CN211150508U - 一种气相质谱仪离子源结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气相质谱仪离子源结构，具体涉及检测设备领域，包括壳体、雾化器、加热辅气组件，雾化器由超声波雾化器、雾化约束喷头构成，超声波雾化器的表面开设有质谱仪入口，加热辅气组件包括加热套筒，壳体的内部安装有等离子发生器、等离子体、约束线圈，等离子发生器的输出端电连接有导针。本实用新型通过利用等离子体在等离子发生器的作用下产生离子流对雾化液滴进行轰击，使雾化液滴电荷发生变化使之电离化，经加热辅气组件对雾化液滴加热产生气态离子，由等离子体电离化的液滴，其离子束更加稳定，且配合约束线圈的作用，将离子束的发散方向进行约束限制，使之能准确导入质谱仪，减小检测误差。

Description

一种气相质谱仪离子源结构

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，更具体地说，本实用新型具体为一种气相质谱仪离子源结构。

背景技术

气相色谱质谱联用仪广泛应用于环保行业、电子行业、纺织品行业、石油化工、香精香料行业、医药行业、农业及食品安全等领域；环境中有机污染物分析(空气、水质、土壤中污染分析)；农残、兽残、药残分析；香精香料香气成分分析；纺织品行业中的有害物质检测。

而由于不同物质的电离特性不同，这就要求选用相对合适的电离方式来获得较高电离效率，但是对于某些复杂成分的样品，不同的电离方法对样品的电离效率不同，选用单一的电离方式，很可能会使得样品得不到充分电离，则为了提高电离效率，可用多种模式的离子源，但是在切换电离模式时，常常需要拆卸更换相应的专用喷针组件即雾化器，而由于喷针组件中部分零部件有较大差异，也就会导致消耗较多的时间。

为了解决上述问题，在专利申请公布号CN209591975U的专利公开了一种用于质谱仪的离子源装置，参考说明书附图4，该申请中通过将放电针13在水平轴线方向上移动，从而实现切换不同电离模式的目的，也就无需更换不同的喷针组件，且该放电针13易于拆卸，也便于维护，方便快捷，具有较好的经济使用价值。

但是上述技术方案在实际运用时，仍旧存在较多缺点：由于该离子源装置采用放电针，利用高压电源通过放电针将雾化液滴进行高压电离作为离子源，此离子源结构简单，放电针与雾化液滴接触有限，因此其在实际使用中存在产生离子束不够稳定，且无任何约束装置，经放电针电离后形成的离子束无法稳定通入质谱仪中，造成检测误差；

因此亟需提供一种稳定性高的气相质谱仪离子源结构。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种气相质谱仪离子源结构，通过设置等离子发生器和等离子体，利用等离子体在等离子发生器的作用下产生离子流对雾化液滴进行轰击，使雾化液滴电荷发生变化使之电离化，经加热辅气组件对雾化液滴加热产生气态离子，从而实现满足 ESI模式，由等离子体电离化的液滴，其离子束更加稳定，且配合约束线圈的作用，将离子束的发散方向进行约束限制，使之能准确导入质谱仪，减小检测误差；另外，本实用新型通过优化传统的雾化装置，利用超声波雾化器对被分析物溶液进行雾化，其雾化更加均匀，雾化液滴更加细密，细密的带电液滴能够进行更充分的电离，其电荷密度较大更容易达到Rayleigh极限，相较于传统离子源结构其单位数量的带电液滴发生的库仑爆炸较多，提高检测精度，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：一种气相质谱仪离子源结构，包括壳体、雾化器、加热辅气组件，所述雾化器、加热辅气组件位于壳体的内腔中，所述雾化器由超声波雾化器、雾化约束喷头构成，所述雾化约束喷头的端部与超声波雾化器的输出端固定连接，所述超声波雾化器的表面开设有质谱仪入口，所述加热辅气组件包括加热套筒，所述壳体的内部固定安装有等离子发生器、等离子体、约束线圈，所述等离子发生器的输出端电连接有导针，所述等离子发生器的输出端通过导针与等离子体、约束线圈的输入端电性连接，所述等离子体固定套接于约束线圈的外侧，所述壳体的顶面固定安装有连接端口，所述连接端口的外侧卡接有转接板，所述连接端口通过转接板固定连接有质谱仪。

在一个优选地实施方式中，所述等离子体、加热套筒、连接端口位于同一直线上，所述雾化约束喷头的输出端位于加热套筒、等离子体之间，所述雾化约束喷头的输出方向与加热套筒、等离子体的方向垂直。

