本发明专利技术提供了一种大气压接口离子源及质谱仪。大气压接口离子源包括一端伸入到质谱仪内、另一端设置在大气中的毛细管和推斥电极，质谱仪内与大气之间的气压差使样品离子形成样品离子流，并通过毛细管吸入到质谱仪内，毛细管与质谱仪的质量分析器之间的夹角α为80°～150°，推斥电极安装在夹角α的外侧，推斥电极上加有110～380伏特的直流电压，使通过毛细管的样品离子流中动能小的样品离子的飞行方向改变180°-α角后进入质量分析器。本发明专利技术的质谱仪包括本发明专利技术的大气压接口离子源。本发明专利技术中，只有稳定的动能较小的样品离子才能能够进入质量分析器，而动能很大的雾滴残余等则被有效分离。因此本发明专利技术的大气压接口离子源及质谱仪的分析精度高，灵敏度好，信噪比高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于分析仪器领域的大气压接口离子源及质谱仪。
技术介绍
液质联用系统广泛应用于科学研究和生物检测分析领域，其结构主要包括液相色谱仪和质谱仪。其中液相色谱仪用于初步处理待检测的液体样品，以形成较为纯净的液体样品。质谱仪主要包括大气压接口离子源和质量分析器等。大气压接口离子源包括一根带电喷针、毛细管和给毛细管加热的加热装置，带电喷针设置在大气中，用于接收经液相色谱仪处理过的较纯净的液体样品，并将液体样品电离气化形成气态的带电离子；毛细管一端伸入到质谱仪内，另一端设置在大气中，所述质谱仪内与大气之间的气压差使经电离气化后的样品离子形成样品离子流，并通过所述毛细管吸入到质谱仪内。传统的大气压接口离 子源中，毛细管与质谱仪中的质量分析器安装在同一中心线上，所以离子流以直线形式飞进质量分析器。如图I所示，毛细管2上的电压与喷针I有一高压电位差，可以利用一个高压供电电源使毛细管2与喷针I之间保持这种高压电位差，当然也可以通过其他方式在二者之间保持高压电位差。喷针I的喷口处由电场作用形成泰勒锥，使液体样品转换成大量的带有电荷的液滴，带电液滴发生库仑爆炸效应，蒸发掉部分溶剂，变成更小的带电雾滴；这些小雾滴在气流的导引、裹携作用下形成样品离子流进入毛细管2，在毛细管2的高温作用下小雾滴内的溶剂进一步被蒸发，因此小雾滴在通过毛细管2的过程中会越来越小，最后进入质量分析器中。通常情况下，在液体样品雾滴通过毛细管转变为离子流的同时，也会存在一些未电离成功的液体样品，如杂质颗粒、溶剂颗粒、溶剂分子团等中性颗粒，还会存在一些去溶剂不完全的大质荷比的带电雾滴。而传统的大气压接口离子源中，所有这些离子、带电雾滴及杂质颗粒、溶剂颗粒、溶剂分子团等由于原始运动方向直接对准质量分析器的入口，所以会一并进入到质量分析器中，从而污染了质量分析器中的电极等部件，造成局部静电累积，破坏质量分析器内部的理想电场分布，从而严重影响了质谱仪的分析精度和灵敏度；同时雾滴直接进入质量分析器还会产生噪声信号，降低质谱仪的信噪比。为了减少进入质量分析器的杂质颗粒、溶剂颗粒、溶剂分子团等中性颗粒，传统的大气压接口离子源中还设有吹气装置，其吹出的高温氮气方向与毛细管内样品离子流的方向相反，目的在于使这些中性颗粒中的溶剂进一步蒸发，变成质量小的粒子，以减小对质量分析器的污染。然而这会浪费大量的氮气、电能等资源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不影响分析精度和灵敏度的大气压接口离子源及质谱仪，以解决上述现有技术中由于大气压接口离子源的缺陷而导致分析精度和灵敏度低的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案本专利技术的大气压接口离子源，大气压接口离子源，包括一端伸入到质谱仪内、另一端设置在大气中的毛细管，所述质谱仪内与大气之间的气压差使经电离气化后的样品离子形成样品离子流，并通过所述毛细管吸入到所述质谱仪内，其特征在于所述大气压接口离子源还包括推斥电极，所述毛细管的中心线与质谱仪的质量分析器的中心线之间的夹角α为80° 150°，所述推斥电极安装在所述夹角α的外侧，所述推斥电极上加有110 380伏特的直流电压，该直流电压产生的电场使通过所述毛细管的样品离子流中动能小的样品离子的飞行方向改变180° -α角后进入所述质量分析器。优选地，所述夹角α为90°。所述推斥电极面对所述夹角α —面的形状为半圆柱面形状、球面形状、椭球面形状、锥面形状、锥台面形状或平面形状。所述推斥电极上开有孔或狭缝，以供动能大的样品离子或中性粒子通过。·所述大气压接口离子源还包括安装在所述推斥电极与所述质量分析器之间的离子导引装置。所述离子导引装置是极杆式导引装置，包括相互平行且在圆周方向均匀分布的四根、六根或八根电极杆，每根电极杆上加有电压为100 400伏特、频率为600千赫兹 2兆赫兹的射频电流。所述离子导引装置是离子漏斗，该离子漏斗包括若干块相互绝缘且平行布置的电极板，每块所述电极板的中央具有供所述样品离子通过的通孔，若干块电极板上的通孔沿着样品离子的飞行方向依次变小；所述离子漏斗所处区域的真空度为65pa 650pa，靠近所述推斥电极的电极板上加有60 100伏特的直流电压，靠近所述质量分析器的电极板上加有25 65伏特的直流电压，若干块电极板上的电压沿着样品离子的飞行方向依次递减，每一块所述电极板上加有交流电压，并且所述若干块电极板中的相邻两块所述电极板之间的交流电压的相位差相同。所述离子漏斗所处区域的真空度为IlOpa 150pa。