[发明专利]一种软X射线化学电离源

说明书

本发明提供一种软X射线化学电离源，包括试剂主离子发生器、多反应时间耦合器和化学电离采样区。所述试剂主离子发生器通过在设计为中间大两头小的流体线性结构的发生腔体两端设置软X射线源来对发生腔体内的试剂施加电场从而产生主离子，主离子采用径向方式进入化学电离区与待测物之间发生化学反应，试剂主离子发生器和化学电离区连接处还设置有多反应时间耦合器，可根据需要提供多个化学电离反应时间。本发明提供的软X射线化学电离源，具有环境友好，电离效果较佳，化学电离时间可调，使用简单而且安全的优点。

技术领域

本发明涉及一种用于化学电离的软X射线电离源。

背景技术

化学电离是常用的一种电离方法，可在真空条件或者大气压条件下进行化学电离反应产生用于进行质谱分析的主离子。采用化学电离产生主离子的方式有很多种，有放射性元素(如产生α射线的Po-210、Am-241或β射线的Kr-85等)照射法、电晕放电法以及光电离法(如紫外辐射或软X射线)等。各种用于化学电离的离子源皆有其优缺点。放射性元素源制备工艺严格，一般将其封装于特定的基质材料中，使用时将含有放射性元素的金属箔片放置于金属腔体中，其源强度较强而且稳定性性好，但是放射性元素源对人体健康和环境有潜在危害，各国均有严格的法规对放射性元素源进行管制，因此其应用受到极大的限制。电晕放电法一般通过在铂或金材料制成的针电极施加高压电进行电晕放电的方法实现，其制作容易，使用起来也很方便，对环境友好，但是电极针会因放电而造成损耗或污染，需要不定期进行更换或清洁，而且其稳定性不如放射性元素源，电离空气(或者氮气)放电可能还会伴随产生臭氧、氮氧化物等杂质，因而具有明显的缺陷。与放射性元素照射法或电晕放电法相比，光电离如软X射线放电法对环境更友好，只需通过开关电压进行光电控制，而且不需要经常更换射线源，亦不会出现源强度在使用过程中逐渐下降等情况，相比于放射性元素照射源软X射线源具有更好的可控性，而且软X射线强度低(通常低于10千伏)，不需要严格管控，非常便于实验室及外场观测使用，因此该电离方法近年来得到迅速推广应用。

目前大多数软X射线源用作颗粒物的中和器，其强度均约为10千伏，少数可作为离子源，但均需要有特定的接口方可应用。商业化的作为离子源的软X射线源结构往往比较紧凑，多数采用出射孔为圆形的软X射线源。且通常采用径向照射的方式，限于离子室的尺寸，照射范围也比较有限。因此，需要一种照射范围尽可能充分，采用径向照射以避免直接光电离待测物质，化学电离时间可控，且与检测系统连接较好的软X射线化学电离源。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中存在的不足，提供一种用于化学电离的软X射线电离源，其特征在于，通过试剂主离子发生器产生稳定的正主离子或者负主离子，并送至化学电离采样区中进行化学电离反应，且可通过多反应时间耦合器设置多个反应时间，对待测物进行化学电离，形成待测离子，然后进入检测器测量待测离子强度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种软X射线化学电离源，其特征在于，包括试剂主离子发生器、多反应时间耦合器103和化学电离采样区104；所述试剂主离子发生器包括软X射线源101、发生腔体102、试剂进样系统、射线防护装置及加电装置；多反应时间耦合器包括可移动的源支撑板及其绝缘垫片、固定板；化学电离采样区包括进气口、化学反应区、出气口及抽气泵。试剂主离子发生器用于产生化学电离所需的主离子；多反应时间耦合器用于控制化学电离反应时间；化学电离采样区用于主离子和待测物之间发生反应，产生待测离子。

进一步的，所述的发生腔体为圆柱变径管，其特征在于，内壁光滑，中间大管管径比两头小管管径要大，大小管径之间用圆锥形管连接，大管中间位置设置有照射口；

进一步的，所述的圆柱变径管，其特征在于，其出口端气流与化学电离采样区气流垂直交汇，所述出口端单位时间内气流量小于所述化学电离采样区气流量至少一个数量级；

进一步的，所述的软X射线源，其特征在于，所述射线源放置于所述发生腔体大管中间位置，放置位置对应的管径大于发生腔体两侧进气口与出气口管径。