CN105719939A - 一种超声雾化电离装置 - Google Patents

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Abstract

一种超声雾化电离装置,包括雾化腔、样品杯、雾化片、毛细管、加热装置和载气输送管，雾化腔中储存液体介质，样品杯放置于雾化腔中的液体介质中，样品杯中储存待雾化电离液体样品，加热装置用于加热样品杯中的待雾化电离液体样品；雾化片产生的超声振动通过液体介质传播至样品杯中的待雾化电离液体样品；雾化腔具有雾气聚集出口，毛细管从雾化腔穿过并从雾气聚集出口伸出，毛细管内部通过带电溶液并在雾气聚集出口外形成带电喷雾，载气输送管输送的载气吹送雾化后的液体样品，使其从雾气聚集出口喷出，并与从毛细管输出的带电喷雾交汇，最终形成样品离子。该装置解决了难挥发液体样品电离效率低的问题，简化了样品处理过程。

Description

一种超声雾化电离装置
技术领域
本发明涉及一种超声雾化电离装置。
背景技术
质谱仪是检测物质成分的仪器，可以实现在空气成分检测，水质检测，固体样品检测，设备检漏，危险品检测等领域的应用。使用质谱仪检测样品成分首先要将样品转化为离子形态，对于不同形态的样品一般采用不同的电离方式。
对于液体样品的检测，往往利用液体挥发性使其转化为气体形式，再通过其他方式实现气体电离。一般常用的液体样品电离方式是通过毛细管或者脉冲阀进样实现液体样品气化，利用紫外光照射，电子束轰击等方式将样品分子电离。但是，对于不易挥发的液体样品，由于比较难实现气化，因而限制了液体样品的电离范围。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种超声雾化电离装置，解决难挥发液体样品电离效果差、效率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种超声雾化电离装置,包括雾化腔、样品杯、雾化片、毛细管、加热装置和载气输送管，所述雾化腔中储存液体介质，所述样品杯放置于所述雾化腔中的液体介质中，所述样品杯中储存待雾化电离液体样品，所述加热装置用于加热所述样品杯中的待雾化电离液体样品；所述雾化片产生的超声振动通过所述液体介质传播至所述样品杯中的待雾化电离液体样品，以实现液体样品的雾化；所述雾化腔具有雾气聚集出口，所述毛细管从所述雾化腔穿过并从所述雾气聚集出口伸出，所述毛细管内部通过带电溶液并在所述雾气聚集出口外形成带电喷雾，所述载气输送管输送的载气吹送雾化后的液体样品，使其从所述雾气聚集出口喷出，并与从所述毛细管输出的带电喷雾交汇，最终形成样品离子。
进一步地：
所述雾化腔包括雾化腔体和设置在所述雾化腔体上的雾化腔盖，所述载气输送管从所述雾化腔盖上连入所述雾化腔中，所述雾气聚集出口形成于所述雾化腔盖的一端，所述毛细管从所述雾化腔盖的另一端穿入，并从所述雾化腔盖的一端的所述雾气聚集出口穿出。
所述加热装置包括安装在所述雾化腔盖上的水域加热管，所述水域加热管伸入所述样品杯中以对待雾化电离液体样品进行接触加热。
还包括设置在所述雾气聚集出口处的挡水板，用于防止样品液滴随载气从所述雾气聚集出口喷出。
所述雾化片设置在所述雾化腔的底部。
所述毛细管和所述载气输送管接入所述雾化腔的部位分别用毛细管密封塞和密封转接头密封。
所述液体介质为水，所述样品杯的壁厚不超过0.3mm，采用聚丙烯、聚乙烯等有机材料制成。
所述雾化片到液体介质的液面距离在3cm以上，优选在3-5cm之间；雾化片产生的超声振动频率在1.7MHz以上，待雾化电离液体样品的加热温度在60℃以上。
所述毛细管中通过2000V到5000V的电压，优选在毛细管出口处加低电势。
所述载气的气流量在0.1～1L/min。
本发明的有益效果：
针对难挥发液体样品的电离，本发明的超声雾化电离装置为其提供了行之有效的解决方案。利用超声振动实现液体样品的雾化，利用电喷雾原理将带电溶液形成带电喷雾。通过载气吹送将雾化样品和带电喷雾交汇，通过一系列复杂变化实现电荷转移，使雾化样品转化为离子。本发明直接采用预备好的特定溶液利用萃取电喷雾原理实现雾化样品的电离，没有根据样品类型对样品添加试剂以增强电离效果，使操作更加简洁方便。同时，实现难挥发液体样品电离，扩大了可电离样品的范围。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明可以实现难挥发样品的高效电离，扩大了应用范围；
