CN112185801B - 一种新型光电复合离子源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及质谱仪领域，具体的公开了一种新型光电复合离子源，包括进样毛细管和电离室，所述进样毛细管设置在电离室的前端；所述电离室的前端安装推斥电极、真空紫外灯，真空紫外灯倾斜安装在电离室的前端，并且伸入到电离室内；所述电离室的后端安装有引出极片，引出极片后端安装有聚焦电极。具有一定倾角的多个紫外灯，不仅可以增加在电离室中光路的长度，而且可使室内产生大量电子，进而可以提高光子和电子与样品气体分子的碰撞机率，提高对样品分子的电离效率，光路在电离室中进行多次反射，进而防止其光子进入分析器的可能，从而可以降低本底噪音，提高仪器性能。

Description

一种新型光电复合离子源
技术领域
本发明涉及质谱仪领域，具体是一种新型光电复合离子源。
背景技术
质谱仪是现代科学分析仪器领域中最重要的成员之一，是现代分析科学最先进的手段之一。它是先将样品离子化，样品离子再通过预先设定的电场或磁场后，实现质荷比分离，并检测其相应峰强，从而达到对样品的定性、定量分析的一种现代精密分析仪器。质谱法从最初的同位素分析，到现在已经逐渐成为化学、地质学、生物化学、药物学、医学、石油化工、能源、环保和食品加工等许多方面不可缺少的分析检测手段。
质谱仪有两个核心部分是离子源和分析器，其中离子源作为质谱检测的重要前提，其电离方式及特征直接决定它的应用领域和范围。现有光电离子源大多采用从前端直射进入电离室内，通过光子与待测物质产生有效碰撞使其电离，但在实际应用上电离效果上存在着不是非常理想的情况。除此之外，由于通常离子源与后端的传输区直线相连，紫外光会经过小孔直接照射入传输区，在传输区电离离子影响仪器精度。
当光照射到金属上，光的能量会被该物质中的某些电子吸收，并导致这些电子动能增加到足以克服原子核对其的引力，发生电子逸出金属表面的现象。在离子源中的紫外光照射下，产生大量的电子也可与待测样品发生一定程度的有效碰撞，从而增强电离效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型光电复合离子源，结合上述背景技术中的原理以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型光电复合离子源，包括进样毛细管和电离室，所述进样毛细管设置在电离室的前端，通过进样毛细管把样品导入电离室进行电离；所述电离室的前端安装推斥电极、真空紫外灯，真空紫外灯倾斜安装在电离室的前端，并且伸入到电离室内，真空紫外灯与电离室呈一定倾角，对紫外光进行多次反射并增加电子的产生；所述电离室的后端安装有引出极片，引出极片后端安装有聚焦电极，引出极片的中心有一定大小的小孔，聚焦电极具有对离子有效聚焦的功能。
进一步的：所述进样毛细管惰性化处理，形成防护层，防止挥发性有机物在进样毛细管内壁吸附，对仪器检测产生影响。毛细管主要用于气体样品的有效导入电离室内，同时也是常压到真空的一个过渡装置。
进一步的：所述推斥电极为栅网形状。
进一步的：所述电离室内壁侧面上也设置有毛细管。
进一步的：所述真空紫外灯设置有多个，真空紫外灯为高通量、高功率设备，其按照设计角度安装在电离室指定的位置，可以根据需要同时开启多个真空紫外灯，也可以只开启一个真空紫外灯，同时可根据需要增加离子源的寿命，使多个真空紫外灯进行切换使用，进而可以保证对测试样品定性定量的准确性。
