一種質子轉移質譜離子源制造技術

本發明專利技術涉及質譜電離裝置技術領域，特別涉及一種質子轉移質譜離子源，包括絕緣介質腔、推斥電極、氣體入口、射頻線圈、引出電極、進樣口和離子漏斗式漂移管，所述絕緣介質腔上端封閉，下端開口，開口端與所述引出電極連接；所述射頻線圈圍繞在所述絕緣介質腔中部外圍；所述推斥電極設于絕緣介質腔封閉端內部；所述絕緣介質腔插入所述離子漏斗式漂移管上端內部并密封；所述絕緣介質腔的中心軸線與所述引出電極的中心軸線共軸。本發明專利技術的質子轉移質譜離子源，提高了電離源的電離效率、離子傳輸效率與引出效率，從而提高了質譜儀的靈敏度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及質譜電離源裝置
，特別涉及一種質子轉移質譜離子源。
技術介紹
質譜分析是先將物質離子化，按離子的質荷比分離，然后測量各種離子譜峰的強 度而實現分析目的一種分析方法。離子源是質譜儀器最主要的組成部件之一，其作用是使被分析的物質電離成為離子，并將離子會聚成有一定能量和一定幾何形狀的離子束。質譜中的電離方法，主要包括電子電離，電噴霧電離，基質輔助激光電離，光電離，等離子體引出等方法。其中等離子體引出法是在形成的等離子體中施加一定的電場，將電子或負離子從一側引出，正離子從另一側引出。中國專利CN201120014787. 9公開了一種用于質子轉移電離質譜儀的微波等離子體產生器，包括微波發生器，金屬材料制作的微波腔體、端蓋、調諧桿和微波耦合調節組件，絕緣材料制作的放電管。此裝置利用耦合裝置將在腔體中產生射頻等離子體。中國專利200710017858. 9中公開了一種使用水冷卻的射頻感應耦合等離子體放電裝置，該專利技術包括射頻功率源與射頻功率源相匹配的網絡，包括屏蔽殼體，冷卻水進出管和反應氣體口。這種裝置的電子中和裝置設在放電腔外部，對電子或離子的中和效果不明顯。質子轉移質譜是通過水合氫離子與樣品分子反應，使樣品獲得一個質子，從而形成一種樣品加氫離子的電離源。質子轉移電離源具有靈敏度高，軟電離等特性，在痕量有機化合物檢測方面具有重要應用價值。文獻Analytical Chemistry 72(20)5014-5019.公開了一種利用離子漏斗提高大氣壓與真空連接時離子傳輸效率的裝置。文獻International Journal of Mass Spectrometry 149 :609-619.公開了一種質子轉移質譜裝置。然而，目前沒有將離子漏斗應用于質子轉移質譜的相關報道。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種質子轉移質譜離子源，以提高電離源的電離效率、離子傳輸效率與引出效率。為解決上述技術問題，本專利技術所采取的技術方案是—種質子轉移質譜離子源，包括絕緣介質腔、推斥電極、氣體入口、射頻線圈、引出電極、進樣口和離子漏斗式漂移管，所述絕緣介質腔上端封閉，下端開口，開口端與所述引出電極連接；所述射頻線圈圍繞在所述絕緣介質腔中部外圍；所述氣體入口設于射頻線圈與絕緣介質腔封閉端之間的側壁上；所述推斥電極設于絕緣介質腔封閉端內部，且位于射頻線圈上方；所述絕緣介質腔插入所述離子漏斗式漂移管上端內部并密封；所述進樣口設于所述離子漏斗式漂移管上部側壁，并位于所述引出電極下方；所述絕緣介質腔的中心軸線與所述弓I出電極的中心軸線共軸。進一步地，所述絕緣介質腔由玻璃、石英、陶瓷等制作而成，這些材質不但具有良好的隔熱性能，還具有良好的絕緣性能，并且制作加工容易、價格較便宜。由于質譜儀本身含有較多的各種零部件，體積也不會太大，因此要求各部件在滿足功能需要時，體積盡量小，因此，絕緣介質腔內徑小于IOmm,長度為20 200mm。進一步地，由所述氣體入口向所述絕緣介質腔內送入載氣和待檢測氣體，氣體流速為0. 01 500mL/min，所述載氣包括空氣、氦氣、氬氣、氮氣等，腔內氣壓控制在I X KT2Pa 2 X IO5Pa0進一步地，所述推斥電極為針狀或平板狀電極，施加正電壓或負電壓，電壓范圍為-1000 +1000V。電壓過低，則達不到推斥效果，電壓過高，則不但自身功耗增加而且會對引出電子效率產生不利影響。 進一步地，所述引出電極為帶孔平板或帶孔錐型電極，孔徑為0. Imm 10mm。孔徑如果太小，則流過此處的氣流速度很大，阻力增加，也不能很好地將引出離子。進一步地，所述絕緣介質腔的中心軸線與所述離子漏斗式漂移管的中心軸線呈角度偏移、橫向偏移或角度和橫向同時偏移。進一步地，所述角度偏移的角度A為0° <A<60°，如果偏移角度太大，則攜帶離子的氣流需要會與離子漏斗式漂移管內壁碰撞，導致氣流不暢與能量損失，不利于水合氫離子與樣品發生電荷交換與離子的引出。