一种供质谱仪使用的离子偏转器制造技术

本发明专利技术提供了一种可与质谱仪结合使用的离子偏转器，用于在两条不同运动轴之间引导离子流。该离子偏转器一个电场诱导器，其布置可确保建立至少一个静电场，其能够使基本沿第一条预定运动通路运动的离子偏离朝向，基本沿第二条预定运动通路运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种供质谱仪使用的离子偏转器
本专利技术涉及质谱分析中或与之相关的改进。更具体地说，一方面，本专利技术涉及与质谱分析仪器结合使用的离子偏转器装置的改进。
技术介绍
在本说明书中，在提及或论述到文档、知识条例或项目时，所述提及或论述并非承认所述文档、知识条例或项目或者其任意组合在优先权日已是公众已知信息的一部分；或者，已知是与尝试解决与本说明书所涉及任何问题的努力相关。质谱仪是用于测量或分析带电粒子的质荷比的设备，可确定样本或分子的元素或分子组成。有多种不同技术可用来满足此类测量目的。一种质谱仪涉及使用电感耦合等离子体(ICP)生成等离子体。在这种形式中，等离子体将样本汽化和电离，使样本中的离子进入质谱仪进行测量/分析(质谱分析)。由于质谱仪需要在真空环境下运行，从等离子体中提取和转移离子是让等离子体形成的一小部分离子穿过取样器上尺寸约1mm的孔，然后穿过截取器上尺寸约0.5mm的孔(通常分别称为取样器和截取锥)。对离子束穿过质谱分析装置的引导，通常由施加了可控电压且正确定位的电极所产生的特定形状的电场来控制。这种类型的装置通常被称为离子光学系统。VarianAustraliaPtyLtd.的美国专利编号6,614,021中描述了一种离子光学系统的示例。虽然在US'021中所述布置被认为足以进行操作，但在一些离子能量水平上其测量灵敏度受限。
技术实现思路
根据本专利技术的一个主要方面，本专利提供一种修改质谱仪内离子束运动通路的离子偏转器，偏转器包括一个布置的电场诱导器，从而建立多个静电场，其能够使基本沿第一条预定运动通路运动的离子偏离朝向，基本沿第二条预定运动通路运动。根据本专利技术的另一个主要方面，本专利提供一种修改质谱仪内离子束运动通路的离子偏转器，偏转器包括一个布置的电场诱导器，从而建立多个静电场，其能够使离子从一个或多个入射角度朝向一个预定的焦点运动。根据本专利技术的另一个主要方面，本专利提供一种可与质谱仪联用的离子偏转器，其可在2条不同的运动轴之间使离子流偏转，从而建立多个静电场，其可使沿第一所述运动轴聚焦的离子流朝向预定焦点的空间区域运动，后者基本与另一所述运动轴共线。电场诱导器可包含一个可充电部件，其包括多个(或数个)可充电部件。可布置每一可充电部件配备一个电压源，从而均具有正电或负电的偏置电压。在一个实施例中，每一可充电元件可代表一个可充电部件部分。因此，可充电部件可包含多个可充电部分。应当认识到，当可充电部件(或部分)提供一个偏置电压时，产生的电场为一个单极电场，其中电场线方向取决于施加的偏置电压是否为正电(其中电场线从可充电部件向外呈放射状)或负电(电场线从可充电部件向内呈放射状)。根据本专利技术上述以及下述主要方面，优选布置电场诱导器从而建立多个电场单极区域。在这方面，三维空间内的离子导向，至少部分，可通过已建立的电场的获得的影响或净效应获得。因此，在一个实施例中，离子束所选操作(或转向)和/或所选聚焦，至少部分，来自于电场诱导器的每一可充电部件(或部分)建立的电场的叠加。因此，可布置电场诱导器从而建立多个静电单极区域，其叠加能够使离子在所需三维空间内朝所选方向转向。在一个优选的实施例中，每一可充电部件提供更有一个与进入质谱仪离子电势(即离子源电势)相关的基本为负电的偏置电压。优选的方法是，同一平面或离子流平面内具有离子运动的第一条和第二条预定通路。应当认识到，可布置和采用本专利技术的偏转器从而产生平面外偏转，后者取决于质谱仪器的特定布置，例如质量检测器装置与离子源的相对位置。在一个实施例中，可充电部件包括4个可充电元件，每一个可充电元件的布置方式可提供一个离子源测量时电压相关的负电偏置电压。在此布置中，电场诱导器可提供4个电场单极区域。在一个实施例中，可充电元件在操作上可布置为成对，其中每一对(包括组成的可充电元件)布置为相对位置。通过向成对的可充电元件施加偏置电压，可采用静电场来控制离子束的方向和/或聚焦。可布置一个可操作对从而使组成的可充电元件上施加的偏置电压多变，呈指定或预定量。偏置电压的多变性可在成对的组成性可充电元件之间产生电压差，这样离子束能够被操作或“转向”，从而朝一个预定的空间区域聚焦。根据彼此位置，布置每一可充电元件对的可充电部件，根据离子束流情况配置几何位置，从而在施加电压差时操作离子束朝所需方向运动。在一个实施例中，可充电元件为圆形，包括4个等形可充电元件。因此，在该实施例中的可充电部件包含2个对称轴。在该实施例的一个布置中，可充电部件共线，这样2个对称轴与离子流平面不共线。在该布置中，相对的可充电元件(例如顶点对顶点的各元件)可按相应的配对进行操作上的布置。在可充电元件(或对)之间施加一个偏置电压，其一般位于离子流平面内，这样离子束可在该平面内被操作。