CN209880539U - 一种电喷雾离子源辅助增强装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电喷雾离子源辅助增强装置，包括电喷雾离子源、辐射光源、保护外壳，所述电喷雾离子源、辐射光源均设置在外壳上，在保护外壳上与电喷雾离子源相对的一侧设置有通孔，在通孔外设置有真空腔体，通孔与真空腔体的真空接口相接；在真空腔体内部设置有离子分析装置；所述辐射光源发射产生有激发高能态环境，激发高能态环境设置在电喷雾离子源与通孔之间；通过特定波段范围的短波辐射，在周围空间环境形成高能等离子体氛围，直接将周围空气和电喷雾液滴中的水全面离子化，以达到提高电喷雾电离源的去溶剂化效率和离子化效率，以改善高流速电喷雾离子源的分辨率。

Description

一种电喷雾离子源辅助增强装置

技术领域

本实用新型涉及电离源技术领域，具体为一种电喷雾离子源辅助增强装置。

背景技术

电喷雾电离源也被称为ESI源，兼容多种样品引入方式，如液相色谱、毛细管电泳、微流控等。这种电离技术不仅可以分析大分子化合物，并且能在电离过程中产生多电荷离子，其可分析的化合物种类十分庞大，包括有机化合物、药物及其代谢产物、蛋白质、肽、糖等。

电喷雾电离源工作时对流速有很高的要求，一般来说流速越低灵敏度越高，其主要原因是高流速不适合去溶剂化过程。目前ESI的模型机理是库仑爆炸，如果流速过高，在进入真空接口之前不能充分去溶剂化，将无法得到正常的离子信号。所以在某些特定的分析条件下，还需要采用nano-ESI，流速可以降低到nL级。ESI源普遍受限于液相流动的速率，低流速ESI源容易达到较高的去溶剂化程度，从而获得较高的离子传输效率和分辨率。但是在液相质谱分析过程中，通常需要较快的样品液体流速，而液滴的半径与流速成正比，这增加了去溶剂化所需的时间和距离，导致去溶剂化程度低，造成真空接口的取样效率不高，从而失去了低流速ESI源的高分辨率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电喷雾离子源辅助增强装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电喷雾离子源辅助增强装置，包括电喷雾离子源、保护外壳、辐射光源，所述电喷雾离子源、辐射光源均设置在保护外壳上，在保护外壳上设置有通孔，在通孔外设置有真空腔体，通孔与真空腔体的真空接口相接；在真空腔体内部设置有离子分析装置；所述辐射光源发射产生有激发高能态环境，激发高能态环境设置在电喷雾离子源与通孔之间。

优选的，所述辐射光源设置个数至少为一个，辐射光源产生的短波辐射位于电磁波谱上紫外与硬X射线之间的波段，光谱范围为0.3nm～40nm，对应的光子能力为29eV～9999eV，辐射光源为强度可调型，发光过程为连续脉冲形式或非连续脉冲形式。

优选的，所述保护外壳内部环境为大气环境或低气压环境，保护外壳设置有真空泵，低气压环境的压强为0.1Pa～1e4Pa。

优选的，所述保护外壳内部通有辅助辐射电离气体，所述辅助辐射电离气体包括但不限于：氦气、氮气、水蒸气。

优选的，所述离子分析装置包括离子导引、质量分析器、离子检测器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中采用的短波辐射源体积小、结构简单、波段可调、杂散光低，辅助电喷雾离子源液滴充分去溶剂化和提高离子取样效率稳定，结果重现性好；辐射光源及保护外壳整体结构可以辅助抽真空，降低背景干扰，同时还通入特定的气体实现辅助电离，进一步提升电喷雾离子源的效率；本实用新型能够有效的解决离子抑制效应带来的样品不充分电离和加合团簇离子等对分析带来的影响。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1结构示意图；

图2为本实用新型的实施例2结构示意图；

图3为本实用新型的实施例3结构示意图；

图4为本实用新型的实施例4结构示意图；

图5为本实用新型实施例4的另一种结构示意图；

图中标号：1、电喷雾离子源；2、保护外壳；21、通孔；3、辐射光源；4、激发高能态环境；5、真空腔体；6、离子分析装置；7、真空泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种电喷雾离子源辅助增强装置，包括电喷雾离子源1、保护外壳2、辐射光源3，所述电喷雾离子源1、辐射光源3均设置在保护外壳2上，在保护外壳2上设置有通孔21，在通孔21外设置有真空腔体5，通孔21与真空腔体5的真空接口相接；在真空腔体5内部设置有离子分析装置6；所述辐射光源3发射产生有激发高能态环境4，激发高能态环境4设置在电喷雾离子源1与通孔21之间。

进一步的，所述辐射光源3设置个数至少为一个，辐射光源3产生的短波辐射位于电磁波谱上紫外与硬X射线之间的波段，光谱范围为0.3nm～40nm，对应的光子能力为29eV～9999eV，辐射光源3为强度可调型，发光过程为连续脉冲形式或非连续脉冲形式。

