DE102017108461A1

DE102017108461A1 - Dualmodus-ionisationsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017108461A1
Application number: DE102017108461.4A
Authority: DE
Inventors: Joseph A. Jarrell
Original assignee: Waters Technologies Corp
Current assignee: Waters Technologies Corp
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2017-10-26
Also published as: US10312069B2; GB201705818D0; CN107305834A; GB2563194A; US20170309465A1; GB2563194B; CN107305834B

Abstract

Es wird eine Ionenquelle offenbart, die zwischen dem Ionisieren eines Analyten in einer Probe durch Elektrospray-Ionisation und Aufprallionisation abwechselt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ionenquelle für ein Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometer. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Ionenquelle, die mit zwei Ionisationsmodi funktionieren kann.
HINTERGRUND
Ionenquellen zur Atmosphärendruck-Ionisation („API”) werden gewöhnlich verwendet, um den Flüssigkeitsstrom von HPLC- oder UPLC-Chromatographievorrichtungen vor dem Analysieren der sich ergebenden Gasphasenionen anhand eines Massenspektrometers zu ionisieren. Die beiden Techniken, die am meisten verwendet werden, umfassen die Elektrospray-Ionisation („ESI”) und die chemische Ionisation bei Atmosphärendruck („APCI”). Bei ESI-Techniken konvertiert ein Zerstäuber bei Vorliegen eines elektrischen Feldes einen flüssigen Probenstrom in ein Spray von geladenen Tröpfchen. Wenn diese Tröpfchen verdampfen, generieren sie Analytionen.
Es ist ebenfalls bekannt, einen Analyten mit einer Aufprallsprühtechnik zu ionisieren. Gemäß dieser Technik konvertiert ein Zerstäuber einen flüssigen Probenstrom in ein Spray von Tröpfchen. Diese Tröpfchen werden dann derart geleitet, dass sie auf eine Oberfläche aufprallen, die auf einem erhöhten elektrischen Potenzial gehalten wird, wodurch eine Vielzahl von Ionen aus den Tröpfchen entsteht. Typischerweise kann diese Oberfläche ein zylindrischer Stift aus Edelstahl sein. Die WO 2012/143737 offenbart ein Beispiel einer derartigen Aufprallsprühtechnik. Obwohl die genauen Mechanismen der Ionisation bei Aufprallsprühtechniken noch nicht ganz verständlich sind, geht man davon aus, dass ein wesentliches Merkmal darin besteht, dass die Tröpfchen auf die geladene Oberfläche aufprallen und daran abprallen. Dabei laden sich diese Tröpfchen auf. Anschließend werden Ionen generiert, wenn diese Tröpfchen verdampfen.
Es ist erwünscht, eine verbesserte Ionenquelle, ein Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometer, ein Verfahren zum Ionisieren einer Probe und ein Verfahren zur Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometrie bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Ionenquelle zum Ionisieren eines Analyten in einer Probe bereit, die Folgendes umfasst:
ein Sprühgerät zum Sprühen einer flüssigen Probe in eine Sprühregion;
eine Spannungsversorgung zum Zuführen einer elektrischen Potenzialdifferenz in der Sprühregion in einem ersten Ionisationsmodus, um Analytionen durch Elektrospray-Ionisation zu erzeugen;
eine Aufprallfläche, auf die das Sprühgerät die Probe in einem zweiten Ionisationsmodus sprüht, um den Analyten durch Aufprallionisation zu ionisieren; und
einen Schaltmechanismus, der konfiguriert ist, um die Ionenquelle zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi während eines einzigen Versuchslaufs abzuwechseln.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen die Ionisation von Analytmolekülen durch zwei verschiedene Ionisationsmodi. Einige Verbindungen sind effizienter durch Elektrospray zu ionisieren, während andere effizienter durch Aufprallspray zu ionisieren sind. Wenn die Ionenquelle zwischen den beiden Ionisationsmodi abwechselt, kann ein bestimmter Analyt den beiden Ionisationsmodi während eines einzigen Versuchslaufs unterzogen werden, wodurch ein optimiertes Analytionensignal erzeugt wird. Die Ionenquelle ist daher in der Lage, optimale Ionensignale für eine Probe zu generieren, ohne wiederholte Proben zu benötigen, die nicht immer verfügbar sind, und ohne getrennte Versuchsläufe für die verschiedenen Ionisationsmodi zu benötigen.
Auch ermöglicht die Verwendung von Elektrospray- und Aufprallspray-Ionisationstechniken die wirksame Ionisation relativ vieler verschiedener Verbindungen, ohne ein hohes Ausmaß an Desolvatisierung der Probe zu benötigen.
Die Ionenquelle und das Verfahren, die hier beschrieben werden, können derart angeordnet sein, dass die Tröpfchen der Probe, die durch das Sprühgerät generiert werden, während des ersten und/oder des zweiten Ionisationsprozesses verdampfen, um Gasphasenionen zu erzeugen. Beispielsweise prallen in dem zweiten Ionisationsmodus die Tröpfchen auf die Aufprallfläche (z.B. der ersten Elektrode) auf, prallen davon ab und können danach verdampfen, um Gasphasenionen zu erzeugen. In dem zweiten Ionisationsmodus kann die Aufprallfläche elektrisch geladen werden, so dass die Tröpfchen elektrische Ladungen aufnehmen, wenn sie auf die Oberfläche aufprallen.
Der Schaltmechanismus kann angeordnet und konfiguriert sein, um wiederholt die Ionenquelle zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi derart abzuwechseln, dass jeder von den ersten und zweiten Ionisationsmodi während eines einzigen Versuchslaufs mehrfach ausgeführt wird. Jeder von den ersten und zweiten Modi kann mindestens x-mal während des einzigen Versuchslaufs ausgeführt werden, wobei x aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000 und 5000.
Das hier beschriebene Sprühgerät kann ein Zerstäuber sein, wie etwa ein Druckluft-Zerstäuber. Ein Zerstäubungsgasstrom kann eingerichtet sein, um an der Spitze des Zerstäubers, durch welche die Probe austritt, vorbeizufließen, um die Probe zu zerstäuben, um die Tröpfchen der Probe zu bilden. Entsprechend kann das Sprühgerät eine Innenbohrung, durch welche die flüssige Probe im Gebrauch gesprüht wird, und eine Zerstäuberkapillare, welche die Innenbohrung umgibt, durch die ein Zerstäubungsgas im Gebrauch gegeben wird, umfassen. Die Ausgänge der Innenbohrung und der Zerstäuberkapillare können derart eingerichtet sein, dass das Zerstäubungsgas die Zerstäuberkapillare verlässt und an dem Ausgang der Innenbohrung vorbeigeht, um die Probe zu zerstäuben, welche die Innenbohrung verlässt.
Der Ausgang der Innenbohrung kann über den Ausgang der der Zerstäuberkapillare hinaus vorstehen.
Die Zerstäuberkapillare kann mindestens teilweise von einem Desolvatisierungsheizelement umgeben sein. Das Desolvatisierungsheizelement erhitzt einen Gasstrom, wahlweise einen getrennten Strom von Desolvatisierungsgas. Das Desolvatisierungsheizelement ist derart eingerichtet und angepasst, dass der Strom von erhitztem Gas, der aus dem Desolvatisierungsheizelement hervorkommt, die zerstäubte Probe umhüllt und erhitzt, nachdem sie die Innenbohrung des Zerstäubers verlässt. Beispielsweise kann die Zerstäuberkapillare von einem ringförmigen Desolvatisierungsheizelement umgeben sein.
Das Heizelement kann eingerichtet und angepasst sein, um das Gas auf eine Temperatur von ≥ 100°C oder bis zu 650°C zu erhitzen. Ein derartiges Erhitzen des Gases trägt zur Desolvatisierung der Probentröpfchen bei, wenn das Gas mit der zerstäubten Probe in Berührung kommt.
Das Heizelement kann ein elektrisches Heizelement sein, das beispielsweise funktioniert, indem ein elektrischer Strom durch ein elektrisches Widerstandselement gegeben wird.
Das Heizelement kann stromaufwärts von dem Ausgang der Zerstäuberkapillare und/oder dem Ausgang der Innenbohrung beabstandet sein. Das Heizelement kann stromaufwärts von dem Ausgang der Zerstäuberkapillare und/oder dem Ausgang der Innenbohrung um einen Abstand beabstandet sein, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: ≤ 50 mm, ≤ 45 mm, ≤ 40 mm, ≤ 35 mm, ≤ 30 mm, ≤ 25 mm, ≤ 20 mm, ≤ 15 mm, ≤ 10 mm, ≤ 5 mm, ≤ 4 mm, ≤ 3 mm, ≤ 2 mm und ≤ 1 mm.
