本技術(shù)涉及一種能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，屬于質(zhì)譜分析。

背景技術(shù)：

1、質(zhì)譜(ms)是一種測(cè)量離子質(zhì)荷比(質(zhì)量-電荷比)的分析工具。質(zhì)譜優(yōu)秀的靈敏度，檢測(cè)限，響應(yīng)速度以及樣品多樣性讓其在分析方法中有著重要的地位。電噴霧離子化技術(shù)(esi)，自上世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)，因其不易引發(fā)碎裂的軟電離特性，已成為質(zhì)譜分析領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的方法。

2、esi作為一種最為常見(jiàn)的離子源，在對(duì)極性小分子物質(zhì)，復(fù)雜生物樣品分析中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是esi對(duì)于極性較低分子的離子化性能相對(duì)較差；當(dāng)待測(cè)樣品中溶劑較難電離時(shí)，樣品難以被離子化。這些特性導(dǎo)致esi對(duì)于低極性或非極性化合物以及部分低電離效率的溶劑中的樣品的檢測(cè)靈敏度較低。因此，需要一種創(chuàng)新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同極性范圍的化合物的質(zhì)譜分析。

3、申請(qǐng)人在專利cn202320306143.x中公開(kāi)了一種基于等離子體霧化氣輔助的電噴霧離子化裝置，該裝置包括電噴霧噴針和質(zhì)譜進(jìn)樣通道，電噴霧噴針通過(guò)導(dǎo)線連接有高壓電源，電噴霧噴針的出口端位于質(zhì)譜進(jìn)樣通道的端口前方，電噴霧噴針的外部套設(shè)有能引入霧化氣的等離子體霧化氣氣路，電噴霧噴針的附近設(shè)有能放電產(chǎn)生等離子體的等離子體引發(fā)裝置，等離子體引發(fā)裝置的放電端設(shè)于等離子體霧化氣氣路內(nèi)部且不與電噴霧噴針接觸。采用所述的基于等離子體霧化氣輔助的電噴霧離子化裝置實(shí)現(xiàn)離子化的操作是：將樣品溶液引入電噴霧噴針；開(kāi)啟等離子體引發(fā)裝置，使等離子體引發(fā)裝置在等離子體霧化氣氣路內(nèi)放電產(chǎn)生等離子體；將霧化氣引入離子體霧化氣氣路，引入的霧化氣在等離子體作用下形成等離子體霧化氣；開(kāi)啟高壓電源，樣品溶液在高壓電與等離子體霧化氣作用下產(chǎn)生噴霧而形成樣品離子，形成的樣品離子通過(guò)質(zhì)譜進(jìn)樣通道進(jìn)入質(zhì)譜儀。由于該裝置使用的是特斯拉線圈產(chǎn)生等離子體，是使用單電極的模式，帶有高壓的放電針位于霧化氣氣路內(nèi)部，因此放電針需要與霧化氣氣路外殼或電噴霧噴針保持一定距離，否則將會(huì)與霧化氣氣路外殼或電噴霧噴針產(chǎn)生放電，影響離子化效果，以致該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易制作，且產(chǎn)生等離子體的區(qū)域不能調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作且產(chǎn)生等離子體的區(qū)域可調(diào)節(jié)的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

3、一種能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，包括毛細(xì)管和質(zhì)譜進(jìn)樣通道，所述毛細(xì)管通過(guò)導(dǎo)線連接有直流高壓電源，所述毛細(xì)管的出口端位于質(zhì)譜進(jìn)樣通道的端口前方，所述毛細(xì)管的外部同軸套設(shè)有能引入氣體的氣體管路，還包括兩者之間具有一定間隔的電極a和電極b，其中：電極a設(shè)于氣體管路的外部，電極b設(shè)于氣體管路的外部或設(shè)于氣體管路的內(nèi)部或設(shè)于毛細(xì)管的外部，電極a與電極b之間通過(guò)導(dǎo)線連接有交流高壓電源并能在交流高壓電源的作用下產(chǎn)生放電等離子體。

4、一種實(shí)施方案，設(shè)于氣體管路外部的電極a和設(shè)于氣體管路外部或毛細(xì)管外部的電極b均為環(huán)狀電極，設(shè)于氣體管路內(nèi)部的電極b為針狀電極或棒狀電極。

