Bisher ist es üblich, das zu analysierende Gas effusiv in die Ionenquelle des Massenspektrometers einzubringen. Dabei führt eine Zuleitung (z. B. das Ende einer gaschromatographischen Ka- pillare) in die Ionenquelle, die eine geschlossene (z. B. viele CI-oder EI-Ionenquellen für Quadrupol-oder Sektorfeldmassen- spektrometer) oder eine offene Bauweise (z. B. viele Ionenquel- len für Flugzeitmassenspektrometer) haben kann. Im Fall von Io- nenquellen mit geschlossener Bauweise wird dabei ein Bereich der Ionenquelle mit dem eingelassenen Gas"geflutet", d. h. die ein- gelassenen Atome oder Moleküle führen teilweise Stöße mit der Ionenquellen-Wandung durch, bevor sie ionisiert und im Massen- spektrometer nachgewiesen werden. Die offene Bauweise vieler lonenquellen für TOF-Massenspektrometer begünstigt den Einsatz von Atom-oder Molekularstrahltechniken. Dabei wird ein relativ gerichteter Gasstrahl durch die Ionenquelle geführt, der im Ide- alfall nur sehr wenig Wechselwirkung mit den Bauelementen der- selben hat.

FAr die Flugzeitmassenspektrometrie kommen dabei effusive Mole- kularstrahlen [2], sowie geskimmte [1) und ungeskimmte [3,4] Uber- schallmolekularstrahlen zum Einsatz (jeweils gepulst oder konti- nuierlich (cw)). Uberschallmolekularstrahl-Einlaßsysteme erlau- ben eine Abkühlung des Analysengases im Vakuum durch adiabati- sche Expansion. Nachteilig ist jedoch, daß bei herkömmlichen Systemen die Expansion relativ weit entfernt vom Ort der Ionisa- tion erfolgen muß. Da die Dichte des Expansionsgasstrahls (und damit die Ionenausbeute fur ein gegebenes Ionisationsvolumen) mit dem Quadrat des Abstands von der Expansionsdüse abnimmt, ist die erreichbare Empfindlichkeit limitiert.

Effusive Molekularstrahl-Einlaßsysteme erlauben keine Abkühlung der Probe. Allerdings können Gaseinlaßsysteme für effusive Mole- kularstrahlen derart aufgebaut werden, daß über eine metallische Nadel, die in das Zentrum der Ionenquelle führt, der Gasaustritt direkt in den Ionisationsort geführt wird [2]. An diese Nadel wird dabei ein bestimmtes elektrisches Potential gelegt, um die Abzugsfelder in der Ionenquelle nicht zu stören. Die Nadel muß auf relativ hohe Temperaturen geheizt werden um ein Auskonden- sieren schwerflüchtiger Analytmoleküle in der Nadel zu verhin- dern. Dabei ist zu beachten, daß der kälteste Punkt nicht an der Nadelspitze liegen sollte. Die notice Heizung der Nadel ist pro- blematisch, da die Nadel gegenüber dem restlichen Aufbau elek- trisch isoliert sein muß (z. B. durch ein Obergangsstück aus Ke- ramik). Elektrische Isolatoren sind im allgemeinen auch thermi- sche Isolatoren und erlauben nur einen sehr geringen Wärmefluß von z. B. der beheizten Zuleitung zur Nadel. Eine Heizung über elektrische Heizelemente oder IR-Strahler ist ebenfalls schwie- rig, da die Nadel zwischen die Abzugsplatten der Ionenquelle ragt.

Die Selektivität der Resonanzionisation mit Lasern (REMPI) ist, aufgrund der unterschiedlichen Kühlungseigenschaften, vom ver- wendeten Einlaßsystem abhängig. Neben dem effusiven Molekular- strahl-Einlaßsystem (EMB), das sich unter anderem zur Detektion ganzer Substanzklassen verwenden läßt, kann durch Verwendung ei- nes Oberschall-Molekularstrahl-Einlaßsystems (Jet) hochselektiv und teilweise sogar isomerenselektiv ionisiert werden. Bei den gebräuchlichen, für spektroskopische Experimente entwickelten Uberschallgas-Düsen stellt die Ausnutzung der Probenmenge (d. h. die erreichbare Meßempfindlichkeit) keinen limitierenden Faktor dar. Weiterhin sind die bestehenden Systeme nicht auf die Ver- meidung vom Memory-Effekten ausgelegt. Für die Anwendung von REMPI-TOFMS-Spektrometern für analytische Anwendungen ist die Entwicklung einer verbesserten Jet-Einlaßtechnik vorteilhaft.