所述若干块电极板上的直流电压沿着样品离子的飞行方向以等差数列的方式依次递减。本专利技术的质谱仪，包括质量分析器和大气压接口离子源，其中，所述大气压接口离子源是本专利技术所述的大气压接口离子源。由上述技术方案可知，本专利技术的大气压接口离子源及质谱仪的优点和积极效果在于由于大气压接口离子源中设有推斥电极，推斥电极所产生的电场能够分离动能小的样品离子与动能大的杂质、分子团、雾滴颗粒等，样品离子在推斥电极电场的作用下改变飞行方向，且改变后能够进入质量分析器；而杂质雾滴或颗粒由于动能大、惯性大，在推斥电极电场的作用下飞行方向所改变的角度比样品离子所改变的角度小，因而由于强大的惯性无法进入质量分析器。所以本专利技术的大气压接口离子源以及质谱仪中，只有稳定的样品离子才能能够进入质量分析器，而其他的雾滴、分子团、颗粒等均无法进入质量分析器，从而有效地避免了这些雾滴、分子团、颗粒等污染质量分析器中的电极等部件，因此有利于提高质谱仪的分析精度、灵敏度和信噪比。与此同时，本专利技术中，由于推斥电极在质量分析器之前就将样品离子流中的杂质颗粒、溶剂颗粒、溶剂分子团等中性颗粒筛选掉，因而可以不必设置吹气装置，故本发能能够节省大量的氮气、电能等资源。通过以下参照附图对优选实施例的说明，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。附图说明图I表示传统的大气压接口离子源的结构示意图，其同时表示出液体样品被电离气化后飞行过程中的变化过程；图2表示本专利技术的大 气压接口离子源的第一实施例的结构示意图；图3表示本专利技术的大气压接口离子源的机械结构示意图；图4表示样品离子在本专利技术的大气压接口离子源中飞行的模拟图；图5表示本专利技术的大气压接口离子源的第二实施例的结构示意图。具体实施例方式下面将结合附图详细描述本专利技术的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。如图2和图3所示，本专利技术的大气压接口离子源第一实施例，主要包括带电喷针I、毛细管2、给毛细管加热的加热装置(图中未示出)以及推斥电极3。带电喷针I可以与传统结构的大气压接口离子源中的带电喷针的相同。毛细管2可以与传统结构的大气压接口离子源中的毛细管2相同，其可以带电，也可以不带电。毛细管2的一端设置在大气中由陶瓷套管8支撑，另一端伸入到质谱仪10内由质谱仪10内的毛细管架6支撑。质谱仪内与大气之间的气压差使经电离气化后的样品离子形成样品离子流，并通过毛细管2吸入到质谱仪内。毛细管2的中心线与质谱仪10的质量分析器4的中心线之间的夹角α为90。，该夹角α的角度不限于90°，可以根据质谱仪的整体结构布局以及推斥电极3的电场强度等因素确定，通常该夹角α的角度在80° 150°范围内均是可行的。样品离子流通过毛细本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大气压接口离子源，包括一端伸入到质谱仪内、另一端设置在大气中的毛细管(2)，所述质谱仪内与大气之间的气压差使经电离气化后的样品离子形成样品离子流，并通过所述毛细管(2)吸入到所述质谱仪内，其特征在于：所述大气压接口离子源还包括推斥电极(3)，所述毛细管(2)的中心线与质谱仪的质量分析器(4)的中心线之间的夹角α为80°～150°，所述推斥电极(3)安装在所述夹角α的外侧，所述推斥电极(3)上加有110～380伏特的直流电压，该直流电压产生的电场使通过所述毛细管(2)的样品离子流中动能小的样品离子的飞行方向改变180°？α角后进入所述质量分析器(4)。
【技术特征摘要】
1.一种大气压接口离子源，包括一端伸入到质谱仪内、另一端设置在大气中的毛细管(2)，所述质谱仪内与大气之间的气压差使经电离气化后的样品离子形成样品离子流，并通过所述毛细管(2)吸入到所述质谱仪内，其特征在于所述大气压接口离子源还包括推斥电极(3)，所述毛细管(2)的中心线与质谱仪的质量分析器(4)的中心线之间的夹角α为80° 150°，所述推斥电极(3)安装在所述夹角α的外侧，所述推斥电极(3)上加有110 380伏特的直流电压，该直流电压产生的电场使通过所述毛细管(2)的样品离子流中动能小的样品离子的飞行方向改变180° -α角后进入所述质量分析器(4)。2.如权利要求I所述的大气压接口离子源，其特征在于所述夹角α为90°。3.如权利要求I所述的大气压接口离子源，其特征在于所述推斥电极(3)面对所述夹角α —面的形状为半圆柱面形状、球面形状、椭球面形状、锥面形状、锥台面形状或平面形状。4.如权利要求I所述的大气压接口离子源，其特征在于所述推斥电极(3)上开有孔或狭缝，以供动能大的样品离子或中性粒子通过。5.如权利要求1-4之任一项所述的大气压接口离子源，其特征在于所述大气压接口离子源还包括安装在所述推斥电极(3)与所述质量分析器(4)之间的离子导引装置。6.如权利要求5所述的大气压接口离子源，其特征在于所述离子导引装置是极杆式导引装置(60)，包括相互平行且在圆周方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：张小华，王后乐，张华，商颖健，杜永光，
申请(专利权)人：北京普析通用仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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