CN114113292B - 常压化学电离源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种常压化学电离源，包括工作仓、离子源塔和放电针，其中工作仓具有空腔，空腔用于提供电离的工作空间；离子源塔包括喷雾管组件和加热管，喷雾管组件的至少一部分嵌入加热管，喷雾管组件具有进样端和雾化气进口，样品溶剂从喷雾管组件的进样端通入，并通过雾化气进口向喷雾管组件通入雾化气，样品溶剂被吹散雾化，经喷雾管组件的出口端进入加热管，雾化的样品溶剂在加热管的加热作用下高温气化并从出口端流出，放电针释放高压电，使样品溶剂发生电离，产生正或负离子，采用常压化学电离的方式增加离子产生率，可分析的化合物分子量较小，小于1000Da，可以作为电喷雾电离源的有效补充，此发明用于质谱仪器领域。

Description

常压化学电离源

技术领域

本发明涉及质谱仪器领域，特别涉及常压化学电离源。

背景技术

质谱法是分析领域最重要的方法之一，随着科技的发展，质谱不仅在常规化学分析中占有重要地位，而且逐渐成为生命科学、国土安全、食品安全、临床医学检测和空间技术等热门领域的主要方法之一。质谱仪本身一般由样品引入系统、离子源、离子光学系统、质量分析器、检测器、数据采集与控制系统、真空系统等部分组成。其中无论是对于有机质谱还是无机质谱，质谱仪器的关键部件均是电离源。

目前市面上的电离源主要为电喷雾电离源，有些分析物由于结构和极性方面的原因，采用电喷雾电离已不能够产生足够强的离子，因此其分析的化合物分子量一般较大。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种常压化学电离源，能够增加离子产生率，可分析的化合物分子量较小。

根据本发明的实施例，提供一种常压化学电离源，包括：

工作仓，具有空腔，用于提供电离的工作空间；

离子源塔，包括喷雾管组件和加热管，所述喷雾管组件的至少一部分嵌入所述加热管，所述喷雾管组件具有进样端和雾化气进口，所述进样端用于通入样品，所述雾化气进口用于通入雾化气，所述喷雾管组件的出口端设置在所述加热管内，所述加热管的出口端设置在所述空腔内；以及

放电针，设置在所述空腔内，所述放电针的工作端与所述加热管的出口端相靠，用于电离样品与雾化气的混合气体。

上述的常压化学电离源至少具有以下有益效果：样品溶剂从喷雾管组件的进样端通入，并通过雾化气进口向喷雾管组件通入雾化气，样品溶剂被吹散雾化，经喷雾管组件的出口端进入加热管，雾化的样品溶剂在加热管的加热作用下高温气化并从出口端流出，放电针释放高压电，使样品溶剂发生电离，产生正或负离子，所产生的离子进入离子通道进行分析，上述结构的常压化学电离源，采用常压化学电离的方式增加离子产生率，可分析的化合物分子量较小，可小于1000Da。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述喷雾管组件包括喷雾针和针管，所述喷雾针的上端为所述进样端，所述针管套设在所述喷雾针的外周，所述针管的侧方连接所述雾化气进口。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述常压化学电离源包括接口组件，所述工作仓的一端开口，所述工作仓的开口端与所述接口组件连接，所述接口组件用于连接离子通道。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述常压化学电离源包括第一调节组件和第二调节组件，所述第一调节组件用于前后移动调节所述喷雾管组件和所述加热管，所述第二调节组件用于上下移动调节所述喷雾管组件和所述加热管，进而调节所述加热管的出口端与所述接口组件的距离。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述第一调节组件包括推块、滑块和第一弹性件，所述离子源塔固定在所述滑块上，所述滑块与所述工作仓滑动连接，所述推块置于所述滑块的一侧以及所述第一弹性件置于所述滑块的另一侧，所述推块与所述工作仓螺纹连接，所述推块的一端与所述滑块抵接用以推动所述滑块向前或向后移动，所述第一弹性件用于提供使所述滑块与所述推块抵接的作用力。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述第二调节组件包括压块和第二弹性件，所述离子源塔包括连接座和塔体，所述喷雾管组件和所述加热管固定连接所述连接座，所述连接座可上下移动的设置在所述塔体内，所述压块置于所述连接座的一端以及所述第二弹性件置于所述连接座的另一端，所述压块与所述塔体螺纹连接，所述压块与所述连接座抵接用以推动所述连接座上升或下降，所述第二弹性件用于提供使所述连接座与所述压块抵接的作用力。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述常压化学电离源包括至少一个锁紧组件，所述锁紧组件用于可拆卸连接所述工作仓和所述接口组件，所述锁紧组件包括卡轴和卡座，所述卡轴、所述卡座的其中一个设置在所述工作仓的开口端，另一个设置在所述接口组件上，所述卡座上设有卡槽，所述卡轴可旋转的安装形成有第一角度位置和第二角度位置；其中，