Die Ionenquelle kann eingerichtet und konfiguriert sein, um die Innenbohrung während des ersten und/oder des zweiten Ionisationsmodus auf elektrischem Erdpotenzial zu halten. Bei Ausführungsformen, bei denen das zuvor beschriebene elektrische Heizelement bereitgestellt wird, ermöglicht ein elektrisches Erden der Innenbohrung, dass das elektrische Heizelement näher an dem freigelegten Abschnitt der Bohrung eingerichtet sein kann, z.B. näher an der freigelegten Spitze der Bohrung.
Das Sprühgerät umfasst eine Bohrung, durch welche die flüssige Probe im Gebrauch gesprüht wird, und die Spannungsversorgung kann eingerichtet und konfiguriert sein, um diese Bohrung während des ersten und/oder des zweiten Ionisationsmodus auf einem elektrischen Erdpotenzial oder auf einem ersten elektrischen Referenzpotenzial zu halten.
Die Ionenquelle kann eine erste Elektrode stromabwärts von dem Sprühgerät umfassen, und die Spannungsquelle kann konfiguriert sein, um eine Potenzialdifferenz zwischen dem Ausgang des Sprühgeräts und der ersten Elektrode im ersten Ionisationsmodus bereitzustellen, um die Ionen durch Elektrospray-Ionisation zu erzeugen. Beispielsweise kann die Spannungsversorgung eingerichtet und konfiguriert sein, um die erste Elektrode während des ersten Ionisationsmodus auf einem anderen elektrischen Potenzial als dem Erd- oder Referenzpotenzial zu halten.
Alternativ oder zusätzlich kann die Spannungsversorgung konfiguriert sein, um die Aufprallfläche während des zweiten Ionisationsmodus auf einem anderen elektrischen Potenzial als dem Erd- oder Referenzpotenzial zu halten.
Die Spannungsversorgung kann eingerichtet und konfiguriert sein, um die erste Elektrode während des ersten Ionisationsmodus auf einer Spannung mit einer ersten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial zu halten. Die Spannungsversorgung kann eingerichtet und konfiguriert sein, um die Aufprallfläche während des zweiten Ionisationsmodus auf einer Spannung mit einer zweiten, entgegengesetzten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial zu halten. Die erste Polarität kann während des ersten Ionisationsmodus negativ sein, und die zweite Polarität kann während des zweiten Ionisationsmodus positiv sein. Dies kann verwendet werden, um während der ersten und zweiten Modi positive Analytionen durch Elektrospray und Aufprallspray zu erzeugen. Falls es erwünscht ist, in den ersten und zweiten Modi negative Analytionen zu erzeugen, dann kann die erste Polarität während des ersten Ionisationsmodus positiv sein, und die zweite Polarität kann während des zweiten Ionisationsmodus negativ sein. Es versteht sich, dass die Analyse und Detektion von negativen Analytionen erfordern kann, dass die Polaritäten der Spannungen, die an die elektrischen Elemente stromabwärts von der Stelle angelegt werden, wo die Analytionen generiert werden, im Vergleich zu während der Analyse und Detektion von positiven Analytionen umgekehrt sind.
Die Ionenquelle kann eingerichtet und konfiguriert sein, um während des einzigen Versuchslaufs zwischen der Generierung im positiven Analytionenmodus und der Generierung im negativen Analytionenmodus wiederholt abzuwechseln, beispielsweise so dass durch Elektrospray-Ionisation während des einzigen Versuchslaufs positive Analytionen und negative Analytionen generiert werden, und/oder so dass während des einzigen Versuchslaufs positive Analytionen und negative Analytionen durch Aufprallionisation generiert werden.
Die Spannungsversorgung kann eingerichtet und konfiguriert sein, um die Potenzialdifferenz zwischen dem Sprühgerät und einer ersten stromabwärtigen Elektrode in dem ersten Ionisationsmodus zu halten, so dass der Analyt in der Probe, die aus dem Sprühgerät gesprüht wird, durch Elektrospray-Ionisation ionisiert wird; und die Ionenquelle kann eingerichtet und konfiguriert sein, um die Probe aus dem Sprühgerät auf die erste Elektrode in dem zweiten Ionisationsmodus zu sprühen, so dass die Probe durch Aufprallionisation ionisiert wird.
Das Sprühgerät umfasst eine Bohrung, durch welche die flüssige Probe im Gebrauch gesprüht wird, und die Spannungsversorgung kann eingerichtet und konfiguriert sein, um die Bohrung während des ersten und des zweiten Ionisationsmodus auf elektrischem Erdpotenzial oder auf einem ersten elektrischen Referenzpotenzial zu halten; und um die erste Elektrode während des ersten Ionisationsmodus auf einer Spannung mit einer ersten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial zu halten.
Die Spannungsversorgung kann eingerichtet und konfiguriert sein, um die erste Elektrode während des zweiten Ionisationsmodus mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial auf einer Spannung einer zweiten Polarität zu halten, die zu der ersten Polarität entgegengesetzt ist.
Die erste Polarität kann mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial während des ersten Ionisationsmodus negativ sein, und die zweite Polarität kann mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial während des zweiten Ionisationsmodus positiv sein. Dies kann verwendet werden, um während des ersten und des zweiten Modus positive Analytionen durch Elektrospray und Aufprallspray zu erzeugen. Falls es erwünscht ist, in dem ersten und dem zweiten Modus negative Analytionen zu erzeugen, kann die erste Polarität während des ersten Ionisationsmodus positiv sein, und die zweite Polarität kann während des zweiten Ionisationsmodus negativ sein. Es versteht sich, dass die Analyse und Detektion von negativen Analytionen benötigen kann, dass die Polaritäten der Spannungen, die an elektrische Elemente stromabwärts von der Stelle angelegt werden, wo die Analytionen generiert werden, im Vergleich zu während der Analyse und Detektion von positiven Analytionen umgekehrt sind.
Die Ionenquelle kann eingerichtet und konfiguriert sein, um während des einzigen Versuchslaufs zwischen der Generierung im positiven Analytionenmodus und der Generierung im negativen Analytionenmodus wiederholt abzuwechseln, so dass beispielsweise während des einzigen Versuchslaufs positive Analytionen und negative Analytionen durch Elektrospray-Ionisation generiert werden, und/oder so dass während des einzigen Versuchslaufs positive Analytionen und negative Analytionen durch Aufprallionisation generiert werden.
Die Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen daher das Umschalten der Ionenquelle zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi durch Verändern des elektrischen Potenzials an der ersten Elektrode. Dies vermeidet die Notwendigkeit von zwei verschiedenen Ionisationskammern für die beiden Ionisationsmodi und die damit verbundene mechanische Komplexität, wie etwa die Notwendigkeit, eine Ionisationskammer gegenüber der anderen elektrisch abzuschirmen.
Die Ionenquelle kann einen Probentrenner stromaufwärts von dem Sprühgerät und in Fluidkommunikation mit dem Sprühgerät zum Trennen der Komponenten in der Probe umfassen, so dass das Sprühgerät verschiedene Komponenten der Probe zu verschiedenen Zeitpunkten empfängt und sprüht. Der Probentrenner kann ein flüssiger Chromatographie-Trenner sein.
Der Schaltmechanismus kann eingerichtet und konfiguriert sein, um die Ionenquelle zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi mit einer derartigen Frequenz abzuwechseln, dass mindestens eine der Komponenten in der Probe oder jede Komponente in der Probe sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Ionisationsmodus ionisiert wird, wenn sie aus dem Trenner und Sprühgerät eluiert. Beispielsweise kann der Schaltmechanismus kann die Ionenquelle zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi mit einer Frequenz abwechseln, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: ≥ 0,5 Hz, ≥ 1 Hz, ≥ 2 Hz, ≥ 5 Hz, ≥ 10 Hz, ≥ 20 Hz, ≥ 40 Hz, ≥ 60 Hz, ≥ 80 Hz, ≥ 100 Hz, ≥ 150 Hz, ≥ 200 Hz, ≥ 300 Hz, ≥ 400 Hz, ≥ 500 Hz, ≥ 600 Hz, ≥ 700 Hz, ≥ 800 Hz, ≥ 900 Hz, ≥ 1 kHz, ≥ 2 kHz, ≥ 3 kHz, ≥ 4 kHz und ≥ 5 kHz. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren das Abwechseln zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi mit einer Frequenz umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: ≤ 5 Hz, ≤ 10 Hz, ≤ 20 Hz, ≤ 40 Hz, ≤ 60 Hz, ≤ 80 Hz, ≤ 100 Hz, ≤ 150 Hz, ≤ 200 Hz, ≤ 300 Hz, ≤ 400 Hz, ≤ 500 Hz, ≤ 600 Hz, ≤ 700 Hz, ≤ 800 Hz, ≤ 900 Hz, ≤ 1 kHz, ≤ 2 kHz, ≤ 3 kHz, ≤ 4 kHz und ≤ 5 kHz. Entsprechend kann bei Ausführungsformen, bei denen die erste Elektrode die Elektrospray-Ionisation und Aufprallionisation bewirkt, die Spannung, die in den ersten und zweiten Ionisationsmodi an die erste Elektrode angelegt wird, zwischen den Werten für jeden Modus mit einer Frequenz abwechseln, die aus den zuvor beschriebenen Gruppen ausgewählt wird.
