一種等離子體噴霧質(zhì)譜電離源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及質(zhì)譜電離源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于分析液體或氣體樣品的等離子體噴霧質(zhì)譜電離源。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的等離子體噴霧質(zhì)譜電離源中，發(fā)展多年的低溫等離子體技術(shù)對(duì)高科技經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及傳統(tǒng)工業(yè)的改造有著巨大的影響。等離子體技術(shù)已在半導(dǎo)體工業(yè)、聚合物薄膜、材料防腐蝕、等離子體電子學(xué)、等離子體合成、等離子體冶金、等離子體煤化工、等離子體的三廢處理上得到應(yīng)用。近年來(lái)，隨著對(duì)等離子體技術(shù)的研宄，該技術(shù)也逐漸開(kāi)始應(yīng)用到質(zhì)譜檢測(cè)的樣品離子化領(lǐng)域。等離子體能夠產(chǎn)生很多活性成分，這些活性成分包括紫外可見(jiàn)光子、電子、離子、自由基、以及高反應(yīng)性的中性成分，如活性原子，受激原子，活性分子碎片。這些活性成分可以直接與氣體樣品分子接觸發(fā)生反應(yīng)使的氣體樣品電離，也可以和固體樣品或者是液體樣品發(fā)生解析電離。等離子體技術(shù)應(yīng)用于質(zhì)譜領(lǐng)域，并得到了廣泛的發(fā)展，已經(jīng)產(chǎn)生了多種質(zhì)譜電離源:直接實(shí)時(shí)在線分析、介質(zhì)阻擋放電、大氣壓流動(dòng)余輝、低溫等離子體探針、微波誘導(dǎo)解析電離源等。在基于等離子體電離的離子源發(fā)展的同時(shí)，基于噴霧電離離子源在電噴霧離子源的基礎(chǔ)上也在快速發(fā)展，產(chǎn)生了電噴霧解吸電離源、電噴霧萃取離子源等。
[0003]現(xiàn)有的等離子體噴霧質(zhì)譜電離源中低溫等離子體射流裝置與質(zhì)譜口在同一側(cè)且距離較近，存在射頻電場(chǎng)的作用，電離的樣品分子需要推斥電極作用下，才能進(jìn)入質(zhì)譜口被檢測(cè)，進(jìn)而增加了能耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提出一種等離子體噴霧質(zhì)譜電離源，離子化效率高，且能夠規(guī)避射頻電場(chǎng)作用，降低能耗。
[0005]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種等離子體噴霧質(zhì)譜電離源，包括:
[0007]低溫等離子體射流裝置，包括絕緣介質(zhì)腔、放電電極、導(dǎo)氣管、放電氣體引入裝置；反應(yīng)氣體存儲(chǔ)在放電氣體引入裝置內(nèi)，反應(yīng)氣體通過(guò)所述導(dǎo)氣管進(jìn)入所述絕緣介質(zhì)腔中，在所述放電電極的放電作用下產(chǎn)生低溫等離子體，并由所述絕緣介質(zhì)腔的氣體引出端噴出，所述絕緣介質(zhì)腔為一端為氣體引出端，另一端為通過(guò)密封裝置密封的腔體結(jié)構(gòu)，所述氣體引出端向內(nèi)收縮開(kāi)口，所述導(dǎo)氣管的一端伸入所述密封裝置內(nèi)，并與所述絕緣介質(zhì)腔的一端相連通，另一端伸出所述密封裝置與放電氣體引入裝置相連；
[0008]進(jìn)樣裝置，包括進(jìn)樣管、與所述進(jìn)樣管連通的三通管件及加熱裝置，所述進(jìn)樣管包括氣體進(jìn)樣管和液體進(jìn)樣管，所述液體進(jìn)樣管一端伸出所述三通管件的液體引入端且與液體進(jìn)樣裝置連接，另一端伸出所述三通管件的噴嘴外，所述氣體進(jìn)樣管一端伸入所述的三通管件內(nèi)，另一端伸出所述的三通管件外并與氣體進(jìn)樣裝置相連，為氣體樣品引入端，所述加熱裝置包覆于所述三通管件外，用于加熱液體樣品的脫溶劑，三通管件的金屬噴管的噴嘴為液體引出端，設(shè)有向內(nèi)收縮的開(kāi)口結(jié)構(gòu)；
[0009]所述低溫等離子體射流裝置的絕緣介質(zhì)腔的氣體引出端靠近進(jìn)樣裝置的三通管件的金屬噴管且相互垂直，在等離子體射流的間接作用下，經(jīng)三通管件的金屬噴管的噴嘴噴出的樣品分子電離。
[0010]優(yōu)選的，所述液體進(jìn)樣管外壁與三通管件內(nèi)壁形成鞘氣層；
[0011]所述液體進(jìn)樣管為外徑為0.19mm，內(nèi)徑為0.1mm的熔融石英毛細(xì)管；
[0012]所述三通管件的液體引入端的液體進(jìn)樣管與三通管件液體引入端之間設(shè)置液體進(jìn)樣管密封件；
[0013]所述三通管件的氣體引入端的氣體進(jìn)樣管與所述三通管件氣體引入端之間設(shè)置氣體進(jìn)樣密封件；
[0014]所述氣體進(jìn)樣管伸入三通管件內(nèi)的一端與所述的鞘氣層相連通，所述的氣體進(jìn)樣管用于通入輔助載氣或者用于分析的氣體樣品，所述氣體進(jìn)樣管為1/16的TeflonFEP管；
