專利名稱：用于在離子源內(nèi)防止回流的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及質(zhì)譜分析法的領(lǐng)域，并且更具體地涉及ー種包括新穎的內(nèi)部容積(例如，ー個(gè)連續(xù)導(dǎo)流板)配置的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在ー個(gè)質(zhì)譜儀離子源殼體內(nèi)提供了一個(gè)最佳的流動(dòng)路徑。
相關(guān)技術(shù)的討論在LC-MS質(zhì)譜法的分析物中，離子通過(guò)在ー個(gè)被稱為離子源殼體的腔室內(nèi)在大約大氣壓力下使含離子的液體霧化而產(chǎn)生。這種蒸汽的一部分進(jìn)入質(zhì)譜儀的真空腔室用于分折。這種蒸汽的剩余部分，連同輔助該霧化以及去溶劑化過(guò)程(保護(hù)以及輔助)的氣體需要通過(guò)ー個(gè)被稱為排放ロ的不同的開(kāi)ロ離開(kāi)該源殼體。為了防止源殼體內(nèi)的表面被污染(這經(jīng)常引起對(duì)隨后的樣品分析的干擾，即所謂的攜帯污染)，重要的是將載有蒸汽的氣體很快的移除。在常規(guī)的殼體內(nèi)經(jīng)常發(fā)生的ー個(gè)過(guò)程是返回流動(dòng)/返回流通(back drafting)， 其中由被引導(dǎo)朝向該排放ロ的、霧化和去溶劑化用的高速氣體的流動(dòng)引起了流出該排放ロ 區(qū)域的氣體的逆流。這種逆流包括所不希望的污染物并且可以引起該載有蒸汽的氣體的停滯，這些蒸汽會(huì)導(dǎo)致小液滴冷凝到這些源表面上并且因此污染了所述表面，這可以導(dǎo)致攜帯污染。具體地，在ー個(gè)離子源殼體內(nèi)進(jìn)行循環(huán)的分析物產(chǎn)生了一種記憶效應(yīng)，其中可以看到在已經(jīng)停止將該分析物/溶劑混合物引入到該殼體內(nèi)之后，由ー個(gè)配置后的質(zhì)量分析儀讀出的分析物強(qiáng)度在一個(gè)時(shí)段內(nèi)衰減。因此，如果在該第一分析物之后過(guò)快地引入ー種第二分析物，則該第一分析物可能仍然在后來(lái)的讀數(shù)中存在。這不利地影響該質(zhì)譜儀的性能，如以每小時(shí)可以分析的樣品數(shù)目所表示的。此外，分析物的這種攜帶污染有時(shí)可以導(dǎo)致它們?cè)龠M(jìn)入到該腔室氣氛中并且増大了ー種背景，該背景使所希望的質(zhì)譜運(yùn)行的信噪比降低。嘗試通過(guò)使用ー個(gè)內(nèi)部的排氣管來(lái)著手解決上述問(wèn)題的一種系統(tǒng)和方法的背景信息在2004年7月6日授權(quán)的Covey等人的標(biāo)題為“用于將分析物電離的方法和裝置以及其中使用的離子源探頭(METHOD OF AND APPARATUS FOR IONIZING AN ANALYTE AND ION SOURCE PROBE FOR USE THEREIN) ”的美國(guó)專利號(hào)6，759，650中描述并且提出了權(quán)利要求， 包括以下內(nèi)容“從ー種包含處于溶劑液體中的分析物的液體樣品，通過(guò)將該液體樣品引導(dǎo)穿過(guò)ー個(gè)具有自由端的毛細(xì)管而形成用于分析的離子，從而形成ー個(gè)第一流動(dòng)，該第一流動(dòng)包含該液體樣品小液滴的ー種噴霧，以促進(jìn)該溶劑液體的蒸發(fā)。一個(gè)孔ロ構(gòu)件與該毛細(xì)管的自由端間隔開(kāi)并且其中具有ー個(gè)孔ロ。在該毛細(xì)管的自由端與該孔ロ構(gòu)件之間產(chǎn)生了一個(gè)電場(chǎng)，從而使這些小液滴帶電荷，并且該第一流動(dòng)在ー個(gè)沿著該毛細(xì)管軸線的第一方向上被引導(dǎo)。兩個(gè)氣體源、或一個(gè)氣體電弧噴射器提供了一種氣體的第二以及第三流動(dòng)，并且包括用于將該第二以及第三流動(dòng)加熱的加熱器。該第二以及第三流動(dòng)與該第一流動(dòng)在ー 個(gè)選擇的混合區(qū)域內(nèi)交叉，以促進(jìn)該第一、第二以及第三流動(dòng)的湍流混合，該第一、第二以及第三方向彼此不同，并且該第二以及第三方向各自被選擇為對(duì)該第二以及第三流動(dòng)各自提供一個(gè)在該第一方向上的速度分量以及一個(gè)朝向該毛細(xì)管軸線的速度分量，由此促進(jìn)該噴霧內(nèi)加熱過(guò)的氣體的夾帶，其中這些加熱過(guò)的氣體作用為輔助小液滴的蒸發(fā)從而釋放其中的離子。至少一部分從小液滴產(chǎn)生的離子從該孔口抽出用于分析?！边€嘗試通過(guò)使用一個(gè)內(nèi)排氣管著手解決上述問(wèn)題的對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)以及方法的背景信息在2008年10月16日公開(kāi)的Tomany等人的標(biāo)題為“用于質(zhì)譜法的裝置、設(shè)備以及方法(DEVICE，APPARATUS AND METHODS FOR MASS SPECTROMETRY) ” 的 PCT 申請(qǐng)?zhí)?WO2008/124264 A2中描述并且提出了權(quán)利要求，包括以下內(nèi)容“本發(fā)明包括與大氣壓電離源一起使用的設(shè)備，其中從樣品的溶液形成了一種氣溶膠。該氣溶膠被接收到一個(gè)空心的構(gòu)件中并且排出到該電離源的腔室之外，從而減少該電離源本身被溶液中的揮發(fā)性材料以及先前分析過(guò)的樣品的污染。該空心的構(gòu)件是可以很容易地從該電離源移除的以有助于清潔和更換。還描述了電離源、質(zhì)譜儀以及包括該設(shè)備的離子遷移率光譜儀?！睂⒃傺h(huán)問(wèn)題最小化的系統(tǒng)以及方法的背景信息在2006年12月5日授權(quán)的Rohan A. Thakur等人的標(biāo)題為“用于API源的排氣口設(shè)計(jì)(EXHAUST PORT DESIGN FOR APISOURCES) ”的美國(guó)專利號(hào)7，145，138,Bl中描述并且提出了權(quán)利要求，包括以下內(nèi)容“本發(fā)明提供了使小液滴、溶劑以及背景氣體的再循環(huán)最小化的常壓電離(API)源。本發(fā)明的API包括一個(gè)腔室，用于將樣品電離以用于質(zhì)譜法的以及類似的分析設(shè)備。在該腔室一側(cè)上的一個(gè)噴霧探頭引導(dǎo)溶劑以及樣品的一種噴霧作為小液滴錐體在一個(gè)離子出口孔口附近穿過(guò)。來(lái)自該噴霧錐體的離子從該離子出口孔口提取出來(lái)。一個(gè)排氣口與該噴霧探頭相對(duì)布置并且與其對(duì)齊，以收集該噴霧錐體。如以下所描述的，該排氣口的設(shè)計(jì)將該腔室內(nèi)的再循環(huán)最小化，以減小記憶效應(yīng)并且保持信噪比?！币虼?，對(duì)于一種改進(jìn)的源殼體存在需要，其中一個(gè)新穎的內(nèi)部容積(例如，一個(gè)連續(xù)導(dǎo)流板)被設(shè)計(jì)為具有一個(gè)最佳的流動(dòng)路徑，從而使得使用者能夠很容易地清潔該整個(gè)離子源殼體/內(nèi)部容積設(shè)備并且將所希望的攜帶污染最小化。本發(fā)明就是針對(duì)這樣一種需要。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明提供了一種用于防止離子源內(nèi)的回流的系統(tǒng)。這樣一個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)殼體腔室；一個(gè)被配置在所述殼體腔室內(nèi)的連續(xù)導(dǎo)流板，其中該連續(xù)導(dǎo)流板包括在一個(gè)最小的截面積處相連接的一個(gè)第一收斂(converging)容積以及一個(gè)第二發(fā)散(diverging)容積；一個(gè)噴霧探頭，該噴霧探頭被布置在該連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)并且被配置為在該連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)沿著一條所希望的軸線提供一個(gè)噴霧柱(Plume)；—個(gè)或多個(gè)輔助氣體入口，這些輔助氣體入口被配置為提供一種惰性氣體以便與該噴霧柱結(jié)合并且填充該第一收斂容積；一個(gè)排氣排放口，該排氣排放口可操作地連接到該連續(xù)導(dǎo)流板的第二發(fā)散容積上；以及一個(gè)裝置，用于在該第一收斂容積以及第二發(fā)散容積內(nèi)提供所希望的壓差以誘導(dǎo)一個(gè)穿過(guò)質(zhì)譜儀入口的取樣孔口的單向流動(dòng)的，該單向流動(dòng)進(jìn)一步從該排氣排放口導(dǎo)出以防止再循環(huán)并且因此使攜帶污染、化學(xué)噪音以及源湍流最小化。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，介紹了一種作為質(zhì)譜儀系統(tǒng)的一部分用于防止離子源內(nèi)的回流的方法。該方法包括提供一個(gè)被配置在一個(gè)殼體腔室內(nèi)的連續(xù)導(dǎo)流板，其中該連續(xù)導(dǎo)流板包括在一個(gè)最小的截面積處相連接的一個(gè)第一收斂容積以及一個(gè)第二發(fā)散容積；提供一個(gè)噴霧探頭，該噴霧探頭被配置為引導(dǎo)一個(gè)噴霧柱，該噴霧柱進(jìn)一步包括在該連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)沿著一個(gè)所希望的軸線的一種或多種分析物的電離的帶電顆粒；提供一個(gè)或多個(gè)輔助氣體入口，這些氣體入口被配置為提供一種惰性氣體以便與該噴霧柱結(jié)合并且填充該第一收斂容積；并且在該第一收斂容積以及第二發(fā)散容積內(nèi)提供一個(gè)所希望的壓差，以誘導(dǎo)一個(gè)穿過(guò)質(zhì)譜儀入口的取樣孔口的單向流動(dòng)，其中該單向流動(dòng)此后從一個(gè)排氣排放口導(dǎo)出以防止再循環(huán)并且因此使攜帶污染、化學(xué)噪音以及源湍流最小化。因此，本發(fā)明提供了一種具有改進(jìn)的源殼體/離子源設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)相對(duì)于常規(guī)設(shè)計(jì)而言實(shí)質(zhì)上減小的內(nèi)部容積(例如，一個(gè)連續(xù)導(dǎo)流板)。如在此披露的，這樣一種安排能夠得到一個(gè)最佳的流動(dòng)路徑，該路徑導(dǎo)致了(1)所引入的非湍流的氣體容易朝向出口膨脹，⑵防止了從出口回流，并且(3)減小了停滯面積。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例的離子源構(gòu)型。圖2示出了具有拉瓦爾狀(Laval-like)噴嘴的另一個(gè)有益的實(shí)例離子源實(shí)施方案。圖3示出了圖2中所示的構(gòu)型的一個(gè)替代安排，其中該能譜儀界面被配置為沿著由本發(fā)明的連續(xù)導(dǎo)流板幾何形狀所提供的被引導(dǎo)的流動(dòng)路徑來(lái)接收分析物材料。圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)例的連續(xù)導(dǎo)流板/離子源殼體安排。圖5示出使用由圖4的實(shí)例實(shí)施方案提供的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)內(nèi)容來(lái)計(jì)算的流動(dòng)曲線的對(duì)比。圖6示出了安排在該離子源殼體內(nèi)的、本發(fā)明的、新穎的連續(xù)導(dǎo)流板的一個(gè)不同的透視圖。
詳細(xì)說(shuō)明在此處本發(fā)明的說(shuō)明中，應(yīng)理解的是，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞語(yǔ)包括其復(fù)數(shù)的對(duì)應(yīng)物，并且以復(fù)數(shù)形式出現(xiàn)的詞語(yǔ)包括其單數(shù)的對(duì)應(yīng)物，除非暗示性地或明確地理解為或指出為其他情況。此外，應(yīng)理解的是，對(duì)于任何給出的部分或在此描述的實(shí)施方案，對(duì)于該部分所列出的任何可能的候選物或替代物總體上可以單獨(dú)地使用或者彼此結(jié)合使用，除非暗示性地或明確地理解為或指出為其他情況。此外，應(yīng)理解的是，如在此示出的，這些附圖不必是按照比例繪制的，其中一些元件可以僅僅為了清楚地說(shuō)明本發(fā)明而繪出。而且，在不同的附圖中可以重復(fù)參考號(hào)來(lái)表示對(duì)應(yīng)的或類似的元件。此外，應(yīng)理解的是，此種候選物或替代物的任何清單僅僅是說(shuō)明性的，而不是限制性的，除非暗示性地或明確地理解為或指出為其他情況。此外，除非另外指出，在說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求中所使用的表達(dá)成分、組分、反應(yīng)條件等等的量的數(shù)值應(yīng)理解為是由術(shù)語(yǔ)“約”修飾的。因此，除非相反地指出，在本說(shuō)明書(shū)以及所附的權(quán)利要求中列出的數(shù)值參數(shù)是近似值，這些近似值可以取決于在此提出的主題尋求獲得的所希望的特性而變化。在最低限度上，并且并非作為將等效原則的應(yīng)用限制于權(quán)利要求范圍的一種嘗試，每個(gè)數(shù)值參數(shù)應(yīng)該至少按照所報(bào)告的有效數(shù)字的數(shù)目并且通過(guò)應(yīng)用通常的舍入技術(shù)進(jìn)行解釋。盡管規(guī)定了在此提出的主題的寬泛范圍的這些數(shù)值以及參數(shù)是近似的，在具體的實(shí)例中提出的數(shù)值是盡可能精確地進(jìn)行報(bào)告的。然而，任何數(shù)值固有地包括在它們相應(yīng)的測(cè)試測(cè)量?jī)?nèi)存在的、由標(biāo)準(zhǔn)偏差必然引起的誤差。總體說(shuō)明載有離子的氣溶膠在由一個(gè)入口取樣到一個(gè)質(zhì)譜儀的真空系統(tǒng)中后，需要迅速地從離子源流出到一個(gè)排放系統(tǒng)中。在并非最佳的源設(shè)計(jì)中，將該混合物在長(zhǎng)的時(shí)間跨度內(nèi)(數(shù)十秒至幾分鐘)進(jìn)行再循環(huán)并且取樣(以逐漸變小的體積濃度)。這引起了所謂的峰拖尾，在這一過(guò)程中該質(zhì)譜儀的響應(yīng)緩慢地返回到基線水平。在這個(gè)時(shí)間過(guò)程中，不能精確地確定隨后的樣品注射的峰面積，因?yàn)樗挥谠缦鹊臉悠纷⑸涞囊粋€(gè)提高的基線上。這種效應(yīng)總體上被稱為攜帶污染。與朝向一個(gè)排水系統(tǒng)的非理想的氣體流動(dòng)模式相關(guān)聯(lián)的其他過(guò)程包括，當(dāng)含載有蒸汽的氣體的樣品可以“沖洗(rain out) ”時(shí)，即在該離子源的內(nèi)表面上形成一種冷凝物。這種冷凝物可以緩慢地再蒸發(fā)并且引起一個(gè)總體的基線水平增高，這引起了一個(gè)所連接的質(zhì)譜儀器以非理想的方式運(yùn)行。此外，例如由尖銳的表面/拐角、“死”體積、高速氣體噴射、尺寸不足的排出通道、在非最佳的相對(duì)角度下的氣流等等引起的在常壓離子源內(nèi)的非最佳氣體流動(dòng)循環(huán)模式還可以引起氣體從該排出系統(tǒng)的所謂的返回流動(dòng)/返回流通，它們可以包括含溶劑蒸汽、增塑劑(例如鄰苯二甲酸酯)等等的樣品。當(dāng)通過(guò)質(zhì)譜儀取樣時(shí)，這種返回流通的流動(dòng)可以引起化學(xué)噪聲、攜帶效應(yīng)、離子阱的有限離子容量的非最佳使用、以及其他寄生效應(yīng)。因此，本發(fā)明通過(guò)在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)提供多種方法以及源安排(例如，常壓電離(API)源安排)來(lái)著手解決上述問(wèn)題，該系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)配置的連續(xù)導(dǎo)流板/離子取樣位置(是該離子源殼體的一部分)除其他效應(yīng)之外將攜帶污染、化學(xué)噪音、以及源湍流最小化。作為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例設(shè)計(jì)，該離子源殼體的連續(xù)導(dǎo)流板(作為一個(gè)翼面來(lái)工作)可以被配置為具有一個(gè)雙錐型的形狀，其中該探頭(例如，一個(gè)霧化器探頭)被安裝在一個(gè)直徑減小的部分上，其后跟隨一個(gè)朝向該源的出口的、直徑逐漸增加的部分，它們共同地允許氣體膨脹但是不允許回流。本發(fā)明的替代性翼面實(shí)施方案包括一種設(shè)計(jì)，其中該源殼體的連續(xù)導(dǎo)流板以形成一個(gè)拉瓦爾噴嘴的形式在中部收斂并且隨后發(fā)散。作為本發(fā)明的此種翼面設(shè)計(jì)的益處的一部分，尖銳的表面/拐角被最小化并且因此污染物的截留也被最小化，以使得在例行的維護(hù)過(guò)程中很容易地清潔該系統(tǒng)。具體地，為了著手解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明提供了在離子源殼體內(nèi)的一種新穎的連續(xù)導(dǎo)流板設(shè)計(jì)(即，一個(gè)控制流體流動(dòng)的噴嘴導(dǎo)管)，使得在該連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)設(shè)置的一個(gè)探頭是沿著一個(gè)所希望的軸線，其中在噴霧方向上，限定了該連續(xù)導(dǎo)流板的第一部分的截面積最初時(shí)以收斂狀的方式減小并且此后以發(fā)散狀的方式朝向該源殼體的出口開(kāi)口而增加。在一個(gè)實(shí)例實(shí)施方案中，在噴霧方向上的這樣一條所希望的軸線經(jīng)常被配置為與沿著該收斂和發(fā)散軸線的中心線向下延伸的一條軸線重合。盡管這樣一種安排是有益的，還應(yīng)理解的是，包括該噴霧中心線軸線方向的該軸線不必與包括該收斂和發(fā)散的軸線的中心線的該軸線平行或與其重合。此外，該離子探頭噴霧器尖端(經(jīng)常有益地被置于該發(fā)散氣流散開(kāi)的位置附近)能夠可移動(dòng)地安排在在本發(fā)明的殼體腔室內(nèi)配置的新穎的連續(xù)導(dǎo)流板的最小截面積之前、之處、以及恰好之后。如在此所描述的，該質(zhì)譜儀的真空腔室的開(kāi)口因此被配置為通過(guò)一個(gè)取樣孔口與這樣一種新穎的連續(xù)導(dǎo)流板相交，該取樣孔口被配置在該連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)的一個(gè)取樣位置處。因此，當(dāng)該材料的單向流動(dòng)被引導(dǎo)穿過(guò)所配置的取樣孔口，可以如通過(guò)本發(fā)明的設(shè)計(jì)參數(shù)提供地來(lái)探詢有意義的分析物。具體說(shuō)明現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1展示了一個(gè)用于在離子源內(nèi)防止回流的系統(tǒng)的一個(gè)一般性實(shí)例配置，總體上用參考號(hào)100所指定的內(nèi)容示出，該系統(tǒng)包括一個(gè)離子源殼體2以及連續(xù)導(dǎo)流板3(即，控制流體流動(dòng)的噴嘴導(dǎo)管)，該系統(tǒng)能夠與多種質(zhì)量分析系統(tǒng)相連接，例如但不限于能夠進(jìn)行質(zhì)量光譜法的單級(jí)分析儀系統(tǒng)(通常被稱為時(shí)間上的串聯(lián))，例如飛行時(shí)間裝置、線性離子阱(LIT)、磁性以及靜電分析儀、四極桿儀(quadrupole)、離子回旋共振(ICR)儀器、軌道阱或傅里葉變換質(zhì)譜儀(FTMQ或具有多于一個(gè)分析儀的多種串聯(lián)質(zhì)譜儀(例如空間上的串聯(lián))，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的。如圖1中所示，與源殼體2 (以虛線示出)的連續(xù)導(dǎo)流板3連接的一個(gè)探頭1，如在此披露的，在所希望的加壓環(huán)境內(nèi)，例如在真空、在大于大氣壓的環(huán)境中，經(jīng)常在大氣壓安排(例如，作為一個(gè)常壓電離源(API))下共同運(yùn)行以創(chuàng)造出通過(guò)該系統(tǒng)有益地進(jìn)行質(zhì)量分析的離子，如總體在以上披露的。