一种二阶质子转移反应离子源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种二阶质子转移反应离子源装置，包括漂移管，其前端设有电离源区，漂移管内腔靠近电离源区的部分设有一阶质子转移反应区，一阶质子转移反应区的后侧与带偏转结构腔体的左侧进样口相连，带偏转结构腔体的下侧设有二阶质子转移反应区；一阶质子转移反应区的前侧设有伸入漂移管内腔的第一引入管，带偏转结构的腔体上侧设有分子泵；偏转结构的主体是由四个偏转电极组成，二阶质子转移反应区的上侧设有伸入漂移管内腔的第二引入管。本实用新型专利技术所述的二阶质子转移反应离子源装置，使得质子转移反应具有选择性，可以排除一些干扰离子的影响，并有效地区分同分异构化合物。

A two order proton transfer reaction ion source device

The utility model provides a second-order proton transfer reaction ion source device, which comprises a drift tube with an ionization source region at the front end, a first-order proton transfer reaction region at the part of the drift tube cavity near the ionization source region, and a rear side of the first-order proton transfer reaction region connected with the left-side sample inlet with a deflection structure cavity with a deflection junction. The lower side of the cavity is provided with a second-order proton transfer reaction zone; the front side of the first-order proton transfer reaction zone is provided with a first inlet tube extending into the drift tube cavity; the upper side of the cavity with a deflection structure is provided with a molecular pump; the main body of the deflection structure is composed of four deflection electrodes; and the upper side of the second-order proton transfer reaction zone is provided with a drift tube extending into the drift tube. Second inner tube. The second-order proton transfer reaction ion source device of the utility model makes the proton transfer reaction selective, eliminates the influence of some interfering ions, and effectively distinguishes isomeric compounds.

【技术实现步骤摘要】
一种二阶质子转移反应离子源装置
本技术属于质谱电离源装置
，尤其是涉及一种带偏转的二阶质子转移反应离子源。
技术介绍
质子转移反应质谱(PTR-MS)广泛用于痕量挥发性有机化合物的快速和灵敏测定，电离源是质谱的关键组成部件之一。质子转移反应电离是一种化学电离，允许质子亲和势较大的化合物与反应离子发生质子转移反应，是一种典型的软电离方式。它通过电子电离的方式将引入的反应气体电离形成试剂离子，然后试剂离子与待测样品分子发生一系列的离子分子反应产生样品分子的准分子离子，然后经过质量分析器进行检测，因此可获得较少数目的质谱峰，能够更方便的确定分子量。对于空心阴极放电源来说，利用水蒸气辉光放电产生了水合氢离子(H3O+)，由于大多数VOCs的质子亲和势大于水，空气中的主要成分N2，O2和CO2等的质子亲和势小于水，因此，H3O+可以与大多数VOCs发生质子转移反应，而不与空气成分发生反应，通常被用作主要的反应试剂离子。水蒸气经过电离源区域，经放电产生H3O+离子，然后进入漂移管，在漂移管内与待测物在漂移扩散的过程中发生碰撞，H3O+(即质子供体)将质子转移给待测物(即质子接受体)，并使其离子化。反应如式(1)所示，其中R表示待测VOCs。H3O++R→H2O+RH+(1)上述反应原理保证了用PTR-MS测量空气中痕量VOCs时，不受空气中常规组分的干扰，且不需要对样品进行预处理。但是，传统的PTR-MS同样存在着一些局限性，例如：(1)PTR-MS的谱图以质荷比作为横坐标，但对于那些同分异构来说，形成的质谱峰重叠，无法进行区分；(2)PTR-MS在检测待测样品的VOCs成分时，会受到许多干扰成分的影响，谱峰分析更加复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种二阶质子转移反应离子源装置，以解决上述同分异构及其他成分对检测产生的干扰问题。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种二阶质子转移反应离子源装置，包括漂移管，其前端设有电离源区，漂移管设有三段腔体，靠近电离源区的腔体部分设有一阶质子转移反应区，一阶质子转移反应区的后侧的腔体部分设有离子偏转区，离子偏转区的下侧腔体部分设有二阶质子转移反应区；一阶质子转移反应区的前侧设有伸入漂移管内腔的第一引入管，二阶质子转移反应区的上侧设有伸入漂移管内腔的第二引入管。进一步，所述电离源区包括空心阴极放电区和置于空心阴极放电区后侧的短流动管区；空心阴极放电区与水蒸气源连通，短流动管区与机械泵连通。进一步，所述一阶质子转移反应区的末端和二阶质子转移反应区的末端均设有引出电极。进一步，所述离子偏转区的左端设有引入电极，下端设有引出电极；离子偏转区通过设于其上端的LF法兰接口与分子泵连接，离子偏转区的内部设有四个呈矩阵分布的扇形偏转电极。进一步，所述漂移管的末端设有质量检测区，质量检测区与漂移管之间设有分子泵。进一步，所述质量检测区包括四极杆质量分析器。进一步，所述电离源区与所述漂移管的连接部分、漂移管与所述质量检测区连接部分以及漂移管内部的三段腔体之间的连接部分均置于电场内。相对于现有技术，本技术所述的二阶质子转移反应离子源装置具有以下优势：本技术所述的二阶质子转移反应离子源装置，在漂移管内分设一阶质子转移反应区、离子偏转区和二阶质子转移反应区，使得反应物VOC1先与H3O+发生一阶质子转移反应；所产生的VOC1·H+离子在离子偏转区内电场的作用下发生偏转，其他中性分子不发生偏转被抽出漂移管腔体内；发生偏转的VOC1·H+离子替代现有技术中的H3O+与待测物VOC2进行二阶质子转移反应。相比于现有技术，使得质子转移反应可以选择性的检测指定化学物质；其次，通过二阶质子转移反应可以区分同分异构体；最后，通过二阶质子转移反应还可以排除团簇等较多干扰离子。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的二阶质子转移反应离子源装置的原理图；图2为本技术实施例所述的二阶质子转移反应离子源装置的在一阶质子转移反应区的质子转移反应示意图；图3为本技术实施例所述的二阶质子转移反应离子源装置的在离子偏转区的偏转示意图。图4为本技术实施例所述的二阶质子转移反应离子源装置的在二阶质子转移反应区的质子转移反应示意图。附图标记说明：1-空心阴极放电区；2-短流动管区；3-第一引入管；4-第二引入管；5-质量检测区；6-偏转电极；7-LF法兰接口；8-一阶质子转移反应区；9-离子偏转区；10-二阶质子转移反应区；11-机械泵。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图1，本技术提出一种二阶质子转移反应离子源装置，包括漂移管，其前端设有电离源区，漂移管设有三段腔体，靠近电离源区的腔体部分设有一阶质子转移反应区8，一阶质子转移反应区8的后侧的腔体部分设有离子偏转区9，离子偏转区9的下侧腔体部分设有二阶质子转移反应区10；一阶质子转移反应区8的前侧设有伸入漂移管内腔的第一引入管3，二阶质子转移反应区10的上侧设有伸入漂移管内腔的第二引入管4。上述电离源区包括空心阴极放电区1和置于空心阴极放电区1后侧的短流动管区2；空心阴极放电区1与水蒸气源连通，短流动管区2与机械泵11连通。上述一阶质子转移反应区8的末端和二阶质子转移反应区9的末端均设有引出电极。引出电极作为质子反应后，各离子束的引出通道。上述离子偏转区9的左端设有引入电极，下端设有引出电极；离子偏转区9通过设于其上端的LF法兰接口7与分子泵连接，离子偏转区9的内部设有四个呈矩阵分布的扇形偏转电极6。上述漂移管的后端设有质量检测区5，质量检测区5与漂移管之间设有分子泵。上述质量检测区5包括四极杆质量分析器。上述电离源区与上述漂移管的连接部分、漂移管与上述质量检测区5连接部分以及漂移管内部的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二阶质子转移反应离子源装置，其特征在于：包括漂移管，其前端设有电离源区，漂移管设有三段腔体，靠近电离源区的腔体部分设有一阶质子转移反应区(8)，一阶质子转移反应区(8)的后侧的腔体部分设有离子偏转区(9)，离子偏转区(9)的下侧腔体部分设有二阶质子转移反应区(10)；一阶质子转移反应区(8)的前侧设有伸入漂移管内腔的第一引入管(3)，二阶质子转移反应区(10)的上侧设有伸入漂移管内腔的第二引入管(4)。

【技术特征摘要】
1.一种二阶质子转移反应离子源装置，其特征在于：包括漂移管，其前端设有电离源区，漂移管设有三段腔体，靠近电离源区的腔体部分设有一阶质子转移反应区(8)，一阶质子转移反应区(8)的后侧的腔体部分设有离子偏转区(9)，离子偏转区(9)的下侧腔体部分设有二阶质子转移反应区(10)；一阶质子转移反应区(8)的前侧设有伸入漂移管内腔的第一引入管(3)，二阶质子转移反应区(10)的上侧设有伸入漂移管内腔的第二引入管(4)。2.根据权利要求1所述的二阶质子转移反应离子源装置，其特征在于：所述电离源区包括空心阴极放电区(1)和置于空心阴极放电区(1)后侧的短流动管区(2)；空心阴极放电区(1)与水蒸气源连通，短流动管区(2)与机械泵(11)连通。3.根据权利要求2所述的二阶质子转移反应离子源装置，其特征在于：所述一阶质子转移反应区(8)的末...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚美娟，孙运，张国辉，蒋学慧，汪曣，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12