在一个优选地实施方式中，所述超声波雾化器的内部设有存储待检测液容腔，所述待检测液容腔的输入端通过质谱仪入口与质谱仪的输入端固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述加热套筒的内部开设有加热腔，所述加热腔呈两端开口的筒形结构，所述加热腔的开口端与等离子体的布置方向相同。

在一个优选地实施方式中，所述约束线圈的端部电连接有交流电压，所述交流电压的相数与等离子体的工作频率相适配，所述约束线圈为磁线圈。

在一个优选地实施方式中，所述等离子发生器包括：直流电压产生电路、电阻器和切换单元，所述电阻器、直流电压产生电路的数量为两个，所述两个电阻器的端部分别与两个直流电压产生电路的输出端电连接，所述两个电阻器的另一端电连接有电极，所述切换单元的两端与所述电极的端部电连接。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型通过设置等离子发生器和等离子体，利用等离子体在等离子发生器的作用下产生离子流对雾化液滴进行轰击，使雾化液滴电荷发生变化使之电离化，经加热辅气组件对雾化液滴加热产生气态离子，从而实现满足ESI模式，由等离子体电离化的液滴，其离子束更加稳定，且配合约束线圈的作用，将离子束的发散方向进行约束限制，使之能准确导入质谱仪，减小检测误差；

2、本实用新型通过优化传统的雾化装置，利用超声波雾化器对被分析物溶液进行雾化，其雾化更加均匀，雾化液滴更加细密，细密的带电液滴能够进行更充分的电离，其电荷密度较大更容易达到Rayleigh极限，相较于传统离子源结构其单位数量的带电液滴发生的库仑爆炸较多，提高检测精度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的外侧结构示意图。

图3为本实用新型的离子源装置与质谱仪的安装示意图。

图4为质谱仪的离子源装置现有技术的结构示意图。

附图标记为：1、壳体；2、超声波雾化器；3、质谱仪入口；4、雾化约束喷头；5、加热套筒；6、加热腔；7、连接端口；8、等离子发生器；81、导针；9、等离子体；10、约束线圈；11、转接板；12、质谱仪；13、放电针。

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。

如附图1-3所示的一种气相质谱仪离子源结构，包括壳体1、雾化器、加热辅气组件，雾化器、加热辅气组件位于壳体1的内腔中，雾化器由超声波雾化器2、雾化约束喷头4构成，雾化约束喷头4的端部与超声波雾化器2的输出端固定连接，超声波雾化器2的表面开设有质谱仪入口3，加热辅气组件包括加热套筒5，壳体1的内部固定安装有等离子发生器8、等离子体9、约束线圈10，等离子发生器8的输出端电连接有导针81，等离子发生器8的输出端通过导针81与等离子体9、约束线圈10的输入端电性连接，等离子体9 固定套接于约束线圈10的外侧，壳体1的顶面固定安装有连接端口7，连接端口7的外侧卡接有转接板11，连接端口7通过转接板11固定连接有质谱仪 12。

实施方式具体为：通过设置等离子发生器8和等离子体9，利用等离子体 9在等离子发生器8的作用下产生离子流对雾化液滴进行轰击，使雾化液滴电荷发生变化使之电离化，经加热辅气组件对雾化液滴加热产生气态离子，从而实现满足ESI模式，由等离子体电离化的液滴，其离子束更加稳定，且配合约束线圈10的作用，将离子束的发散方向进行约束限制，使之能准确导入质谱仪12，减小检测误差；另外，本实用新型通过优化传统的雾化装置，利用超声波雾化器2对被分析物溶液进行雾化，其雾化更加均匀，雾化液滴更加细密，细密的带电液滴能够进行更充分的电离，其电荷密度较大更容易达到Rayleigh极限，相较于传统离子源结构其单位数量的带电液滴发生的库仑爆炸较多，提高检测精度。

其中，等离子体9、加热套筒5、连接端口7位于同一直线上，雾化约束喷头4的输出端位于加热套筒5、等离子体9之间，雾化约束喷头4的输出方向与加热套筒5、等离子体9的方向垂直，使得等离子体9能够对雾化液滴进行精准轰击，使雾化液滴电荷发生变化使之电离化。

其中，超声波雾化器2的内部设有存储待检测液容腔，待检测液容腔的输入端通过质谱仪入口3与质谱仪12的输入端固定连接，实现对质谱仪12 内待检测液的雾化，雾化更加均匀，雾化液滴更加细密。