Die Ionenquelle kann einen Translationsmechanismus umfassen, der eingerichtet und konfiguriert ist, um das Sprühgerät zwischen einem ersten Sprühwinkel oder einer ersten Stelle im ersten Betriebsmodus und einem zweiten, anderen Sprühwinkel oder einer zweiten, anderen Stelle in dem zweiten Betriebsmodus translationsmäßig zu verschieben. Dadurch kann sich das Sprühgerät beispielsweise in dem ersten Modus in der optimalen Position für die Elektrospray-Ionisation befinden und kann sich das Sprühgerät in dem zweiten Modus in der optimalen Position für die Aufprallionisation befinden. Beispielsweise kann der Translationsmechanismus das Sprühgerät an einem Bogen entlang zwischen den ersten und zweiten Stellen hin und her führen, wenn die Ionenquelle zwischen den ersten und zweiten Betriebsmodi abwechselt.
Die Ionenquelle kann eine Sprühführung umfassen, die eingerichtet und konfiguriert ist, um das Spray von dem Sprühgerät zu leiten, damit es in dem ersten Ionisationsmodus einer ersten Bahn folgt, und um das Spray von dem Sprühgerät zu leiten, damit es in dem zweiten Ionisationsmodus einer zweiten, anderen Bahn folgt. Wahlweise lenkt die Sprühführung das Spray derart ab, dass es in dem ersten Ionisationsmodus der ersten Bahn folgt, und/oder lenkt das Spray derart ab, dass es in dem zweiten Ionisationsmodus der zweiten Bahn folgt.
Die ersten und zweiten Bahnen können Wege sein, die unterschiedlich lang sind.
Alternativ oder zusätzlich können die ersten und zweiten Bahnen kann Wege sein, die verschiedene Richtungen aufweisen.
Die erste Bahn kann die Bahn von der Sprühgerätspitze bis zu der ersten Elektrode sein. Die zweite Bahn kann die Bahn von der Sprühgerätspitze bis zu der Aufprallfläche oder der ersten Elektrode sein.
Der erste Aspekt stellt auch ein Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometer bereit, das Folgendes umfasst:
eine Ionenquelle, wie hier beschrieben herein; und
einen Massen- und/oder Ionenmobilitätsanalysator zur Massen- und/oder Ionenmobilitätanalyse von Ionen, die durch die ersten und zweiten Ionisationsmodi erzeugt werden.
Das Spektrometer kann eine Vakuumregion und die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode, die als Schnittstelle zwischen der Sprühregion und der Vakuumregion eingerichtet ist bzw. sind, umfassen. Das Spektrometer kann eingerichtet und konfiguriert sein, um im Gebrauch die Sprühregion auf einem ersten Druck und die Vakuumregion auf einem zweiten Druck, der niedriger als der erste Druck ist, zu halten; wobei der erste Druck wahlweise im Wesentlichen ein Atmosphärendruck ist.
Die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode kann eine Apertur umfassen, und das Spektrometer kann eingerichtet und konfiguriert sein, um im Gebrauch Ionen, die in dem ersten und/oder dem zweiten Ionisationsmodus generiert werden, durch die Apertur in die Vakuumregion zu drängen. Beispielsweise kann bzw. können die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode ein Schnittstellenkegel sein, der eine Schnittstelle zwischen dem Sprühgerät und dem Eingang zu der Vakuumregion bildet.
Die Druckdifferenz zwischen der Sprühgerätregion und der Vakuumregion kann einen Gasstrom zwischen den beiden Regionen generieren, der die Ionen, die in dem ersten und/oder dem zweiten Ionisationsmodus generiert werden, durch die Apertur in die Vakuumregion drängt.
Der Massen- und/oder Ionenmobilitätsanalysator kann in der Vakuumregion eingerichtet sein.
Der erste Aspekt stellt auch ein Verfahren zum Ionisieren einer Probe bereit, das folgende Schritte umfasst;
Ausführen eines ersten Ionisationsmodus, in dem die Probe elektrisch gesprüht wird, um Ionen durch Elektrospray-Ionisation zu erzeugen;
Ausführen eines zweiten Ionisationsmodus, in dem die Probe durch Aufprallionisation ionisiert wird; und
Abwechseln zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi während eines einzigen Versuchslaufs.
Der Schritt des Abwechselns zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi kann das wiederholte Abwechseln zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi umfassen, so dass jeder von dem ersten und dem zweiten Ionisationsmodus während eines einzigen Versuchslaufs mehrmals ausgeführt wird. Jeder von den ersten und zweiten Modi kann während des einzigen Versuchslaufs mindestens x-mal ausgeführt werden, wobei x aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000 und 5000.
Der erste Ionisationsmodus kann das Sprühen der Probe unter Verwendung eines Sprühgeräts und das Halten einer elektrischen Potenzialdifferenz zwischen dem Sprühgerät und einer ersten Elektrode umfassen, so dass die Probe, die aus dem Sprühgerät gesprüht wird, durch Elektrospray-Ionisation ionisiert wird; und/oder der zweite Ionisationsmodus kann das Sprühen der Probe auf eine Aufprallfläche umfassen, so dass die Probe durch Aufprallionisation ionisiert wird.
Das hier beschriebene Sprühgerät kann ein Zerstäuber sein, wie etwa ein Druckluft-Zerstäuber. Ein Gasstrom kann eingerichtet sein, um an der Spitze des Zerstäubers, durch welche die Probe austritt, vorbeizugehen, um die Probe zu zerstäuben, um die Tröpfchen der Probe zu bilden.
Das Verfahren kann das Sprühen der Probe durch eine Bohrung in dem Sprühgerät und das Halten der Bohrung auf einem elektrischen Erdpotenzial oder auf einem ersten elektrischen Referenzpotenzial während des ersten und/oder des zweiten Ionisationsmodus umfassen.
Das Verfahren kann das Halten der ersten Elektrode auf einem anderen elektrischen Potenzial als dem Erd- oder Referenzpotenzial während des ersten Ionisationsmodus umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren das Halten der Aufprallfläche auf einem anderen elektrischen Potenzial als dem Erd- oder Referenzpotenzial während des zweiten Ionisationsmodus umfassen.
Das Verfahren kann das Halten der ersten Elektrode auf einer Spannung mit einer ersten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial während des ersten Ionisationsmodus umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren das Halten der Aufprallfläche auf einer Spannung einer zweiten, entgegengesetzten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial während des zweiten Ionisationsmodus umfassen. Die erste Polarität kann während des ersten Ionisationsmodus negativ sein, und die zweite Polarität kann während des zweiten Ionisationsmodus positiv sein. Dies kann verwendet werden, um während der ersten und zweiten Modi positive Analytionen durch Elektrospray und Aufprallspray zu erzeugen. Falls es erwünscht ist, in den ersten und zweiten Modi negative Analytionen zu erzeugen, dann kann die erste Polarität während des ersten Ionisationsmodus positiv sein, und die zweite Polarität kann während des zweiten Ionisationsmodus negativ sein. Es versteht sich, dass die Analyse und Detektion von negativen Analytionen benötigen kann, dass die Polaritäten der Spannungen, die an elektrische Elemente stromabwärts von der Stelle angelegt werden, wo die Analytionen generiert werden, im Vergleich zu während der Analyse und Detektion von positiven Analytionen umgekehrt sind.
Die Ionenquelle kann eingerichtet und konfiguriert sein, um während des einzigen Versuchslaufs zwischen der Generierung im positiven Analytionenmodus und der Generierung im negativen Analytionenmodus wiederholt abzuwechseln, so dass während des einzigen Versuchslaufs beispielsweise positive Analytionen und negative Analytionen durch Elektrospray-Ionisation generiert werden, und/oder so dass während des einzigen Versuchslaufs positive Analytionen und negative Analytionen durch Aufprallionisation generiert werden.
Der erste Ionisationsmodus kann das Sprühen der Probe unter Verwendung eines Sprühgeräts und das Halten einer elektrischen Potenzialdifferenz zwischen dem Sprühgerät und einer ersten stromabwärtigen Elektrode umfassen, so dass die Probe, die aus dem Sprühgerät gesprüht wird, durch Elektrospray-Ionisation ionisiert wird; und der zweite Ionisationsmodus kann das Sprühen der Probe unter Verwendung des Sprühgeräts auf die erste Elektrode umfassen, so dass die Probe durch Aufprallionisation ionisiert wird.
Das Verfahren kann das Sprühen der Probe durch eine Bohrung in dem Sprühgerät und das Halten der Bohrung auf einem elektrischen Erdpotenzial oder auf einem ersten elektrischen Referenzpotenzial während des ersten und des zweiten Ionisationsmodus; und das Halten der ersten Elektrode auf einer Spannung mit einer ersten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial während des ersten Ionisationsmodus umfassen.
