[發(fā)明專利]ESI離子源、用于其的可控高壓直流電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110293776.3
• 申請(qǐng)日: 2011-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103035471A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周立;劉召貴;潘翔;熊亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇天瑞儀器股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01J49/16
• 分類(lèi)號(hào): H01J49/16;H01J49/02
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及質(zhì)譜儀技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種ESI離子源，以及用于ESI離子源的可控高壓直流電源。

背景技術(shù)

質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計(jì)，是用于分離和檢測(cè)不同同位素的儀器。具體而言，質(zhì)譜儀為根據(jù)帶電粒子在電磁場(chǎng)中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測(cè)物質(zhì)組成的一類(lèi)儀器。

質(zhì)譜儀主要由離子源、離子導(dǎo)入和離子傳輸、質(zhì)量分析器、探測(cè)器和真空系統(tǒng)組成。離子源是質(zhì)譜儀的重要組成部分，其作用是將被分析的樣品分子電離成帶電的離子，并使這些離子在離子光學(xué)的作用下，匯集成具有一定幾何形狀和一定能量的離子束，然后進(jìn)入質(zhì)量分析器被分離。

離子源是使中性原子或分子電離，并從中引出離子束流的裝置。ESI(Electron?SprayIonization，電噴霧離子源)離子源是離子源的一種。ESI離子源的工作原理是樣品溶液從具有霧化氣套管的毛細(xì)管端流出時(shí)在電場(chǎng)和霧化氣的吹帶作用下噴成無(wú)數(shù)的帶電微液滴。在一定加熱溫度下，液滴中的溶劑被快速蒸發(fā)，液滴直徑不斷變小，表面電荷密度不斷增大，最終使溶劑和樣品離子從液滴中被排擠出，樣品離子通過(guò)毛細(xì)管進(jìn)入到后級(jí)被分析檢測(cè)。

ESI離子源需要施加一定強(qiáng)度的電場(chǎng)，用于維持ESI離子源形成穩(wěn)定的泰勒錐(Taylor?Cone)，從而實(shí)現(xiàn)樣品最大限度的電離。并且，ESI離子源產(chǎn)生的樣品離子，需要在一定的電場(chǎng)作用下，才能高效地會(huì)聚導(dǎo)入毛細(xì)管。由上可知，需要給離子源提供一個(gè)適合的電場(chǎng)。傳統(tǒng)的質(zhì)譜儀缺少對(duì)電噴霧離子源電場(chǎng)的實(shí)時(shí)控制，不利于對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，這將嚴(yán)重影響離子化效率，乃至質(zhì)譜儀器的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一。

為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種用于ESI離子源的高壓直流電源，該高壓直流電源可以向外部提供穩(wěn)定的高電壓和強(qiáng)電場(chǎng)。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種ESI離子源，該ESI離子源通過(guò)向電噴霧離子源提供高電壓和強(qiáng)電場(chǎng)，可以顯著提高對(duì)樣品的電離效率和產(chǎn)生離子的傳輸效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面的實(shí)施例提出了一種用于ESI離子源的高壓直流電源，包括：振蕩模塊，所述振蕩模塊用于進(jìn)行自激振蕩以生成開(kāi)關(guān)信號(hào)；開(kāi)關(guān)模塊，所述開(kāi)關(guān)模塊與所述振蕩模塊相連，用于在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)的控制下交替導(dǎo)通以輸出初始交流電壓；升壓模塊，所述升壓模塊與所述開(kāi)關(guān)模塊相連，用于將所述初始交流電壓進(jìn)行升壓，得到二次交流電壓；倍壓整流模塊，所述倍壓整流模塊與所述升壓模塊相連，用于對(duì)所述二次交流電壓按照預(yù)設(shè)倍數(shù)進(jìn)行升壓，并將升壓后的電壓進(jìn)行整流以輸出直流電壓；濾波模塊，所述濾波模塊與所述倍壓整流模塊相連，用于將所述整流電壓進(jìn)行濾波；輸出模塊，所述輸出模塊與所述濾波模塊相連，用于輸出所述濾波后的直流電壓。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于ESI離子源的高壓直流電源，可以向ESI離子源輸出穩(wěn)定的高電壓和強(qiáng)電場(chǎng)，以使得在ESI離子源的電離腔內(nèi)形成高壓強(qiáng)電場(chǎng)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述振蕩模塊包括多諧振蕩器和D觸發(fā)器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多諧振蕩器包括CMOS施密特觸發(fā)器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述開(kāi)關(guān)模塊包括第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管，其中，所述振蕩模塊的輸出端分別與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極以及所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別輸出初始交流電壓。采用場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)，具有開(kāi)關(guān)切換速度快、靈敏度高的特點(diǎn)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述升壓模塊的輸入端分別與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連，用于將所述初始交流電源進(jìn)行升壓，得到二次交流電壓。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述升壓模塊為高頻變壓器，所述高頻變壓器的初級(jí)側(cè)的兩個(gè)抽頭分別與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連，所述高頻變壓器的次級(jí)側(cè)的一個(gè)抽頭與所述倍壓整流單元相連。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述濾波模塊為RC濾波網(wǎng)絡(luò)。