[发明专利]复合离子源装置及质谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种使样品分子转化成离子的离子源装置以及质谱仪。

背景技术

离子源装置主要应用于质谱仪，其主要作用是使样品分子转化成离子。目前较普遍使用的离子源装置是电子轰击离子源装置，其结构包括壳体、设置在壳体内的离子化室和用于产生电子的灯丝，离子化室内安装有离子透镜，离子透镜包括依次安装在离子透镜的中心线上的推斥电极、引入电极、聚集电极和引出电极，在离子化室上安装有样品进样管和样品出口。待分析样品分子由样品进样管引入离子化室，灯丝产生的电子轰击样品分子，使样品分子转化成带电离子。我们知道，在国内、外通用的电子轰击离子源装置中，轰击电子的能量一般为70eV左右，撞击样品分子后形成的样品离子的动能很大，这样的样品离子在飞行过程中与其他中性粒子或者离子相互碰撞易裂解成大量碎片离子，从而导致最终形成的谱图非常复杂，难以分辨出样品的分子离子峰(在质谱分析中样品分子进入电离室，被轰击掉一个电子后，形成的正离子称为分子离子，产生的峰称为分子离子峰，也称母峰。一般来说最大质量数的峰就是分子离子峰，它的质量就是分子量)。从另一角度讲，电子轰击离子源装置能够产生碎片离子峰，在研究分子的结构上具有一定的优势。

基于上述电子轰击离子源装置的缺陷，出现了一种光子轰击离子源装置，其与电子轰击离子源装置的不同之处在于：使用紫外光光子来轰击样品分子。我们知道，紫外光的光子能量为10eV左右，相比于电子能量70eV要低很多，因此，样品分子在紫外光光子轰击而电离后形成的样品离子的动能比较小，这样的样品离子在飞行过程中即使与其他中性粒子或者离子相互碰撞，也不容易形成碎片离子，所以，使用光子轰击离子源装置最终形成的谱图简单，重叠峰少，能够实现分子量的快速定性和定量分析。但是，也正是由于紫外光的光子能量比较小，所以紫外光的光子对于电离能大于光子能量的样品分子无能为力，因此光子轰击离子源装置只局限于某些特定样品分子的分析。

传统技术中，也有人曾试图将光电离方式应用到离子阱质谱仪，但是，由于离子阱的离子化过程和质量分析过程发生在同一个腔体内，很容易造成质谱峰的污染，因此，现实中很难操作和使用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的离子源装置的缺陷，提供一种兼具电子轰击功能和光子轰击功能的复合离子源装置及质谱仪。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明复合离子源装置，包括：壳体以及安装在所述壳体内的离子化室、离子透镜和安装在所述离子化室外的用于产生电子的至少一个灯丝，其中所述离子化室上安装有样品进样管和与所述样品进样管对正的样品出口，所述离子化室上设有分别与所述灯丝相对应的电子入口，所述离子透镜包括依次安装在该离子透镜的中心线上并互相平行的推斥电极、引入电极、聚集电极和引出电极；其中，所述推斥电极安装在所述离子化室内，所述引入电极、聚集电极和引出电极安装在所述离子化室外，所述复合离子源装置还包括至少一个用于产生紫外光的紫外光源，所述离子化室上具有至少一个位于所述推斥电极和引入电极之间的透光孔，每个所述透光孔与相应的所述紫外光源照射位置相对应，在每个所述紫外光源的照射光路上并邻近所述透光孔位置安装一个聚焦透镜。

进一步地，所述灯丝的数量为两个，分布在所述离子化室的两相对侧，所述两个灯丝中心的连线与所述离子透镜的中心线垂直。

所述紫外光源的数量为两个，分布在所述离子化室的两相对侧，所述两个紫外光源中心的连线与所述离子透镜的中心线垂直。

所述紫外光源的数量为两个，分布在所述离子化室的两相对侧，所述两个紫外光源中心的连线与所述样品进样管垂直，并且所述两个紫外光源中心的连线与所述两个灯丝中心的连线互相垂直。

所述聚焦透镜安装在所述透光孔内。

所述离子化室的内表面呈圆滑过渡的曲面形状。

所述离子化室的内表面呈球形。

所述聚焦透镜的焦点位于所述离子透镜的中心线上。

所述离子化室的内壁设有反光涂层，所述推斥电极外表面设有反光涂层。

本发明质谱仪，包括四极杆质量分析器和复合离子源装置，其中，所述复合离子源装置是本发明所述的复合离子源装置。