DE102014117292B4

DE102014117292B4 - Systeme, Vorrichtungen und Verfahren zum Verbinden eines Chromatographiesystems mit einem Massenspektrometer

Info

Publication number: DE102014117292B4
Application number: DE102014117292.2A
Authority: DE
Inventors: Michael O. Fogwill; Joseph D. Michienzi; Geoff C. Gerhardt; James P. Murphy
Original assignee: Waters Technologies Corp
Current assignee: Waters Technologies Corp
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: US20150144782A1; DE102014117292A1; US9768004B2

Abstract

lonenquelle (112), die eingerichtet ist zum Verbinden einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung für die überkritische Fluidchromatographie mit einem Massenspektrometer, umfassend:eine erste Leitung (114) zum Aufnehmen von Eluent aus der Chromatographievorrichtung, wobei die erste Leitung einen ersten Durchmesser hat,eine Heizeinrichtung (116) zum Heizen wenigstens eines Abschnitts der ersten Leitung (114), eine zweite Leitung (118) in Fluidverbindung mit der ersten Leitung, wobei die zweite Leitung entlang wenigstens eines Teils ihrer Länge einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der erste Durchmesser der ersten Leitung,einen Eluenten-Einlass (120) zum Aufnehmen von Eluent aus der zweiten Leitung und zum Einleiten des Eluenten in einen lonenquellenbereich (122), um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem lonenquellenbereich zu bilden; undeinen ionisationsfördernden Einlass (124) zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in den lonenquellenbereich, um mit der Fahne zu wechselwirken, um die Ionisation wenigstens eines Teils der Fahne zu fördern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft allgemein Schnittstellen zwischen Analyseinstrumenten und genauer Schnittstellen zwischen Chromatographiesystemen und Massenspektrometern.
HINTERGRUND
Oftmals kann es nützlich sein, verschiedene Verbindungen in einer gemischten Probe zu trennen. Um dies zu tun, kann sich ein analytischer Chemiker der Chromatographie bedienen. Es gibt mehrere verschiedene Arten von Chromatographie, die für unterschiedliche Arten von Proben bevorzugt werden. Manche dieser Arten von Chromatographie beinhalten Kohlendioxid als mobile Phase. Ein Beispiel dieser Arten von Chromatographie ist die Überkritische Fluidchromatographie (Supercritical Fluid Chromatography; SFC).
Nach einer mittels Chromatographie durchgeführten Trennung, bedürfen die getrennten Analyten häufig einer weiteren Analyse durch ein Massenspektrometer, das strukturelle Informationen über die Analyten liefert. Allerdings arbeiten mehrere Typen von Chromatographiesystemen, einschließlich SFC-Systeme, bei hohen Drücken und hohen Temperaturen, wodurch sich der Eluent gegebenenfalls schwierig in effizienter Weise an Massenspektrometer oder andere Analyseinstrumente zur weiteren Analyse ankoppeln lässt. Der hohe Druck wird oftmals durch einen Gegendruckregler (back pressure regulator; BPR) aufrechterhalten. Allerdings ist davon abzuraten, den Strom einer mobilen Phase in das Massenspektrometer einzuleiten, nachdem dieser einen Gegendruckregler durchlaufen hat, da das Volumen des Gegendruckreglers zu einer Verringerung der chromatographischen Effizienz führen kann (d.h. zu einer Verringerung der Schärfe der chromatographischen Peaks führen kann). Außerdem wird, da die mobile Phase nach dem Verlassen des Gegendruckreglers keine nennenswerte Dichte hat und weil die Löslichkeit des Analyten direkt mit der Dichte der mobilen Phase zusammenhängt, der Transport des Analyten zum Massenspektrometer problematisch. Des Weiteren sind Gegendruckregler nicht effektiv, wenn sie bei den niedrigen Flussraten der mobilen Phase arbeiten, die man bei mikrofluidischen Chromatographie-Anwendungen antrifft.
Ein weiteres Problem beim Verbinden von SFC-Systemen und einigen anderen Chromatographiesystemen mit Massenspektrometern ergibt sich dort, wo die mobile Phase bei der Chromatographie Kohlendioxid ist. Wenn nur Kohlendioxid die mobile Phase umfasst, lassen sich die vorhandenen Analyten nicht leicht in der Elektrospray-Ionenquelle eines Massenspektrometers ionisieren. Oftmals wird dies gelöst durch Hinzufügen eines Zusatz-Fluids (d.h. Methanol) zur mobilen Phase stromabwärts von der Säule, bevor sie in das Massenspektrometer eingeleitet wird. Hiermit ist ein erhöhter Installationsaufwand verbunden, der auch dazu führen kann, dass die Schärfe der von dem Chromatographiesystem erhaltenen Peaks verringert wird, und zusätzliche Kosten für das Instrument verursachen kann (Beispielsweise durch das Erfordernis einer zusätzlichen Hochdruckpumpe).
Es besteht daher ein Bedarf an einer verbesserten Schnittstelle, d.h. Verbindung zwischen einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung und einem Massenspektrometer. Es besteht weiterhin ein Bedarf an einer alternativen Vorrichtung zum Verbinden einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung und eines Massenspektrometers, die die Probleme, die mit Vorrichtungen und Systemen im Stand der Technik verbunden sind, überwindet oder zumindest mildert.
US 2009/0095899 A1 beschreibt eine Ionenquelle als Schnittstelle zu einem Massenspektrometer.
US 4935 624 A offenbart ebenfalls eine Ionenquelle als Schnittstelle zwischen Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein erster Aspekt der Erfindung stellt eine lonenquelle zum Verbinden einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung für die überkritische Fluidchromatographie mit einem Massenspektrometer zur Verfügung.
Im Stand der Technik fehlen aber Ionenquellen, die spezifischzur Verwendung mit CO₂-basierten Chromatographievorrichtungen für die überkritische Fluidchromatographie hergerichtet sind.
