CN1703267A - 用于质谱系统的电离装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于连接质量分析仪(103)的电离装置(10)。所述电离装置(10)包括具有至少两个样品斑点(100)的样品载片(101)，所述样品斑点含有待质量分析仪(103)分析的分析物，传递能量(104)至其中一个样品斑点的装置，从而释放和电离分析物形成离子，以及连接其中一个样品斑点(100)和分析仪的接口(15)。所述接口(15)包括具有一小孔(102)的腔室(118)，所述小孔紧邻其中一个样品斑点(100)并限定包绕其中一个样品斑点的第一区域，位于所述腔室(118)内并通向第二区域内质量分析仪(103)的离子导向装置(106)。提供维持第一区域内的压力基本低于大气压的装置，从而捕获离子，而其他样品斑点(100)维持在大气压。提供维持第二区域内压力基本低于第一区域内压力的装置。

Description

用于质谱系统的电离装置和方法

相关申请

本申请是2002年3月21日提交的美国专利申请No.10/105172的部分继续申请，其题目是“电离装置和用于质谱系统的方法”。

发明领域

本发明总体上涉及质谱分析领域，特别是质谱系统的样品电离。尤其是，本发明涉及一种用于连接至质量分析仪的电离装置和方法，通过无缝结合样品电离和样品分析，从而提高质量分析。

本发明的背景

在质谱仪中对任意样品的质量分析第一步要求对样品进行电离。可以在真空或大气压下对样品进行电离。真空电离技术包括电子撞击电离，快离子轰击，次级离子电离以及基质辅助激光解吸/电离。在真空条件下，在质谱仪器的内部进行真空电离。真空电离的一个缺点是，必须经过真空闸将样品支撑物放入真空中，使得质谱分析与色谱和电泳分离方法的结合较为困难。

在质谱仪器的低压组件外部进行大气压电离。为了取样大气压离子，质谱仪必须配备大气压接口(API)从而将离子从大气压区域转移至高真空条件下的质量分析仪。大气压电离技术包括大气压化学电离和电喷雾(ESI)电离以及其它。现有技术的大气压电离技术的一个问题是由于离子损耗导致传送至质量分析仪的样品离子的转移效率低，以及由于高真空下大气压样品电离和样品分析之间是非无缝连接的，因此导致质量分析的离子通量低。

美国专利No.5663561中描述了一种在大气压下通过化学电离对分析物分子进行电离的装置和方法。根据该方法，与可分解基质材料一起沉积的分析物分子首先在大气压下在周围气体中分解产生中性气相分析物分子。然后通过大气压化学电离对这些中性气相分析物分子进行电离。该方法要求对分析物进行解吸，其作为分析物电离之外的一单独步骤。

美国专利No.5965884中描述一种大气压基质辅助激光解吸电离(AP-MALDI)离子源。所述AP-MALDI装置含有容纳待分析样品的大气压电离室，所述电离室外的激光系统以及将所述电离室连接至光谱分析仪的接口。尽管所述AP-AMLDI装置将分析物解吸和电离结合在一个步骤中，但是其不能在最佳的压力体系中操作，而且从电离室至光谱分析仪的离子转移率低。而且分析物加合(adduct)较多，在电离过程中形成了不必要的分子簇。

EP0964427 A2中描述了在大于0.1托的压力下操作的MALDI离子源。尽管其所述的离子源可以在更大的压力范围内工作，但是其具有与美国专利No.5965884相同的问题：低离子转移率、较高的分析物和其它分子的加合以及具有有限的通量(throughput)。

WO99/38185和美国专利No.6331702 B1中描述了一种光谱分析仪及其使用方法，所述光谱分析仪具有脉冲离子源和抑制离子运动的转移装置。该设计要求样品装载室或闸室以及低压MALDI离子源，其具有有限的通量。