Das Verfahren kann auch das Halten der ersten Elektrode auf einer Spannung einer zweiten, entgegengesetzten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial während des zweiten Ionisationsmodus umfassen.
Die erste Polarität kann während des ersten Ionisationsmodus negativ sein, und die zweite Polarität kann während des zweiten Ionisationsmodus positiv sein. Dies kann verwendet werden, um während der ersten und zweiten Modi positive Analytionen durch Elektrospray und Aufprallspray zu erzeugen. Falls es erwünscht ist, in dem ersten und dem zweiten Modus negative Analytionen zu erzeugen, dann kann die erste Polarität während des ersten Ionisationsmodus positiv sein, und die zweite Polarität kann während des zweiten Ionisationsmodus negativ sein. Es versteht sich, dass die Analyse und Detektion von negativen Analytionen erfordern kann, dass die Polaritäten der Spannungen, die an elektrische Elemente stromabwärts von der Stelle angelegt werden, wo die Analytionen generiert werden, im Vergleich zu während der Analyse und Detektion von positiven Analytionen umgekehrt sind.
Die Ionenquelle kann eingerichtet und konfiguriert sein, um zwischen der Generierung im positiven Analytionenmodus und der Generierung im negativen Analytionenmodus während des einzigen Versuchslaufs wiederholt abzuwechseln, so dass beispielsweise während des einzigen Versuchslaufs positive Analytionen und negative Analytionen durch Elektrospray-Ionisation generiert werden, und/oder so dass während des einzigen Versuchslaufs positive Analytionen und negative Analytionen durch Aufprallionisation generiert werden.
Das Verfahren kann das räumliche Trennen von verschiedenen Komponenten innerhalb der Probe stromaufwärts von dem Sprühgerät und das Zuführen der getrennten Komponenten zu dem Sprühgerät, so dass das Sprühgerät verschiedene Komponenten der Probe zu verschiedenen Zeitpunkten sprüht, umfassen. Wahlweise werden die Komponenten durch einen Flüssigchromatographie-Trenner getrennt.
Das Verfahren kann zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi mit einer derartigen Frequenz abwechseln, dass mindestens eine der Komponenten in der Probe oder jede Komponente in der Probe, sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Ionisationsmodus ionisiert wird, wenn sie aus dem Trenner und dem Sprühgerät eluiert.
Das Verfahren kann das Abwechseln zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi mit einer Frequenz umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: ≥ 0,5 Hz, ≥ 1 Hz, ≥ 2 Hz, ≥ 5 Hz, ≥ 10 Hz, ≥ 20 Hz, ≥ 40 Hz, ≥ 60 Hz, ≥ 80 Hz, ≥ 100 Hz, ≥ 150 Hz, ≥ 200 Hz, ≥ 300 Hz, ≥ 400 Hz, ≥ 500 Hz, ≥ 600 Hz, ≥ 700 Hz, ≥ 800 Hz, ≥ 900 Hz, ≥ 1 kHz, ≥ 2 kHz, ≥ 3 kHz, ≥ 4 kHz und ≥ 5 kHz. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren das Abwechseln zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi mit einer Frequenz umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: ≤ 5 Hz, ≤ 10 Hz, ≤ 20 Hz, ≤ 40 Hz, ≤ 60 Hz, ≤ 80 Hz, ≤ 100 Hz, ≤ 150 Hz, ≤ 200 Hz, ≤ 300 Hz, ≤ 400 Hz, ≤ 500 Hz, ≤ 600 Hz, ≤ 700 Hz, ≤ 800 Hz, ≤ 900 Hz, ≤ 1 kHz, ≤ 2 kHz, ≤ 3 kHz, ≤ 4 kHz und ≤ 5 kHz. Entsprechend kann bei Ausführungsformen, bei denen die erste Elektrode die Elektrospray-Ionisation und die Aufprallionisation bewirkt, die Spannung, die an die erste Elektrode in den ersten und zweiten Ionisationsmodi angelegt wird, zwischen den Werten für jeden Modus mit einer Frequenz abgewechselt werden, die aus den zuvor beschriebenen Gruppen ausgewählt wird.
Das Verfahren kann das Abwechseln des Sprühgeräts zwischen einem ersten Sprühwinkel oder einer ersten Stelle in dem ersten Betriebsmodus und einem zweiten, anderen Sprühwinkel oder einer zweiten, anderen Stelle in dem zweiten Betriebsmodus umfassen. Beispielsweise kann das Sprühgerät an einem Bogen entlang zwischen den ersten und zweiten Stellen hin und her gehen, wenn das Verfahren zwischen den ersten und zweiten Betriebsmodi abwechselt.
Das Verfahren kann das Einrichten umfassen, dass das Spray von dem Sprühgerät in dem ersten Ionisationsmodus einer ersten Bahn folgt, und dass das Spray aus dem Sprühgerät in dem zweiten Ionisationsmodus einer zweiten, anderen Bahn folgt. Wahlweise kann dies erreicht werden, indem das Spray abgelenkt wird, so dass es in dem ersten Ionisationsmodus der ersten Bahn folgt, und/oder indem das Spray abgelenkt wird, so dass es in dem zweiten Ionisationsmodus der zweiten Bahn folgt.
Die ersten und zweiten Bahnen können Wege sein, die unterschiedlich lang sind.
Alternativ oder zusätzlich können die ersten und zweiten Bahnen Wege sein, die verschiedene Richtungen aufweisen.
Die erste Bahn kann die Bahn von der Sprühgerätspitze bis zu der ersten Elektrode sein. Die zweite Bahn kann die Bahn von der Sprühgerätspitze bis zu der Aufprallfläche oder der ersten Elektrode sein.
Der erste Aspekt stellt auch ein Verfahren von Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometrie bereit, das folgende Schritte umfasst:
Ionisieren einer Probe gemäß dem hier beschriebenen Verfahren; und
Analysieren der Masse und/oder Ionenmobilität der Ionen, die in den ersten und zweiten Ionisationsmodi erzeugt werden, in einem Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometer.
Ein Sprühgerät kann die Probe in den ersten und zweiten Ionisationsmodi in eine Sprühregion sprühen, und das Spektrometer umfasst eine Vakuumregion, wobei die Sprühregion auf einem ersten Druck und die Vakuumregion auf einem zweiten Druck, der niedriger als der erste Druck ist, gehalten werden können. Die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode kann bzw. können als eine Schnittstelle zwischen der Sprühregion und der Vakuumregion eingerichtet sein. Wahlweise ist der erste Druck im Wesentlichen ein Atmosphärendruck.
Die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode kann bzw. können eine Apertur umfassen, und die Ionen, die in dem ersten und/oder dem zweiten Ionisationsmodus generiert werden, können durch die Apertur in die Vakuumregion gedrängt werden. Beispielsweise kann bzw. können die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode ein Schnittstellenkegel sein, der eine Schnittstelle zwischen dem Sprühgerät und dem Eingang zur Vakuumregion des Spektrometers bildet.
Die Druckdifferenz zwischen der Sprühgerätregion und der Vakuumregion kann einen Gasstrom zwischen den beiden Regionen generieren, der die Ionen, die in den ersten und/oder zweiten Ionisationsmodi generiert werden, durch die Apertur in die Vakuumregion drängt.
Das Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometer kann einen Massen- und/oder Ionenmobilitätsanalysator umfassen, der in der Vakuumregion eingerichtet ist und den Schritt des Analysierens der Masse und/oder Ionenmobilität der Ionen ausführt.
Der Translationsmechanismus und die Sprühführung, die hier beschrieben werden, werden als an sich neuartig angesehen, d.h. ohne dass die ersten und zweiten Ionisationsmodi unbedingt in einem einzigen Versuchslauf ausgeführt werden.
Entsprechend einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Ionenquelle zum Ionisieren eines Analyten in einer Probe bereit, umfassend:
ein Sprühgerät zum Sprühen einer flüssigen Probe in eine Sprühregion;
eine Spannungsversorgung zum Zuführen einer elektrischen Potenzialdifferenz in der Sprühregion in einem ersten Ionisationsmodus, um Analytionen durch Elektrospray-Ionisation zu erzeugen;
eine Aufprallfläche, auf die das Sprühgerät die Probe in einem zweiten Ionisationsmodus sprüht, um den Analyten durch Aufprallionisation zu ionisieren; und
ferner umfassend ein oder mehrere Elemente von:

(i) einem Translationsmechanismus, der eingerichtet und konfiguriert ist, um das Sprühgerät zwischen einem ersten Sprühwinkel oder einer ersten Stelle in dem ersten Betriebsmodus und einem zweiten, anderen Sprühwinkel oder einer zweiten, anderen Stelle in dem zweiten Betriebsmodus translationsmäßig zu verschieben; und/oder
(ii) eine Sprühführung, die eingerichtet und konfiguriert ist, um das Spray aus dem Sprühgerät zu leiten, damit es in dem ersten Ionisationsmodus einer ersten Bahn folgt, und das Spray aus dem Sprühgerät zu leiten, damit es in dem zweiten Ionisationsmodus einer zweiten, anderen Bahn folgt.