进一步的，所述保护外壳2内部环境为大气环境或低气压环境，保护外壳2设置有真空泵7，低气压环境的压强为0.1Pa～1e4Pa。

进一步的，所述保护外壳2内部通有辅助辐射电离气体，所述辅助辐射电离气体包括但不限于：氦气、氮气、水蒸气。

进一步的，所述离子分析装置6包括离子导引、质量分析器、离子检测器。

具体的：通过在保护壳体2上设置电喷雾离子源1、辐射光源3，通过辐射光源3产生激发高能态环境4，辐射光源3产生的光谱为短波光谱；在极紫外谱区和软x射线谱区中的光子基本上能与所有元素的主要共振线匹配，带来了该频段下的短波辐射具有很高的能量，能够将周围环境中的空气成分电离成高能等离子体态。当电喷雾离子源液滴经过激发高能态环境4下时，液滴能够获取能量，快速转化成水合质子形态(H3O+)，具备了质子传递反应源的特点。同时在水合质子形态(H3O+)发生质子传递反应的同时，高能等离子体也会由于高能辐射现象，进一步缓解下列电喷雾离子源喷雾中的不利影响因素：1、电喷雾阶段由于离子抑制效应等因素未能充分电离的样品；2、电喷雾阶段产生的离子团簇、水合离子团簇等影响结果分析的离子。

辐射光源3的的短波波长为电磁波谱上紫外与硬X射线之间的波段，光谱范围为0.3nm～40nm，对应的光子能力为29eV～9999eV，用于提供激发高能态环境4；同时辐射光源3为强度可调型，发光过程为连续脉冲形式或非连续脉冲形式。

辐射光源3的连续工作模式不仅可以适应电喷雾离子源液滴连续大流速进样过程，还可以根据不同的流速优化配合的效率，进一步的对于诸如生物组织血液等复杂体系应用过程中；通过调节辐射光源3至合适的能量范围，能够实现对于激发高能态环境4程度的控制，进而可以控制对于特定电喷雾离子源较弱响应的物质的补充分析，如软X射线模式下对于含卤素有机物的超高灵敏响应。

电喷雾离子源液滴通过通孔21与真空接口相接，进入真空腔体5中，被离子分析装置6捕获分析；离子分析装置6具体有离子导引、质量分析器、离子检测器。

实施例1：如图1所示，1为电喷雾离子源、3为辐射光源，分别安装在保护壳体2上，与电喷雾离子源1配合设置有通孔21，通孔21与真空腔体5的真空接口相连接；在真空腔体5中设置离子分析装置6，辐射光源3产生激发高能态环境4；电喷雾离子源1喷出喷雾液滴进入激发高能态环境4中，在该环境下完成去溶剂化和进一步的电离和去簇，通过通孔21进入真空腔体5中的真空环境中，被离子分析装置6捕获分析。

实施例2：如图2所示，与实施例1整体相似，区别在于电喷雾离子源1设置在保护壳体2内部；同时保护壳体2设置有真空泵7，对保护壳体2内部抽真空低气压，气压为0.1Pa～1e4Pa。

整个电离过程与实施例1相同，在低气压模式下会明显降低环境中的背景干扰，不再需要传统电喷雾离子源1中的反吹鞘气，在提高灵敏度的同时还能简化仪器结构。

实施例3，如图3所示，与实施例1整体相似，区别在于辐射光源3设置有两组，两组辐射光源3可以为相同，也可以不同；例如其中一个辐射光源3的光源波段为极紫外谱区，另一个光源波段为软x射线谱区，相互配合，能够实现对于复杂体系下更加全面的分析能力。

实施例4，如图4、图5所示，与实施例1整体相似，区别在于电喷雾离子源1、辐射光源3设置方式不同，电喷雾离子源1与通孔21处于相互垂直的位置；主要用于在一些容易污染的分析过程中，而辐射光源3可以如图4中和电喷雾离子源1设置在相同的方向或是在图5垂直的方向。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种电喷雾离子源辅助增强装置，其特征在于：包括电喷雾离子源(1)、保护外壳(2)、辐射光源(3)，所述电喷雾离子源(1)、辐射光源(3)均设置在保护外壳(2)上，在保护外壳(2)上设置有通孔(21)，在通孔(21)外设置有真空腔体(5)，通孔(21)与真空腔体(5)的真空接口相接；在真空腔体(5)内部设置有离子分析装置(6)；所述辐射光源(3)发射产生有激发高能态环境(4)，激发高能态环境(4)设置在电喷雾离子源(1)与通孔(21)之间。

2.根据权利要求1所述的一种电喷雾离子源辅助增强装置，其特征在于：所述辐射光源(3)设置个数至少为一个，辐射光源(3)产生的短波辐射位于电磁波谱上紫外与硬X射线之间的波段，光谱范围为0.3nm～40nm，对应的光子能力为29eV～9999eV，辐射光源(3)为强度可调型，发光过程为连续脉冲形式或非连续脉冲形式。

3.根据权利要求1所述的一种电喷雾离子源辅助增强装置，其特征在于：所述保护外壳(2)内部环境为大气环境或低气压环境，保护外壳(2)设置有真空泵(7)，低气压环境的压强为0.1Pa～1e4Pa。

4.根据权利要求1所述的一种电喷雾离子源辅助增强装置，其特征在于：所述保护外壳(2)内部通有辅助辐射电离气体，所述辅助辐射电离气体包括但不限于：氦气、氮气、水蒸气。

5.根据权利要求1所述的一种电喷雾离子源辅助增强装置，其特征在于：所述离子分析装置(6)包括离子导引、质量分析器、离子检测器。