CN105828954B - 用于电气接地的电喷雾的大气接口 - Google Patents

用于电气接地的电喷雾的大气接口 Download PDF

Info

Publication number
CN105828954B
CN105828954B CN201480070657.3A CN201480070657A CN105828954B CN 105828954 B CN105828954 B CN 105828954B CN 201480070657 A CN201480070657 A CN 201480070657A CN 105828954 B CN105828954 B CN 105828954B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ceramic
ceramic material
interface according
resistivity
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480070657.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105828954A (zh
Inventor
J.A.贾雷尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Waters Technologies Corp
Original Assignee
Waters Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waters Technologies Corp filed Critical Waters Technologies Corp
Publication of CN105828954A publication Critical patent/CN105828954A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105828954B publication Critical patent/CN105828954B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0404—Capillaries used for transferring samples or ions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples
    • H01J49/044—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples with means for preventing droplets from entering the analyzer; Desolvation of droplets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/165—Electrospray ionisation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

提供了一种用于质谱仪***的接口。接口能够包括由第一陶瓷材料制成的内陶瓷管和由第二陶瓷材料制成且环绕内陶瓷管的外管。内陶瓷管能够具有高电阻率和高热导率，且中间陶瓷管能够具有比第一陶瓷材料的电阻率高至少一个数量级的电阻率和比第一陶瓷材料的热导率高至少一个数量级的热导率。

