CN204789463U - 一种敞开式火焰离子化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种敞开式火焰离子化装置，所述装置包括火焰和样品棒，所述的样品棒固定在质谱进样通道处，所述的火焰置于质谱进样通道处，样品棒的负载样品端置于火焰中或火焰附近。使用本实用新型装置实现离子化的方法包括：先将样品引入样品棒的一端，再将负载样品的样品棒固定在质谱进样通道的端口，并使样品棒的负载样品端置于火焰中或火焰附近，然后点燃火焰使样品产生离子化。本实用新型具有结构简单、易于实现、清洁环保、使用方便、可实现的解析温度范围及适用的待分析的物质分子量范围广、普适性强等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种敞开式火焰离子化装置，属于质谱分析技术领域。
背景技术
质谱(MS)是一种分析复杂混合物，提供有关分子信息、重量和被分析物的化学结构的强大工具。近年来，随着离子化技术和质量分析器的不断创新与改进，质谱成为发展最迅速的分析技术之一，目前质谱技术在化学与化工、生物学与生命科学、医学、药学、材料科学、环境保护等领域的应用越来越广泛。
通常的离子化方法包括电喷雾电离(ESI)、大气压化学电离(APCI)以及固体常用的基质辅助激光解吸电离离子化(MALDI)。上述这些离子化技术属于封闭式的离子化技术，采用上述离子化技术进行质谱分析之前通常需要对物质进行前处理，比如一些成分较为复杂的混合物通常在MS测定之前需要使用色谱来进行分离，以尽量减少混合物中的杂质对分析物离子化的抑制效果等。
近年来，无需复杂前处理、在样品原始环境、离子源敞开条件下实现离子化的质谱技术已经成为质谱技术领域的前沿而备受关注。2004年Cooks等在ESI的基础上研发出解吸电喷雾离子化技术(DESI)，2005年RobertB.Cody等在APCI的基础上研发出实时直接分析离子化技术(DART)，从而开启了敞开式离子化技术的发展。这一技术使得无需样品制备的复杂混合物的快速、直接分析可以得到快速的实现。采用这些方法进行待测化合物的定性定量过程通常只需要几秒钟就可以实现。
在目前已经商品化了的敞开式离子化技术中，DART相较于DESI而言，DART技术的商品化较早，也较为成熟，行业使用范围更广泛。尽管DART具有操作快速、不需要溶剂等优点，但是DART本身也还存在着一些缺陷。比如DART的温度调整范围较小，通常在50-550℃，因此其能检测到的多为小分子，一些大分子的化合物不易解析；同时，虽然氮气和氦气都可以作为DART的离子化气体，但是由于氮气作为离子化气体时会引发一些副反应，因此DART通常采用氦气作为离子化气体，而氦气的成本很高，这就使得分析测试成本很高，同时DART的实验装置很复杂，操作也较为复杂。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种解析温度较广、结构简单、操作简便、成本低廉的敞开式火焰离子化装置。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种敞开式火焰离子化装置，包括火焰和作为样品载体的样品棒，所述的样品棒固定在质谱进样通道处，所述的火焰置于质谱进样通道处，样品棒的负载样品端置于火焰中或火焰附近。
作为优选方案，所述的火焰、样品棒、质谱进样通道三者之间为分离状态，且三者之间的相互位置可以调节。
作为优选方案，样品棒的负载样品端置于质谱进样通道的轴线上。
作为进一步优选方案，所述样品棒的轴线与质谱进样通道的轴线间的夹角α为0～180度。
作为进一步优选方案，所述火焰的焰心轴线与样品棒的轴线间的夹角β为0～90度。
作为进一步优选方案，样品棒的负载样品端与质谱进样通道间的距离d为1～30mm。
作为优选方案，所述的样品棒选用耐高温材料，例如：耐高温碳纤维、铝镁砖、合金或玻璃等材料，以耐高温玻璃棒最佳，可方便清洗后再次利用。
作为优选方案，所述的火焰连接有燃料供给装置。
作为进一步优选方案，所述的燃料供给装置包括燃料传输管和燃料罐，在燃料传输管与所述燃料罐的前端出口之间设有燃料流量微调阀，在所述燃料罐的后端设有燃料流量调节阀。燃料储存在燃料罐中，燃料罐连接有燃料传输管，燃料通过燃料传输管传输出去并被点燃产生火焰从而使待分析物质进行离子化。进行质谱分析时，打开燃料流量调节阀，使存储在燃料罐中的燃料通过燃料传输管输送到点火位置，并通过燃料流量微调阀对燃料的流量进一步微调，使产生的火焰大小适合于分析需求。
与现有技术相比，本实用新型具有如下显著性有益效果：
1、与现有技术中的实时直接分析技术(DART)相比较，本实用新型提供的敞开式火焰离子化装置，不仅结构简单、实用性强，同时避免了DART中大量氦气的使用，大大降低了分析成本；而且本实用新型装置既可与常见的质谱仪(如：三重四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪、傅里叶变换离子回旋共振等)相兼容，也可推广应用到其它质谱分析中，应用范围广泛；
2、与现有技术中的实时直接分析技术(DART)相比较，本实用新型只需通过点燃不同的燃料，即可得到温度为50～1500度的火焰，从而满足不同分子量大小的化合物的离子化要求，不仅适用范围更广，而且操作简单，易于实现；
