CN109643636B - 带有辅助加热气体喷流的低温等离子体探针 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温等离子体探针和质谱系统以及使用低温等离子体探针的方法。在一种实施方式中，该低温等离子体探针包括一个进气毛细管，提供从样品表面到质谱仪的离子流；至少一个低温等离子体管，提供低温等离子体气体；至少一个加热气体管，向样品表面提供加热气体，其中，加热气体增强样品表面的样品的解吸和电离。

Description

带有辅助加热气体喷流的低温等离子体探针
联邦政府资助的研究或开发
本发明是基于与国土安全部签订的合同HSHQDC-15-C-B0027、在政府支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。
背景技术
质谱仪(MS)在真空条件下工作，并根据质量-电荷比分离离子。在一些使用质谱仪的实施方式中，可以是固体、液体或气体的待测样品被电离，这些离子在质谱分析仪中按质荷比分离，并由一种能够检测带电粒子的装置进行检测。质谱仪检测器发出的信号被处理成离子相对丰度关于质荷比的函数的光谱。通过将测定得到的质量与已知质量相关联或通过特征裂解方式来识别原子或分子。
发明内容
本发明公开了一种低温等离子体探针和一个质谱系统以及使用低温等离子体探针的方法。在一种实施方式中，低温等离子体探针包括一个进气毛细管，提供从样品表面到质谱仪的离子流；至少一个低温等离子体管，提供低温等离子体气体；至少一个加热气体管，向样品表面提供加热气体，其中，所述加热气体增强样品表面的低温等离子体气体的解吸和样品的电离，还能够引导待测离子进入所述进气毛细管。加热气体管比低温等离子体管更接近所述样品表面，并向所述样品表面提供加热气体，从而增强样品的低温等离子体气体解吸。此外，质谱系统包括质谱仪和耦合到所述质谱仪上的低温等离子体探针。
在一种实施方式中公开了一种使用低温等离子体探针的方法，该方法包括：使用低温等离子体源和至少一个低温等离子体管提供低温等离子体气体；使用加热气体源和至少一个加热气体管提供加热气体，其中，所述至少一个加热气体管与所述至少一个低温等离子体管相耦合，其中，低温等离子体气体和所述加热气体与样品接触；使用进气毛细管接收电离的进气流，所述进气毛细管与所述至少一个低温等离子体管相耦合，所述电离的进气流包括加热气体、低温等离子体气体和来自所述样品的离子；以及利用质谱仪分析电离的进气流，所述质谱仪与所述进气毛细管相耦合。
本发明内容部分以简化的形式介绍一些概念，在下面的具体实施方式中将进一步介绍。本发明内容不旨在确定所要求保护的主题的关键技术特征或必要技术特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
详细描述将参考附图进行。说明书和附图的不同实例中，相同附图标记的使用可以指代相似或相同的项目。
图1A是本发明公开的一种实施方式中利用加热气体管的低温等离子体探针的截面示意图。
图1B是本发明公开的一种实施方式中利用加热气体管的低温等离子体探针的示意图。
图1C是本发明公开的一种实施方式中利用加热气体管的低温等离子体探针的末端截面示意图。
图1D是本发明公开的一种实施方式中利用加热气体管的低温等离子体探针的末端截面示意图。
图1E是本发明公开的一种实施方式的利用加热气体管的低温等离子体探针的末端截面示意图。
图1F是本发明公开的一种实施方式的环境视图，说明质谱仪系统使用带有至少一个加热气体管的低温等离子体探针。
图2是本发明公开的一种实施方式的流程图，说明使用如图1A-1F所示的带有至少一个加热气体管的低温等离子体探针的示例性过程。
图3A是本发明公开的一种实施方式的使用质谱系统获得的光谱测量结果的示意图，该质谱仪系统利用带有至少一个加热气体管的低温等离子体探针。
图3B是本发明公开的一种实施方式的使用质谱系统获得的光谱测量结果的示意图，该质谱仪系统利用带有至少一个加热气体管的低温等离子体探针。
图3C是本发明公开的一种实施方式的使用质谱系统获得的光谱测量结果的示意图，该质谱仪系统利用带有至少一个加热气体管的低温等离子体探针。
图3D是本发明公开的一种实施方式的使用质谱系统获得的光谱测量结果的示意图，该质谱仪系统利用带有至少一个加热气体管的低温等离子体探针。
具体实施方式
