[发明专利]电喷雾两级气体辅助聚集装置

说明书

技术领域

本发明涉及电喷雾质谱研究领域，特别是用于电喷雾样品离子的气体辅助聚集装置领域。

背景技术

近年来，人们一直就进一步提高电喷雾质谱（ESI-MS）的灵敏度和分辨率开展了大量研究工作，其中关键技术是如何提高电喷雾离子输运效率，即把电喷雾质谱离子源电离所产生的离子更有效地输运到质谱检测入口孔，从而提高电喷雾质谱灵敏度和分辨率。目前有各种气体辅助装置用于提高离子输运效率，但普遍都只有一级气体辅助聚集装置，对电喷雾离子输运效率提高有限。

发明内容

本发明提出一种结构简单并且易于加工的两级气体辅助装置，有利于进一步提高离子输运效率。

本发明采用的技术方案是：

电喷雾两级气体辅助聚集装置基于流体力学的科恩达效应和文丘里效应的基本原理。文丘里效应是指当流体通过管道的狭窄区域时，流体压力会降低；科恩达效应是指射流附壁现象，即射流沿弯曲表面流动的现象。在第一级装置中，气体由一级进气口（3）进入一级狭缝（4），在一级曲面（5）处产生科恩达附壁效应，气流改变方向，最终沿着一级出气口（6）的壁面吹出；在第二级装置中，气体由二级进气口（7）进入二级狭缝（8），在二级曲面（9）处产生科恩达附壁效应，气流改变方向，最终沿着二级出气口（10）由泄气腔（11）排出。电喷雾两级气体辅助聚集装置通过改变气流体的运动方向，达到辅助聚集离子的效果。

2、制作方法

考虑实际加工生产，如说明书附图2所示，设计一级进气口、一级曲面、一级出气口在零件（12）上，二级进气口在零件（18）上，二级曲面、二级出气口在零件（16）上，泄气腔在零件（14）上。一级狭缝、二级狭缝宽度由相对应厚度板材加工成的密封垫片（13、17）限定，实际生产中采用某厚度的紫铜。

电喷雾两级气体辅助聚集装置制作方法步骤如下：

1）机械加工制作零件（12）、零件（14）、零件（16）、零件（18）、密封垫片（13、17）、套筒（15）；

2）外购精密塞打螺栓、螺母；

3）依次组装零件（12）、密封垫片（13），零件（14）、套筒（15）、零件（16）、密封垫片（17）、零件（18）。

本电喷雾两级气体辅助聚集装置的有益效果是，进一步提高了电喷雾质谱离子的输运效率，并且结构简单、成本低、尺寸灵活，性能稳定。

附图说明

图1电喷雾两级气体辅助聚集装置的全剖图。

图2电喷雾两级气体辅助聚集装置的装配爆炸图。

图3电喷雾两级气体辅助聚集装置的工作原理图。

图中：1.第一级装置，2.第二级装置，3.一级进气口，4.一级狭缝，5.一级曲面，6.一级出气口，7.二级进气口，8.二级狭缝，9.二级曲面，10.二级出气口，11泄气腔，12.零件一，13.密封垫片，14.零件二，15.套筒，16.零件三，17.密封垫片，18.零件四，19.螺栓孔，G1.一级气流，G2.二级气流，G3.出气流，N4.电喷雾喷针，O5.质谱检测入口孔。

具体实施方式

下面结合技术方案和附图详细叙述本发明专利的具体实施方式。

电喷雾带电液滴形成之后，在由电喷雾喷针向质谱检测入口孔输运过程中目前有99%的离子损失，从而影响质谱仪的检测极限和灵敏度。因此提高离子输运效率对提高质谱仪的检测极限和灵敏度有非常重要的作用。本发明设计制作的电喷雾两级气体辅助聚集装置，通过改变气流体的运动方向，达到辅助聚集离子的效果，并已经过实验数据验证。

如图3所示，把电喷雾两级气体辅助聚集装置固定在电喷雾喷针N4和质谱检测入口孔O5之间，间距调整到合适位置，并通过可调整工作平台调整装置的位置，使电喷雾喷针、该装置、质谱检测入口孔中心同轴。根据实际需要，电喷雾喷针深入该装置一定位置，不超过30mm。

一定压力的氮气分别通过气体压力调节器经一级进气口3、二级进气口7进入该装置，然后调整气体压力调节器寻求最佳一、二级进气口的压力配合。

电喷雾两级气体辅助聚集装置剖面图如图1所示。实际零部件装配爆炸图如图2所示，密封垫片13、17为紫铜，其余为不锈钢，粗糙度Ra3.2以内，用于固定装置一、装置二的紧固件可以由精密塞打螺栓、螺母实现。

电喷雾两级气体辅助聚集装置的工作原理如图3所示，一级气流G1从一级进气口3进入，经一级狭缝4，在一级曲面5处产生附壁效应，然后由一级出气口6壁面排出；二级气流G2从二级进气口7进入，经二级狭缝8，在二级曲面9处产生附壁效应，然后经二级出气口10由泄气腔排出。G1和G2气流带动出气流G3，改变方向和速度后的G3气流对电喷雾喷针N4喷出的电喷雾离子流起到加速和聚集的效果。