CN110993481A - 基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电离源技术领域内的一种基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，包括喷雾毛细管、溶剂脱附气体喷管以及导流装置；所述导流装置为开放结构导流装置，所述导流装置位于所述喷雾毛细管的管口至质谱仪大气压接口所形成气流方向的上游；所述溶剂脱附气体喷管喷出的溶剂脱附气体流经所述导流装置后，通过所述导流装置的表面曲线对所述溶剂脱附气体的束流进行重构。本发明中采用的溶剂脱附气体导流装置位于喷雾针与质谱仪大气压接口的上游，不存在分析样品在该结构上的吸附，分解等负面效果，提高质谱仪的信噪比，杜绝假阳性信号。

Description

基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置

技术领域

本发明涉及电离源技术领域，具体的，涉及一种基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置。

背景技术

离子源将进样的中性物质电离成离子，是质谱仪的核心部件之一，离子源产生的样品离子通过质量分析器被选择或依据质荷比排列形成质谱信号，使得现代科学家和科研工作者可以对广泛的化学物质种类进行痕量级的分析，因此质谱在分析科学领域中发挥着相当重要的作用。离子源的种类非常多，在生命科学领域及药物检测方面，对于液相物质的分析往往采用电喷雾电离源(ESI)和大气压化学电离源(APCI)等。这两种使用最广泛的电离源均依赖于样品液流的喷雾分散过程，其中喷雾液滴通过脱溶剂化作用的细小化、分散化所形成的样品离子产生效率，是影响这类电离源重要分析效能，如离子强度、电离效率、谱峰纯净度等的关键因素之一。

电喷雾电离源又称ESI源，兼容如毛细管电泳、液相色谱等多种进样方式。其核心原理为，极性溶液在毛细管中保持一定流速通过，流经毛细管末端处受高压电离，导致溶液中正负离子被分离。因为与真空接口处相比电离喷雾针处于较高的正电位，受电场力影响负离子向远离针尖的方向转移，导致正离子大量富集于喷雾针尖端处的溶液液滴表面。常态下汇聚于毛细管下端管口处的液滴保持水滴形，但液滴表面富集的正电荷离子互相存在斥力，当外加电压超过某临界值时，液滴外形受其包含的正电荷离子相互斥力影响变化为“泰勒锥”。随着锥体表面正电荷继续富集，库伦力持续增大，导致携带正电荷离子的小液滴开始从泰勒锥的尖端向外发生溅射，形成喷雾。这些液滴中都包含大量正电荷，形成喷雾与空气充分接触后，溶剂进一步挥发，导致液滴体积、半径缩小，电荷密度增大，当这两项数值到达临界点时，液滴就会发生“库伦爆炸”，分解出更多小液滴；这些小液滴随溶剂进一步挥发到达瑞利稳定限后再次发生库伦爆炸，产生更小的液滴，如此循环，因此液态样品经电离喷针形成电喷雾的过程中就经历了去溶剂化。 APCI源去溶剂化的原理则是使用助喷气吹散液态样品，将其分解为细小液滴。因此液滴中包含离子较少，与ESI源相比分析离子的性能较差。

喷雾类离子源可分析的化合物种类十分庞大，包括多种有机化合物，例如药物及其代谢产物、蛋白质、肽、糖等。因此，寻找有效的脱溶剂技术手段，对于喷雾类电离源的应用及对整个质谱技术的发展有着十分重大的意义。所以改进溶剂脱附技术，提高脱附效率，对电喷雾电离源技术乃至质谱领域的发展都有积极意义。

