CN110504153A - 离子化系统、质谱分析系统及其样品引入方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种离子化系统、质谱分析系统及其样品引入方法。离子化系统包括激光剥蚀装置、微波等离子体炬和连接管。激光剥蚀装置用于对样品进行激光解吸，使所述样品产生细粒气溶胶；微波等离子体炬包括矩管、调谐件、微波组件和点火器，其中，所述矩管用于引入所述细粒气溶胶和所述载气，所述微波组件用于传输微波能，所述点火器用于在所述微波等离子体炬开口端产生等离子焰炬，使细粒气溶胶转和带电粒子换为离子；连接管一端与所述激光剥蚀装置相连通，另一端与所述矩管相连通，所述连接管用于将所述激光剥蚀装置输出的所述细粒气溶胶和所述载气引入到所述矩管中。本申请提供的离子化系统、质谱分析系统及其样品引入方法可以解决传统的电离字谱分析技术存在样品引入复杂的问题。
Description
技术领域
本申请涉及电离质谱分析技术领域，特备是涉及一种离子化系统、质谱分析系统及其样品引入方法。
背景技术
在电离质谱分析技术领域，以常压电离源为代表的直接离子化技术是近几十年来质谱领域一次创新性的发展，已经在多个学科领域显示出非常重要的影响力和研究价值。而常压解吸电离源，以及耦合质谱仪的技术则成为近年来比较常用的电离质谱分析技术。现今，元素分析最常用的电离质谱分析技术为ICP-MS，即电感耦合等离子体质谱分析技术(Inductively coupled plasma mass spectrometry)。其中，ICP为Inductively CoupledPlasma，即电感耦合等离子体，是1980年发展起来的一种用于元素和同位素比研究的分析技术。但是，ICP-MS的样品引入技术一直是研究人员无法攻克的难题。传统的样品引入技术主要为气动雾化装置，但是气动雾化的方法很大程度上降低了ICP-MS的分析灵敏度。因此，研究人员又开发出了新的进样技术，如电热蒸发法、化学蒸气发生、高效液相色谱和氢化物发生器样品进样技术，但是这些方法都需要复杂的处理过程，因此，如何简化样品引入方式仍然是研究人员急需解决的问题。目前，新型的激光剥蚀(Laser Ablation)进样装置得到快速发展，其与ICP-MS联用，能对样品中元素快速分析。但是，激光剥蚀在解吸样品的同时会对轻质量同位素进行富集，这些富集的轻质量同位素通过ICP离子源，进而被质谱检测，从而降低LA-ICP-MS在元素分析中的准确性。
因此，传统的电离质谱分析技术存在样品处理过程复杂的问题，而新型激光剥蚀装置，虽使样品引入变得简单，但其带来的轻质量同位素富集问题是ICP-MS无法解决的。
发明内容
基于此，有必要针对传统的电离质谱分析技术存在样品处理过程复杂的问题，和LA-ICPMS中轻质量同位素富集问题。提供一种离子化系统、质谱分析系统及其样品引入方法。
一种离子化系统，包括：
激光剥蚀装置，用于对样品进行激光解吸，使所述样品产生细粒气溶胶和带电粒子，所述激光剥蚀装置上设置有载气管道，所述载气管道用于引入载气；
微波等离子体炬，包括矩管、调谐件、微波组件和点火器，其中，所述矩管用于引入所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气，所述微波组件用于产生微波能，并和所述矩管构成微波谐振腔，所述点火器用于将所述细粒气溶胶和所述带电粒子转换为等离子体；其中，
所述矩管包括开口端，用于输出所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气，所述调谐件用于调节所述开口端的电场强度、磁场强度和微波反射功率；
连接管，一端与所述激光剥蚀装置相连通，另一端与所述矩管相连通，所述连接管用于将所述激光剥蚀装置输出的所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气引入到所述矩管中。
