真空电喷雾离子源组件及电喷雾方法技术

本发明专利技术属于分析仪器技术领域，提供了一种质谱离子源组件和电喷雾方法，其中该组件包括进样喷雾针和真空雾化腔，该进样喷雾针贯穿真空雾化腔并可以相对于真空雾化腔上下移动，且在真空雾化腔上部设置有上部进针通路，下部设置有下部密封取样通路，其中该进样喷雾针包括针臂和带槽针尖，上部进针通路套设于针臂外侧并与所述针臂气密性接合。本发明专利技术的质谱离子源组件能进行微量取样和微量喷雾，雾化的离子进入质谱仪进行分离和检测，没有电离的被前级真空室抽走，另一方面真空状态下微量电离喷雾，雾化效果可达极致，既可提高灵敏度又能抑制基质效应。质效应。质效应。

【技术实现步骤摘要】
真空电喷雾离子源组件及电喷雾方法


[0001]本专利技术属于分析仪器
，具体涉及一种真空条件下对样品进行电喷雾的质谱离子源组件和利用该质谱离子源组件对样品进行电喷雾的方法。

技术介绍

[0002]质谱检测的灵敏度受到多方面的影响，其中离子源的影响最大。以样品雾化为基础的液相质谱离子源在设计时需要考虑三个主要因素：离子化效率(雾化效率)、抗基质效应能力和收集效率。如果将雾化效率推至极致，使得液体样品形成极微细的雾珠，如微米甚至微米以下尺度级的雾珠，电喷雾(ESI)或气溶胶放电的化学离子化(APCI)的效率就可以大幅提高，与此同时，极细的雾珠意味着样品中粘稠性的基质对雾化的阻碍作用得到了抑制，基质效应因此被削弱甚至消除。
[0003]就电喷雾而言，雾化效率可以通过提高喷雾电压、加大喷雾气体流量、加热、降低喷雾环境气压、减少喷雾液体流量等途径加以提高，其中降低液体流量已经被纳喷雾(Nanospray)证实为一个极有效的途径，纳喷雾离子源不用辅助气体也无需加热就可以得到极高的离子化效率，检测灵敏度极高，只是操作难度大，无法保证稳定的收集效率，只能用于定性，不能用作定量分析。
[0004]中国专利公开号CN107039232A公开了一种在真空条件下喷雾的装置，可以提高离子收集效率，从而提高质谱检测灵敏度。该专利申请中用毛细管输送样品，在喷雾造成的压差驱动下液体样品从样品瓶引入真空环境进行电喷雾，这种样品引入方式适合用于单一样品分析，否则切换样品需要换掉或清洗进样毛细管，造成不便。再则，由于样品喷雾化时会因样品体积快速膨胀导致温度骤降，造成毛细管喷雾口里面的液体结冰堵塞。为了解决这个问题，该专利申请提供了一种间歇性输入气体的方法，让喷雾腔内部产生瞬时常压，使得喷雾犹如在常压条件下进行，从而避免毛细管口结冰。然而，这种做法抵消了真空条件对雾化的帮助效应，对提高离子化效率没有好处，因此，该技术方案只能提高离子收集效率。
[0005]目前市面上广泛使用的喷雾离子源都是常压下喷雾，尤其是与液相色谱连接的离子源，由于色谱流动相的流速基本上都是几百微升到几毫升的范围，根本不可能实现真空条件喷雾，因此只能依靠高电压、大流量辅助喷雾气体和加热以达到提高离子化效率的目的。因此现有的离子源都需要进行改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种真空条件下电喷雾的质谱离子源，旨在提高电喷雾的雾化效率(亦即离子化效率)和离子收集效率，从而提高质谱检测的灵敏度。
[0007]本专利技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
[0008]一种真空电喷雾离子源组件，包括：进样喷雾针和真空雾化腔，所述进样喷雾针贯穿所述真空雾化腔并可以相对于所述真空雾化腔上下移动，且在所述真空雾化腔上部设置有上部进针通路，下部设置有下部密封取样通路，其中所述进样喷雾针包括针臂和带槽针
尖，上部进针通路套设于针臂外侧并与所述针臂气密性接合，下部密封取样通路用于对真空雾化腔下部进行密封，同时允许进样针的带槽针尖透过所述取样通路的底部伸入下方的样品蘸取样品。
[0009]进一步地，所述进样喷雾针的针臂和带槽针尖为一体成型制成或者可拆卸地连接。
[0010]进一步地，所述针臂和带槽针尖通过装卸端头相互连接。
[0011]进一步地，所述下部密封取样通路包括真空阀门，还包括自愈性密封垫和/或与所述针臂形成气密性接合的导管。
[0012]进一步地，所述下部密封取样通路还包括针尖置换装置。
[0013]进一步地，所述下部密封取样通路还包括用于与待测样品的容器密封的密封套。
[0014]进一步地，所述针臂上设置有高电压接触头。
[0015]进一步地，所述真空电喷雾离子源组件还包括离子收集通路。
