[发明专利]具有多次反射真空紫外光电离源的质谱分析仪

说明书

技术领域

本发明属于质谱分析仪器技术领域，具体涉及具有多次反射真空紫外光电离源的质谱分析仪。

背景技术

质谱技术是鉴定分子结构的重要方法。现代质谱仪器主要由真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、检测器以及数据处理系统组成。根据待测物结构、性质的不同，质谱电离方式多种多样，如电子轰击电离、化学电离、电喷雾电离、基质辅助激光解吸电离等等。真空紫外光电离是一种利用波长小于200nm的真空紫外光使中性分子离子化的方法。这种电离方式是软电离过程，几乎没有碎片离子产生，并且对分子极性的电离没有歧视。将真空紫外光作为质谱的离子源，得到的谱图简单，可以根据化合物的分子量信息进行快速定性和定量分析，在过程分析和有机物检测等领域得到越来越广泛的应用。最近，侯可勇、李海洋等人发明了一种用于气体样品分析的真空紫外光电离源。这种电离源利用市售真空紫外灯产生真空紫外光，中性分子在推斥电极和聚焦电极之间的电离区吸收光子被电离，经同向推斥电极板推斥，聚焦电极板聚焦后进入质谱区检测。由于光电离效率和真空紫外光光程成正比，所以相对狭小的光电离区，以及较为发散的真空紫外灯出射光，导致大量光子未被中性分子吸收而损失，电离效率不高。

发明内容

为了解决现有真空紫外光电离源存在的大量光子未被中性分子吸收而损失，电离效率不高的问题，本发明提供一种具有多次反射真空紫外光电离源的质谱分析仪。

具体的改进技术方案如下：

具有多次反射真空紫外光电离源的质谱分析仪包括箱体，箱体内依次设有光电离腔体、差分腔体和质谱腔体，光电离腔体、差分腔体和质谱腔体上均分别开设有真空泵接口；所述光电离腔体内设有真空紫外光电离源，所述真空紫外光电离源包括真空紫外光源、推斥电极和聚焦电极，推斥电极的中部和聚焦电极的中部均开设有通孔，且同轴；光电离腔体的侧壁上设置有毛细管，毛细管的一端位于光电离腔体的外部，另一端位于推斥电极和聚焦电极之间；所述差分腔体内设有离子光学系统，所述质谱腔体内设有质量分析器；所述光电离腔体和差分腔体之间设有第一取样锥，所述差分腔体和质谱腔体之间设有第二取样锥；改进在于：推斥电极和聚焦电极相互对应的侧面均为喇叭状的圆锥面或圆弧面，推斥电极的通孔处为圆锥面或圆弧面的小直径端，聚焦电极的通孔处为圆锥面或圆弧面的小直径端；推斥电极的圆锥面或圆弧面上和聚焦电极的圆锥面或圆弧面上分别镀有反射层，使来自于真空紫外光源的出射光可在推斥电极和聚焦电极之间多次反射。

所述反射层材料为金或铝或铱。

本发明将电离源的推斥电极和聚焦电极相对应的侧面设计成圆锥面或者圆弧面，并镀有真空紫外光反射材料，从而使发散的真空紫外光在电离区内实现多次反射，增加了待测物的电离几率，从而使电离效率提高2～6倍以上，大大提高了检测样品的灵敏度，在一些微量气体成分和挥发物的实时、在线监测中有着广泛的应用前景。通过实验我们发现，改进的电离源可将自制质谱仪的检测限由起初的几十个ppm量级提升至几个ppm量级，扩大了样品的检测范围。

附图说明

图1为发明的结构示意图。

图2为丙酮和甲苯气体在相同进样条件下得到的光电离质谱图比较。其中：图2（a）为推斥电极和聚焦电极相对圆锥面未镀铝膜和镀铝膜的丙酮光电离质谱图比较；图2（b）为推斥电极和聚焦电极相对圆锥面未镀铝膜和镀铝膜的甲苯光电离质谱图比较。

图1中序号：真空紫外光电离源1、真空紫外光源2、推斥电极3、毛细管4、聚焦电极5、第一取样锥6、离子光学系统7、第二取样锥8、质量分析器9、光电离腔体10、差分腔体11、质谱腔体12。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。