脉动流大气实时电离的制作方法

1.本发明涉及通过脉冲引入载气对在环境大气中被电离的分子进行化学分析的方法和装置。


背景技术：

2.在实验室或实地情境中的环境大气下对目标分子的分析可以通过使用电离物质将目标分子转化为离子并将离子引导或排出到光谱仪中来完成。然而，实验室或实地情境中的环境大气可含有许多也可以检测到的“背景化学物质”。这些背景化学物质可以根据局部环境而变化。例如，实验室大气中存在的痕量化学物质可能含有溶剂、尘粒、气溶胶、反离子以及用于合成或提取的化学物质。此外，背景可以包括来自人、动物、细菌、病毒或真菌活动(包括来自光谱仪操作员/科学家的存在)的化学物质，包括来自呼吸、香水、香料、漱口水、化妆品、汗液、肠胃气胀、细菌气体和细菌气味的化学物质。这些中的任何一种或多种的存在均可以导致持久背景的生成。当背景变得太丰富时，目标分子的环境电离和离子检测的过程可能变得低效，因为检测不到目标分子，或者检测到目标分子的丰度极低以至于它们被背景化学物质的检测所掩盖而无法检测。
3.目标样品中存在的痕量化学物质也可以被认为是背景化学物质，因为它们存在于电离区域中但不是目标。这些物质包括源自样品容器的化学物质、溶剂残留物、通常存在但对样品的表征不重要的化学物质，以及可能被引入到电离物质周围空气中的化学物质，包括来自人类活动的那些，如溶剂，或来自其它附近分析工作的化学物质。例如，在尿液样本中，代谢物肌酸酐，一种由肌肉代谢产生的化学废物，容易被电离并使用光谱仪检测。肾脏从循环血液中过滤出肌酸酐和其它废物(包括尿素)，从而允许通过排尿将它们从体内排出。因此，这两种化合物(肌酸酐和尿素)在分析人源流体时均作为背景化学物质存在。此外，尿素本身难以从尿液中提取，这就是为什么在工作场所药物测试中对滥用药物的分析通常通过使用色谱材料从目标分子中分离尿素来进行。色谱材料延迟了较大药物分子的通过，同时允许将尿素引导至废物。在不存在尿素的情况下，较大药物分子在环境大气中被电离，并且在进入光谱仪之后容易被检测到。
4.溶剂效应也可有助于背景化学物质，例如用于溶解样品的溶剂，如二甲亚砜(dmso)，并且添加到样品中以促进ph变化或电离缓冲的化学物质也可有助于背景化学物质。
5.在理论和实践中，在环境电离之前消除背景化学物质会减少背景化学离子，即，化学噪声，从而允许提高对目标分子的灵敏度。


技术实现要素：

6.在本发明的实施例中，在环境电离实验中，对用于生成电离物质的载气进行脉冲可用于增加目标分子的电离，并从而允许降低检测极限。在具有环境电离实验的本发明的实施例中，从一个位置跳跃并对用于生成电离物质的载气进行脉冲可用于增加目标分子的
电离，并从而允许降低检测极限。
附图说明
7.除非另外指定，否则所有实时直接分析(dart)大气压电离(api)测量均在300℃下进行。所有样品均使用ttp labtech公司的mosquito(一种正置换移液器)进行点样。所有质谱分析均在赛默飞世尔科技(thermo scientific)
tm
公司的q-exactive
tm
质谱仪上进行。将基于以下附图详细描述本发明的各种实施例，其中：
8.图1是根据本发明的各种实施例的纸消耗品，该纸消耗品将金属丝网保持驻留在坯件中，该坯件被插入到x-y驱动器中，该x-y驱动器被设计成使得能够将以规律间隔(1至12)沉积在网表面上的一系列样品呈现到从dart api源的远端发射的电离物质中；
9.图2a是根据本发明的各种实施例的来自dart api源的电离物质穿过窄帽并被引导至样品的示意图，该样品被应用于插入到光谱仪的电离体积中的网上；
10.图2b是根据本发明的各种实施例的来自dart api源的电离物质穿过较长帽并被引导至样品的示意图，该样品被应用于插入到光谱仪的电离体积中的网上；
11.图3是呈现样品的三(3)个不同实验的相对氦消耗的图表：以3毫米/秒的速度连续进行，其在下文中被称为“连续电离实验(cie)”；在混合模式中，涉及不连续地呈现样品，其中在呈现样品之前关闭载气，并且然后在呈现样品时打开载气三(3)秒，并以3毫米/秒移动，然后停止，直到呈现下一个样品以进行分析，其在下文中被称为“混合实验(he)”；以及在脉冲模式中，涉及不连续地呈现样品，其中在呈现样品之前关闭载气，并且然后在静态呈现样品(即，不移动)时打开载气一(1)秒，然后在呈现下一个样品以进行分析之前关闭载气，其在下文中被称为“脉冲实验(pe)”；
12.图4a是在200nl体积的可卡因(cocaine)(0.01mg/ml)、芬太尼(fentanyl)(0.01mg/ml)和可待因(codeine)(0.01mg/ml)的混合物中存在的芬太尼(单离子监测(下文称为sim)337.2
±
0.5da)的正dart api cie质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置，位置3至10中)上，其中扫描在所有十二(12)个样品位置上进行，使用1.0mm出口帽获取，其在下文中被称为“(用1.0mm出口帽)”；
13.图4b在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)以及甲基苯丙胺(methamphetamine)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api cie(用1.0mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(八(8)个重复位置，位置3至10中的重复位置)上，其中扫描在所有十二(12)个样品位置上进行；
14.图4c是在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)以及甲基苯丙胺的混合物中存在的可待因(sim 300.3
±
0.5da)的正dart api cie(用1.0mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中扫描在所有十二(12)个样品位置上进行；
15.图4d是200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物的正dart api cie(用1.0mm出口帽)总离子电流(tic)迹线，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中扫描在所有十二(12)个样品位置上进行；
16.图5a是在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api cie质量色谱，
该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中扫描在所有十二(12)个样品位置上进行，使用2.5mm出口帽获取，其在下文中被称为“(用2.5mm出口帽)”；
17.图5b是在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api cie(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中扫描在所有十二(12)个样品位置上进行；
18.图5c是在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)以及甲基苯丙胺的混合物中存在的可待因(sim 300.3
±
0.5da)的正dart api cie(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中扫描在所有十二(12)个样品位置上进行；
19.图5d是200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物的正dart api cie(用2.5mm出口帽)tic迹线，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中扫描在所有十二(12)个样品位置上进行；
20.图6a是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api he质量色谱(用1.0mm出口帽)，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中he对所有12个样品位置执行；
21.图6b是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api he(用1.0mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中he对所有12个样品位置执行；
22.图6c是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)以及甲基苯丙胺的混合物中存在的可待因(sim300.3
±
0.5da)的正dart api he(用1.0mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中he对所有12个样品位置执行；
23.图6d是根据本发明的实施例的200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物的正dart api he(用1.0mm出口帽)tic迹线，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中he对所有12个样品位置执行；
24.图7a是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api he(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中he对所有12个样品位置执行；
25.图7b是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api he(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中he对所有12个样品位置执行；
26.图7c是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)以及甲基苯丙胺的混合物中存在的可待因(sim300.3
±
0.5da)的正dart api he(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的
八(8)个重复位置)上，其中he对所有12个样品位置执行；
27.图7d是根据本发明的实施例的200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物的正dart api he(用2.5mm出口帽)tic迹线，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中he对所有12个样品位置执行；