[0015]液體樣品進(jìn)樣時(shí)，液體樣品經(jīng)液體進(jìn)樣管引入，此時(shí)氣體進(jìn)樣管通入高純氮?dú)庾鳛檩d氣，當(dāng)氣體進(jìn)樣時(shí)，氣體樣品經(jīng)氣體進(jìn)樣管引入。
[0016]優(yōu)選的，所述液體進(jìn)樣管伸出三通管件的噴嘴外的一端的長(zhǎng)度范圍為0-1_。
[0017]優(yōu)選的，所述放電電極包括內(nèi)電極和外電極；
[0018]所述內(nèi)電極為棒狀電極或空心管狀電極，其設(shè)于所述絕緣介質(zhì)腔內(nèi)，所述內(nèi)電極的一端與供電電源的一端相連，所述內(nèi)電極的另一端位于所述絕緣介質(zhì)腔內(nèi)，并與所述絕緣介質(zhì)腔的引出端端口相距3-10mm ;
[0019]所述外電極環(huán)繞所述絕緣介質(zhì)腔外壁設(shè)置，所述外電極的外周包覆絕緣介質(zhì)，所述外電極與所述供電電源的另一端相連，靠近所述絕緣介質(zhì)腔引出端的外電極一端與所述絕緣介質(zhì)腔的引出端端口相距2-5mm。
[0020]優(yōu)選的，所述內(nèi)電極為鶴棒，直徑范圍為l_2mm，長(zhǎng)度為120mm ;所述外電極為厚度為l_2mm，長(zhǎng)度為15_25mm的銅帶。
[0021]優(yōu)選的，所述供電電源為高壓射頻介質(zhì)阻擋供電電源，頻率為0.5-500KHZ，峰值電壓為220-80000V，工作功率為2-50W。
[0022]優(yōu)選的，所述加熱裝置為電熱絲，外層包裹有絕熱棉。
[0023]優(yōu)選的，所述絕緣介質(zhì)腔靠近進(jìn)樣管一側(cè)，氣體引出端與三通管件的噴嘴之間的軸向距離為8mm，徑向距離為15mm ；
[0024]所述絕緣介質(zhì)腔的氣體引出端與金屬噴管之間的距離為l_2mm ;
[0025]所述絕緣介質(zhì)腔由石英玻璃或陶瓷制作而成，其內(nèi)徑為0-3mm，長(zhǎng)度為50_120mm。
[0026]優(yōu)選的，所述放電氣體引入裝置內(nèi)通入的放電氣體為氦氣，氦氣流速為300_450ml/min。
[0027]優(yōu)選的，所指三通管件的噴嘴位于質(zhì)譜口的正前方，其引出端與質(zhì)譜口的間距為3-5_。本實(shí)用新型的有益效果:
[0028](I)本實(shí)用新型提供了一種等離子體噴霧質(zhì)譜電離源，液體或氣體樣品通過(guò)進(jìn)樣裝置的進(jìn)樣管進(jìn)入三通噴頭內(nèi)，經(jīng)脫溶劑后的液體樣品隨載氣一起或氣體樣品由三通噴頭的引出端噴出；而反應(yīng)氣體通過(guò)介質(zhì)阻擋放電裝置的導(dǎo)氣管進(jìn)入絕緣介質(zhì)腔中，在放電電極的放電作用下產(chǎn)生低溫等離子體，并由絕緣介質(zhì)腔的氣體引出端噴出；絕緣介質(zhì)腔的氣體引出端與進(jìn)樣裝置的三通管件垂直設(shè)置，等離子體射流與三通管件接觸時(shí)，等離子體中高能的活性成分與三通管件的金屬噴管的金屬表面相互作用，金屬表面的電子激發(fā)或者是表面等離子體共振形成表面等離子體激元，由于噴嘴向內(nèi)收縮的開(kāi)口結(jié)構(gòu)，使得金屬表面電荷分布不均勻，當(dāng)液體樣品經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí)，發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移或弧光放電使樣品分子電離，有效規(guī)避了射頻電場(chǎng)的作用，電離的樣品分子不需要在推斥電極作用，就能進(jìn)入質(zhì)譜口被檢測(cè)，進(jìn)而降低了能耗。提高了離子化效率和儀器檢測(cè)靈敏度，為進(jìn)一步拓展等離子體技術(shù)在質(zhì)譜領(lǐng)域的應(yīng)用范圍提供了可能。
[0029](2)當(dāng)液體樣品進(jìn)樣時(shí)，通過(guò)加熱裝置可以有效脫除液體樣品中的溶劑。
[0030](3)絕緣介質(zhì)腔是由石英玻璃或陶瓷制作而成，不但具有良好的隔熱性能，還具有良好的絕緣性能，并且制作加工容易，價(jià)格便宜。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是等離子體噴霧質(zhì)譜電離源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是進(jìn)樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是低溫等離子體射流裝置。
[0034]圖中:
[0035]1、液體進(jìn)樣裝置；2、液體進(jìn)樣管；3、液體進(jìn)樣管密封件；4、氣體進(jìn)樣裝置；5、氣體進(jìn)樣密封件；6、加熱裝置；7、噴嘴；8、樣品噴霧；9、三通管件；10、密封裝置；11、放電氣體引入裝置；12、絕緣介質(zhì)腔；13、內(nèi)電極；14、外電極；15、低溫等離子體射流；16、供電電源；17、導(dǎo)氣管；18、氣體引出端；19、質(zhì)譜口 ；20、氣體進(jìn)樣管；21、金屬噴管。