一種基于四極桿射頻電場增強的真空紫外光電離和化學電離復合電離源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及質譜分析儀器，具體的說是一種基于四極桿射頻電場增強的真空紫外光電離和化學電離復合電離源。本發明在真空紫外光電離的基礎上，利用光電效應產生的光電子電離試劑氣體，試劑離子進而使樣品分子發生化學電離；通過四極桿射頻電場提高光電子引發的化學電離的電離效率，可提高檢測靈敏度；另外，通過化學電離可實現電離能高于真空紫外光子能量的樣品分子的軟電離，拓寬可電離化合物的范圍。
【背景技術】
[0002]電子轟擊電離源(EI)是一種成熟、有效的電離技術，它利用能量為70eV的電子去轟擊樣品分子，使其電離，得到特征譜圖，通過譜圖庫檢索進行定性分析。但是，70eV的電子與樣品分子碰撞電離時會產生大量的碎片離子，峰重疊導致質譜圖復雜，使譜圖解析困難，不利于樣品的快速、在線分析。真空紫外光能夠使電離能低于光子能量的樣品分子發生軟電離，產生分子離子，并且幾乎沒有碎片離子，適合于在線定性、定量分析。侯可勇[中國發明專利:200610011793.2]和鄭培超[中國發明專利:200810022557.X]將真空紫外光電離源與質譜結合，測得樣品質譜圖中只有樣品的分子離子峰，譜圖簡單，可根據相對分子質量和信號強度進行快速的定性、定量分析。
[0003]真空紫外光源使用的光窗材料限制了透過光的光子能量。目前，LiF光窗材料透過光的光子能量最高，為11.8eV,可對電離能低于11.8eV的化合物進行有效電離，而對電離能高于11.8eV的化合物則無能為力。為解決該問題，花磊[PCT:201010567193]采用真空紫外光源在試劑區利用光電子在靜電場下加速，電離試劑氣體，產生試劑離子；接著，試劑離子進入反應區，使樣品分子發生化學電離；該發明實現了真空紫外光電離和化學電離兩種軟電離方式的快速切換，拓寬了可電離化合物的范圍。然而，光電子在靜電場中直線運動，運動速度快，在電離區的停留時間短，不利于試劑離子強度的提高，使化學電離的靈敏度受限。
[0004]由此，本發明設計了一種基于四極桿射頻電場增強的真空紫外光電離和化學電離復合電離源，在真空紫外光電離的基礎上，真空紫外光照在金屬柵網上產生光電子，利用四極桿的射頻電場調制光電子振蕩、往復運動，提高光電子運動路程和在電離區中的停留時間，提高光電子引發的化學電離的電離效率，提高檢測靈敏度；并且，利用化學電離可實現電離能高于紫外光光子能量的化合物的軟電離。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種基于四極桿射頻電場增強的真空紫外光電離和化學電離復合電離源。
[0006]為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0007]—種基于四極桿射頻電場增強的真空紫外光電離和化學電離復合電離源，包括真空紫外光源、電離室腔體、兩個或兩個以上的傳輸電極、金屬柵網、四極桿和真空差分孔電極，于電離室腔體壁上設置有樣品氣毛細管接口、試劑氣毛細管接口、真空規接口和機械真空泵抽氣口；
[0008]傳輸電極置于電離室腔體內部，傳輸電極的軸向開有通孔，傳輸電極之間相互平行、間隔設置，通孔同軸；
[0009]于傳輸電極的通孔上方處的電離室腔體壁上設有紫外光入口，紫外光入口與通孔同軸；遠離紫外光入口的傳輸電極上貼有金屬柵網，真空紫外光源發出的紫外光從紫外光入口照射在金屬柵網上，通過光電效應產生光電子；
[0010]于傳輸電極的下方處設有四極桿，四極桿的軸線方向與傳輸電極的通孔同軸；
[0011]于四極桿的下方處設有真空差分孔電極，真空差分孔電極的孔與四極桿的軸線方向同軸；
[0012]在傳輸電極上施加有直流電壓；
[0013]在四極桿上施加有直流電壓和射頻電壓；
[0014]在真空差分孔電極上施加有直流電壓；
[0015]試劑氣毛細管和樣品氣毛細管分別通過電離室腔體壁上的試劑氣毛細管接口和樣品氣毛細管接口進入電離室內部；試劑氣毛細管和樣品氣毛細管的氣體出口位于傳輸電極與傳輸電極之間；試劑氣毛細管和樣品氣毛細管的氣體出口端垂直于紫外光束。
[0016]傳輸電極、四極桿與真空差分孔電極之間通過絕緣材料隔開，且同軸設置。
[0017]傳輸電極、四極桿與真空差分孔電極上施加的直流電壓沿紫外光入射方向依次降低。
[0018]于真空差分孔電極下方設有質量分析器；所述的質量分析器為飛行時間質量分析器、四級桿質量分析器、離子阱質量分析器、扇形磁場質量分析器或離子回旋共振質量分析器。
[0019]真空紫外光源為氣體放電燈光源、激光光源或同步輻射光源。
[0020]樣品通過樣品氣毛細管進樣；
[0021 ] 真空規接口與真空規相連，機械真空泵抽氣口經調節閥門與機械真空泵相連；電離室真空度通過機械真空泵和調節閥門控制，真空度維持在0.1Pa到100Pa之間。
[0022]真空紫外光源發出的紫外光從紫外光入口照射在金屬柵網上，通過光電效應產生光電子，光電子從四極桿的射頻電場中獲得能量，通過碰撞使試劑氣體電離，試劑離子使樣品分子發生化學電離，從而獲得真空紫外光電離和化學電離的復合電離源。
[0023]本發明的有益效果在于:本發明設計的復合電離源，在真空紫外光電離的基礎上，真空紫外光照在金屬柵網上產生光電子，利用四極桿的射頻電場調制光電子振蕩、往復運動，提高光電子運動路程和在電離區中的停留時間，提高光電子引發的化學電離的電離效率，提高檢測靈敏度；并且，利用化學電離可實現電離能高于紫外光光子能量的化合物的軟電離。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的基于四極桿射頻電場增強的真空紫外光電離和化學電離復合電離源的結構示意圖。
[0025]其中，1-真空紫外光源；2_電離室腔體；3-樣品氣毛細管；4-傳輸電極；5-金屬柵網；6-四極桿；7_真空差分孔電極；8_真空規；9_機械真空泵；10_調節閥門；11-試劑氣毛細管。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，一種基于四極桿射頻電場增強的真空紫外光電離和化學電離復合電離源，包括真空紫外光源1、電離室腔體2、兩個或兩個以上的傳輸電極4、金屬柵網5、四極桿6和真空差分孔電極7，于電離室腔體2壁上設置有樣品氣毛細管3接口、試劑氣毛細管11接口、真空規8接口和機械真