因此，圖1中的探頭1經(jīng)常包括可以與本發(fā)明的構(gòu)型相適配的多個(gè)離子源并且因此包括但不嚴(yán)格地限于常壓化學(xué)電離(例如APCI)源、常壓光電離(APPI)源，并且經(jīng)常是一種電噴射電離(ESI)界面源。在一個(gè)有益的源安排中，圖1的探頭被配置為從一個(gè)源(例如一個(gè)液相色譜源(LC))接收一種溶解的分析物。使用這樣一種組合使得溶劑以及用于探詢的分析物的一種混合物作為一種精細(xì)的小液滴噴霧通過(guò)探頭1引入到該源殼體2中。在一些情況下，可以將與該溶劑以及分析物材料的混合物結(jié)合的一種保護(hù)液體在以下情況下引入，這些情況涉及高表面張力的液體但是更經(jīng)常結(jié)合一種霧化保護(hù)氣體(例如氮?dú)?通過(guò)防止形成大的液滴以及液滴流來(lái)幫助將該分析物材料集中并且?guī)椭M(jìn)行去溶劑化/蒸發(fā)。作為本發(fā)明的一個(gè)新穎的方面，該分析物材料的一個(gè)單向流動(dòng)路徑8(如虛線的有向箭頭所示)被迫沿著一個(gè)方向到達(dá)一個(gè)出口開(kāi)口 18，如通過(guò)例如以下項(xiàng)共同確定的被布置為引入一種惰性非湍流氣流(例如氮?dú)?、空?的一個(gè)或多個(gè)氣體入口(未示出)、一個(gè)霧化劑氣流(即，一種保護(hù)氣體)、以及重要地，被配置為具有一個(gè)所希望的最小截面區(qū)域12的連續(xù)導(dǎo)流板3的收斂/發(fā)散設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)使得能夠產(chǎn)生一種所希望的單向流動(dòng)路徑8。因此，在被導(dǎo)向的流動(dòng)8的過(guò)程中，電離的分析物通過(guò)一個(gè)取樣孔口(未示出)從該連續(xù)導(dǎo)流板3以及源殼體2抽出，如在一個(gè)開(kāi)口 6內(nèi)接收的，該開(kāi)口可操作地連結(jié)到一個(gè)質(zhì)譜儀分析儀上(未示出)。應(yīng)指出，用于接收一個(gè)質(zhì)譜儀入口的取樣孔口的這種開(kāi)口 6的安排僅僅是對(duì)一個(gè)連接的質(zhì)譜儀(未示出)的位置進(jìn)行說(shuō)明，但是這樣一個(gè)描述并非意在僅僅受限于以上的連續(xù)導(dǎo)流板3的最小截面積。例如，在所希望的最小截面區(qū)域12之前、之處以及之下但與這兩個(gè)相交部分產(chǎn)生的頸部相鄰的位置同樣適用于本發(fā)明的構(gòu)型。在圖1的概括的實(shí)例實(shí)施方案中，該離子源的連續(xù)導(dǎo)流板3可以包括一個(gè)實(shí)質(zhì)上雙錐型的形狀，該形狀使得它們各自的集中的軸線在整個(gè)結(jié)構(gòu)中重合。應(yīng)指出，該連續(xù)導(dǎo)流板3的一個(gè)第一收斂部分5還可以被配置為比一個(gè)第二發(fā)散部分5'更短。然而，盡管這樣一個(gè)安排是有益的，還應(yīng)指出，本發(fā)明的構(gòu)型可以包括多個(gè)其中該第一收斂部分比該第二部分更長(zhǎng)的構(gòu)型，并且還應(yīng)理解的是，任一部分可以包括變化的內(nèi)截面，例如但不限于圓形、橢圓或平行六面體的，以符合根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)參數(shù)。然而，還應(yīng)理解的是，如以上簡(jiǎn)單討論的，對(duì)于構(gòu)成了該連續(xù)導(dǎo)流板3并且沿著它延伸的兩個(gè)容積的中央軸線不必要求它們是平行或重合的。此外，從探頭1流出的有向軸線可以是與構(gòu)成了該連續(xù)導(dǎo)流板3的軸線中的一者或兩者共軸，作為另一個(gè)安排，可以是略微成角度的(例如小于90度)，以便不與該連續(xù)導(dǎo)流板3的任一軸線重合。在一個(gè)實(shí)例運(yùn)行方法中，作為該質(zhì)譜法的一部分將溶劑/分析物材料連同一種霧化保護(hù)氣體引人，該方法包括適當(dāng)?shù)碾婋x機(jī)制，例如像電噴射電離。具體地，溶劑/分析物材料作為一種帶電的噴霧柱通過(guò)被安裝在一個(gè)所希望的位置(例如，可移動(dòng)地放置的)上的探頭1的一個(gè)被配置的尖端7而引入，該位置是在該連續(xù)導(dǎo)流板3內(nèi)形成的通道4中的最小截面區(qū)域12之前、基本上在該處、或之后。同時(shí)，具有所希望的流量的非湍流的惰性輔助氣體(例如，氮?dú)?、空?通過(guò)一個(gè)或多個(gè)入口通道(未示出)引入，以沿著由虛線有向箭頭8所示的路徑引導(dǎo)噴霧椎體的一個(gè)所希望的流量(即，分析物/溶劑材料/殘余霧化劑氣體)。作為本發(fā)明的新穎設(shè)計(jì)的一部分，當(dāng)該液體溶劑/分析物從該探頭尖端的開(kāi)口出現(xiàn)時(shí)，來(lái)自一個(gè)或多個(gè)入口(未示出)的輔助流動(dòng)在通道4內(nèi)與產(chǎn)生的帶電噴霧椎體以非湍流的形式相遇，其方式在該連續(xù)導(dǎo)流板3設(shè)計(jì)的第一收斂部分5與該第二發(fā)散部分5 ‘之間提供了一個(gè)壓差，如本發(fā)明的圖1所示的。此外，所引入的非湍流的輔助惰性氣體可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的技術(shù)加熱，以便還幫助使通過(guò)探頭1的尖端7引入的材料去溶劑化，從而改進(jìn)所收集的帶電的分析物材料的質(zhì)譜測(cè)量的靈敏度。由于該連續(xù)導(dǎo)流板3的設(shè)計(jì)以及所選擇的操作參數(shù)(例如，初始的輔助氣體壓差、排氣泵送速度、等等)，該氣流8的速度從初始引入的實(shí)質(zhì)上停滯的輔助氣體區(qū)域至形成噴嘴狀孔的區(qū)域12的最窄截面而附近不斷地增加。此后，超過(guò)該最小截面區(qū)域12的總的流動(dòng)8隨后加速，因?yàn)榱鲃?dòng)在具有增大的直徑的第二部分5'內(nèi)擴(kuò)展了。因此，這種新穎的構(gòu)型以及所選擇的設(shè)計(jì)和輸入?yún)?shù)，例如連續(xù)導(dǎo)流板3的設(shè)計(jì)(例如第一收斂部分5以及第二發(fā)散部分5'的長(zhǎng)度和形狀，噴嘴區(qū)域)、輔助氣體填充壓力、在出口開(kāi)口 18處的泵送速度、輔助氣體加熱、等等(如在圖1中所示的)產(chǎn)生了該殘余材料穿過(guò)所布置的分析物取樣孔口(未示出)的總體上有益的單向流動(dòng)，該取樣孔口導(dǎo)致了一種離子源2/連續(xù)導(dǎo)流板3構(gòu)型，該構(gòu)型實(shí)質(zhì)上消除了任何回流再循環(huán)從而使該源內(nèi)物質(zhì)的再循環(huán)、攜帶污染、化學(xué)噪音、以及源湍流最小化。