[0016]本专利技术实施例还提供一种质谱设备，包括上述真空电喷雾离子源组件。
[0017]本专利技术实施例还提供一种真空电喷雾方法，包括以下步骤：
[0018]S1.将进样喷雾针贯穿真空雾化腔向下移动，所述进样喷雾针底部设置有带槽针尖，所述带槽针尖进入待测样品中使得所述带槽针尖上的刻槽完全浸没于所述待测样品中。
[0019]S2.所述进样喷雾针向上移动，至带槽针尖位于所述真空雾化腔中心偏上高出离子收集通路5～25mm的位置(喷雾位置)时，向进样喷雾针导通高压电进行电喷雾。
[0020]优选地，上述方法通过本专利技术实施例提供的真空电喷雾离子源组件来实施。
[0021]进一步地，所述步骤S1中待测样品的取样量为0.1～10μL。
[0022]进一步地，所述方法的整个过程中，所述真空雾化腔通过上部进针通路与所述进样喷雾针的针臂密封接合，以及下部的下部密封取样通路保持真空度。
[0023]进一步地，所述方法还包括更换带槽针尖的步骤。
[0024]进一步地，所述步骤S2中，所述进样喷雾针向上移动时，在所述带槽针尖完全离开所述下部密封取样通路之后停顿0～2秒，让漏进真空雾化腔的气体被质谱前级真空室抽走，也就是真空平衡。本专利技术与现有技术对比的有益效果是：
[0025]本专利技术的主要优点：
[0026]1)微量取样和微量喷雾，雾化云中产生的离子被收集进入质谱进行分离和检测，没有电离的则被前级真空室抽走，不会沉积于质谱仪内部，不足以破坏质谱仪内部真空也不会污染质谱仪内部；
[0027]2)真空状态下微量电离喷雾，雾化效果可达极致，既可提高灵敏度又能抑制基质效应；
[0028]3)本设计中离子收集通道的孔径可以扩大到真空雾化腔与质谱前级真空室(即质谱Q0)完全融合，因此，离子收集效率可达100％，灵敏度因此可得到进一步提高；
[0029]4)进样方式既避免了样品从常压引入真空产生飞溅以及真空喷雾因制冷效应堵塞输送管路等问题，又方便进样针的清洗或替换，使得进样既快速又便于自动化。
[0030]与传统ESI离子源相比，本专利技术实现了微量、高通量、高离子化效率的质谱分析：
[0031]1)避免了液相色谱
‑
质谱联用系统存在的各种问题，极大简化了液相质谱分析系
统和操作难度，同时还大幅提高了分析速度，仪器的通量可提高10～30倍；
[0032]2)样品量少，处理容易，而离子化效率得到提高，亦即灵敏度得到提高；
[0033]3)省去大量的有机溶剂，既可降低分析成本，也能减少污染。
[0034]4)离子收集管道可以大幅扩大，使得收集效率可达100％，同时还能避免传统收集毛细管因内径小而频繁堵塞的问题。
[0035]本专利技术提供了一种真空状态下微量进样然后接通高电压进行电喷雾的装置，喷雾腔体与液相质谱前级真空室直接相连并保持一致，可达10
‑4Pa至10
‑5Pa，二者甚至可以融为一体，由此不仅使得喷雾离子化效率得到提高，同时使得收集始终是100％，稳定而极致；再则，由于雾化效率的最大化使得妨碍雾化的基质难以发挥作用，基质效应因此也能得到抑制或消除。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空电喷雾离子源组件，包括进样喷雾针和真空雾化腔，所述进样喷雾针贯穿所述真空雾化腔并可以相对于所述真空雾化腔上下移动，且在所述真空雾化腔上部设置有上部进针通路，下部设置有下部密封取样通路，其中所述进样喷雾针包括针臂和带槽针尖，上部进针通路套设于针臂外侧并与所述针臂气密性接合，下部密封取样通路用于对真空雾化腔下部进行密封。2.根据权利要求1所述的真空电喷雾离子源组件，其特征在于，所述进样喷雾针的针臂和带槽针尖为一体成型制成或者可拆卸地连接。3.根据权利要求1所述的真空电喷雾离子源组件，其特征在于，所述下部密封取样通路包括真空阀门，还包括自愈性密封垫和/或与所述针臂形成气密性接合的导管。4.根据权利要求1所述的真空电喷雾离子源组件，其特征在于，所述下部密封取样通路还包括带槽针尖置换装置。5.根据权利要求1所述的真空电喷雾离子源组件，其特征在于，所述下部密封取样通路还包括用于与待测样品的容器密封的密封套。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱建雄，朱光皓，刘倩，王暐翔，
申请(专利权)人：广东联捷生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：