CN105699352A - 一种液相样品及其气相离子荧光信息检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液相样品及其气相离子荧光信息检测装置及方法，所述装置为密封腔室结构，包括光源模块、检测模块、手动调节模块、喷雾离子源、电动平移模块以及用于固定上述各部件的腔体模块，腔体模块的主体为设有多个通孔的腔室结构，喷雾离子源安装在腔体模块的上部并通过上部通孔伸入腔室中；光源模块与检测模块分别固定于腔体模块相对的两侧面的通孔处，光源模块与检测模块的光路中心位于同一水平面上，且两光路中心同轴。本发明装置布局紧凑，成本低廉，配置灵活，使用方便，稳定性高；采用本发明装置的检测方法可用于检测液相样品由常压ESI技术所生成的气相离子的荧光信息，还可实现样品离子从液相转变为气相的过程的连续检测。

Description

一种液相样品及其气相离子荧光信息检测装置及方法

技术领域

本发明属于分析技术领域，涉及液相样品及其气相离子荧光信息检测装置及方法，具体涉及一种既可用于常规液相样品荧光信息检测、又能用于液相样品的气相离子荧光信息检测装置及方法。

背景技术

针对液相物质的荧光信息的检测中，易受溶剂微环境如温度、极性、酸度、粘度等因素的影响，因此液相物质的荧光信息检测中获得的物质光学信息通常与物质的本质光学性质存在一定的偏差。虽然科学工作者对此有所认识，却一直未找到合适的方法检测去溶剂化的液相物质荧光信息。目前市场上出现的原子荧光光谱仪也可对气相荧光进行检测，但是原子荧光法主要检测气相原子的荧光，不适用于气相离子的荧光检测。

近十年来，气相离子光谱学技术的发展为去溶剂化液相物质的光学信息检测提供了可能，气相光学信息检测由此受到越来越多科学工作者的关注。其中，电喷雾电离(ElectroSprayIonization，ESI)技术是最常用的气相离子生成技术，在离ESI泰勒锥一定距离的空间里，ESI所生成的大部分离子均成为没有溶剂包围的气相离子。因此，在这种条件下，被分析物质的辐射性质不受溶剂的影响，更接近于真实值。目前，KonstantinChingin、HuanwenChen、GerardoGamez等人对超高压、高真空ESI技术生成的气相离子的光学信息进行了检测研究[KonstantinChingin,HuanwenChen,GerardoGamez,etal.ExploringFluorescenceandFragmentationofIonsProducedbyElectrosprayIonizationinUltrahighVacuum[J].AmSocMassSpectrom,2009,20:1731～1738]，所用的装置复杂、昂贵且受超高压、高真空的限制，并且由于超高电压ESI技术制备的气相离子在高真空离子阱中被捕获、激发和检测，离子阱内的温度、捕获能量、激发光能量等因素对气相离子的光学信息均产生不同程度的影响。

与超高压ESI不同，常压ESI技术在大气环境中产生气相离子，激发光能量在大气环境中迅速被冷却，对气相离子的荧光信息影响较小，且大气环境相对低的温度也有利于气相离子的稳定，因此常压ESI技术更适合检测气相离子的荧光信息。

气相离子生成后处于流动状态，如何在气相离子生成的同时捕捉荧光信息是气相离子荧光信息检测的主要难点，Konstantin等对处于大气压环境中的气相离子进行了研究，但是该装置由人工搭建而成，存在气密性差、稳定性差、配置不灵活等不足，目前用于常压ESI技术生成的气相离子的荧光信息检测的装置还很少见，这一定程度上限制了气相离子的荧光信息的检测、研究与应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种布局紧凑，成本低廉，配置灵活，使用方便，稳定性高的液相样品及其气相离子荧光信息检测装置，其可用于检测液相样品经过常压ESI技术生成的气相离子的荧光信息，还可实现样品离子从液相转变为气相的过程的连续检测，同时也可实现检测常规的液相样品荧光信息。

本发明的上述目的是由以下技术方案来实现的：

一种液相样品的气相离子荧光信息检测装置，包括光源模块、检测模块、喷雾离子源以及用于固定上述各部件的腔体模块，其中：

腔体模块的主体为设有多个通孔的腔室结构，所述喷雾离子源安装在腔体模块的上部并通过上部通孔伸入腔室中；

光源模块与检测模块分别固定于腔体模块的相邻侧面的通孔处，光源模块与检测模块的光路中心位于同一水平面上，且光源模块与检测模块的光路中心垂直。

上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置还包括手动调节模块；所述手动调节模块包括高度调节机构和角度调节机构，其中，高度调节机构可活动地穿套于腔体模块的所述上部通孔中，角度调节机构固定于高度调节机构的上端，二者分别设有与腔体模块的腔室相连通的长孔，喷雾离子源穿过高度调节机构、角度调节机构的长孔伸入腔体模块的腔室中。

上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置中，所述高度调节机构包括高度调节离子源座，高度调节离子源座为上部设有端盖的圆筒，圆筒穿套于腔体模块的所述上部通孔中，端盖的尺寸大于圆筒的直径，端盖的中部开设有所述长孔；角度调节机构包括角度调节离子源座，其通过装配孔固定于高度调节离子源座的端盖上，中部设有与高度调节离子源座位置和尺寸相对应的所述长孔，所述板体长度方向上的两侧边向上一体延伸有两弧形导轨，该导轨的上缘各设有向外延伸的凸缘；

所述角度调节机构还包括前滑块、离子源固定架、后滑块、滑块锁紧螺头和离子源锁紧螺头：

离子源固定架底面呈与所述导轨形状相匹配的弧形，中部设有与所述长孔相连通的安装孔，安装孔中插入喷雾离子源；

前滑块和后滑块对称地分别卡装于两弧形导轨的凸缘上，离子源固定架通过装配孔固定于前滑块和后滑块之间，并位于所述两弧形导轨上；

滑块锁紧螺头将所述后滑块固定于所述弧形导轨上用以锁紧离子源固定架；离子源锁紧螺头将喷雾离子源固定在所述安装孔内用以锁紧喷雾离子源。

上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置中，所述腔体模块的上部还设有夹紧机构，其为双层板体，所述板体中部设有与所述腔体模块的上部通孔和腔室相连通的通孔，上层板一部分与下层板一体连接，另一部分与下层板分割开，且在分割部分的某一位置断开为第一夹持部和第二夹持部，第一夹持部和第二夹持部设有调节螺栓，通过调节螺栓使第一夹持部和第二夹持部发生弹性形变，锁紧或释放通孔内安装的手动调节模块。

