CN108195923A - 用于样品中挥发性有机化合物检测的方法及质谱仪装置 - Google Patents

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余泉
张乾
王晓浩
钱翔
倪凯
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Abstract

本发明公开了一种用于样品中挥发性有机化合物检测的方法及质谱仪装置，该装置包括样品容器、质谱仪腔体和真空泵，所述质谱仪腔体设置有电离源和质量分析器，所述样品容器通过气体管道密封连接所述质谱仪腔体，所述气体管道不接触所述样品容器中的样品，所述质谱仪腔体连接所述真空泵，所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体内产生真空环境，并使所述样品容器中的样品所含的挥发性有机物受到真空的作用而挥发扩散为气态，经过所述气体管道后，在所述质谱仪腔体内由所述电离源电离，最终由所述质量分析器检测。本发明的装置和方法，可以快速地分离和检测样品中挥发性有机化合物，无需复杂前处理，结构装置简单。

Description

用于样品中挥发性有机化合物检测的方法及质谱仪装置
技术领域
本发明涉及质谱分析领域，特别是涉及一种用于样品中挥发性有机化合物检测的方法及质谱仪装置。
背景技术
质谱分析是一种快捷、高效的物质检测分析方法，广泛应用在食品与药品安全、空间科学探索、公共安全等领域。挥发性有机化合物如甲苯、苯甲醚、甲醛等常溶解在液体内，或被固体吸收。如化工厂废物废液中挥发性有机物进样检测时，需要蒸馏等步骤气化再用质谱仪对其气体物质进行检测；土壤中挥发性有机物的进样检测则需要吹扫捕集等方法收集挥发性有机物，处理过程复杂繁琐，耗时久。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于样品中挥发性有机化合物检测的方法及质谱仪装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于样品中挥发性有机化合物检测的质谱仪装置，包括样品容器、质谱仪腔体和真空泵，所述质谱仪腔体设置有电离源和质量分析器，所述样品容器通过气体管道密封连接所述质谱仪腔体，所述气体管道不接触所述样品容器中的样品，所述质谱仪腔体连接所述真空泵，所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体内产生真空环境，并使所述样品容器中的样品所含的挥发性有机物受到真空的作用而挥发扩散为气态，经过所述气体管道后，在所述质谱仪腔体内由所述电离源电离，最终由所述质量分析器检测。
进一步地：
所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体和所述样品容器内可产生的气压范围在10-4-200Pa。
所述真空泵包括机械泵和涡轮分子，所述质谱仪腔体内的真空由所述涡轮分子泵保持，所述机械泵与所述涡轮分子泵连接，作为所述涡轮分子泵的前级泵。
所述气体管道上设置有阀门，所述阀门控制样品连续或非连续性地输送到所述质谱仪腔体内。
所述样品容器内温度为0～200℃。
所述气体管道伸入所述质谱仪腔体的端口与所述质量分析器的前极板距离0-1cm。
所述电离源为光电离源、电子轰击源、真空电喷雾离子源、超声喷雾离子源中的任一种。
一种用于样品中挥发性有机化合物检测的方法，采用所述的质谱仪装置，其中样品容器通过气体管道密封连接质谱仪腔体，所述气体管道不接触所述样品容器中的样品，所述质谱仪腔体连接真空泵，所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体内产生真空环境，并使所述样品容器中的样品所含的挥发性有机物受到真空的作用而挥发扩散为气态，经过所述气体管道后，在所述质谱仪腔体内由电离源电离，最终由质量分析器检测。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种样品中挥发性有机化合物检测的方法及质谱仪装置，无需对样品中待检测的挥发性有机化合物进行专门的气化步骤再对其气体物质进行检测，本发明的质谱仪装置利用挥发性有机物在真空环境下挥发扩散为气态的特性，利用质谱仪腔体所连的真空泵通过气体管道为样品容器提供真空环境，实现液体或固态样品中挥发性有机化合物的气化，与其他物质分离，气化的挥发性有机化合物再通过密闭的气体管道进入质谱仪腔体内，被质谱仪腔体内电离源电离，最终被质量分析器检测到。本发明可方便快捷地对样品进行分离而得到其中的挥发性有机化合物，且设备制作成本较低，检测过程成本较低，处理方式简单，效率高，可实现在线实时检测，特别适应于污染现场液体或固体连续检测。
附图说明
图1为本发明一种实施例的用于样品中挥发性有机化合物检测的质谱仪装置的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
如图1所示，在一种实施例中，一种用于样品中挥发性有机化合物检测的质谱仪装置，包括样品容器1、质谱仪腔体4和真空泵，所述质谱仪腔体4设置有电离源5和质量分析器6，所述样品容器1通过气体管道3密封连接所述质谱仪腔体4，所述气体管道3不接触所述样品容器1中的样品，所述质谱仪腔体4连接所述真空泵，所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体4内产生真空环境，并使所述样品容器1中的样品所含的挥发性有机物受到真空的作用而挥发扩散为气态，经过所述气体管道3后，在所述质谱仪腔体4内由所述电离源5电离，最终由所述质量分析器6检测。