Beispielsweise kann gemäß Schritt (i) der Translationsmechanismus das Sprühgerät an einem Bogen entlang zwischen den ersten und zweiten Stellen hin und her führen, wenn die Ionenquelle zwischen den ersten und zweiten Betriebsmodi abwechselt.
Beispielhaft kann gemäß Schritt (ii) die Sprühführung das Spray derart ablenken, dass es in dem ersten Ionisationsmodus der ersten Bahn folgt, und/oder kann das Spray derart ablenken, dass es in dem zweiten Ionisationsmodus der zweiten Bahn folgt.
Die Ionenquelle gemäß dem zweiten Aspekt kann eines der Merkmale umfassen, die mit Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurden, außer dass die ersten und zweiten Ionisationsmodi nicht unbedingt in einem einzigen Versuchslauf ausgeführt werden müssen.
Der zweite Aspekt stellt auch ein Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometer, das die Ionenquelle umfasst, ein Verfahren zum Ionisieren einer Probe unter Verwendung der Ionenquelle, und ein Verfahren zur Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometrie unter Verwendung der Ionenquelle bereit.
Das hier beschriebene Spektrometer kann eine oder mehrere Ionenführungen umfassen.
Das Spektrometer kann eine oder mehrere Ionenmobilitätstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere feldasymmetrische Ionenmobilitätsspektrometer-Vorrichtungen umfassen.
Das Spektrometer kann eine oder mehrere Ionenfallen oder eine oder mehrere Ionenspeicherregionen umfassen.
Das Spektrometer kann eine oder mehrere Kollisions-, Fragmentierungs- oder Reaktionszellen umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die besteht aus: (i) einer Fragmentierungsvorrichtung mit kollisionsinduzierter Dissoziation („CID”); (ii) einer Fragmentierungsvorrichtung mit oberflächeninduzierter Dissoziation („SID”); (iii) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Elektronentransfer-Dissoziation („ETD”); (iv) Fragmentierungsvorrichtung mit Elektroneneinfang-Dissoziation („ECD”); (v) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Elektronenkollision oder Aufpralldissoziation; (vi) einer Fragmentierungsvorrichtung mit photoinduzierter Dissoziation („PID”); (vii) einer Fragmentierungsvorrichtung mit laserinduzierter Dissoziationl; (viii) einer Vorrichtung mit infrarotstrahlungsinduzierter Dissoziation; (ix) einer Vorrichtung mit ultraviolettstrahlungsinduzierter Dissoziation; (x) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Düsen-Skimmer-Schnittstelle; (xi) einer In-Source-Fragmentierungsvorrichtung; (xii) einer In-Source-Fragmentierungsvorrichtung mit kollisionsinduzierter Dissoziation; (xiii) einer Fragmentierungsvorrichtung mit thermischer oder Temperaturquelle; (xiv) einer stromfeldinduzierten Fragmentierungsvorrichtung; (xv) einer magnetfeldinduzierten Fragmentierungsvorrichtung; (xvi) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Enzymverdauung oder Enzymabbau; (xvii) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Ionen-Ionen-Reaktion; (xviii) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Ionen-Molekül-Reaktion; (xix) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Ionen-Atom-Reaktion; (xx) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Ionen-metastabilen Ionen-Reaktion; (xxi) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Ionen-metastabilen Molekülen-Reaktion; (xxii) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Ionen-metastabilen Atomen-Reaktion; (xxiii) einer Ionen-Ionen-Reaktionsvorrichtung, um eine Ionenreaktion herbeizuführen, um Addukt- oder Produktionen zu bilden; (xxiv) einer Ionen-Molekül-Reaktionsvorrichtung, um eine Ionenreaktion herbeizuführen, um Addukt- oder Produktionen zu bilden; (xxv) einer Ionen-Atom-Reaktionsvorrichtung, um eine Ionenreaktion herbeizuführen, um Addukt- oder Produktionen zu bilden; (xxvi) einer Ionen-metastabile Ionen-Reaktionsvorrichtung, um eine Ionenreaktion herbeizuführen, um Addukt- oder Produktionen zu bilden; (xxvii) einer Ionen-metastabile Molekül-Reaktionsvorrichtung, um eine Ionenreaktion herbeizuführen, um Addukt- oder Produktionen zu bilden; (xxviii) einer Ionen-metastabile Atom-Reaktionsvorrichtung, um eine Ionenreaktion herbeizuführen, um Addukt- oder Produktionen zu bilden; und (xxix) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Elektronnen-Ionisationsdissozisation („EID”).
Das Spektrometer kann einen Massenanalysator umfassen, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: (i) einem Quadrupol-Massenanalysator; (ii) einem 2D- oder linearen Quadrupol-Massenanalysator; (iii) einem Paul- oder 3D-Quadrupol-Massenanalysator; (iv) einem Massenanalysator mit Penning-Falle; (v) einem Massenanalysator mit Ionenfalle; (vi) einem Massenanalysator mit Magnetsektor; (vii) einem Massenanalysator mit Ionen-Zyklotronresonanz („ICR”); (viii) einem Massenanalysator mit Fourier-Transformations-Ionen-Zyklotronresonanz („FTICR”); (ix) einem elektrostatischen Massenanalysator, der eingerichtet ist, um ein elektrostatisches Feld zu generieren, das eine quadrologarithmische Potenzialverteilung aufweist; (x) einem elektrostatischen Fourier-Transformations-Massenanalysator; (xi) einem Fourier-Transformations-Massenanalysator; (xii) einem Flugzeit-Massenanalysator; (xiii) einem Flugzeit-Massenanalysator mit orthogonaler Beschleunigung; und (xiv) einem Flugzeit-Massenanalysator mit linearer Beschleunigung.
Das Spektrometer kann einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren umfassen.
Das Spektrometer kann einen oder mehrere Ionendetektoren umfassen.
Das Spektrometer kann ein oder mehrere Massefilter umfassen, das bzw. die aus der Gruppe ausgewählt wird bzw. werden, die besteht aus: (i) einem Quadrupol-Massefilter; (ii) einer 2D- oder linearen Quadrupol-Ionenfalle; (iii) einer Paul- oder 3D-Quadrupol-Ionenfalle; (iv) einer Penning-Ionenfalle; (v) einer Ionenfalle; (vi) einem Massefilter mit Magnetsektor; (vii) einem Flugzeit-Massefilter; und (viii) einem Wien-Filter.
Das Spektrometer kann eine Vorrichtung oder ein Ionentor zum Pulsieren von Ionen; und/oder eine Vorrichtung zum Konvertieren eines im Wesentlichen durchgehenden Ionenstrahls in einen pulsierten Ionenstrahl umfassen.
Das Spektrometer kann eine C-Falle und einen Massenanalysator umfassen, der eine äußere trommelartige Elektrode und ein koaxiale innere spindelartige Elektrode umfasst, die ein elektrostatisches Feld mit ein quadrologarithmischen Potenzialverteilung bilden, wobei in einem ersten Betriebsmodus Ionen an die C-Falle übertragen werden und dann in den Massenanalysator injiziert werden, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus Ionen an die C-Falle und dann an eine Kollisionszelle oder eine Vorrichtung zur Elektronentransferdissoziation übertragen werden, wobei mindestens einige Ionen zu Fragmentionen fragmentiert werden, und wobei die Fragmentionen dann an die C-Falle übertragen werden, bevor sie in den Massenanalysator injiziert werden.
Das Spektrometer kann eine gestapelte ringförmige Ionenführung umfassen, die eine Vielzahl von Elektroden umfasst, die jeweils eine Apertur aufweisen, durch welche im Gebrauch Ionen übertragen werden, und wobei die Beabstandung der Elektroden über die Länge des Ionenwegs zunimmt, und wobei die Aperturen in den Elektroden in einem stromaufwärtigen Teilstück der Ionenführung einen ersten Durchmesser aufweisen, und wobei die Aperturen in den Elektroden in einem stromabwärtigen Teilstück der Ionenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und wobei entgegengesetzte Phasen einer AC- oder HF-Spannung im Gebrauch an aufeinanderfolgende Elektroden angelegt werden.
Das Spektrometer kann eine Vorrichtung umfassen, die eingerichtet und geeignet ist, um den Elektroden eine AC- oder HF-Spannung zuzuführen. Die AC- oder HF-Spannung weist wahlweise eine Amplitude auf, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: (i) ungefähr < 50 V von Spitze zu Spitze; (ii) ungefähr 50 bis 100 V von Spitze zu Spitze; (iii) ungefähr 100 bis 150 V von Spitze zu Spitze; (iv) ungefähr 150 bis 200 V von Spitze zu Spitze; (v) ungefähr 200 bis 250 V von Spitze zu Spitze; (vi) ungefähr 250 bis 300 V von Spitze zu Spitze; (vii) ungefähr 300 bis 350 V von Spitze zu Spitze; (viii) ungefähr 350 bis 400 V von Spitze zu Spitze; (ix) ungefähr 400 bis 450 V von Spitze zu Spitze; (x) ungefähr 450 bis 500 V von Spitze zu Spitze; und (xi) > ungefähr 500 V von Spitze zu Spitze.
