CN107301945A - 电子轰击源及质谱仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子轰击源及含有该电子轰击源的质谱仪。该电子轰击源包括外壳、电离室、推斥电极、灯丝及离子透镜组。该电离室设在外壳内。电离室具有样品通孔、电子通孔及泄气孔。该电子轰击源及含有该电子轰击源的质谱仪通过在电离室上设置泄气孔，可以及时排出电离室内的载气，降低离子源的压力，提高样品的电离效率，从而有利于提高仪器的灵敏度。

Description

电子轰击源及质谱仪
技术领域
本发明涉及质谱检测领域，尤其是涉及一种电子轰击源及质谱仪。
背景技术
电子轰击源是质谱仪最常用的离子源之一。电子轰击源在质谱仪中使用电子轰击样品使其离子化后进行聚焦调制输送到质量分析仪器中。电子轰击源灵敏度较高，可以提供丰富的结构信息，并拥有标准谱库可以检索，因而被广泛的应用于质谱仪特别是气相色谱-质谱联用仪中。然而，传统的气相色谱-质谱联用仪中，大量载气积累在电离室内，降低了样品被电离的几率，限制了仪器灵敏度的进一步提高。
发明内容
基于此，有必要提供一种有利于提高仪器灵敏度的电子轰击源及质谱仪。
一种电子轰击源，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳上设有样品入口；
电离室，设在所述外壳内，所述电离室具有样品通孔、电子通孔及泄气孔，所述样品通孔与所述外壳上的样品入口对应设置；
推斥电极，设在所述外壳内且其推斥面朝向所述电离室或位于所述电离室内；
灯丝，设在所述外壳内，且在所述电离室外对应所述电子通孔设置；以及
离子透镜组，设在所述外壳内且位于所述电离室的远离所述推斥电极的一端；
所述电离室、所述推斥电极及所述离子透镜组共轴设置。
在其中一个实施例中，所述外壳在靠近离子源的位置安装有加热装置及温度传感器。
在其中一个实施例中，所述外壳呈长方体形状，所述外壳在靠近所述电离室的四个角落位置中的至少三个角落位置设有安装孔，其中一对呈对角设置的两个安装孔中分别安装有所述加热装置，另一个所述安装孔中安装有所述温度传感器。
在其中一个实施例中，所述电子通孔有两个，两个所述电子通孔相对设置，对应的，所述灯丝也有两个，两个所述灯丝分别正对两个所述电子通孔。
在其中一个实施例中，所述推斥面为内圆锥形面。
在其中一个实施例中，所述灯丝为铼钨丝。
在其中一个实施例中，所述离子透镜组包括在轴向上依次设置的拉出电极、第一聚焦电极、第二聚焦电极及出射电极，所述拉出电极、第一聚焦电极、第二聚焦电极及出射电极共轴设置。
在其中一个实施例中，所述第一聚焦电极上设有网孔。
在其中一个实施例中，所述第一聚焦电极呈圆筒状，所述网孔均匀分布于所述第一聚焦电极的筒面上。
一种质谱仪，包括上述任一项所述的电子轰击源。
上述电子轰击源及含有该电子轰击源的质谱仪通过在电离室上设置泄气孔，可以及时排出电离室内的载气，降低离子源的压力，提高样品的电离效率，从而有利于提高仪器的灵敏度。
上述电子轰击源及含有该电子轰击源的质谱仪，采用推斥面为内圆锥形面的推斥电极可显著降低离子束的分散程度，提高离子束的聚焦效果和传输效率。
上述电子轰击源及含有该电子轰击源的质谱仪，第一聚焦电极呈圆筒状，通过网孔均匀分布于所述第一聚焦电极的筒面上，可以及时抽走离子源内未被电离的载体及中性分子等，从而可以提高离子的分子自由程，降低化学噪声干扰，提高谱图匹配率。
附图说明
图1为一实施例的电子轰击源的结构示意图；
图2为圆锥形推斥面与平面状推斥面离子推出的模拟示意图；
图3为使用图1的电子轰击源的离子聚焦模拟图；
图4为使用图1的电子轰击源获取的全氟三丁胺质谱图；
图5为全氟三丁胺NIST谱库标准谱图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一实施例的电子轰击源10包括外壳100、电离室200、推斥电极300、灯丝400及离子透镜组500。电离室200、推斥电极300及离子透镜组500共轴设置。
外壳100内设有用于放置电离室200、推斥电极300、灯丝400及离子透镜组500的空腔，并设有与该空腔连通的样品入口102。该外壳100的形状可以是但不限于长方体形状，该空腔的形状可以是但不限于圆柱形。
外壳100在靠近电离室200的位置设有用于安装加热装置的安装孔104和用于安装温度传感器的安装孔106。具体的，在本实施例中，安装孔104有两个，安装孔106至少有一个。两个安装孔104与安装孔106分别位于长方体形状的外壳100的靠近电离室200的角落位置。
进一步，在本实施例中，两个安装孔104呈对角设置。安装孔104与安装孔106中分别安装有加热装置与温度传感器。该加热装置可以选用恒温加热装置，两个加热装置呈对角设置，可以较为均匀地对整个离子源进行加热，保证样品始终处于气体状态，不会形成残留，并且易于电离，有利于提高仪器的灵敏度。
电离室200设在外壳100内。电离室200具有样品通孔202、电子通孔204及泄气孔206。在本实施例中，电离室200呈圆筒状。样品通孔202与外壳100上的样品入口102对应设置。电子通孔204有两个。两个电子通孔204相对设置在筒面的垂直于电离室200轴向的位置上。泄气孔206与样品通孔202呈正交设置。外壳100在对应泄气孔206的位置开设有排气孔108。泄气孔206用于及时排出电离室内的载气，以降低离子源内的压力，提高样品的电离效率，进一步提高仪器的检测灵敏度。
推斥电极300设在外壳100内且其推斥面310朝向电离室200或位于电离室200内。在本实施例中，该推斥面310为内圆锥形面。如图2所示，在本实施例中，采用推斥面为内圆锥形面的推斥极310，可以降低离子束的分散程度，从而显著改善离子束的聚焦效果和传输效率。
灯丝400设在外壳100内，且在电离室200外对应电子通孔204设置。在本实施例中，灯丝400有两个。两个灯丝400分别固定于外壳100的上、下两侧，且两个灯丝400分别正对两个电子通孔204。灯丝400的材料可以是但不限于铼钨丝。
离子透镜组500设在外壳100内且位于电离室200的远离推斥电极300的一端。在本实施例中，离子透镜组500包括拉出电极510、第一聚焦电极520、第二聚焦电极530及出射电极540。拉出电极510、第一聚焦电极520、第二聚焦电极530及出射电极540共轴设置。
在本实施例中，第一聚焦电极520呈圆筒状。第一聚焦电极520的筒面上分布有网状的网孔522。通过在第一聚焦电极520上网状分布的网孔522，可以及时抽走离子源内未被电离的载体及中性分子等，从而可以提高离子的分子自由程，降低化学噪声干扰，提高谱图匹配率。
图3是经过该离子透镜组500聚焦调制的例子运动轨迹的模拟示意图，从图3可以看出，本实施例的离子透镜组500聚焦效果好。
上述电子轰击源10可作为离子源广泛应用在质谱仪中，如气相色谱-质谱联用仪等。图4是使用本实施例电子轰击源10采集到的全氟三丁胺质谱图，可以看到与图5标准谱库中的谱图有较高的相似度。
该电子轰击源10及含有该电子轰击源10的质谱仪通过在电离室200上设置泄气孔206，可以及时排出电离室200内的载气，降低离子源的压力，提高样品的电离效率，从而有利于提高仪器的灵敏度及定性和定量分析能力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子轰击源，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳上设有样品入口；
电离室，设在所述外壳内，所述电离室具有样品通孔、电子通孔及泄气孔，所述样品通孔与所述外壳上的样品入口对应设置；
推斥电极，设在所述外壳内且其推斥面朝向所述电离室或位于所述电离室内；
灯丝，设在所述外壳内，且在所述电离室外对应所述电子通孔设置；以及
离子透镜组，设在所述外壳内且位于所述电离室的远离所述推斥电极的一端；
所述电离室、所述推斥电极及所述离子透镜组共轴设置。
2.如权利要求1所述的电子轰击源，其特征在于，所述外壳在靠近离子源的位置安装有加热装置及温度传感器。
3.如权利要求2所述的电子轰击源，其特征在于，所述外壳呈长方体形状，所述外壳在靠近所述电离室的四个角落位置中的至少三个角落位置设有安装孔，其中一对呈对角设置的两个安装孔中分别安装有所述加热装置，另一个所述安装孔中安装有所述温度传感器。
4.如权利要求1所述的电子轰击源，其特征在于，所述电子通孔有两个，两个所述电子通孔相对设置，对应的，所述灯丝也有两个，两个所述灯丝分别正对两个所述电子通孔。
5.如权利要求1所述的电子轰击源，其特征在于，所述推斥面为内圆锥形面。
6.如权利要求1所述的电子轰击源，其特征在于，所述灯丝为铼钨丝。
7.如权利要求1所述的电子轰击源，其特征在于，所述离子透镜组包括在轴向上依次设置的拉出电极、第一聚焦电极、第二聚焦电极及出射电极，所述拉出电极、第一聚焦电极、第二聚焦电极及出射电极共轴设置。
8.如权利要求7所述的电子轰击源，其特征在于，所述第一聚焦电极上设有网孔。
9.如权利要求8所述的电子轰击源，其特征在于，所述第一聚焦电极呈圆筒状，所述网孔均匀分布于所述第一聚焦电极的筒面上。
10.一种质谱仪，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电子轰击源。
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