上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置还包括电动平移模块；所述电动平移模块安装在腔体模块的侧面上，且与手动调节模块相连，能够带动手动调节模块与喷雾离子源一起上下移动；所述电动平移模块包括连接臂、电动平台座、螺杆支撑轴承、螺杆、进给滑台、制动式步进电机和两个光杆；其中：

连接臂用于将电动平移模块连接于手动调节模块；

电动平台座为长条形板体，其固定于腔体模块的侧面上，其上侧面设有分隔的三个侧墙，所述侧墙上各设有圆孔，螺杆一端安装在位于一端侧墙圆孔中的螺杆支撑轴承中，另一端穿过另两个侧墙安装于制动式步进电机的输出轴上；

两个光杆位于螺杆的两侧，并固定于两侧墙之间，进给滑台穿套于螺杆和光杆上，并与连接臂固定连接。

一种液相样品荧光信息检测装置，其为密封腔室结构，包括光源模块、检测模块、用于固定上述各部件的腔体模块、置于腔体模块内的比色皿以及用于密封所述腔体模块的封盖，其中：

腔体模块的主体为设有通孔的腔体结构，光源模块与检测模块分别固定于腔体模块的侧面的通孔处，两个模块的光路中心位于同一水平面上，且光源模块与检测模块的光路中心垂直；

装有样品溶液的比色皿位于腔体模块的腔室中，并位于所述光源模块和检测模块的光路中心；

所述封盖为上部设有圆形端盖的圆筒，圆形端盖的直径大于圆筒的直径，圆筒置于腔体模块上部的通孔内。

所述腔体模块的底部设有凹槽，凹槽中部设有用于连接排液管接头的螺孔；装有样品溶液的比色皿放置于一比色皿卡座顶部的槽中，比色皿卡座的底部置于腔体模块底部的凹槽中。

上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置或者液相样品荧光信息检测装置中，所述光源模块的光源路径上从外到内依次设有密封板、LED光源、滤镜和平凸透镜，其中，用于隔离外界光线的密封板位于最外端，LED光源安装于一LED安装套内；滤镜、平凸透镜安装于一透镜套筒内，透镜套筒安装于一光源透镜座的内筒中，所述光源透镜座一端连接腔体模块的一侧面上，另一端与LED安装套密闭连接，LED安装套的另一端与密封板固定连接；一透镜压簧与透镜套筒依次安装于所述光源透镜座的内筒中；所述LED安装套与光源透镜座以可调螺纹连接，通过控制拧入LED安装套的深度实现对平凸透镜与腔体模块的距离进行微调。

上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置或者液相样品荧光信息检测装置中，所述光源模块还包括有狭缝座，所述狭缝座为中空的框体，该框体从上到下依次安装有微分筒、移动板、耐磨套、光杆、固定板，其中，微分筒下部插置于狭缝座上侧面的通孔中，其下端顶住移动板的顶面；固定板和移动板为两块形状相似且配合使用的梯形板，两块板的斜面相对且斜面的顶角边同一侧放置形成狭缝，光杆依次穿过耐磨套和一狭缝压簧，并通过装配孔固定在固定板和移动板之间；通过旋转微分筒能够使移动板上下移动，移动板和固定板之间形成的狭缝光带可调。

上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置或者液相样品荧光信息检测装置中，所述检测模块在其所接收的光路上依次设有检测透镜座、滤镜、平凸透镜、光纤套和光纤螺头，其中，滤镜、平凸透镜安装于一透镜套筒内；透镜套筒安装于检测透镜座内，检测透镜座一端安装于腔体模块的一侧面上，另一端与装有光纤螺头的光纤套密闭连接；一透镜压簧与透镜套筒依次安装于所述检测透镜座的内筒中；所述检测透镜座与光纤套以可调螺纹连接，通过控制拧入光纤套的深度实现对检测模块光路进行微调。

上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置或者液相样品荧光信息检测装置中，所述腔体模块的底部设有底座，底座的四角分别固定连接有支撑腿，支撑腿下端连接有用于支撑腔体模块的支撑脚；所述支撑脚的底面呈圆锥形，上端设有螺头，螺头与支撑腿下端的螺纹孔相连，调节支撑脚的螺头拧入深度以调节腔体模块的水平度。

