一种质谱电离源制造技术

本发明专利技术公开了一种质谱电离源，属于质谱离子源技术领域，为解决现有的离子源电离源检测范围受限及离子化效率低等问题而设计。质谱电离源包括进样装置、推斥电极和介质阻挡放电装置；液体或气体样品通过进样装置的进样管进入三通喷头内，经脱溶剂后的液体样品随载气一起或气体样品由三通喷头的引出端喷出；反应气体通过介质阻挡放电装置的导气管进入绝缘介质腔中，在放电电极的作用下产生低温等离子体，并由绝缘介质腔的引出端喷出；低温等离子体与液体或气体样品在质谱口处逆流汇聚，形成电离的样品分子，并在推斥电极的作用下向质谱口汇聚。本发明专利技术不仅扩展了电离源检测范围，而且提高了离子化效率和仪器检测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种质谱电离源
本专利技术涉及一种质谱离子源，尤其涉及一种适用于分析液体或气体样品的质谱电离源。
技术介绍
质谱法是已知的最灵敏且应用范围广泛的分析方法之一，该方法使用的质谱仪器由离子源和质量分析器两部分组成。其中，离子源是样品离子化的关键技术。电喷雾离子源(ESI)作为一种常见的大气压质谱离子化方法，电喷雾应用电场来产生带电雾滴，通过离子蒸发将分析物离子送入质谱进行检测。离子化是在液态下完成的，这种电离技术适合于生物大分子物质的电离，但是电离效率比较低，对不挥发盐的忍耐力也比较低，而对于有机氯化合物和气体分子样品来说，ESI则无法使样品有效地电离。发展多年的等离子体技术被广泛应用于臭氧发生、环境保护、纺织品表面处理等诸多领域，近年来开始应用于样品离子化领域，如辉光放电(glowdischarge，GD)，介质阻挡放电(dielectricbarrierdischarge，DBD)，低温等离子体离子源(low-temperatureplasmasource，LTP)。辉光放电离子装置结构简便，操作费用较低，但是需要一定的真空度，导致仪器的设计复杂。中国专利2006100115481公开的介质阻挡放电离子源结构简单，气体流速低，污染少且成本低，大气压下即可完成固体样品的直接解吸附与离子化，但其电极分别在介质两侧，样品的形状、大小及厚度受电极与介质空间大小的限制。中国专利2008102270160公开的低温等离子体电离源对中国专利2006100115481进行了改进，但主要适用于固体有机物、液体有机物或含有液体有机物的溶液，电离源单一，其检测范围受到限制。专利
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种电离源检测范围广，离子化效率高，仪器检测灵敏度高的质谱电离源。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种质谱电离源，包括进样装置、推斥电极和介质阻挡放电装置；所述进样装置包括进样管和与所述进样管连通的三通喷头，液体或气体样品通过所述进样管进入所述三通喷头内，经脱溶剂后的液体样品随载气一起或气体样品由所述三通喷头的引出端喷出；所述三通喷头为引出端设有向内收缩开口的腔体结构；所述介质阻挡放电装置包括绝缘介质腔、放电电极、导气管，反应气体通过所述导气管进入所述绝缘介质腔中，在所述放电电极的放电作用下产生低温等离子体，并由所述绝缘介质腔的引出端喷出；所述绝缘介质腔为一端引出端设有向内收缩开口，另一端密封的腔体结构；所述推斥电极位于质谱仪质量分析器的质谱口的前方；所述低温等离子体与喷出的液体或气体样品在所述质谱口处逆流汇聚，形成电离的样品分子，所述电离的样品分子在所述推斥电极的作用下向所述质谱口汇聚。优选的，所述进样管包括液体进样管、通气管和加热装置；所述液体进样管套设于所述三通喷头内，且所述液体进样管的一端伸出所述三通喷头的液体引入端，另一端位于所述三通喷头内；所述液体进样管的外壁与所述三通喷头的内壁之间形成鞘气层；所述通气管的一端伸入所述三通喷头内，并与所述鞘气层相连通，另一端伸出所述三通喷头的气体引入端，所述通气管用于通入载气或气体样品；所述加热装置包覆于所述三通喷头外，用于加热液体样品脱除溶剂。