Die Ionenquelle umfasst eine erste Leitung zum Aufnehmen von Eluent aus der Chromatographievorrichtung, eine Heizung zum Heizen wenigstens eines Teils der genannten ersten Leitung, eine zweite Leitung in Fluidverbindung mit der ersten Leitung, einen Einlass zum Aufnehmen von Eluent aus der zweiten Leitung und zum Einleiten des Eluenten in einen lonenquellenbereich, um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem lonenquellenbereich zu bilden, und einen ionisationsfördernden Einlass zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in den lonenquellenbereich, um mit der Fahne zu wechselwirken, um die Ionisation wenigstens eines Teils der Fahne zu fördern. Die erste Leitung hat einen ersten Durchmesser haben und die zweite Leitung hat wenigstens entlang eines Teils einer Länge der zweiten Leitung einen kleineren Durchmesser als den ersten Durchmesser der ersten Leitung haben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Chromatographievorrichtung mit der lonenquelle verbunden wird, ohne dass Rohrverbindungen nötig wären, welche die durch die Chromatographie erzeugte Trennung beeinträchtigen können. Des Weiteren kann die Vorrichtung kostengünstiger hergestellt werden, und zwar aufgrund der herzustellenden Elemente.
Die Chromatographievorrichtung ist eine Kohlendioxid-basierte Vorrichtung, welche Kohlendioxid als eine Komponente der mobilen Phase verwendet. Ein Beispiel einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung ist ein Überkritisches-Fluid-Chromatographiesystem, das dazu ausgelegt ist, CO₂ im Strom der mobilen Phase zu verwenden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die lonenquelle eine Elektrospraylonenquelle sein. Beispielsweise kann der ionisationsfördernde Einlass konzentrisch bezüglich der Einlassnadel sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die lonenquelle eine Impaktor-Spray-Ionenquelle sein. Beispielsweise kann die Impaktor-Spray-Ionenquelle einen Impaktor aufweisen und der ionisationsfördernde Einlass kann eine auf dem Impaktor angeordnete Öffnung sein. Bei einer weiteren Ausgestaltung kann die lonenquelle eine APCI-Ionenquelle sein.
Bei jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die zweite Leitung eine Leitung mit konstantem Durchmesser oder eine sich verjüngende Leitung sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite Leitung einen gesinterten Begrenzer (restrictor), einen konvergierend-divergierenden Begrenzer und/oder einen integralen Begrenzer umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann der ionisationsfördernde Einlass daran angepasst sein, zu unterstützen, dass das ionisationsfördernde Fluid Methanol enthält.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der ionisationsfördernde Einlass daran angepasst sein, zu unterstützen, dass das ionisationsfördernde Fluid eine Flüssigkeit enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Acetonitril, Isopropanol, Ethanol, methanolischem Ammoniak, methanolischer Salzsäure, Tetrahydrofuran, Alkanen (Beispielsweise Hexan, Heptan, etc.) und chlorierten Lösemitteln (Beispielsweise Chloroform, Chlormethan, Dichlormethan etc.).
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Temperatursensor-und-Rückkopplungsmechanismus vorgesehen sein, und zwar zum Regulieren der Temperatur des Eluenten, der von der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung in den lonenquellenbereich wandert.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Drucksensor-und-Rückkopplungsmechanismus vorgesehen sein, zum Regulieren des Drucks des Eluenten, der von der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung in den Ionenquellenbereich wandert.
Bei beispielhaften Ausführungsformen benötigt die lonenquelle keinen Zusatzfluss. Bei Ausführungsformen, die einen Zusatzfluss verwenden, würde der Zusatzfluss nach der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung, aber vor der Ionenquelle des Massenspektrometers eingeleitet werden.
Nach einem weiteren Aspekt kann ein Massenspektrometer bereitgestellt werden, der eine Ionenquelle wie oben beschrieben eingliedert.
Ein Nachrüstsatz zum Anpassen eines Massenspektrometers, umfassend eine erfindungsgemäße lonenquelle wird ebenfalls beschrieben.
Einige Aspekte stellen eine Kohlendioxid-basierte Chromatographievorrichtung und ein Massenspektrometer, umfassend eine lonenquelle wie oben beschrieben, bereit.
Ein Nachrüstsatz zum Verbinden einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung und eines Massenspektrometers, der eine erfindungsgemäße Ionenquelle wie oben beschrieben umfasst wird ebenfalls beschrieben.
Ein Aspekt stellt ein Verfahren zur Ionisation eines Eluenten unter Verwendung einer wie oben beschriebenen Vorrichtung bereit.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren bereit, und zwar zum Verbinden einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung für die überkritische Fluidchromatographie mit einem Massenspektrometer und zum Ionisieren von interessierenden Analyten mit einem Eluenten. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer ersten Leitung zum Aufnehmen von Eluent aus einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung, das Heizen wenigstens eines Abschnitts der genannten ersten Leitung, Bereitstellen einer zweiten Leitung in Fluidverbindung mit der ersten Leitung, das Einspritzen des Eluenten von einem Einlass in einen lonenquellenbereich, um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem lonenquellenbereich zu bilden, und das Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in den lonenquellenbereich, um mit der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit zu wechselwirken, um eine verstärkte Ionisation wenigstens eines Teils der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit zu erzeugen.
