DE102004064078B4

DE102004064078B4 - ESI / APCI ion source and method for generating ions

Info

Publication number: DE102004064078B4
Application number: DE102004064078A
Authority: DE
Inventors: Stevan Sale BAJIC; Robert Harold Knutsford Bateman
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2024-07-15
Also published as: DE102004033993A1; CA2474836C; DE202004011017U1; CA2474836A1; GB2406703A; GB0316628D0; JP4812070B2; DE102004033993B4; JP2005135897A; GB0415777D0; GB2406703B

Abstract

Elektrospray-Ionisations-/Atmosphärendruck-chemische-Ionisations-Ionenquelle (”ESI/APCI”) mit:
– einem Nebulisierfühler (13), der einen Elektrospray-Nebulisierer (10) und ein erwärmtes Rohr (3) zum Erwärmen einer von dem Elektrospray-Nebulisierer (10) versprühten, Analytmoleküle enthaltenden flüssigen Probe aufweist, um die Probe in einen Gaszustand umzuwandeln,
– einer in der Region des Ausgangs des erwärmten Rohres (3) angeordneten Reaktionskammer (2),
– einer von der Reaktionskammer (2) separierten Coronaentladungskammer (1), in welcher eine Coronaentladungsvorrichtung (5) zur Erzeugung von Reagenzionen angeordnet ist,
– wobei der Nebulisierfühler (13) eingerichtet ist, Analytmoleküle relativ hoher Polarität durch Elektrospray-Ionisation zu ionisieren, wobei so entstehende Analytionen in die Reaktionskammer (2) eintreten und, unter Bypassen der Coronaentladungskammer (1), die Reaktionskammer (2) über einen Ausgangsdurchgang (11) wieder verlassen,
– und wobei die Reaktionskammer (2) so eingerichtet ist, dass mittels aus der Coronaentladungskammer (1) übertragener Reagenzionen Analytmoleküle relativ niedriger Polarität, welche die Reaktionskammer (2) durch das erwärmte Rohr (3) erreicht haben, durch Gasphasen-Ionen-Molekül-Reaktionen ionisiert werden,...Electrospray ionization / atmospheric pressure chemical ionization ion source ("ESI / APCI") with:
A nebulizing probe (13) having an electrospray nebuliser (10) and a heated tube (3) for heating a liquid sample containing analyte molecules sprayed from the electrospray nebulizer (10) to convert the sample to a gaseous state;
A reaction chamber (2) arranged in the region of the outlet of the heated tube (3),
A corona discharge chamber (1) separated from the reaction chamber (2), in which a corona discharge device (5) is arranged for generating reagent ions,
Wherein the nebulizing sensor (13) is arranged to ionize analyte molecules of relatively high polarity by electrospray ionization, thus resulting analyte ions enter the reaction chamber (2) and, bypassing the corona discharge chamber (1), the reaction chamber (2) via an output passage (11) leave again,
And wherein the reaction chamber (2) is set up so that analyte molecules of relatively low polarity, which have reached the reaction chamber (2) through the heated tube (3) by means of gas phase ion molecule molecules, are transferred by means of reagent ions transferred from the corona discharge chamber (1). Reactions are ionized, ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrospray-Ionisations-/Atmosphärendruck-Chemische-Ionisations-Ionenquelle (”ESI/APCI”).The The present invention relates to an electrospray ionization / atmospheric pressure chemical ionization ion source ("ESI / APCI").

Die chemische Ionisation umfasst die Übertragung von geladenen Spezies bzw. Spezien von Reagenzionen zu Analytmolekülen zur Herstellung von Analytionen, die dann anschließend massenanalysiert werden können. Die geladene Spezies, die am häufigsten im positiven Ionenmodus gebildet wird, ist das Addukt zwischen dem Analytmolekül und positiven Wasserstoffionen (H⁺).Chemical ionization involves the transfer of charged species or species of reagent ions to analyte molecules for production of analyte ions, which can then be mass analyzed. The charged species, most commonly formed in positive ion mode, is the adduct between the analyte molecule and positive hydrogen ions (H ⁺ ).

Die unter Atmosphärendruck durchgeführte chemische Ionisation wird als chemische Ionisation unter Atmosphärendruck (”APCI”) bezeichnet. Eine Analytmaterial enthaltende Probe wird typischerweise auf eine Ionenquelle zur Durchführung einer chemischen Ionisation unter Atmosphärendruck als Lösung gegeben. Die das Analyt enthaltende Lösung wird dann in ein erwärmtes Rohr gesprüht, durch welches ein nebulisierendes bzw. nebelbildendes Gas ebenfalls gerichtet wird.The under atmospheric pressure performed chemical Ionization is called chemical ionization under atmospheric pressure ("APCI"). An analyte-containing sample is typically applied to a Ion source for implementation a chemical ionization under atmospheric pressure as a solution. The solution containing the analyte becomes then in a heated Sprayed pipe, by which a nebulizing or mist-forming gas also is directed.

Das nebelbildende Gas bewirkt, dass die gesprühte Lösung in feine Tröpfchen vernebelt wird, welche dann auf die Innenwand des erwärmten Rohres auftreffen und in die Gasphase umgewandelt werden. Mit der Umwandlung der Lösung in die Gasphase werden die Analytmoleküle desolvatisiert. Heißes Gas mit Lösungsmittel in der mobilen Phase, Mikrotröpfchen und desolvatisierte Analytmoleküle, tritt bzw. treten dann aus dem erwärmten Rohr aus und expandiert bzw. expandieren in Richtung einer Coronanadel. Die Analytmoleküle werden dann durch chemische Ionisation mit Reagenzionen ionisiert, welche durch eine Coronaentladung in der Anwesenheit eines Reagenzgases hergestellt werden. Insbesondere werden Analytmoleküle durch Ionen-Molekül-Reaktionen zwischen Reagenzionen und Analytmolekülen in der Gasphase ionisiert.The mist-forming gas causes the sprayed solution to be atomized into fine droplets is, which then impinge on the inner wall of the heated tube and be converted into the gas phase. With the transformation of the solution into the gas phase, the analyte molecules are desolvated. Hot gas with solvent in the mobile phase, microdroplets and desolvated analyte molecules, then enters or exits the heated tube and expands or expand in the direction of a corona needle. The analyte molecules become then ionized by chemical ionization with reagent ions which by a corona discharge in the presence of a reagent gas getting produced. In particular, analyte molecules are permeated Ion-molecule reactions ionized between reagent ions and analyte molecules in the gas phase.

Bei dieser herkömmlichen Anordnung passieren Analyte, die in der Form von neutralen gasförmigen Molekülen, Ionen oder geladenen Mikrotröpfchen aus dem erwärmten Rohr austreten, unmittelbar die Coronanadel, bevor sie in den Vakuumabschnitt eines Massenspektrometers über eine Ionenabtastöffnung eintreten. Lediglich ein relativ kleiner Anteil der unter Atmosphärendruck gebildeten Analytionen wird tatsächlich durch eine kleine Öffnung in das Vakuumsystem des Massenspektrometers für eine nachfolgende Massenanalyse gezogen.at this conventional Arrangement pass analytes, which are in the form of neutral gaseous molecules, ions or charged microdroplets from the heated Pipe exit, immediately the corona needle, before entering the vacuum section a mass spectrometer over an ion sampling port enter. Only a relatively small proportion of the under atmospheric pressure actually formed analyte ions through a small opening into the vacuum system of the mass spectrometer for a subsequent mass analysis drawn.

Reagenzionen, die zur Bildung von Analytionen geladene Spezien auf die Analytmoleküle übertragen, werden als Ergebnis einer Coronaentladung im Lösungsmitteldampf hergestellt. Die Coronaentladung wird durch Anwendung bzw. Aufbringung einer Hochspannung (bspw. 5 kV) auf die Spitze einer scharfen bzw. spitzen Coronanadel bzw. eines Coronastiftes erzeugt. Analytmoleküle werden dann durch Ionen-Molekül-Reaktionen mit Reagenzionen in der Gasphase in der Region zwischen der Coronaspitze und der Ionenabtastöffnung ionisiert. Analytionen werden daher in der Region der Coronaentladung generiert, da dies auch der Ort ist, an dem die Reagenzionen gebildet werden.reagent ions, transfer the species charged to the formation of analyte ions to the analyte molecules, are produced as a result of corona discharge in the solvent vapor. The corona discharge is by application or application of a high voltage (eg 5 kV) on the tip of a sharp or pointed corona needle or a Corona pin generated. Analyte molecules are then processed by ion-molecule reactions with reagent ions in the gas phase in the region between the corona point and the ion sampling ionized. Analyte ions therefore become in the region of the corona discharge This is also the place where the reagent ions are formed become.

Der Großteil des Gases tritt aus der Ionenquelle über eine Auslassöffnung aus, während ein kleiner Anteil des Gases und Analytionen durch die Ionenabtastöffnung in das Vakuumsystem des Massenspektrometers für eine nachfolgende Massenanalyse gezogen wird bzw. werden.Of the large part of the gas exits the ion source via an outlet port, while a small proportion of the gas and analyte ions through the Ionenabtastöffnung in the vacuum system of the mass spectrometer for a subsequent mass analysis is or will be drawn.

Analytproben, die bei einer Analyse durch eine chemische Ionisation unter Atmosphärendruck niedrig- bis moderatpolar sind, zeigen typischerweise eine Zunahme der Ionensignalintensität, wenn die Spannung oder der Strom, der auf die Coronanadel aufgebracht wird, erhöht wird. Im Gegensatz hierzu zeigen hochpolare oder ionische Analyte typischerweise eine Abnahme der Ionensignalintensität, wenn die Spannung oder der Strom, die bzw. der die Coronanadel aufgebracht wird, erhöht wird. Zur Gewährleistung einer ausreichend hohen Ionensignalintensität für hochpolare oder ionische Analyte werden diese Analyte herkömmlicherweise unter Verwendung einer anderen Ionenquelle als einer Ionenquelle zur Durchführung einer chemischen Ionisation unter Atmosphärendruck erzeugt, wie bspw. eine Elektrospray-Ionisations-Ionenquelle (”ESI”).analyte, which, when analyzed by chemical ionization, are lower than atmospheric pressure. to moderate polarity typically show an increase in ion signal intensity when the voltage or current applied to the corona needle will be raised becomes. In contrast, highly polar or ionic analytes typically a decrease in ion signal intensity when the Tension or the current to which the corona needle is applied elevated becomes. To guarantee a sufficiently high ion signal intensity for highly polar or ionic Analytes are conventionally these analytes using a other ion source than an ion source for performing a produced chemical ionization under atmospheric pressure, such as. an electrospray ionization ion source ("IT I").

