一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法及離子源裝置制造方法
【專利摘要】一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法及離子源裝置，屬于質(zhì)譜分析【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明使用銅管、不銹鋼管等導(dǎo)電金屬管或者外表面敷有放電電極的石英管作為放電腔，使用高壓電源作為放電電源；在放電腔進(jìn)氣口通入放電氣體，調(diào)節(jié)氣體流量，在出氣口可產(chǎn)生穩(wěn)定的冷等離子體射流；此射流可使樣品離子化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)離子檢測。此技術(shù)可采用樣品氣和放電氣體混合（當(dāng)樣品為氣體或易揮發(fā)性物質(zhì)時(shí)）以及射流直噴樣品兩種方式使樣品發(fā)生離子化。本發(fā)明還涉及到相應(yīng)的離子源裝置，此裝置可在敞開式環(huán)境中應(yīng)用，具有搭建方便、體積小、價(jià)格低廉、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法及離子源裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于質(zhì)譜分析領(lǐng)域，特別涉及一種敞開式的離子化方法及離子源裝置，具體地說，涉及一種基于大氣壓冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法及離子源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]質(zhì)譜類分析儀器是當(dāng)前世界上廣泛使用的一種化學(xué)分析儀器，其基本原理是使樣品中各成分在離子源中發(fā)生離子化，產(chǎn)生各種不同質(zhì)荷比的帶電荷的離子，然后利用電場或磁場對(duì)不同質(zhì)荷比的離子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生不同的影響，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的檢測。
[0003]離子源為質(zhì)譜類分析儀器提供樣品離子，其關(guān)鍵在于離子化技術(shù)。離子化的本質(zhì)在于分子失去電子或質(zhì)子，生成帶正負(fù)電荷的分子離子。經(jīng)過近百年的發(fā)展，離子化的技術(shù)種類繁多。而近年來離子化技術(shù)的研究熱點(diǎn)是常壓敞開式離子化技術(shù)。這類技術(shù)與以往傳統(tǒng)離子化技術(shù)最大的不同就是不需要繁雜的樣品預(yù)處理程序，使樣品的快速分析得到了實(shí)現(xiàn)；并且可以在敞開的大氣壓環(huán)境下進(jìn)行，使質(zhì)譜類分析儀器可以分析的樣品在空間上得到了極大的擴(kuò)展；同時(shí)樣品可以保持原有特性，使無損檢測實(shí)現(xiàn)的可能性得到了極大的提高。這類技術(shù)既有基于電噴霧離子化(ESI)的電噴霧解吸離子化(DESI)、電噴霧萃取離子化(EESI)、中性解吸電噴霧萃取離子化(ND-EESI)等方法，也包括基于等離子體的大氣壓化學(xué)電離(APCI)、直接實(shí)時(shí)分析技術(shù)(DART)、介質(zhì)阻擋放電電離(DBDI)、低溫等離子體探針(LTP)、微波等離子體炬(MPT)等方法。其中ESI和APCI是LC/MS設(shè)備中最常配備的兩種離子源，這兩類離子源應(yīng)用范圍較廣，比較穩(wěn)定，屬于軟離子源。最值得注意的是ESI使人類首次可以完整無損的測定蛋白質(zhì)大分子，為生命科學(xué)帶來了革命，它的發(fā)明人John Fenn也因此獲得了 2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。但是這兩種離子源需要將所測樣品溶入特定溶劑，使樣品處理程序較為復(fù)雜，并且限定了待測樣品種類。