Dabei ist darauf zu achten, daß die Ventile aus inerten Materia- lien aufgebaut sind, um Memory-Effekte oder chemische Zersetzung (Katalyse) der Probenmoleküle zu vermeiden. Weiterhin sollten die Einlaßventile keine Totvolumina aufweisen. Außerdem ist es notwendig, das Ventil auf Temperaturen von mehr als 200° C hei- zen zu können, damit auch schwerflüchtige Verbindungen aus dem Massenbereich > 250 amu zugänglich sind. Zudem soll durch die Jet-Anordnung moglichst wenig an Empfindlichkeit gegenüber der effusiven Einlaßtechnik eingebüßt werden. Dies kann vor allem durch eine effektivere Ausnutzung der eingelassenen Probe im Vergleich zu bisherigen Jet-Anordnungen erreicht werden.

Diese Erhöhung geschieht z. B. dadurch, daß jeder Laserschuß ei- nen möglichst großen Anteil der Probe trifft. Da das Anregungs- volumen durch die Ausmaße des Laserstrahls vorgegeben ist (eine Aufweitung des Laserstrahls wurde den REMPI-Wirkungsquerschnitt verringern, der z. B. bei einer Zweiphotonenionisation mit dem Quadrat der Laserintensität skaliert), muß versucht werden, den räumlichen Oberlapp von Molekularstrahl und Laserstrahl zu opti- mieren. Dieses kann z. B. durch einen gepulsten Einlaß realisiert werden. Boesl und Zimmermann et al. stellten beispielsweise eine heizbares, gepulstes Jet Ventil für analytische Anwendungen, wie z. B. für eine Gaschromatographie-Jet-REMPI-Kopplung, mit mini- miertem Totvolumen vor [5].

Pepich et al. stellte eine GC-Uberschallmolekularstrahl-Kopplung für die laserinduzierte Fluoreszenzspektroskopie (LIF) vor, bei der durch den gepulsten Einlaß und eine Probenverdichtung eine Erhöhung des Duty Cycles gegenüber dem effusiven Einlaß erreicht wurde [6].

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gaseinlaß der eingangs ge- nannten Art zur Verfügung zu stellen, der bei einfachem Aufbau eine effektive Kühlung eines kontinuierlichen Gasstrahls bei re- lativ geringem Einlaßvolumenstrom ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs l. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Der 10. Anspruch nennt eine vorteilhafte Verwen- dung der Erfindung.

Die Vorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik folgende be- sondere Vorteile : Die Uberschallmolekularstrahl-Expansion kann direkt in die Io- nenquelle gelegt werden. Dabei wird die prinzipiell höchste mög- liche Dichte des Gasstrahls 4 im Ionisationsort erreicht. Beson- dere Vorteile der Gaszuführung bestehen darin, daß die Probe adiabatisch gekühlt wird, die Kapillare bis zu ihrem unterem Ende gut heizbar ist und eine sehr einfache Bauart ohne bewegli- che Teile möglich ist. Die Vorrichtung kann so ausgestaltet wer- den, daß die Probenmolekule nur mit inerten Materialien in Kon- takt kommen. Durch Einstellung geeigneter Parameter (Gasdruck) kann eine Abkühlung des Gases durch eine adiabatische Expansion in das Vakuum des Massenspektrometers realisiert werden (Uberschallmolekulekularstrahl 4), wobei i. a. der kontinuierli- che Gasfluß in die Ionisationskammer in etwa dem eines kontinu- ierlichen effusiven Einlasses (siehe [7]) entspricht. Die Fluß- raten liegen bei effusiven Einlaßsystemen typischerweise im Be- reich von 0,1-100 ml/min (1 bar). Gegenüber einem effusivem Ka- pillareinlaß ist bei dem erfindungsgemäßen Gaseinlaß die stär- kere Ausrichtung des Oberschall-Molekularstrahls 4 vorteilhaft, da eine besser Überlappung von Laser und Gasstrahls erreicht werden kann (höhere Empfindlichkeit). Vor allem kann mit dem Gaseinlaß der eingangs genannten Art auch bei niedrigen Gasflüs- sen (< 10 ml/min) ein kontinuierlicher, gekühlter Jet-Gasstrahl erzeugt werden. Dieses gelingt, wie in Figur 3 gezeigt, bei- spielsweise sehr gut mit der in Figur 1 gezeigten Ausführung B.