WO00/77822 A2中描述了一种封闭于腔室中的MALDI离子源，在低压条件下操作，具有有限的通量。

美国专利No.6331702 B1中描述了一种设置于真空室中的MALDI离子源，具有有限的通量。

本发明的目的和简述

因此，本发明的一个目的是提供一种连接至质量分析仪的电离装置，从而将样品电离和样品分析无缝结合。

本发明的另一个目的是提供一种进行快速样品扫描的电离装置，以增加质量分析的通量。

本发明的进一步目的是提供一种允许在大气压条件下进行样品制备的电离装置，从而增加质量分析系统的可靠性以及降低其构造成本。

根据本发明，其提供了一种连接至质量分析仪的电离装置。所述电离装置包括具有至少两个样品斑点的样品载片，所述样品斑点包括待质量分析仪分析的分析物，将能量传递至其中一个样品斑点的装置从而释放并电离所述样品分析物形成样品离子，以及将样品离子提供至所述质量分析仪的接口。所述接口包括一腔室，所述腔室具有一紧邻被照射样品斑点的小孔，所述小孔限定了环绕所述被照射样品斑点的第一区域。所述腔室中具有一离子导向装置，通向位于第二区域的质量分析仪。提供维持第一区域内压力基本低于大气压的装置，以捕获离子，而其它样品斑点维持在大气压下。提供维持第二区域内压力基本低于第一区域内压力的装置。

设置传递能量的装置使得所述能量通过位于被照射样品斑点之前的小孔照射其中一个样品斑点。或者，设置传递能量的装置使得所述能量从透明样品载片的后面照射其中一个样品斑点。

所述电离装置可以包括电动平台，从而移动所述样品载片，将样品斑点顺序送至第一区域。所述电动台可以是计算机控制的，可以在三维方向上移动。所述样品载片优选放置在距离所述接口大约50-100微米处。

所述电离装置可以包括覆盖载片，从而在样品变化过程中当样品载片移开时，所述覆盖载片无缝地取代所述样品载片，且同样紧邻所述小孔。

维持第一区域内压力基本低于大气压的装置可以将压力维持在几托至几十托。维持第二区域内压力的装置可以将压力维持在大约0.001-0.1托。

在本发明的另一实施例中，提供了一电离装置，其进一步包括环绕所述小孔的外部凹槽，从而使第一区域内的压力保持稳定。所述电离装置可以进一步包括间隔放置的小球，从而使样品载片与所述接口啮合，从而准确地将载片与小孔间隔开。

在本发明的另一方面，提供了一种对样品中分析物进行电离用于质谱分析的方法。所述方法包括提供一样品载片，所述载片具有至少两个样品斑点，所述样品斑点含有质量分析仪待分析的分析物，提供一将其中一个样品斑点连接至所述分析仪的接口。所述接口具有一腔室，所述腔室具有一紧邻其中一个样品斑点的小孔，所述小孔限定了环绕所述样品斑点的第一区域。所述腔室中具有一离子导向装置，其通向第二区域的质量分析仪。能量传递至其中一个样品斑点，从而释放并电离所述分析物以形成离子。维持第一区域内的压力基本低于大气压，而使其它样品斑点的压力维持在大气压。第二区域内的压力基本低于第一区域内的压力。

在本发明的另一实施例中，所述电离装置包括一样品载片，所述载片上具有至少两个贯穿的通道。样品沉积在所述通道的内表面。传递能量的装置例如激光照射位于其中一个通道内的样品，电离所述样品形成离子。接口小孔对齐并紧邻该通道，收集通道内形成的离子。优选地，所述样品载片具有多个通道，通过在三个方向上移动所述样品载片，使每个通道顺序与所述接口小孔对齐。所述电离装置可以进一步包括在样品载片和小孔之间施加电压的装置，从而加速离子流。设置所述能量传递装置使得能量传递至样品。所述能量传递装置可以包括与通道的轴成一直线的聚焦透镜，所述聚焦透镜可以沿所述轴移动，从而将能量传递至所述通道的整个内表面。或者，所述能量传递装置可以包括光纤，所述光纤的一端可以沿所述通道的轴移动，从而将能量传递至所述通道的整个内表面。