在现代高效电喷雾源中，通常包含3层同轴流体，如在先技术图1所示，最内层为来自于上游分析仪器如高效液相色谱、毛细管电泳等的含有微量样品的溶剂流喷雾管 101。中间层为高压高速助喷雾气体102，通过气束在其约束端末端开口的快速膨胀，打碎离开喷雾管的液滴104，形成雾化晕。最外层为具有较高温度的溶剂脱附气体流103，如高温氮气流等。以上流层整体呈同轴嵌套结构。雾滴通过外层加热鞘气时，会剧烈蒸发其所携带的溶剂形成有效的去溶剂化过程，形成离子105。其中去溶剂化气的消耗量是最大的，这是由于同轴结构末端为约束形的喷嘴，为在一个较大区域形成加热脱溶剂气体的包层分布，只能通过进一步增加该气体流量来实现。以现行使用最广泛的美国 Sciex公司或Thermo公司的Turbospray等加热去溶剂化离子源为例，其高温加热去溶剂化气体的流速高达5～15L/min，在高灵敏度分析时，这些脱溶剂化气体的消耗，通常只能采用大型液氮罐或专用空压机来实现，耗费大量资源与能量，有悖于节能环保的社会认知。同时，大量的喷雾气流102与脱附气体流103的存在也会对未能脱溶剂化的液滴104进行扩散，为避免其进入质谱大气压接口106形成噪音，需要在接口附近通过反吹鞘气或气帘约束装置107形成气帘气鞘108，去除这些液滴，而这个气流又增加了质谱仪的耗气量。

为克服此问题，前人也展开了不少科研工作，例如Micromass公司提出了利用康达效应的Unispary源(美国专利申请为US20170263428)。该方案的技术特征中在喷雾流的下游、质谱真空接口的上游中插入了一个表面导流装置109，利用高速流体向曲面表面偏转的物理现象即康达效应来偏转含有待电离物种的喷雾气流，使得未能有效去溶剂化的液滴会由于其惯性与已去溶剂化，随气体流动的样品离子产生分离，从而达到排除液滴噪音，减少质谱仪中性污染的效果，但是使用此结构时，产生的样品液滴及离子仍有机会在表面导流装置上产生撞击沾染110，其可能会与之后流出的喷雾发生表面电喷雾再电离化，引发化学噪音污染。

又如中国专利ZL201611097196.6中,肖育博士曾经提出另一种方案，该方案使用一个加热环301对喷雾进行加热，使喷雾中的小液滴发生蒸发作用，生成离子。在离子化阶段，ESI源产生电喷雾，喷雾中较小的液滴一般在达到真空接口之前就已经完成去溶剂化的过程，生成离子进入金属毛细管。然而一些较大的液滴，在喷雾针与入口距离较近的情况下无法在进入毛细管之前蒸发至完全，因此通过在毛细管入口处设置的加热环对未完全去溶剂化的液滴进一步加热，使之蒸发至完全，最终生成带电气相离子进入金属毛细管。同时，加热环的对离子的加热作用会促进去溶剂化的进程，加快喷雾电离，从而有效地提高离子化效率。因此在金属毛细管端口处安装加热环的优点在于：加速喷雾的去溶剂化进程，提高喷雾的去溶剂化程度。电喷雾的去溶剂化效率的提高，对高流速ESI的分辨率会有一定的改善作用。在该方案的一个变形中，作者也提出使用加热网来替代加热环对样品液滴进行去溶剂化，但这些结构仍不能避免化学噪音沾染及热分解污染110的产生。

然而，这些将加热或导流装置置于喷雾尖端和质谱真空接口间的方法均存在一些问题，首先当分析物质的形式是以色谱峰形式先后到达喷雾尖端的情况下，先行流出的高浓度样品有较大可能留存在这些实体装置表面，对后续信号产生交叉污染。其次，大气压电喷雾或APCI源的有效稳定工作需要在喷雾尖端或邻近结构上形成平缓过渡的高压电场，引入中间装置容易造成电场干扰，特别是分析的物质容易发生热分解，如进行多肽，蛋白等生命物质分析的情况下，热解产生的积碳会进一步劣化稳定电场的空间分布，使得仪器需要频繁维护，影响工作效率。

因此，有必要研究一种无空间障碍的脱溶剂气体流场调整装置，可以使用非约束结构对脱溶剂气体进行流束整形，改善喷雾类离子化源的分析效果，同时减少从约束喷嘴直接流出的气体流量，提高仪器使用寿命。