圖2示出了另一個(gè)防止離子源內(nèi)回流的有益的實(shí)例系統(tǒng)，現(xiàn)在總體上通過(guò)參考號(hào)200所指定的內(nèi)容示出，該系統(tǒng)包括本發(fā)明的一個(gè)離子源殼體23/連續(xù)導(dǎo)流板33(即，噴嘴導(dǎo)管)構(gòu)型。具體地，圖2示出了一個(gè)實(shí)例實(shí)施方案，該方案結(jié)合了一個(gè)新穎的連續(xù)導(dǎo)流板33構(gòu)型，其中該最小截面區(qū)域32的結(jié)構(gòu)近似于一個(gè)拉瓦爾狀噴嘴，如以下所詳述的。與以上討論的類似，盡管對(duì)于該連續(xù)導(dǎo)流板33的收斂以及發(fā)散部分兩者的軸線說(shuō)明性地示出為是同軸的，應(yīng)指出，對(duì)于組成了該連續(xù)導(dǎo)流板33并且沿著其延伸的這兩部分的中央軸線，不必要求它們是平行或重合的。此外，從探頭21流出的有向軸線可以是與構(gòu)成了該連續(xù)導(dǎo)流板33的軸線中的一者或兩者同軸的，作為另一個(gè)安排，可以是略微成角度的(例如小于90度)以便不與該連續(xù)導(dǎo)流板33的任一軸線重合。因此，轉(zhuǎn)回圖2，探頭21與以上討論的類似地被配置為從一個(gè)源(例如一個(gè)液相色譜源(LC))接收一種溶解的分析物。如以上，這種安排使得溶劑以及用于探詢的分析物的一種混合物作為一種精細(xì)的小液滴噴霧通過(guò)探頭21引入到該源殼體23中并且經(jīng)常通過(guò)與一種霧化劑保護(hù)氣體(例如，氮?dú)?合作而用于集中/去溶劑化/以及蒸發(fā)并且在一些實(shí)例中在涉及高表面張力液體的情況下與一種保護(hù)液體(如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知并且理解的)合作。如與以上關(guān)于圖1的實(shí)施方案討論的類似，所引入的非湍流(即，實(shí)質(zhì)上停滯的)輔助氣體以及所希望的分析物以及探頭21提供的殘余溶劑材料因此被迫沿著本發(fā)明的設(shè)計(jì)的單向路徑觀(如虛線有向箭頭所示的)移動(dòng)。應(yīng)理解的是，可以使用本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的、在該連續(xù)導(dǎo)流板33的收斂與發(fā)散部分之間提供壓差的任何裝置，以誘導(dǎo)這樣一個(gè)所希望的連續(xù)流。例如，可以填充這種被引入到該連續(xù)導(dǎo)流板33的腔室23/上部分25內(nèi)的輔助氣體(例如，在大于一個(gè)大氣壓下)，從而提供一個(gè)相對(duì)于該連續(xù)導(dǎo)流板33的下部25'的壓差，以便啟動(dòng)該連續(xù)流動(dòng)機(jī)構(gòu)流出至一個(gè)連接的排氣排放口 38。作為另一個(gè)安排，可以設(shè)計(jì)一個(gè)泵(未示出)，例如低真空泵、羅茨鼓風(fēng)泵(roots blower pump)、流量計(jì)、壓力控制器和/或文丘里泵(Venturipump)，單獨(dú)地或與所希望的引入氣體填充壓力(在約大氣壓力下或更大)操作地結(jié)合，以便在被連接到該排氣排放口 38上時(shí)以一個(gè)泵送速度進(jìn)行工作，從而還輔助形成在該連續(xù)導(dǎo)流板33內(nèi)的所希望的壓差。在所選擇的任何安排中，該裝置在該連續(xù)導(dǎo)流板33內(nèi)啟動(dòng)并且提供了所獲得的總的單向流動(dòng)。當(dāng)使用一個(gè)泵送裝置時(shí)，操作者可以將流出該排氣排放口 38的流速最優(yōu)化，以便將所配置的一個(gè)或多個(gè)泵的泵送速度節(jié)流并且誘導(dǎo)所希望的壓差、輔助氣體加熱等等，從而在所希望的操作壓力下均勻地引導(dǎo)該拉瓦爾噴嘴流觀。與以上關(guān)于圖1的實(shí)施方案所指出的類似，當(dāng)穿過(guò)一個(gè)能譜儀界面36的取樣孔口36'提供一個(gè)定向的單向流動(dòng)觀時(shí)，將電離的分析物通過(guò)該能譜儀界面36從該連續(xù)導(dǎo)流板33抽出，該界面使得能夠連接到一個(gè)質(zhì)譜儀分析儀(未示出)上。再次應(yīng)指出，該質(zhì)譜儀界面36的安排(如總體上在圖2中描繪的)僅僅是對(duì)一個(gè)連接的質(zhì)譜儀(未示出)的位置進(jìn)行說(shuō)明，但是這樣一個(gè)描述并非意在僅僅受限于圖2中示出的一般性位置。具體地，在該最窄區(qū)域之前、之處以及之下但極其臨近該構(gòu)型所產(chǎn)生的頸部(最小的截面區(qū)域32)的位置同樣適用于本發(fā)明的任何實(shí)施方案。與圖1的實(shí)施方案相比，現(xiàn)在示出了一個(gè)或多個(gè)入口 M用于將這種非湍流的輔助惰性(非活性的)氣體(例如，氮?dú)猓諝?以任何有向方式(為了在圖2中進(jìn)行說(shuō)明的目的，以直角的安排示出)引入到該離子源殼體23內(nèi)，以便與探頭尖端27發(fā)射出的分析物/溶劑/保護(hù)氣體的噴霧椎體連接。作為一個(gè)附加的有益的構(gòu)型，所引入的非湍流的輔助惰性氣體可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的技術(shù)加熱以便還幫助將通過(guò)探頭21引入的材料去溶劑化，這改進(jìn)了所收集的帶電分析物材料的質(zhì)譜測(cè)量中的靈敏度。如前，在一個(gè)運(yùn)行方法中，作為電噴射電離的質(zhì)譜法的一部分，分析物/溶劑材料經(jīng)常與一種相伴隨的霧狀化保護(hù)氣體一起而引入。具體地，分析物/溶劑材料通過(guò)被安裝在一個(gè)所希望的位置(例如，可移動(dòng)地放置的)上的探頭21的被配置的尖端27而引入，該位置是在該連續(xù)導(dǎo)流板33內(nèi)形成的通道34中的最小截面區(qū)域32之前、基本上在該處、或之后。同時(shí)，具有預(yù)定的非湍流流速的惰性輔助氣體(例如，氮?dú)?、空?通過(guò)一個(gè)或多個(gè)入口通道對(duì)(未示出)引入，以便幫助沿著由通道34內(nèi)的有向箭頭所示的一條路徑觀引導(dǎo)材料的總的聚集流(如流動(dòng)流指示的)。因此，當(dāng)該液體溶劑/分析物噴霧錐體從該探頭21的尖端27的開(kāi)口出現(xiàn)時(shí)，來(lái)自入口 M的惰性輔助氣體流，如圖2中垂直于探頭尖端27所舉例示出的，與出現(xiàn)的噴霧椎體以非湍流的方式(例如，實(shí)質(zhì)上停滯的方式)相遇。作為本發(fā)明的獨(dú)特設(shè)計(jì)的一部分，如圖2所示，該連續(xù)導(dǎo)流板33的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在包括一個(gè)近似于拉瓦爾狀構(gòu)型的、說(shuō)明性示出的結(jié)構(gòu)，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的?？