在另一实施例中，所述电离装置包括附着在所述样品载片面对小孔的一侧上的分隔物。所述分隔物上具有孔洞，所述孔洞的图案和大小与所述样品载片上的通道相同，并与所述样品载片上的通道对齐。所述分隔物可以由非导电材料构成。在操作中，所述样品载片-分隔物组合(assembly)可以与所述小孔紧密接触，从而增加气流的吸力，并使样品载片和小孔之间电绝缘。

附图的简要说明

通过以下描述并结合以下附图，将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的，其中：

附图1是电离装置的示意图，所述电离装置包括通过样品载片前面的小孔将能量传递至样品斑点的激光源；

附图2是电离装置的示意图，所述电离装置包括从透明样品载片的后面将能量传递至样品斑点的激光源；

附图3是电离装置的示意图，所述电离装置具有包括凹槽的接口以及位于样品载片之前的小孔内的间隔小球。

附图4是电离装置的示意图，所述电离装置包括具有多个样品通道的样品载片。

附图5是电离装置的示意图，所述电离装置包括附着在附图4中样品载片上的分隔物。

附图6是阐述将样品沉积于样品载片通道内和将分隔物附着于样品载片上的分解图。

附图7是电离装置的部分截面图，示出了与附着在样品载片上的分隔物相接触的截锥形小孔，所述样品载片具有通道。

附图8是电离装置的部分截面图，示出了与附着在样品载片上的分隔物相接触的管状小孔，所述样品载片具有通道。

附图9和10是电离装置的部分截面图，示出了能量束与通道的轴形成一角度，照射所述通道内的样品。

附图11和12是电离装置的部分截面图，所述电离装置包括可沿通道轴移动的聚焦透镜。

附图13和14是电离装置的部分截面图，所述电离装置包括光纤，光纤的一端可沿通道移动。

优选实施例的描述

附图1显示了本发明电离装置的实施例10。所述电离装置10包括样品载片101，所述样品载片具有至少两个样品斑点100，所述样品斑点含有待电离的样品分析物，通过聚焦透镜105将能量112传递至其中一个样品斑点100的激光源104。被照射的样品斑点100处的样品被所述能量112电离。接口15收集被照射样品斑点100处产生的离子，并将它们传递至质量分析仪(未示出)，用箭头103表示。所述质量分析仪103可以包括飞行时间(TOF)质量分析仪，离子捕获质量分析仪，轨道捕获质量分析仪，磁象限(megnetic sector)质量分析仪，或富利叶转换质量分析仪。

样品载片101维持在大气压下，通过电动平台111与接口15紧密相邻。所述电动平台111是计算机控制的，可以三维(x，y，z)移动。多个样品斑点100位于所述样品载片101上，从而顺序进入电离和分析位置。通过驱动所述电动平台111，每个单独的样品斑点100顺序对准接口15，所述电动平台由计算机控制(未示出)。可用于样品载片101的材料包括导电金属，例如不锈钢；绝缘聚合物，例如聚四氟乙烯；以及多孔硅石。显而易见地，所述样品可以与可分解的基质材料一起沉积在样品斑点100中，所述样品载片可以在x-y-z方向上移动，从而使斑点对准接口15的小孔102。在样品变化过程中，覆盖载片(未示出)无缝地取代样品载片，与所述小孔同样紧密相邻。