Es wird angenommen, dass bei Ionisationsquellen zur Durchführung einer chemischen Ionisation unter Atmosphärendruck hochpolare oder ionische Analyte aus dem Auslass des erwärmten Rohres in Form von Ionen oder geladenen Mikrotröpfchen austreten, bevor die Analyte eine Gelegenheit gehabt haben, mit den Reagenzionen zu wechselwirken. Da die Coronanadel auf einem relativ hohen positiven Potential (für positive Ionenanalyse) gehalten wird, wird ein elektrisches Feld in der Region der Coronanadel erzeugt. Das durch die Coronanadel erzeugte elektrische Feld neigt dazu, die bereits positiv geladenen Analytionen oder Mikrotröpfchen, die aus dem erwärmten Rohr austreten, zu retardieren bzw. zu verzögern und zu dispergieren bzw. zu zerstreuen, wodurch die Analytionen oder geladene Analyt-Mikrotröpfchen in der Region der Ionenabtastöffnung defokusiert werden. Entsprechend werden, wenn die Spannung oder der Strom, die bzw. der auf die Coronanadel aufgebracht wird, weiter erhöht wird, die positiven Analytionen oder Mikrotröpfchen einfach in einem noch größeren Ausmaß retardiert und dispergiert, wodurch noch weniger Analytionen durch die Ionenabtastöffnung in den Hauptkörper des Massenspektrometers für eine nachfolgende Massenanalyse und Detektion hindurchgehen werden. Entsprechend ist die Ionensignalintensität für hochpolare oder ionische Analyte mit einer Zunahme des Coronastroms signifikant vermindert.It is believed that ionization sources for performing atmospheric chemical ionization exude highly polar or ionic analytes from the outlet of the heated tube in the form of ions or charged microdroplets before the analytes have had an opportunity to interact with the reagent ions. Since the corona needle is maintained at a relatively high positive potential (for positive ion analysis), an electric field is generated in the region of the corona needle. The electric field generated by the corona needle tends to retard and disperse and disperse the already positively charged analyte ions or microdroplets exiting the heated tube, causing the analyte ions or charged analyte microdroplets in the region the Ionenabtastöffnung be defocused. Accordingly, as the voltage or current applied to the corona needle is further increased, the positive analyte ions or microdroplets are simply retarded and dispersed to an even greater extent, thereby reducing even fewer analyte ions into the main body of the ion sampling port masses spectrometers for subsequent mass analysis and detection. Accordingly, the ion signal intensity for highly polar or ionic analytes is significantly reduced with an increase in the corona current.

Es folgt, dass die Ionensignalintensität für hochpolare oder ionische Analyte optimiert ist bzw. wird, wenn ein relativ kleiner Strom oder eine relativ kleine Spannung auf die Coronanadel aufgebracht wird. Im Gegensatz hierzu wird die Ionensignalintensität für niedrig- bis moderatpolare Analyte optimiert, wenn ein relativ hoher Strom oder eine relativ hohe Spannung auf die Coronanadel aufgebracht wird. Dies liegt darin begründet, dass wenn ein höherer Strom oder eine höhere Spannung auf die Coronanadel aufgebracht wird, eine höhere Anzahl an Reagenzionen in der Region der Coronanadel erzeugt wird. Die erhöhte Anzahl an Reagenzionen wechselwirkt mit den Analytmolekülen und erzeugt eine höhere Anzahl an Analytionen. Da niedrig- bis moderatpolare Analyte im Allgemeinen nicht geladen werden, bevor sie aus dem erwärmten Rohr austreten und sich der Coronanadel nähern, werden die niedrig- bis moderatpolaren Analytmoleküle durch das elektrische Feld, das durch die Coronanadel erzeugt wird, nicht retardiert oder dispergiert. Somit wird mit einer Zunahme des Stromes oder der Spannung, der bzw. die auf die Coronanadel aufgebracht wird, eine höhere An zahl an Analytionen erzeugt (auf Grund der erhöhten Anzahl an erzeugten Reagenzionen), und diese Analytionen passieren durch die Ionenabtastöffnung für eine nachfolgende Massenanalyse, wodurch eine größere bzw. höhere Ionensignalintensität festgestellt bzw. detektiert wird.It follows that the ion signal intensity for highly polar or ionic Analyte is optimized or will, if a relatively small current or a relatively small voltage is applied to the corona needle. In contrast, the ion signal intensity becomes low to moderately polar Analyte optimized when a relatively high current or a relative high tension is applied to the corona needle. This is in it justified that if a higher current or a higher one Tension is applied to the corona needle, a higher number is generated on reagent ions in the region of the corona needle. The increased Number of reagent ions interacts with the analyte molecules and generates a higher number on analyte ions. Because low to moderately polar analytes in general do not charge before they exit the heated tube and the Approach Coronanadel, become the low to moderately polar analyte molecules through the electric field generated by the corona needle is not retarded or dispersed. Thus, with an increase of the current or the tension applied to the corona needle, a higher number generated on analyte ions (due to the increased number of reagent ions generated), and these analyte ions pass through the ion sampling port for a subsequent one Mass analysis, whereby a larger or higher Ion signal intensity is detected or detected.

Es wird verstanden werden, dass daher zur Analyse von Proben, die eine Mischung sowohl von niedrig- bis moderatpolaren Analyten als auch hochpolaren oder ionischen Analyten aufweisen unter Verwendung einer herkömmlichen Ionenquelle für eine chemische. Ionisation unter Atmosphärendruck, es nötig ist, eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden experimentellen Läufen auszuführen, in denen unterschiedliche Spannungen oder Ströme auf die Coronanadel der Ionenquelle aufgebracht werden, (bspw. wird ein relativ niedriger Coronastrom in einem ersten experimentellen Lauf gesetzt, so dass die Ionisation für hochpolare Analyte optimiert ist, und ein relativ hoher Coronastrom wird in einem zweiten experimentellen Lauf eingestellt bzw. gesetzt, so dass die Ionisation für niedrig- bis moderatpolare Analyte optimiert wird). Die Durchführung von einer Vielzahl von experimentellen Läufen unter Anwendung von unterschiedlichen Spannungen oder Strömen auf die Coronanadel ergibt eine Vielzahl von Datensätzen, welche zusammen eine relativ hohe Ionensignalintensität für jedes Analyt in der Probe bereitstellen, dies unabhängig von den Polaritäten oder der ionischen Natur der Analyte in der Probe. Die Notwendigkeit der Wiederholung des Datenakquisitionsprozesses unter Anwendung von unterschiedlichen Spannungen oder Strömen auf die Coronanadel erhöht jedoch sowohl die Probenanalysezeit als auch das Probenverbrauchsvolumen. Dies kann ein spezielles Problem darstellen, insbesondere wenn nur geringe Mengen einer Probe zur Analyse zur Verfügung stehen, und auch wenn die auf die Ionenquelle gegebene Probe sich in einer kurzen Zeitdauer dynamisch verändert, bspw. in Chromatographie-Anwendungen.It will be understood, therefore, to analyze samples containing a Mixture of low to moderate polar analytes as well highly polar or ionic analytes using a usual Ion source for one chemical. Ionization under atmospheric pressure, it is necessary to perform a plurality of consecutive experimental runs, in which have different voltages or currents on the corona needle Be applied (for example, is a relatively lower Coronastrom set in a first experimental run, so that the ionization for highly polar analyte is optimized, and a relatively high corona current is set or set in a second experimental run, so that the ionization for low to moderate polar analytes is optimized). The implementation of a variety of experimental runs using different Voltages or currents on the corona needle gives a variety of records, which together, a relatively high ion signal intensity for each analyte in the sample deploy this independently from the polarities or the ionic nature of the analytes in the sample. The need the repetition of the data acquisition process under application however, increases from different voltages or currents on the corona needle both sample analysis time and sample usage volume. This can be a special problem, especially if only small amounts of a sample are available for analysis, and even if the sample given to the ion source will be in a short period of time changed dynamically, eg. in chromatography applications.

Aus der DE 196 08 963 A1 ist ein Verfahren zur Ionisierung schwerer Moleküle bei Atmosphärendruck bekannt. Eine Kombination einer derartigen Ionenquelle mit einer ESI-Ionenquelle ist nicht beschrieben.From the DE 196 08 963 A1 For example, a method for ionizing heavy molecules at atmospheric pressure is known. A combination of such an ion source with an ESI ion source is not described.

Die WO 02/078047 A2 betrifft eine Coronaionisationsquelle. Ein Zusammenwirken mit einer ESI-Ionenquelle ist ebenfalls nicht beschrieben.The WO 02/078047 A2 relates to a corona ionization source. An interaction with an ESI ion source is also not described.

Es wird daher gewünscht, eine verbesserte Ionenquelle bereitzustellen.It is therefore desired to provide an improved ion source.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine ESI/APCI-Ionenquelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 zur Verfügung gestellt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung von Ionen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 zur Verfügung gestellt.According to one Aspect of the present invention becomes an ESI / APCI ion source provided with the features of claim 1. According to one Another aspect of the invention is a method for the production of Ions provided with the features of claim 3.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Reaktionsregion eine im Wesentlichen feldfreie Region auf. Die Reaktionsregion weist eine Reaktionskammer auf. Ein Durchgang oder eine Öffnung verbindet bzw. kommuniziert die Entladungsregion mit der Reaktionsregion, wobei bei der Verwendung in der Entladungsregion erzeugte Ionen von der Entladungsregion zu der Reaktionsregion über den Durchgang oder die Öffnung passieren. Ein Gehäuse umschließt vorzugsweise die Entladungsregion, die Reaktionsregion und den Durchgang oder die Öffnung.According to one preferred embodiment the reaction region is a substantially field-free region. The Reaction region has a reaction chamber. A passage or an opening connects or communicates the discharge region with the reaction region, wherein ions generated when used in the discharge region from the discharge region to the reaction region via the passage or opening. A housing preferably surrounds the discharge region, the reaction region and the passage or the opening.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Coronaentladung von der Coronaentladungsvorrichtung beschränkt auf die Entladungsregion oder die Coronaentladungskammer. Entsprechend tritt keine Entladung innerhalb der Reaktionsregion oder der Reaktionskammer auf. Als Ergebnis werden Analytmoleküle oder Analytionen in der Reaktionsregion oder der Reaktionskammer nicht einer Coronaentladung ausgesetzt.According to one preferred embodiment the corona discharge from the corona discharge limited the discharge region or the corona discharge chamber. Accordingly occurs no discharge within the reaction region or the reaction chamber on. As a result, analyte molecules or analyte ions in the Reaction region or the reaction chamber not a corona discharge exposed.

Ein Gaseinlass ist vorzugsweise stromaufwärts der Entladungsvorrichtung angeordnet, wobei der Gaseinlass bei der Verwendung ein Reagenzgas, das auf die Entladungsregion gegeben wird, aufnimmt. Ein Gasauslass ist vorzugsweise stromabwärts der Reaktionsregion vorgesehen, wobei der Gasauslass bei der Verwendung Gas und/oder Analytionen und/oder Reagenzionen abgibt.A gas inlet is preferably located upstream of the discharge device, wherein the gas inlet, in use, receives a reagent gas which is added to the discharge region. A gas outlet is preferably downstream the reaction region is provided, wherein the gas outlet in use emits gas and / or analyte ions and / or reagent ions.

