双90度偏转四级杆等离子体质谱仪制造技术

本发明专利技术公开了等离子体质谱仪技术领域的双90度偏转四级杆等离子体质谱仪，本发明专利技术引入双90度离子偏转聚焦组件，使得正离子从截取锥后经过第一个90度偏转聚焦组件与大量ICP中的电子和中性粒子分离，将分离的离子通过碰撞池后再通过第二个90度偏转聚焦组件中，将待测正离子与碰撞池中新引入的干扰组分予以分离，最后到达四级杆质量分析器和检测系统进行待测离子的检测，本发明专利技术不仅大幅度降低仪器的背景噪声，而且使得不相干的组分不能进入精密的四级杆分离系统，从而使得四级杆分离系统以及检测系统不受污染，本发明专利技术不需要经常清洗和维护，确保仪器的长期可靠，给用户带来了极大的便捷。

【技术实现步骤摘要】
双90度偏转四级杆等离子体质谱仪
本专利技术属于等离子体质谱仪
；具体是双90度偏转四级杆等离子体质谱仪。
技术介绍
ICP-MS主要由进样系统、ICP离子源、接口部分、离子传输系统、质量分析器和离子检测系统组成，样品经过进样系统进入ICP离子源中除了产生待测正离子外，同时产生大量的电子、光子、中性粒子等。由于光子，中性粒子以直线传播,可将待测分析离子以离轴方式偏转或采用光子挡板或90度转弯，就可以将其与非带电粒子(光子和中性粒子)分离，然后经过聚焦并引导待分析离子从接口区域到达质谱分离系统。早期市场上商品化的质谱仪器的离子传输检测系统的设计主要为光子挡板或者离轴传输的形式，离子传输前后方向不变，但是传输路径会有所偏移，由此容易因为基体和其他离子沉积引起透镜电压变化和仪器漂移，导致离子传输效率降低。同时离轴式离子光学系统结构的设计较为复杂，部件的清洗和维护极为复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供双90度偏转四级杆等离子体质谱仪。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：双90度偏转四级杆等离子体质谱仪，包括检测器，述检测器前端贯通固定设有四级杆质量分析器，所述四级杆质量分析器前端与第一聚焦四级杆机构末端端面贯通固定连接，所述第一聚焦四级杆机构首端端面与碰撞反应池末端贯通固定连接，所述碰撞反应池首端与第二聚焦四级杆机构末端端面贯通固定连接，所述第二聚焦四级杆机构首端端面与提取透镜结构末端贯通固定连接，所述提取透镜结构首端与截取锥末端贯通固定连接，所述截取锥首端与采样锥贯通固定连接。进一步地，所述第二聚焦四级杆机构包括90度离子偏转第二四极杆主体，所述90度离子偏转第二四极杆主体由四个圆柱金属呈正方形排布组合而成，所述90度离子偏转第二四极杆主体一侧固定设有进口第二双聚焦透镜，所述90度离子偏转第二四极杆主体另一侧面上固定设有出口第二双聚焦透镜，所述出口第二双聚焦透镜与进口第二双聚焦透镜呈90°布置，所述进口第二双聚焦透镜与提取透镜结构紧密接触，所述出口第二双聚焦透镜与碰撞反应池紧密接触。进一步地，所述第一聚焦四级杆机构包括90度离子偏转第一四极杆主体，所述90度离子偏转第一四极杆主体由四个圆柱金属呈正方形排布组合而成，所述90度离子偏转第一四极杆主体一侧固定设有进口第一双聚焦透镜，所述90度离子偏转第一四极杆主体另一侧面上固定设有出口第一双聚焦透镜，所述出口第一双聚焦透镜与进口第一双聚焦透镜呈90°布置，所述出口第一双聚焦透镜与四级杆质量分析器紧密接触，所述进口第一双聚焦透镜与碰撞反应池紧密接触。进一步地，本专利技术的工作原理是离子通过一个偏转电场区域，受到电场力作用而偏离原来运动方向，并最终在出射时偏转90度,电子由于负电场的作用被排斥掉，而光子和中性粒子等不受电场力作用仍沿直线飞行，最终随真空被抽走，引入双90度离子偏转聚焦组件，使得正离子离子从截取锥后经过第一个90度偏转聚焦组件与大量ICP中的电子和中性粒子分离，再经过碰撞反应池时，由于又加入了碰撞反应气体，使得通过碰撞反应池出来的产物中引入了新的气体和离子，通过第二个90度偏转聚焦组件将待测正离子与新引入的干扰组分予以分离，到达四级杆质量分析器和检测系统进行待测离子的检测。进一步地，所述第二聚焦四级杆机构(8)以及第一聚焦四级杆机构(3)的结构不唯一，即可以采用上述结构的四级杆机构的结构，也可以采用其他任何90度偏转的方式进行两次离子偏转。进一步地，所述双90度偏转四级杆等离子体质谱仪工作步骤具体如下：1)等离子体产生的离子经过采样锥和截取锥后，经提取透镜到达第二聚焦四级杆机构；2)经过进口第二双聚焦透镜聚焦后，由90度离子偏转第二四极杆主体进行偏转，不受电场偏转的电子和光子等直线运动，被真空泵抽离，分析离子进行了90度离子偏转第二四极杆主体偏转后，到达出口第二双聚焦透镜，由出口第二双聚焦透镜聚焦后进入碰撞反应池，经过池内的干扰去除后到达第一聚焦四级杆机构；3)经过进口第一双聚焦透镜聚焦后，由90度离子偏转第一四极杆主体进行偏转，使得待分析的离子再次发生90度偏转，到达出口第一双聚焦透镜，而不受电场作用的离子继续作直线运动后被真空泵抽离；4)离子经过出口第一双聚焦透镜后进入四级杆质量分析器和检测系统，通过四级杆质量分析器和检测系统对离子进行分离和检测。