专利名称：一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源的制作方法
技术领域：
本发明涉及质谱分析领域，尤其涉及一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源。
背景技术：
质谱技术是目前灵敏度最高的分析方法之一，被广泛应用于化学、环境、食品、生命科学等诸多领域。质谱仪通常由样品导入系统、离子源、真空系统、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成，其中离子源的作用是将样品离子化。因为样品离子化是质谱分析的前提，所以离子源技术的发展直接关系到质谱技术的应用范围。离子源有多种设计，如电子轰击离子源(EI)、化学电离源(Cl)、场致电离/场解吸电离源(FI/FD)、快原子轰击源(FAB)、电喷雾离子源(ESI)、激光解吸源(LD)、大气压化学电离源(APCI)、基质辅助激光解吸电离源(MALDI)等。以上这些离子源各有特点，但是大多数需要在真空条件下使用或者在测定前需要对样品进行预处理，不利于对固体样品进行连续、实时、高通量分析。最近，解吸附电喷雾离子源(DESI)、实时直接分析(DART)离子源、低温等离子体(LTP)离子源和激光解吸附喷雾后离子化(LDSPI)离子源的出现为实现在常压敞开环境中对各种样品直接快速分析提供了可能性。不同的离子源有不同的应用针对性和样品选择性，在实际应用中，当待测物是复杂混合物时，一种离子源通常只能选择性电离其中的一部分，没有被电离的部分则不能被质谱仪检测到。虽然有些离子源可以通过改变所用溶剂、气体或基质等方式来改变被电离的成分，但是过程繁琐耗时，并且仍不能实现样品中的多组分或全组分的同时检测。多路复用电喷雾(Multiplexed Electrospray)离子源是一种常压敞开式离子源，含有多个喷针。这些喷针安放的位置各有不同，可以从同一个管路分流引出或者从多个独 立管路分别引出，其中，在多个独立管路中可以注入同一种或不同种的电喷雾溶剂。在使用时，电喷雾溶剂从多个喷针同时喷出，具有较大的覆盖范围，可以提高质谱检测信号的强度和稳定性(或提高灵敏度、降低检出限)。但是，由于不同喷针喷出的电喷雾带有同种电荷，它们之间会发生排斥作用，导致这些喷雾不能或很难同时且均匀地进入质谱进样口，无法实现利用多种喷雾协同分析样品中的多组分或全组分。电喷雾萃取电离(EESI,ExtractiveElectrospray Ionization)是在 ESI 和 DESI基础上发展起来的一种新型常压敞开式离子源。EESI源主要由电喷雾通道和样品引入通道构成。电喷雾通道喷出的初级带电液滴与样品通道喷出的样品液滴在离子源空间中发生碰撞，样品中的待测物被萃取到带电液滴中，进而完成去溶剂化过程，获得待测物的离子供后续质谱检测。EESI技术适用面广，可用于分析气态、液态、固态和粘稠物等各种形态的样品，并且几乎不需要对样品进行预处理。在EESI质谱分析过程中，样品的解吸过程和电离过程时空分离，从而最大限度地保证了样品不受试剂和操作环境的影响。目前，EESI技术已经被广泛应用于生物样品分析、动植物活体分析、同类样品差分分析、环境化学分析、食品药品质量快速检测、违禁物筛查、活体代谢组学和化学反应体系等研究领域。EESI技术具有高灵敏度、高选择性和高通量等优势，但是其样品利用率较低，并且在实际操作中，为获得良好的样品离子信号，需要对装置的角度、位置及流速等多个参数进行优化。此外，EESI在针对不同分析物需要更换喷雾溶剂时，操作也较为繁琐，并且不能够用多种喷雾溶剂同时分析样品，也就无法实现复杂样品更多组分的同时分析。超声辅助电喷雾离子化(UltrasonicallyAssisted Electrospray Ionization)是一种借助压电材料高频振动作用辅助样品进入气相的离子化方法。与激光等解吸方式相比，压电材料的低振幅高频振动雾化效率更高，并且不易诱发化学变化。