專利名稱：一種電噴霧離子發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種分析儀器領(lǐng)域，具體是指一種用于醫(yī)藥小分子和生物大分子離子生成的儀器。
背景技術(shù)：
自從80年代中期，2002年諾貝爾化學(xué)獎獲得者之一 John B. Fenn將電噴霧離子源應(yīng)用于大分子質(zhì)譜分析以來，20多年過去了，對于電噴霧離子源機(jī)理，還是停留在兩個模式Ion Evaporation Model (IEM)離子蒸發(fā)，與 Charged Residue Model (CRM)電荷殘留機(jī)理。電噴霧離子源的基本結(jié)構(gòu)與90年代的沒有本質(zhì)上的區(qū)別。電噴霧離子源的基本結(jié)構(gòu)就是在一個中空的金屬或玻璃毛細(xì)管中間充滿液體，對著質(zhì)譜儀的離子入口，在液體上加上正或負(fù)高電壓，在大氣中形成正負(fù)離子，質(zhì)譜儀的真空系統(tǒng)將一部分離子吸入質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器。對于電噴霧離子源，盡管電離幾率很高，幾乎達(dá)到100%，但是將分子離子傳輸?shù)劫|(zhì)譜質(zhì)量檢測器的有效離子，只有總離子數(shù)的0.01%到0. 之間。為了解決上述問題，很多發(fā)明人發(fā)明了不同機(jī)構(gòu)的電噴霧離子源，參考專利號為 美國 US4861988、US 5412208,US 5432343,US 6992299,US 5504329。但是所有的發(fā)明都是將電噴霧離子源的發(fā)射針尖處在大氣之中，離子流與液體流量關(guān)系密切，無法在大流量范圍內(nèi) 100納升/分 100微升/分得到穩(wěn)定的離子發(fā)射，并且離子傳輸效率沒有得到明顯的改善。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種高效、設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單，高電離幾率以及離子發(fā)射穩(wěn)定的儀器。本實用新型的目的是提供一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單，高電離幾率以及離子發(fā)射穩(wěn)定的電噴霧離子源。本實用新型的目的是采用這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的它包括中空毛細(xì)管發(fā)射針；發(fā)射針支架，發(fā)射針支架在發(fā)射針的周圍形成一個向前流動的層流氣體，消除中空毛細(xì)管發(fā)射針內(nèi)流出的液體在毛細(xì)管外的毛細(xì)管反流效應(yīng)，使液體向前流動；真空導(dǎo)入毛細(xì)管，真空導(dǎo)入毛細(xì)管的入口為特殊設(shè)計弧形機(jī)構(gòu)，使得在某一個位置的氣流在任何方向的速度為零，此處剛好為中空毛細(xì)管發(fā)射針的出口處，從而確保在大流量范圍內(nèi)，發(fā)射針尖頂端的泰勒錐Taylor穩(wěn)定，最終得到穩(wěn)定的離子流。本實用新型具體是通過下述技術(shù)方案得以實現(xiàn)的一種電噴霧離子發(fā)生器，它包括中空毛細(xì)管發(fā)射針、高壓電接頭、中空毛細(xì)管發(fā)射針支架，其特征在于固定塊的一端位于高壓電接頭空腔的前段，且固定塊的中間有一個通孔；液相色譜連接管穿過固定塊內(nèi)的通孔，固定于高壓電接頭內(nèi)，且液相色譜連接管的外壁與固定塊的通孔內(nèi)壁緊密配合，可以確保氣體不會通過此緊密配合處外泄，而向另一方向流動；真空導(dǎo)入毛細(xì)管與高壓電接頭通過中空毛細(xì)管發(fā)射針支架配套連接，中空毛細(xì)管發(fā)射針支架的一端內(nèi)嵌于高壓電接頭的內(nèi)腔，另一端內(nèi)嵌于真空導(dǎo)入毛細(xì)管的腔體內(nèi)，形成連接；中空毛細(xì)管發(fā)射針支架的中間為貫通空腔，與高壓電接頭內(nèi)嵌一端的中空毛細(xì)管發(fā)射針支架的前端空腔直徑與中空毛細(xì)管發(fā)射針直徑配套，同樣可以使氣體不會沿著這個方向流動，而朝著另外一個更空闊的方向流動；中空毛細(xì)管發(fā)射針支架的后端空腔直徑為中空毛細(xì)管發(fā)射針直徑的1.1倍以上，氣體可以沿著這個方向流動，前端空腔小于后端空腔；且中空毛細(xì)管發(fā)射針的側(cè)邊有若干個側(cè)孔與后端空腔貫通；真空導(dǎo)入毛細(xì)管的腔體的底面為一弧形面，底面與中空毛細(xì)管發(fā)射針支架的端面間有一縫隙，這樣更可以確保這中間的空隙，而不會形成密封結(jié)構(gòu)；真空導(dǎo)入毛細(xì)管的側(cè)面有氣孔，氣孔與中空毛細(xì)管發(fā)射針的側(cè)邊側(cè)孔貫通，可以把外部氣體導(dǎo)入；中空毛細(xì)管發(fā)射針與真空導(dǎo)入毛細(xì)管在同一軸心上，中空毛細(xì)管發(fā)射針的針尖超出中空毛細(xì)管發(fā)射針支架的端面。