[实用新型]一种质子转移反应离子源和质谱仪

说明书

本实用新型提供了一种质子转移反应离子源和质谱仪，包括初始离子源、与初始离子源相连通的漂移管以及与漂移管相连通的矩形离子阱；初始离子源用于将通入其内部的初始反应气体电离成初始反应离子；漂移管由被绝缘环间隔的金属环电极组成，初始反应离子在漂移管内部与待测样品分子碰撞发生质子转移反应生成待测样品离子；矩形离子阱为由三对平板电极构成的中空长方体，矩形离子阱前端的电极与漂移管末端的电极共用，矩形离子阱用于捕获进入其内部的待测样品离子，并在存储待测样品离子一定时间后将待测样品离子逐出，以将待测样品离子不连续输出至质谱，从而大大提高了质谱仪检测的灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及质谱仪技术领域，更具体地说，涉及一种质子转移反应离子源和质谱仪。

背景技术

质谱技术是一种有效的普适的实验技术，已被广泛地应用于化学、物理和生物等研究领域中。质谱仪常用的电离源可分为四类，即电子轰击电离、化学电离、解吸电离和喷雾电离。

质子转移反应离子源属于化学电离的一种，其一般使用水蒸汽放电产生H₃O⁺作为初始反应离子，然后进入漂移管，在漂移管内与待测物M在漂移扩散的过程中发生碰撞，H₃O⁺将质子转移给待测物M，使其离子化。该反应式为：H₃O⁺+M→H₂O+MH⁺。

质子转移反应离子源与质谱组合构成质子转移反应质谱(Proton TransferReaction Mass Spectrometry，PTR-MS)，其是一种痕量挥发性有机物在线检测技术。质子转移反应离子源将产生的待测物离子传输给质谱检测，并根据待测物离子的强度来定量确定待测物M的绝对浓度。

但是，由于待测物离子的传输是连续的，而质谱占空比的存在会导致待测物离子的检测是不连续的，因此，传输的待测物离子中只有很小比例的离子可以被检测到，使得质谱仪的检测灵敏度较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种质子转移反应离子源和质谱仪，以提高质谱仪的检测灵敏度。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种质子转移反应离子源，包括初始离子源、与所述初始离子源相连通的漂移管以及与所述漂移管相连通的矩形离子阱，所述矩形离子阱安装在离子阱真空腔内；

所述初始离子源用于将通入其内部的初始反应气体电离成初始反应离子；

所述漂移管由被绝缘环间隔的金属环电极组成，所述初始反应离子在所述漂移管内部与待测样品分子碰撞发生质子转移反应生成待测样品离子；

所述矩形离子阱为由三对平板电极构成的中空长方体，所述矩形离子阱前端的电极与所述漂移管末端的电极共用，所述矩形离子阱用于捕获进入其内部的所述待测样品离子，并在存储所述待测样品离子一定时间后将所述待测样品离子逐出。

优选地，所述三对平板电极包括与Y轴和Z轴构成平面垂直的一对X电极、与X轴和Z轴构成平面垂直的一对Y电极以及与X轴和Y轴构成平面垂直的一对Z电极；

所述一对X电极和所述一对Y电极上施加反向的射频交流信号，所述一对Z电极上施加直流电压信号。

优选地，所述矩形离子阱前端的Z电极与所述漂移管末端的电极共用；

所述Z电极上具有通孔，所述漂移管内的待测样品离子通过所述矩形离子阱前端Z电极上的通孔进入所述矩形离子阱，所述矩形离子阱内的所述待测样品离子通过所述矩形离子阱末端Z电极上的通孔逐出。

优选地，所述初始离子源的前端具有第一进气口，所述初始离子源的末端具有第一出气口；

所述第一进气口用于向所述初始离子源内部通入初始反应气体；