接口15的壁形成具有小孔102的腔室118，所述小孔捕获被照射样品斑点100处产生的离子。离子导向装置106位于所述腔室118中，将离子传输至质量分析仪，如箭头103所示。优选地，小孔102为截锥形，与样品载片101紧密相邻，从而被照射的样品斑点100与所述圆锥的开口相对。被照射的样品斑点100和小孔102的前表面之间的距离可以通过沿x方向移动电动平台111而精确控制。优选地，所述距离大约为50-100微米。壁17与接口壁的端部分隔开从而限定了与小孔102相邻的子腔室16。端口108连接到泵(未示出)，其与所述子腔室相通，从而使小孔102的区域107内的压力高于腔室118中的压力。所述泵可以是旋转真空泵，使电离的样品斑点100处的压力维持在几托至几十托。因此，可以使环绕电离的样品斑点100的区域处的压力基本低于大气压，而被小孔102包含的区域107之外的其它样品斑点100可以维持在大气压。

离子导向装置106位于腔室108内，从小孔102延伸至质量分析仪103，形成多极区域109，通过气流和电场的结合，样品离子传输通过所述多极区域。离子导向装置106可以是任一的传送或捕获装置。优选地，所述离子导向装置106是仅仅RF(RF-only)的多极杆，可以被加热。涡轮泵(未示出)连接至端口110，以维持腔室118内的真空。端口110处还配备有阀(未示出)，从而多极区域109中的压力可以从0.001托调整至0.1托，从而得到最佳性能。

激光源104通过透镜105传递能量，例如UV光，可见光或IR光112，其将能量聚焦于其中一个样品斑点，从而释放并电离样品。激光源104可以每次向至少一个样品发出脉冲或连续能量。在该离子装置的实施例10中，设置激光源104和透镜105使得激光能量112通过位于样品斑点100前面的小孔102传递至其中一个样品斑点100。

附图2显示了本发明电离装置的另一实施例20。设置激光源104和透镜105使得激光能量112从样品载片101的后面传递至其中一个样品斑点100，或者通过透明载片，或者所述样品可以位于透明光纤的一端。优选地，所述样品载片或光纤由石英制成。

附图3显示了本发明电离装置的另一实施例30。与实施例10和20相比，实施例30具有环绕位于腔室118一端的小孔的外部凹槽113。优选通过与端口108相连的旋转泵，凹槽113经过连接端口108的腔室通道116。其增加了差动泵作用的坚固性以及小孔区域107内压力的稳定性。为了进一步增加小孔区域107内压力的稳定性，通过引入间隔开的滚珠114固定样品载片101和小孔102之间的间隙。所述设计使样品载片101和小孔102之间的间隙更加精确和准确。滚珠的大小应选择足够地大，从而滚珠在样品斑点110上滚动，而不到达样品所位于的小室100的底部。所述实施例30可以采用实施例10和20所示的前或后激光照射。

本发明的一个优势是样品分析可以与样品电离无缝结合，从而使该系统理想地用于高通量蛋白组分析。小孔处的离子损耗较低。另一个优势是不需要在电离的样品斑点和其它样品斑点之间进行真空密封。移动样品载片的电动平台可以在大气压条件下操作。其使电离系统的可靠性增加，同时减少了构造成本。而且，由于快速样品扫描以及样品引入没有时间损耗，该电离装置可以将通量增加至每样品1秒。本发明的电离系统还有一个优势是，其可以非常容易地进行自动化操作，并可以与ESI离子源互换，从而对于同一样品可以平行采用两个蛋白组工具(proteomic tool)。

附图4显示了本发明电离装置的另一实施例40。在该实施例40中，样品载片101上具有至少两个通道119。待分析样品100沉积在通道119的内表面。优选地，在样品载片101上具有多个通道119，以增加质量分析的通量。样品载片101可以通过经计算机控制的电动平台111在三维方向(x-y-z)上移动，从而顺序使每个通道119与小孔102对准。通过在x方向移动样品载片101，控制样品载片101和小孔102之间的间隙，直至样品载片101紧邻小孔102。在操作中，其中一个通道与小孔102对齐，激光能量112照射样品100形成离子，所述离子通过电场和气流的结合在区域107处被捕获并引导至质量分析仪103。所述实施例40的优势在于，样品载片101的通道119增加了气流的空气动力学特性，提高了小孔102入口处的离子夹带(entrainment)。