本申请提供一种离子化系统，包括激光剥蚀装置、微波等离子体炬和连接管。所述连接管用于连通所述激光剥蚀装置和所述微波等离子体炬。所述激光剥蚀装置用于对样品进行解吸，使所述样品产生细粒气溶胶和带电粒子，所述激光剥蚀装置上设置有载气管道，用于引入载气。所述微波等离子体炬包括炬管、调谐件、微波组件和点火器。所述炬管用于引入所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气，所述微波组件用于产生微波能，并将所述微波能传输至所述矩管中。所述炬管包括开口端，所述开口端用于输出所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气，所述点火器则用于触碰所述开口端形成等离子焰炬，以将所述细粒气溶胶和所述带电粒子转换为离子，所述离子供工作人员进行质谱分析。本申请提供的离子化系统，可以对样品进行激光解吸，使样品形成细粒气溶胶和带电粒子，进而所述细粒气溶胶和所述带电粒子在所述调谐件、所述点火器和所述微波组件共同作用下产生的等离子体焰炬中被电离。本申请提供的离子化系统操作简便，可以简化样品预处理过程。因此，本申请提供的所述离子化系统可以解决传统的电离质谱分析技术存在复杂的样品处理过程的问题，同时采用微波等离子体炬作为离子源进行解吸，能解决激光剥蚀带来的轻质量同位素富集的问题。
其中一项实施例中，所述激光剥蚀装置包括：
激光剥蚀装置本体；
烧蚀壳体，包括侧部烧蚀壳体和底部烧蚀壳体，所述侧部烧蚀壳体和所述底部烧蚀壳体包围形成开放式空间；其中，所述烧蚀壳体上设置有所述载气管道，所述载气管道用于引入所述载气；
盖板，安装在所述烧蚀壳体上，且与所述烧蚀壳体包围形成烧蚀腔；
载物台，收纳于所述烧蚀腔中，并安装于所述烧蚀腔的内壁上，所述载物台用于放置所述样品；
激光器，安装于所述激光剥蚀装置本体上，且所述激光器的中心轴线与所述载物台的中心轴线重合，所述激光器用于发射激光；
透镜，所述透镜的边缘安装在所述激光剥蚀装置本体上，且所述透镜的中心轴线与所述载物台的中心轴线重合，所述透镜用于聚焦所述激光；所述盖板用于聚焦从所述透镜输出的激光。
其中一项实施例中，所述矩管包括：
内管，与所述连接管相连通，用于引入所述细粒气溶胶、所述带电粒子和载气；
中管，套设安装于所述内管的外部，用于引入维持气；
外管，套设安装于所述中管的外部，所述外管上开设有通孔。
其中一项实施例中，所述微波组件还包括：
微波功率源，用于产生微波能；
微波传输器，通过所述通孔与所述中管连接，用于接收所述微波能，并将所述微波能传递给所述中管和工作气体，以使所述开口端在所述点火器触碰下，将所述细粒气溶胶和所述带电粒子转换为离子；其中，所述工作气体由所述载气和所述维持气构成。
其中一项实施例中，所述微波传输器包括：
耦合环，套设安装于所述中管的外部；
微波传输线，一端穿过所述通孔与所述耦合环连接，另一端与所述微波功率源连接，所述微波传输线用于接收所述微波能，并将所述微波能传递给所述耦合环，以使所述微波能传输到所述中管和所述工作气体中。
其中一项实施例中，所述通孔上还设置有密封圈，以密封所述微波传输线与所述外管之间的缝隙。
其中一项实施例中，所述中管还连通有维持气输入管，用于将所述维持气引入至所述中管内。
其中一项实施例中，所述连接管包括：
出气管，一端与所述烧蚀壳体连接，以连通所述烧蚀腔，所述出气管用于输出所述烧蚀腔内的所述载气、所述细粒气溶胶和所述带电粒子；
转接阀，所述转接阀的一端与所述出气管的另一端连通，所述转接阀的另一端与所述内管的一端连通。
其中一项实施例中，所述调谐件包括：
调谐螺环，套设安装于所述中管的外表面，并设置于所述中管靠近所述激光剥蚀装置的一端，所述调谐螺环用于调谐所述开口端的电场强度、磁场强度和微波反射功率；
固定件，设置于所述中管上，与所述调谐螺环匹配设置，以使所述调谐螺环稳固安装于所述中管的外表面。
其中一项实施例中，所述点火器包括：
金属导体，用于触碰所述微波等离子体炬的所述开口端，产生等离子体焰炬。
一种质谱分析系统，包括如上任一项所述的离子化系统，还包括：
质谱分析仪，用于对所述离子进行质谱分析；其中，
所述质谱分析仪包括质谱口，所述质谱口用于接收所述离子。
