[实用新型]一种离子迁移管的可更换电离源装置

说明书

本实用新型一种离子迁移管的可更换电离源装置采用统一的接口，共用一个迁移管体将放射源、放电、射频VUV灯光电离与直流VUV灯光电离四种不同的电离源有机的结合在一起，实现电离源自由更换的目的，节省了成本，扩展了离子迁移管的应用范围。

技术领域

本实用新型涉及离子迁移管技术领域，具体涉及离子迁移管的电离源装置。将放射源、光电离与电晕放电三种电离源集成，统一整合成一个接口，根据应用环境需求，方便更换。

背景技术

电离源是离子迁移管的重要组成装置，用于直接电离样品分子或是产生可电离样品的反应试剂离子。电离源的种类不仅决定了IMS可检测样品的范围，同时还影响着IMS的性能指标，如电离源的电离效率直接决定了IMS的灵敏度和线性响应范围等。迄今为止，根据其是否具有放射性，IMS的电离源可以分为两大类：放射性电离源和非放射性电离源。放射性电离源是一种传统的电离源，IMS使用过的放射源包括镍、镅和氚源。非放射性电离源的种类较多，主要包括：光电离、电喷雾电离、电晕放电电离、低温等离子体电离、表面电离和基质辅助激光解析电离及纸喷雾电离等。

放射性电离源一般具有高稳定性和长寿命，此外它体积小，无需额外功耗。⁶³Ni离子源是使用最为广泛。⁶³Ni离子源在衰变的过程中能够自发的产生高能电子，与空气中氮分子发生碰撞后形成N₂⁺和e^-，最终能量将会被耗尽变成热化电子。在正离子模式的离子迁移管内，N₂⁺将会与电离区内的气体分子发生一系列的分子-离子反应，最终生成反应试剂离子H⁺(H₂O)_n。负离子模式下热化电子，会被空气中的O₂分子吸附，形成主要的负试剂离子O₂^-(H₂O)_n。

灯电离源通常采用的光源为能够发射紫外光的光放电灯。光放电灯通过电激发填充在灯内气体来发射光子，常见的商品化灯可以提供能量为9.5、10.6和11.7eV等的光子。光电离是指样品分子吸收一个光子的能量便可失去一个电子形成离子的电离方式。一个重要优势是通过选择灯的光子能量可以在一定程度上改善电离选择性；同时光电离源在正离子模式下没有试剂离子峰产生，避免了反应试剂离子峰对分析物产物离子的干扰，不会干扰分析物的检测。负离子模式下采用光电效应产生的电子或光电子与空气成分反应形成的反应试剂离子和分析物分子反应形成产物离子。此外，还可以通过添加低电离能高电离效率的试剂分子，光电离产生电子并被高电负性分子(O₂/O₃)捕获并生成相应的反应试剂离子，可用于高电离能和高电负性化合物的检测。灯电离源有直流VUV灯、射频VUV灯光电离源。

放电电离有大气压辉光放电和电晕放电。电晕放电是气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。在正离子模式空气中形成和⁶³Ni离子源相同的反应试剂离子H⁺(H₂O)_n；在负离子模式下形成和⁶³Ni离子源明显不同的反应试剂离子。电晕放电过程中氮氧化物和臭氧的形成使其在负离子模式下主要形成NO_x^-(H₂O)_n反应试剂离子，NO_x^-(H₂O)_n由于具有非常高的电负性，会阻止电负性较低的化合物的电离。电晕放电没有放射性、离子电流相对较高、设计和组装方便，并且在某些应用领域中，如直接分析液体样品，展示了绝对的优势。

每有一种电离源原理都有差别，接口不同，本专利为实现不同的电离源在一个离子迁移管体上自由切换设计了统一的接口。扩大检测物质的范围，实现一个迁移管体适用多种电离源，节约设计，加工等成本。

实用新型内容