Eine Kühlung des eingelassenen Gases ist dabei für viele mas- senspektrometrische Fragestellungen von Vorteil. Die geringere interne Energie gekühlter Moleküle wirkt sich häufig durch einen verringerten Fragmentationsgrad im Massenspektrum aus. Besonders vorteilhaft ist die Kühlung für die Anwendung der Reso- nanzionisatior. mit Lasern (REMPI). Bei Verwendung eines soge- nannten Oberschallmolekularstrahl-Einlaßsystems (Jet) zur Küh- lung des Gasstrahls kann mit REMPI hochselektiv (teilweise sogar isomerenselektiv) ionisiert werden [1,9]. Da die Kühlung durch die Expansion erfolgt, können die Probengaszuleitung, die Kapil- lare 1 und die Expansionsdüse 2 geheizt werden, ohne daß sich die Kühlungseigenschaften verschlechtern. Das ist wichtig für analytische Anwendungen. Ohne ausreichende Heizung könnten Pro- benbestandteile in der Zuleitung oder im Gaseinlaß auskondensie- ren. Eine wichtige Anwendung für die Erfindung ist die Oberfüh- rung eines chromatographischen Eluenten oder eines kontinuierli- chen Probengasflusses aus einer online-Probennahme (sonde) in ei- nen gekühlten Oberschallmolekularstrahl 4. Das hier beschriebene Einlaßsystem erlaubt es, den Expansionsort in die Ionenquelle des Massenspektrometers zu legen. Damit können die Ionen direkt oder nahe unter der Expansionsdüse 2 erzeugt werden, was sehr vorteilhaft für die erreichbare Nachweisempfindlichkeit ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Figuren näher erläutert.

Dabei zeigt die Figur 1 verschieden Düsenformen 2, die Figur 2 eine mögliche Anordnung des Gaseinlasses in einer Ionen- quelle, die Figur 3 ein REMPI-Spektrum von Benzol aufgenommen mit einem er- findungsgemäßen Gaseinlaß.

Im folgenden werden zwei beispielhafte Anwendungen für den er- findungsgemäßen Gaseinlaß beschrieben. Dabei handelt es sich beim ersten Beispiel um die Anwendung in einer Ionenquelle fur ein Massenspektrometer, beim zweiten um die Anwendung in einer Fluoreszenzzelle.

Die Kapillare 1 dient der Gaszuführung und hat einem typischen Innendurchmesser von 0,05-10 mm. Am Ende weist die Kapillare 1 eine Verengung mit einen typischen minimalen Innendurchmesser von 1-50% des Kapillarinnendurchmessers auf, die im folgenden Düse 2 genannt wird. Die Kapillare 1 ist dabei mit der von der Düse 2 abgewandten Seite gasdicht an eine Probengaszufuhr angeschlossen, die über eine Vakuumdichtung in das Massen- spektrometer geführt ist. Alternativ kann auch die von der Düse 2 abgewandten Seite der Kapillare 1 z. B. über eine 0-Ring Dich- tung (z. B. mit Kalrez@-O-Ringen) direkt aus der Vakuumkammer des Massenspektrometers geführt werden. Die Düse 2 befindet sich in oder nahe bei der Ionenquelle des Massenspektrometers und hat dabei vor allem zwei Aufgaben : Sie wirkt als Restriktor um den Fluß durch die Kapillare 1 zu mindern und damit ein gutes Vakuum im Analysengerät zu erhalten. Außerdem bildet sich durch die Ex- pansion ins Vakuum ein Uberschallmolekularstrahl 4 aus, wobei die Moleküle eine adiabatische Abkühlung erfahren. Die Figur 1 zeigt vier verschiedene Ausgestaltungen dieser Düse 2. Bei Bei- spiel A ist die Kapillare 1 durch eine durchbohrte Scheibe als Düse 2 abgeschlossen. Diese Ausführung eignet sich für alle Ma- terialien (Glas, Keramik, Quarz) für die Kapillare 1, ist jedoch besonders gut geeignet für Metallkapillaren 1, die innen desak- tiviert sein können. Als Metall ist Edelstahl besonders gut ge- eignet. In diesem Fall empfiehlt sich z. B. Silanisieren zur De- saktivierung. Auf dem Markt sind solche inertisierten Stahlka- pillaren z. B. als Silocosteel erhältlich. Als Scheibe kann vor- teilhafterweise Saphir verwendet werden. Befestigt wird diese Scheibe beispielsweise mit einer Klemmhülse 3 oder Mineralkle- ber.