在所述第一角度位置，所述卡轴可与所述卡槽插接；在所述第二角度位置，所述卡轴与所述卡槽卡接，用以阻止所述卡轴与所述卡槽脱离。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述卡轴上设有相互平行的两个扁平部，两个所述扁平部之间的距离小于或等于所述卡槽的开口宽度，所述卡轴的直径大于所述卡槽的开口宽度。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述卡轴设置在所述工作仓的开口端，所述工作仓的开口端设有缺口，所述卡轴与所述工作仓转动连接并且穿过所述缺口，所述卡轴的一端固定连接有手柄，所述卡座设置在所述接口组件上，所述卡座与所述缺口嵌合。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述工作仓上设有废气筒，所述废气筒具有排气通道，所述排气通道用于排出电离后的废气。

根据本发明实施例所述的常压化学电离源，所述工作仓上设有散热风扇和外壳，所述外壳设置在所述散热风扇的外侧，所述外壳上设有多个散热孔。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1是本发明实施例常压化学电离源的剖切结构示意图；

图2是本发明实施例常压化学电离源的正视图；

图3是本发明实施例常压化学电离源的结构示意图；

图4是本发明实施例图1中常压化学电离源A部分的放大结构示意图；

图5是本发明实施例常压化学电离源的结构示意图，其中工作仓与接口组件连接；

图6是本发明实施例常压化学电离源的局部分解结构示意图；

图7是本发明实施例锁紧组件的剖切结构示意图，其中卡轴在第一角度位置；

图8是本发明实施例锁紧组件的剖切结构示意图，其中卡轴在第二角度位置；

附图标记：工作仓100、空腔110、缺口120、导向孔130、离子源塔200、喷雾管组件210、进样端211、雾化气进口212、喷雾针213、针管214、加热管220、连接座230、塔体240、放电针300、接口组件400、座体410、导向柱411、第一调节组件500、推块510、滑块520、第一弹性件530、第二调节组件600、压块610、第二弹性件620、锁紧组件700、卡轴710、扁平部711、手柄712、卡座720、卡槽721、废气筒800、排气通道810、散热风扇910、外壳920。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图8，本发明实施例提供一种常压化学电离源，包括工作仓100、离子源塔200和放电针300，其中工作仓100具有空腔110，空腔110用于提供电离的工作空间；离子源塔200包括喷雾管组件210和加热管220，喷雾管组件210的至少一部分嵌入加热管220，喷雾管组件210具有进样端211和雾化气进口212，进样端211用于通入样品，雾化气进口212用于通入雾化气，喷雾管组件210的出口端(下端)设置在加热管220内，加热管220的出口端(下端)设置在空腔110内；放电针300设置在空腔110内，放电针300的工作端与加热管220的出口端相靠，用于电离样品与雾化气的混合气体。

本实施例的常压化学电离源，样品溶剂从喷雾管组件210的进样端211通入，并通过雾化气进口212向喷雾管组件210通入雾化气，样品溶剂被吹散雾化然后进入加热管220，雾化的样品溶剂在加热管220的加热作用下高温气化并从出口端流出，放电针300释放高压电，使样品溶剂发生电离，产生正或负离子，所产生的离子即可进入离子通道进行分析。本实施例的常压化学电离源，采用常压化学电离的方式增加离子产生率，可分析的化合物分子量较小，小于1000Da，可以作为电喷雾电离源的有效补充。