[0004]2004年,《Science》雜志發(fā)表了 Cooks教授課題組的研究成果，即DESI。它可以在敞開式環(huán)境中離子化固體樣品，它的出現(xiàn)極大的填補(bǔ)了質(zhì)譜領(lǐng)域?qū)τ跇悠番F(xiàn)場直接分析的空白。此后，許多無需樣品預(yù)處理的敞開式離子化技術(shù)隨之出現(xiàn)。如EES1、ND-EES1、DART、DBD1、LTP、MPT等離子化方法。其中基于ESI的DES1、EES1、ND-EESI等方法在分析極性物質(zhì)的重要工具，而基于等離子體的DART、DBD1、LTP、MPT等方法在分析非極性物質(zhì)方面具有絕對(duì)優(yōu)勢。
[0005]基于等離子體的離子化技術(shù)因?yàn)樵硇路f、對(duì)非極性物質(zhì)離子化效果優(yōu)異得到了大家的廣泛關(guān)注。等離子體，指的是當(dāng)物質(zhì)溫度升高或受到電離時(shí)，電子和正離子分離，形成由電子和正離子組成的物質(zhì)狀態(tài)。這種電離物質(zhì)在宏觀上保持電中性。等離子體按溫度劃分可以分為高溫等離子體和低溫等離子體，高溫等離子體如太陽等恒星和原子彈、氫彈產(chǎn)生的等離子體，它們是完全電離的，氣體溫度可達(dá)IO4-1O9K15低溫等離子體是部分電離的，氣體溫度一般低于104κ。低溫等離子體又可以分為熱等離子體(又稱熱平衡等離子體)和冷等離子體(又稱非熱平衡等離子體)。熱等離子體中電子和離子溫度近似相等，宏觀溫度較高；而冷等離子體中電子和離子溫度相差很大，電子溫度為離子溫度10-100倍，宏觀溫度接近室溫。冷等離子體中含有大量電子、亞穩(wěn)態(tài)離子、自由基等活性粒子，具有極強(qiáng)的反應(yīng)活性，因此可以使樣品分子離子化，作為離子源使用。
[0006]DART利用輝光放電產(chǎn)生的等離子體使樣品產(chǎn)生離子化，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化，技術(shù)比較成熟。但也存在著電極污染和損耗，需要定期清洗和更換，售價(jià)非常之高等缺點(diǎn)，對(duì)于技術(shù)的普及有一定的阻礙。DBDI應(yīng)用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的等離子體使樣品離子化，介質(zhì)阻擋可以柔化放電強(qiáng)度，防止電極污染。但是也限定了工作空間，大大降低了敞開式離子化技術(shù)的優(yōu)勢。為了使這項(xiàng)技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用，引入了大氣壓冷等離子體射流技術(shù)。
[0007]大氣壓冷等離子體射流是近年來興起的一種新的大氣壓低溫等離子體放電技術(shù)，是目前國際上等離子體科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。它是對(duì)大氣壓非平衡等離子體的一個(gè)補(bǔ)充，是大氣壓下產(chǎn)生冷等離子體的一種新的形式。在大氣壓冷等離子體射流產(chǎn)生過程中，通過引入氣流，使放電區(qū)域產(chǎn)生的等離子體從噴管或空口中噴出，實(shí)現(xiàn)了放電區(qū)域和工作區(qū)域的分離，同時(shí)又保證了大部分活性物質(zhì)和載能帶電粒子能夠被氣流輸運(yùn)到更廣闊的空間內(nèi)。因此具有更高的實(shí)用性。大氣壓冷等離子體射流的特性和優(yōu)點(diǎn)，正符合一個(gè)優(yōu)質(zhì)常壓敞開式離子源的要求。