但该方法需要依靠外接直流电压将样品电离，容易使不稳定的分子发生碎裂或在分析中因引入基质产生噪音信号。表面声波(Surface Acoustic Wave)离子化方法在超声辅助电喷雾离子化的基础上移除外接电压，依靠压电材料与液体界面的静电沉积使部分样品电离，从而避免了外接电压对样品的影响。但其样品电离能力较弱，需要与后离子化技术结合，才能建立适合于液体样品分析的离子化方法。超声辅助喷雾离子化(Ultrasonication-assisted sprayionization)依靠超声作用驱动待测溶液进入到毛细管中，同时依靠超声波的声空化作用 在溶液中形成大量充满气体或蒸汽的气泡。当气泡沿毛细管行至管口尖端时发生破裂，生成高速喷射的液滴。在毛细管管口与质谱进样口之间的浮动电压使电荷积聚在小液滴上，将样品电离。该方法的样品电离能力较弱，其质谱信号的强度、信噪比和稳定性均不如ESI，并且该方法采用的超声频率会使样品溶液温度升高，不利于蛋白质等天然样品的检测。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提高质谱信号的强度和稳定性、实现样品中多组分或全组分的同时分析以及用于研究不同喷雾之间的气相或液相反应。为了解决以上问题，本发明提供一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，包括底座、直线光轴支撑部件、直线光轴、后端支撑部件、传动连接部件、同轴传动部件、注射泵固定部件、中轴、注射器安装部件、至少2个注射器固定部件、喷雾装置安装部件、金属环、绝缘环、电压传导部件、前端支撑部件、前端连接部件、喷雾装置固定部件、至少2个离子源安装部件、至少2个离子源固定部件、喷雾装置、至少2个喷针、电机传动部件、轴承、电机和注射泵；其中所述底座支撑安装在其上的所有部件；所述直线光轴支撑部件支撑直线光轴；所述后端支撑部件套接中轴，所述前端支撑部件套接注射器安装部件和中轴，将中轴和注射器安装部件支撑在同轴方向上；所述中轴及安装在其内部的喷雾装置安装部件、喷雾装置固定部件和喷雾装置均不随电机旋转；所述注射泵固定部件与注射泵固连，不随电机旋转，注射泵固定部件在注射泵的带动下由左向右推动通过轴承套接在直线光轴上的传动连接部件以及通过轴承与其套接的同轴传动部件；所述注射器固定部件将注射器固定在注射器安装部件上，每个注射器通过单独的管路与一个喷针连通，多个注射器和注射器固定部件在圆周上均匀分布；所述每个离子源安装部件、离子源固定部件和喷针顺序固定组成一组，每组在圆周上均匀分布，多组喷针和喷雾装置在顶端汇集；所述喷雾装置安装部件与喷雾装置固定部件连接并将喷雾装置安装固定在中轴同轴方向上；所述电机通过电机传动部件带动注射器安装部件及与其连接的前端连接部件、离子源安装部件、离子源固定部件和喷针一同旋转；所述电压传导部件将外接电压传递给金属环并进一步传递给喷针。
进一步，作为一种优化，所述注射器固定部件、离子源安装部件、离子源固定部件和喷针各为3个，前端连接部件右端面外圈有三个凹槽，两两间隔120°，每个凹槽与一个离子源安装部件固定连接，每个凹槽两侧各有一个通孔，与喷针连接的管路和电路分别穿过其中一个通孔连接到注射器和金属环上，前端连接部件中间有通孔，可穿过喷雾装置安装部件、喷雾装置固定部件和喷雾装置。进一步，作为一种 优化，所述同轴传动部件右端面有三个圆形凹槽，两两间隔120°，每个圆形凹槽可以 卡住一个注射器的推杆末端，同轴传动部件在注射泵的带动下由左向右推动注射器，同时，同轴传动部件也在随注射器安装部件旋转的注射器的带动下沿中轴旋转。进一步，作为一种优化，所述离子源安装部件共有三个，安装后在垂直于中轴的方向上两两间隔120°，每个离子源安装部件可安装一个喷针，安装后喷针与中轴轴线方向夹角为45°。