CZ2008260A3 - Iontový zdroj pro nižší meze detekce u spektrometrických merení - Google Patents

Iontový zdroj pro nižší meze detekce u spektrometrických merení Download PDF

Info

Publication number
CZ2008260A3
CZ2008260A3 CZ20080260A CZ2008260A CZ2008260A3 CZ 2008260 A3 CZ2008260 A3 CZ 2008260A3 CZ 20080260 A CZ20080260 A CZ 20080260A CZ 2008260 A CZ2008260 A CZ 2008260A CZ 2008260 A3 CZ2008260 A3 CZ 2008260A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ion source
pressure
auxiliary
working space
ion
Prior art date
Application number
CZ20080260A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ307445B6 (cs
Inventor
Lemr@Karel
Ranc@Václav
Havlícek@Vladimír
Original Assignee
Univerzita Palackého v Olomouci
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 Univerzita Palackého v Olomouci filed Critical Univerzita Palackého v Olomouci
Priority to CZ2008-260A priority Critical patent/CZ307445B6/cs
Priority to PCT/CZ2009/000061 priority patent/WO2009132604A2/en
Publication of CZ2008260A3 publication Critical patent/CZ2008260A3/cs
Publication of CZ307445B6 publication Critical patent/CZ307445B6/cs

Links

Classifications

    • 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
    • H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/165—Electrospray ionisation
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/24—Vacuum systems, e.g. maintaining desired pressures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce u hmotnostne spektrometrických merení a merení iontové mobility, který jako zdroj energie využívá elektrický výboj, elektrické pole, zárení, teplo nebo interakce s jinými cásticemi, obsahuje pro postup iontu do vakuované cásti prístroje (1) úzký otvor (6) a analyzované vzorky jsou na vstup (7) vzorku privádeny kapilárou pres plášt (4) iontového zdroje (2) ci umísteny v pracovním prostoru (3) iontového zdroje (2), pricemž pracovní prostor (3) iontového zdroje (2) je utesnen tak, že je pevne spojen s vakuovanou cástí prístroje (1) a že tesnení (5) je v míste jejich styku, v míste vstupu (7) vzorku, v míste vstupu pomocných médií pres regulovaný prívod (8) a na výstupu (10) iontového zdroje (2) do okolní atmosféry, na výstup (10) iontového zdroje (2) do okolní atmosféry je pripojeno zarízení na omezení prutoku médií a tlak v pracovním prostoru iontového zdroje (2) je pomocnými médii zvýšen na 120 kPa a více.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká oblasti hmotnostní spektrometrie a spektrometrie iontové mobility, technik sloužících k charakterizaci látek a jejich směsí. Tato spektrometrická měření umožňují získat informace o struktuře látek i o jejich množství ve vzorku. Uplatnění těchto metod zahrnuje širokou oblast aplikací od vývoje léčiv, přes kontrolu potravin, životního prostředí až po analýzy prováděné na kosmických sondách.
Dosavadní stav techniky
Měření iontové mobility1,2, ale především hmotnostní spektrometrie1 2 3 jsou analytické techniky poskytující řadu významných informací o živých i neživých systémech (např. struktura a obsah metabolitů v organismu, přítomnost toxických látek v životním prostředí, distribuce složek v nerostech). Bez hmotnostní spektrometrie je dnes nepředstavitelná řada oblastí výzkumu i praktické lidské činnosti. Například se využívá při vývoji léčiv, kontrole potravin, monitorování životního prostředí, v diagnostice chorob, v toxikologii, pří výzkumu proteinů i dalších biologicky významných látek. Zajímavé uplatnění nachází i spektrometrie na principu iontové mobility například při bezpečnostních kontrolách na letištích.
Základním předpokladem pro charakterizaci látek metodami hmotnostní spektrometrie i spektrometrie iontové mobility je tvorba jejich iontů. V části zařízení nazývané iontový zdroj dochází k ionizaci, a tím vznikají ionty, které jsou dále v další části zařízení odlišeny podle svých vlastností. Iontové zdroje využívají nejrůznějších principů. K. ionizaci může docházet interakcí látky s elektronem (ionizace elektronem), interakcí s jiným iontem (chemická ionizace), působením elektrického pole (ionizace polem, ionizace elektrosprejem), účinkem laserového záření (ionizace laserem) atd. Proces ionizace se může odehrávat za sníženého tlaku (ionizace elektronem, chemická ionizace, ionizace polem aj.), ale i za atmosférického tlaku3'4 (chemická ionizace za atmosférického tlaku (APCI)3,4, ionizace elektrosprejem (ESI)5, ionizace desorpčním
Borsdorf H., Eiceman G.A.: Ion Mobility Spectrometry: Principles and Applications. Applied Spectroscopy Reviews 41,323-375 (2006).
