本發(fā)明涉及質(zhì)譜檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及用于耦合大氣壓接口軌道阱質(zhì)譜的復(fù)合離子源裝置。

背景技術(shù)：

1、離子源是質(zhì)譜儀的核心部分，用于將中性分子轉(zhuǎn)化為離子，是質(zhì)譜分析的首要環(huán)節(jié)，關(guān)乎到整個(gè)質(zhì)譜儀系統(tǒng)的靈敏度、可分析范圍、穩(wěn)定性和分析的準(zhǔn)確度等。大氣壓離子源（api）是一種在大氣壓條件下使樣品分子電離的技術(shù)?，F(xiàn)有的耦合大氣壓接口質(zhì)譜的離子源主要以化學(xué)電離（ci）源為主。然而，化學(xué)電離（ci）方法的在線(xiàn)質(zhì)譜通常基于某一種特定反應(yīng)離子，通過(guò)離子反應(yīng)劑與待測(cè)物發(fā)生離子-分子反應(yīng)，生成加合離子，使待測(cè)物荷電，能檢測(cè)的物質(zhì)受離子親和勢(shì)的限制，具有較強(qiáng)的選擇性，只能測(cè)量特定種類(lèi)的化合物?；瘜W(xué)電離（ci）通常對(duì)極性物質(zhì)的適用性較好，能夠有效電離并提供完整的分子信息，但對(duì)非極性或弱極性物質(zhì)的適用性較差，電離效率較低。

2、相比之下，另一種軟電離技術(shù)-光電離，根據(jù)光子能量是否超過(guò)待測(cè)物電離能而判斷是否被電離，是一種廣譜性的電離方式。光電離質(zhì)譜通常使用激發(fā)氪氣產(chǎn)生的真空紫外光電離待測(cè)物，光子能量約為10ev，除個(gè)別電離能高于10ev的含3個(gè)碳以下的小分子有機(jī)物以外，對(duì)絕大多數(shù)極性和非極性有機(jī)物具有廣泛適用性。此外，該離子化形式還具有分子離子產(chǎn)率高、碎片少、質(zhì)譜解釋簡(jiǎn)單、線(xiàn)性動(dòng)態(tài)范圍寬、對(duì)基質(zhì)組分的耐受性好等眾多其他優(yōu)點(diǎn)。

3、光誘導(dǎo)締合電離（pai）是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種新的電離途徑。締合電離通過(guò)中性分子（激發(fā)或不激發(fā)）間的碰撞產(chǎn)生離子，并涉及新鍵的生成，本質(zhì)上既不屬于直接光電離，也不屬化學(xué)電離或摻雜劑輔助光電離（即使用試劑離子，通過(guò)離子-分子反應(yīng)使待測(cè)物荷電），其離子化效率與直接光電離相比可提高幾十倍乃至上千倍。該過(guò)程同時(shí)利用光能和生成新鍵的化學(xué)能使待測(cè)物荷電，因此不受待測(cè)物電離能和離子親和勢(shì)（如質(zhì)子親和勢(shì)）的限制，對(duì)弱極性到強(qiáng)極性的有機(jī)物具有廣譜適用性。同時(shí)，得到的質(zhì)譜圖簡(jiǎn)潔清晰，在達(dá)到高靈敏度的同時(shí)易獲得較低的檢出限。

