EP1550145B1

Ionization source for mass spectrometry analysis

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Expired 30 September 2023, 3 years ago.

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32 claims: 32 independent, 0 dependent

  1. 1
    Dispositif de source d'ionisation, destiné à ioniser des analytes en phase liquide, à analyser plus avant par spectrométrie de masse, comprenant (a) un ensemble d'admission (11) pour introduction, vaporisation et chauffage de la solution d'analyte dans la source d'ionisation ;(b) une chambre d'ionisation (3) en communication fluidique avec ledit ensemble d'admission (11), ladite chambre d'ionisation (3) étant pourvue d'un orifice de refoulement pour communication entre la chambre d'ionisation (3) et l'analyseur ou le filtre du spectromètre de masse, caractérisé en ce que ladite chambre d'ionisation (3) comprend un élément porteur de surface active (4) sur lequel les molécules vaporisées de l'analyte entrent en collision de sorte que l'analyte devient ionisé, l'élément porteur de surface active (4) ayant au moins une surface active (4') qui fait face à l'ouverture interne de l'ensemble d'admission (11), ladite surface active (4') étant électriquement chargée ou polarisée. Ionisationsquellenvorrichtung zum Ionisieren von Analyten in flüssiger Phase, um mittels Massenspektrometrie weiter analysiert zu werden, aufweisend:(a) eine Einlassanordnung (11) zum Einführen der Analytlösung in die Ionisationsquelle und Verdampfen und Erhitzen derselben;(b) eine Ionisationskammer (3) in Fluidkommunikation mit der Einlassanordnung (11), wobei die Ionisationskammer (3) mit einer Auslassöffnung zum Kommunizieren zwischen der Ionisationskammer (3) und dem Analysator oder Filter des Massenspektrometers versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisationskammer (3) ein Wirkoberflächenträgerelement (4) aufweist, auf das die verdampften Moleküle des Analyten auftreffen, derart, dass der Analyt ionisiert wird, wobei das Wirkoberflächenträgerelement (4) mindestens eine Wirkoberfläche (4') aufweist, die der inneren Öffnung der Einlassanordnung (11) zugewandt ist, wobei die Wirkoberfläche (4') elektrisch geladen oder polarisiert ist. Ionization source device, for ionizing analytes in liquid phase, to be further analyzed by mass spectrometry, comprising (a) an inlet assembly (11) for introducing, vaporizing and heating the analyte solution into the ionization source;(b) an ionization chamber (3) in fluid communication with said inlet assembly (11), the said ionization chamber (3) being provided with an outlet orifice for communicating between the ionization chamber (3) and the analyzer or filter of the mass spectrometer, characterized in that the said ionization chamber (3) comprises an active surface carrying element (4) onto which the vaporised molecules of the analyte impact so that the analyte becomes ionised, the active surface carrying element (4) having at least one active surface (4') which faces the internal aperture of the inlet assembly (11), the said active surface (4') being electrically charged or polarized.
  2. 2
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 1, dans lequel ledit élément porteur de surface active (4) est un élément porteur de surface active semblable à une plaque. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Wirkoberflächenträgerelement (4) ein plattenartiges Wirkoberflächenträgerelement ist. The ionization source device of claim 1, wherein said active surface carrying element (4) is a plate-like active surface carrying element.
  3. 3
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit élément porteur de surface active (4) est une plaque. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Wirkoberflächenträgerelement (4) eine Platte ist. The ionization source device of claim 1 or 2, wherein said active surface carrying element (4) is a plate.
  4. 4
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 3, dans lequel ladite surface active (4') est chargée par connexion avec un moyen de source d'alimentation. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Wirkoberfläche (4') durch Verbindung mit einem Stromzufuhrmittel geladen wird. The ionization source device of claim 3, wherein the said active surface (4') is charged by connection with power supply means.
  5. 5
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 3, dans lequel ladite surface active (4') est polarisée par induction. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Wirkoberfläche (4') durch Induktion polarisiert wird. The ionization source device of claim 3, wherein the said active surface (4') is polarized by induction.
  6. 6
    Dispositif de source d'ionisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel ladite plaque (4) est constituée d'un matériau électriquement conducteur. Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Platte (4) aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist. The ionization source device according to any one of claims from 3 to 5, wherein the said plate (4) is made of an electrically conductive material.
  7. 7
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 6, dans lequel ledit matériau électriquement conducteur est choisi parmi le fer, l'acier, l'or, le cuivre ou le platine. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das elektrisch leitfähige Material aus Eisen, Stahl, Gold, Kupfer oder Platin ausgewählt wird. The ionization source device according to claim 6, wherein the said electrically conductive material is chosen between iron, steel, gold, copper or platinum.
