一种微波等离子体炬电离源制造技术

本实用新型专利技术提供一种微波等离子体炬电离源，所述电离源包括水平同轴放置的微波等离子体炬管和进样系统，微波等离子体炬管的头部设有开口端，所述开口端朝向质谱扫描仪的离子传输管口，进样系统与微波等离子体炬管的尾部连接，进样系统采用喷雾进样装置；本实用新型专利技术采用该微波等离子体炬电离源配合质谱扫描仪进行质谱分析。本实用新型专利技术采用喷雾进样装置代替传统的气动雾化去溶装置，电离源装置结构简单、电离效率高，电离分析时样品消耗量少、分析速度快，对于高成本或稀有样品来说，分析成本显著降低。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电离质谱分析
，具体涉及一种微波等离子体炬电离源。
技术介绍
质谱分析技术是待测样品离子化后经质谱仪检测质荷比和信号响应强度进而确定待测物结构和含量的方法。由于质谱技术灵敏度高、分析速度快、耗样量少等优点，而被广泛应用于石油化工、食品医药安全、公共安全、代谢组学、地质科学等领域。电离源作为质谱仪一个非常重要的部分，主要用于将待测物质由分子形态转化为离子形态，被质谱大师R.G.Cooks教授认为是质谱仪器的心脏。在质谱发展过程中传统的电离质谱技术包括：电感耦合等离子体质谱(Inducedcoupledplasmamassspectrometry,ICP-MS)，化学电离技术(ChemicalIonizationSource,CI)，解吸电离技术(DesorptionIonSource,DI)，电子轰击电离技术(ElectronImpactIonSource,EI)，喷雾电离技术(SprayIonization,SI)，以及后来基于此发展起来的ESI、MALDI和常压化学电离技术(APCI)等。在高通量、无损和反应监测的分析过程中，这些常压电离源已经被用于从小分子到大分子物质的各种化合物分析中。科技在进步，技术也朝着更为便捷、快速的方向发展。2004年，Cooks等采取电喷雾解吸电离(DESI)技术，无需样品预处理，在常压下即可对固体表面物质直接离子化，成功地获得待测物质的质谱信息，为实现无需样品预处理的常压快速质谱分析开辟了新的道路，随即引发了常压离子化技术的快速质谱分析研究趋势。微波等离子体炬(MPT)是1985年，金钦汉教授提出并研制的一种最初用作光谱分析的激发光源，随后金教授和美国印第安纳大学的G.M.Hieftje等共同对MPT进行改进。MPT能够在很低的功率和载气、维持气流条件下产生稳定的等离子体，这就很好地克服了ICP成本高等缺陷，成为大家倍受关注的激发光源，并已被广泛用于包括环境、地质、半导体、临床等许多不同领域。雾化法为MPT分析溶液样品的最常用的也是最方便的样品引入方式，其中雾化法中的气动雾化法制作及应用技术相对成熟，因此常与去溶装置联用，从而实现MPT对溶液样品的分析。去溶装置包含加热套、循环冷凝水、浓硫酸干燥池等复杂装置，且现有的去溶装置主要材质为玻璃，在实验过程中具有易碎、体积大不易携带，导致进样系统具有结构复杂、样品通道较长、易耗损、分析速度慢等不足。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种离子化效率高、分析速度快、成本低、装配简单的微波等离子体炬电离源。本技术的上述目的是由以下技术方案来实现的：一种微波等离子体炬电离源，包括水平同轴放置的微波等离子体炬管和进样系统，微波等离子体炬管的头部设有开口端，所述开口端朝向质谱扫描仪的离子传输管口，进样系统与微波等离子体炬管的尾部连接，所述进样系统为喷雾进样装置，所述喷雾进样装置包括进样器、载气管和样品喷管，载气管同轴套装于样品喷管上，其端部与样品喷管一同伸入微波等离子体炬管的尾部，与微波等离子体炬管耦合连接；进样器与样品喷管相连。上述的微波等离子体炬电离源中，所述进样器包括针筒状的微量进样器和进样泵，微量进样器的头部设有一针头，其端口与样品喷管相连，微量进样器的针筒内装有样品，针筒尾部的推柄连接进样泵。上述的微波等离子体炬电离源中，所述进样器包括载气输入管和锥形瓶，锥形瓶中装有样品，样品喷管与锥形瓶上部相连通，载气输入管伸入锥形瓶的样品中，样品由通入锥形瓶的载气携带至样品喷管。上述的微波等离子体炬电离源中，所述载气管包括载气进气管、载气管套管和载气管本体，载气管套管套装于样品喷管上，其下部设有开口，载气进气管通过该开口插入载气管套管内，载气管套管靠近微波等离子体炬管的一端连接载气管本体。上述的微波等离子体炬电离源中，所述样品喷管管口伸出载气管。上述的微波等离子体炬电离源中，所述样品喷管为石英毛细管，所述载气管为PEEK管，上述的微波等离子体炬电离源包括一Nafion干燥管，其同轴连接于所述进样系统和微波等离子体炬管之间，Nafion干燥管的Nafion膜管入口与载气管的载气管本体连接，Nafion膜管出口与微波等离子体炬管的内管连接。上述的微波等离子体炬电离源包括一Nafion干燥管，其同轴连接于所述进样系统和微波等离子体炬管之间，Nafion干燥管的Nafion膜管入口与载气管的载气管本体连接，Nafion膜管出口与微波等离子体炬管的内管连接。