本实用新型专利技术提出了一种质谱仪及其离子化装置，用于离子化样品分子，离子化装置包括原子化器及微波等离子体发射器，原子化器接收样品分子并使其原子化，微波等离子体发射器用于射出微波等离子体，并通过微波等离子体使原子化的样品分子离子化。本实用新型专利技术将高温原子化方式与微波等离子体方式结合起来，实现了样品的原子化及离子化，巧妙弥补了原有微波等离子光源能量不足的缺陷，提高了质谱仪的灵敏度。其中，原子化器产生的高温具有较大的能量，可使大部分样品被原子化，并得到样品的金属基态原子。有效弥补了微波等离子体光源能量较弱，电离度较低的缺点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提出了一种质谱仪及其离子化装置，用于离子化样品分子，离子化装置包括原子化器及微波等离子体发射器，原子化器接收样品分子并使其原子化，微波等离子体发射器用于射出微波等离子体，并通过微波等离子体使原子化的样品分子离子化。本技术将高温原子化方式与微波等离子体方式结合起来，实现了样品的原子化及离子化，巧妙弥补了原有微波等离子光源能量不足的缺陷，提高了质谱仪的灵敏度。其中，原子化器产生的高温具有较大的能量，可使大部分样品被原子化，并得到样品的金属基态原子。有效弥补了微波等离子体光源能量较弱，电离度较低的缺点。【专利说明】质谱仪及其离子化装置
本技术涉及光谱仪器
，尤其涉及一种质谱仪及其离子化装置。
技术介绍
原子光谱法一直是人们进行元素成份分析的最主要手段。特别是具有优良原子化 和激发性能的ICP光源（功率在500瓦到5000瓦之间）出现之后。ICP光谱法成为发射光 谱分析的主导方法。对于超痕量分析，ICP质谱法占有明显的优势。 另外一种与ICP同时发展起来的微波等离子体（MWP)光源也得到了较为广泛的应 用。但该种方法所使用的微波能量较弱。在进样的时候，样品一般是通过雾化器形成气溶 胶送进微波等离子体源中，这种进样方式与火焰原子吸收的进样方式是非常相似的。所不 同的是，因为微波无法提供足够的能量与功率，所以大部分微波的功率都会被样品溶剂所 吸收，真正起到电离效果的微波能量是很小的一部分，导致对样品的电离能力减弱，引起质 谱分析的离子流强度减弱，影响整机的灵敏度。 因此，提供一种具有较高微波能量的微波等离子体质谱方法或微波等离子体光 源，以克服微波等离子体光源能量（大概是150瓦左右）偏弱的缺点，已成为本行业内亟待 解决的一大技术问题。
技术实现思路
本技术要解决现有技术中微波等离子体质谱方法的微波能量较弱的技术问 题。 为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案： 本技术提出一种离子化装置，用于离子化样品分子，其中，所述离子化装置包 括原子化器及微波等离子体发射器，所述原子化器接收所述样品分子并使其原子化，所述 微波等离子体发射器用于射出微波等离子体，并通过所述微波等离子体使原子化的样品分 子离子化。 根据本技术的一实施方式，所述原子化器为火焰原子化器，所述火焰原子化 器通过燃烧气体的燃烧产生扁平状的火焰区域并使所述样品分子原子化。 根据另一实施方式，所述微波等离子体的射出方向垂直于所述火焰区域的平面。 根据另一实施方式，所述原子化器为石墨炉原子化器，包括炉体、设于所述炉体内 部可穿过光线的石墨管、设于所述炉体上端的进样窗及开设于所述炉体两侧端部的开孔， 所述样品分子通过进样窗进入石墨管，所述石墨管高温原子化所述样品分子，所述微波等 离子体穿过所述开孔射入所述石墨管以离子化所述样品分子。 根据另一实施方式，所述微波等离子体的射出方向垂直于所述石墨管中的光线射 入方向。 根据另一实施方式，所述微波等离子体发射器发出的微波等离子体为氩等离子 体。 为了解决上述技术问题，本技术提出的技术方案还包括：提出一种质谱仪，包 括样品源、离子化装置、质量分析器及检测器，其中，所述离子化装置为所述的离子化装置， 所述样品源放出样品分子，所述离子化装置对所述样品分子原子化和离子化，离子化的样 品离子进入所述质量分析器按质荷比分开后进入所述检测器。 由上述技术方案可知，本技术提出的质谱仪及其离子化装置在微波等离子体 技术的基础上引进了原子化的方法，将高温原子化方式与微波等离子体方式结合起来，实 现了样品的原子化及离子化，巧妙弥补了原有微波等离子光源能量不足的缺陷，提高了质 谱仪的灵敏度。