28.图8a是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api pe(用1.0mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中pe对所有12个样品位置执行；
29.图8b是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api pe(用1.0mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中pe对所有12个样品位置执行；
30.图8c是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)以及甲基苯丙胺的混合物中存在的可待因(sim300.3
±
0.5da)的正dart api pe(用1.0mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中pe对所有12个样品位置执行；
31.图8d是根据本发明的实施例的200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物的正dart api pe(用1.0mm出口帽)tic迹线，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中pe对所有12个样品位置执行；
32.图9a是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中pe对所有12个样品位置执行；
33.图9b是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中pe对所有12个样品位置执行；
34.图9c是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)以及甲基苯丙胺的混合物中存在的可待因(sim300.3
±
0.5da)的正dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中pe对所有12个样品位置执行；
35.图9d是根据本发明的实施例的200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物的正dart api pe(用2.5mm出口帽)tic迹线，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中pe对所有12个样品位置执行；
36.图10示出了与图4d(实线)相比，图4a(短划线)、图4b(长划线)、图4c(点划线)中所示的0.62与0.66分钟之间的sim响应；
37.图11a是dart api cie(用2.5mm出口帽)tic，其中样品是200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上；
38.图11b是根据本发明的实施例的dart api pe tic(用2.5mm出口帽)，其中样品是200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上；
39.图12a是根据本发明的实施例的200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物的芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上；
40.图12b是根据本发明的实施例的200nl体积的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物的dart api pe(用2.5mm出口帽)tic迹线，该混合物被应用于网(位置3至10中的八(8)个重复位置)上，其中样品如图12a所呈现；
41.图13a是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(1mg/ml)、利多卡因(lidocaine)(1mg/ml)和美沙酮(methadone)(1mg/ml)的混合物中存在的咖啡因(caffeine)(sim195.1
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网样品上；
42.图13b是根据本发明的实施例的在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、可卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的利多卡因(sim 235.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网样品上；
43.图13c是根据本发明的实施例的在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网样品上；
44.图13d是根据本发明的实施例的在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和可卡因(1mg/ml)的混合物中存在的美沙酮(sim 310.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网样品上；
45.图14a是根据本发明的实施例的在200nl体积的可卡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的咖啡因(sim 195.1
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上；
46.图14b是根据本发明的实施例的在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、可卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的利多卡因(sim 235.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上；
47.图14c是根据本发明的实施例的在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上；
48.图14d是根据本发明的实施例的在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和可卡因(1mg/ml)的混合物中存在的美沙酮(sim 310.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上；
49.图14e是根据本发明的实施例的美沙酮(1mg/ml)、咖啡因(1mg/ml)、利多卡因
(1mg/ml)和可卡因(1mg/ml)样品的dart api pe(用2.5mm出口帽)tic，这些样品被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上；
50.图15a是根据本发明的实施例的移液机器人(1504)的线条图，该移液机器人用于将小体积样品递送到如图16a所示的quickstrip-96金属丝网的表面上；
51.图15b是根据本发明的实施例的安装在垂直位置的dart api源的线条图，其中gis接口以九十度角连接到质量检测器，如图16b所示；
52.图16a是根据本发明的实施例的ttp labtech mosquito机器人(1504)的移液头，其具有一系列16个正置换移液管(1523)，以将小体积样品递送到安装在其采样台(1543)上的quickstrip-96金属丝网消耗品(1532)的表面上；
53.图16b是根据本发明的实施例的安装在垂直位置的dart api源，其中2.5mm出口帽与以九十度角连接到质量检测器的gis接口成一直线；
54.图16c是根据本发明的实施例的安装在垂直位置的dart api源，其中2.5mm出口帽与以九十度角连接到质量检测器的gis接口成一直线；并且
55.图16d是根据本发明的实施例的安装在垂直位置的dart api源，其中2.5mm出口帽与gis接口成一直线，该gis接口连接到与质量检测器成九十度角的平滑连续管表面。
具体实施方式
56.缩略语包括：
57.api＝大气压电离；cie＝连续电离实验；dart＝实时直接分析；desi＝解吸电喷雾电离；dms＝微分迁移率谱仪；esi＝电喷雾电离；gis＝气体离子分离器；he＝混合实验；rs＝活性物质；pe＝脉冲实验；sim＝单离子监测；tic＝总离子电流。
58.下文中使用的某些术语的定义包括：
59.过渡术语“包含”与“包括”、“含有”或“特征在于”同义，是包括性的或开放式的，并且不排除附加的、未列举的元素或方法步骤。
60.过渡短语“由
…
组成”不包括权利要求中未指定的任何元素、步骤或成分，但不排除与本发明无关的其它组分或步骤，如通常与组合物相关联的杂质。
61.过渡短语“基本上由
…
组成”将权利要求的范围限制为指定的材料或步骤以及不实质影响所要求保护的发明的基本和新颖特征的材料或步骤。
62.术语气体-离子分离器(gis)将用于指从一个或两个中性分子和中性原子中分离出离子以允许将离子预浓缩并转移到分析系统的装置。术语“入口管”将用于指gis的低真空侧。术语“出口管”将用于指gis的高真空侧。在本发明的各种实施例中，所含有的管可以是入口管。主动电离是指可以使用不利用放射性核的大气分析器来电离分析物离子的过程。电容性表面是能够被充有电势的表面。如果施加至表面的电势在实验的典型持续时间内保持不变，其中表面处的电势大于施加至表面的电势的50％，则表面能够被充有电势。大气压的真空度为大约760托。这里，“大约”涵盖从低于101大气＝7.6
×
103托至10-1
大气＝7.6
×
101托的压力范围。低于10-3
托的真空度将构成高真空。这里，“大约”涵盖从低于5
×
10-3
托至5
×
10-6
托的压力范围。低于10-6
托的真空度将构成超高真空。这里，“大约”涵盖从低于5
×
10-6
托至5
×
10-9
托的压力范围。在下文中，短语“高真空”涵盖高真空和超高真空。
63.词语“接触”用于指任何过程，通过该过程，气相、液相和固相中的一种或多种中的
样品分子被吸附、吸收或化学结合到表面。
64.当过程导致底物分子被吸附、吸收或化学结合到表面时，栅格会被底物“涂覆”。当小滴被吸附、吸收或化学结合到栅格时，可以涂覆栅格。当纳米小滴吸附、吸收或化学结合到栅格时，可以涂覆栅格。
65.细丝是指以下的一种或多种：金属丝环、金属丝段、金属带、金属股线或非绝缘金属丝、动物线、纸、穿孔纸、纤维、布、二氧化硅、熔融二氧化硅、塑料、塑料泡沫、聚合物、特氟龙(teflon)、聚合物浸渍的特氟隆、纤维素以及疏水性支撑材料涂覆和浸渍的细丝。在本发明的各种实施例中，细丝具有大约50微米至大约2毫米的直径。在测量细丝的直径时，大约指示加或减百分之二十(20)。在本发明的一个实施例中，细丝的长度为大约1mm至大约25mm。在测量细丝的长度时，大约指示加或减百分之二十(20)。