Die Entladungsregion und/oder die Reaktionsregion werden vorzugsweise bei der Verwendung auf einemk Druck gehalten, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus: (i) < 100 mbar; (ii) 100–500 mbar; (iii) 500–600 mbar; (iv) 600–700 mbar; (v) 700–800 mbar; (vi) 800–900 mbar; (vii) 900–1000 mbar; (viii) 1000–1100 mbar; (ix) 1100–1200 mbar; (x) 1200–1300 mbar; (xi) 1300–1400 mbar; (xii) 1400–1500 mbar; (xiii) 1500–2000 mbar; and (xiv) > 2000 mbar.The Discharge region and / or the reaction region are preferably held in use at a pressure selected from the group consisting of: (i) <100 mbar; (ii) 100-500 mbar; (iii) 500-600 mbar; (iv) 600-700 mbar; (v) 700-800 mbar; (vi) 800-900 mbar; (vii) 900-1000 mbar; (viii) 1000-1100 mbar; (ix) 1100-1200 mbar; (x) 1200-1300 mbar; (xi) 1300-1400 mbar; (xii) 1400-1500 mbar; (xiii) 1500-2000 mbar; and (xiv)> 2000 mbar.

Die Ionenquelle weist eine Sprayvorrichtung bzw. Sprühvorrichtung zum Sprühen einer Probe und zum Bewirken, dass die Probe Tröpfchen bildet, auf. Ein nebelbildendes Gas wird vorzugsweise bereitgestellt, um die Tröpfchen, die durch die Sprühvorrichtung gebildet sind, weiter zu nebulisieren. Ein erwärmtes Rohr ist vorgesehen, auf welches, bei der Verwendung, wenigstens einige der durch die Sprühvorrichtung gebildeten Tröpfchen auftreffen. Das erwärmte Rohr gibt bei der Verwendung vorzugsweise Analytmoleküle und/oder Analytionen in die Reaktionsregion ab oder stellt diese für die Reaktionsregion zur Verfügung.The Ion source has a spray device or spray device for spraying a Sample and to cause the sample to form droplets. A fog-forming Gas is preferably provided to the droplets passing through the spray device are formed, continue to nebulize. A heated pipe is provided on which, in use, at least some of the sprayer formed droplets incident. The heated Tube preferably gives analyte molecules and / or in use Analytionen ions in the reaction region from or provides them for the reaction region Available.

Die Ionenquelle weist einen pneumatisch unterstützten Elektrospray-Nebulisierer auf.The Ion source has a pneumatically assisted electrospray nebulizer.

Verwendet wird ein Massenspektrometer, das eine Ionenquelle wie oben beschrieben aufweist.used becomes a mass spectrometer, which is an ion source as described above having.

Das Massenspektrometer weist vorzugsweise eine Ionenabtastöffnung auf. Wenigstens eine Elektrode kann gegenüberliegend oder benachbart der Ionenabtastöffnung zur Ablenkung, Anziehung, Führung bzw. Ausrichtung oder Zurückweisung wenigstens einiger der Ionen in Richtung der Ionenabtastöffnung angeordnet sein.The Mass spectrometer preferably has an ion sampling opening. At least one electrode may be opposite or adjacent to ion sampling for distraction, attraction, leadership or alignment or rejection at least some of the ions are arranged in the direction of the ion sampling opening be.

Die Ionenquelle kann bei der Verwendung mit einem Gaschromatographen oder einem Flüssigchromatographen verbunden sein.The Ion source may be in use with a gas chromatograph or a liquid chromatograph be connected.

Das Massenspektrometer weist vorzugsweise einen Massenanalysator wie etwa einen Flugzeit-Massenanalysator, einen Quadrupol-Massenanalysator, einen Penning-Massenanalysator, einen Fouriertransformations-Ionenzyklotron-Resonanz-Massenanalysator (”FTICR”), eine 2D oder lineare Quadrupol-Ionenfalle, eine Paul oder 3D-Quadrupol-Ionenfalle oder einen Magnetsektor-Massenanalysator auf.The Mass spectrometer preferably has a mass analyzer such as such as a time of flight mass analyzer, a quadrupole mass analyzer, a Penning mass analyzer, a Fourier transform ion cyclotron resonance mass analyzer ("FTICR"), one 2D or linear quadrupole ion trap, a Paul or 3D quadrupole ion trap or magnetic sector mass analyzer on.

Die Analytionen, die bei der Verwendung die Coronaentladungskammer bypassen, vermeiden wenigstens teilweise die Wirkung eines elektrischen Feldes, das durch die Coronaentladungsvorrichtung in der Coronaentladungskammer erzeugt wird.The Analyte ions that by-pass the corona discharge chamber in use, avoid at least partially the effect of an electric field, through the corona discharge device in the corona discharge chamber is produced.

Die Erfindung betrifft eine Ionenquelle zur Durchführung einer chemischen Ionisation unter Atmosphärendruck, wobei Reagenzionen in einer Nebenkammer oder Entladungskammer, die von der Region oder Reaktionskammer, durch welche die zu analysierende Probe fließt, separiert ist, gebildet werden. Die Reagenzionen werden durch den Gasstrom bzw. Gasfluss aus der Nebenkammer oder Entladungskammer in die Reaktionskammer getragen, woraufhin die Reagenzionen dann mit den desolvatisierten Analytmolekülen Wechselwirken können und die Analytmoleküle durch chemische Ionisation ionisieren können. Hochpolare Analyte, welche zum Zeitpunkt, zu dem sie in die Reaktionskammer eintreten, bereits ionisiert sind, werden jedoch wenigstens teilweise von den Wirkungen des elektrischen Feldes, das in der Nebenkammer oder der Entladungskammer erzeugt wird, abgeschirmt. Entsprechend kann der Coronastrom sehr hoch eingestellt werden, ohne die Signalintensität zu beeinflussen, wenn hochpolare Analyte durch die Ionenquelle ionisiert werden.The The invention relates to an ion source for performing a chemical ionization under atmospheric pressure, wherein reagent ions in a secondary chamber or discharge chamber, the from the region or reaction chamber through which the analyte Sample flows, is separated, are formed. The reagent ions are passed through the Gas flow or gas flow from the secondary chamber or discharge chamber carried in the reaction chamber, whereupon the reagent ions then can interact with the desolvated analyte molecules and the analyte can ionize by chemical ionization. Highly polar analytes, which at the time they enter the reaction chamber, already but are at least partially of the effects of the electric field, that in the secondary chamber or the discharge chamber is generated, shielded. Accordingly, the corona current can be very be set high without affecting the signal intensity when highly polar Analytes are ionized by the ion source.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nun, rein beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Various embodiments The invention will now, purely by way of example and with reference on the attached Drawings described.

1 zeigt, wie die Ionensignalintensität für eine hochpolare Probe (Reserpin) und eine niedrig- bis moderatpolare Probe (Corticosteron) als Funktion des Stroms, der auf die Coronanadel einer herkömmlichen APCI-Ionenquelle aufgebracht wird, variiert; 1 Figure 4 shows how ion signal intensity varies for a high polarity sample (reserpine) and a low to moderate polarity sample (corticosterone) as a function of current applied to the corona needle of a conventional APCI ion source;

2 zeigt zwei überlagerte Ionensignalintensitäten, die aus zwei separaten LC/MS MRM-Analysen einer Probe, die vier unterschiedliche Analyte aufweist, erhalten werden, wobei während einer ersten Akquisition der Coronastrom auf 0,2 μA, d. h. relativ niedrig) gehalten wurde, und wobei während einer zweiten Akquisition der Coronastrom auf 5 μA (d. h. relativ hoch) gehalten wurde; 2 Figure 12 shows two superimposed ion signal intensities obtained from two separate LC / MS MRM analyzes of a sample having four different analytes, during which the corona current was maintained at 0.2 μA, ie, relatively low during a first acquisition a second acquisition of corona current was kept at 5 μA (ie relatively high);

3 zeigt eine Doppel- bzw. Zweifach-Kammer-APCI-Ionenquelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein pneumatischer Nebulisierer verwendet wird; 3 shows a dual chamber APCI ion source according to a preferred embodiment of the present invention using a pneumatic nebulizer;

4 zeigt, wie die Ionensignalintensität für eine hochpolare Probe (Reserpin) und eine niedrig- bis moderatpolare Probe (Corticosteron) als Funktion der Spannung, die auf die Coronanadel einer Ionenquelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebracht wird, variiert; 4 Figure 12 shows how the ion signal intensity for a highly polar sample (reserpine) and a low to moderate polar sample (corticosterone) varies as a function of the voltage applied to the corona needle of an ion source according to an embodiment of the present invention;

5 zeigt zwei überlagerte Ionensignalintensitäten, die aus zwei separaten LC/MS MRM-Analysen einer Probe mit vier unterschiedlichen Analyten erhalten wurden, wobei während einer ersten Akquisition der Coronastrom auf 0,2 μA (d. h. relativ niedrig) gehalten wurde, wobei während einer zweiten Akquisition der Coronastrom auf 5 μA (d. h. relativ hoch) gehalten wurde; und 5 shows two superimposed ion signals tensions obtained from two separate LC / MS MRM analyzes of a sample with four different analytes, during which the corona current was kept at 0.2 μA (ie, relatively low) during a first acquisition, with the corona current at 5 μ during a second acquisition μA (ie relatively high) was kept; and

6 zeigt eine Doppelkammer-APCI-Ionenquelle gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Elektrospray-Nebulisierer verwendet wird. 6 shows a dual chamber APCI ion source according to a second embodiment of the invention using an electrospray nebulizer.

Unter Bezugnahme auf 1 ist gezeigt, wie die Ionensignalintensität als Funktion des Stromes, der auf die Coronanadel einer herkömmlichen Ionenquelle zur Durchführung einer chemischen Ionisation unter Atmosphärendruck („APCI”) aufgebracht wird, für zwei unterschiedliche Arten von Analyten variiert. Wie aus 1 ersichtlich, steigt die Ionensignalintensität für eine niedrigpolare bis moderatpolare Probe (bspw. Corticosteron) relativ schnell an und bildet an bzw. ab einem bestimmten Punkt ein Plateau während der auf die Coronanadel aufgebrachte Strom weiter erhöht wird. Es wird angenommen, dass die anfängliche Zunahme der Ionensignalintensität auf Grund der Herstellung von mehr Reagenzionen durch die Ionenquelle erfolgt, wenn der auf die Coronanadel aufgebrachte Strom erhöht wird. Die erhöhte Anzahl an Reagenzionen wechselwirkt mit den Analytmolekülen, die aus dem Nebulisiererrohr emittiert bzw. abgegeben werden, wodurch mehr Analytionen hergestellt werden. Entsprechend wird dann eine erhöhte Anzahl von Analytionen anschließend massenanalysiert, wodurch eine Zunahme der Ionensignalintentsität beobachtet wird.With reference to 1 It is shown how the ion signal intensity varies as a function of the current applied to the corona needle of a conventional ion source to perform atmospheric chemical ionization ("APCI") for two different types of analytes. How out 1 As can be seen, the ion signal intensity for a low-polar to moderately polar sample (for example corticosterone) increases relatively quickly and forms a plateau at or above a certain point while the current applied to the corona needle is further increased. It is believed that the initial increase in ion signal intensity due to the production of more reagent ions by the ion source occurs as the current applied to the corona needle is increased. The increased number of reagent ions interacts with the analyte molecules emitted from the nebulizer tube, producing more analyte ions. Accordingly, an increased number of analyte ions are then mass analyzed, thereby observing an increase in ion signal intensity.