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的高壓電接頭空腔為兩頭大、中間小，液相色譜連接管與中空毛細(xì)管發(fā)射針支架在高壓電接頭空腔的中間部位對接。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的真空導(dǎo)入毛細(xì)管的側(cè)面有輔助孔、氣孔，輔助孔和氣孔與腔體貫通。作為更佳選擇，上述電噴霧離子發(fā)生器中的的真空導(dǎo)入毛細(xì)管側(cè)面上的輔助孔、 氣孔，各有1 16個；在實際使用過程中，一般選擇輔助孔有4-8個具有更好經(jīng)濟(jì)效果和技術(shù)效果。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的中空毛細(xì)管發(fā)射針支架側(cè)面上的側(cè)孔與后端空腔貫通，有1 16個。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的中空毛細(xì)管發(fā)射針的針尖超出中空毛細(xì)管發(fā)射針支架的端面5毫米以內(nèi)；這是技術(shù)人員根據(jù)本實用新型中的技術(shù)特點所作的特定的選擇，當(dāng)然，在超出上述的5毫米之外，也會有比現(xiàn)有技術(shù)有更好的效果，其中包括與端面平等也是有很好的效果。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的輔助孔、氣孔內(nèi)所通氣體為氮氣、氧氣、氬氣、氫氣、空氣、或上述氣體中幾種氣體的混合，作為更佳選擇，上述氣體為氮氣、或空氣。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的中空毛細(xì)管發(fā)射針為中空玻璃毛細(xì)管或中空金屬毛細(xì)管。作為更佳選擇，所述的中空毛細(xì)管發(fā)射針出口為針尖狀的中空玻璃毛細(xì)管或中空金屬毛細(xì)管，本實用新型中的特定形狀將為本實用新型的技術(shù)效果更加突現(xiàn)。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的真空導(dǎo)入毛細(xì)管為金屬材料、玻璃材料、或陶瓷材料制作而成。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的中空毛細(xì)管發(fā)射針、真空導(dǎo)入毛細(xì)管、液相色譜連接管、真空導(dǎo)入毛細(xì)管、高壓電接頭、中空毛細(xì)管發(fā)射針支架在同一軸心上。作為優(yōu)選，上述電噴霧離子發(fā)生器中的真空導(dǎo)入毛細(xì)管的另一端與質(zhì)譜儀相連。有益效果本實用新型與背景技術(shù)相比，合理的設(shè)計使發(fā)射尖端與真空導(dǎo)入毛細(xì)管完好的同一軸心上，采用了全新的氣流設(shè)計，確保中空毛細(xì)管發(fā)射針出口處的氣體流速為零，合理的設(shè)計的真空導(dǎo)入毛細(xì)管，使得扇形發(fā)射的離子團(tuán)向真空導(dǎo)入毛細(xì)管中心聚焦， 將離子導(dǎo)入到質(zhì)譜儀。本實用新型具有離子發(fā)射穩(wěn)定，離子傳輸效率高等優(yōu)點，它是目前一種較為理想的電噴霧離子源。

圖1本實用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖2本實用新型中真空導(dǎo)入毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)示意圖圖3本實用新型的加熱毛細(xì)管氣流原理示意圖圖4本實用新型的應(yīng)用結(jié)構(gòu)剖視示意圖圖5本實用新型中中空毛細(xì)管發(fā)射針支架的結(jié)構(gòu)剖示示意圖圖6本實用新型的應(yīng)用裝置連接示意圖圖7試驗數(shù)據(jù)圖一圖8試驗數(shù)據(jù)圖二1、液相色譜連接管5、固定塊6、前端空腔7、側(cè)孔8、后端空腔10、中空毛細(xì)管發(fā)射針11、腔體12、輔助孔13、氣孔14、底面15、端面20、高壓電接頭50、真空導(dǎo)入毛細(xì)管 30、中空毛細(xì)管發(fā)射針支架55、旋轉(zhuǎn)氣流60、離子團(tuán)70、質(zhì)譜儀80、氣體導(dǎo)管82、液相色譜分離柱85、電噴霧離子源90、液相色譜儀95、高壓電源100、高壓輔助氣體鋼瓶
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施作具體說明實施例1根據(jù)圖1、圖2、圖4、圖5所示結(jié)構(gòu)，制作一種電噴霧離子發(fā)生器，它包括中空毛細(xì)管發(fā)射針10、高壓電接頭20、中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30，固定塊5的一端位于高壓電接頭 20空腔的前段，且固定塊5的中間有一個通孔；液相色譜連接管1穿過固定塊5內(nèi)的通孔， 固定于高壓電接頭20內(nèi)，且液相色譜連接管1的外壁與固定塊5的通孔內(nèi)壁緊密配合；真空導(dǎo)入毛細(xì)管50與高壓電接頭20通過中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30配套連接，中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的一端內(nèi)嵌于高壓電接頭20的內(nèi)腔，另一端內(nèi)嵌于真空導(dǎo)入毛細(xì)管50的腔體 11內(nèi)，形成連接；中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的中間為貫通空腔，高壓電接頭20內(nèi)嵌一端的前端空腔6的直徑與中空毛細(xì)管發(fā)射針10直徑配套；中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的后端空腔8直徑為中空毛細(xì)管發(fā)射針10直徑的1. 2倍，且中空毛細(xì)管發(fā)射針10的側(cè)邊有若干個側(cè)孔7與后端空腔8貫通；真空導(dǎo)入毛細(xì)管50的腔體11的底面14為一弧形面，底面14與中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的端面15間有一縫隙；真空導(dǎo)入毛細(xì)管50的側(cè)面有氣孔13，氣孔13與中空毛細(xì)管發(fā)射針10的側(cè)邊側(cè)孔7貫通；中空毛細(xì)管發(fā)射針10與真空導(dǎo)入毛細(xì)管 50在同一軸心上，中空毛細(xì)管發(fā)射針10的針尖超出中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的端面15 ； 高壓電接頭20空腔為兩頭大、中間小，液相色譜連接管1與中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30在高壓電接頭20空腔的中間部位對接。然后根據(jù)圖6所示結(jié)構(gòu)，把上述電噴霧離子發(fā)生器與質(zhì)譜儀70、氣體導(dǎo)管80、液相色譜分離柱82、電噴霧離子源85、液相色譜儀90、高壓電源95、高壓輔助氣體鋼瓶100連接成一個整體。[0041]將中空毛細(xì)管發(fā)射針10插入真空導(dǎo)入毛細(xì)管50，液體通過液相色譜連接管流入中空毛細(xì)管發(fā)射針10，質(zhì)譜儀70的真空系統(tǒng)，通過真空導(dǎo)入毛細(xì)管50，在中空毛細(xì)管發(fā)射針10與中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30之間的中空毛細(xì)管發(fā)射針的周圍形成一個輔助氣流，在高壓電接頭20上加上電壓后，在中空毛細(xì)管發(fā)射針10的頂端，形成一個泰勒錐，在泰勒錐的頂端發(fā)射扇形狀離子團(tuán)60，由于質(zhì)譜儀70的抽氣作用，真空導(dǎo)入毛細(xì)管50表面形成一個旋轉(zhuǎn)氣流陽，將離子聚焦在真空導(dǎo)入毛細(xì)管50的中心送入質(zhì)譜儀70，如圖4所示。其中圖3為本實用新型實施過程中的原理圖。現(xiàn)采用液相色譜流量為50微升/分，進(jìn)樣量為100飛摩爾，1飛摩爾是1摩爾的 10_15，為一個計量單位，樣品為美國Sigma公司，Angiotensin III，質(zhì)譜為美國熱電LCQ離子井；經(jīng)試驗得圖7所示數(shù)據(jù)。圖7的上方為本實用新型結(jié)果，下方為常規(guī)電噴霧離子源的結(jié)果，圖中可見，本實用新型信號強(qiáng)度增加了 2倍，信噪比是常規(guī)電噴霧離子源的30倍左右?，F(xiàn)采用液相色譜流量為200納升/分，進(jìn)樣量為50飛摩爾，樣品為美國Michrom 公司，酶解牛血清蛋白，質(zhì)譜為美國熱電LCQ離子井，經(jīng)試驗得圖8所示數(shù)據(jù)。圖8中上方為質(zhì)譜的總離子軌跡，下方為質(zhì)譜的最高離子峰軌跡，圖中可見，在75 分鐘的分析過程中，兩種離子軌跡圖，都沒有發(fā)生斷續(xù)現(xiàn)象，說明離子流非常穩(wěn)定，常規(guī)電噴霧離子源是完全無法實現(xiàn)的。實施例2采用如實施例1相同的結(jié)構(gòu)，對其中的真空導(dǎo)入毛細(xì)管50的側(cè)面開有輔助孔12， 輔助孔12與腔體11貫通；真空導(dǎo)入毛細(xì)管50側(cè)面上的輔助孔12有4個，輔助孔12內(nèi)所通氣體為氮氣；中空毛細(xì)管發(fā)射針10的針尖超出中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的端面15為2 毫米；中空毛細(xì)管發(fā)射針10為中空玻璃毛細(xì)管；真空導(dǎo)入毛細(xì)管50為金屬材料，再把中空毛細(xì)管發(fā)射針10、真空導(dǎo)入毛細(xì)管50、液相色譜連接管1、真空導(dǎo)入毛細(xì)管50、高壓電接頭 20、中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30在同一軸心上；中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的后端空腔8直徑為中空毛細(xì)管發(fā)射針10直徑的1. 3倍；現(xiàn)采用液相色譜流量為50微升/分，進(jìn)樣量為100 飛摩爾，樣品為美國Sigma公司，Angiotensin III，質(zhì)譜為美國熱電LCQ離子井，實驗所得結(jié)果與圖7接近，技術(shù)效果良好。實施例3采用如實施例1相同的結(jié)構(gòu)，對其中的真空導(dǎo)入毛細(xì)管50的側(cè)面開有輔助孔12， 輔助孔12與腔體11貫通；真空導(dǎo)入毛細(xì)管50側(cè)面上的輔助孔12有8個，輔助孔12內(nèi)所通氣體為空氣；中空毛細(xì)管發(fā)射針10的針尖超出中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的端面15為5 毫米；中空毛細(xì)管發(fā)射針10為中空金屬毛細(xì)管；真空導(dǎo)入毛細(xì)管50為陶瓷材料制作而成， 再把中空毛細(xì)管發(fā)射針10、真空導(dǎo)入毛細(xì)管50、液相色譜連接管1、真空導(dǎo)入毛細(xì)管50、高壓電接頭20、中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30在同一軸心上；中空毛細(xì)管發(fā)射針支架30的后端空腔8直徑為中空毛細(xì)管發(fā)射針10直徑的1. 4倍；現(xiàn)采用液相色譜流量為200納升/分， 進(jìn)樣量為50飛摩爾，樣品為美國Michrom公司，酶解牛血清蛋白，質(zhì)譜為美國熱電LCQ離子井，進(jìn)行試驗，實驗所得結(jié)果與圖8接近，技術(shù)效果良好。在本實用新型中所采用的輔助氣體為上述氣體的混合物時，也有同樣的良好技術(shù)效果。
權(quán)利要求1.一種電噴霧離子發(fā)生器，它包括中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)、高壓電接頭(20)、中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)，其特征在于固定塊(5)的一端位于高壓電接頭00)空腔的前段，且固定塊(5)的中間有一個通孔；液相色譜連接管(1)穿過固定塊(5)內(nèi)的通孔，固定于高壓電接頭00)內(nèi)，且液相色譜連接管⑴的外壁與固定塊(5)的通孔內(nèi)壁緊密配合；真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)與高壓電接頭00)通過中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)配套連接， 中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)的一端內(nèi)嵌于高壓電接頭00)的內(nèi)腔，另一端內(nèi)嵌于真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)的腔體(11)內(nèi)，形成連接；中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)的中間為貫通空腔，與高壓電接頭00)內(nèi)嵌一端的中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)的前端空腔(6)直徑與中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)直徑配套；中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)的后端空腔(8)直徑為中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)直徑的1. 