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】本實用新型公開了一種離子發(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。本實用新型包括一臺泰勒錐發(fā)生器，在泰勒錐發(fā)生器(1)的毛細管(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)；泰勒錐發(fā)生器(1)包括毛細管(2)，在毛細管(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。本實用新型的優(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有生物、醫(yī)藥、食品等行業(yè)具有非常廣泛的用途。
【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]本實用新型涉及一種離子發(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高電壓，在大氣中形成正負離子，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，使得溶液在毛細管管口始終形成液滴而不滴落，這時，毛細管下端的液滴為凸形的半球狀"溶液在毛細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行檢測，意識到Dole離子源存在缺陷，并對結(jié)果進行解釋，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)計使用玻璃毛細管將離子從大氣環(huán)境輸送進第一真空室，可根據(jù)需求選擇不同內(nèi)徑毛細管。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，對其工作原理也有了越來越深刻的認識。
[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)中毛細管內(nèi)的液體是產(chǎn)生離子的根本，而對于毛細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> 實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型針對現(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]本實用新型是通過下述技術(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)生器包括毛細管，在毛細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)生器的進口連接有極性液體；確保在毛細管中有連續(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)生器的毛細管進口與色譜儀連接。
[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:本實用新型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有生物、醫(yī)藥、食品等行業(yè)具有非常廣泛的用途，故本實用新型可以將這種廣泛應(yīng)用得到更充分的實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖2本實用新型實施例中泰勒錐附近是空氣的分析譜圖
[0020]圖3本實用新型實施例中泰勒錐附近是空氣和重水D2O混合氣體的分析譜圖

【具體實施方式】
[0021]下面對本實用新型的實施作具體說明:
[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)生的離子進行分析，在泰勒錐附近進行測定，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),在毛細管2的出口處重水(D2O)受電場作用而形成離子。并在毛細管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，包括一臺泰勒錐發(fā)生器，在泰勒錐發(fā)生器(I)的毛細管(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)；泰勒錐發(fā)生器(I)包括毛細管(2)，在毛細管(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。
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，其特征在于毛細管(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。
3.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)的進口連接有極性液體。
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，其特征在于泰勒錐發(fā)生器(I)的毛細管(2)進口與色譜儀連接。
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。
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】H01J49/16GK204067299SQ201420313741
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21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