66.术语“定向”是指网关于网的另一个区段或者关于栅格或样品保持器的位置。在本发明的实施例中，网、栅格或样品保持器可以安装在x-y平移台上，以使得点在网上的样品能够相对于电离物质准确定向。用于x-y平台的控制电子设备和步进电机驱动器可以直接安装在容纳x-y平移台的盒上，而控制定向的微控制器可以单独安装。
67.术语“靠近”是指网或网上的区域关于另一个网或网上的其它区域的位置。
68.术语“配准”是指网的区域(例如，近侧区域)与网对齐以将热量从网递送到齿的近侧区域时。
69.术语“接触”是指物体或表面的聚集或触碰，如对具有网区域的表面进行采样。
70.网的形状可以是圆柱体、椭圆形圆柱体、长正方形块、长矩形块或长薄表面。
71.术语“孔”是指在其它固体物体中的中空空间，其具有允许光和/或粒子穿过该其它固体物体的开口。孔可以是圆形、椭圆形、梨形、狭缝或多边形(包括三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、七边形等)。
72.在热原子和/或热分子等的上下文中，术语“热”是指具有对应于高于环境(273k)温度的温度的速度的物质。在本发明的实施例中，热物质具有对应于300k、400k和500k的温度的速度。
73.术语“连续流”载气是指进入放电室的载气流以恒定方式调节。术语“混合流”载气是指，当线性导轨在测量的时间间隔内移动网时，进入放电室的载气流被脉冲启动，否则没有载气流进入放电室。术语“脉冲流”载气是指当线性导轨停止一段时间时，进入放电室的载气流被脉冲启动，否则没有载气流进入放电室。
74.术语“电晕放电”是指在相对较高的气压下(例如在大气压下)在非常不均匀的电场中发生的放电(例如通过将细金属丝放置在半径远大于该金属丝的金属圆柱体内)。该电场高到足以引起金属丝周围气体的电离，但又不足以引起附近导体的电击穿或电弧作用。术语“电弧放电”是指依赖于来自支持电弧的电极的电子的热离子发射的放电，并且其特征在于电压低于辉光放电，但具有强电流。术语“辉光放电”是指由次级电子发射产生的放电。
75.术语“第一大气压室”是指大约处于大气压下的室。
76.术语“放电”是指电晕放电、电弧放电和辉光放电中的一种或多种。
77.金属包含由以下各项组成的一种或多种元素：锂、铍、硼、碳、氮、氧、钠、镁、铝、硅、磷、硫、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、砷、硒、铷、锶、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、铯、钡、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、
镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、钫和镭。因此，金属包括例如被称为镍钛诺的镍钛合金或用于制造不锈钢的铬铁合金。
78.塑料包含以下的一种或多种：聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、与高抗冲聚苯乙烯合金化的聚苯醚、膨胀性聚苯乙烯、用戊烷浸渍的聚苯醚和聚苯乙烯、用戊烷或聚乙烯和聚丙烯浸渍的聚苯醚和聚苯乙烯的共混物。
79.聚合物包含由一种或多种试剂合成的材料，该一种或多种试剂选自由以下组成的组：苯乙烯、丙烯、碳酸酯、乙烯、丙烯腈、丁二烯、氯乙烯、氟乙烯、对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸酯、对苯二甲酸二甲酯、双-β-对苯二甲酸酯、萘二羧酸、4-羟基苯甲酸、6-羟基萘-2-羧酸、单乙二醇(1,2-乙二醇)、亚环己基-二甲醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、聚酯、环己烷二甲醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸、甲胺、乙胺、乙醇胺、二甲胺、己胺二胺(己烷-1,6-二胺)、戊二胺、甲基乙醇胺、三甲胺、氮丙啶、哌啶、n-甲基哌啶、无水甲醛、苯酚、双酚a、环己酮、三恶烷、二氧戊环、环氧乙烷、己二酰氯、己二酸、肥酸(丁烯二甲酸)、癸二酸、乙醇酸、丙交酯、己内酯、氨基己酸和/或由这些试剂聚合合成的两种或更多种材料的共混物。
80.塑料泡沫是捕获气体气泡的聚合物或塑料，包括聚氨酯、膨胀性聚苯乙烯、酚醛泡沫、xps泡沫和量子泡沫。
[0081]“网”是指以下的一种或多种：两个或更多个连接细丝、两个或更多个连接线、泡沫、穿孔纸、筛网、纸筛网、塑料筛网、纤维筛网、布筛网、聚合物筛网、二氧化硅筛网、沫、穿孔纸、筛网、纸筛网、塑料筛网、纤维筛网、布筛网、聚合物筛网、二氧化硅筛网、(聚四氟乙烯(pvdf))筛网、聚合物浸渍的特氟龙筛网和纤维素筛网。在本发明的各种实施例中，网包括以下的一种或多种：三个或更多个连接细丝、三个或更多个连接线、网、泡沫、栅格、穿孔纸、筛网、塑料筛网、纤维筛网、布和聚合物筛网。在本发明的一个实施例中，网可以具有大约每毫米10根细丝。在本发明的另一个实施例中，网可以具有大约每毫米20根细丝。在本发明的附加实施例中，网可以具有大约每毫米30根细丝。在本发明的替代实施例中，网可以具有大约每毫米100根细丝。在设计每毫米细丝的数量时，大约指示加或减百分之二十(20)。
[0082]“底层”是聚合物、金属和/或塑料。
[0083]“脉冲发生器”是如阀、压力调节器或电压控制脉冲发生器等装置，其可适用于生成载气的短(大约0.1秒，其中大约是指加或减百分之十(10))脉冲。
[0084]“载气”是在大气压下存在放电的情况下能够生成受激物质的气体。
[0085]“栅格”是其中间隙、空间或孔已被穿孔或以其它方式引入到底层中的底层，或者其中窗口或区段已被切除或以其它方式从底层移除并且网已被插入到所移除的窗口或区段中。在本发明的实施例中，栅格的厚度可以在大约1微米的下限与大约1厘米的上限之间。在该范围内，大约是指加或减百分之二十(20)。
[0086]
短语“背景化学物质”是指“基体分子”和/或“引入的污染物”。
[0087]
短语“目标分子”或“分析物”是指任何天然存在的物质(例如，咖啡因、可卡因、四氢大麻酚)，或已被引入生物系统的合成分子，例如，药物(例如，利多卡因、美沙酮、西地那非(sildenafil)、立普妥(lipitor)、依那普利(enalapril)及其衍生物)和娱乐性药物(例如，吗啡(morphine)、海洛因(heroin)、甲基苯丙胺等及其衍生物)。
[0088]
短于“引入的污染物”是指在样品制备和/或样品分析期间变得与样品相关联的化
学物质。引入的污染物可以是空气传播的或存在于样品接触的表面中或表面上。例如，香水和除臭剂可以与样品分析相关联并在样品分析期间进行分析。替代地，用于处理样品的塑料管中存在的邻苯二甲酸酯可以从塑料管中浸出到样品中，并从而被引入样品中。
[0089]
短语“背景化学物质”是指“基体分子”和/或“引入的污染物”。
[0090]
短语“离子抑制剂分子”是指抑制目标分子的电离和/或生成背景物质(该背景物质电离而损害目标分子的检测)的背景化学物质。
[0091]
短语“背景离子”或“背景物质”是指由背景化学物质形成的离子。背景物质可以包括分子本身、分子的加合物、分子的片段或其组合。
[0092]
短语“基体效应”是指由于背景物质的存在而引起的目标分子的电离的减少。当背景化学物质抑制目标分子的电离和/或背景物质电离而损害目标分子时，引起基体效应。不希望受理论束缚，在前一种情况下，据信目标分子不会被背景化学物质的存在电离。在后一种情况下，所得到的质谱由背景物质主导，从而损害对目标分子的分析。背景物质可以抑制和/或掩蔽目标分子的电离。
[0093]
短语“分析体积”是指被分析的样品的等分试样，例如应用于网以进行分析的样品的等分试样。
[0094]
短语“离子增强剂”是指抑制基体效应的化学物质。
[0095]
术语“峰丰度”是产生的离子数。样品的质子化分子离子的峰丰度是所产生样品的完整离子数的量度(其它过程如阳离子化也可以是所产生样品的完整离子数的量度)。两种物质的相对峰丰度是对应于每种物质的强度之和。
[0096]
dart api cie
[0097]
dart api cie是一种用例如quickstrip引入的分析方法，并且涉及呈现沉积在可移动表面上的各个离散位置中的一系列样品。该表面安装在固定到线性导轨上的保持器上，其中线性导轨允许恒定的线性运动(即，固定的速度)以将样品呈现为一系列以进行分析。该表面(通常是网)含有存在样品的区域和不存在样品的区域。线性运动由此导致在电离物质的静态源前呈现样品，并且由此允许对样品进行扫描(和分析)。
[0098]
dart api cie利用生成被引导向表面的电离物质的载气(例如，1536quickstrip网卡)。在dart api cie操作模式中，载气不是脉冲的，并且因此无论样品是否被呈现给电离物质，电离物质均被引导向表面。因此，宝贵的纯化载气被浪费了(参见图3)。
[0099]
此外，在dart api cie模式中，当表面上未呈现有样品时会产生背景物质。不希望受理论束缚，据信当电离物质与样品的前缘(或后缘)相互作用实，样品中的分析物与背景化学物质竞争电离物质生成的电荷。如果分析物赢得该竞争事件，则形成分析物离子。如果背景化学物质赢得该竞争，则形成背景物质。不希望受理论束缚，据信该竞争不仅由任何一种物质赢得，而且由正电离模式中的质子亲和力驱动。不希望受理论束缚，还据信在前缘之前形成大量背景物质会减损对在前缘处形成的分析物物质的检测。
[0100]
dart api cie方法的优点在于其允许对进行分析的样品的不精确(或不可再现)沉积。只要样品存在于被电离气体喷淋的区域中的某处即可。在dart api cie方法中，电离物质的连续喷淋导致在实验期间从样品和背景两者中产生离子。
[0101]
dart api pe
[0102]
dart api pe是一种分析方法，其通过利用使用机器人技术精确沉积样品和类似
地在提供电离物质喷淋的源前精确呈现样品来寻求最小化载气使用浪费。通过关闭进入源的载气，同时将样品移动到位，由源形成的电离物质得以保存。不希望受理论束缚，据信当载气关闭时，放电继续，但在没有载气流的情况下，离开源的电离物质会衰减。根据样品的间隔和样品解吸所需的时间，可以观察到载气消耗的显著降低(参见图3)。也就是说，利用样品的精确沉积和精确定时，不必解决样品的不精确(或不可再现)沉积。因此，利用电离物质的精确沉积和精确定位，不必使用宽束的电离物质。相反，可以利用窄端帽来产生具有较窄喷雾模式(即，具有较小范围的影响)的电离物质的限定喷淋。
[0103]
不希望受理论束缚，据信通过呈现静态样品，仅当背景物质成功地与样品中存在的分析物竞争到电荷时，才能观察到背景物质。由于电离物质与样品相互作用，分析物离子强度的变化可归因于背景物质或分析物物质的耗尽。在本发明的实施例中，使用利用持续时间脉冲的dart api pe操作模式，分析物的电离得以优化，其中持续时间为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0秒。在本发明的实施例中，使用利用一(1)秒脉冲的dart api pe操作模式，分析物的电离得以优化。在本发明的实施例中，使用利用两(2)秒脉冲的dart api pe操作模式，分析物的电离得以优化。