一种使用如上所述的离子化系统进行样品引进的方法，其特征在于，包括：
S100，由载气管道向烧蚀腔中持续引入载气，并通过连接管将所述载气引入到内管中，以及由维持气输入管持续引入维持气；
S200，由微波功率源产生微波能，并由微波传输器将所述微波能传递给中管和工作气体，其中，所述工作气体包括所述载气和所述维持气；
S300，由激光剥蚀装置对样品进行激光剥蚀，以使所述样品产生细粒气溶胶和带电粒子，并通过所述连接管将所述细粒气溶胶和所述带电粒子引入到内管中；
S400，点火器240在微波等离子体炬的开口端引燃产生等离子体，以使所述带电粒子转换为离子，以及将所述细粒气溶胶电离成离子，其中，所述离子用于进行质谱分析。
其中一项实施例中，，所述S200之前，所述方法还包括：
S110，通过维持气输入管218将维持气输入至所述中管213内。
其中一项实施例中，所述S400之前，所述方法还包括：
S310，通过调谐件220调节开口端211的电场强度、磁场强度和微波反射功率。
附图说明
图1为本申请的一个实施例提供的离子化系统的剖面结构示意图。
图2为本申请的一个实施例提供的质谱分析系统的结构示意图。
图3为本申请的一个实施例提供的样品引入方法的流程示意图。
附图标号说明
离子化系统 10
激光剥蚀装置 100
载气管道 110
激光剥蚀装置本体 120
烧蚀壳体 130
侧部烧蚀壳体 131
底部烧蚀壳体 132
进气管 133
盖板 134
烧蚀腔 135
载物台 136
激光器 140
透镜 150
微波等离子体炬 200
矩管 210
开口端 211
内管 212
中管 213
外管 214
通孔 215
微波谐振腔 216
密封圈 217
维持气输入管 218
调谐件 220
调谐螺环 221
固定件 222
微波组件 230
微波功率源 231
微波传输器 232
微波传输线 233
耦合环 234
点火器 240
金属导体 241
引燃器 242
连接管 300
出气管 310
转接阀 320
质谱分析系统 20
质谱分析仪 400
质谱口 410
具体实施方式
传统的电离质谱分析技术存在样品处理过程复杂的问题，以及LA-ICP-MS中轻质量同位素富集问题，基于此，本申请提供一种离子化系统、质谱分析系统及其样品引入方法。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，本申请提供一种离子化系统10，包括激光剥蚀装置100、微波等离子体炬200和连接管300。
所述激光剥蚀装置100用于对样品进行激光解吸，使所述样品产生细粒气溶胶和带电粒子。所述激光剥蚀装置100上设置有载气管道110，所述载气管道110用于引入载气。所述载气可以是氩气、氦气或氮气等惰性气体，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
所述激光解吸用于将所述样品进行激光解吸后生成细粒气溶胶和带电粒子。所述激光剥蚀装置激光剥蚀装置100可以选择任意可以对所述样品进行激光解吸的工具，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。在一个实施例中，所述激光剥蚀装置100包括激光剥蚀装置本体120、烧蚀壳体130、盖板134、载物台146、激光器140和透镜150。
所述烧蚀壳体130包括侧部烧蚀壳体131和底部烧蚀壳体132，所述侧部烧蚀壳体131和所述底部烧蚀壳体132包围形成开放式空间；其中，所述烧蚀壳体130上设置有所述载气管道110，所述载气管道110用于引入所述载气。所述烧蚀壳体130的材料和形状可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述载气管道110的直径大小，以及在所述烧蚀壳体130上的安装位置可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
所述盖板132安装在所述烧蚀壳体130上，且与所述烧蚀壳体130包围形成烧蚀腔135。在一个实施例中，所述盖板132为石英玻璃。所述烧蚀腔135的大小可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
