质谱系统、色谱‑质谱系统及二者的使用方法

摘要

本发明公开了一种质谱系统、色谱‑质谱系统及二者的使用方法，属于质谱技术领域。本发明质谱系统包括电离室、反应室和质谱仪，反应室上设置有第一进样口，电离室的出口与反应室的进口连通，反应室的出口与质谱仪的进口连通；电离室设置有EI电离源和PTR电离源并能启动其中任一个电离源，启动EI电离源时，待测样品直接进入电离室，启动PTR电离源时，反应试剂进入电离室被电离成一次离子后进入反应室，待测样品从第一进样口进入反应室并与一次离子反应生成二次离子。本发明可以借助已有的权威数据库来快速完成采用了PTR电离源的质谱系统的数据库的建立，实现物质的快速、精确识别。

说明书

技术领域

本发明涉及质谱技术领域，尤其涉及一种质谱系统、色谱-质谱系统及二者的使用方法。

背景技术

质谱分析是先将待测样品离子化，按离子的质荷比分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的一种分析方法。电离源是质谱仪最重要的部件之一，其作用是使被分析的物质电离为离子。目前，采用了EI(Electron impact，电子轰击)电离源的质谱分析方法在物质定性方面是国内外使用范围很广的经典方法，其使用最广泛，具有谱库完整，具有权威数据库(例如NIST数据库)，电离效率高，结构简单，操作方便等优点，但是其灵敏度低、分子离子峰强度较弱或不出现。

PTR(Proton Transfer Reaction，质子转移)电离源是通过水合氢离子与样品分子反应，使样品获得一个质子，从而形成一种样品加氢离子的电离源。采用了PTR电离源的质谱系统具有快速、灵敏、无需样品预处理、耗材少等优点，但这种仪器对于在物质定性分析方面没有成熟的数据库支持，对于未知物质以及物质的同分异构体的定性，则需要相对较多的分析比对工作，给用户带来麻烦，阻碍了PTR电离源的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种质谱系统、色谱-质谱系统及二者的使用方法，以解决现有PTR电离源的质谱系统难以推广应用的问题。

一方面，本发明采用如下方案：

一种质谱系统，包括电离室、反应室和质谱仪，所述反应室上设置有第一进样口，所述电离室的出口与所述反应室的进口连通，所述反应室的出口与所述质谱仪的进口连通；所述电离室设置有EI电离源和PTR电离源并能启动其中任一个电离源，当启动所述EI电离源时，待测样品直接进入所述电离室电离，当启动所述PTR电离源时，反应试剂进入所述电离室被电离成一次离子后进入所述反应室，待测样品从所述第一进样口进入所述反应室并与所述一次离子反应生成二次离子。

进一步地，还包括控制器，所述控制器用于采集同一种待测样品分别经所述EI电离源和所述PTR电离源电离后的质谱分析结果，并将经两种电离源电离后的质谱分析结果建立对应关系。

进一步地，所述质谱仪包括沿进样方向依次设置的离子选择器、离子光学系统和质量分析器。

进一步地，还包括第二进样口，所述第二进样口通过三通阀分别与所述第一进样口和所述电离室的进口连通。

进一步地，所述质谱系统还包括抽真空装置，所述抽真空装置用于对所述电离室、所述反应室和所述质谱仪抽真空。

另一方面，本发明采用如下方案：

一种包括上述任一所述的质谱系统的色谱-质谱系统，还包括色谱仪，所述色谱仪的出口与所述电离室的进口连通。

进一步地，所述色谱仪包括储气罐和与所述储气罐的出口连通的色谱柱，所述色谱柱的出口与所述电离室的进口连通，所述储气罐的进口与第二进样口连通。

再一方面，本发明采用如下方案：

一种根据上述任一项所述的质谱系统或如上述任一所述的色谱-质谱系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤A、待测样品进入电离室，所述电离室启动EI电离源对所述待测样品进行电离，电离后的待测样品进入质谱仪进行质谱分析；

步骤B、反应试剂进入电离室，所述电离室启动PTR电离源对所述反应试剂进行电离，反应试剂被电离成一次离子后进入反应室，待测样品从第一进样口进入反应室并与所述一次离子反应生成二次离子，二次离子进入质谱仪进行质谱分析，所述步骤B中与所述步骤A中采用的是同一种待测样品；

步骤C、将所述步骤A的质谱分析得出的分析结果与步骤B中的质谱谱图建立对应关系，所述步骤A的质谱分析得出的分析结果包括待测样品的物质种类；所述步骤A与所述步骤B的顺序不限。

进一步地，选用不同物质种类的样品进行测试，将每次测试中所述步骤A得到的质谱分析结果和与其对应的所述步骤B中的质谱谱图一一建立对应关系，形成采用了PTR电离源的质谱系统的谱库。

进一步地，所述步骤A中，待测样品经色谱仪后进入所述电离室。

本发明的有益效果如下：

本实施例提供的质谱系统、色谱-质谱系统及二者的使用方法中，电离室同时设置有EI电离源和PTR电离源这两种电离源，可以通过两种电离源分别对同一种待测样品进行质谱分析，并将二者的质谱分析结果建立对应关系，借助基于EI电离源的质谱系统的已有的权威数据库(例如NIST数据库)来快速完成采用了PTR电离源的质谱系统的数据库的建立，进而利用基于PTR电离源的质谱系统实现物质的快速、精确识别，以推动PTR电离源质谱系统的应用。同时，本实施例提供的色谱-质谱系统，既可以通过从色谱仪进样，对待侧样品进行定性和定量的检测，也可以从第二进样口进样，仅对待侧样品进行定性检测，实现物质的快速定性分析，满足用户的多种需求。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的色谱-质谱系统的结构示意图。