Die erste Leitung hat einen ersten Durchmesser und die zweite Leitung hat wenigstens entlang eines Teils der Länge der zweiten Leitung einen kleineren Durchmesser als den ersten Durchmesser der ersten Leitung.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Temperatursensor bereitgestellt sein, um die Temperatur des Eluenten in der ersten Leitung oder der zweiten Leitung zu messen. Eine Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, einen Rückkopplungsmechanismus zu umfassen, welcher die Temperatur des Eluenten gemäß der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur einstellt, um die Ionisation zu optimieren. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Drucksensor bereitgestellt sein, um den Druck des Eluenten in der ersten Leitung oder der zweiten Leitung zu messen. Eine Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, einen Rückkopplungsmechanismus zu umfassen, welcher den Druck des Eluenten gemäß dem vom Drucksensor gemessenen Druck einstellt, um die Ionisation zu optimieren. Beispielsweise kann eine Temperatursteuereinheit optional mit dem Temperatursensor in Verbindung stehen, um die aktuelle Temperatur des Eluenten in der ersten oder zweiten Leitung zu bestimmen und, falls notwendig, die Temperatur, die auf den beheizten Teil aufgebracht wird, anzupassen, um einen Soll-Druck zu erreichen. Eine vorab ermittelte Zuordnung von Temperatur zu Druck kann verwendet werden, um die notwendige Temperaturanpassung zu ermitteln. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Temperatursteuereinheit eine aktive Rückkopplungsschleife umfassen, und zwar mit einem im Fluidweg angeordneten Drucksensor zur Steuerung gemäß einem geschlossenen Regelkreis. Beispielsweise können Temperatur und/oder Druck gesteuert werden wie in der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 61/777,065 , eingereicht am 12. März 2013 (prioritätsbegründende Anmeldung zur internationalen Patentanmeldung PCT/US 2014/013153 , veröffentlicht unter WO 2014/143419 ) beschrieben, auf die hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann ein Zusatz-Fluid mit dem Säulen-Eluenten vorgemischt werden, bevor das Fluid in die Ionenquelle des Massenspektrometers eintritt. Im Gegensatz hierzu wird das hier diskutierte ionisationsfördernde Fluid nicht mit dem Eluenten vorgemischt. Stattdessen kann bei beispielhaften Ausführungsformen das ionisationsfördernde Fluid separat hinzu gegeben werden, und zwar innerhalb oder bei Eintritt des Eluenten in den Ionenquellenbereich.
Die hier diskutierten Aspekte und Ausführungsformen führen zu mehreren Vorteilen. Beispielsweise können die Komplexität einer Zusatzflusspumpe und deren nachteilige Auswirkungen auf die Trennungseffizienz beseitigt werden. Beispielsweise kann bei manchen Systemen aufgrund des Hinzufügens des Zusatzflusses und der flussaufspaltenden Verbindung ein 30%iger Effizienzverlust beobachtet werden. Weiterhin ermöglicht beispielsweise die Zugabe eines ionisationsfördernden Fluids eine effektive Ionisation bei niedrigen Modifikator-Anteilen (d.h. unter 5% Modifikator). In solchen Situationen ist wenig bis kein flüssiger Modifikator vorhanden, um bei der ESI Tröpfchen zu bilden. Wenn keine Tröpfchen erzeugt werden, können keine Ionen erzeugt werden. Die Zugabe eines ionisationsfördernden Fluids, wie hier diskutiert, ermöglicht eine effektive Ionisation bei diesen niedrigen Modifikator-Anteilen. Weiterhin kann beispielsweise eine Vollfluss-Einleitung (d.h. kein Aufteilen des Eluenten) der mobilen Phase in das Massenspektrometer zur Verfügung gestellt werden. Vollfluss-Einleitung der mobilen Phase in das Massenspektrometer kann zu niedrigeren Detektionsgrenzen führen und kann unstimmige Splitverhältnisse (split ratio inconsistencies) beseitigen, die sich ergeben, wenn Systemparameter (z.B. BPR-Druck, Zusammensetzung der mobilen Phase, etc.) geändert werden. Allerdings sind die hier diskutierten Ausführungsformen nicht auf eine Vollfluss-Verbindung beschränkt und können in einer Teilfluss-Situation weiterhin funktionieren.
Systeme, die einen Zusatzfluss verwenden, erfordern eine Hochdruckpumpe, um das Zusatz-Fluid stromabwärts der Säule, aber stromaufwärts der Drucksteuerung (d.h. BPR) einzubringen. Hier offenbarte Ausführungsformen verwenden eine Niederdruckpumpe, um das ionisationsfördernde Fluid in die bei Atmosphärendruck arbeitende Ionenquelle einzubringen. Niederdruckpumpen sind relativ kostengünstig im Vergleich zu einer Hochdruckpumpe, die bei anderen Verfahren benötigt wird.
So wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit“ auf den Eluenten, der in den Ionenquellenbereich eingespritzt werden kann. Dies ist darin begründet, dass der genaue Zusatz zum Eluenten die Vorgänge in der Ionenquelle ändern kann. Stromaufwärts von der Drucksteuerung (d.h. BPR oder Druck-Begrenzer), befindet sich die mobile Phase (Beispielsweise CO₂ mit oder ohne Modifikator) in ihrem dichten Zustand. Die Analyten werden nur in der mobilen Phase gelöst, wenn sich der Eluent in seinem dichten Zustand befindet. Wenn der Eluent durch den Begrenzer dekomprimiert, trägt der dekomprimierte Eluent immer noch die Analyten. Im Fall einer mobilen Phase aus reinem CO₂ (d.h. ohne jeglichen Modifikator) trägt der Eluent flüssige/feste Analyt-Partikel (ein Aerosol). Im Falle einer mobilen Phase, die CO₂ mit einem hierzu zugefügten Modifikator umfasst, trägt der Eluent Tröpfchen des Modifikators, der Analyte enthält.
