一種大氣壓下液態樣本解吸附離化方法
2023-12-05 08:45:16
專利名稱：一種大氣壓下液態樣本解吸附離化方法
技術領域：
本發明涉及一種解吸附離化方法，具體涉及一種大氣壓下液態樣本待測物質 解吸附離化方法。
背景技術：
大氣壓下解吸附離子源利用可將待測物質直接從凝聚態轉變成氣態離子，因 其不需要色譜、萃取等前處理手段，廣泛用於離子檢測和分析儀器，如質譜、離 子遷移譜的離子源，現有的大氣壓下解吸附離子源包括電噴霧解吸附離子源 (DESI)、大氣壓化學解吸附離子源(DAPCI)、射頻等離子體輔助解吸附離子 源(PADI)、介質阻擋放電解吸附離子源(DBDI)、大氣壓下固態分析探針(ASAP) 等。
大氣壓下解吸附離子源對於固體和液體待測物質都可以使用，然而，對於利 用大氣壓下低溫等離子體對待測物質進行解吸附離化的技術而言，因解吸附離化 的效率直接與低溫等離子體和液態樣本接觸面積相關，這些解吸附離化技術存在 等離子體與溶質的接觸面僅限於液態樣本液面，接觸面積過小而導致解吸附離子 源的離化效率偏低的問題。
大氣壓下固態分析探針(ASAP)技術利用經過高溫加熱的高速等離子體流 吹向液態樣本，利用液態樣本的汽化以提高其解吸附效率。然而，對於溫度不穩 定的如生物大分子而言，高溫容易使其分解，只能獲得雜亂的碎片離子，而無法 獲得所需的待測物質分子離子，從而難以對待測物質進行確認，除此以外，添加 高精度的等離子體溫控裝置無論對裝置的體積還是成本都是不利的。
發明內容
針對現有等離子體離化中接觸面積小導致離化效率低的問題，本發明的目的 在於提出一種大氣壓下液態樣本解吸附離化方法，該離化方法可擴大等離子體與 液體表面的接觸面積，而不需要液態樣本在汽化的條件下使其與低溫等離子體接觸。
本發明為實現其目的所採取的技術方案 一種大氣壓下液態樣本解吸附離化 方法如下
a、 將含有待測物質的液態樣本在霧化裝置中霧化成為霧滴樣本；
b、 使載氣在等離子體發生器作用下電離成為載氣等離子體，稱為第一等離子
體；
c、 霧滴樣本進入載氣等離子體區域，在第一等離子體作用下，其中的待測物
質分子轉變成待測物質離子，相應的第一等離子體轉變成為含有待測物質離子的 第二等離子體；
d、 第二等離子體中的待測物質離子在外界電場或者氣流或者本身擴散的作用 下進入離子檢測裝置被檢測。
所述載氣包括惰性氣體、氮氣、空氣、垸烴類氣體。
所述的等離子體發生器工作狀態為大氣壓下，等離子體產生機制可以是電暈 放電、介質阻擋放電、射頻放電、微波放電、紫外光離化、雷射離化、輻射離化、 熱離化、火焰離化。
所述離子檢測裝置可以是質譜或是離子遷移譜。
所述的液態樣本包括溶膠及溶液。
本發明的要點是利用霧化和大氣壓下低溫等離子體相結合的方法提高液態樣 本中溶質解吸附的效率；採用噴霧霧化的方式，將液態樣本轉變成微小液滴，在 不需要液態樣本汽化的條件下使其與低溫等離子體充分接觸，擴大等離子體與液 體表面的接觸面積，從而提高解吸附離子源的離化效率的同時避免了高溫條件下 待測物質的分解。
本發明的有益效果採用噴霧技術與低溫等離子體相結合的方式對液態樣本 中的待測物質解吸附，將樣本與等離子體接觸面積提高了幾個數量級，從而相應 提高了待測物質的解吸附離化效率，為後端離子檢測儀器提供了更多的待測物質 離子；本發明對液態樣本進行噴霧霧化，不需要高溫汽化，保留了溫度不穩定如 生物大分子的分子特徵，為後端質譜檢測提供未分解的分子離子。
以下結合附圖和具體實施方式
對本發明進一步說明。圖l為本發明工作原理示意圖2為本發明實施例原理圖。
其中l、載氣；2、等離子體發生器；3、第一等離子體；4、第二等離子體；
5、離子檢測裝置；6、霧滴樣本；7、霧化裝置；8、液態樣本，9、電暈放電針； 10、超聲霧化噴嘴。
具體實施例方式
圖1為本發明的工作原理示意圖。
載氣1的種類包括惰性氣體、氮氣、空氣、垸烴類氣體；等離子體發生器2 的等離子體產生機制包括電暈放電、介質阻擋放電、射頻放電、微波放電、紫外 光離化、雷射離化、輻射離化、熱離化、火焰離化；第一等離子體3為載氣等離 子體；第二等離子體4為含有載氣離子、待測物質離子的等離子體；液態樣本8 為含有待測物質的液態樣本；霧滴樣本6為含有待測物質的霧態微液滴；霧化裝 置7能夠將液體轉變成微小的霧態微液滴，其原理包括超聲噴霧、靜電噴霧；離 子檢測裝置5包括質譜、離子遷移譜。