而且，在可充电元件(或对)之间施加一个偏置电压，其一般位于离子流平面外，这样离子束可被操作为与离子流平面基本呈直角方向。在另一布置中，一个对称轴基本与离子流平面共线，而另一对称轴与离子流平面基本呈直角方向。在该布置中，离子流平面内的离子束操作可通过在一个或多个相对的可充电部件之间建立一个偏置电压来完成，其对称轴与离子流平面基本呈直角方向。类似地，离子流平面外的离子束操作可通过在一个或多个相对的可充电部件之间建立一个偏置电压来完成，其对称轴与离子流平面基本共线。可充电部件还可以基本呈圆锥形或部分圆锥形的形状。在该配置中，以及对于可充电部件包括4个可充电元件时，每一可充电元件代表圆锥形的四分之一。熟练的技术人员可以理解，可充电部件还可以呈其它几何或其部分形状。对于可充电部件包含多个可充电元件的情况，每一可充电部件可通过绝缘底物来使彼此电隔离。在这种情况下，在中间或毗邻个可充电元件处可安放绝缘体或类似材料。可充电部件充分相对于离子束来定位，因此能够产生电场，以预先确定的方式偏转离子束。一般来说，离子束的预期路径为可充电部件的一个圆周部分。离子偏转器可包含一个，一般情况下会布置的电气接地元件。在一些实施例中，接地元件具有一个轻度的偏置电压，取决于所采用的布置方式。但是，在接地元件(如有)上施加的偏置电压与在每一可充电元件上施加的量级不一致。在接地元件上施加的偏置电压可以为正电或负电。但优选地，在接地元件上施加的偏置电压可以为负电。一部分接地元件可包括一个通过网状元件提供的网状区或类似结构。网状元件可与一个电压源一同布置，这样其能够向接地元件提供所需(如有需要)偏置电压。接地元件和/或网状元件可使用任何适宜的金属材料制备，例如镍或不锈钢。而且，网状元件的网孔大小可以为5mm或更大。在其他实施例中，接地的元件可能具有一个或多个孔。例如，在该实施例中，接地元件可包括一个单孔，其布置可基本与第一条或第二条预定运动通路中的一个或两个同心。这个空的形状可以是任何适宜的形状，例如圆形或椭圆形。在一个实施例中，接地元件可在几何上呈圆形或椭圆形，而且其安装和/或布置的方式可以与可充电部件相对。在这类配置中，根据彼此位置布置接地元件和可充电部件，从而使离子束从中间通过。当可充电部件基本呈圆锥形时，可配置接地元件和可充电部件使圆锥面朝向接地元件。接地元件可基本呈二维形状，和任何平面(基本平坦)形状，例如圆形、椭圆形或类似形状。接地元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修改质谱仪内离子束运动通路的离子偏转器，偏转器包括一个布置的电场诱导器，从而建立多个静电场，其能够使基本沿第一条预定运动通路运动的离子偏离朝向，基本沿第二条预定运动通路运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.20 AU 20129011181.一种修改质谱仪内离子束运动通路的离子偏转器，偏转器包括一个电场诱导器，所述电场诱导器建立多个静电场，所述静电场使得沿第一条预定运动通路运动的离子偏离朝向，从而使得所述离子沿第二条预定运动通路运动，所述离子偏转器包括一个偏转元件，所述偏转元件布置在第一条预定运动通路运动上，从而使离子能够在偏转之前向着偏转元件方向运动，其中，偏转元件连接有一个电压源，所述电压源向所述偏转元件提供所需偏置电压，其中电场诱导器包括一个可充电部件，所述可充电部件包括多个可充电元件，所述可充电部件一般设置成与偏转元件相对且远离第一条预定运动通路和第二条预定运动通路，其中，每一可充电元件连接有一个电压源，从而均具有正电或负电的偏置电压，由此离子束的运动路径为可充电部件的一个圆周部分并通过偏转元件和可充电部件的中间。2.一种根据权利要求1的离子偏转器，其中每一可充电元件代表一个可充电部件的一部分。3.一种根据权利要求1的离子偏转器，其中当可充电元件通过偏置电压时,产生的电场为单极电场,其中电场线的方向取决于施加的偏置电压为正电或负电。4.一种根据权利要求1至3中任一权利要求的离子偏转器，其中电场诱导器的布置能够确保建立多个单极电场。5.一种根据权利要求1至3中任一权利要求的离子偏转器，其中每一可充电元件具有一个相对于进入质谱仪的离子电势为负电的偏置电压。6.一种根据权利要求1至3中任一权利要求的离子偏转器，其中离子的第一条预定运动通路和第二条预定运动通路位于同一平面内。7.一种根据权利要求2的离子偏转器，其中可充电部件包括4个可充电元件，其布置方式能够确保其具有相对离子源处测量的电压差为负电的偏置电压。8.一种根据权利要求7的离子偏转器，其中在操作中成对布置可充电元件，每对中的可充电元件彼此相对。9.一种根据权利要求8的离子偏转器，其中可布置一个可操作对从而使组成的可充电元件上施加的偏置电压多变，呈指定或预定量。10.一种根据权利要求9的离子偏转器，根据彼此位置，布置每一可充电元件的可充电部件，根据离子束流情况配置几何位置，从而...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗瑞·卡利尼切科，
申请(专利权)人：布鲁克化学分析有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL