双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪制造技术

本发明专利技术公开了双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪，引入双90度离子偏转聚焦组件及三重四极杆，使正离子从截取锥后经过第一个90度偏转聚焦组件与大量的电子和中性粒子分离，将分离的离子通过第一级四极杆以及碰撞池后再通过第二个90度偏转聚焦组件中，将待测正离子中的干扰组分予以分离，最后到达第二级四极杆和检测系统进行待测离子的检测，本发明专利技术大幅度降低仪器的背景噪声，且使得不相干的组分不能进入精密的四极杆分离系统，使得四极杆分离系统以及检测系统不受污染，双检测器模式的设计，实现多种分析模式，使整个质谱仪器系统的应用环境更加广泛和灵活，三重四极杆成功解决传统单四极杆未能解决的质谱干扰。单四极杆未能解决的质谱干扰。单四极杆未能解决的质谱干扰。

【技术实现步骤摘要】
双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪


[0001]本专利技术属于等离子体质谱仪
；具体是双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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，同时传统的等离子体质谱仪皆为单四极杆结构，使得该质谱仪在进行工作的过程中时，由于待测电子束中可能存在除了选定的质量数之外的其他未知的多种离子，该些离子会在质谱仪工作时，对其结果进行干扰，进而导致检测结果出现误差，准确度不高，因此，一种双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪的出现迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪，包括采样锥，所述采样锥后侧布置有截取锥，所述截取锥后侧依次设有第一提取透镜以及第二提取透镜，所述第二提取透镜后侧固定设有第一组90度正离子偏转组件，所述第一组90度正离子偏转组件上端固定有第一级四极杆，所述第一级四极杆上端设有碰撞反应池，所述碰撞反应池上端固定设有第二组90度正离子偏转组件，所述第二组90度正离子偏转组件后侧设有第二级四极杆，所述第二级四极杆后侧设有检测器。
[0006]进一步地，所述第一组90度正离子偏转组件包括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，所述进口第一双聚焦透镜与第二提取透镜紧密接触，所述出口第一双聚焦透镜与第一级四极杆下端紧密接触。
[0007]进一步地，所述第二组90度正离子偏转组件包括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，所述出口第二双聚焦透镜与第二级四极杆紧密接触，所述进口第二双聚焦透镜与碰撞反应池紧密接触。
[0008]进一步地，所述第一组90度正离子偏转组件以及第二组90度正离子偏转组件的结构不唯一，即可以采用上述结构的四极杆机构的结构，也可以采用其他任何90度偏转的方式进行两次离子偏转。
[0009]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，分离后的正离子进入第一级四极杆，正离子束经第一级四极杆的选择后，滤除了选定的质量数之外的全部离子，使得单一质量数的离子进入碰撞反应池，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，分离后的待测正离子再经过第二级四极杆筛选，将选定质量数的离子导入检测器中进行测量。
[0010]进一步地，所述双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪工作步骤具体如下：
[0011]1)等离子体产生的离子经过采样锥和截取锥后，经提取透镜到达第一组90度正离子偏转组件；
[0012]2)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，不受电场偏转的电子、光子等，继续直线运动，最后被真空泵抽离，正离子束经过90度离子偏转第一四极杆主体偏转后，到达出口第一双聚焦透镜，由出口第一双聚焦透镜聚焦后进入第一级四极杆内；
[0013]3)正离子束经第一级四极杆的选择后，滤除了正离子束中选定的质量数之外的全部离子，使得正离子束中单一质量数的离子进入碰撞反应池；
[0014]4)通过碰撞反应池的干扰去除作用后到达第二组90度正离子偏转组件；
[0015]5)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，使得待分析的正离子再次发生90度偏转，到达出口第二双聚焦透镜，而不受电场作用的电子、光子等继续作直线运动后被真空泵抽离；
[0016]6)离子经过出口第二双聚焦透镜后进入第二级四极杆，通过第二级四极杆的筛选分离后，待检测的离子进入检测器中，通过检测器对离子进行检测。
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]实施例4作为本专利技术的一个实施方式，其双检测器模式的设计，可实现多种分析模式：对不受质谱干扰的元素，可在第一级四极杆质量分析器进行筛选后直接进行信号检测，可提高分析速度，对于复杂元素分析可自动切换到三重四极杆模式进行工作，使得整个质谱仪器系统的应用环境更加广泛和灵活；
[0021]本专利技术采用三重四极杆，三重四极杆的离子束在进入碰撞反应池前，已由第一级四极杆滤除了选定的质量数之外的全部离子，使得可能的未知的多种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪，包括采样锥(1)，其特征在于，所述采样锥(1)后侧布置有截取锥(2)，所述截取锥(2)后侧依次设有第一提取透镜(3)以及第二提取透镜(4)，所述第二提取透镜(4)后侧固定设有第一组90度正离子偏转组件(5)，所述第一组90度正离子偏转组件(5)上端固定有第一级四极杆(6)，所述第一级四极杆(6)上端设有碰撞反应池(7)，所述碰撞反应池(7)上端固定设有第二组90度正离子偏转组件(8)，所述第二组90度正离子偏转组件(8)后侧设有第二级四极杆(9)，所述第二级四极杆(9)后侧设有检测器(10)。2.根据权利要求1所述的双90度偏转三重四极杆等离子质谱仪，其特征在于，所述第一组90度正离子偏转组件(5)包括90度离子偏转第一四极杆主体(52)，所述90度离子偏转第一四极杆主体(52)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(52)一侧固定设有进口第一双聚焦透镜(53)，所述90度离子偏转第一四极杆主体(52)另一侧面上固定设有出口第一双聚焦透镜(51)，所述出口第一双聚焦透镜(51)与进口第...

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