所述载物台136收纳于所述烧蚀腔135，并安装于所述烧蚀腔135的内壁上，所述载物台136用于放置所述样品。所述载物台136可以活动安装于所述烧蚀腔135的内壁上，或者固定安装于所述烧蚀腔135的内壁上，具体安装方式可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
所述激光器140安装于所述激光剥蚀装置本体120上，且所述激光器140的中心轴线与所述载物台136的中心轴线重合，所述激光器140用于发射激光。所述激光器140可采用纳秒、飞秒或皮秒激光器作为样品解吸的激光源，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。在所述离子化系统10工作时，所述激光器140与竖直方向的夹角为a，其中，0°<a<180°。
所述透镜150的边缘安装在所述激光剥蚀装置本体120上，且所述透镜150的中心轴线与所述载物台136的中心轴线重合，所述透镜150用于聚焦所述激光；所述盖板134用于聚焦从所述透镜150输出的激光。当所述激光器140发射单束激光，通过所述透镜150将分散的激光进行一次聚焦，经所述盖板134进行二次聚焦后，激光对所述样品进行解吸。在一个实施例中，所述透镜150为凸透镜。
所述微波等离子炬200包括矩管210、调谐件220、微波组件230和点火器240。其中，所述矩管210用于引入所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气，所述微波组件230用于产生微波能，并和所述矩管210构成微波谐振腔216。也可以说，所述微波组件230可以形成微波谐振腔216和产生微波能，并将微波能进行传输。所述点火器240用于将所述细粒气溶胶和所述带电粒子转换为离子。其中，所述矩管210包括开口端211，所述开口端211用于输出所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气。所述调谐件220用于调节所述开口端211的电场强度、磁场强度和微波反射功率。
需要说明的是，在一个实施例中，所述点火器240为金属导体241，所述金属导体241可以是特斯拉线圈，和/或导体特斯拉线圈，和/或导体金属丝。在一个实施例中，所述矩管210包括内管212、中管213和外管214。所述内管212与所述连接管200相连通，用于引入所述细粒气溶胶。所述中管213套设安装于所述内管212的外部。所述外管214套设安装于所述中管213的外部，所述外管214上开设有通孔215。所述内管212、所述中管213和所述外管214的材料、长度，以及管的内径大小都可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
研究人员可用特斯拉线圈在中管213和内管212开口端211之间短处促放电，或用导体特斯拉线圈或导体金属丝短暂连接中管213和内管212开口端211的引燃，之后将所述细粒气溶胶和所述带电粒子在炬焰的作用下转换为离子。
所述连接管300一端与所述激光剥蚀装置100相连通，另一端与所述矩管210相连通，所述连接管300用于将所述激光剥蚀装置100输出的所述细粒气溶胶、带电粒子和所述载气引入到所述矩管210中。可以理解的是，在所述激光剥蚀装置100对所述样品进行激光剥蚀之前，所述烧蚀腔135内需要持续输入所述载气。即，从所述载气管道110向所述烧蚀腔135中引入载气，所述载气可以为氩气、氦气或氮气，所述载气可以夹带激光解吸出的所述细粒气溶胶进入所述矩管210。
