[发明专利]碰撞离子发生器和分离器

权利要求书

1.一种生成用于由质谱仪或离子迁移率谱仪分析的气态分子离子的方法，包括：

使气溶胶样本朝着固体表面加速，所述样本包括一个或多个分子颗粒簇、固体颗粒和中性颗粒；

使所述气溶胶样本与所述固体表面碰撞以使所述一个或多个分子颗粒簇分解并生成一个或多个气态分子离子、中性分子和较小尺寸分子颗粒簇；以及

收集所述气态分子离子并将所述气态分子离子引导至分析器单元。

2.如权利要求1所述的方法，还包括对所述气态分子离子进行分析以提供与所述样本的化学组成有关的信息。

3.如权利要求1所述的方法，其中收集包括通过撇去器电极收集所述气态分子离子，所述撇去器电极与引入所述样本的开口对准。

4.如权利要求1所述的方法，其中，使所述样本加速包括沿着引入所述样本的管状开口通过气压梯度驱动所述样本。

5.如权利要求4所述的方法，其中，使所述样本加速还包括在所述管状开口与所述固体表面之间建立电势梯度。

6.如权利要求1所述的方法，其中，使所述样本加速包括在自由射流膨胀中将所述样本加速至音速之上。

7.如权利要求1所述的方法，其中，收集所述气态分子离子包括将所述气态分子离子与所述中性分子和较小尺寸分子颗粒簇分离。

8.如权利要求7所述的方法，其中，分离包括沿着碰撞元件的至少一部分生成湍流，所述湍流允许所述气态分子离子与所述中性分子和较小尺寸分子颗粒簇分离。

9.如权利要求1所述的方法，还包括通过接触式加热、电阻式加热和辐射式加热对所述固体表面进行加热。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述固体表面为球形表面。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述固体表面设置在离子漏斗型质谱仪的大气接口中，所述离子漏斗被配置为收集所述气态分子离子。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述固体表面设置在引入所述样本的开口与撇去器电极之间。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述固体表面是锥形表面。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述固体表面是撇去器电极的管状表面。

15.一种生成用于由质谱仪或离子迁移率谱仪分析的气态分子离子的系统，包括：

管状导管，被配置为通过其加速样本，所述样本包括气溶胶样本和液体样本中的一种，所述样本包括一个或多个分子颗粒簇、固体颗粒和带电颗粒；

碰撞元件，与所述管状导管的开口间隔开并与所述管状导管的轴线对准，所述碰撞元件具有表面，所述样本与所述表面碰撞，从而使所述一个或多个分子颗粒簇分解，以形成一个或多个气态分子离子、中性分子和较小尺寸分子颗粒簇；以及

撇去器电极，被配置为实质上仅收集所述气态分子离子并排除所述中性分子和较小尺寸分子颗粒簇，其中，排除实质上基于所述中性分子和较小尺寸分子颗粒簇的质量和电荷中的一个或多个，所述撇去器电极具有与所述管状导管对准的开口，使得所述碰撞元件被插设在所述管状导管的开口与所述撇去器电极之间。

16.如权利要求15所述的系统，还包括分析器，所述分析器被配置为对由所述撇去器电极收集的所述气态分子离子进行分析以提供与所述样本的化学组成有关的信息。

17.如权利要求15所述的系统，其中，所述管状导管被配置为将实质上连续液体射流引导至所述碰撞元件的表面上。

18.如权利要求15所述的系统，还包括真空源，所述真空源被配置为在所述管状导管与所述碰撞元件之间生成真空以沿着所述管状导管产生气压梯度，所述气压梯度使所述样本加速至所述碰撞元件的表面上。

19.如权利要求18所述的系统，还包括功率源，所述功率源被配置为在所述管状导管的开口与所述碰撞元件的表面之间建立电势梯度，所述电势梯度进一步使所述样本加速至所述碰撞元件的表面上。

20.如权利要求18所述的系统，其中，在自由射流膨胀中将所述样本加速至音速之上。