CN102324373B - 一种质谱仪器及其专用离子传输加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种质谱仪器及其专用离子传输加热装置。所述离子传输加热装置包括金属加热管和直流电源；所述金属加热管的两端分别与直流电源的正负极相连接。本发明还提供了一种质谱仪器，包括离子源、上述离子传输加热装置和质谱仪；所述离子源设于近所述金属加热管的一端部，所述金属加热管的另一端部设于近所述质谱仪的进样口。本发明提供的离子传输加热装置简单，即采用上述金属加热管，可以方便的运用在小型的质谱仪里提高其性能；其加热效率很高，在秒的时间量级上该加热装置可以加热到500℃以上，具有快速加热的特点；本发明提供的加热装置的温度可以通过直流电源调节，具有可操控性。

Description

一种质谱仪器及其专用离子传输加热装置
技术领域
本发明涉及一种质谱仪器及其专用离子传输加热装置。
背景技术
质谱仪器在测定物质质量时所具有的灵敏、快速及准确等优点，使其在近代生命、化学、物理以及它们的交叉学科研究中扮演着重要角色。质谱仪器主要包括离子源、离子分析装置和检测装置。由于离子分析装置的研究对象主要是离子，并通过检测装置最后得到离子的质荷比信息。因此，离子源在质谱仪器里起着将样品分子电离成样品离子的关键作用。目前的离子化方法主要包括电喷雾(ESI)、解吸电喷雾(DESI)、萃取电喷雾(EESI)、基质辅助激光解吸(MALDI)、电子电离(EI)以及化学电离(CI)等。其中，常压离子化方法(API)，例如ESI、DESI和EESI，不需要在真空中电离样品，可以极大的缩小质谱仪器的空间，因此小型化的质谱仪器(如美国Cooks小组提出的“mini10”和“mini11”这两款)主要采用常压离子源。
通常，上述离子源的离子化效率，即成功电离的样品分子占总样品分子的比值，是非常低的。即使它们中具有相对高电离效率的ESI源，对不同的样品，其离子化效率可以相差六个数量级。在ESI源里，样品被溶解在水以及其他的溶剂里。利用缓冲气体(如氮气)和一个高压(如5000伏)电源加在毛细管的两端(进样端和发射端)，在发射端，当电场力和液体的表面张力达到平衡，液体形成泰勒锥状，从而能够稳定喷雾。喷出的大的带电荷的样品离子团簇由于溶剂的蒸发，在内部电荷排斥的作用力下会逐渐分离成单个的样品离子。在这个过程里，如果这种离子团簇不能充分蒸发而分离为单个的样品离子，将会降低样品的离子化效率。在商业仪器里，通过对缓冲气体加热或在离子传输装置外缠绕加热丝的方法极大地提高了仪器的灵敏度。但在小型质谱装置里，上述加热方法不仅麻烦而且会大幅增加仪器的体积。因此，一种简单、方便、以及小型的离子传输加热装置可以改善小型质谱仪器的性能，并缩小商用仪器的体积。
发明内容
本发明的目的是提供一种质谱仪器及其专用离子传输加热装置。
本发明提供的一种离子传输加热装置包括金属加热管和直流电源；所述金属加热管的两端分别与直流电源的正负极相连接。
上述的离子传输加热装置中，所述金属加热管的长度可为3mm-1m；所述金属加热管的内径可为0.1mm-5mm；所述金属加热管的外径可为0.1mm-1cm。
上述的离子传输加热装置中，所述金属加热管的材质可为不锈钢、铜、铝等易于导电，且不易与所述离子源产生的样品离子发生化学反应的金属。
本发明还提高了一种质谱仪器，所述质谱仪器包括离子源、上述离子传输加热装置和质谱仪；所述离子源设于近所述金属加热管的一端部，所述金属加热管的另一端部设于近所述质谱仪的进样口。
上述的质谱仪器中，所述离子源可以相对于所述金属加热管平行或倾斜的方式放置。
上述的质谱仪器中，所述倾斜的角度可为0-90度，当所述离子源与所述金属加热管倾斜放置时(即不为0度)，可以减少所述离子源中未电离的中性样品分子通过所述金属加热管进入所述质谱仪。
上述的质谱仪器中，所述离子源与所述金属加热管的一端部之间的距离可为1mm-1m；所述金属加热管的另一端部与所述质谱仪的进样口之间的距离可为1mm-10mm。
本发明还提供了一种质谱仪器，所述质谱仪器包括离子源、上述离子传输加热装置和质谱仪；所述金属加热管设于所述质谱仪的内部；所述金属加热管的一端部设于所述质谱仪外且近所述离子源；所述金属加热管的另一端部设于近所述质谱仪的质量分析器的进样口。