具体地，在一些实施例中，喷雾管组件210包括喷雾针213和针管214，喷雾针213的上端为进样端211，针管214套设在喷雾针213的外周，针管214的侧方连接雾化气进口212。样品溶剂从喷雾针213的上端进样端211通入并沿喷雾针213向下流动，雾化气从针管214侧方的雾化气进口212通入，并在针管214内与喷雾针213之间流动，喷雾针213的出口端从针管214的出口端穿出，在两者的出口端处样品溶剂被雾化气吹散雾化。

参照图5和图6，在一些实施例中，常压化学电离源包括接口组件400，工作仓100的一端开口，工作仓100的开口端与接口组件400连接，接口组件400用于连接离子通道，电离产生的离子通过接口组件400进入离子通道，接口组件400相当于离子通道的入口端，接口组件400包括座体410，座体410上设有与离子通道连接的通孔。

经过试验，加热管220的出口端位置与离子通道入口端(接口组件400)越近，被电离的样品就更容易进入离子通道，如此，检测到的样品离子就越多，灵敏度越高，反之则低；此外，由于加热管220的出口端与放电针300的工作端相靠，若放电针300距离接口装置过近，会与接口装置中的部件发生放电反应，使得质谱图不稳定，因此加热管220的出口端位置与接口组件400的距离不能太近。

参照图1，在一些实施例中，常压化学电离源包括第一调节组件500和第二调节组件600，通过第一调节组件500前后移动调节喷雾管组件210和加热管220，通过第二调节组件600上下移动调节喷雾管组件210和加热管220，进而调节加热管220的出口端与接口组件400的距离，使加热管220的出口端处于最合适的位置，找到灵敏度的最优点。

在其中一些实施例中，第一调节组件500包括推块510、滑块520和第一弹性件530，离子源塔200和放电针300固定在滑块520上，滑块520与工作仓100的顶部滑动连接，推块510置于滑块520的后侧，第一弹性件530置于滑块520的前侧，也即推块510和第一弹性件530分别居于滑块520的两侧，其中推块510与工作仓100螺纹连接，手动旋拧推块510可使推块510前后移动，推块510的前端与滑块520抵接用以推动滑块520向前移动；第一弹性件530用于提供使滑块520与推块510抵接的作用力，第一弹性件530的一端与工作仓100上的一固定块抵接，另一端与滑块520抵接。

在其中一些实施例中，第二调节组件600包括压块610和第二弹性件620，离子源塔200包括连接座230和塔体240，喷雾管组件210和加热管220固定连接连接座230，塔体240为中空结构，连接座230可上下移动的设置在塔体240内，压块610置于连接座230的上端，第二弹性件620置于连接座230的下端，其中压块610与塔体240螺纹连接，手动旋拧压块610可使压块610上下移动，压块610与连接座230抵接用以推动连接座230下降；第二弹性件620用于提供使连接座230与压块610抵接的作用力，第二弹性件620的一端与塔体240抵接，另一端与连接座230抵接。

通过第一调节组件500和第二调节组件600调节喷雾管组件210和加热管220的位置，其中，正向旋拧推块510，推块510向前移动并推动滑块520、离子源塔200和放电针300向前，并且压缩第一弹性件530；反向旋拧推块510，推块510向后移动，推块510与滑块520短暂分离，在第一弹性件530的弹力作用下推动滑块520向后移动，从而实现喷雾管组件210、加热管220和放电针300的前后位置调节。正向旋拧压块610，压块610向下移动并推动连接座230、喷雾管组件210和加热管220下降，并且压缩第二弹性件620；反向旋拧压块610，压块610上升，压块610与连接座230短暂分离，在第二弹性件620的弹力作用下推动连接座230、喷雾管组件210和加热管220上升，从而实现喷雾管组件210和加热管220的上下位置调节。采用旋拧的方式可实现手动微调，在小范围内调节移动，提高调节精度，并且推块510和压块610均设置在工作仓100的外部，因此调节加热管220位置的过程不影响空腔110内的电离工作，可同时监测检测到的样品离子数量和灵敏度，直至找到灵敏度的最优点位置。