采用上述技术方案，本技术取得以下技术效果：本技术采用喷雾进样装置代替传统的气动雾化去溶装置，使得电离源装置结构简单；由于电离效率高，电离分析时样品消耗量少、分析速度快，对于高成本或稀有样品来说，分析成本显著降低。附图说明图1是本技术的实施例一的整体结构示意图；图2是本技术的实施例一的局部放大示意图；图3是本技术的实施例二的整体结构示意图；图4是采用本技术实施例一的微波等离子体炬电离源测定的金属锂离子的质谱图；图5是采用本技术实施例一的微波等离子体炬电离源测定的金属钙离子的质谱图；图6是采用本技术实施例一的微波等离子体炬电离源测定的金属锶离子的质谱图；图7是采用本技术实施例一的微波等离子体炬电离源测定的金属镍离子的质谱图；图8是采用本技术实施例二的微波等离子体炬电离源测定的金属铀离子的质谱图；图9是分别采用现有的气动雾化进样装置和本技术实施例一的喷雾进样装置测定的金属钙离子的质谱图，其中，(a)为采用已有技术中的气动雾化进样装置所测定的金属钙离子的质谱图，(b)为采用本技术实施例一的喷雾进样装置测定的金属钙离子的质谱图。图10是本技术的实施例三的整体结构示意图；图11是本技术实施例一的喷雾进样装置增加Nafion干燥管之前和增加Nafion干燥管之后的金属钙离子的质谱图，其中，(a)为增加Nafion干燥管之前的实施例一的装置所测定的金属钙离子的质谱图，(b)为增加Nafion干燥管之后的实施例三的装置测定的金属钙离子的质谱图。图中附图标记表示为：1：喷雾进样装置，11：微量进样器，111：进样针，11’:载气输入管；12：进样泵，12’:锥形瓶；13:载气管,131：载气进气管，132：载气套管，133：载气管本体；14：样品喷管；2：微波等离子体炬管，21：内管，22：中管，23：外管，24：耦合天线，25：耦合环，26：调谐机构，261：内端面，262：外端面，27：焰炬；3：质谱扫描仪；4：Nafion干燥管，41：Nafion膜管，42：套管，43：吹扫气进口，44：吹扫气出口。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本技术的微波等离子体炬电离源进行详细说明。实施例一在图1所示的实施例一中，本技术的微波等离子体炬电离源包括从左到右依次水平同轴放置的进样系统和微波等离子体炬管2，微波等离子体炬管2的头部设有开口端，该开口端朝向质谱扫描仪3，进样系统在微波等离子体炬管2的尾部耦合连接。本技术的进样系统采用喷雾进样装置1来代替传统的微波等离子体炬电离源的去溶装置，以简化进样系统，其中：喷雾进样装置1包括进样器、载气管13和样品喷管14，载气管13包括载气进气管131、载气管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波等离子体炬电离源，包括水平同轴放置的微波等离子体炬管和进样系统，微波等离子体炬管的头部设有开口端，所述开口端朝向质谱扫描仪的离子传输管口，进样系统与微波等离子体炬管的尾部连接，其特征在于，所述进样系统为喷雾进样装置，所述喷雾进样装置包括进样器、载气管和样品喷管，载气管同轴套装于样品喷管上，其端部与样品喷管一同伸入微波等离子体炬管的尾部，与微波等离子体炬管耦合连接；进样器与样品喷管相连。

【技术特征摘要】
1.一种微波等离子体炬电离源，包括水平同轴放置的微波等离子体炬管和进样系统，微波等离子体炬管的头部设有开口端，所述开口端朝向质谱扫描仪的离子传输管口，进样系统与微波等离子体炬管的尾部连接，其特征在于，所述进样系统为喷雾进样装置，所述喷雾进样装置包括进样器、载气管和样品喷管，载气管同轴套装于样品喷管上，其端部与样品喷管一同伸入微波等离子体炬管的尾部，与微波等离子体炬管耦合连接；进样器与样品喷管相连。2.根据权利要求1所述的微波等离子体炬电离源，其特征在于，所述进样器包括针筒状的微量进样器和进样泵，微量进样器的头部设有一针头，其端口与样品喷管相连，微量进样器的针筒内装有样品，针筒尾部的推柄连接进样泵。3.根据权利要求1所述的微波等离子体炬电离源，其特征在于，所述进样器包括载气输入管和锥形瓶，锥形瓶中充有样品，样品喷管与锥形瓶上部相连通，载气输入管伸入锥形瓶的样品中。4.根据权利要求1至3任一项所述的微波等离子体炬电离源，其特征在于，所述载气管包括载气进气管、载气管套管和载气管本体，载气管套管套装于样品喷管上，其下部设有开口，载气进气管通过该开口插入载气管套管内，载气管套管靠近微波等离子体炬管的一端连接载气管本体。5.根据权利要求4所述的微波等离子体炬电离源，其特征在于，所述样品喷管管口伸出载气管。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈焕文，杨美玲，王新晨，乐长高，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：新型
国别省市：江西;36