本發(fā)明涉及一種用于質(zhì)譜成像的電噴霧解吸電離裝置。

背景技術(shù)：

質(zhì)譜成像是檢測(cè)物質(zhì)成分空間分布的儀器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)固體樣品成分空間分布檢測(cè)，古玩鑒定，刑事偵查，司法鑒定等領(lǐng)域。使用質(zhì)譜成像檢測(cè)樣品成分空間分布首先要將固體樣品轉(zhuǎn)化為離子形態(tài)，對(duì)于不同形態(tài)的樣品一般采用不同的電離方式。

對(duì)于通過電噴霧解吸電離產(chǎn)生高能離子電離固體樣品，往往由于噴霧毛細(xì)管的直徑過小，難以在尖端保證內(nèi)液流通路和外氣流通路同軸，充分發(fā)揮外氣流對(duì)內(nèi)電噴霧的作用。而且，在質(zhì)譜成像過程中通常使用步進(jìn)移動(dòng)檢測(cè)，在檢測(cè)兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，噴霧的持續(xù)會(huì)導(dǎo)致樣品的污染。而整個(gè)成像過程，短時(shí)間的開啟和關(guān)閉電噴霧解吸裝置，不能達(dá)到噴霧穩(wěn)定的效果。因此，在保證噴霧效果良好、具有較好電離效果和持續(xù)穩(wěn)定的條件下，在移動(dòng)過程中，降低樣品污染，去除成像引入的噪聲，消除成像模糊，是提高成像分辨率所要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于質(zhì)譜成像的電噴霧解吸電離裝置，在保證噴霧持續(xù)穩(wěn)定的同時(shí)，去除檢測(cè)的移動(dòng)過程中噴霧對(duì)樣品污染而引入的噪聲，消除成像模糊，提高成像分辨率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于質(zhì)譜成像的電噴霧解吸電離裝置，包括載液內(nèi)管和套設(shè)在所述載液內(nèi)管外的載氣外管，所述載液內(nèi)管用于輸出施加了高電壓的噴霧溶液，所述載氣錐型外管用于輸出噴霧輔助氣流，作用于所述載液內(nèi)管輸出的噴霧溶液上，形成的電噴霧以對(duì)樣品進(jìn)行解吸電離，其特征在于，還包括設(shè)置在所述載液內(nèi)管和所述載氣錐型外管的出口處的外加氣流場(chǎng)裝置，所述外加氣流場(chǎng)裝置在受控啟動(dòng)時(shí)對(duì)所述電噴霧施加氣流場(chǎng)以將所述電噴霧引離樣品所在區(qū)域。

進(jìn)一步地：

所述外加氣流場(chǎng)裝置包括停止噴霧輔助氣正壓通道和停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道，所述停止噴霧輔助氣正壓通道的出口與和所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道的入口相對(duì)設(shè)置在所述載液內(nèi)管和所述載氣錐型外管的出口處，由所述停止噴霧輔助氣正壓通道輸出的輔助氣的正壓加載在所述停止噴霧輔助氣正壓通道的出口，由所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道提供的負(fù)壓加載在所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道的入口，所述正壓和所述負(fù)壓之間形成的所述氣流場(chǎng)將所述電噴霧引至所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道內(nèi)。

所述停止噴霧輔助氣正壓通道和所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道分別設(shè)置在所述載液內(nèi)管和所述載氣錐型外管的兩側(cè)，并形成朝噴霧方向會(huì)聚的夾角。

通過對(duì)所述停止噴霧輔助氣正壓通道的出口和所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道的入口的氣流方向和流速的控制來(lái)控制所述電噴霧的引出。

20psi至50psi的正壓加載在所述停止噴霧輔助氣正壓通道的出口，20psi至50psi的負(fù)壓加載在所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道的入口。

還包括三通密封連接件和外保護(hù)殼體，所述載液內(nèi)管和所述載氣外管同軸嵌入在所述三通密封連接件內(nèi)，所述載液內(nèi)管從所述三通密封連接件的第一端插入并從所述三通密封連接件的第二端伸出，所述載氣外管的一端嵌于所述三通密封連接件內(nèi)，與所述三通密封連接件的噴霧輔助氣入口連通，所述載氣外管的另一端從所述三通密封連接件的第二端伸出，所述外保護(hù)殼體在所述三通密封連接件的第二端外包圍所述載液內(nèi)管和所述載氣外管的伸出部分，并具有電噴霧出口，所述停止噴霧輔助氣正壓通道和停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道形成在所述外保護(hù)殼體上。