Die AC- oder HF-Spannung kann eine Frequenz aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: (i) < ungefähr 100 kHz; (ii) ungefähr 100 bis 200 kHz; (iii) ungefähr 200 bis 300 kHz; (iv) ungefähr 300 bis 400 kHz; (v) ungefähr 400 bis 500 kHz; (vi) ungefähr 0,5 bis 1,0 MHz; (vii) ungefähr 1,0 bis 1,5 MHz; (viii) ungefähr 1,5 bis 2,0 MHz; (ix) ungefähr 2,0 bis 2,5 MHz; (x) ungefähr 2,5 bis 3,0 MHz; (xi) ungefähr 3,0 bis 3,5 MHz; (xii) ungefähr 3,5 bis 4,0 MHz; (xiii) ungefähr 4,0 bis 4,5 MHz; (xiv) ungefähr 4,5 bis 5,0 MHz; (xv) ungefähr 5,0 bis 5,5 MHz; (xvi) ungefähr 5,5 bis 6,0 MHz; (xvii) ungefähr 6,0 bis 6,5 MHz; (xviii) ungefähr 6,5 bis 7,0 MHz; (xix) ungefähr 7,0 bis 7,5 MHz; (xx) ungefähr 7,5 bis 8,0 MHz; (xxi) ungefähr 8,0 bis 8,5 MHz; (xxii) ungefähr 8,5 bis 9,0 MHz; (xxiii) ungefähr 9,0 bis 9,5 MHz; (xxiv) ungefähr 9,5 bis 10,0 MHz; und (xxv) > ungefähr 10,0 MHz.
Das Spektrometer kann eine Chromatographie- oder andere Trennungsvorrichtung stromaufwärts von dem Sprühgerät oder dem Zerstäuber umfassen. Die Chromatographie-Trennvorrichtung kann eine Flüssigchromatographie umfassen. Alternativ kann die Trennvorrichtung Folgendes umfassen: (i) eine Trennvorrichtung mit Kapillarelektrophorese („CE”); (ii) eine Trennvorrichtung mit Kapillarelektrochromatorgraphie („CEC”); (iii) eine Trennvorrichtung mit einem im Wesentlichen starren, mehrschichtigen mikrofluidischen Substrat auf Keramikbasis („Keramikkachel”): oder (iv) eine superkritische Flüssigchromatographie-Trennvorrichtung.
Der Analyt kann Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle umfassen.
Das Spektrometer kann in diversen Betriebsmodi betätigt werden, wozu ein Massenspektrometrie-(„MS”)Betriebsmodus; ein Tandem-Massenspektrometrie-(„MS/MS”)Betriebsmodus; ein Betriebsmodus, bei dem Vorgänger- oder Vorläuferionen alternativ fragmentiert oder zur Reaktion gebracht werden, um Fragment- oder Produktionen und nicht fragmentierte oder zur Reaktion gebrachte oder weniger fragmentierte oder zur Reaktion gebrachte Ionen zu erzeugen; einen Mehrfachreaktionsüberwachungs-(„MRM”)Betriebsmodus; einen datenabhängigen Analyse-(„DDA”)Betriebsmodus; einen datenunabhängigen Analyse-(„DIA”)Betriebsmodus; einen Quantifizierungsbetriebsmodus oder einen Ionenmobilitätsspektrometrie-(„IMS”)Betriebsmodus.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nun rein beispielhaft und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen diverse Ausführungsformen beschrieben. Es zeigen:
1 ein Schema einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
2A ein Ionenspektrum, das gemäß einer Ausführungsform in einem Aufprallspray-Modus erzielt wird; und
2B ein Ionenspektrum, das gemäß einer Ausführungsform in einem Elektrospray-Modus erzielt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 bildet eine Ausführungsform der Erfindung ab. Das Instrument umfasst eine Quelle einer zu analysierenden Probe 2, einen Flüssigchromatographie-Trenner 3, einen Zerstäuber 4, wie etwa einen Druckluft-Zerstäuber, ein Massenspektrometer 6 und eine Schnittstelle 8, um eine Schnittstelle zwischen dem Zerstäuber 4 und dem Massenspektrometer 6 zu bilden. Wie in 1 gezeigt, kann der Zerstäuber 4 auf einem Referenzpotenzial geerdet sein. Ein Translationsmechanismus kann bereitgestellt werden, um den Zerstäuber zwischen verschiedenen Sprühstellen oder Sprühwinkeln translationsmäßig zu verschieben. Eine Sprühführung 7 kann bereitgestellt werden, um die Bahn, auf der sich das Spray 32 von dem Zerstäuber 4 aus bewegt, zu ändern.
Die Schnittstelle 8 umfasst einen Schnittstellenkegel 10, der an eine Stromversorgung 12 angeschlossen ist, um dem Schnittstellenkegel 10 eine Spannung zuzuführen. Die Schnittstelle 8 umfasst auch eine Ionenführung 14, um Ionen von dem Schnittstellenkegel 10 in das Spektrometer 6 zu führen.
Das Spektrometer 6 umfasst eine erste Vakuumkammer 16, die durch eine Vakuumpumpe 18 auf einem ersten Druck gehalten wird. Beispielsweise kann die Vakuumpumpe 18 betätigt werden, um die erste Vakuumkammer 16 auf einem Druck unterhalb von 50 Torr, z.B. in dem Bereich von 1 bis 10 Torr oder 1 bis 3 Torr, zu halten. Das Spektrometer 6 umfasst eine zweite Vakuumkammer 20, die über eine Mündung, wie beispielsweise einen Skimmer-Kegel 22, mit der ersten Vakuumkammer 16 verbunden ist. Die zweite Vakuumkammer 20 wird durch die Vakuumpumpe 24 auf einem zweiten Druck gehalten, der niedriger als der erste Druck in der ersten Vakuumkammer 16 ist. Beispielsweise kann die Vakuumpumpe 24 betätigt werden, um die zweite Vakuumkammer 20 auf einem Druck von 10^–2 bis 10^–3 Torr zu halten.
Das Spektrometer 6 umfasst eine dritte Vakuumkammer 26, die durch eine Mündung 28 mit der zweiten Vakuumkammer 20 verbunden ist. Die dritte Vakuumkammer 26 wird durch die Vakuumpumpe 30 auf einem dritten Druck gehalten, der niedriger als der zweite Druck in der zweiten Vakuumkammer 20 ist. Beispielsweise kann die Vakuumpumpe 30 betätigt werden, um die dritte Vakuumkammer 26 auf einem Druck von ≤ 10^–5 Torr zu halten. Eine Ionenführung 32 kann in der zweiten Vakuumkammer 20 bereitgestellt werden, um Ionen von der ersten Vakuumkammer 16 durch die zweite Vakuumkammer 20 und in die dritte Vakuumkammer 26 zu führen. Ein Analysator 34, wie etwa ein Massen- und/oder Ionenmobilitätsanalysator, wird in der dritten Vakuumkammer 26 zum Analysieren der Ionen bereitgestellt. Der Analysator 34 kann ein Flugzeit-Massenanalysator, ein Quadrupol-Massenanalysator, ein Ionenfallen-Massenanalysator oder eine andere Art von Massenanalysator sein.
Im Betrieb wird die Probe von der Quelle 2 dem Flüssigchromatographie-Trenner 3 zugeführt, der die Komponenten/Verbindungen in der Probe trennt und dann die getrennten Komponenten/Verbindungen einer Bohrung in dem Zerstäuber 4, die geerdet sein kann, zuführt. Ein Gasstrom kann eingerichtet sein, um an der Spitze des Zerstäubers 4 vorbeizugehen, um die Probe zu zerstäuben, um Tröpfchen 32 zu bilden, d.h. der Zerstäuber 4 kann ein Druckluft-Zerstäuber 4 sein.
Das Instrument kann in mindestens zwei verschiedenen Modi betätigt werden. In einem ersten Modus wird der Zerstäuber 4 auf elektrischer Erde gehalten, und die Stromversorgung 12 legt eine negative Spannung an den Schnittstellenkegel 10 an. Beispielsweise in dem Bereich von –2 kV bis –5 kV. Die Beanspruchung, die durch das elektrische Feld auferlegt wird, das durch die Differenz des elektrische Potenzials zwischen der Ausgabe des Zerstäubers 4 und des Schnittstellenkegels 10 entsteht, kann bewirken, dass die Flüssigkeit aus dem Zerstäuber 4 herausläuft, um zu einem Elektrospray aus (stark) positiv geladenen Tröpfchen, Clustern und Ionen zu werden. Das elektrische Feld zwischen dem Zerstäuber 4 und dem Schnittstellenkegel 10 konvertiert daher die flüssige Probe, die in den Zerstäuber 4 eintritt, in ein positiv geladenes Spray 32, das positiv geladene Analytionen aus den Analytmolekülen in dem Flüssigkeitsstrom umfasst.
Die erste Vakuumkammer 16 kann auf einem Druck gehalten werden, der niedriger als der Druck der Region ist, in der das Spray 32 von dem Zerstäuber 4 emittiert wird. Somit fließt ein Gas von der Region, in der das Spray 32 von dem Zerstäuber emittiert wird, in die Mündung in dem Schnittstellenkegel 10 und dann in die erste Vakuumkammer 16. Dieser Gasstrom führt die Elektrospray-Tröpfchen, Cluster und Ionen, so dass mindestens einige der Tröpfchen, Cluster und Ionen durch die Mündung in dem Schnittstellenkegel 10 und in die erste Vakuumkammer 16 gehen.
Nachdem die Ionen in die erste Vakuumkammer 16 eingetreten sind, werden sie durch elektrische Felder und den Gasstrom im Innern des Spektrometers 6 geleitet, um durch den Skimmer 22 in der zweiten Vakuumkammer 20 zu gehen. Die Ionenführung 32 in der zweiten Vakuumkammer führt dann die Ionen in die dritte Vakuumkammer 26, so dass die Ionen in den Analysator 34 eintreten und ihre Masse und/oder Ionenmobilität analysiert werden.
In einem zweiten Betriebsmodus wird der Zerstäuber 4 auf elektrischer Erde gehalten, und die Stromversorgung 12 legt eine positive Spannung an den Schnittstellenkegel 10 an. Analytmoleküle in dem Teil des Sprays 32, der direkt auf den Schnittstellenkegel 10 aufprallt, werden durch Aufprallionisation in positive Ionen konvertiert. Wie mit Bezug auf den ersten Betriebsmodus beschrieben, befördert der Gasstrom in den Schnittstellenkegel 10 die Ionen in die erste Vakuumkammer 16, und schließlich werden die Ionen zur Analyse zu dem Analysator 35 geführt.
Die Stromversorgung ist konfiguriert, um wiederholt die Spannung, die an den Schnittstellenkegel 10 angelegt wird, zwischen den positiven und negativen Werten abzuwechseln, so dass das Instrument wiederholt zwischen den ersten und zweiten Modi während eines einzigen Versuchslaufs abwechselt. Das Instrument ist daher in der Lage, Analytmoleküle sowohl durch Elektrospray als auch durch Aufprallspray während eines einzigen Versuchslaufs zu ionisieren. Beispielsweise kann die Probe durch Chromatographie getrennt werden, bevor sie in dem Zerstäuber 4 zerstäubt wird, und die Spannung, die an den Schnittstellenkegel 10 angelegt wird, kann wiederholt zwischen den positiven und negativen Werten mit einer derartigen Frequenz abgewechselt werden, dass Ionen in jedem chromatographischen Peak sowohl einer Elektrospray- als auch einer Aufprallionisation unterzogen werden. Beispielsweise kann die Spannung, die an den Schnittstellenkegel 10 angelegt wird, wiederholt zwischen den positiven und negativen Werten mit einer Frequenz in dem Bereich von 100 Hz bis 1 KHz abgewechselt werden.
Die optimale Position des Zerstäubers 4 mit Bezug auf den Schnittstellenkegel 10 für die Elektrospray-Ionisation kann anders als die optimale Position des Zerstäubers 4 mit Bezug auf den Schnittstellenkegel 10 für die Aufprallionisation sein. Das Instrument kann daher einen Translationsmechanismus 5 umfassen, der den Zerstäuber 4 in eine erste Position bewegt, wenn das Instrument in dem ersten Modus betätigt wird, und in eine zweite Position bewegt, wenn das Instrument in dem zweiten Modus betätigt wird. Der Zerstäuber 4 kann daher wiederholt zwischen den ersten und zweiten Positionen synchron zu dem wiederholten Abwechseln des Instruments zwischen den ersten und zweiten Betriebsmodi wechseln. Beispielsweise kann der Zerstäuber 4 an einem Bogen entlang zwischen den ersten und zweiten Positionen hin und her gehen.
Alternativ kann man statt den Zerstäuber 4 selber zwischen verschiedenen Positionen in den ersten und zweiten Betriebsmodi zu bewegen, den Weg des Sprays 32 in einem oder in beiden von den ersten und zweiten Modi umleiten, so dass der Weg des Sprays 32 in den ersten und zweiten Modi unterschiedlich ist. Dies kann erreicht werden, indem eine Sprühführung 7 verwendet wird, um die Tröpfchen auf verschiedenen Bahnen in den verschiedenen Modi zu führen. Beispielsweise kann die Sprühführung 7 einen Schlauch umfassen, der sich zwischen verschiedenen Positionen in den beiden Modi bewegt, um das Spray auf verschiedenen Bahnen in den verschiedenen Modi zu führen. Alternativ kann die Sprühführung 7 ein Gasvorhang oder Gasstrom sein, der in verschiedene Richtungen gerichtet ist oder verschiedene Durchsätze in den beiden Modi aufweist, um das Spray in den verschiedenen Modi auf verschiedenen Bahnen zu führen.
2A und 2B zeigen gesamte Ionenströme, die als Funktion der Zeit für die Analyse von Sulfadimethoxin jeweils im Aufprallspray-Modus und im geerdeten Elektrospray-Modus gemessen werden. In beiden Modi wurde die Probe von Sulfadimethoxin in dem Zerstäuber 4 unter Verwendung eines Zerstäubungsgases aus reinem Stickstoff zerstäubt. Während des Aufprallspray-Modus wurde der Schnittstellenkegel 10 auf +1280 V gehalten und generierte positive Ionen aus dem Sulfadimethoxin, die auf dem Schnittstellenkegel 10 aufprallten. Während des Elektrospray-Modus wurde der der Schnittstellenkegel 10 auf einer negativen Spannung gehalten und generierte positive Elektrospray-Ionen aus dem Sulfadimethoxin. Durch den Vergleich von 2A und 2B geht hervor, dass die beiden Ionisationsmodi Analytionen zur Analyse erzeugen, doch dass der Analyt wirksamer durch Elektrospray-Ionisation ionisiert wird, da der gesamte Ionenstrom höher als in 2B ist. Dagegen können andere Analyten in einer Probe effektiver durch den Aufprallspray-Modus ionisiert werden. Somit ermöglicht das Abwechseln zwischen den beiden Modi die Ionisation eines größeren Bereichs von Analyten in einem einzigen Versuchslauf.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass diverse Änderungen in Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt wird.
Beispielsweise ist in 1 die Achse durch die Austrittsmündung des Zerstäubers 4 zu der Achse durch die Mündung in dem Schnittstellenkegel 10 orthogonal orientiert. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die Achse durch die Austrittsmündung des Zerstäubers 4 im Verhältnis zu der Achse durch die Mündung in dem Schnittstellenkegel 10 in anderen Winkeln orientiert sein kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/143737 [0003]

Claims

Ionenquelle zum Ionisieren eines Analyten in einer Probe, umfassend: ein Sprühgerät zum Sprühen einer flüssigen Probe in eine Sprühregion; eine Spannungsversorgung zum Zuführen einer elektrischen Potenzialdifferenz in der Sprühregion in einem ersten Ionisationsmodus, um Analytionen durch Elektrospray-Ionisation zu erzeugen; eine Aufprallfläche, auf die das Sprühgerät die Probe in einem zweiten Ionisationsmodus sprüht, um den Analyten durch Aufprallionisation zu ionisieren; und einen Schaltmechanismus, der konfiguriert ist, um die Ionenquelle während eines einzigen Versuchslaufs zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi abzuwechseln.
Ionenquelle nach Anspruch 1, wobei die Spannungsversorgung eingerichtet und konfiguriert ist, um die Potenzialdifferenz zwischen dem Sprühgerät und einer ersten stromabwärtigen Elektrode in dem ersten Ionisationsmodus zu halten, so dass der Analyt in der Probe, die aus dem Sprühgerät gesprüht wird, durch Elektrospray-Ionisation ionisiert wird; und wobei die Ionenquelle eingerichtet und konfiguriert ist, um die Probe aus dem Sprühgerät auf die erste Elektrode in dem zweiten Ionisationsmodus zu sprühen, so dass die Probe durch Aufprallionisation ionisiert wird.
Ionenquelle nach Anspruch 2, wobei das Sprühgerät eine Bohrung umfasst, durch welche die flüssige Probe im Gebrauch gesprüht wird; und wobei die Spannungsversorgung eingerichtet und konfiguriert ist, um die Bohrung während der ersten und zweiten Ionisationsmodi auf elektrischem Erdpotenzial oder auf einem ersten elektrischen Referenzpotenzial zu halten; und um die erste Elektrode während des ersten Ionisationsmodus auf einer Spannung mit einer ersten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial zu halten.