附图5显示了本发明电离装置的另一实施例50。在该实施例50中，具有通道或孔洞121的分隔物120附着在样品载片101的面对小孔102的一侧上。孔洞121的大小和图案与样品载片101上的通道119基本相同。在操作中，当激光能量112照射样品100，样品载片101上的所有三个通道119，分隔物120上的孔洞121和小孔102位于一个轴上。通过电动平台111，样品载片101和分隔物120组合可以在三维方向(x-y-z)上移动，从而将每个通道119和孔洞121对准小孔102。优选地，样品载片和分隔物组合与小孔102紧密接触，并滑过小孔102。该实施例50的优势在于，分隔物120增加了气流经通道119进入小孔102的吸力，并增加了相对于小孔102的样品定位的再现性。当施加电压时，所述分隔物120还提供了样品载片120和小孔102之间的电绝缘。此外，分隔物避免了小孔102的样品残留，防止样品交叉污染。

在附图4和5所示的本电离装置的实施例40和50中，激光源104和透镜105的设置使得激光能量112从样品载片101的后面传递至其中一个通道119。或者，激光源104的设置使得激光能量112从通道119前面的小孔102传递至其中一个通道119，如附图2和3所示。

现在参照附图6至14对本发明电离装置的实施例40和50的更加详细的结构进行描述。

附图6示意性地显示了样品载片101上的通道119以及样品100在通道119上的沉积。尽管出于示意的目的，附图6显示了通道119为圆柱形，但是也可以采用其它通道形状，只要能够增加通道内的气流，改善小孔处的离子夹带。例如，通道还可以是截锥形。可以在一块板101上将通道119制作成阵列，从而增加样品沉积的通量。可以采用将样品沉积于平的表面上的现有方法将样品100沉积于通道119上。例如，样品100可以与MALDI基质混合，并采用已知的沉积方法和自动装置沉积于通道119内。通过毛细管力将样品100吸入通道119内。例如，直径为0.65mm、长度为3mm的通道可以容纳1.0ul样品。干燥几分钟后，只有固体残留物留在通道119内。在如附图5所示的实施例中，分隔物120附着在样品载片101上，具有通道阵列119的样品载片101可以被电绝缘片或分隔物120覆盖。电绝缘片120上具有多个孔洞121，所述孔洞具有与样品载片101上的通道119相同的大小和图案。绝缘片120上的孔洞121与样品载片101上的通道119对齐。绝缘片120可以由非导电材料制得，例如玻璃，聚四氟乙烯以及塑料。优选地，绝缘片120具有光滑的表面，从而与样品载片紧密结合，并且更好地滑过小孔102。绝缘片或分隔物120为样品载片101和小孔102之间提供了电绝缘，同时使小孔102避免了不同样品的交叉污染。如上述制备的样品载片和分隔物组合可以存储于自动取样器中以供分析。分析后，清洗所述样品载片和分隔物，并重新使用。

样品载片101上的通道119优选具有与接口处的小孔102基本相同或相似的直径，优选大约为0.2-2mm。通道119的长度可以为几毫米，优选大约为0.5-20mm。优选地，样品载片101上具有多个通道119，从而增加分析通量。在操作中，每个单独通道119顺序与小孔102对齐，进行电离和分析。样品载片101和小孔102之间的距离优选在大约50-100微米范围内，从而使激光辐射易于到达样品100以及有效收集离子。在附图5所示的实施例中，分隔物120附着在样品载片101上，样品载片101和分隔物120组合物优选与小孔102紧密接触。分隔物120和小孔102之间的间隙由分隔物120和小孔102的表面粗糙程度和公差限定，远小于通道119的直径，从而允许主要的气流流经通道119。

