶板25形成夹角。此时离子束与飞行管的延伸方向形成夹角，使离子束通过飞行管过程中与飞行管壁碰撞或产生偏移，只有少量能够到达采样区，导致样品24离子利用率不高。
图2至图3为本发明质谱成像离子源装置。
如图2所示，本发明质谱成像离子源装置包括激光器21、入射光线22、反射光线23、靶板25、靶板放置平台以及飞行管(图未示)。
靶板25由透明材料制成。靶板25用于承载样品24。
靶板放置平台包括导光部26以及反射部27。导光部26由透光导电材料制成。具体的，在本实施例中，导光部26由导电玻璃制成。反射部27由金属材料制成。具体的，在本实施例中，反射部27由不锈钢材料制成。反射部27设有反射面。反射面由金属材料抛光形成。反射面为斜面。导光部26安装于反射部27，导光部26的上表面用于放置靶板25并且导光部26的上表面与水平面平行。具体的，导光部26以及反射部27均为直角梯形。
组装质谱成像离子源装置时，样品24凝固在靶板25上。靶板25位于飞行管的正下方，飞行管的延伸方向与水平方向垂直。飞行管的端部与水平方向平行。由于靶板25至飞行管的传输通路上不能有任何阻挡，因此激光器21在水平方向上必须距离靶板25一定的距离，导致激光器21发射的入射光线22与靶板25法线之间存在一定的角度。
如图3所示，使用质谱成像离子源装置时，激光器21发出的入射光线22经过导光部26照射至靶板放置平台的反射面，经反射面反射，反射光线23经过导光部26、靶板25打在样品24上，样品24离子化后随反射光线23分散开来，飞入加速区，进入质量分析系统的飞行管。
激光器21发出的入射光线22与水平方向的夹角为α，靶板放置平台的反射面与水平方向的夹角为β′，靶板放置平台反射面的法线与水平面的夹角γ＝90°-β′，入射光线22与靶板放置平台切面法线的夹角δ＝γ′-α，即δ＝90°-α-β′。反射光线23与水平方向的夹角ε＝δ+γ′，即ε＝180°-α-2β′。为了使离子垂直飞入加速区，ε应为90°，即激光器21与水平方向的夹角α与靶板放置平台的反射面与水平方向的夹角为β′之间关系应该为α+2β′＝90°。
在质谱成像领域，空间分辨率指标尤为重要，传统的基于MALDI-TOF生物质谱的组织成像技术，由于激光器21的激光倾斜射向待测物质，在待测物质上形成的现有光斑31为椭圆形(如图4所示)。椭圆的短变长a＝r，r为激光器21垂直照射的光斑半径，椭圆的长边由于激光入射存在一定的角度α，即椭圆的长边
传统基于MALDI-TOF生物质谱的组织成像技术的空间分辨率为
而本申请的质谱成像离子化装置，由于激光器21的激光垂直射向待测物质，其有效光斑32为圆形(如图5所示)，半径为r，空间分辨力为πr2，本设计将空间分辨力提升
本申请离子随反射光线23能够垂直于水平面飞入加速区，使离子沿飞行管的延伸方向飞行，离子尽量飞至采样区，提高离子利用率，从而提高分辨率。
本发明还涉及一种包含上述质谱成像离子源装置的质谱仪。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种质谱成像离子源装置，包括激光器、飞行管以及靶板，所述靶板用于放置样品，所述靶板位于所述飞行管正下方，其特征在于：所述靶板由透光材料制成，所述质谱成像离子源装置还包括靶板放置平台，所述靶板放置平台包括导光部以及反射部，所述导光部安装于所述反射部，所述反射部与所述导光部的接触面形成反射面，所述靶板放置于所述导光部表面，所述激光器发出入射光线经所述导光部至所述反射面并形成反射光线，所述反射光线经过所述导光部以及所述靶板至样品，使样品离子化并产生离子束，离子束飞入所述飞行管并沿所述飞行管的延伸方向飞行。
2.根据权利要求1所述的质谱成像离子源装置，其特征在于：所述反射光线垂直于所述靶板。
3.根据权利要求2所述的质谱成像离子源装置，其特征在于：所述靶板与水平面平行。
4.根据权利要求1所述的质谱成像离子源装置，其特征在于：所述反射部由金属制成，所述反射面为金属抛光面。
5.根据权利要求1所述的质谱成像离子源装置，其特征在于：所述反射面为斜面。
6.根据权利要求1所述的质谱成像离子源装置，其特征在于：所述靶板由导电玻璃制成。
7.根据权利要求1所述的质谱成像离子源装置，其特征在于：所述导光部由导电玻璃制成。
8.根据权利要求1所述的质谱成像离子源装置，其特征在于：所述导光部以及所述反射部均呈梯形。
9.一种靶板放置平台，其特征在于：所述靶板放置平台包括导光部以及反射部，所述导光部安装于所述反射部，所述反射部与所述导光部的接触面形成反射面，所述导光部表面用于放置靶板，激光器发出的入射光线经所述导光部至所述反射面并形成反射光线，所述反射光线经过所述导光部以及所述靶板至样品。
10.一种质谱仪，其特征在于：所述质谱仪包括如权利要求1-8任意一项所述的质谱成像离子源装置。
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