一种离子源及质谱系统

本发明属于分析检测，具体涉及一种离子源及质谱系统。

背景技术：

1、分析仪器的发展是现代科学和经济发展的重要基础和推动力之一。质谱系统是一种对样品中的化合物进行分析的设备，其通过将样品中的分子离子化，而后根据离子的质量和电荷比进行分离和检测，进而确定样品中化合物的种类和含量。

2、质谱系统包括离子源、离子传输组件、质量分析器及检测器等部件，使用时，样品分子在所述离子源中至少部分地电离以得到样品离子，样品离子经所述离子传输组件的引导到达所述质量分析器，经分析后通过所述检测器实现信号的检测和采集。其中，离子源的性能直接影响了质谱系统的检测灵敏度。

3、图1是现有技术中的一种离子源100的局部结构示意图。如图1所示，所述离子源100包括依次布置的真空紫外光源110、第一电极120、第二电极130和第三电极140，所述第一电极120上设有第一通孔121，所述第二电极130上设有第二通孔131，所述第三电极140上设有第三通孔141，所述第三通孔141、所述第二通孔131及所述第一通孔121同轴布置，且所述第三通孔141的孔径沿远离所述第二电极130的方向增大。所述离子源100还包括进样毛细管150，所述进样毛细管150的样品出口端设置在所述第一电极120与所述第二电极130之间。质谱系统工作时，样品分子经由所述进样毛细管150抵达所述第一电极120与所述第二电极130之间的区域，同时所述真空紫外光源110所产生的真空紫外光经由所述第一通孔121照射至样品分子上，使得样品分子部分地电离得到样品离子。样品离子依次经由所述第二通孔131、所述第二电极130与所述第三电极140之间的部分、所述第三通孔141传输至后续的离子传输组件。应用了这种离子源100的质谱系统的信号强度不高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种离子源及质谱系统，旨在通过对离子源的配准进行改进，提高质谱系统的信号强度，进而提高质谱系统的检测灵敏度。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种离子源，包括：

3、电离电极组件，包括沿预定方向依次间隔布置的第一电极、第二电极和第三电极，所述第三电极为网状结构；所述电离电极组件还具有沿所述预定方向贯穿所述第一电极、所述第二电极及所述第三电极的第一通道；

4、真空紫外光源，设置在所述第一电极背离所述第二电极的一侧，且所述真空紫外光源产生的真空紫外光能够入射至所述第一通道；以及，

5、采样电极，至少部分地设置在所述第三电极背离所述第二电极的一侧；所述采样电极上设有沿所述预定方向贯穿地延伸的第二通道，所述第二通道的孔径沿远离所述第二电极的方向增大；所述第二通道与所述第一通道同轴布置且相互连通。

6、可选地，所述采样电极包括锥形的主体部，所述主体部与所述第二通道同轴；所述主体部的外径沿远离所述第二电极的方向增大，所述主体部部分地穿设在所述第一通道内；

7、所述第三电极包括按预定规则排布的多根金属丝；在所述第三电极所在的平面上，最靠近所述主体部的所述金属丝与所述主体部之间具有预定距离。

8、可选地，所述预定距离为0.5mm～1.0mm。

9、可选地，所述主体部靠近所述第二电极的一端位于所述第三电极与所述第二电极之间。

10、可选地，所述主体部位于所述第二电极和所述第三电极之间的部分的轴向长度小于或等于1.0mm。

11、可选地，所述预定规则为多根所述金属丝平行且间隔地设置；或者，多根所述金属丝中的一部分为第一金属丝、另一部分为第二金属丝，所述预定规则为所有的所述第一金属丝平行且间隔地设置，所有的所述第二金属丝平行且间隔地设置，每根所述第一金属丝与至少部分所述第二金属丝相交，每根所述第二金属丝与至少部分所述第一金属丝相交。

12、可选地，所述第三电极的金属覆盖率为5％～95％。

13、可选地，所述第一电极为沿所述预定方向延伸的柱状结构，且所述第一电极上设有沿所述预定方向贯穿地延伸的第一通孔；所述第二电极为平片板状结构，所述第二电极上设有沿所述预定方向贯穿地延伸的第二通孔；

14、所述第一通道包括所述第一通孔和所述第二通孔.