Eiceman G.A.: lon-mobility Spectrometry as a Fast Monitor of Chemical Composition. Trends in Analytical Chemistry 21,259-275 (2002).
Hoflman E., Stroobant V.: Mass Spectrometry Principles and Applications. Wiley and Sons, New York 2001.
Bruins A.P.: Atmospheric Pressure lonization Mass Spectrometry. 1. Instrumentation and lonization Techniques. Trends in Analytical Chemistry 13, 37-43 (1994).
Manisali I., Chen D, D.Y., Schneider Β. B.: Electrospray lonization Source Geometry for Mass Spectrometry: Past, Present, and Future. Trends in Analytical Chemistry 25,243-256 (2006).
• · · · · · · · · v ··· · · · · * ·· · • · · · · * ···♦ * · ·· · ·♦···· * · « · 2 ···· ·« »« · »« «» eleklrosprejem (DES1)6, fotoionizace za atmosférického tlaku (APPI)7, desorpce a ionizace laserem za účasti matrice za atmosférického tlaku (AP-MALDI)8, přímá analýza v reálném čase (DART)9 10, ionizace zvukovým sprejem (SSI)t0 aj,), Techniky pracující za atmosférického tlaku jsou zaváděny zvláště během posledních deseti let a významně přispěly k rozšíření možností hmotnostní spektrometrie i spektrometrie iontové mobility. Ionizace elektrosprejem umožnila rozvoj analýzy proteinů, spolu s chemickou ionizací za atmosférického tlaku patří dnes k běžným ionizačním technikám využívaným pro spojení kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií. DESI a DART jsou vhodné k analýze pevných povrchů. Fotoionizace za atmosférického tlaku rozšířila možnosti v oblasti ionizace nepolárních látek a dnes je také využívána pro spojení kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií. U technik pracujících za atmosférického tlaku je prostor iontového zdroje propojen s okolní atmosférou. V prostoru iontového zdroje je přibližně atmosférický tlak v závislosti na množství přiváděného vzorku (par vzorku) a množství přiváděných plynů, popřípadě pomocných kapalin (množství par těchto kapalin). Možné mírné zvýšení tlaku významné neovlivňuje ionizaci, jak je ukázáno dále. Kritériem efektivity ionizace není pouze počet iontů vzniklých v iontovém zdroji, ale počet iontů převedených do další části zařízení. Účinnost ionizace se pak přímo projeví při měření, kdy dojde ke zvýšení intenzity signálu. Porovnáním dosažených intenzit signálu za různých podmínek lze přímo porovnávat účinnost ionizace.
Provedení ionizace za atmosférického tlaku má jako každý analytický přístup určitá omezení z hlediska množství látek, které je nutné pro její identifikaci či stanovení. Pod určitou koncentrační mez již analýzu nelze úspěšně provést.
Podstata vynálezu
Konstrukční řešení iontového zdroje umožňuje stanovení a identifikaci látek na koncentračních hladinách, které jsou při stávajícím provedení za atmosférického tlaku hluboko pod mezí stanovitelnosti nebo mezí detekce .
Popsaná nová konstrukce iontového zdroje, ve srovnání s dnes používanými, dovoluje získat větší počet iontů pro další měření. Tím je dosahováno snížení meze stanovitelnosti i meze
Takáts Z., Wiseman J.M., Gologan B., Cooks R.G.: Mass Spectrometry Sampling Under Ambient Conditions with Desorption Electrospray lonization. Science 306,471-473 (2004).
Robb D.B., Covey T.R., Bruins A.P.: Atmospheric Pressure Photoionization: An lonization Method for l.iquid Chromatography-Mass Spectrometry. Analytical Chemistry 72, 3653-3650 (2000).
Moyer S. C., Cotter R.J.: Atmospheric Pressure MALDI. Analytical Chemistry 74,469A-476A (2002).
Cody R.B., Laramée J.A., Dupont Durst H.; Versatile New Ion Source for the Analysis of
Materials in Open Air under Ambient Conditions. Analytical Chemistry 77, 2297-2302 (2005).
Hirabayashi A., Sakairi M., Koizumi H.: Sonic Spray Mass Spectrometry, Analytical Chemistry 67,2878-2882 (1995).
• · « · φ φ φ φ · ·· φ ·· φ · « · φ φ·· • · «ΦΦ φφφφφφφ ΦΦ · φ « φ φ φ φ φ «φ φ
ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦ ·φ* ·* detekce, případně zvýšení citlivosti měření (směrnice kalibrační závislosti). Je pak možné úspěšně analyzovat vzorky s nižšími obsahy analyzovaných látek, což otvírá cestu pro získání doposud nedostupných nebo složitěji dostupných informací o živých i neživých systémech. Touto konstrukční úpravou dnes používaných iontových zdrojů pracujících za atmosférického tlaku lze, oproti stávajícímu stavu, řádově zvýšit měřený signál.