3、采用本实用新型装置进行质谱分析，采样方便且无需进行样品前处理操作：对于液体样品可采用蘸取或滴加方式直接采样，对于固体样品，可在用适宜溶剂润湿后采用蘸取方式采样或形成溶液后采用滴加方式采样；不仅简化了采样操作，大大缩短了分析时间，尤其是，本实用新型只需要消耗极微量(1～3μL)的样品溶液，可用于微量待测样品的质谱分析。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的敞开式火焰离子化装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1提供的燃料供给装置的结构示意图；
图3为本实用新型实施例2提供的敞开式火焰离子化装置的结构示意图；
图4为本实用新型实施例3提供的敞开式火焰离子化装置的结构示意图。
图中标号示意如下：
1-火焰；2-样品棒；21-负载样品端；3-质谱进样通道；4-燃料传输管；5-燃料罐；6-燃料流量微调阀；7-燃料流量调节阀。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型技术方案做进一步详细、完整地说明。
实施例1
如图1所示：本实施例提供的一种敞开式火焰离子化装置包括火焰1和样品棒2，所述的样品棒2固定在质谱进样通道3处，所述的火焰1也置于质谱进样通道3处，所述的火焰1、样品棒2、质谱进样通道3三者之间为分离状态，三者之间的相互位置可以调节；所述样品棒2的负载样品端21置于质谱进样通道3的轴线上。所述样品棒2的轴线与质谱进样通道3的轴线间的夹角α为120度，所述火焰1的焰心轴线与样品棒2的轴线间的夹角β为30度，所述样品棒2的负载样品端21与质谱进样通道3间的距离d为10mm。
如图2所示：所述火焰1连有燃料供给装置，所述的燃料供给装置包括燃料传输管4和燃料罐5，在燃料传输管4与所述燃料罐5的前端出口之间设有燃料流量微调阀6，在所述燃料罐5的后端设有燃料流量调节阀7。
所述的样品棒2可选用耐高温玻璃棒。
实施例2
如图3所示：本实施例提供的一种敞开式火焰离子化装置包括火焰1和样品棒2，所述的样品棒2固定在质谱进样通道3处，所述的火焰1也置于质谱进样通道3处，所述的火焰1、样品棒2、质谱进样通道3三者之间为分离状态，三者之间的相互位置可以调节；所述样品棒2的负载样品端21置于质谱进样通道3的轴线上。所述样品棒2的轴线与质谱进样通道3的轴线间的夹角α为45度，所述火焰1的焰心轴线与样品棒2的轴线间的夹角β为45度，所述样品棒2的负载样品端21与质谱进样通道3间的距离d为10mm。
所述的样品棒2可选用耐高温碳纤维棒。
实施例3
如图4所示：本实施例提供的一种敞开式火焰离子化装置包括火焰1和样品棒2，所述的样品棒2固定在质谱进样通道3处，所述的火焰1也置于质谱进样通道3处，所述的火焰1、样品棒2、质谱进样通道3三者之间为分离状态，三者之间的相互位置可以调节；所述样品棒2的负载样品端21置于质谱进样通道3的轴线上。所述样品棒2的轴线与质谱进样通道3的轴线间的夹角α为90度，所述火焰1的焰心轴线与样品棒2的轴线间的夹角β为90度，所述样品棒2的负载样品端21与质谱进样通道3间的距离d为10mm。
最后需要在此说明的是：本实用新型所述样品棒的材质不仅仅局限于耐高温玻璃和耐高温碳纤维材料，只要是不影响离子化效果的耐高温材料都可以，比如铝镁砖、合金材料等；所述样品棒的轴线与质谱进样通道的轴线间的夹角α可在0～180度范围进行调节，所述火焰的焰心轴线与样品棒的轴线间的夹角β可在0～90度范围进行调节，样品棒的负载样品端与质谱进样通道间的距离d可在1～30mm范围进行调节，以更好地满足与傅里叶变换离子回旋共振质谱仪、三重四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪或其他质谱仪的配合使用要求。总之，以上内容只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种敞开式火焰离子化装置，其特征在于：包括火焰和样品棒，所述的样品棒固定在质谱进样通道处，所述的火焰置于质谱进样通道处，样品棒的负载样品端置于火焰中或火焰附近。
2.根据权利要求1所述的敞开式火焰离子化装置，其特征在于：样品棒的负载样品端置于质谱进样通道的轴线上。
3.根据权利要求1所述的敞开式火焰离子化装置，其特征在于：样品棒的轴线与质谱进样通道的轴线间的夹角α为0～180度。
4.根据权利要求1所述的敞开式火焰离子化装置，其特征在于：所述火焰的焰心轴线与样品棒的轴线间的夹角β为0～90度。
5.根据权利要求1所述的敞开式火焰离子化装置，其特征在于：样品棒的负载样品端与质谱进样通道间的距离d为1～30mm。
6.根据权利要求1所述的敞开式火焰离子化装置，其特征在于：所述的火焰连接有燃料供给装置。
7.根据权利要求6所述的敞开式火焰离子化装置，其特征在于：所述的燃料供给装置包括燃料传输管和燃料罐，在燃料传输管与所述燃料罐的前端出口之间设有燃料流量微调阀，在所述燃料罐的后端设有燃料流量调节阀。
8.根据权利要求1所述的敞开式火焰离子化装置，其特征在于：所述样品棒选用耐高温玻璃棒。
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| CN201520544461.5U CN204789463U (zh) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | 一种敞开式火焰离子化装置 |
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- 2015-07-24 CN CN201520544461.5U patent/CN204789463U/zh active Active
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