傮w上，拉瓦爾噴嘴被制造為包括收斂-發(fā)散構(gòu)型，該構(gòu)型在中部很窄，從而形成了一個(gè)喉管，如在通過(guò)參考號(hào)32所示的最小截面區(qū)域內(nèi)總體上描繪的。該噴嘴的第一收斂部分25總體上比該第二部分25'更短，其中該流動(dòng)從實(shí)質(zhì)上停滯的運(yùn)動(dòng)開(kāi)始加速直至約次音速的速度，該速度在該最小截面積32上接近于1馬赫茲速度。然而，盡管該噴嘴的第一收斂部分25比該第二部分25'總體上更短，還應(yīng)指出，本發(fā)明的構(gòu)型可以包括其中該第一收斂部分比該第二部分更長(zhǎng)的構(gòu)型，并且還應(yīng)理解的是，任一部分可以包括變化的內(nèi)截面，例如但不限于圓形、橢圓或平行六面體的，以符合根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)參數(shù)。這種與所希望的用于誘導(dǎo)壓差的裝置(例如在泵送裝置領(lǐng)域已知的，在第一部分25內(nèi)所希望的填充氣體壓力)相連接的這種拉瓦爾式構(gòu)型導(dǎo)致了一個(gè)氣體流動(dòng)速度，該速度在由該壓差提供的次聲速流動(dòng)速度下從該初始的引入的分析物/溶劑噴霧椎體/輔助氣體的區(qū)域連續(xù)增加直至它達(dá)到形成了該拉瓦爾噴嘴狀喉部的最窄截面區(qū)域32。此后，在該最小截面區(qū)域32處產(chǎn)生的壓降使得一種或多種惰性氣體以及任何殘余分析物/溶劑被引導(dǎo)通過(guò)該最小截面區(qū)域32并且出來(lái)達(dá)到該第二膨脹發(fā)散部分25'，以加速到超音速度，這導(dǎo)致了在該第二發(fā)散部分25'的整個(gè)長(zhǎng)度的一個(gè)單向流動(dòng)。因此，總體的構(gòu)型以及運(yùn)行參數(shù)有益地產(chǎn)生了一個(gè)離子源系統(tǒng)構(gòu)型200，該構(gòu)型實(shí)質(zhì)上通過(guò)再循環(huán)消除了任何材料回流，從而使攜帶污染、化學(xué)噪音、以及源湍流最小化。圖3示出了本發(fā)明的、替代的、新穎的內(nèi)部拉瓦爾狀噴嘴容積構(gòu)型，如通過(guò)參考號(hào)300所指示的，除了該能譜儀界面的定位外，該構(gòu)型實(shí)質(zhì)上類似于圖2中示出實(shí)施方案的構(gòu)型，該構(gòu)型包括一個(gè)取樣孔口 36，該孔口具有布置在該第二發(fā)散部分25'內(nèi)的一個(gè)延伸部分36'，其位置使得產(chǎn)生的單向氣體流動(dòng)觀被引導(dǎo)穿過(guò)該延伸部分36'的取樣孔口并且出來(lái)到達(dá)一個(gè)排出口(未示出)。因此，重復(fù)了所有類似的參考號(hào)。與實(shí)例2示出的實(shí)施方案相比，圖3的有益構(gòu)型提供了能譜儀界面取樣孔口 36，該孔口被置于該發(fā)散端(即，第二部分25')內(nèi)，其方式為可以分析該流動(dòng)觀的任何部分以用于質(zhì)譜目的。因此，引入氣體的壓力和/或一個(gè)或多個(gè)泵送裝置(未示出)，例如低真空泵、羅茨鼓風(fēng)泵、流量計(jì)、壓力控制器和/或文丘里泵能夠被安排在該該能譜儀界面36附近，并且當(dāng)連接到該第二發(fā)散部分25'上時(shí)能夠產(chǎn)生如與以上討論類似的壓差，從而提供了實(shí)質(zhì)上單向的流動(dòng)，該流動(dòng)通過(guò)再循環(huán)消除了任何的材料回流從而使攜帶污染、化學(xué)噪音、以及源湍流最小化。圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)替代的、新穎的連續(xù)導(dǎo)流板，如通過(guò)參考號(hào)400所指示的，該導(dǎo)流板能夠安排在一個(gè)離子源殼體(為了簡(jiǎn)化未示出)內(nèi)。如在圖4中總體上示出的，該探頭41使溶劑以及用于探詢的分析物的一種混合物能夠作為一種精細(xì)的帶電小液滴噴霧被引入到一個(gè)離子源連續(xù)導(dǎo)流板43中(注意離子源殼體未示出)。在這個(gè)實(shí)例實(shí)施方案中，如本領(lǐng)域已知的，該源探頭41通過(guò)舉例示出為一個(gè)具有環(huán)形腔室的中央管，該腔室被配置為提供一種環(huán)形保護(hù)氣體(例如，氮?dú)?流，用于將該分析物材料去溶劑化并且蒸發(fā)。在圖4中并未示出用于將來(lái)自所產(chǎn)生的出自尖端41的小液滴噴霧的分析物進(jìn)行電離的該電離機(jī)構(gòu)，例如像電噴射電離安排。作為圖4中所示的設(shè)備的運(yùn)行方式的一部分，將電離的分析物從該連續(xù)導(dǎo)流板43穿過(guò)一個(gè)被配置為接收一個(gè)取樣孔口的開(kāi)口 48(作為質(zhì)譜儀入口的一部分(未示出))取出用于分析。這樣一種帶電荷的分析物材料然后能夠被引導(dǎo)并分析，例如通過(guò)一個(gè)質(zhì)譜儀器，例如一個(gè)連接的質(zhì)量分析儀(未示出)。未使用的分析物/溶劑/保護(hù)氣體的剩余部分此后由具有一個(gè)最小截面區(qū)域46的該新穎的、收斂并且發(fā)散的連續(xù)導(dǎo)流板43引導(dǎo)，如與以上類似討論的，從而被引導(dǎo)穿過(guò)作為一個(gè)排出裝置工作的排放口 52。如與以上指出的類似地，如圖4中所示的、操作地連結(jié)到該排放口 52上的、連續(xù)導(dǎo)流板43的上部收斂部分和/或一個(gè)泵送機(jī)構(gòu)(例如，低真空泵、羅茨鼓風(fēng)泵、流量計(jì)、壓力控制器以及文丘里泵)內(nèi)的引入氣體的填充壓力可以提供用于誘導(dǎo)在該連續(xù)導(dǎo)流板43內(nèi)所希望的壓差的手段，從而開(kāi)始并且保持貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)的該總的單向流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)例運(yùn)行方法中，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知和理解的質(zhì)譜法的一部分，將溶劑/分析物材料連同一種霧化保護(hù)氣體引入。在本發(fā)明的構(gòu)型中，溶劑/分析物材料作為一種帶電的噴霧柱通過(guò)探頭41引入，該探頭具有被安裝在一個(gè)所希望的位置(例如，可移動(dòng)地放置的)上的一個(gè)被配置的尖端47，該位置是在該連續(xù)導(dǎo)流板43內(nèi)形成的通道中的最小截面區(qū)域46之前、基本上在該處、或之后。在從探頭尖端47引入材料之前和/或與其同時(shí)，并與圖2的實(shí)例設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上相對(duì)，將一種非湍流的惰性輔助氣體(例如，氮?dú)?