Konstrukce iontového zdroje (obrázek 1) je navržena tak, aby byl pracovní prostor iontového zdroje izolován a nedocházelo tak k vyrovnávání tlaku s okolní atmosférou. Řešena je tak, že plášť iontového zdroje je pevně přichycen k vakuované části přístroje a v místě styku je utěsněn. Utěsněn je rovněž přívod vzorku, vstupy pomocných médií přes regulovaný přívod i výstup iontového zdroje do okolní atmosféry. Utěsnění v uvedených místech dovoluje udržet zvýšený tlak v pracovním prostoru iontového zdroje, přičemž tohoto zvýšeného tlaku je dosahováno omezením či zastavením průtoku plynů a par výstupem iontového zdroje do okolní atmosféry. Tlak v pracovním prostoru iontového zdroje je zvyšován dodáváním pomocných médií. Na výstupu iontového zdroje do okolní atmosféry je připojeno zařízení na omezení průtoku. Tímto zařízením je těsnící uzávěr nebo uzávěr s malým otvorem nebo pomocný regulátor tlaku. Pomocný regulátor tlaku sestává ze spojovacích článků, T-kusu, kterým je realizován přívod pomocného média, omezovače průtoku vybaveného tlakoměrem pro sledování tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje a jehlovým ventilem, který může být spolu s regulovaným přívodem využit k nastavování tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje. Dále přes tento jehlový ventil odtéká kapalina, která se může při zavádění kapalných vzorků nebo pomocných kapalin do iontového zdroje v systému hromadit. Takovouto konstrukcí iontového zdroje lze zvýšit tlak v pracovním prostoru iontového zdroje na 120 kPa a více.
Závislost intenzity signálu na zvyšování tlaku v prostoru iontového zdroje ukazuje obrázek 2 až 5. Ionizace elektrosprejem byla prováděna na komerčním přístroji vybaveném iontovou pastí jako hmotnostním analyzátorem (nová konstrukce iontového zdroje je použitelná i na další typy ionizací pracujících za atmosférického tlaku a další hmotnostní analyzátory). Malé zvýšení tlaku, ke kterému může docházet při běžné práci s iontovými zdroji určenými pro ionizaci za atmosférického tlaku, nevede k významnému zvýšení signálu. Dalším zvyšováním tlaku na 120 kPa a více lze však dosáhnout desetinásobného i většího nárůstu intenzity signálu (viz. obrázek 2 až 5). Skutečnost, že příčinou zvýšení intenzity signálu není pouze zvýšení průtoku dusíku demonstruje obrázek 6, Dosažená intenzita signálu protonované molekuly kofeinu za atmosférického tlaku (101,3 kPa) byla 4,43x105 impulzů. Při zvýšení průtoku dusíku z 01/min na 12 1/min, ale stále za atmosférického tlaku (101,3 kPa) intenzita poklesla na hodnotu 1,02x105 impulzů. Při stejném průtoku dusíku (12 1/min) a za zvýšeného tlaku (141,3 kPa) došlo • 4 4 4 4 4 4 · » «· «· 4 444 4 444
4 444 4 4Φ44 44 444
Φ·»«·4φφφ4 *44« 4* ·· * 4»4« k nárůstu intenzity signálu na 5,56x106 impulzů, tedy intenzita vzrostla o řád. Zvýšení tlaku tedy vede k významnému zvýšení efektivity ionizace, což se projeví zvýšením měřené intenzity signálu. Tlak v iontovém zdroji lze měřit, což je významné pro kontrolu a reprodukování výsledků, ale sledování tlaku není podmínkou pro efektivní průběh ionizace. Zvýšení tlaku v prostoru iontového zdroje ovlivňuje procesy ionizace a převodu iontů do vakuované části přístroje (např. průběh odpařování kapalin, resp. roztoků vzorků v prostoru iontového zdroje, větší proudění z iontového zdroje do vakuované části přístroje, častější srážky částic v prostoru iontového zdroje).
