[发明专利]一种放电气体辅助的无窗射频灯质谱电离源

说明书

本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种放电气体辅助的无窗射频灯用于质谱的电离源。具体结构包括无窗射频灯、电离源腔体、挡板阀、真空计和真空泵。电离源腔体内部沿无窗射频灯出射方向分别有样品分子进样管、样品离子推斥电极、传输电极组以及Skimmer电极，所有电极均为中间圆孔的平板结构，并且平行、同轴、绝缘放置。本电离源以低气压电荷转移反应为机理，将放电气体充入无窗射频灯中进行击穿放电，从而产生的紫外光线与样品分子发生电荷转移反应进而对样品分子进行电离。该新型电离源技术大大提高了真空紫外光电离较难电离物质的电离效率，在环境监测、食品安全、医疗诊断等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种以放电气体辅助的无窗射频灯质谱电离源。该电离源以低气压电荷转移反应为机理，具体为样品分子与无窗射频灯发生电荷转移反应电离从而得到电离。该新型电离源技术大大提高了真空紫外光电离较难电离物质的电离效率。该技术在环境分析、医疗诊断等领域具有非常广阔的应用前景。

背景技术

真空紫外灯电离源具有体积小，功耗低，灵敏度高，寿命长，谱图简单等优点，适合于复杂样品分析及样品的在线监测，过程监控等领域。真空紫外光能够使电离能(IE)低于其光子能量10.6eV的有机物分子发生软电离，利用这种单光子电离质谱技术，环境中绝大部分挥发性有机物(VOCs)都能够得到很好的电离。

但是真空紫外灯长时间使用存在着一定的局限性。真空紫外灯发出的紫外光透过氟化镁光窗出射，经过长时间的实验之后，进入电离区的样品分子会附着在光窗上，对紫外光的出射光子数量造成影响而降低灵敏度。此时，若想恢复灵敏度必须定时对真空紫外灯进行拆卸清洁，而拆卸真空紫外灯需要重启真空系统，仪器的机械泵和分子泵将仪器气压抽至最优真空也需要一定的时间，因此清理光窗步骤繁琐耗时，不利于仪器长时间监测的稳定性。另外，由于氪气出射光子能量为10.6eV，可以电离电离能小于10.6eV的物质，但是对于电离能较高的化合物却无法电离，这一点也限制了对复杂样品的分析能力。

因此，发展一种放电气体辅助的无窗射频灯质谱电离源具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种放电气体辅助的无窗射频灯质谱电离源。该电离源以低气压电荷转移反应为机理，采用放电气体击穿放电产生紫外光线，再与样品分子发生电荷转移反应电离，从而实现电离样品分子。该技术在环境分析、医疗诊断等领域具有非常广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种放电气体辅助的无窗射频灯质谱电离源，包括无窗射频灯腔体、密闭的电离源腔体，电离源腔体一侧壁面开有通孔，通孔经挡板阀与真空泵连接，于电离源腔体侧壁面上设有真空计；其特征在于：

无窗射频灯腔体置于电离源腔体上方，放电玻璃管上端密闭、下端开口，于电离源腔体顶部壁面开有通孔，放电玻璃管的开口端插接于通孔内，放电玻璃管与通孔内壁面密闭连接；

于放电玻璃管中上部的外壁上缠绕有线圈，放电气体经毛细管与放电玻璃管内部相连通；缠绕有线圈的放电玻璃管置于一无窗射频灯腔体内；缠绕有线圈的放电玻璃管内构成紫外光线产生区，电荷转移反应电离所需的紫外光线在紫外光线产生区产生；

于电离源腔体内，沿放电玻璃管光线出射方向依次设置有推斥电极、传输电极组和Skimmer电极，样品分子进样管穿过电离源腔体壁面伸入至电离源腔体内，样品分子进样管的出口面向推斥电极与传输电极组之间的区域。

推斥电极、传输电极组和Skimmer电极均为中间设置有通孔的平板结构，并且它们间均为平行、绝缘、同轴放置；样品分子进样管置于样品离子推斥电极和传输电极组的第一片电极之间。

推斥电极、传输电极组和Skimmer电极为圆环状或者方环状的极片；材料为不锈钢等金属或者表面镀了金属的极片；传输电极组极片数量为一片或者多片；极片孔径为1～50mm。