15、可选地，所述离子源还包括第一壳体，所述第一壳体包裹所述采样电极的至少一部分结构及所述电离电极组件，所述第二通道远离所述第二电极的一端与所述第一壳体的外部空间连通。

16、为实现上述目的，本发明还提供了一种质谱系统，包括如前所述的离子源、离子传输组件、质量分析器、以及检测器；所述离子源、所述离子传输组件、所述质量分析器及所述检测器依次布置。

17、与现有技术相比，本发明的离子源及质谱系统具有如下优点：

18、前述的离子源包括电离电极组件、真空紫外光源及采样电极；所述电离电极组件包括沿预定方向依次间隔布置的第一电极、第二电极和第三电极，所述第三电极为网状结构；所述电离电极组件还具有沿所述预定方向贯穿所述第一电极、所述第二电极及所述第三电极的第一通道；所述真空紫外光源设置在所述第一电极背离所述第二电极的一侧，且所述真空紫外光源产生的真空紫外光能够进入所述第一通道；所述采样电极至少部分地设置在所述第三电极背离所述第二电极的一侧，所述采样电极上设有沿所述预定方向贯穿地延伸的第二通道，所述第二通道的孔径沿远离所述第二电极的方向增大，所述第二通道与所述第一通道同轴布置且相互连通。通过设置具有合适金属覆盖率的所述第三电极来控制真空紫外光在所述第二电极与所述采样电极之间所产生的光电子的数量，避免过多的光电子与样品离子碰撞而造成样品离子猝灭损失，提高质谱系统的信号强度，达到提高质谱系统的检测灵敏度的效果。

技术特征：

1.一种离子源，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述采样电极包括锥形的主体部，所述主体部与所述第二通道同轴；所述主体部的外径沿远离所述第二电极的方向增大，所述主体部部分地穿设在所述第一通道内；

3.根据权利要求2所述的离子源，其特征在于，所述预定距离为0.5mm～1.0mm。

4.根据权利要求3所述的离子源，其特征在于，所述主体部靠近所述第二电极的一端位于所述第三电极与所述第二电极之间。

5.根据权利要求4所述的离子源，其特征在于，所述主体部位于所述第二电极和所述第三电极之间的部分的轴向长度小于或等于1.0mm。

6.根据权利要求2所述的离子源，其特征在于，所述预定规则为多根所述金属丝平行且间隔地设置；或者，多根所述金属丝中的一部分为第一金属丝、另一部分为第二金属丝，所述预定规则为所有的所述第一金属丝平行且间隔地设置，所有的所述第二金属丝平行且间隔地设置，每根所述第一金属丝与至少部分所述第二金属丝相交，每根所述第二金属丝与至少部分所述第一金属丝相交。

7.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述第三电极的金属覆盖率为5％～95％。

8.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述第一电极为沿所述预定方向延伸的柱状结构，且所述第一电极上设有沿所述预定方向贯穿地延伸的第一通孔；所述第二电极为平片板状结构，所述第二电极上设有沿所述预定方向贯穿地延伸的第二通孔；

9.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述离子源还包括第一壳体，所述第一壳体包裹所述采样电极的至少一部分结构及所述电离电极组件，所述第二通道远离所述第二电极的一端与所述第一壳体的外部空间连通。

10.一种质谱系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的离子源、离子传输组件、质量分析器、以及检测器；所述离子源、所述离子传输组件、所述质量分析器及所述检测器依次布置。

技术总结本发明提供了一种离子源及质谱系统，包括电离电极组件、真空紫外光源及采样电极；电离电极组件包括沿预定方向依次间隔布置的第一电极、第二电极和第三电极，第三电极为网状结构；电离电极组件还具有沿预定方向贯穿第一电极、第二电极及第三电极的第一通道；真空紫外光源设置在第一电极背离第二电极的一侧，且真空紫外光源产生的真空紫外光能够进入所述第一通道；采样电极至少部分地设置在第三电极背离第二电极的一侧，采样电极上设有第二通道，第二通道的孔径沿远离第二电极的方向增大，第二通道与第一通道同轴布置且相互连通。通过设置第三电极来控制真空紫外光在第二电极与采样电极之间所产生的光电子的数量，避免过多的光电子与样品离子碰撞而造成样品离子猝灭损失，提高质谱系统的信号强度，达到提高质谱系统的检测灵敏度的效果。技术研发人员：许鸣皋,杨玖重,赵龙,刘成园,杨蒙,潘洋受保护的技术使用者：中国科学技术大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1