Eine Fahne aus Tröpfchen und Gas wird im Falle von modifizierten CO₂ in den Ionenbereich eingebracht. Die interessierenden Analyten befinden sich wahrscheinlich innerhalb der Tröpfchen aus flüssigem Modifikator innerhalb der Fahne. Im Gegensatz hierzu würde die Fahne im Falle von reinem CO₂ wahrscheinlich ein Aerosol aus flüssigen/festen Analyt-Partikeln sein.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend allein beispielhalber und nicht in irgendeiner einschränkenden Weise mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist;
2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist;
4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist;
5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einer fünften Ausführungsform der Erfindung ist; und
6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird ein Zuführmechanismus (110) von einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) zu einer lonenquelle (112) bereitgestellt. Es ist eine erste Leitung (114) zum Aufnehmen von Eluent aus einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) bereitgestellt. Die Leitung weist ein Heizelement (116) zum Heizen des ersten Leitungsabschnitts auf. Weiterhin ist eine zweite Leitung bereitgestellt (118), wobei der Durchmesser des zweiten Leitungsabschnitts an wenigstens einer Position kleiner ist als der Durchmesser des ersten Leitungsabschnitts. Beispielsweise kann die zweite Leitung entlang wenigstens eines Teils der Länge der zweiten Leitung einen kleineren Durchmesser haben als den ersten Durchmesser der ersten Leitung. Der Teil der zweiten Leitung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, kann an oder nahe einem Ende der zweiten Leitung angeordnet sein oder entlang der Länge der Leitung. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Leitung einen sich verjüngenden Teil, einen konvergierend-divergierenden Teil, oder einen anderen Teil mit verringertem Durchmesser aufweisen.
Nach dem zweiten Leitungssystem ist ein Einlass (120) bereitgestellt, und zwar zum Aufnehmen von Eluent aus dem zweiten Leitungsabschnitt (118) und zum Sprühen des Eluenten von dem Einlass (120) in einen lonenquellenbereich (122), um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem Ionenquellenbereich (122) zu bilden. Eine Elektrode (nicht dargestellt) ist ebenfalls an dem Einlass (120) vorgesehen, um Ionisation zu erzeugen. Ein ionisationsfördernder Einlass (124), der geeignet ist zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in die Ionenquelle, ist ebenfalls bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der ionisationsfördernde Einlass (124) ein konzentrischer Einlass um den Einlass (120) herum. Das ionisationsfördernde Fluid kann angeordnet sein, um durch eine Öffnung (126) in den Einlass zu fließen. Das ionisationsfördernde Fluid ist angeordnet, um in den lonenquellenbereich (122) einzutreten, um mit der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit zu wechselwirken, um eine verstärkte Ionisation des Eluenten zu erzeugen.
2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird von einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) ein Zuführmechanismus (210) zu einer lonenquelle (212) bereitgestellt. Es ist eine erste Leitung (214) zum Aufnehmen von Eluent aus der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) bereitgestellt. Die Leitung weist ein Heizelement (216) zum Heizen des ersten Leitungsabschnitts auf. Weiterhin ist eine zweite Leitung bereitgestellt (218), wobei der Durchmesser des zweiten Leitungsabschnitts in wenigstens einer Position kleiner ist als der Durchmesser des ersten Leitungsabschnitts. Beispielsweise kann die zweite Leitung entlang wenigstens eines Teils der Länge der zweiten Leitung einen kleineren Durchmesser haben als den ersten Durchmesser der ersten Leitung. Der Teil der zweiten Leitung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, kann an oder nahe einem Ende der zweiten Leitung angeordnet sein oder entlang der Länge der Leitung. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Leitung einen sich verjüngenden Teil, einen konvergierend-divergierenden Teil, oder einen anderen Teil mit verringertem Durchmesser aufweisen.
Nach dem zweiten Leitungssystem ist ein Einlass (220) bereitgestellt, und zwar zum Aufnehmen von Eluent aus dem zweiten Leitungsabschnitt (218) und zum Sprühen des Eluenten vom Einlass (220) in einen Ionenquellenbereich (222), um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem Ionenquellenbereich (222) zu bilden. Innerhalb des Ionenquellenbereichs (222) ist ein Impaktor (228) innerhalb der Bewegungsbahn der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit angeordnet. Ein ionisationsfördernder Einlass (224), der geeignet ist zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in die Ionenquelle; ist ebenfalls bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der ionisationsfördernde Einlass (224) auf dem Impaktor angeordnet, derart, dass der Impaktor ein hohles Rohr ist und ein Strom des ionisationsfördernden Fluids ist durch das hohle Impaktorrohr hindurch und auf die außen befindliche Zieloberfläche des Impaktors (228) angeordnet ist. Das ionisationsfördernde Fluid ist angeordnet, um die Zieloberfläche des Impaktors (228) in dem Ionenquellenbereich (222) zu überziehen. Dies führt dazu, dass das ionisationsfördernde Fluid mit der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit wechselwirkt, um eine verstärkte Ionisation des Eluenten zu erzeugen.
3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird von einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) ein Zuführmechanismus (310) zu einer Ionenquelle (312) bereitgestellt. Es ist eine erste Leitung (314) zum Aufnehmen von Eluent aus der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) bereitgestellt. Die Leitung weist ein Heizelement (316) zum Heizen des ersten Leitungsabschnitts auf. Weiterhin ist eine zweite Leitung bereitgestellt (318), wobei der Durchmesser des zweiten Leitungsabschnitts in wenigstens einer Position kleiner ist als der Durchmesser des ersten Leitungsabschnitts. Beispielsweise kann die zweite Leitung entlang wenigstens eines Teils der Länge der zweiten Leitung einen kleineren Durchmesser haben als den ersten Durchmesser der ersten Leitung. Der Teil der zweiten Leitung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, kann an oder nahe einem Ende der zweiten Leitung angeordnet sein oder entlang der Länge der Leitung. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Leitung einen sich verjüngenden Teil, einen konvergierend-divergierenden Teil, oder einen anderen Teil mit verringertem Durchmesser aufweisen.
