[发明专利]一种设置有外加磁场的电喷雾离子源及质谱仪

说明书

本发明提供了一种设置有外加磁场的电喷雾离子源及质谱仪，所述电喷雾离子源至少包括具有内部液体通道的喷雾形成部，液体流经所述内部液体通道后于喷雾形成部出口处形成带电液滴喷雾；还包括磁场发生装置，所述磁场发生装置用于产生磁场，使得流经所述内部液体通道的液体和/或于喷雾形成部出口处形成的带电液滴喷雾处于所述磁场中。本发明在电喷雾离子源中配置了磁场发生装置，能够有效优化喷雾效果，同时有利于带电液滴的聚集和去溶剂化，最终提高了离子源的离子化效率，进而提高了质谱仪的灵敏度。

技术领域

本发明涉及质谱领域，尤其涉及涉及一种设置有外加磁场的电喷雾离子源及质谱仪。

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。样品离子化是质谱分析的前提，直接关系到质谱仪的应用范围。

ESI源（Electrospray ioniation，电喷雾离子源）是一种常用的离子源。ESI源具有多电荷电离、对某些极性化合物电离效率高以及软电离的特性，使得其广泛用于极性化合物（包括溶液中的离子）、易分解以及大分子化合物的电离。ESI源的工作原理是：样品溶液经ESI的喷嘴高速喷出，在喷雾气体的作用下，形成细小的液滴。液滴中呈离子状态的化合物在电场的作用下，带不同电荷的离子向相反的方向移动，从而产生初始带电液滴(charged dorplet)。带电液滴在溶剂不断地蒸发过程中裂变，表面电荷密度不断增大，当达到Rayleigh极限时就会引起液滴分裂（即库仑爆炸），这个过程不断重复，最终解析出离子进入真空区。参见附图1，为ESI源形成正离子的示意图。详见【罗杰鸿，电喷雾离子源原理的一些理论探讨，广东化工，2020年第13期第47卷】。

灵敏度是衡量质谱仪性能的重要参数，而灵敏度与离子源的离子化效率是息息相关的。传统的ESI源虽然具有较高的灵敏度，但对于极微量样本或微量成分来说，其灵敏度仍有待进一步提高。

发明内容

基于上述背景，本发明提供了一种设置有外加磁场的电喷雾离子源，以及配置该电喷雾离子源的质谱仪，使之具有更高的灵敏度。

本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：

本发明第一方面提供了一种设置有外加磁场的电喷雾离子源，所述电喷雾离子源至少包括具有内部液体通道的喷雾形成部，液体流经所述内部液体通道后于喷雾形成部出口处形成带电液滴喷雾；还包括磁场发生装置，所述磁场发生装置用于产生均匀或非均匀磁场，使得流经所述内部液体通道的液体和/或于喷雾形成部出口处形成的带电液滴喷雾处于所述磁场中。

在一些实施方案中，所述喷雾形成部为喷雾针或液体毛细管。

在一些实施方案中，所述喷雾形成部处的磁场方向与液体在所述内部液体通道中的流向呈0～5°夹角。

在一些实施方案中，所述喷雾形成部处的磁场方向与液体在所述内部液体通道中的流向平行。

在一些实施方案中，所述磁场发生装置环绕所述喷雾形成部设置，或者被配置为分布于所述带电液滴喷雾所在的区域。

在一些实施方案中，所述磁场发生装置中的磁性部件为永磁铁或者电磁铁。

在一些实施方案中，所述磁场发生装置为至少一个套设于喷雾形成部上的环形磁铁。

在一些实施方案中，所述环形磁铁为钕铁硼磁铁或N35磁铁。

在一些实施方案中，所述磁场发生装置为套设于喷雾形成部上的线圈，该线圈通过流经其的电流生成可调节的磁场。

在一些实施方案中，所述喷雾针或液体毛细管上加有负电压或正电压。

优选的，所述负电压为-2KV~-5.5KV，所述正电压为+2KV~+5.5KV。