Ionenquelle nach Anspruch 3, wobei die Spannungsversorgung eingerichtet und konfiguriert ist, um die erste Elektrode während des zweiten Ionisationsmodus mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial auf einer Spannung einer zweiten Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, zu halten.
Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Probentrenner stromaufwärts von dem Sprühgerät und in Fluidkommunikation mit dem Sprühgerät zum Trennen der Komponenten innerhalb der Probe, so dass das Sprühgerät verschiedene Komponenten der Probe zu verschiedenen Zeitpunkten empfängt und sprüht, wobei der Probentrenner wahlweise ein Flüssigchromatographie-Trenner ist.
Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Translationsmechanismus, der eingerichtet und konfiguriert ist, um das Sprühgerät zwischen einem ersten Sprühwinkel oder einer ersten Stelle in dem ersten Betriebsmodus und einem zweiten, anderen Sprühwinkel oder einer zweiten anderen Stelle in dem zweiten Betriebsmodus translationsmäßig zu verschieben.
Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Sprühführung, die eingerichtet und konfiguriert ist, um das Spray aus dem Sprühgerät zu richten, damit es in dem ersten Ionisationsmodus einer ersten Bahn folgt, und um das Spray aus dem Sprühgerät zu richten, damit es in dem zweiten Ionisationsmodus einer zweiten, anderen Bahn folgt; wobei die Sprühführung wahlweise das Spray derart ablenkt, dass es in dem ersten Ionisationsmodus der ersten Bahn folgt, und/oder das Spray derart ablenkt, dass es in dem zweiten Ionisationsmodus der zweiten Bahn folgt.
Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sprühgerät umfasst: eine Innenbohrung, durch welche die flüssige Probe in den ersten und/oder zweiten Ionisationsmodi gesprüht wird; eine Desolvatisierungsgas-Kapillare, welche die Innenbohrung umgibt, durch die in den ersten und/oder zweiten Ionisationsmodi ein Desolvatisierungsgas gegeben wird, um die Probe zu desolvatisieren, die von dem Sprühgerät gesprüht wird; und ein elektrisches Heizelement, das in den ersten und/oder zweiten Ionisationsmodi das Desolvatisierungsgas erhitzt; wobei die Spannungsversorgung eingerichtet und konfiguriert ist, um die Bohrung während des ersten und/oder des zweiten Ionisationsmodus auf elektrischem Erdpotenzial zu halten.
Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometer, umfassend: eine Ionenquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und einen Massen- und/oder Ionenmobilitätsanalysator zum Analysieren der Masse und/oder Ionenmobilität der Ionen, die durch die ersten und zweiten Ionisationsmodi erzeugt werden.
Spektrometer nach Anspruch 9, wobei das Spektrometer eine Vakuumregion umfasst und die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode als eine Schnittstelle zwischen der Sprühregion und der Vakuumregion eingerichtet ist bzw. sind; wobei das Spektrometer eingerichtet und konfiguriert ist, um im Gebrauch die Sprühregion auf einem ersten Druck und die Vakuumregion auf einem zweiten Druck, der niedriger als der erste Druck ist, zu halten; wobei der erste Druck wahlweise im Wesentlichen ein Atmosphärendruck ist.
Spektrometer nach Anspruch 10, wobei die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode eine Apertur umfasst bzw. umfassen und das Spektrometer eingerichtet und konfiguriert ist, um im Gebrauch die Ionen, die in den ersten und/oder zweiten Ionisationsmodi generiert werden, durch die Apertur in die Vakuumregion zu drängen.
Verfahren zum Ionisieren einer Probe, umfassend folgende Schritte: Ausführen eines ersten Ionisationsmodus, in dem die Probe elektrisch gesprüht wird, um Ionen durch Elektrospray-Ionisation zu erzeugen; Ausführen eines zweiten Ionisationsmodus, in dem die Probe durch Aufprallionisation ionisiert wird; und Abwechseln zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi während eines einzigen Versuchslaufs.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste Ionisationsmodus das Sprühen der Probe unter Verwendung eines Sprühgeräts und das Halten einer elektrischen Potenzialdifferenz zwischen dem Sprühgerät und einer ersten stromabwärtigen Elektrode, so dass die Probe, die aus dem Sprühgerät gesprüht wird, durch Elektrospray-Ionisation ionisiert wird, umfasst; und wobei der zweite Ionisationsmodus das Sprühen der Probe unter Verwendung des Sprühgeräts auf die erste Elektrode, so dass die Probe durch Aufprallionisation ionisiert wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, umfassend das Sprühen der Probe durch eine Bohrung in dem Sprühgerät und das Halten der Bohrung auf einem elektrischen Erdpotenzial oder auf einem ersten elektrischen Referenzpotenzial während der ersten und zweiten Ionisationsmodi; und umfassend das Halten der ersten Elektrode auf einer Spannung mit einer ersten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial während des ersten Ionisationsmodus.
Verfahren nach Anspruch 14, umfassend das Halten der ersten Elektrode auf einer Spannung einer zweiten, entgegengesetzten Polarität mit Bezug auf das Erd- oder Referenzpotenzial während des zweiten Ionisationsmodus.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, umfassend das räumliche Trennen von verschiedenen Komponenten innerhalb der Probe stromaufwärts von dem Sprühgerät, und das Zuführen der getrennten Komponenten zu dem Sprühgerät, so dass das Sprühgerät verschiedene Komponenten der Probe zu verschiedenen Zeitpunkten sprüht; wobei die Komponenten wahlweise durch einen Flüssigchromatographie-Trenner getrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verfahren zwischen den ersten und zweiten Ionisationsmodi mit einer derartigen Frequenz abgewechselt wird, dass mindestens eine der Komponenten in der Probe oder jede Komponente in der Probe sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Ionisationsmodus ionisiert wird, wenn sie aus dem Trenner und dem Sprühgerät eluiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, umfassend das Abwechseln des Sprühgeräts zwischen einem ersten Sprühwinkel oder einer ersten Stelle in dem ersten Betriebsmodus und einem zweiten, anderen Sprühwinkel oder einer zweiten, anderen Stelle in dem zweiten Betriebsmodus.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, umfassend das Einrichten des Sprays aus dem Sprühgerät, damit es in dem ersten Ionisationsmodus einer ersten Bahn folgt, und damit das Spray aus dem Sprühgerät in dem zweiten Ionisationsmodus einer zweiten, anderen Bahn folgt; wahlweise durch Ablenken des Sprays, so dass es in dem ersten Ionisationsmodus der ersten Bahn folgt, und/oder durch Ablenken des Sprays, so dass es in dem zweiten Ionisationsmodus der zweiten Bahn folgt.
Verfahren zur Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometrie, umfassend folgende Schritte: Ionisieren einer Probe gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19; und Analysieren von Masse und/oder Ionenmobilität der Ionen, die in den ersten und zweiten Ionisationsmodi in einem Massen- und/oder Ionenmobilitätsspektrometer erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei ein Sprühgerät die Probe in eine Sprühregion in den ersten und zweiten Ionisationsmodi sprüht, wobei das Spektrometer eine Vakuumregion umfasst, wobei das Verfahren das Halten der Sprühregion auf einem ersten Druck und der Vakuumregion auf einem zweiten Druck, der niedriger als der erste Druck ist, umfasst, und wobei die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode als eine Schnittstelle zwischen der Sprühregion und der Vakuumregion eingerichtet ist bzw. sind; wobei der erste Druck wahlweise im Wesentlichen ein Atmosphärendruck ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Aufprallfläche und/oder die erste Elektrode eine Apertur umfasst bzw. umfassen, und die Ionen, die in den ersten und/oder zweiten Ionisationsmodi generiert werden, durch die Apertur in die Vakuumregion gedrängt werden.
Ionenquelle zum Ionisieren eines Analyten in einer Probe, umfassend: ein Sprühgerät zum Sprühen einer flüssigen Probe in eine Sprühregion; eine Spannungsversorgung zum Zuführen einer elektrischen Potenzialdifferenz in der Sprühregion, in einem ersten Ionisationsmodus, um Analytionen durch Elektrospray-Ionisation zu erzeugen; eine Aufprallfläche, auf die das Sprühgerät die Probe in einem zweiten Ionisationsmodus sprüht, um den Analyten durch Aufprallionisation zu ionisieren; und ferner umfassend eines oder mehrere von: (i) einem Translationsmechanismus, der eingerichtet und konfiguriert ist, um das Sprühgerät zwischen einem ersten Sprühwinkel oder einer ersten Stelle in dem ersten Betriebsmodus und einem zweiten, anderen Sprühwinkel oder einer zweiten, anderen Stelle in dem zweiten Betriebsmodus translationsmäßig zu verschieben; und/oder (ii) eine Sprühführung, die eingerichtet und konfiguriert ist, um das Spray aus dem Sprühgerät zu richten, damit es in dem ersten Ionisationsmodus einer ersten Bahn folgt, und um das Spray aus dem Sprühgerät zu richten, damit es in dem zweiten Ionisationsmodus einer zweiten, anderen Bahn folgt.