进一步，作为一种优化，所述金属环与绝缘环套接，金属环通过导线与喷针电导通，绝缘环内圈与注射器安装部件套接，外圈与金属环套接，电压传导部件右端与前端支撑部件固定连接；电压传导部件左端有与轴向平行的凹槽，固定有金属弹片，金属弹片的另一端与金属环搭接，外接电压通过安装在电压传导部件上的金属弹片传递给随注射器安装部件旋转金属环并最终同时传递给多个喷针。进一步，作为一种优化，所述喷雾装置可以采用载气雾化或超声雾化方式，以及中性解吸、直接进样等方式通入气体或气溶胶样品。进一步，作为一种优化，当喷雾装置为载气雾化时，由金属三通和石英毛细管组成，通过两条管路分别与外置注射器和气压阀连通，其毛细管与中轴同轴，在载气的辅助下喷出喷雾，或直接喷出气体或气溶胶样品。进一步，作为一种优化，当喷雾装置为超声雾化时，由超声喷雾头和外置控制器组成，其喷雾头与中轴同轴，在超声雾化作用下喷出喷雾。进一步，作为一种优化，当喷雾装置为中性解吸时，由放置样品的容器和相应管路组成，管路的管口与中轴同轴。进一步，作为一种优化，所述喷针由金属两通和石英毛细管组成。本发明实施例提供的一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，该离子源通过步进电机带动多个喷针旋转，同时推动与喷针相连的注射器，使喷出的喷雾(电喷雾或电中性喷雾)均匀混合，可以提高离子化效率、增强质谱信号的强度和稳定性、实现样品中多组分或全组分的同时分析以及用于研究不同喷雾之间样品萃取或气相/液相反应。
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中图I为本发明多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源的结构示意图；图2为本发明底座的结构示意图3为本发明前端连接部件的结构示意图；图4为本发明同轴传动部件的结构示意图；图5为本发明电机传动部件的结构示意图；图6为本发明注射器固定部件的结构示意图；图7为本发明喷雾装置固定部件的结构示意图；图8为本发明中轴的结构示意图；图9为本发明注射器安装部件的结构示意图；图10为本发明喷雾装置安装部件的结构示意图； 图11为本发明离子源安装部件的结构示意图；图12为本发明电压传导部件的结构示意图。图中1、底座，2、直线光轴支撑部件，3、直线光轴，4、后端支撑部件，5、传动连接部件，6、同轴传动部件，7、注射泵固定部件，8、中轴，9、注射器安装部件，10、注射器固定部件，
11、喷雾装置安装部件，12、金属环，13、绝缘环，14、电压传导部件，15、前端支撑部件，16、前端连接部件，17、喷雾装置固定部件，18、离子源安装部件，19、离子源固定部件，20、喷雾装置,21、喷针。
具体实施例方式以下参照图1-12对本发明的实施例进行说明。为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参考图1，本发明提供的一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，包括底座I、直线光轴支撑部件2、直线光轴3、后端支撑部件4、传动连接部件5、同轴传动部件6、注射泵固定部件7、中轴8、注射器安装部件9、至少2个注射器固定部件10、喷雾装置安装部件11、金属环12、绝缘环13、电压传导部件14、前端支撑部件15、前端连接部件16、喷雾装置固定部件17、至少2个离子源安装部件18、至少2个离子源固定部件19、喷雾装置