4、可見(jiàn)，如果將這兩種電離技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同極性、電離能以及離子親和勢(shì)的有機(jī)組分的高效電離，擴(kuò)寬現(xiàn)有大氣壓離子源的檢測(cè)對(duì)象范圍，但是目前還沒(méi)有關(guān)于這兩種離子源相結(jié)合的復(fù)合離子源的相關(guān)報(bào)道，也沒(méi)有光誘導(dǎo)締合電離方式與大氣壓接口質(zhì)譜聯(lián)用的裝置與設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供用于耦合大氣壓接口軌道阱質(zhì)譜的復(fù)合離子源裝置，將光電離與光誘導(dǎo)締合電離兩種電離技術(shù)進(jìn)行融合，基于高通量射頻真空紫外光源，通過(guò)在電離區(qū)加或不加氣態(tài)ch2cl2切換光誘導(dǎo)締合電離和光電離模式，使得復(fù)雜混合物中不同極性、電離能以及離子親和勢(shì)的有機(jī)組分都能得到高效電離，并通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與具有大氣壓接口的高分辨軌道阱質(zhì)譜耦合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜有機(jī)組分檢測(cè)范圍的拓寬，提高對(duì)低豐度或高分子量有機(jī)組分的分辨能力和檢測(cè)靈敏度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了用于耦合大氣壓接口軌道阱質(zhì)譜的復(fù)合離子源裝置，包括光電離/光誘導(dǎo)締合電離離子化及離子傳輸機(jī)構(gòu)、氣體進(jìn)樣機(jī)構(gòu)、高通量射頻真空紫外光源機(jī)構(gòu)和離子源與質(zhì)譜接口機(jī)構(gòu)，氣體進(jìn)樣機(jī)構(gòu)與光電離/光誘導(dǎo)締合電離離子化及離子傳輸機(jī)構(gòu)固定連接，高通量射頻真空紫外光源機(jī)構(gòu)與光電離/光誘導(dǎo)締合電離離子化及離子傳輸機(jī)構(gòu)固定連接，離子源與質(zhì)譜接口機(jī)構(gòu)與光電離/光誘導(dǎo)締合電離離子化及離子傳輸機(jī)構(gòu)固定連接。

3、優(yōu)選的，光電離/光誘導(dǎo)締合電離離子化及離子傳輸機(jī)構(gòu)包括離子源腔體外殼、金屬柵網(wǎng)、電離器、離子聚焦引入電極、離子源抽氣管，電離器與氣體進(jìn)樣機(jī)構(gòu)密封連接，連接處設(shè)金屬柵網(wǎng)，電離器、離子聚焦引入電極位于離子源腔體外殼內(nèi)，離子源腔體外殼上部和下部對(duì)稱(chēng)設(shè)置有離子源抽氣管。

4、優(yōu)選的，氣體進(jìn)樣機(jī)構(gòu)包括樣品氣進(jìn)樣管和鞘氣進(jìn)樣管，樣品氣進(jìn)樣管和鞘氣進(jìn)樣管均為不銹鋼管，鞘氣進(jìn)樣管的徑向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)引入鞘氣，樣品氣進(jìn)樣管位于鞘氣進(jìn)樣管內(nèi)部，且與鞘氣進(jìn)樣管同軸設(shè)置。

5、優(yōu)選的，鞘氣進(jìn)樣管內(nèi)通入的氣體為0.01%~10%的ch2cl2，輔助氣體為n2或he。

6、優(yōu)選的，高通量射頻真空紫外光源機(jī)構(gòu)包括放電氣體流動(dòng)腔、放電氣體進(jìn)氣管、放電氣體出氣管、射頻激發(fā)線(xiàn)圈、射頻電源、密封圈、氟化鎂透鏡、放電氣體流動(dòng)腔密封蓋和氟化鎂透鏡密封蓋，放電氣體進(jìn)氣管和放電氣體出氣管位于放電氣體流動(dòng)腔的上端，呈t型分布，放電氣體流動(dòng)腔外壁下方纏繞有射頻激發(fā)線(xiàn)圈，射頻激發(fā)線(xiàn)圈一端連接射頻電源，其另一端接地，放電氣體流動(dòng)腔底端通過(guò)同軸安裝的密封圈與氟化鎂透鏡出光口密封連接，密封圈外固定設(shè)有密封蓋。