進一步地，所述離子漏斗式漂移管內保持負壓狀態，由于絕緣介質腔為正壓，兩者之間的壓差有利于加速氣體的流動，從而起到再次加速水合氫離子移動的作用，提高了水合氫離子的導出效率。。進一步地，所述離子漏斗式漂移管內部上端加設柵網電極，且位于引出電極下方，并施加正電壓。由于樣品加氫離子帶正電，所述柵網電極上施加的正電壓可加速樣品加氫離子向下推斥，提高樣品加氫離子的引出效率。本專利技術使用時，載氣中添加的適量水蒸汽在射頻線圈放電時產生水合氫離子，且水合氫離子產生效率較高；推斥電極與引出電極的設置使產生的水合氫離子推斥與引出效率得到大大提高；同時，由于使用離子漏斗式漂移管，提高了質子轉移質譜的離子傳輸效率，提高了質譜儀的靈敏度。附圖說明圖I為本專利技術角度偏移為0. 01°時的結構示意圖；圖2為本專利技術角度偏移為30°時的結構示意圖。圖中1、絕緣介質腔；2、推斥電極； 3、氣體入口；4、射頻線圈；5、引出電極； 6、進樣口；7、離子漏斗式漂移管；8、柵網電極。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。實施例1，見圖I所示本專利技術一種質子轉移質譜離子源，包括絕緣介質腔I、推斥電極2、氣體入口 3、射頻線圈4、引出電極5、進樣口 6和離子漏斗式漂移管7，所述絕緣介質腔I上端封閉，下端開口，并與所述引出電極5連接；所述射頻線圈4圍繞在所述絕緣介質腔I中部外圍；所述氣體入口 3設于射頻線圈4與絕緣介質腔I封閉端之間的側壁上；所述推斥電極2設于絕緣介質腔I封閉端內部，且位于所述射頻線圈4上方；所述絕緣介質腔I插入所述離子漏斗式漂移管7上端內部并密封；所述進樣口 6設于所述離子漏斗式漂移管7上部側壁，并位于所述引出電極5下方；所述絕緣介質腔I的中心軸線與所述引出電極5的中心軸線共軸，與所述離子漏斗式漂移管7的中心軸線角度偏移為0.01°。所述絕緣介質腔I材料為石英，內徑為8mm，長度為100mm，腔內的氣體氣壓為200Pa,載氣為気氣,氣體流速為lmL/min。所述推斥電極2為針狀電極,檢測正離子時，電極上施加200V正電壓，檢測負離子時，則施加相應負電壓。所述引出電極5為帶孔平板電極，孔徑為1mm。所述離子漏斗式漂移管7內由真空泵維持真空度為200Pa的負壓。使用時，當載氣載著添加的適量水蒸汽經過射頻線圈時，由于射頻線圈放電使水蒸汽電離產生水合氫離子，水合氫離子帶有正電荷，所述推斥電極2施加的正電壓，對水合 氫離子產生強大的推斥作用，致使水合氫離子加速向所述引出電極5移動；再者，所述絕緣介質腔I內為正壓，而所述離子漏斗式漂移管7內為負壓，兩者之間的壓差有利于加速氣體的流動，從而起到再次加速水合氫離子移動的作用，提高了水合氫離子的導出效率。所述引出電極5中間帶孔，引導水合氫離子集中從所述絕緣介質腔I中間部位流出，使水合氫離子的引出效率得到很大提高。引出的水合氫離子進入所述離子漏斗式漂移管7內與從所述進樣口 6進入的待檢測樣品混合，水合氫離子與樣品發生分子反應，從而使樣品獲得一個質子，形成一種樣品加氫離子的電離源，然后進入樣品檢測器進行樣品成分分析。實施例2，見圖2所示本專利技術一種質子轉移質譜離子源，包括絕緣介質腔I、推斥電極2、氣體入口 3、射頻線圈4、引出電極5、進樣口本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種質子轉移質譜離子源，包括絕緣介質腔(I)、推斥電極(2)、氣體入口(3)、射頻線圈(4)、引出電極(5)、進樣口(6)和離子漏斗式漂移管(7)，其特征在于所述絕緣介質腔⑴上端封閉，下端開口，開口端與所述引出電極(5)連接；所述射頻線圈⑷圍繞在所述絕緣介質腔(I)中部外圍；所述氣體入口(3)設于所述射頻線圈(4)與所述絕緣介質腔(I)封閉端之間的側壁上；所述推斥電極⑵設于所述絕緣介質腔⑴封閉端內部，且位于所述射頻線圈(4)上方；所述絕緣介質腔(I)下端插入所述離子漏斗式漂移管(7)上端內部并密封；所述進樣口(6)設于所述離子漏斗式漂移管(7)上部側壁，并位于所述引出電極(5)下方；所述絕緣介質腔(I)的中心軸線與所述引出電極(5)的中心軸線共軸。2.根據權利要求I所述的質子轉移質譜離子源，其特征在于所述絕緣介質腔(I)由玻璃、石英或陶瓷制作而成，絕緣介質腔(I)內徑小于10mm，長度為20 2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳慶浩，程平，黃正旭，高偉，董俊國，周振，傅忠，
申請(專利權)人：昆山禾信質譜技術有限公司，
類型：發明
國別省市：