Nach dem zweiten Leitungssystem ist ein Einlass (320) bereitgestellt, und zwar zum Aufnehmen von Eluent aus dem zweiten Leitungsabschnitt (318) und zum Sprühen des Eluenten vom Einlass (320) in einen Ionenquellenbereich (322), um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem Ionenquellenbereich (322) zu bilden. Ein ionisationsfördernder Einlass (324), der zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in die lonenquelle geeignet ist, ist ebenfalls bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der ionisationsfördernde Einlass (324) ein konzentrischer Einlass um den Einlass (320) herum. Das ionisationsfördernde Fluid kann angeordnet sein, um durch eine Öffnung (326) in den Einlass zu strömen. Innerhalb des Ionenquellenbereichs (322) ist eine Corona-Nadel (330) innerhalb der Bewegungsbahn der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit und des ionisationsfördernden Fluids angeordnet. Dies führt dazu, dass das ionisationsfördernde Fluid mit der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit wechselwirkt, um eine verstärkte Ionisation des Eluenten zu erzeugen, und zwar nach erfolgter Wechselwirkung der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit und des ionisationsfördernden Fluids mit der Corona-Nadel (330).
4 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird von einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) ein Zuführmechanismus (410) zu einer lonenquelle (412) bereitgestellt. Es ist eine erste Leitung (414) zum Aufnehmen von Eluent aus der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) bereitgestellt. Die Leitung weist ein Heizelement (416) zum Heizen des ersten Leitungsabschnitts auf. Weiterhin ist eine zweite Leitung bereitgestellt (418), wobei der Durchmesser des zweiten Leitungsabschnitts in wenigstens einer Position kleiner ist als der Durchmesser des ersten Leitungsabschnitts. Beispielsweise kann die zweite Leitung entlang wenigstens eines Teils der Länge der zweiten Leitung einen kleineren Durchmesser haben als den ersten Durchmesser der ersten Leitung. Der Teil der zweiten Leitung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, kann an oder nahe einem Ende der zweiten Leitung angeordnet sein oder entlang der Länge der Leitung. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Leitung einen sich verjüngenden Teil, einen konvergierend-divergierenden Teil, oder einen anderen Teil mit verringertem Durchmesser aufweisen.
Nach dem zweiten Leitungssystem ist ein Einlass (420) bereitgestellt, und zwar zum Aufnehmen von Eluent aus dem zweiten Leitungsabschnitt (418) und zum Sprühen des Eluenten vom Einlass (420) in einen Ionenquellenbereich (422), um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem Ionenquellenbereich (422) zu bilden. Ein ionisationsfördernder Einlass (424), der geeignet ist zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in die lonenquelle, ist ebenfalls bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der ionisationsfördernde Einlass (424) ein konzentrischer Einlass um den Einlass (420) herum. Das ionisationsfördernde Fluid kann angeordnet sein, um durch eine Öffnung (426) in den Einlass zu strömen. Innerhalb des lonenquellenbereichs (222) ist ein Impaktor (228) innerhalb der Bewegungsbahn der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit und des ionisationsfördernden Fluids angeordnet. Dies führt dazu, dass das ionisationsfördernde Fluid mit der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit wechselwirkt, um eine verstärkte Ionisation des Eluenten zu erzeugen, und zwar nach erfolgter Wechselwirkung der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit und des ionisationsfördernden Fluids mit dem Impaktor (428).
5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird von einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) ein Zuführmechanismus (510) zu einer Ionenquelle (512) bereitgestellt. Es ist eine erste Leitung (514) zum Aufnehmen von Eluent aus der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) bereitgestellt. Die Leitung weist ein Heizelement (516) zum Heizen des ersten Leitungsabschnitts auf. Weiterhin ist eine zweite Leitung bereitgestellt (518), wobei der Durchmesser des zweiten Leitungsabschnitts in wenigstens einer Position kleiner ist als der Durchmesser des ersten Leitungsabschnitts. Beispielsweise kann die zweite Leitung entlang wenigstens eines Teils der Länge der zweiten Leitung einen kleineren Durchmesser haben als den ersten Durchmesser der ersten Leitung. Der Teil der zweiten Leitung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, kann an oder nahe einem Ende der zweiten Leitung angeordnet sein oder entlang der Länge der Leitung. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Leitung einen sich verjüngenden Teil, einen konvergierend-divergierenden Teil, oder einen anderen Teil mit verringertem Durchmesser aufweisen.
Nach dem zweiten Leitungssystem ist ein Einlass (520) bereitgestellt, und zwar zum Aufnehmen von Eluent aus dem zweiten Leitungsabschnitt (518) und zum Sprühen des Eluenten vom Einlass (520) in einen Ionenquellenbereich (522), um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem Ionenquellenbereich (522) zu bilden. Ein ionisationsfördernder Einlass (524), der zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in die lonenquelle geeignet ist, ist ebenfalls bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der ionisationsfördernde Einlass (524) ein zweiter, separater Einlass, der einen im ihn herum angeordneten konzentrischen Einlass (532) aufweist, um ein Zerstäubergas zu Verfügung zu stellen, um so das Sprühen des ionisationsfördernden Fluids in den lonenquellenbereich zu unterstützen. Innerhalb des Ionenquellenbereichs (522) ist eine Corona-Nadel (530) innerhalb der Bewegungsbahn der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit und des ionisationsfördernden Fluids angeordnet. Dies führt dazu, dass das ionisationsfördernde Fluid mit der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit wechselwirkt, um eine verstärkte Ionisation des Eluenten zu erzeugen, und zwar als Folge einer Wechselwirkung der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit und des ionisationsfördernden Fluids mit der Corona-Nadel.
6 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird von einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) ein Zuführmechanismus (610) zu einer Ionenquelle (612) bereitgestellt. Es ist eine erste Leitung (614) zum Aufnehmen von Eluent aus der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung (nicht dargestellt) bereitgestellt. Die Leitung weist ein Heizelement (616) zum Heizen des ersten Leitungsabschnitts auf. Weiterhin ist eine zweite Leitung bereitgestellt (618), wobei der Durchmesser des zweiten Leitungsabschnitts in wenigstens einer Position kleiner ist als der Durchmesser des ersten Leitungsabschnitts. Beispielsweise kann die zweite Leitung entlang wenigstens eines Teils der Länge der zweiten Leitung einen kleineren Durchmesser haben als den ersten Durchmesser der ersten Leitung. Der Teil der zweiten Leitung, der einen kleineren Durchmesser aufweist, kann an oder nahe einem Ende der zweiten Leitung angeordnet sein oder entlang der Länge der Leitung. Bei beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Leitung einen sich verjüngenden Teil, einen konvergierend-divergierenden Teil, oder einen anderen Teil mit verringertem Durchmesser aufweisen.