[0104]
dart api he
[0105]
dart api he是一种分析方法，其寻求最小化载气使用浪费的同时保留dart api cie的特征。也就是说，通过关闭载气，同时将电离物质定位在样品区域中，观察到了载气消耗的同等显著降低(参见图3中的混合3毫米/秒)。
[0106]
载气
[0107]
在存在载气的情况下，dart api在放电周围生成等离子体。在大约一(1)秒与大约三(3)秒之间将载气压力从大约70psi降低到大约0psi不会不利地影响等离子体的稳定性。在该压力范围内，大约是指加或减百分之二十(20)。在该时间范围内，大约是指加或减百分之二十(20)。不希望受理论束缚，据信电极周围的等离子体保留在靠近稳定等离子体的区域中。在没有载气被送入等离子体中的情况下，电离物质不会从等离子体流向样品。载气脉冲的生成是通过：增加施加至靠近稳定等离子体的区域中的载气的压力，其迫使电离物质从稳定等离子体产生区域向样品流出。
[0108]
氦气dart
[0109]
dart是另一种适用于分析物分析的api方法。在授予laramee的美国专利第7,112,785号(下文称为'785专利)中描述了dart api的各种实施例，该专利明确地以全文引用的方式并入本文并用于所有目的。'785专利涉及使用含有活性物质(rs)的载气从表面、液体和蒸气中解吸电离分子。dart api可以使用大体积载气，例如，氦气是合适的，尽管也可以使用可生成rs的其它惰性气体。
[0110]
氮气dart
[0111]
api可以电离分析物分子而不使用溶剂来溶解分析物。电离直接从固体和液体中发生。存在于气相中的分子也可以被离开api的活性物质电离。在本发明的实施例中，所利用的活性物质可以是受激氮原子或分子。在本发明的实施例中，活性物质可以产生长寿命的亚稳态物质，以在大气压下影响分析物分子并且例如以影响电离，也参见于2019年5月24日提交的发明人brian d.musselman的标题为“用于降低基体效应的设备和方法
(apparatus and method for reducing matrix effects)”的美国发明专利申请第16422339号，其以全文引用的方式并入本文并用于所有目的。
[0112]
气体-离子分离器(gis)
[0113]
在本发明的各种实施例中，用于将使用大气分析器从吸附剂表面解吸的分析物离子转移到质谱仪的入口中的装置和方法可以利用gis。本发明的实施例包括用于将形成在载体内的分析物离子和/或其它分析物物质收集和转移到质谱仪的入口的装置和方法。
[0114]
在本发明的实施例中，入口和出口gis管中的一个或两者可以由一种或多种材料制成，该一种或多种材料选自由以下组成的组：不锈钢、非磁性不锈钢、钢、钛、金属、柔性金属、陶瓷、石英玻璃、塑料和柔性塑料。在本发明的实施例中，gis管的长度范围可以为10毫米至10米。在本发明的实施例中，gis管可以由非织造材料制成。在本发明的实施例中，gis管可以由一种或多种织造材料制成。
[0115]
在本发明的各种实施例中，使用包含两个或更多个同轴管的gis以允许对大体积载气进行采样，其中在管之间具有间隙并且在间隙区域中施加有真空。在本发明的各种实施例中，gis由入口管和出口管组成。在本发明的实施例中，入口管的近端最靠近吸附剂表面，并且入口管的远端可以远离可施加有真空的近端一定距离。在本发明的各种实施例中，出口管的近端邻近入口管的远端，并且出口管的远端进入光谱系统。
[0116]
九十度gis
[0117]
机器人样品沉积的使用允许系统以准确的高速x-y板定向沉积亚微升体积的样品，以进行样品的dart api分析。在以前，九十度gis组件的性能受到高背景和基体效应的损害。出乎意料地，使用脉冲载气源并步进到固定位置，九十度gis没有显示出高背景和基体效应的迹象。因此，脉冲载气源和步进到固定位置允许利用来自更高性能机器人技术的九十度gis分析的直接dart api，而无需从样品沉积机器人移动样品。此外，九十度gis可以与具有保持器的延伸的x-y板组合，该保持器允许沉积在quickstrip网上的样品移动通过位于dart源的远端处的解吸电离区域，使得沉积在网的前侧上的样品可以在位于网的后侧处的gis的近端附近汽化和电离。九十度gis可以与具有保持器的延伸的x-y板组合，该保持器允许沉积在quickstrip网上的样品移动通过位于dart源的远端处的解吸电离区域，使得沉积在网的前侧上的样品可以在位于网的后侧处的gis的近端附近汽化和电离。
[0118]
图15a是移液机器人(1504)的线条图，其具有一系列16个正置换移液管(1523)，以将小体积样品递送到安装在其采样台(1543)上的quickstrip-96金属丝网消耗品(1532)的表面上，如图16a所示。一旦样品已被移液到它们的准确位置，采样台就被移动到机械臂，该机械臂被设计成移动样品通过dart api源的电离区域，以在pe模式下电离样品。图15b是安装在垂直位置(110)的dart api源的线条图，其中2.5mm出口帽(118)被安装成与九十度gis(140)(其与ms(170)仪器连接)成一直线，如图16b所示。使用dart api cie进行九十度gis实验的尝试有时是不成功的。不希望受理论束缚，据信使用dart api cie可能会生成背景物质，并且由于九十度gis配置，这些背景物质不会如在线性配置中一样迅速地从电离区域移除，并且因此背景物质与分析物物质的竞争增加。
[0119]
图16a是ttp labtech mosquito机器人(1504)的移液头，其具有一系列16个正置换移液管(1523)，以将小体积样品递送到安装在其采样台(1543)上的quickstrip-96金属丝网消耗品(1532)的表面上。图16b是安装在垂直位置的dart api源，其中2.5mm出口帽与
以九十度角连接到质量检测器的gis接口成一直线。图16c是安装在垂直位置的dart api源，其中2.5mm出口帽与以九十度角连接到质量检测器的gis接口成一直线。图16d是安装在垂直位置的dart api源，其中2.5mm出口帽与以九十度角连接到质量检测器的平滑连续管表面gis接口成一直线。
[0120]
利用具有九十度gis配置的dart api pe能够以高于dart api cie的效率生成分析物离子，其中电离物质的脉冲定时仅在存在样品时发生，减少了背景物质的产生。由于存在较少的背景物质，分子间相互作用的可能性降低。结果是，通过较少的分子间相互作用，分析物物质可以更高效地通过九十度gis。
[0121]
九十度gis使用dart api pe促进了芬太尼的迅速和可再现的解吸和分析，其中样品中存在的所有分析物离子种类均被检测到。这也是超低体积样品(200nl)的情况，其中样品的沉积和样品在电离物质前的位置在精确机器人系统的控制下。因此，具有延伸的x-y板保持器的dart api pe能够在板的前侧处组合dart直接电离物质。不希望受理论束缚，据信通过使用脉冲载气产生的离子在绝对数上较少，降低了分子间离子-离子相互作用的可能性，并且因此更高效地通过肘管。
[0122]
帽尺寸
[0123]
根据电离物质的源与网之间的距离，影响网的电离物质的斑点大小可以变化。可以使用具有帽孔的帽来限制样品处的斑点大小，电离物质通过该帽孔散发。可以选择帽和帽孔的尺寸来调节样品处电离物质的斑点大小。帽(117，118)可以在大约0.1mm的下限与大约5.0mm的上限之间(例如0.2、0.3、0.4等直至4.5、4.6、4.7、4.8、4.9mm)延伸一定距离(121)，其中大约在该范围内是指加或减百分之二十(20)。在本发明的各种实施例中，距离(121)可以是连续可调的，以根据多个因素(包括例如待分析的样品数量)来优化扫描速度。帽孔(119)可以具有各种形状，包括卵形、椭圆形、矩形、正方形和圆形。圆形帽孔(119)可以具有在大约0.1mm的下限与大约5.0mm的上限之间(例如0.2、0.3、0.4等直至4.5、4.6、4.7、4.8、4.9mm)的直径，其中大约在该范围内是指加或减百分之二十(20)。对于非圆形帽孔(119)，帽孔中的开口的最大范围可以在大约0.1mm的下限与大约5.0mm的上限之间(例如0.2、0.3、0.4等直至4.5、4.6、4.7、4.8、4.9mm)，其中大约在该范围内是指空间分辨率加或减百分之二十(20)。在本发明的各种实施例中，帽孔(119)可以是连续可调的，以优化斑点大小和空间分辨率，从而允许选择适当的载气脉冲和/或扫描速度，以优化灵敏度并最小化背景物质、污染或伪影的生成。
[0124]
在本发明的实施例中，如图2a所示，对于具有1.0mm直径孔(119)的窄帽(117)，dart源(115)的远端到样品(130)之间的距离(121)为大约2.0mm。这种配置(窄帽具有1.0mm直径孔并且与样品相距2.0mm)将被称为“1.0mm出口帽”。使用1.0mm出口帽配置，可以分析相距2.25mm(即，与邻近样品的距离)的斑点。通常，所分析的200nl样品会干燥成大约1.1mm直径的斑点，从而得到相距大约1.1mm的斑点。在该配置中，使用具有2.5毫米/秒扫描速度的dart api cie，观察到的来自邻近样品的物质贡献最小(即，交叉污染最小)。因此，在本发明的实施例中，2.5毫米/秒的空间分辨率为大约1mm。在该范围内，大约是指加或减百分之二十(20)。
[0125]
在本发明的替代实施例中，在图2b中示出了具有大约2.5mm直径孔(119)并且dart源(115)的远端到样品(130)之间的距离(121)为大约1.0mm的较长帽(118)。这种配置(较长
帽具有2.5mm直径孔并且与样品相距1.0mm)将被称为“2.5mm出口帽”。
[0126]
1536样品
[0127]
在本发明的实施例中，如图13和14所示，使用用2.5mm出口帽的dart api pe，可以分析通过应用200nl的xxx样品的等分试样而形成的斑点，这些样品相距2.25mm(x方向)和2.25mm(y方向)(即，与邻近样品的距离)，而观察不到来自邻近样品的物质(即，没有任何交叉污染)。因此，在本发明的实施例中，空间分辨率为大约1mm。在该范围内，大约是指加或减百分之二十(20)。
[0128]
图13a是在200nl体积的可卡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的咖啡因(sim 195.1