本实施例提供一种所述离子化系统10，包括所述激光剥蚀装置激光剥蚀装置100、所述微波等离子体炬200和所述连接管300。所述连接管300用于连通所述激光剥蚀装置100和所述微波等离子体炬200。所述激光剥蚀装置100用于对样品进行解吸，使所述样品产生细粒气溶胶、带电粒子，所述激光剥蚀装置100上设置有所述载气管道110，用于引入载气。所述微波等离子体炬200包括所述炬管210、所述调谐件220、所述微波组件230和所述点火器240。所述炬管210用于引入所述细粒气溶胶、带电粒子和所述载气，所述微波组件230用于用于产生微波能，并将其进行传输。所述炬管210包括所述开口端211，所述开口端211用于输出所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气，所述点火器240则用于将特斯拉线圈在中管213和内管212开口端211之间短处促放电，或用导体特斯拉线圈或导体金属丝短暂连接中管213和内管212开口端211的引燃产生等离子焰炬，之后将所述细粒气溶胶和带电粒子在炬焰的作用下转换为离子，以供工作人员进行质谱分析。本申请提供的离子化系统10，可以对所述样品进行激光解吸，使所述样品形成细粒气溶胶，进而在所述调谐件220和所述微波组件230的共同作用下，由所述点火器240将所述微波能、工作气体通过复杂的电场、磁场作用转变为等离子焰炬。本实施例提供的所述离子化系统10操作简便，可以简化样品离子化的过程。因此，本实施例提供的所述离子化系统10可以解决传统的电离质谱分析技术存在样品引入复杂的问题，以及激光剥蚀过程中产生的轻质量同位素富集问题。
在本申请的一个实施例中，所述微波组件230还包括微波功率源231和微波传输器232。其中，所述微波功率源231用于产生微波能。所述微波功率源213的型号和规格可以根据实际需要选择，本申请不做限定。在一个实施例中，所述微波功率源213发射的微波频率为30w至50w时，所述离子化系统10可以对有机物质进行电离，并由质谱分析系统进行分析。在一个实施例中，所述微波功率源213发射的微波频率大于150w时，所述离子化系统10可以对无机物质进行电离，并由质谱分析系统进行分析。
所述微波传输器232通过所述通孔215与所述中管213连接，用于接收所述微波，并将所述微波传递给所述中管213，以使所述中管213和所述外管214之间形成微波谐振腔216。在一个实施例中，所述微波传输器232包括耦合环233和微波传输线234。所述耦合环233套设安装于所述中管213的外部。在一个实施例中，所述耦合环233为金属环，套设安装于中管213的外部。在一个实施例中，所述耦合环233可以为铁皮环。所述微波传输线234一端通过所述通孔215与所述耦合环233连接，另一端与所述微波功率源231连接，所述微波传输线234用于接受所述微波能，并将所述微波能传递给所述耦合环233，以使所述中管213和所述外管214之间形成所述微波谐振腔216。所述微波传输线234的长度、类型和材质均可以根据实际需要选择，本申请不做限定。在本申请的一个实施例中，所述通孔215上还设置有密封圈217，以密封所述微波传输线234与所述外管214之间的缝隙。所述密封圈217可以是橡胶圈，或是与所述外管214可以紧密安装的螺栓和螺母。所述密封圈217有利于更好地形成所述微波谐振腔216。
在本申请的一个实施例中，所述中管213还连通有维持气输入管218，用于将维持气引入所述中管213内。所述维持气输入管218在所述中管213上的安装位置可以根据实际需要选择，本申请不做限定。需要说明的是，所述维持气为惰性气体，例如氩气、氦气或氮气，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。需要说明的是，所述微波谐振腔216内的所述工作气体由所述载气和所述维持气组成。
在本申请的一个实施例中，所述连接管300包括出气管310和转接阀320。所述出气管310一端与所述烧蚀壳体130连接，以连通所述烧蚀腔135，所述出气管310用于输出所述烧蚀腔135内的所述载气、所述细粒气溶胶和所述带电粒子。所述出气管310的材质和长短都可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述转接阀320的一端与所述出气管310的另一端连通，所述转接阀320的另一端与所述内管212的一端连通。可以理解的是，所述转接阀320的作用即为连接所述出气管310和所述内管310。所述转接阀320的材质可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
在本申请的一个实施例中，所述调谐件220包括调谐螺环221和固定件222。所述调谐螺环221套设安装于所述中管213的外表面，并设置于所述中管213靠近所述激光剥蚀装置激光剥蚀装置100的一端，所述调谐螺环221用于调谐所述开口端211的电场强度、磁场强度和微波反射功率。
所述固定件222设置于所述中管213上，与所述调谐螺环221匹配设置，以使所述调谐螺环221稳固安装于所述中管213的外表面。可以理解的是，所述固定件222可以是固定杆，所述固定杆上刻有与所述调谐螺环221相匹配的螺纹。所述固定件222可以固定安装于所述中管213上，也可以活动安装于所述中管213上，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
在本申请的一个实施例中，所述点火器240包括金属导体241，用于触碰所述微波等离子体炬200的所述开口端211，产生等离子体焰炬。所述金属导体241可以为特斯拉线圈，或是导体特斯拉线圈，或是导体金属丝。具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。所述特斯拉线圈或导体金属丝241在所述开口端211经过短触放电形成等离子炬焰，使所述细粒气溶胶和带电粒子转换为离子。请参见图2，本申请还提供一种质谱分析系统20，包括如上所述的所述离子化系统10。所述质谱分析系统20还包括质谱分析400。
所述质谱分析仪400用于对所述离子进行质谱分析；其中，所述质谱分析仪400包括质谱口，所述质谱口410用于接收所述离子。可以理解的是，所述质谱口410设置于接近所述开口端211的位置处，以便于接收从所述开口端处的离子。所述质谱分析仪400的规格和类型可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
请参见图3，本申请还提供一种使用如上所述的所述离子化系统10进行样品引进的方法，包括：
S100，由载气管道110向烧蚀腔135中持续引入载气，并通过连接管300将所述载气引入到内管212中，以及由维持气输入管218持续引入维持气；
S200，由微波功率源231产生微波能，并由微波传输器232将所述微波能传递给中管213和工作气体，其中，所述工作气体包括所述载气和所述维持气；
S300，由激光剥蚀装置100对样品进行激光剥蚀，以使所述样品产生细粒气溶胶和带电粒子，并通过所述连接管300将所述细粒气溶胶和所述带电粒子引入到内管212中；
S400，点火器240在微波等离子炬200的开口端211引燃产生等离子体焰炬，以将所述带电粒子转换为离子，以及将所述细粒气溶胶电离成离子，其中，所述离子用于进行质谱分析。需要说明的是，在所述激光剥蚀装置激光剥蚀装置100对样品进行激光剥蚀之前，所述烧蚀腔135中需持续通入所述载气，且所述内管212中需持续通入所述载气。所述载气可以为氩气、氮气或氦气等惰性气体。除此之外，所述激光剥蚀装置激光剥蚀装置100对所述样品进行激光剥蚀之前，所述微波功率源231应该开始工作，并通过所述微波传输器232在所述中管213和所述外管214之间形成等离子焰炬。需要说明的是，所述微波功率源231的输出功率为30w至50w时，所述方法可以用来进行有机物的电离，以供质谱分析系统进行有机物的质谱分析。所述微波功率源231的输出功率大于150w时，所述方法可以用来进行无机物的电离，以供质谱分析系统进行无机物的质谱分析。
在本申请的一个实施例中，所述S200之前，所述方法还包括：
S110，通过维持气输入管218将维持气输入至所述中管213内。
其中，所述维持气为惰性气体，例如氮气、氦气或氩气，具体可以根据实际需要选择，本申请不做限定。
在本申请的一个实施例中，所述S400之前，所述方法还包括：
S310，通过调谐件220调节开口端211的电/磁场强度和微波反射功率。