Technickým omezením při použití nového iontového zdroje může být nedostatečný výkon vakuových čerpadel. V takovém případě může být zvyšování tlaku v iontovém zdroji omezeno, neboť by mohlo dojít k přílišnému zvýšení tlaku ve vakuované části přístroje a například k automatickému odstavení přístroje. Pro potřeby nového iontového zdroje by pak bylo nutné využít v přistrojí výkonnějších vakuových čerpadel nebo více vakuových čerpadel. Dalším problémem, který se může objevit při použití těsnícího uzávěru na výstupu iontového zdroje do okolní atmosféry, je neodtékání kapalin přiváděných do prostoru iontového zdroje. Tyto kapaliny jsou převáděny do plynného skupenství, ale část může zůstat ve skupenství kapalném. Tento problém je jednoduché řešit využitím například pomocného regulátoru tlaku nebo uzávěru s malým otvorem. Obě řešení umožňují dosáhnout dostatečného tlakového odporu, aby nedošlo k poklesu tlaku v iontovém zdroji, ale zároveň kapalina je při přetlaku v iontovém zdroji vytlačena přes pomocný regulátor tlaku nebo uzávěr s malým otvorem.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Zástupcem menších organických molekul při uskutečněni vynálezu je kofein. Ionizace byla prováděna elektrosprejem v kladném módu. Použit byl hmotnostní analyzátor na principu iontové pasti. Výstup iontového zdroje do okolní atmosféry 10 byl utěsněn a jako těsnící uzávěr byl použit tlakoměr. Tlak v pracovním prostoru iontového zdroje 3 byl zvýšen pomocí vyššího průtoku dusíku jako pomocného média. Dusík byl přiváděn vstupem pro pomocná média přes regulovaný přívod 8. Roztok kofeinu o koncentraci 5 pg/ml (rozpuštěno ve směsi voda: methanol =1:1, v/v) byl analyzován průtokovou analýzou, přičemž 1 μΐ pracovního roztoku byl dávkován do toku methanolu (průtok 0,2 ml/min). Parametry hmotnostního spektrometru byly naladěny na kofein za atmosférického tlaku a základní parametry měření byly:
» · · · · « « · · ·· « ·· · · · φ · ··· • · · · ♦ · ···· « · φ ··
Φ · Φ · Φ · Β · ·Φ ·*·* ·· ·’ * ** ** sprejovací napětí 5,6 kV, průtok zmlžujícího plynu 1,2 1/min, teplota vyhřívané kapiláry 200°C, napětí na vyhřívané kapiláře 9,51 V (kapilára - úzký otvor 6 propojující vakuovanou Část přístroje 1 s pracovním prostorem iontového zdroje 3). Při stejném dávkovaném množství (5 ng) byla při atmosférickém tlaku (101,3 kPa) odezva kofeinu 4,43x10s impulzů a pří zvýšeném tlaku (141,3 kPa) se odezva kofeinu zvýšila na 5,56xl06 impulzů (obrázek 6). Spektra na tomto obrázku také dokladují, že ke zvýšení signálu nepostačuje pouze zvýšení průtoku dusíku, ale musí být zvýšen tlak v pracovním prostoru iontového zdroje 3 (viz. spektrum při tlaku 101,3 kPa a průtoku dusíku 121/min oproti spektru při tlaku 141,3 kPa a průtoku dusíku 12 1/min).
Příklad 2
Byla provedena hmotnostně spektrometrická analýza reserpinu s využitím chemické ionizace za atmosférického tlaku v kladném módu a analyzátoru na principu iontové pasti. Na výstup iontového zdroje do okolní atmosféry 10 byl připojen pomocný regulátor tlaku U. Tlak v pracovním prostoru iontového zdroje 3 byl zvýšen pomocí vyššího průtoku dusíku jako pomocného média. Dusík byl přiváděn vstupem pro pomocná média přes regulovaný přívod 8. Reserpin je látka často využívaná v oblasti hmotnostní spektrometrie k charakterizaci citlivosti přístroje popř. k demonstraci meze stanovitelnosti či detekce. Roztok reserpinu o koncentraci 5 pg/ml (rozpuštěno ve směsi voda : methanol = 1:1, v/v) byl analyzován průtokovou analýzou, přičemž 1 μΐ pracovního roztoku byl dávkován do toku methanolu (průtok 0,2 ml/min). Parametry hmotnostního spektrometru byly naladěny na reserpin za atmosférického tlaku a základní parametry měření byly: teplota odpařováku 300°C, výbojový proud 5,7 μΑ, průtok zmlžujícího plynu 0,6 l/min, teplota vyhřívané kapiláry 175°C, napětí na vyhřívané kapiláře 9,51 V (kapilára - úzký otvor 6 propojující vakuovanou část přístroje 1 s pracovním prostorem iontového zdroje 3). Při stejném dávkovaném množství (5 ng) byla při atmosférickém tlaku (101,3 kPa) odezva reserpinu 2,3xl04 impulzů a při zvýšeném tlaku (141,3 kPa) se odezva reserpinu zvýšila na 1,0x106 impulzů (obrázek 7).