所述三通密封連接件為聚醚醚酮半結(jié)晶性熱塑有機(jī)材料。

所述載液內(nèi)管和所述載氣外管具有錐型尖端出口。

所述載液內(nèi)管和所述載氣外管由石英玻璃管快速拉絲加工而成。

本發(fā)明的有益效果：

針對(duì)電噴霧解吸能力，移動(dòng)過程由噴霧溶液和離子帶來(lái)的成像模糊，本發(fā)明的電噴霧解吸電離裝置為其提供了行之有效的解決方案。通過外加氣流場(chǎng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電噴霧的實(shí)時(shí)控制，在移動(dòng)過程中，利用外加氣流場(chǎng)的作用，將噴霧離子引出反應(yīng)區(qū)域,在保證噴霧效果良好、具有較好電離效果和持續(xù)穩(wěn)定的條件下，降低了對(duì)樣品污染所帶入的成像模糊，從而提高了用于質(zhì)譜成像的電離空間分辨率。本發(fā)明可用于質(zhì)譜成像檢測(cè)，在步進(jìn)運(yùn)行獲取數(shù)據(jù)的模式下，具有更好的成像效果。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)聚焦效果好，電離能力強(qiáng)的電噴霧解吸電離裝置，提高了用于質(zhì)譜成像的電離分辨率；

(2)本發(fā)明在噴霧過程中，電噴霧的液路和氣路不進(jìn)行改變，易于保證噴霧的持續(xù)穩(wěn)定，提高成像穩(wěn)定性。

(3)本發(fā)明中使用外加氣流場(chǎng)來(lái)對(duì)穩(wěn)定噴霧的引流，使得移動(dòng)時(shí)不污染樣品，操作簡(jiǎn)潔方便，提高成像分辨率。

(4)在優(yōu)選的實(shí)施例中，非同軸雙氣流場(chǎng)分布，增強(qiáng)了電離與非電離時(shí)系統(tǒng)的性能。

(5)在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明中石英玻璃管快速拉絲生成短距離內(nèi)減少壁厚和內(nèi)外徑的錐嘴，保證了兩個(gè)管路的同軸性，有利于電噴霧的形成。

(6)聚醚醚酮材料和拉絲石英管配合密封，減少硬質(zhì)材料直接接觸密封，提高密封性和耐用性。

綜上，使用本發(fā)明的電噴霧解吸電離裝置，在保證噴霧效果良好、具有較好電離效果和持續(xù)穩(wěn)定的條件下，在移動(dòng)過程中利用外加氣流場(chǎng)的作用，將噴霧離子引出反應(yīng)區(qū)域，降低樣品污染而帶入的成像模糊，去除成像引入的噪聲，提高成像分辨率，解決了在質(zhì)譜成像過程中，傳統(tǒng)的電噴霧解吸電離裝置電離效果差，易污染樣品導(dǎo)致成像模糊的問題，簡(jiǎn)化了固體樣品電離過程，最終能獲得噴霧效果好，成像模糊較少的質(zhì)譜圖像。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的電噴霧解吸電離裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的載液錐型內(nèi)管與載氣錐型外管的錐嘴部分的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參閱圖1和圖2，在一種具體實(shí)施例中，本發(fā)明一種用于質(zhì)譜成像的電噴霧解吸電離裝置，包括載液錐型內(nèi)管1、噴霧輔助氣入口2、載氣錐型外管3、三通密封連接件4、外保護(hù)殼體5、停止噴霧輔助氣正壓通道6、停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道7。所述載液錐型內(nèi)管1和所述載氣錐型外管3都是由石英玻璃管快速拉絲而成，該方法能在短距離內(nèi)減少壁厚和內(nèi)外徑，并通過二次加工形成錐嘴尖端；所述載液錐型內(nèi)管1的一端為液體入口，另一端嵌于所述三通密封連接件4內(nèi)，并伸出與所述載氣錐型外管3連接；所述載氣錐型外管3一端嵌于所述三通密封連接件4內(nèi)，并通過與所述三通密封連接件4的配合使得所述載液錐型內(nèi)管1和所述載氣錐型外管3同軸，所述載液錐型內(nèi)管1與所述載氣錐型外管3之間能通過一定流速的氣流；所述載液錐型內(nèi)管1的錐嘴可設(shè)置成伸出所述載氣錐型外管3的錐嘴；所述三通密封連接件4通過聚醚醚酮的伸縮性與兩邊零件相連接并實(shí)現(xiàn)密封；所述三通密封連接件4上端與所述噴霧輔助氣入口2相連，右端外側(cè)與所述外保護(hù)殼體5相連；所述外保護(hù)殼體5保護(hù)伸出部分用于噴霧的管路，并具有所述停止噴霧輔助氣正壓通道6和所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道7；高壓加于所述載液錐型內(nèi)管1的噴霧溶液上，形成電噴霧，再由所述噴霧輔助氣入口2進(jìn)入的氣流使得形成能解吸電離樣品的離子。質(zhì)譜成像過程中需要步進(jìn)移動(dòng)，為了不在移動(dòng)時(shí)噴霧離子或溶液污染樣品，導(dǎo)致成像不準(zhǔn)確，需要在移動(dòng)時(shí)候完全停止電離樣品，并無(wú)殘留離子或液體流入樣品臺(tái)；通過對(duì)所述停止噴霧輔助氣正壓通道6和所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道7氣流方向和流速的控制，可以使得移動(dòng)時(shí)候不污染樣品；最終完成定點(diǎn)檢測(cè)效果好，成像移動(dòng)時(shí)又不污染樣品的電噴霧解吸電離。該裝置解決了能產(chǎn)生較好噴霧效果的錐嘴尖端難加工問題，而且通過輔助氣流實(shí)現(xiàn)了在成像移動(dòng)過程中不污染樣品，提高了電噴霧解吸能力，消除了移動(dòng)過程由噴霧溶液和離子帶來(lái)的成像模糊信號(hào)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述載液錐型內(nèi)管1和所述載氣錐型外管3采用快速拉絲加工而成，從而在短距離內(nèi)形成壁厚減少和內(nèi)外徑。所述載液錐型內(nèi)管1和所述載氣錐型外管3在短距離內(nèi)形成壁厚和內(nèi)外徑減少的錐嘴，能有效保證制作的所述載液錐型內(nèi)管1和所述載氣錐型外管3的尖端同軸。

