[發明專利]一種射頻聚焦增強真空紫外光質譜電離源

有效

• 申請號: 201611019687.9
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN108091540B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 李海洋;蔣吉春;劉巍;王艷;吳稱心;周麗娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06;H01J49/42
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及質譜分析儀器，具體說是一種用于質譜分析的基于射頻分段四極桿聚焦增強的紫外光電離源，其具體結構包括，電離源腔體，真空紫外燈、推斥電極、氣體進樣管、分段四極桿以及差分電極。本電離源利用四極桿在中等氣壓下提高離子碰撞頻率，增強聚焦等性能，提高了離子的傳輸效率以及分子離子反應的幾率，實現了對真空紫外光電離源的電離效率的增強，能夠大大提高了儀器靈敏度。同時，引入分段的結構可以控制合適的軸向電場，控制反應速率以及解離能提高電離源的選擇性。

技術領域

本發明涉及質譜分析儀器，具體的說是一種射頻聚焦增強真空紫外光電離源。利用四極桿在中等氣壓下提高離子碰撞頻率，增強聚焦等性能，提高了離子的傳輸效率以及分子離子反應的幾率，實現了對真空紫外光電離源的電離效率的增強，能夠大大提高了儀器靈敏度。

背景技術

真空紫外燈電離源具有體積小，功耗低，靈敏度高，壽命長，譜圖簡單等優點，適合于復雜樣品分析及樣品的在線監測，過程監控等領域。真空紫外光能夠使電離能(IE)低于其光子能量的有機物分子發生軟電離，主要產生分子離子，幾乎沒有碎片離子，特別適合于快速的定性定量分析。

李等人(Anal.Chem.2011,83,5309–5316)采用真空紫外光電離源，通過逐漸提升電離區電壓提高分子數密度，靈敏度得到一定的提升，同時指出氣壓提升到50pa以上，信號強度開始衰減。究其原因是隨著氣壓增大電離區傳輸效率下降，導致靈敏度降低。

射頻四極桿傳輸技術具有非常優秀的聚焦性能，帶電離子交變四極場作用下與中性氣體反復碰撞，逐漸冷卻到四極桿軸心，大大提高離子的利用率以及傳輸效率。如果將其用在化學電離源中，還可以增加樣品與試劑離子的碰撞頻率，提高電離效率。但用于傳輸的射頻四極桿一般工作在0.1～10pa，難以滿足高氣壓的需求。分段四極桿，可以在每段電極上施加電壓，可以通過提高軸向電場，提高四極桿的工作氣壓，同時還可以通過調節軸向電場，控制反應速率以及解離能提高電離源的選擇性。

發明內容

本發明的目的在于利用四極桿在中等氣壓下提高離子碰撞頻率，增強聚焦等性能，提高了離子的傳輸效率以及分子離子反應的幾率，實現了對真空紫外光電離源的電離效率的增強，能夠大大提高了儀器靈敏度。同時，引入分段的結構可以控制合適的軸向電場，控制反應速率以及解離能提高電離源的選擇性。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

射頻聚焦增強真空紫外光質譜電離源，包括電離源腔體，真空紫外燈，離子推斥電極，氣體進樣管，分段四極桿，真空密封圈和差分電極；其特征在于：

真空紫外燈置于電離源腔體內部；沿真空紫外燈光線出射方向依次設置有離子推斥電極、分段四極桿和差分電極，離子推斥電極和差分電極均為中部設置有圓形通孔的平板結構，并且平行、通孔同軸放置；

真空紫外燈出射光線的光軸與離子推斥電極中部通孔同軸；氣體進樣管由電離源腔體外部穿過電離源腔體側壁進入電離源腔體內部，其出口面向離子推斥電極與分段四極桿之間的區域；

分段四極桿由分段電極及四根支撐柱組成，以真空紫外燈出射光線的光軸為對稱軸，四根支撐柱中心對稱均勻分布，分段電極為中部帶通孔的圓形平板，分段電極通過其上的通孔穿套于支撐柱上，每根支撐柱上至少穿套有2個以上的分段電極，它們之間平行、等間隔、同軸放置，每根支撐柱上的分段電極數量相同，四根支撐柱上相應的4個分段電極處于同一與離子推斥電極平行的平面上。

離子推斥電極為中部設有作為出光口的圓形通孔的平板結構，出光口直徑大小為1～10mm；差分電極為中部設有作為差分孔的圓形通孔的平板結構，差分孔直徑大小為0.5～5mm；離子推斥電極與差分電極之間的距離為20～200mm。

于離子推斥電極和差分電極上按照電壓從高到低的順序，依次加載不同的電壓V1、V2，沿真空紫外燈出射光線方向，在電離源內形成大小為1～50V/cm的離子傳輸電場。