[0008]而LTP和MPT正是這項(xiàng)技術(shù)在質(zhì)譜分析領(lǐng)域的應(yīng)用。MPT是使用微波產(chǎn)生等離子體射流。它的缺點(diǎn)是裝置比較笨重復(fù)雜，需要專業(yè)人士來搭建，且在檢測過程中很多參數(shù)的調(diào)節(jié)不是太方便。而LTP結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，但也存在著內(nèi)外電極相對(duì)位置需要優(yōu)化，激勵(lì)電源參數(shù)也需優(yōu)化等缺點(diǎn)。并且在調(diào)節(jié)電源參數(shù)時(shí)，容易發(fā)生電極與質(zhì)譜錐孔發(fā)生放電擊穿現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞質(zhì)譜的電路板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在提供一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法及離子源裝置，解決現(xiàn)有方法步驟繁雜，上手較慢、效率低等問題。此方法利用大氣壓冷等離子體射流來實(shí)現(xiàn)樣品的離子化，步驟較簡單、操作方便、效率較高。本發(fā)明同時(shí)根據(jù)為方法搭建了一個(gè)簡便的離子源，它具有體積小、價(jià)格低廉、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，有利于質(zhì)譜類分析儀器的便攜式發(fā)展。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0011]本發(fā)明提供的一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法，其特征在于該方法包括如下步驟:
[0012]I)將樣品放到樣品臺(tái)上；
[0013]2)調(diào)節(jié)冷等離子體射流發(fā)生器放電腔的中心線與質(zhì)譜錐孔軸線的角度在0°?90°，冷等離子體射流出口與質(zhì)譜錐孔的距離在Imm?IOOmm ；
[0014]3)將放電氣體引入冷等離子體射流發(fā)生器中，控制放電氣體流量在0.lL/min?10L/min ；
[0015]4)啟動(dòng)高壓電源，使冷等離子體射流發(fā)生器產(chǎn)生冷等離子體射流并使該射流直接嗔射在樣品上，將樣品尚子化。
[0016]本發(fā)明提供的另一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法，其特征在于該方法包括如下步驟:
[0017]I)將樣品放到混氣瓶中；
[0018]2)調(diào)節(jié)冷等離子體射流發(fā)生器放電腔的中心線與質(zhì)譜錐孔軸線的角度在0°?90°，冷等離子體射流出口與質(zhì)譜錐孔的距離在Imm?IOOmm ；
[0019]3)首先將放電氣體通入至混氣瓶中，使放電氣體與樣品氣混合后進(jìn)入冷等離子體射流發(fā)生器中，將放電氣體流量控制在0.lL/min?10L/min ；
[0020]4)啟動(dòng)高壓電源，使冷等離子體射流發(fā)生器產(chǎn)生冷等離子體射流，將樣品離子化。
[0021]上述方法中，其特征在于:所述的高壓電源的頻率在IkHz?IOOkHz范圍內(nèi)，電壓峰峰值在IkV?IOkV范圍內(nèi)，功率在0.1W?IOOW范圍內(nèi)。所述的放電氣體使用氦氣、氬氣、氮?dú)?、氫氣和空氣中的一種或幾種的混合氣體。
[0022]本發(fā)明提供的一種基于冷等離子體射流的離子源裝置，其特征在于:所述裝置包括裝有壓力表的放電氣體瓶、減壓閥、流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、等離子體射流發(fā)生器、樣品臺(tái)和高壓電源；所述的放電氣體瓶的出口通過氣體管路依次與所述的減壓閥、流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥和等離子體射流發(fā)生器連接；所述的樣品臺(tái)設(shè)置在等離子體射流發(fā)生器的射流出口；冷等離子體射流發(fā)生器的放電腔采用內(nèi)徑在0.1mm?5mm,長度為5mm?200mm的金屬管,或米用內(nèi)徑在0.1mm?5mm,壁厚0.1mm?5mm,長度為5mm?200mm,外表面敷有放電電極的石英管。