在優(yōu)選實(shí)施例中，通過所述三通密封連接件4與所述載液錐型內(nèi)管1和所述載氣錐型外管3之間的定位配合，實(shí)現(xiàn)所述載液錐型內(nèi)管1與所述載氣錐型外管3同軸。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述載液錐型內(nèi)管伸1出所述載氣錐型外管3的錐嘴。

在優(yōu)選實(shí)施例中，采用聚醚醚酮(簡(jiǎn)稱peek)半結(jié)晶性熱塑有機(jī)材料，通過peek伸縮性實(shí)現(xiàn)管路密封。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述外保護(hù)殼體5與所述三通密封連接件4連接并固定，包裹大部分伸出的所述載液錐型內(nèi)管1與所述載氣錐型外管3，使得所述載液錐型內(nèi)管1與所述載氣錐型外管3能不容易斷裂。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述噴霧輔助氣入口2進(jìn)入的氣流與所述停止噴霧輔助氣正壓通道6和所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道7的正負(fù)壓力產(chǎn)生的氣流場(chǎng)分布耦合，通過對(duì)所述停止噴霧輔助氣正壓通道6和所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道7氣流方向和流速的控制，可以確保移動(dòng)時(shí)候不污染樣品。

較佳的，20psi至50psi正壓加載在所述停止噴霧輔助氣正壓通道的出口，20psi至50psi負(fù)壓加載在所述停止噴霧輔助氣負(fù)壓通道的入口。

除氣路和液路進(jìn)出口外，裝置其余各個(gè)接觸面均壓緊密封，防止不同氣體的污染以及對(duì)電噴霧電離產(chǎn)生不良影響。通過石英玻璃管快速拉絲生成短距離內(nèi)減小壁厚，以及內(nèi)外徑的錐嘴，有利于電噴霧的形成。利用聚醚醚酮材料的伸縮性可有效實(shí)現(xiàn)腔體和石英管的密封連接。

本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜成像過程中，較好效果的電噴霧解吸電離，降低污染樣品導(dǎo)致成像模糊。該裝置具體工作流程如下：高壓加于液路上，電噴霧輔助氣流開啟，形成穩(wěn)定電噴霧后開始成像。成像過程中，檢測(cè)完一點(diǎn)后，開啟停止電噴霧輔助氣流進(jìn)出口的壓力，移動(dòng)至下一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)并循環(huán)，完成圖像。

該電噴霧解吸電離裝置尖端同軸度高，操作簡(jiǎn)便，易集成，耐用。不僅有較強(qiáng)的電離效果，而且消除了移動(dòng)過程樣品污染引入的成像模糊。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對(duì)這些已描述的實(shí)施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。