(2)本发明无需对样品进行预处理即可进行电离，操作简洁方便，提高工作效率。
(3)本发明中样品杯可以避免样品对雾化腔体等结构进行污染，无需清洗即可实现快速换样，提高对不同样品的电离效率。
(4)液体介质的存在可以起到传递超声波和冷却超声雾化片的作用；同时，由于其占据了雾化腔的大部分容积，因此可以减小样品的需求量，对实际取样工作带来便利。
本发明解决了难挥发液体样品电离效率低的问题，简化了样品处理过程，实现了难挥发液体样品的电离，扩大了样品检测范围。
附图说明
图1为本发明一种实施例的超声雾化电离装置结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1，在一种实施例中，一种超声雾化电离装置,包括雾化腔、样品杯4、雾化片6、毛细管11、加热装置2和载气输送管8，所述雾化腔中储存液体介质7，所述样品杯4放置于所述雾化腔中的液体介质7中，所述样品杯4中储存待雾化电离液体样品3，所述加热装置2用于加热所述样品杯4中的待雾化电离液体样品3；所述雾化片6产生的超声振动通过所述液体介质7传播至所述样品杯4中的待雾化电离液体样品3，以实现液体样品的雾化；所述雾化腔具有雾气聚集出口1，所述毛细管11从所述雾化腔穿过并从所述雾气聚集出口1伸出，所述毛细管11内部通过带电溶液并在所述雾气聚集出口1外形成带电喷雾，所述载气输送管8输送的载气吹送雾化后的液体样品，使其从所述雾气聚集出口1喷出，并与从所述毛细管11输出的带电喷雾交汇，最终形成样品离子。
在优选的实施例中，所述雾化腔包括雾化腔体5和设置在所述雾化腔体5上的雾化腔盖12，所述载气输送管8从所述雾化腔盖12上连入所述雾化腔中，所述雾气聚集出口1形成于所述雾化腔盖12的一端，所述毛细管11从所述雾化腔盖12的另一端穿入，并从所述雾化腔盖12的一端的所述雾气聚集出口1穿出。
较佳地，所述加热装置2包括安装在所述雾化腔盖12上的水域加热管，所述水域加热管伸入所述样品杯4中以对待雾化电离液体样品3进行接触加热。
在优选的实施例中，超声雾化电离装置还包括设置在所述雾气聚集出口1处的挡水板13，挡水板13用于防止样品液滴随载气从所述雾气聚集出口1喷出。
所述雾化片6可以设置在所述雾化腔的底部。
较佳地，所述毛细管11和所述载气输送管8接入所述雾化腔的部位分别用毛细管密封塞9和密封转接头10密封。
在优选的实施例中，所述液体介质7为水，所述样品杯4的壁厚不超过0.3mm，采用聚丙烯、聚乙烯等有机材料制成。
在优选的实施例中，所述雾化片6到液体介质7的液面距离在3cm以上，优选在3-5cm之间；雾化片6产生的超声振动频率在1.7MHz以上，待雾化电离液体样品3的加热温度在60℃以上。
在优选的实施例中，所述毛细管中通过2000V到5000V的电压，优选在毛细管出口处加低电势。
在优选的实施例中，所述载气的气流量在0.1～1L/min。
以下结合附图进一步描述本发明的具体实施例及其优点。
图1为一种超声雾化装置，包括雾气聚集出口1、加热装置2、待雾化电离液体样品3、样品杯4、雾化腔体5、雾化片6、液体介质7、载气输送管8、毛细管密封塞9、密封转接头10、毛细管11、雾化腔盖12、挡水板13；所述雾化片6位于雾化腔体5的底部，雾化腔体5中储存一定量的液体介质一般为水；所述雾化腔体5端口处放置样品杯4，样品杯4中加入待电离液体样品；雾化腔体5上方安装雾化腔盖12；雾化腔盖12上装有加热装置2和挡水板13，其中加热装置2可以伸入样品杯中的样品液面以下，挡水板13遮挡住雾气聚集出口通道；毛细管穿过雾化腔盖中的挡水板13并从雾气聚集出口1伸出，毛细管内部通过特定带电溶液；载气输送管8连接在雾化腔盖12上。
超声雾化装置利用超声振动实现液体样品的雾化，利用电喷雾原理将带电溶液形成带电喷雾；所述装置通过载气吹送将雾化样品和带电喷雾交汇，通过一系列复杂变化实现电荷转移，使雾化样品转化为离子。
