大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入装置，包括离子依次通过的富集装置和推斥装置，所述富集装置包括密闭空腔，所述密闭空腔内设有射频四级杆，所述射频四级杆的两端为设有离子入口的第一电极和设有离子出口的第二电极，所述第一电极上接有直流电源，所述第二电极上接有高压脉冲电源。通过在第二电极引入高压脉冲电源，通过高压脉冲电源高、低电平的切换控制离子的释放，从而实现离子的富集，通过脉宽的调整调节离子的富集时间与引出时间，提高了仪器的检测质量范围，而离子富集越多，仪器的灵敏度越高。本实用新型专利技术可应用于大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入。

【技术实现步骤摘要】
大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入装置
本技术涉及飞行时间质谱仪，特别是涉及一种大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入装置。
技术介绍
大气压离子源飞行时间质谱仪的离子传输与引入系统通常使用四极杆和多组静电透镜。离子首先会进入分子离子反应器(MIR)，经过初步聚焦后进入射频四极杆(RFQ)，在与背景空气分子碰撞冷却后离子动能接近于热能值，接着冷却后的离子加速进入直流静电四极杆(DCQ)和一维单透镜。DCQ和一维单透镜系统将离子束调制成扁平形状，有效降低了离子能量分散，且可以控制离子束的入射方向，在一定程度上弥补离子调制传输区与分析器之间的装配误差。这种常规的离子传输与引入系统经过多年的发展，技术日渐成熟，应用也越来越广泛。常规的大气压离子源飞行时间质谱仪通常采用连续的进样方式，即样品连续不断的输入到仪器，而采用脉冲推斥方式的飞行时间质量分析器在工作时会损失部分离子，因为当推斥脉冲为高电平时离子被推入分析器，当推斥脉冲为低电平时离子会穿过推斥区，直至下一个推斥高电平来临。又加上常规的离子传输与引入系统仅仅起传输离子的作用，并不能富集离子，这样当样品浓度过低时仪器就会显得灵敏度不够。
技术实现思路
为了克服上述技术问题，本技术的目的在于提供一种能够富集目标离子、提高飞行时间质谱仪灵敏度和分辨率的大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入装置与方法。本技术所采用的技术方案是:一种大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入装置，包括离子依次通过的富集装置和推斥装置，所述富集装置包括密闭空腔，所述密闭空腔内设有射频四级杆，所述射频四级杆的两端为设有离子入口的第一电极和设有离子出口的第二电极，所述第一电极上接有直流电源，所述第二电极上接有高压脉冲电源。作为上述技术方案的进一步改进，所述射频四级杆包括相互平行的四根圆杆，相邻的圆杆之间设有方杆，所述方杆相对圆杆的轴向成一夹角，且所述各方杆接有直流电源。作为上述技术方案的进一步改进，所述富集装置和推斥装置之间依次设有静电四极杆和一维单透镜。本技术的有益效果是:本技术通过在第二电极引入高压脉冲电源，通过高压脉冲电源高、低电平的切换控制离子的释放，从而实现离子的富集，通过脉宽的调整调节离子的富集时间与引出时间，提高了仪器的检测质量范围，而离子富集越多，仪器的灵敏度越高。【附图说明】下面结合附图和实施方式对本技术进一步说明。图1是本技术的结构示意图；图2是本技术射频四级杆示意图；图3是本技术射频四级杆加电方式示意图；图4是本技术第一电极与第二电极加电方式示意图。【具体实施方式】本实施例是基于传统技术的改造，如图1所示，包括离子依次经过的离子反应器1、射频四极杆2、直流静电四极杆3、一维单透镜4和推斥区。直流静电四极杆3和一维单透镜4将离子束调制成扁平形状，有效降低离子能量分散。如图2和图3所示，射频四极杆2由四根圆杆21和四根方杆22组成，四根圆杆21和四根方杆22固定在三个固定圆座上，射频四极杆2整体放置在一圆柱形金属材质的长圆筒内，两边分别是第一电极5和第二电极6，由此形成一封闭腔室，该封闭腔室的腔内气压在IOE3Torr左右。其中第一电极5的中心位置设有离子进口，第二电极6的中心位置设有离子出口。四根圆杆21轴向平行，且相对的圆杆21通过导线互相连接，通过施加射频电压将离子冷却束缚在腔室内。四根方杆22均相对轴线成一定夹角，则当在方杆22上施加直流电压时，由于杆间距不同，将在轴线上产生不同的电压影响，从而可以形成轴向加速电场。四根圆杆21、四根方杆22、第一电极5、第二电极6与圆筒互相绝缘，通过耐高压高温的绝缘PEEK垫片连接固定。为了取得富集的效果，如图4所示，第一电极5接有固定的直流电源7，第二电极6接有高压脉冲电源8，该高压脉冲电源8形成第一路高压脉冲信号，且第一电极5上施加的直流电幅值高于第二电极6上施加的高压脉冲的低电平。第一路高压脉冲信号频率范围为IHz?20kHz，脉宽为50ns?lOOus，脉冲上升沿小于100ns，幅值可调节范围为(T200V。本实施例的大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集装置使用方法如下:(I)在射频四极杆2的圆杆21上施加射频电压，相邻的圆杆21上施加幅值相同、方向相反的电压，相对的圆杆21上施加幅值相位均一样的电压。(2)在四根方杆22上施加相同的直流电压。(3)在第一电极5上施加直流电源7，在第二电极6上施加第一路高压脉冲信号，这样第一电极5和第二电极6就在轴向形成电场。(4)离子从第一电极5进入封闭腔室，并与封闭腔室内的气体分子进行碰撞，碰撞后的离子动能小于lev，且全部聚焦在轴线附近。当第二电极6上的脉冲电压为高电平时，第一电极5和第二电极6形成的电场反向，离子被聚集在第二电极6的出口处，在射频信号及方杆电场的作用下在第二电极6出口处震荡运动。当第二电极6上的脉冲电压为低电平时，富集的离子束在电场力的作用下从第二电极6出口飞出，进入直流静电四极杆3和一维单透镜4中，接着离子束进入推斥区9。综上，本实施例的原理是:通过在第一电极5施加固定直流电源，在第二电极6上施加高压脉冲电源，使第一电极5和第二电极6之间形成一方向变换的电场,且电场方向周期可调，同时借助射频四极杆2的冷却聚焦原理将离子囚禁富集在射频四极杆2中，通过调节第二电极6的脉宽可以调节离子的富集时间与引出时间。以上所述只是本技术优选的实施方式，其并不构成对本技术保护范围的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入装置，其特征在于：包括离子依次通过的富集装置和推斥装置，所述富集装置包括密闭空腔，所述密闭空腔内设有射频四级杆，所述射频四级杆的两端为设有离子入口的第一电极和设有离子出口的第二电极，所述第一电极上接有直流电源，所述第二电极上接有高压脉冲电源。

【技术特征摘要】
1.一种大气压离子源飞行时间质谱仪的离子富集引入装置，其特征在于:包括离子依次通过的富集装置和推斥装置，所述富集装置包括密闭空腔，所述密闭空腔内设有射频四级杆，所述射频四级杆的两端为设有离子入口的第一电极和设有离子出口的第二电极，所述第一电极上接有直流电源，所述第二电极上接有高压脉冲电源。2.根据权利要求1所述的大气压...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱辉，莫婷，孙宁，黄正旭，高伟，周振，
申请(专利权)人：广州禾信分析仪器有限公司，昆山禾信质谱技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44