质谱仪(MS)在真空条件下工作，并根据质量-电荷比分离离子。在一些实施方式中，使用质谱仪，将可以是固体、液体和/或气体形态的样品电离并分析。离子在质谱分析仪中按质荷比分离，并由一种能够检测带电粒子的装置进行检测。质谱仪检测器发出的信号被处理成离子相对丰度关于质荷比的函数的光谱。通过将测定得到的质量与已知质量相关联或通过特征裂解方式来识别原子或分子。
便携式质谱仪系统因为泵送系统更小(最常使用的流体是来自气相色谱毛细管的流出物或通过可渗透膜的流体)，将样品引入真空歧管的方法存在局限性。因此，分析物的有效检测范围就受到所采用的样品导入和电离方法的限制。一种便携式的质谱分析法包括表面电离，其涉及在离子源附近产生离子。
原位电离方法可用于在离子淌度质谱(IMS)或质谱(MS)系统中对物质进行实时电离和原位化学分析，而无需准备样品。原位电离方法包括解吸电喷雾电离(DESI)、实时直接分析(DART)、低温等离子体(LTP)、直接大气压化学电离(DAPCI)等。有一种同心LTP的设计，是将低温等离子体造成的电离-解吸过程和使用中心毛细管转移在表面/样品上或附近形成的离子的过程相结合。然而，通过中心毛细管的进气流大于通过等离子体的气体流，从而妨碍了等离子体气体对表面/样品的加热。这就导致了诸如环三亚甲基三硝胺(RDX)等蒸气压较小的待测物的灵敏度降低。
另一种设计描述了使用热风枪来提高基板温度的方法：“对于那些使用加热基板的实验，通过将热风枪(NTE Electronics，Bloomfield，NJ)对准样品台下加热，将基板(载玻片)的温度升高到约120℃。”参见Cooks et al,Detection of explosives and relatedcompounds by low-temperature plasma ambient ionization mass spectrometry,Anal.Chem.,2011,83(3),pp1084-1092。然而，这种布置对于诸如箱包检测等的现实问题来说是不切实际的，因为从“后”侧加热表面是不可行的。
还有建议提出加热提供给低温等离子体的气体或整个LTP探针，以促进样品从表面解吸。参见Cooks等人的美国专利US 9,064,674和Mester等人的美国专利US2011/0168881。这种设计确实可以在使用LTP配置时使检测灵敏度提高。
一种同心LTP设计具有内部毛细管和提供低温等离子体的同心外管，则不能使用前述方法，因为来自等离子体的加热气体无法到达样品表面，这是由于通过等离子体区域的气流通常比通过中心毛细管的进气流小5-10倍。结果，加热的等离子体气体立即被所述进气流“吸入”。
因此，本发明提供了一种低温等离子体探针和一个质谱系统以及使用低温等离子体探针的方法。在一种实施方式中，低温等离子体探针包括一个进气毛细管，提供从样品表面到质谱仪的离子流；至少一个低温等离子体管，提供低温等离子体气体；至少一个加热气体管，向样品表面提供加热气体，其中，所述加热气体增强样品表面的低温等离子体气体的解吸和样品的电离，还能够引导待测离子进入所述进气毛细管。加热气体管比低温等离子体管更接近所述样品表面，并向所述样品表面提供加热气体，从而增强样品的低温等离子体气体解吸。此外，质谱系统包括质谱仪和耦合到所述质谱仪上的低温等离子体探针。
在一种实施方式中公开了一种使用低温等离子体探针的方法，该方法包括：使用低温等离子体源和至少一个低温等离子体管提供低温等离子体气体；使用加热气体源和至少一个加热气体管提供加热气体，其中，所述至少一个加热气体管与所述至少一个低温等离子体管相耦合，其中，低温等离子体气体和所述加热气体与样品接触；使用进气毛细管接收电离的进气流，所述进气毛细管与所述至少一个低温等离子体管相耦合，所述电离的进气流包括加热气体、低温等离子体气体和来自所述样品的离子；以及利用质谱仪分析电离的进气流，所述质谱仪与所述进气毛细管相耦合。
本发明所提供的低温等离子体探针和质谱系统以及使用低温等离子体探针的方法为使用低温探针直接进行表面分析提供了一种简单地加热样品表面的方法。先前的解决方案，例如加热来自低温等离子体探针的等离子体气体，在几何形状为同心的装置时是无效的。此外，使用光加热样品表面需要相对较大的设备(如加热灯或红外激光器)，这对于手持探针来说是不实用的。
实施例
图1A至图1E描述了根据本发明公开的实施例的一种低温等离子体(LTP)探针100的多种实施方式。如图所示，所述LTP探针100包括进气毛细管102，至少一个低温等离子体(LTP)管104和至少一个加热气体管106。
