DE10014847A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Verbindungen in einem Gasstrom - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Verbindungen in einem Gasstrom

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis von Verbindungen in einem Gasstrom. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß eine Vielzahl von Verbindungen im Analysengas nahezu gleichzeitig charakterisiert werden können. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Gasstrom mit den Verbindungen in den Ionisationsraum eines Massenspektrometers geleitet wird, der Gasstrom im Ionisationsraum mit einem UV-Laserpuls bestrahlt wird und die dabei entstandenen Ionen im Massenspektrometer nachgewiesen werden, wobei alternierend zur Bestrahlung mit UV-Laserpulsen in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen der Gasstrom im Ionisationsraum mit einem Vakuum-Ultraviolett (VUV) Laserpuls bestrahlt wird und die dabei entstandenen Ionen im Massenspektrometer nachgewiesen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis von Verbindungen in einem Gasstrom nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8, wie sie aus der Veröffent­ lichung 1 bekannt ist.
Stand der Technik
Die resonanzverstärkte Multiphotonenionisations-Technik (resonance-enhanced multiphoton ionization - REMPI), die UV-Laserpulse zur selektiven Ionisation von z. B. Aromaten einsetzt, wird als selektive und weiche Ionisationsmethode für die Massenspektrometrie verwendet. Die Selektivität wird u. a. durch die UV spektroskopischen Eigenschaften und die Lage der Ionisa­ tionspotentiale bestimmt. Eine typische Anwendung ist der on-line Nachweis aromatischer Ver­ bindungen aus Verbrennungsabgasen [1]. Nachteilig bei der REMPI-Methode ist, dass es auf ei­ nige Substanzklassen beschränkt ist und der Ionisationsquerschnitt auch für ähnliche Verbin­ dungen teilweise extrem unterschiedlich sein kann.
Die Einphotonenionisation (single photon ionization - SPI) mit VUV-Laserlicht erlaubt eine teil­ selektive und weiche Ionisation [2]. Die Selektivität wird durch die Lage der Ionisationspotentiale bestimmt. Eine typische Anwendung ist der Nachweis von Verbindungen, die nicht mit REMPI nachgewiesen werden können. Nachteilig bei der SPI Methode ist, dass einige Substanzklassen nicht nachgewiesen werden können. Weiterhin ist die Selektivität kleiner als bei der REMPI- Methode, so dass bei komplexen Proben verstärkt Interferenzen auftreten können.
Die Elektronenstoßionisation (EI) mit einem Elektronenstrahl ist die Standardtechnik zur Ionisa­ tion in der Massenspektrometrie flüchtiger anorganischer und organischer Verbindungen. Sie ist sehr universell (d. h. nicht selektiv) und führt bei vielen Molekülen häufig zu einer sehr starken Fragmentierung, ist aber sehr gut für eine direkte Messung von Verbindungen wie O2, N2, CO2, SO2, CO, C2H2 etc. geeignet, die mit VUV oder REMPI nicht so gut erfaßt werden können.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, dass eine Vielzahl von Verbindungen im Analysengas nahezu gleichzeitig charakterisiert werden können. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 8. Die Unteransprüche beschrieben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Kombination von (quasi-)simultan durchgeführter SPI- und REMPI-Ionisation in einem Massenspektrometer bringt eine Reihe von Vorteilen. Beide Methoden erfassen mit einer unter­ schiedlichen Selektivität unterschiedliche Teilmengen des komplexen Analysengases. Insgesamt können so mehr Verbindungen aus der Probe identifiziert werden.
Wird die EI-Ionisationstechnik noch hinzugezogen, so können noch weitere Verbindungen wie CO2, H2O oder CH4 nachgewiesen werden, die weder mit SPI- noch mit REMPI sinnvoll nach­ gewiesen werden können. Die Vereinigung der Methoden und die Vorrichtung zum quasi-pa­ rallelen Gebrauch derselben in einem Gerät erlaubt den Bau besonders kompakter analytischer MS-Systeme für z. B. on-line analytische Feldanwendungen (Prozeßanalyse), die trotzdem eine sehr große Leistungsfähigkeit aufweisen. Die parallel erhaltenen REMPI- und/oder VUV- und/oder EI-massenspektropmetrische Daten können auch einer chemometrischen Analyse durch mustererkennende Verfahren (z. B. einer Hauptkomponenetnanalyse) zugeführt werden.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Figuren näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt beispielhaft die Ionisationsregion des Massenspektrometer 14 und die Gas­ zelle 9.
