一种化学电离源装置及其电离检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电离源装置及其电离检测方法，特别是涉及一种封闭式微型化学电离源装置及其电离检测方法。
【背景技术】
[0002]质谱(又叫质谱法)是一种与光谱并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。质谱仪器一般由样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。
[0003]常压化学电离源(APCI)有结构简单、灵敏度高等特点，适于分析极性/弱极性待测物。在近年来的原位电离质谱(AIMS)的发展中，APCI的电离原理也备受关注，并发展出了表面解吸常压化学电离(SDAPCI)等技术，应用于三聚氰胺检测、质谱成像等热门领域，展示出了较好的分析性能。然而，由于APCI源中样品的电离过程中，有着较为复杂的分子离子反应过程；因此，敞开式的APCI质谱法记录得到的谱图较易受到实验室内空气中残留或试剂污染的干扰。
[0004]而目前常见的商品化常压化学电离源(APCI)采用的是有较大体积封闭腔体作为反应室的设备(如:热电公司的House组件，大约10?20cm见方hAPCI源通常将样品溶液从套有雾化气套管的毛细管引入，然后从毛细管末端喷出并被大流量的载气流(高纯氮气流)雾化，形成的细小液滴在加热蒸发器中被汽化，形成气态的中性分子，加热管末端有电晕放电针，电晕放电把溶剂分子离子化产生大量的试剂离子，试剂离子与气态中性样品分子碰撞，发生化学电离。可见，此反应室内有较大的死体积，同时检测过程需要使用大流量的载气(高纯氮气)并需加热至较高温度(300度左右)辅助样品气化，因此，该装置难以实现实时在线监测，且可操作性较差、实际效果也并不理想。
[0005]鉴于此，有必要设计一种新的化学电离源装置及其电离检测方法用以解决上述技术问题。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种化学电离源装置及其电离检测方法，用于解决现有技术中敞开式常压化学电离源的谱图易受污染以及大体积反应室的常压化学电离源可操作性差的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种化学电离源装置，包括:
[0008]质谱进样口；
[0009]质谱离子传输管，所述质谱离子传输管贯穿所述质谱进样口；
[0010]微型反应室，所述微型反应室一端固定在所述质谱进样口上，并且与所述质谱离子传输管的一端贯通，所述微型反应室包括腔体、进样管路以及出样管路，其中，所述出样管路与所述腔体一端贯通，所述进样管路与所述腔体的另一端贯通；
[0011]电离源放电针，固定于所述微型反应室的另一端，所述电离源放电针包括针头和施加直流高压或耦合振荡电压的针尾，其中，所述针尾位于所述微型反应室外部；
[0012]进样装置，与所述进样管路连接；
[0013]出样装置，与所述出样管路连接；
[0014]待测样品装置，与所述进样装置连接。
[0015]优选地，在所述微型反应室的内壁施加0?500V的电压，或施加与所述质谱离子传输管同等电位的电压。
[0016]优选地，所述出样装置为吸气栗、密封装置或出样管的一种。
[0017]优选地，所述进样装置为顶空进样器或进样管的一种。
[0018]优选地，所述出样装置为出样管，所述进样装置为进样管，所述出样管和所述进样管分别与所述待测样品装置贯通。
[0019]优选地，所述电离源装置还包括用于对所述进样管路和所述微型反应室加热的加热装置，所述加热装置的可控温度范围为室温?400°C。
[0020]优选地，所述微型反应室的内壁为不锈钢材料。
[0021]本发明还提供一种常压化学电离源装置的电离检测方法:
[0022]1)将所述出样管路与所述出样装置连接，所述待测样品装置内的待测样品经所述进样装置以及进样管路进入所述微型反应室内；
[0023]2)在所述电离源放电针的针尾处施加直流高压或耦合振荡电压，使针尖处发生电晕放电，将所述待测样品气体进行电离；
[0024]3)产生的离子被质谱离子传输管吸入相应检测设备，进行质谱检测。
[0025]如上所述，本发明的一种化学电离源装置及其电离检测方法，具有以下有益效果:所述化学电离源装置将常见的外挂式常压化学电离源微型化，并直接安装在质谱的常压离子引入接口处;微型化的反应室内空间狭小，死体积小，提高了进样口附近的离子密度，以及质谱检测灵敏度，而且气流流向较单一，有利于离子进入质谱进样口；同时，封闭的离子源和进样装置隔绝了样品采集后暴露在空气中的问题，并且避免了样品与实验室之间的双向污染。可见，所述装置在简化仪器外部构造的同时，可有效提高离子源的电离效率和离子传输效率，提高仪器分析灵敏度;适用于台式设备、以及便携式、车载式等小型质谱设备，更可用于现场、实时、原位的质谱监测和过程质谱等相关应用。
【附图说明】
[0026]图1显示为本发明实施例一的结构示意图。
[0027]图2显示为本发明微型反应室的结构示意图。
[0028]图3显示为本发明电离源放电针的结构示意图。
[0029]图4显示为本发明实施例二的结构示意图。
[0030]图5显示为本发明实施例三的结构示意图。
[0031 ]图6显示为本发明电离检测方法的示意图。
[0032]元件标号说明
[0033]1质谱进样口
[0034]2质谱离子传输管
[0035]3微型反应室
[0036]31腔体
[0037]32进样管路
[0038]33出样管路
[0039]4电离源放电针
[0040]41针头[0041 ]42针尾
[0042]5进样装置
[0043]51顶空进样器
[0044]52进样管
[0045]6出样装置
[0046]61吸气栗
[0047]62密封装置
[0048]63出样管
[0049]7待测样品装置
[0050]71样品瓶[0051 ]72密闭管路
【具体实施方式】
[0052]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0053]请参阅图1和图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0054]实施例一
[0055 ] 如图1至图3所示，所述化学电离源装置包括:
[0056]质谱进样口 1;
[0057]质谱离子传输管2，所述质谱离子传输管2贯穿所述质谱进样口1;
[0058]微型反应室3，所述微型反应室3—端固定在所述质谱进样口1上，并且与所述质谱离子传输管2的一端贯通，所述微型反应室3包括腔体31、进样管路32以及出样管路33，其中，所述出样管路33与所述腔体31—端贯通，所述进样管路32与所述腔体31的另一端贯通；
[0059]电离源放电针4，固定于所述微型反应室