[0023]本發(fā)明提供的第二種基于冷等離子體射流的離子源裝置，其特征在于:所述裝置包括裝有壓力表的放電氣體瓶、減壓閥、流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、混氣瓶、等離子體射流發(fā)生器和高壓電源；所述的放電氣體瓶的出口通過氣體管路依次與所述的減壓閥、流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥和混氣瓶進(jìn)口連接，混氣瓶的出口通過氣體管路與等離子體射流發(fā)生器連接；冷等離子體射流發(fā)生器的放電腔采用內(nèi)徑在0.1mm?5mm,長度為5mm?200mm的金屬管,或采用內(nèi)徑在0.1mm?5mm,壁厚0.1mm?5mm,長度為5mm?200mm,外表面敷有放電電極的石英管。
[0024]本發(fā)明所述離子源裝置中其特征在于:在所述的放電腔的外壁設(shè)有絕緣屏蔽層；所述的金屬管材料為銅、鋁、銅合金、鋁合金或不銹鋼。所述的石英管外表面的放電電極(703)材料為金、銀、銅、鐵、鋁、不銹鋼、銅合金、鐵合金或鋁合金。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果:本方法基于大氣壓冷等離子體原理，涉及到的離子化方法是在大氣壓敞開式環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，不需要樣品的前處理或只需簡單處理，大大簡化了分析流程，是一種簡便的離子化方法；在分析過程中，所需要調(diào)節(jié)的參數(shù)很少，大大降低了工作人員的工作量。本發(fā)明由于采用了一種簡單的放電結(jié)構(gòu)形式，使得搭建裝置及其簡單。與現(xiàn)有的離子源裝置相比，搭建的離子源裝置具有成本低、使用方便、能耗小等優(yōu)點(diǎn)。并且裝置的功能部分體積比較小，包含高壓電源可以做到重量不超過300g，十分便攜，利于質(zhì)譜類分析儀器的便攜式發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明中離子源裝置的主體部分-冷等離子體射流發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1a為金屬管放電腔式冷等離子體射流發(fā)生器，圖1b為石英管放電腔式冷等離子體射流發(fā)生器。
[0027]圖2是采用本發(fā)明中離子源裝置與質(zhì)譜聯(lián)用實(shí)現(xiàn)固體、難揮發(fā)性液體樣品檢測的整體裝置示意圖。
[0028]圖3是采用本發(fā)明中離子源裝置與質(zhì)譜聯(lián)用實(shí)現(xiàn)氣體或者易揮發(fā)性物質(zhì)樣品檢測的整體裝置示意圖。
[0029]圖4是實(shí)施例一中將離子源與質(zhì)譜聯(lián)用實(shí)現(xiàn)藥品中活性成分的快速檢測所得到的質(zhì)譜譜圖。其中圖4a為檢測阿奇霉素分散片得到的譜圖，圖4b為檢測紅霉素軟膏得到的譜圖。
[0030]圖5是實(shí)施例二中將離子源與質(zhì)譜聯(lián)用快速檢測飲料中咖啡因所得到質(zhì)譜譜圖。其中圖5a為檢測可樂得到的譜圖，圖5b為檢測統(tǒng)一綠茶得到的譜圖。
[0031]圖中:1_壓力表；2_放電氣體瓶；3_減壓閥；4_流量計(jì)；5_流量調(diào)節(jié)閥；6_高壓電源等離子體射流發(fā)生器；8_樣品臺(tái)；9_固體樣品；10_質(zhì)譜錐孔；11_混氣瓶；701_絕緣屏蔽層；702-放電腔；703-放電電極。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0033]如圖1所示，是本發(fā)明中離子源裝置的主體部分-冷等離子體射流發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]其中，圖1a為金屬管放電腔式冷等離子體射流發(fā)生器，它包括絕緣屏蔽層701、放電腔702兩部分。絕緣屏蔽層上開一小孔，引入導(dǎo)線與放電腔相連。
[0035]圖1b為石英管放電腔式冷等離子體射流發(fā)生器，在石英管的外表面裹敷一層金屬放電電極703，將電極與高壓電源相連。放電電極的材料可用金、銀、銅、鐵、鋁、不銹鋼、銅合金、鐵合金或招合金。
[0036]在與質(zhì)譜儀聯(lián)用時(shí)，可根據(jù)樣品種類采用圖2和圖3所示兩種方式。當(dāng)樣品為固體和不易揮發(fā)的物質(zhì)時(shí)，可采用如圖2所示的所示離子源裝置進(jìn)行檢測，該裝置包括裝有壓力表I的放電氣體瓶2、減壓閥3、流量計(jì)4、流量調(diào)節(jié)閥5、等離子體射流發(fā)生器7、樣品臺(tái)8和高壓電源6 ;所述的放電氣體瓶2的出口通過氣體管路依次與所述的減壓閥3、流量計(jì)4、流量調(diào)節(jié)閥5和等離子體射流發(fā)生器7連接；所述的樣品臺(tái)8設(shè)置在等離子體射流發(fā)生器的射流出口 ；冷等離子體射流發(fā)生器的放電腔702采用內(nèi)徑在0.1mm?5mm,長度為5mm?200mm的金屬管，或米用內(nèi)徑在0.1mm?5mm,壁厚0.1mm?5mm,長度為5_?200mm,外表面敷有放電電極703的石英管。裝有壓力表I的放電氣體瓶2內(nèi)的放電氣體經(jīng)減壓閥3、流量計(jì)4、流量調(diào)節(jié)閥5引入冷等離子體射流發(fā)生器7。首先將上面放有固體樣品9的樣品臺(tái)8放置在質(zhì)譜錐孔10前方Imm?25mm處。調(diào)節(jié)冷等離子體發(fā)生器7中心線與質(zhì)譜錐孔軸線的角度在0°?90°，冷等離子體射流出口與質(zhì)譜錐孔的距離在Imm?100mm。然后調(diào)節(jié)放電氣體流量，將流量控制在0.lL/min?10L/min。在此流量范圍內(nèi)可以產(chǎn)生較穩(wěn)定的等離子體射流。啟動(dòng)高壓電源6，冷等離子體射流發(fā)生器7產(chǎn)生冷等離子體射流，射流直噴樣品，將樣品離子化。再次微調(diào)射流與錐孔的角度及距離，使得到最優(yōu)的質(zhì)譜信號(hào)。所述的放電氣體使用氦氣、気氣、氮?dú)?、氫氣和空氣中的一種或幾種的混合氣體。高壓電源的頻率在IkHz?IOOkHz范圍內(nèi)，電壓峰峰值在IkV?IOkV范圍內(nèi)，功率在0.1ff?IOOW范圍內(nèi)。
[0037]當(dāng)樣品為易揮發(fā)性物質(zhì)或者氣體時(shí)，可采用圖3所示離子源裝置進(jìn)行檢測，該裝置包括裝有壓力表I的放電氣體瓶2、減壓閥3、流量計(jì)4、流量調(diào)節(jié)閥5、混氣瓶11、等離子體射流發(fā)生器7和高壓電源6 ;所述的放電氣體瓶2的出口通過氣體管路依次與所述的減壓閥3、流量計(jì)4、流量調(diào)節(jié)閥5和混氣瓶11進(jìn)口連接，混氣瓶11的出口通過氣體管路與等離子體射流發(fā)生器7連接；冷等離子體射流發(fā)生器的放電腔702采用內(nèi)徑在0.1mm?5_，長度為5mm?200mm的金屬管，或米用內(nèi)徑在0.1mm?5mm,壁厚0.1mm?5mm,長度為5mm?200_，外表面敷有放電電極703的石英管。同樣放電氣體經(jīng)減壓閥3、流量表4、流量調(diào)節(jié)閥5流入裝有進(jìn)氣管路和出氣管路的混氣瓶11。首先將樣品放置在混氣瓶內(nèi)或通過注射器將待測氣體注入混氣瓶11。當(dāng)通入放電氣體后，樣品揮發(fā)出樣品氣與放電氣體混合，然后進(jìn)入冷等離子體射流發(fā)生器7。調(diào)節(jié)冷等離子體發(fā)生器7中心線與質(zhì)譜錐孔軸線至重合，冷等離子體射流出口與質(zhì)譜錐孔的距離在Imm?100mm。然后調(diào)節(jié)放電氣體流量，將流量控制在
0.lL/min?10L/min。在此流量范圍內(nèi)可以產(chǎn)生較穩(wěn)定的等離子體射流。啟動(dòng)高壓電源6，冷等離子體射流發(fā)生器7產(chǎn)生含有樣品離子的冷等離子體射流，再次微調(diào)射流與錐孔的距離，使得到最優(yōu)的質(zhì)譜信號(hào)。所述的放電氣體使用氦氣、氬氣、氮?dú)?、氫氣和空氣中的一種或幾種的混合氣體。高壓電源的頻率在IkHz?IOOkHz范圍內(nèi)，電壓峰峰值在IkV?IOkV范圍內(nèi)，功率在0.1ff?IOOW范圍內(nèi)。
[0038]下面再舉幾種實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明的效果予以進(jìn)一步說明。
[0039]實(shí)施實(shí)例一、藥品中活性成分的快速檢測
[0040]采用圖2所示方式，將離子源與質(zhì)譜儀聯(lián)用檢測阿奇霉素分散片(有效成分:阿奇霉素，Mw，748.88)和紅霉素軟膏(有效成分:紅霉素，Mw，733.93)中的活性成分。實(shí)驗(yàn)所使用的離子源參數(shù)為:高壓電源電壓4kV (峰峰值)、頻率20kHz，功率5W ;放電氣體為氦氣；放電腔為一根長度80mm、內(nèi)徑0.5mm、外徑l/16in的不銹鋼管。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先將藥片放在樣品臺(tái)上(或?qū)⑺幐嗤吭跇悠放_(tái)上)，調(diào)節(jié)冷等離子體發(fā)生器7中心線與質(zhì)譜錐孔軸線的角度(約30° )，冷等離子體射流出口與質(zhì)譜錐孔的距離(約20mm)，恒定氣體流速在1.6L/min。參數(shù)調(diào)好之后，幾秒內(nèi)就可以得到樣品的譜圖。如果改用自動(dòng)進(jìn)樣裝置連續(xù)進(jìn)樣的話，可以實(shí)現(xiàn)2s/片的檢測速度。這對(duì)藥品生產(chǎn)中質(zhì)量在線監(jiān)控有著重要意義。圖4為實(shí)驗(yàn)所得到的質(zhì)譜譜圖。圖4a中顯示了很強(qiáng)的準(zhǔn)分子離子峰(m/z749.9)，圖4b中顯示了很強(qiáng)的[M+H]+峰(m/z734.9)及[Μ+Η_Η20]+峰(m/z716.9)，說明該方法能夠有效檢測到藥品中的有效成分。[0041 ] 實(shí)施實(shí)例二、飲料中咖啡因的快速檢測
[0042] 采用圖2所示方式，將離子源與質(zhì)譜儀聯(lián)用對(duì)飲料(可樂、統(tǒng)一綠茶)中咖啡因(Mw，194.19)進(jìn)行快速檢測。實(shí)驗(yàn)所使用的離子源參數(shù)為:高壓電源電壓4kV (峰峰值)、頻率20kHz,功率5W ;放電氣體為氦氣；放電腔為一根長度80mm、內(nèi)徑1mm、外徑3mm的石英管，石英管外表面包裹一層銅電極。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先將飲料滴在樣品臺(tái)上，調(diào)節(jié)冷等離子體發(fā)生器7中心線與質(zhì)譜錐孔軸線的角度(約30° )，冷等離子體射流出口與質(zhì)譜錐孔的距離(約20mm)，恒定氣體流速在1.6L/min。參數(shù)調(diào)好之后，幾秒內(nèi)就可以得到樣品的譜圖。圖5為實(shí)驗(yàn)所得到的質(zhì)譜譜圖，其中圖5a為檢測可樂得到的譜圖，圖5b為檢測統(tǒng)一綠茶得到的譜圖。圖中顯示了很強(qiáng)的準(zhǔn)分子離子峰(m/zl95)，說明該方法能夠?qū)崿F(xiàn)飲料中咖啡因的檢測?？梢詫⒋朔椒ㄓ糜谑称钒踩I(lǐng)域。
【權(quán)利要求】
1.一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 1)將樣品放到樣品臺(tái)上； 2)調(diào)節(jié)冷等離子體射流發(fā)生器(7)放電腔的中心線與質(zhì)譜錐孔(10)軸線的角度在0°~90°，冷等離子體射流出口與質(zhì)譜錐孔的距離在Imm~IOOmm ； 3)將放電氣體引入冷等離子體射流發(fā)生器(7)中，控制放電氣體流量在0.lL/min~10L/min ； 4)啟動(dòng)高壓電源(6)，使冷等離子體射流發(fā)生器(7)產(chǎn)生冷等離子體射流并使該射流直接噴射在樣品上，將樣品離子化。