，空?通過(guò)一個(gè)環(huán)形入口通道44引入，從而實(shí)質(zhì)上平行于該噴霧錐體的定向流動(dòng)(即，分析物/溶劑材料/殘余物霧化劑氣體)而行進(jìn)，以便填充該連續(xù)導(dǎo)流板43的上部收斂部分45的容積。此后，與圖2的實(shí)例實(shí)施方案中的操作類似，在該最小截面區(qū)域46處產(chǎn)生的壓降使得這種或這些惰性氣體以及任何殘余分析物/溶劑被引導(dǎo)通過(guò)并導(dǎo)出到該第二膨脹發(fā)散部分45'并且加速到約超音速度，這導(dǎo)致了通過(guò)該第二發(fā)散部分45'的長(zhǎng)度一個(gè)總體上的單向流動(dòng)，從而將該系統(tǒng)內(nèi)有害的材料再循環(huán)最小化/消除。圖5示出了使用由圖4的實(shí)例實(shí)施方案提供的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)來(lái)計(jì)算的流動(dòng)曲線的對(duì)比。與在圖4中類似地示出的，探頭41的探頭尖端47使溶劑以及用于探詢的分析物的一種混合物能夠作為一種精細(xì)的帶電小液滴噴霧引入到本發(fā)明的一個(gè)離子源連續(xù)導(dǎo)流板中并且通過(guò)如上討論的如連接到該開(kāi)口 48上的質(zhì)譜儀入口的一個(gè)取樣孔口(未示出)進(jìn)行詢問(wèn)。而且，在從探頭尖端47引入的材料之前和/或與其同時(shí)，將一種非湍流的惰性(非活性)輔助氣體(例如，氮?dú)?，空?通過(guò)一個(gè)環(huán)形輔助入口通道44引入，該通道被配置為使此種輔助氣體實(shí)質(zhì)上平行于(例如共線于)該噴霧錐形體的定向流動(dòng)(即，分析物/溶劑材料/殘余物霧化劑氣體)進(jìn)行流動(dòng)，以便填充該連續(xù)導(dǎo)流板的上部收斂部分的容積并且當(dāng)在本發(fā)明的設(shè)計(jì)參數(shù)內(nèi)工作時(shí)引發(fā)(如果希望的話)該單向流。因此，當(dāng)使用圖4的連續(xù)導(dǎo)流板設(shè)計(jì)時(shí)，如圖5中所示，所顯示的計(jì)算的流動(dòng)速度的100%等值面的輪廓為53、50%的輪廓為M、25%的輪廓為55、12. 5%的輪廓為56、并且5.0%的輪廓為57，這表明僅存在向下游的流動(dòng)并且不存在能夠引起在小液滴向上遷移的容積內(nèi)流動(dòng)。圖6示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例安排，如通過(guò)參考號(hào)600總體上指定的，它具有本發(fā)明的一個(gè)連續(xù)導(dǎo)流板63，如在圖4的實(shí)例構(gòu)型中類似地示出的。因此，在圖6中示出的總的繪圖展示了一個(gè)連續(xù)導(dǎo)流板63/離子源殼體64的實(shí)施方案的實(shí)例構(gòu)型，它被設(shè)計(jì)為通過(guò)一個(gè)如由殼體64提供的孔66而連接到一個(gè)質(zhì)譜儀器(未示出)上。如總體上還已知的，在該連續(xù)導(dǎo)流板63的切掉部分上描繪了一個(gè)開(kāi)口 68，以便展示一個(gè)用于取樣孔口(未示出)的實(shí)例進(jìn)入裝置，該裝置被布置在該連續(xù)導(dǎo)流板63的一個(gè)所希望的區(qū)域內(nèi)?？傮w上，將分析物/溶劑材料/惰性氣體以如以上描述的、產(chǎn)生一種單向流動(dòng)方向的方式引入到該連續(xù)導(dǎo)流板63內(nèi)。當(dāng)所產(chǎn)生的聚集材料的單向流動(dòng)被引導(dǎo)穿過(guò)如由該開(kāi)口 68所接收的取樣孔口(未示出)時(shí)，所希望的分析物能夠通過(guò)該取樣孔口被探詢并且進(jìn)一步引導(dǎo)用于質(zhì)譜分析。 應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明的精神以及范圍的情況下，關(guān)于此處的實(shí)施方案所描述的特征能夠以任何組合進(jìn)行混合以及搭配。盡管對(duì)所選擇的不同實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)展示和說(shuō)明，應(yīng)理解的是它們是示例性的，并且在不背離本發(fā)明的精神以及范圍的情況下，多種不同的替換和代替是有可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于防止在離子源內(nèi)回流的系統(tǒng)，包括ー個(gè)殼體腔室；ー個(gè)被配置在所述殼體腔室內(nèi)的連續(xù)導(dǎo)流板，其中所述連續(xù)導(dǎo)流板包括在ー個(gè)最小截面積處相連接的ー個(gè)第一收斂容積以及ー個(gè)第二發(fā)散容積；一個(gè)噴霧探頭，該噴霧探頭被布置在所述連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)并且被配置為在所述連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)沿著一條所希望的軸線來(lái)提供一個(gè)噴霧柱；一個(gè)或多個(gè)氣體入ロ，這些氣體入口被配置為提供ー種惰性氣體以便與所述噴霧柱結(jié)合并且填充所述第一收斂容積；ー個(gè)排氣排放ロ，該排氣排放ロ可操作地連接到所述連續(xù)導(dǎo)流板的所述第二發(fā)散容積上；以及ー種裝置，用于在所述第一收斂容積以及所述第二發(fā)散容積內(nèi)提供所希望的壓差以誘導(dǎo)ー個(gè)單向流動(dòng)穿過(guò)質(zhì)譜儀入口的ー個(gè)取樣孔ロ，所述單向流動(dòng)進(jìn)一歩被從所述排氣排放 ロ導(dǎo)出以防止再循環(huán)并且因此使攜帯污染、化學(xué)噪音以及源湍流最小化。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述連續(xù)導(dǎo)流板包括ー種拉瓦爾噴嘴。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述拉瓦爾噴嘴在所述第二發(fā)散容積內(nèi)產(chǎn)生了流出所述排氣排放ロ的一個(gè)單向超音速流動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述連續(xù)導(dǎo)流板包括ー個(gè)在所述最小截面積處相連接的一個(gè)雙錐體。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一收斂容積以及所述第二發(fā)散容積包括變化的內(nèi)徑。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一收斂容積以及所述第二發(fā)散容積包括至少一個(gè)變化的截面形狀，該形狀是選自平行六面體、橢圓以及圓形的形狀。