20、至少2个喷针21、电机传动部件、轴承、电机和注射泵；其中所述底座I支撑安装在其上的所有部件；所述直线光轴支撑部件2支撑直线光轴3 ;所述后端支撑部件4套接中轴8，所述前端支撑部件15套接注射器安装部件9和中轴8，将中轴8和注射器安装部件9支撑在同轴方向上；所述中轴8及安装在其内部的喷雾装置安装部件11、喷雾装置固定部件17和喷雾装置20均不随电机旋转；所述注射泵固定部件10在注射泵的带动下由左向右推动通过轴承套接在直线光轴3上的传动连接部件以及通过轴承与其套接的同轴传动部件；所述注射器固定部件7将注射器固定在注射器安装部件9上，每个注射器通过单独的管路与一个喷针21连通，多个注射器固定部件10在圆周上均匀分布；所述每个离子源安装部件18、离子源固定部件19和喷针21顺序固定组成一组，每组在圆周上均匀分布，多组喷针21和喷雾装置20在顶端汇集；所述喷雾装置安装部件18与喷雾装置固定部件17连接并将喷雾装置20安装固定在中轴8同轴方向上；所述电机通过电机传动部件带动注射器安装部件9及与其连接的前端连接部件16、离子源安装部件18、离子源固定部件19和喷针21 —同旋转；所述电压传导部件14将外接电压传递给金属环12并进一步传递给喷针21。参见图2，多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的底座I与外置三维平移台固定连接并将安装在其上的所有部件支撑固定。底座I的上端面有多个凹槽，由左向右分别与直线光轴支撑部件2，后端支撑部件4和前端支撑部件15连接并由螺丝固定。底座I左侧有一长方形通槽，由注射泵带动的注射泵固定部件7穿过次通槽推动同轴传动部件6并最终推动安装在注射器安装部件9上注射器。底座I右侧有一长条形通槽，与电机固定连接的电机传动部件穿过此通槽带动注射器安装部件9及与其连接的部件旋转。多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的支撑部件包括直线光轴支撑部件2，后端支撑部件4和前端支撑部件15，均通过螺丝固定在底座I上。其中，直线光轴支撑部件2上端有通孔，可穿过直线光轴3，并在通孔两侧用螺丝将其固定。直线光轴支撑部件2共四个，分为两组，用于固定两根平行放置的直线光轴3。后端支撑部件4上端与中轴8套接，并可用螺丝固定。前端支撑部件15上端通过前端轴承与注射器安装部件9套接。前端支撑部件15上端与电压传导部件14连接并由螺丝固定。 后端支撑部件4和前端支撑部件15分别在两端支撑起连接在一起的中轴8和注射器安装部件9及安装在其上的所有部件。多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的直线光轴3可以是加工的产品或购买的商品。直线光轴3两端与直线光轴支撑部件2固定连接。直线光轴3共有两根，平行放置，分别通过直线轴承与传动连接部件5下端套接，使得传动连接部件5能够在左右方向滑动。参见图3，多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的连接部件包括传动连接部件5和前端连接部件16。其中，传动连接部件5下端两侧各有一个通孔，分别通过直线轴承与直线光轴3套接。传动连接部件5上端通过传动轴承与同轴传动部件6套接。传动连接部件5可沿左右方向滑动，将注射泵的推动力传递给注射器。前端连接部件16左端内圈与注射器安装部件9套接并固定。前端连接部件16右端面外圈有三个凹槽，两两间隔120°，每个凹槽与一个离子源安装部件18固定连接，每个凹槽两侧各有一个通孔，与喷针21连接的管路和电路分别穿过其中一个通孔连接到注射器和金属环12上。前端连接部件16中间有通孔，可穿过喷雾装置安装部件11、喷雾装置固定部件17和喷雾装置20。参见图4-5，多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的传动部件包括同轴传动部件6和电机传动部件。其中，同轴传动部件6中间有通孔，可穿过中轴8。同轴传动部件6左端外圈通过传动轴承与传动连接部件5套接。同轴传动部件6右端面有三个圆形凹槽，两两间隔120°，每个圆形凹槽可以卡住一个注射器的推杆末端。同轴传动部件6在注射泵的带动下由左向右推动注射器，同时，同轴传动部件6也在随注射器安装部件9旋转的注射器的带动下沿中轴旋转。电机传动部件与电机的转子套接并固定。电机传动部件外圈为齿轮，可与注射器安装部件9外圈的齿轮啮合，将电机的转动力传递给注射器安装部件9及与其连接的部件。