一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪的制作方法

本发明涉及质谱分析，具体为一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪。

背景技术：

1、根据化学结构，vocs可分为烷烃、芳香烃、烯烃、卤代烃、酯、醛、酮以及其它化合物等8大类，被测vocs存在来源复杂、种类繁多、浓度低（pptv~ppbv量级）且时空变化快的特点，绝大多数vocs质量范围分布在40~350amu区间，数量有成千上万种，仅人体呼出气的vocs就多达两三千种，对于目前市场上常用的vocs紫外光电离质谱，往往采用的是离子阱，四级杆或者分辨率在几千的飞行时间质谱，采用四极杆和离子阱的紫外光电离质谱容易便携，但是分辨能力查，采用飞行时间质量分析器的紫外灯电离质谱，分辨率较高但是体积庞大，不适合便携检测，且为了便携检测，往往缩小飞行时间分析器的体积，降低了分辨率，因此，常规的紫外光电离质谱在vocs分析中存在较高的假阳性，且不能作为金标准。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，包括：

4、进样模块，所述进样模块用于引入样品气体，并对样品气体加热，对加热模块进行加热，可以减少样品残留（在装腔体），样品气体经隔绝真空，并对含有待测物的样品气体进行选择性透过作为待测物样品，将待测物样品引入到线性离子阱；

5、电离源，所述电离源用于电离进入到线性离子阱的待测物样品，以使待测物样品产生特征离子；

6、所述线性离子阱将特征离子射出形成离子群；

7、偏转透镜，所述偏转透镜将进入和离开偏转透镜的离子群穿过孔径发生偏移，使线性离子阱较高压的气流无法直射达到静电离子阱，随后将离子束引入静电离子阱；

8、所述静电离子阱用于获取待测物样品离子的质量数和离子浓度信息，通过对静电离子阱的镜像电流进行数据处理，获得高分辨质谱图。

9、进一步的，所述进样模块包括进样管、pdms薄膜、样品出口、加热模块以及安装腔体，所述进样管和样品出口与安装腔体连接，进样管用于将样品气体引入安装腔体内，样品出口用于将线性离子阱气体释放，所述pdms薄膜和加热模块置于安装腔体内，加热模块用于对安装腔体内加热，含有待测物的样品气体经过pdms薄膜隔绝真空、选择性透过和富集，然后引入到线性离子阱内部。

10、进一步的，所述进样模块还包括用于将安装腔体和线性离子阱连通的样品引入毛细管。

11、进一步的，所述线性离子阱的两端分别具有线性离子阱前端盖和线性离子阱后端盖，所述样品引入毛细管通过线性离子阱后端盖的孔径将待测物样品引入到线性离子阱，所述电离源发射的紫外线通过线性离子阱前端盖对进入到线性离子阱的待测物样品电离，以使待测物样品产生特征离子。

12、进一步的，位于线性离子阱和偏转透镜之间还具有用于将离子群进一步聚焦的聚焦传输透镜，位于聚焦传输透镜和偏转透镜之间的离子路径上还具有真空隔离阀。

13、进一步的，还包括真空泵组，真空泵组用于为进样模块、真空隔离阀和静电离子阱提供和维持腔体的多级真空气压。

14、进一步的，所述电离源采用氪灯，氪灯的电离能为10.6ev，所述真空隔离阀为常闭电磁阀，静电离子阱采用轨道阱。

15、进一步的，所述线性离子阱增加四个电极上是一组射频电压，用于囚禁待测物样品特征离子，特征离子在线性离子阱的背景气压下冷却，随后给线性离子阱电极一组脉冲高压，将特征离子沿离子路径通过聚焦传输透镜进入静电离子阱。

16、进一步的，通过检测静电离子阱上的镜像差分电流，对检测到的差分电流时域信号通过快速傅里叶变换得到频率谱，然后通过公式及质量校正转化成高分辨质谱图，所述公式为ω=，其中ω是快速傅里叶变换得到的频率，q为电荷量，m为离子质量，k是静电离子阱系数。

17、为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

18、一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪的检测方法，包括：

19、样品气体引入到进样模块，通过所述进样模块将样品气体加热，样品气体经隔绝真空并对含有待测物的样品气体进行选择性透过作为待测物样品，将待测物样品引入到线性离子阱；

20、通过电离源，将进入到线性离子阱的待测物样品电离产生特征离子；

21、通过线性离子阱将产生的特征离子射出形成离子群；

22、偏转透镜将进入和离开偏转透镜的离子群穿过孔径发生偏移，使线性离子阱较高压的气流无法直射达到静电离子阱，随后将离子束引入静电离子阱；

23、静电离子阱用于获取待测物样品离子的质量数和离子浓度信息，通过对静电离子阱的镜像电流进行数据处理，获得高分辨质谱图。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、本发明样品气体引入到进样模块，通过所述进样模块将样品气体在加热状态下经隔绝真空、选择性透过和富集样品后成为待测物样品，待测物样品进入到线性离子阱；通过电离源，将进入到线性离子阱的待测物样品电离产生特征离子；通过线性离子阱将产生的特征离子射出形成离子群；偏转透镜将离子群发生偏转，使离子群以缓冲方式到达静电离子阱；静电离子阱对离子群质量分析和校正，并转化成高分辨质谱图。