  8. 8
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 6, dans lequel ladite plaque (4) est revêtue d'un matériau non conducteur pour former ladite au moins une surface active (4'). Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Platte (4) mit einem nichtleitenden Material beschichtet wird, um die mindestens eine Wirkoberfläche (4') zu bilden. The ionization source device according to claim 6, wherein the said plate (4) is coated with a non-conductive material to form the said at least one active surface (4').
  9. 9
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 8, dans lequel ledit matériau non conducteur est choisi entre un dérivé de silice ou de silicate tel que le verre ou le quartz ou un matériau polymérique tel que le PTFE. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das nichtleitende Material aus einem Silica- oder Silicatderivat wie Glas oder Quarz oder einem Polymermaterial wie PTFE ausgewählt wird. The ionization source device according to claim 8, wherein the said non-conductive material is chosen between a silica or silicate derivative such as glass or quartz or a polymeric material such as PTFE.
  10. 10
    Dispositif de source d'ionisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, dans lequel ladite au moins une surface active (4') est pourvue d'ondulations. Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 9, wobei die mindestens eine Wirkoberfläche (4') mit Wellungen versehen ist. The ionization source device according to any one of claims from 3 to 9, wherein the said at least one active surface (4') is provided with corrugations.
  11. 11
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 10, dans lequel lesdites ondulations sont des ondulations en forme de points. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Wellen spitz zulaufende Wellungen sind. The ionization source device according to claim 10, wherein said corrugations are point-shaped corrugations.
  12. 12
    Dispositif de source d'ionisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, dans lequel ladite plaque (4) est inclinée d'un angle qui permet de réfléchir l'analyte ionisé vers l'analyseur du spectromètre de masse. Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 11, wobei die Platte (4) in einem Winkel geneigt ist, der es ermöglicht, den ionisierten Analyten in Richtung des Analysators des Massenspektrometers zu reflektieren. The ionization source device according to any one of claims from 3 to 11, wherein the said plate (4) is inclined of an angle which allows the ionized analyte to be reflected towards the analyzer of the mass spectrometer.
  13. 13
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 12, dans lequel ledit angle est de 45° lorsque l'angle entre les axes à la fois de l'ensemble d'admission (11) et de l'orifice de refoulement est de 90°. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Winkel 45° beträgt, wenn der Winkel zwischen den Achsen von sowohl der Einlassanordnung (11) als auch der Auslassöffnung 90° beträgt. The ionization source device according to claim 12, wherein the said angle is 45° when the angle between the axes of both the inlet assembly (11) and the outlet orifice is 90°.
  14. 14
    Dispositif de source d'ionisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, dans lequel la plaque (4) est épaisse de 0,05 à 1 mm, de préférence épaisse de 0,1 à 0,5 mm. Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 13, wobei die Platte (4) 0,05 bis 1 mm dick, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm dick, ist. The ionization source device according to any one of claims from 3 to 13, wherein the plate (4) is 0.05 to 1 mm thick, preferably 0.1 to 0.5 mm thick.
  15. 15
    Dispositif de source d'ionisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 14, dans lequel ladite plaque (4) est reliée, par des moyens de raccordement (5), à un moyen de manipulation (6) qui permet le mouvement de ladite plaque (4) dans toutes les directions. Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 14, wobei die Platte (4) über Verbindungsmittel (5) mit einem Bedienungsmittel (6) verbunden ist, das die Bewegung der Platte (4) in alle Richtungen ermöglicht. The ionization source device according to any one of claims from 3 to 14, wherein the said plate (4) is linked, through connecting means (5), to a handling means (6) that allows the movement of the said plate (4) in all directions.
  16. 16
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 15, dans lequel lesdits moyens de raccordement (5) sont constitués d'un matériau électriquement conducteur. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Verbindungsmittel (5) aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind. The ionization source device according to claim 15, wherein the said connecting means (5) are made of an electrically conductive material.
  17. 17
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 15 ou la revendication 16, dans lequel lesdits moyens de raccordement (5) sont de forme semblable à une marche. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, wobei die Verbindungsmittel (5) stufenartig ausgestaltet sind. The ionization source device according to claim 15 or to claim 16, wherein the said connecting means (5) are step-like shaped.
  18. 18
    Dispositif de source d'ionisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 17, dans lequel ladite plaque (4) est raccordée à un moyen de source d'alimentation (20). Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 17, wobei die Platte (4) mit einem Stromversorgungsmittel (20) verbunden ist. The ionization source device according to any one of claims from 3 to 17, wherein the said plate (4) is connected to power supply means (20).