Příklad 3
Ionizace elektrosprejem je vhodná a široce využívaná technika v analýze peptidů. Výstup iontového zdroje do okolní atmosféry 10 byl utěsněn a jako těsnící uzávěr byl použit tlakoměr. Tlak v pracovním prostoru iontového zdroje 3 byl zvýšen pomocí vyššího průtoku dusíku jako pomocného média. Dusík byl přiváděn vstupem pro pomocná média přes regulovaný přívod 8.
• · · · ♦ · · *··· • ·· · · · · φ φ φφ φ · · » · Φ··· φ φ · φ · φ φ φ φφφ ΦΦΦΦ β ·φφφ φφ ·· * »· «φ
S využitím hmotnostního analyzátoru na principu iontové pasti v kladném módu byl analyzován peptid MRFA (L-methionyl-arginyl-fenylalanyl-alanin acetát monohydrát). Jeho roztok o koncentraci 5 pg/ml (rozpuštěno ve směsi voda : methanol = 1:1, v/v) byl analyzován průtokovou analýzou, přičemž 1 μΐ pracovního roztoku byl dávkován do toku methanolu (průtok 0.2 ml/min). Parametry hmotnostního spektrometru byly naladěny na sledovaný peptid za atmosférického tlaku a základní parametry měření byly: sprejovací napětí 5,6 kV, průtok zmlžujícího plynu 1,2 l/min, teplota vyhřívané kapiláry 200°C, napětí na vyhřívané kapiláře 29,8 V (kapilára - úzký otvor 6 propojující vakuovanou část přístroje f s pracovním prostorem iontového zdroje 3). Při stejném dávkovaném množství (5 ng) byla při atmosférickém tlaku (101,3 kPa) odezva peptidů 2,05x106 impulzů a při zvýšeném tlaku (141,3 kPa) se odezva peptidů zvýšila na 1,97x107 impulzů (obrázek 8).
Příklad 4
Příkladem měření v záporném módu je analýza glutamové kyseliny ionizací elektrosprejem s hmotnostním analyzátorem na principu iontové pasti. Na výstup iontového zdroje do okolní atmosféry 10 byl připojen pomocný regulátor tlaku 17. Tlak v pracovním prostoru iontového zdroje 3 byl zvýšen pomocí vyššího průtoku dusíku jako pomocného média. Dusík byl přiváděn vstupem pro pomocná média přes regulovaný přívod 8. Roztok glutamové kyseliny o koncentraci 5 pg/ml (rozpuštěno ve směsi voda : methanol =1:1, v/v) byl analyzován průtokovou analýzou, přičemž 1 μΐ pracovního roztoku byl dávkován do toku methanolu (průtok 0,2 ml/min). Parametry hmotnostního spektrometru byly naladěny na glutamovou kyselinu za atmosférického tlaku a základní parametry měření byly: sprejovací napětí -4,53 kV, průtok zmlžujícího plynu 1,2 l/min, teplota vyhřívané kapiláry 200°C, napětí na vyhřívané kapiláře -10,8 V (kapilára - úzký otvor 6 propojující vakuovanou část přístroje 1 s pracovním prostorem iontového zdroje 3). Při stejném dávkovaném množství (5 ng) byla při atmosférickém tlaku (104,7 kPa) odezva glutamové kyseliny 7,56x10’ impulzů a při zvýšeném tlaku (144,7 kPa) se odezva glutamové kyseliny zvýšila na 1,05x105 impulzů (obrázek 9).
Příklad 5
Zajímavou aplikační oblastí je analýza komplexů i analýza chirálních látek. Obě tyto oblasti jsou zahrnuty v analýze směsi meďnatých iontů, fenylalaninu (Phe) a tryptofanu (Trp). Pro diskriminaci optických izomerů je důležité získat při ionizaci diastereomemí komplex φ φφ · φ · · · φ φφ φ · φφφ «··»·*· φ · φ φ · φφφ «ΦΦΦ
-y #··· φφ «φ φ «φφφ složení [Cu(Trp)2Phe-H]*. Měření bylo prováděno v kladném módu s elektrosprejem a s hmotnostním analyzátorem na principu iontové pasti. Výstup iontového zdroje do okolní atmosféry 10 byl utěsněn a jako těsnící uzávěr byl použit tlakoměr. Tlak v pracovním prostoru iontového zdroje 3 byl zvýšen pomocí vyššího průtoku dusíku jako pomocného média. Dusík byl přiváděn vstupem pro pomocná média přes regulovaný přívod 8. Pracovní roztok ve směsi voda: methanol (1:1, v/v) o následující koncentraci jednotlivých složek: 50 μπιοΙ/1 Cu2+, 50 μηιοί/ΐ tryptofanu a 10 pmol/l fenylalaninu byl přímo zaváděn do iontového zdroje průtokem 5 μΐ/min. Parametry hmotnostního spektrometru byly naladěny na sledovaný komplex a základní parametry měření byly: sprejovací napětí 5,6 kV, průtok zmlžujícího plynu 1,2 1/min, teplota vyhřívané kapiláry 200°C, napětí na vyhřívané kapiláře 9,5 V (kapilára - úzký otvor 6 propojující vakuovanou část přístroje 1 s pracovním prostorem iontového zdroje 3). Při zavádění pracovního roztoku byla při atmosférickém tlaku (104,7 kPa) odezva komplexu 1,18x103 impulzů a při zvýšeném tlaku (144,7 kPa) se odezva komplexu zvýšila na 8,49x105 impulzů (obrázek 10). Z obrázku je také patrné zvýšení intenzity iontu fenylalaninu (m/z=166,05) z 5,62xl04 impulzů na 3,83xl06 impulzů i tryptofanu (m/z—205.23) z2,03xl05 impulzů na 8,86xl06 impulzů při zvýšení tlaku ze 104,7 kPa na 144,7 kPa (obrázek 10).