Es ist ebenfalls aus 1 ersichtlich, dass die Erhöhung des Stroms, der auf die Coronanadel der Ionenquelle aufgebracht wird, für hochpolare Proben (bspw. Reserpin) den gegenteiligen Effekt hat. Mit einer Zunahme des auf die Coronanadel aufgebrachten Stromes nimmt die Ionensignalintensität für Reserpin relativ schnell ab und verbleibt dann auf einem im Wesentlichen konstanten niedrigen Niveau bzw. Pe gel. Im Gegensatz zu niedrigpolaren bis moderatpolaren Proben wird angenommen, dass relativ hochpolare Proben wie etwa Reserpin das Nebulisiererrohr in einem bereits geladenen Zustand verlassen, dies wahrscheinlich auf Grund von thermischen Ionisationseffekten. Die bereits geladenen Analytionen werden dann in wirksamer Weise durch das elektrische Feld, das aus der Spannung, die auf die Coronanadel aufgebracht wird, resultiert, retardiert. Die hochpolaren Analytionen werden daher durch das elektrische Feld, das durch die Coronanadel erzeugt wird, abgelenkt und dispergiert. Die Erhöhung des Potentials der Coronanadel (was als Konsequenz den aus der Coronanadel gezogenen Strom erhöhen kann), erhöht lediglich die Stärke des elektrischen Feldes in der Region der Coronanadel und daher in der Region benachbart zu dem Ausgang des Nebulisiererrohres. Daher erhöht eine Erhöhung des Stromes, der auf die Coronanadel aufgebracht wird, lediglich das Niveau bzw. das Ausmaß der Retardation, Ablenkung und Dispergierung der geladenen Analytionen, die aus dem Nebulisiererrohr austreten. Als Ergebnis werden mit einer Zunahme bzw. Erhöhung des Coronastroms weniger Analytionen schließlich durch die Ionenabtastöffnung hindurchtreten und in den Hauptkörper des Massensprektrometers für eine anschließende Massenanalyse eintreten.It is also off 1 It can be seen that the increase of the current applied to the corona needle of the ion source has the opposite effect for highly polar samples (eg reserpine). With an increase in the current applied to the coronary needle, the ion signal intensity for reserpine decreases relatively rapidly and then remains at a substantially constant low level. In contrast to low to moderately polar samples, it is believed that relatively highly polar samples such as reserpine Leave the nebulizer tube in an already charged state, probably due to thermal ionization effects. The already charged analyte ions are then effectively retarded by the electric field resulting from the stress applied to the corona needle. The highly polar analyte ions are therefore deflected and dispersed by the electric field generated by the corona needle. Increasing the potential of the corona needle (which can consequently increase the current drawn from the corona needle) only increases the strength of the electric field in the region of the corona needle and therefore in the region adjacent to the exit of the nebulizer tube. Therefore, an increase in the current applied to the corona needle merely increases the level or extent of retardation, deflection, and dispersion of the charged analyte ions exiting the nebulizer tube. As a result, as the corona stream increases or increases, less analyte ions will eventually pass through the ion sampling aperture and enter the main body of the mass spectrometer for subsequent mass analysis.

In Anbetracht der unterschiedlichen Reaktionen von niedrigpolaren bis moderatpolaren Analyten und hochpolaren Analyten auf den auf die Coronanadel aufgebrachten Strom, wie in 1 gezeigt, bestand der herkömmliche Ansatz bei der Ionisation einer Mischung mit sowohl niedrigpolaren bis moderatpolaren Analyten und auch hochpolaren oder ionischen Analyten darin, entweder den auf die Coronanadel aufgebrachten Strom auf ein Kompromissniveau (bspw. 0,25 μA für das in 1 dargestellte Beispiel) einzustellen, was in einer suboptimalen Ionisation für beide Arten von Analyten resultierte, oder alternativ darin, zwei unterschiedliche bzw. separate Akquisitionen durchzuführen, wobei eine erste Akquisition bei einer ersten Coronastromeinstellung durchgeführt wird, gefolgt von einer zweiten Akquisition, die bei einer zweiten, unterschiedlichen Coronastromeinstellung durchgeführt wird. Die herkömmlichen Ansätze führen daher entweder zu Ionensignalen, die nicht maximiert sind (wenn eine einzige Akquisition bei einem Kompromiss-Coronastrom durchgeführt wird), oder alternativ dazu, dass die Gesamtanalysezeit und der Probenverbrauch effektiv verdoppelt wird (wenn zwei separate Akquisitionen bei zwei unterschiedlichen Coronaströmen durchgeführt werden).In view of the different reactions of low polar to moderate polar analytes and highly polar analytes on the current applied to the corona needle, as in 1 The conventional approach in ionizing a mixture of both low to moderate polar analytes and also highly polar or ionic analytes has been to either equilibrate the current applied to the corona needle to a compromise level (eg, 0.25 μA for the in 1 example), resulting in suboptimal ionization for both types of analytes, or alternatively, performing two separate acquisitions, with a first acquisition being performed at a first corona current setting, followed by a second acquisition at a second , different corona current setting is performed. The conventional approaches therefore result in either ion signals that are not maximized (when a single acquisition is performed on a compromise corona stream) or, alternatively, that overall analysis time and sample consumption are effectively doubled (when two separate acquisitions are performed on two different corona streams become).

2 zeigt die Ergebnisse eines 4-Kanal-Mehrfachreaktionsüberwachungsexperiments („MRM”), das unter Verwendung einer herkömmlichen APCI-Ionenquelle zusammen mit einem dreifach-Quadrupol-Massenspektrometer durchgeführt wurde. Insbesondere zeigt 2 eine Überlagerung der Ionensignale, die von zwei unterschiedlichen Akquisitionen resultierten, in denen eine Mischung mit Verapamil, Corticosteron, Hydroxyprogesteron und Rerserpin unter Verwendung einer Flüssigchromatographie-Massensprektrometrie („LCMS”) analysiert wurde. 2 Figure 4 shows the results of a 4-channel multiple reaction monitoring ("MRM") experiment conducted using a conventional APCI ion source along with a triple quadrupole mass spectrometer. In particular shows 2 a superposition of ion signals resulting from two different acquisitions in which a mixture of verapamil, corticosterone, hydroxyprogesterone and rerserpin was analyzed using liquid chromatography mass spectrometry ("LCMS").

Wie von Fachleuten verstanden wird, wird in einem MRM-Experiment ein erster Massenfilter (bspw. ein Quadropol-Stabsatz-Massenfilter) eingestellt, um Ausgangsionen bzw. Elternionen mit einem bestimmten (spezifischen) Masse-Ladungs-Verhältnis durchzulassen bzw. zu transmittieren. Die ausgewählten Ausgangsionen mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis werden dann in eine Kollisions- oder Fragmentationszelle eingeführt, in der die Ausgangsionen zu Tochter- oder Fragmentionen fragmentiert werden. Ein zweiter Massenfilter (bspw. ein Quadrupol-Stabsatz-Massenfilter), der stromabwärts der Kollisions- oder Frag mentationszelle angeordnet ist, wird dann eingerichtet, die Tochter- oder Fragmentionen mit einem bestimmten (spezifischen) Masse-Ladungs-Verhältnis zu transmittieren.As will be understood by those skilled in the art, in a MRM experiment, a first mass filter (eg, a quadrupole rod set mass filter) is adjusted to pass or transmit parent ion (s) having a certain (specific) mass-to-charge ratio. The selected parent ions with a specific Mas The se charge ratio is then introduced into a collision or fragmentation cell in which the parent ions are fragmented into daughter or fragment ions. A second mass filter (eg, a quadrupole rod set mass filter) located downstream of the collision or fragmentation cell is then set up to transmit the daughter or fragment ions having a certain (specific) mass-to-charge ratio.

Bei diesem und dem im Folgenden beschriebenen MRM-Experiment, wurden Verapamil-Ausgangsionen mit einem Masse-Ladungsverhältnis von 455,1 durch den ersten Massenfilter transmittiert und in einer Kollisions- oder Fragmentationszelle fragmentiert. Charakteristische Tochter- oder Fragmentionen mit einem Masse-Ladungsverhältnis von 165,1 wurden eingerichtet, um durch den zweiten Massenfilter transmittiert zu werden. Corticosteron-Ausgangsionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 347,1 wurden durch den ersten Massenfilter transmittiert und in der Kollisions- oder Fragmentationszelle fragmentiert. Charakteristische Tochter- oder Fragmentionen mit einem Masse-Ladungsverhältnis von 329,1 wurden eingerichtet, um durch den zweiten Massenfilter transmittiert zu werden. Hydroxyprogesteron-Ausgangsionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 331,1 wurden durch den ersten Massenfilter transmittiert und in der Kollisions- oder Fragmentationszelle fragmentiert. Charakteristische Tochter- oder Fragmentionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 109,1 wurden eingerichtet bzw. angeordnet, um durch den zweiten Massenfilter transmittiert zu werden. Abschließend wurden Reserpin-Ausgangsionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis 609,1 durch den ersten Massenfilter transmittiert und in der Kollisions- oder Fragmentationszelle fragmentiert. Charakteristische Tochter- oder Fragmentionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 195,1 wurden eingerichtet bzw. angeordnet, um durch den zweiten Massenfilter transmittiert zu werden.at This and the MRM experiment described below, were verapamil parent ions with a mass to charge ratio of 455.1 transmitted through the first mass filter and in a collision or fragmentation cell fragmented. Characteristic daughter or fragment ions having a mass-to-charge ratio of 165.1 were set up, to be transmitted through the second mass filter. Corticosterone parent ions with a mass-to-charge ratio of 347.1 were transmitted through the first mass filter and fragmented in the collision or fragmentation cell. characteristic Daughter or fragment ions having a mass-to-charge ratio of 329.1 were set up to be transmitted through the second mass filter to become. Hydroxyprogesterone parent ions with a mass-to-charge ratio of 331.1 were transmitted through the first mass filter and fragmented in the collision or fragmentation cell. Characteristic daughter or fragment ions having a mass-to-charge ratio of 109.1 were established or arranged to be transmitted through the second mass filter to become. Finally were reserpine-starting ions with a mass-to-charge ratio of 609.1 transmitted through the first mass filter and in the collision or fragmentation cell fragmented. Characteristic daughter or fragment ions having a mass-to-charge ratio of 195.1 were established or arranged to be transmitted through the second mass filter to become.

Ein erster experimenteller Lauf oder eine erste Akquisition wurde über einen Zeitraum von 20 Minuten (einschließlich Säulengleichgewicht) durchgeführt, wobei während dieser Zeit die vier Analyte innerhalb einer Zeit von sieben Minuten elutierten und wobei ein Strom von 0.2 μA auf die Coronanadel aufgebracht wurde. Ein zweiter experimenteller Lauf oder eine zweite Akquisition wurde dann anschließend über einen weiteren Zeitraum von 20 Minuten (einschließlich Säulengleichgewicht) durchgeführt, wobei wiederum die vier Analyte innerhalb einer Zeit von sieben Minuten elutierten, wobei jedoch ein Strom von 5 μA auf die Coronanadel aufgebracht wurde. Die Analyte in der Reihenfolge ihrer Elutierung waren Verapamil, Corticosteron, Hydroxyprogesteron gefolgt schließlich von Reserpin. Verapamil und Reserpin sind hochpolare Analyte/Moleküle, wohingegen Corticosteron und Hydroxyprogesteron moderatpolare Analyte/Moleküle sind.One first experimental run or a first acquisition was over a Period of 20 minutes (including column equilibrium) carried out, wherein while this time the four analytes within a time of seven minutes eluted and wherein a current of 0.2 uA applied to the corona needle has been. A second experimental run or a second acquisition was then over a another period of 20 minutes (including column equilibrium) carried out, wherein again the four analytes within a time of seven minutes eluted, but with a current of 5 μA was applied to the corona needle. The analytes in the order of their elution were verapamil, Corticosterone, followed by hydroxyprogesterone and finally reserpine. Verapamil and Reserpine are highly polar analytes / molecules, whereas corticosterone and hydroxyprogesterone are moderate polar analytes / molecules.