图1A至图1F所示的实施方式中，所述LTP探针100包括一个进气毛细管102，作为所述LTP探针100和/或质谱仪系统134的样品入口。所述进气毛细管102可包括一个管和/或导管(例如聚合物管、金属管等)，用以提供包括加热气体112，低温等离子体气体110和/或来自待测样品的离子的气流。在一些实施方式中，所述进气毛细管102可包括至少一个电极(例如第一电极)，该电极用于提供制备低温等离子体气体110的电压。当电势施加到第一电极(例如所述进气毛细管102或包括在所述进气毛细管102中的其他电极，如针电极)和第二电极(例如，低温等离子体(LTP)管104或其他电极)时，通过所述LTP管104的气体(例如，空气、氩气、氮气、氦气等)可以产生离子。
所述LTP探针100包括耦合和/或接近所述进气毛细管102的LTP管104。所述LTP管104包括用于提供低温等离子体气体110的管和/或导管。在一些实施方式中，所述LTP管104可包括聚合物管和/或金属管。另外，所述LTP管104可以用作电极和/或包括电极(例如第二电极)。该电极与所述进气毛细管102的部件第一电极相结合，用于提供制备低温等离子体气体110的电压。在使用第一电极和第二电极的这些实施方式中，所述LTP探针100可以包括和/或耦合到电源以提供电势。电势可以产生电场，电场进一步产生低温等离子体，即当电势足够大时，放电气体流过电场，并在所述LTP管104中产生低温等离子体气体110。在一个具体实施方案中，所述第一电极(例如进气毛细管102)和所述第二电极(例如LTP管104)可引起介质阻挡放电以提供低温等离子体和/或低温等离子体气体110。低温等离子体气体110可包括具有相对低能量离子的高能电子以及中性分子，可用于从样品124和/或表面108解吸和电离分析物并产生分析物的分子离子。另外，所述LTP管104可以耦合到气体源118(例如，泵、气瓶和/或其他气体供应源)以提供流过所述LTP管104的低温等离子体气体110(例如，空气、氦气、氮气、氩气等)。在一些另外的实施方式中，可以将至少一种掺杂剂添加到所述低温等离子体气体110中。例如，可以通过所述至少一个加热气体管106和/或所述LTP管104引入至少一种掺杂剂。
在图1A至1D所示的实施方式中，所述LTP管104与所述进气毛细管102为同心结构。同心的LTP管104与所述进气毛细管102共享相同长度的轴，且向样品124提供低温等离子体气体110。在图1E所示的实施方式中，LTP管104与进气毛细管102不同心但相耦合。
在一些实施方式中，所述LTP探针100可以与探针接口(例如采样导管122)耦合，该探针接口可以包括用于供应通过所述LTP管104泵送气体的设备和/或管道，将所述进气毛细管102和分析设备相耦合的设备和/或管道，例如质谱仪120，和/或将所述至少一个加热气体管106耦合到加热气体源116(例如电阻加热元件、风扇等)的设备和/或管道。
图1A至1E所示的LTP探针100包括至少一个加热气体管106，以提供加热气体112。在实施方式中，加热气体管106可以耦合到所述进气毛细管102和/或所述LTP管104上，加热气体管106延伸超出LTP管端126(例如加热气体管106的尖端132)且延伸超出进气毛细管102的进气入口128。延伸出的加热气体管106的这种构造使加热气体112更靠近样品124，增强了样品124的低温等离子体气体解吸。另外，所述延伸出的加热气体管106有助于引导所述进气流到所述进气毛细管102。图1A和1B所示的实施方式中，LTP探针100包括两个加热气体管106或一个与所述LTP管104耦合的同心加热气体管106。
图1B示出了LTP探针100的一种具体实施方式，该LTP探针100包括至少一个加热气体管106，该加热气体管106包括加热气体管106的切口部分130。在该实施方式中，所述至少一个加热气体管106的内部部分(例如最接近进气毛细管102的部分)可以移除，同时加热气体112可以从所述加热气体管106离开，并且被直接引导到所述进气毛细管102的所述进气入口128中。在一些实施方式中，不同长度量的加热气体管106可被截除以形成切口130(例如，0.5mm、1mm等)。在该实施方式中，所述LTP探针102与样品表面108平齐且直接接触，加热气体112被引导沿着样品表面108流动，从而更好地促进样品124的解吸和随后的电离。