  19. 19
    Dispositif de source d'ionisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 18, dans lequel ledit ensemble d'admission (11) comprend un trou d'admission (10) permettant de délivrer la solution d'analyte et un conduit interne en communication fluidique avec ledit trou d'admission (10), ledit conduit interne comprenant une région de nébulisation (12) et une région de chauffage (13) et débouchant dans ladite chambre d'ionisation (3). Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 18, wobei die Einlassanordnung (11) ein Einlassloch (10) zum Zuführen der Analytlösung und einen inneren Kanal in Fluidkommunikation mit dem Einlassloch (10) aufweist, wobei der innere Kanal einen Vernebelungsbereich (12) und einen Erhitzungsbereich (13) aufweist und in die Ionisationskammer (3) einmündet. The ionization source device according to any one of claims from 3 to 18, wherein the said inlet assembly (11) comprises an inlet hole (10) for feeding the analyte solution and an internal duct in fluid communication with the said inlet hole (10), said internal duct comprising a nebulization region (12) and a heating region (13) and ending into the said ionization chamber (3).
  20. 20
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 19, dans lequel ladite région de nébulisation (12) est en communication fluidique avec au moins une ligne de gaz (14, 15) permettant de nébuliser la solution d'analyte et de la porter vers la chambre d'ionisation (3). Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Vernebelungsbereich (12) zum Vernebeln der Analytlösung und Führen derselben in Richtung der Ionisationskammer (3) mit mindestens einer Gasleitung (14, 15) in Fluidkommunikation steht. The ionization source device according to claim 19, wherein the said nebulization region (12) is in fluid communication with at least one gas lines (14, 15) for nebulizing the analyte solution and carrying it towards the ionization chamber (3).
  21. 21
    Dispositif de source d'ionisation selon la revendication 20, dans lequel ledit gaz est de l'azote. Ionisationsquellenvorrichtung nach Anspruch 20, wobei das Gas Stickstoff ist. The ionization source device according to claim 20, wherein the said gas is nitrogen.
  22. 22
    Dispositif de source d'ionisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 21, dans lequel ladite région de chauffage comprend un moyen de chauffage, de préférence un élément de chauffage connecté à un connecteur de source d'alimentation (16). Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 21, wobei der Erhitzungsbereich Heizmittel aufweist, vorzugsweise ein Heizelement, das mit einem Stromversorgungsverbinder (16) verbunden ist. The ionization source device according to any one of claims from 3 to 21, wherein the said heating region comprises heating means, preferably a heating element connected to a power supply connector (16).
  23. 23
    A mass spectrometer comprising a ionization source device as defined in any one of claims from 1 to 22. Massenspektrometer, aufweisend eine Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 22. Spectromètre de masse comprenant un dispositif de source d'ionisation tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 22.
  24. 24
    Massenspektrometer nach Anspruch 23, ferner aufweisend:(1) eine Vorrichtung, vorzugsweise einen Flüssigkeitschromatographen, für die Trennung oder das Entsalzen der in einer Probe enthaltenen Moleküle;(2) mindestens einen Analysator oder Filter, der die Ionen gemäß ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis trennt;(3) einen Detektor, der die Anzahl der Ionen zählt;(4) ein Datenverarbeitungssystem, das ein Massenspektrum des Analyten berechnet und abbildet. Spectromètre de masse selon la revendication 23, comprenant en outre : (1) un dispositif, de préférence un chromatographe liquide, pour la séparation ou le dessalage des molécules contenues dans un échantillon ;(2) au moins un analyseur ou filtre qui sépare les ions selon leur rapport masse sur charge ;(3) un détecteur qui compte le nombre des ions ;(4) un système de traitement de données qui calcule et trace un spectre de masse de l'analyte. The mass spectrometer according to claim 23, further comprising: (1) a device, preferably a Liquid Chromatograph, for the separation or de-salting of the molecules contained in a sample;(2) at least one analyzer or filter which separates the ions according to their mass-to-charge ratio;(3) a detector that counts the number of the ions;(4) a data processing system that calculates and plots a mass spectrum of the analyte.