7、優(yōu)選的，放電氣體流動(dòng)腔為圓筒形石英燈管。

8、優(yōu)選的，氟化鎂透鏡出光口與電離器密封連接，其出光方向與樣品氣進(jìn)樣管方向垂直。

9、優(yōu)選的，離子源與質(zhì)譜接口機(jī)構(gòu)包括質(zhì)譜采樣錐、軌道阱質(zhì)譜進(jìn)樣口和電路接口，質(zhì)譜采樣錐與離子源腔體外殼密封連接，質(zhì)譜采樣錐處設(shè)有軌道阱質(zhì)譜進(jìn)樣口，且軌道阱質(zhì)譜進(jìn)樣口與質(zhì)譜采樣錐之間留有通道，通道內(nèi)有采樣保護(hù)氣通過(guò)，電路接口內(nèi)嵌于軌道阱質(zhì)譜進(jìn)樣口上方的腔體外殼，用于使軌道阱質(zhì)譜識(shí)別離子信號(hào)，并通過(guò)軌道阱質(zhì)譜為質(zhì)譜提供所需電極電壓和采樣保護(hù)氣。

10、優(yōu)選的，離子聚焦引入電極為中空的圓形不銹鋼板，其與電離器出口的圓孔、質(zhì)譜采樣錐同軸絕緣安裝。

11、優(yōu)選的，質(zhì)譜采樣錐與樣品氣進(jìn)樣管同軸安裝。

12、本發(fā)明的原理為：使用pai技術(shù)通過(guò)氣態(tài)ch2cl2吸收vuv光產(chǎn)生激發(fā)態(tài)，誘導(dǎo)載氣中痕量的h2o分子將其質(zhì)子轉(zhuǎn)移給分析物，使分析物高效質(zhì)子化（，m代表待測(cè)物分子）。

13、因此，本發(fā)明采用上述用于耦合大氣壓接口軌道阱質(zhì)譜的復(fù)合離子源裝置，具有以下有益效果：

14、（1）本發(fā)明提供的復(fù)合離子源裝置可利用真空紫外光電離和光誘導(dǎo)締合電離兩種電離模式，對(duì)極性和非極性物質(zhì)具有廣泛適用性，不受待測(cè)物電離能和離子親和勢(shì)（如質(zhì)子親和勢(shì)）的限制，并通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與具有大氣壓接口的高分辨軌道阱質(zhì)譜耦合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜有機(jī)組分檢測(cè)范圍的拓寬，提高對(duì)低豐度或高分子量有機(jī)組分的分辨能力和檢測(cè)靈敏度。

15、（2）本發(fā)明中能穩(wěn)定產(chǎn)生高通量光子的射頻真空紫外燈可輸出高達(dá)約1015photon/s的光子通量，有效解決了目前商品化的真空紫外燈光通量較少（約1011photon/s）、光強(qiáng)隨時(shí)間衰減的問(wèn)題，同時(shí)，由于光源的高通量，所需的ch2cl2反應(yīng)氣體用量可大幅減少。

16、（3）本發(fā)明通過(guò)巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使真空紫外光輻照在具有相同電勢(shì)的無(wú)場(chǎng)電離器內(nèi)部，避免真空紫外光照射金屬產(chǎn)生的光電子被電場(chǎng)加速造成反應(yīng)氣體或背景氣體的電子電離，并以電離器整體作為推斥電極與離子聚焦引入電極形成聚焦電場(chǎng)牽引離子，該設(shè)計(jì)與其它離子源設(shè)計(jì)具有顯著不同，是適用于光誘導(dǎo)締合電離方法的獨(dú)特設(shè)計(jì)；另外，真空紫外光照射方向與離子傳輸方向垂直，避免真空紫外光通過(guò)電離器出口照射在離子傳輸系統(tǒng)的金屬電極上，產(chǎn)生光電子，被電場(chǎng)加速造成反應(yīng)氣體或背景氣體的電子電離。

17、（4）整套離子源裝置體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊，與高分辨軌道阱質(zhì)譜聯(lián)用后不僅可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜有機(jī)組分檢測(cè)范圍的拓寬，還能提高對(duì)低豐度或高分子量有機(jī)組分的物種識(shí)別能力和檢測(cè)靈敏度，在過(guò)程監(jiān)控和環(huán)境污染的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

18、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。