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一收斂容積的長(zhǎng)度大于所述第二發(fā)散容積的長(zhǎng)度。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一收斂容積的長(zhǎng)度小于所述第二發(fā)散容積的長(zhǎng)度。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中將所述噴霧柱的被電離的分析物從所述取樣孔ロ抽出用于分析。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述取樣孔ロ通過(guò)所述連續(xù)導(dǎo)流板的ー個(gè)開(kāi)ロ而被接收。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述取樣孔ロ通過(guò)ー個(gè)開(kāi)ロ被接收，所述開(kāi)ロ被配置為約是所述連續(xù)導(dǎo)流板的所述最小截面積。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述取樣孔ロ被置于所述第二發(fā)散容積內(nèi)以探詢所述流動(dòng)內(nèi)的分析物。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述噴霧探頭被可移動(dòng)地安排到至少ー個(gè)位置上， 該位置是選自在所述連續(xù)導(dǎo)流板的所述最小截面積之前、之處、以及恰好之后。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述噴霧探頭的所述希望的軸線是處于從由所述第一收斂容積限定的ー個(gè)軸線離開(kāi)小于90度的ー個(gè)角度。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一收斂容積以及所述第二發(fā)散容積這兩者的軸線是不平行的。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一收斂容積以及所述第二發(fā)散容積這兩者的軸線是不重合的。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述ー個(gè)或多個(gè)氣體入ロ包括一個(gè)環(huán)形入ロ以提供一種與所述噴霧柱的定向流動(dòng)基本上平行的ー種惰性氣體。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述惰性氣體是被加熱的。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述連續(xù)導(dǎo)流板作為ー個(gè)翼面而工作。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述用于提供所希望的壓差的裝置包括至少ー個(gè)泵，該泵是選自低真空泵、羅茨鼓風(fēng)泵、流量計(jì)、壓カ控制器以及文丘里泵。
21.一種用于防止在離子源內(nèi)回流的方法，包括提供被配置在ー個(gè)殼體腔室內(nèi)的ー個(gè)連續(xù)導(dǎo)流板，其中所述連續(xù)導(dǎo)流板包括在ー個(gè)最小截面積處相連接的ー個(gè)第一收斂容積以及ー個(gè)第二發(fā)散容積；提供布置在所述連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)的一個(gè)噴霧探頭，所述噴霧探頭被配置為引導(dǎo)一個(gè)噴霧柱，該噴霧柱進(jìn)ー步包括在所述連續(xù)導(dǎo)流板內(nèi)沿著ー個(gè)所希望的軸線的ー種或多種分析物的被電離的帶電顆粒；提供一個(gè)或多個(gè)氣體入ロ，這些氣體入ロ被配置為提供ー種惰性氣體以便與所述噴霧柱結(jié)合并且填充所述第一收斂容積；并且在所述第一收斂以及第ニ發(fā)散容積內(nèi)提供ー個(gè)所希望的壓差用于誘導(dǎo)穿過(guò)質(zhì)譜儀入 ロ的一個(gè)取樣孔ロ的一個(gè)單向流動(dòng)，其中所述單向流動(dòng)此后從所述排氣排放ロ導(dǎo)出以防止再循環(huán)并且因此將攜帶污染、化學(xué)噪音以及源湍流最小化。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中提供壓差的步驟進(jìn)一歩包括將ー個(gè)泵的泵送速度節(jié)流，以提供處于ー個(gè)所希望的操作壓カ下的所述單向流動(dòng)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述泵包括至少ー個(gè)泵，該泵選自低真空泵、羅茨鼓風(fēng)泵、流量計(jì)、壓カ控制器以及文丘里泵。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述誘導(dǎo)的單向流動(dòng)包括超音速度。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述質(zhì)譜儀界面的所述取樣孔ロ被配置為探詢所述單向流動(dòng)內(nèi)的所述ー種或多種分析物的所述帶電顆粒。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其中由所述ー個(gè)或多個(gè)氣體入口提供的所述惰性氣體被引導(dǎo)為與所述噴霧柱的定向流動(dòng)基本上平行。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述惰性氣體是被加熱的。
全文摘要
在此介紹了一種作為離子源安排的一部分用于防止回流的系統(tǒng)。這樣一種系統(tǒng)在一個(gè)源(例如一個(gè)API離子源)內(nèi)結(jié)合了一種新穎的連續(xù)導(dǎo)流板。在噴霧方向上，限定了內(nèi)部容積的第一部分的截面積最初以收斂狀的方式減小并且此后以發(fā)散狀的方式朝向該離子源殼體的出口開(kāi)口增大。這樣一種導(dǎo)流板已被設(shè)計(jì)為一個(gè)離子源殼體的整體部件，以提供穿過(guò)質(zhì)譜儀入口的取樣孔口的一種最佳的單向流動(dòng)。因此，本發(fā)明的新穎的設(shè)計(jì)防止了再循環(huán)并且因此將攜帶污染、化學(xué)噪音、以及源湍流最小化，并且作為一個(gè)附加的益處，使得使用者在維護(hù)過(guò)程中能夠很容易地清潔這樣一個(gè)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B01D59/44GK102574058SQ201080042945
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者C·馬倫, E·R·武泰斯, M·司普蘭道爾, R·P·阿瑟頓 申請(qǐng)人:薩默費(fèi)尼根有限公司