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网样品上。图13b是在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、可卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的利多卡因(sim235.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网样品上。图13c是在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网样品上。图13d是在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和可卡因(1mg/ml)的混合物中存在的美沙酮(sim 310.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网样品上。
[0129]
图14a是在200nl体积的可卡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的咖啡因(sim 195.1
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上。图14b是在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、可卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的利多卡因(sim 235.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上。图14c是在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和美沙酮(1mg/ml)的混合物中存在的可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上。图14d是在200nl体积的咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和可卡因(1mg/ml)的混合物中存在的美沙酮(sim 310.2
±
0.5da)的dart api pe(用2.5mm出口帽)质量色谱，该混合物被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上。图14e是美沙酮(1mg/ml)、咖啡因(1mg/ml)、利多卡因(1mg/ml)和可卡因(1mg/ml)样品的dart api pe(用2.5mm出口帽)tic，这些样品被应用于以1536样板格式呈现的网(位置1至12中的十二(12)个重复位置)样品上。
[0130]
api
[0131]
api的过程涉及通过放电来电离气体的初始作用。在基于等离子体的api中，惰性气体如氮气、氩气和氦气的放电导致电离气体分子、原子以及亚稳态分子和原子的形成。这些带电和高能粒子离开电离源，在那里它们与空气中的分子(包括背景化学物质)相互作用。在该相互作用期间形成离子。这些离子通常是(i)完整的质子化或去质子化分子，如no
+
、o
2-、h3o
+
，(ii)具有一个质子的水分子簇，以及(iii)衍生自环境空气中存在的分子(包括背景化学物质)的离子。当那些质子化水分子与空气中存在的分析物相互作用而导致质子
转移到分析物时，api成为分析工具。分析物可以通过作为气体、液体或固体被引入而进入电离物质，该气体、液体或固体位于气体放电产物的路径中。api的两种形式是大气压化学电离(apci)和实时直接分析(dart)，大气压化学电离在高压针与应用有样品的表面之间使用放电，实时直接分析(dart)使用放电和加热气体，其将样品从表面解吸到大气中(dart api)。在不存在样品的情况下，环境空气中存在的分子被电离，并且当被检测时生成质谱。
[0132]
在许多情况下，有目的地将样品引入电离物质会导致形成离子，该离子易于通过使用位于api位点附近的光谱仪来测量。
[0133]
在生物样品的情况下，存在的某些分子具有非常高的质子亲和力，这意味着有目的地将它们引入电离物质会导致它们电离并形成含有两个分子和一个质子的电离二聚体。高质子亲和力分子也可以与另一个分子或一些密切相关的分子组合，形成质子化形式的混合二聚体或四聚体。这些分子对质子的亲和力使得不可能使用电离方法作为分析方法，因为样品中其它目标分子无法保持未电离状态，并因此无法使用位于api位点附近的光谱仪进行检测。在api实验中，通常将一个分子或一组高质子亲和力分子对所得光谱的主导认定为存在基体效应的实验。
[0134]
理论上，在环境电离期间，当被分析的样品含有比分析物更高效地电离的背景物质时，无法检测目标分析物或分子。随着背景化学物质的特征变得更具竞争力，目标分子的检测受到损害。不希望受理论束缚，据信随着背景化学物质对电离物质的亲和力增加，目标分子的检测受到损害，从而会降低目标分子的检测效率。这是“基体效应”的表现，其是api中可阻止使用该方法进行分析的条件。在特定环境中，有多种背景化学物质会引起基体效应。例如，尿液中的尿素和烟草产品中的烟酰胺的存在就是实例，其中背景化学物质主导所产生的光谱，以至于它们使得不可能可靠地检测样品中的其它化学物质。
[0135]
在本发明的实施例中，所生成的电离物质的量可以通过从1.0mm出口帽改变为2.5mm出口帽来增加。类似地，所生成的电离物质的量可以通过从dart api he或dart api pe改变为dart api cie来增加。出乎意料地，观察到与使用用2.5mm出口帽的dart api cie相比，使用用2.5mm出口帽的dart api pe可以提高灵敏度。不希望受理论束缚，据信由于使用dart api pe而减少的电离物质会导致电离物质的窄时间包，其允许分析物物质与背景物质之间的竞争时间减少，从而导致分析物离子的形成增加。这需要更宽的孔和到样品更短的距离，这表明减少的电离物质可以被抵消，并且更宽的孔和/或更短的距离促进将更多的电离物质包引导向样品。
[0136]
图2a和2b示出了api源(110)，其中电离物质通过帽(117，118)离开源的远端并与环境大气中存在的分子相互作用，其导致产生离子。离子和中性气体通过施加至转移管(140)近端的真空的作用而从应用至表面(130)的样品周围的电离区域(120)中被抽入光谱仪(170)，真空通过光谱仪(170)或外部真空泵(180)而在远端(150)被施加至转移管(140)。在本发明的实施例中，含有离子的气体在转移管(140)的近端进入气体离子分离器，并朝向含有光谱仪入口管(165)的入口区域(160)的入口行进，并且在那里通过光谱仪(170)的真空或者该真空与外部泵(180)的真空的组合而被抽入光谱仪(170)。可以分析通过光谱仪入口管(165)进入光谱仪(170)的体积的含有离子的气体的体积，以允许离子的检测和表征。从未应用有样品的网生成的质谱由大气中存在的低质量分子生成的离子和来自塑料和其它化学物质生产的持久有机分子主导。在实验测试中，样品的引入涉及引导目标气体，或者
将目标样品定位在表面(130)上，然后将表面(130)定位在源(110)与光谱仪(170)之间的电离区域(120)中，并且表面(130)通常会导致光谱外观立即发生变化。
[0137]
实例1
[0138]
使用机器人(英国剑桥市的ttp labtech公司)将八(8)个样品沉积到使用十二(12)孔格式的第一(马萨诸塞州索格斯市的ionsense公司)金属丝网筛上。将样品(200nl的可卡因(0.01mg/ml)、芬太尼(0.01mg/ml)和可待因(0.01mg/ml)的混合物)沉积在如图1所指示的位置3、4、5、6、7、8、9和10中。准备第一quickstrip(90)。将保持样品卡(40)的线性导轨(20)插入坯件(30)中，并设置成以3毫米/秒的速度扫描过如图1所指示的十二(12)个分析点(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12)中的每一个，样品卡(40)中放置有激光切割不锈钢网(50)。
[0139]
使用dart api源分析第一quickstrip(90)，其中氦气作为电离物质，温度设置成300℃，以生成滥用药物的前体离子。图4a是芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api cie(1.0mm出口帽)质量色谱。图4b是可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api dart api cie(1.0mm出口帽)质量色谱。图4c是可待因(sim 300.3
±
0.5da)的正dart api dart api cie(1.0mm出口帽)质量色谱。图4d是形成的离子的正dart api dart api cie(1.0mm出口帽)tic迹线。在未应用有样品的分析点(1，2，11和12，参见图1)中观察到了显著的tic，指示环境中存在的分子(例如，包括邻苯二甲酸酯和全氟烷烃)的电离可以生成相对丰富的背景物质池，一旦将样品引入电离区域，该背景物质池就可能降低目标分子的电离过程的效率。如图10所示，图4a(短划线)、图4b(长划线)、图4c(点划线)中的质量色谱中的峰的宽度与图4d(实线)中的tic峰的宽度的比较显示，图4d中的峰比图4a至4c中观察到的峰更广。此外，tic迹线的强度在比图4a至4c中的sim更早的时间增加。不希望受任何理论束缚，据信观察到了形成“不相关离子”(即，由与样品不相关的背景化学物质形成的离子)的短时间间隔，其有助于tic迹线。因此，提出了存在形成不相关离子的那些背景化学物质，并且它们能够与样品相互作用或竞争电离物质。因此，降低背景化学物质与样品竞争的能力会提高样品分析的灵敏度。
[0140]
实例2
[0141]
使用mosquito机器人将与实例1相同的样品沉积在第二quickstrip上。
[0142]
然后使用如实例1中操作的dart api源分析第二quickstrip，但用2.5mm出口帽。
[0143]
图5a是芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api cie(2.5mm出口帽)质量色谱。图5b是可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api cie(2.5mm出口帽)质量色谱。图5c是可待因(sim 300.3
±
0.5da)的正dart api cie(2.5mm出口帽)质量色谱。图5d是作为网上样品位置的函数的从网产生的所有离子的正dart api cie(2.5mm出口帽)tic迹线。使用1.0mm出口帽获取的tic(图4d)与使用2.5mm出口帽获取的tic(图5d)的比较证实，电离区域随着帽大小的增加而增加。离开帽的气体体积增加并且导致从背景以及样品几乎恒定地产生离子，这意味着在样品被电离之前，在电离区域中存在大量与背景相关的离子。尽管存在着由单独位置中的每一个之间存在的金属齿施加的物理屏障(参见图1中位置1至12之间的坯件30)，但离子的产生几乎是恒定的。观察到窄帽提供更高效的离子产生以进行分析，但其不限制背景物质的产生并且因此其不会减少背景物质与样品相关离子之间的竞争。图5a至5c中的质量色谱中的峰的宽度与tic(图5d)中的峰的宽度的比较再次显示，在每个样品
