一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源制造技术

本发明专利技术公开一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，涉及离子源领域。该同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，包括空心陶瓷筒、阴极和阳极，所述阳极固定安装在空心陶瓷筒的内底壁，且所述空心陶瓷筒的底端开设有陶瓷主体出口，所述空心陶瓷筒的顶部与阴极之间装配有密封组件，所述阴极和阳极装配有电路组件；所述空心陶瓷筒的外表面开设有气体开口，且所述气体开口通过气管连接有氦气瓶；所述空心陶瓷筒的下方设置有样品台。该同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，质谱检测无需样品前处理、可同时电离非极性到高极性化合物，基质效应很小，适合快速广谱的筛查和高通量检测样品中的小分子。量检测样品中的小分子。量检测样品中的小分子。

【技术实现步骤摘要】
一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源


[0001]本专利技术涉及离子源
，具体为一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源。

技术介绍

[0002]商品化实时直接分析离子源需要2
‑
3L/min的高纯度氦气(99.999％以上)，氦气是地球不可再生能源，在我国高纯度氦气完全依赖进口，因此亟需一种有效功率更高、消耗氦气更少的离子源。
[0003]2007年，这种更有效功率更高、耗气更少的离子源诞生于印第安纳大学Gary M.Hieftje课题组，最初被命名为FA
‑
APGD离子源，在2008年被更名为FAPA离子源。这种离子源的放电处于辉光
‑
电弧放电区，能够产生更强的电流和粒子流，使同等条件下，分析物信号提高10倍。大部分电能用于电离载气，且仅需0.4
–
1L/min载气，比商品化的实时直接分析离子源更灵敏且环保。
[0004]由于这种离子源过去只用作科研用途，为方便快速更改参数，通常使用特氟龙(Teflon)、耐高温聚四氟乙烯(PEEK)、玻璃或石英作为放电室材料，PEEK作为连接件。FAPA离子源的中心温度可高达近千度，而连接件PEEK在260℃左右就开始发生形变，因此使用寿命仅数周，非专业人员使用时会非常不方便。因此，我们提出了一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，解决了FAPA离子源的中心温度可高达近千度，而连接件PEEK在260℃左右就开始发生形变，因此使用寿命仅数周，非专业人员使用时会非常不方便的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，包括空心陶瓷筒、阴极和阳极，所述阳极固定安装在空心陶瓷筒的内底壁，且所述空心陶瓷筒的底端开设有陶瓷主体出口，所述阴极的一端插接在空心陶瓷筒的内部，阴极的另一端向外延伸，且所述空心陶瓷筒的顶部与阴极之间装配有密封组件，所述阴极和阳极装配有电路组件；
[0009]所述空心陶瓷筒的外表面开设有气体开口，且所述气体开口通过气管连接有氦气瓶，氦气瓶向空心陶瓷筒内部注入氦气；
[0010]所述空心陶瓷筒的下方设置有样品台，且所述样品台的上方放置有样品。
[0011]优选的，所述电路组件包括直流高压电源，所述直流高压电源通过导线连接有镇流电阻，且所述镇流电阻与阴极的顶端之间装配有导线。
[0012]优选的，所述电路组件还包括导电开口，所述导电开口开设在空心陶瓷筒底端的
侧面，所述导电开口的内壁上拧入M1.4螺丝，且M1.4螺丝的端部与阳极相连接，M1.4螺丝处于外接端部与直流高压电源之间连接有导线，形成闭合回路。
[0013]优选的，所述密封组件包括螺帽，所述空心陶瓷筒的顶端开设有外螺纹，外螺纹上套接有石墨O型圈，且所述螺帽与外螺纹螺纹连接，并与石墨O型圈紧密相抵。
[0014]优选的，所述螺帽开设有两侧贯通的通孔，且通孔中固定连接有石墨垫圈，所述阴极插接在石墨垫圈的内壁上，并与石墨垫圈的内壁过盈配合。
[0015]优选的，所述阴极设置为直径为1毫米的304不锈钢电极棒，所述空心陶瓷筒的直径设置为1英寸，长度设置为10厘米。
[0016]优选的，所述气体开口的开口直径设置为1/4英寸；
[0017]所述导电开口的开口直径设置为1.4毫米。
[0018]本专利技术公开了一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，其具备的有益效果如下：