所述调谐件220可以根据实际需要调节所述开口端211的电/磁场强度和微波反射功率，以提高质谱分析系统对所述离子进行分析的准确性和稳定性。
本申请提供的所述使用所述离子化系统10进行样品引进的方法，可以对所述样品进行激光解吸，使所述样品形成细粒气溶胶，进而在所述调谐件220和所述微波功率源231、微波传输器232的共同作用下，由所述点火器240在所述开口端211处产生等离子焰炬，使细粒气溶胶和带电粒子转换为离子，以供工作人员进行质谱分析。本申请提供的所述样品引进的方法，操作简便，可以简化样品离子化的过程。因此，本申请提供的所述样品引进的方法可以解决传统的电离质谱分析技术存在样品引入复杂的问题，以及激光剥蚀系统中轻质量同位素富集问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (14)
1.一种离子化系统，其特征在于，包括：
激光剥蚀装置(100)，用于对样品进行激光解吸，使所述样品产生细粒气溶胶和带电粒子，所述激光剥蚀装置(100)上设置有载气管道(110)，所述载气管道(110)用于引入载气；
微波等离子体炬(200)，包括矩管(210)、调谐件(220)、微波组件(230)和点火器(240)，其中，所述矩管(210)用于引入所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气，所述微波组件(230)用于产生微波能，并和所述矩管(210)构成微波谐振腔(216)，所述点火器(240)用于将所述细粒气溶胶和所述带电粒子转换为离子；其中，
所述矩管(210)包括开口端(211)，用于输出所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气；所述调谐件(220)用于调节所述开口端(211)的电场强度、磁场强度和微波反射功率；
连接管(300)，一端与所述激光剥蚀装置(100)相连通，另一端与所述矩管(210)相连通，所述连接管(300)用于将所述激光剥蚀装置(100)输出的所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气引入到所述矩管(210)中。
2.如权利要求1所述的离子化系统，其特征在于，所述激光剥蚀装置(100)包括：
激光剥蚀装置本体(120)；
烧蚀壳体(130)，包括侧部烧蚀壳体(131)和底部烧蚀壳体(132)，所述侧部烧蚀壳体(131)和所述底部烧蚀壳体(132)包围形成开放式空间；其中，
所述烧蚀壳体(130)上设置有所述载气管道(110)，所述载气管道(110)用于引入所述载气；
盖板(134)，安装在所述烧蚀壳体(130)上，且与所述烧蚀壳体(130)包围形成烧蚀腔(135)；
载物台(136)，收纳于所述烧蚀腔(135)中，并安装于所述烧蚀腔(135)的内壁上，所述载物台(136)用于放置所述样品；
激光器(140)，安装于所述激光剥蚀装置本体(120)上，且所述激光器(140)的中心轴线与所述载物台(136)的中心轴线重合，所述激光器(140)用于发射激光；
透镜(150)，所述透镜(150)的边缘安装在所述激光剥蚀装置本体(120)上，且所述透镜(150)的中心轴线与所述载物台(136)的中心轴线重合，所述透镜(150)用于聚焦所述激光；所述盖板(134)用于聚焦从所述透镜(150)输出的激光。
3.如权利要求2所述的离子化系统，其特征在于，所述矩管(210)包括：
内管(212)，与所述连接管(300)相连通，用于引入所述细粒气溶胶、所述带电粒子和所述载气；
中管(213)，套设安装于所述内管(212)的外部，用于引入维持气；
外管(214)，套设安装于所述中管(213)的外部，所述外管(214)上开设有通孔(215)。
4.如权利要求3所述的离子化系统，其特征在于，所述微波组件(230)还包括：
微波功率源(231)，用于产生微波能；