附图7和8示意性地显示了与单个通道119对准的小孔102。在附图7和8中，绝缘分隔物120位于通道119和小孔102之间。尽管在图中示出了样品载片101和分隔物120组合与小孔102接触，但并不要求如此。小孔102和样品载片101之间的小间隙允许更加快速的样品转换，从而提高分析通量。在附图4所示的实施例中没有采用分隔物，样品载片101和小孔102之间的间隙优选控制在50-100微米以内，从而使激光辐射更好地到达样品，以及使小孔102的入口处具有更好的气流和离子夹带。

小孔102可以是如附图7所示的分离器，或如附图8所示的管状。在分离器和管的两个实施例中，在小孔102和通道119或孔洞121之间的接口处，小孔102的直径基本上与样品载片101上的通道119或分隔物120的孔洞121的直径相同。优选地，接口处的小孔102的直径为0.2-2mm。

为了有利于通道119内形成的离子气流流向小孔102并最终通过离子导向装置到达质量分析仪103，可以控制通道119内的压力。在附图7所示的分离器小孔102的实施例中，通道119内的压力优选维持在几托至几十托。在附图8所示的管状小孔102的实施例中，通道119内的压力优选维持在低于大气压至10托。在一个实施例中，在通道119和小孔102之间施加电压122从而有利于离子气流，如附图7和8所示。通过电场将某一极性的离子加速至小孔102，而通过电压122防止相反极性的离子进入小孔102。

附图9至14阐述了将能量传递至通道119的不同装置，从而释放和电离样品100。为了更好地照射位于通道119内表面的样品100，激光束112优选与通道119的轴不平行。在附图9和10所描述的实施例中，激光束112相对于通道119的轴形成一个小角度，从而照射样品100。优选地，所述角度相对于通道119的轴为5至85度。在附图11和12所示的另一实施例中，采用聚焦透镜105，其中激光束112、聚焦透镜105和通道119位于一个轴上。激光束112聚焦于位于通道119之前的焦点124上。现代氮气激光聚焦的光斑点直径可以为0.1mm。在焦点124之后，发散光束126照射整个通道119。为了更深地进入通道119，聚焦透镜105优选可以沿通道119的轴在x方向上移动。在附图13和14所述的另一实施例中，采用光纤130从而得到对称的发散激光束132，点光源位于通道119之前。为了更深地进入通道119，光纤130的端部131优选可以沿通道119的轴在x方向上移动。

所述包括具有通道的样品载片的电离装置的一个优势在于，在样品制备阶段，所述通道可以用于对HPCL的成分(fraction)收集，通过自动取样器进行自动样品沉积，混合样品和MALDI基质溶液，以及用于样品纯化和亲和分离。

出于阐述和描述的目的，上述对本发明特定实施例和例子进行了描述，所述实施例和例子并不是详尽的或是将本发明限定至其所公开的明确形式中。显而易见地，根据上述教导，可以作出许多改进、实现和变化。本发明的范围包括本文所公开的常用领域，其通过以下权利要求及其等同物进行限定。

Claims (53)

1.一种用于连接至质量分析仪的电离装置，包括：

具有至少两个样品斑点的样品载片，所述样品斑点含有待所述质量分析仪分析的分析物；

将能量传递至其中一个样品斑点从而释放和电离所述分析物以形成离子的装置；

连接所述至少一个样品斑点至所述分析仪的接口，所述接口包括一具有小孔的腔室，所述小孔紧邻其中所述一个样品斑点并限定了包饶所述其中一个样品斑点的第一区域，位于上述腔室内并通向位于第二区域内的所述质量分析仪的离子导向装置；

