一種敞開式火焰離子化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種敞開式火焰離子化裝置，屬于質(zhì)譜分析技術領域。
【背景技術】
[0002]質(zhì)譜(MS)是一種分析復雜混合物，提供有關分子信息、重量和被分析物的化學結(jié)構(gòu)的強大工具。近年來，隨著離子化技術和質(zhì)量分析器的不斷創(chuàng)新與改進，質(zhì)譜成為發(fā)展最迅速的分析技術之一，目前質(zhì)譜技術在化學與化工、生物學與生命科學、醫(yī)學、藥學、材料科學、環(huán)境保護等領域的應用越來越廣泛。
[0003]通常的離子化方法包括電噴霧電離(ESI)、大氣壓化學電離(APCI)以及固體常用的基質(zhì)輔助激光解吸電離離子化(MALDI)。上述這些離子化技術屬于封閉式的離子化技術，采用上述離子化技術進行質(zhì)譜分析之前通常需要對物質(zhì)進行前處理，比如一些成分較為復雜的混合物通常在MS測定之前需要使用色譜來進行分離，以盡量減少混合物中的雜質(zhì)對分析物離子化的抑制效果等。
[0004]近年來，無需復雜前處理、在樣品原始環(huán)境、離子源敞開條件下實現(xiàn)離子化的質(zhì)譜技術已經(jīng)成為質(zhì)譜技術領域的前沿而備受關注。2004年Cooks等在ESI的基礎上研發(fā)出解吸電噴霧離子化技術(DESI)，2005年Robert B.Cody等在APCI的基礎上研發(fā)出實時直接分析離子化技術(DART)，從而開啟了敞開式離子化技術的發(fā)展。這一技術使得無需樣品制備的復雜混合物的快速、直接分析可以得到快速的實現(xiàn)。采用這些方法進行待測化合物的定性定量過程通常只需要幾秒鐘就可以實現(xiàn)。
[0005]在目前已經(jīng)商品化了的敞開式離子化技術中，DART相較于DESI而言，DART技術的商品化較早，也較為成熟，行業(yè)使用范圍更廣泛。盡管DART具有操作快速、不需要溶劑等優(yōu)點，但是DART本身也還存在著一些缺陷。比如DART的溫度調(diào)整范圍較小，通常在50-550°C，因此其能檢測到的多為小分子，一些大分子的化合物不易解析；同時，雖然氮氣和氦氣都可以作為DART的離子化氣體，但是由于氮氣作為離子化氣體時會引發(fā)一些副反應，因此DART通常采用氦氣作為離子化氣體，而氦氣的成本很高，這就使得分析測試成本很高，同時DART的實驗裝置很復雜，操作也較為復雜。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是提供一種解析溫度較廣、結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、成本低廉的敞開式火焰離子化裝置。
[0007]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]—種敞開式火焰離子化裝置，包括火焰和作為樣品載體的樣品棒，所述的樣品棒固定在質(zhì)譜進樣通道處，所述的火焰置于質(zhì)譜進樣通道處，樣品棒的負載樣品端置于火焰中或火焰附近。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述的火焰、樣品棒、質(zhì)譜進樣通道三者之間為分離狀態(tài)，且三者之間的相互位置可以調(diào)節(jié)。
[0010]作為優(yōu)選方案，樣品棒的負載樣品端置于質(zhì)譜進樣通道的軸線上。
[0011]作為進一步優(yōu)選方案，所述樣品棒的軸線與質(zhì)譜進樣通道的軸線間的夾角α為O?180度。
[0012]作為進一步優(yōu)選方案，所述火焰的焰心軸線與樣品棒的軸線間的夾角β為O?90度。
[0013]作為進一步優(yōu)選方案，樣品棒的負載樣品端與質(zhì)譜進樣通道間的距離d為I?30mmo
[0014]作為優(yōu)選方案，所述的樣品棒選用耐高溫材料，例如:耐高溫碳纖維、鋁鎂磚、合金或玻璃等材料，以耐高溫玻璃棒最佳，可方便清洗后再次利用。
[0015]作為優(yōu)選方案，所述的火焰連接有燃料供給裝置。
[0016]作為進一步優(yōu)選方案，所述的燃料供給裝置包括燃料傳輸管和燃料罐，在燃料傳輸管與所述燃料罐的前端出口之間設有燃料流量微調(diào)閥，在所述燃料罐的后端設有燃料流量調(diào)節(jié)閥。燃料儲存在燃料罐中，燃料罐連接有燃料傳輸管，燃料通過燃料傳輸管傳輸出去并被點燃產(chǎn)生火焰從而使待分析物質(zhì)進行離子化。進行質(zhì)譜分析時，打開燃料流量調(diào)節(jié)閥，使存儲在燃料罐中的燃料通過燃料傳輸管輸送到點火位置，并通過燃料流量微調(diào)閥對燃料的流量進一步微調(diào)，使產(chǎn)生的火焰大小適合于分析需求。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下顯著性有益效果:
[0018]1、與現(xiàn)有技術中的實時直接分析技術(DART)相比較，本實用新型提供的敞開式火焰離子化裝置，不僅結(jié)構(gòu)簡單、實用性強，同時避免了 DART中大量氦氣的使用，大大降低了分析成本；而且本實用新型裝置既可與常見的質(zhì)譜儀(如:三重四極桿質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀、離子阱質(zhì)譜儀、傅里葉變換離子回旋共振等)相兼容，也可推廣應用到其它質(zhì)譜分析中，應用范圍廣泛；
[0019]2、與現(xiàn)有技術中的實時直接分析技術(DART)相比較，本實用新型只需通過點燃不同的燃料，即可得到溫度為50?1500度的火焰，從而滿足不同分子量大小的化合物的離子化要求，不僅適用范圍更廣，而且操作簡單，易于實現(xiàn)；
[0020]3、采用本實用新型裝置進行質(zhì)譜分析，采樣方便且無需進行樣品前處理操作:對于液體樣品可采用蘸取或滴加方式直接采樣，對于固體樣品，可在用適宜溶劑潤濕后采用蘸取方式采樣或形成溶液后采用滴加方式采樣；不僅簡化了采樣操作，大大縮短了分析時間，尤其是，本實用新型只需要消耗極微量(I?3yL)的樣品溶液，可用于微量待測樣品的質(zhì)譜分析。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實施例1提供的敞開式火焰離子化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例1提供的燃料供給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例2提供的敞開式火焰離子化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本實用新型實施例3提供的敞開式火焰離子化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中標號示意如下:
[0026]1-火焰；2_樣品棒；21_負載樣品端；3_質(zhì)譜進樣通道；4_燃料傳輸管；5_燃料罐；6_燃料流量微調(diào)閥；7_燃料流量調(diào)節(jié)閥。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型技術方案做進一步詳細、完整地說明。
[0028]實施例1
[0029]如圖1所示:本實施例提供的一種敞開式火焰離子化裝置包括火焰I和樣品棒2，所述的樣品棒2固定在質(zhì)譜進樣通道3處，所述的火焰I也置于質(zhì)譜進樣通道3處，所述的火焰1、樣品棒2、質(zhì)譜進樣通道3三者之間為分離狀態(tài)，三者之間的相互位置可以調(diào)節(jié)；所述樣品棒2的負載樣品端21置于質(zhì)譜進樣通道3的軸線上。所述樣品棒2的軸線與質(zhì)譜進樣通道3的軸線間的夾角α為120度，所述火焰I的焰心軸線與樣品棒2的軸線間的夾角β為30度，所述樣品棒2的負載樣品端21與質(zhì)譜進樣通道3間的距離d為10mm。
[0030]如圖2所示:所述火焰I連有燃料供給裝置，所述的燃料供給裝置包括燃料傳輸管4和燃料罐5，在燃料傳輸管4與所述燃料罐5的前端出口之間設有燃料流量微調(diào)閥6，在所述燃料罐5的后端設有燃料流量調(diào)節(jié)閥7。
[0031]所述的樣品棒2可選用耐高溫玻璃棒。
[0032]實施例2
[0033]如圖3所示:本實施例提供的一種敞開式火焰離子化裝置包括火焰I和樣品棒2，所述的樣品棒2固定在質(zhì)譜進樣通道3處，所述的火焰I也置于質(zhì)譜進樣通道3處，所述的火焰1、樣品棒2、質(zhì)譜進樣通道3三者之間為分離狀態(tài)，三者之間的相互位置可以調(diào)節(jié)；所述樣品棒2的負載樣品端21置于質(zhì)譜進樣通道3的軸線上。所述樣品棒2的軸線與質(zhì)譜進樣通道3的軸線間的夾角α為45度，所述火焰I的焰心軸線與樣品棒2的軸線間的夾角β為45度，所述樣品棒2的負載樣品端21與質(zhì)譜進樣通道3間的距離d為10mm。
[0034]所述的樣品棒2可選用耐高溫碳纖維棒。
[0035]實施例3