目前用于电喷雾过程中去溶剂化的方式有三种：喷雾外鞘层加热法脱溶剂法、反吹鞘气法和表面撞击加热法。喷雾外鞘层加热法脱溶剂法已在之前的介绍中描述；反吹鞘气法通常用于小孔采样装置如图1所示，由于加热的干燥气帘108的逆流使溶剂不断蒸发，喷雾针喷出的液滴不断达到瑞利极限，不断发生库伦爆炸，最终形成离子，并进入传输装置。反吹鞘气法的优点是不易污染进样口，能够扫除喷雾中的中性物质碎片。然而此种方法存在一定的缺点：使用过程中需要消耗大量的气体，增加了使用成本；干燥气要保持一定的温度，否则无法完全去除溶剂，会导致离子化效率低，且逆流气体在一定程度上会冲散液滴。常用于喷雾毛细管的尖端去溶剂化；表面撞击加热法结构亦如图 2所示，通过可加热的金属块109对喷撞在其表面的带电液滴进行加热来达到去溶剂化的目的。此方法不需通入干燥气，降低了成本，能够实现快速、高分辨率的离子化过程。但由于下游毛细管的半径很小，焦炭化的液滴容易使其发生堵塞，需要经常清洗，且其进样接口结构相对复杂。同时，由于金属加热块对液滴104加热以间接加热离子，容易导致通过的离子105受热不均，部分样品发生热解效应如110所示，对电离效率造成影响。

去溶剂化的程度直接决定了离子化效率，直接对离子加热则可以更加有效地去溶剂化并促进离子充分电离。目前有研究用酒精灯火焰等放置于金属毛细管口对离子进行加热以提高其去溶剂化程度，而此种加热方式容易使离子受热不均，导致离子化效率低下。因此，需要改进目前现有的去溶剂化方法以提高离子的去溶剂化效率，并改善高流速喷雾源的离子化效率。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置。

本发明的目的是提供一种基于康达效应的喷雾电离源辅助去溶剂化装置，通过直接对离子进行均匀加热来提高液滴的去溶剂化效率和离子化效率，以改善高流速ESI的分辨率。

根据本发明提供的一种基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，包括喷雾毛细管、溶剂脱附气体喷管以及导流装置；

所述导流装置为开放结构导流装置，所述导流装置位于所述喷雾毛细管的管口至质谱仪大气压接口所形成气流方向的上游；

所述溶剂脱附气体喷管喷出的溶剂脱附气体流经所述导流装置后，通过所述导流装置的表面曲线对所述溶剂脱附气体的束流进行重构。

本专利在设计中应用了康达效应(即气流附壁效应)，其原理为，当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时(也可以说是流体粘性)，如曲率不大，流体会顺着物体表面流动；进一步地，在某些实施例中，本发明利用流体与流过的物体表面之间的速度改变效应，可以对去溶剂化气流场在需要改变的空间部分进行偏转、聚束、成涡、加速、减速等操作，从而更有利于其脱溶剂效应，辅助离子化效应的增强，提高电离源的离子化性能。

一些实施方式中，所述导流装置为多个，多个导流装置以所述喷雾毛细管为中心向外依次设置。

一些实施方式中，所述导流装置的工作表面为圆环形、圆或椭圆棒形、锥形、抛物面形、拉瓦尔喷嘴形、螺线性或台阶面形。通过改变溶剂脱附气体的开放结构导流装置的工作表面，可以对脱附气流形的形状做有益的变更。

一些实施方式中，所述导流装置为体相电热材料，所述体相加热材料能够对所述溶剂脱附气体加热。利用加热体设计可使脱溶剂气获得高温环境，进一步提高脱溶剂化效果。

一些实施方式中，所述导流装置的材料为导磁金属或氧化物、PTC材料、电阻丝、碳化硅或硅化钼。

一些实施方式中，所述溶剂脱附气体喷管为多个，多个所述溶剂脱附气体喷管以对称或阵列方式设置。多个喷口，特别是对称方式或阵列方式布置，能显著改善脱附气流形的均匀程度。