采用本发明提供的质谱仪装置，无需对样品中待检测的挥发性有机化合物进行专门的气化等复杂繁琐步骤再对其气体物质进行检测，本发明的质谱仪装置利用挥发性有机物在真空环境下挥发扩散为气态的特性，利用质谱仪腔体4所连的真空泵通过气体管道3为样品容器1提供真空环境，实现固体或液体样品中挥发性有机化合物的气化，与其他物质分离，气化的挥发性有机化合物再通过密闭的气体管道3进入质谱仪腔体4内，被质谱仪腔体4内电离源5电离，最终被质量分析器6检测到。本发明的质谱仪装置可方便快捷地对样品进行分离而得到其中的挥发性有机化合物，且设备制作成本较低，检测过程成本较低，处理方式简单，效率高，可实现在线实时检测，特别适应于污染现场样品连续检测。
在优选的实施例中，所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体4和所述样品容器1内可产生的气压范围在10-4-200Pa。
在优选的实施例中，所述真空泵包括机械泵8和涡轮分子，所述质谱仪腔体4内的真空由所述涡轮分子泵7保持，所述机械泵8与所述涡轮分子泵7连接，作为所述涡轮分子泵7的前级泵。
在优选的实施例中，所述气体管道3上设置有阀门2。
在不同的实施例中，所述阀门2可控制样品连续或非连续性地输送到所述质谱仪腔体4内。
在优选的实施例中，所述样品容器1内温度为0～200℃。可以根据被检测物质的性质选择容器温度。
在优选的实施例中，所述气体管道3伸入所述质谱仪腔体4的端口与所述质量分析器6的前极板距离0-1cm。
在各种实施例中，所述电离源5不加限制，可以为光电离源5、电子轰击源、真空电喷雾离子源或超声喷雾离子源等电离源5。
参阅图1，在另一种实施例中，一种用于样品中挥发性有机化合物检测的方法，采用前述任一实施例的质谱仪装置，其中样品容器1通过气体管道3密封连接质谱仪腔体4，所述气体管道3不接触所述样品容器1中的样品，所述质谱仪腔体4连接真空泵，所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体4内产生真空环境，并使所述样品容器1中的固体或液体样品所含的挥发性有机物受到真空的作用而挥发扩散为气态，经过所述气体管道3后，在所述质谱仪腔体4内由电离源5电离，最终由质量分析器6检测。
如图1所示，在一个典型的实施例中，用于样品中挥发性有机化合物检测的质谱仪装置包括样品容器1、阀门2、气体管道3、质谱仪腔体4、电离源5，质量分析器6、涡轮分子泵7、机械泵8。所述气体管道3一端置于样品容器1中，另一端置于质谱仪腔体4内，气体管道3的中间设置有阀门2，控制其通断，实现样品中的挥发性有机化合物连续进样或非连续性进样，进样的气体在质谱仪腔体4内由电离源5电离，最终被质量分析器6检测到。
本发明的装置和方法，可以快速地分离和检测样品中挥发性有机化合物，无需复杂前处理，结构装置简单。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于样品中挥发性有机化合物检测的质谱仪装置，其特征在于,包括样品容器、质谱仪腔体和真空泵，所述质谱仪腔体设置有电离源和质量分析器，所述样品容器通过气体管道密封连接所述质谱仪腔体，所述气体管道不接触所述样品容器中的样品，所述质谱仪腔体连接所述真空泵，所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体内产生真空环境，并使所述样品容器中的样品所含的挥发性有机物受到真空的作用而挥发扩散为气态，经过所述气体管道后，在所述质谱仪腔体内由所述电离源电离，最终由所述质量分析器检测。
2.如权利要求1所述的质谱仪装置，其特征在于,所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体和所述样品容器内可产生的气压范围在10-4-200Pa。
3.如权利要求1或2所述的质谱仪装置，其特征在于,所述真空泵包括机械泵和涡轮分子，所述质谱仪腔体内的真空由所述涡轮分子泵保持，所述机械泵与所述涡轮分子泵连接，作为所述涡轮分子泵的前级泵。
4.如权利要求1至3任一项所述的质谱仪装置，其特征在于,所述气体管道上设置有阀门，所述阀门控制样品连续或非连续性地输送到所述质谱仪腔体内。
5.如权利要求1至4任一项所述的质谱仪装置，其特征在于,所述样品容器内温度为0～200℃。
6.如权利要求1至5任一项所述的质谱仪装置，其特征在于,所述气体管道伸入所述质谱仪腔体的端口与所述质量分析器的前极板距离0-1cm。
7.如权利要求1至6任一项所述的质谱仪装置，其特征在于,所述电离源为光电离源、电子轰击源、真空电喷雾离子源、超声喷雾离子源中的任一种。
8.一种用于样品中挥发性有机化合物检测的方法，其特征在于,采用如权利要求1至7任一项所述的质谱仪装置，其中样品容器通过气体管道密封连接质谱仪腔体，所述气体管道不接触所述样品容器中的样品，所述质谱仪腔体连接真空泵，所述真空泵经控制在所述质谱仪腔体内产生真空环境，并使所述样品容器中的样品所含的挥发性有机物受到真空的作用而挥发扩散为气态，经过所述气体管道后，在所述质谱仪腔体内由电离源电离，最终由质量分析器检测。
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