CZ307445B6

CZ307445B6 - Iontový zdroj pro nižší meze detekce u spektrometrických měření

Info

Publication number: CZ307445B6
Application number: CZ2008-260A
Authority: CZ
Inventors: Karel Lemr; Václav Ranc; VladimĂr HavlĂÄŤek; Petr Bednář; evÄŤĂk Juraj Ĺ; Jan Hlaváč; Barbora Papoušková
Original assignee: Univerzita PalackĂ©ho v Olomouci
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2018-08-29
Also published as: WO2009132604A3; WO2009132604A2; CZ2008260A3

Abstract

Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce u hmotnostně spektrometrických měření a měření iontové mobility, který jako zdroj energie využívá elektrický výboj, elektrické pole, záření, teplo nebo interakce s jinými částicemi, obsahuje pro postup iontů do vakuované části přístroje (1) úzký otvor (6) a analyzované vzorky jsou na vstup (7) vzorku přiváděny kapilárou přes plášť (4) iontového zdroje (2) či umístěny v pracovním prostoru (3) iontového zdroje (2), přičemž pracovní prostor (3) iontového zdroje (2) je utěsněn tak, že je pevně spojen s vakuovanou částí přístroje (1), a že těsnění (5) je v místě jejich styku, v místě vstupu (7) vzorku, v místě vstupu pomocných médií přes regulovaný přívod (8) a na výstupu (10) iontového zdroje (2) do okolní atmosféry, na výstup (10) iontového zdroje (2) do okolní atmosféry je připojeno zařízení na omezení průtoku 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 spektrometrie³ 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, při 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 tlaku³⁴ (chemická ionizace za atmosférického tlaku (APC1)³’⁴, ionizace elektrosprejem (ESI)⁵, ionizace desorpčním elektrosprejem (DESI)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, ionizace zvukovým sprejem (SSI)¹⁰ 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 významně 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.

- 1 CZ 307445 B6

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 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 stykuje 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 těsnicí 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 4,43x10’ impulzů. Při zvýšení průtoku dusíku z 0 l/min na 12 l/min, ale stále za atmosférického tlaku (101,3 kPa) intenzita poklesla na hodnotu 1,02x10’ impulzů. Při stejném průtoku dusíku (12 l/min) a za zvýšeného tlaku (141,3 kPa) došlo 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,

-2 CZ 307445 B6 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 přístroji výkonnějších vakuových čerpadel nebo více vakuových čerpadel. Dalším problémem, který se může objevit při použití těsnicího uzávěru na výstupu iontového zdroje do okolní atmosťéry, 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.

Objasnění výkresů

Obrázek I

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 17. 1 vakuovaná 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 atmosťéry, 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.

Obrázek 6

Hmotnostní spektra kofeinu s uvedením sledovaných parametrů prokazující zvýšení intenzity signálu se zvýšením tlaku v pracovním prostoru iontového zdroje 3.

- J *

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 peptídu (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-H]’ 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.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Zástupcem menších organických molekul při uskutečnění vynálezu je kofein. Ionizace byla prováděna elektrosprejem v kladném módu. Použit byl hmotnostní analyzátor na principu iontové pasti. Výstup 10 iontového zdroje do okolní atmosféry byl utěsněn a jako těsnicí 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 pl 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: sprejovací napětí

5,6 kV, průtok zmlžujícího plynu 1,2 l/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 4,43x10⁵ impulzů a při 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 12 l/min oproti spektru při tlaku 141,3 kPa a průtoku dusíku 12 l/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

-4 CZ 307445 B6 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. 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 μΙ 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 2,3x10⁴ 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 těsnicí 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. 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 μΙ 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: sprej ovací 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 1 s pracovním prostorem iontového zdroje 3). Při stejném dávkovaném množství (5 ng) byla při atmosférickém tlaku (101,3 kPa) odezva peptidu 2,05x10⁶ impulzů a při zvýšeném tlaku (141,3 kPa) se odezva peptidu 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 I μΙ 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 7,56xl0³ impulzů a při zvýšeném tlaku (144,7 kPa) se odezva glutamové kyseliny zvýšila na 1,05x10⁵ impulzů (obrázek 9).