Wie aus 2 ersichtlich, ist die Differenz aus den resultierenden Ionensignalintensitäten, die für die zwei unterschiedlichen experimentellen Läufe oder Akquisitionen erhalten bzw. festgestellt wurden, relativ groß, insbesondere für das relativ hochpolare Analyt Verapamil. Wie ebenfalls aus 2 ersichtlich nahm mit einer Erhöhung des Stroms, der in dem zweiten experimentellen Lauf oder der zweiten Akquisition auf die Coronanadel aufgebracht wurde, von 0,2 μA auf 5 μA, die Ionensignalintensität für die relativ hochpolaren Analyte Verapamil und Reserpin signifikant ab, während die Ionensignalintensität für die niedrigpolaren bis moderatpolaren Analyte Corticosteron und Hydroxyprogesteron zunahm.How out 2 As can be seen, the difference in resulting ion signal intensities obtained for the two different experimental runs or acquisitions is relatively large, especially for the relatively highly polar analyte verapamil. Like also out 2 For example, with an increase in the current applied to the corona needle in the second experimental run or acquisition from 0.2 μA to 5 μA, the ion signal intensity for the relatively high polarity analytes verapamil and reserpine decreased significantly, while the ion signal intensity for the low to moderate polar analytes corticosterone and hydroxyprogesterone increased.

Bei dieser herkömmlichen Technik unter Verwendung von zwei separaten experimentellen Läufen, bei denen unterschiedliche Ströme auf die Coronanadel aufgebracht werden, ist für jeden der zwei unterschiedlichen Typen (d. h. Polaritäten) von Analyten in einer Probe während dem einen oder dem anderen experimentellen Lauf eine ausreichend hohe Ionensignalintensität erzielbar. Da jedoch die Analyse effektiv wiederholt wird, während unterschiedliche Ströme auf die Coronanadel aufgebracht bzw. gegeben werden, ist die für die Analyse einer Probe benötigte Zeit unter Verwendung einer herkömmlichen Technik relativ lang. Bspw. kann die Gesamtanalysezeit für jedes Chromatogramm 20 Minuten einschließlich des Säulengleichgewichts betragen. Ferner erhöht die Wiederholung des experimentellen Laufs unter Aufbringung verschiedener Ströme auf die Coronanadel das Probenverbrauchsvolumen.at this conventional Technique using two separate experimental runs which different streams applied to the corona needle is different for each of the two Types (i.e., polarities) of analytes in a sample during one or the other experimental run a sufficiently high Ion signal intensity achievable. However, because the analysis is effectively repeated while different streams Applied to the corona needle is the one for analysis needed a sample Time using a conventional Technology relatively long. For example. can the total analysis time for each Chromatogram for 20 minutes, including the column equilibrium. Further increased the repetition of the experimental run with application of various Currents the corona needle the sample usage volume.

3 zeigt eine Ionenquelle zur Ionisation unter Atmosphärendruck gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ionenquelle weist eine Coronaentladungskammer 1 auf, welche die Spitze einer Coronanadel 5 aufnimmt. Eine Reaktionskammer 2 ist stromabwärts der Coronaentladungskammer 1 vorgesehen, und ist über einen Durchgang oder eine Öffnung 6 in Kommunikation mit der Coronaentladungskammer 1. Die Reaktionskammer 2 ist vorzugsweise benachbart zu der Coronakammer 1 innerhalb eines Gehäuses 14 angeordnet. Die Reaktionskammer 2 ist auch vorzugsweise in Kommunikation mit einer Quelle einer zu analysierenden Probe. Die Ionenquelle weist vorzugsweise einen Nebulisierfühler (bzw. -sonde) 12 auf. Der Nebulisierfühler 12 weist vorzugsweise einen pneumatischen Nebulisierer bzw. Nebelerzeuger 4 und ein erwärmtes Rohr 3 zum Erwärmen einer von dem Nebulisierer 4 gesprühten bzw. versprühten flüssigen Probe auf, um die Probe in einen Gaszustand für eine nachfolgende Ionisation und Massenanalyse umzuwandeln. Die Reaktionskammer 2 ist vorzugsweise in der Region des Ausgangs des erwärmten Rohres 3 des Nebulisierfühlers 12 angeordnet. 3 shows an ion source for ionization under atmospheric pressure according to a first embodiment of the present invention. The ion source has a corona discharge chamber 1 on top, which is the tip of a corona needle 5 receives. A reaction chamber 2 is downstream of the corona discharge chamber 1 provided, and is via a passage or an opening 6 in communication with the corona discharge chamber 1 , The reaction chamber 2 is preferably adjacent to the corona chamber 1 within a housing 14 arranged. The reaction chamber 2 is also preferably in communication with a source of a sample to be analyzed. The ion source preferably has a nebulizing sensor (or probe) 12 on. The nebulizing feeler 12 preferably has a pneumatic nebulizer or mist generator 4 and a heated tube 3 for heating one of the nebulizer 4 sprayed liquid sample to convert the sample to a gas state for subsequent ionization and mass analysis. The reaction chamber 2 is preferably in the region of the exit of the he heated pipe 3 of the nebulizing feeler 12 arranged.

Während des Betriebes der bevorzugten Ionenquelle wird eine Probe vorzugsweise auf die Ionenquelle gegeben, bspw. durch ein Chromatographiesystem. Die Probe wird vorzugsweise in in einem flüssigen Zustand auf den pneumatischen Nebulisie rer 4 des Nebulisierfühlers 12 gegeben, und dann von dem Nebulisierer 4 versprüht und durch einen Gasstrom relativ hoher Geschwindigkeit, vorzugsweise Stickstoffgas, nebulisiert. Die Probentröpfchen, die sich bei dieser Nebulisierung ergeben, umfassen Mobilphasenlösungsmittel und Analyte. Diese treten vorzugsweise in das erwärmte Rohr ein und passieren dieses bzw. gehen durch dieses hindurch. Die nebulisierten Tröpfchen der Probenlösung werden vorzugsweise in dem erwärmten Rohr erwärmt, so dass die Probe aus dem flüssigen Zustand in die Gasphase umgewandelt wird. Nachdem die Probe in die Gasphase umgewandelt wurde, geht sie vorzugsweise in die Reaktionskammer über.During operation of the preferred ion source, a sample is preferably applied to the ion source, for example, by a chromatography system. The sample is preferably in a liquid state on the pneumatic Nebulisie rer 4 of the nebulizing feeler 12 given, and then by the nebulizer 4 sprayed and nebulized by a relatively high velocity gas stream, preferably nitrogen gas. The sample droplets that result from this nebulization include mobile phase solvents and analytes. These preferably enter the heated tube and pass through it. The nebulized droplets of the sample solution are preferably heated in the heated tube so that the sample is converted from the liquid state to the gas phase. After the sample has been converted to the gas phase, it preferably passes into the reaction chamber.

Reagenzionen werden in der Ionenquelle in einer Entladungsregion 1 erzeugt, welche vorzugsweise die Coronakammer 1 umfasst, die die Coronanadel oder den Coronastift 5 aufnimmt. Zur Erzeugung der Reagenzionen werden ein Reagenzglas wie etwa bspw. Stickstoff und ein Lösungsmittel wie etwa bspw. Methanol eingerichtet bzw. angeordnet, um in die Coronakammer 1 über einen Gaseinsatz 9 zu strömen. Die auf die Coronanadel 5 aufgebrachte Spannung (bspw. ~3 kV) erzeugt vorzugsweise eine Coronaentladung in der Coronakammer 1, die zu Ionisierung von Molekülen in dem Reagenzgas dient. Als Ergebnis wird eine Population von stabilen Reagenzionen innerhalb der Umgebung bzw. der Nachbarschaft der Spitze der Coronanadel 5 gebildet. Die Polarität der auf die Coronanadel 5 aufgebrachten Spannung ist vorzugsweise für eine positive Ionenanalyse positiv und vorzugsweise für eine negative Ionenanalyse negativ. Die in der Coronakammer 1 erzeugten Reagenzionen werden dann vorzugsweise von der Coronakammer 1 in die Reaktionskammer 2 über die Öffnung bzw. den Durchgang 6, der bzw. die die zwei Kammer 1, 2 miteinander verbindet, vorzugsweise durch den Fluss eines Reagenzgases durch die Coronakammer 1 transmittiert.Reagent ions become in the ion source in a discharge region 1 produced, which preferably the corona chamber 1 includes the corona needle or the corona pin 5 receives. To generate the reagent ions, a test tube such as, for example, nitrogen and a solvent such as, for example, methanol, are arranged to be placed in the corona chamber 1 via a gas insert 9 to stream. The on the corona needle 5 applied voltage (eg, ~ 3 kV) preferably generates a corona discharge in the corona chamber 1 which serves to ionize molecules in the reagent gas. As a result, a population of stable reagent ions becomes within the vicinity of the tip of the corona needle 5 educated. The polarity of the corona needle 5 applied voltage is preferably positive for positive ion analysis and preferably negative for negative ion analysis. The in the corona chamber 1 produced reagent ions are then preferably from the corona chamber 1 in the reaction chamber 2 over the opening or the passage 6 , the or the two chamber 1 . 2 connects to each other, preferably by the flow of a reagent gas through the corona chamber 1 transmitted.

Die aus der Coronakammer 1 in die Reaktionskammer 2 sich bewegenden bzw. passierenden Reagenzionen vermischen sich und Wechselwirken vorzugsweise mit der gasförmigen Probe, die aus dem erwärmten Rohr 3 austritt. Die Reagenzionen werden vorzugsweise Gasphasen-Ionen-Molekül-Wechselwirkungen mit irgendwelchen Analytmolekülen in der gasförmigen Probe innerhalb der Reaktionskammer 2 unterzogen. Diese Ionen-Molekül-Wechselwirkungen führen bei wenigstens einigen der Reagenzionen dazu, dass diese eine geladene Spezies auf ein Analytmolekül übertragen, so dass die Analytmoleküle vorzugsweise ionisiert werden, und die Reagenzionen vorzugsweise neutralisiert werden.The from the corona chamber 1 in the reaction chamber 2 moving reagent ions mix and interact preferably with the gaseous sample coming out of the heated tube 3 exit. The reagent ions preferably become gas phase ion-molecule interactions with any analyte molecules in the gaseous sample within the reaction chamber 2 subjected. These ion-molecule interactions cause at least some of the reagent ions to transfer a charged species to an analyte molecule such that the analyte molecules are preferably ionized and the reagent ions are preferably neutralized.

