CN109860016B - 一种电离源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电离源装置，其包括混合腔体、电离腔体、电源、金属针电极，混合腔体上设有样品入口和第一进气口，电离腔体上设有出口和第二进气口，金属针电极内沿轴向设有中空腔，中空腔的一端为进气端，另一端为喷射端，进气端与混合腔体连通，喷射端设于电离腔体内，喷射端设有若干与中空腔连通的喷射孔，电离腔体上还设有金属电极，电源的一端与金属电极连接，另一端与金属针电极连接。本发明的电离源装置可在金属电极和金属针电极的喷射端之间产生等离子体火焰，并可加大样品与等离子体火焰的接触面积，电离效果大大增强，可以大幅提高分析灵敏度，为后续的质量分析器提供了高效的分析源。
Description
技术领域
本发明涉及电离设备技术领域，特别涉及一种电离源装置。
背景技术
作为现代分析仪器中的佼佼者，质谱仪在近几年的发展是非常迅速的，各类质谱技术层出不穷。质谱分析技术中，样品的离子化又是起着决定性作用的一步，因此，离子源的研究是至关重要的。所以，对于各类适用性普遍、电离效率高的离子源研究一直是质谱领域的热点。
日本学者田中耕一根据实验现象的探索发现，提出了基质辅助激光解吸附电离，大大提高了一些物质的电离效率。另外还有纸基电喷雾电离技术，实现了简单快速实时电离。2007年，清华大学张新荣教授首次提出，利用介质阻挡条件下的交流高压放电，激发氦气等惰性气体产生等离子体火焰直接离子化样品。这项新型敞开式离子化质谱技术实现了实时、原位电离固体和无须预处理的液体样品。这些新型离子化技术的提出给物质分析提供了良好的前期准备。而目前广泛使用的电离源装置大多存在结构复杂、效率低、灵敏度低的问题，不能为后续的质量分析器提供高效的分析源。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种结构简单，灵敏度高，可产生高效分析源的电离源装置。其采用如下技术方案：
一种电离源装置，其包括混合腔体、电离腔体、电源、金属针电极，所述混合腔体上设有样品入口和第一进气口，所述电离腔体上设有出口和第二进气口，所述金属针电极内沿轴向设有中空腔，所述中空腔的一端为进气端，另一端为喷射端，所述进气端与所述混合腔体连通，所述喷射端设于所述电离腔体内，所述喷射端设有若干与所述中空腔连通的喷射孔，所述电离腔体上还设有金属电极，所述电源的一端与金属电极连接，另一端与金属针电极连接。
作为本发明的进一步改进，还包括样品注射器和衬管，所述衬管穿过所述样品入口至所述混合腔体内，所述样品注射器与所述衬管连接。
作为本发明的进一步改进，所述衬管与混合腔体之间设有密封胶。
作为本发明的进一步改进，所述电离腔体为管状腔体。
作为本发明的进一步改进，所述金属针电极从所述管状腔体的一端进入所述管状腔体内，所述出口设于所述管状腔体的另一端，所述金属电极为环状电极，所述环状电极套设在所述管状腔体上。
作为本发明的进一步改进，所述金属针电极和金属电极均从所述管状腔体的侧壁进入所述管状腔体内，所述金属针电极和金属电极沿所述管状腔体的轴向对称设置。
作为本发明的进一步改进，所述第二进气口设于所述管状腔体的一端，所述出口设于所述管状腔体的另一端。
作为本发明的进一步改进，所述喷射孔环状设置于所述金属针电极的侧壁。
作为本发明的进一步改进，所述金属针电极与混合腔体之间还设有调节阀。
作为本发明的进一步改进，所述电离腔体为石英玻璃管。
本发明的有益效果：
(1)本发明的电离源装置可在金属电极和金属针电极的喷射端之间产生等离子体火焰，样品从喷射端的喷射孔喷射出来后，与等离子体火焰接触并发生电离，由于喷射状的样品覆盖面积很大，从而加大与等离子体火焰的接触面积，所以其电离效果会大大增强，可以大幅提高分析灵敏度，为后续的质量分析器提供了高效的分析源。
(2)通过在金属针电极内沿轴向设置中空腔，将混合腔体和电离腔体巧妙结合，其结构简单，操作方便。
(3)该电离源装置既可以分析液体样品，也可以分析气体样品，适用范围广。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例一电离源装置的整体结构示意图；
图2是本发明实施例二电离源装置的整体结构示意图；
图3是本发明实施例中金属针电极的结构示意图。
标记说明：10、电离腔体；11、第二进气口；12、出口；13、等离子体火焰；20、混合腔体；21、第一进气口；22、调节阀；30、金属针电极；31、进气端；32、喷射端；33、中空腔；34、喷射孔；40、电源；50、样品注射器；60、衬管；70、密封胶；80、金属电极；90、质谱接口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-3所示，为本发明实施例中的电离源装置，该装置包括电离腔体10、混合腔体20、金属针电极30、电源40。