本发明还提供一种液相样品及其气相离子荧光信息检测方法，该方法采用本发明的液相样品及其气相离子荧光信息检测装置进行检测，采用以下技术方案来实现：

一种液相样品的气相离子荧光信息检测方法，采用上述液相样品的气相离子荧光信息检测装置进行检测，包括以下步骤：

(1)将光源模块、检测模块、手动调节模块、喷雾离子源和电动平移模块装配到腔体模块上，并调节腔体模块的支撑脚，使该装置处于水平位置；

(2)将连接有光信号检测设备的光纤接在检测模块的光纤螺头上；

(3)在喷雾离子源的样品通道处连接一进样器，由进样器向样品通道通入样品溶液，在气体通道通入气体；将在进样器前端设有的不锈钢针管接入高压导线端并接通高压；

(4)打开光源模块的LED光源或者激光，并开启光信号检测设备进行检测；

(5)通过电动平移模块调节喷雾离子源的高度，在样品离子从液相到气相变化过程中，检测样品离子的荧光信息，以获得喷雾离子源高度参数与检测结果的关系。

一种液相样品荧光信息检测方法，采用上述液相样品荧光信息检测装置进行检测，包括以下步骤：

(1)将光源模块、检测模块装配到腔体模块上，调节腔体模块的支撑脚，使该装置处于水平位置；

(2)将比色皿卡座与装有液体样品的比色皿组装之后放入腔体模块的底部的凹槽中，腔体模块的上部通孔采用封盖封闭；

(3)将连接有光信号检测设备的光纤接在检测模块的光纤螺头上；

(4)打开光源模块的LED光源或者激光，并开启所述光信号检测设备进行液相样品荧光信息检测。

本发明采用以上技术方案，可实现以下技术效果：(1)本发明应用范围广，可以用于检测液相样品的气相离子的荧光信息，还可用于检测常规液相样品的荧光信息；(2)本发明可通过调节喷雾离子源的角度和高度，实现一定范围内喷雾离子源空间位置参数的调节，进而实现样品离子从液相到气相变化过程中的荧光信息的连续检测；(3)本发明可以实现喷雾离子源角度的手动调节，也可通过程序控制驱动步进电机实现喷雾离子源高度的自动调节，方便使用；(4)本发明采用模块化设计，便于模块组合与扩展，灵活性强；(5)本发明的光源模块的LED光源可以采用高能量密度的激光，也可以采用普通的低功耗LED光源，可适用于不同的应用场合；(6)本发明布局紧凑，各主要构件工艺简单，相关配件为容易采购的标准件，因而成本较低。

附图说明

图1是本发明装置实施例的立体结构图；

图2是图1中各组成部件的分解图；

图3是腔体模块的分解图；

图4是光源模块的分解图；

图5是检测模块的分解图；

图6是手动调节模块的分解图；

图7是常压喷雾离子源的立体图；

图8是电动平移模块的立体图及其轴向剖切图；

图9是腔体模块的夹紧机构的立体图及其局部剖切图；

图10是腔体模块的主体不同角度的立体图；

图11是腔体模块的底座的立体图；

图12是腔体模块的支撑脚的立体图；

图13是腔体模块的排液管接头的立体图；

图14是腔体模块的比色皿卡座的立体图；

图15是光源模块的密封板的立体图；

图16是光源模块的LED光源的立体图；

图17是光源模块的LED安装套的立体剖切图；

图18是光源模块的透镜套筒的立体剖切图；

图19是光源模块的光源透镜座的立体剖切图；

图20是光源模块的狭缝座的立体图；

图21是光源模块的固定板的立体剖切图；

图22是光源模块的移动板的立体图；

图23是光源模块的微分筒的立体图；

图24是封板的立体结构图；

图25是检测模块的检测透镜座的立体剖切图；

图26是检测模块的光纤套的立体剖切图；

图27是检测模块的光纤螺头的立体图；

图28是手动调节模块的高度调节离子源座的立体图；

图29是手动调节模块的角度调节离子源座不同角度的立体图；

图30是手动调节模块的前滑块的立体图；

图31是手动调节模块的离子源固定架不同角度的立体图；

图32是手动调节模块的后滑块不同角度的立体图；

图33是电动平移模块的电动平台座不同角度的立体图；

图34是电动平移模块的螺杆的立体图；

图35是电动平移模块的进给滑台的立体图及其剖切图；

图36是电动平移模块的螺母的立体图；

图37是电动平移模块的轴承端盖的立体图。

图中附图标记表示为：

1：腔体模块；10：夹紧机构，100：螺孔，101：第一夹持部，102：第二夹持部，103：沉头孔，104：螺纹孔；11：腔体主体，110、111、112、115：螺纹孔，113、117：通孔，114、118：螺孔；12：底座，120、123：沉头孔，121：凹槽，122：螺孔；13：支撑腿；14：支撑脚，140：螺头，141：底面；15：排液管接头，150：螺头，151：六角螺帽，152：反向卡槽；16：比色皿卡座，160：底部，161：顶部槽；17：比色皿；

2：光源模块，20：密封板，200：沉头孔，201：通孔；21：LED光源，210：LED的灯珠，211：通孔；22：LED安装套，220：螺头，221、222：螺纹孔；23：内螺圈；24；隔垫；25：滤镜；26：平凸透镜；27：透镜套筒，270：内侧面，271：螺孔；28：透镜压簧；29：光源透镜座，290：沉头孔，291：销孔，292：螺孔，293：内侧面；30：狭缝座，300、303：沉头孔，301：销孔，302：螺纹孔，303：沉头孔，304：通孔，305：螺纹孔；31：固定板，310：孔，311：顶角边，312：螺纹孔；32：光杆；33：狭缝压簧；34：耐磨套；35：移动板，350：孔，351：顶角边；36：微分筒，361：外圆筒，362：球面体；37：封板，370：沉头孔；

4：检测模块；40：检测透镜座，400：外圆面，401：沉头孔，402：内圆面，403：螺孔；41：透镜压簧；42：内螺圈；43：隔垫；44：滤镜；45：平凸透镜；46：透镜套筒；47：光纤套，470：螺头，471：螺孔；48：光纤螺头，480、482：螺头，481：螺母；

5：手动调节模块；50：高度调节离子源座，500：圆筒，501：圆形端盖，502：沉头孔，503：销孔，504：螺孔，505：高度刻度；51：角度调节离子源座，510：螺孔，511：销孔，512：弧形导轨，513：角度刻度；52：前滑块，520、541：上弧面，522：角度刻度指示线，523：锥头孔；53：离子源固定架，530：通孔，531、533：螺孔，532：侧面螺孔；54：后滑块，521、540：下弧面，542：锥头孔，543：螺孔；55：滑块锁紧螺头；56：离子源锁紧螺头；

6：喷雾离子源，60：气体通道，61：样品通道，62：基体；

7：电动平移模块；70：连接臂；71：紧固螺母；72：电动平台座，720、723：圆孔，721：侧孔，722：螺孔，724：螺纹孔，725：沉头孔；73：螺杆支撑轴承；74：螺杆；75：进给滑台，750：侧孔，753：通孔，754：螺孔，755：螺纹孔；76：螺母，760：筒体，761：沉头孔；77：轴承端盖，770：螺孔，771：螺纹孔；78：弹性连轴器；79：制动式步进电机；710：光杆。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明的用于液相样品及其气相离子荧光信息检测的装置进行详细说明，其中，附图中相同的结构和功能的器件已用相同的附图标记标出，附图只是用于帮助解释本发明，并不代表对本发明范围的限制。