的分析之前有几乎连续的时间段，其中存在与样品无关的离子，并且因此存在那些背景化学物质并且它们能够与电离物质相互作用或竞争电离物质。
[0144]
实例3
[0145]
使用mosquito机器人将与实例1相同的样品沉积在第三quickstrip上。
[0146]
然后使用如实例1中操作的dart api源分析第三quickstrip，其中样品在dart api he中不连续地呈现，其中电离物质在呈现第一样品之前关闭，当呈现样品时启动并以3毫米/秒移动一(1)秒，然后中断直到呈现第二样品以进行分析，其中对所有十二(12)个样品重复脉冲气体和移动过程。
[0147]
图6a是芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api he(1.0mm出口帽)质量色谱。图6b是可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api he(1.0mm出口帽)质量色谱。图6c是可待因(sim 300.3
±
0.5da)的正dart api he(1.0mm出口帽)质量色谱。图6d是所有形成的离子的正dart api he(1.0mm出口帽)tic迹线。在分析样品时，假设存在的样品越多，观察到的信号强度越大。此外，可以通过作为时间的函数将样品移动通过电离物质来解吸更多的样品离子，以便将更多的样品暴露于电离条件。这两个假设均受到所呈现结果的质疑。在dart api he(1.0mm出口帽)中，样品的移动在关闭电离物质压力的情况下发生，直到网相对于源的位置使得电离物质被引导向样品。电离源中载气压力和网移动以呈现样品的同时激活的时间很短。图6a、6b、6c中的质量色谱中的峰的宽度与tic(图6d)中的峰的宽度的比较显示，在引入样品之前不存在背景化学物质相关离子(参见图11)。也就是说，样品分析期之前没有几乎连续的时间段，其中存在与样品无关的离子。检查图5a、5b、5c和tic(图5d)中的质量色谱中的峰的形状显示，随着样品移动，存在与样品无关的离子。例如，观察到每个峰的拖尾，指示样品离子正在与背景化学物质分子竞争电离物质。
[0148]
实例4
[0149]
使用mosquito机器人将与实例1相同的样品沉积在第四quickstrip上。
[0150]
然后使用如实例3中操作的dart api源分析第四quickstrip，但用2.5mm出口帽。
[0151]
图7a是芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api he(2.5mm出口帽)质量色谱。图7b是可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api he(2.5mm出口帽)质量色谱。图7c是可待因(sim 300.3
±
0.5da)的正dart api he(2.5mm出口帽)质量色谱。图7d是作为网上样品位置的函数的从网形成的所有离子的正dart api he(2.5mm出口帽)tic迹线。使用1.0mm出口帽获取的tic(图6d)与使用2.5mm出口帽获取的tic(图7d)的比较证实，电离区域随着帽大小的增加而增加。在本发明的实施例中，在增加压力以迫使电离物质在网处流动之前不存在离子导致了优先产生样品相关离子。观察到在增加压力以将电离物质引导向样品的时间之前样品移动到电离物质区域中以改善样品相关离子的产生。峰宽的增加和在质量色谱中的每一个中峰拖尾相对于cie增加的观察结果指示，正在发生与背景相关的离子的产生并且这些离子正在减少样品相关离子的产生。
[0152]
实例5
[0153]
使用mosquito机器人将与实例1相同的样品沉积在第四quickstrip上。
[0154]
然后使用如实例1中操作的dart api源(即，用1.0mm出口帽但用dart api pe)分析第五quickstrip(即，将线性导轨设置成跳跃到如图1所指示的十二(12)个分析点(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)中的每一个)，并且在每个跳跃之后静置一(1)秒持续时间，在此
期间氦气被脉冲入dart api源中。
[0155]
图8a是芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的正dart api pe(1.0mm出口帽)质量色谱。图8b是可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api pe(1.0mm出口帽)质量色谱。图8c是可待因(sim 300.3
±
0.5da)的正dart api pe(1.0mm出口帽)质量色谱。图8d是形成的离子的正dart api pe(1.0mm出口帽)tic迹线。在本发明的实施例中，通过完成将样品移动到位、短暂间隔内增加施加至载气的压力，并且然后关闭载气压力，来增加解吸的样品量。不希望受理论束缚，据信当施加载气脉冲时电离物质增加。图8a至8c中的质量色谱中的峰的宽度与tic(图8d)中的峰的宽度的比较显示，在气压降低之前以及仅在气压降低之后的短时间内不存在背景相关离子。样品分析期之前没有几乎连续的时间段，其中产生与样品无关的离子，并且离子的产生在时间上受到电离物质流减少的限制，这有效地减少了背景物质以及样品相关离子的生成。检查图8a至8c和tic(图8d)中的质量色谱中的峰的形状显示，样品相关离子产生的迅速增加得到证实，并且使用脉冲气体方法与静止样品降低了每个峰的拖尾的可能性。不存在背景物质(如tic图8d中的线返回到基线所指示)使得能够使用较不复杂的峰检测算法，先前已证明其由于非均匀峰形状信号而难以做到。
[0156]
实例6
[0157]
使用mosquito机器人将与实例1相同的样品沉积在第六quickstrip上。
[0158]
然后使用如实例5中操作的dart api源分析第六quickstrip，但用2.5mm出口帽。
[0159]
图9a是芬太尼(sim 337.2
±
0.5da)的dart api pe(2.5mm出口帽)质量色谱。图9b是可卡因(sim 304.3
±
0.5da)的正dart api pe(2.5mm出口帽)质量色谱。图9c是可待因(sim 300.3
±
0.5da)的正dart api pe(2.5mm出口帽)质量色谱。图9d是形成的离子的正dart api pe(2.5mm出口帽)tic迹线。使用1.0mm出口帽获取的tic(图8d)与使用2.5mm出口帽获取的tic(图9d)的比较证实，虽然使用2.5mm出口帽时的电离区域增加(与1.0mm出口帽相比)，但是与dart api pe(1.0mm出口帽)相比，dart api pe(2.5mm出口帽)中背景物质的产生未增加。在本发明的实施例中，在增加压力以迫使电离物质在网处流动之前不存在离子导致了优先产生样品相关离子。样品移动到位(随后随着载气压力的增加，短时间内引入载气)导致了优先产生样品相关离子。dart api pe(2.5mm出口帽)质量色谱(图9a、9b、9c)的峰宽是窄的，并且与在dart api pe(1.0mm出口帽)(图8a、8b、8c)中观察到的峰宽相当。峰拖尾的减少是显著的，并且峰丰度的改善值得注意，这与来自连续脉冲样品移动实验的观察结果不同，其中观察到2.5mm出口帽导致背景物质的更连续的产生。
[0160]
在本发明的实施例中，在质量色谱(图9a、9b、9c)中观察到的窄而丰富的峰促进了峰分析，因为无需峰检测。在质量色谱(图9a、9b、9c)中观察到的窄而丰富的峰中，无需背景减除来生成在质量色谱中含有的信息的数字表示。在质量色谱(图9a、9b、9c)中，可以将离子电流丰度对时间求和并生成平均值，而无需考虑峰高。以这种方式，可以生成在质量色谱(图9a、9b、9c)中含有的信息的数字表示。以这种方式，可以使用两(2)秒脉冲电离(t1)以及一(1)秒跳跃和延迟(t2)来分析384个样品dart api pe(2.5mm出口帽)，因此对于基线分离峰每样品需要3.4秒，并且对于384个样品总共需要22分钟。在384个质量色谱中含有的信息可以存储在单个文件中并使用解析软件来访问。在本发明的实施例中，使用解析软件，可以确定存储在单个文件中的384个样品的定量和定性信息。在本发明的实施例中，通过生成含有无需如峰检测或背景减除等处理的峰的质量色谱并将分析与存储组合在单个文件中，打
开存储文件和存储信息的速度对采样速度没有限制。
[0161]
在本发明的实施例中，其中样品包含两个或更多个样品点，并且第一样品点与第二样品点相隔距离d，并且处理该两个或更多个样品点，使得在两个或更多个脉冲中的第一脉冲的时间t1期间，一种或多种电离物质被引导向第一样品点，并且在该两个或更多个脉冲中的第二脉冲的时间t1期间，该一种或多种电离物质被引导向第二样品点，其中该两个或更多个脉冲相隔时间t2，在大约0.9t1秒的下限与大约1.1t1秒的上限之间检测对应于由光谱仪针对第一样品点检测的一种或多种样品离子的峰丰度，其中关于峰丰度，大约是指加或减百分之十。在本发明的替代实施例中，在大约0.95t1秒的下限与大约1.05t1秒的上限之间检测对应于由光谱仪针对第一样品点检测的一种或多种样品离子的峰丰度。在本发明的实施例中，与对应于由光谱仪针对样品点检测的样品离子的峰丰度相比，对应于背景离子的相对峰丰度在大约0.01的下限与大约0.1的上限之间。
[0162]
实例7
[0163]
通过降低出口帽图2(119)的近侧上的气压，并且然后增加该压力以建立到网上的气流，来完成气体的脉冲。载气流越大，电离物质向网的转移越大。为了检验载气流(例如，载气体积)对从样品中产生目标离子的影响，将相同体积的样品暴露于离开1.0mm出口帽的电离物质与离开2.5mm出口帽的电离物质进行对比，其中当孔的近侧上的压力相等时，对于2.5mm出口帽，流过出口孔口的气体体积更大。使用200nl样品中的分析物芬太尼的sim比较，当气体离开1.0mm出口帽(图4a)与离开2.5mm出口帽(图5a)进行对比时，质子化分子的相对丰度的比较是显著的，因为当更多的电离物质被引导向网上的样品时，相对丰度显著降低。对于可卡因(图4b)对比(图5b)和可待因(图4c)对比(图5c)观察到了类似的结果。检查每次分析中产生的所有离子的相对丰度，使用1.00mm出口帽(图4d)产生的tic对比使用2.5mm出口帽(图5d)产生的tic指示，虽然1.0mm出口帽的相对丰度相对于2.5mm出口帽似乎是显著的，但是当使用2.5mm出口帽时，离子的几乎连续的产生和检测生成显著更大体积的离子，这会减少分析物离子的产生。观察到，在2.5mm出口帽实验中产生的离子连续体指示正在产生背景物质，并且这些离子正在减少可用于产生可检测分析物的电离物质的体积。
[0164]