In der bevorzugten Ausführungsform passieren irgendwelche bzw. beliebige niedrigpolare bis moderatpolare Analyte, die in der zu analysierenden Probe vorliegen, durch das erwärmte Rohr hindurch und in die Reaktionskammer 2, dies im Wesentlichen als neutrale Analytmoleküle.In the preferred embodiment, any low to moderate polar analytes present in the sample to be analyzed pass through the heated tube and into the reaction chamber 2 , essentially as neutral analyte molecules.

Im Gegensatz hierzu treten relativ hochpolare oder ionische Analyte, die in der Probe anwesend sein können, vorzugsweise aus dem erwärmten Rohr 3 aus und treten bereits als Ionen in die Reaktionskammer 2 ein, d. h. die hochpolaren oder ionischen Analyte sind bereits ionisiert (höchstwahrscheinlich durch eine thermische Ionisation), bevor sie Reagenzionen in der Reaktionskammer 2 begegnen.In contrast, relatively highly polar or ionic analytes that may be present in the sample preferably exit the heated tube 3 and already enter the reaction chamber as ions 2 that is, the highly polar or ionic analytes are already ionized (most likely by thermal ionization) before being reagent ions in the reaction chamber 2 to encounter.

Irgendwelche neutralen Analytmoleküle, die aus dem erwärmten Rohr 3 austreten und in die Reaktionskammer 2 eintreten, werden vorzugsweise Interaktionen bzw. Wechselwirkungen mit den Reagenzionen unterzogen bzw. ausgesetzt, und werden so ionisiert, so dass wenigstens einige, vorzugsweise sämtliche der Analyte in der Probe ionisiert werden. Die resultierenden Analytionen, andere Partikel und Gas in der Reaktionskammer 2 tritt dann bzw. treten dann vorzugsweise über einen Auslassdurchgang oder Port 11 aus der Reaktionskammer 2 aus, vorzugsweise unter dem Einfluss sowohl eines Gasstroms, der aus dem erwärmten Rohr 3 austritt, als auch des Gasstroms, der durch die Coronakammer 1 strömt, der auch in die Reaktionskammer 2 passiert bzw. einströmt.Any neutral analyte molecules coming out of the heated tube 3 exit and into the reaction chamber 2 are preferably subjected to interactions with the reagent ions and are thus ionized so that at least some, preferably all, of the analytes in the sample are ionized. The resulting analyte ions, other particles and gas in the reaction chamber 2 then preferably passes through an outlet passage or port 11 from the reaction chamber 2 from, preferably under the influence of both a gas flow coming out of the heated tube 3 exit, as well as the gas flow passing through the corona chamber 1 which also flows into the reaction chamber 2 happens or flows in.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform fließen das Gas und Ionen, die über den Durchgang oder die Öffnung 11 aus der Reaktionskammer 2 austreten, in eine Region benachbart zu einem Ionenabtastkonus mit einer Ionenabtastöffnung 7. Die Ionenabtastöffnung 7 ist vorzugsweise achsenfern bzgl. der Achse des Durchgangs oder der Öffnung 11 angeordnet, so dass das Gas oder Ionen, die aus dem Durchgang oder der Öffnung 11 austreten, vorzugsweise nicht direkt durch die Ionenabtastöffnung 7 strömen. Wenigstens eine Elektrode ist vorzugsweise in der Region der Ionenabtastöffnung 7 angeordnet, um ein elektrisches Feld bereitzustellen, das wenigstens einige der Analytionen durch die Ionenabtastöffnung 7 und in den Hauptkörper des Massenspektrometers ablenkt (oder weniger vorzugsweise anzieht). Eine Schieberelektrode 8 kann bspw. im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Ionenabtastöffnung 7 angeordnet sein, so dass das Gas und die Ionen, die aus dem Durchgang oder der Öffnung 11 austreten, zwischen der Schieberelektrode 8 und der Ionenabtastöffnung 7 strömen. In einer bevorzugten Ausführungsform bewirkt die Schieberelektrode 8, dass wenigstens einige der aus dem Durchgang oder der Öffnung 11 austretenden Ionen in und durch die Ionenabtastöffnung 7 abgelenkt werden. Vorzugsweise lenkt die Schieberelektrode 8 wenigstens einige der Ionen, die aus dem Durchgang oder der Öffnung 11 auftreten, im Wesentlichen in rechten Winkeln bzgl. der Achse des Durchgangs oder der Öffnung 11 ab. Die Anordnung der Ionenabtastöffnung 7 und die Bereitstellung einer Schieberelektrode 8 ermöglicht daher, dass wenigstens einige Ionen in und durch die Ionenabtastöffnung 7 für eine nachfolgende Massenanalyse geleitet werden, wobei neutrale Moleküle und Gase nicht darin unterstützt werden, durch die Ionenabtastöffnung 7 hindurchzugehen bzw. diese zu passieren. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spannung, die auch die Schieberelektrode 8 aufgebracht wird, im Bereich von 0 bis 300 Volt.In a preferred embodiment, the gas and ions flow over the passage or orifice 11 from the reaction chamber 2 exit into a region adjacent to an ion scan cone having an ion scan aperture 7 , The ion sampling port 7 is preferably off-axis with respect to the axis of the passage or the opening 11 arranged so that the gas or ions coming out of the passage or the opening 11 leak, preferably not directly through the Ionenabtastöffnung 7 stream. At least one electrode is preferably in the region of the ion sensing aperture 7 arranged to provide an electric field, the at least some of the analyte ions through the Ionenabtastöffnung 7 and deflects (or less preferably attracts) into the main body of the mass spectrometer. A slide electrode 8th may, for example, be substantially opposite to the ion sensing aperture 7 be arranged so that the gas and the ions coming out of the passage or the opening 11 exit, between the slide electrode 8th and the ion sampling port 7 stream. In a preferred Embodiment causes the slide electrode 8th in that at least some of the passage or opening 11 leaking ions into and through the ion sampling port 7 to get distracted. Preferably, the slide electrode deflects 8th at least some of the ions coming out of the passage or the opening 11 occur substantially at right angles with respect to the axis of the passage or the opening 11 from. The arrangement of the Ionenabtastöffnung 7 and the provision of a slide electrode 8th therefore, allows at least some ions into and through the ion sampling port 7 for subsequent mass analysis, with neutral molecules and gases not supported therein, through the ion sampling port 7 to pass through or pass through. In a preferred embodiment, the voltage, which is also the slide electrode 8th is applied, in the range of 0 to 300 volts.

In einer weniger bevorzugten Ausführungsform kann die Schieberelektrode 8 weggelassen werden, und die Ionenabtastöffnung 7 und der Durchgang oder die Öffnung 11 kann so angeordnet sein, dass die Achse des Durchgangs oder der Öffnung 11 im Wesentlichen koaxial bzgl. der Achse der Ionenabtastöffnung 7 ist. In dieser Ausführungsform kann wenigstens eine zusätzliche Elektrode (nicht dargestellt) bereitgestellt sein, um wenigstens einige der Ionen in und durch die Ionenabtastöffnung 7 zu focusieren oder zu richten.In a less preferred embodiment, the slide electrode 8th are omitted, and the Ionenabtastöffnung 7 and the passage or the opening 11 can be arranged so that the axis of the passage or the opening 11 substantially coaxial with respect to the axis of the ion sensing aperture 7 is. In this embodiment, at least one additional electrode (not shown) may be provided to surround at least some of the ions in and through the ion sensing aperture 7 to focus or judge.

Durch die Ionenabtastöffnung 7 passierendes Gas kann vorzugsweise in das Volumen einer ersten Vakuumkammer, die vorzugsweise eine Auslassöffnung zur Ausgabe des Gases aufweist, expandieren. Die Ionen passieren dann vorzugsweise von der ersten Vakuumkammer in einen Massenanalysator zur Massenanalyse. Der vollständige Vorgang der Erzeugung von Analytionen, wie er oben beschrieben wurde, findet vorzugsweise bei oder nahe bei Atmosphärendruck statt.Through the Ionenabtastöffnung 7 Passing gas may preferably expand into the volume of a first vacuum chamber, which preferably has an outlet opening for dispensing the gas. The ions then preferably pass from the first vacuum chamber into a mass analyzer for mass analysis. The complete process of generating analyte ions as described above preferably occurs at or near atmospheric pressure.

4 zeigt, wie die Ionensignalintensität mit dem auf die Coronanadel 5 einer bevorzugten Doppelkammer-Ionenquelle für das moderatpolare Analyt Corticosteron und für das relativ hochpolare oder ionische Analyt Reserpin variiert. Es kann gesehen werden, dass die für Corticosteron unter Verwendung der bevorzugten Ionenquelle beobachtete Signalintensität relativ schnell bzw. mit einer relativ hohen Rate ansteigt, und dann bei einer relativ konstanten Ionensignalintensität abflacht bzw. saturiert, während der auf die Coronanadel aufgebrachte Strom erhöht wird. Diese Variation der Ionensignalintensität mit dem auf die Coronanadel 5 aufgebrachten Strom für Corticosteron weist einige Ähnlichkeiten zu der Reaktion auf, die bei Verwendung einer herkömmlichen Ionenquelle, wie sie in 1 gezeigt ist, erhalten wird. Bezüglich Reserpin kann festgestellt werden, dass mit einer Zunahme des auf die Coronanadel der bevorzugten Ionenquelle aufgebrachten Stroms die Ionensignalintensität für Reserpin im Wesentlichen konstant bleibt (innerhalb experimenteller Fehlergrenzen), und sie auf keinen Fall einen signifikanten Abfall zeigt, wenn der Coronastrom erhöht wird. Diese verbesserte Reaktion ist im direkten Gegensatz zu der Reaktion, die unter Verwendung einer herkömmlichen Ionenquelle, wie sie in 1 gezeigt wurde, erhalten wurde. Die Ionensignalintensität für Reserpin zeigt keinen Anstieg mit einem Anstieg des auf die Coronanadel aufgebrachten Stromes, dies auf Grund der Tatsache, dass Reserpin anscheinend zum Zeitpunkt, zu dem es in die Reaktionskammer 2 eintritt, hochionisiert ist. Eine Zunahme des auf die Coronanadel aufgebrachten Stroms zur Erhöhung der Anzahl der erzeugten Reagenzionen erzeugt daher nicht eine signifikant höhere Anzahl von Analytionen im Falle eines hochpolaren Analyts. 4 shows how the ion signal intensity matches that on the corona needle 5 a preferred dual-chamber ion source for the moderately polar analyte corticosterone and for the relatively highly polar or ionic analyte reserpine varies. It can be seen that the signal intensity observed for corticosterone using the preferred ion source increases relatively rapidly, then at a relatively constant ion signal intensity, while the current applied to the coronary needle is increased. This variation of ion signal intensity with that on the corona needle 5 Applied current for corticosterone has some similarities to the reaction that occurs when using a conventional ion source, such as those in 1 is shown is obtained. With respect to reserpine, it can be noted that as the current applied to the corona needle of the preferred ion source increases, the ion signal intensity for reserpine remains substantially constant (within experimental error limits), and under no circumstances shows a significant drop as the corona current is increased. This improved reaction is in direct contrast to the reaction that occurs using a conventional ion source, as shown in 1 was shown was obtained. The ion signal intensity for reserpine shows no increase with an increase in the current applied to the coronary artery, this due to the fact that reserpine appears to be present at the time it enters the reaction chamber 2 enters, is highly ionized. An increase in the current applied to the corona needle for increasing the number of reagent ions generated therefore does not produce a significantly higher number of analyte ions in the case of a highly polar analyte.