优选的，所述三通喷头的液体引入端与伸出所述三通喷头液体引入端的所述液体进样管之间设置液体进样管密封件；所述三通喷头的气体引入端与伸出所述三通喷头气体引入端的所述通气管之间设置通气管密封件。优选的，所述放电电极包括内电极和外电极；所述内电极为棒状电极或空心管状电极，其套设于所述绝缘介质腔内，所述内电极的一端与供电电源的一端相连，所述内电极的另一端位于所述绝缘介质腔内，并与所述绝缘介质腔的引出端端口相距3-10mm；所述外电极环绕所述绝缘介质腔外壁设置，所述外电极的外周包覆绝缘介质，所述外电极与所述供电电源的另一端相连，靠近所述绝缘介质腔引出端的所述外电极一端与所述绝缘介质腔的引出端端口相距2-5mm。优选的，所述绝缘介质腔的另一端通过密封装置密封，所述密封装置上设置有所述导气管；所述导气管的一端伸入所述密封装置内，并与所述绝缘介质腔的一端相连通，另一端伸出所述密封装置，所述导气管用于通入所述反应气体。优选的，所述绝缘介质腔的引出端端口与所述质谱口形成夹角为90-135°，所述绝缘介质腔的引出端端口与所述质谱口相距3-5mm；所述三通喷头的引出端端口与所述质谱口相距3-5mm；所述三通喷头的引出端端口与所述绝缘介质腔的引出端端口在同一直线上或两者形成夹角0-45°，且两者相距5-10mm；所述推斥电极与所述质谱口相距6-10mm。优选的，所述绝缘介质腔由石英玻璃或陶瓷制作而成。优选的，所述绝缘介质腔的内径为0-3mm，长度为50-120mm。优选的，所述供电电源为高压射频电源，频率为0.5-500KHz，峰值电压为220-80000V，工作功率为2-50W。优选的，所述推斥电极采用金属片作为电极。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供了一种质谱电离源，其进样装置采用三通喷头，不仅可以用于分析液体样品，还可以分析气体样品，有效扩大了离子源的适用范围。液体或气体样品通过进样装置的进样管进入三通喷头内，经脱溶剂后的液体样品随载气一起或气体样品由三通喷头的引出端喷出；而反应气体通过介质阻挡放电装置的导气管进入绝缘介质腔中，在放电电极的放电作用下产生低温等离子体，并由绝缘介质腔的引出端喷出；低温等离子体与喷出的液体或气体样品在质谱口处逆流汇聚，形成电离的样品分子，电离的样品分子在推斥电极的电压作用下向质谱口汇聚，起到离子选择性的作用，有效加大了样品离子的进样量，提高了离子化效率和仪器检测灵敏度，为进一步拓展等离子体技术在质谱领域的应用范围提供了可能。(2)当液体样品进样时，通过加热装置可以有效脱除液体样品中的溶剂。(3)绝缘介质腔的引出端端口与质谱口形成夹角为90-135°，绝缘介质腔的引出端端口与质谱口相距3-5mm；三通喷头的引出端端口与质谱口相距3-5mm；三通喷头的引出端端口与绝缘介质腔的引出端端口在同一直线上或两者形成夹角0-45°，且两者相距5-10mm；推斥电极与所述质谱口相距6-10mm。这样，由三通喷头的引出端喷出的样品与由绝缘介质腔的引出端喷出的低温等离子体流逆流接触，增加了样品和等离子体接触的时间，样品电离充分。(4)绝缘介质腔是由石英玻璃或陶瓷制作而成，不但具有良好的隔热性能，还具有良好的绝缘性能，并且制作加工容易，价格便宜。(5)推斥电极采用金属片作电极，通过在推斥电极上施加一定的直流电压，使推斥电极与质谱口之间形成一定的压降，提高了带电样品的进样量。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的质谱电离源的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的进样装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例一提供的介质阻挡放电装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例二提供的质谱电离源的结构示意图。