26、本发明能够减少背景噪声和提高特定分子的检测灵敏度，真空隔离阀可以有效降低泵组负担，因此可以真空泵组可以使用抽速更小体积更小的泵组模块，从而实现紧凑结构型质谱装置，有效降低整机体积。可以实现仪器的紧凑小型化，紫外光电离，膜进样或者快速进样以及小体积的静电离子阱质量分析器都具有结构紧凑，真空隔离阀可以进一步缩小腔体体积和泵组体积，因此可以实现紫外光电离高分辨质谱仪器的便携化。

27、本发明采用紫外灯（通常是氪灯）作为离子源，线性离子阱和静电离子阱作为质量分析器，结合了紫外灯软电离和静电离子阱高分辨的特点：紫外灯软电离产生的特征离子多为分子离子峰，碎片离子较少，更容易定性的分析待测样品；静电离子阱作为质量分析器高分辨的谱图可以容易地识别质量数相近且种类数量繁多的有机物分子；通过本发明的质谱仪和方法所得高分辨的且具有高识别度的特征离子峰质谱图，提供精确定性半定量的数据，解决存在现场分析，医疗诊断，快速筛查等领域数据识别不足的问题。

技术特征：

1.一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，所述进样模块（15）包括进样管（7）、pdms薄膜（8）、样品出口（9）、加热模块（6）以及安装腔体（16），所述进样管（7）和样品出口（9）与安装腔体（16）连接，进样管（7）用于将样品气体引入安装腔体（16）内，样品出口（9）用于将线性离子阱（3）气体释放，所述pdms薄膜（8）和加热模块（6）置于安装腔体（16）内，加热模块（6）用于对安装腔体（16）内加热，含有待测物的样品气体经过pdms薄膜（8）隔绝真空、选择性透过，然后引入到线性离子阱（3）内部。

3.如权利要求2所述的一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，所述进样模块（15）还包括用于将安装腔体（16）和线性离子阱（3）连通的样品引入毛细管（5）。

4.如权利要求3所述的一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，所述线性离子阱（3）的两端分别具有线性离子阱前端盖（2）和线性离子阱后端盖（4），所述样品引入毛细管（5）通过线性离子阱后端盖（4）的孔径将待测物样品引入到线性离子阱（3），所述电离源（1）发射的紫外线通过线性离子阱前端盖（2）对进入到线性离子阱（3）的待测物样品电离，以使待测物样品产生特征离子。

5.如权利要求1所述的一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，位于线性离子阱（3）和偏转透镜（12）之间还具有用于将离子群进一步聚焦的聚焦传输透镜（14），位于聚焦传输透镜（14）和偏转透镜（12）之间的离子路径（17）上还具有真空隔离阀（10）。

6.如权利要求5所述的一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，还包括真空泵组（13），真空泵组（13）用于为进样模块（15）和静电离子阱（11）提供和维持腔体的多级真空气压。

7.如权利要求5所述的一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，所述电离源（1）采用氪灯，氪灯的电离能为10.6ev，所述真空隔离阀（10）为常闭电磁阀。

8.如权利要求5所述的一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，所述线性离子阱（3）增加四个电极上是一组射频电压，用于囚禁待测物样品特征离子，特征离子在线性离子阱（3）的背景气压下冷却，随后给线性离子阱（3）电极一组脉冲高压，将特征离子沿离子路径（17）通过聚焦传输透镜（14）进入静电离子阱（11）。

9.如权利要求1所述的一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，其特征在于，通过检测静电离子阱（11）上的镜像差分电流，对检测到的差分电流时域信号通过快速傅里叶变换得到频率谱，然后通过公式及质量校正转化成高分辨质谱图，所述公式为ω=，其中ω是快速傅里叶变换得到的频率，q为电荷量，m为离子质量，k是静电离子阱（11）系数。

10.一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪的检测方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开一种新型的紫外光电离高分辨质谱仪，仪器组成模块包括进样模块、电离源、线性离子阱和静电离子阱，进样模块用于引入样品气体和隔绝腔体内外气压，对加热模块进行加热，样品气体依次通过PDMS薄膜和样品引入毛细管，进入到线性离子阱；线性离子阱用于囚禁、积累、冷却样品离子，然后将样品离子射出形成离子群；偏转透镜将离子群发生偏转，并引入到静电离子阱；通过对静电离子阱的镜像电流检测信号进行FFT转化、质量轴校正和数据处理，转化成高分辨质谱图。本发明，可以实现仪器的紧凑小型化，紫外光电离，膜进样或者快速进样以及小体积的静电离子阱质量分析器都具有结构紧凑，可实便携化用于现场检测。

技术研发人员：任建新,张小华,张冬冬
受保护的技术使用者：安益谱（苏州）医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1