載氣1在等離子體發生器2作用下電離成為第一等離子體3，該等離子體為 載氣等離子體，液態樣本8在霧化裝置7的作用下成為霧滴樣本6，霧滴樣本6 在第一等離子體3作用下，其中的溶質分子解吸附轉變成溶質離子，相應的第一 等離子體3轉變成為含有待測物質離子的第二等離子體4，第二等離子體4中的 待測物質離子在外界電場或者氣流或者本身擴散的作用下進入離子檢測裝置5 被檢測。
液態樣本8在霧化裝置7的作用下，轉變成微小液滴，液態樣本的形態包括 液態樣本、溶膠。液滴直徑越小，液體與等離子體接觸面積越大，接觸面積增大 與液滴直徑的減小成倒數關係，若液滴直徑減小十倍，那麼接觸面積將增加十倍。
樣本解吸附程度與接觸面積呈簡單的線性關係，若接觸面積增加十倍，則解
吸附出的離子將增加十倍。 實施例
圖2為本發明實施例原理圖。
等離子體發生器2的工作原理為電暈放電，其中9為電暈放電針；霧化裝置7的工作原理為超聲霧化，其中10為超聲霧化噴嘴；所用的載氣l為He氣；液 態樣本8為非揮發性溶液。
He氣在電暈放電針9的作用下成為He氣等離子體，即第一等離子體3;溶 液在超聲霧化噴嘴10的作用下成為微米液滴，即霧滴樣本6;微米液滴在與He 氣等離子體作用後成為第二等離子體4。
液滴直徑越小，液體與等離子體接觸面積越大，接觸面積增大與液滴直徑的 減小成倒數關係，若液滴直徑減小十倍，那麼接觸面積將增加十倍。現有的普通 超聲霧化裝置能將溶液轉換成微米大小液滴，擴大了等離子體與溶液接觸面接， 而沒有經過超聲霧化的溶液與等離子體接觸僅限於表層分子，其作用面積大小約 幾個平方毫米量級，因而相比於未經過超聲霧化的液態解吸附離子源而言，可提 高接觸面積約103倍。
樣本解吸附程度與接觸面積呈簡單的線性關係，即解吸附程度提高了約103倍。
權利要求
1、一種大氣壓下液態樣本解吸附離化方法，其特徵在於a、將含有待測物質的液態樣本(8)霧化成為霧滴樣本(6)；b、使載氣(1)電離成為載氣等離子體，稱為第一等離子體(3)；c、霧滴樣本(6)進入載氣等離子體區域，在第一等離子體(3)作用下，其中的待測物質分子轉變成待測物質離子，相應的第一等離子體(3)轉變成為含有待測物質離子的第二等離子體(4)；d、第二等離子體(4)中的待測物質離子在外界電場或者氣流或者本身擴散的作用下進入離子檢測裝置(5)被檢測。
2、 根據權利要求1所述的大氣壓下液態樣本解吸附離化方法，其特徵在於所 述載氣(1)包括惰性氣體、氮氣、空氣、烷烴類氣體。
3、 根據權利要求1所述的大氣壓下液態樣本解吸附離化方法，其特徵在於等 離子體產生機制可以是電暈放電、介質阻擋放電、射頻放電、微波放電、紫外光 離化、雷射離化、輻射離化、熱離化、火焰離化。
4、 根據權利要求1所述的大氣壓下液態樣本解吸附離化方法，其特徵在於所 述離子檢測裝置(5)可以是質譜或是離子遷移譜。
5、 根據權利要求1所述的大氣壓下液態樣本解吸附離化方法，其特徵在於所 述的液態樣本包括溶膠及溶液。
全文摘要
本發明公開了一種大氣壓下液態樣本解吸附離化方法，將含有待測物質的液態樣霧化成為霧滴樣本；使載氣電離成為載氣等離子體，稱為第一等離子體；霧滴樣本進入載氣等離子體區域，在第一等離子體作用下，其中的待測物質分子轉變成待測物質離子，相應的第一等離子體轉變成為含有待測物質離子的第二等離子體；第二等離子體中的待測物質離子在外界電場或者氣流或者本身擴散的作用下進入離子檢測裝置被檢測。本發明將霧化技術與大氣壓下低溫等離子體技術相結合，擴大了低溫等離子體與液態樣本的接觸面積，從而增加了待測溶質的解吸附數量，提高了待測溶質轉變成氣態離子的比例，為離子檢測裝置提供了更多的待測物質離子。
文檔編號G01N27/62GK101587038SQ200910117169
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月26日 優先權日2009年6月26日
發明者孔德義, 莊 李, 林丙濤, 陳池來 申請人:中國科學院合肥物質科學研究院