Nach dem zweiten Leitungssystem ist ein Einlass (620) bereitgestellt, und zwar zum Aufnehmen von Eluent aus dem zweiten Leitungsabschnitt (618) und zum Sprühen des Eluenten vom Einlass (620) in einen Ionenquellenbereich (622), um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem Ionenquellenbereich (622) zu bilden. Auf der Nadel ist auch eine Elektrode zum Erzeugen von Ionisation angeordnet. Ein ionisationsfördernder Einlass (624), der zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in die Ionenquelle geeignet ist, ist ebenfalls bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der ionisationsfördernde Einlass (624) ein konzentrischer Einlass um den Einlass (620) herum. Das ionisationsfördernde Fluid kann angeordnet sein, durch eine Öffnung (626) in den Einlass zu strömen. Der ionisationsfördernde Einlass weist einen weiteren konzentrischen Einlass (634) auf, der um ihn herum angeordnet ist, um ein Zerstäubergas zur Verfügung zu stellen, um so das Sprühen des ionisationsfördernden Fluids und des Eluenten in den lonenquellenbereich (622) zu unterstützen. Das ionisationsfördernde Fluid ist angeordnet, um in den Ionenquellenbereich (622) einzutreten und mit der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit zu wechselwirken, um so eine verstärkte Ionisation des Eluenten zu erzeugen.
Der Zerstäubergas-Strom ist ein optionales Merkmal der Erfindung. Bei einigen Ausführungsformen, wo eine Eluenten-Flussrate von hinreichender Größe vorhanden ist, kann der Zerstäubergas-Strom notwendig sein. Der Gasstrom kann bei jeglichen Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt werden, um dort, wo es angemessen ist, das Sprühen des Eluenten, des ionisationsfördernden Fluids oder beider unterstützen.
Ein zweiter, separater Sprüher (524) für das ionisationsfördernde Fluid (wie in 5 gezeigt) ist ein optionales Merkmal der Erfindung, das zur Verwendung bei den Ionenquellen jeder der 1-4 eingesetzt werden kann. Der Zerstäubergas-Strom kann das Sprühen des ionisationsfördernden Fluids von einem zweiten Sprüher unterstützen.
Die erste Leitung kann ein Rohr sein. Die erste Leitung kann beispielsweise aus einem thermisch leitenden Material gefertigt sein. Beispiele von Materialien, die sich zur Verwendung als erste Leitung eignen, sind Edelstahl, mikrofluidische Geräte aus diffusionsgeschweißtem Titan (diffusion bonded titanium microfluidic devices) und keramische Materialien (Beispielsweise Al₂O₃). Bei anderen Ausführungsformen kann die erste Leitung aus einem thermisch nicht-leitenden Material gefertigt sein. Bei diesen Ausführungsformen sind Beispiele für Materialien, die zur Verwendung als erste Leitung geeignet sind, Quarzglas, PEEK, Polyimid und andere Kunststoffe. Das Rohr kann einen inneren Durchmesser im Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 1 mm aufweisen.
Das Heizelement kann ein Filament sein, das den ersten Leitungsabschnitt umgibt. Jedwede bekannte Heizsysteme können verwendet werden, um den Leitungsabschnitt zu heizen. Beispiele von anderen geeigneten Heizanordnungen umfassen ein flaches Heizelement, das an der Leitung anhaftet, Heizelemente auf der Oberfläche der Leitung, die besonders nützlich sind, wenn die Leitung aus Keramik besteht. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Temperatursensor bereitgestellt sein. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Temperatur-Rückkopplungskreislauf bereitgestellt sein, um die Temperatur des Eluenten innerhalb der Leitung zu regulieren. Der Temperatursensor kann im ersten Leitungsabschnitt angeordnet sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der Temperatursensor im zweiten Leitungsabschnitt angeordnet sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Drucksensor innerhalb der Leitung angeordnet sein. Der Drucksensor sollte vorzugsweise so hergerichtet sein, dass er ein geringes inneres Volumen hat. Bei einigen Ausführungsformen kann der Drucksensor hinter der Chromatographievorrichtung mit einer Kohlendioxid umfassenden mobilen Phase, aber vor dem beheizten ersten Leitungsabschnitt angeordnet sein.
Beispielsweise kann optional ein Temperaturregler mit dem Temperatursensor in Verbindung stehen, um die aktuelle Temperatur des Eluenten in der ersten oder zweiten Leitung zu ermitteln und, falls notwendig, die auf den beheizten Teil aufgebrachte Temperatur anzupassen, um einen Soll-Druck zu erreichen. Eine vorab ermittelte Zuordnung von Temperatur zu Druck kann verwendet werden, um die notwendige Temperaturanpassung zu ermitteln. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Temperatursteuereinheit eine aktive Rückkopplungsschleife mit einem im Fluidweg angeordneten Drucksensor zur Steuerung gemäß einem geschlossenen Regelkreis umfassen. Beispielsweise können Temperatur und/oder Druck gesteuert werden, wie in der am 12. März 2013 eingereichten vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 61/777,065 (prioritätsbegründende Anmeldung zur internationalen Patentanmeldung PCT/ US2014/013153 , veröffentlicht unter WO 2014/143419 A1 beschrieben, auf die hier vollumfänglich Bezug genommen wird.
Die zweite Leitung kann ein Rohr sein. Die zweite Leitung kann beispielsweise aus einem leitenden Material gefertigt sein. Beispiele von leitenden Materialien, die sich zur Verwendung als zweite Leitung eignen, sind Edelstahl, mikrofluidische Geräte aus diffusionsgeschweißtem Titan und keramische Materialien (Beispielsweise Al₂O3). Bei anderen Ausführungsformen kann die zweite Leitung aus einem nicht-leitenden Material gefertigt sein. Bei diesen Ausführungsformen sind Beispiele für Materialien, die zur Verwendung als zweite Leitung geeignet sind, Quarzglas, PEEK, Polyimid und andere Kunststoffe. Vorzugsweise hat wenigstens ein Teil der Leitung eine Größe im Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 0,1 mm Innendurchmesser. Das Rohr kann ein Stück eines geraden Rohrs mit kleinerem Innendurchmesser sein, ein sich verjüngender Begrenzer, ein konvergierend-divergierender Begrenzer, ein integraler Begrenzer, oder ein gesinterter Begrenzer.
Die zweite Leitung kann unmittelbar an einen Sprüher angeschlossen sein, der angeordnet ist, um den Eluenten in einen Ionenquellenbereich zu sprühen. Der Sprüher kann jede Art bekannter Sprüher sein. Bei einigen Ausführungsformen kann weiteres Rohr zwischen dem zweiten Leitungsabschnitt und dem Sprüher angeordnet sein.
Der Ionenquellenbereich kann sich auf im Wesentlichen Atmosphärendruck befinden, wenngleich bei einigen Ausführungsformen der Ionenquellenbereich bei Drücken betrieben werden könnte, die kleiner als Atmosphärendruck oder höher als Atmosphärendruck sind.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das ionisationsfördernde Fluid Methanol sein. Bei anderen Ausführungsformen kann das ionisationsfördernde Fluid Acetonitril, Isopropanol, Ethanol, methanolischer Ammoniak, methanolische Salzsäure, Tetrahydrofuran, Alkane (Beispielsweise Hexan, Heptan, etc.), chlorierte Lösemittel (Beispielsweise Chloroform, Chlormethan, Dichlormethan etc.) und/oder Mischungen dieser Lösemittel sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das ionisationsfördernde Fluid durch ein Additiv ergänzt werden. Beispiele geeigneter Additive können < 1% Wasser, Trifluoressigsäure, Methylamin, Diethylamin, Triethylamin, Ammoniumacetat, Ammoniumformiat, < 1% Phosphorsäure, Ameisensäure, Formaldehyd, organische Säuren (Oxal-, Zitronen-, etc), ≥ 1% Wasser und ≥ 1% Phosphorsäure umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das ionisationsfördernde Fluid Methanol mit ungefähr 0-10% Wasser und ungefähr 0,1% Ameisensäure sein. Bei einer weiteren Ausführungsform kann das ionisationsfördernde Fluid Isopropanol mit ungefähr 0-50% Wasser und ungefähr 0,1% Ameisensäure sein.
Bei manchen CO₂-basierten Chromatographiesystemen kann ein Zusatz-Fluid stromabwärts von der Säule eingeführt werden, bevor der Strom in das MS verzweigt wird. Das Fluid kann Methanol mit ungefähr 5% Wasser und ungefähr 0,5% eines lonisationsförderers (Beispielsweise Ameisensäure oder Ammoniumhydroxid etc.) sein. Da ESI auf Tröpfchenbildung zur Erzeugung von Ionen basiert, ist dieses Zusatz-Fluid zur Ionisation notwendig, wenn CO₂-basierte Chromatographiesysteme mit geringen Modifikator-Anteilen betrieben werden, und zwar wegen des Fehlens von Flüssigkeit in der Umgebung, um Tröpfchen zu bilden. Diese Einführung eines Zusatzflusses kann ein T-Stück im Analyt-Strom erfordern, was einen nachteiligen Effekt auf die Peak-Genauigkeit haben kann. In einigen Fällen kann dies einen Abfall von ungefähr 30% in der beobachteten Chromatographie-Effizienz bedeuten.
Bei den hier offenbarten Ausführungsformen kann der Begrenzer verwendet werden, um den gesamten Fluss der Säule in die Massenspektrometer-Ionenquelle einzuleiten.
In ähnlicher Weise kann bei einigen Ausführungsformen für eine effektive Ionisation bei den Impaktor-Spray-Ausführungsformen Flüssigkeit notwendig sein, wenn CO₂-basierte Chromatographiesysteme mit geringen Modifikator-Anteilen betrieben werden. Selbst wenn Ionisation bei niedrigen Modifikator-Anteilen ohne Zusatzfluss beim Impaktorsprühen auftritt, kann ein lonisationsförderer zugeführt werden, um die Reaktion an der Quelle zu verstärken.
Bei den hier offenbarten Ausführungsformen kann ein Zusatzfluss stromaufwärts vom Begrenzer zum Eluentfluss zugefügt werden.
Die hier offenbarten Ausführungsformen erhalten die Peak-Genauigkeit aufrecht durch Einbringen des Eluenten entsprechend den beschriebenen Systemen, Vorrichtungen, und Verfahren, ohne Einbindung eines Zusatzflusses.
Die Ionenquelle kann ein Impaktor-Spray-, APCI-, APPI-, Elektrospray-, ESCI-, oder jeder andere bekannte Typ von Ionenquelle sein, und zwar unter nur geringfügigen Änderungen der Anordnung.
Bei der eine Impaktor-Spray-Ionenquelle betreffenden Ausführungsform, kann ein Sinter- oder Gitterelement gegen die Impaktor-Oberfläche ausgetauscht werden, so wie sie in den Ausführungsformen der 2 und 4 beschrieben und dargestellt ist.