维持所述第一区域内的压力基本低于大气压的装置，从而捕获离子，而其他样品斑点维持在大气压；以及

维持所述第二区域内压力基本低于所述第一区域内压力的装置。

2.如权利要求1所述的电离装置，其中所述接口进一步包括环绕所述小孔的凹槽。

3.如权利要求2所述的电离装置，其中所述接口进一步包括间隔开的小球，用于啮合所述样品载片和小孔，从而使所述载片与所述小孔间隔开。

4.如权利要求1所述的电离装置，其中所述传递能量的装置设置成使所述能量通过所述小孔传递至其中一个样品斑点。

5.如权利要求4所述的电离装置，其中所述样品载片由选自以下组的材料制成，所述组包括导电金属、绝缘聚合物和多孔硅石。

6.如权利要求1所述的电离装置，其中所述样品载片由透明材料制成，所述传递能量的装置设置成所述能量通过所述样品载片传递至其中一个样品斑点。

7.如权利要求6所述的电离装置，其中所述样品载片由石英制成。

8.如权利要求1所述的电离装置，进一步包括电动平台，其移动所述样品载片从而顺序将样品斑点送至所述第一区域。

9.如权利要求8所述的电离装置，其中所述电动平台是计算机控制的，可以在三维方向上(x，y，z)移动。

10.如权利要求1所述的电离装置，其中所述样品载片距离所述接口大约50-100微米放置。

11.如权利要求1所述的电离装置，进一步包括覆盖载片，从而在样品变化阶段，无缝地取代所述样品载片，并同样紧邻于所述小孔。

12.如权利要求1所述的电离装置，其中所述小孔为截锥形。

13.如权利要求1所述的电离装置，其中所述离子导向装置为仅仅RF的多极杆。

14.如权利要求1所述的电离装置，其中所述维持第一区域内压力基本低于大气压的装置维持压力在几托至几十托。

15.如权利要求1所述的电离装置，其中所述维持第二区域内压力的装置维持压力在大约0.001至0.1托。

16.如权利要求1所述的电离装置，其中所述样品载片含有多个间隔开的斑点和驱动装置，从而使单个斑点顺序对准所述第一区域。

17.一种连接离子源和质量分析仪的接口装置，包括：

具有紧邻所述离子源的小孔的腔室，所述小孔限定包绕所述离子源的第一区域；

位于所述腔室内的离子导向装置，通向位于第二区域的质量分析仪；

维持所述第一区域内的压力基本低于大气压的装置，从而捕获离子；以及

维持所述第二区域内的压力基本低于所述第一区域内压力的装置。

18.如权利要求17所述的接口装置，进一步包括环绕所述小孔的凹槽。

19.如权利要求17所述的接口装置，进一步包括间隔开的小球，用于啮合所述样品载片和小孔，从而使所述载片与所述小孔间隔开。

20.如权利要求17所述的接口装置，其中所述小孔为截锥形。

21.如权利要求17所述的接口装置，其中所述离子导向装置为仅仅RF的多极杆。

22.如权利要求17所述的接口装置，其中所述维持第一区域内压力基本低于大气压的装置维持压力在几托至几十托。

23.如权利要求17所述的电离装置，其中所述维持第二区域内压力的装置维持压力在大约0.001至0.1托。

24.一种质谱系统，包括：

质量分析仪；

离子源；以及

连接所述质量分析仪和离子源的接口装置，所述接口装置包括：

具有紧邻所述离子源的小孔的腔室，所述小孔限定了包绕所述离子源的第一区域；

位于所述腔室内的离子导向装置，通向位于第二区域的质量分析仪；

维持所述第一区域内的压力基本低于大气压的装置，从而捕获离子；以及

维持所述第二区域内压力基本低于所述第一区域内压力的装置。

25.如权利要求24所述的质谱系统，其中所述接口装置进一步包括环绕所述小孔的凹槽。

26.如权利要求24所述的质谱系统，其中所述接口装置进一步包括间隔开的小球，用于啮合所述样品载片和小孔，从而使所述载片与所述小孔间隔开。

27.一种电离样品中的分析物用于质量分析的方法，包括：

提供具有至少两个样品斑点的样品载片，所述样品斑点含有待质量分析仪分析的分析物；

