[实用新型]一种温度可调控的敞开式火焰离子化装置

说明书

技术领域

本实用新型是涉及一种敞开式离子化装置，具体说，是涉及一种温度可调控的敞开式火焰离子化装置，属于质谱分析技术领域。

背景技术

质谱(MS)是一种分析复杂混合物，提供有关分子信息、重量和被分析物的化学结构的强大工具。近年来，随着离子化技术和质量分析器的不断创新与改进，质谱成为发展最迅速的分析技术之一，目前质谱技术在化学与化工、生物学与生命科学、医学、药学、材料科学、环境保护等领域的应用越来越广泛。

近年来，无需复杂前处理、在样品原始环境、离子源敞开条件下实现离子化的质谱技术已经成为质谱技术领域的前沿而备受关注。这一技术使得无需样品制备的复杂混合物的快速、直接分析可以得到快速的实现，通常只需要几秒钟就可以实现。

在目前已经商品化了的敞开式离子化技术中，DART相较于DESI而言，DART技术的商品化较早，也较为成熟，行业使用范围更广泛。尽管DART具有操作快速、不需要溶剂等优点，但是DART本身也还存在着一些缺陷，例如：DART的温度调整范围较小，通常在50-550℃，因此其能检测到的多为小分子，一些大分子的化合物不易解析；同时，虽然氮气和氦气都可以作为DART的离子化气体，但是由于氮气作为离子化气体时会引发一些副反应，因此DART通常采用氦气作为离子化气体，而氦气的成本很高，这就使得分析测试成本很高，同时DART的实验装置很复杂，操作也较为复杂。为了克服上述缺陷，本申请人在中国实用新型专利(专利号为：ZL 201520544461.5)中公开了一种敞开式火焰离子化装置，所述装置包括火焰和玻璃棒，所述的玻璃棒固定在质谱进样通道处，所述的火焰置于质谱进样通道处，玻璃棒的负载样品端置于火焰中或火焰附近，通过选择合适的燃料燃烧使产生火焰使样品实现敞开式离子化。虽然本实用新型所述的敞开式火焰离子化装置具有结构简单、易于实现、清洁环保、使用方便、可实现的解析温度范围及适用的待分析的物质分子量范围广、普适性强等诸多优点，但该装置存在火焰温度不可控及可实现的火焰温度受限于所选择的燃料种类的缺陷问题，以致可能会产生由于火焰温度过高导致样品发生氧化、降解、聚合等，或者由于温度太低不能使样品发生解吸离子化等问题，从而使得所述装置只能局限于分析一些热稳定的化合物，影响了其被广谱应用。因此，为了能实现敞开式火焰离子化技术的广谱应用，研究一种温度可调控的敞开式火焰离子化装置将具有重要意义，但至今未见相关技术的报道。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本实用新型的目的是提供一种温度可调控的敞开式火焰离子化装置，以促使敞开式火焰离子化技术的广谱应用。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种温度可调控的敞开式火焰离子化装置，包括火焰离子源、样品载体、质谱进样通道和火焰发生管，所述火焰离子源位于质谱进样通道的端口前方，样品载体的负载样品端位于火焰离子源的顶端或火焰离子源的附近；其特征在于：所述火焰发生管为三通管，包括火焰引燃端、气体燃料入口和辅助气体入口，所述气体燃料入口与气体燃料供给装置相连接，所述辅助气体入口与辅助气体供给装置相连接，并且，在气体燃料入口与气体燃料供给装置相连接的管路上及辅助气体入口与辅助气体供给装置相连接的管路上分别设有流量微调阀。

作为优选方案，还包括温度传感器和温度控制器，所述温度传感器位于火焰的外端、并与温度控制器信号连接，以便监控火焰外端温度。

作为进一步优选方案，所述温度控制器包括温度显示单元、上限温度预设定单元、下限温度预设定单元及预警提示单元，以便更准确的控制火焰温度达到待测样品发生离子化的温度范围要求。

作为优选方案，所述气体燃料供给装置和辅助气体供给装置上均设有流量计和流量调节阀。

作为优选方案，样品载体的负载样品端距离火焰外端的高度h为0～60mm，且所述的负载样品端与质谱进样通道的端口间的水平距离L为1～30mm。

作为优选方案，样品载体的轴线与质谱进样通道的轴线间的夹角α为0～180度。

作为优选方案，火焰离子源的焰心轴线与样品载体的轴线间的夹角β为0～90度。

所述气体燃料优选为氢气，因为氢气为清洁能源，燃烧产物是水，不会对仪器造成污染。所述辅助气体可以为氮气、二氧化碳气体、氦气等，只要与气体燃料不发生化学反应的气体。