离子源是质谱、色谱、离子迁移谱等检测仪器的关键部件。近年来,新型电离源的研究成为热点之一。单光子电离源SPI由于体积小,无碎片等优点成为研究热点之一;但是受波长限制主要应用于电离能低于11.8eV的有机物的电离,对高电离能的有机物和无机物无能为力。为此,人们利用激光或同步辐射作为VUV光源,然而这些光源具有体积较大、昂贵、维护困难等缺点,仅限于实验室的科学研究,难以推广应用。
我所李海洋研究员领导的团队基于光电效应,利用商用的射频VUV灯作为光源,成功研制了一种可以快速切换的高效的新型磁场增强的光电子碰撞电离(MEPEI)和单光子电离(SPI)复合电离源。将该复合电离源与飞行时间质谱结合,实现了对难电离的无机化合物进行了分析检测,产物离子无碎片,便于复杂样品的谱图解析。实验结果表明,利用800G的永久磁铁,可以使SO2、SF6、O2和N2的离子信号强度增加2个量级;同时对SPI的电离源的电离效率提高了2-3个量级。对苯和SO2的检测灵敏度为80 ppbv和750 ppbv;用该电离源实现了复杂混合无机物的在线监测,并成功用于PVC热裂解产物的在线分析、高压绝缘开关中SF6放电过程中的中间产物分析。另外,该电离源在在线分析复杂的二噁英前生体方面具有广阔的应用前景。该成果已经刊登在美国化学会(Analytical Chemistry)上(http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/ac201791n)。
本次发表的成果是在前期研制开发的新型双极性电离源(UVRI)(Anal. Chem. 2010, 82:4151-7)和SPI与CI复合电离源基础上(Anal. Chem. 2011,83:5309-16)的又一次突破性进展。(文/图 王卫国、花磊)