一种设置有外加磁场的电喷雾离子源及质谱仪制造技术

本发明专利技术提供了一种设置有外加磁场的电喷雾离子源及质谱仪，所述电喷雾离子源至少包括具有内部液体通道的喷雾形成部，液体流经所述内部液体通道后于喷雾形成部出口处形成带电液滴喷雾；还包括磁场发生装置，所述磁场发生装置用于产生磁场，使得流经所述内部液体通道的液体和/或于喷雾形成部出口处形成的带电液滴喷雾处于所述磁场中。本发明专利技术在电喷雾离子源中配置了磁场发生装置，能够有效优化喷雾效果，同时有利于带电液滴的聚集和去溶剂化，最终提高了离子源的离子化效率，进而提高了质谱仪的灵敏度。仪的灵敏度。仪的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种设置有外加磁场的电喷雾离子源及质谱仪


[0001]本专利技术涉及质谱领域，尤其涉及涉及一种设置有外加磁场的电喷雾离子源及质谱仪。

技术介绍

[0002]质谱技术是目前灵敏度最高的分析方法之一，被广泛应用于化学、环境、食品、生命科学等诸多领域。质谱仪通常由样品导入系统、离子源、真空系统、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成，其中，离子源的作用是将样品离子化。样品离子化是质谱分析的前提，直接关系到质谱仪的应用范围。
[0003]ESI源（Electrospray ioniation，电喷雾离子源）是一种常用的离子源。ESI源具有多电荷电离、对某些极性化合物电离效率高以及软电离的特性，使得其广泛用于极性化合物（包括溶液中的离子）、易分解以及大分子化合物的电离。ESI源的工作原理是：样品溶液经ESI的喷嘴高速喷出，在喷雾气体的作用下，形成细小的液滴。液滴中呈离子状态的化合物在电场的作用下，带不同电荷的离子向相反的方向移动，从而产生初始带电液滴(charged dorplet)。带电液滴在溶剂不断地蒸发过程中裂变，表面电荷密度不断增大，当达到Rayleigh极限时就会引起液滴分裂（即库仑爆炸），这个过程不断重复，最终解析出离子进入真空区。参见附图1，为ESI源形成正离子的示意图。详见【罗杰鸿，电喷雾离子源原理的一些理论探讨，广东化工，2020年第13期第47卷】。
[0004]灵敏度是衡量质谱仪性能的重要参数，而灵敏度与离子源的离子化效率是息息相关的。传统的ESI源虽然具有较高的灵敏度，但对于极微量样本或微量成分来说，其灵敏度仍有待进一步提高。