图1为本发明装置实施例的立体结构图，图2示出了图1中各组成部件的分解结构。如图1和图2所示，本发明的液相样品及其气相离子荧光信息检测的装置为具有腔室的密封结构，包括光源模块2、检测模块4、手动调节模块5、喷雾离子源6、电动平移模块7以及用于固定上述各部件并且具有腔室的腔体模块1，腔体模块1的主体11为设有通孔的腔室结构，其相邻的两侧面的通孔处分别安装光源模块2和检测模块4，光源模块2和检测模块4的光路中心位于同一水平面上，且光源模块2与检测模块4的光路中心垂直。电动平移模块7安装在腔体模块1的与检测模块4相邻的侧面上，手动调节模块5安装在腔体模块1的上部通孔处，一个或多个喷雾离子源6插装于手动调节模块5的上部并伸入到腔体模块1的腔室中，并且电动平移模块7与手动调节模块5的高度调节部件相连，使得当电动平移模块7工作时，可带动手动调节模块5与喷雾离子源6一起上下移动。

腔体模块

图3示出了腔体模块1的分解结构，图9至图14分别示出了腔体模块1的各组成部件的结构。如3所示，腔体模块1包括夹紧机构10、腔体主体11、底座12、支撑腿13、支撑脚14、排液管接头15、比色皿卡座16、比色皿17和封盖，其中：

腔体模块1的主体11为设有通孔的腔室结构，其上部通孔处固定有中间设有中心孔的夹紧机构10，其为双层板体结构，上层板一部分与下层板一体连接，另一部分与下层板分割开，且在分割部分的某一位置断开为第一夹持部101和第二夹持部102，在第二夹持部102上设有沉头孔103、在第一夹持部101上设有螺纹孔104，第一夹持部101和第二夹持部102设有调节螺栓，当该调节螺栓拧入沉头孔103和螺纹孔104中时，第一夹持部101与第二夹持部102发生弹性形变，从而锁紧夹紧机构10中心孔内的零件(手动调节模块5的高度调节离子源座50(参见图6))，当松开沉头螺栓时，释放夹紧机构10中心孔内的零件；夹紧机构10的四角通过其螺孔100和腔体主体11的螺孔114与主体11固定连接。

如图10所示，腔体模块1的主体11的侧面中，其中两个相邻的侧面的中部各设有通孔113和117，通孔113的四周设有螺纹孔112，用于安装检测模块4；通孔117所在的侧面上设有螺纹孔110和112，用于安装光源模块2；与安装检测模块4相邻的侧面设有螺孔118，用于安装电动平移模块7。

如图11、图12和图13所示，底座12为与腔体模块1的主体11的底边相匹配的板体，底座12上与主体11底边上的螺纹孔115相对应的位置设有沉头孔120，通过螺钉连接沉头孔120和螺纹孔115将底座12与腔体模块1的主体11固定连接；底座12的四角各设有沉头孔123，通过螺钉连接沉头孔123和支撑腿13上端的螺纹孔130，将底座12分别与四个支撑腿13固定连接；具有圆锥形底面141的支撑脚14的螺头140拧入支撑腿13下端的螺纹孔131中，底面141置于工作面上，通过调节四个支撑脚14的拧入深度可调节整个腔体模块1的水平度。底座12的中部设有凹槽121，凹槽121的中部设有用于连接排液管接头15的螺孔122，通过旋拧排液管接头15的六角螺帽151将螺头150拧入螺孔122内，将排液管接头15与底座12固定连接；排液管接头15的反向卡槽152处可套接塑胶管，用于排出废液。

当进行常规液相检测时，需要将装有样品溶液的比色皿17的底部置于比色皿卡座16的顶部槽161内，比色皿卡座16的底部160置于底座12的凹槽121内。此时还需要一个封盖将腔体模块1的上部通孔封住，该封盖与高度调节离子源座50(见图28)形状相同，二者的区别在于，封盖的圆形端盖是一个完整的板块，中部没有开设长孔。

光源模块

图4示出了光源模块的分解结构，图15至图24示出了光源模块的各组成部件的结构。如图4所示，光源模块2包括密封板20、LED光源21、LED安装套22、内螺圈23、隔垫24、滤镜25、平凸透镜26、透镜套筒27、透镜压簧28、光源透镜座29、狭缝座30、固定板31、光杆32、狭缝压簧33、耐磨套34、移动板35和微分筒36，其中：

如图4和图18所示，透镜套筒27为水平开口的圆筒，一侧设有环形内侧面270，另一侧设有螺孔271；隔垫24有两个，依次将隔垫24、滤镜25、平凸透镜26、隔垫24置于透镜套筒27的内孔中，再将内螺圈23拧入透镜套筒27的螺孔271中，使上述部件顶紧透镜套筒27的内侧面270。

如图19所示，光源透镜座29包括中部设有通孔的板块和围绕该通孔朝一侧一体化延伸的圆筒，该板块上设有用于连接狭缝座30的沉头孔290和用于定位的销孔291；该圆筒嵌入板块中，并未穿透该板块，且其直径大于通孔的直径，该圆筒底面与板块的通孔形成环形内侧面293，圆筒端部设有螺孔292，将透镜压簧28和装配好的透镜套筒27依次置于光源透镜座29的圆筒中。

如图18所示，LED安装套22为圆柱形空腔，其一端设置有螺头220，将该螺头220拧入光源透镜座29的圆筒端部的螺孔292中，通过拧紧LED安装套22，压缩透镜压簧28，使其内端面顶紧内侧面293，可通过控制拧入LED安装套22的深度以实现对平凸透镜26与腔体模块1的距离进行微调；LED安装套22的另一端部的空腔内设有突出的圆环面，该圆环面设有螺纹孔221，用于连接LED光源21，该端部外侧面设有螺纹孔222，用于连接密封板20。

如图15所示，密封板20位于光源模块的最外端，用于隔离外界光线，如图15所示，密封板20四周均匀分布有沉头孔200，其中部设有通孔201，该通孔201用于引入LED光源21的电源线，当使用激光时也可用于激光的引入通道；通过螺钉连接沉头孔200与LED安装套22的螺纹孔222，将密封板20与LED安装套22固定连接；将LED光源21的灯珠210放入LED安装套22的腔体内，通过螺钉连接LED光源21的通孔211与LED安装套22的螺纹孔221，将LED光源21与LED安装套固定连接。