其中，加热套筒5的内部开设有加热腔6，加热腔6呈两端开口的筒形结构，加热腔6的开口端与等离子体9的布置方向相同，实现对雾化液滴加热产生气态离子。

其中，约束线圈10的端部电连接有交流电压，交流电压的相数与等离子体9的工作频率相适配，约束线圈10为磁线圈，将离子束的发散方向进行约束限制，使之能准确导入质谱仪12。

其中，等离子发生器8包括：直流电压产生电路、电阻器和切换单元，电阻器、直流电压产生电路的数量为两个，两个电阻器的端部分别与两个直流电压产生电路的输出端电连接，两个电阻器的另一端电连接有电极，切换单元的两端与电极的端部电连接，实现离子的产生，能够通过控制与直流高压产生电路的输出侧连接的电阻器产生热，并通过缩短两个直流高压产生电路切换时间和提高响应性，增强电荷中和能力。

本实用新型工作原理：

首先当等离子发生器8开启时由等离子体9产生大量电荷，在约束线圈 10的约束下准确向加热腔6、连接端口7的方向进行射出，对超声波雾化器2 雾化得待分析检测液进行轰击，使雾化液滴电荷发生变化使之电离化，形成带电液滴，加热辅气组件上加热套筒5使带电液滴溶剂不断地蒸发并同步进行裂变，表面电荷密度不断增大的，对喷雾加热产生气态离子，带从而实现满足ESI模式，随后进入质谱仪12而被分析检测，利用超声波雾化器2对被分析物溶液进行雾化，其雾化更加均匀，雾化液滴更加细密，细密的带电液滴能够进行更充分的电离，其电荷密度较大更容易达到Rayleigh极限，相较于传统离子源结构其单位数量的带电液滴发生的库仑爆炸较多，提高检测精度。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种气相质谱仪离子源结构，包括壳体(1)、雾化器、加热辅气组件，所述雾化器、加热辅气组件位于壳体(1)的内腔中，其特征在于：所述雾化器由超声波雾化器(2)、雾化约束喷头(4)构成，所述雾化约束喷头(4)的端部与超声波雾化器(2)的输出端固定连接，所述超声波雾化器(2)的表面开设有质谱仪入口(3)，所述加热辅气组件包括加热套筒(5)，所述壳体(1)的内部固定安装有等离子发生器(8)、等离子体(9)、约束线圈(10)，所述等离子发生器(8)的输出端电连接有导针(81)，所述等离子发生器(8)的输出端通过导针(81)与等离子体(9)、约束线圈(10)的输入端电性连接，所述等离子体(9)固定套接于约束线圈(10)的外侧，所述壳体(1)的顶面固定安装有连接端口(7)，所述连接端口(7)的外侧卡接有转接板(11)，所述连接端口(7)通过转接板(11)固定连接有质谱仪(12)。

2.根据权利要求1所述的一种气相质谱仪离子源结构，其特征在于：所述等离子体(9)、加热套筒(5)、连接端口(7)位于同一直线上，所述雾化约束喷头(4)的输出端位于加热套筒(5)、等离子体(9)之间，所述雾化约束喷头(4)的输出方向与加热套筒(5)、等离子体(9)的方向垂直。

3.根据权利要求1所述的一种气相质谱仪离子源结构，其特征在于：所述超声波雾化器(2)的内部设有存储待检测液容腔，所述待检测液容腔的输入端通过质谱仪入口(3)与质谱仪(12)的输入端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种气相质谱仪离子源结构，其特征在于：所述加热套筒(5)的内部开设有加热腔(6)，所述加热腔(6)呈两端开口的筒形结构，所述加热腔(6)的开口端与等离子体(9)的布置方向相同。

5.根据权利要求1所述的一种气相质谱仪离子源结构，其特征在于：所述约束线圈(10)的端部电连接有交流电压，所述交流电压的相数与等离子体(9)的工作频率相适配，所述约束线圈(10)为磁线圈。

6.根据权利要求1所述的一种气相质谱仪离子源结构，其特征在于：所述等离子发生器(8)包括：直流电压产生电路、电阻器和切换单元，所述电阻器、直流电压产生电路的数量为两个，所述两个电阻器的端部分别与两个直流电压产生电路的输出端电连接，所述两个电阻器的另一端电连接有电极，所述切换单元的两端与所述电极的端部电连接。

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