脉冲式光电离装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种脉冲式光电离装置，其包括：用于提供光源的光源装置；用于输出调制脉冲以使所述光源装置输出经过调制的光源的调制装置；以及光子分子反应器，用于基于所述光源装置所提供的光源使所引入的气体分子发生电离。本发明专利技术的优点包括：能有效减少光源工作时间，延长光源寿命，降低透镜污染；此外，本发明专利技术结构简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电离领域，特别是涉及一种脉冲式光电离装置。
技术介绍
质谱仪是对分子结构分析最精确的方法之一，通常用来对未知物进行定性分析和对混合物中已知组分进行定量检测。离子源是质谱的关键技术，最常用的经典是电子轰击源(electron ionization/electron impact ionization)，其米用高倉泛电子束轰击样品，从而使样品发生电离产生电子和分子离子，原理如下:M+e — M++2eM+继续受到电子轰击而引起化学键的断裂或分子重排，瞬间产生多种碎片离子。EI源的使用及其广泛，电离效率高，谱库最完整。然而由于EI源使用的电子能量很高，谱图中碎片峰较多，分子离子峰强度很弱，并且受到其他样品碎片峰的干扰，谱图复杂，对于混合未知物的解谱非常困难。为了解决上述问题，产生了以下一系列的真空内软电离(soft ionization)方法:1、化学电离源(Cl, chemical ionization):样品分子在承受电子轰击前,被一种反应气(通常是甲烷等)稀释，因此样品分子与电子的碰撞几率极小，所生成的样品分子离子主要由反应气分子电离产生。Cl源的电离能小，产生的质谱峰数目少，能够提供很强的分子离子峰，可以方便的确定分子量。但是Cl源产生的碎片离子和反应的温度、离子源压力、反应气等因素有关，没有标准谱不具有可比性，并且对真空系统消耗较大。2、利用质子·转移反应(PTR, proton transfer reaction)也可以产生较完整的分子离子峰，特别对小分子有机物有突出效果。其缺点是，装置复杂，真空消耗大。3、为了弥补上述真空内软电离的缺点，发展了光离子化技术。光离子化与EI源的装置很类似，只是电子束被2.5 20eV紫外光子所代替，它可以使电离能小于光子能量的样品分子得到电离。光离子化的反应机理为:M+hv — M++e光离子化既可以得到分子离子峰，又能得到离子分子反应产物，以及少数碎片离子峰，对未知物的鉴定有重要意义。光离子化可以分为大气压光离子化(APPI)和真空紫外光离子化(VUVPI)。现有方法使用的是真空紫外灯(如氘灯)、稀有气体激发的EBEL灯、连续紫外激光直接照射；但是，部分有机物会在紫外光的照射下发生自聚合反应，在光路的透镜上形成聚合物薄膜，从而导致光路的效率急剧下降，使得电离强度在数百小时候就下降1/2以上，不能满足在线监测以及临床应用的基本要求。此外，气体放电灯的寿命很短，仅2000 3000小时。因此，PI源很少有成功的商品化实例。有多种方式可以避免光路效率的下降。如在每一片透镜处增加高纯度惰性气体以保护镜面，但是这样会极大的增加真空系统的负担。经常的更换透镜或抛光透镜，可以去除透镜表面的聚合物，但这样会增加维护成本，减少连续使用时间。因此，迫切需要一种成本低、透镜污染小的光电离装置。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种寿命长、成本低、且透镜污染小的脉冲式光电离装置。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种脉冲式光电离装置，其至少包括:用于提供光源的光源装置；用于输出调制脉冲以使所述光源装置输出经过调制的光源的调制装置；以及光子分子反应器，用于基于所述光源装置所提供的光源使所引入的气体分子发生电离。优选地，所述光源装置包括:气体放电灯、激光二极管、LED灯等，更为优选地，所述光源装置包括150 400nm的紫外LED灯。优选地，所述光子分子反应器包括:线性离子阱、3D离子阱、射频多极杆、或圆筒状电极等。如上所述，本专利技术的脉冲式光电离装置基于脉冲来调制光源装置所产生的光源，由此可有效减少光源工作时间，延长光源寿命，降低透镜污染:且本专利技术的脉冲式光电离装置结构简单，成本低。附图说明 图1显示为本专利技术的脉冲式光电离装置示意图。图2a及2b显示为本专利技术的脉冲式光电离装置的实施例一示意图。图3显示为本专利技术的脉冲式光电离装置的实施例二示意图。图4显示为本专利技术的脉冲式光电离装置的实施例三示意图。元件标号说明I脉冲式光电离装置11光源装置12调制装置13光子分子反应器21LED 灯22入端盖23出端盖24环电极25检测器31LED 灯电源32LED 灯33射频八极杆34石英毛细管41电源42激光二极管43线性离子阱44端盖电极具体实施例方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图所示，本专利技术提供一种脉冲式光电离装置，所述脉冲式光电离装置I包括:光源装置11、调制装置12及光子分子反应器13。所述光源装置11用于提供光源，优选地，其提供波长是IOOnm 3000nm的光源。具体地，所述光源装置11包括但不限于气体放电灯、激光二极管、LED灯等；其中，所述气体放电灯包括但不限于:真空紫外灯、阴极灯、氘灯、氪灯等；所述LED灯优选为150 400nm的紫外LED灯。所述调制装置12用于输出调制脉冲以使所述光源装置11输出经过调制的光源，优选地，所述调制装置12通过控制所述光源装置11的电源的输出功率来调制其输出的光源。具体地，所述调制装置12采用脉冲信号来所述光源装置11的电源脉冲式工作输出，优选地，所述调制装置12的工作频率为0.05 100Hz，每次工作时间为IOus 1000ms。其输出的脉冲信号可以是脉冲串，即在同一次工作中，可以有多个子脉冲，所述脉冲或子脉冲不必是标准的矩形波或方波等，也可包含充放电等产生的具有斜率的上升沿或下降沿。所述光子分子 反应器13用于基于所述光源装置11所提供的光源使所引入的气体分子发生电离。优选地，所述光子分子反应器13包括但不限于:线性离子阱、3D离子阱、射频多极杆、圆筒状电极等；其中，所述线性离子阱能提供气体分子与光子束最多的反应机会；所述3D离子阱包括双曲面3D离子阱或平面3D离子阱等。以下将通过具体实施例来详述本专利技术的脉冲式光电离装置:实施例一:如图2a所示，本实施例的脉冲式光电离装置的光源装置11采用215nm 0.2W的LED灯21 ;调制装置12采用TTL信号控制电路来将LED灯21电源调制在IHz，发光时间为连续两个子脉冲，长度分别为50ms，输出电压为50kHz3000Vpp的中频，如图2b所示；光子分子反应器13采用双曲面三维离子阱，其配置有入端盖22、出端盖23和环电极24，离子进入检测器25进行质谱分析。实施例二:如图3所示，本实施例的脉冲式光电离装置11采用365nm IOff的UV-LED灯32 ；调制装置采用时钟电路，其周期为2Hz，发光时间优化为10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲式光电离装置，其特征在于，所述脉冲式光电离装置至少包括：用于提供光源的光源装置；用于输出调制脉冲以使所述光源装置输出经过调制的光源的调制装置；光子分子反应器，用于基于所述光源装置所提供的光源使所引入的气体分子发生电离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国宾，杨芃原，
申请(专利权)人：上海华质生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：