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用双90度偏转透镜的设计使得分析离子在传输聚焦过程中，可以将其与非带电粒子进行非孔传输分离，避免了因孔而对电场分布产生影响，离子传输效率的增加，质谱系统组件减少污染，可大幅增加仪器的灵敏度和稳定性；(1)加入双聚焦透镜减少离子角度分散，提高离子传输效率：本专利技术加入聚焦透镜后能够有效改变电场分布，改善离子束发散角度，降低电荷空间效应，使离子入射后进入离子透镜系统的位置更靠近轴心，离子沿着轴向路线传输，提高离子的传输效率，从而提高灵敏度；(2)离子二次90度偏转聚焦，减少背景噪声和仪器漂移：由于本专利技术是直接去除了光子和中性粒子，减少背景噪声，也大大降低对后面的质谱系统组件污染，这样不仅能够大幅度降低仪器的背景噪声，也能减少质谱仪器核心部件因基体和其他离子沉积引起电压参数变化和仪器漂移，而且该装置也不需要经常清洗和维护，给用户的使用和后期维护带来了极大的便捷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术双90度偏转四级杆等离子体质谱仪的总体结构示意图；图2是本专利技术双90度偏转四级杆等离子体质谱仪的第二聚焦四级杆机构的结构示意图；图3是本专利技术双90度偏转四级杆等离子体质谱仪的第一聚焦四级杆机构的结构示意图；图4是本专利技术双90度偏转四级杆等离子体质谱仪的单圆杆机构的等离子体质谱仪的总体结构示意图；图5是本专利技术双90度偏转四级杆等离子体质谱仪的第一单圆杆偏转机构的结构示意图；图6是本专利技术双90度偏转四级杆等离子体质谱仪的T型偏转机构的等离子体质谱仪的总体结构示意图；图7是本专利技术双90度偏转四级杆等离子体质谱仪的第一T型偏转机构的结构示意图。图中：检测器1，四级杆质量分析器2，第一聚焦四级杆机构3，碰撞反应池4，采样锥5，截取锥6，提取透镜结构7，第二聚焦四级杆机构8，第一T型偏转机构9，第二T型偏转机构10，第一单圆杆偏转机构11，第二单圆杆偏转机构12，出口第二双聚焦透镜81，90度离子偏转第二四极杆主体82，进口第二双聚焦透镜83，90度离子偏转第一四极杆主体31，进口第一双聚焦透镜32，出口第一双聚焦透镜33，90度离子偏转单圆杆主体111，单圆杆进口双聚焦透镜112，单圆杆出口双聚焦透镜113，斜45度离子偏转磁场91，T型偏转进口双聚焦透镜92，T型偏转出口双聚焦透镜93。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双90度偏转四级杆等离子体质谱仪，包括检测器(1)，其特征在于，所述检测器(1)前端贯通固定设有四级杆质量分析器(2)，所述四级杆质量分析器(2)前端与第一聚焦四级杆机构(3)末端端面贯通固定连接，所述第一聚焦四级杆机构(3)首端端面与碰撞反应池(4)末端贯通固定连接，所述碰撞反应池(4)首端与第二聚焦四级杆机构(8)末端端面贯通固定连接，所述第二聚焦四级杆机构(8)首端端面与提取透镜结构(7)末端贯通固定连接，所述提取透镜结构(7)首端与截取锥(6)末端贯通固定连接，所述截取锥(6)首端与采样锥(5)贯通固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.双90度偏转四级杆等离子体质谱仪，包括检测器(1)，其特征在于，所述检测器(1)前端贯通固定设有四级杆质量分析器(2)，所述四级杆质量分析器(2)前端与第一聚焦四级杆机构(3)末端端面贯通固定连接，所述第一聚焦四级杆机构(3)首端端面与碰撞反应池(4)末端贯通固定连接，所述碰撞反应池(4)首端与第二聚焦四级杆机构(8)末端端面贯通固定连接，所述第二聚焦四级杆机构(8)首端端面与提取透镜结构(7)末端贯通固定连接，所述提取透镜结构(7)首端与截取锥(6)末端贯通固定连接，所述截取锥(6)首端与采样锥(5)贯通固定连接。


2.根据权利要求1所述的双90度偏转四级杆等离子体质谱仪，其特征在于，所述第二聚焦四级杆机构(8)包括90度离子偏转第二四极杆主体(82)，所述90度离子偏转第二四极杆主体(82)由四个圆柱金属呈正方形排布组合而成，所述90度离子偏转第二四极杆主体(82)一侧固定设有进口第二双聚焦透镜(83)，所述90度离子偏转第二四极杆主体(82)另一侧面上固定设有出口第二双聚焦透镜(81)，所述出口第...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉平，王党辉，高占岭，
申请(专利权)人：北京衡昇仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11