[0036]如圖4所示:本實施例提供的一種敞開式火焰離子化裝置包括火焰I和樣品棒2，所述的樣品棒2固定在質(zhì)譜進樣通道3處，所述的火焰I也置于質(zhì)譜進樣通道3處，所述的火焰1、樣品棒2、質(zhì)譜進樣通道3三者之間為分離狀態(tài)，三者之間的相互位置可以調(diào)節(jié)；所述樣品棒2的負載樣品端21置于質(zhì)譜進樣通道3的軸線上。所述樣品棒2的軸線與質(zhì)譜進樣通道3的軸線間的夾角α為90度，所述火焰I的焰心軸線與樣品棒2的軸線間的夾角β為90度，所述樣品棒2的負載樣品端21與質(zhì)譜進樣通道3間的距離d為10mm。
[0037]最后需要在此說明的是:本實用新型所述樣品棒的材質(zhì)不僅僅局限于耐高溫玻璃和耐高溫碳纖維材料，只要是不影響離子化效果的耐高溫材料都可以，比如鋁鎂磚、合金材料等；所述樣品棒的軸線與質(zhì)譜進樣通道的軸線間的夾角α可在O?180度范圍進行調(diào)節(jié)，所述火焰的焰心軸線與樣品棒的軸線間的夾角β可在O?90度范圍進行調(diào)節(jié)，樣品棒的負載樣品端與質(zhì)譜進樣通道間的距離d可在I?30mm范圍進行調(diào)節(jié)，以更好地滿足與傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀、三重四極桿質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀、離子阱質(zhì)譜儀或其他質(zhì)譜儀的配合使用要求?？傊陨蟽?nèi)容只用于對本實用新型的技術方案作進一步詳細地說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領域的技術人員根據(jù)本實用新型的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種敞開式火焰離子化裝置，其特征在于:包括火焰和樣品棒，所述的樣品棒固定在質(zhì)譜進樣通道處，所述的火焰置于質(zhì)譜進樣通道處，樣品棒的負載樣品端置于火焰中或火焰附近。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式火焰離子化裝置，其特征在于:樣品棒的負載樣品端置于質(zhì)譜進樣通道的軸線上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式火焰離子化裝置，其特征在于:樣品棒的軸線與質(zhì)譜進樣通道的軸線間的夾角α為O?180度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式火焰離子化裝置，其特征在于:所述火焰的焰心軸線與樣品棒的軸線間的夾角β為O?90度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式火焰離子化裝置，其特征在于:樣品棒的負載樣品端與質(zhì)譜進樣通道間的距離d為I?30mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式火焰離子化裝置，其特征在于:所述的火焰連接有燃料供給裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的敞開式火焰離子化裝置，其特征在于:所述的燃料供給裝置包括燃料傳輸管和燃料罐，在燃料傳輸管與所述燃料罐的前端出口之間設有燃料流量微調(diào)閥，在所述燃料罐的后端設有燃料流量調(diào)節(jié)閥。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式火焰離子化裝置，其特征在于:所述樣品棒選用耐高溫玻璃棒。
【專利摘要】本實用新型公開了一種敞開式火焰離子化裝置，所述裝置包括火焰和樣品棒，所述的樣品棒固定在質(zhì)譜進樣通道處，所述的火焰置于質(zhì)譜進樣通道處，樣品棒的負載樣品端置于火焰中或火焰附近。使用本實用新型裝置實現(xiàn)離子化的方法包括：先將樣品引入樣品棒的一端，再將負載樣品的樣品棒固定在質(zhì)譜進樣通道的端口，并使樣品棒的負載樣品端置于火焰中或火焰附近，然后點燃火焰使樣品產(chǎn)生離子化。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、清潔環(huán)保、使用方便、可實現(xiàn)的解析溫度范圍及適用的待分析的物質(zhì)分子量范圍廣、普適性強等優(yōu)點。
【IPC分類】G01N27/62
【公開號】CN204789463
【申請?zhí)枴緾N201520544461
【發(fā)明人】郭寅龍, 劉小潘, 王昊陽, 涂奇奇
【申請人】中國科學院上海有機化學研究所
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月24日