[发明专利]脉冲式光电离装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电离领域，特别是涉及一种脉冲式光电离装置。

背景技术

质谱仪是对分子结构分析最精确的方法之一，通常用来对未知物进行定性分析和对混合物中已知组分进行定量检测。离子源是质谱的关键技术，最常用的经典是电子轰击源(electron ionization/electron impact ionization)，其采用高能电子束轰击样品，从而使样品发生电离产生电子和分子离子，原理如下：

M+e→M⁺+2e

M⁺继续受到电子轰击而引起化学键的断裂或分子重排，瞬间产生多种碎片离子。EI源的使用及其广泛，电离效率高，谱库最完整。然而由于EI源使用的电子能量很高，谱图中碎片峰较多，分子离子峰强度很弱，并且受到其他样品碎片峰的干扰，谱图复杂，对于混合未知物的解谱非常困难。

为了解决上述问题，产生了以下一系列的真空内软电离(soft ionization)方法：

1、化学电离源(CI，chemical ionization)：样品分子在承受电子轰击前，被一种反应气(通常是甲烷等)稀释，因此样品分子与电子的碰撞几率极小，所生成的样品分子离子主要由反应气分子电离产生。CI源的电离能小，产生的质谱峰数目少，能够提供很强的分子离子峰，可以方便的确定分子量。但是CI源产生的碎片离子和反应的温度、离子源压力、反应气等因素有关，没有标准谱不具有可比性，并且对真空系统消耗较大。

2、利用质子转移反应(PTR，proton transfer reaction)也可以产生较完整的分子离子峰，特别对小分子有机物有突出效果。其缺点是，装置复杂，真空消耗大。

3、为了弥补上述真空内软电离的缺点，发展了光离子化技术。光离子化与EI源的装置很类似，只是电子束被2.5～20eV紫外光子所代替，它可以使电离能小于光子能量的样品分子得到电离。光离子化的反应机理为：

M+hv→M⁺+e

光离子化既可以得到分子离子峰，又能得到离子分子反应产物，以及少数碎片离子峰，对未知物的鉴定有重要意义。光离子化可以分为大气压光离子化(APPI)和真空紫外光离子化(VUVPI)。现有方法使用的是真空紫外灯(如氘灯)、稀有气体激发的EBEL灯、连续紫外激光直接照射；但是，部分有机物会在紫外光的照射下发生自聚合反应，在光路的透镜上形成聚合物薄膜，从而导致光路的效率急剧下降，使得电离强度在数百小时候就下降1/2以上，不能满足在线监测以及临床应用的基本要求。此外，气体放电灯的寿命很短，仅2000～3000小时。因此，PI源很少有成功的商品化实例。

有多种方式可以避免光路效率的下降。如在每一片透镜处增加高纯度惰性气体以保护镜面，但是这样会极大的增加真空系统的负担。经常的更换透镜或抛光透镜，可以去除透镜表面的聚合物，但这样会增加维护成本，减少连续使用时间。

因此，迫切需要一种成本低、透镜污染小的光电离装置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种寿命长、成本低、且透镜污染小的脉冲式光电离装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种脉冲式光电离装置，其至少包括：用于提供光源的光源装置；用于输出调制脉冲以使所述光源装置输出经过调制的光源的调制装置；以及光子分子反应器，用于基于所述光源装置所提供的光源使所引入的气体分子发生电离。

优选地，所述光源装置包括：气体放电灯、激光二极管、LED灯等，更为优选地，所述光源装置包括150～400nm的紫外LED灯。

优选地，所述光子分子反应器包括：线性离子阱、3D离子阱、射频多极杆、或圆筒状电极等。

如上所述，本发明的脉冲式光电离装置基于脉冲来调制光源装置所产生的光源，由此可有效减少光源工作时间，延长光源寿命，降低透镜污染：且本发明的脉冲式光电离装置结构简单，成本低。

附图说明

图1显示为本发明的脉冲式光电离装置示意图。

图2a及2b显示为本发明的脉冲式光电离装置的实施例一示意图。

图3显示为本发明的脉冲式光电离装置的实施例二示意图。

图4显示为本发明的脉冲式光电离装置的实施例三示意图。

元件标号说明

1        脉冲式光电离装置

11       光源装置

12       调制装置

13       光子分子反应器