[发明专利]一种化学电离和光电离复合源质谱的挥发性有机物检测装置及检测方法

说明书

本发明涉及一种化学电离和光电离复合源质谱的挥发性有机物检测装置及检测方法，包括放电离子源和光电离灯、内径逐渐变小的反应管、过渡腔、质谱腔、过渡腔分子泵、质谱腔分子泵、前级泵、交直流复合电源、进样口、离子检测质谱、气源等；本发明检测方法是通过离子分子反应的化学电离和光电离，实现对各种挥发性有机物的同时双重电离，通过质谱对待测物实现在线高灵敏检测。本发明通过化学电离和光电离实现对挥发性有机物的多维电离和高灵敏质谱检测，弥补了质子转移反应等化学电离难检测烷烃类挥发性有机物以及真空条件下光电离效率低的不足。本发明可以实现非烷烃类挥发性有机物和烷烃类挥发性有机物的全覆盖同时高灵敏在线检测。

技术领域

本发明属于分析检测领域，具体涉及一种化学电离和光电离复合源质谱的挥发性有机物检测装置及检测方法。

背景技术

质子转移反应质谱技术是一种新发展的以离子-分子反应为原理的化学电离质谱技术，它最常用的反应离子是H₃O⁺。如果待测挥发性有机物M的质子亲和势比H₂O的质子亲和势大，则可与H₃O⁺发生质子转移反应(H₃O⁺+M—MH⁺+H₂O)，被离子化为MH⁺。MH⁺最终可被质谱检测到，获得分子量信息和浓度信息。该技术因具备高灵敏、响应快、软电离、不需要定标等优点，近年来在挥发性有机物监测分析领域越来越受重视。

大多数挥发性有机物的质子亲和势是大于H₂O的质子亲和势的，均可以利用质子转移反应质谱直接检测，但是烷烃类挥发性有机物的质子亲和势小，因此，不能直接通过反应离子H₃O⁺对烷烃类挥发性有机物进行检测。所以，国内外有通过不同的放电气体制备不同的反应离子来扩大可检测物质的范围，如通过高纯氧气和干燥空气制备O₂⁺、NO⁺等反应离子(Int.J.Mass Spectrom.，2009，286:32-38；高等学校化学学报，2012，33:263-267)，有利用四极杆(Anal.Chem.2013；85:6121–6128)或平行板电极选择不同反应离子(ZL201210151064.2)。但这些方法制备的反应离子都是选择切换使用，不是与反应离子H₃O⁺同时使用，所以无法对大气中烷烃类和非烷烃类有机物进行同时全覆盖的高灵敏在线检测。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术无法对大气中烷烃类和非烷烃类有机物进行同时全覆盖的高灵敏在线检测的不足，提供一种化学电离和光电离复合源质谱的挥发性有机物检测装置及检测方法，通过放电离子源，制备反应离子H₃O⁺、CH₅⁺或NH₄⁺等作为反应离子，分别在电场作用下，引入反应管，待测气体中非烷烃类有机物在反应管内与反应离子发生质子转移反应，实现对非烷烃类有机物的高效离子化；光电离灯通过光电离方式可将烷烃类挥发性有机物进行高气压电离。通过两种离子源的同时或分别检测，实现对大气中烷烃类和非烷烃类挥发性有机物进行同时全覆盖高灵敏在线检测。