其中，原子化器产生的高温具有较大的能量，可使大部分样品被原子化，并 得到样品的金属基态原子。有效弥补了微波等离子体光源能量较弱，电离度较低的缺点。微 波等离子体发射器发出的微波等离子体可以使样品被离子化进而由质量分析器对被离子 化的样品进行质量分析。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术提出的离子化装置的第一实施方式的结构示意图； 图2是本技术提出的离子化装置的第一实施方式的工作流程框图； 图3是本技术提出的离子化装置的第二实施方式的结构示意图； 图4是本技术提出的质谱仪的工作流程框图。 其中，附图标记说明如下： 1.原子化器；2.微波等离子体发射器；3.火焰原子化器；30.燃烧器；31.火焰区 域；32.雾化器；33.雾化室；4.石墨炉原子化器；40.炉体；41.进样窗；42.开孔；5.样品 源；6.质量分析器；7.检测器。 【具体实施方式】 体现本技术特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的 是本技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本技术的范围，且 其中的说明及图示在本质上是作说明之用，而非用以限制本技术。 本技术提出一种质谱仪以及组成该质谱仪的离子化装置，即一种结合原子化 器与微波等离子体技术的质谱仪器。 由于微波等离子体的电离度（离子个数占全部原子离子总数的比值）较低，无法 达到ICP方法的电离效果。ICP方法可以通过saha方程进行估算，其可产生接近1%的电 离度，使离子浓度达到较高水平，可以被认为是热等离子体。而微波等离子体的电离度较 低，例如，微波所产生的氩气火焰的温度在2000°C左右，根据原子物理学中的玻尔兹曼统计 分布公式，得出在这个温度下电离电离能在llev的氩气的概率较低。因此现有的微波等离 子体光源对一般的金属原子的电离度在万分之一以下，无法满足使用要求。 为了解决微波等离子体光源能量较低的问题，并提高其电离度，本技术提供 以下的实施方式，主要可概括为将原子化方式特别是高温原子化方式与微波等离子体方式 结合起来，以实现"样品一原子化一离子化"的方式。 离子化装置实施方式1 如图1所示，本技术提出一种离子化装置，用于将样品分子离子化。其主要包 括原子化器1及微波等离子体发射器2。原子化器1主要用于接收样品分子并使其原子 化。微波等离子体发射器2主要用于射出微波等离子体，并通过微波等离子体使原子化的 样品分子离子化。在本实施方式中，该微波等离子体发射器2设于该原子化器1的一侧。 如图1和图2所示，在本实施方式中，该原子化器1为火焰原子化器3并可选用传 统结构。该火焰原子化器3通过燃烧气体产生平面状的高温火焰并使样品分子原子化。其 主要包括依次连接的雾化器32、雾化室33及燃烧器30。 此外，如图1所示，微波等离子体发射器2设于该火焰原子化器3的一侧，且微波 等离子体的射出方向垂直于高温火焰的近似平面。 如图1所示，在本实施方式中，该微波等离子体发射器2可选用传统结构，其发射 出的微波等离子体可选用氩等离子体。由于氩等离子体中含有氩离子，其电子亲和势为 15. 76V，可以较容易地从金属原子中抢走一个核外电子，使整个金属原子被离子化。 如图2所示，在工作过程中，样品分子进入雾化器32并由该雾化器32进行雾化， 进而成为气溶胶状态。气溶胶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子化装置，用于离子化样品分子，其特征在于，所述离子化装置包括： 原子化器(1)，接收所述样品分子并使其原子化；及 微波等离子体发射器(2)，用于射出微波等离子体，并通过所述微波等离子体使原子化的样品分子离子化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田禾，孙金龙，张小华，张华，刘晓超，
申请(专利权)人：北京普析通用仪器有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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