Description

用于电气接地的电喷雾的大气接口
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年12月24日提交的美国临时申请号61/920,626的优先权和权益，该文献的内容和教导的全部通过引用特此明确地并入。
技术领域
本实施例总体上涉及用于将离子引入到质谱仪中的接口，且尤其涉及使得电喷雾雾化器及其关联质谱仪两者能够处于或接近电气接地的接口。
背景技术
质谱仪是测量离子的质荷比的仪器。存在许多不同类型的质谱仪，包括例如飞行时间质谱仪、四极质谱仪、扇形磁场质谱仪、扇形四极质谱仪、离子阱质谱仪、傅里叶变换离子回旋共振质谱仪、作为轨道阱质谱仪市售的基于肯顿阱（Kingdon trap）的质谱仪，以及串联质谱仪。术语“质谱仪”在本文中用于指这些质谱仪中的任一种，以及测量离子的质荷比的其他光谱仪。
质谱仪通常与液相色谱仪联接，包括高效液相色谱仪，以分析材料。例如，材料的样本可首先通过液相色谱仪分离成其组分。所得到的液相流出物可然后经由电喷雾接口联接到质谱仪。电喷雾接口用于将样本以带电离子的形式引入到质谱仪中，以便在样本中的分子能够根据其质荷比被分离。除了液相色谱仪，质谱仪还可使用电喷雾雾化器联接到其他源，诸如毛细管电泳、超临界流体色谱仪和离子色谱仪源。
若干授权的美国专利解决了离子源到质谱仪的接口问题，包括：授予Fenn等的美国专利号4,542,293，其公开了从电喷雾离子源到质谱仪的进口的接口；授予Tomany等的美国专利号5,304,798，其公开了用于将电喷雾转换成去溶剂化流以进行分析的壳体；授予Franzen的美国专利号5,736,740，其公开了用于抵抗电势差运输离子通过毛细管的设备；以及授予Jarrell等的美国专利号6,396,057，其公开了用于将来自液相分离器械的输出联接到质谱仪的器械。美国专利号4,013,887公开了一种用于使用具有中电阻率到高电阻率的均质材料分离AC和DC电场的方法。这些专利中的每一个的全部内容均通过引用并入本文中。
发明内容
本文中公开的大气接口的实施例使得电喷雾和质谱仪的外部两者，除了电喷雾接口自身的部分外，能够处于接地或接近接地，从而最小化由于与高压部件意外接触所导致的受伤的可能性。
在实施例中，用于质谱仪***的接口包括前端件和尾端件、具有从前端件延伸到尾端件的内孔的内陶瓷管、环绕内陶瓷管且与内陶瓷管热接触的中间陶瓷管、以及在第一极性处电气连接到前端件且在第二极性处电气连接到尾端件的高压DC电源。内陶瓷管的内孔包括进入孔口和离开孔口。内陶瓷管由具有高电阻率和高热导率的第一陶瓷材料制成，且中间陶瓷管由下述陶瓷材料制成，在室温下该陶瓷材料的电阻率比第一陶瓷材料的电阻率高至少一个数量级，并且其热导率一般至少与第一陶瓷材料的热导率一样高且通常优选地高于第一陶瓷材料的热导率。
在另一实施例中，用于质谱仪***的接口具有在前端件处的进入孔口、由第一陶瓷材料制成且从前端件延伸到尾端件的第一陶瓷管和在第一陶瓷管中从进入孔口延伸到在尾端件中的离开孔口的内孔。其还具有由第二陶瓷材料制成的环绕第一陶瓷管且将第一陶瓷管保持在其中心处的第二陶瓷管，以及与第二陶瓷管热接触的加热器。第一陶瓷材料的特征在于第一电阻率和第一热导率。第二陶瓷材料的特征在于第二电阻率和第二热导率。在室温下，第二电阻率比第一电阻率高至少两个数量级，并且热导率一般至少与第一陶瓷材料的热导率一样高，且通常优选地高于第一陶瓷材料的热导率。
在进一步的实施例中，用于质谱仪的接口包括由第一陶瓷材料制成且在由第二陶瓷材料制成的第二陶瓷管内的第一陶瓷管。在第一陶瓷管中存在从进入孔口延伸到离开孔口的内孔，和用于加热第二陶瓷管的可选加热器。从室温到225℃，第二陶瓷材料的电阻率比第一陶瓷材料的电阻率高至少两个数量级。而且，从室温到225℃，第二陶瓷材料的热导率一般至少与第一陶瓷材料的热导率一样高，且通常优选地高于第一陶瓷材料的热导率。
另一实施例是一种质谱仪***，其包括安装在到质谱仪的第一级的进口处的接口，该质谱仪具有带有附接到第一级的离子导向器的第二级，和带有附接到第二级的质量分析器的第三级。接口具有带有进入孔口的前端件和带有离开孔口的尾端件。其具有由第一陶瓷材料制成且从前端件延伸到尾端件的第一陶瓷管和在第一陶瓷管内从进入孔口延伸到在尾端件中的离开孔口的内孔。其还具有由第二陶瓷材料制成且包围第一陶瓷管的第二陶瓷管。在室温下，第二陶瓷材料的电阻率比第一陶瓷材料的电阻率高至少两个数量级，并且第二陶瓷材料的热导率一般至少与第一陶瓷材料的热导率一样高，且通常优选地高于第一陶瓷材料的热导率。
另一实施例是用于质谱仪的接口。所述接口具有带有进入孔口的前端锥体和带有离开孔口的尾端件。其具有从进入孔口延伸到离开孔口的由交替的陶瓷垫圈和金属垫圈构成的管，交替的陶瓷垫圈和金属垫圈形成从进入孔口延伸到离开孔口的内孔。其还具有高压电源，其维持在前端锥体和尾端件的电势之间具有大约2-5 kV的绝对值的电势差。高压电源经由电阻器的网络将级联电势电压（potential voltage）分布到金属垫圈的每一个，从在前端锥体处处于或接近2-5kV到在尾端件处处于或接近接地的范围内变化。其还具有向金属垫圈中的每一个提供RF信号的RF电源。应用到每个金属垫圈的RF信号与应用到其相邻垫圈的RF信号呈180°异相。陶瓷垫圈由具有高于大约107Ω-cm的电阻率和高于大约1 W/m-K的热导率的陶瓷材料制成。
另一实施例是一种用于质谱仪的接口，其具有带有进入孔口的前端件和带有离开孔口的尾端件。其还具有带有内孔的内陶瓷管。内孔从在前端锥体处的进入孔口延伸到在尾端件处的离开孔口。内陶瓷管由具有高电阻率和高热导率的第一陶瓷材料制成。环电极沿其长度围绕内陶瓷管。高压DC电源将级联DC电压施加到环电极中的每一个。接口还具有由第二陶瓷材料制成的中间陶瓷管，其环绕内陶瓷管且与内陶瓷管热接触。中间陶瓷管具有嵌入加热器。第二陶瓷材料的室温电阻率比第一陶瓷材料的室温电阻率高至少一个数量级。而且，在室温下，第二陶瓷材料的热导率一般至少与第一陶瓷的热导率一样高，且通常优选地高于第一陶瓷的热导率。
另一实施例是一种用于质谱仪的接口，其具有带有进入孔口的前端锥体和具有离开孔口的尾端件。其还具有带有内孔的内陶瓷管。内孔从在前端锥体处的进入孔口延伸到在尾端件处的离开孔口。内陶瓷管由具有高电阻率和高热导率的第一陶瓷材料制成。环电极沿其长度围绕内陶瓷管。高压DC电源将级联DC电压施加到环电极中的每一个。由第二陶瓷材料制成的第一中间陶瓷管环绕内陶瓷管的第一部分且与该第一部分热接触。由第二陶瓷材料制成的第二中间陶瓷管环绕内陶瓷管的第二部分且与该第二部分热接触。第一中间陶瓷管并入第一嵌入加热器，且第二中间陶瓷管并入第二嵌入加热器。第一嵌入加热器和第二嵌入加热器彼此独立地被控制。在室温下，第二陶瓷材料具有比第一陶瓷材料的电阻率高至少一个数量级的电阻率并且第二陶瓷材料具有的热导率一般与第一陶瓷材料的热导率至少一样高且通常优选地高于第一陶瓷材料的热导率。
另一实施例是带有前端锥体和尾端件的接口。其具有带有从前端锥体延伸到尾端件的内孔的内陶瓷管。内孔具有进入孔口和离开孔口。内陶瓷管由具有高电阻率和高热导率的第一陶瓷材料制成。其具有在第一极性处电气连接到前端锥体和与前端锥体电气且热接触的前端电极并且在与第一极性相对的第二极性处连接到尾端件的高压DC电源。其还具有由第二陶瓷材料制成的中间陶瓷管，该中间陶瓷管环绕内陶瓷管且与内陶瓷管热接触。在室温下，第二陶瓷材料具有比第一陶瓷材料的电阻率高至少一个数量级的电阻率且第二陶瓷材料具有的热导率一般与第一陶瓷材料的热导率至少一样高且通常优选地高于第一陶瓷材料的热导率。
在检查下图和具体实施方式时，实施例的其他***、方法、特征和优点将或者将变得对本领域技术人员显而易见。预期所有这些额外的***、方法、特征和优点都被包含在该具体实施方式和该发明内容内、都在实施例的范围内，且都通过所附权利要求被保护。
附图说明
参考下列附图和描述，能更好地理解实施例。在图中的部件不必然按照比例，而是应将重点放在说明实施例的原理上。而且，在附图中，贯穿不同的视图，相同的附图标记标示对应的部分。
图1是示出经由电喷雾雾化器联接到质谱仪的液相色谱仪的框图。
图2是示出了安装在质谱仪***上的电喷雾接口的实施例的顶部近视图的示意图。
图3A是电喷雾接口的实施例的横截面。
图3B是电喷雾接口的另一实施例的横截面。
图3C是电喷雾接口的另一实施例的横截面。
图3D是电喷雾接口的另一实施例的横截面。
图3E是电喷雾接口的另一实施例的横截面。
图3F是电喷雾接口的另一实施例的横截面。
图3G是电喷雾接口的另一实施例的横截面。
图4A是示出了在图3A中所示的电喷雾接口的实施例的部件的示意图。
图4B是示出了在图3B中所示的电喷雾接口的实施例的部件的示意图。
图4C是示出了在图3C中所示的电喷雾接口的实施例的部件的示意图。
图4D是示出了在图3D中所示的电喷雾接口的实施例的部件的示意图。
图5A是电喷雾接口的替代实施例。
图5B是带有加热器线圈的且类似于在图5A中所示的电喷雾接口的电喷雾接口。
图6是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图7是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图8是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图9是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图10是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图11是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图12是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图13是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图14A是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图14B是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图15是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图16是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图17是示出了电气接头的分解视图，该电气接头用于将电源通过外护罩且通过中间陶瓷管电气连接到金属电极。
图18A是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图18B是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图19A是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图19B是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
图19C是电喷雾接口的另一实施例的示意图。
具体实施方式
用于电气接地的电喷雾的接口的实施例在本文中的公开不应受限于本文中所描述的具体实施例。而是，本公开可应用于到质谱仪或包括本文中所述的和在权利要求中列举的特征中的一些的其他仪器的任何接口。
图1是具体化电气接地的电喷雾的质谱仪***的示意图。图1示出从电喷雾雾化器101流出且进入到在雾化器101的输出和电气接地的电喷雾接口200的实施例之间的大气地带中的带电液滴、团簇和离子130。电喷雾接口200被安装到进入质谱仪***100的进口。雾化器101的末端处于或者接近接地。在图1中，雾化器101关于电喷雾接口200的中心轴线轴向地定向，但是在其他***中，雾化器101可关于电喷雾接口的轴线定向在另一角度处。为了在电喷雾中生成正的带电液滴和离子，电喷雾接口200的前端锥体201可被保持在高的负电势下，例如在-2kV到-5kV的范围中。通过由在雾化器101的输出和前端锥体201之间的电势差产生的电场所施加的压力导致从雾化器101流出的液相破裂成具有高度正的带电液滴、团簇和离子的电喷雾。
***还可用于生成负的带电液滴、团簇和离子，而不是生成正的带电液滴、团簇和离子。为了生成负的带电液滴、团簇和离子，前端锥体201可关于接地保持在高的正电势下，例如在+2kV到+5kV的范围中。在该情况下，通过电场施加的压力导致从雾化器101流出的液相破裂成高度负的带电液滴、团簇和离子的电喷雾。尽管为了方便和一致，质谱仪***在本文中被描述为生成和操纵正的带电液滴、团簇和离子，但是通过颠倒施加在雾化器和电喷雾接口的前端锥体之间的电压的极性，该具体实施方式可应用到用于生成和操纵负的带电液滴、团簇和离子的***。通常，施加到质谱仪100的元件的各种其他电压的极性将需要同时颠倒。
因为在质谱仪的第一级106中的腔室被维持在低压下，例如在低于50 Torr的压力下，优选地在1-10 Torr的范围中，所以在雾化器101的输出处的大气压力地带和在质谱仪的第一级中的腔室中的低压之间的压力差导致在大气地带中的气体流入接口200的前端锥体201中，通过在接口200中的内部通路或孔211（下文中描述）并进入质谱仪***100的第一腔室106中。气体的该流动携带电雾化的液滴、团簇和离子130向前，使得液滴、团簇和离子中的至少一些穿过在前端锥体201中的口且进入到电喷雾接口201的内孔211中，电喷雾接口201通往质谱仪***100的第一低压腔室106。
在离子进入腔室106之后它们通过在质谱仪***内的电场和气体流动被引导以穿过锥孔体107和离子导向器104并进入质量分析器115以进行分析。泵108、109和110用于维持在腔室106、112和113中的期望压力。电绝缘环111用于使锥孔体107与腔室106和112的壁绝缘，且用于使腔室106与腔室112绝缘。
