[发明专利]具有温控供气装置的电离室

说明书

技术领域

本发明涉及与质谱仪连接的电离室。

背景技术

在质谱分析法中，电离室用来提供分析样本的气相离子，所述离子由合适的质量分析器根据其质量电荷比m/z在低压区予以分离并由合适的检测器予以记录。电离室通常通过气密外壳与周围环境隔离，从而防止环境大气干扰样本，它们通常仅包含几个明确定义的液体流入和流出口，例如样本注入器、排出口或与质量分析器真空级连接的离子转移孔。

现有技术可提供不同类型的电离方法，在此仅举例说明其中几种方法：电喷雾法(ESI)、热喷雾法、基质辅助激光解析电离法(MALDI)、电子碰撞电离法(EI)、大气压以及低压范围化学电离法(APCI或CI)等。

在某些情况下，可通过向电离室输入热量来改善电离过程。例如，在电喷雾法中，通过施加高电压差，将来自样本液体的带电、含离子液滴喷射到电离室中，从而在样本基质中产生离子。一些液滴由于内部库伦排斥而散开，但一些液滴会汽化，并因此将离子转变为气相。当然，输入到电离室的热量尤其会促进汽化过程，因而增加离子量。

此外，加热气体或去溶剂气体可降低干扰喷雾液滴穿过离子转移孔并进入质谱仪真空级的风险。通常通过加热气体的方式将热量引入电离室。众所周知的设计是，这种加热的干燥或去溶剂气体实质上以平行于且等同于喷雾的方向，或平行于离子转移孔轴并以与离子或液滴流相反的方向被引入到电离室中。

不言而喻，引入电离室中的气体必须尽可能不含杂质(换句话说，要尽可能纯净)，这样电离室中发生的过程才可控制和可预测。在这种背景下，供气设备和管线也非常重要，因为即便从储存容器中取出的气体纯度非常高，它也可能在流过管线时被污染，例如，可能混入管线上沉淀的脱气。

由于考虑到上述解释，因此有必要通过温控供气装置改进电离室。熟悉本领域的专业人员通过阅读下文披露的内容，可立即了解通过本发明实现的更多目的。

发明内容

本发明涉及与质谱仪连接的电离室。电离室具有温控块，温控块带有进气口和气道，气道开始于进气口，结束于出气口。沿气道放置温控装置，从而确保气道中流动的气体在进入电离室之前达到特定温度。温控块有通过溶胶-凝胶工艺制作的成型件，气道的结构结合在成型件内。

溶胶-凝胶工艺是一种使用胶态分散体，也就是所谓的溶胶(从溶液得到)制作非金属无机或杂化聚合物材料的方法。第一步需要使用溶液中的原始材料或前体制作包含液相和固相的凝胶状两相系统，其稠度范围包含从非常细小的粒子到连续的聚合物网络。第二步要除去残余液体，例如，在干燥过程中，凝胶可形成具有各种各样几何形状的固体，其复杂性基本只受模板或铸模形状的限制。溶胶-凝胶工艺的成本相对较低，重要的是，可低温处理具有高熔点的材料，如果不使用此方法，要施加大量热量才能使这些材料成型。这种方法尤其适于由陶瓷或玻璃材料制成的工件，这些材料受污染的风险低于金属等其他材料。

要在电离室中使用的成型件原则上也可通过其他方法制成。例如，气道的结构可由平板玻璃原坯磨出。由于这种方法工作量巨大，并且成本较高，因此商业制造实际上排除了这种制作方法。还可在玻璃原坯中蚀刻气道的结构。例如，可在US 8,044,346B2(参见章节“微芯片喷雾器”)中看到相应建议。然而，蚀刻方法也有缺点，即，待制作结构的角落和边缘的装配准确度有限，而且还必须清洁成品成型件并除去残余酸(例如，非常危险的氢氟酸)，这是非常耗时的工作。此外，随着待蚀刻的结构深入基板时也会有困难，因为酸的蚀刻作用至少在不具备复杂预防措施的情况下不会局限在垂直方向上，而是仍会腐蚀侧壁。

而且，制作成型件的上述两种替代方法有共同点，那就是，它们通常是去除材料的方法，因而增加了材料消耗。另外，显而易见，熟悉本领域的专业人员可以辨别通过溶胶-凝胶工艺制作成型件与使用其他方法之一制作成型件之间的差别。例如，研磨会在工件表面留下特征痕迹，并且，如前所述，蚀刻的组件仅有倒圆或平滑的边缘和比较平整的表面结构，而溶胶-凝胶成型件却没有这些特征。