Příklad 6
Významnou oblastí analytické chemie je analýza proteinů. Ionizace elektrosprejem a hmotnostní analyzátor na principu iontové pasti byly použity při analýze proteinu (hovězího Cytochromu C) v kladném módu. Na výstup iontového zdroje do okolní atmosféry 10 byl připojen pomocný regulátor tlaku 17. Tlak v pracovním prostoru iontového zdroje 3 byl zvýšen pomocí vyššího průtoku dusíku jako pomocného média. Dusík byl přiváděn vstupem pro pomocná média přes regulovaný přívod 8. Roztok proteinu o koncentraci 10 pg/ml (rozpuštěno ve směsi voda : methanol =1:1, v/v) byl přímo zaváděn do iontového zdroje průtokem 5 μΙ/min. Parametry hmotnostního spektrometru byly naladěny na sledovaný protein za atmosférického tlaku a základní parametry měření byly: sprejovací napětí 5,6 kV, průtok zmlžujícího plynu 1,2 1/min, teplota vyhřívané kapiláry 200°C, napětí na vyhřívané kapiláře 25 V (kapilára - úzký otvor 6 propojující vakuovanou část přístroje 1 s pracovním prostorem iontového zdroje 3). Při zavádění pracovního roztoku byla při atmosférickém tlaku (105,4 kPa) odezva nejintenzivnějšího iontu proteinu 4,02xl04 impulzů a pří zvýšeném tlaku (145,4 kPa) se odezva zvýšila na 2,05x 105 impulzů (obrázek 11).
• · · · · · · φ · · · • «· φ Φφφ φ φφφ φ φ φφφ φ φφφφ * φ φ φ φ φφφ φφφ φφφφ φφφφ φφ φφ · φφ φφ
Výkresy
Obrázek 1
Schéma iontového zdroje pro nižší meze detekce u hmotnostně spektrometrických měření a měření iontové mobility. A - boční pohled na spojení iontového zdroje 2 s vakuovanou částí přístroje 1; B - Čelní průřez iontového zdroje 2 s pomocným regulátorem průtoku Γ7. Lvakuovaná část přístroje, 2 iontový zdroj, 3 pracovní prostor iontového zdroje, 4 plášť iontového zdroje, 5 těsnění, 6 úzký otvor pro prostup iontů do vakuované části přístroje, 7 vstup vzorku, 8 vstup pomocných médií přes regulovaný přívod, 9 pevné spojení iontového zdroje s vakuovanou částí přístroje, 10 výstup iontového zdroje do okolní atmosféry, 11 spojovací článek, 12 T-kus, 13 regulovaný přívod pomocného média, 14 omezovač průtoku, 15 jehlový ventil, 16 tlakoměr. 17 pomocný regulátor tlaku.
