一種激光電噴霧離子源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及質(zhì)譜離子源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可提高樣品分子離子化效率的激光電噴霧離子源。
【背景技術(shù)】
[0002]激光離子源(laser desorpt1n)是一種采用脈沖激光對樣品分子進行照射使其氣化并失去電子離子化，從而進行質(zhì)譜檢測的技術(shù)。但是，激光解析存在的問題是，如果使用強度低的激光，樣品分子不易產(chǎn)生離子，使用強度高的激光又會產(chǎn)生樣品液滴燒干的現(xiàn)象，故使用的不是很多。目前，比較常規(guī)做法是利用激光的熱效應(yīng)和電噴霧技術(shù)相結(jié)合，形成激光電噴霧離子源。如圖1所示，其主要是利用一定頻率的激光束70照射設(shè)置于樣品靶片上的待測分析物使之快速蒸發(fā)，蒸發(fā)的待分析分子運動至中空發(fā)射針10的噴頭尖端泰勒錐11與離子傳輸管13之間，待分析分子與由中空發(fā)射針10電噴霧形成的帶電液滴進行電荷交換，而使待分析分子帶電離子化。但是，現(xiàn)有的傳統(tǒng)激光電噴霧離子源(如圖1所示)，其存在的主要問題是:1、激光束70的轟擊點位于泰勒錐11和離子傳輸管13之間，被激光束70轟擊蒸發(fā)出的待分析分子，由于質(zhì)譜儀50的負壓作用，無法到達泰勒錐11，而是在泰勒錐11之后，因電場強度很弱，所以它們無法被極化，幾乎以中性分子的形式存在，并進入質(zhì)譜儀50。其不僅造成了質(zhì)譜儀50的污染，同時，由于樣品分子只能通過交換方式帶電，所以很難帶上電荷，因此，樣品分子離子化效率極低。2、由于承載待分析分子的樣品臺30位于大氣中，所以由激光轟擊蒸發(fā)出的待分析分子離子化后，無法全部被質(zhì)譜儀50吸入，因此造成離子源的傳輸效率以及質(zhì)譜儀50檢測分析的靈敏度較低。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可提高離子源傳輸效率、樣品分子帶電幾率以及質(zhì)譜儀檢測靈敏度的激光電噴霧離子源。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種激光電噴霧離子源，包括:包括中空發(fā)射針、離子傳輸管、樣品臺及設(shè)置于樣品臺上的樣品靶片、激光器，所述中空發(fā)射針的一端為取液端，另一端為電噴霧的噴頭，所述離子傳輸管的一端與中空發(fā)射針的噴頭相對，另一端與質(zhì)譜儀的真空腔體相連通，所述質(zhì)譜儀與中空發(fā)射針之間加有離子源電源裝置，所述激光器產(chǎn)生的激光束可對放置于樣品靶片上的分析樣品進行照射，所述激光束對樣品靶片上分析樣品的轟擊點位于中空發(fā)射針噴頭的后面。在本實用新型所述的激光電噴霧離子源中，激光束對樣品分子的轟擊點位于離子傳輸管之前，中空發(fā)射針噴頭所形成的泰勒錐之后，被激光轟擊蒸發(fā)出的待分析樣品分子，由于質(zhì)譜儀的負壓作用，向離子傳輸管入口方向運動，并在泰勒錐區(qū)域聚集，繼而實現(xiàn)樣品分子的高效極化。與傳統(tǒng)的激光電噴霧離子源相比，克服了樣品分子無法在泰勒錐區(qū)域聚集并難以被強電場極化的缺陷。
[0005]作為優(yōu)選，所述激光束對樣品靶片上分析樣品的轟擊點距中空發(fā)射針噴頭水平方向的距離d為0?500mm。當(dāng)激光束對樣品靶片上分析樣品的轟擊點距中空發(fā)射針噴頭水平方向的距離為0-500mm時，在質(zhì)譜儀負壓作用下，被激光束轟擊而蒸發(fā)的絕大部分樣品分子可以運動至中空發(fā)射針噴頭所形成的泰勒錐區(qū)域并被強電場極化。
[0006]作為優(yōu)選，所述中空發(fā)射針、離子傳輸管及樣品臺外部套設(shè)離子源工作腔，所述離子源工作腔一端與質(zhì)譜儀相連。其中，本實用新型所述離子源工作腔的設(shè)置，可以將中空發(fā)射針、樣品臺、離子傳輸管密封在一個負壓腔內(nèi)，繼而使得在泰勒區(qū)域形成的樣品分子離子束團全部被吸入離子傳輸管并進入質(zhì)譜儀。
[0007]進一步地，所述離子源工作腔與中空發(fā)射針之間設(shè)有至少一個輔助通道，用于通入可以提供質(zhì)子(H+)的氣體，例如:帶有水分的氣體或有機酸蒸氣。其中，帶有水分的氣體可以是水蒸氣、酸性氣體和水蒸氣的混合氣體、有機酸蒸汽和水蒸氣的混合氣體、氮氣或氬氣或其它氣體與水蒸氣的混合氣體。其作用是在泰勒錐周圍更多的提供極化樣品分子離子化所需的氫離子，進而有效提高待測樣品分子的帶電幾率。
[0008]作為優(yōu)選，所述中空發(fā)射針的噴頭伸入離子傳輸管內(nèi)，所述噴頭與離子傳輸管端口之間的距離y為0?500mm。其中，將中空發(fā)射針插入離子傳輸管內(nèi)，泰勒錐的形成區(qū)域亦在離子傳輸管內(nèi)，樣品分子在泰勒錐區(qū)域極化離子化后可直接全部進入質(zhì)譜儀進行質(zhì)譜分析，繼而實現(xiàn)提高樣品分子帶電幾率的同時，提高了離子的傳輸效率。