- 5 CZ 307445 B6

Příklad 5

Zajímavou aplikační oblastí je analýza komplexů i analýza chirálních látek. Obě tyto oblasti jsou zahrnuty v analýze směsi měďnatých iontů, fenylalaninu (Phe) a tryptofanu (Trp). Pro diskriminaci optických izomerů je důležité získat při ionizaci diastereomemí komplex 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 těsnicí 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 pmol/l Cu²⁺, 50 pmol/l tryptofanu a 10 pmol/l fenylalaninu byl přímo zaváděn do iontového zdroje průtokem 5 μΙ/min. Parametry hmotnostního spektrometru byly naladěny na sledovaný komplex a základní parametry měření byly: sprej ovací napětí 5,6 kV, průtok zmlžujícího plynu 1,2 l/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 8,49xl0⁵ impulzů (obrázek 10). Z obrázku je také patrné zvýšení intenzity iontu fenylalaninu (m/z=166,05) z 5,62xl0⁴ impulzů na 3,83xl0⁶impulzů i tryptofanu (m/z=205,23) z 2,03x10⁵ impulzů na 8,86x10⁶ impulzů při zvýšení tlaku z 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 l/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 nej intenzivnějšího iontu proteinu 4,02x10⁴ impulzů a při zvýšeném tlaku (145,4 kPa) se odezva zvýšila na 2,05x10⁵impulzů (obrázek 11).

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.

Odkazy na odbornou literaturu

1. Borsdorf H., Eiceman G.A.: Ion Mobility Spectrometry: Principles and Applications. Applied Spectroscopy Reviews 41, 323-375 (2006).

2. Eiceman G.A.: Ion-mobility Spectrometry as a Fast Monitor of Chemical Composition. Trends in Analytical Chemistry 27, 259-275 (2002).

-6CZ 307445 B6

3. Hoffman E., Stroobant V.: Mass Spectrometry Principles and Applications. Wiley and Sons, New York 200 1.

4. Bruins A.P.: Atmospheric Pressure Ionization Mass Spectrometry. I. Instrumentation and Ionization Techniques. Trends in Analytical Chemistry 13, 37-43 (1994).

5. Manisali I., Chen D. D.Y., Schneider B. B.: Electrospray Ionization Source Geometry for Mass Spectrometry: Past, Present, and Future. Trends in Analytical Chemistry 25, 243-256 (2006).

6. Takáts Z., Wiseman J.M., Gologan B., Cooks R.G.: Mass Spectrometry Sampling Under Ambient Conditions with Desorption Electrospray Ionization. Science 306, 471-473 (2004).

7. Robb D.B., Covey T.R., Bruins A.P: Atmospheric Pressure Photoionization: An Ionization Method for Liquid Chromatography-Mass Spectrometry. Analytical Chemistry 72, 3653-3659 (2000).

8. Moyer S. C, Cotter R.J.: Atmospheric Pressure MALDI. Analytical Chemistry 74, 469A-476A (2002).

9. 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).

10. Hirabayashi A., Sakairi M.. Koizumi H.: Sonic Spray Mass Spectrometry. Analytical Chemistry 67, 2878-2882 (1995).

Claims

1. Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce u hmotnostně spektrometrických měření a měření 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 (7) vzorku, 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. 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. 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. 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. 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 těsnicí uzávěr nebo uzávěr s otvorem menším než 3 mm².

6. Iontový zdroj (2) pro nižší meze detekce podle nároku 5, vyznačující se tím, že pomocný regulátor tlaku (17) obsahuje spojovací články (11), kterými je propojen T - kus (12), kterým je

-7CZ 307445 B6 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).

11 výkresů