可以理解的是，作为替代方案，可以将推块510置于滑块520的前侧，第一弹性件530置于滑块520的后侧，推块510的后端与滑块520抵接，推动滑块520向后移动；也可以将压块610置于连接座230的下端，第二弹性件620置于连接座230的上端，压块610推动连接座230上升，如此，同样能够实现喷雾管组件210和加热管220的位置调节。

具体地，第一弹性件530和第二弹性件620可采用弹簧。

参照图5至图8，在一些实施例中，常压化学电离源包括至少一个锁紧组件700，锁紧组件700用于可拆卸连接工作仓100和接口组件400，锁紧组件700包括卡轴710和卡座720，卡轴710设置在工作仓100的开口端，卡座720设置在接口组件400的座体410上，卡座720上设有卡槽721，卡轴710可旋转的安装形成有第一角度位置和第二角度位置，其中，在第一角度位置，卡轴710可与卡槽721插接；在第二角度位置，卡轴710与卡槽721卡接，用以阻止卡轴710与卡槽721脱离。

卡轴710可手动旋转，卡轴710初始在第一角度位置，此时可将卡轴710与卡座720上的卡槽721插接，使工作仓100与接口组件400对接，实现工作仓100与接口组件400的相对定位；手动旋转卡轴710至第二角度位置，使卡轴710与卡槽721卡接，阻止卡轴710与卡槽721脱离，从而固定工作仓100，也即，通过旋转卡轴710的角度位置，使卡轴710与卡座720可松动的配合或者锁紧固定，操作简单，能够实现工作仓100的快速安装，并且便于拆装维护。

具体地，在其中一些实施例中，卡轴710上设有相互平行的两个扁平部711，两个扁平部711之间的距离小于或等于卡槽721的开口宽度t，卡轴710的直径大于卡槽721的开口宽度t，如此，参照图7，卡轴710在第一角度位置时，两个扁平部711能够刚好进入卡槽721；参照图8，90度旋转卡轴710至第二角度位置，由于卡轴710的直径大于卡槽721的开口宽度t，此时可避免卡轴710脱离卡槽721，卡轴710与卡槽721卡接；当需要拆卸工作仓100时，90度旋转卡轴710至第一角度位置，卡轴710可相对卡槽721脱离，即可拆卸工作仓100。卡槽721呈优弧形状，卡槽721的直径稍大于或等于卡轴710的直径。

可以理解的是，作为替代方案，可以将卡轴710设置在接口组件400上，卡座720设置在工作仓100的开口端，也即调换卡轴710与卡座720的位置，如此同样能够实现工作仓100与接口组件400的安装定位。

在一些实施例中，卡轴710设置在工作仓100的开口端，工作仓100的开口端设有缺口120，卡轴710与工作仓100转动连接并且穿过缺口120，卡座720设置在接口组件400的座体410上，卡座720与缺口120嵌合；卡轴710的上端固定连接有手柄712，通过旋转手柄712即可带动卡轴710旋转，设置手柄712便于工作人员旋拧操作。

本实施例中，锁紧组件700有两个，两个锁紧组件700设置在工作仓100的开口端左右两侧。当然，可以理解的是，根据需要可以在工作仓100的开口端上下两侧设置锁紧组件700。

在一些实施例中，接口组件400包括座体410，座体410与工作仓100对接的一端设有至少两个导向柱411，工作仓100的开口端上设有与各导向柱411配合的导向孔130，具体地，本实施例中导向柱411和导向孔130分别设置有两个。通过导向柱411与导向孔130的配合实现工作仓100与接口组件400的进一步精确定位。