[0009]作為進一步優(yōu)選，所述中空發(fā)射針外部套設(shè)發(fā)射針固定環(huán)，所述發(fā)射針固定環(huán)與中空發(fā)射針之間設(shè)有第一輔助通道，所述發(fā)射針固定環(huán)與離子源工作腔之間設(shè)有第二輔助通道。在所述的第一輔助通道或第二輔助通道中，其中一個輔助通道用于通入可以提供質(zhì)子的氣體，另一個輔助通道用于通入室溫氣體或溫度可控的氣體，用于保證泰勒錐的穩(wěn)定或加速極化樣品分子離子單分子氣相電荷的形成。
[0010]作為優(yōu)選，所述離子源工作腔腔體上設(shè)有可供激光束射入的激光輸入窗。
[0011]作為進一步優(yōu)選，所述激光輸入窗設(shè)置于與樣品臺相對應(yīng)的兩側(cè)離子源工作腔腔體上，激光束通過上方或下方激光輸入窗射入離子源工作腔內(nèi)。
[0012]進一步地，所述樣品靶片由激光透射材料制成。當(dāng)激光束從下方激光輸入窗射入離子源工作腔時，樣品靶片必須由激光透射材料制成，才能使激光束有效轟擊放置于樣品靶片上的樣品分子。
[0013]作為優(yōu)選，所述樣品靶片與樣品靶片電源相連接，所述樣品靶片電源的電壓為1?50kV。所述樣品靶片電源的設(shè)置可以在樣品臺和離子傳輸管之間形成一個電場，使得帶電粒子可以向尚子傳輸管運動。
[0014]本實用新型所述的激光電噴霧離子源與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果:
[0015]1、在本實用新型所述的激光電噴霧離子源中，激光轟擊點位于泰勒錐和離子傳輸管(質(zhì)譜儀入口)之后，被激光束轟擊蒸發(fā)出的待分析分子，由于質(zhì)譜儀的負壓作用，向離子傳輸管入口方向運動，中性的待分析樣品分子向泰勒錐聚集，泰勒錐附近的強電場將待分析樣品分子極化，同時強電場同樣將泰勒錐附近的水分子電離形成質(zhì)子氫(H+)，被極化以后的待分析樣品分子，吸附泰勒錐附近的(H+)氫離子，形成離子束團，從而大大提高了待分析分子的帶電幾率。
[0016]2、本實用新型所述的承載待分析分子的樣品臺、中空發(fā)射針和離子傳輸管，同時位于一個與質(zhì)譜儀相連的可以形成負壓腔體的離子源工作腔內(nèi)，由激光轟擊蒸發(fā)出的待分析分子，在負壓作用下可以全部被吸入質(zhì)譜儀，從而，在提高帶電幾率的同時，太高了樣品離子的傳輸效率以及質(zhì)譜儀的檢測靈敏度。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為現(xiàn)有的傳統(tǒng)激光電噴霧離子源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型所述的激光電噴霧離子源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本實用新型所述的激光電噴霧離子源另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]標(biāo)號說明:10、中空發(fā)射針；11、泰勒錐；12、第二輔助通道；13、離子傳輸管；14、第一輔助通道；15、輔助通道；20、發(fā)射針固定環(huán)；30、樣品臺；31、中性樣品分子；32、樣品靶片電源；40、離子源電源裝置；50、質(zhì)譜儀；60、離子源工作腔；70、激光束；71、激光輸入窗。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0023]實施例1:如圖2所示，一種激光電噴霧離子源，包括中空發(fā)射針10、離子傳輸管13、樣品臺30、用于產(chǎn)生激光束70的激光器，樣品臺30上放置樣品靶片，樣品靶片用于加載分析樣品，中空發(fā)射針10的一端為取液端，另一端為電噴霧的噴頭，所述離子傳輸管13 —端與中空發(fā)射針10的電噴霧噴頭相對，另一端與質(zhì)譜儀50的真空腔體相連通，所述質(zhì)譜儀50與中發(fā)射針10之間加有離子源電源裝置40，所述樣品臺30設(shè)置于離子傳輸管13入口的前端，所述激光束70對樣品靶片上分析樣品的轟擊點位于中空發(fā)射針10電噴霧噴頭的后面，所述激光束70對分析樣品的轟擊點距中空發(fā)射針10電噴霧噴頭水平方向的距離d為 2mm 或 10mm 或 2-10mmo
[0024]其中，中空發(fā)射針10用于通入具有導(dǎo)電能力的液體，離子源電源裝置40在質(zhì)譜儀50和中空發(fā)射針10之間加有100V-50kV的電壓，中空發(fā)射針10的電噴霧噴頭處形成泰勒錐11。
[0025]激光束70轟擊樣品靶片上的分析樣品，被轟擊蒸發(fā)出的中性樣品