5、一種實(shí)施方案，電極a與電極b之間的間隔為1～3cm。

6、一種實(shí)施方案，電極a與電極b之間通過(guò)交流高壓電源施加交流電壓，所述交流電壓包括但不限于方波電壓、正弦波電壓和脈沖電壓。

7、一種實(shí)施方案，所述交流高壓電源的峰值電壓為3～8kv。

8、一種優(yōu)選方案，所述電極的材料包括但不限于金屬、石墨、碳纖維、導(dǎo)電高分子材料。

9、一種實(shí)施方案，所述氣體管路的材料為介電材料，所述介電材料包括但不限于石英、玻璃。

10、一種實(shí)施方案，所述氣體為惰性氣體，包括但不限于氮?dú)?、氦氣、氬氣?/p>

11、一種實(shí)施方案，所述毛細(xì)管為石英毛細(xì)管。

12、一種實(shí)施方案，所述放電等離子體包括但不限于電暈放電等離子體、電火花放電等離子體、介質(zhì)阻擋放電等離子體。

13、一種實(shí)施方案，所述毛細(xì)管的軸線與質(zhì)譜進(jìn)樣通道的軸線位于同一水平線上。

14、一種實(shí)施方案，所述直流高壓電源的工作電壓為1～4kv。

15、一種實(shí)施方案，所述毛細(xì)管的出口端與質(zhì)譜進(jìn)樣通道的端口之間的距離為5～20mm。

16、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于：

17、1、本實(shí)用新型所述的電噴霧離子化裝置能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電噴霧離子化與等離子體離子化兩類離子化過(guò)程，可用于不同極性物質(zhì)的同時(shí)質(zhì)譜分析，可以單獨(dú)使用電噴霧離子化過(guò)程對(duì)極性較高化合物進(jìn)行分析，也可以將電噴霧離子化與等離子體離子化過(guò)程相結(jié)合對(duì)中低極性化合物進(jìn)行分析，擴(kuò)展了傳統(tǒng)電噴霧離子化裝置的檢測(cè)分析范圍；

18、2、與現(xiàn)有的基于等離子體技術(shù)的離子化裝置相比，由于本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)等離子體不與樣品直接接觸，因此不會(huì)產(chǎn)生熱裂解、氧化、聚合等副反應(yīng)而影響樣品的檢測(cè)結(jié)果；

19、3、與現(xiàn)有的基于等離子體技術(shù)的離子化裝置相比，由于本實(shí)用新型是采取雙電極放電模式，因而可以產(chǎn)生均勻的放電等離子體，可使離子化效果更加穩(wěn)定；

20、4、與現(xiàn)有的基于等離子體霧化氣輔助的電噴霧離子化裝置相比，不僅可使產(chǎn)生等離子體的區(qū)域能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，而且結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、易于制作，并且可確保產(chǎn)生的等離子體不會(huì)在傳輸過(guò)程中大量損耗；

21、5、本實(shí)用新型中，因產(chǎn)生等離子體區(qū)域中的氣體環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，因此不會(huì)引入等離子體離子化過(guò)程中常見(jiàn)的背景信號(hào)；

22、6、與傳統(tǒng)放電等離子體離子化(如大氣壓化學(xué)電離)相比，本裝置中等離子體與樣品同軸引入，而不是將樣品噴到等離子體區(qū)域，更長(zhǎng)的等離子體與樣品的接觸時(shí)間提高了離子化效率；

23、7、本實(shí)用新型裝置可方便地與常見(jiàn)的電噴霧技術(shù)(如：解吸電噴霧電離、原位超聲噴霧電離、溶劑輔助電噴霧電離等)和質(zhì)譜儀(如：三重四極桿質(zhì)譜儀、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀、離子阱質(zhì)譜儀等)聯(lián)用，可以應(yīng)用到其他質(zhì)譜分析中，應(yīng)用范圍廣，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.一種能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，包括毛細(xì)管和質(zhì)譜進(jìn)樣通道，所述毛細(xì)管通過(guò)導(dǎo)線連接有直流高壓電源，所述毛細(xì)管的出口端位于質(zhì)譜進(jìn)樣通道的端口前方，所述毛細(xì)管的外部同軸套設(shè)有能引入氣體的氣體管路；其特征在于：還包括兩者之間具有一定間隔的電極a和電極b，其中：電極a設(shè)于氣體管路的外部，電極b設(shè)于氣體管路的外部或設(shè)于氣體管路的內(nèi)部或設(shè)于毛細(xì)管的外部，電極a與電極b之間通過(guò)導(dǎo)線連接有交流高壓電源并能在交流高壓電源的作用下產(chǎn)生放電等離子體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：設(shè)于氣體管路外部的電極a和設(shè)于氣體管路外部或毛細(xì)管外部的電極b均為環(huán)狀電極，設(shè)于氣體管路內(nèi)部的電極b為針狀電極或棒狀電極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：電極a與電極b之間的間隔為1～3cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：所述交流高壓電源的峰值電壓為3～8kv。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：所述氣體管路的材料為介電材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：所述毛細(xì)管為石英毛細(xì)管。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：所述氣體為惰性氣體。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：所述毛細(xì)管的軸線與質(zhì)譜進(jìn)樣通道的軸線位于同一水平線上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：所述直流高壓電源的工作電壓為1～4kv。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，其特征在于：所述毛細(xì)管的出口端與質(zhì)譜進(jìn)樣通道的端口之間的距離為5～20mm。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種能實(shí)現(xiàn)放電等離子體參與的電噴霧離子化裝置，包括毛細(xì)管和質(zhì)譜進(jìn)樣通道，毛細(xì)管通過(guò)導(dǎo)線連接有直流高壓電源，毛細(xì)管的外部同軸套設(shè)有能引入氣體的氣體管路，還包括兩者之間具有一定間隔的電極A和電極B，其中：電極A設(shè)于氣體管路的外部，電極B設(shè)于氣體管路的外部或設(shè)于氣體管路的內(nèi)部或設(shè)于毛細(xì)管的外部，電極A與電極B之間通過(guò)導(dǎo)線連接有交流高壓電源并能在交流高壓電源的作用下產(chǎn)生放電等離子體。本技術(shù)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電噴霧離子化與等離子體離子化兩類離子化過(guò)程，不僅在提高靈敏度的同時(shí)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同極性的化合物以及溶解在不同極性溶劑中的化合物的高效電離，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)研發(fā)人員：郭寅龍,包茗脈,劉穎超,柏家輝,徐浩楠,張立,張菁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：20231106
技術(shù)公布日：2024/8/20