【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分析仪器领域，特别是涉及一种用于质谱仪进样电离的装置和质谱检测系统。
技术介绍
1、质谱分析法具有灵敏度高、准确度高、分析速度快以及定性能力强等特点，是应用最广泛的分析技术之一。电离系统和进样系统都是物质检测中的重要技术，也是质谱分析中的重要组成部分。电离系统的电离效果直接影响最终可被检测的样品离子种类及其产率，而进样与电离系统的设计直接影响样品离子是否能被高效地传输，进而影响检测仪器的检出限、灵敏度、信噪比等。
2、目前在利用质谱检测的过程中，电离系统常用氦气或是氩气等惰性稀有气体作为被电离的气体，但是惰性稀有气体一方面价格昂贵，另一方面多以气瓶存储，不便于运输和携带。而空气在常压下的击穿电压高达30kv/cm，容易在介质阻挡放电的过程中产生电弧和丝状放电，难以产生稳定的等离子体，导致电离效率较低。另外，由于样品在常压空气环境下会受到空气背景和环境中杂质的干扰，离子的传输效率不高，且在复杂空气环境中仪器的噪声水平较高。因此，需要研究一种既能在空气条件下产生稳定等离子体也能避免样品离子在传输过程中被大量损耗的进样电离方法，以提高进样和电离的效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于质谱仪电离进样的装置以实现让待测样品被高效电离并顺利进入质谱仪中被检测，解决传统电离进样方式容易导致电离效率低，离子传输效率低，噪声水平高等问题，提高电离和进样的效率。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
4、进一步地：所述内电极为空心薄壁金属管，内径大小为(1mm，5mm]，优选地，其内径为2mm；所述电离管内径大小为(2mm，10mm]，外径大小为(3mm，15mm]，优选地，其内径为3mm，外径为5mm。
5、所述内电极外表面与电离管内壁之间的距离为(0.1mm，5mm]，优选地，其距离为1mm。
6、所述电离管截面形状为空心圆环，所述内电极和外电极的长度为(0.5mm，200mm]，可以通过控制所述内电极和所述外电极在电离管轴向上的重合长度来调控等离子体区的范围和体积，从而控制产生的样品离子的数量，优选地，其重合长度为(50mm，200mm]。
7、所述交流高压电源的输出电压为(3kv，20kv]，优选地，其输出电压为4kv；流高压电源的输出频率为(10khz，100khz]，优选地，其输出频率为(20khz，25khz]。
8、所述进样管路和所述电离管的夹角为(90°，180°]，优选地，其夹角为180度，所述真空密封件和所述电离管的夹角为(90°，180°]，优选地，其夹角为180度。
9、所述进样管路、所述电离管、所述真空密封件所构成的密封腔体中气压低于一个标准大气压，所述载气或样品通过泵进入到所述电离管中，或利用气压差自吸进入到所述电离管中，待进入质谱仪的样品离子利用气压差自吸或在气流推动下通过所述真空密封件进入所述质谱仪中。
10、所述电离管为石英玻璃管或陶瓷管，所述真空密封件为聚醚醚酮(peek)或尼龙材料。
11、所述载气为空气、氦气、氩气、氮气等，优选地，其为空气。
12、一种用于质谱仪进样电离的装置，包括进样管路、高压交流电源、密封耦合件、外电极、内电极、电离管、真空密封件，所述进样管路与所述电离管通过密封件连接，所述内电极置于所述电离管内，优选位于所述电离管内部中央，所述外电极环绕于所述电离管外，所述内电极与所述外电极间接入所述高压交流电源，所述真空密封件一端与所述电离管连接，另一端连接于质谱进样端；所述进样管路用于输送载气或样品，所述内电极、所述外电极、所述高压交流电源和所述电离管组成的电离系统用于产生等离子体，所述内电极为空心金属管，在所述内电极形成的内部通道中进样品，在所述内电极与所述电离管之间形成的外部管路中进载气，载气经过所述电离管区域被电离，只经过所述内电极的样品在所述真空密封件处与从等离子体区漂移过来的电子、离子、亚稳态粒子等发生二次电离，且样品离子在所述真空密封件产生的低压环境下更高效地传输进质谱仪进行检测。
13、一种质谱检测系统，包括所述的用于质谱仪上进样电离的装置和与所述装置配合使用质谱仪。
14、本专利技术的有益技术效果：
15、本专利技术提供了一种用于质谱仪电离进样的装置，其中待检测的样品经过所述进样管路，进入到电离管中经过等离子体区被电离或在真空密封件中被二次电离，最后进入质谱仪进行检测。本专利技术的进样电离装置通过简单而巧妙的结构设计，能够有效防止环境中如空气背景中的杂质干扰、提高待测样品的传输效率和电离效率，以及提高离子的传输效率，进而提高检测信号强度、降低检测限、提高稳定性。且该装置能够利用气压差而无需其他辅助方式实现自吸进样。
16、本专利技术可实现单独检测载气；也可实现单独检测气体样品，以及同时检测载气和气体样品，为分析仪器领域提供更有效的进样电离方式。
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1.一种用于质谱仪进样电离的装置，其特征在于，包括进样管路、高压交流电源、密封耦合件、外电极、内电极、电离管、真空密封件，所述进样管路与所述电离管通过密封件连接，所述内电极置于所述电离管内，优选位于所述电离管内部中央，所述外电极环绕于所述电离管外，所述内电极与所述外电极间接入所述高压交流电源，所述真空密封件一端与所述电离管连接，另一端连接于质谱进样端；所述进样管路用于输送载气或样品，所述内电极、所述外电极、所述高压交流电源和所述电离管组成的电离系统用于产生等离子体，样品进入所述电离管，一部分样品经过所述电离管中产生的等离子体区从而被电离，其余样品在所述真空密封件处与从等离子体区漂移过来的电子、离子、亚稳态粒子等发生二次电离；且样品离子在所述真空密封件产生的低压环境下更高效地传输进质谱仪进行检测。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内电极为空心金属管，内径大小为(1mm，5mm]，优选地，其内径为2mm；所述电离管内径大小为(1mm，10mm]，外径大小为(3mm，15mm]，优选地，其内径为3mm，外径为5mm；所述内电极的外表面与所述电离管的内壁之间的距离
