[发明专利]用于粒子的质谱分析的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于粒子的质谱分析的装置和对应的方法，所述装置包括：第一辐照单元(4)，所述第一辐照单元(4)被配置为利用电磁辐射辐照粒子(1)以使粒子(1)的成分从粒子(1)分离，特别是解吸、消融和/或蒸发，粒子(1)的分离的成分(2)位于粒子(1)的残留芯(3)的附近；第二辐照单元(14‑16、19)，所述第二辐照单元(14‑16、19)被配置为基本上同时地利用电磁辐射的第一射束(17)辐照i)分离的成分(2)的至少一部分、以及可选地粒子(1)的残留芯(3)，以引起分离的成分(2)的至少一部分的电离，并且利用电磁辐射的第二射束(18)辐照ii)粒子(1)的残留芯(3)的至少一部分，以引起粒子(1)的残留芯(3)的成分的至少一部分的电离，电磁辐射的第一射束(17)表现出第一强度，电磁辐射的第二射束(18)表现出第二强度，第二强度优选地大于第一强度；以及质谱仪，所述质谱仪包括离子源区域(5)、第一检测通道(6)、以及可选地第二检测通道(9)，离子源区域(5)被配置为容纳分离的成分(2)和/或残留芯(3)的成分的正离子(+)和/或负离子(‑)，第一检测通道(6)被配置为检测正离子(+)，第二检测通道(9)被配置为检测负离子(‑)。

技术领域

本发明涉及一种用于粒子的质谱分析的装置和对应的方法。

背景技术

单个气载粒子的在线研究表示气溶胶化学中的要求高的挑战。帮助揭开地球气候中的周围环境的气溶胶的作用并且评定来自空气污染的局部的和特定的健康风险的新的技术是高度期望的。特别相关的是多环芳烃(PAH)和它们的来自燃烧过程的、氧-PAH和硝基-PAH的形式的衍生物，这些衍生物与急性健康影响和长期健康影响这二者相关联。此外，含有(过渡)金属的粒子(铁、钒、镍铅等)已知诱导严重的健康影响。这些粒子类的在线测量通常用单粒子质谱法(SP-MS或气溶胶飞行时间质谱法，ATOF-MS)来实现，SP-MS或ATOF-MS也揭示了粒子系综中的物质的混合状态。

通常，SP-MS在质谱仪中应用激光解吸/电离(LDI)，从而通过正离子和负离子这二者的检测来揭示元素组成和有限的分子信息。用于从单个的粒子检测PAH的方法已经被开发，但是使得可以进行粒子分类和源解析的来自LDI的元素信息在这种情况下丧失。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于粒子的质谱分析的增强型装置和方法，该装置和方法特别是揭示了关于单个的粒子的构成的增强的信息。

以上目的通过根据独立权利要求和/或本文中指定的方面的用于粒子的质谱分析的装置和方法来实现。

根据本发明的第一方面，一种用于粒子的质谱分析的装置包括：第一辐照单元，所述第一辐照单元被配置为利用电磁辐射辐照粒子以使粒子的成分从粒子分离，特别是解吸、消融和/或蒸发，粒子的分离的成分位于粒子的残留芯的附近；第二辐照单元，所述第二辐照单元被配置为基本上同时地i)利用电磁辐射的第一射束辐照分离的成分的至少一部分、以及可选地粒子的残留芯，以引起分离的成分的至少一部分的电离，电磁辐射的第一射束表现出第一强度；并且ii)利用电磁辐射的第二射束辐照粒子的残留芯的至少一部分，以引起粒子的残留芯的成分的至少一部分的电离，电磁辐射的第二射束表现出第二强度，第二强度优选地大于第一强度。所述装置进一步包括质谱仪，所述质谱仪包括离子源区域、第一检测通道、以及可选地第二检测通道，所述离子源区域被配置为容纳分离的成分和/或残留芯的成分的正离子以及可选地负离子，所述第一检测通道被配置为检测正离子，所述第二检测通道被配置为检测负离子。优选地，第一检测通道和第二检测通道被布置在离子源区域的相对侧。

根据本发明的第二方面，一种用于粒子的质谱分析的方法包括以下步骤：

a)利用电磁辐射辐照粒子以使粒子的成分从粒子分离，特别是解吸，粒子的分离的成分位于粒子的残留芯的附近；