逆流气体流动通常被用在大气离子接口中以帮助液滴去溶剂化，并且帮助保持离子取样孔口洁净。例如，在美国专利5,581,080（该文献通过引用并入本说明书）中的图1描绘了这种干燥气体的使用。
图2是示出了安装在质谱仪***上的电喷雾接口的顶部近视图的示意图。雾化器101保持接地（如图所示）或接近接地。在该示例中，雾化器101被定向为与电喷雾接口的中心轴线成一定角度。在前端锥体201关于雾化器被保持在诸如-2kV到-5kV的高的负电势下时，液滴、团簇和离子130通常带正电，如上所述。负的带电液滴、团簇和离子130在前端锥体201关于前端锥体201被保持在诸如+2kV到+5kV的高的正电势下时产生。因为质谱仪***100的腔室106、104、和113保持接地或接近接地，所以在电喷雾接口200的前端锥体201和尾端件205之间存在大约2kV到大约5kV的电势差。如在下文中讨论的，该电势差生成电场，该电场对带电液滴、团簇和离子的力施加与那些液滴、团簇和离子到质谱仪***100的腔室106中的流动相对的力。因此，中性气体分子的流动必须足以克服该相对力并使得液滴、团簇和离子能够进入腔室106。因此，在腔室106中的压力应当足够低，以使得中性气体分子的流动能够克服跨越电喷雾接口200的电场且带动带电液滴、团簇和离子通过孔211并进入到腔室106中。
加热器线圈204和加热器电源220加热在电喷雾接口200中的孔211，以便使进入孔211的液滴和团簇去溶剂化，使得基本上仅离子和中性颗粒从电喷雾接口的相对端出现且进入到腔室106中。液滴和团簇的去溶剂化在授予Tomany等的美国专利号5,304,798中描述，该文献在上文中通过引用被并入。泵108排空几乎所有中性颗粒。
图3A是到质谱仪的电喷雾接口的实施例的横截面。在图3A中所示的实施例中，电喷雾接口200具有前端锥体201，前端锥体201具有被定位成接收从电喷雾雾化器101流动的带电颗粒的进入孔口210。第一陶瓷管203具有内孔211，内孔211从孔口210延伸到尾端件205并通过尾端件205到尾端件205中的离开孔口212。前端锥体201和尾端件205可由不锈钢制成，或由其他类似地电气且热传导的并抗腐蚀的材料制成。
如在图3A中所示，第一陶瓷管203在前端锥体201和尾端件205之间延伸。第一陶瓷管203由第一陶瓷材料制成。如还在图3A中示出的，第一陶瓷管203被保持在由第二陶瓷材料制成的第二陶瓷管202的中心。在一些实施例中，加热器线圈204在第二陶瓷管202周围卷绕。加热器线圈204能够用于将内孔211维持在足以去溶剂化进入前端锥体201的液滴和团簇的温度下，以便产生单独的离子，所述单独的离子通过离开孔口212离开尾端件205以通过质谱仪进行分析。内孔可被保持在下述范围内的温度下：65℃到225℃的范围内，例如在从100℃到180℃的范围内。
在图3A中所示的示例中，第二陶瓷管202在其尾端处具有大直径圆盘，使得第二陶瓷管202和在其尾端处的圆盘213和214一起形成线轴，加热器线圈204可在所述线轴周围卷绕。然而，如在图3B中所示，在没有圆盘213和214的情况下，加热器线圈204可卷绕在第二陶瓷管202周围。替代地，加热器线圈204可卷绕在陶瓷管202中的凹槽周围，如在图3C中所示。
第二陶瓷管202还可制成为带有嵌入加热器元件240，而不是具有卷绕在第二陶瓷管202周围的单独加热器线圈。该实施例的示例在图3D中示意性地示出。例如，瓦特隆电气制造公司生产带有热匹配的嵌入加热元件的AlN陶瓷加热器，其可用作第二陶瓷管和加热元件的组合。
可选地，在上述实施例中的任一个中，加热器线圈204或加热元件240可被保护性电气且热绝缘圆筒盖250包围，如在图3A-3D和图4A-4D中所示。例如，圆筒盖250可为瓷制蛤壳，其定尺寸成在加热器线圈204上或加热元件240上方封闭。在其他实施例中，保护性电气且热绝缘圆筒盖250能被省略，例如，如在图3E和图3F中所示。如在图3F中所示，第二陶瓷管202能够沿其长度具有与前端锥体201基本上相同的圆周。
加热器线圈204和/或加热元件240在本文中所述的实施例中的任一个中均是可选的。例如，如在图3E、图3F和图3G中所示，接口200能够包括前端锥体201、第一陶瓷管203、第二陶瓷管202、尾端件205，和可选地圆筒盖250（在图3G中示出），没有加热器线圈或加热元件。在这种实施例中，盖250也是可选的，例如，如在图3E和图3F中所示。在不包括加热器线圈或加热管的这些和其他实施例中，热量能够从尾端件直接地和/或通过第二陶瓷管传导到第一陶瓷管。
接口可通过例如螺栓连接或以其他方式将尾端件205附接到质谱仪的第一腔室106被安装在质谱仪的源区块上。尾端件205和质谱仪被维持在接地或接近接地。如上所述，接口200的前端锥体201被保持在高压下。
在前端锥体201和尾端件205之间的电势差产生电场，该电场对抗带电颗粒通过第一陶瓷管203的内孔211的运动。出于该原因，内孔211的内径和长度应当被选定为使得通过内孔211的气体流动对带电颗粒施加足够的力，以便尽管不得不克服相对的电场，但带电颗粒仍穿过内孔211到在质谱仪的第一级中的低压力腔室106中。通常，内孔211的长度在1 cm到4 cm或更多的范围内，例如大约2 cm，并且内孔211的内径在大约0.2 mm和大约1 mm之间（包括性的）。
第二陶瓷管202的长度基本上匹配第一陶瓷管203的长度。第一陶瓷管203的长度匹配内孔211的长度。第一陶瓷管203的外径能通常在从1.0 mm到3 mm的范围内。第二陶瓷管202的外径能例如在从3 mm到15 mm的范围内。
存在许多方式来确保在前端锥体201和管203之间以及在管203和尾端件205之间的电气接触和泄漏密封。这些包括但不限于使用导电环氧树脂、压配合、及管203的端部的金属化等。
图4A是示出了在图3A中示出的电喷雾接口200的主要部件中的若干部件在其组装之前的示意图：加热器线圈204；第二陶瓷管202（在该图示中，其与端圆盘213和214形成线轴）；尾端件205；第一陶瓷管203和前端锥体201。
沿着第一陶瓷管203从前端锥体201到尾端件205的电势梯度应当尽可能恒定，以便避免产生将由不均匀的电势梯度引起的局部更陡梯度。第二陶瓷管的高电阻率使金属加热器线圈与第一陶瓷管绝缘，且因此防止金属加热器线圈自身干扰该电势梯度的均匀性。
因为第二陶瓷管的电阻率比第一陶瓷管的电阻率高两个或三个数量级，所以能够从第一陶瓷管流到第二陶瓷管的电流比沿着第一陶瓷管流动的电流小很多。通常，沿着第一陶瓷管流动的电流非常小，例如在0.01毫安的数量级上，且通常低于0.1毫安。
而且，因为第一陶瓷管的电阻率高度依赖于温度，所以第一陶瓷管的温度应当沿第一陶瓷管的长度尽可能维持均匀，以便第一陶瓷管沿其长度具有相对均匀的电阻率。第一陶瓷管沿其长度的相对均匀的电阻率从而用于确保从前端锥体201到尾端件205的电势梯度尽可能均匀。沿着第一陶瓷管的温度均匀性通过控制用于第一和第二陶瓷管的材料的热导率来维持。
用于制造第一陶瓷管的第一陶瓷材料和用于制造第二陶瓷管的第二陶瓷材料在室温下应当都是良好的电绝缘体。然而，第二陶瓷材料在室温下的电阻率应当比第一陶瓷材料在室温下的电阻率高至少两个数量级，且可高三个数量级或更高。这确保加热器线圈与第一陶瓷管及与前端锥体充分电绝缘。例如，第一陶瓷材料在室温下的电阻率可处于106到1012Ω-cm的范围内，且在室温下第二陶瓷材料的电阻率可处于1012到1015Ω-cm的范围内。在室温下第二陶瓷材料的电阻率应当比第一陶瓷材料在室温下的电阻率高至少一个且甚至两个数量级，且应当在接口的预期操作温度范围内自始至终保持该差别。
使用具有相对高的热导率的陶瓷材料，诸如在下文中描述的材料，确保第一陶瓷管的电阻率沿着内孔的长度相当恒定，因为陶瓷材料的电阻率通常随着增加温度而降低。沿着第一陶瓷管具有相当恒定的电阻率确保沿着管的电势梯度从第一陶瓷管的前端端部（其处于2-5 kV）到第一陶瓷管的后端端部（其处于接地或接近接地）相当恒定。这避免具有不均匀的梯度，其可导致足够强的相对的局部电场，使得该局部电场可使沿着第一陶瓷管的内孔使离子流动减慢、停止或反向。
第一陶瓷材料的热导率应当相对高，例如高于1 W/m-K。例如，第一陶瓷材料的热导率可为大约2-2.5 W/m-K或以上。第二陶瓷材料的热导率应当一般与第一陶瓷材料的热导率至少一样高，且通常优选地高于第一陶瓷材料的热导率，\且可高一个数量级，例如高于20 W/m-K。第二陶瓷材料的热导率可例如为70-100 W/m-K或更高。第一陶瓷材料和第二陶瓷材料的高热导率确保流动通过内孔211的液滴、团簇和离子在其从进入孔口210通过内孔211流动到离开孔口212时经历相对均匀的温度。而且，由于加热器线圈204卷绕在第二陶瓷管202周围，所以第二陶瓷材料相比于第一陶瓷材料的热导率更高的热导率确保第一陶瓷管的温度相当均匀。这导致沿着第一陶瓷管的长度相当均匀的电阻率，这继而确保沿着第一陶瓷管从前端锥体到尾端件的电势梯度相对均匀。
氧化诰是可用作第一陶瓷材料的材料的良好示例。纯氧化诰具有的电阻率的范围能高达1012Ω-cm。可具有在108到1012Ω-cm的范围内的电阻率的混合有氧化钇的氧化诰也可用于第一陶瓷材料。还可使用其他的氧化诰混合物。对于氧化诰的各种混合物，所报道的热导率的范围从2到2.5 W/m-K。某些的镍-锌铁氧体也可能是合适的候选物。示例是由纽约州沃尔基尔的Fair-Rite产品公司制成的铁氧体材料，诸如其类型68.67.61、52、51、44、46和43。某些特殊的玻璃同样拥有合适的电气特性，尽管其缺乏期望的机械和热特性。示例是诸如那些由加利福尼亚州圣保拉市的Abrisa科技公司制成的铝硅酸盐玻璃和钠钙玻璃。也可使用诸如由日本东京的Ariake材料公司销售的基于氟金云母的陶瓷。虽然不像氧化诰那样具有高电阻率（105到108Ω-cm），但是具有更高的热导率（60到200 W/m-K）的碳化硅也可被使用。还有由科罗拉多州金城的Coorstek销售的ESD-安全陶瓷家族，其大部分具有适当的特性，包括基于矾土的一种。
氮化铝是可用作第二陶瓷材料的材料的良好示例。氮化铝具有的电阻率的范围能够从1012到1015Ω-cm并且其具有的热导率的范围能够高于70 W/m-K。作为另一示例，Shapal Hi-M soft可用作第二陶瓷材料。其是氮化铝和氮化硼的复合烧结体，具有1015Ω-cm的报道电阻率和92 W/m-K的报道热导率。Shapal Hi-M soft可从美国顾特服（科里奥波利斯，宾夕法尼亚州）或美国精密陶瓷（坦帕市，佛罗里达州）获得。可具有大约25-35 W/m-K的热导率和高于1015Ω-cm的电阻率的蓝宝石是可用作第二陶瓷材料的另一种材料。可具有大约30 W/m-K的热导率和高于1014Ω-cm的电阻率的氮化硅是可用作第二陶瓷材料的另一种材料。
氮化铝的某些合成物，诸如由日本碍子株式会社开发的已知为中电阻率氮化铝的合成物，也可用作第一材料。
图5A是电喷雾接口的替代实施例的示意图。电喷雾接口500的该实施例使用由交替的金属垫圈502和陶瓷垫圈503组成的管504以形成内孔511，而不使用陶瓷管。其包括带有其进入孔口510的前端锥体501和尾端件505。前端锥体510和尾端件505可由不锈钢制成或由另一类似地电气且热传导的抗腐蚀材料制成。
如在图1-4的实施例中，该实施例的前端锥体501被保持在2kV到5kV的范围内的高压下。为生成正的带电离子该电势电压是负的，且为生成负的带电离子该电势电压是正的。尾端件505附接到质谱仪110的第一腔室，且因此处于或接近接地。如在图5A中所示，电阻器523连接到其相应的金属垫圈，且因此将级联电势电压分布到金属垫圈502中的每一个中，从在前端端部处的2-5kV到在后端端部处的处于接地或接近接地的范围内变化。因此靠近前端锥体的金属垫圈处于2-5 kV电势，靠近尾端件505的金属垫圈处于或接近接地，且中间垫圈处于中间电势。该电阻器网络控制施加到各个金属垫圈的电势电压。例如，如果电阻器523中的每一个均具有相同值，则电势电压将以粗略恒定的梯度从通过电源520在前端端部处提供的2-5kV下降到在相对端部处接地或接近接地。如在第一实施例中，在图5A中示出的电喷雾接口的实施例的电势不具有任何陡峭的梯度，该陡峭的梯度可使通过管504的孔511的离子的流动延迟或反向。
如在图5A中所示，RF源521经由电容器522和电气连接524施加相对极性的电势电压到邻近的金属垫圈。RF源521可具有在0.1 MHz到3MHz范围内的频率，例如1 MHz-2MHz，其中，大小在100-500伏特的范围内。例如，经由电气连接524施加到第四金属垫圈（从左数）的RF信号关于经由电气连接525施加到第五金属垫圈的RF信号呈180°异相。该RF信号用于减少与内管的壁碰撞的离子或其他颗粒的数目。离子与内管的壁的碰撞是非期望的，因为碰撞妨碍那些离子到达在质谱仪***中的质量分析器，且因此降低了质谱仪***的灵敏度。接口500还能够在没有施加RF电势（和关联电容器）的情况下操作。然而，在该情况下，由于壁碰撞然后可能流失更多的离子。
垫圈502是由诸如不锈钢的电气且热传导的材料制成的金属电极。垫圈503是由诸如氧化诰、蓝宝石、碳化硅、氮化硅、Shapal Hi-M soft或氮化铝的陶瓷材料或既电绝缘体（或至少高电阻）且还热传导的其他材料制成的陶瓷绝缘体。因为陶瓷垫圈是热传导的，所以行进通过内孔511的离子在其穿过内孔511时经历相对均匀的温度。陶瓷材料的电阻率应当为至少大约107Ω-cm，且该陶瓷材料的热导率应当为至少1 W/m-K，优选地2-2.5 W/m-K或更高。