一些实施方式中，所述溶剂脱附气体喷管的为约束型，所述溶剂脱附气体喷管的喷口为锥形。

一些实施方式中，所述喷口为加热体，所述加热体能够对所述溶剂脱附气体加热。利用加热体设计可使脱溶剂气获得高温环境，进一步提高脱溶剂化效果。

一些实施方式中，所述溶剂脱附气体为氮气、氧气、氩气以及氦气中的一种或多种的混合。利用脱附气体的化学惰性提高离子源的整体电离效率。

一些实施方式中，所述溶剂脱附气流在所述导流装置的上下游流速比为0.2-1.5。利用导流装置的不同表面结构，可使溶剂脱附气流在开放结构导流装置的上下游获得不同的加速或减速效果。

一些实施方式中，所述溶剂脱附气体经所述导流装置形成的重构气流场在电喷雾区和大气压接口之间形成帘气氛围。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中采用的溶剂脱附气体导流装置位于喷雾针与质谱仪大气压接口的上游，不存在分析样品在该结构上的吸附，分解等负面效果，提高质谱仪的信噪比，杜绝假阳性信号。

2、本发明中的溶剂脱附气体喷口为约束口，流阻较大，喷口形状稳定，有利于减少喷流不稳定性对质谱信号的影响。

3、本发明通过简单改变开放型导流装置的结构，可以实现对气体本身的流形、流速改变，利用空气动力学效应减少脱附气的消耗，在进行强污染的样品分析时开放型的导流装置易于快速更换清理，有效减少系统的维护时间。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为在先技术-反吹鞘气式电喷雾电离过程示意图；