[0019]1、该同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，通过大气压和质谱内部的真空压差使得二次分析物离子M+被吸入质谱，进行分析检测，然后通过电脑或手动操控样品台移动，高能氦气流一级粒子可以将不同样品上的分析物一一解吸附、电离并进入质谱检测，通过质谱解析的数据将以信号强度对质荷比(m/z)的形式展现，通过计算可知各分析物的含量，基于本离子源的质谱检测无需样品前处理、可同时电离非极性到高极性化合物，基质效应很小，适合快速广谱的筛查和高通量检测样品中的小分子。
[0020]2、该同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，空心陶瓷筒中的氦气被电压击穿，击穿后阴极应为粉色，阴极和阳极之间应出现淡紫色等离子体，并有明暗纹交替出现，若主体材料使用石英等透明材质，应观察到以上现象，本专利技术中空心陶瓷筒不透明，故只能从陶瓷主体出口处，观察到淡粉色光亮；且氦气被击穿后，先产生一级粒子，如He+、Hem，一级粒子通过陶瓷主体出口移动到外接与空气中水分子簇发生反应，产生质子化水分子簇，质子化水分子簇与样品碰撞后，质子被转移到样品上，形成二次分析物离子M+。
[0021]3、该同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，通过设置的石墨O型圈，螺帽与石墨O型圈紧密相抵，对螺帽和空心陶瓷筒的顶端起到了有效的密封作用，通过设置的石墨垫圈，石墨垫圈设置在螺帽与阴极之间，起到了有效的密封作用。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术结构示意图。
[0024]图中：1、直流高压电源；2、镇流电阻；3、阴极；4、阳极；5、螺帽；6、石墨O型圈；7、石墨垫圈；8、空心陶瓷筒；9、气体开口；10、氦气瓶；11、导电开口；12、陶瓷主体出口；13、样品台；14、样品。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本申请实施例通过提供一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，解决了FAPA离子源的中心温度可高达近千度，而连接件PEEK在260℃左右就开始发生形变，因此使用寿命仅数周，非专业人员使用时会非常不方便的问题，提出了一种使用一体化耐高温陶瓷作为放电室材料的离子源，这种材料的离子源不需要连接件，因此可以长时间使用，无需更换易形变的连接件或其他材料，方便非专业人士操作。
[0027]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0028]本专利技术实施例公开一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源。
[0029]根据附图1所示，包括空心陶瓷筒8、阴极3和阳极4，阳极4固定安装在空心陶瓷筒8的内底壁，且空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，包括空心陶瓷筒(8)、阴极(3)和阳极(4)，其特征在于：所述阳极(4)固定安装在空心陶瓷筒(8)的内底壁，且所述空心陶瓷筒(8)的底端开设有陶瓷主体出口(12)，所述阴极(3)的一端插接在空心陶瓷筒(8)的内部，阴极(3)的另一端向外延伸，且所述空心陶瓷筒(8)的顶部与阴极(3)之间装配有密封组件，所述阴极(3)和阳极(4)装配有电路组件；所述空心陶瓷筒(8)的外表面开设有气体开口(9)，且所述气体开口(9)通过气管连接有氦气瓶(10)，氦气瓶(10)向空心陶瓷筒(8)内部注入氦气；所述空心陶瓷筒(8)的下方设置有样品台(13)，且所述样品台(13)的上方放置有样品(14)。2.根据权利要求1所述的一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，其特征在于：所述电路组件包括直流高压电源(1)，所述直流高压电源(1)通过导线连接有镇流电阻(2)，且所述镇流电阻(2)与阴极(3)的顶端之间装配有导线。3.根据权利要求3所述的一种同步解吸附和电离的一体化等离子体离子源，其特征在于：所述电路组件还包括导电开口(11)，所述导电开口(11)开设在空心陶瓷筒(8)底端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦迎蕾，盖里，
申请(专利权)人：原位麦斯仪器江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：