在垫圈502和503的中心处的洞彼此对准且与在前端锥体501中的孔口510对准，使得存在通过电喷雾接口500的孔511。垫圈具有在其中心的内径为0.2到1 mm的洞，且可具有在3-10 mm范围内的外径。金属垫圈502的厚度通常在0.2-0.3mm的范围内，例如0.25 mm。陶瓷垫圈503的厚度通常在0.5-1.0 mm的范围内，例如0.75 mm。图5A示出基于0.25 mm的金属垫圈和0.75 mm的陶瓷垫圈的总长度为大约12.25 mm 的金属-陶瓷-金属垫圈的总共12个“夹心”。然而，这种“夹心”的总数目的范围可从八到二十或更多，且接口500的总长度的范围可从大约8 mm到大约30 mm或更长。如在图5A中所示，组装的一连串金属垫圈和陶瓷垫圈形成带有内孔511的管504，液滴、团簇和离子能够流动通过内孔511。
前端锥体501、金属垫圈502、陶瓷垫圈503和尾端件505可通过适当的装置结合在一起，以确保对准和机械稳健性。而且，尽管孔211和511在附图中被绘出为圆筒形的，但是其可具有其他形状。例如，孔211和511可被制成为粗略地矩形狭缝。其还可由多个孔被替换。而且，虽然管203和504在附图中示出为圆筒形的，但是其外表面可具有不同的形状。
类似于在图5A中示出的实施例的实施例可并入加热器，以在液滴和团簇流动通过内管504时帮助对液滴和团簇去溶剂化。加热器可为卷绕在内管504周围的电绝缘的加热器线圈565，如在图5B中所示。圆筒外护罩550可用于保护加热器线圈565。由诸如Shapal Hi Msoft的高热导率陶瓷制成管或蛤壳551（带有适当的装置以容纳到金属垫圈502的电气连接）可置于加热器线圈565和管504之间，以促进来自线圈565的热量的均匀分布。热传导陶瓷垫圈504连同热传导金属电极的使用还确保沿着内孔511的温度相对均匀。
图6是电喷雾接口的另一实施例的示意图。在该实施例中，电喷雾接口600具有电阻器网络623，其将来自负2-5 kV电源的电压分布到围绕陶瓷内管650的环电极604。陶瓷内管650可由上文中描述的第一陶瓷材料制成。例如，陶瓷内管650可由氧化诰、氧化钇-氧化诰混合物、另一氧化诰混合物陶瓷制成、或者由具有高电阻率和高热导率两者的另一陶瓷材料制成。内管650从接近在前端锥体601处孔口610延伸到接近在尾端件605处的离开孔口611。进入电喷雾接口600的离子和其他带电颗粒由气体流动携带通过内孔612，且从进入孔口610行进到作为离子从离开孔口611离开。环电极604的数目和间隔以及单独电阻器623中的每一个的值可被选定成调整从内管650的前端锥体端部到其尾端件端部跨越内管650的压降。
中间陶瓷管652可由上文中描述的第二陶瓷材料制成。例如，其可由AlN或ShapalHi-M soft制成。其可包括嵌入加热器元件630。由良好的热且电绝缘体（诸如玻璃或瓷）制成的外陶瓷管651在电喷雾组件上提供防护罩。
环电极604可为沉积金属膜、由压配合到陶瓷管上的两个半圆制成的单独金属环、圆周金属环，或用于将高电势施加到陶瓷管的圆周上的任何其他合适的装置。
图7示出大体类似于在图6中示出的实施例的电喷雾接口的实施例，但是其使用嵌入环电极704代替如在图6的实施例中的圆周电极。进到进入孔口710的离子和其他带电颗粒由气体流动携带通过内孔712且行进通过陶瓷管750到离开孔口711。来自负2-5 kV电源720的电压经由电阻器网络723分布到嵌入在内陶瓷管750中的环电极704。内陶瓷管750由第一陶瓷材料，诸如氧化诰或氧化诰-氧化钇混合物制成或由具有高电阻率和高热导率两者的另一陶瓷材料制成。内陶瓷管750与由具有高电阻率和高热导率两者的诸如AlN和Shapal Hi-M soft的第二陶瓷材料制成的中间陶瓷管具有良好的热接触。中间陶瓷管752可由上文中描述的第二陶瓷材料制成。中间陶瓷管752可包括嵌入加热器元件730。例如，中间陶瓷管752可由AlN或Shapal Hi-M soft制成，且可包括嵌入加热器元件，诸如上文中参考图3D描述的加热器元件。可选外陶瓷管751（其由良好的热且电绝缘体制成，诸如玻璃或瓷）可在电喷雾组件上提供防护罩。
图8是电喷雾接口的另一实施例的示意图。在该实施例中，电喷雾接口800具有围绕内陶瓷管850的环电极804。内陶瓷管850由诸如氧化诰或混合有氧化钇的氧化诰或具有上述电气和热特性的另一氧化诰混合物的材料制成。外陶瓷管851可由AlN或Shapal Hi-Msoft制成，且并入有嵌入加热器（诸如在图6和图7中示意性示出的嵌入加热器），所述嵌入加热器将内孔812内的温度维持在65℃到225℃的范围内，例如从大约100℃到180℃。带电颗粒进入在前端锥体801中的进入孔口810，行进通过内孔812且经由在尾端件805中的离开孔口811离开。在带电颗粒行进通过内孔812时，进入内孔812的任何团簇和液滴在其行进通过内孔812时可被去溶剂化，使得离开内孔812的几乎所有带电颗粒都表现为离子。
电源820被施加到电阻网络823和电阻器826，以分布DC电势，在从前端锥体801处接近负2-5kV到尾端件805处接近接地的范围内。RF源821经由电容器822和电气连接824和825施加RF信号到围绕内陶瓷管850的电极804。在该实施例中，所施加的RF场的频率和第一陶瓷材料的电阻率被选定成使得RF场的相当大的部分穿透通过内陶瓷管。
根据在美国专利号 4,013,887中的等式4，当量4πσ/ωε <1时，材料关于RF电场通过材料的传输表现为电介质，其中，σ是讨论中的材料的导电率，ω是RF场的角频率，且ε是材料的介电常数。对于混合陶瓷，来自不同供应商的ε和σ不同，但是对于氧化钇稳定的氧化锆来说典型的值是ε= 29且σ= 108Ω-cm。在cgs单位中，该电阻率等价于大约10-4 sec-1的导电率。因此对于106 Hz的RF频率，量4πσ/ωε为大约6 × 10-4，其远小于1。因此对于该频率显而易见地是，RF场将大部分传输通过这样的材料。对于106Ω-cm的电阻率，量4πσ/ωε是大约6 × 10-2，其仍然远小于1。因此106 Hz及更高的频率能够成功地传输通过其电阻率范围始于106Ω-cm及更高的材料。105 Hz及更高的频率能够成功地传输通过其电阻率范围始于107Ω-cm及更高的材料。
在图9中示出的电喷雾接口900大体类似于在图8中示出的电喷雾接口800，但是仅在前端锥体901和尾端件905之间施加负2-5kV电势。内陶瓷管950的电阻因此在前端锥体901处具有接近负2-5kV的电势，并且在尾端件905处接近接地，且电势的绝对值从前端锥体901到尾端件905单调降低。
在该实施例中，带电颗粒进入在前端锥体901中的进入孔口910，行进通过内陶瓷管950的内孔912且经由在尾端件905中的离开孔口911离开。带电颗粒通过具有嵌入加热器（诸如在图6和图7中示出的嵌入加热器）的外陶瓷管951加热，使得通过离开孔口911离开的几乎所有带电颗粒是离子。用于内陶瓷管950的材料可类似于在图8的实施例中用于内陶瓷管850的材料，且用于外陶瓷管951的材料可类似于在图8的实施例中用于外陶瓷管的材料。
RF源921经由电容器922和电气连接924和925施加RF信号到围绕内陶瓷管950的电极904。在该实施例中，所施加的RF场的频率和第一陶瓷材料的电阻率被选定成使得RF场的相当大的部分穿透通过内陶瓷管。106Hz及更高的频率能够成功地传输通过其电阻率范围始于106Ω-cm及更高的材料。105Hz及更高的频率能够成功地传输通过其电阻率范围始于107Ω-cm及更高的材料。
图10示出电喷雾接口的另一实施例，其大体类似于图8的实施例，但是使用锥形陶瓷尾端件1006以将内陶瓷管延伸到质谱仪的真空***的第一腔室中（诸如在图1中示出的腔室106）。
在该实施例中，电喷雾接口1000具有围绕内陶瓷管1060的环电极1004。内陶瓷管1060由诸如氧化诰或混合有氧化钇的氧化诰或具有上述电气和热特性的另一氧化诰混合物的材料制成。外陶瓷管1061可由AlN或Shapal Hi-M soft制成，且并入了嵌入加热器（诸如在图6和图7中示出的嵌入加热器），所述嵌入加热器将内孔1012内的温度维持在65℃到225℃的范围内，例如从大约100℃到180℃。带电颗粒进入在前端锥体1001中的进入孔口1010，行进通过内孔1012和尾端件1005，且在其穿过内孔1012期间被去溶剂化并经由在陶瓷尾端锥体1006中的离开孔口1011以离子形式离开。陶瓷尾端锥体1006由与外陶瓷管1061相同的材料制成且与内陶瓷管1060的尾端部分直接热接触，且经由尾端件1005还与外陶瓷管1060热接触。因此，陶瓷尾端锥体1006通过在外陶瓷管1061中的嵌入加热器由通过内陶瓷管1060和尾端件1005的热传导加热。在带电颗粒行进通过内孔1012时，进入内孔1012的任何团簇和液滴均可在其行进通过内孔1012时被去溶剂化，使得离开内孔1012的几乎所有带电颗粒都表现为离子。
电源1020被施加到电阻网络1023，以分布在从前端锥体1001处负2-5kV到尾端件1005处接近接地的范围内的DC电势。RF源1021经由电容器1022和电气连接1024和1025施加RF信号到围绕内陶瓷管1060的电极1004。在该实施例中，所施加的RF场的频率和第一陶瓷材料的电阻率被选定成使得RF场的相当大的部分穿透通过内陶瓷管。106Hz及更高的频率能够成功地传输通过其电阻率范围始于106Ω-cm及更高的材料。105Hz及更高的频率能够成功地传输通过其电阻率范围始于107Ω-cm及更高的材料。
尾端锥体1006将内孔1012延伸到质谱仪的第一级中，且因此便于去溶剂化离子高效传输到质谱仪***的随后的离子导引和聚焦设备中。而且，在图10的实施例中，从内孔1012的出口1011进一步被从可在内陶瓷管的端处出现的任何边缘通量电场中移除。因此，可倾向于使离子散焦的来自边缘通量场的任何影响正好在内孔1012内出现，在那里，准直气体的流动能够抵消任何散焦影响。
图11示出类似于图10的实施例的实施例，除了其不具有用于在内陶瓷管1160上分布负2-5kV电势的电阻器网络。在该实施例中，环电极1104围绕内陶瓷管1160。内陶瓷管1160由诸如氧化诰或混合有氧化钇的氧化诰或具有上述电气和热特性的另一氧化诰混合物的材料制成。外陶瓷管1161可由AlN或Shapal Hi-M soft制成，且并入了嵌入加热器，所述嵌入加热器将内孔1112内的温度维持在65℃到225℃的范围内，例如从大约100℃到180℃。带电颗粒进入在前端锥体1101中的进入孔口1110，行进通过内孔1112和尾端件1105，且在他们行进通过内孔1112期间被去溶剂化且经由在陶瓷尾端锥体1106中的离开孔口1111以离子离开。陶瓷尾端锥体1106由与外陶瓷管1161相同的材料制成，与内陶瓷管1160的尾端部分直接热接触，且经由尾端件1105还与外陶瓷管1160热接触。因此，陶瓷尾端锥体1106通过在外陶瓷管1161中的嵌入加热器（诸如在图6和图7中示意性地示出的嵌入加热器）由通过内陶瓷管1160和尾端件1105的热传导加热。在带电颗粒行进通过内孔1112时，进入内孔1112的任何团簇和液滴均可在其行进通过内孔1112时被去溶剂化，使得离开内孔1112的所有或几乎所有带电颗粒都表现为离子。
电源1120施加DC电势，在从前端锥体1101处的负2-5kV到在尾端件1105处接近接地的范围内。RF源1121经由电容器1122和电气连接1124和1125施加RF信号到围绕内陶瓷管1160的电极1104。在该实施例中，所施加的RF场的频率和第一陶瓷材料的电阻率被选定成使得RF场的相当大的部分穿透通过内陶瓷管。
尾端锥体1106延伸了内孔1112，且因此便于去溶剂化离子高效传输到质谱仪***（诸如在图1中示出的质谱仪***100）中的随后离子导引和聚焦设备中。而且，如在图10的实施例中，内孔1112的出口1111进一步被从可在内陶瓷管的尾端处出现的任何边缘通量电场中移除。因此，可倾向于使离子散焦的来自边缘通量场的任何影响正好在内孔1112内出现，在那里，准直气体的流动能够抵消任何散焦影响。
图12是电喷雾接口的另一实施例的示意图。在该实施例中，内陶瓷管1250的电阻率部分地通过独立地控制前端中间陶瓷管1252的温度和尾端中间陶瓷管1253的温度被控制。前端中间陶瓷管1252并入了嵌入加热器1230，且尾端中间陶瓷管1253并入了嵌入加热器1231。加热器1230和加热器1231彼此独立地被控制，使得可在内陶瓷管1250的前端部分的温度和内陶瓷管1250的尾端部分的温度之间建立温差。
内陶瓷管1250由类似于第一陶瓷材料的材料制造，且具有类似于第一陶瓷材料的特性的电气和热特性。例如，内陶瓷管1250可由氧化诰、氧化诰-氧化钇混合物或由另一氧化诰混合物制成。如上文所述，这种材料的电阻率是温度的强函数。前端中间陶瓷管1252和尾端中间陶瓷管1253可由具有类似于第二陶瓷材料（诸如AlN或Shapal Hi-M soft）的特性的电气和热特性的材料制成。外圆筒1251可由既是良好的电绝缘体又是良好的热绝缘体的材料（诸如瓷或玻璃）制成。
在操作中，例如，前端中间陶瓷管1252可被保持在高于尾端中间管1253的温度的温度下。在该情况下，通过负2-5 kV DC电源1220施加在内陶瓷管1250的前端部分上的电势降将小于在内陶瓷管1250的尾端部分上的电势降。相对地，如果前端中间陶瓷管1252被保持在低于尾端中间管1253的温度的温度下，则在内陶瓷管1250的前端部分上的电势降将高于在内陶瓷管1250的尾端部分上的电势降。
因此，图12的实施例允许操作人员通过控制内陶瓷管的不同部分的温度来控制带电颗粒从前端锥体120中的进入孔口1210通过内孔1212到经由尾端件1205中的离开孔口1211离开的流动。尽管该实施例在图12中被示出为具有两个中间陶瓷管，但是其还可被制成有三个、四个或更多个中间陶瓷管，其可为用户在设计实验方面提供甚至更多的灵活性。
图13是电喷雾接口的另一实施例的示意图。在该实施例中，电喷雾接口1300具有内陶瓷管1350，其超出前端锥体1301突伸到大气中。该实施例使得内陶瓷管1350的前端端部能够对电喷雾中的液滴、团簇和离子直接取样。内陶瓷管1350可由类似于第一陶瓷材料的材料制成，诸如氧化诰、混合有氧化钇的氧化诰或如上所述具有高电阻率和良好热导率的其他氧化诰混合物。内孔1312从在内陶瓷管1350中的进入孔口1310延伸到在尾端件1305中的离开孔口1311。前端锥体1301和尾端件1305可由诸如不锈钢的导电材料制成。可由不锈钢制成的前端环电极1302与前端锥体1301电气且热接触。来自电源1320的高压电势被施加到前端锥体1301且因此施加到电极1302。尾端件1305被保持接地或接近接地。