图中：

1、电离室、2、反应室；3、质谱仪；4、第二进样口；5、三通阀；6、色谱仪；

21、第一进样口；

31、离子选择器；32、离子光学系统；33、质量分析器；

61、储气罐；62、色谱柱。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

本实施例提供了一种色谱-质谱系统，如图1所示，其包括色谱仪6、电离室1、反应室2、质谱仪3和第二进样口4，反应室2上设置有第一进样口21，色谱仪6的出口与电离室1的进口连通，电离室1的出口与反应室2的进口连通，反应室2的出口与质谱仪3的进口连通，第二进样口4通过三通阀5分别与第一进样口21和电离室1的进口连通；电离室1设置有EI电离源和PTR电离源并能启动其中EI电离源和PTR电离源中的任一个电离源，当启动EI电离源时，待测样品直接进入电离室1电离，当启动PTR电离源时，反应试剂进入电离室1被电离成一次离子后进入反应室2，待测样品从第一进样口21进入反应室2并与一次离子反应生成二次离子。

本实施例提供的色谱-质谱系统的电离室1同时设置有EI电离源和PTR电离源这两种电离源，可以通过两种电离源分别对同一种待测样品进行质谱分析，并将二者的质谱分析结果建立对应关系，借助基于EI电离源的质谱系统的已有的权威数据库(例如NIST数据库)来快速完成采用了PTR电离源的质谱系统的数据库的建立，进而利用基于PTR电离源的质谱系统实现物质的快速、精确识别，以推动PTR电离源质谱系统的应用。同时，本实施例提供的色谱-质谱系统，既可以通过从色谱仪6进样，对待侧样品进行定性和定量的检测，也可以从第二进样口4进样，仅对待侧样品进行定性检测，实现物质的快速定性分析，满足用户的多种需求。

本实施例中，作为优选方案，所述色谱-质谱系统还包括控制器，控制器用于采集同一种待测样品分别经EI电离源和PTR电离源电离后的质谱分析结果，并将经EI电离源电离后的质谱分析结果和经PTR电离源电离后的质谱分析结果建立对应关系，建立的对应关系包括将采用了EI电离源的色谱-质谱系统分析得出的待测样品的物质种类与采用了PTR电离源的色谱-质谱系统得出的质谱谱图之间的对应关系。

本实施例中，色谱仪6包括储气罐61和与储气罐61的出口连通的色谱柱62，色谱柱62的出口与电离室1的进口连通，储气罐61的进口与第二进样口4连通，储气罐61用于存储待测样品。本实施例中，质谱仪3优选但不局限为飞行时间质谱仪(Time of Flight MassSpectrometry，TOFMS)。质谱仪3包括沿进样方向依次设置的离子选择器31、离子光学系统32和质量分析器33。其中，离子选择器31用于筛选荷质比处于预设范围的待测样品，离子光学系统32用于离子聚焦整形。

本实施例中，在上述结构的基础上，质谱系统还包括抽真空装置，抽真空装置用于对电离室1、反应室2和质谱仪3抽真空。各个部件内部的真空度可以根据具体需要进行设置。图1中箭头所示，是真空口处的气体流动方向。

本实施例还提供了一种根据上述色谱-质谱系统的使用方法，该方法包括如下步骤：

步骤A、待测样品经色谱仪6后进入电离室1，电离室1启动EI电离源对待测样品进行电离，电离后的待测样品进入质谱仪3进行质谱进行分析，此时，第二进样口4与色谱仪6间的管路连通，第二进样口4与第一进样口21间的管路阻断；

步骤B、反应试剂进入电离室1，电离室1启动PTR电离源对反应试剂进行电离，反应试剂被电离成一次离子后进入反应室2，待测样品从第一进样口21进入反应室2并与一次离子反应生成二次离子，二次离子进入质谱仪3进行质谱分析，步骤B中与步骤A中采用的是同一种待测样品；待测样品进样时，第二进样口4与色谱仪6间的管路阻断，第二进样口4与第一进样口21间的管路连通；

步骤C、将步骤A的质谱分析得出的分析结果与步骤B中的质谱谱图建立对应关系，步骤A的质谱分析得出的分析结果包括待测样品的物质种类；步骤A与步骤B的顺序不限。

进一步地，选用不同物质种类的样品进行测试，将每次测试中步骤A得到的质谱分析结果和与其对应的步骤B中的质谱谱图一一建立对应关系，形成采用了PTR电离源的质谱系统的谱库。

本实施例提供的色谱-质谱系统的使用方法，可以EI电离源和PTR电离源分别对同一种待测样品进行质谱分析，并将二者的质谱分析结果建立对应关系，借助基于EI电离源的质谱系统的已有的权威数据库(例如NIST数据库)来快速完成采用了PTR电离源的质谱系统的数据库的建立，进而利用基于PTR电离源的质谱系统实现物质的快速、精确识别，以推动PTR电离源质谱系统的应用。同时，本实施例提供的色谱-质谱系统，既可以通过从色谱仪6进样，对待侧样品进行定性和定量的检测，也可以从第二进样口4进样，仅对待侧样品进行定性检测，实现物质的快速定性分析，满足用户的多种需求。

另外，需要说明地是，本实施例并不局限于上述情况，例如，可以将色谱-质谱系统中的色谱仪6去除，而得到一个仅对待测样品进行定性测试的质谱系统；例如，可以不设置第二进样口4和三通阀5，而在需要时，分别在所需的进样口进样；例如，质谱仪3还可以是除TOFMS外的其他质谱仪。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。