一种激光电喷雾离子源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及质谱离子源技术领域，具体涉及一种可提高样品分子离子化效率的激光电喷雾离子源。
【背景技术】
[0002]激光离子源(laser desorpt1n)是一种采用脉冲激光对样品分子进行照射使其气化并失去电子离子化，从而进行质谱检测的技术。但是，激光解析存在的问题是，如果使用强度低的激光，样品分子不易产生离子，使用强度高的激光又会产生样品液滴烧干的现象，故使用的不是很多。目前，比较常规做法是利用激光的热效应和电喷雾技术相结合，形成激光电喷雾离子源。如图1所示，其主要是利用一定频率的激光束70照射设置于样品靶片上的待测分析物使之快速蒸发，蒸发的待分析分子运动至中空发射针10的喷头尖端泰勒锥11与离子传输管13之间，待分析分子与由中空发射针10电喷雾形成的带电液滴进行电荷交换，而使待分析分子带电离子化。但是，现有的传统激光电喷雾离子源(如图1所示)，其存在的主要问题是:1、激光束70的轰击点位于泰勒锥11和离子传输管13之间，被激光束70轰击蒸发出的待分析分子，由于质谱仪50的负压作用，无法到达泰勒锥11，而是在泰勒锥11之后，因电场强度很弱，所以它们无法被极化，几乎以中性分子的形式存在，并进入质谱仪50。其不仅造成了质谱仪50的污染，同时，由于样品分子只能通过交换方式带电，所以很难带上电荷，因此，样品分子离子化效率极低。2、由于承载待分析分子的样品台30位于大气中，所以由激光轰击蒸发出的待分析分子离子化后，无法全部被质谱仪50吸入，因此造成离子源的传输效率以及质谱仪50检测分析的灵敏度较低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可提高离子源传输效率、样品分子带电几率以及质谱仪检测灵敏度的激光电喷雾离子源。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种激光电喷雾离子源，包括:包括中空发射针、离子传输管、样品台及设置于样品台上的样品靶片、激光器，所述中空发射针的一端为取液端，另一端为电喷雾的喷头，所述离子传输管的一端与中空发射针的喷头相对，另一端与质谱仪的真空腔体相连通，所述质谱仪与中空发射针之间加有离子源电源装置，所述激光器产生的激光束可对放置于样品靶片上的分析样品进行照射，所述激光束对样品靶片上分析样品的轰击点位于中空发射针喷头的后面。在本实用新型所述的激光电喷雾离子源中，激光束对样品分子的轰击点位于离子传输管之前，中空发射针喷头所形成的泰勒锥之后，被激光轰击蒸发出的待分析样品分子，由于质谱仪的负压作用，向离子传输管入口方向运动，并在泰勒锥区域聚集，继而实现样品分子的高效极化。与传统的激光电喷雾离子源相比，克服了样品分子无法在泰勒锥区域聚集并难以被强电场极化的缺陷。
[0005]作为优选，所述激光束对样品靶片上分析样品的轰击点距中空发射针喷头水平方向的距离d为0?500mm。当激光束对样品靶片上分析样品的轰击点距中空发射针喷头水平方向的距离为0-500mm时，在质谱仪负压作用下，被激光束轰击而蒸发的绝大部分样品分子可以运动至中空发射针喷头所形成的泰勒锥区域并被强电场极化。
[0006]作为优选，所述中空发射针、离子传输管及样品台外部套设离子源工作腔，所述离子源工作腔一端与质谱仪相连。其中，本实用新型所述离子源工作腔的设置，可以将中空发射针、样品台、离子传输管密封在一个负压腔内，继而使得在泰勒区域形成的样品分子离子束团全部被吸入离子传输管并进入质谱仪。
[0007]进一步地，所述离子源工作腔与中空发射针之间设有至少一个辅助通道，用于通入可以提供质子(H+)的气体，例如:带有水分的气体或有机酸蒸气。其中，带有水分的气体可以是水蒸气、酸性气体和水蒸气的混合气体、有机酸蒸汽和水蒸气的混合气体、氮气或氩气或其它气体与水蒸气的混合气体。其作用是在泰勒锥周围更多的提供极化样品分子离子化所需的氢离子，进而有效提高待测样品分子的带电几率。