1倍以上， 前端空腔(6)小于后端空腔(8)；且中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)的側(cè)邊有若干個側(cè)孔(7)與后端空腔⑶貫通；真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)的腔體(11)的底面(14)為一弧形面，底面(14)與中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)的端面(1 間有一縫隙；真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)的側(cè)面有氣孔(13)，氣孔 (13)與中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)的側(cè)邊側(cè)孔(7)貫通；中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)與真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)在同一軸心上，中空毛細(xì)管發(fā)射針 (10)的針尖超出中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)的端面(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的高壓電接頭00) 空腔為兩頭大、中間小，液相色譜連接管(1)與中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)在高壓電接頭 (20)空腔的中間部位對接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的真空導(dǎo)入毛細(xì)管 (50)的側(cè)面有輔助孔(12)、氣孔(13)，輔助孔(12)和氣孔(13)與腔體(11)貫通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的真空導(dǎo)入毛細(xì)管 (50)側(cè)面上的輔助孔(12)、氣孔(13)，各有1 16個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)側(cè)面上的側(cè)孔(7)與后端空腔(8)貫通，有1 16個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)的針尖超出中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)的端面(15)5毫米以內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的輔助孔(12)、氣孔(1 內(nèi)所通氣體為氮氣、氧氣、氬氣、氫氣、空氣、或上述氣體中幾種氣體的混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的輔助孔(12)、氣孔(1 內(nèi)所通氣體為氮氣、或空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)為中空玻璃毛細(xì)管或中空金屬毛細(xì)管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)出口為針尖狀的中空玻璃毛細(xì)管或中空金屬毛細(xì)管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)為金屬材料、玻璃材料、或陶瓷材料制作而成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的中空毛細(xì)管發(fā)射針(10)、真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)、液相色譜連接管(1)、真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)、高壓電接頭 (20)、中空毛細(xì)管發(fā)射針支架(30)在同一軸心上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電噴霧離子發(fā)生器，其特征在于所述的真空導(dǎo)入毛細(xì)管(50)的另一端與質(zhì)譜儀(70)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種分析儀器領(lǐng)域，具體是指一種用于醫(yī)藥小分子和生物大分子離子生成的儀器。本實用新型是通過中空毛細(xì)管發(fā)射針、發(fā)射針支架，發(fā)射針支架在發(fā)射針的周圍形成一個向前流動的層流氣體，消除中空毛細(xì)管發(fā)射針內(nèi)流出的液體在毛細(xì)管外的毛細(xì)管反流效應(yīng)，使液體向前流動；真空導(dǎo)入毛細(xì)管的入口為特殊設(shè)計弧形機(jī)構(gòu)，使得在某一個位置的氣流在任何方向的速度為零，此處剛好為中空毛細(xì)管發(fā)射針的出口處，從而確保在大流量范圍內(nèi)，發(fā)射針尖頂端的泰勒錐Taylor穩(wěn)定，最終得到穩(wěn)定的離子流。本實用新型的優(yōu)點是具有離子發(fā)射穩(wěn)定，離子傳輸效率高等。本實用新型可廣泛應(yīng)用于離子源制備的場合。
文檔編號G01N30/72GK201975366SQ20112003731
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者呂婷婷, 朱一心 申請人:浙江好創(chuàng)生物技術(shù)有限公司