一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱制造技术

本实用新型专利技术属于差分离子迁移谱领域，具体涉及一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱装置，该迁移谱依次设置为离子源雾化室、辅助气聚集室、差分离子迁移谱装置。本实用新型专利技术采用辅助雾化气提高离子源的离子化效率，辅助雾化气和辅助聚集气相结合降低离子源与DMS之间的离子扩散，流线型的气流也极大的提高了在差分离子迁移谱迁移通道中的离子传输率；双气路的设计减轻了双气流汇合时的气流扰动，避免了传统技术中质谱仪气泵的不稳定导致的气流速率不均等问题，能够实现良好的离子传输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱
本技术属于差分离子迁移谱领域，具体涉及一种微电离喷雾离子源的差分离子迁移谱装置，通过增设辅助雾化装置及聚集气流实现了复杂化合物的分离。
技术介绍
质谱技术和相应仪器研发在过去数十年取得了卓越的发展，分析化学领域高分辨质谱仪器的大范围使用以及新型质谱离子化技术的涌现，使得大多数的生物、化学、环境等样品的分析工作可以有效地在质谱仪器上完成。但越来越多的、具有挑战性和复杂性的样品，往往需要更复杂的样品前处理工艺以及样品的预分离技术。离子迁移谱(IonMobilitySpectrometry，IMS)是一种不同于质谱、色谱的分离方法，它依靠离子或电离的化合物在惰性载气中的迁移时间作为分离的依据。每种物质具有独特的分子质量与结构，与不同载气之间的碰撞均会影响迁移时间。近年来，IMS与质谱仪器联用技术的开发，证实了这一方法可以广泛地应用于生物、化学、环境等样品的实验室分析之中并可以减少对样品前处理技术的要求。差分离子迁移谱(DifferentialIonMobilitySpectrometry,DMS)，也被称为高场不对称波形离子迁移谱(High-FieldAsymmetricIonMobilitySpectrometry,FAIMS)，是一种工作于大气压环境下的离子迁移谱技术。DMS利用离子在高电场场强和低电场场强中迁移率(mobility,K)的非线性变化，分离不同种类的离子。在典型的DMS实验中，样品离子通过载气(通常为氮气)传输通过DMS仪器腔体。在离子传输轨道的纵向上有两块平行金属极板，其中一块加上一个高场不对称波形高频电压，另一块接地。由于离子在高电场场强和低电场场强中迁移率不同，初始状态为两块极板间隔中心的离子在电场和气流的共同作用下，偏离轴向运动并靠近某一块极板。这时通过直流补偿电压(CompensationVoltage，CV)可以修正离子的迁移轨迹，以使得离子可以被传输到检测器而被检测，常用的检测器如质谱检测器。因此，离子通过DMS的最理想CV值对应为离子的差分迁移率信息，这一信息与质谱或色谱信息相结合，可以提供多样化的分析工作平台。目前，DMS已经被广泛地应用于分离和检测化学物质，如同分异构体、构象异构体、互变异构体等。通常情况下，向载气中添加可挥发的有机化学溶剂，可以提高DMS的分离效果。近期，在分析复杂样品方面，DMS与质谱技术联用技术被用来与利用传统液相色谱二级质谱(LC-MS/MS)联用技术进行比较。DMS的优点是检测时间短；DMS中持续的离子流避免了LC峰的时间限制，使得二级质谱可以采集到更多信息；在分析蛋白质时甚至优于液相色谱技术，原因在于DMS能动态地移除样品中的干扰信号，提高信噪比。但是，DMS的广泛应用仍然受限于它相对较差的分析性能。尽管DMS与质谱联用可以提高样品离子的信噪比，但目前使用DMS时的信号强度、离子传输效率和不使用DMS时相比较，相同质谱条件下，信号强度往往会降低一个数量级甚至更多，离子传输效率一般在10％以下。因此，DMS的信号强度和离子传输效率是亟待解决的一个问题。
技术实现思路
针对以上技术问题，本技术目的在于提供一种微电离喷雾离子源的差分离子迁移谱装置。本技术针对现有DMS仪器无法取得较好的信号强度和离子传输效率等缺点，提出一个将改装之后封闭的微电喷雾离子源(Micro-electrosprayIonization,Micro-ESI)与典型的DMS装置相连接的装置。本设计采用轴向的离子传输设计以及良好的空气动力学设计，稳定控制下的载气气流减少了传统装置中由于质谱仪器真空泵不稳定的吸力导致的气流波动，分阶段、可控地聚集离子束，减少离子的空间扩散和损失，实现离子在DMS仪器腔体中的高效传输，满足DMS与质谱联用技术的高传输率、高灵敏度的要求。为了实现以上技术目的，本技术技术方案如下：本技术第一方面，提供一种微电离喷离子源差分离子迁移谱，依据离子样品的飞行顺序，依次为离子源雾化室、辅助气聚集室、差分离子迁移谱装置顺序连接设置。离子源雾化室由离子源密闭外罩构成绝缘腔室，具有微电喷雾离子源、辅助雾化气接口、离子传输口设置于离子源密闭外罩上。其中，微电喷雾离子源与离子传输口相对设置；还具有辅助雾化气供应装置通过辅助雾化气接口与绝缘腔室连通。绝缘腔室中具有离子源腔体填充体。辅助气聚集室通过离子传输口与所述离子源雾化室连通，具有聚集气腔体、与离子传输方向垂直、对称设置的第一聚集气接口及第二聚集气接口，对称设置的第一聚集气供应装置及第二聚集气供应装置；上述第一聚集气供应装置通过第一聚集气接口与聚集气腔体连接，上述第二聚集气供应装置通过第二聚集气接口与聚集气腔体连接。