在一些实施例中，工作仓100上设有废气筒800，废气筒800具有排气通道810，通过排气通道810排出电离后的废气。

参照图3，在一些实施例中，工作仓100上设有散热风扇910和外壳920，外壳920设置在散热风扇910的外侧，外壳920上设有多个散热孔。具体地，散热风扇910采用高排风量静间的散热风扇。由于加热管220正常工作时温度持续在400摄氏度左右，虽然有一部分热量经废气筒800抽走，整个工作仓100的温度会在80摄氏度，若工作时间较长，温度会更高，离子源塔200和工作仓100上的各电线气管及塑料零件会很容易受损，通过散热风扇910能够使工作仓100的温度维持在较低值。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种常压化学电离源，其特征在于，包括：

工作仓，具有空腔，用于提供电离的工作空间；

离子源塔，包括喷雾管组件和加热管，所述喷雾管组件的至少一部分嵌入所述加热管，所述喷雾管组件具有进样端和雾化气进口，所述进样端用于通入样品，所述雾化气进口用于通入雾化气，所述喷雾管组件的出口端设置在所述加热管内，所述加热管的出口端设置在所述空腔内；以及

放电针，设置在所述空腔内，所述放电针的工作端与所述加热管的出口端相靠，用于电离样品与雾化气的混合气体；

接口组件，所述工作仓的一端开口，所述工作仓的开口端与所述接口组件连接，所述接口组件用于连接离子通道；

第一调节组件和第二调节组件，所述第一调节组件用于前后移动调节所述喷雾管组件和所述加热管，所述第二调节组件用于上下移动调节所述喷雾管组件和所述加热管，进而调节所述加热管的出口端与所述接口组件的距离，所述第一调节组件包括推块、滑块和第一弹性件，所述离子源塔固定在所述滑块上，所述滑块与所述工作仓滑动连接，所述推块置于所述滑块的一侧以及所述第一弹性件置于所述滑块的另一侧，所述推块与所述工作仓螺纹连接，所述推块的一端与所述滑块抵接用以推动所述滑块向前或向后移动，所述第一弹性件用于提供使所述滑块与所述推块抵接的作用力，所述第二调节组件包括压块和第二弹性件，所述离子源塔包括连接座和塔体，所述喷雾管组件和所述加热管固定连接所述连接座，所述连接座可上下移动的设置在所述塔体内，所述压块置于所述连接座的一端以及所述第二弹性件置于所述连接座的另一端，所述压块与所述塔体螺纹连接，所述压块与所述连接座抵接用以推动所述连接座上升或下降，所述第二弹性件用于提供使所述连接座与所述压块抵接的作用力。

2.根据权利要求1所述的常压化学电离源，其特征在于：所述喷雾管组件包括喷雾针和针管，所述喷雾针的上端为所述进样端，所述针管套设在所述喷雾针的外周，所述针管的侧方连接所述雾化气进口。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的常压化学电离源，其特征在于：所述常压化学电离源包括至少一个锁紧组件，所述锁紧组件用于可拆卸连接所述工作仓和所述接口组件，所述锁紧组件包括卡轴和卡座，所述卡轴、所述卡座的其中一个设置在所述工作仓的开口端，另一个设置在所述接口组件上，所述卡座上设有卡槽，所述卡轴可旋转的安装形成有第一角度位置和第二角度位置；其中，

在所述第一角度位置，所述卡轴可与所述卡槽插接；在所述第二角度位置，所述卡轴与所述卡槽卡接，用以阻止所述卡轴与所述卡槽脱离。

4.根据权利要求3所述的常压化学电离源，其特征在于：所述卡轴上设有相互平行的两个扁平部，两个所述扁平部之间的距离小于或等于所述卡槽的开口宽度，所述卡轴的直径大于所述卡槽的开口宽度。

5.根据权利要求3所述的常压化学电离源，其特征在于：所述卡轴设置在所述工作仓的开口端，所述工作仓的开口端设有缺口，所述卡轴与所述工作仓转动连接并且穿过所述缺口，所述卡轴的一端固定连接有手柄，所述卡座设置在所述接口组件上，所述卡座与所述缺口嵌合。

6.根据权利要求1所述的常压化学电离源，其特征在于：所述工作仓上设有散热风扇和外壳，所述外壳设置在所述散热风扇的外侧，所述外壳上设有多个散热孔。

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