Obrázek 2
Závislost intenzity signálu protonované molekuly kofeinu (m/z 195,20) na tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Obrázek 3
Závislost intenzity signálu protonované molekuly tryptofanu (m/z 205,23) na tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Obrázek 4
Závislost intenzity signálu komplexního iontu [Cu(Trp)2Phe-H]+ (m/z 635,18) na tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Obrázek 5
Závislost intenzity signálu protonované molekuly peptidu MRFA (L-methionyl-arginylfenylalanyl-alanin acetát monohydrát; m/z 524,70) na tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
• « · • φ φ* • · · ♦ · * · • φφ φφφφ φ φ φφφ φφφφφφφ ·· · Β Φ Φ · Φ Φ φ φ φ φ φ ΦΦΦΦ ΙΦ ΦΦ Φ φφ *«
Obrázek 6
Hmotnostní spektra kofeinu s uvedením sledovaných parametrů prokazující zvýšení intenzity signálu se zvýšením tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Obrázek 7
Hmotnostní spektra reserpinu s uvedením sledovaných parametrů prokazující zvýšení intenzity signálu se zvýšením tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Obrázek 8
Hmotnostní spektra peptidu (MRFA, L-methionyl-arginyl-fenylalanyl-alanin acetát monohydrát) s uvedením sledovaných parametrů prokazující zvýšení intenzity signálu se zvýšením tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Obrázek 9
Hmotnostní spektra glutamové kyseliny s uvedením sledovaných parametrů prokazující zvýšení intenzity signálu se zvýšením tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Obrázek 10
Hmotnostní spektra komplexu [Cu(Trp)2Phe-l 1] s uvedením sledovaných parametrů prokazující zvýšení intenzity signálu se zvýšením tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Obrázek 11
Hmotnostní spektra hovězího Cytochromu C s uvedením sledovaných parametrů prokazující zvýšení intenzity signálu se zvýšením tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.
Průmyslová využitelnost
Předmět vynálezu je využitelný v oblasti přístrojové techniky při výrobě iontových zdrojů pro hmotnostní spektrometry a spektrometry iontové mobility. Tyto přístroje jsou používány ve farmacii, v potravinářství, v oblasti životního prostředí, při výzkumu dějů v živých organismech i v dalších oblastech, kde je aplikována hmotnostní spektrometrie či spektrometrie iontové mobility.
··«· ··· r · ·* φ φφ · * · · φ 9··
Φ · φ φ φ · φφφφ φ φ φφ · φ Φ Φ · Φ · » Φφ ·
Φφ»· ·♦ «Φ Φ φφ Φ·

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce u hmotnostně spektrometrických měření a měřeni iontové mobility, který jako zdroj energie využívá elektrický výboj, elektrické pole, záření, teplo nebo interakce s jinými částicemi, obsahuje pro prostup iontů do vakuované části přístroje (1) úzký otvor (6) a analyzované vzorky jsou na vstup vzorku (7) přiváděny kapilárou přes plášť iontového zdroje (4) či umístěny v pracovním prostoru iontového zdroje (3) vyznačující se tím, že pracovní prostor iontového zdroje (3) je utěsněn tak, že je pevně spojen (9) s vakuovanou částí přístroje (1) a že těsnění (5) je v místě jejich styku, v místě vstupu vzorku (7), v místě vstupu pomocných médií přes regulovaný přívod (8) a na výstupu iontového zdroje do okolní atmosféry (10), na výstup iontového zdroje do okolní atmosféry (10) je připojeno zařízení na omezení průtoku médií a tlak v pracovním prostoru iontového zdroje je pomocnými médii zvýšen na 120 kPa a více.
  2. 2. Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce podle nároku 1 vyznačující se tím, že vstup pomocných médií přes regulovaný přívod (8), přes který je přiváděno médium pro ionizaci a médium pro zvýšení tlaku, je minimálně jeden.
  3. 3. Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce podle nároku 2 vyznačující se tím, že vstup pomocných médií přes regulovaný přívod (8) je minimálně jeden pro ionizaci a minimálně jeden pro zvýšení tlaku.
  4. 4. Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce podle nároku 3 vyznačující se tím, že tlak v pracovním prostoru iontového zdroje se zvyšuje přívodem pomocných médií přes vstup pomocných médií přes regulovaný přívod (8) nebo přes regulovaný přívod (13) pomocného regulátoru tlaku (17) nebo vyvíjením v pracovním prostoru iontového zdroje (3). 5
  5. 5. Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce podle nároku 4 vyznačující se tím, že jako zařízení na omezení průtoku médií je použit pomocný regulátor tlaku (17) nebo těsnící uzávěr nebo uzávěr s otvorem menším než 3 mm2.
    • · · * ♦ · » ···« • ·* · ♦ · «9··
    9 « 9 9 9 t 99** « · 9 «*
    999 19» 99 9·
    9999 «« 9« ··· φ*
  6. 6. Pomocný regulátor tlaku (17) podle nároku 5 vyznačující se tím, že obsahuje spojovací články (11), kterými je propojen T - kus (12), kterým je přes regulovaný přívod (13) dodáváno pomocné médium, s omezovačem průtoku (14), omezovač průtoku obsahuje tlakoměr (16) a jehlový ventil (15), kterým je regulován tlak v pracovním prostoru iontového zdroje (3) a odpouštěna kapalina z pracovního prostoru iontového zdroje (3).