Die für Reserpin unter Verwendung der bevorzugten Ionenquelle erhaltene Ionensignalintensität zeigt, dass die nachteiligen Effekte, die mit herkömmlichen APCI-Ionenquellen beim Ionisieren von hochpolaren oder ionischen Analyten beobachtet wurden, die von dem elektrischen Feld verursacht wurden, das durch die Coronanadel erzeugt wird, im Wesentlichen vermieden werden können, wenn eine Ionenquelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Entsprechend leidet die bevorzugte Ionenquelle nicht an dem Problem, dass Analytionen auf Grund der Effekte des Coronaentladungsprozesses defokusiert oder dispergiert werden.The for reserpine shows ion signal intensity obtained using the preferred ion source, that the adverse effects associated with conventional APCI ion sources in the Ionization of highly polar or ionic analytes were observed, caused by the electric field generated by the corona needle can be substantially avoided if an ion source according to the preferred embodiment of the present invention is used. Accordingly, the suffers preferred ion source does not address the problem that analyte ions on Reason of the effects of the corona discharge process defocused or be dispersed.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform passiert die die Analyte umfassende Gasprobe die Reaktionskammer 2, ohne wesentlich durch das elektrische Feld, das durch das relativ hohe Potential, das bevorzugt auf die Coronanadel 5, die in der benachbarten bzw. nahen Coronakammer 1 angeordnet ist, gegeben wird, beeinflusst zu werden. Die relativ hochpolaren Analyte, die typischerweise in die Reaktionskammer 2 als Ionen eintreten, sind daher vorzugsweise in der Ionenquelle nicht signifikant retardiert oder dispergiert auf Grund des durch die Coronanadel 5 erzeugten elektrischen Feldes. Da Ionen von relativ hochpolaren Analyten in der bevorzugten Ionenquelle nicht dispergiert werden, können Sie in die Ionenabtastöffnung 7 übertragen werden, die bevorzugt stromabwärts der Reaktionskammer 2 angeordnet ist, um einer anschließenden Massenanalyse mit einer erhöhten Effizienz unterzogen zu werden. Die Ionensignalintensität für relativ hochpolare Analyte wird daher verglichen mit der Ionensignalintensität, die unter Verwendung einer herkömmlichen Ionenquelle erhalten wird, erhöht. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da hieraus folgt, dass relativ hohe Ionensignalintensitäten erhalten werden können sowohl für hochpolare oder ionische Analyte als auch für niedrigpolare bis moderatpolare Analyte, während ein konstanter Strom auf die Coronanadel 5 (bspw. 5 μA) aufgebracht wird. Daher kann ein einziger experimenteller Lauf gefahren werden, bei dem ausreichend hohe Ionensignalintensitäten für sämtliche Analyte in der Probe unabhängig von ihrer Polarität erhalten werden können. Entsprechend ist die Zeit, die zur Analyse der Probe benötigt wird, und das Volumen der Probe, das zur Durchführung der Analyse benötigt wird, signifikant reduziert verglichen mit herkömmlichen APCI-Ionenquellen.In the preferred embodiment, the gas sample comprising the analytes passes through the reaction chamber 2 without being significantly affected by the electric field due to the relatively high potential that is preferred on the corona needle 5 in the adjacent or near corona chamber 1 is arranged to be influenced. The relatively highly polar analytes that typically enter the reaction chamber 2 as ions, are therefore preferably not significantly retarded or dispersed in the ion source due to the through the corona needle 5 generated electric field. Because ions of relatively high polarity analytes are not dispersed in the preferred ion source, they can enter the ion scan aperture 7 which are preferably downstream of the reaction chamber 2 is arranged to be subjected to a subsequent mass analysis with an increased efficiency. The ion signal intensity for relatively high polarity analytes is therefore increased compared to the ion signal intensity obtained using a conventional ion source. This is particularly advantageous since it follows that relatively high ion signal intensities can be obtained both for highly polar or ionic analytes and for low-polar to moderately polar analytes, while a constant current on the corona needle 5 (For example. 5 uA) is applied. Therefore, a single experimental run can be run in which sufficiently high ion signal intensities can be obtained for all analytes in the sample regardless of their polarity. Accordingly, the time required to analyze the sample and the volume of sample needed to perform the analysis are significantly reduced compared to conventional APCI ion sources.

5 zeigt eine Überlagerung der Ionensignalintensitäten als Funktion der Zeit für zwei separate Flüssigchromatographie-Massenspektral-MRM-Analysen (”LC/MS”) einer Probe mit vier unterschiedlichen Analyten unter Verwendung einer Ionenquelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform. Die vier unterschiedlichen Analyte und das 4-Kanal-MRM-Experiment entsprechen bzw. entspricht im Wesentlichen dem oben in Bezug auf 2 beschriebenen. Aus einem Vergleich der 2 und 5 ist ersichtlich, dass wie mit den Ionensignalintensitäten, die bei Erzeugung von Ionen unter Verwendung einer herkömmlichen Ionenquelle erhalten werden, bei Verwendung der bevorzugten Ionenquelle signifikant unterschiedliche Ionensignalintensitäten für niedrigpolare bis moderatpolare Analyte (bspw. Corticosteron und Hydroxyprogesteron) erhalten werden, wenn relativ niedrige und relativ hohe Ströme auf die Coronanadel aufgebracht werden (bspw. 0,2 μA bzw. 5 μA). Die Zunahme der Ionensignalintensität für niedrigpolare bis moderatpolare Analyte in Reaktion auf die Zunahme des Stromes, der auf die Coronanadel aufgebracht wird, entspricht einer Zunahme in der Anzahl der Reagenzionen, die in der Coronakammer 1 erzeugt werden. Entsprechend gibt es eine erhöhte Anzahl von Analyt-Molekül-Reagenzionen-Wechselwirkungen in der Reaktionsklammer 2, was zu einer höheren Anzahl erzeugter Analytionen führt, wobei diese anschließend massenananalysiert werden. 5 Figure 12 shows a superposition of ion signal intensities as a function of time for two separate liquid chromatography-mass spectral MRM ("LC / MS") analyzes of a sample with four different analytes using an ion source according to the preferred embodiment. The four different analytes and the four-channel MRM experiment are essentially the same as above 2 described. From a comparison of 2 and 5 It can be seen that, as with the ion signal intensities obtained upon generation of ions using a conventional ion source, when the preferred ion source is used, significantly different ion signal intensities for low to moderate polar analytes (e.g., corticosterone and hydroxyprogesterone) are obtained, if relatively low and relatively high high currents are applied to the corona needle (for example 0.2 μA or 5 μA). The increase in ion signal intensity for low to moderate polar analytes in response to the increase in current applied to the corona needle corresponds to an increase in the number of reagent ions present in the corona chamber 1 be generated. Accordingly, there is an increased number of analyte-molecule-reagent ion interactions in the reaction clamp 2 , which results in a higher number of generated analyte ions, which are then mass analyzed.

Im Gegensatz zu den Ionensignalintensitäten, die unter Verwendung einer herkömmlichen Ionenquelle erhalten werden, variierten die Ionensignalintensitäten, die für die relativ hochpolaren Analyte Verapamil und Reserpin unter Verwendung der bevorzugten Ionenquelle festgestellt wurden, relativ wenig, wenn der auf die Coronanadel 5 aufgebrachte Strom von 0,2 μA auf 5 μA erhöht wurde. Tatsächlich war kaum eine merkliche Reduzierung der Intensität für Reserpin festzustellen, wenn der Coronastrom von 0,2 μA auf 5 μA erhöht wurde. Vorteilhafterweise sind, wenn der auf die Coronanadel aufgebrachte Strom relativ hoch gehalten wird (d. h. 5 μA), die für Verapamil und Reserpin festgestellten Ionensignalintensitäten signifikant höher, wenn die bevorzugte Ionenquelle verwendet wird, dies verglichen mit einer herkömmlichen Ionenquelle.In contrast to the ion signal intensities obtained using a conventional ion source, the ion signal intensities found for the relatively high polarity analytes verapamil and reserpine using the preferred ion source varied relatively little when applied to the corona needle 5 applied current was increased from 0.2 uA to 5 uA. In fact, there was hardly any noticeable reduction in the intensity of reserpine when the coronasound was increased from 0.2 μA to 5 μA. Advantageously, when the current applied to the corona needle is kept relatively high (ie, 5 μA), the ion signal intensities detected for verapamil and reserpine are significantly higher when the preferred ion source is used compared to a conventional ion source.

Es sei daher darauf hingewiesen, dass wenn die Ionenquelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, und ein relativ hoher bzw. großer Coronastrom (bspw. 5 μA) auf die Coronanadel aufgebracht wird, eine relativ hohe Signalintensität sowohl für relativ hochpolare als auch für niedrigpolare bis moderatpolare Analyte erhalten werden kann. Dies entbindet von der Notwendigkeit, die Coronanadel der Ionenquelle mit zwei separaten Akquisitionen bei unterschiedlichen Strömen zu betreiben. Entsprechend können Proben mit sowohl niedrigpolaren bis moderatpolaren Analyten als auch hochpolaren Analyten in einem einzigen experimentellen Lauf analysiert werden, wobei ein moderater bis hoher Strom (bspw. 3 bis 10 μA) auf die Coronanadel 5 aufgebracht wird. Diese einzige Akquisition ist vorteilhaft, da sowohl die Gesamtanalysezeit und der Probenverbrauch bzw. das Probenverbrauchsvolumen verglichen mit herkömmlichen Techniken signifikant reduziert sind.It should therefore be noted that when the ion source according to the preferred embodiment is used and a relatively large corona current (eg, 5 μA) is applied to the corona needle, a relatively high signal intensity for both relatively high polarity and low polarity moderately polar analytes can be obtained. This relieves the need to operate the corona needle of the ion source with two separate acquisitions at different currents. Similarly, samples with both low to moderately polar analytes and highly polar analytes can be analyzed in a single experimental run with a moderate to high current (eg, 3 to 10 μA) applied to the corona needle 5 is applied. This single acquisition is advantageous because both total analysis time and sample consumption and sample volume are significantly reduced compared to conventional techniques.

