[實(shí)用新型]質(zhì)譜嗅覺離子源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720340482.4
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN206806287U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱建雄
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東聯(lián)捷生物科技有限公司
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10;H01J49/26
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司44224
• 代理人: 舒丁

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及質(zhì)譜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用氣體放電離子化的質(zhì)譜嗅覺離子源。

背景技術(shù)

質(zhì)譜是一種分離與測定帶電粒子的技術(shù)，廣泛用于化學(xué)物質(zhì)的定性定量分析，是當(dāng)今世界靈敏度和分辨度最高的分析檢測工具。在質(zhì)譜分析中，待分析物質(zhì)必須首先電離成為離子才可能進(jìn)入質(zhì)譜儀被分離和測定。質(zhì)譜儀上用于樣品電離的裝置就是離子源，由于化合物離子化是一種化學(xué)反應(yīng)過程，所以離子源也可以認(rèn)為就是一種化學(xué)反應(yīng)器。

傳統(tǒng)的離子源的類型有電子轟擊、電噴霧、常壓下化學(xué)離子化、低溫等離子轟擊等離子源，其中除了電子轟擊離子源常用于和氣相色譜儀聯(lián)用，后面幾種都是用作液相色譜檢測，所有這些離子源都有一個共同特點(diǎn)，那就是電離效率都很低，大約10^-9以下，亦即每十億分子中只有一個左右被電離并被測到，其中原因很可能是由于所有這些離子化過程都涉及粒子碰撞(如電子轟擊、等離子轟擊等)或物質(zhì)接觸與轉(zhuǎn)移(如M+H⁺→[MH]⁺)，這和傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)過程幾乎完全一致，每一時刻只有部分反應(yīng)物正好成為粒子轟擊或物質(zhì)專遞的靶子，而成為靶子的反應(yīng)物又只有克服了活化能壁壘的一小部分才可能變成離子，但是，待測物在離子源里面的滯留時間極其短暫，一般只有幾十分之一秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及達(dá)到化學(xué)平衡，所以絕大部分樣品分子根本來不及電離或經(jīng)歷電離過程就被從離子源中排出去了。因此，質(zhì)譜離子化過程是一個動力學(xué)控制的化學(xué)反應(yīng)，加快反應(yīng)速度是提高離子化效率的關(guān)鍵途徑。為了加快反應(yīng)，最好能夠讓每個樣品分子在離子源中同時接受到同等離子化能量的作用，當(dāng)施加的離子化能量足夠大于分子離子化所需的能量，那就有希望使得離子源中的樣品分子的電離反應(yīng)瞬間達(dá)到化學(xué)平衡，使得電離由動力學(xué)控制過程轉(zhuǎn)變成熱力學(xué)控制過程，電離效率因此提高到極致，質(zhì)譜分析因而達(dá)到極限靈敏度。目前世界范圍利用等離子體進(jìn)行電離的離子源已經(jīng)有多種，基本特征是利用氦氣或氮?dú)庠诟唠妷鹤饔孟庐a(chǎn)生等離子體，以待測物作為靶子用等離子體進(jìn)行轟擊，由此將待測物電離，產(chǎn)生的離子再進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行測定。這類用等離子體轟擊待測物靶向的電離過程和傳統(tǒng)的電噴霧方式一樣，也屬于動力學(xué)控制過程，電離效率在10^-9以下。而且，所有上述電離方法都用到大量電離介質(zhì)，亦即需要消耗氦氣或氮?dú)狻?/p>

實(shí)用新型內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜電離過程瞬間達(dá)到熱力學(xué)平衡從而達(dá)到極限離子化效率，本實(shí)用新型采用強(qiáng)電場引發(fā)氣體或氣溶膠電離形成等離子體，每個待測物質(zhì)分子在等離子體內(nèi)部受到同等能量的作用而電離，成為等離子體的組成部分，隨著外加電源的電壓或交變頻率提高，離子源內(nèi)氣態(tài)分子全部處于等離子狀態(tài)，基于上述原理，本實(shí)用新型提供一種提高離子化效率的質(zhì)譜嗅覺離子源。

該質(zhì)譜嗅覺離子源，包括：

放電腔；放電腔的外部密封，內(nèi)部設(shè)置一個暢通的通道；放電腔的一端設(shè)有用于進(jìn)氣的進(jìn)氣端，另一端設(shè)有用于連接質(zhì)譜儀的入口的輸出端；

兩個相互絕緣且連接放電腔的電極；當(dāng)對兩個電極施加250V～10000V電壓時，位于放電腔內(nèi)部的通道中的氣流被電離而形成等離子體；

分別連接兩個電極的供電電源；供電電源用于提供電壓給兩個電極；

連接于放電腔與質(zhì)譜儀的入口相接一端的真空機(jī)構(gòu)；真空機(jī)構(gòu)用于在放電腔與質(zhì)譜儀的入口相接一端產(chǎn)生負(fù)壓，使得放電腔連續(xù)從進(jìn)氣端吸入氣體和待測物并流向輸出端，放電腔中產(chǎn)生的等離子體被引向質(zhì)譜儀的入口，并且在質(zhì)譜儀的收集電壓驅(qū)動下進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行測定。

上述質(zhì)譜嗅覺離子源，通過高電壓引發(fā)氣溶膠及氣體狀態(tài)的待測物質(zhì)形成等離子體，所有待測分子在該質(zhì)譜嗅覺離子源中瞬時電離。由于氣流量小，待測分子在該質(zhì)譜嗅覺離子源內(nèi)的滯留時間相應(yīng)加長，進(jìn)一步促使電離完全，使得質(zhì)譜分析的檢測限從通常的10-9改進(jìn)到10-15。而且，離子形式為M+或者M(jìn)-，極少出現(xiàn)碎片，基本上沒有多電荷離子產(chǎn)生，也不產(chǎn)生[MH]+或[M-H]-離子，數(shù)據(jù)解析極其簡單方便，故本實(shí)用新型的質(zhì)譜嗅覺離子源能夠?qū)崿F(xiàn)高效的離子化效率。此外，本實(shí)用新型相對于傳統(tǒng)的質(zhì)譜嗅覺離子源也具備更好的穩(wěn)定性，一方面由于形成等離子體使得質(zhì)譜嗅覺離子源內(nèi)部的所有分子始終被全部電離，不存在或然性，另一方面因為該質(zhì)譜嗅覺離子源與質(zhì)譜儀內(nèi)部直接相連接，不存在環(huán)境干擾。再者，本實(shí)用新型還有一個突出優(yōu)點(diǎn)，不用任何氣體，既節(jié)省開支又簡化操作，也有利于穩(wěn)定性。

在其中一個實(shí)施例中，該質(zhì)譜嗅覺離子源還包括連接于進(jìn)氣端的吸氣管；吸氣管從進(jìn)氣端向外延伸以用于吸取待測樣品。