图1C至1E展示了实施方式中的LTP探针100的底部平面横截面视图。图1C显示出了一个LTP探针100的具体实施方式，该LTP探针100包括进气毛细管102、与所述进气毛细管102同心的LTP管104、以及对称耦合到所述同心LTP管104的两个加热气体管106。图1D示出了一个LTP探针100的具体实施方式，该LTP探针100包括进气毛细管102、与所述进气毛细管102同心的LTP管104、以及与所述LTP管104和所述进气毛细管102同心的加热气体管106。在该具体实施方式中，所述加热气体管106可以包括或不包括如上所述延伸超过所述平齐的进气入口128和LTP管端126的切口部分130。在图1E所示的具体实施方式中，LTP探针100包括进气毛细管102、以平行配置连接到所述进气毛细管102的LTP管104以及以平行配置连接到所述进气毛细管102和所述LTP管104的加热气体管106。
如图1F所示的质谱系统134包括耦合到质谱仪120的LTP探针100(例如通过采样导管122、管道等)。在一些实施方式中，所述质谱仪120包括基于电荷质量比分离电离物质，并将电离物质输出到检测器的组件。质谱仪120的一些示例可以包括质量分析器、飞行时间(TOF)质量分析器、磁性扇形质量分析器、静电扇形质量分析器、离子阱质量分析器和/或便携式质谱仪等。在一些实施方式中，质谱仪120可另外包括离子阱装置，该装置可包括用于以小体积捕获离子的多个电极。
在一些具体实施方式中，质谱仪120可包括离子漏斗。离子漏斗可以包括由环形有孔隔膜的组件平行、同轴布置得到的装配体。这些有孔隔膜通过窄的中间隔离物分隔形成了逐渐变细的内径。在这些实施方式中，所述隔膜的孔直径沿着所述离子漏斗的中心出口孔进入后续室(例如离子导向室、质量分析系统等)的方向逐渐变细。所述离子漏斗可用于将离子束(或离子样品)聚焦在离子漏斗出口形成传导性限制。在一些实施方式中，所述离子漏斗在相对高的压力(例如高达30托)下工作，因此能够囚禁离子并使离子有效转移到下一个压力相对较低的真空阶段(例如离子导向器、质量分析器等)。然后，所述离子样品可以从所述离子漏斗流入离子导向器和/或质量分析器。
另外，质谱仪120可包括邻近所述离子漏斗并在离子漏斗下游的离子导向器。在一些实施方式中，所述离子导向器用于将离子从所述离子漏斗引导到所述质量分析器中，同时泵送掉中性分子。在一个具体实施方式中，离子导向器包括多极离子导向器，该多级离子导向器可包括沿离子通路定位的多个杆电极，其中RF电场由所述电极产生并限制离子沿离子导向轴移动。在一些实施方式中，尽管可以使用其他压力，但所述离子导向器在高达约100毫托(mtorr)的压力下工作。另外，所述离子导向器之后可以是传导性限制孔，传导性限制孔的直径可以比所述离子导向器的出口孔的直径更小。在一个具体实施方式中，与质谱仪耦合的采样管的低压端可以包括RF离子导向器，该RF离子导向器邻近所述采样管的内壁。RF离子导向器可以配置用来使离子和带电粒子在RF循环的持续时间内进行远离所述采样管内壁的平均净运动。
此外，质谱系统134可以包括泵，例如低真空泵和/或高真空泵。有至少部分由低真空泵(例如隔膜泵)产生的真空环境可能是必要的，因为它可以减少和/或消除分子间碰撞，否则分子间碰撞会降低基于质荷比分离元素的所述质谱系统134的有效性，因为分子碰撞可能会显著改变所涉及离子的轨迹并导致到达探测器的离子数量减少。在一些实施方式中，所述真空泵可以与所述质谱仪120的至少一个真空室相耦合。在具体实施方式中，所述真空泵可以包括例如涡旋真空泵。在一个具体实施方式中，真空泵提供大约高达30托的真空环境(例如，对于包括离子漏斗的真空室)，但是可以预期泵可以根据需要提供其他真空压力。
示例过程
图2示出使用LTP探针100和/或质谱系统134的技术的示例性过程200，例如图1A至IF中所示的LTP探针100和/或质谱系统134。
因此，首先提供了低温等离子体气体(方框202)。在一些实施方式中，使用低温等离子体和/或LTP管104提供低温等离子体气体110。在具体实施方式中，可以利用介质阻挡放电的方法来形成低温等离子体，其中，可以给进气毛细管102和/或第一电极以及LTP管104和/或第二电极施加电压。载电/放电气体(例如，氦气、氮气、空气、氩气等)可以流过低温等离子体以形成低温等离子体气体110，低温等离子体气体110可通过和/或从LTP管104排出。可以预期的是，提供低温等离子体气体110的方法可包括使用其他方法来形成低温等离子体。
