[发明专利]光电离-四极杆质谱系统

说明书

本发明提供一种光电离‑四极杆质谱系统，包括从左到右依次设置的光电离光子源、电离室、离子聚焦组件、四极杆质量分析器和离子检测器；电离室用于存储待检测的气体分子；光电离光子源用于向电离室发射出光子，使得光子对电离室内的气体分子进行电离得到离子；离子聚焦组件的一端与电离室连通，离子聚焦组件用于对离子进行聚焦；四极杆质量分析器的入口与离子聚焦组件的另一端连通，四极杆质量分析器用于对离子进行筛选；离子检测器与四极杆质量分析器的出口连通。本发明实现了利用带有一定能量的光子来对挥发性小分子气体进行电离，并通过四极杆质量分析器来进行质量分析，避免了使用灯丝等耗材，延长了系统的使用寿命。

技术领域

本发明涉及质谱检测技术领域，尤其涉及一种光电离-四极杆质谱系统。

背景技术

质谱是研究物质基本组成、结构特征、物理和化学性质最基本的仪器之一，是生命科学、材料科学、食品安全、环境保护等领域的必备仪器，是现代分析仪器的核心。它本质是利用电场和/或磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测的一种波谱方法。通过测量离子的准确质量即可确定离子的化合物组成。它主要用于化合物的结构鉴定，它能提供化合物的分子量、元素组成以及官能团等结构信息。它分析范围广泛，适用于气体、液体和固体；它分析速度快、灵敏度高、样品用量小；它可以直接定性分析；借助各种分离手段，还可以对复杂化合物进行准确的定量分析。因为质谱的这些特点，它广泛应用于有机化学、生物学、地球化学、核工业、材料科学、环境科学、医学卫生、食品化学、石油化工等领域以及空间技术和公安工作等特种分析领域。

离子源是质谱仪中的关键部件，它的功能是将进样系统引入的气态样品分子电离成离子。样品分子的离子化是质谱分析的首要环节。离子源的性能对仪器的多项指标都有重大影响，能否对样品分子有效地电离将直接影响到可检测物质类型、检测限和灵敏度等重要指标。常见的离子源有与气相色谱(GC)联用的电子轰击电离源(EI)和化学电离源(CI)，与液相色谱(LC)联用的电喷雾电离源(ESI)、大气压化学电离源(APCI)、大气压光电离子源(APPI)，以及其他一些离子源，如紫外光电离源、基质辅助激光解吸附离子源(MALDI)、解吸附电喷雾离子源(DESI)、实时直接分析离子源(DART)等等。

对于挥发性小分子的检测，与GC联用的EI源应用最为广泛。EI源是利用贵金属丝，如钨丝、铼丝等，在金属丝上流过一定强度的电流，如1～3A，贵金属丝就会发热，然后溢出自由热电子。通过外加电场，给该自由热电子施加一定的能量，就可以用其来对气体分子进行电离。通常给电子施加70eV的能量。一般有机小分子的电离能为8～10eV，因此，70eV的电子通过与分子进行能量交换而让分子失去一个电子而带上正电，而该电子多余的电子能还可以使得该分子离子进一步碎裂，这样，经70eV电子电离出的离子，既有分子离子，也有碎片离子，所以，如果混合物一起进入质谱被EI源电离，则不同物质的碎片离子就有可能发生重叠现象，这就给定性和定量都带来了困难。此外，自由热电子的溢出还导致贵金属材料的消耗，从而影响系统的寿命。

发明内容

本发明提供一种光电离-四极杆质谱系统，用以解决现有技术中的小分子质谱检测系统存在不同物质的碎片离子可能发生重叠，难以定性和定量的对小分子进行质谱检测，且系统使用寿命较短等缺陷，实现了利用带有一定能量的光子来对挥发性小分子气体进行电离，并通过四极杆质量分析器来进行质量分析，避免了使用灯丝等耗材，延长了系统的使用寿命，可以应用于一些例如需要长期无人值守的工作条件下的特殊领域。

本发明提供一种光电离-四极杆质谱系统，包括从左到右依次设置的光电离光子源、电离室、离子聚焦组件、四极杆质量分析器和离子检测器；

所述电离室用于存储待检测的气体分子；

所述光电离光子源用于向所述电离室发射出光子，使得光子对电离室内的气体分子进行电离得到离子；

所述离子聚焦组件的一端与所述电离室连通，所述离子聚焦组件用于对离子进行聚焦；