如图20所示，光源模块的狭缝座30为中空的框体，其上侧面设有用于安装微分筒36的通孔304，下部内侧面设有沉头孔303，用于连接固定板31，框体边缘设置有沉头孔300，该沉头孔300与所安装的腔体模块1的主体11的侧面上的螺纹孔连接，将光源模块安装到腔体模块1上，框体边缘还设有与光源透镜座29的销孔291配合使用的销孔301，用于定位，以及框体边缘还设有与光源透镜座29的沉头孔290配合使用的螺纹孔302，用于将光源透镜座29与狭缝座30固定连接。

如图21至图23所示，耐磨套34为圆形套筒，固定板31和移动板35为两块形状相似且配合使用的梯形板，两块板的斜面相对且斜面的顶角边311、351同一侧放置形成狭缝，固定板31的斜面侧设有孔310，该孔未穿透固定板，用于嵌装光杆32的下端，与斜面侧相对的侧面开设有螺纹孔312，用于连接狭缝座30的沉头孔303；移动板35的斜面上开设有通孔350，用于嵌装耐磨套34；两个光杆32的上端以间隙配合的方式套在耐磨套34的内孔中，二者之间可相对滑动；耐磨套34的外圆面以过盈配合的方式嵌入到移动板35的孔350中，狭缝压簧33套在光杆32的外部，其上端顶住耐磨套34，下端顶住固定板31，在狭缝压簧33的作用下，移动板35可与耐磨套34一起沿光杆32的轴向滑动。

如图23所示，微分筒36为阶梯状圆柱体，其下端部插置于狭缝座30的上侧面上的通孔304中，直径小的端部为球面体362，其顶住移动板35的顶面，狭缝座上侧与通孔304位于同一垂直面上的螺纹孔305用于固定微分筒36，当旋转微分筒36的外圆筒361时，移动板35在球面体362和狭缝压簧33的共同作用下上下移动，在移动板35的顶角边351与固定板31的顶角边311之间形成一定大小的狭缝，从而在光路上获得一条宽度可调的光带，调整好之后，在狭缝座30的螺纹孔305中拧入紧定螺钉将微分筒固定。

如图24所示，封板37为设有沉头孔370的板体，当不使用光源模块2时，可以用封板37进行替换，通过沉头孔370与腔体模块1的主体11侧面上的螺纹孔110，将腔体模块1的主体11侧面上的通孔117封住，隔离外界光线。

检测模块

图5示出了检测模块4的分解结构，图25、图26和图27分别示出了检测模块4的各组成部件的结构。如图5所示，检测模块4包括检测透镜座40、透镜压簧41、内螺圈42、隔垫43、滤镜44、平凸透镜45、透镜套筒46、光纤套47和光纤螺头48，其中：

如图25所示，检测模块4的检测透镜座40为圆形套筒结构，一端内缩形成环形内圆面402，靠近环形内圆面的套筒外部围绕套筒形成突出环面，该突出环面上分隔设有多个沉头孔401，靠近该突出环面的端部形成外圆面400，另一端为螺孔403。

如图26和图27所示，光纤套47为一端开口的两级圆形套筒，开口端设有螺头470，另一端侧面中部设有螺孔471；光纤螺头48为中空结构，两端分别设有螺头480和482，中间设有螺母481，螺头480拧入光纤套47的螺孔471内，将光纤螺头48与光纤套47连接，螺头482可用于连接后续的光信息检测设备。

内螺圈42、隔垫43、滤镜44、平凸透镜45、透镜套筒46的安装方式与光源模块内的同名零件安装方式一样，二者的平凸透镜45的焦距参数一般有所不同；依次将透镜压簧41和组装完成的透镜套筒46置于检测透镜座40的螺孔403内，透镜压簧41的一端接触检测透镜座40的内圆面402，安装有光纤螺头48的光纤套47将螺头470拧入检测透镜座40的螺孔403内，组装完成的透镜套筒46在透镜压簧41和光纤套47的作用下，可以水平移动，通过控制光纤套47拧入的深度可实现透镜套筒46所在光路的微调，并达到补偿加工与装配误差、优化信息检测的目的。组装完成的检测模块4通过将检测透镜座40的外圆面400与腔体模块1的主体11侧面通孔113配合定位，将检测透镜座40的沉头孔401与腔体模块1的主体11侧面上的螺纹孔112连接，将检测模块4与腔体模块1固定连接。

手动调节模块

图6示出了手动调节模块5的分解结构，图28至图32示出了手动调节模块5的各组成部件的结构。如图6所示，手动调节模块5包括高度调节机构和角度调节机构，高度调节机构包括高度调节离子源座50，角度调节机构包括角度调节离子源座51、前滑块52、离子源固定架53、后滑块54、滑块锁紧螺头55和离子源锁紧螺头56，其中：

如图28所示，高度调节离子源座50为上部设有圆形端盖501的圆筒500，圆形端盖501的直径大于圆筒500的直径，圆形端盖501的中部开设有长孔，圆形端盖501上设有用于连接固定角度调节离子源座51的沉头孔502、销孔503以及用于连接电动平移模块7的螺孔504，垂直于该长孔长度方向的圆筒表面上设有高度刻度505；高度调节离子源座50可在电动平移模块的带动下上下移动，高度刻度505用于指示其高度，高度调整完成后通过在腔体模块1的加紧机构10上的102部分的沉头孔103和101部分的螺纹孔104中拧入调节螺栓，将高度调节离子源座50锁紧固定。

如图29所示，角度调节离子源座51为长条状板体，中部设有与高度调节离子源座50位置和尺寸相对应的长孔，该长孔的四周设有与高度调节离子源座50的沉头孔502相对应的螺孔510和与销孔503相对应的销孔511；该板体长度方向上的两侧边向上一体延伸有两弧形导轨512，该导轨512的上缘各设有向外延伸的凸缘，导轨512的外表面上设有角度刻度513；通过高度调节离子源座50的销孔503与角度调节离子源座51的销孔511进行定位，通过螺钉连接二者的沉头孔502与螺孔510，将将高度调节离子源座50与角度调节离子源座51固定连接。