微波传输器(232)，通过所述通孔(215)与所述中管(213)连接，用于接收所述微波能，并将所述微波能传递给所述中管(213)和工作气体，以使所述开口端(211)在所述点火器(240)触碰下，将所述细粒气溶胶和所述带电粒子转换为离子；其中，所述工作气体由所述载气和所述维持气构成。
5.如权利要求4所述的离子化系统，其特征在于，所述微波功率源(232)包括：
耦合环(233)，套设安装于所述中管(213)的外部；
微波传输线(234)，一端穿过所述通孔(215)与所述耦合环(233)连接，另一端与所述微波功率源(231)连接，所述微波传输线(234)用于接收所述微波能，并将所述微波能传递给所述耦合环(233)，以使所述微波能传输到所述中管(213)和所述工作气体中。
6.如权利要求5所述的离子化系统，其特征在于，所述通孔(215)上还设置有密封圈(217)，以密封所述微波传输线(234)与所述外管(214)之间的缝隙。
7.如权利要求5所述的离子化系统，其特征在于，所述中管(213)还连通有维持气输入管(218)，用于将所述维持气引入至所述中管(213)内。
8.如权利要求3所述的离子化系统，其特征在于，所述连接管(300)包括：
出气管(310)，一端与所述烧蚀壳体(130)连接，以连通所述烧蚀腔(135)，所述出气管(310)用于输出所述烧蚀腔(135)内的所述载气、所述细粒气溶胶和所述带电粒子；
转接阀(320)，所述转接阀(320)的一端与所述出气管(310)的另一端连通，所述转接阀(320)的另一端与所述内管(212)的一端连通。
9.如权利要求3所述的离子化系统，其特征在于，所述调谐件(220)包括：
调谐螺环(221)，套设安装于所述中管(213)的外表面，并设置于所述中管(213)靠近所述激光剥蚀装置(100)的一端，所述调谐螺环(221)用于调谐所述开口端(211)的电场强度、磁场强度和微波反射功率；
固定件(222)，设置于所述中管(213)上，与所述调谐螺环(221)匹配设置，以使所述调谐螺环(221)稳固安装于所述中管(213)的外表面。
10.如权利要求1所述的离子化系统，其特征在于，所述点火器(240)包括：
金属导体(241)，用于触碰所述微波等离子体炬(200)的所述开口端(211)，产生等离子体焰炬。
11.一种质谱分析系统，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的离子化系统(10)，还包括：
质谱分析仪(400)，用于对所述离子进行质谱分析；其中，
所述质谱分析仪(400)包括质谱口(410)，所述质谱口(410)用于接收所述离子。
12.一种使用权利要求1至10任一项所述的离子化系统进行样品引进的方法，其特征在于，包括：
S100，由载气管道(110)向烧蚀腔(135)中持续引入载气，并通过连接管(300)将所述载气引入到内管(212)中，以及由维持气输入管(218)持续引入维持气；
S200，由微波功率源(231)产生微波能，并由微波传输器(232)将所述微波能传递给中管(213)和工作气体，其中，所述工作气体包括所述载气和所述维持气；
S300，由激光剥蚀装置(100)对样品进行激光剥蚀，以使所述样品产生细粒气溶胶和带电粒子，并通过所述连接管(300)将所述细粒气溶胶和所述带电粒子引入到内管(212)中；
S400，点火器(240)在微波等离子体炬(200)的开口端(211)引燃产生等离子体焰炬，以将所述带电粒子转换为离子，以及将所述细粒气溶胶电离成离子，其中，所述离子用于进行质谱分析。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述S200之前，所述方法还包括：
S110，通过维持气输入管(218)将所述维持气输入至所述中管(213)内。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述S400之前，所述方法还包括：
S310，通过调谐件(220)调节开口端(211)的电场强度、磁场强度和微波反射功率。
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