[发明专利]离子化装置和包含离子化装置的质谱仪

说明书

本发明关于一种离子化装置(1)，其包括：等离子体产生装置(4)，在初级等离子体区(9)中产生亚稳粒子(6a)和/或离子(6b)；场产生装置(13)，在次级等离子体区(10)中产生辉光放电(12)；进气口(2)，将待离子化的气体(3)供应入次级等离子体区(10)；以及另一进气口(5)，将离子化气体(6)的亚稳粒子(6a)和/或离子(6b)供应入次级等离子体区(10)。本发明还关于一种质谱仪(20)，包含此种离子化装置(1)；以及检测器(17)，其设置于离子化装置(1)的排气口(16)下游，用于该离子化的气体(3a、3a′)的质谱分析。

相关申请的交叉引用

本申请主张2014年12月16日德国专利申请案DE 10 2014 226 039.6的优先权，其公开内容全部纳入本申请的内容作为参考。

技术领域

本发明关于一种离子化装置和一种包含此种离子化装置的质谱仪。

背景技术

在质谱法中需要用于将待离子化的气体离子化的新颖方法(下文有时也指称为分析物)，其能补充或(依应用而定)甚至能以热灯丝或灼热丝(hot filament or glow wire)(电子离子化)取代用于离子化的标准程序。标准离子化的缺点为灯丝周围高温，热度最高可达2000℃，且离子化能量通常约70eV，对大多数应用来说、特别是在有机化学(例如生命科学)中温度过高，并会导致产生破裂，还有在通常超过约10^-4mbar的高工作压强的情况下，灯丝敏感性非常高，可导致灯丝“烧穿”。

DE 10 2007 043 333 A1已公开一种处理与检查部件的方法，其中在冷大气等离子体源中产生的初级等离子体束，用作即将在小直径待调节或检查的腔室中产生的次级等离子体束的点火源。为此目的，在初级等离子体源的方向上引导惰性气体穿过部件的腔室。在此，由初级等离子体源点燃的次级等离子体在待处理或检查的部件的腔室中，逆着惰性气体的气流方向传播。

发明内容

本发明的目的为提供一种离子化装置和一种包含离子化装置的质谱仪，它们能够实现气体的有效离子化。

此目的通过一种离子化装置实现，该离子化装置包含：等离子体产生装置，其用于在初级等离子体区中产生离子化气体的(电中性)亚稳粒子和/或离子；场产生装置，其用于在次级等离子体区中产生辉光放电；进气口，其用于将待离子化的气体供应入该次级等离子体区；以及另一进气口，其用于将离子化气体的亚稳粒子和/或离子供应入该次级等离子体区。说明辉光放电之空间范围时，辉光放电在下文经常还称为辉光放电区域。在本申请的意义范围内，次级等离子体区不仅单指于其中形成(次级)等离子体的辉光放电区域本身，还指形成于离子化装置的壳体内部且于其中举例来说可施加电场以产生辉光放电(参见下文)的辉光放电区域周围的空间。

通常，在等离子体产生装置的初级等离子体区中产生温度通常低于约200℃的微等离子体、特别是所谓的“冷”微等离子体，即省略用于产生等离子体的灯丝。等离子体产生装置尤其可实施为产生离子化气体的大体上电中性的亚稳粒子或分子，例如形式为亚稳惰性气体分子、特别是形式为亚稳氦分子。首先，这使得能够以通常位于约20eV区域中的能量使待离子化的气体(分析物)温和离子化；其次，此种等离子体产生装置在高分析物压强下操作也非常耐用且可靠。

离子化气体的亚稳粒子/分子和/或离子通过另一进气口或其孔径供应到次级等离子体区。离子化气体的亚稳粒子/分子和/或离子可经由另一进气口供应至辉光放电区域中；不过，还可在辉光放电区域外部的位置，例如在于其中通常施加电场、作为用于点燃辉光放电(参见下文)的点火通道的区域中，将离子化气体的亚稳粒子/分子和/或离子供应到次级等离子体区。待离子化的气体同样通过(第一)进气口的适当孔径供应到次级等离子体区。待离子化的气体的一些分子通过电荷交换离子化或通过碰撞程序由亚稳粒子/分子或由离子化气体的离子来离子化。