在图13中示出的实施例还具有中间陶瓷管1351，其并入了类似于在图3D、图6和图7中示意性示出的示例且参考图3D描述的示例的嵌入加热器。可选外管1352由电气且热绝缘材料（诸如瓷或玻璃）制成，且为在图13中示出的组件提供防护罩。电阻器网络1323将来自负2-5 kV电源1320的电势分布到电极1304，该电极1304被嵌入（如在图13中所示）或其围绕内陶瓷管1350。RF源1321经由电容器1322和电气连接1324施加RF信号到电极1304。
图14A和图14B是电喷雾接口的其他实施例的示意图。这些实施例大体类似于图13的实施例。例如，电喷雾接口1400具有内陶瓷管1450，其超出前端锥体1401突伸到大气中。该实施例使得内陶瓷管1450的前端端部能对在电喷雾中的液滴、团簇和离子直接取样。然而，这些实施例不包括用于将来自负2-5 kV电源1420的高压施加到内陶瓷管的电阻器网络，且其不具有在图13中示出的嵌入或围绕内陶瓷管的多个电极。替代地，负2-5 kV电压被施加到不锈钢前端锥体1401，且在图14A中所示的实施例中，施加到前端电极1402，同时尾端件1405保持接地或接近接地。
在图14A和图14B的实施例中，带电颗粒进入到进入孔口1410并行进通过内孔1412以及经由离开孔口1411离开。内陶瓷管1450由类似于上文中所述的第一陶瓷材料的材料制成，诸如氧化诰、氧化诰-氧化钇混合物或具有高电阻率和高热导率的另一氧化诰混合物。内管1450保持在中间陶瓷管1453内，所述中间陶瓷管由类似于上文中所述的第二陶瓷材料的材料制成，诸如AlN或Shapal Hi-M soft。外管1452可由诸如瓷或玻璃的材料制成，且能够包括用于组件的防护盖1452，例如，如在图14A中所示。在其他实施例中，防护盖1452能被省略，例如，如在图14B中所示。
图15是电喷雾接口的另一实施例的示意图。该实施例大体类似于图12的实施例，除了其具有（1）单个中间陶瓷管1551；(2)在进入孔口1510和离开孔口1511之间的点处围绕内陶瓷管1550的单个环电极1504，以及（3）在一侧经由有线或无线连接1532与计算机1530通信且在另一侧经由线路1533与电极1504连通的计算机控制的开关1531。
如在图12的实施例中，电喷雾接口1500具有外管1552，其可由电气且热绝缘材料制成，诸如玻璃或瓷。内陶瓷管1550可由氧化诰、氧化诰-氧化钇混合物、或另一氧化诰混合物制成或由类似于上文中所述的第一陶瓷材料且具有第一陶瓷材料的电气和热特性的陶瓷材料制成。中间陶瓷管1551可由AlN、Shapal Hi-M soft或类似于上文中所述的第二陶瓷材料且具有与第二陶瓷材料相同的电气和热特性的另一材料制成。
在操作中，在计算机控制的开关1531打开时，来自负2-5 kV电源1520的电压被施加在内陶瓷管1550上，从前端锥体1501到尾端件1505。因此，在开关打开时，带电颗粒通过来自大气的气体的流动被携带通过内孔1512到质谱仪的第一级中，如在上文中参考图1和2所述。
在开关1531闭合时，负2-5 kV电势直接施加到电极1504，使得在电极1504和尾端件1505之间的电势梯度非常陡。在该情况下，由于在电极1504和尾端件1505之间的强电场引起的相对力可强到足以防止任何带电颗粒继续通过内孔1512。因此，带电颗粒仍存储在内孔1512内，直到开关1531打开为止。当开关1531打开时，通常在1-20毫秒之后，存储的离子能够继续通过内孔1512以经由离开孔口1511离开到质谱仪***的第一级中。
当离子在质谱仪中的下游处理花费一些时间时，可使用该实施例。其允许通过质谱仪***处理第一批次离子，同时收集第二批次。第二批次然后能够通过打开开关1531被释放到质谱仪***中。离子的随后批次也可被俘获且然后顺序地被释放。
图16是电喷雾接口的另一实施例的示意图。电喷雾接口1600使用计算机控制的开关1631，以将离子暂时存储在内陶瓷管中。该实施例大体类似于图15的实施例，但是包括围绕内陶瓷管1650的环电极1604和经由电容器1622和电气连接1624和1625提供RF信号到环电极1604的RF源1621。
计算机控制的开关1631被连接到环电极1606，环电极1606是围绕内陶瓷管1650的环电极1604中的一个。当计算机控制的开关打开时，负2-5 kV被施加到内陶瓷管1650，从在前端锥体1601处的其前端端部跨越到在尾端件1605处接地或接近接地。在计算机控制的开关打开的情况下，离子行进通过内孔1612，且经由离开孔口1611出来到质谱仪的第一级中。当计算机控制的开关1631闭合时，负2-5 kV电势被直接施加到环电极1606。在该情况下，在环电极1606和尾端件1605之间的电势梯度非常陡，使得存在与离子通过内孔1612的尾端的运动相对的强电场。离子因此被俘获在内孔1612内，直到计算机控制的开关1631打开以允许离子行进通过离开孔口1611为止。
前端锥体1601、环电极1604和尾端件1605可由诸如不锈钢的导电的抗腐蚀材料制成。内陶瓷管1650可由类似于上文中所述的第一陶瓷材料的材料制成，诸如氧化诰、氧化钇-氧化诰混合物或其他氧化诰混合物。外陶瓷管1651可由类似于上文中所述的第二陶瓷材料的材料制成，诸如AlN或Shapal Hi-M soft。在内孔1612内生成的RF场通过减少这些离子和颗粒与内孔1612的壁的碰撞帮助导引离子和其他带电颗粒通过内孔1612，因此增加从内孔1612经由离开孔口1611涌现的离子的数目。
图17是示意图，其示出了诸如在图5B中的电气连接525、在图6中的625、在图7中的725、在图8中的825、在图9中的925、在图10中的1025、在图11中的1125、在图13中的1325、在图15中的1533和在图16中的1625的电气连接如何穿过外护罩1752和中间陶瓷管1751到嵌入在陶瓷内管1750中或围绕陶瓷内管1750的电极。电气连接1770穿过在防护罩1752中的洞1772，且然后穿过在中间陶瓷管1751中的洞1771。在中间陶瓷管1751内，电气连接1770被连接到导电部件，诸如在图5B中的垫圈502、在图6中的环电极604、在图7中的嵌入电极704、在图8中的环电极804、在图9中的环电极904、在图10中的环电极1004、在图11中的环电极1104、在图13中的嵌入电极1304、在图15中的嵌入电极1504和在图16中的环电极1604。
图18A和图18B是示出电喷雾接口的其他实施例的示意图。这些实施例大体类似于图13、图14A和图14B的实施例。例如，电喷雾接口1800具有内陶瓷管1850，其超出前端件1801突伸到大气中。该实施例使得内陶瓷管1850的前端端部能对在电喷雾中的液滴、团簇和离子直接取样。在图18A和图18B的实施例中，来自电源的电压被施加到前端件1801，同时尾端件1805保持接地或接近接地。前端件1801能够为截头锥体，从而在内陶瓷管1850的端表面附近提供平坦的端表面。
在图18B中所示的示例中，第二陶瓷管1853在其尾端处具有大直径圆盘1813和1814，使得第二陶瓷管1853和圆盘1813和1814一起形成线轴，加热器线圈可卷绕在该线轴周围。然而，在没有圆盘1813和1814的情况下，加热器线圈可卷绕在第二陶瓷管1853周围。
在这些实施例中，带电颗粒进入进入孔口1810并行进通过内孔1812以及经由离开孔口1811离开。内陶瓷管1850由类似于上文中所述的第一陶瓷材料的材料制成，诸如氧化诰、氧化诰-氧化钇混合物或具有高电阻率和高热导率的另一氧化诰混合物。内管1850保持在中间陶瓷管1853内，中间陶瓷管1853由类似于上文中所述的第二陶瓷材料的材料制成，诸如AlN或Shapal Hi-M soft。可选的保护性外管能够被添加到图18A和图18B的实施例，例如，如在图14A中所示。
图19A、图19B和图19C是到质谱仪的电喷雾接口的其他实施例的横截面。在图19A、图19B和图19C中所示的实施例中，电喷雾接口1900具有包括前端件1901的第一陶瓷管1903，前端件1901具有定位成接收流自电喷雾雾化器的带电颗粒的进入孔口1910。第一陶瓷管1903具有内孔1911，其从孔口1910延伸到尾端件1905且通过尾端件1905到在尾端件1905中的离开孔口1912。尾端件1905可由不锈钢或由其他类似地电气且热传导的且抗腐蚀的材料制成。前端锥体1901由与第一陶瓷管1903相同的材料形成。例如，前端锥体1901能够被形成为第一陶瓷管1903的一部分或联结到第一陶瓷管1903。
如在图19A中所示，第一陶瓷管1903在前端锥体1901和尾端件1905之间延伸。第一陶瓷管1903和前端锥体1901由第一陶瓷材料制成。第一陶瓷管1903保持在由第二陶瓷材料制成的第二陶瓷管1902的中心，如也在图19A中示出的。在一些实施例中，加热器线圈1904卷绕在第二陶瓷管1902周围，例如，如在图19C中所示。加热器线圈1904能够用于将内孔1911维持在足以使进入前端锥体1901的液滴和团簇去溶剂化的温度下，以便产生单独的离子，其通过离开孔口1912离开尾端件1905以通过质谱仪进行分析。内孔的温度可保持在65℃到225℃的范围内，例如在从100℃到180℃的范围内。
在一些实施例中，第二陶瓷管1902能够在其尾端处具有大直径圆盘，以形成线轴，加热器线圈1904可在所述线轴周围卷绕。然而，如在图19B中所示，在没有这种圆盘的情况下，加热器线圈1904可被卷绕在第二陶瓷管1902周围。替代地，加热器线圈可卷绕在陶瓷管中的凹槽周围，例如，如在图3C中所示。
第二陶瓷管1902还可制成为带有嵌入加热器元件，而不是具有卷绕在第二陶瓷管周围的单独加热器线圈。这种实施例的示例在图3D中示意性示出。可选地，在上述实施例中的任一个中，加热器线圈1904或加热元件1940可被保护性电气且热绝缘的圆筒盖1950包围，如在图19D中所示。例如，圆筒盖1950可为瓷制蛤壳，其定尺寸成在加热器线圈1904或加热元件1940之上封闭。在不包括加热器线圈或加热管的实施例中，热能够从尾端件205直接地和/或通过第二陶瓷管202传递到第一陶瓷管203。
在图19A、图19B和图19C中图示的实施例包括环电极1912。在一些实施例中，环电极1912能够被安置在第一陶瓷管1903和第二陶瓷管1902之间。例如，环电极1912能够被安置在第一陶瓷管1903的前端锥体1901的后部表面处。环电极能够呈平垫圈的形式，该平垫圈具有大于第二陶瓷管1902的外径的外径，以及与前端锥体1901后方的第一陶瓷管1903的外径基本上相同的内径。环电极1912能够由例如不锈钢的导电材料制成。来自电源的高压电势被施加到电极1912。尾端件1905保持接地或接近接地。
在其中到接口的电气连接发生在内陶瓷管的进口的下游发生的实施例，例如，如在图14A、图14B、图18A、图18B、图18C、图19A、图19B、和图19C中所示，提供许多优点。例如，这种配置使得在带电液滴、团簇和/或离子经历由电极或前端件产生的电场之前，能够在内管的内孔的到内孔的进口的上游处的地带中产生泊肃叶流动。其他优点包括，降低了由于在前端锥体和其他部件之间的电弧引起的破坏电喷雾尖端的可能性。例如，可有用的是调整在电喷雾接口和雾化器之间的距离以优化离子信号。如果电喷雾接口的端部变得太靠近雾化器，则在电喷雾接口和雾化器之间能够出现电弧，该电弧能够损坏或破坏雾化器或接口。在内管的内孔的进口端部的下游处发生的电气连接提供直到内管的尾端的额外电流限制电阻，因此减少能够流动通过电弧的最大可能的放电电流，且因此降低电弧的破坏性电势。又一优势包括降低在意外触碰接口的情况下用户可能经历的电击的等级。
对于具有如上所述的合适电阻率和非常高的热导率的第一陶瓷材料，在图19A和图19B中示出的实施例中的第二陶瓷管1902能被消除或由第一陶瓷材料形成为作为一个结构的第一陶瓷管1902和前端锥体1901的一部分。第一陶瓷材料的非常高的热导率将确保其可通过来自尾端件1905的热量的传导被充分地加热，且还将减少沿着第一陶瓷管1903的长度的任何热梯度。
在图5A、图5B、图6、图7、图8、图10和图13中的实施例的电阻网络中的电阻器可全部具有相同值，以便在内陶瓷管的长度上均匀分布高压电势。然而，可变电阻器或带有不同值的固定电阻器可以被使用以调整在内管的长度上的电势。
图8、图9、图10和/或图11的实施例还可包括瓷或玻璃的外部保护性的且绝缘的盖，诸如在图6和图7中示出的那些。
示意图和说明书大体将电喷雾接口的前端端部描述为锥体。然而，接口的前端端部可具有其他凸面或凹面形状。最佳形状可例如取决于流动速率和所使用的具体电喷雾雾化器。例如，锥体形状可良好地适用于更高流动速率的气动辅助的电喷雾雾化器，同时凸面形状可更好地适用于低流动速率（1 ul/mi或更小）的纳升电喷雾雾化器。
在本文中的示意图示出向电喷雾接口的前端端部提供高的负电压的2-5 KV电源。该配置用于将正的带电离子吸引到电喷雾接口中，且因此将正的带电离子流供应到质量分析器。通过向电喷雾接口的前端端部提供高的正电压，相同器械能够被用于将负的带电离子吸引到电喷雾接口中，且将负的带电离子流供应到质量分析器。
对于上文中示出的所有配置，重要的是，第一和第二陶瓷材料二者的热导率对于给定配置足够高，使得两种材料将来自加热器的足够热量传输到内孔，以帮助电喷雾进行去溶剂化且防止溶剂蒸气在内孔的壁上凝结。
上文中的各种实施例已经结合电喷雾雾化器在大气压下被描述。有时，有用的是在大气压以上或以下的压力下运行电喷雾雾化器。
虽然已经描述了各种实施例，但是该描述意欲为示例性的，而不是限制性的，且对于本领域的那些普通技术人员将显而易见的是，在实施例的范围内可能有更多实施例和实施方式。因此，除非根据所附权利要求及其等价物，否则实施例将不被限制。而且，在所附权利要求的范围内可做出各种修改和改变。