提供连接其中一个样品斑点至所述质量分析仪的接口，所述接口具有一带有小孔的腔室，所述小孔紧邻所述其中一个样品斑点并限定包绕其中一个样品斑点的第一区域；

将所述能量传递至所述其中一个样品斑点从而释放和电离所述分析物从而形成离子；以及

维持捕获离子的所述第一区域内的压力基本低于大气压，而其他样品斑点维持大气压。

28.如权利要求27所述的方法，进一步包括在三维方向上(x，y，z)移动所述样品载片，从而顺序使所述样品斑点送至所述第一区域。

29.如权利要求27所述的方法，其中所述第一区域内的压力维持在几托至几十托。

30.如权利要求27所述的方法，其中所述第二区域内的压力维持在大约0.001托至0.1托。

31.一种连接至质量分析仪的电离装置，包括：

样品载片，所述样品载片具有至少两个通道，通道内表面上沉积有样品；

将能量传递至其中一个通道的装置，从而电离所述样品形成离子；

连接所述其中一个通道和所述分析仪的接口，所述接口包括与所述其中一个通道对齐并紧邻的小孔，用于收集离子。

32.如权利要求31所述的电离装置，其中所述通道为圆柱形或截锥形。

33.如权利要求31所述的电离装置，其中所述通道的长度为0.5-20毫米。

34.如权利要求31所述的电离装置，进一步包括电动平台，在三维方向(x，y，z)上移动所述样品载片。

35.如权利要求34所述电离装置，其中所述样品载片具有多个通道，通过在三维方向上移动所述样品载片，从而使每个通道顺序与小孔对齐。

36.如权利要求31所述的电离装置，进一步包括在样品载片和小孔之间施加电压的装置。

37.如权利要求31所述的电离装置，其中所述传递能量的装置的设置使得相对于所述其中一个通道，所述能量以5-85度的角度射向所述样品。

38.如权利要求31所述的电离装置，其中所述传递能量的装置包括聚焦透镜，所述聚焦透镜与所述其中一个通道的轴位于同一直线上，并可沿该轴移动，从而放射能量至所述其中一个通道的整个内表面。

39.如权利要求31所述的电离装置，其中所述传递能量的装置包括光纤，所述光纤的一端可以沿着所述其中一个通道的轴移动，从而放射能量至所述其中一个通道的整个内表面。

40.如权利要求31所述的电离装置，其中所述小孔为分离器或管状。

41.如权利要求31所述的电离装置，其中在小孔和所述其中一个通道之间的接口处，所述小孔的直径基本与所述其中一个通道的直径相同。

42.如权利要求31所述的电离装置，进一步包括维持所述其中一个通道内压力的装置。

43.如权利要求42所述的电离装置，其中所述其中一个通道内的压力维持在10托至低于大气压。

44.如权利要求31所述的电离装置，进一步包括附着在所述样品载片上的分隔物，所述分隔物上具有与样品载片上的通道对准的孔洞。

45.如权利要求44所述的电离装置，其中在分隔物与所述样品载片之间的接口处，所述分隔物上孔洞的直径基本与通道的直径相同。

46.如权利要求44所述的电离装置，其中所述分隔物由非导电材料制成。

47.如权利要求44所述的电离装置，其中在操作中所述分隔物与所述小孔接触。

48.一种电离样品用于质量分析的方法，包括：

提供具有至少两个通道的样品载片，所述通道的内表面上沉积有样品；

将能量传递至其中一个通道，电离所述样品形成离子；以及

用小孔收集离子。

49.如权利要求48所述的方法，其中传递能量的步骤包括相对于通道的轴，以5-85度的角度将能量传递至内表面上的样品。

50.如权利要求48所述的方法，其中传递能量的步骤包括传递能量至所述其中一个通道的整个内表面上。

51.如权利要求48所述的方法，进一步包括在所述通道和小孔之间施加电压从而加速离子气流。

52.如权利要求48所述的方法，进一步包括提供所述通道和小孔之间的电绝缘。

53.如权利要求48所述的方法，其中通过在样品载片和小孔之间连接分隔物提供电绝缘。

Images