参见图6-7，多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的固定部件包括注射泵固定部件7，注射器固定部件10，喷雾装置固定部件17和离子源固定部件19。其中，注射泵固定部件7下端与注射泵的推动块固定连接。注射泵固定部件7上端与传动连接部件5接触连接。注射泵固定部件7在注射泵的带动下由左向右推动传动连接部件5并最终推动注射器。注射器固定部件10下端与注射器安装部件9滑动连接，可将注射器固定。喷雾装置固定部件17左端外圈与喷雾装置安装部件11套接并固定。喷雾装置固定部件17左端有与喷雾装置安装部件11位置对应的U型槽。喷雾装置固定部件17有条形凹槽，条形槽两侧有螺孔，可用螺丝将安装在喷雾装置安装部件11并延伸到喷雾装置固定部件17中的喷雾装置20固定。离子源固定部件19下端与离子源安装部件18固定连接，可将喷针21固定。参见图8，多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的中轴8为通心结构，其左端与后端支撑部件4固定连接，其中段和右端分别通过中轴轴承和前端轴承与注射器安装部件9套接。中轴8内圈与喷雾装置固定部件17滑动套接并可用螺丝固定。中轴8侧面有开口，便于确定和调节喷雾装置固定部件17沿轴向的位置。中轴8及安装在其内部的喷雾装置安装部件11、喷雾装置固定部件17和喷雾装置20不随电机旋转。参见图9-11，多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的安装部件包括注射器安装部件9，喷雾装置安装部件11和离子源安装部件18。其中，注射器安装部件9为通心结构，其左右端内圈分别通过中轴轴承和前端轴承与中轴8套接，其右端外圈分别通过前端轴承与前端支撑部件15套接和与前端连接部件16套接并固定。注射器安装部件9侧面为镂空结构，内部穿过中轴8。注射器安装部件9侧面有三个U型槽，两两间隔120°， 每个U型槽可以安装一个注射器并将其沿左右方向卡住，每个U型槽两侧各有两个螺孔，安装螺丝后，可用注射器固定部件10将注射器固定在注射器安装部件9上。注射器安装部件9外侧靠近右端有一圈齿轮，可与电机传动部件外圈的齿轮哨合，电机运转时，可通过齿轮带动注射器安装部件9旋转。注射器安装部件9右端面外侧有多个通孔，与注射器连接的管路和与金属环12连接的电路分别穿过这些通孔与喷针21连接。喷雾装置安装部件11右端与喷雾装置固定部件17套接并固定。喷雾装置安装部件11有与喷雾装置固定部件17位置对应的U型槽，可安装喷雾装置20。喷雾装置安装部件11外圈与中轴8内圈套接，可沿中轴8左右移动并固定，调节喷雾装置20在轴向的位置。离子源安装部件18左端与前端连接部件16固定连接。离子源安装部件18有条形凹槽，可安装喷针21，凹槽两侧有螺孔，可通过离子源固定部件19将安装在离子源安装部件18上的喷针21固定。离子源安装部件18共有三个，安装后在垂直于中轴的方向上两两间隔120°。每个离子源安装部件18可安装一个喷针21，安装后喷针21与中轴8轴线方向夹角为45°。参见图12，多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的电压传导部件包括金属环12，绝缘环13和电压传导部件14。其中，金属环12与绝缘环13套接。金属环12通过导线与喷针21电导通。绝缘环13内圈与注射器安装部件9套接，外圈与金属环12套接。电压传导部件14右端与前端支撑部件15固定连接。电压传导部件14左端有与轴向平行的凹槽，可固定金属弹片，金属弹片的另一端与金属环12搭接。外接电压通过安装在电压传导部件14上的金属弹片传递给随注射器安装部件9旋转金属环12并最终同时传递给多个喷针21。多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的喷雾装置20安装在喷雾部件安装部件11内部并向右延伸固定在喷雾装置固定部件17内部。