CN106970137A - 一种电离装置及电离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电离装置及电离方法，电离装置包括供气装置、喷气管道、样品容器和超声雾化片，所述样品容器用于放置待电离的液体样品，所述超声雾化片置于所述样品容器中，用于产生振动以使所述液体样品产生雾化效果，所述供气装置的输出端连接所述喷气管道的进气端，所述喷气管道的出气端对准所述样品容器的上方；所述供气装置用于为所述喷气管道供应气体，所述喷气管道用于对雾化后的液体样品上喷射超过声速的气流。本发明的电离装置及方法，可以实现更为广泛的液体样品中的物质电离，且制造成本较低。

Description

一种电离装置及电离方法
【技术领域】
本发明涉及一种电离装置及电离方法。
【背景技术】
在质谱分析检测中，液体样品是最常见的样品形式。在进行分析时，需要将液体样品中的待测物转化为带电离子，并将带电离子送入质谱仪进行分析。将液体样品转化为离子的装置就是离子源。常见的离子源有电喷雾离子源(ESI)，萃取电喷雾离子源(EESI)，解析电喷雾离子源(DESI)等。
在诸多离子源中，通常需要在样品溶液中加载高压电，这就会使部分样品在加电条件下发生变性，影响分析结果。也即现有的离子源中，不适用于那些加电后会发生变性的液体样品物质。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种电离装置及电离方法，可以实现更为广泛的液体样品中的物质电离，且制造成本较低。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种电离装置，包括供气装置、喷气管道、样品容器和超声雾化片，所述样品容器用于放置待电离的液体样品，所述超声雾化片置于所述样品容器中，用于产生振动以使所述液体样品产生雾化效果，所述供气装置的输出端连接所述喷气管道的进气端，所述喷气管道的出气端对准所述样品容器的上方；所述供气装置用于为所述喷气管道供应气体，所述喷气管道用于对雾化后的液体样品上喷射超过声速的气流。
优选的技术方案中，
所述超声雾化片置于所述样品容器的底部。
所述供气装置供应的气体为惰性气体。
所述惰性气体为氮气。
进一步优选的技术方案中，
所述喷气管道的出气端的管径为0.5～3mm。
优选的，所述喷气管道的出气端的管径为1～2mm。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：
一种电离方法，包括以下步骤：S1，将待电离的液体样品放置于样品容器中，通过超声雾化片产生的振动使所述液体样品产生雾化效果；S2，对雾化后的液体样品上喷射超过声速的气流。
优选的技术方案中，
步骤S2中，喷射的气流为惰性气体气流。
步骤S2中，喷射的气流的方向对准质谱仪的入口。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明的电离装置，通过高频振动时液体样品雾化，辅助以超声气流对雾化液滴产生碰撞摩擦，最终使样品电离。这样，电离装置不需要在液体样品上加载高压电即可实现样品电离，避免样品中待测物在加电过程中发生物质变化，可适用于更为广泛的液体样品的电离。同时，由于不需要施加高电压，可确保操作人员更加安全的操作环境。经测试，不辅助超声气流时，直接雾化产生的电离强度在E0到E2量级，RSD在20％以上。辅助超声气流后，电离强度可稳定在E2，RSD在10％以下。通过超声气流辅助雾化进行电离，可以获得较为稳定的质谱。本发明的电离装置通过供气装置以及雾化装置即可实现电离，不需要施加电压，整体结构简单，制造和使用成本均较低。
本发明与现有技术相比的优点有：
(1)本发明不需要在样品上加载高压电即可实现样品电离，避免样品中待测物在加电过程中发生物质变化；
(2)本发明可以实现液体样品中范围较广的物质电离；
(3)本发明结构简单，制造成本和后期维护成本较低。
【附图说明】
图1是本发明具体实施方式的电离装置的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。
本具体实施方式提供一种电离装置，具体为超声气流辅助雾化的电离装置。如图1所示，电离装置包括供气装置(图中未示出)、喷气管道2、样品容器7和超声雾化片3。
其中，样品容器7用于放置待电离的液体样品4，超声雾化片3置于样品容器7中，用于产生振动以使液体样品4产生雾化效果。为使振动后的雾化效果较佳，超声雾化片3可置于样品容器7的底部。
供气装置的输出端连接喷气管道2的进气端，喷气管道2的出气端对准样品容器7的上方，即对准样品容器7中雾化后的液滴出口的上方。供气装置对喷气管道2供应气体。具体可供应惰性气体，例如氮气等。气体流进喷气管道后，通过对喷气管道2的管径、通气量等的控制，使其出射的气流为超声气流，从而对雾化后的液体样品上喷射超声气流。优选地，喷气管道的出气端的管径为0.5～3mm，该范围内的管径，出口气流速度一般可实现在声速以上，从而便于控制实现喷射超声气流。一个实验例中，喷气管道2的出口管径在2mm，通过控制，可实现气流速度超过声速，满足要求。
本具体实施方式的电离装置，工作时，液体样品4在超声雾化片3产生的高频振动下超声雾化，会在液体表面产生雾化效果。雾化后的液滴6在形成时会因为振动的能量发生电离，因此雾化液滴6上带有电荷。喷射管道2中喷射出的超声气流1喷射到雾化液滴6上时，超声气流1与雾化液滴6发生剧烈的撞击，使得雾化液滴6分散成更加微小的带电液滴，而且碰撞本身也会产生摩擦电离，这也有利于电离效果的提高。带电的微小液滴随后因自身的挥发而体积减小，最终发生库伦爆炸，碎裂产生大量离子。设置质谱仪时，可将质谱仪5的入口501设置为正对电离装置中喷气管道2喷射气流的出气端，这样电离装置电离形成的离子可直接进入质谱仪5中从而被检测分析。
本具体实施方式还提供一种电离方法，包括以下步骤：S1，将待电离的液体样品放置于样品容器中，通过超声雾化片产生的振动使所述液体样品产生雾化效果；S2，对雾化后的液体样品上喷射超过声速的气流。喷射气流时，可喷射惰性气体气流，例如氮气气流。
上述电离方法中，可通过供气装置连接喷气管道，喷气管道的出气端对准样品容器中雾化后的液滴出口的上方。通过对喷气管道的管径、通气量等的控制，使其出射的气流为超声气流，从而对雾化后的液体样品上喷射超声气流。
优选地，通过供气装置和喷气管道喷射超声气流时，喷气管道的出气端的管径设置为0.5～3mm。该范围内的管径，出口气流速度一般可实现在声速以上，从而便于控制实现喷射超声气流。一个实验例中，喷气管道的出口管径在2mm，通过控制，可实现气流速度超过声速，满足要求。
上述电离过程中，液体样品在超声雾化片产生的高频振动下超声雾化，会在液体表面产生雾化效果。雾化后的液滴在形成时会因为振动的能量发生电离，因此雾化液滴上带有电荷。超声气流喷射到雾化液滴上时，超声气流与雾化液滴发生剧烈的撞击，使得雾化液滴分散成更加微小的带电液滴，而且碰撞本身也会产生摩擦电离，这也有利于电离效果的提高。带电的微小液滴随后因自身的挥发而体积减小，最终发生库伦爆炸，碎裂产生大量离子。通过上述步骤，即可在不需要对液体样品或者雾化后的液滴上施加电压的情形下实现样品电离，既能有效地扩展可适用的液体样品的范围，同时由于不需要施加高电压，可确保操作人员更加安全的操作环境。
本具体实施方式的电离装置及电离方法，利用超声雾化片的高频振动实现液体样品的雾化和电离，同时，利用超过声速的气流与雾化液滴进行碰撞，辅助增加电离效果，提高质谱仪检测谱峰稳定性。由于超声雾化后的液滴很小，而且通过高频振动可为雾化液滴提供电离能，配合在超声气流的碰撞作用下，可实现较好的电离效果。整个电离装置以及电离过程不需要在液体样品或者雾化后的液滴上施加电压即可实现样品电离，避免样品中待测物在加电过程中发生物质变化，可适用于更为广泛的液体样品的电离。同时，由于不需要施加高电压，可确保操作人员更加安全的操作环境。本具体实施方式的电离装置和方法的电离强度可稳定在E2，RSD在10％以下。通过超声气流辅助雾化进行电离，可以获得较为稳定的质谱。
以上内容是结合具体的优选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做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电离装置，其特征在于：包括供气装置、喷气管道、样品容器和超声雾化片，所述样品容器用于放置待电离的液体样品，所述超声雾化片置于所述样品容器中，用于产生振动以使所述液体样品产生雾化效果，所述供气装置的输出端连接所述喷气管道的进气端，所述喷气管道的出气端对准所述样品容器的上方；所述供气装置用于为所述喷气管道供应气体，所述喷气管道用于对雾化后的液体样品上喷射超过声速的气流。
2.根据权利要求1所述的电离装置，其特征在于：所述超声雾化片置于所述样品容器的底部。
3.根据权利要求1所述的电离装置，其特征在于：所述供气装置供应的气体为惰性气体。
4.根据权利要求3所述的电离装置，其特征在于：所述惰性气体为氮气。
5.根据权利要求1所述的电离装置，其特征在于：所述喷气管道的出气端的管径为0.5～3mm。
6.根据权利要求5所述的电离装置，其特征在于：所述喷气管道的出气端的管径为1～2mm。
7.一种电离方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，将待电离的液体样品放置于样品容器中，通过超声雾化片产生的振动使所述液体样品产生雾化效果；S2，对雾化后的液体样品上喷射超过声速的气流。
8.根据权利要求7所述的电离方法，其特征在于：步骤S2中，喷射的气流为惰性气体气流。
9.根据权利要求7所述的电离方法，其特征在于：步骤S2中，喷射的气流的方向对准质谱仪的入口。
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