Bei den Ausführungsformen B, C und D handelt es sich um Düsen 2, die durch Auf-oder Anschmelzen und eventueller mechanischer Nachbearbeitung eines Endes der Kapillaren 1 gewonnen werden.

Dabei bestehen Kapillare 1 und Düse 2 aus demselben Material, z. B. aus Quarz oder Glas. Bei Kapillaren 1 aus Metall oder Kera- mik muß, wenn eine Düse 2 der Ausführungsformen B, C oder D ver- wendet wird, ein Stück Quarz oder Glas zur Erzeugung der Düse angesetzt werden. Die Verbindung von Kapillare und Düse kann beispielsweise über Mineralkleber oder einen Klemmring 3 erfol- gen. Alternativ kann die Düse 2 an die Kapillare 1 angeschmolzen werden. Die Herstellung der Ausfuhrungsform B wird in [8] be- schrieben. Die Ausführungen G und D können beispielsweise durch vorsichtiges Anschmelzen der Kapillare 1 aus Glas oder Quarz mit einem Mikrodüsenbrenner erzeugt werden. Die glatte Innenfläche bei den Ausführungen B, C und D ist wahrscheinlich für die hohe Güte (d. h. Kühlungseigenschaften) der beobachteten Molekular- strahlen 4 verantwortlich. Wichtig ist, daß der Druckabfall, im Gegensatz zu effusiven Einlassen über Kapillarrestriktoren, im wesentlichen über die Düse 2 erfolgt.

Für die Anwendung in einer Ionenquelle wird die Kapillare 1 im allgemeinen von außen mit leitfähigem Material beschichtet sein oder in einem dünnen Metallröhrchen geführt werden. Über eine Kontaktierung kann somit ein bestimmtes elektrisches Potential angelegt werden. Vorteilhaft ist für diesen Zweck auch die Ver- wendung von deaktiviertem Stahl (Silicosteel@). Weiterhin kann eine Stahlkapillare 1 direkt elektrisch beheizt werden (Wiederstandsheizung). Für diese Anwendung ist eine schmale Bau- art der Kapillare 1 vorteilhaft, da so die Abzugsfelder der Io- nenoptik weniger gestört werden. Weiterhin ist eine elektrisch leitende Beschichtung/Umhüllung der Kapillare 1 nötig um das elektrische Potential der Kapillare 1 dem Potentialverlauf in der Ionenquelle anzupassen.

Die Kapillare sollte für analytische Zwecke bevorzugt aus Quarz- glas, das innen desaktiviert ist, bestehen, um Memoryeffekte zu vermeiden. Auch Keramik und Glas eignen sich dafur. Die lichte Weite der Düsenöffnung sollte höchstens 50% des Kapillareninnen- durchmessers betragen. Besser eignen sich Kapillaren mit einer Düsenöffnung von weniger als 20 a des Kapillareninnendurchmes- sers. 3eispielsweise kann die Düse durch Schmelzen oder auch durch Schmelzen und anschließendes Anschleifen des Kapillarendes erzeuge werden. Weiterhin ist es wichtig daß die Kapillare 1 bis an die Spitze ausreichend gut geheitzt ist. Aufgrund der kleinen Öffnur. g der Düse 2 besteht bei Auskondensation von Probenebestandteilen die Gefahr der Verstopfung. Neben den Möglichkeiten eine Widerstandsheizung über elektrisch leitenende Beschichtung/Umhüllung oder eine optische Heizung über IR Strah- lung zu realisieren, kann die Kapillare 1 auch mit einer thermisch gut leitender Hülle umgeben werden, die außerhalb der beengten Ionenquelle beheizt wird und über thermisch Wärmeleitung für eine ausreichenden Beheizung der Düse 2 sorgt Ansonsten ist eine Beheizung der Kapillare 1 über spezielle Wie- derstandsbeschichtungen möglich. Eine elegante Variante ist die Bestrahlung der Kapillaren 1 mit IR-Strahlung z. B. über ein Heizelement oder eine Laserdiode. Damit läßt sich vor allem die besonders kritische Düsenregion sehr gut heizen.