2.一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 1)將樣品放到混氣瓶(11)中； 2)調(diào)節(jié)冷等離子體射流發(fā)生器(7)放電腔的中心線與質(zhì)譜錐孔(10)軸線的角度在0°~90°，冷等離子體射流出口與質(zhì)譜錐孔的距離在Imm~IOOmm ； 3)首先將放電氣體通入至混氣瓶(11)中，使放電氣體與樣品氣混合后進(jìn)入冷等離子體射流發(fā)生器(7)中，將放電氣體流量控制在0.lL/min~10L/min ； 4)啟動(dòng)高壓電源(6)，使冷等離子體射流發(fā)生器(7)產(chǎn)生冷等離子體射流，將樣品離子化。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法，其特征在于:所述的高壓電源的頻率在IkHz~IOOkHz范圍內(nèi)，電壓峰峰值在IkV~IOkV范圍內(nèi)，功率在0.1W~IOOW范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1或2所述一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子化方法，其特征在于:所述的放電氣體使用氦氣、氬氣、氮?dú)狻錃夂涂諝庵械囊环N或幾種的混合氣體。
5.實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述離子化方法的一種基于冷等離子體射流的離子源裝置，其特征在于:所述裝置包括裝有壓力表(I)的放電氣體瓶(2)、減壓閥(3)、流量計(jì)(4)、流量調(diào)節(jié)閥(5)、等離子體射流發(fā)生器(7)、樣品臺(tái)(8)和高壓電源(6);所述的放電氣體瓶(2)的出口通過氣體管路依次與所述的減壓閥(3)、流量計(jì)(4)、流量調(diào)節(jié)閥(5)和等離子體射流發(fā)生器(7)連接；所述的樣品臺(tái)(8)設(shè)置在等離子體射流發(fā)生器的射流出口 ；冷等離子體射流發(fā)生器的放電腔(702)采用內(nèi)徑在0.1mm~5mm,長度為5mm~200mm的金屬管,或采用內(nèi)徑在0.1mm~5mm,壁厚0.1mm~5mm,長度為5mm~200mm,外表面敷有放電電極(703)的石英管。
6.實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求2所述離子化方法的一種基于冷等離子體射流的離子源裝置，其特征在于:所述裝置包括裝有壓力表(I)的放電氣體瓶(2)、減壓閥(3)、流量計(jì)(4)、流量調(diào)節(jié)閥(5)、混氣瓶(11)、等離子體射流發(fā)生器(7)和高壓電源(6);所述的放電氣體瓶(2)的出口通過氣體管路依次與所述的減壓閥(3)、流量計(jì)(4)、流量調(diào)節(jié)閥(5)和混氣瓶(11)進(jìn)口連接，混氣瓶(11)的出口通過氣體管路與等離子體射流發(fā)生器(7)連接；冷等離子體射流發(fā)生器的放電腔(702)采用內(nèi)徑在0.1mm~5mm,長度為5mm~200mm的金屬管,或采用內(nèi)徑在0.1mm~5mm,壁厚0.1mm~5mm,長度為5mm~200mm,外表面敷有放電電極(703)的石英管。
7.如權(quán)利要求5或6所述的一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子源裝置，其特征在于:在所述的放電腔(702 )的外壁設(shè)有絕緣屏蔽層(701)。
8.如權(quán)利要求5或6所述的一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子源裝置，其特征在于:所述的金屬管材料為銅、鋁、銅合金、鋁合金或不銹鋼。
9.如權(quán)利要求5或6所述的一種基于冷等離子體射流的質(zhì)譜離子源裝置，其特征在于:所述的石英管外表 面的放電電極(703)材料為金、銀、銅、鐵、鋁、不銹鋼、銅合金、鐵合金或銀合金。
【文檔編號(hào)】H01J49/14GK103545165SQ201310520005
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】唐飛, 郭成安, 王曉浩 申請人:清華大學(xué)