优选的，上述离子传输口为一段中空的喷雾气路通道。进一步优选的，该喷雾气路通道由3D打印加工而成。优选的，上述辅助雾化气供应装置为装有质量流量计的气樽，通过质量流量计控制输出气流。优选的，第一聚集气供应装置及第二聚集气供应装置均为装有质量流量计的气樽，通过质量流量计控制输出气流流量，一般第一聚集气供应装置及第二聚集气供应装置的输出相同。优选的，该差分离子迁移谱可以与质谱检测器相连，上述差分离子迁移谱装置之后连接质谱检测器。进一步优选的，上述气樽为均为高纯度氮气气樽。进一步优选的，离子源密闭外罩和离子传输口为铝合金材料，离子源腔体填充体为聚醚醚酮材料。优选的，上述差分离子迁移谱装置由第一保护外壁与第二保护外壁构成差分离子迁移谱迁移通道，还包括第一电极极板位于第一保护外壁的内侧，第二电极极板位于第二保护外壁的内侧，第二电极极板上设置高场不对波形高频电压模块及直流补偿电压，第一电极极板通过电线接地。进一步优选的，第一电极极板和第二电极极板的材料为C316不锈钢材质，第一保护外壁与第二保护外壁为聚醚醚酮材质。待测样品在高电压和辅助雾化气带动下，离子化产生稳定的离子束并通过离子传输口进入聚集气腔体，辅助聚集气通过产生聚集气流进一步地聚集从离子传输口传输出来的离子束，在辅助雾化气和辅助聚集气的带动下离子束通过聚集气腔体进入差分离子迁移谱迁移通道，差分离子迁移谱迁移通道被加上高场不对称波形高频电压，离子束中不同种类的样品离子由于在高电场场强和低电场场强中迁移率不同，初始状态为两块极板间隔中心的离子在电场和气流的共同作用下，偏离轴向运动并靠近某一块极板，通过直流补偿电压可以修正离子的迁移轨迹，离子将被传输到质谱检测器，通过处理直流补偿电压和质谱数据谱图，得到DMS分离不同样品离子的谱图，进而完成实际样品的检测。本技术的有益效果本技术提出的微电喷雾离子源差分离子迁移谱装置，改变了传统DMS利用质谱仪真空或额外的气泵将离子束吸入DMS腔体的设计，具有以下有益效果：1.本技术采用改装的微电喷雾离子源与DMS设备相连接，采用辅助雾化气提高离子源的离子化效率，辅助雾化气和辅助聚集气相结合降低离子源与DMS之间的离子扩散，流线型的气流也极大的提高了在差分离子迁移谱迁移通道中的离子传输率；双气路的设计减轻了双气流汇合时的气流扰动，避免了传统技术中质谱仪气泵的不稳定导致的气流速率不均等问题，最终实现相对较高的离子传输效率。2.本装置将微电喷雾离子源与DMS连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱，其特征在于，依次为离子源雾化室、辅助气聚集室、差分离子迁移谱装置顺序连接设置；所述离子源雾化室由离子源密闭外罩(18)构成绝缘腔室，具有微电喷雾离子源(1)、辅助雾化气接口(2)、离子传输口(14)设置于所述离子源密闭外罩(18)上；所述微电喷雾离子源(1)与离子传输口(14)相对设置；还具有辅助雾化气供应装置(3)通过辅助雾化气接口(2)与绝缘腔室连通；所述绝缘腔室中具有离子源腔体填充体(17)；所述辅助气聚集室通过离子传输口(14)与所述离子源雾化室连通，具有聚集气腔体(12)、与离子传输方向垂直、对称设置的第一聚集气接口(5)及第二聚集气接口(5’)，对称设置的第一聚集气供应装置(4)及第二聚集气供应装置(4’)；所述第一聚集气供应装置(4)通过第一聚集气接口(5)与聚集气腔体(12)连接，所述第二聚集气供应装置(4’)通过第二聚集气接口(5’)与聚集气腔体(12)连接。

【技术特征摘要】
1.一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱，其特征在于，依次为离子源雾化室、辅助气聚集室、差分离子迁移谱装置顺序连接设置；所述离子源雾化室由离子源密闭外罩(18)构成绝缘腔室，具有微电喷雾离子源(1)、辅助雾化气接口(2)、离子传输口(14)设置于所述离子源密闭外罩(18)上；所述微电喷雾离子源(1)与离子传输口(14)相对设置；还具有辅助雾化气供应装置(3)通过辅助雾化气接口(2)与绝缘腔室连通；所述绝缘腔室中具有离子源腔体填充体(17)；所述辅助气聚集室通过离子传输口(14)与所述离子源雾化室连通，具有聚集气腔体(12)、与离子传输方向垂直、对称设置的第一聚集气接口(5)及第二聚集气接口(5’)，对称设置的第一聚集气供应装置(4)及第二聚集气供应装置(4’)；所述第一聚集气供应装置(4)通过第一聚集气接口(5)与聚集气腔体(12)连接，所述第二聚集气供应装置(4’)通过第二聚集气接口(5’)与聚集气腔体(12)连接。2.如权利要求1所述的一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱，其特征在于，所述离子传输口为一段中空的喷雾气路通道。3.如权利要求2所述的一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱，其特征在于，所述喷雾气路通道为3D打印加工而成。4.如权利要求1所述的一种微电离喷雾离子源差分离子迁移谱，其特征在于，所述差分离子迁移谱装置与质谱检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴日，陈相峰，陈德华，
申请(专利权)人：山东省分析测试中心，
类型：新型
国别省市：山东,37