Der Betrieb des gattungsgemäßen Gaseinlasses in einer Ionenquel- le eines Flugzeitmassenspektrometers ist im folgenden beschrie- ben. Das verengte Ende (Düse 2) der Kapillare 1 ragt ins Vakuum der Ionenquelle eines Massenspektrometers. Die Kapillare 1 be- steht aus Quarzglas mit einem Innendurchchmesser von 530 um und weist eine Düse 2 mit der Ausführungsform B nach Fig 1 mit einem Innendurchchmesser von 65 10 um auf. Das Ende der Kapillaren 1 mit der Düse 2 ist in einer ca. 3 cm langen dünnen Stahlhohlna- del (z. B. abgesägte Injektionsnadel) geführt, so daß das die Spitze der Düse 2 gerade einige 10 um über die Endkante der Stahlhohlnadel hervorragt. Die Stahlnadel ist mit einem Metall- block verbunden, der durch Heizpatronen beheizt werden kann.

Außerdem kann die Nadel auf ein definiertes elektrisches Poten- tial gelegt werden. Durch das aus dem Vakuumgehäuse herausra- gende Ende der Kapillare 1, die mit einer Graphit-Quetschdich- tung gegen den Atmosphärendruck gedichtet ist, kann das Analy- sengas zugegeben werden. Hinter der Düse bildet sich im Vakuum ein Gasstrahl aus. Die Düse wirkt dabei als Restriktor, so daß der Fluß durch die Kapillare nur etwa 10 ml/min bei 1 bar be- trägt und gute Vakuumbedingungen von etwa 10 mbar in Ionen- quelle herrschen. Die Expansion über die Restriktion ins Vakuum führt zur Ausbildung eines kontinuierlichen Oberschall-Moleku- larstrahls 4 mit adiabatischer Kühlung der Probenmoleküle. Diese adiabatische Kühlung ist bedeutend z. B. für Anwendungen zur Se- lektivitätssteigerung resonanzverstärkten Multiphotonenionisa- tion-Massenspektrometrie (REMPI-TOFMS). Die Kapillare 1 ragt dabei zwischen die Blenden 5 der Ionenquelle des Massenspektro- meters. Die Kapillare 1 mit der Düse 2 kann dabei im Zentrum der Ionenquelle des Massenspektrometers enden. Dies ist vorteilhaft, da die Ionisation z. B. mit einem Laserstrahl 6 direkt unter oder sehr nah (z. B. 1-30 mm) unterhalb der Düsenöffnung 2 er- folgen kann. Die gebildeten Ionen (7) werden dann durch Abzugs- blenden 5 in das Flugzeitmassenspektrometer zur Massenanalyse abgezogen. Da sich die Dichte des Oberschall-Molekularstrahls 4 im Vakuum mit dem Quadrat des Abstandes zur Düsenöffnung verrin- gert, wird durch die Ionisation direkt unter der Düse 2 eine deutlich höhere Empfindlichkeit erreicht. Der Grad der Kühlung hängt dabei ebenfalls vom Abstand zur Düse 2 ab [4]. Typischer- weise ist die optimale Kühlung 20 Düsendurchmesser unterhalb der Düsenöffnung 2 erreicht. Außerdem ist direkt unterhalb der Düse 2 mit Ionen-Molekül Reaktionen zu rechnen [4]. Da der Düsen- durchmesser der Düse 2 sehr klein (typisch 0,1-200 um) ist, kann die optimale Kühlung schon im Abstand von 2-4000 um er- reicht werden. Weiterhin kann ab diesem Abstand ein stoßfreies Regime als gegeben angenommen werden (d. h. keine Ionen-Molekül Reaktionen finden statt, welche die Selektivität mindern könn- ten). Die Ionisation nahe der Düse 2 erlaubt es den Uberschall- Molekularstrahl 4 in seiner vollen Breite mit dem Laser zu er- fassen. Bei einer Geschwindigkeit des Uberschall-Molekular- strahls 4 von ca. 500 m/s und einem strichförmigen Laserprofil von z. B. : 4mm x 10 mm mit einer Laserwiederholrate von 50 Hz wird bei einer Ionisation direkt unter Düse ein duty-cycle von 10erreicht (d. h. jedes tausende Molekül im Uberschall-Moleku- larstrahl 4 wird vom Laser erfaßt). Die Figur 2 zeigt schema- tisch die Anordnung der Kapillaren 1 mit Düse 2 zwischen den Blenden 5 des Flugzeitmassenspektrometers. Die Figur 3 zeigt ein REMPI-Spektrum, aufgenommen mit der in Fig. 2 dargestellten An- ordnung. Das REMPI-Spektrum in Fig 3 zeigt eine Rotationskontur des Benzols. Aus dem Spektrum laßt sich eine Rotationstemperatur von 4 K ableiten. Dieses zeigt, daß auch mit Gasflüssen von un- ter 10 ml/min sehr gute Eigenschaften des Oberschall-Molekular- strahls 4 erreicht werden können. Das REMPI-TOFMS Lasermassen- spektrometer mit dem erfindungsgemäßen Gaseinlaß kann z. B. für Feldanwendungen, z. B. zur Analyse von Prozeßgasen, eingesetzt werden. Gegenüber dem Stand der Technik für diese Anwendung [7] hat der erfindungsgemaßen Gaseinlaß den Vorteil der erhöhten Se- lektivität durch die Kühlung des Gasstrahls bei gleichzeitig ge- ringem apparativem Aufwand und einfacher Handhabung.