技术实现思路

[0005]基于上述背景，本专利技术提供了一种设置有外加磁场的电喷雾离子源，以及配置该电喷雾离子源的质谱仪，使之具有更高的灵敏度。
[0006]本专利技术的技术目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术第一方面提供了一种设置有外加磁场的电喷雾离子源，所述电喷雾离子源至少包括具有内部液体通道的喷雾形成部，液体流经所述内部液体通道后于喷雾形成部出口处形成带电液滴喷雾；还包括磁场发生装置，所述磁场发生装置用于产生均匀或非均匀磁场，使得流经所述内部液体通道的液体和/或于喷雾形成部出口处形成的带电液滴喷雾处于所述磁场中。
[0007]在一些实施方案中，所述喷雾形成部为喷雾针或液体毛细管。
[0008]在一些实施方案中，所述喷雾形成部处的磁场方向与液体在所述内部液体通道中的流向呈0～5
°
夹角。
[0009]在一些实施方案中，所述喷雾形成部处的磁场方向与液体在所述内部液体通道中的流向平行。
[0010]在一些实施方案中，所述磁场发生装置环绕所述喷雾形成部设置，或者被配置为分布于所述带电液滴喷雾所在的区域。
[0011]在一些实施方案中，所述磁场发生装置中的磁性部件为永磁铁或者电磁铁。
[0012]在一些实施方案中，所述磁场发生装置为至少一个套设于喷雾形成部上的环形磁铁。
[0013]在一些实施方案中，所述环形磁铁为钕铁硼磁铁或N35磁铁。
[0014]在一些实施方案中，所述磁场发生装置为套设于喷雾形成部上的线圈，该线圈通过流经其的电流生成可调节的磁场。
[0015]在一些实施方案中，所述喷雾针或液体毛细管上加有负电压或正电压。
[0016]优选的，所述负电压为
‑
2KV~
‑
5.5KV，所述正电压为+2KV~+5.5KV。
[0017]在一些实施方案中，所述液体在喷雾形成部中的流速为5μL/min，所述电喷雾离子源的雾化气流速为15L/min。
[0018]本专利技术第二方面提供了一种含有如上述第一方面所述的电喷雾离子源的质谱仪。
[0019]在一些实施方案中，所述喷雾形成部与质谱仪的采样口不在同一轴线上，所述带电液滴通过弯曲路径去溶剂后进入质谱仪的采样口。
[0020]本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术在电喷雾离子源中配置了磁场发生装置，该装置能使喷雾形成部中或由喷雾形成部形成的正负离子或带电液滴处于磁场中，使正负离子或带电液滴受到洛伦兹力作用，从而有利于正负离子分离和带电液滴形成，以及使带电液滴发生相互碰撞以形成体积更小的带电液滴，优化喷雾效果。同时，磁场还能改变带电液滴的运动轨迹，有利于带电液滴的聚集和去溶剂化，最终提高了离子源的离子化效率，进而提高了质谱仪的灵敏度。
附图说明
[0021]图1为现有的ESI源产生正离子的示意图。
[0022]图2 为ESI源的简化示意图。
[0023]图3为带电液滴或离子在磁场中的运动示意图。
[0024]图4为本专利技术实施例示出的配置磁场的电喷雾离子源及质谱仪示意图。
[0025]图5为现有含TurboV
™
离子源的三重四级杆质谱仪测定PPG的质谱图。
[0026]图6为本专利技术实施例示出的配置了磁场发生装置的含TurboV
™
离子源的三重四级杆质谱仪测定PPG的质谱图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。应当指出的是，实施例只是对本专利技术的详细阐述，不能以此限定本专利技术的保护范围。本专利技术的实施例中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均能够以任何方式组合，均在本专利技术的保护范围之内。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，按本专利技术的技术思想所做的任何改动都应在本专利技术的保护范围之内。本专利技术未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
[0028]参见附图2，为ESI源的简化示意图，喷雾针1由液体毛细管2和气体通道组成。气体
通道位于液体毛细管2的外围，用于气体通过，可以是一圈或者多圈，以用于一种或者多种辅助气体通过。液体毛细管2用于样品通过，样品一般是液体。液体毛细管2上加有高压电，液体经过液体毛细管2时会受到高压电场的作用，其中的正负离子开始移动。如毛细管为正极，则正离子移向尖端处的弯月面，负离子向相反的方向移动（参见图1）。在出口端形成泰勒锥，锥尖液体收到库伦斥力作用不稳定，很快破碎成带电液滴3，这些带电液滴3分布成伞状或射流状的喷雾。辅助气体可以起到辅助带电液滴的形成、使带电液滴加速及聚集等作用。带电液滴最终解析出离子的过程参见说明书
技术介绍
部分的说明。质谱仪的灵敏度与离子源的离子化效率是息息相关的。现有的ESI源虽然具有较高的灵敏度，但对于极微量样本或微量成分来说，其灵敏度仍有待进一步提高。
[0029]本申请的专利技术人在实验过程中意外发现，在喷雾针1或液体毛细管2以及带电液滴的外围加上一个磁场，即提供一个磁场发生装置，质谱仪的灵敏度明显变高。
[0030]基于此，本专利技术提供了一种设置有外加磁场的电喷雾离子源。该电喷雾离子源至少包括具有内部液体通道的喷雾形成部，一般情况下为喷雾针或液体毛细管，液体流经该内部液体通道后于喷雾形成部出口处形成带电液滴喷雾。为了提高灵敏度，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设置有外加磁场的电喷雾离子源，其特征在于，所述电喷雾离子源至少包括具有内部液体通道的喷雾形成部，液体流经所述内部液体通道后于喷雾形成部出口处形成带电液滴喷雾；还包括磁场发生装置，所述磁场发生装置用于产生均匀或非均匀磁场，使得流经所述内部液体通道的液体和/或于喷雾形成部出口处形成的带电液滴喷雾处于所述磁场中。2.如权利要求1所述的设置有外加磁场的电喷雾离子源，其特征在于，所述喷雾形成部为喷雾针或液体毛细管。3.如权利要求1所述的设置有外加磁场的电喷雾离子源，其特征在于，所述喷雾形成部处的磁场方向与液体在所述内部液体通道中的流向呈0～5
°
夹角。4.如权利要求3所述的设置有外加磁场的电喷雾离子源，其特征在于，所述喷雾形成部处的磁场方向与液体在所述内部液体通道中的流向平行。5.如权利要求1所述的设置有外加磁场的电喷雾离子源，其特征在于，所述磁场发生装置环绕所述喷雾形成部设置，或者被配置为分布于所述带电液滴喷雾所在的区域。6.如权利要求2所述的设置有外加磁场的电喷雾离子源，其特征在于，所述磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚博，蒋英，杜建兵，刘华芬，
申请(专利权)人：杭州凯莱谱质造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：