一种用于质谱分析的原位热解吸电离源制造技术

本发明专利技术涉及质谱分析仪器，具体说是一种原位热解吸电离源，其具体结构包括气源、稳流阀、解吸腔、富集管、离子光子发生装置、电离管、离子传输腔体、离子传输电极和质谱仪。本发明专利技术通过合理的设计，将热解吸装置与离子光子发生装置进行紧密结合，使得热解吸出的样品分子与离子光子发生装置产生的离子或光子进行充分接触，从而获得高效电离。该设计结构紧凑，样品利用率高，检测灵敏度高，可极大地提升质谱仪对痕量分析物的检测能力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于质谱分析的原位热解吸电离源
本专利技术涉及质谱分析仪器，具体说是一种用于质谱分析的原位热解吸光电离源。本电离源通过合理的设计，将热解吸装置与离子光子发生装置进行紧密结合，样品利用率高，检测灵敏度高，可极大地提升质谱仪对痕量分析物的检测能力。
技术介绍
电离源是质谱仪的核心部分，用于将中性分子转化为离子，是质谱分析的首要环节。电离源重要的指标为样品利用率和检测灵敏度。高样品利用率和检测灵敏度可以消耗更少的样品并且获得更低的样品检出限。因此，如何提高电离源样品利用率和检测灵敏度一直是科研工作者研究的热点。固相萃取(solidphaseextraction,SPE)技术是利用固体吸附剂将样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用溶剂洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的，可大大增强对痕量分析物的检出能力。在线质谱通常使用吸附-热解吸系统，当样品通过所选择的吸附剂时，根据相似相溶原理，目标物被吸附在其表面，样品基质则直接流过吸附剂，而完成目标物的富集；吸附完成后，对吸附剂加热可将被吸附的目标物脱附以进行检测。通常吸附-热解吸系统均采用单独装置与质谱连接，该连接方式的主要缺点为进样死体积大，样品扩散严重，样品利用率偏低，因此需要更为有效的设计进一步提升热解吸后样品进入质谱电离源后的利用效率。通过在专利和论文的检索，检索到的涉及热解吸和电离源的相关专利为：1.岛津分析技术研发(上海)有限公司申请，离子化装置、质谱仪、离子迁移谱仪，2019-10-29公开；2.沃特世科技公司申请，使用表面解吸电离和质谱的快速认证，2019-03-05公开。其中专利1提出了一种离子化装置和带有该离子化装置的质谱仪和离子迁移谱仪，将采样装置和热解吸装置合二为一，重点在于采样装置更为紧凑，且不影响电离部分，能够获得较好的重现性和灵敏度；专利2提出表面解吸电离质谱检测快速认证方法，重点在于提出一种适用于便携式质谱仪的鉴定方法，适用于各种解吸电离源。还未见能够有效提高样品利用率和仪器灵敏度原位热解吸电离源的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过合理地设计，本专利技术通过合理的设计，将热解吸装置与离子光子发生装置进行紧密结合，样品利用率和检测灵敏度得到提升，该方法可极大地提升质谱仪对痕量分析物的检测能力。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：用于质谱分析的原位热解吸电离源，包括气源、稳流阀、解吸腔、富集管、离子光子发生装置、离子光子引出管、电离管、离子传输腔体、离子传输电极和质谱仪，其特征在于：气源的气体出口由气源管路经稳流阀与富集管入口管路相连，富集管置于解吸腔内，富集管的出口经电离管与离子传输腔体的入口相连；离子光子发生装置产生的离子经离子光子引出管进入电离管，气流于电离管内电离，电离的离子经离子传输腔体内的离子传输电极传输至质谱仪。气源通过气源管路与稳流阀相连，稳流阀另一端通过富集管入口管路连接至富集管；富集管置于解吸腔中，解吸腔具有温度控制功能，为可实现加热解吸的容器；离子光子发生装置可产生用于化学电离的试剂离子或用于光电离的光子；离子光子引出管与离子光子发生装置相连，用于引出离子或光子；离子光子引出管和富集管出口正交连接，连接处形成电离管，化学电离或光电离在电离管中发生；电离管另一端与离子传输腔体相连，2个及以上的离子传输电极置于离子传输腔体内，所述的传输电极均为中间设置有小孔的平板结构，并且它们平行且与电离管中心孔同轴间隔放置；离子传输腔体与质谱仪相连。所述的气源为干净氮气、氦气、氩气等惰性气体中的一种或二种以上；所述的稳流阀可将气体流量稳定调节至1～300mL。所述的解吸腔内设有电加热元件和温度传感器，温度传感器与温度控制器相连，电加热元件经温度控制器与外电源相连，解吸腔加热温度从室温到400摄氏度，增量控制1摄氏度，控温精度0.1摄氏度；所述的富集管材质为金属或石英玻璃；解吸腔可同时容纳1根或多根富集管。离子光子发生装置可以通过放电、放射性源、光电离等方式中的一种或二种以上产生试剂离子，用于化学电离；也可通过气体放电灯光源、激光光源或同步辐射光源等中的一种或二种以上产生光子，用于光电离。引出离子与质谱仪相连，所述的质谱仪的质量分析器为飞行时间质量分析器、四极杆质量分析器或离子阱质量分析器。本专利技术通过合理的设计，将热解吸装置与离子光子发生装置进行紧密结合，使得热解吸出的样品分子与离子光子发生装置产生的离子或光子进行充分接触，从而获得高效电离。该设计结构紧凑，样品利用率高，检测灵敏度高，可极大地提升质谱仪对痕量分析物的检测能力，在痕量分析物高灵敏快速检测方面具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术的一种原位热解吸电离源。图2为本专利技术衍生的一种原位多通道热解吸电离源。具体实施方式请参阅图1，为本专利技术的用于质谱分析的原位热解吸电离源，包括气源1、稳流阀2、解吸腔6、富集管5、离子光子发生装置11、离子光子引出管9、电离管8、离子传输腔体12、离子传输电极13和质谱仪14，其特征在于：气源1的气体出口由气源管路2经稳流阀3与富集管入口管路4相连，富集管5置于解吸腔6内，富集管5的出口经电离管8与离子传输腔体12的入口相连；离子光子发生装置11产生的离子10经离子光子引出管9进入电离管8，气流7于电离管8内电离，电离的离子经离子传输腔体12内的离子传输电极13传输至质谱仪14。气源1通过气源管路2与稳流阀3相连，稳流阀3另一端通过富集管5入口管路4连接至富集管5；富集管5置于解吸腔6中，解吸腔6具有温度控制功能，为可实现加热解吸的容器；离子光子发生装置11可产生用于化学电离的试剂离子或用于光电离的光子；离子光子引出管9与离子光子发生装置11相连，用于引出离子或光子；离子光子引出管9和富集管5出口正交连接，连接处形成电离管8，化学电离或光电离在电离管8中发生；电离管8另一端与离子传输腔体12相连，2个及以上的离子传输电极13置于离子传输腔体12内，所述的传输电极13均为中间设置有小孔的平板结构，并且它们平行且与电离管中心孔同轴间隔放置；离子传输腔体12与质谱仪14相连。所述的气源1为干净氮气、氦气、氩气等惰性气体中的一种或二种以上；所述的稳流阀3可将气体流量稳定调节至1～300mL。所述的解吸腔6内设有电加热元件和温度传感器，温度传感器与温度控制器相连，电加热元件经温度控制器与外电源相连，解吸腔6加热温度从室温到400摄氏度，增量控制1摄氏度，控温精度0.1摄氏度；所述的富集管5材质为金属或石英玻璃；解吸腔6可同时容纳1根或多根(并行的)富集管5。离子光子发生装置11可以通过放电、放射性源、光电离等方式中的一种或二种以上产生试剂离子，用于化学电离；也可通过气体放电灯光源、激光光源或同步辐射光源等中的一种或二种以上产生光子，用于光电离。引出离子15与质谱仪14相连，所述的质谱仪的质量分析器为飞行时间质量分析器、四极杆质量分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于质谱分析的原位热解吸电离源，包括气源(1)、稳流阀(2)、解吸腔(6)、富集管(5)、离子光子发生装置(11)、离子光子引出管(9)、电离管(8)、离子传输腔体(12)、离子传输电极(13)和质谱仪(14)，其特征在于：/n气源(1)的气体出口由气源管路(2)经稳流阀(3)与富集管入口管路(4)相连，富集管(5)置于解吸腔(6)内，富集管(5)的出口经电离管(8)与离子传输腔体(12)的入口相连；/n离子光子发生装置(11)产生的离子(10)经离子光子引出管(9)进入电离管(8)，气流(7)于电离管(8)内电离，电离的离子经离子传输腔体(12)内的离子传输电极(13)传输至质谱仪(14)。/n

【技术特征摘要】
1.用于质谱分析的原位热解吸电离源，包括气源(1)、稳流阀(2)、解吸腔(6)、富集管(5)、离子光子发生装置(11)、离子光子引出管(9)、电离管(8)、离子传输腔体(12)、离子传输电极(13)和质谱仪(14)，其特征在于：
气源(1)的气体出口由气源管路(2)经稳流阀(3)与富集管入口管路(4)相连，富集管(5)置于解吸腔(6)内，富集管(5)的出口经电离管(8)与离子传输腔体(12)的入口相连；
离子光子发生装置(11)产生的离子(10)经离子光子引出管(9)进入电离管(8)，气流(7)于电离管(8)内电离，电离的离子经离子传输腔体(12)内的离子传输电极(13)传输至质谱仪(14)。


2.根据权利要求1所述的热解吸电离源，其特征在于：
气源(1)通过气源管路(2)与稳流阀(3)相连，稳流阀(3)另一端通过富集管(5)入口管路(4)连接至富集管(5)；富集管(5)置于解吸腔(6)中，解吸腔(6)具有温度控制功能，为可实现加热解吸的容器；离子光子发生装置(11)可产生用于化学电离的试剂离子或用于光电离的光子；离子光子引出管(9)与离子光子发生装置(11)相连，用于引出离子或光子；离子光子引出管(9)和富集管(5)出口正交连接，连接处形成电离管(8)，化学电离或光电离在电离管(8)中发生；电离管(8)另一端与离子传输腔体(12)相连，2个及以上的离子传输电极(...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋吉春，李海洋，陈平，李庆运，李函蔚，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21