[发明专利]一种离子源温控加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子源温控加热装置，属于离子迁移谱检测与质谱检测技术领域。背景技术

质谱仪是当前世界上广泛使用的一种化学分析仪器，它源于质谱分析。质谱分析是目前最灵敏、最强大和快速的分析方法之一，它的主要目的是分离和辨别样品离子的质荷比（质量、电荷比，m/e），其基本原理是使样品中各成分在离子源中发生电离，产生各种不同质荷比的带电荷的离子，经加速电场、聚焦电场等的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，利用电场或磁场的作用使离子按质荷比不同分离，再将它们分别聚焦而得到质谱图，进而分析样品中含有的成分。

由此可见，离子源在整个质谱仪装置中起着至关重要的作用。常见的离子源有电喷雾（ESI），解析电喷雾（DESI），萃取电喷雾（EESI），基质辅助激光解析（MALDI），电子电离（EI）以及化学电离(CI)等。其中常压离子源（例如ESI、DESI等）由于不需要在真空中对样品进行电离，可以极大的缩小质谱仪的体积，非常适合于小型质谱仪采用。

空气动力辅助离子源（AFAI）是一种新型的敞开式离子源，它可以在敞开的环境下，对样品进行解吸和电离。AFAI通过使用一个ESI喷嘴，使带电溶剂高速地喷射在样品的表面上，这时样品将完成解吸附和电离的过程，即使样品离子和溶剂形成带电液滴。待带电液滴中的溶剂挥发完毕，就可以得到需要检测的单独的样品离子。相比DESI、ESI离子化技术，AFAI技术提高了在敞开式环境下远距离样品的离子化效率及其检测灵敏度（75倍以上），扩展了待测样品的空间和操作灵活性。

虽然AFAI技术提高样品的离子化效率，但在样品离子的去溶剂化过程中，仍然会有很大损耗，只有一小部分样品离子成功的从溶剂中脱离出来进入质谱仪检测。实验发现，流动空气的流速大小对带电液滴距离传输及其离子化过程可发挥决定性的作用，高流速的空气增强带电液滴与空气分子的相互作用，提高带电液滴中溶剂的蒸发效率，则促进了离子的形成过程。因此，常规方法是增大空气流速来提高离子的去溶剂效率，从而提高质谱仪检测的灵敏度。但进一步实验表明，随着空气流速的增大，检测灵敏度的提高会相对减小，当空气流速增大到某个数值后，检测灵敏度将不再有明显的提高。

在实际应用中，也可以采用加热电阻直接对样品气体进行加热以提高离子的去溶剂效率，但由于样品气体流速很快，直接加热的效果并不明显。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明公开一种离子源温控加热装置，该装置配合一般的质谱仪，在样品气体进行离子化的过程中，对样品气体进行温控加热，以促进样品气体带电液滴溶剂的挥发，从而显著提高样品气体的离子化效果。

本发明的技术方案如下：

一种离子源温控加热装置，其特征在于：该温控加热装置包括离子输入管、第一绝缘管、离子输出管、第二绝缘管、载气通入管、前密封挡板、加热腔体、加热电阻、温度探头和后密封挡板以及温度控制器；前密封挡板和后密封挡板分别固定在所述加热腔体上；离子输入管前端口对接离子源，离子输入管末端口对准离子输出管前端口，离子输入管末端口与离子输出管前端口的交汇处留一窄缝；第一绝缘管套在离子输入管上，并一起从前密封挡板中伸进加热腔体内；第二绝缘管套在离子输出管上，并一起从后密封挡板中伸进加热腔体内；所述加热电阻位于加热腔体内加热通入的载气，经过加热后的载气在离子输入管末端口与离子输出管前端口的交汇的窄缝处与离子化后的样品气体混合；所述温度探头的末端设置在离子输入管末端口和离子输出管前端口交汇处的窄缝附近，通过信号线与温度控制器相连。

本发明的技术特征还在于：该装置还包括分型板，该分型板位于加热腔体内且靠近前密封挡板，在分型板上设有中心孔和对称分布的多个小孔；第一绝缘管和离子输入管从分型板中心孔穿过。所述载气通入管从前密封挡板伸入加热腔体内，并且末端设置在分型板前面。经载气通入管进入加热腔体内的载气为氮气或惰性气体。

本发明的另一技术特征是：在所述离子输入管与离子输出管上加有直流电压，以促进离子的输送。所述的离子输入管末端口与离子输出管前端口交汇的窄缝的宽度与位置可调。

本发明所述的加热电阻以螺旋状缠绕在第一绝缘管上。前密封挡板和后密封挡板以螺栓螺母固定连接在加热腔体上。