如图30、图31和图32所示，前滑块52和后滑块54为形状相同的滑块，滑块中部设有与角度调节离子源座51的弧形导轨512形状相匹配的弧形凹槽，且同一弧形凹槽的上弧面502/541宽度大于其下弧面521/541，滑块侧面上部设有锥头孔523，用于连接离子源固定架53，前滑块52侧面下部设有一角度刻度指示线，用于指示喷雾离子源的角度，后滑块54侧面下部设有螺孔543，用于连接滑块锁紧螺头55；离子源固定架53为底面呈弧形的板体，板体中部设有通孔530，该通孔530的直径与角度调节离子源座51的长孔的宽度相对应，该板体沿弧形底面方向的侧面上各设有螺孔531和533，分别用于连接前滑块52和后滑块54，向外的一侧侧面上设有螺孔532，用于连接离子源锁紧螺头56。

前滑块52、离子源固定架53、后滑块54滑块锁紧螺头55和离子源锁紧螺头56配合使用，具体组装过程如下：前滑块52和后滑块54对称卡装于角度调节离子源座51的弧形导轨512的凸缘上，其弧形凹槽的上下弧面与弧形导轨512的凸缘相贴合，离子源固定架固定于前滑块52和后滑块54之间，并位于所述弧形导轨512上，通过前滑块52的锥头孔523与离子源固定架53的螺孔532连接，将前滑块52与离子源固定架53固定连接；通过后滑块54的锥头孔542与离子源固定架53的螺孔533连接，将后滑块54与离子源固定架53固定连接；上弧面520和541、下弧面521和540与角度调节离子源座51的弧形导轨512的凸缘滑动配合，前滑块52、离子源固定架53和后滑块54一起在角度调节离子源座51的弧形导轨512上滑动，位置可由角度调节离子源座51前面的角度刻度513指示；离子源固定架53的通孔530中插入喷雾离子源6，喷雾离子源6通过高度调节离子源座50和角度调节离子源座51的长孔伸入高度调节离子源座50的筒体中；离子源锁紧螺头56拧入离子源固定架53的侧面螺孔532内用以锁紧喷雾离子源6；滑块锁紧螺头55拧入后滑块54的后面螺孔543内用以固定离子源固定架53，此时将喷雾离子源6的位置固定。前滑块52、离子源固定架53、后滑块54、滑块锁紧螺头55、离子源锁紧螺头56可以单独使用，用于研究物质的气相荧光；同样地，结构上稍加改动后可以扩展到三个甚至四个喷雾离子源6。

喷雾离子源模块

如图7所示，喷雾离子源6为针筒状结构，上端筒座上设有气体通道60和样品通道61，中间筒体上设有刻度，下端针状部位设有基体62。样品通道61连接一进样器，用于引入待测样品，该进样器的前端设有不锈钢针管，高压源连接到该不锈钢针管，当样品溶液从不锈钢针管内通过，高压即可加在样品溶液上。气体通道60引入高压氮气(N₂)，带电的待测样品在高压氮气的作用下，在基体62的头部形成喷雾，形状呈泰勒锥状，形成样品的气相离子。

电动平移模块

图8示出了电动平移模块7的立体结构，图33至图37示出了电动平移模块7的各个组成部件的结构。如图8所示，电动平移模块7包括连接臂70、紧固螺母71、电动平台座72、螺杆支撑轴承73、螺杆74、进给滑台75、螺母76、轴承端盖77、弹性联轴器78、制动式步进电机79和两个光杆710，其中：

如图33所示，电动平台座72为长方形板体，其上侧面分隔设有只有三个侧墙，最外侧的两侧墙位于板体的两端部，板体上部设有多个沉头孔725，其与腔体模块1的主体11侧面上的螺孔118相连，用于固定电动平移模块7；各侧墙上设置有同轴线的圆孔720和723，圆孔720的两侧各设有侧孔721，中间侧墙的侧孔721不贯穿该侧墙，而端部侧墙的侧孔721贯穿该侧墙，用于固定安装两光杆710；圆孔孔723的四周设有多个螺纹孔724，用于连接制动式步进电机79。

如图35所示，进给滑台75为方形块体，位于通孔721所在的侧墙和中间侧墙之间，其上侧面设有螺纹孔755，用于连接电动平移模块7的倒“L”形连接臂70的一侧板，左侧面(图35的左侧)的中部设有腰形凹槽，凹槽中部开设有通孔753，通孔753周围的凹槽底面上设有多个螺孔754，用于连接固定螺母76；凹槽的两侧设有侧孔750，该测孔750的中心与侧孔721的中心同轴，用于穿套两个光杆710。

两个螺杆支撑轴承73分别置于通孔720内，螺杆74分别穿过端部侧墙上的螺杆支撑轴承73、进给滑台75的通孔753、螺母76和中间侧墙上的螺杆支撑轴承73；如图37所示，轴承端盖77为圆环件，中部为与中间侧墙上的通孔720通过连接轴承端盖77的螺纹孔771与中间侧墙的螺孔，将接轴承端盖77固定于中间侧墙的右侧，进而将中间侧墙上的螺杆支撑轴承73固定，螺杆左端部和支撑轴承73用紧固螺母71固定；如图36所示，螺母76为中空的筒状螺母，一端具有端盖，该端盖上设有沉头孔761，其筒体760从进给滑台75的椭圆形凹槽侧插置于进给滑台75的通孔753中，螺母76的端盖上的沉头孔761与进给滑台75的螺孔754连接，将螺母76与进给滑台固定连接；螺杆74的右端通过弹性联轴器78与制动式步进电机79的输出轴连接，制动式步进电机79连接到右侧侧墙的螺纹孔724，并且其输出轴穿过右侧侧墙的通孔723与弹性联轴器78相连。