Die Fig. 2 zeigt schematisch eine optische Abordnung zur Erzeugung eines UV-Laserpulses 10 und eines VUV-Laserpulses 2.
Die Fig. 3 zeigt eine on-line Messung von NO und Naphthalin im Rauchgas einer Müllverbren­ nungsanlage aufgenommen mit alternierender SPI-Ionisierung (VUV für NO) und REMPI-Ioni­ sierung (UV für Naphthalin).
Die (quasi-)parallele Nutzung der Ionisierung mit REMPI und SPI erlaubt somit die gleichzeitige Verfolgung komplexer chemischer Proben. Aufgrund der unterschiedlichen Selektivität der beiden Methoden werden verschiedene Massenspektren mit den jeweiligen Methoden erhalten. Die Fig. 1 zeigt dabei die Ionisationsregion des Flugzeit (TOF) Massenspektrometers. Der zu analy­ sierende Gasstrom strömt effusiv durch die Einlaßnadel 12 in die Ionisationskammer 14 [1]. Al­ ternativ können auch Überschallmolkularstrahleneinlaßsysteme (beschrieben z. B. in 3) einge­ setzt werden. Analyte aus dem Gasstrom werden direkt unterhalb der Einlaßnadel 12 abwech­ selnd mit UV-Laserpulsen (266 nm) 10 und VUV-Laserpulsen (118 nm) 2 bestrahlt. Die Laser­ pulslänge kann zwischen 1 fs und 100 ns liegen. Die durch Mehrphotonenionisation (REMPI, 266 nm) oder Einphotonenionisation (SPI, 118 nm) erzeugten Ionen werden durch die Öffnung der Abzugsblende 13 in das TOF-Massenspektrometer abgezogen und dort massenanalysiert. Alternativ zum abwechselnden Umschalten zwischen UV-Laserpulsen (266 nm) und VUV-La­ serpulsen (118 nm) können auch mehrere Pulse einer Wellenlänge nacheinander eingestrahlt werden bevor auf die andere Wellenlänge umgeschaltet wird. Die VUV-Laserstrahlen (118 nm) 2 werden in der Gaszelle 9, die mit Edelgas gefüllt (Xe und Ar) 3 gefüllt ist, durch Frequenzver­ dreifachung von 355 nm Laserpulsen 1 erzeugt. Die 355 nm Laserpulse 1 werden mit einer Quarzlinse 6 und durch ein Quarzfenster 5 in die Gaszelle 9 fokussiert. Die entstehende VUV- Strahlung und die restliche 355 nm Strahlung 1 treten durch die MgF2 Linse 4 in den Ionisa­ tionswürfel 14 des TOF-Massenspektrometers ein. Die versetzte Einstrahlung der 355 nm Laser­ strahls 1 relativ zum Zentrum der MgF2 Linse 4 bewirkt eine örtliche Separation der 355 nm Laserstrahlung 1 und 118 nm Strahlung in der die Ionisationskammer 14. Durch eine Blende kann die 355 nm Strahlung vor dem Ionisationsort abgefangen werden. Dies führt zu fragmen­ tärmeren SPI-Massenspektren.
Die abwechselnde Erzeugung der 266 nm 10 und 118 nm 1 Ionisationslaserpulse erfolgt mit ei­ nem speziellen optischen Aufbau, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Der Nd:YAG Laser 15 erzeugt 1064 nm Laserstrahlung 23 die über zwei dichroide Spiegel 16 durch einen Frequenzverdopp­ lungskristall 17 geführt werden. Der resultierende Laserstrahl 24 besteht aus 1064 nm 23 und 532 nm 25 Laserstrahlung. Ein beweglich auf einem Arm angebrachter dichroider Spiegel 18, der computergesteuert über ein Galvanometer schnell und präzise in den Strahlengang einge­ schwenkt werden kann, wird verwendet um die Laserpulse alternierend umzuleiten oder durch­ zulassen. Wenn der Spiegelarm 18 aus dem Strahlengang geschwenkt wird die Laserstrahlung 24 durch den Summendifferenz-Mischkristall 19 geleitet und 355 nm Laserlicht 1 erzeugt, dass durch die dichroiden Spiegel 20 von der kolinearen 532 nm und 1064 nm Strahlung separiert und in die Gaszelle 9 zur Erzeugung der 118 nm VUV-Laserstrahlung 2 eingesetzt wird. Ist der Spiegelarm 18 im Strahlengang so wird der 532 nm Anteil der Strahlung 24 über den dichroiden Spiegel durch einen Verdopplungskristall 17 gelenkt. Die entstehende 266 nm Laserstrahlung 10 wird durch die dichroiden Spiegel 22 von der 532 nm Strahlung separiert und dann zur REMPI Ionisation im Einlaßblock 14 des TOF-Massenspektrometers eingesetzt.
Das Datenaufnahmesystem nimmt die REMPI und VUV-SPI Massenspektren getrennt auf. Wenn ein genügend intensiver YAG Laser angewendet wird so kann anstatt eines Umklappspie­ gels auch ein teildurchlässiger Spiegel (dichroider Strahlteiler) verwendet werden. Die Ausblen­ dung des jeweils nicht benötigten Strahls kann über eine Pockelszelle oder ein Chopperrad reali­ siert werden. Neben dem Nd:YAG Laser sind auch andere gepulst betreibare Festkörperlaser wie z. B. Ti:Saphir-Laser einsetzbar.
Aus der Primärwelle des Nd:YAG Lasers (1064 nm) können folgende harmonischen Frequenzen erzeugt werden: 523 nm (verdoppelt), 355 nm (verdreifacht), 266 nm (vervierfacht), 213 nm (verfünffacht) und 118 nm (verneunfacht). In Erweiterung zum oben beschrieben Zweistrahlver­ fahren (266 nm für REMPI und 118 nm für VUV) können auch mehrere Wellenlängen alternie­ rend eingestrahlt werden. Bei einer Kombination von 266, 213 und 118 nm werden beispiels­ weise neben der VUV-Selektivität simultan (d. h. leicht versetzt) noch zwei unterschiedliche REMPI-Selektivitäten ausgenutzt. Beispielsweise können Naphthalin und seine methylierten Derivate (diese Verbindungen sind Indikatoren für die Effizienz von Verbrennungsprozessen) besonders effizient mit 213 nm nachgewiesen werden. Je nach Festkörperlasertyp lassen sich somit 2, 3 oder mehr Wellenlängen parallel zur Ionisation von Verbindungen aus der Probe ein­ setzen. Die unterschiedlichen Selektivitäten die durch die verschiedenen REMPI und oder VUV Wellenlängen induziert werden führen zu jeweils verscheiden Massenspektren (d. h. jeweils an­ dere Verbindungen kommen hinzu oder verschwinden aus dem Massenspektrum. Falls bei sehr komplexen Proben oder unbekannten Proben keine Zuordnung der jeweils beobachteten Verbin­ dungen möglich ist, kann ein Einsatz von chemometrischen Verfahren zur Mustererkennung (z. B. Hauptkomponentenanalyse) und damit z. B. zur phänomenologischen Charakterisierung eingesetzt werden. Durch Einsatz von fest eingestellten Frequenzverschiebeeinheiten (z. B. über optoakustische Kopplung, mit Raman-Shifter, mit Optischer-Parametrischem-Oszillator Kristall, mit Farbstofflasereinheit) kann eine Frequenz auch in eine gewünschte Frequenz für einen selek­ tiven REMPI-Nachweis einer bestimmten Substanz umgewandelt werden. Beispielsweise kann eine Wellenlänge auf eine Resonanz von Monochlorbenzol abgestimmt werden (z. B. bei ca. 266 nm oder bei etwa 269,82 nm [4]). Monochlorbenzol ist ein Indikator für das Vorkommen toxischer polychlorierter Dibenzo-p-dioxine und -furane (PCDD/F) und kann mit REMPI on-line in Rauchgasen von z. B. technischen Verbrennungsprozessen nachgewiesen werden [5]. Mit einer Wellenlänge von ca. 269.82 nm ist eine Nachweis von Monochlorbenzol (MCB) sowie einer Reihe weiterer Aromaten wie z. B. Benzol, Naphthalin oder Pyren möglich. Alternativ kann MCB bei einer Resonanz die ganz knapp neben der vervierfachten Nd:YAG Wellenlänge liegt nachgewiesen werden [4]. Hierzu kann es in bestimmten Fällen ausreichend sein, die Grundwelle des Nd:YAG Lasers, z. B. durch Manipulation des Laserresonators, leicht zu verstimmen. Mit des VUV-Laserwellenlänge können dann parallel Verbindungen wie NH3, NO viele Alde­ hyde und Ketone etc. nachgewiesen werden, die mit REMPI bei der MCB Resonanz nicht nach­ weisbar sind.
Ein analytischer Lasermassenspektrometer kann weiterhin für bestimmte Anwendungen vorteil­ haft mit einem Einlaßsystem zur Erzeugung eines Überschallmolekularstrahles (Jet) ausgestaltet werden. Die dadurch erreichbare adiabatische Kühlung erhöht die Selektivität der REMPI- TOFMS Methode [6] und verringert die Fragmentation bei SPI und EI-Ionisierung.
Die EI-Ionisierung erreicht nur viel geringere Wirkungsquerschnitte als die Laserionisation (bei üblichen Pulsenergien) allerdings ist die Wiederholrate der Laserionisationsprozesse, die ja ge­ pulst ablaufen, bei vielen kompakten Lasersystemen auf 10-20 Hz. beschränkt. Da die Aufnahme eines Massenspektrums nach dem Ionisationspuls nur einige 10 µs dauert ist das Mas­ senspektrometer für die meiste Zeit nicht genutzt. Die EI-Ionisation verwendet eine Elektronen­ kanone die Elektronen mit kinetischen Energien von 2-200 eV zu den Probenmolekülen be­ schleunigt. Über gepulste Elektronenkanonen und gepulste Abzugsfelder kann die normalerweise kontinuierlich arbeitende EI-Methode auch mit der Flugzeitmassenspektrometrie verwendet wer­ den. Dies ist auch parallel mit der Verwendung der Laserionisationsmethoden (REMPI, SPI) möglich. Typischerweise wird die Information der Laserionisationsmethoden über einen Tran­ sientenrekorder aufgezeichnet währen die Information aus der EI-Ionisation über Zählkarten er­ folgt. Die Einbindung der Elektronenstoßionisation erlaubt die direkte on-line Messung der in höheren Konzentrationen vorliegenden Verbindungen die nicht mit REMPI oder SPI erfaßt wer­ den können.
Anwendungsbeispiele
Das oben beschriebene Verfahren und die Vorrichtung kann prinzipiell für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werde. Im folgenden sind vier Anwendungsbeispiele gegeben:
Anwendungsbeispiel 1 Überwachung von Verbrennungsprozessen
REMPI hat sich als sehr mächtiges analytisches Verfahren zur on-line Analyse von aromatischen Kohlenwasserstoffen, Dioxin-Indikatoren (MCB) und anderen Verbindungen erwiesen [1]. Parallel wären Information z. B. über Stickstoffverbindungen wie NO, NH3 oder über Aldehyde von Be­ deutung. Diese Verbindungen können mit VUV nachgewiesen werden. Somit ergänzen sich die VUV-, SPI- und REMPI-Ionisationsmethoden und können zusammen vorteilhaft für eine gute Charakterisierung des Verbrennungsprozesses eingesetzt werden. Wird die parallele EI-Ionisie­ rung implementiert, so kommt man schließlich zu einer sehr umfassenden Charakterisierung, da einige chemische Hauptparameter, wie z. B. Konzentrationen an CO2, O2 und kleineren organi­ schen Molekülen wie Acetylen (wichtig für den Aufbau von polyzyklischen Aromaten und Ruß- Aerosolen) nicht mit den üblichen SPI VUV-Wellenlängen oder mit 2 Photonen-REMPI Prozes­ sen erfaßt werden können. Das Verfahren mit einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ist geeignet um Verbrennungs- und Pyrolyseprozesse aller Art zu charakterisieren und analysieren. Die Fig. 3 zeigt die Konzentrationsverläufe von Naphthalin und NO im Rauchgas einer Haus­ müllverbrennungsanlage (Rohgas bei 700°C) aufgenommen mit paralleler VUV-SPI und REMPI-Ionisierung.
Anwendungsbeispiel 2 On-line Analyse von Prozeßgasen in der Lebensmitteltechnologie
In zur Überwachung lebensmitteltechnologischer Prozesse (Trocknungsprozesse, Röst- oder Garprozesse etc.) sowie zur Qualitätskontrolle von Rohstoffen (Schimmelbefall, Qualität) oder Evaluierung der sensorischen Qualität können on-line massenspektrometrische Verfahren einge­ setzt werden. Erste Erfahrungen wurden mit der REMPI Methode auf dem Gebiet der Kaffee­ röstung bereits gemacht [7]. Mit REMPI (266 nm) kann der Röstgrad über die Zusammenset­ zung unterschiedlich substituierter ermittelt werden. Viele aromarelevante Verbindungen (aliphatische Aldehyde und Ketone, Furanderivate, Stickstoffheterozyklen etc.) können hingegen sehr gut mit VUV-Ionisierung nachgewiesen werden. Die Elektronenstoßionisation erlaubt die Verfolgung der primären Kaffeeröstprodukte CO2 und H2O. Eine Vielzahl solcher Prozesse sind prinzipiell mit dem Verfahren und einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art umfassend zu kontrollieren und validieren.
Anwendungsbeispiel 3 On-line Analyse von Headspace-Proben komplexer Mischungen
Das Verfahren kann mit einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zur Analyse komplexer Substanzmischung eingesetzt werden (Feststoff, Lösung/Flüssigkeit, Gasphase). Geeignete Hilfsgeräte (Headspaceprobeneahme, Thermodesorber etc.) können zur Gewinnung einer reprä­ sentativen Gasprobe eingesetzt werden. Beispielhaft können Prozeßlösungen aus der chemischen Industrie, Mineralölprodukte aber auch Endprodukte wie Parfüm oder Deodorant analysiert und überwacht werden.
Anwendungsbeispiel 4 On-line Analyse medizinisch relevanter Proben
Das Verfahren kann mit einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zur Analyse der Atemluft (ausgeatmet) von Patienten und Kontrollpersonen verwendet werden. Bestimmte flüchtige Stoffe wie Aceton/weisen auf Erkrankungen oder den allgemeine Gesundheitszustand hin. Ferner kann der Gasraum (Headspace) über medizinischen Proben (Blut, Urin etc.) analysiert werden.
Bezugszeichenliste
1
355 nm Laserstrahl
2
118 nm Laserstrahl
3
Gasfüllung (z. B. 0.001 bar Xe)
4
Sammellinse aus MgF2
5
Eintrittsfenster für 355 nm aus Quarz
6
Sammellinse aus Quarz
7
Dichtungsring
8
Stutzen zur Befüllung/Evakuierung der Gaszelle
9
9
Gaszelle
10
266 nm Laser
11
Eintrittsfenster für 266 nm aus Quarz
12
Gaseinlaß (Nadel)
13
Abszugsblende des TOF-Massenspektrometrs
14
Ionisationswürfel des TOF-Massenspektrometrs
15
Nd:YAG Laser
16
Dichroider Spiegel für 1064 nm
17
Kristall zur Frequenzverdopplung
18
Computergesteuerter klappbarer Arm mit dichroidem Spiegel für 532 nm
19
Kristall zur Summenfrequenzmischung
20
Dichroider Spiegel für 355 nm
21
Dichroider Spiegel für 532 nm
22
Dichroider Spiegel für 266 nm
23
1064 nm Laserstrahl
24
Colineare 1064 nm und 532 nm Laserstrahlen
25
532 nm Laserstrahl
Referenzen
[1] Heger, H. J.; Zimmermann, R.; Dorfner, R.; Beckmann, M.; Griebel, H.; Kettrup, A.; Boesl, U. Anat Chem. 1999, 71, 46-57.
[2] Butcher, D. J.; Goeringer, D. E.; Hurst, G. B. Anal. Chem. 1999, 71, 489-496.
[3] Rohlfing, E. A. In 22nd Symposium (International) on Combustion; The Combustion Institute: Pittsburgh, 1988, pp 1843-1850.
[4] Heger, H. J.; Boesl, U.; Zimmermann, R.; Dorfner, R.; Kettrup, A. Eur. Mass Spectrom. 1999, S. 51-57.
[5] Zimmermann, R.; Heger, H. J.; Blumenstock, M.; Dorfner, R.; Schramm, K.-W.; Boesl, U.; Kettrup, A. Rapid Comm. Mass. Spectrom. 1999, 13, 307-314.
[6] Tembreull, R.; Lubman, D. M. Anal. Chem. 1984, 56, 1962-1967.
[7] Zimmermann, R.; Heger, H. J.; Yeretzian, C.; Nagel, H.; Boesl, U. Rapid Comm. Mass. Spectrom. 1996, 10, 1975-1979.

Claims (10)

1. Verfahren zum Nachweis von Verbindungen in einem Gasstrom, bei dem
  • a) der Gasstrom mit den Verbindungen in den Ionisationsraum (14) eines Massenspektro­ meters geleitet wird,
  • b) der Gasstrom im Ionisationsraum (14) mit einem UV-Laserpuls (10) bestrahlt wird und
  • c) die dabei entstandenen Ionen im Massenspektrometer nachgewiesen werden, dadurch ge­ kennzeichnet dass,
  • d) alternierend zur Bestrahlung mit UV-Laserpulsen (10) in regelmäßigen oder unregelmä­ ßigen Abständen der Gasstrom im Ionisationsraum mit einem Vakuum-Ultraviolett (VUV) Laserpuls (2) bestrahlt wird und die dabei entstandenen Ionen im Massenspek­ trometer nachgewiesen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der UV-Laserpuls (10) und der VUV-Laserpuls (2) mit Hilfe eines Festkörperlasers (15) erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Laserpuls aus dem Festkörperlaserpuls durch Frequenzmischung und/oder -vervielfachung erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Laserpuls (10) durch Verwendung eines Farbstofflasers oder eines optischen parametrischen Oszillators abge­ stimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der VUV-La­ serpuls (2) aus dem Festkörperlaserpuls (23, 24) durch Frequenzmischung und/oder - verdopplung mit einer anschließenden Frequenzverdreifachung in einer Gaszelle (9) erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des VUV-Laserpulses (2) durch Verwendung eines Farbstofflasers oder eines optischen parametrischen Oszillators vor der Frequenzverdreifachung in der Gaszelle (9) abgestimmt werden kann.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Zeitraum zwischen den VUV-Laserpulsen (2) bzw. UV-Laserpulsen (10) der Gasstrom im Ionisa­ tionsraum (14) mit einem Elektronenstrahl zur Elektronenstoßionisation bestrahlt wird und die dabei entstandenen Ionen im Massenspektrometer nachgewiesen werden.
8. Vorrichtung zum Nachweis von Verbindungen in einem Gasstrom bestehend aus
  • a) einem Massenspektrometer mit Gaseinlaß welcher im Ionisationsraum (14) der Ionen­ quelle des Massenspektrometers mündet,
  • b) einem Festkörperlaser (15) mit optischen Elementen zum Mischen und/oder Vervielfa­ chen einer Grundfrequenz des Festkörperlasers (23), wobei aus der Grundfrequenz (23) ein UV-Laserpuls (10) erzeugt und in den Bereich vor dem Gaseinlaß (12) im Ionisations­ raum (14) eingestrahlt wird,
  • c) einem Datenaufnahme und -verarbeitungssystem für das Massenspektrometer, gekenn­ zeichnet durch,
  • d) ein optisches Bauteil (18) zur Aufteilung des Laserpulses in zwei Teilstrahlen (24, 25), wobei aus dem einen Teilstrahl (25) der UV-Laserpuls (10) mit Hilfe von weiteren opti­ schen Elementen (21, 17, 22) erzeugt und in den Bereich vor dem Gaseinlaß (12) im Ioni­ sationsraum (14) eingestrahlt wird und
  • e) weitere optische Bauteile (19, 20) und eine Gaszelle (9) mit geeigneter Füllung (3), wobei aus dem frequenzverdoppelten und geführten Teilstrahl (24) in der Gaszelle (9) durch Frequenzverdreifachung ein VUV-Laserpuls (2) erzeugt und in den Bereich vor dem Gas­ einlaß (12) im Ionisationsraum (14) eingestrahlt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Farbstofflaser oder einen opti­ schen parametrischen Oszillator in einem oder mehreren der Strahlengänge (23), (24) oder (25).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine pulsbare Elektronenkanone zur Elektronenstoßionisierung der Verbindungen im Gasstrahl vor dem Gaseinlaß (12) im Ionisationsraum (14) des Massenspektrometers.
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