CZ2008-260A 2008-04-28 2008-04-28 Iontový zdroj pro nižší meze detekce u spektrometrických měření CZ307445B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2008-260A CZ307445B6 (cs) 2008-04-28 2008-04-28 Iontový zdroj pro nižší meze detekce u spektrometrických měření
PCT/CZ2009/000061 WO2009132604A2 (en) 2008-04-28 2009-04-27 Ion source for lower limits of detection in spectrometric measurements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2008-260A CZ307445B6 (cs) 2008-04-28 2008-04-28 Iontový zdroj pro nižší meze detekce u spektrometrických měření

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2008260A3 true CZ2008260A3 (cs) 2009-11-11
CZ307445B6 CZ307445B6 (cs) 2018-08-29

Family

ID=41134514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2008-260A CZ307445B6 (cs) 2008-04-28 2008-04-28 Iontový zdroj pro nižší meze detekce u spektrometrických měření

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ307445B6 (cs)
WO (1) WO2009132604A2 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7171016B2 (ja) * 2017-06-07 2022-11-15 国立大学法人広島大学 イオン化方法、イオン化装置、及び質量分析装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4209696A (en) * 1977-09-21 1980-06-24 Fite Wade L Methods and apparatus for mass spectrometric analysis of constituents in liquids
JP2002157971A (ja) * 1993-06-30 2002-05-31 Hitachi Ltd 質量分析計及び質量分析方法
JP3300602B2 (ja) * 1996-06-20 2002-07-08 株式会社日立製作所 大気圧イオン化イオントラップ質量分析方法及び装置
DE69829398T2 (de) * 1997-09-12 2006-04-13 Analytica of Branford, Inc., Branford Mehrprobeneinführungs-massenspektrometrie
US6849847B1 (en) * 1998-06-12 2005-02-01 Agilent Technologies, Inc. Ambient pressure matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) apparatus and method of analysis
CA2305071C (en) * 1999-04-12 2009-03-24 Mds Inc. High intensity ion source
JP3581604B2 (ja) * 1999-09-13 2004-10-27 株式会社日立製作所 大気圧イオン化質量分析装置
JP3805979B2 (ja) * 1999-12-27 2006-08-09 株式会社日立製作所 質量分析方法および装置
US7294841B2 (en) * 2004-02-06 2007-11-13 Micromass Uk Limited Mass spectrometer
US7659505B2 (en) * 2008-02-01 2010-02-09 Ionics Mass Spectrometry Group Inc. Ion source vessel and methods

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009132604A2 (en) 2009-11-05
CZ307445B6 (cs) 2018-08-29
WO2009132604A3 (en) 2010-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7968842B2 (en) Apparatus and systems for processing samples for analysis via ion mobility spectrometry
Chen et al. Neutral desorption sampling of biological surfaces for rapid chemical characterization by extractive electrospray ionization mass spectrometry
Chen et al. Neutral desorption using a sealed enclosure to sample explosives on human skin for rapid detection by EESI-MS
US7476852B2 (en) Ionization-based detection
US8368013B2 (en) Analyzer, ionization apparatus and analyzing method
Dane et al. Selective ionization of melamine in powdered milk by using argon direct analysis in real time (DART) mass spectrometry
Blokland et al. Potential of recent ambient ionization techniques for future food contaminant analysis using (trans) portable mass spectrometry
US20160334381A1 (en) Device for detecting volatile organic compounds
US8253097B2 (en) Mass spectrometer and method of mass spectrometry
JP2014517481A (ja) 直接試料分析用イオン源
US20210280403A1 (en) Mass spectrometric determination of fatty acids
US20190170616A1 (en) Sample probe inlet flow system
US8384026B2 (en) Atmospheric pressure solids analysis probe assembly
US7956323B2 (en) Ion mobility spectrometer and method for determining an analyte substance or an analyte substance mixture in the presence of a dopant mixture by means of an ion mobility spectrometer
CZ2008260A3 (cs) Iontový zdroj pro nižší meze detekce u spektrometrických merení
WO2007029431A1 (ja) 質量分析装置の検出質量較正方法
Corso et al. Neutral loss analysis of amino acids by desorption electrospray ionization using an unmodified tandem quadrupole mass spectrometer
CN110895271A (zh) 一种快速检测生物基质样品中百草枯的方法
CN106501345B (zh) 水体中微囊藻毒素的检测方法
Kumar Ambient Mass Spectrometry in Imaging and Profiling of Single Cells: An Overview
Jia et al. Self‐aspiration sampling extractive electrospray ionization mass spectrometry (EESI‐MS) for high‐throughput analysis of liquid samples
BR102018002354A2 (pt) Dispositivo para ionização ambiente na espectrometria de massas
Dason et al. JULS
JP2010286427A (ja) 硫黄および全硫黄の測定方法、測定システムおよび固体高分子電解質形燃料電池（ｐｅｆｃ）
Park Laser ablation sample transfer for mass spectrometry

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20190428