图中，1、进样装置；11、三通喷头；12、液体进样管；13、通气管；14、加热装置；15、液体进样管密封件；16、通气管密封件；2、推斥电极；3、介质阻挡放电装置；31、绝缘介质腔；32、放电电极；33、导气管；321、内电极；322、外电极；34、供电电源；35、绝缘介质；36、密封装置；4、质谱口；5、样品汇聚电离区。具体实施方式下面结合附图并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质谱电离源，其特征在于：包括进样装置(1)、推斥电极(2)和介质阻挡放电装置(3)；所述进样装置(1)包括进样管和与所述进样管连通的三通喷头(11)，液体或气体样品通过所述进样管进入所述三通喷头(11)内，经脱溶剂后的液体样品随载气一起或气体样品由所述三通喷头(11)的引出端喷出；所述三通喷头(11)为引出端设有向内收缩开口的腔体结构；所述介质阻挡放电装置(3)包括绝缘介质腔(31)、放电电极(32)、导气管(33)，反应气体通过所述导气管(33)进入所述绝缘介质腔(31)中，在所述放电电极(32)的放电作用下产生低温等离子体，并由所述绝缘介质腔(31)的引出端喷出；所述绝缘介质腔(31)为一端引出端设有向内收缩开口，另一端密封的腔体结构；所述推斥电极(2)位于质谱仪质量分析器的质谱口(4)的前方；所述低温等离子体与喷出的液体或气体样品在所述质谱口(4)处逆流汇聚，形成电离的样品分子，所述电离的样品分子在所述推斥电极(2)的作用下向所述质谱口(4)汇聚。

【技术特征摘要】
1.一种质谱电离源，其特征在于：包括进样装置(1)、推斥电极(2)和介质阻挡放电装置(3)；所述进样装置(1)包括进样管和与所述进样管连通的三通喷头(11)，液体或气体样品通过所述进样管进入所述三通喷头(11)内，经脱溶剂后的液体样品随载气一起或气体样品由所述三通喷头(11)的引出端喷出；所述三通喷头(11)为引出端设有向内收缩开口的腔体结构；所述介质阻挡放电装置(3)包括绝缘介质腔(31)、放电电极(32)、导气管(33)，反应气体通过所述导气管(33)进入所述绝缘介质腔(31)中，在所述放电电极(32)的放电作用下产生低温等离子体，并由所述绝缘介质腔(31)的引出端喷出；所述绝缘介质腔(31)为一端引出端设有向内收缩开口，另一端密封的腔体结构；所述推斥电极(2)位于质谱仪质量分析器的质谱口(4)的前方；所述低温等离子体与喷出的液体或气体样品在所述质谱口(4)处逆流汇聚，形成电离的样品分子，所述电离的样品分子在所述推斥电极(2)的作用下向所述质谱口(4)汇聚。2.根据权利要求1所述的一种质谱电离源，其特征在于：所述进样管包括液体进样管(12)、通气管(13)和加热装置(14)；所述液体进样管(12)套设于所述三通喷头(11)内，且所述液体进样管(12)的一端伸出所述三通喷头(11)的液体引入端，另一端位于所述三通喷头(11)内；所述液体进样管(12)的外壁与所述三通喷头(11)的内壁之间形成鞘气层；所述通气管(13)的一端伸入所述三通喷头(11)内，并与所述鞘气层相连通，另一端伸出所述三通喷头(11)的气体引入端，所述通气管(13)用于通入载气或气体样品；所述加热装置(14)包覆于所述三通喷头(11)外，用于加热液体样品脱除溶剂。3.根据权利要求2所述的一种质谱电离源，其特征在于：所述三通喷头(11)的液体引入端与伸出所述三通喷头(11)液体引入端的所述液体进样管(12)之间设置液体进样管密封件(15)；所述三通喷头(11)的气体引入端与伸出所述三通喷头(11)气体引入端的所述通气管(13)之间设置通气管密封件(16)。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种质谱电离源，其特征在于：所述放电电极(32...

【专利技术属性】
技术研发人员：程平，刘吉星，朱辉，董俊国，周振，
申请(专利权)人：昆山禾信质谱技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32