倒“L”形连接臂70的右端通过螺孔固定连接所给滑台75的螺纹孔755上，连接臂70的左端通过螺孔固定连接高度调节离子源座50的螺孔504上，当制动式步进电机79旋转时，可带动进给滑台75上下移动，进而带动高度调节离子源座50上下平移，实现自动调节喷雾离子源6高度的目的。

以上为本发明的整机装配说明，根据检测对象的特点以及其检测目标进行调整使用。

本发明的液相样品及其气相离子荧光信息检测装置配置灵活、使用方便，可用于检测液相样品由常压ESI技术生成的气相离子的荧光信息，还可实现气相离子从液相转变为气相的过程的连续检测，同时也可实现检测常规的液相样品荧光信息，其中：

使用一：液相样品由常压ESI技术生成的气相样品的荧光信息检测

进行液相样品由常压ESI技术生成的气相样品的荧光信息检测时，需要将光源模块2、检测模块4、手动调节模块5、喷雾离子源6以及电动平移模块7装配到腔体模块1上，并连上后续的光信号检测设备即可。

因光源模块2的光路与检测模块4的光路垂直，而光源同轴直接入射产生的荧光信号比荧光信号比光源垂直入射荧光信号弱很多，所以荧光信息检测采用光路与检测模块垂直布局方式，以下结合检测步骤进一步说明。

利用本发明的装置进行气相离子荧光信息检测时，采取以下操作步骤：

(1)按照上述装配关系，将光源模块2、检测模块4、手动调节模块5、喷雾离子源6和电动平移模块7装配到腔体模块1上，并调节腔体模块1的支撑脚14，使该装置处于水平位置(可借助简易的水平泡进行调节)；

(2)将连接有光信号检测设备的光纤接在检测模块4的光纤螺头48上；

(3)在喷雾离子源6的样品通道61处连接一进样器，由进样器向样品通道61通入样品溶液，在气体通道60通入气体，例如1MPa的氮气；将在进样器前端设有的不锈钢针管接入高压(例如，+3KV)导线端并接通高压；

(4)打开光源模块2的LED光源21(或者激光)，并开启光信号检测设备进行检测；

(5)通过电动平移模块7调节喷雾离子源6的高度，在样品离子从液相到气相变化过程中，检测样品离子的荧光信息，以获得喷雾离子源6高度参数与检测结果的关系。

使用二：液相样品的荧光信息检测

比色皿17和比色皿卡座16是专用于物质的常规液相光学信息检测，因此，当进行常规液相样品的荧光信息检测时，需要将光源模块2、检测模块4装配到腔体模块1上，并将装有样品溶液的比色皿17放入比色皿卡座16的顶部槽161中，然后一起放入腔体模块1的底座12的内槽121中并用封盖封闭腔体模块1的上部通孔，并连上后续的光信号检测设备即可。

利用本发明的装置进行液相样品的荧光信息检测时，采取以下操作步骤：

(1)按照上述装配关系，将光源模块2、检测模块4装配到腔体模块1上，然后调节腔体模块1的支撑脚14，使该装置处于水平位置(可借助简易的水平泡进行调节)；

(2)将比色皿卡座16与装有液体样品的比色皿17组装之后放入腔体模块1的底部的凹槽121中，腔体模块1的上部通孔采用封盖封闭；

(3)将连接有光信号检测设备的光纤接在检测模块4的光纤螺头48上；

(4)打开光源模块2的LED光源21(或者激光)，开启所述光信号检测设备进行液相样品荧光信息检测。

本领域技术人员应当理解，这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围，对本发明所做的各种等价变型和修改均属于本发明公开范围。

Claims (12)

1.一种液相样品的气相离子荧光信息检测装置，包括光源模块、检测模块、喷雾离子源以及用于固定上述各部件的腔体模块，其特征在于：

腔体模块的主体为设有多个通孔的腔室结构，所述喷雾离子源安装在腔体模块的上部并通过上部通孔伸入腔室中；

光源模块与检测模块分别固定于腔体模块的相邻侧面的通孔处，光源模块与检测模块的光路中心位于同一水平面上，且光源模块与检测模块的光路中心垂直。

2.根据权利要求1所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置，其特征在于，还包括手动调节模块；所述手动调节模块包括高度调节机构和角度调节机构，其中，高度调节机构可活动地穿套于腔体模块的所述上部通孔中，角度调节机构固定于高度调节机构的上端，二者分别设有与腔体模块的腔室相连通的长孔，喷雾离子源穿过高度调节机构、角度调节机构的长孔伸入腔体模块的腔室中。

3.根据权利要求2所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置，其特征在于，所述高度调节机构包括高度调节离子源座，高度调节离子源座为上部设有端盖的圆筒，圆筒穿套于腔体模块的所述上部通孔中，端盖的尺寸大于圆筒的直径，端盖的中部开设有所述长孔；角度调节机构包括角度调节离子源座，其通过装配孔固定于高度调节离子源座的端盖上，中部设有与高度调节离子源座位置和尺寸相对应的所述长孔，所述板体长度方向上的两侧边向上一体延伸有两弧形导轨，该导轨的上缘各设有向外延伸的凸缘；

所述角度调节机构还包括前滑块、离子源固定架、后滑块、滑块锁紧螺头和离子源锁紧螺头：

离子源固定架底面呈与所述导轨形状相匹配的弧形，中部设有与所述长孔相连通的安装孔，安装孔中插入喷雾离子源；

前滑块和后滑块对称地分别卡装于两弧形导轨的凸缘上，离子源固定架通过装配孔固定于前滑块和后滑块之间，并位于所述两弧形导轨上；

滑块锁紧螺头将所述后滑块固定于所述弧形导轨上用以锁紧离子源固定架；离子源锁紧螺头将喷雾离子源固定在所述安装孔内用以锁紧喷雾离子源。

4.根据权利要求2或3所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置，其特征在于，所述腔体模块的上部还设有夹紧机构，其为双层板体，所述板体中部设有与所述腔体模块的上部通孔和腔室相连通的通孔，上层板一部分与下层板一体连接，另一部分与下层板分割开，且在分割部分的某一位置断开为第一夹持部和第二夹持部，第一夹持部和第二夹持部设有调节螺栓，通过调节螺栓使第一夹持部和第二夹持部发生弹性形变，锁紧或释放通孔内安装的手动调节模块。

