[发明专利]质谱和离子迁移谱装置的多波长真空紫外光电离源

说明书

技术领域：

本发明涉及一种对化学物质电离、分离和检测技术，具体涉及一种质谱和离子迁移谱装置的真空紫外光电离源。

背景技术：

真空紫外光通常指波长小于200nm的深紫外光。利用真空紫外光作为质谱和离子迁移谱的电离源具有很多优点，如选择合适的真空紫外光，则只能使样品分子发生电离而不解离，属于一种软电离技术，可使谱图简单。

从产生机理上看，稀有气体产生的真空紫外光有两种，共振辐射光和准分子光，如国家知识产权局1990年4月25日公告授权的发明专利公布了一种“长寿命真空紫外无级灯”和国家知识产权局2004年8月4日公告授权的发明专利公布了一种“受激准分子灯发光装置”。这种真空紫外灯只能产生一种波长的真空紫外光，要么是共振辐射光，要么是准分子光。作为光电离质谱和离子迁移谱的电离源时，如果需要改变光子能量只能更换真空紫外灯。另外这种真空紫外灯能量较低，只能电离空气中的部分有机物，对电离能高的无机物则不能电离。

发明内容：

本发明的目的是提供一种质谱和离子迁移谱装置的真空紫外光电离源，为一种全新的真空紫外光产生装置，它通过调节腔体压强或者改变腔内稀有气体种类能够产生多种波长的真空紫外光。利用产生的真空紫外光作为质谱或离子迁移谱的真空紫外光电离源，可以对无机化合物和有机化合物进行电离、分离和检测。

本发明的技术方案：

质谱和离子迁移谱装置的多波长真空紫外光电离源，其特征在于：具有一腔体，腔体上有进气口和出气口，出气口连接到气泵；腔体内有正、负放电电极，正、负放电电极与高压直流或射频电源相连接；腔体的一面为真空紫外光输出端口，当腔体内充入气体Ar、Kr和Xe时，真空紫外光输出端口选用氟化锂晶体；当腔体内充入气体Kr和Xe时，真空紫外光输出端口也可选用氟化镁晶体；当腔体充入气体为He和Ne时，真空紫外光输出端口选用毛细管；真空紫外光输出端口连接到光电离质谱或离子迁移谱装置的电离源入射接口。

所述的质谱和离子迁移谱装置的多波长真空紫外光电离源，其特征在于：所述的正、负放电电极采用金属棒、筒、片或网形状，采用钽、钼、钨或不锈钢等耐烧蚀金属材料制成；正、负放电电极距离在100um-5cm可调。

所述的质谱和离子迁移谱装置的多波长真空紫外光电离源，其特征在于：所述的光电离质谱是指四极质谱、飞行时间质谱或离子阱质谱。

所述的质谱和离子迁移谱装置的多波长真空紫外光电离源，其特征在于：所述的进气口安装有多通电阀门，分别接Ar、Kr、Xe、He和Ne等多个气瓶，电磁阀根据控制系统指令选通。

所述的质谱和离子迁移谱装置的多波长真空紫外光电离源，其特征在于：充入气体时，腔体内气体压强低于10Torr或气体压强高于100Torr，处于两种工作状态。

所述的质谱和离子迁移谱装置的多波长真空紫外光电离源，其特征在于：通过调节腔体的压强或更换填充稀有气体种类可以获得多种波长的真空紫外光。

本发明的工作原理：

真空紫外光产生装置主要由放电电极、高压电源、镇流电阻、气泵、腔体和真空紫外光电离源组成。腔体中充入高纯稀有气体(He、Ne、Ar、Kr或Xe)，当腔内气体压强低于10Torr时能够产生稀有气体原子的共振辐射光，腔体气体压强高于100Torr时能够产生稀有气体的准分子光。

稀有气体共振辐射光的产生原理：

稀有气体原子有一个¹S₀电子基态，在放电气体中的电子激励下，一个3p价电子跃迁到4s能级(共振能级)，产生四个P态：

e+M(¹S₀)→e+M^*(¹P₁，³P₀，³P₁，³P₂)

其中³P₀和³P₂为两个亚稳态，另外两个态通过偶极允许跃迁衰减到基态：

M^*(¹P₁，³P₁，)→M(¹S₀)+hv