Die bevorzugte Atmosphärendruck-Ionisations-Ionenquelle ist ferner gegenüber herkömmlichen Ionenquellen vorteilhaft, da der Probengasfluss derart angeordnet bzw. ausgebildet ist, dass Analyte, involatile Teilchen und andere Kontaminanten in dem Probengas nicht an der Coronanadel 5 vorbeiströmen. In dem Probengasfluss bzw. -strom vorhandenes Material wird daher nicht auf der Spitze der Coronanadel 5 abgelagert, so dass der Betrieb der Coronanadel 5 bei der Verwendung nicht verschlechtert wird. Die bevorzugte Ionenquelle weist daher auch eine signifikant verbesserte langfristige Stabilität verglichen mit herkömmlichen Anordnungen auf. Die bevorzugte Ionenquelle vermindert auch den Übertrag von Tuning-Komponenten und ermöglicht die Bildung von Reagenzionen, die unabhängig von ihrer mobilen Phase bzw. Mobilphase sind, dies unter der Voraussetzung, dass die Rekationsthermodynamik zugelassen wird.The preferred atmospheric pressure ionization ion source is also advantageous over conventional ion sources since the sample gas flow is arranged such that analytes, involatile particles, and other contaminants in the sample gas are not at the corona needle 5 flow past. Therefore, material present in the sample gas flow will not be on the tip of the corona needle 5 deposited, so that the operation of the corona needle 5 not deteriorated in use. The preferred ion source therefore also has significantly improved long-term stability compared to conventional arrangements. The preferred ion source also reduces the carryover of tuning components and allows for the formation of reagent ions independent of their mobile phase, provided that the Rekationsherhermodynamik is allowed.

6 zeigt eine Ionenquelle gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Diese Ausführungsform ist im Wesentlichen ähnlich der Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 3 dargestellt und beschrieben wurde, bis auf die Tatsache, dass der Nebulisierfühler 13 einen pneumatisch unterstützten Elektrospray-Nebulisierer 10 und ein erwärmtes Rohr 3 aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform ist das erwärmte Rohr 3 vorzugsweise geerdet, und der Elektro-Spray-Nebulisierer 10 wird vorzugsweise auf einem relativ hohen Potential (bspw. 3 kV) bezüglich des erwärmten Rohres gehalten. Vorteilhafterweise ionisiert der pneumatisch unterstützte Elektrospray-Nebulisierfühler relativ hochpolare Analyte, die in der Probe vorhanden sind, mit einer verglichen mit dem pneumatischen Nebulisierer 12, wie er in 3 gezeigt ist, erhöhten Effizienz. Vorzugsweise werden wahrscheinlich im Wesentlichen sämtliche hochpolaren Analyte durch den pneumatisch unterstützten Elektrospray-Nebulisierer 13 ionisiert, bevor sie in und durch die Reaktionskammer 2 passieren. 6 shows an ion source according to another preferred embodiment. This embodiment is substantially similar to the embodiment described with reference to FIG 3 was presented and described, except for the fact that the nebulizing probe 13 a pneumatically assisted electrospray nebuliser 10 and a heated tube 3 having. According to this embodiment, the heated pipe 3 preferably grounded, and the electro-spray nebulizer 10 is preferably maintained at a relatively high potential (eg, 3 kV) with respect to the heated tube. Advantageously, the pneumatically assisted electrospray nebulizer probe ionizes relatively high polarity analytes present in the sample with one compared to the pneumatic nebulizer 12 as he is in 3 shown is increased efficiency. Preferably, substantially all high polarity analytes are likely to be generated by the pneumatically assisted electrospray nebulizer 13 ionized before entering and through the reaction chamber 2 happen.

Niedrigpolare bis moderatpolare Analyte, die ggf. nicht in wirksamer Weise durch den pneumatisch unterstützten Elektrospray-Nebulisierer 13 ionisiert werden, werden vorzugsweise von der flüssigen Phase in die Glasphase durch den Elektrospray-Nebulisierer 10 in Kombination mit dem erwärmten Rohr 3 umgewandelt. Die niedrigpolaren bis moderatpolaren Analyte treten dann aus dem erwärmten Rohr 3 aus, und werden in der Reaktionskammer 2 durch Molekül-Ionen- Reaktionen mit Reagenzionen, die in der Coronakammer 1 erzeugt sind, ionisiert, und in die Reaktionskammer 2 weitergeleitet. Diese Ausführungsform bildet die Basis einer Elektrospray-Ionisations-/Atmosphärendruck-Chemische-Ionisations-Ionenquelle (”ESI/APCI”), die einen breiten Bereich von Zusammensetzungsklassen ionisieren kann, und insbesondere zur Verwendung über einen breiten Bereich von Flüssigchromatograph-Flussraten (”LC”) mit einer hohen Effizienz geeignet ist.Low-polar to moderate-polar analytes, which may not be effective due to the pneumatically assisted electrospray nebulizer 13 are preferably ionized from the liquid phase to the glass phase by the electrospray nebulizer 10 in combination with the heated pipe 3 transformed. The low to moderate polar analytes then exit the heated tube 3 out, and be in the reaction chamber 2 by molecule-ion reactions with reagent ions in the corona chamber 1 are generated, ionized, and in the reaction chamber 2 forwarded. This embodiment forms the basis of an electrospray ionization / atmospheric pressure chemical ionization ion source ("ESI / APCI") that can ionize a wide range of compositional classes, and particularly for use over a wide range of liquid chromatograph flow rates ("LC ") Is suitable with a high efficiency.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sei klargestellt, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail gemacht werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen angegeben ist.Even though the present invention with reference to preferred embodiments It should be made clear that there are various changes in shape and detail can be made without changing the field of To leave invention as indicated in the appended claims.

Claims

Elektrospray-Ionisations-/Atmosphärendruck-chemische-Ionisations-Ionenquelle (”ESI/APCI”) mit: – einem Nebulisierfühler (13), der einen Elektrospray-Nebulisierer (10) und ein erwärmtes Rohr (3) zum Erwärmen einer von dem Elektrospray-Nebulisierer (10) versprühten, Analytmoleküle enthaltenden flüssigen Probe aufweist, um die Probe in einen Gaszustand umzuwandeln, – einer in der Region des Ausgangs des erwärmten Rohres (3) angeordneten Reaktionskammer (2), – einer von der Reaktionskammer (2) separierten Coronaentladungskammer (1), in welcher eine Coronaentladungsvorrichtung (5) zur Erzeugung von Reagenzionen angeordnet ist, – wobei der Nebulisierfühler (13) eingerichtet ist, Analytmoleküle relativ hoher Polarität durch Elektrospray-Ionisation zu ionisieren, wobei so entstehende Analytionen in die Reaktionskammer (2) eintreten und, unter Bypassen der Coronaentladungskammer (1), die Reaktionskammer (2) über einen Ausgangsdurchgang (11) wieder verlassen, – und wobei die Reaktionskammer (2) so eingerichtet ist, dass mittels aus der Coronaentladungskammer (1) übertragener Reagenzionen Analytmoleküle relativ niedriger Polarität, welche die Reaktionskammer (2) durch das erwärmte Rohr (3) erreicht haben, durch Gasphasen-Ionen-Molekül-Reaktionen ionisiert werden, wobei hierdurch entstehende Analytionen die Reaktionskammer (2) ebenfalls über den Ausgangsdurchgang (11) verlasen.Electrospray ionization / atmospheric pressure chemical ionization ion source ("ESI / APCI") comprising: - a nebulizing probe ( 13 ), which is an electrospray nebuliser ( 10 ) and a heated tube ( 3 ) for heating one of the electrospray nebulizers ( 10 ) having analyte molecules containing liquid sample to convert the sample to a gaseous state, one in the region of the exit of the heated tube ( 3 ) arranged reaction chamber ( 2 ), - one of the reaction chamber ( 2 ) separated corona discharge chamber ( 1 ) in which a corona discharge device ( 5 ) is arranged for generating reagent ions, - wherein the nebulization sensor ( 13 ) is adapted to ionize analyte molecules of relatively high polarity by electrospray ionization, whereby resulting analyte ions in the reaction chamber ( 2 ) and, bypassing the corona discharge chamber ( 1 ), the reaction chamber ( 2 ) via an exit passage ( 11 ), and - where the reaction chamber ( 2 ) is arranged so that by means of the corona discharge chamber ( 1 ) reagent molecules of relatively low polarity, the reaction chamber ( 2 ) through the heated tube ( 3 ) are ionized by gas-phase ion-molecule reactions, thereby resulting Analytionen the reaction chamber ( 2 ) also via the exit passage ( 11 ).

Ionenquelle nach Anspruch 1, bei der die Analytionen, die die Coronaentladungskammer bypassen, die Wirkung eines elektrischen Feldes, das durch die Coronaentladungsvorrichtung in der Coronaentladungskammer erzeugt ist, wenigstens teilweise vermeiden.An ion source according to claim 1, wherein the analyte ions, which bypass the corona discharge chamber, the effect of an electric Field through the corona discharge device in the corona discharge chamber is generated, at least partially avoided.

Verfahren zur Erzeugung von Ionen unter Verwendung einer Elektrospray-Ionisations-/Atmosphärendruck-chemische-Ionisations-Ionenquelle (”ESI/APCI”) mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Nebulisierfühlers (13), der einen Elektrospray-Nebulisierer (10) und ein erwärmtes Rohr (3) zum Erwärmen einer von dem Elektrospray-Nebulisierer (10) versprühten, Analytmoleküle enthaltenden flüssigen Probe aufweist, um die Probe in einen Gaszustand umzuwandeln, – Bereitstellen einer in der Region des Ausgangs des erwärmten Rohres (3) angeordneten Reaktionskammer (2), – Bereitstellen einer von der Reaktionskammer (2) separierten Coronaentladungskammer (1), in welcher eine Coronaentladungsvorrichtung (5) zur Erzeugung von Reagenzionen angeordnet ist, – wobei in dem Nebulisierfühler (13) Analytmoleküle relativ hoher Polarität durch Elektrospray-Ionisation ionisiert werden, wobei so entstehende Analytionen in die Reaktionskammer (2) eintreten und, unter Bypassen der Coronaentladungskammer (1), die Reaktionskammer (2) über einen Ausgangsdurchgang (11) wieder verlassen, – und wobei in der Reaktionskammer (2) mittels aus der Coronaentladungskammer (1) übertragener Reagenzionen Analytmoleküle relativ niedriger Polarität, welche die Reaktionskammer (2) durch das erwärmte Rohr (3) erreicht haben, durch Gasphasen-Ionen-Molekül-Reaktionen ionisiert werden, wobei hierdurch entstehende Analytionen die Reaktionskammer (2) ebenfalls über den Ausgangsdurchgang (11) verlassen.A method of generating ions using an electrospray ionization / atmospheric pressure chemical ionization ion source ("ESI / APCI") comprising the steps of: - providing a nebulizing probe ( 13 ), which is an electrospray nebuliser ( 10 ) and a heated tube ( 3 ) for heating one of the electrospray nebulizers ( 10 ), having analyte molecules containing liquid sample to convert the sample to a gas state, providing one in the region of the exit of the heated tube ( 3 ) arranged reaction chamber ( 2 ), - providing one of the reaction chamber ( 2 ) separated corona discharge chamber ( 1 ) in which a corona discharge device ( 5 ) is arranged to generate reagent ions, - wherein in the nebulization sensor ( 13 ) Analyte molecules of relatively high polarity are ionized by electrospray ionization, thereby resulting analyte ions in the reaction chamber ( 2 ) and, bypassing the corona discharge chamber ( 1 ), the reaction chamber ( 2 ) via an exit passage ( 11 ), and in the reaction chamber ( 2 ) by means of the corona discharge chamber ( 1 ) reagent molecules of relatively low polarity, the reaction chamber ( 2 ) through the heated tube ( 3 ) are ionized by gas-phase ion-molecule reactions, thereby resulting Analytionen the reaction chamber ( 2 ) also via the exit passage ( 11 ) leave.