5.根据权利要求2至4任一项所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置，其特征在于，还包括电动平移模块；所述电动平移模块安装在腔体模块的侧面上，且与手动调节模块相连，能够带动手动调节模块与喷雾离子源一起上下移动；所述电动平移模块包括连接臂、电动平台座、螺杆支撑轴承、螺杆、进给滑台、制动式步进电机和两个光杆；其中：

连接臂用于将电动平移模块连接于手动调节模块；

电动平台座为长条形板体，其固定于腔体模块的侧面上，其上侧面设有分隔的三个侧墙，所述侧墙上各设有圆孔，螺杆一端安装在位于一端侧墙圆孔中的螺杆支撑轴承中，另一端穿过另两个侧墙安装于制动式步进电机的输出轴上；

两个光杆位于螺杆的两侧，并固定于两侧墙之间，进给滑台穿套于螺杆和光杆上，并与连接臂固定连接。

6.一种液相样品荧光信息检测装置，其为密封腔室结构，包括光源模块、检测模块、用于固定上述各部件的腔体模块、置于腔体模块内的比色皿以及用于密封所述腔体模块的封盖，其特征在于：

腔体模块的主体为设有通孔的腔体结构，光源模块与检测模块分别固定于腔体模块的侧面的通孔处，两个模块的光路中心位于同一水平面上，且光源模块与检测模块的光路中心垂直；

装有样品溶液的比色皿位于腔体模块的腔室中，并位于所述光源模块和检测模块的光路中心；

所述封盖为上部设有圆形端盖的圆筒，圆形端盖的直径大于圆筒的直径，圆筒置于腔体模块上部的通孔内。

所述腔体模块的底部设有凹槽，凹槽中部设有用于连接排液管接头的螺孔；装有样品溶液的比色皿放置于一比色皿卡座顶部的槽中，比色皿卡座的底部置于腔体模块底部的凹槽中。

7.根据权利要求1至5任一项所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置或者权利要求6所述的液相样品荧光信息检测装置，其特征在于，所述光源模块的光源路径上从外到内依次设有密封板、LED光源、滤镜和平凸透镜，其中，用于隔离外界光线的密封板位于最外端，LED光源安装于一LED安装套内；滤镜、平凸透镜安装于一透镜套筒内，透镜套筒安装于一光源透镜座的内筒中，所述光源透镜座一端连接腔体模块的一侧面上，另一端与LED安装套密闭连接，LED安装套的另一端与密封板固定连接；一透镜压簧与透镜套筒依次安装于所述光源透镜座的内筒中；所述LED安装套与光源透镜座以可调螺纹连接，通过控制拧入LED安装套的深度实现对平凸透镜与腔体模块的距离进行微调。

8.根据权利要求7所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置或者液相样品荧光信息检测装置，其特征在于，所述光源模块还包括有狭缝座，所述狭缝座为中空的框体，该框体从上到下依次安装有微分筒、移动板、耐磨套、光杆、固定板，其中，微分筒下部插置于狭缝座上侧面的通孔中，其下端顶住移动板的顶面；固定板和移动板为两块形状相似且配合使用的梯形板，两块板的斜面相对且斜面的顶角边同一侧放置形成狭缝，光杆依次穿过耐磨套和一狭缝压簧，并通过装配孔固定在固定板和移动板之间；通过旋转微分筒能够使移动板上下移动，移动板和固定板之间形成的狭缝光带可调。

9.根据权利要求7或8所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置或者液相样品荧光信息检测装置，其特征在于，所述检测模块在其所接收的光路上依次设有检测透镜座、滤镜、平凸透镜、光纤套和光纤螺头，其中，滤镜、平凸透镜安装于一透镜套筒内；透镜套筒安装于检测透镜座内，检测透镜座一端安装于腔体模块的一侧面上，另一端与装有光纤螺头的光纤套密闭连接；一透镜压簧与透镜套筒依次安装于所述检测透镜座的内筒中；所述检测透镜座与光纤套以可调螺纹连接，通过控制拧入光纤套的深度实现对检测模块光路进行微调。

10.根据权利要求1至9任一项所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置或者液相样品荧光信息检测装置，其特征在于，所述腔体模块的底部设有底座，底座的四角分别固定连接有支撑腿，支撑腿下端连接有用于支撑腔体模块的支撑脚；所述支撑脚的底面呈圆锥形，上端设有螺头，螺头与支撑腿下端的螺纹孔相连，调节支撑脚的螺头拧入深度以调节腔体模块的水平度。

11.一种液相样品的气相离子荧光信息检测方法，采用权利要求1至5或者权利要求7至10中任一项所述的液相样品的气相离子荧光信息检测装置进行检测，包括以下步骤：

(1)将光源模块、检测模块、手动调节模块、喷雾离子源和电动平移模块装配到腔体模块上，并调节腔体模块的支撑脚，使该装置处于水平位置；

(2)将连接有光信号检测设备的光纤接在检测模块的光纤螺头上；

(3)在喷雾离子源的样品通道处连接一进样器，由进样器向样品通道通入样品溶液，在气体通道通入气体；将在进样器前端设有的不锈钢针管接入高压导线端并接通高压；

(4)打开光源模块的LED光源或者激光，并开启光信号检测设备进行检测；

(5)通过电动平移模块调节喷雾离子源的高度，在样品离子从液相到气相变化过程中，检测样品离子的荧光信息，以获得喷雾离子源高度参数与检测结果的关系。

12.一种液相样品荧光信息检测方法，采用权利要求6至10任一项所述的液相样品荧光信息检测装置进行检测，包括以下步骤：

(1)将光源模块、检测模块装配到腔体模块上，调节腔体模块的支撑脚，使该装置处于水平位置；

(2)将比色皿卡座与装有液体样品的比色皿组装之后放入腔体模块的底部的凹槽中，腔体模块的上部通孔采用封盖封闭；

(3)将连接有光信号检测设备的光纤接在检测模块的光纤螺头上；

(4)打开光源模块的LED光源或者激光，并开启所述光信号检测设备进行液相样品荧光信息检测。