此外，由至少一个加热气体管提供加热气体(方框204)。可以使用加热气体源116提供所述加热气体112，例如，加热气体源116为在加热气体管106内和/或耦合到加热气体管106的电阻加热元件和/或风扇。在一个具体实施方式中，提供所述加热气体112的方法可以包括使用加热气体源116在约1L/min、约60℃的条件下提供加热空气。可以预期的是，提供加热气体112的方法可包括使用其他气体(例如，氩气、氦气、氮气等)、提供加热气体112的温度(例如，环境温度、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃和65℃等等)和/或提供加热气体112的其他流量(例如，0.1L/min、0.25L/min、0.35L/min、0.65L/min、0.8L/min、1L/min等等)。
然后，使用进气毛细管接收电离的进气流(方框206)。在一些实施方式中，所述进气毛细管102和/或所述质谱仪系统134可提供抽吸和/或真空条件，将电离的进气流114吸入所述进气入口128和所述质谱仪120中，其中所述电离的进气流可包括原位空气、加热气体112和/或来自电离样品124的离子。
使用质谱仪分析所述电离的进气流(方框208)。分析电离的进气流114的过程可包括使用质谱仪120和/或耦合到所述质谱仪120的控制器来分析吸入所述进气入口128和所述进气毛细管102的所述电离的进气流114。在一些实施方式中，电离的进气流114可以从所述进气毛细管102流到质谱仪120，该质谱仪120可以使用检测器检测所述电离的进气流114中的离子。检测器可以包括配置用来记录当离子通过或撞击检测器表面时激发的电荷或产生的电流的装置。检测器的一些示例可包括电子倍增器、法拉第杯和/或离子-光子检测器。控制器可以接收关于检测到的离子的信息，并将该信息与其他经验/校准信息进行比较，以提供分析结果(例如，图形表示等)。
图3A至3D显示了使用和不使用加热气体112进行比较的示例性分析结果。图3A说明了在载玻片上的季戊四醇四硝酸酯(PETN)的分析结果。图3A的上图显示了不使用加热气体112的100ng PETN的光谱测量结果，而图3A的下图显示了使用加热气体112的100ng PETN的光谱测量结果。图3A的下图中在439质荷比(m/z)处的峰更明显，上述结果表明产生了更佳的阳性指示结果。图3B显示了在玻璃板上100ng环三亚甲基三硝胺(RDX)的光谱测量结果，其中图3B的下图(提供加热气体112)示出了在346m/z处的峰，表明存在RDX，而图3B上图(加热气体112不存在)在346m/z处并未显示有峰。图3C显示了在玻璃板上的20ng可卡因的光谱测量结果，其中图3C下图(使用加热气体112)显示出了在304m/z处的峰，而图3C上图显示在304m/z处和278m/z处均有峰。图3D显示出了50ng甲基苯丙胺的光谱测量结果，图3D下图(使用加热气体112)显示在150m/z处具有更大的峰，表明存在甲基苯丙胺，而图3D上图(加热气体112不存在)在150m/z处具有一个小峰。如图3A至3D所示结果可看出，使用带有至少一个加热气体管106的LTP探针100提供的加热气体112处理从样品124中的电离的物质，可以得到更准确的阳性指示。
尽管以文字方式具体描述了本发明的结构特性和/或方法步骤，但需要理解的是，所附权利要求书中限定的本发明并不必限于所描述的具体技术特征或方法。尽管已讨论了多种配置，但在不背离说明书的情况下，可以以各种方式构造所述设备、系统、子系统、组件等。当然，公开的具体技术特征和方法可作为实现所要求保护的发明的的示例形式。

Claims (20)

1.一种低温等离子体探针，包括：
一个进气毛细管，提供从样品表面到质谱仪的离子流；
至少一个低温等离子体管，提供低温等离子体气体；
至少一个加热气体管，向样品表面提供加热气体，其中，所述加热气体增强所述样品表面的样品的解吸和电离；
其中，所述至少一个加热气体管包括设置在所述至少一个低温等离子体管外表面上的一个加热气体管，所述一个加热气体管延伸超出低温等离子体的管端和所述进气毛细管的入口。
2.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，所述进气毛细管配置为第一电极。
3.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，所述至少一个低温等离子体管包括设置在进气毛细管外表面的两根低温等离子体管，其中，低温等离子体管端与所述进气毛细管的入口平齐。
