一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離子發(fā)生裝置，具體是指一種用于產(chǎn)生分子加合同位素離子的封閉型發(fā)生器。本發(fā)明包括一臺泰勒錐發(fā)生器，在泰勒錐發(fā)生器的毛細(xì)管出口處有一個封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器；其中泰勒錐發(fā)生器包括毛細(xì)管，在毛細(xì)管的外面接有高壓電接頭，高壓電電接頭與封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器內(nèi)壁形成一個電路回路。本發(fā)明的優(yōu)點是可有效改變以往需要大量同位素源才會產(chǎn)生足夠的分子加合同位素離子束團(tuán)的現(xiàn)狀，使同位素離子的推廣應(yīng)用成為可能，大大降低了同位素離子生產(chǎn)的成本；而且使用該裝置方便。
【專利說明】一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離子發(fā)生裝置，具體是指一種用于產(chǎn)生分子加合同位素離子的封閉型發(fā)生器。

【背景技術(shù)】
[0002]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理，還是停留在兩個模式:1n Evaporat1n Model (IEM)離子蒸發(fā)，與 Charged Residue Model (CRM)電荷殘留機理。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。
[0003]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。
[0004]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0.1%之間。
[0005]為了解決上述問題，很多發(fā)明人發(fā)明了不同機構(gòu)的電噴霧離子源，參考專利號為:美國 US4861988、US5412208、US5432343、US6992299、US5504329。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。
[0006]對于泰勒錐的形成，在《計算機與應(yīng)用化學(xué)》第28卷第11期有相應(yīng)的公開說明，其中通過控制電壓大小，使得溶液在毛細(xì)管管口始終形成液滴而不滴落，這時，毛細(xì)管下端的液滴為凸形的半球狀"溶液在毛細(xì)管管口同時受到表面張力和電場力的作用，隨著電場強度增大，溶液中的同性電荷聚集在液滴表面，表面電荷產(chǎn)生的電場引起液滴變形"當(dāng)電壓達(dá)到某一臨界值Vc時，管口處的溶液由半球形逐漸變?yōu)殄F形，平衡時其半頂端角大約為493"，這一帶電的錐體被大家稱為泰勒錐(Tay lor Cone)"。
[0007]電噴霧離子源(ESI)是目前液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)聯(lián)用最常用的接口，屬軟電離方式，可用于研究熱不穩(wěn)定和極性較大的化合物。由于可產(chǎn)生帶多電荷的分子離子，電噴霧離子源也可用于研究蛋白質(zhì)等生物大分子。Fenn等最早證明了 ESI在生成生物分子離子方面的適用性，直到20世紀(jì)60年代，Dole等生產(chǎn)出第一臺基于電噴霧的質(zhì)譜儀。之后，F(xiàn)enn等使用ESI串聯(lián)四級桿檢測器對分子束進(jìn)行檢測，意識到Dole離子源存在缺陷，并對結(jié)果進(jìn)行解釋，修正了離子源噴針和端板之間的距離，從而降低了噴針電壓。Fenn所設(shè)計的離子源后來演變成Fenn-Whitehouse設(shè)計。該設(shè)計使用玻璃毛細(xì)管將離子從大氣環(huán)境輸送進(jìn)第一真空室，可根據(jù)需求選擇不同內(nèi)徑毛細(xì)管。1987年，Bruins等將氣動輔助噴霧器引入電噴霧接口。霧化氣體有助于穩(wěn)定電噴霧，保持流速接近0.2mL/min,適用于液相串聯(lián)ES1-MS.允許噴嘴和對電極之間有較大的距離，減少了電暈放電的發(fā)生。同時，降低了噴霧過程對噴嘴位置的依賴，若離軸放置噴嘴，可以獲得更高的靈敏度。此后，電噴霧離子源結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)過了一系列改進(jìn)，對其工作原理也有了越來越深刻的認(rèn)識。
[0008]目前，技術(shù)人員一直強調(diào)在泰勒錐發(fā)生器(在本申請中，將形成泰勒錐現(xiàn)象的裝置稱作為泰勒錐發(fā)生器)中毛細(xì)管內(nèi)的液體是產(chǎn)生離子的根本，而對于毛細(xì)管出口處的液體是否會被電離等現(xiàn)象一直未知。在現(xiàn)實需求中，為了得到同位素的離子化，通過現(xiàn)有技術(shù)中的泰勒錐形成的作用，導(dǎo)致同位素離子化過程中會需要很高有成本，所以，對于同位素離子的應(yīng)用受到相當(dāng)?shù)南拗啤?br>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可以方便制備分子加合同位素離子的裝置，可以為同位素離子的廣泛應(yīng)用成為可能。
[0010]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:
[0011]一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于，一臺泰勒錐發(fā)生器，在泰勒錐發(fā)生器的毛細(xì)管出口處有一個封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器。
[0012]作為優(yōu)選，上述一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器中泰勒錐發(fā)生器包括毛細(xì)管，在毛細(xì)管的外面接有高壓電接頭，高壓電電接頭與封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器內(nèi)壁形成一個電路回路。為了實現(xiàn)更好的效果，在毛細(xì)管與容器內(nèi)壁之間有一個氣體流動空隙層，氣體流動空隙層通過若干個側(cè)孔與外界連通。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，上述氣體中的氮氣、或空氣具有更好效果。
