[發(fā)明專利]一種激光解吸和電離的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110304947.8
• 申請(qǐng)日: 2011-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102445489A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杭緯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門(mén)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/64
• 分類號(hào): G01N27/64
• 代理公司: 廈門(mén)南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)化合物的檢測(cè)，尤其是涉及一種有機(jī)化合物的激光解吸和電離的方法。

背景技術(shù)

常規(guī)的有機(jī)化合物的檢測(cè)方法主要有光譜分析法和質(zhì)譜分析法等。其中，光譜分析法是化學(xué)檢測(cè)中一種最基礎(chǔ)的研究手段，它又包括紅外光譜法、拉曼光譜法以及紫外可見(jiàn)吸收光譜法。光譜分析技術(shù)作為早期研究有機(jī)化合物的主要手段在這一領(lǐng)域中被廣泛使用，然而，光譜分析法在指向性和特異性上的表現(xiàn)并未讓人滿意，這也限制了它在物質(zhì)鑒定中的應(yīng)用。當(dāng)對(duì)未知樣品進(jìn)行分析時(shí)，它只適合作為一種輔助手段來(lái)提供更多的分子結(jié)構(gòu)信息，而真正定性的工作一般由其它的技術(shù)來(lái)完成。

在化學(xué)分析領(lǐng)域，質(zhì)譜技術(shù)在分子鑒定方面一直具有無(wú)可取代的地位，現(xiàn)代高分辨質(zhì)譜儀以及串級(jí)質(zhì)譜技術(shù)的使用更是顯著提高了質(zhì)譜技術(shù)的檢測(cè)能力。在質(zhì)譜分析中，對(duì)樣品的離子化過(guò)程是檢測(cè)的基礎(chǔ)，因此離子源是質(zhì)譜儀的重要組成部分，它的優(yōu)劣在一定程度上決定了整套質(zhì)譜系統(tǒng)的性能以及應(yīng)用范圍。在對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行質(zhì)譜分析時(shí)，常用的電離技術(shù)包括電子轟擊、激光解吸電離、基質(zhì)輔助激光解吸電離和電噴霧電離等。這些技術(shù)可以對(duì)固體或是溶液樣品進(jìn)行電離，但對(duì)樣品前處理方法的依賴造成了它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中存在一些局限性，尤其是在碰到一些難溶、熱不穩(wěn)定和對(duì)空氣敏感的樣品時(shí)就很難進(jìn)行電離分析。高能激光電離質(zhì)譜儀是一種新型多功能的固體分析檢測(cè)工具，它在無(wú)機(jī)分析，尤其是元素定性、定量分析方面具有突出的性能，但在有機(jī)分析方面的應(yīng)用研究還未見(jiàn)報(bào)道。

中國(guó)專利CN1136971公開(kāi)一種含鹵素、磷、硫和/或金屬元素的有機(jī)化合物的處理方法，為處理在原子鍵上除了碳、氫和氧元素外，還包括鹵素、磷、硫和/或金屬元素的危險(xiǎn)或有毒有機(jī)化合物，提出了使該有機(jī)化合物電離，緊接著進(jìn)行電滲析的方法，此離子態(tài)的最終反應(yīng)產(chǎn)物可容易操作，并且可毫無(wú)問(wèn)題地進(jìn)一步使用或以填埋或焚燒方式處理。在電離輻射作用下發(fā)生電離。該發(fā)明方法特別適合處理含鹵素的芳族化合物如各種農(nóng)藥。

中國(guó)專利CN1035358公開(kāi)一種有機(jī)化合物色譜分析方法，將與表面電離檢測(cè)器(9)密封連在一起的色譜柱(7)中被分析氣體進(jìn)行色譜分離，然后讓被分析氣體一分離混合物組分和輔助氣體一起彼此單獨(dú)地在一個(gè)方向上通過(guò)表面電離檢測(cè)器(9)，隨后再將它們?cè)谥苯涌拷砻骐婋x檢測(cè)器(9)熱發(fā)射電極(11)的電離表面處進(jìn)行混合，而且分離的混合物組分與輔助氣體的混合是按一定量實(shí)現(xiàn)的，借以保證在其工作溫度下檢測(cè)器(9)熱發(fā)射極(11)的表面電離系數(shù)不變。然后測(cè)量集電極(10)上的離子電流，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)被分析混合物各個(gè)組分進(jìn)行定性和定量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供有機(jī)化合物的一種激光解吸和電離的方法。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)采用激光光源照射樣品表面，形成彈坑，彈坑周?chē)挠袡C(jī)化合物分子發(fā)生熱脫附現(xiàn)象，有機(jī)化合物分子被解吸成為氣態(tài)分子；

在步驟1)中，所述激光光源的波長(zhǎng)可為157～1100nm，脈寬可為100fs～100ns，脈沖能量可為1μJ～1000mJ，脈沖頻率可為1Hz～1MHz，所述激光光源照射的光束直徑可為1～10mm；所述激光光源照射到樣品表面的功率密度可為10⁸～10¹²W/cm²，所述激光光源照射的光束與樣品表面的夾角可為1°～179°；所述樣品可以是有機(jī)固體樣品、有機(jī)粉末樣品、有機(jī)或無(wú)機(jī)包裹有機(jī)核顆粒、有機(jī)液體殘?jiān)⒂袡C(jī)氣體沉積物、氣溶膠沉積物等；采用激光光源照射樣品表面，形成彈坑，彈坑周?chē)挠袡C(jī)化合物分子由于受到激光產(chǎn)生熱量向彈坑周?chē)鷶U(kuò)散的影響而發(fā)生熱脫附現(xiàn)象，大量的分子被解吸成為氣態(tài)分子。

2)被解吸的分子與激光產(chǎn)生的高能電子或質(zhì)子之間發(fā)生碰撞，使被解吸的分子發(fā)生電離，從而形成自由基形態(tài)分子離子、質(zhì)子化的分子離子、碎片離子等；

在步驟2)中，所述解吸和電離可發(fā)生在高、中、低真空中，可發(fā)生在常壓氣壓中，也可發(fā)生在背景氣體輔助的氛圍中，輔助氣體可以是氦氣、氬氣、氮?dú)夂桶睔獾葰怏w，其壓力為10^-6Pa-10⁶Pa；被解吸的分子與激光產(chǎn)生的高能電子或質(zhì)子之間發(fā)生碰撞，這一碰撞過(guò)程導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)移和電荷轉(zhuǎn)移會(huì)使這些分子發(fā)生電離，從而形成自由基形態(tài)分子離子、質(zhì)子化的分子離子、碎片離子等。

3)通過(guò)質(zhì)量分析器對(duì)步驟2)所形成的自由基形態(tài)分子離子、質(zhì)子化的分子離子、碎片離子等進(jìn)行分析。