CN104716005B - 一种电离源内螺旋状管状膜进样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明设计了一种质谱电离源内螺旋管状膜进样装置，包括：管状膜、电离源、金属毛细管、3‑7个带螺纹绝缘立柱、环状磁铁。管状膜为致密聚二甲基硅氧烷膜，管状膜缠绕在绝缘立柱周围，形成以绝缘立柱为立边的、径向截面为多边形的、二端开口的筒状结构，并与电离源同心放置。在绝缘立柱底端，配合金属螺帽，通过磁力吸附固定在电离区环状磁铁上。膜两头连接金属毛细管作为样品进口与样品出口。该装置提高了进样量，并且避免了膜对离子传输的阻碍作用，提高了仪器灵敏度。

Description

一种电离源内螺旋状管状膜进样装置
技术领域
本发明属于质谱分析仪器，特别涉及一种电离源内螺旋状管状膜进样装置。该装置可对液体样品和气体样品中挥发性有机污染物实现快速富集与解析。管状膜内样品在膜内外浓度差、压力差的作用下，快速渗透后被电离源直接电离。电离源内螺旋状管状膜进样装置避免了管状膜对离子传输的阻碍作用，并且电离区内管状膜的长度可调节，提高了仪器灵敏度。
背景技术
质谱膜进样技术，已广泛应用于环境监测中。可实现对气体样品、液体样品的直接进样，避免了复杂的前处理步骤，具有快速、灵敏、便捷等优点。
基质中的样品分子，在浓度差、压力差的推动下，通过吸附—渗透—解析的过程透过膜表面进入质谱真空中，而大量基质分子如水，空气则被阻隔在质谱真空外。
然而真空环境内膜的表面积对进样量的大小具有至关重要的影响，暴露于真空中的膜的表面积越大，渗透的样品浓度越高，信号强度越高。
由此，本发明设计了一种电离源内螺旋状管状膜进样装置，在电离源内将管状膜缠绕在绝缘立柱周围，形成以绝缘立柱为立边的、径向截面为多边形的、二端开口的筒状结构，并与电离源同心放置。绝缘立柱依靠磁力吸合固定在电离区环状磁铁上，调节立柱间距与螺旋圈数以调节膜长度。膜内样品经吸附-渗透-解析后立即被电离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电离源内螺旋状管状膜进样装置。一种电离源内螺旋状管状膜进样装置，包括电离源，电离腔，环状磁铁，将3-7根底端带螺纹的绝缘立柱，配合金属螺母，依靠磁力吸合固定在环状磁铁上。环状磁铁与电离源同心放置。管状膜成螺旋状缠绕在三个以上的绝缘立柱周围，由管状膜缠绕形成一以三个以上的绝缘立柱为立边的、径向截面为多边形的、二端开口的筒状结构。管状膜的两端连接金属毛细管作为样品进口与出口。样品进口经硅橡胶管与蠕动泵连接。
管状膜材料为聚二甲基硅氧烷膜，样品分子通过膜表面经吸附-渗透-解析后，直接被电离源电离，产生的离子在电离区的推斥电极，聚焦电极等电极的作用下进入质量分析器。
本发明的优点：
一、电离源内管状膜的长度可调节，增加了电离源内膜面积，可大幅提高仪器灵敏度，降低膜响应时间。
二、同时采用螺旋管状膜的方式，避免了管状膜对离子传输的阻碍作用。
附图说明
图1为本发明应用于质谱仪的结构示意图。
具体实施方式
为了提高膜进样灵敏度，本发明提供了一种电离源内螺旋状管状膜进样装置。
如图1所示：本发明应用于质谱仪，其中1为管状膜，2为样品进口，3为样品出口，4-1和4-2分别为金属毛细管，5为绝缘立柱，6为金属螺帽，7为环状磁铁，8为推斥电极，9为电离源，10为电离腔，11为连接质量分析器的连接口，12为聚焦电极，13为小孔电极，14为透镜电极。
一种电离源内螺旋状管状膜进样装置，包括电离源，电离源发出的光射入电离腔内，于电离腔内形成质谱电离源的电离区，管状膜直接放置在质谱电离源的电离区内，管状膜两端分别连接金属毛细管，金属毛细管从质谱电离源的腔体内伸出至质谱电离源腔体之外，管状膜两端的金属毛细管分别作为样品进口和样品出口,电离区内设有环状磁铁，环状磁铁的轴线与电离源的出射光方向相同，于环状磁铁靠近电离源一侧均匀设有三个以上的绝缘立柱，处于电离区的管状膜成螺旋状缠绕在三个的绝缘立柱周围，由管状膜缠绕形成一以三个的绝缘立柱为立边的、径向截面为多边形的、二端开口的筒状结构。
绝缘立柱一端设有金属螺帽，金属螺帽通过磁力吸附于环状磁铁上，通过金属螺帽(将绝缘立柱和环状磁铁间固定连接。
3根绝缘立柱均匀分布在环状磁铁上。
环状磁铁与电离源同心放置，并且环装磁铁孔径为电离源2倍。
电离源内管状膜的长度可调节，电离源为光电离源。
样品进口经硅橡胶管与蠕动泵连接。
在电离腔内，电离源的出射光光路上依次设有环状推斥电极、环状聚焦电极、环状小孔电极、环状透镜电极，环状磁铁置于环状推斥电极与环状聚焦电极之间，环状推斥电极、环状聚焦电极、环状小孔电极、环状透镜电极和环状磁铁均同轴设置。
样品从管状膜中析出后被电离，样品离子经由小孔电极，在环状透镜电极的汇聚作用下通过连接口进入质量分析器。
分析气体样品时，将抽气泵连接在样品进口端，样品流经膜后，从样品出口端排出；分析液体样品时，将蠕动泵连接在样品进口端，样品流经膜后从样品出口端排出。

Claims (8)

1.一种电离源内螺旋状管状膜进样装置，包括电离源(9)，电离源(9)发出的光射入电离腔(10)内，于电离腔(10)内形成质谱电离源的电离区，管状膜(1)直接放置在质谱电离源的电离区内，管状膜两端分别连接金属毛细管(4-1和4-2)，金属毛细管(4-1和4-2)从质谱电离源的腔体内伸出至质谱电离源腔体之外，管状膜两端的金属毛细管(4-1和4-2)分别作为样品进口(2)和样品出口(3)，其特征在于：电离区(10)内设有环状磁铁(7)，环状磁铁(7)的轴线与电离源(9)的出射光方向相同，于环状磁铁(7)靠近电离源(9)一侧均匀设有三个以上的绝缘立柱(5)，处于电离区(10)的管状膜(1)成螺旋状缠绕在三个以上的绝缘立柱周围，由管状膜(1)缠绕形成一以三个以上的绝缘立柱(5)为立边的、径向截面为多边形的、二端开口的筒状结构。
2.根据权利要求1所述的电离源内螺旋状管状膜进样装置，其特征在于：绝缘立柱(5)一端设有金属螺帽(6)，金属螺帽(6)通过磁力吸附于环状磁铁(7)上，通过金属螺帽(6)将绝缘立柱(5)和环状磁铁(7)间固定连接。
3.根据权利要求1所述的电离源内螺旋状管状膜进样装置，其特征在于：3-7根绝缘立柱均匀分布在环状磁铁上。
4.根据权利要求1所述的电离源内螺旋状管状膜进样装置，其特征在于：环状磁铁与电离源同心放置，并且环装磁铁孔径为电离源1-3倍。
5.根据权利要求1所述的电离源内螺旋状管状膜进样装置，其特征在于：电离源内管状膜的长度可调节，电离源为光电离源。
6.根据权利要求1所述的电离源内螺旋状管状膜进样装置，其特征在于：样品进口经硅橡胶管与蠕动泵连接。
7.根据权利要求1所述的电离源内螺旋状管状膜进样装置，其特征在于：在电离腔(10)内，电离源(9)的出射光光路上依次设有环状推斥电极(8)、环状聚焦电极(12)、环状小孔电极(13)、环状透镜电极(14)，环状磁铁(7)置于环状推斥电极(8)与环状聚焦电极(12)之间，环状推斥电极(8)、环状聚焦电极(12)、环状小孔电极(13)、环状透镜电极(14)和环状磁铁(7)均同轴设置。
8.根据权利要求7所述的电离源内螺旋状管状膜进样装置，其特征在于：样品从管状膜(1)中析出后被电离，样品离子经由小孔电极(13)，在环状透镜电极(14)的汇聚作用下通过连接口(11)进入质量分析器。
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