摘 要

本发明提供一种单颗粒气溶胶在线电离源，设置于飞行时间质量分析器的加速区之外，包括电离激光器、低压射频四极杆，所述电离激光器发射的激光束垂直于低压射频四极杆入射至其内切圆心。一种利用前述电离源实现的方法，主要是对单颗粒气溶胶利用空气动力学测径后，在其进入飞行时间质量分析器之前，利用电离激光将其电离成等离子体，所产生的正负离子利用低压射频四极杆聚焦成相空间很小的离子束再送入飞行时间质量分析器中。本发明将电离区与空气动力学测径区连为一体，测径结束的同时气溶胶电离，最大程度缩小了气溶胶的漂移距离，明显提高了传输效率；低压射频四极杆的聚焦作用明显提高了飞行时间质量分析器的分辨率。

背景技术

气溶胶的大小及其化学成分对全球气候、大气质量、生态健康造成蜜

大影响。单颗粒气溶胶在线监测飞行时间质谱仪（Aerosol Time-of-flight Mass Spectrometer, ATOFMS)是近年发展起来的一种新技术，可以实吋在 线监测单颗粒气溶胶空气动力学直径及其大气污染成分，是判定气溶胶形 成和来源的重要手段，其基本原理是通过空气动力学方法测量气溶胶直径， 再将气溶胶电离，电离形成的离子用质谱分析器进行检测。具体的空气动 力学测量气溶胶粒径的方法及飞行时间质量分析器检测离子的方法参阅文 献Mass Spectrometry of Aerosols, David T. Suess and Kimberly A. Prathei', Chem.Rev. 1999， 99， 3007-3035。单颗粒气溶胶的在线电离通常采用激光电 离源，并以飞行时间质量分析器作为离子信号检测器，为了同时监测个 颗粒中的正负离子，需要两个飞行时间质量分析器。

由于气溶胶是电中性颗粒，而电中性颗粒在真空中的传输无法用电f 离子光学系统进行调制，传输距离越远气溶胶的检测效率就越低。目前已 有的设备中，气溶胶的空气动力学测径距离一般为5?!0掉:米，离子源离 测径区还有另外的10?20厘米，因此气溶胶的传输距离一般达到15?3() 厘米。这是由于在已有的设备中，电离源（激光电离源）设置在t行时间 质量分析器中，气溶胶需要进入飞行时间质量分析器内才能被电离，所以 其传输距离相对较远，由此产生了气溶胶检测效率较低的问题。同时山于 在已有设备中激光电离直接发生在飞行时间质量分析器中，电离产生的离 子具有较大的初始动能分散，造成飞行时间质量分析器的质量分辨率偏低， 仅500左右。