[0008]作为优选，所述中空发射针的喷头伸入离子传输管内，所述喷头与离子传输管端口之间的距离y为0?500mm。其中，将中空发射针插入离子传输管内，泰勒锥的形成区域亦在离子传输管内，样品分子在泰勒锥区域极化离子化后可直接全部进入质谱仪进行质谱分析，继而实现提高样品分子带电几率的同时，提高了离子的传输效率。
[0009]作为进一步优选，所述中空发射针外部套设发射针固定环，所述发射针固定环与中空发射针之间设有第一辅助通道，所述发射针固定环与离子源工作腔之间设有第二辅助通道。在所述的第一辅助通道或第二辅助通道中，其中一个辅助通道用于通入可以提供质子的气体，另一个辅助通道用于通入室温气体或温度可控的气体，用于保证泰勒锥的稳定或加速极化样品分子离子单分子气相电荷的形成。
[0010]作为优选，所述离子源工作腔腔体上设有可供激光束射入的激光输入窗。
[0011]作为进一步优选，所述激光输入窗设置于与样品台相对应的两侧离子源工作腔腔体上，激光束通过上方或下方激光输入窗射入离子源工作腔内。
[0012]进一步地，所述样品靶片由激光透射材料制成。当激光束从下方激光输入窗射入离子源工作腔时，样品靶片必须由激光透射材料制成，才能使激光束有效轰击放置于样品靶片上的样品分子。
[0013]作为优选，所述样品靶片与样品靶片电源相连接，所述样品靶片电源的电压为1?50kV。所述样品靶片电源的设置可以在样品台和离子传输管之间形成一个电场，使得带电粒子可以向尚子传输管运动。
[0014]本实用新型所述的激光电喷雾离子源与现有技术相比具有以下优点及效果:
[0015]1、在本实用新型所述的激光电喷雾离子源中，激光轰击点位于泰勒锥和离子传输管(质谱仪入口)之后，被激光束轰击蒸发出的待分析分子，由于质谱仪的负压作用，向离子传输管入口方向运动，中性的待分析样品分子向泰勒锥聚集，泰勒锥附近的强电场将待分析样品分子极化，同时强电场同样将泰勒锥附近的水分子电离形成质子氢(H+)，被极化以后的待分析样品分子，吸附泰勒锥附近的(H+)氢离子，形成离子束团，从而大大提高了待分析分子的带电几率。
[0016]2、本实用新型所述的承载待分析分子的样品台、中空发射针和离子传输管，同时位于一个与质谱仪相连的可以形成负压腔体的离子源工作腔内，由激光轰击蒸发出的待分析分子，在负压作用下可以全部被吸入质谱仪，从而，在提高带电几率的同时，太高了样品离子的传输效率以及质谱仪的检测灵敏度。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为现有的传统激光电喷雾离子源结构示意图。
[0019]图2为本实用新型所述的激光电喷雾离子源结构示意图。
[0020]图3为本实用新型所述的激光电喷雾离子源另一结构示意图。
[0021]标号说明:10、中空发射针；11、泰勒锥；12、第二辅助通道；13、离子传输管；14、第一辅助通道；15、辅助通道；20、发射针固定环；30、样品台；31、中性样品分子；32、样品靶片电源；40、离子源电源装置；50、质谱仪；60、离子源工作腔；70、激光束；71、激光输入窗。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0023]实施例1:如图2所示，一种激光电喷雾离子源，包括中空发射针10、离子传输管13、样品台30、用于产生激光束70的激光器，样品台30上放置样品靶片，样品靶片用于加载分析样品，中空发射针10的一端为取液端，另一端为电喷雾的喷头，所述离子传输管13 —端与中空发射针10的电喷雾喷头相对，另一端与质谱仪50的真空腔体相连通，所述质谱仪50与中发射针10之间加有离子源电源装置40，所述样品台30设置于离子传输管13入口的前端，所述激光束70对样品靶片上分析样品的轰击点位于中空发射针10电喷雾喷头的后面，所述激光束70对分析样品的轰击点距中空发射针10电喷雾喷头水平方向的距离d为 2mm 或 10mm 或 2-10mmo
[0024]其中，中空发射针10用于通入具有导电能力的液体，离子源电源装置40在质谱仪50和中空发射针10之间加有100V-50kV的电压，中空发射针10的电喷雾喷头处形成泰勒锥11。
[0025]激光束70轰击样品靶片上的分析样品，被轰击蒸发出的中性样品