混合腔体20上设有样品入口和第一进气口21，该装置还包括样品注射器50和衬管60，衬管60穿过样品入口至混合腔体20内，衬管60与混合腔体20之间设有密封胶70，样品注射器50与衬管60连接。样品注射器50用于注射样品，样品可以为液体样品或气体样品。
电离腔体10上设有第二进气口11和出口12，金属针电极30内沿轴向设有中空腔33，中空腔33的一端为进气端31，另一端为喷射端32，进气端31与混合腔体20连通，喷射端32设于电离腔体10内，喷射端32设有若干与中空腔33连通的喷射孔34。如图3所示，喷射孔34环状设置于金属针电极30的侧壁。
电离腔体10上还设有金属电极80，电源40的一端与金属电极80连接，另一端与金属针电极30连接。
在本实施例中，电离腔体10为管状腔体。优选的，电离腔体10为石英玻璃管。金属针电极30与混合腔体20之间还设有调节阀22，用于调节样品的流量。
如图1所示，在实施例一中，金属针电极30从管状腔体的一端进入管状腔体内，出口12设于管状腔体的另一端，金属电极80为环状电极，环状电极沿管状腔体20的径向环绕设置，环状电极套设在喷射端32上并与喷射端32之间留有间隙。具体的，环状电极套设在管状腔体上并与管状腔体的外壁连接。
如图2所示，在实施例二中，金属针电极30和金属电极80均从管状腔体的侧壁进入管状腔体内，金属针电极30和金属电极80沿管状腔体的轴向对称设置，金属电极80为实心金属管。第二进气口11设于管状腔体的一端，出口12设于管状腔体的另一端。
工作时，从第一进气口21和第二进气口11注入氮气，打开电源40，金属电极80和金属针电极30之间电离产生的等离子体火焰13从出口12向外喷射，接着，样品注射器50向衬管60内以一定的速度注射样品，可以是液体样品也可以是气体样品，以液体样品为例，当液体样品进入混合腔体20后，在第一进气口21通入的氦气作用下，进入金属针电极30，并在金属针电极30的喷射端32处堆积，然后从喷射孔34喷射，形成许多孔状大小的液滴，便能与等离子体火焰13充分接触电离，电离完的样品离子会进入质谱接口90，被质量分析器检测分析。当样品为气体样品时，其同样可从喷射孔34喷射，并在与等离子体火焰13的充分接触下电离成离子，最终由质量分析器检测分析。
(1)本发明的电离源装置可在金属电极和金属针电极的喷射端之间产生等离子体火焰，样品从喷射端的喷射孔喷射出来后，与等离子体火焰接触并发生电离，由于喷射状的样品覆盖面积很大，从而加大与等离子体火焰的接触面积，所以其电离效果会大大增强，可以大幅提高分析灵敏度，为后续的质量分析器提供了高效的分析源。
(2)通过在金属针电极内沿轴向设置中空腔，将混合腔体和电离腔体巧妙结合，其结构简单，操作方便。
(3)该电离源装置既可以分析液体样品，也可以分析气体样品，适用范围广。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种电离源装置，其特征在于：包括混合腔体、电离腔体、电源、金属针电极，所述混合腔体上设有样品入口和第一进气口，所述电离腔体上设有出口和第二进气口，所述金属针电极内沿轴向设有中空腔，所述中空腔的一端为进气端，另一端为喷射端，所述进气端与所述混合腔体连通，所述喷射端设于所述电离腔体内，所述喷射端设有若干与所述中空腔连通的喷射孔，所述电离腔体上还设有金属电极，所述电源的一端与金属电极连接，另一端与金属针电极连接。
2.如权利要求1所述的电离源装置，其特征在于，还包括样品注射器和衬管，所述衬管穿过所述样品入口至所述混合腔体内，所述样品注射器与所述衬管连接。
3.如权利要求2所述的电离源装置，其特征在于，所述衬管与混合腔体之间设有密封胶。
4.如权利要求1所述的电离源装置，其特征在于，所述电离腔体为管状腔体。
5.如权利要求4所述的电离源装置，其特征在于，所述金属针电极从所述管状腔体的一端进入所述管状腔体内，所述出口设于所述管状腔体的另一端，所述金属电极为环状电极，所述环状电极套设在所述管状腔体上。
6.如权利要求4所述的电离源装置，其特征在于，所述金属针电极和金属电极均从所述管状腔体的侧壁进入所述管状腔体内，所述金属针电极和金属电极沿所述管状腔体的轴向对称设置。
7.如权利要求6所述的电离源装置，其特征在于，所述第二进气口设于所述管状腔体的一端，所述出口设于所述管状腔体的另一端。
8.如权利要求1-7任一所述的电离源装置，其特征在于，所述喷射孔环状设置于所述金属针电极的侧壁。
9.如权利要求1-7任一所述的电离源装置，其特征在于，所述金属针电极与混合腔体之间还设有调节阀。
10.如权利要求1-7任一所述的电离源装置，其特征在于，所述电离腔体为石英玻璃管。
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