上述的质谱仪器中，所述离子源可以相对于所述金属加热管平行或倾斜的方式放置。
上述的质谱仪器中，所述倾斜的角度可为0-90度，当所述离子源与所述金属加热管倾斜放置时(即不为0度)，可以减少所述离子源中未电离的中性样品分子通过所述金属加热管进入所述质谱仪。
上述的质谱仪器中，所述直流电源设于所述质谱仪的外部或内部。
上述的质谱仪器中，所述离子源与所述金属加热管的一端部之间的距离可为1mm-1m；所述金属加热管的另一端部与所述质量分析器的进样口之间的距离可为1mm-10mm。
本发明提供的离子传输加热装置简单，即采用上述金属加热管，可以方便的运用在小型的质谱仪里提高其性能；其加热效率很高，在秒的时间量级上该加热装置可以加热到500℃以上，具有快速加热的特点；本发明提供的加热装置的温度可以通过直流电源调节，具有可操控性。
附图说明
图1为本发明实施例1的离子传输加热装置的结构示意图。
图2为本发明实施例2的质谱仪器的结构示意图。
图3为本发明实施例3的质谱仪器的结构示意图。
图中各标记如下：1金属加热管、2直流电源、3离子源、4质谱仪、5质量分析器。
具体实施方式
下述结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1、离子传输加热装置
本实施例提供的离子传输加热装置包括金属加热管1和直流电源2；该直流电源2的正负极通过导线与金属加热管1的两端相连接；该金属加热管的长度为10cm，内径为0.5mm，外径为1mm，其材质为不锈钢。
上述的离子传输加热装置中，金属加热管的长度可在3mm-1m的范围内进行调节；其内径可在0.1mm-5mm的范围内进行调节；其外径可在0.1mm-1cm的范围内进行调节；其材质还可为铜、铝等易于导电，且不易与所述离子源产生的样品离子发生化学反应的金属。
实施例2、质谱仪器
本实施例提供的质谱仪器包括离子源3、实施例1的离子传输加热装置和质谱仪4；离子源3设于距离该离子传输加热装置中的金属加热管1的一端部1cm处，且以相对于金属加热管1倾斜30度的方式放置；金属加热管1的另一端部设于距离质谱仪4的进样口1mm处。
上述的质谱仪器中，离子源3与金属加热管1的一端部的距离可在1mm-1m的范围内进行调节；质谱仪4的进样口与金属加热管1的另一端部的距离也可在1mm-10mm的范围内进行调节；离子源3与金属加热管1之间的倾斜角度可在0-90度的范围内进行调节。
实施例3、质谱仪器
本实施例提供的质谱仪器包括离子源3、实施例1的离子传输加热装置和质谱仪4；金属加热管1设于质谱仪4内，但其一端部设于质谱仪4外，离子源3设于距离该端部1cm处，且以相对于金属加热管1倾斜30度的方式放置；金属加热管1的另一端部设于距离质量分析器5的进口1mm处；金属加热管1的两端分别通过导线与直流电源2的正负极相连接。
上述的质谱仪器中，离子源3与金属加热管1的一端部的距离可在1mm-1m的范围内进行调节；质谱仪4的质量分析器5的进口与金属加热管1的另一端部的距离也可在1mm-10mm的范围内进行调节；离子源3与金属加热管1之间的倾斜角度可在0-90度的范围内进行调节。

Claims (4)

1.一种质谱仪器，其特征在于：所述质谱仪器包括离子源、离子传输加热装置和质谱仪；所述离子源设于近所述金属加热管的一端部，所述金属加热管的另一端部设于近所述质谱仪的进样口；
离子传输加热装置包括金属加热管和直流电源；所述金属加热管的两端分别与直流电源的正负极相连接；
所述金属加热管的长度为3mm-1m；所述金属加热管的内径为0.1mm-5mm；所述金属加热管的外径为0.1mm-1cm。
2.根据权利要求1所述的质谱仪器，其特征在于：所述离子源以相对于所述金属加热管平行或倾斜的方式放置。
3.根据权利要求2所述的质谱仪器，其特征在于：所述倾斜的角度为0-90度，但不为0。
4.根据权利要求1-3中任一所述的质谱仪器，其特征在于：所述离子源与所述金属加热管的一端部之间的距离为1mm-1m；所述金属加热管的另一端部与所述质谱仪的进样口之间的距离为1mm-10mm。
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