[0013]作為優(yōu)選，上述一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器中封閉的放置同位素氣體或液體的容器有一開口與質(zhì)譜儀連接，泰勒錐發(fā)生器的進(jìn)口連接有極性液體；確保在毛細(xì)管中有連續(xù)的泰勒錐現(xiàn)象存在。
[0014]作為優(yōu)選，上述一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器中泰勒錐發(fā)生器的毛細(xì)管進(jìn)口與色譜儀連接。
[0015]作為優(yōu)選，上述一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器中封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器與同位素源連接。
[0016]作為優(yōu)選，上述一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于同位素源與同位素氣體或液體蒸汽的容器之間有閥門；這樣可以有效調(diào)節(jié)同位素氣體或液體蒸汽的流量，控制成本等方便操作。
[0017]有益效果:本發(fā)明可有效改變以往需要大量同位素源才會產(chǎn)生足夠的分子加合同位素離子束團(tuán)的現(xiàn)狀，使同位素離子的推廣應(yīng)用成為可能，大大降低了同位素離子生產(chǎn)的成本；而且使用該裝置方便。由于同位素離子及分子加合離子束團(tuán)有生物、醫(yī)藥、食品等行業(yè)具有非常廣泛的用途，故本發(fā)明可以將這種廣泛應(yīng)用得到更充分的實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖2本發(fā)明實施例中泰勒錐附近是空氣的分析譜圖
[0020]圖3本發(fā)明實施例中泰勒錐附近是空氣和重水D20混合氣體的分析譜圖

【具體實施方式】
[0021]下面對本發(fā)明的實施作具體說明:
[0022]實施例1
[0023]根據(jù)附圖1所示的結(jié)構(gòu)，制作一封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其中包括一臺泰勒錐發(fā)生器，在泰勒錐發(fā)生器I的毛細(xì)管2出口處有一個封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器4 ;在毛細(xì)管2的外面接有高壓電接頭，高壓電電接頭與封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器4內(nèi)壁形成一個電路回路。
[0024]在泰勒錐發(fā)生器I的進(jìn)口連接有極性液體水，然后在高壓電的作用下，極性液體受電場作用，在毛細(xì)管2的出口與容器4的內(nèi)壁之間形成一個電場，同時在容器4內(nèi)有同位素重水(D2O),在毛細(xì)管2的出口處重水(D2O)受電場作用而形成離子。
[0025]通過對所產(chǎn)生的離子進(jìn)行分析，在泰勒錐附近進(jìn)行測定，為了取得較好的對比效果，先對泰勒錐附近的空氣進(jìn)行測定，所得圖譜如圖2所示，再對泰勒錐附近是空氣和重水D2O混合氣體進(jìn)行測定，如圖3所示圖譜。
[0026]實施例2
[0027]根據(jù)附圖1所示的結(jié)構(gòu)，制作一封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其中包括一臺泰勒錐發(fā)生器，在泰勒錐發(fā)生器I的毛細(xì)管2出口處有一個封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器4 ;在毛細(xì)管2的外面接有高壓電接頭，高壓電電接頭與封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器4內(nèi)壁形成一個電路回路。
[0028]在泰勒錐發(fā)生器I的進(jìn)口連接有極性液體水，然后在高壓電的作用下，極性液體受電場作用，在毛細(xì)管2的出口與容器4的內(nèi)壁之間形成一個電場，同時在容器4內(nèi)有同位素重水(D2O),在毛細(xì)管2的出口處重水(D2O)受電場作用而形成離子。并在毛細(xì)管2與容器4內(nèi)壁之間有一個氣體流動空隙層，氣體流動空隙層通過若干個側(cè)孔與外界連通，可以通入N2作為輔助氣體。然后在封閉的放置同位素氣體或液體的容器4有一開口與質(zhì)譜儀3連接，泰勒錐發(fā)生器I的進(jìn)口連接與色譜儀；在同位素源6與同位素氣體或液體蒸汽的容器4之間有閥門5，這樣更方便同位素用量的控制。
[0029]對本實施例進(jìn)行數(shù)據(jù)測得，也可得到如圖2、圖3所示的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于，一臺泰勒錐發(fā)生器，在泰勒錐發(fā)生器(I)的毛細(xì)管(2)出口處有一個封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于泰勒錐發(fā)生器(I)包括毛細(xì)管(2)，在毛細(xì)管(2)的外面接有高壓電接頭，高壓電電接頭與封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器(4)內(nèi)壁形成一個電路回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于毛細(xì)管(2)與容器(4)內(nèi)壁之間有一個氣體流動空隙層，氣體流動空隙層通過若干個側(cè)孔與外界連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于封閉的放置同位素氣體或液體的容器(4)有一開口與質(zhì)譜儀(3)連接，泰勒錐發(fā)生器(I)的進(jìn)口連接有極性液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于泰勒錐發(fā)生器(I)的毛細(xì)管(2)進(jìn)口與色譜儀連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于封閉的放置同位素氣體或液體蒸汽的容器(4)與同位素源(6)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉型分子加合同位素離子發(fā)生器，其特征在于同位素源(6)與同位素氣體或液體蒸汽的容器(4)之間有閥門(5)。
【文檔編號】H01J49/16GK104201084SQ201410261334
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】朱一心, 呂婷婷, 葛林澤 申請人:浙江好創(chuàng)生物技術(shù)有限公司