图2为在先技术-配备导流装置的反吹鞘气式电喷雾电离过程示意图；

图3是在先技术-配备环形导流装置的反吹鞘气式电喷雾电离过程示意图；

图4为本发明使用一个至多个溶剂脱附气体喷管喷口和导流装置进行流程均匀性调节的原理图；

图4a为1个脱溶剂气喷口；

图4b为3个脱溶剂气喷口；

图4c为6个脱溶剂气喷口；

图4d为有更多的脱溶剂气喷口组；

图5为本发明配备了环圆环形导流装置的毛细管加热式电喷雾电离过程示意图；

图6为本发明配备了椭圆棒状导流装置的毛细管加热式喷雾电离过程；

图7为本发明配备了锥形导流装置的毛细管加热式喷雾电离过程；

图8为本发明配备了抛物面形导流装置的毛细管加热式喷雾电离过程；

图9为本发明配备了拉瓦尔喷嘴型导流装置的毛细管加热式喷雾电离过程；

图10为本发明配备了螺线型导流装置的毛细管加热式喷雾电离过程；

图11为本发明配备了台阶型导流装置的毛细管加热式喷雾电离过程；

图12为实施例3中本发明提出的一种感应辅助加热结构示意图；

图13为实施例3中本发明提出的两种直接辅助电组带加热结构示意图；

图14为实施例3中本发明提出的一种直接辅助体相加热结构示意图；

图15为实施例3中本发明提出的一种脱溶剂气喷口本体辅助电加热结构示意图；

图16为实施例4中本发明提出的一种双康达体形成高速喷雾气和低速气帘气整体流形塑形的结构示意图；

图17a为实施例4对比原始商业三同轴溶剂脱附气离子化源分析吡虫啉的串级离子反应通道响应信号；

图17b为实施例4对比图16所示康达辅助脱附气离子化源分析吡虫啉的串级离子反应通道响应信号。

图中部分编号为：

101为传输液相样品的毛细管，102为保护锥，103为外加同轴脱溶剂气，104为未电离的样品液滴，105为携带电荷的样品液滴，106为离子传输管路，107为鞘气约束装置，108为鞘气，109为外加的导流装置，110为该导流装置表面的受污染部分，301代表环形装置上附加的加热功能，401-406为脱溶剂气喷口，407为脱溶剂气喷口组，410 为导流装置(也称康达装置)，501为喷雾毛细管，502为环状康达装置，503为在康达装置引导下环状运动的约束气流，504为未电离的样品液滴，505为携带电荷的样品液滴，506为约束气流导气管；512为椭圆棒状康达装置；522为锥形康达装置；532为抛物面康达装置；542为拉瓦尔喷嘴型康达装置；552为螺线型康达装置；562为台阶型康达装置；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种为喷雾电离源去溶剂化气束应用康达效应改良流形的装置，其实施方式如图4a 所示。图中液相样品从喷雾针101中喷出，为对喷出的液相液滴样品进行气化及去溶剂化，从约束喷口401中喷出助脱溶剂气体束103，该气体束向锥形康达结构410表面喷去，由于康达效应，该气体束的方向被结构410的表面弯曲，逐步形成一个类似龙卷风的漩涡状脱溶剂气体流形，由于漩涡结构可以约束较大的液滴104，只允许较小的液滴及已脱附溶剂的样品离子105由于扩散离开该流形结构，因此可以有效的将喷雾针101 中喷出的样品进行去溶剂化。从而被质谱的真空气流抽入质谱仪进行分析。

需要指出的是，如果所述脱溶剂气流喷口只有1个，在最终形成的流形上会引发较大的不对称性。在该实施例的一个改型方案中，为提升涡旋脱溶剂气流的效果，如图4b 所示可以将原有喷口401的外形改为锥形，通过约束结构提升出口处的喷流速度，并引入2-4个喷口来保证漩涡流形的对称性。如图中就使用了401，402，403等三个喷口来提高涡旋流形的对称性及整体流速。

进一步地，如图4c所示，可以将喷口数目进一步增加至5-6个，如图4c中使用六个喷口401至406的结构来形成初始喷流，在喷口为5个及以上时，通过气流仿真可以发现出口流在触碰至开放导流结构即康达结构410前，就已汇合成一个均匀的环装切向流，这样形成的输出涡流就变得更加稳定。这种结构的另一个变形是使用焊接在一个环管上的约束喷口阵列，如图4d中407所显示，半侧的8个喷口形成更稳定的初始喷流环，从而对输出脱溶剂气流的形状进一步改善。

实施例2

一种基于电喷雾电离源去溶剂的加热电离装置与大气压接口质谱仪的实际串联结构，其实施方式如图5所示。图中液相样品从喷雾针501中喷出，为对喷出的液相液滴样品进行气化及去溶剂化，从约束喷口506中喷出助脱溶剂气体束503，该气体束向圆环康达结构502表面喷去，由于康达效应，该气体束的方向被结构502的表面弯曲，逐步形成一个类似龙卷风的漩涡状脱溶剂气体流形，由于漩涡结构可以约束较大的液滴 504，只允许较小的液滴及已脱附溶剂的样品离子505由于扩散离开该流形结构，因此可以有效的将喷雾针501中喷出的样品进行去溶剂化。去溶剂化完成后，离子505与残余的液滴504，在气帘结构107中喷出的气帘气流108的作用下进行分离，离子部分通过质谱仪大气压接口管106被质谱的真空气流抽入质谱仪进行分析。

图6～11分别展示了一种基于电喷雾电离源去溶剂的加热电离装置，与图5的不同之处在于其中的康达结构各不相同。

图6中装置采用了圆形或椭圆棒状康达结构，其优点是根据棒状结构的表面曲率可以对喷雾晕中液滴504形成不同发散角的帘状扁平脱溶剂束，此时该气流束在一定程度上取代了下游气帘结构107所形成的反吹气帘流108的效果，从而节省了气帘108对干燥洁净氮气的消耗。

图7中装置采用了锥形康达结构，其优点是锥状康达结构522能将康达脱附气503重新聚焦在一个较小区域中，从而在喷雾口尖端保有较高的流速，从而降低了中央喷雾气流的消耗，在特定的设计下，这个喷流可以被取消。而气流束离开康达结构522后，其流速会降低并大大扩散，从而增加了液滴与脱附气流的作用时间，有利于残存液滴504 被转换成更多的样品离子505