实例5至7中描述的实验说明了在没有脉冲电离和样品移动的情况下背景物质对检测的影响。通过检查200nl样品中的分析物芬太尼的sim来检验出口帽对dart api he中的离子产生的影响。用1.0mm出口帽(图6a)质子化分子的相对丰度对比用2.5mm出口帽(图7a)的质子化分子的相对丰度的比较指示，出口帽的作用不如dart api he与dart api cie之间的差异显著(因为芬太尼相关离子的相对丰度在用1.0mm出口帽的dart api cie中更大(参见图5a))。对于可卡因(图6b)对比(图7b)和可待因(图6c)对比(图7c)观察到了类似的结果。检查每次分析中产生的所有离子的相对丰度，在dart api pe的情况下使用1.0mm出口帽(图6d)产生的tic对比使用2.5mm出口帽(图7d)产生的tic更具可比性，因为尽管到网上的气流更大，但离子的相对丰度更具可比性。在dart api he的情况下，离子从分析物的产生似乎有所改善，然而2.5mm出口帽似乎仍会诱导背景物质的电离，所以因此并不理想。
[0165]
实例5至7中描述的实验认定了背景对dart api he检测的影响。在dart api pe实验条件下，存在小的时间段，其中生成的质谱富含样品相关离子，并且然后样品相关离子减少，因为斑点(其中样品已应用于网上)不再位于正受到电离物质影响的区域中。在本发明
的实施例中，通过检查200nl样品中的分析物芬太尼的sim来检验出口帽对dart api pe中的离子产生的影响。当气体离开1.0mm出口帽(图8a)与离开2.5mm出口帽(图9a)进行对比时，对于2.5mm出口帽，质子化分子的相对丰度的比较得到显著改善，因为相对丰度和芬太尼sim的显著上升和下降相对于1.0mm出口帽得到改善。对于可卡因(图8b)对比(图9b)和可待因(图8c)对比(图9c)观察到了类似的结果。检查每次分析中产生的所有离子的相对丰度指示，在dart api pe中，2.5mm出口帽改善了分析物的检测。使用1.0mm出口帽(图8d)产生的tic指示产生的离子丰度比使用2.5mm出口帽(图9d)产生的离子丰度小，然而，由于最希望产生分析物离子而不是背景物质，所以使用2.5mm出口帽的dart api pe是优选的。
[0166]
在本发明的实施例中，观察到dart api pe产生更均匀的峰，其指示来自背景物质的干扰更少。在本发明的实施例中，dart api pe和dart api he减小了在分析期间样品将完全从目标中被移除的可能性，从而限制了背景物质电离的可能性。在本发明的实施例中，实现足以解吸和电离样品的气流是通过：将装置的压力和流量与脉冲的持续时间相匹配以在该持续时间内最佳地解吸样品而不需要更长时间。用不同的出口帽观察到改善的信号很重要，因为样品大小可能改变，可能需要从较大表面区域电离。将更多的电离物质流过2.5mm出口帽会导致更宽的电离场，如dart api cie(参见图4和图5)和dart api he所示，其中tic未返回基线。如果以更低的位置准确度应用样品或者将样品分布在更大的区域上，则更宽的电离场可以产生改善的结果。然而，由于精确的定位精度和应用小体积的样品，更宽的电离场是不必要的。另一方面，载气流不足很可能也是要避免的状况。也就是说，需要足够的电离物质来成功地电离样品。
[0167]
分析样品的共同前提是，存在的样品越多，针对样品观察到的信号强度越大。此外，从该前提得出，通过作为时间的函数将样品移动通过电离物质，可以增加解吸的样品离子的量，以便可以解吸所有样品。在出乎意料的结果中，可以基于所呈现的结果来质疑这两个前提的基础。在出乎意料的结果中，通过(i)精确地定位体积减小的样品以及(ii)在样品上精确地定位电离物质的短脉冲而不移动电离物质相对于样品的位置，可以观察到提高的灵敏度。本文考虑的实施例还包括以下实施例r1至r35、s1和t1至t50。
[0168]
实施例r1.一种用于沉积一定体积的生物样品以进行大气电离的采样器，其包括：被设计成限制样品区域的网；能够将在大气中形成的电离物质引导向受限区域样品的供应源；以及用于分析由所述电离物质形成的样品离子的光谱仪。
[0169]
实施例r2.根据实施例r1所述的采样器，其中所述样品是被吸附、吸收、结合和含有在网上的一种或多种。
[0170]
实施例r3.根据实施例r1或r2所述的采样器，还包括用于定位所述网以与所述电离物质相互作用的装置。
[0171]
实施例r4.根据实施例r1至r3所述的采样器，其中表面上的稀释样品密度在以下两者之间：大约1皮克每平方毫米的下限；大约1纳克每平方毫米的上限。
[0172]
实施例r5.根据实施例r1至r4所述的采样器，其中所述电离物质包括分散在气体中的电离物质。
[0173]
实施例r6.根据实施例r1至r5所述的采样器，还包含在所述电离物质与所述稀释样品相互作用之后并且在所述样品离子进入所述光谱仪之前引入的气体离子分离器。
[0174]
实施例r7.根据实施例r1至r6所述的采样器，其中所述网是栅格。
[0175]
实施例r8.根据实施例r1至r7所述的采样器，还包括用于相对于所述电离物质移动所述网的装置。
[0176]
实施例r9.一种用于对血清中存在的样品进行脉冲大气电离的电离器，其包括：被设计成限制表面区域的表面；机器人，所述机器人被编程为接收样品，被编程为生成受限区域样品，并且被编程为将所述样品递送至受限区域表面，其中所述表面上的样品密度小于大约1纳克每平方毫米；以及供应源，所述供应源能够将由脉冲大气电离源形成的电离物质引导向所述表面上的所述受限区域样品。
[0177]
实施例r10.根据实施例r9所述的电离器，其中稀释样品是被吸附、吸收、结合和含有在表面上的一种或多种。
[0178]
实施例r11.根据实施例r9或r10所述的电离器，还包括用于定位所述表面以与所述电离物质相互作用的装置。
[0179]
实施例r12.根据实施例r9至r11所述的电离器，其中所述电离物质包括分散在气体中的电离物质。
[0180]
实施例r13.根据实施例r9至r12所述的电离器，还包括气体离子分离器。
[0181]
实施例r14.根据实施例r9至r13所述的电离器，其中所述表面是栅格。
[0182]
实施例r15.根据实施例r9至r14所述的电离器，还包括用于相对于所述电离物质移动所述表面的装置。
[0183]
实施例r16.根据实施例r9至r15所述的电离器，其中所述表面支撑多个样品，所述多个样品相隔足以使所述电离物质不会同时从邻近样品解吸样品材料的距离。
[0184]
实施例r17.根据实施例r9至r16所述的电离器，其中所述表面安装在可移动的平台上，所述平台速度受到控制，以一定速度移动所述样品通过所述电离物质，使得所述电离物质不会同时从邻近样品解吸样品材料。
[0185]
实施例r18.根据实施例r9至r17所述的电离器，其中所述表面的速度足以使所述样品独立于邻近样品完全汽化。
[0186]
实施例r19.根据实施例r9至r18所述的电离器，其中所述表面的所述速度足以使所述表面上每平方毫米的所述样品密度增加。
[0187]
实施例r20.一种电离样品的方法，其包括：接收样品；用水稀释所述样品；将稀释样品应用于栅格；以及使所述栅格上的所述样品在脉冲大气压电离源前通过。
[0188]
实施例r21.根据实施例r20所述的方法，其中所述样品以调节的速度在所述大气电离源前通过。
[0189]
实施例r22.根据实施例r20或r21所述的方法，其中增加所述调节的速度以降低基体效应。
[0190]
实施例r23.根据实施例r20至r22所述的方法，其中电离物质流离开所述脉冲大气压电离源是不连续的。
[0191]
实施例r24.根据实施例r20至r23所述的方法，其中当样品移动到所述电离源出口前的位置时，所述电离物质流开始离开所述脉冲大气压电离源，以完成对所述样品的分析。
[0192]
实施例r25.根据实施例r20至r24所述的方法，其中所述电离物质流离开所述脉冲大气压电离源和所述样品进入靠近所述流的位置在时间上是一致的。
[0193]
实施例r26.根据实施例r25所述的方法，其中一致时间段在时间上被限制为所述
样品的不完全解吸。
[0194]
实施例r27.根据实施例r26所述的方法，其中不完全解吸导致生成更高斯分布的电离样品。
[0195]
实施例r28.根据实施例r27所述的方法，其中样品相关离子的所述高斯分布使得能够收集更均匀的数据包。
[0196]
实施例r29.根据实施例r28所述的方法，其中可以使用统计分析程序来处理均匀的数据包，而无需对通常在所述栅格上存在的所述样品被完全解吸时收集的数据的背景减除。
[0197]
实施例r30.根据实施例r29所述的方法，其中通过使用所述更均匀的数据包来改善统计分析的结果。
[0198]
实施例r31.根据实施例r30所述的方法，其中所述电离物质流离开所述脉冲大气压电离源是不连续的，这使得能够减少分析所需的气体体积。
[0199]
实施例r32.根据实施例r31所述的方法，其中在dart实验中样品解吸和电离所需的载气体积减少超过95％。
[0200]
实施例r33.根据实施例r32所述的方法，其中载气脉冲的使用消除了与所述栅格上存在的所述样品无关的离子的产生。
[0201]
实施例r34.根据实施例r33所述的方法，其中所述载气脉冲的使用(以生成所述电离物质)可与第二气体载气的脉冲组合，以允许通过所述电离样品与通常称为掺杂剂的所述第二气体的反应来选择性地电离所述样品中存在的不同物质。
[0202]
实施例r35.一种大气电离装置，其包括：适用于接触样品的网；适用于生成脉冲载气的载气供应源；第一大气压室，所述第一大气压室具有所述脉冲载气的入口、其中的第一电极，以及用于在所述脉冲载气中产生放电从而产生至少亚稳态中性激发态物质的对电极；出口端口，所述出口端口用于将在大气中形成的电离物质引导向所述网；以及光谱仪，所述光谱仪用于分析由所述电离物质与所述网上的所述样品相互作用而形成的样品离子。
[0203]
实施例s1.一种用于电离样品的脉动流大气压电离装置，其包括：第一大气压室，所述第一大气压室包括：载气的入口；第一电极；对电极；以及出口端口；电源，所述电源被配置成对所述第一电极和所述对电极通电，以在所述第一电极与所述对电极之间提供电流以生成放电；以及压力调节器，所述压力调节器被配置成将两个或更多个载气脉冲引入到所述第一大气压室，其中所述两个或更多个脉冲相隔时间t，其中所述电源在时间t期间连续地操作，其中当所述两个或更多个载气脉冲中的每一个与所述放电相互作用时，生成一种或多种电离物质，其中所述一种或多种电离物质与脉动载气之间的气体接触将在大气中形成的所述一种或多种电离物质通过所述出口端口引导向样品，从而形成所述样品的离子。
[0204]
实施例t1.一种用于电离样品的脉动流大气压电离装置，其包括：第一大气压室，所述第一大气压室包括：载气的入口；第一电极；对电极；以及出口端口；电源，所述被配置成对所述第一电极和所述对电极通电，以在所述第一电极与所述对电极之间提供电流以生成放电；以及压力调节器，所述压力调节器被配置成将两个或更多个载气脉冲引入到所述第一大气压室，其中两个或更多个载气脉冲的持续时间达时间t1，其中所述两个或更多个载气脉冲相隔时间t2，其中所述两个或更多个载气脉冲在时间t1期间与所述放电的相互作
用生成一种或多种电离物质，其中所述一种或多种电离物质与所述两个或更多个载气脉冲之间的气体接触将在大气中形成的所述一种或多种电离物质通过所述出口端口引导向样品，从而形成所述样品的离子。
[0205]
实施例t2.根据实施例t1所述的采样器，其中所述电源被配置成连续地对所述第一电极和所述对电极通电。
[0206]
