[发明专利]一种光电离和化学电离组合离子源

说明书

本发明涉及质谱分析仪器，具体的说是一种光电离和化学电离组合离子源，包括一密闭腔室，密闭腔室中部设有栅网电极，栅网电极将密闭腔室分隔成左右二个独立腔室，分别为光电离区腔体和化学电离区腔体；紫外光源发出的紫外光穿过光电离区腔体的侧壁面沿平行于栅网电极的表面射入离子推斥电极和栅网电极之间相互间隔的区域；于化学电离区腔体的内部设置有离子漏斗反应区电极。本发明的组合离子源基于单一的紫外光源，利用光电离或光电子电离获得用于化学电离的试剂离子，并采用了相对独立的电离区域设计，避免了光电离和化学电离之间的相互干扰，分别实现样品分子的光电离或化学电离，大大扩宽可电离和检测样品的范围。

技术领域

本发明涉及质谱分析仪器，特别涉及质谱仪的离子源，具体的说是一种光电离和化学电离组合离子源。

背景技术

质谱仪器是一类利用电、磁场测量待测样品离子的质量-电荷比(质荷比)和强度实现定性和定量分析的化学分析仪器，其分辨率和灵敏度高，分析速度快，定性能力强，已成为分析测试领域最为广泛使用的一种分析方法。传统的有机质谱中通常采用电子轰击电离(electron impact，EI)源，其采用70eV的电子去轰击样品分子，能够有效电离所有已知物质的原子或分子。但是有机物分子的电离能大都在15eV以下，EI源电离有机物分子会产生大量的碎片离子，在分析复杂混合物时会造成大范围的谱峰重叠，导致识谱困难，需要经过复杂的样品预处理和色谱)分离，这样就增加了样品的分析时间，不利于样品的快速、在线分析。

光电离(photoionization，PI)是一种“软”电离技术，它是使物质分子吸收光子能量大于其电离能(ionizationenergy，IE)的光子而直接将其电离。由于物质吸收的光子能量仅略高出其电离能，因此光电离产生大量的分子离子，而极少碎片离子，将其与质谱相结合，可用于复杂混合物的快速、在线定性和定量分析[中国发明专利：201010567335.3，201610116956.7]。然而，由于受到现有光窗材料的限制，目前能够透过光子能量最高的光窗材料为氟化锂(LiF),仅能透过11.8eV能量的光子，对于电离能在11.8eV以上的化合物(如：乙腈，IE＝12.2eV；甲烷，IE＝12.61eV；二氧化硫，IE＝12.35eV等)则无法有效电离，这就大大限制了光电离质谱的应用领域。化学电离(chemicalionization，CI)是另外一种高效的“软”电离技术，它是通过试剂离子与待测样品分子之间的离子-分子反应实现待测物质的电离，产生的碎片离子少，质谱图相对简单，而且具有很高的灵敏度。CI电离源能够利用多种类型的离子-分子反应，包括：质子转移(proton transferreaction，PTR)、电荷转移(charge exchange，CE)、亲电加成(electrophilic addition，EA)、阴离子提取(anionabstraction，AA)等，不同特性的待测物质可以借助不同类型的离子-分子反应实现有效电离。因此，可将光电离和化学电离进行有机结合，针对不同特性的物质分子采用不同的电离模式，能够有效改善待测样品的电离效率，拓宽可检测样品的范围，提高分析的准确性。