Claims (74)

1.一种用于质谱仪***的接口，其包括：
前端件和尾端件；
内陶瓷管，所述内陶瓷管具有从所述前端件延伸到所述尾端件的内孔，所述内孔包括进入孔口和离开孔口，并且其中，所述内陶瓷管由具有高电阻率和高热导率的第一陶瓷材料制成；
高压DC电源，所述高压DC电源在第一极性处电气连接到所述前端件且在第二极性处电气连接到所述尾端件；
由第二陶瓷材料制成的中间陶瓷管，所述中间陶瓷管环绕所述内陶瓷管且与所述内陶瓷管热接触，其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级的电阻率。
2.根据权利要求1所述的接口，其中，所述内陶瓷管突伸超出所述前端件到大气中。
3.根据权利要求1所述的接口，其中，所述前端件是前端锥体。
4.根据权利要求1所述的接口，其中，在从室温到225℃范围内的温度下，所述第二陶瓷材料的所述电阻率比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级。
5.根据权利要求1所述的接口，其中，在从室温到225℃范围内的温度下，所述第二陶瓷材料的所述热导率比所述第一陶瓷材料的所述热导率高至少一个数量级。
6.根据权利要求1所述的接口，其还包括与所述中间陶瓷管热接触的加热器。
7.根据权利要求6所述的接口，其中，所述加热器是加热器线圈和嵌入加热器元件中的一者。
8.根据权利要求1所述的接口，其中，所述第一陶瓷材料是纯氧化诰、混合氧化诰材料和混合有氧化钇的氧化诰材料中的一种。
9.根据权利要求8所述的接口，其中，所述第二陶瓷材料是氮化铝或氮化铝和氮化硼的复合烧结体。
10.根据权利要求1所述的接口，其中，所述第二陶瓷材料是氮化铝或氮化铝和氮化硼的复合烧结体。
11.根据权利要求1所述的接口，其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有高于1012Ω-cm的电阻率和高于70 W/m-K的热导率。
12.根据权利要求1所述的接口，其中，在室温下，所述第一陶瓷材料具有高于106Ω-cm的电阻率和高于2 W/m-K的热导率。
13.根据权利要求1所述的接口，其中，从室温到225℃，所述第二陶瓷材料的所述电阻率比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少两个数量级。
14.一种用于质谱仪的接口，其包括：
第一陶瓷管，所述第一陶瓷管由第一陶瓷材料制成且被定位在由第二陶瓷材料制成的第二陶瓷管内；
在所述第一陶瓷管中的内孔，所述内孔从进入孔口延伸到离开孔口；
其中，在室温下，所述第二陶瓷材料的电阻率比所述第一陶瓷材料的电阻率高至少一个数量级。
15.根据权利要求14所述的接口，其中，所述第一陶瓷管包含带有进入孔口的前端锥体，其中，所述内孔从所述前端锥体的进口延伸到带有离开孔口的尾端件。
16.根据权利要求14所述的接口，其还包括电极，所述电极在所述进入孔口和所述离开孔口之间的点处至少部分地围绕所述第一陶瓷管。
17.根据权利要求15所述的接口，其中，从所述前端锥体到所述尾端件的电压差为至少2 kV。
18.根据权利要求14所述的接口，其中，所述第一陶瓷材料是纯氧化诰和氧化钇-氧化诰混合物中的一种。
19.根据权利要求14所述的接口，其中，所述第一陶瓷材料是氧化诰混合物。
20.根据权利要求14所述的接口，其中，所述第二陶瓷材料是氮化铝或氮化铝和氮化硼的复合烧结体。
21.根据权利要求14所述的接口，其中，在从室温到225℃范围内的温度下，所述第二陶瓷材料的所述电阻率比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级。
22.根据权利要求14所述的接口，其中，在从室温到225℃范围内的温度下，所述第二陶瓷材料的热导率比所述第一陶瓷材料的热导率高至少一个数量级。
23.根据权利要求14所述的接口，其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有高于1012Ω-cm的电阻率和高于70 W/m-K的热导率。
24.根据权利要求14所述的接口，其中，在室温下，所述第一陶瓷材料具有高于106Ω-cm的电阻率和高于2 W/m-K的热导率。
25.一种用于质谱仪***的接口，其包括：
具有进入孔口的前端件；
由第一陶瓷材料制成的第一陶瓷管，所述第一陶瓷管从所述前端件延伸到尾端件；
在所述第一陶瓷管中的内孔，所述内孔从所述进入孔口延伸到在所述尾端件中的离开孔口；
由第二陶瓷材料制成的第二陶瓷管，所述第二陶瓷管环绕所述第一陶瓷管且将所述第一陶瓷管保持在其中心处；以及
其中，所述第一陶瓷材料的特征在于第一电阻率和第一热导率，且所述第二陶瓷材料的特征在于第二电阻率和第二热导率，
其中，在室温下，所述第二电阻率比所述第一电阻率高至少两个数量级。
26.根据权利要求25所述的接口，其还包括与所述第二陶瓷管热接触的加热器。
27.根据权利要求26所述的接口，其中，所述加热器是加热器线圈和嵌入加热器元件中的一者。
28.根据权利要求25所述的接口，其中，所述前端件是前端锥体。
29.根据权利要求25所述的接口，其中，在从室温到225℃范围内的温度下，所述第二陶瓷材料的所述电阻率比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级。
30.根据权利要求25所述的接口，其中，在从室温到225℃范围内的温度下，所述第二陶瓷材料的所述热导率比所述第一陶瓷材料的所述热导率高至少一个数量级。
31.根据权利要求25所述的接口，其中，所述第一陶瓷材料是纯氧化诰、混合氧化诰材料和混合有氧化钇的氧化诰材料中的一种。
32.根据权利要求31所述的接口，其中，所述第二陶瓷材料是氮化铝或氮化铝和氮化硼的复合烧结体。
33.根据权利要求25所述的接口，其中，所述第二陶瓷材料是氮化铝或氮化铝和氮化硼的复合烧结体。
34.根据权利要求25所述的接口，其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有高于1012Ω-cm的电阻率和高于70 W/m-K的热导率。
35.根据权利要求25所述的接口，其中，在室温下，所述第一陶瓷材料具有高于106Ω-cm的电阻率和高于2 W/m-K的热导率。
36.根据权利要求25所述的接口，其中，所述第二陶瓷材料是蓝宝石。
37.根据权利要求25所述的接口，其中，从室温到225℃，所述第二陶瓷材料的所述电阻率比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少两个数量级。
38.一种质谱仪***，其包括安装在到质谱仪的第一级的进口处的接口，所述质谱仪包括第一级、附接到所述第一级的第二级以及附接到所述第二级的第三级，其中，所述第二级包括离子导向器，且所述第三级包括质量分析器，
其中，所述接口包括：
具有进入孔口的前端件；
由第一陶瓷材料制成的第一陶瓷管，所述第一陶瓷管从所述前端件延伸到尾端件；
在所述第一陶瓷管中的内孔，所述内孔从所述进入孔口延伸到在所述尾端件中的离开孔口；
由第二陶瓷材料制成的第二陶瓷管，所述第二陶瓷管包围所述第一陶瓷管；以及
其中，在室温下，所述第二陶瓷材料的电阻率比所述第一陶瓷材料的电阻率高至少两个数量级。
39.根据权利要求38所述的质谱仪***，其还包括与所述第二陶瓷管热接触的加热器。
40.根据权利要求38所述的质谱仪***，其中，所述前端件被维持在关于所述尾端件具有至少2 kV的绝对大小的电压下。
41.根据权利要求40所述的质谱仪***，其中，所述电压的绝对值沿着所述第一陶瓷管从所述前端件到所述尾端件单调降低。
42.根据权利要求38所述的质谱仪***，其中，所述第一陶瓷材料是氧化诰和氧化诰混合物中的一种。
43.根据权利要求38所述的质谱仪***，其中，所述第二陶瓷材料是氮化铝、氮化铝和氮化硼的复合烧结体及蓝宝石中的一种。
44.一种用于质谱仪的接口，其包括：
具有进入孔口的前端锥体和具有离开孔口的尾端件；
由交替的陶瓷垫圈和金属垫圈构成的管，所述管从所述进入孔口延伸到所述离开孔口，其中，所述交替的陶瓷垫圈和金属垫圈形成从所述进入孔口延伸到所述离开孔口的内孔；
高压电源，所述高压电源将在所述前端锥体处的电压和在所述尾端件处的电压之间的电压差维持在2-5 kV的绝对值，所述高压电源经由电阻器网络将级联电压分布到金属垫圈中的每一个，从所述前端锥体处的2-5kV到所述尾端件处的接地的范围内变化；
RF电源，所述RF电源将RF信号提供到所述金属垫圈中的每一个，其中，每个金属垫圈与其相邻的金属垫圈呈180°异相，
其中，所述陶瓷垫圈由具有高于107Ω-cm的电阻率和高于1 W/m-K的热导率的陶瓷材料制成。
45.根据权利要求44所述的接口，其还包括沿着所述管的长度与由陶瓷垫圈和金属垫圈构成的所述管紧密热接触的加热器。
46.根据权利要求45所述的接口，其还包括环绕所述加热器的圆筒外罩。
47.根据权利要求44所述的接口，其中，在所述电阻器网络中的所述电阻器中的每一个匀具有大约相同的值。
48.一种用于质谱仪的接口，其包括：
具有进入孔口的前端件和具有离开孔口的尾端件；
具有内孔的内陶瓷管，其中，所述内孔从在所述前端件处的所述进入孔口延伸到在所述尾端件处的所述离开孔口，以及
其中，所述内陶瓷管由具有高电阻率和高热导率的第一陶瓷材料制成，
围绕所述内陶瓷管的多个环电极；
高压DC电源，所述高压DC电源将级联DC电压施加到所述环电极；
由第二陶瓷材料制成的中间陶瓷管，所述中间陶瓷管环绕所述内陶瓷管且与所述内陶瓷管热接触，
其中，所述中间陶瓷管并入了嵌入加热器，并且
其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级的电阻率。
49.根据权利要求48所述的接口，其中，所述第一陶瓷材料是氧化诰和氧化诰混合物中的一种。
50.根据权利要求48所述的接口，其中，所述第一陶瓷材料是氧化钇-氧化诰混合物。
51.根据权利要求48所述的接口，其中，所述第二陶瓷材料是AlN、包括AlN的复合材料和蓝宝石中的一种。
52.根据权利要求48所述的接口，其中，所述环电极被嵌入在所述第一陶瓷管中。
53.根据权利要求48所述的接口，其还包括联接到所述环电极的RF源。
54.根据权利要求48所述的接口，其中，所述高压DC电源中的一个极性经由计算机控制的开关电气连接到所述多个环电极中的一个。
55.根据权利要求48所述的接口，其中，所述前端件是前端锥体，且其中，所述高压DC电源的第一极性电气连接到所述前端锥体，且所述DC电源的第二极性电气连接到所述尾端件。
56.根据权利要求55所述的接口，其还包括经由电容器网络联接到所述环电极的RF源。
57.根据权利要求48所述的接口，其还包括与所述内陶瓷管热接触且与所述尾端件热接触的陶瓷锥形尾端件。
58.根据权利要求57所述的接口，其中，所述陶瓷锥形尾端件包括圆筒形内孔，且其中，所述内陶瓷管的尾端部分被定位在所述陶瓷锥形尾端件的圆筒形内孔内。
59.根据权利要求58所述的接口，其中，所述陶瓷锥形尾端件由AlN、包括AlN的复合材料和蓝宝石中的一种制成。
60.根据权利要求58所述的接口，其还包括经由电容器网络联接到所述环电极的RF源。
61.根据权利要求58所述的接口，其中，所述高压DC电源的第一极性电气连接到所述前端件，且所述DC电源的第二极性电气连接到所述尾端件。
62.根据权利要求48所述的接口，其中，所述内陶瓷管超出所述前端锥体突伸到大气中。
63.根据权利要求62所述的接口，其中，所述内陶瓷管还包括电气连接到所述高压DC电源的前端电极。
64.一种用于质谱仪的接口，其包括：
具有进入孔口的前端锥体和具有离开孔口的尾端件；
具有内孔的内陶瓷管，其中，所述内孔从在所述前端锥体处的所述进入孔口延伸到在所述尾端件处的所述离开孔口，并且其中，所述内陶瓷管由具有高电阻率和高热导率的第一陶瓷材料制成，
围绕所述内陶瓷管的环电极；
高压DC电源，所述高压DC电源将级联DC电压施加到所述环电极的；
由第二陶瓷材料制成的第一中间陶瓷管，所述第一中间陶瓷管环绕所述内陶瓷管的第一部分且与所述第一部分热接触；
由第二陶瓷材料制成的第二中间陶瓷管，所述第二中间陶瓷管环绕所述内陶瓷管的第二部分且与所述第二部分热接触，
其中，所述第一中间陶瓷管并入第一嵌入加热器，且所述第二中间陶瓷管并入第二嵌入加热器；
其中，所述第一嵌入加热器和所述第二嵌入加热器彼此独立地被控制；以及
其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级的电阻率。
65.根据权利要求64所述的接口，其还包括由所述第二陶瓷材料制成的第三中间陶瓷管，所述第三中间陶瓷管环绕所述内陶瓷管的第三部分且与所述第三部分热接触。
66.根据权利要求64所述的接口，其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级的电阻率。
67.根据权利要求64所述的接口，其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有比所述第一陶瓷材料的所述热导率高至少一个数量级的热导率。
68.根据权利要求64所述的接口，其中，从室温到225℃，所述第二陶瓷材料的所述电阻率比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级。
69.一种接口，其包括：
前端锥体和尾端件；
具有从所述前端锥体延伸到所述尾端件的内孔的内陶瓷管，所述内孔包括进入孔口和离开孔口，并且其中，所述内陶瓷管由具有高电阻率和高热导率的第一陶瓷材料制成；
高压DC电源，所述高压DC电源在第一极性处电气连接到所述前端锥体和与所述前端锥体电气且热接触的前端电极，并且在第二极性处电气连接到所述尾端件；
由第二陶瓷材料制成的中间陶瓷管，所述中间陶瓷管环绕所述内陶瓷管且与所述内陶瓷管热接触，其中，在室温下，所述第二陶瓷材料具有比所述第一陶瓷材料的所述电阻率高至少一个数量级的电阻率。
70.根据权利要求69所述的接口，其中，所述内陶瓷管突伸超出所述前端锥体到大气中。
71.根据权利要求69所述的接口，其中，所述第一陶瓷材料是氧化诰和氧化诰混合物中的一种。
72.根据权利要求69所述的接口，其中，所述第一陶瓷材料是氧化钇-氧化诰混合物。
73.根据权利要求69所述的接口，其中，所述第二陶瓷材料是AlN和包括AlN的复合材料中的一种。
74.根据权利要求69所述的接口，其还包括定位在所述前端锥体和所述尾端件之间的中间电极，其中，所述中间电极经由计算机控制的开关连接到所述DC电压的所述第一极性。
CN201480070657.3A 2013-12-24 2014-12-22 用于电气接地的电喷雾的大气接口 Active CN105828954B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361920626P 2013-12-24 2013-12-24
US61/920626 2013-12-24
PCT/US2014/071885 WO2015100233A2 (en) 2013-12-24 2014-12-22 Atmospheric interface for electrically grounded electrospray