Der Betrieb eines erfindungsgemäßen Gaseinlasses in einer Fluo- reszenzzelle ist noch einfacher, da keine Rücksicht auf die An- forderungen einer Ionenoptik, wie im Fall der Ionenquelle fur das Massenspektrometer, genommen werden muß. Die Kapillare 1 kann hier also leicht mit Heizelementen versehen werden. Bei- spielsweise ist eine Umwicklung mit Heizdraht möglich. Weiterhin ist die Anforderung an das Vakuumsystem geringer, so daß eine sehr kompakte und preiswerte Vakuumzelle z. B. für Feldeinsätze der laserinduzierte Fluoreszenz-Detektion (LIF) aufgebaut werden kann. Die Fluoreszenz kann wellenlängendispergiert (z. B. mit einem Echelle-Spektrographen und CCD Detektor) oder integral aufgenommen werden. Wird die Anregungswellenlänge durchgestimmt, so können Anregungspektren aufgenommen werden. Ein dispergiert aufgenommenes Anregungspektren ist ein zweidimensionales Spek- trum (Fluoreszenzsignal als Funktion der Anregungs-und Emissi- onswellenlänge). Als weitere analytische Dimension kann die Ab- klingzeit der Fluoreszenz eingesetzt werden, da verschiedene Verbindungen unterschiedliche Fluoreszenz-Lebensdauern aufwei- sen. Die Kombination einer kleinen Vakuumkammer mit einem erfin- dungsgemäßen Gaseinlaß, einem Anregungslaser und einer Fluores- zenz-Detektor stellt ein ideales (mobiles) Gasanalysesystem fur nicht zu komplexe Gasproben dar. Der Uberschall-Molekularstrahl 4 erlaubt dabei eine deutliche Steigerung der Selektivität ge- genüber einem effusivem Einlaß. Durch Anfahren von charakteri- stischen Absorptionslinien mit einem durchstimmbaren, schmalban- digen Laser (z. B. einem kompakten Optischen Parametrischen Os- zillator, OPO) kann eine on-line Einzelstoffanalyse erfolgen.

Dabei wird z. B. der Laser zuerst auf die Absorptionsbande abge- stimmte ("on resonance") und das LIF Signal gemessen. Danach wird das LIF Signal an einer oder mehrern Wellenlängenpositionen bestimmt, an denen die Zielsubstanz nicht absorbiert ("off re- sonance"). Aus den Differenzen der"on-"und"off-resonance"-Si- gnale läßt sich dann die Konzentration der Zielsubstanz ermit- teln.

Für eine kostengünstige Prozeßanalytik mit dem Ziel z. B. einen Summenparameter fur die fluoreszierenden Aromaten on-line zu er- mitteln, kann die Anwendung einer einzigen Wellenlänge, z. B. der vierten harmonischen des Nd : Yag Lasers (266 nm), sinnvoll sein. Der erfindungsgemäße Gaseinlaß kann auch für einen preis- werten aromatenselektiven LIF-Detektor für die Gaschromatogra- phie eingesetzt werden. In der HPLC-Analytik von PAK ist z. B.