喷雾装置20可随喷雾部件安装部件11和喷雾装置固定部件17 —起沿中轴方向左右调节并固定。喷雾装置20可以采用载气雾化、超声雾化或等雾化方式，以及中性解吸、直接进样等方式通入气体或气溶胶样品。当喷雾装置20为载气雾化时，由金属三通和石英毛细管组成，通过两条管路分别与外置注射器和气压阀连通，其毛细管与中轴同轴，可以在载气的辅助下喷出喷雾，也可以直接喷出气态样品或气溶胶样品。当喷雾装置20为超声雾化时，由超声喷雾头和外置控制器组成，其喷雾头与中轴同轴，可以在超声雾化作用下喷出喷雾。当喷雾装置20为中性解吸时，由放置样品的容器和相应管路组成，管路的管口与中轴同轴。当选用不同的雾化装置20时，须搭配尺寸配合的喷雾装置安装部件11和喷雾装置固定部件17。多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的喷针21由金属两通和石英毛细管组成，通过管路和导线分别与注射器和外接电压连通。喷针21安装在离子源安装部件18上，并由离子源固定部件19固定。喷针21共有三个，安装后在垂直于中轴的平面上两两间隔120°分布。喷针21与中轴的夹角均为45°，其毛细管平均分布在垂直于中轴8的圆周上，圆周的圆心正对质谱进样口，圆周的大小可以调节。多个喷针21分别与通过一条独立的管路与一个注射器连接，不同的喷针21中可以注入同种或不同种溶液(待测溶液或喷雾溶剂)。多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的轴承包括直线轴承，传动轴承，中轴轴承和前端轴承。其中，直线轴承有两个，其内圈与直线光轴3套接，外圈与传动连接部件5套接并固定。传动轴承内圈与同轴传动部件6套接，外圈与传动连接部件5套接。中轴轴承内圈与中轴8套接，外圈与注射器安装部件9套接。前端轴承有两个，大小不同，处·在垂直与中轴的同一平面上。较大的前端轴承外圈与前端支撑部件15套接并固定，内圈与注射器安装部件9套接。较小的前端轴承外圈与注射器安装部件9套接，内圈与中轴8套接。所有轴承用于减小摩擦力，在轴承的辅助下，传动连接部件5可沿轴向方向左右滑动，同轴传动部件6和注射器安装部件9可沿轴向方向旋转。多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的电机的转子与电机传动部件套接并固定。电机可以是直流电机或步进电机，当选用直流电机时，其转速可通过外置调速器连续调节，当选用步进电机时，其转速可通过外置驱动器和控制器调节。电机的工作模式可以是单向式或者往复式。电机由支架固定在所需位置。多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的注射泵的推动块与注射泵固定部件7固定连接。注射泵工作时带动注射泵固定部件7由左向右推动传动连接部件5和同轴传动部件6并最终推动安装在注射器安装部件9上的注射器。注射泵由支架固定在所需位置。多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源中的喷雾溶剂可以有多种，如甲醇/水、乙腈等，但应考虑到不同喷雾溶剂之间可能发生的反应和相应产物带来的问题。本发明离子源的绝缘环13、电压传导部件14和离子源安装部件18由绝缘材料(如聚甲醛、聚四氟乙烯或有机玻璃等)加工制成。喷针21由导电的材料制成。本发明离子源的其他部件由经表面绝缘处理的铝加工制成，在保证稳固的前提下也可以选用由其他金属或非金属材料。当选用不同规格的电机和注射泵时，需与之匹配的架台将其固定到合适位置。电压传导部件14通过金属弹片将外接电压传导给喷针，也可以采用其他的导电方式。本发明离子源可用作电喷雾离子源(ESI)、解吸附电喷雾离子源(DESI)、萃取电喷雾离子源(EESI)以及激光解吸附喷雾后离子化(LDSPI)等两步解吸附离子化方式中的滞后离子源。