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105828954A CN105828954A (zh) 2016-08-03
CN105828954B true CN105828954B (zh) 2019-10-01

Family

ID=53479777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480070657.3A Active CN105828954B (zh) 2013-12-24 2014-12-22 用于电气接地的电喷雾的大气接口

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10192725B2 (zh)
EP (1) EP3086882B1 (zh)
JP (1) JP6231219B2 (zh)
CN (1) CN105828954B (zh)
WO (1) WO2015100233A2 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015100233A2 (en) 2013-12-24 2015-07-02 Waters Technologies Corporation Atmospheric interface for electrically grounded electrospray
GB201522594D0 (en) * 2015-12-22 2016-02-03 Micromass Ltd Secondary ultrasonic nebulisation
GB2563194B (en) 2016-04-21 2020-08-05 Waters Technologies Corp Dual mode ionization device
CN106298429B (zh) * 2016-09-20 2018-03-06 中国科学技术大学 一种电喷雾离子源装置
JP6106864B1 (ja) 2016-09-21 2017-04-05 ヒューマン・メタボローム・テクノロジーズ株式会社 イオン源アダプタ
JP7238724B2 (ja) * 2019-10-16 2023-03-14 株式会社島津製作所 質量分析装置
GB2597575B (en) * 2020-05-29 2024-05-01 Bruker Scient Llc Electrospray ion source for spectrometry using inductively heated gas