  25. 25
    A method for ionizing an analyte to be analyzed by means of mass spectrometry, the method comprising the following steps:(a) dissolving the analyte in a suitable solvent;(b) injecting the said analyte solution into a ionization source device as described in any one of claims from 1 to 22;(c) causing the analyte solution to be vaporized and heated;(d) causing the vaporized and heated analyte solution to impact onto an active surface (4');(e) causing the ionized analyte to be collected by the analyzer or filter of a mass spectrometer. Procédé d'ionisation d'un analyte à analyser au moyen d'une spectrométrie de masse, le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) dissolution de l'analyte dans un solvant adéquat ;(b) injection de ladite solution d'analyte dans un dispositif de source d'ionisation tel que décrit dans l'une quelconque des revendications 1 à 22 ;(c) le fait d'amener la solution d'analyte à se vaporiser et à chauffer ;(d) le fait d'amener la solution d'analyte vaporisée et chauffée à entrer en collision avec une surface active (4') ;(e) le fait d'amener l'analyte ionisé à être collecté par l'analyseur ou le filtre d'un spectromètre de masse. Verfahren zum Ionisieren eines mittels Massenspektrometrie zu analysierenden Analyten, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) Lösen des Analyten in einem geeigneten Lösemittel;(b) Injizieren der Analytlösung in eine Ionisationsquellenvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 22;(c) Bewirken, dass die Analytlösung verdampft und erhitzt wird;(d) Bewirken, dass die verdampfte und erhitzte Analytlösung auf eine Wirkoberfläche (4') auftrifft;(e) Bewirken, dass der ionisierte Analyt durch den Analysator oder Filter eines Massenspektrometers aufgefangen wird.
  26. 26
    Procédé selon la revendication 25, dans lequel l'analyte est dissous dans un solvant dipolaire. The method according to claim 25, wherein the analyte is dissolved in a dipolar solvent. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Analyt in einem dipolaren Lösemittel gelöst wird.
  27. 27
    Procédé selon la revendication 26, dans lequel le solvant est choisi parmi H2O, un alcool tel que le méthanol ou l'éthanol, l'acétonitrile. The method according to claim 26, wherein the solvent is selected from H2O, an alcohol such as methanol or ethanol, acetonitrile. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Lösemittel aus H2O, einem Alkohol wie Methanol oder Ethanol, Acetonitril ausgewählt wird.
  28. 28
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, dans lequel l'angle de collision de la solution d'analyte vaporisée et chauffée sur la surface active (4') est de 45° ou moins. The method according to any one of claims from 25 to 27, wherein the impact angle of the vaporized and heated analyte solution onto the active surface (4') is 45° or less. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 25 bis 27, wobei der Auftreffwinkel der verdampften und erhitzten Analytlösung auf die Wirkoberfläche (4') 45° oder kleiner ist.
  29. 29
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 28, dans lequel la solution d'analyte est chauffée à une température choisie dans la plage de 200 °C à 450 °C, de préférence de 250 °C à 350 °C. The method according to any one of claims from 25 to 28, wherein the analyte solution is heated at a temperature chosen in the range of from 200°C to 450°C, preferably of from 250°C to 350°C. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 25 bis 28, wobei die Analytlösung auf eine Temperatur erhitzt wird, die im Bereich von 200°C bis 450°C, vorzugsweise von 250°C bis 350°C, gewählt wird.
  30. 30
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 29, dans lequel une différence de potentiel entre 0 et 1 000 V, en valeur absolue, est appliquée à ladite surface active (4'). The method according to any one of claims from 25 to 29, wherein a potential difference of between 0 and 1000 V, in absolute value, is applied to the said active surface (4'). Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 25 bis 29, wobei eine Potenzialdifferenz zwischen 0 und 1000 V als Absolutwert an die Wirkoberfläche (4') angelegt wird.
  31. 31
    Procédé selon la revendication 30, dans lequel ladite différence de potentiel, en valeur absolue, est comprise entre 0 et 500 V, de préférence entre 0 et 200 V. The method according to claim 30, wherein the said potential difference, in absolute value, is of between 0 and 500 V, preferably of between 0 and 200 V. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Potenzialdifferenz als Absolutwert zwischen 0 und 500 V, vorzugsweise zwischen 0 und 200 V, beträgt.
  32. 32
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 31, dans lequel ladite solution d'analyte contient en outre un acide aminé, de préférence choisi parmi la glycine, la lysine, l'histidine, l'acide aspartique et l'acide glutamique. The method according to any one of claims from 25 to 31, wherein the said analyte solution contains further an aminoacid, preferably selected from glycine, lysine, istidine, aspartic acid and glutammic acid. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 25 bis 31, wobei die Analytlösung ferner eine Aminosäure, vorzugsweise ausgewählt aus Glycin, Lysin, Histidin, Asparaginsäure und Glutaminsäure, enthält.
Independent claims32