实施例t3.根据实施例t1或t2所述的采样器，其中所述一种或多种电离物质包含离子、电子、热原子、热分子、自由基和亚稳态中性激发态物质。
[0207]
实施例t4.根据实施例t1至t3所述的采样器，其中所述样品包含应用于网、浸入式探针、spme纤维、带票的杖、玻璃或金属载玻片、细丝、玻璃或金属棒、纤维或金属丝环的分析物。
[0208]
实施例t5.根据实施例t1至t4所述的采样器，还包含在所述出口端口处的帽，其中所述帽具有以下两者之间的出口孔：大约0.1mm的下限；以及大约4mm的上限。
[0209]
实施例t6.根据实施例t1至t5所述的采样器，其中所述样品包含两个或更多个样品点，其中第一样品点与第二样品点相隔距离d，其中处理所述两个或更多个样品点，使得在所述两个或更多个载气脉冲中的第一脉冲的所述时间t1期间将所述一种或多种电离物质引导向所述第一样品点，并且在所述两个或更多个载气脉冲中的第二脉冲的所述时间t1期间将所述一种或多种电离物质引导向所述第二样品点。
[0210]
实施例t7.根据实施例t6所述的采样器，其中处理所述两个或更多个样品点，使得所述两个或更多个样品点在所述时间t1期间保持静止。
[0211]
实施例t8.根据实施例t6或t7所述的采样器，其中在所述时间t2期间处理所述两个或更多个样品点，使得所述一种或多种电离物质从所述第一样品点被引导向所述第二样品点。
[0212]
实施例t9.根据实施例t6至t8所述的采样器，其中处理所述两个或更多个样品点，使得所述两个或更多个样品点在所述时间t2期间移动通过所述距离d。
[0213]
实施例t10.根据实施例t9所述的采样器，其中所述距离d在以下两者之间：大约0.5mm的下限以及大约9mm的上限。
[0214]
实施例t11.根据实施例t1至t6所述的采样器，还包含在所述出口端口处具有出口孔的帽，其中选择出口孔尺寸以产生具有以下两者之间的空间分辨率：大约0.2mm的下限；以及大约9mm的上限。
[0215]
实施例t12.根据实施例t11所述的采样器，其中所述样品包含两个或更多个样品点，其中第一样品点与第二样品点相隔距离d，其中基于所述距离d选择所述空间分辨率。
[0216]
实施例t13.根据实施例t1至t12所述的采样器，其中产生的所述放电是电晕放电、电弧放电和辉光放电中的一种或多种。
[0217]
实施例t14.根据实施例t1至t13所述的采样器，其中所述时间t1在以下两者之间：大约0.1秒的下限以及大约10秒的上限。
[0218]
实施例t15.根据实施例t1至t14所述的采样器，其中所述时间t2在以下两者之间：大约0.1秒的下限以及大约10秒的上限。
[0219]
实施例t16.根据实施例t1至t15所述的采样器，还包含与所述第一大气压室流体连通的加热元件。
[0220]
实施例t17.根据实施例t16所述的采样器，其中所述载气在所述加热元件附近通过。
[0221]
实施例t18.根据实施例t16或t17所述的采样器，其中所述载气被加热到大约100℃的下限与大约500℃的上限之间的温度。
[0222]
实施例t19.根据实施例t1至t18所述的采样器，还包含位于所述出口端口处的栅格。
[0223]
实施例t20.根据实施例t19所述的采样器，其中将第一电势施加至所述栅格以偏转带电物质。
[0224]
实施例t21.根据实施例t1至t20所述的采样器，其中载气压力在大约0psi的下限与大约80psi的上限之间。
[0225]
实施例t22.一种用于分析样品的装置，其包括：第一大气压室，所述第一大气压室包括载气的入口、第一电极、对电极，以及出口端口；电源，所述电源被配置成对所述第一电极和所述对电极通电，以在所述第一电极与所述对电极之间提供电流以生成放电；压力调节器，所述压力调节器被配置成将载气引入所述第一大气压室以生成两个或更多个载气脉冲，其中两个或更多个载气脉冲的持续时间达时间t1，其中所述两个或更多个载气脉冲相隔时间t2，其中所述两个或更多个载气脉冲在时间t1期间与所述放电的相互作用生成一种或多种电离物质，其中所述一种或多种电离物质与所述两个或更多个载气脉冲之间的气体接触将在大气中形成的所述一种或多种电离物质通过所述出口端口引导向样品，从而生成一种或多种样品离子，以及用于分析所述一种或多种样品离子的光谱仪。
[0226]
实施例t23.根据实施例t22所述的装置，其中所述电源被配置成连续地对所述第一电极和所述对电极通电。
[0227]
实施例t24.根据实施例t22或t23所述的装置，其中所述一种或多种电离物质包含离子、电子、热原子、热分子、自由基和亚稳态中性激发态物质。
[0228]
实施例t25.根据实施例t22至t24所述的装置，其中所述样品包含应用于网、浸入式探针、spme纤维、带票的杖、玻璃或金属载玻片、细丝、玻璃或金属棒、纤维或金属丝环的分析物。
[0229]
实施例t26.根据实施例t22至t25所述的装置，还包含气体离子分离器。
[0230]
实施例t27.根据实施例t22至t26所述的装置，其中所述气体离子分离器相对于低质量离子增加一种或多种样品离子的峰丰度。
[0231]
实施例t28.一种用于分析样品的装置，其包括第一大气压室，所述第一大气压室包括载气的入口、第一电极、对电极，以及出口端口；电源，所述电源被配置成对所述第一电极和所述对电极通电，以在所述第一电极与所述对电极之间提供电流以生成放电；压力调节器，所述压力调节器被配置成将载气引入所述第一大气压室以生成两个或更多个载气脉冲，其中两个或更多个载气脉冲的持续时间达时间t1，其中所述两个或更多个载气脉冲相隔时间t2，其中所述两个或更多个载气脉冲在时间t1期间与所述放电的相互作用生成一种或多种电离物质，其中所述一种或多种电离物质与所述两个或更多个载气脉冲之间的气体接触将在大气中形成的所述一种或多种电离物质通过所述出口端口引导向样品，从而生成一种或多种样品离子，以及用于从所述一种或多种样品离子的分析中生成质量色谱的光谱仪。
[0232]
实施例t29.根据实施例t28所述的装置，其中所述电源被配置成连续地对所述第一电极和所述对电极通电。
[0233]
实施例t30.根据实施例t28或t29所述的装置，其中所述一种或多种电离物质包含离子、电子、热原子、热分子、自由基和亚稳态中性激发态物质。
[0234]
实施例t31.根据实施例t28至t30所述的装置，其中所述样品包含应用于网、浸入式探针、spme纤维、带票的杖、玻璃或金属载玻片、细丝、玻璃或金属棒、纤维或金属丝环的分析物。
[0235]
实施例t32.根据实施例t28至t31所述的装置，其中所述样品包含两个或更多个样品点，其中第一样品点与第二样品点相隔距离d，其中处理所述两个或更多个样品点，使得所述一种或多种电离物质在所述两个或更多个载气脉冲中的第一脉冲的所述时间t1期间被引导向所述第一样品点，并且所述一种或多种电离物质在所述两个或更多个载气脉冲中的第二脉冲的所述时间t1期间被引导向所述第二样品点。
[0236]
实施例t33.根据实施例t28至t32所述的装置，其中处理所述两个或更多个样品点，使得所述两个或更多个样品点在所述时间t1期间保持静止。
[0237]
实施例t34.根据实施例t28至t33所述的装置，其中在所述时间t2期间处理所述两个或更多个样品点，使得所述一种或多种电离物质从所述第一样品点被引导向所述第二样品点。
[0238]
实施例t35.根据实施例t28至t34所述的装置，还包含气体离子分离器。
[0239]
实施例t36.根据实施例t35所述的装置，其中所述气体离子分离器相对于低质量离子增加一种或多种样品离子的峰丰度。
[0240]
实施例t37.根据实施例t28至t36所述的装置，其中在时间t2期间没有检测到背景离子。
[0241]
实施例t38.根据实施例t28至t37所述的装置，其中与对应于由所述光谱仪针对所述第一样品点检测的所述一种或多种样品离子的峰丰度相比，对应于背景离子的相对峰丰度在以下两者之间：大约0.01的下限以及大约0.1的上限。
[0242]
实施例t39.根据实施例t28至t38所述的装置，其中在时间t1期间检测由所述光谱仪检测的所述一种或多种样品离子。
[0243]
实施例t40.根据实施例t28至t39所述的装置，其中在时间t1期间检测由所述光谱仪检测的对应于所述第一样品点的所述一种或多种样品离子。
[0244]
实施例t41.根据实施例t28至t40所述的装置，其中在大约0.9
×
t1秒的下限与大约1.1
×
t1秒的上限之间检测对应于由所述光谱仪针对所述第一样品点检测的所述一种或多种样品离子的峰丰度。
[0245]
实施例t42.根据实施例t28至t41所述的装置，其中所述质量色谱中的一个或多个峰无需峰检测。
[0246]
实施例t43.根据实施例t28至t42所述的装置，其中时间t1期间的峰丰度消除了对峰检测的需要。
[0247]
实施例t44.根据实施例t28至t43所述的装置，其中多个样品的所述质量色谱存储在一(1)个数据文件中。
[0248]
实施例t45.一种用脉冲流大气压电离装置电离分析物的方法，其包括：(a)相对于
与第一电极隔开的第二电极对所述第一电极通电，其中所述第一电极和所述第二电极位于室中，其中所述室包含气体入口和出口，其中相对于所述第二电极对所述第一电极通电会生成放电，(b)通过气体入口将两个或更多个载气脉冲引入所述室中，其中所述两个或更多个载气脉冲的持续时间达时间t1，其中所述两个或更多个载气脉冲相隔时间t2，(c)生成所述两个或更多个载气脉冲的离子、电子和激发态物质，以及(d)将所述离子、电子、激发态物质引导向分析物。
[0249]
实施例t46.根据实施例t45所述的方法，其中在时间t1+t2期间相对于所述第一电极连续对所述第二电极通电。
[0250]
实施例t47.根据实施例t45或t46所述的方法，其中所述分析物包含第一样品点和第二样品点，其中所述第一样品点与所述第二样品点相隔距离d，还包括(e)处理所述第一样品点和所述第二样品点，使得所述离子、电子、激发态物质在所述两个或更多个载气脉冲中的第一脉冲期间被引导向所述第一样品点，并且所述离子、电子、激发态物质在所述两个或更多个载气脉冲中的第二脉冲期间被引导向所述第二样品点。
[0251]
实施例t48.根据实施例t47所述的方法，还包括(f)在持续时间t1的第一时间期间保持所述第一样品点静止。
[0252]
实施例t49.根据实施例t48所述的方法，还包括(g)在持续时间t1的第二时间期间保持所述第二样品点静止。
[0253]
实施例t50.根据实施例t49所述的方法，还包括(h)在时间t2期间从所述第一样品点移动到所述第二样品点。
[0254]
本文已经描述了本发明的方法、系统和组件的示例实施例。如其它地方所指出的，这些示例实施例仅出于说明性而非限制性的目的而描述。其它实施例也是可能的，并且被本发明所覆盖。基于本文所含有的教示，此类实施例对于相关领域的技术人员来说将是显而易见的。例如，可以设想，不管上述各个附图和实施例中所描绘的实际形状如何，入口管的外径出口可以是锥形的或非锥形的，并且出口管的外径入口可以是锥形的或非锥形的。
[0255]
因此，本发明的广度和范围不应当受限于任何上文描述的示范性实施例，而是应当仅根据以下权利要求及其等效物来限定。