4.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，所述至少一个低温等离子体管包括一个与所述进气毛细管同心的外管，其中，气体通过所述外管被泵送，所述进气毛细管配置为第一电极，所述外管配置为第二电极。
5.根据权利要求4所述的低温等离子体探针，其中，所述至少一个加热气体管与所述外管和所述进气毛细管同心。
6.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，空气通过所述至少一个低温等离子体管泵送。
7.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，至少一种掺杂剂通过所述至少一个低温等离子体管泵送。
8.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，所述低温等离子体管端和所述进气毛细管的所述入口平齐。
9.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，所述至少一个加热气体管包括设置在所述至少一个低温等离子体管外表面的两个加热气体管，所述两个加热气体管延伸超出低温等离子体管端和所述进气毛细管的入口，其中，所述低温等离子体管端和所述进气毛细管的所述入口平齐。
10.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，所述至少一个加热气体管包括设置在所述至少一个加热气体管的顶端的切口部分。
11.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，还包括：一个与所述至少一个加热气体管耦合的加热气体源。
12.根据权利要求1所述的低温等离子体探针，其中，还包括：一个与所述至少一个低温等离子体管耦合的低温等离子体源。
13.一个质谱系统，其特征在于，所述质谱系统包括：一个质谱仪和一个耦合到所述质谱仪的低温等离子体探针，所述低温等离子体探针包括：
一个进气毛细管，提供从样品表面到所述质谱仪的离子流；
至少一个低温等离子体管，提供低温等离子体气体；
至少一个加热气体管，向所述样品表面提供加热气体，其中，所述加热气体增强样品表面的样品的解吸和电离；
其中，所述至少一个加热气体管包括设置在所述至少一个低温等离子体管外表面上的一个加热气体管，所述一个加热气体管延伸超出低温等离子体的管端和所述进气毛细管的入口。
14.根据权利要求13所述的质谱系统，其中，所述至少一个低温等离子体管包括设置在进气毛细管外表面的两根低温等离子体管，其中，低温等离子体管端与所述进气毛细管入口平齐。
15.根据权利要求13所述的质谱系统，其中，所述至少一个低温等离子体管包括一个与所述进气毛细管同心的外管，其中，气体通过所述外管泵送，所述进气毛细管配置为第一电极，所述外管配置为第二电极。
16.根据权利要求15所述的质谱系统，其中，所述至少一个加热气体管与所述外管和所述进气毛细管同心。
17.根据权利要求13所述的质谱系统，其中，至少一种掺杂剂通过所述至少一个低温等离子体管泵送。
18.根据权利要求13所述的质谱系统，其中，所述低温等离子体管端和所述进气毛细管的所述入口平齐。
19.根据权利要求13所述的质谱系统，其中，所述至少一个加热气体管包括设置在所述至少一个加热气体管的顶端的切口部分。
20.一种使用低温等离子体探针的方法，该方法包括：
使用低温等离子体源和至少一个低温等离子体管提供低温等离子体气体；
使用加热气体源和至少一个加热气体管提供加热气体，其中，所述至少一个加热气体管与所述至少一个低温等离子体管相耦合，其中，低温等离子体气体和所述加热气体与样品接触；
使用进气毛细管接收电离的进气流，所述进气毛细管与所述至少一个低温等离子体管相耦合，所述电离的进气流包括加热气体、低温等离子体气体和来自所述样品的离子；
以及利用质谱仪分析电离的进气流，所述质谱仪与所述进气毛细管相耦合；
其中，所述至少一个加热气体管包括设置在所述至少一个低温等离子体管外表面上的一个加热气体管，所述一个加热气体管延伸超出低温等离子体的管端和所述进气毛细管的入口。
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