本发明中的离子源单独使用时适于检测液体、气体和气溶胶样品，当用作两步解吸附离子化的滞后离子源或与中性解吸装置联用时，待测物的大小、形状、薄厚将不受限制，待测物可以是液体、胶体、或固体样品。如果待测物需置于样品表面上，该样品表面可以是金、铝、不锈钢等金属；也可以是玻璃、聚四氟乙烯等绝缘材料。本实施例中的所有螺纹、螺丝和螺帽在保证互相匹配的前提下既可以为公制，也可以为英制。以上所述多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源的整套装置可以置于一个三维可调的平移台上。本发明离子源在测试样品时的使用情况如下电机通过电机传动部件带动注射器安装部件9及安装在其上的注射器、离子源安装部件18及安装在其上的喷针21、前端连接部件和同轴传动部件同步旋转。注射泵带动注射泵固定部件7推动传动连接部件5和同轴传动部件6并最终推动安装在注射器安装部件9上的注射器，使喷雾溶剂或样品溶液由注射器流入管路，再注入喷针21形成电喷雾。喷雾装置通过同轴载气(如氮气等)辅助、中性解吸或超声雾化辅助形成喷雾，也可直接通入气态或气溶胶样品。外接电压通过电压传导部件14传递到金属环和导线，进而传递给喷针21实现电导通。本发明离子源可使用类似于电喷雾离子源(ESI)的方式(此时喷雾装置20未启用)，将待测物溶液注入到多个喷针21中，依靠旋转的作用将产生的多个电喷雾混合，在电离区得到覆盖范围较大的、稳定的电喷雾，提高质谱信号的强度和稳定性。本发明离子源也可使用类似于萃取电喷雾电离源(Extractive ESI)的方式，通过旋转多个喷针21得到混合电喷雾，在电离区与喷雾装置20喷出的样品液滴融合并发生萃取或反应，萃取的样品成分及反应的产物或中间体经去溶剂化过程得到气相离子并进入质谱中分析，该方式可用于分析复杂基质样品以及研究喷雾之间的气相或液相反应。本发明离子源还可以作为一种滞后电离源与样品解吸附技术联用，例如采用类似激光解吸附喷雾后离子化(LDSPI)的方式分析样品时，可在不同的管路中注入不同的电喷雾溶剂，依靠旋转作用将产生的不同成分的电喷雾在电离区混合，有利于复杂样品的多组分或全组分的同时检测。如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。权利要求
1.一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于，包括底座、直线光轴支撑部件、直线光轴、后端支撑部件、传动连接部件、同轴传动部件、注射泵固定部件、中轴、注射器安装部件、至少2个注射器固定部件、喷雾装置安装部件、金属环、绝缘环、电压传导部件、前端支撑部件、前端连接部件、喷雾装置固定部件、至少2个离子源安装部件、至少2个离子源固定部件、喷雾装置、至少2个喷针、电机传动部件、轴承、电机和注射泵；其中所述底座支撑安装在其上的所有部件；所述直线光轴支撑部件支撑直线光轴；所述后端支撑部件套接中轴，所述前端支撑部件套接注射器安装部件和中轴，将中轴和注射器安装部件支撑在同轴方向上；所述中轴及安装在其内部的喷雾装置安装部件、喷雾装置固定部件和喷雾装置均不随电机旋转；所述注射泵固定部件与注射泵固连，不随电机旋转，注射泵固定部件在注射泵的带动下由左向右推动通过轴承套接在直线光轴上的传动连接部件以及通过轴承与其套接的同轴传动部件；所述注射器固定部件将注射器固定在注射器安装部件上，每个注射器通过单独的管路与一个喷针连通，多个注射器固定部件在圆周上均匀分布；所述每个离子源安装部件、离子源固定部件和喷针顺序固定组成一组，每组在圆周上均匀分布，多组喷针和喷雾装置在顶端汇集；所述喷雾装置安装部件与喷雾装置固定部件连接并将喷雾装置安装固定在中轴同轴方向上；所述电机通过电机传动部件带动注射器安 装部件及与其连接的前端连接部件、离子源安装部件、离子源固定部件和喷针一同旋转；所述电压传导部件将外接电压传递给金属环并进一步传递给喷针。