进一步的：所述电离室为圆柱体结构，中心开孔，其长度和直径可以根据真空紫外灯的大小及光程进行确定，同时有效对紫外光进行反射；电子模式的选择可调节电离室两端的电势差，改变电离室中电子的能量，进而可以提高电离效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有一定倾角的多个紫外灯，不仅可以增加在电离室中光路的长度，而且可以在电离室内产生大量的电子(根据光电效应原理)，进而可以提高光子和电子与样品气体分子的碰撞机率，提高对样品分子的电离效率，光路在电离室中进行多次反射，进而防止其光子进入分析器的可能，从而可以降低本底噪音，提高仪器性能；采用多个紫外灯，根据测试结果进行切换，防止有紫外灯衰减造成的定性定量不准确；本发明采用径向毛细管直接进样，防止气体由常压进入真空造成的湍流，进而造成带电离子的损失。本发明光电复合离子源，结构简单，电离效率高，寿命长，产生的离子流稳定，便于耦合多种分析检测仪器，可准确对挥发性有机物进行准确定性和定量分析。
附图说明
图1为一种新型光电复合离子源的结构示意图。
图中：1-进样毛细管，2-推斥电极，3-真空紫外灯，4-引出极片，5-电离室，6-聚焦电极。
具体实施方式
请参阅图，本发明实施例中，一种新型光电复合离子源，包括进样毛细管1和电离室5，所述进样毛细管1设置在电离室5的前端(图1的左端)，电离室5内壁侧面上也可以设置有毛细管1，通过进样毛细管1把样品导入电离室5进行电离；所述电离室5的前端安装推斥电极2、真空紫外灯3，所述推斥电极2为栅网形状，真空紫外灯3倾斜安装在电离室5的前端，并且伸入到电离室5内，真空紫外灯3与电离室5呈一定倾角，可对紫外光进行多次反射并增加电子的产生，真空紫外灯3设置有多个，根据需要开启一定数量的真空紫外灯3；所述电离室5的后端安装有引出极片4，引出极片4后端安装有聚焦电极6，所述引出极片4的中心有一定大小的小孔，聚焦电极6具有对离子有效聚焦的功能。
所述进样毛细管1惰性化处理，形成防护层，防止挥发性有机物在进样毛细管1内壁吸附，对仪器检测产生影响，其主要用于气体样品的有效导入电离室5内，同时也是常压到真空的一个过渡装置。
所述真空紫外灯3为高通量、高功率设备，其按照设计角度安装在电离室5指定的位置，可以根据需要同时开启多个真空紫外灯3，也可以只开启一个真空紫外灯3，同时可根据需要增加离子源的寿命，使多个真空紫外灯3进行切换使用，进而可以保证对测试样品定性定量的准确性。
所述电离室5为圆柱体结构，中心开孔，其长度和直径可以根据真空紫外灯3的大小及光程进行确定，电离室5内壁设置有反光层，有效对紫外光进行反射；电子模式的选择可调节电离室5两端的电势差，改变电离室5中电子的能量，进而可以提高电离效率。
在实验过程中光子和电子同时起作用，结构简单，易于操作，不用进行模式调节即可与多种分析器耦合。由于此光电复合离子源电离能高于所有挥发性有机物，因而可以对所有的挥发性有机物进行电离，得到相对较强的样品分子峰及少量的碎片离子峰，为挥发性有机物的鉴定提供了有利条件，相对于电子轰击源具有较好的优势。耦合传统的质量分析器就可以准确对物质信息进行分析，对物质的定性、定量分析具有重要意义。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种新型光电复合离子源，包括进样毛细管（1）和电离室（5），其特征在于，所述进样毛细管（1）设置在电离室（5）的前端；所述电离室（5）的前端安装推斥电极（2）、真空紫外灯（3）；所述电离室（5）的后端安装有引出极片（4），引出极片（4）后端安装有聚焦电极（6），所述电离室（5）为圆柱体结构，中心开孔，所述真空紫外灯（3）倾斜安装在所述电离室（5）的前端，并且伸入到电离室（5）内，所述真空紫外灯（3）的数目为多个，所述真空紫外灯（3）之间相互独立，所述真空紫外灯（3）的光束在所述电离室（5）的内部多次反射。
2.根据权利要求1所述的一种新型光电复合离子源，其特征在于：所述进样毛细管（1）表面设置防护层。
3.根据权利要求1所述的一种新型光电复合离子源，其特征在于：所述推斥电极（2）为栅网形状。
4.根据权利要求1所述的一种新型光电复合离子源，其特征在于：所述电离室（5）内壁侧面上也设置有毛细管（1）。
5.根据权利要求1所述的一种新型光电复合离子源，其特征在于：所述真空紫外灯（3）设置有多个。
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