图8中装置采用了抛物面康达结构，其优点是可以形成更平直的脱附气流束，在进行高速色谱分析甚至是制备色谱分析时，更平直宽广的脱附气流束有利于对此条件下大量的未脱附溶剂液滴504进行宽广的空间脱附，配合加热的气流束可以更好的形成大量的样品离子505

图9中装置采用了拉瓦尔喷嘴型康达结构，其优点是使助脱溶剂气体束经过其表面时增加流速，形成更稳定紧密的约束气流，提升其对大小液滴与携带电荷的样品液滴的分离能力，从而提升质谱分析性能。

图10中装置采用了螺线型康达结构，其优点是增大气体束与康达结构接触面积，能更稳定地维持约束气流的涡流形状，从而提升其分离能力，提升分析性能。

图11中装置采用了台阶型康达结构，其优点是能在脱附气体束中除轴向涡流外，利用卡门涡街原理形成很多径向小涡结构，其与样品液滴碰撞时会将其分解成更小的液滴，从而提升脱附效率。

以上结构的整个电离过程原理仍与实施例1中的经典外鞘层脱溶剂法相同，由电喷雾(ESI)源或大气压化学电离(APCI)源喷雾针所产生的喷雾液滴经过洁净干燥的康达塑形脱溶剂流束，发生蒸发作用。随着去溶剂化的过程加快，液滴不断达到瑞利极限发生爆炸，最终形成离子，进入质谱仪的大气压离子接口得到检测，形成高灵敏度的质谱分析结果谱图。

实施例3

为进一步提高非喷口电离如APCI源或辅助提高喷口电离如ESI源的喷雾电离源的电离装置性能。如图5所示，我们可以通过在所述康达结构上进行辅助加热来对脱附气流辅助加热，或是对残存液滴进行有效的辐射加热，来进一步提高电离整体性能，其典型实施方式如图12所示。图中601为液相样品喷口，602为具有一定导磁率的金属材料，如软铁，铁镍合金，铁铬镍合金或铁氧体等，通过高频交流电源及感应加热电流线圈609，通过交流感应在其内部形成涡流进行加热。根据感应加热原理，在不同功率下该结构的温度可以控制在100～1000摄氏度，606为脱溶剂气流喷口，603为加热后的脱溶剂气流涡流，604为残存液滴，可以看到，液滴604在外部加热环流作用下被有效电离为离子 605，并通过质谱大气压接口106进入质谱仪，同时，接口上附有反吹结构107及反吹气流108辅助分离残存液滴与样品离子。本例与实施例1和2的差别在于：康达结构处附加了辅助加热电源，用于喷雾的去溶剂过程，与实例1、2相比，由于脱溶剂化气体被剧烈加热蒸发作用更强，去溶剂效率更高。同时加热线圈与发热康达体602本身不接触，从而避免其长期高温工作的状态劣化。

在该实施例的一个变形中，如图13所示可以通过康达体本身被制作成涡状加热丝602或陶瓷加热体(PTC)612来对气体实施加热，这种设计相对比较简化，对于加热温度低于750摄氏度的情况下成本较低。此外，也可以如图14所示通过特殊合成的高温体相发热材料如碳化硅、硅化钼等形成加热体，这些材料的体电阻率在10-1000之间，通过在该材料结构622的两个端面622.1,622.2间附加加热电压，可以直接均匀地对该结构622进行高温加热，碳化硅通常可工作至1000摄氏度，硅化钼可工作至1800摄氏度左右。这类体相加热材料的优势是表面呈黑色，并具备有大量的粗糙结构，是优秀的黑体发射材料，在传统的加热气体原理上还能附加辐射脱溶剂效果，使得整体系统的离子化效率进一步加强。类似的，通过如图15所示的结构，该电加热原理也可以通过另一加热电源709附加在加热脱溶剂化气体喷口703上，进一步提升加热气流温度及脱溶剂化的效果。通常在高温条件下，所需使用的气体为相对惰性物质，典型可取用的气体物质为下列惰性气体组分中的一种或混合物，组分包括：a)氮气、b)氧气、c)氩气、 d)氦气