Claims

lonenquelle (112), die eingerichtet ist zum Verbinden einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung für die überkritische Fluidchromatographie mit einem Massenspektrometer, umfassend: eine erste Leitung (114) zum Aufnehmen von Eluent aus der Chromatographievorrichtung, wobei die erste Leitung einen ersten Durchmesser hat, eine Heizeinrichtung (116) zum Heizen wenigstens eines Abschnitts der ersten Leitung (114), eine zweite Leitung (118) in Fluidverbindung mit der ersten Leitung, wobei die zweite Leitung entlang wenigstens eines Teils ihrer Länge einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der erste Durchmesser der ersten Leitung, einen Eluenten-Einlass (120) zum Aufnehmen von Eluent aus der zweiten Leitung und zum Einleiten des Eluenten in einen lonenquellenbereich (122), um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem lonenquellenbereich zu bilden; und einen ionisationsfördernden Einlass (124) zum Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in den lonenquellenbereich, um mit der Fahne zu wechselwirken, um die Ionisation wenigstens eines Teils der Fahne zu fördern.
lonenquelle nach Anspruch 1, wobei die lonenquelle eine Elektrospray-Ionenquelle ist.
lonenquelle nach Anspruch 2, wobei der ionisationsfördernde Einlass (124) konzentrisch bezüglich des Eluenten-Einlasses ist.
lonenquelle nach Anspruch 1, wobei die lonenquelle eine Impaktor-Spraylonenquelle ist.
lonenquelle nach Anspruch 4, wobei die Impaktor-Spray-Ionenquelle einen Impaktor aufweist, wobei der ionisationsfördernde Einlass ein auf dem Impaktor angeordnetes Loch ist.
lonenquelle nach Anspruch 1, wobei die lonenquelle eine lonenquelle zur chemischen Ionisation unter atmosphärischem Druck (APCI) ist.
lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Leitung (118) eine Leitung mit konstantem Durchmesser ist.
lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Leitung (118) eine sich verjüngende Leitung ist.
lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Leitung (118) einen gesinterten Durchflussbegrenzer umfasst.
lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 9, wobei die zweite Leitung (118) einen konvergierend-divergierenden Durchflussbegrenzer umfasst.
lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Leitung (118) einen integralen Durchflussbegrenzer umfasst.
lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das ionisationsfördernde Fluid ausgewählt wird aus Methanol, Acetonitril, Isopropanol, Ethanol, methanolischer Ammoniak, methanolische Salzsäure, Tetrahydrofuran, Alkanen, chlorierten Lösungsmitteln, und/oder Mischungen davon.
lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der ionisationsfördernde Einlass (124) daran angepasst ist, zu unterstützen, dass das ionisationsfördernde Fluid eine Flüssigkeit enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Acetonitril, Isopropanol, Ethanol, methanolischem Ammoniak, methanolischer Salzsäure, Tetrahydrofuran, Alkanen, chlorierten Lösemitteln und/oder Mischungen davon.
lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, die weiterhin einen Temperatursensor-und-Rückkopplungsmechanismus, der geeignet ist zum Regulieren der Temperatur des Eluenten, umfasst, der von der Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung in den lonenquellenbereich wandert.
lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, die weiterhin einen Drucksensor-und-Rückkopplungsmechanismus, der geeignet ist zum Regulieren des Drucks des Eluenten, umfasst, der von der Kohlendioxidbasierten Chromatographievorrichtung in den lonenquellenbereich wandert.
lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die lonenquelle einen Zusatzstrom umfasst.
Massenspektrometer, umfassend eine lonenquelle nach einem der vorherigen Ansprüche.
Kohlendioxid-basierte Chromatographievorrichtung und Massenspektrometer mit einer lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
Verfahren zum Ionisieren von interessierenden Analyten innerhalb eines Eluenten unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
Verfahren zum Verbinden einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung für die überkritische Fluidchromatographie mit einem Massenspektrometer und zum Ionisieren von interessierenden Analyten innerhalb eines Eluenten, umfassend: Bereitstellen einer ersten Leitung (114) zum Aufnehmen von Eluent aus einer Kohlendioxid-basierten Chromatographievorrichtung für die überkritische Fluidchromatographie, wobei die erste Leitung (114) einen ersten Durchmesser hat, Heizen wenigstens eines Abschnitts der ersten Leitung (114), Bereitstellen einer zweiten Leitung (118) in Fluidverbindung mit der ersten Leitung (114), wobei die zweite Leitung (118) entlang wenigstens eines Teils ihrer Länge einen Durchmesser hat, der kleiner als der erste Durchmesser der ersten Leitung (114) ist, Einspritzen des Eluenten von einem Eluenten-Einlass (120) in einen lonenquellenbereich, um eine Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit in dem lonenquellenbereich zu bilden; Einspritzen eines ionisationsfördernden Fluids in den lonenquellenbereich (122), um mit der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit zu wechselwirken, um eine verstärkte Ionisation wenigstens eines Teils der Fahne aus Gas und/oder Flüssigkeit zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Verfahren weiterhin das Bereitstellen eines Temperatursensors zum Messen der Temperatur des Eluenten in der ersten Leitung (114) oder in der zweiten Leitung (118) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin umfassend eine Steuereinheit, die einen Rückkopplungsmechanismus umfasst, welcher die Temperatur des Eluenten gemäß der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur einstellt, um die Ionisation zu optimieren.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Verfahren weiterhin ein Bereitstellen eines Drucksensors zum Messen des Drucks des Eluenten in der ersten Leitung (114) oder in der zweiten Leitung (118) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, weiterhin umfassend eine Steuereinheit, die einen Rückkopplungsmechanismus umfasst, welcher den Druck des Eluenten gemäß dem vom Drucksensor gemessenen Druck einstellt, um die Ionisation zu optimieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei das ionisationsfördernde Fluid ausgewählt wird aus Methanol, Acetonitril, Isopropanol, Ethanol, methanolischer Ammoniak, methanolische Salzsäure, Tetrahydrofuran, Alkanen, chlorierten Lösungsmitteln, und/oder Mischungen davon.