CN110808205B - 一种离子源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离子源，该离子源包括位于同一轴线上的样品入口(21)、圆弧形网状电极(22)、球形碰撞面(23)、撇去器(24)以及撇去器(24)内壁上的多个环形薄膜电极(25)；圆弧形网状电极(22)的圆心(O)位于该轴线上，且位于撇去器(24)尖端部入口以及最靠近撇去器(24)尖端部入口的环形薄膜电极(25)之间，圆弧形网状电极(22)的半径(r)远远大于撇去器(24)的内腔直径(Φ)。该离子源能够提高离子的收集效率，进而提高质谱仪的灵敏度。

Description

一种离子源
技术领域
本发明涉及质谱技术领域，尤其涉及一种离子源。
背景技术
质谱法(Mass Spectrometry,MS)是利用荷质比对离子进行分析和检测的方法。其分析和检测过程是，首先样品分子被离子源电离产生气相离子，然后质量分析器基于荷质比对气相离子进行分析和检测。通过对气相离子的分析和检测，可以获得样品的分子量、化学结构以及裂解规律等物构信息。如何使以气溶胶或者液相形式存在的低聚糖、蛋白质和核酸等大分子电离，进而实现对这些大分子进行检测和分析，一直是产业界和学术界重点关注的问题。
现有的一种适于以气溶胶或液相形式存在的大分子电离的离子源，如图1所示。样品入口110’将携带气溶胶颗粒的气体520引入质谱仪的真空区，经过压力差加速的气体520撞击球形表面530后，气溶胶就被分解成包含中性态和电离态的各种粒子。由于球形碰撞表面530和撇去器电极540之间存在着电势差，该电势差将在球形碰撞表面530和撇去器电极540之间产生电场，该电场将会使得带电粒子140’进入撇去器电极540，然后被送入质谱仪。然而，碰撞后散射的带电粒子140’由于散射角度和动量的关系，在沿着电场运动时，将会有一部分撞击到撇去器电极540尖端的外表面，不能进入撇去器电极540，导致带电粒子140’的收集效率降低，进而降低质谱仪的灵敏度。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种离子源，该离子源能够提高离子的收集效率，进而提高质谱仪的灵敏度。
本发明提供了一种离子源，该离子源包括位于同一轴线上的样品入口21、圆弧形网状电极22、球形碰撞面23、撇去器24以及撇去器24内壁上的多个环形薄膜电极25；圆弧形网状电极22的圆心O位于该轴线上，且位于撇去器24尖端部入口以及最靠近撇去器24尖端部入口的环形薄膜电极25之间，圆弧形网状电极22的半径r远远大于撇去器24的内腔直径Φ。
其中，球形碰撞面23以及撇去器24的材质为绝缘介质材料。
其中，圆弧形网状电极22和最靠近撇去器24尖端部入口的环形薄膜电极25之间的电压为10-2000V。
其中，多个环形薄膜电极25之间电压，从最靠近撇去器24尖端部入口处的环形薄膜电极25到最远离撇去器24尖端入口处的环形薄膜电极25，线性增加或线性减少。
其中，球形碰撞面23固定在螺纹杆的一端，通过旋转螺纹杆，可以调节样品28和球形碰撞面23的碰撞位置。
其中，真空抽口设置在撇去器24尖端部的尾部，气流将使得中性粒子27沿着撇去器24尖端部的外表面运动。
附图说明
图1是现有的一种离子源示意图。
图2是本发明离子源的示意图。
图3是本发明离子源的详细示意图。
具体实施方式
以下将通过实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
图2是本发明实施例的离子源示意图。该离子源包括样品入口21、圆弧形网状电极22、球形碰撞面23、撇去器24以及撇去器24内壁上的多个环形薄膜电极25。样品入口21、圆弧形网状电极22、球形碰撞面23、撇去器24以及多个环形薄膜电极25位于相同的轴线上，如图2中的虚线AA’所示。球形碰撞面23以及撇去器24的材质为绝缘介质材料。圆弧形网状电极22的圆心O位于相同的轴线上，且位于撇去器24尖端入口以及最靠近撇去器24尖端入口的环形薄膜电极25之间。圆弧形网状电极22的半径r远远大于撇去器24的内腔直径Φ。圆弧形网状电极22和最靠近撇去器24尖端入口的环形薄膜电极25之间的电压为10-2000V。多个环形薄膜电极25之间电压，从最靠近撇去器24尖端入口处的环形薄膜电极到最远离撇去器24尖端入口处的环形薄膜电极，线性增加或线性减少。
样品入口21将具有气溶胶或液体形式的样品28从质谱仪的高压区引导至低压区，样品28中的大分子颗粒(例如分子族、固体颗粒等)通过高压区与低压区之间的压力差加速后，撞击球形碰撞面23后，被分解为中性粒子27以及带电粒子26。中性粒子27在侧向外部气流的作用下(例如抽真空)离开离子源。另外，圆弧形网状电极22的半径r远远大于撇去器24的内腔直径Φ，且圆弧形网状电极22的圆心O位于撇去器24尖端入口以及最靠近撇去器24尖端入口的环形薄膜电极25之间，圆弧形网状电极22将形成与沿着半径r指向圆心O的电场线，该电场线将会使得带电粒子26向撇去器24的左端入口汇聚，汇聚的带电粒子26在多个环形薄膜电极25的作用下，向撇去器24的右端运动，进入质量分析器。因此，该离子源能够提高离子的收集效率。
如图3所示，将球形碰撞面23固定在螺纹杆的一端，通过旋转螺纹杆，可以调节样品28和球形碰撞面23的碰撞位置，从而优化中性粒子27和带电粒子26的散射角。此外，将真空抽口设置在撇去器24尖端部的尾部，气流(如图3中的箭头所示)将使得中性粒子27沿着撇去器24尖端部的外表面运动，从而阻止中性粒子27进入撇去器24。因此，该离子源有利于中性粒子27和带电粒子26的分离。
本申请还存在其它多种可实施的技术方案，在此不做一一列举，本申请权利要求中要求保护的技术方案都是可以实施的。另外，本申请说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (4)

1.一种离子源，该离子源包括位于同一轴线上的依次设置的样品入口(21)、圆弧形网状电极(22)、球形碰撞面(23)、撇去器(24)，撇去器(24)内壁上设置有多个环形薄膜电极(25)；圆弧形网状电极(22)的圆心(O)位于该轴线上，且位于撇去器(24)尖端部入口以及最靠近撇去器(24)尖端部入口的环形薄膜电极(25)之间，圆弧形网状电极(22)的半径(r)远远大于撇去器(24)的内腔直径(Φ)；其中，球形碰撞面(23)以及撇去器(24)的材质为绝缘介质材料，多个环形薄膜电极(25)之间电压，从最靠近撇去器(24)尖端部入口处的环形薄膜电极(25)到最远离撇去器(24)尖端部入口处的环形薄膜电极(25)，线性增加或线性减少。
2.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，圆弧形网状电极(22)和最靠近撇去器(24)尖端部入口的环形薄膜电极(25)之间的电压为10-2000V。
3.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，球形碰撞面(23)固定在螺纹杆的一端，通过旋转螺纹杆，能够调节样品(28)和球形碰撞面(23)的碰撞位置。
4.根据权利要求1所述的离子源，真空抽口设置在撇去器(24)尖端部的尾部，气流将使得中性粒子(27)沿着撇去器(24)尖端部的外表面运动。
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