实施例4

在进一步的康达流场设计下，可以通过多个康达结构的组合形成多层的康达脱溶剂化气体束，其中外层部分可以作为对反吹气帘气的一种补充，从而进一步减少气流消耗。一种典型的结构如图16所示，其中，从色谱仪流入的样品从喷雾针101流入，脱溶剂喷口803流出的脱附气体，通过内层加热康达螺旋801(6层螺旋，高0.8cm，内径3mm) 和外层气帘康达倒锥802(高1.4cm，入口直径22mm，出口20mm)的导流，形成内层和外层两组康达气旋，其中由于螺旋的结构不同，内层气流接近喷雾晕的外沿，由于801 的涡旋结构，速度较快，通常可达喷口速度的1～1.5倍，可以高速打碎液滴804形成离子805，而外层气旋速度较慢，与质谱仪大气压接口806相切，由于倒锥结构的碰撞有一定减速，通常离开锥口的速度为喷口速度的0.2～1倍，到达接口806时速度可以下降到喷口速度的0.2倍以下，与原始气帘结构的气流喷速类似，从而有效取代原本大量消耗的气帘惰性气，降低仪器成本。进一步地，如果将内层康达结构换成拉瓦尔喷口(典型收口直径0.5～2mm)，其在喷口收束段和扩张段均能对气体有效加速，从而使其出口速度超过喷口速度的1.5倍，最高可达2.5倍音速左右。这样的情况下，原始喷雾口101 附近的喷雾助喷气也可以被取代，从而达到简化气体喷流的效果。

图16结构所示的康达辅助脱溶剂电离源与图1结构的传统结构电离源的整体效果比较如图17所示，其中图17a为图1所示的传统电离源的离子反应通道响应，图17b 为图16所示的康达辅助脱溶剂电离源的离子反应通道响应。在加热温度均为350摄氏度，优化后总气流耗损为12L/min的传统源进行吡虫啉离子反应通道256.1u->175.1u 的响应为2.8x10⁴，而使用图16所示的康达源后，优化后该通道的响应达到了1.18x10⁵, 提升为321％。类似的采用利血平，咖啡因等样品，也均获得了约3.1倍，2.5倍等的提升效果。对于多种常见BSA裂解肽段，其响应也提升了2～12倍不等，尤其对于容易热解的肽段，其电离化效率提升倍率俞高。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，包括喷雾毛细管、溶剂脱附气体喷管以及导流装置；

所述导流装置为开放结构导流装置，所述导流装置位于所述喷雾毛细管的管口至质谱仪接口所形成气流方向的上游；

所述溶剂脱附气体喷管喷出的溶剂脱附气体流经所述导流装置后，通过所述导流装置的表面曲线对所述溶剂脱附气体的束流进行重构。

2.根据权利要求1所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述导流装置为多个，多个导流装置以所述喷雾毛细管为中心向外依次设置。

3.根据权利要求1所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述导流装置的工作表面为圆环形、圆或椭圆棒形、锥形、抛物面形、拉瓦尔喷嘴形、螺线性或台阶面形。

4.根据权利要求1所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述导流装置为体相电热材料，所述体相加热材料能够对所述溶剂脱附气体加热。

5.根据权利要求1所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述溶剂脱附气体喷管为多个，多个所述溶剂脱附气体喷管以对称或阵列方式设置。

6.根据权利要求1所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述溶剂脱附气体喷管的为约束型，所述溶剂脱附气体喷管的喷口为锥形。

7.根据权利要求6所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述喷口为加热体，所述加热体能够对所述溶剂脱附气体加热。

8.根据权利要求1所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述溶剂脱附气体为氮气、氧气、氩气以及氦气中的一种或多种的混合。

9.根据权利要求1所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述溶剂脱附气流在所述导流装置的上下游流速比为0.2-1.5。

10.根据权利要求1所述的基于康达效应的电喷雾电离源辅助电离装置，其特征在于，所述溶剂脱附气体经所述导流装置形成的重构气流场在电喷雾区和大气压接口之间形成帘气氛围。

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