Fluoreszenz-Detektion Stand der Technik. Die Verwendung des er- findungsgemäßen Gaseinlasses für eine kompakten Vakuumzelle fur die LIF-Detektion wurde also der Gaschromatographie einen Detek- tor mit vergleichbaren Eigenschaften einer HPLC-Fluoreszenz Ana- lytik, jedoch mit höherer Selektivität und Empfindlichkeit an die Hand geben. Die Selektivität kann weiterhin durch die Wahl des Anregungsortes in Oberschall-Molekularstrahl 4 eingestellt werden. Direkt unter der Düse 2 ist die adiabatische Kühlung des Oberschall-Molekularstrahls 4 noch nicht ausgebildet. Die Selek- tivität ist hier relativ gering. Weiter unterhalb der Düse 2 ist die Selektivität aufgrund der sich ausbildenden Kühlung des Gasstrahles 4 sehr hoch. Durch die starke Bündelung des aus der Düse 2 austretenden Uberschall-Molekularstrahls 4 ist die Emp- findlichkeit gegenüber effusivem _inlays erhöht. Die Verwendung von zwei oder mehr Wellenlängen erlaubt darüber hinaus eine Dis- kriminierung zwischen Aromaten mit kleinem und großem n-System.

Mit 266 nm (Nd : Yag) oder 248 nm (KrF-Excimer) lassen sich kleine Aromaten wie Benzol, Toluol und Xylol (BTX) oder Phenole sowie größere polyzyklische Aromaten (PAK) zur Fluoreszenz anregen.

Bei längerwelligem UV Licht wie z. B. 355 nm (dritte harmonische Frequenz des Nd : YAG Lasers) werden BTX und vergleichbare kleine Aromaten nicht angeregt, wahrend viele größere PAK bei dieser Wellenlange sehr effizient über LIF detektiert werden können.

Beschreibung der Abbildungen Figur 1 Verschiedene Formen A bis D der Düse 2 für die Kapillare 1. Bei der Verwendung einer durchbohrten'Scheibe als Düse 2 in der Dü- senform A kann diese entweder aufgeklebt oder mit einer Quetschverbindung 3 befestigt werden. Die Düsenform B kann durch Zuschmelzen und vorsichtiges Wiederaufschleifen hergestellt wer- den. Die Düsenform C entspricht einer Laval-Düse und kann durch vorsichtiges lokales Aufschmelzen hergestellt werden Figur 2 Mögliche Anordnung des erfindungsgemäßen Gaseinlasses in einer Ionenquelle eines Massenspektrometers mit REMPI-Ionisierung durch Laserpulse 6. Die Kapillare 1 ragt dabei zwischen die Ab- zugsblenden 5 der Ionenquelle. Der sich bildende kontinuierliche Uberschallmolekularstrahl 4 wird möglichst nahe an der Düse 2 vom Ionisationslaserpuls 6 erfaßt. Die gebildeten Ionen werden durch elektrische Felder entlang der Trajektorie (7) in das Mas- senspektrometer zur Massenanalyse beschleunigt. Der Oberschall- molekularstrahl 4 fällt direkt in eine Vakuumpumpe. Nicht abge- bildet sind Heizelemente und die leitende Beschichtung/Umhüllung der Kapillaren 1 sowie der Obergang in Vakuum mit Dichtung.

Figur 3 REMPI-Spektrum der v6 im ersten angeregten Singulettzustand von Benzol aufgenommen mit einem erfindungsgemäßen Gaseinlaß, wie er in Figur 2 dargestellt ist. Argon mit einigen 10 °/oo Anteilen an Benzol (1 bar) wurde durch die Kapillare 1 und Düse 2 der Düsenformen B (Fig. 1) in die Ionenquelle eines REMPI-TOFMS Mas- senspektrometers expandiert. Der freie Düsendurchmesser betrug dabei etwa 65um bei einem Kapillarendurchmesser von 530 um. Die Gasflußrate war 9,4 ml/min, der Druck in der Ionenquelle betrug 5*10bar. Das Spektrum zeigt die Rotationskontur der v6. Aus der Rotationskontur läßt sich die Rotationstemperatur zu ca. 4 K bestimmen [9]. Diese ausgezeichnete Rotationskühlung zeigt, daß der erfindungsgemäße Gaseinlaß die Erzeugung eines kontinuierli- chen Uberschall-Molekularstrahls 4 mit guten Eigenschaften fur analytische Anwendungen erlaubt.

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