3.如权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述电离管的截面形状为空心圆环，所述内电极的长度为(0.5mm，200mm]，所述外电极的长度为(0.5mm，200mm]，可以通过控制所述内电极和所述外电极在电离管轴向上的重合长度来调控等离子体区的范围和体积，从而控制产生的样品离子的数量，优选地，其重合长度为(50mm，200mm]。
4.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述交流高压电源的输出电压为(3kV，20kV]，优选地，其输出电压为4kV；所述交流高压电源的输出频率为(10kHz，100kHz]，优选地，其输出频率为(20kHz，25kHz]。
5.如权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，所述进样管路和所述电离管的夹角为(90°，180°]，优选地，其夹角为180°，所述真空密封件和所述电离管的夹角为(90°，180°]，优选地，其夹角为180°，且三者和质谱进样口的中心轴线在同一直线上。
6.如权利要求1至6任一项所述的装置，所述进样管路、所述电离管、所述真空密封件所构成的密封腔体中气压低于一个标准大气压，所述载气或样品通过泵进入到所述电离管中，或利用气压差自吸进入到所述电离管中，待进入质谱仪的样品离子利用气压差自吸或在气流推动下通过所述真空密封件进入所述质谱仪中。
7.如权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，所述电离管为石英玻璃管或陶瓷管，所述真空密封件为聚醚醚酮(PEEK)或尼龙材料。
8.如权利要求1至8任一项所述的装置，其特征在于，所述载气为空气、氦气、氩气、氮气等，优选地，其为空气。
9.一种用于质谱仪进样电离的装置，其特征在于，包括进样管路、高压交流电源、密封耦合件、外电极、内电极、电离管、真空密封件，所述进样管路与所述电离管通过密封件连接，所述内电极置于所述电离管内，优选位于所述电离管内部中央，所述外电极环绕于所述电离管外，所述内电极与所述外电极间接入所述高压交流电源，所述真空密封件一端与所述电离管连接，另一端连接于质谱进样端；所述进样管路用于输送载气或样品，所述内电极、所述外电极、所述高压交流电源和所述电离管组成的电离系统用于产生等离子体，所述内电极为空心金属管，在所述内电极形成的内部通道中进样品，在所述内电极与所述电离管之间形成的外部管路中进载气，载气经过所述电离管区域被电离，只经过所述内电极的样品在所述真空密封件处与从等离子体区漂移过来的电子、离子、亚稳态粒子等发生二次电离，且样品离子在所述真空密封件产生的低压环境下更高效地传输进质谱仪进行检测。
10.一种质谱检测系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的用于质谱仪进样电离的装置和与所述装置配合使用质谱仪。
...【技术特征摘要】
1.一种用于质谱仪进样电离的装置，其特征在于，包括进样管路、高压交流电源、密封耦合件、外电极、内电极、电离管、真空密封件，所述进样管路与所述电离管通过密封件连接，所述内电极置于所述电离管内，优选位于所述电离管内部中央，所述外电极环绕于所述电离管外，所述内电极与所述外电极间接入所述高压交流电源，所述真空密封件一端与所述电离管连接，另一端连接于质谱进样端；所述进样管路用于输送载气或样品，所述内电极、所述外电极、所述高压交流电源和所述电离管组成的电离系统用于产生等离子体，样品进入所述电离管，一部分样品经过所述电离管中产生的等离子体区从而被电离，其余样品在所述真空密封件处与从等离子体区漂移过来的电子、离子、亚稳态粒子等发生二次电离；且样品离子在所述真空密封件产生的低压环境下更高效地传输进质谱仪进行检测。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内电极为空心金属管，内径大小为(1mm，5mm]，优选地，其内径为2mm；所述电离管内径大小为(1mm，10mm]，外径大小为(3mm，15mm]，优选地，其内径为3mm，外径为5mm；所述内电极的外表面与所述电离管的内壁之间的距离为(0.1mm，5mm]，优选地，其距离为1mm。
3.如权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述电离管的截面形状为空心圆环，所述内电极的长度为(0.5mm，200mm]，所述外电极的长度为(0.5mm，200mm]，可以通过控制所述内电极和所述外电极在电离管轴向上的重合长度来调控等离子体区的范围和体积，从而控制产生的样品离子的数量，优选地，其重合长度为(50mm，200mm]。
4.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述交流高压电源的输出电压为(3kv，20kv]，优选地，其输出电压为4kv；所述交流高压电源的输出频率为(10khz，100khz]，优选地，其输出频率为(20khz，25khz]。
5.如权利要求1至5任一项所述的装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：石文艳，李世豪，倪凯，余泉，王晓浩，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：
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