采用水等液体作为介质7将雾化片6产生的超声振动传播至待雾化电离样品3。通过加热装置2将待雾化电离样品3加热至特定温度以保证较好的雾化效果。通过载气将雾化样品从雾气聚集出口1吹送出，通过毛细管11输送带电特定电离溶液。利用萃取电喷雾原理EESI将雾化样品电离，在雾气聚集出口1处形成样品离子。
样品杯4的壁厚不超过0.3mm，可采用聚丙烯、聚乙烯等有机材料制成，用于装载待雾化电离样品3。
为了保证雾化的效果，雾化片上方液体介质液面高度在3cm以上，优选在3-5cm之间；雾化片产生的超声振动频率在1.7MHz以上，样品温度在60℃以上(视情况而定)。
为保证较好的电离效果，带电溶液的电压应在2000V至5000V之间。毛细管中通过2000V到5000V的电压，并优选在毛细管出口处加低电势以形成电喷雾。
载气气流不宜过大，优选在0.1～1L/min。
挡水板放置在雾化气流出口处，防止样品液滴随载气从雾气聚集出口喷出。
加热装置可以为加热管等装置，可以实现100℃以内的样品加热和保温。
除雾气聚集出口以外，装置其余各个接触面均压紧密封，防止不同液体的污染以及对雾化和电离效果产生不良影响。
本发明可以实现包括难挥发液体样品在内的液体样品电离。该装置具体工作流程如下：雾化片通电后，产生高频振荡，并发出超声波。超声波通过介质转播到样品中，使样品表面发生雾化。雾化后的液体样品在载气吹送下从雾化出口喷出，并与另一种特定带电喷雾交汇没经过复杂的变化过程，最终形成样品离子。样品离子会进入质谱仪中进行分析检测。
该雾化电离装置集成度高，体积小，不仅可以实现液体样品的电离，还可以实现样品的快速无污染更换，高效完成不同组样品的电离。
本发明说明书未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声雾化电离装置，其特征在于,包括雾化腔、样品杯、雾化片、毛细管、加热装置和载气输送管，所述雾化腔中储存液体介质，所述样品杯放置于所述雾化腔中的液体介质中，所述样品杯中储存待雾化电离液体样品，所述加热装置用于加热所述样品杯中的待雾化电离液体样品；所述雾化片产生的超声振动通过所述液体介质传播至所述样品杯中的待雾化电离液体样品，以实现液体样品的雾化；所述雾化腔具有雾气聚集出口，所述毛细管从所述雾化腔穿过并从所述雾气聚集出口伸出，所述毛细管内部通过带电溶液并在所述雾气聚集出口外形成带电喷雾，所述载气输送管输送的载气吹送雾化后的液体样品，使其从所述雾气聚集出口喷出，并与从所述毛细管输出的带电喷雾交汇，最终形成样品离子。
2.如权利要求1所述的超声雾化电离装置，其特征在于,所述雾化腔包括雾化腔体和设置在所述雾化腔体上的雾化腔盖，所述载气输送管从所述雾化腔盖上连入所述雾化腔中，所述雾气聚集出口形成于所述雾化腔盖的一端，所述毛细管从所述雾化腔盖的另一端穿入，并从所述雾化腔盖的一端的所述雾气聚集出口穿出。
3.如权利要求2所述的超声雾化电离装置，其特征在于,所述加热装置包括安装在所述雾化腔盖上的水域加热管，所述水域加热管伸入所述样品杯中以对待雾化电离液体样品进行接触加热。
4.如权利要求1所述的超声雾化电离装置，其特征在于,还包括设置在所述雾气聚集出口处的挡水板，用于防止样品液滴随载气从所述雾气聚集出口喷出。
5.如权利要求1所述的超声雾化电离装置，其特征在于,所述雾化片设置在所述雾化腔的底部。
6.如权利要求1所述的超声雾化电离装置，其特征在于,所述毛细管和所述载气输送管接入所述雾化腔的部位分别用毛细管密封塞和密封转接头密封。
7.如权利要求1所述的超声雾化电离装置，其特征在于,所述液体介质为水，所述样品杯的壁厚不超过0.3mm，采用聚丙烯、聚乙烯等有机材料制成。
8.如权利要求1至7任一项所述的超声雾化电离装置，其特征在于,所述雾化片到液体介质的液面距离在3cm以上，优选在3-5cm之间；雾化片产生的超声振动频率在1.7MHz以上，待雾化电离液体样品的加热温度在60℃以上。
9.如权利要求1至8任一项所述的超声雾化电离装置，其特征在于,所述毛细管中通过2000V到5000V的电压，优选在毛细管出口处加低电势。
10.如权利要求1至9任一项所述的超声雾化电离装置，其特征在于,所述载气的气流量在0.1～1L/min。
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