2.如权利要求I所述一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于所述注射器固定部件、离子源安装部件、离子源固定部件和喷针各为3个，前端连接部件右端面外圈有三个凹槽，两两间隔120°，每个凹槽与一个离子源安装部件固定连接，每个凹槽两侧各有一个通孔，与喷针连接的管路和电路分别穿过其中一个通孔连接到注射器和金属环上，前端连接部件中间有通孔，可穿过喷雾装置安装部件、喷雾装置固定部件和喷雾装置。
3.如权利要求I所述一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于所述同轴传动部件右端面有三个圆形凹槽，两两间隔120°，每个圆形凹槽可以卡住一个注射器的推杆末端，同轴传动部件在注射泵的带动下由左向右推动注射器，同时，同轴传动部件也在随注射器安装部件旋转的注射器的带动下沿中轴旋转。
4.如权利要求I所述一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于所述离子源安装部件共有三个，安装后在垂直于中轴的方向上两两间隔120°，每个离子源安装部件可安装一个喷针，安装后喷针与中轴轴线方向夹角为45°。
5.如权利要求I所述一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于所述金属环与绝缘环套接，金属环通过导线与喷针电导通，绝缘环内圈与注射器安装部件套接，外圈与金属环套接，电压传导部件右端与前端支撑部件固定连接；电压传导部件左端有与轴向平行的凹槽，固定有金属弹片，金属弹片的另一端与金属环搭接，外接电压通过安装在电压传导部件上的金属弹片传递给随注射器安装部件旋转金属环并最终同时传递给多个喷针。
6.如权利要求I所述一种多通道旋转电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于所述喷雾装置可以采用载气雾化或超声雾化方式，以及中性解吸、直接进样等方式通入气体或气溶胶样品。
7.如权利要求6所述一种多通道旋转电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于当喷雾装置为载气雾化时，由金属三通和石英毛细管组成，通过两条管路分别与外置注射器和气压阀连通，其毛细管与中轴同轴，在载气的辅助下喷出喷雾，或直接喷出气体或气溶胶样品。
8.如权利要求6所述一种多通道旋转电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于当喷雾装置为超声雾化时，由超声喷雾头和外置控制器组成，其喷雾头与中轴同轴，在超声雾化作用下喷出喷雾。
9.如权利要求6所述一种多通道旋转电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于当喷雾装置为中性解吸时，由放置样品的容器和相应管路组成，管路的管口与中轴同轴。
10.如权利要求I至9之一所述一种多通道旋转电喷雾离子化质谱分析离子源，其特征在于所述喷针由金属两通和石英毛细管组成。
全文摘要
本发明公开了一种多通道旋转萃取电喷雾离子化质谱分析离子源，包括注射器安装部件、至少2个注射器固定部件、喷雾装置安装部件、金属环、绝缘环、电压传导部件、前端支撑部件、前端连接部件、喷雾装置固定部件、至少2个离子源安装部件、至少2个离子源固定部件、喷雾装置、至少2个喷针、电机传动部件、轴承、电机和注射泵等。该离子源通过步进电机带动多个喷针旋转，使喷出的喷雾(电喷雾或电中性喷雾)均匀混合，可以提高离子化效率、增强质谱信号的强度和稳定性、实现样品中多组分或全组分的同时分析以及用于研究不同喷雾之间样品萃取或气相/液相反应。
文档编号H01J49/16GK102709146SQ20121020200
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者张成森, 罗海, 邱然 申请人:北京大学