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015845A (en) * 1990-06-01 1991-05-14 Vestec Corporation Electrospray method for mass spectrometry
CN1473348A (zh) * 2000-09-05 2004-02-04 用于离子注入器的容积气体输送***
CN101770924A (zh) * 2008-12-30 2010-07-07 株式会社岛津制作所 一种解吸电离装置
US7952709B2 (en) * 2009-03-06 2011-05-31 Scp Science Spectrochemical plasma torch and method of manufacture
WO2012031082A3 (en) * 2010-09-02 2012-05-10 University Of The Sciences In Philadelphia System and method for ionization of molecules for mass spectrometry and ion mobility spectrometry
CN102568995A (zh) * 2010-12-16 2012-07-11 塞莫费雪科学（不来梅）有限公司 离子迁移谱的装置和方法

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4013887A (en) 1973-03-30 1977-03-22 Fite Wade L Methods and apparatus for spatial separation of ac and dc electric fields with application to fringe fields in quadrupole mass filters
US3937954A (en) 1973-03-30 1976-02-10 Extranuclear Laboratories, Inc. Methods and apparatus for spatial separation of AC and DC electric fields, with application to fringe fields in quadrupole mass filters
US4234791A (en) 1978-11-13 1980-11-18 Research Corporation Tandem quadrupole mass spectrometer for selected ion fragmentation studies and low energy collision induced dissociator therefor
US4390784A (en) 1979-10-01 1983-06-28 The Bendix Corporation One piece ion accelerator for ion mobility detector cells
US4542293A (en) * 1983-04-20 1985-09-17 Yale University Process and apparatus for changing the energy of charged particles contained in a gaseous medium
US4861988A (en) 1987-09-30 1989-08-29 Cornell Research Foundation, Inc. Ion spray apparatus and method
US5581080A (en) * 1989-05-19 1996-12-03 Fenn; John B. Method for determining molecular weight using multiply charged ions
WO1990014148A1 (en) * 1989-05-19 1990-11-29 Fenn John B Multiply charged ions and a method for determining the molecular weight of large molecules
US5304798A (en) 1992-04-10 1994-04-19 Millipore Corporation Housing for converting an electrospray to an ion stream
US5306910A (en) 1992-04-10 1994-04-26 Millipore Corporation Time modulated electrified spray apparatus and process
US5608217A (en) 1994-03-10 1997-03-04 Bruker-Franzen Analytik Gmbh Electrospraying method for mass spectrometric analysis
DE19515271C2 (de) 1995-04-26 1999-09-02 Bruker Daltonik Gmbh Vorrichtung für den gasgeführten Transport von Ionen durch ein Kapillarrohr
AU6653296A (en) 1995-08-11 1997-03-12 Mds Health Group Limited Spectrometer with axial field
ATE488025T1 (de) * 1996-09-10 2010-11-15 Perkinelmer Health Sci Inc Atmosphärendruckionenquelle
US5838003A (en) 1996-09-27 1998-11-17 Hewlett-Packard Company Ionization chamber and mass spectrometry system containing an asymmetric electrode
US5965883A (en) 1997-08-25 1999-10-12 California Institute Of Technology Capillary for electrospray ion source
JP3285549B2 (ja) * 1999-01-27 2002-05-27 株式会社日立製作所 質量分析計
US6359275B1 (en) 1999-07-14 2002-03-19 Agilent Technologies, Inc. Dielectric conduit with end electrodes
US6486469B1 (en) * 1999-10-29 2002-11-26 Agilent Technologies, Inc. Dielectric capillary high pass ion filter
US6803585B2 (en) 2000-01-03 2004-10-12 Yuri Glukhoy Electron-cyclotron resonance type ion beam source for ion implanter
US6396057B1 (en) 2000-04-18 2002-05-28 Waters Investments Limited Electrospray and other LC/MS interfaces
US7368708B2 (en) 2000-05-25 2008-05-06 Agilent Technologies, Inc. Apparatus for producing ions from an electrospray assembly
US6998605B1 (en) 2000-05-25 2006-02-14 Agilent Technologies, Inc. Apparatus for delivering ions from a grounded electrospray assembly to a vacuum chamber
US6576897B1 (en) 2000-09-13 2003-06-10 Varian, Inc. Lens-free ion collision cell
US6667474B1 (en) 2000-10-27 2003-12-23 Thermo Finnigan Llc Capillary tube assembly with replaceable capillary tube
CA2391140C (en) 2001-06-25 2008-10-07 Micromass Limited Mass spectrometer
US6943347B1 (en) * 2002-10-18 2005-09-13 Ross Clark Willoughby Laminated tube for the transport of charged particles contained in a gaseous medium
JP2006521006A (ja) 2003-03-03 2006-09-14 ブリガム・ヤング・ユニバーシティ 直交加速飛行時間型質量分析のための新規な電子イオン化源
US7154086B2 (en) 2003-03-19 2006-12-26 Burle Technologies, Inc. Conductive tube for use as a reflectron lens
US7081618B2 (en) 2004-03-24 2006-07-25 Burle Technologies, Inc. Use of conductive glass tubes to create electric fields in ion mobility spectrometers
US7208726B2 (en) * 2004-08-27 2007-04-24 Agilent Technologies, Inc. Ion trap mass spectrometer with scanning delay ion extraction
DE102004053064B4 (de) * 2004-11-03 2007-11-08 Bruker Daltonik Gmbh Ionisierung durch Tröpfchenaufprall
US9523657B2 (en) 2006-02-14 2016-12-20 Excellims Corporation Practical ion mobility spectrometer apparatus and methods for chemical and/or biological detection
CN101384339B (zh) 2006-02-14 2012-07-18 卓漂仪谱公司 离子迁移谱议装置和方法
US20080152509A1 (en) 2006-02-24 2008-06-26 Hsueh-Chia Chang Integrated micro-pump and electro-spray
US20080073516A1 (en) 2006-03-10 2008-03-27 Laprade Bruce N Resistive glass structures used to shape electric fields in analytical instruments
WO2007140251A2 (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Waters Investments Limited Apparatus and method for performing mass spectroscopy
WO2008067395A2 (en) 2006-11-28 2008-06-05 Excellims Corporation Practical ion mobility spectrometer apparatus and methods for chemical and/or biological detection
US7470899B2 (en) * 2006-12-18 2008-12-30 Thermo Finnigan Llc Plural bore to single bore ion transfer tube
US7722317B2 (en) * 2007-01-25 2010-05-25 Siemens Energy, Inc. CMC to metal attachment mechanism
US7547891B2 (en) 2007-02-16 2009-06-16 Agilent Technologies, Inc. Ion sampling apparatuses in fast polarity-switching ion sources
GB0703682D0 (en) 2007-02-26 2007-04-04 Micromass Ltd Mass spectrometer
US8242440B2 (en) * 2009-05-01 2012-08-14 Thermo Finnigan Llc Method and apparatus for an ion transfer tube and mass spectrometer system using same
WO2011094529A2 (en) 2010-01-28 2011-08-04 Mds Analytical Technologies, A Business Unit Of Mds Inc. Mass analysis system with low pressure differential mobility spectrometer
US20110260048A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Wouters Eloy R Ion Transfer Tube for a Mass Spectrometer Having a Resistive Tube Member and a Conductive Tube Member
WO2012058414A2 (en) * 2010-10-27 2012-05-03 Schlumberger Canada Limited Thick-film resistorized ceramic insulators for sealed high voltage tube electrodes
FR2971360B1 (fr) 2011-02-07 2014-05-16 Commissariat Energie Atomique Micro-reflectron pour spectrometre de masse a temps de vol
US8698075B2 (en) 2011-05-24 2014-04-15 Battelle Memorial Institute Orthogonal ion injection apparatus and process
GB201120307D0 (en) 2011-11-24 2012-01-04 Thermo Fisher Scient Bremen High duty cycle mass spectrometer
CN103219220B (zh) * 2013-03-26 2016-01-20 复旦大学 用于产生等离子体与离子间反应的质谱装置及方法
CN205959949U (zh) 2013-05-31 2017-02-15 珀金埃尔默健康科学股份有限公司 飞行时间管及其使用方法
US9362098B2 (en) * 2013-12-24 2016-06-07 Waters Technologies Corporation Ion optical element
WO2015100233A2 (en) 2013-12-24 2015-07-02 Waters Technologies Corporation Atmospheric interface for electrically grounded electrospray

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015845A (en) * 1990-06-01 1991-05-14 Vestec Corporation Electrospray method for mass spectrometry
CN1473348A (zh) * 2000-09-05 2004-02-04 用于离子注入器的容积气体输送***
CN101770924A (zh) * 2008-12-30 2010-07-07 株式会社岛津制作所 一种解吸电离装置
US7952709B2 (en) * 2009-03-06 2011-05-31 Scp Science Spectrochemical plasma torch and method of manufacture
WO2012031082A3 (en) * 2010-09-02 2012-05-10 University Of The Sciences In Philadelphia System and method for ionization of molecules for mass spectrometry and ion mobility spectrometry
CN102568995A (zh) * 2010-12-16 2012-07-11 塞莫费雪科学（不来梅）有限公司 离子迁移谱的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015100233A8 (en) 2016-02-18
WO2015100233A3 (en) 2015-10-15
EP3086882A2 (en) 2016-11-02
WO2015100233A2 (en) 2015-07-02
JP6231219B2 (ja) 2017-11-15
CN105828954A (zh) 2016-08-03
EP3086882B1 (en) 2021-05-26
EP3086882A4 (en) 2017-09-27
US10192725B2 (en) 2019-01-29
JP2017500718A (ja) 2017-01-05
US20160307744A1 (en) 2016-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105828954B (zh) 用于电气接地的电喷雾的大气接口
US6943347B1 (en) Laminated tube for the transport of charged particles contained in a gaseous medium
CN108369889A (zh) 用于使esi操作期间的放电最小化的***
US20110174966A1 (en) Curtain gas filter for mass- and mobility-analyzers that excludes ion-source gases and ions of high mobility
JP6136773B2 (ja) イオン化プローブ
CN106663590B (zh) 离子引导器
US9362098B2 (en) Ion optical element
CN113745089B (zh) 使用感应加热气体的用于光谱法的电喷雾离子源
CN114667589A (zh) 离子源
US8809775B2 (en) Curtain gas filter for high-flux ion sources
US9008496B2 (en) Probe
WO2015040383A1 (en) Interface for ion source and vacuum housing
CN105097413B (zh) 新型离子源及离子化方法
CN109545648A (zh) 一种复合电离装置
CN112889129B (zh) 离子源
CN105355535B (zh) 离子源及离子化方法
US10697933B2 (en) Ion mobility analyzing apparatus
CN204991649U (zh) 新型离子源
CN106298429B (zh) 一种电喷雾离子源装置
JPH065228B2 (ja) 大気圧イオン化式試料導入装置
CN204991648U (zh) 离子源
US9953819B2 (en) Impactor spray atmospheric pressure ion source with target paddle
JPH10185876A (ja) 液体クロマトグラフ質量分析装置
JP7306575B2 (ja) イオン化装置及び質量分析装置
CN109751212A (zh) 带有微孔绝缘阳极的脉冲等离子推进器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant