CN109545648A - 一种复合电离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种复合电离装置，包括绝缘介质管，所述绝缘介质管外壁包覆有第一外电极和第二外电极，第一外电极和第二外电极通过第一电源模块进行电连接；绝缘介质管的左侧套接有固定座，所述固定座的顶端从左至右依次设置有第一工作气体进口和第二工作气体进口，固定座的内部设置有气管，气管的内部设置有进样毛细管，进样毛细管上设置有第二电源模块，所述绝缘介质管的右侧设置有质谱口，所述绝缘介质管右侧的底端设置有载物平台，所述气管顶端的固定座内部设置有加热及温控模块。本发明改可完成低温等离子体离子源与电喷雾离子源的同时实现或切换实现，不仅可实现对不同极性化合物的检测，而且可以实现对不同状态的样品进行测试。
Description
技术领域
本发明涉及复合电离领域，具体为一种复合电离装置。
背景技术
目前，质谱分析法是将化合物电离后按照不同质荷比m/z进行分离检，实现成分和结构鉴定的一种分析方法。质谱技术因其具有的高灵敏度和高特异性，在物质分析领域占据巨大的市场。质谱仪的电离装置，是影响物质检测灵敏度最大的装置之一。针对不同应用领域、样品及前处理方法，选择合适离子源至关重要。
常规样品通常需要经过繁琐的预处理过程，为了实现更好的测试效果通常情况下质谱仪器与色谱联用，但是现有的电离装置无法时实现低温等离子体离子源于电喷雾离子源同时使用或切换使用，检测存在一定的不便，实用性较低，无法对不同状态的样品进行检测，实用性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合电离装置，以解决上述背景技术中提出的无法时实现低温等离子体离子源于电喷雾离子源同时使用或切换使用，无法对不同状态的样品进行检测。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合电离装置，包括绝缘介质管，所述绝缘介质管外壁包覆有第一外电极和第二外电极，第一外电极和第二外电极通过第一电源模块进行电连接；所述绝缘介质管的左侧套接有固定座，所述固定座的顶端从左至右依次设置有第一工作气体进口和第二工作气体进口，所述固定座的内部设置有气管，所述气管的内部设置有进样毛细管，所述进样毛细管上设置有第二电源模块，所述绝缘介质管的右侧设置有质谱口，所述绝缘介质管右侧的底端设置有载物平台，所述气管顶端的固定座内部设置有加热及温控模块。
进一步的，所述第一电源模块为高压交流电源。
进一步的，所述第二电源模块为高压直流电源，第二电源模块作用于进样毛细管内的样品。
进一步的，所述第一电源模块输出射频电压，其频率为2～80KHz，幅值电压0.5～30kV，所述第二电源模块输出直流电压，其幅值为0～±15KV。
进一步的，所述第一外电极和第二外电极为环状或者管状结构，宽度为0.1mm-50mm，所述第一外电极与第二外电极保持距离，距离为0.5mm-50mm。
进一步的，所述绝缘介质管绝缘介质管内径为0.5mm-20mm，长度为1mm-300mm。
进一步的，所述进样毛细管的形状为管状结构，内径为50um-250um。
进一步的，所述气管的形状为管状结构，所述气管的内径范围为50um-500um，所述气管内径尺寸大于进样毛细管外径的尺寸。
进一步的，所述第一电源模块与第二电源模块至少有一个作用，且所述第二电源模块作用时，进样毛细管内有液体进样。
进一步的，第一工作气体可以从第一工作气体进口进入，经过气管进入到绝缘介质管；或者第二工作气体通过第二工作气体进口进入到绝缘介质管，之后到达质谱口。
进一步的，所述第一工作气体和第二工作气体为压缩空气或高压惰性气体或惰性气体与氮气任意一种气体或者任意几种气体的混合气体；第一工作气体和第二工作气体至少有一种工作气体工作。
进一步的，所述第二工作气体流速为0.1L/min～5L/min。
进一步的，所述绝缘介质管由石英玻璃、陶瓷或塑料绝缘材料制作而成。
进一步的，所述进样毛细管由不锈钢、石英或者玻璃材料制作而成。
进一步的，所述气管由金属、PEEK或者石英材料制作而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该复合电离装置可完成低温等离子体离子源与电喷雾离子源的同时实现或切换实现，离子源使用方式多样，方便使用，提升检测效果，同时可实现对不同极性化合物的检测，检测范围增加，检测更加多样，增加实用性，并且可以实现对不同状态的样品进行检测，增加检测的范围，缩减预处理时间，加快检测速度，提升检测效率。
附图说明
图1是本发明液体进样复合电离工作状态流程示意图；
图2是本发明固体样品低温等离子体模式下工作的结构示意图；
图3是本发明液体或气体样品低温等离子体模式下工作的结构示意图；
图4是本发明液体样品电喷雾模式下工作的结构示意图。
图中：1、绝缘介质管；2、第一外电极；3、第二外电极；4、第一工作气体进口；5、第二工作气体进口；6、加热及温控模块；7、进样毛细管；8、气管；9、固定座；10、载物平台；11、质谱口；12、第一电源模块；13、第二电源模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种复合电离装置，包括绝缘介质管1，绝缘介质管绝缘介质管1内径为0.5mm-20mm，长度为1mm-300mm，绝缘介质管1外壁上包覆有第一外电极2和第二外电极3，第一外电极2和第二外电极3为环状或者管状结构，宽度为0.1mm-50mm，第一外电极2与第二外电极3保持距离，距离为0.5mm-50mm，绝缘介质管1上设置有第一电源模块12，第一电源模块12为高压交流电源，第一电源模块12输出射频电压，其频率为2～80KHz，幅值电压0.5～30kV，第一外电极2和第二外电极3分别与第一电源模块12电连接，绝缘介质管1的左侧套接有固定座9，固定座9的顶端从左至右依次设置有第一工作气体进口4和第二工作气体进口5，第二工作气体进口5与绝缘介质管1连通，固定座9的内部设置有气管8，气管8的形状为管状结构，气管8的内径范围为50um-500um，气管8内径尺寸大于进样毛细管7外径的尺寸，气管8的内部设置有进样毛细管7，进样毛细管7的形状为管状结构，内径为50um-250um，进样毛细管7上设置有第二电源模块13，第二电源模块13为高压直流电源，第二电源模块13输出直流电压，其幅值为0～±15KV，进样毛细管7与第二电源模块13电连接，绝缘介质管1的右侧设置有质谱口11，绝缘介质管1右侧的底端设置有载物平台10，气管8顶端的固定座9内部设置有加热及温控模块6。绝缘介质管1到质谱口10的距离可调节。
工作原理：
复合电离离子源模式下时，液态样品从进样毛细管7按照一定流速注入，第一工作气体从第一工作气体进口4按照一定的流速进入并经过气管8作用于液态样品，第二电源模块13输出直流电压4000V，直流电压和工作气作用于液态样品形成电喷雾；第一外电极2和第二外电极3之间由第一电源模块12提供射频高压，射频电压频率为20KHz，峰值幅值为8KV，离子源装置与载物平台10的倾角为0-90°，优先为30°，第二工作气体按照300mL/min的流速从第二工作气体进口5进入到绝缘介质管1区域在射频电压条件下产生等离子体，等离子体与雾态样品接触、反应，实现二次离子化过程，最终实现对样品高效离子化过程。
切换低温等离子体离子源时，首先第一工作气体进口4无气体进入，进样毛细管7无气体或液体进入，第二电源模块13不工作，液体或固态样品加载在载物平台10上，加热及温控模块6对载物平台10上的样品进行加热，第一外电极2和第二外电极3之间由第一电源模块12提供射频高压，射频电压频率为20KHz，峰值幅值为8KV，离子源装置与载物平台10的倾角为0-90°，优先为30°，第二工作气体按照300mL/min的流速从第二工作气体进口5进入到绝缘介质管1区域在射频电压条件下产生等离子体，等离子体沿绝缘介质管喷射在载物平台10或者取样装置的样品上，最终对样品进行离子化。
切换低温等离子体离子源时，首先气态样品按照一定流速由进样毛细管7注入，此时第一工作气体进口4无气体进入，第二工作气体从第二工作气体进口5按照一定的流速进入，与样品气体混合，第一外电极2和第二外电极3之间由第一电源模块12提供射频高压，射频电压频率为20KHz,峰值幅值为6KV，混合后的气体射频条件下生成等离子体，气态样品得以离子化，之后通过气流到达质谱口11，进入质谱进行检测，实现低温等离子体离子源电离检测。
切换电喷雾离子源时，首先液态样品从进样毛细管7按照一定流速注入，第一工作气体从第一工作气体进口4按照一定的流速进入，第二电源模块13输出直流电压4000V，第二工作气体进口5无气体进入，第一电源模块12不工作，该情况下产生电喷雾，对样品进行离子化过程，之后进入质谱进行分析，实现电喷雾离子源电离检测。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (15)
1.一种复合电离装置，包括绝缘介质管(1)，其特征在于：所述绝缘介质管(1)外壁包覆有第一外电极(2)和第二外电极(3)，第一外电极(2)和第二外电极(3)通过第一电源模块(12)进行电连接；所述绝缘介质管(1)的左侧套接有固定座(9)，所述固定座(9)的顶端从左至右依次设置有第一工作气体进口(4)和第二工作气体进口(5)，所述固定座(9)的内部设置有气管(8)，所述气管(8)的内部设置有进样毛细管(7)，所述进样毛细管(7)上设置有第二电源模块(13)，所述绝缘介质管(1)的右侧设置有质谱口(11)，所述绝缘介质管(1)右侧的底端设置有载物平台(10)，所述气管(8)顶端的固定座(9)内部设置有加热及温控模块(6)。
2.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述第一电源模块(12)为高压交流电源。
3.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述第二电源模块(13)为高压直流电源，第二电源模块(13)作用于进样毛细管(7)内的样品。
4.根据权利要求3所述的复合电离装置，其特征在于：所述第一电源模块(12)输出射频电压，其频率为2～80KHz，幅值电压0.5～30kV，所述第二电源模块(13)输出直流电压，其幅值为0～±15KV。
5.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述第一外电极(2)和第二外电极(3)为环状或者管状结构，宽度为0.1mm-50mm，所述第一外电极(2)与第二外电极(3)保持距离，距离为0.5mm-50mm。
6.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述绝缘介质管绝缘介质管(1)内径为0.5mm-20mm，长度为1mm-300mm。
7.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述进样毛细管(7)的形状为管状结构，内径为50um-250um。
8.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述气管(8)的形状为管状结构，所述气管(8)的内径范围为50um-500um，所述气管(8)内径尺寸大于进样毛细管(7)外径的尺寸。
9.根据权利要求4所述的复合电离装置，其特征在于：所述第一电源模块(12)与第二电源模块(13)至少有一个作用，且所述第二电源模块(13)作用时，进样毛细管(7)内有液体进样。
10.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：第一工作气体可以从第一工作气体进口(4)进入，经过气管(8)进入到绝缘介质管(1)；或者第二工作气体通过第二工作气体进口(5)进入到绝缘介质管(1)，之后到达质谱口(11)。
11.根据权利要求10所述的复合电离装置，其特征在于：所述第一工作气体和第二工作气体为压缩空气或高压惰性气体或惰性气体与氮气任意一种气体或者任意几种气体的混合气体；第一工作气体和第二工作气体至少有一种工作气体工作。
12.根据权利要求10所述的复合电离装置，其特征在于：所述第二工作气体流速为0.1L/min～5L/min。
13.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述绝缘介质管(1)由石英玻璃、陶瓷或塑料绝缘材料制作而成。
14.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述进样毛细管(7)由不锈钢、石英或者玻璃材料制作而成。
15.根据权利要求1所述的复合电离装置，其特征在于：所述气管(8)由金属、PEEK或者石英材料制作而成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |