[发明专利]一种真空紫外灯电离装置

说明书

技术领域

本发明涉及质谱电离源，在电离过程中设计聚焦环以提高离子传输效 率；这种技术不仅提高了电离传输效率，而且实现了紫外光和电子碰撞电 离模式和紫外光电离模式的切换。

背景技术

真空紫外灯电离源具有体积小，功耗低，灵敏度高，寿命长，谱图简 单等优点，适合于复杂样品分析及样品的在线监测，过程监控等领域。但 与电子碰撞电离源相比，真空紫外灯电离源要求被电离样品的电离能低于 其光电子能量，且化合物的碎片信息较少，难以获得样品化合物的结构信 息。

电子碰撞电离源具有结构简单，能获得化合物碎片信息，与标准谱图 对照可以实现对化合物的鉴定的优点。但其功耗高，寿命短，由于谱图比 较复杂，且分子离子峰往往较弱，难以对复杂样品进行鉴别。

将两种电离源相结合一直是重要的研究课题。目前的解决方案主要是 将电子碰撞电离装置集成到紫外光电离装置中。这种方案对气压，功耗以 及使用寿命都有苛刻的要求，且集成过程中技术复杂，导致成本大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于质谱的真空紫外灯电离装置，具有检 测线低，灵敏度高，样品选择范围宽，寿命长，功耗低等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种真空紫外灯电离装置，包括一电离腔，在电离腔上方安装有作为 电离源的真空紫外灯，在距真空紫外灯窗口下方1-4mm处设置有一推斥板，

在距离推斥板正下方10-30mm处设置有一聚焦环，聚焦环为中间开孔 的圆板，孔径为4mm-10mm，并与推斥板同轴；

在聚焦环的正下方1-4mm处设有一小孔板，小孔板为中间开孔的圆板， 孔径为0.4mm-2mm，并与推斥板同轴；

在小孔板正下方1-4mm处设有同轴的三个透镜，与推斥板同轴；

在聚焦环、小孔板及透镜之间分别设有1-3mm厚的绝缘密封垫阻隔；

一进样毛细管将气体样品从电离室的一侧引入真空紫外灯前端的窗口 下方进行电离，真空紫外灯的光轴同气体样品的进样方向相垂直；

推斥板、聚焦环、小孔板及透镜与真空紫外灯的光轴同轴；在透镜的 正下方设置有一质量分析器。

在电离腔的侧壁上设置有泵接口；在推斥板上施加5-60V的电压；在 聚焦环上施加的电压为推斥板电压的60-95％；

在真空紫外光电离模式下，于小孔板上施加的电压为0V。

在真空紫外光和电子碰撞电离模式下，于小孔板上施加的电压为 -10～-150V。

由紫外灯发出的真空紫外光照在小孔板上产生光电子，光电子在小孔 板与推斥板之间的电场中被加速，与电离腔中的样品分子发生电子碰撞电 离。真空紫外灯发出的真空紫外光还可以将样品分子直接光电离，形成样 品离子。产生的样品离子被聚焦环聚焦后引入小孔板，通过透镜系统调整 后进入质量分析器。

由聚焦环和小孔板的结构设计，本发明具有如下优点：

1.凸形电场能够将较大范围内的正离子汇聚到小孔板的孔中，大大提 高了离子传输效率。

2.聚焦环与推斥板之间的电压压差较小，这样形成的离子束在轴方向 上能量分散比较小，有利于透镜系统的整形。

3.通过调节小孔板电压，可以实现紫外光电离模式和紫外光和电子碰 撞电离模式转换。

在紫外光和电子碰撞电离模式下，电离源具有紫外光电离和电子碰撞 电离两种电离源的优点。本电离源能够在电子碰撞电离产生的碎片的基础 上增强其分子离子的信号峰，而且其寿命和功耗均优于由于电子碰撞电离 源。紫外光和电子碰撞电离源与电子碰撞电离源和紫外光电离源的比较结 果如表1所示，从表中的比较可以看出，紫外光和电子碰撞电离源集中了 电子碰撞电离源和紫外光电离源的优点。