传输接口装置及质谱仪制造方法及图纸

本申请涉及一种传输接口装置及质谱仪，包括腔体以及相对设置于腔体的接口单元与聚焦单元，还包括设置于腔体内的传输单元，腔体内与腔体外具有气压差，接口单元、传输单元以及聚焦单元上均施加有电压，聚焦单元具有引出孔，接口单元、传输单元以及聚焦单元依次同轴设置；接口单元用于将离子从上一级环境引入腔体，传输单元用于对离子进行冷却与轴向汇聚，聚焦单元用于将汇聚的离子聚焦于引出孔传输至下一级环境，能够提高质谱仪中离子传输时的效率以及离子利用率，从而进一步提高质谱仪的检测灵敏度。检测灵敏度。检测灵敏度。

Transmission interface device and mass spectrometer

【技术实现步骤摘要】
传输接口装置及质谱仪


[0001]本申请涉及质谱分析仪器
，特别是涉及一种传输接口装置及质谱仪。

技术介绍

[0002]质谱仪是研究物质基本组成、结构特征、物理和化学性质最基本的仪器之一，是生命科学、材料科学、食品安全、环境保护等领域的必备仪器，是现代分析仪器的核心。质谱仪的本质是利用电场和/或磁场在真空环境下将运动的离子按质荷比分离后实现化合物组成的检测。其中，离子在真空环境下传输实现质荷比分离的关键结构为射频多极杆，将大气压环境下的离子引入真空环境完成冷却、碰撞和聚焦的功能。
[0003]但目前，常规使用的射频多极杆基本为平行设置，即场内径保持不变。离子在通过射频多极杆完成冷却与碰撞时，由于受到气体膨胀、空间电荷效应以及离子本身动能的作用，离子束倾向于发散。当其通过通孔进入下一真空环境时，很难完全聚焦成一个点，导致大部分离子在该处损失掉，传输效率较低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种传输接口装置及质谱仪，能够提高质谱仪中离子传输时的效率以及离子利用率，从而进一步提高质谱仪的检测灵敏度。
[0005]一种传输接口装置，包括腔体以及相对设置于所述腔体的接口单元与聚焦单元，还包括设置于所述腔体内的传输单元，所述腔体内与所述腔体外具有气压差，所述接口单元、所述传输单元以及所述聚焦单元上均施加有电压，所述聚焦单元具有引出孔，所述接口单元、所述传输单元以及所述聚焦单元依次设置；
[0006]所述接口单元将离子从上一级环境引入所述腔体，所述传输单元对所述离子进行冷却与汇聚，所述聚焦单元将汇聚的所述离子聚焦于所述引出孔传输至下一级环境。
[0007]在其中一个实施例中，所述接口单元为毛细管、截取锥或采样锥。
[0008]在其中一个实施例中，所述传输单元包括多极杆与离子漏斗中的至少一种。
[0009]在其中一个实施例中，所述多极杆包括四极杆、六极杆、八极杆、分段式四极杆、分段式六极杆与分段式八极杆中的至少一种。
[0010]在其中一个实施例中，所述聚焦单元包括基板与聚焦电极，所述基板设置有所述引出孔，所述聚焦电极以所述引出孔为中心设置于所述基板。
[0011]在其中一个实施例中，所述聚焦电极为两个以上间隔设置的同心电极。
[0012]在其中一个实施例中，各所述同心电极为环状的依次施加有直流电压与射频电压的耦合电压的电极。
[0013]在其中一个实施例中，上述传输接口装置还包括第一直流电源、第二直流电源、第三直流电源、第一射频电源与第二射频电源，所述第一直流电源连接所述接口单元，所述第二直流电源与所述第一射频电源连接所述传输单元，所述第三直流电源与所述第二射频电源均连接所述聚焦单元
[0014]在其中一个实施例中，还包括连接所述腔体的真空泵。
[0015]在其中一个实施例中，提供一种质谱仪，包括上述的传输接口装置。
[0016]上述传输接口装置与质谱仪，通过在腔体中轴向依次设置接口单元、传输单元以及聚焦单元，再给接口单元、传输单元以及聚焦单元分别施加不同电压形成电场，促使离子在各电场的作用下从上一级环境进入腔体后，经过传输单元的冷却，轴向传输至聚焦单元，聚集至引出孔传输至下一级环境，能够提高质谱仪中离子传输时的效率以及离子利用率，从而进一步提高质谱仪的检测灵敏度。
附图说明
[0017]图1为一实施例中传输接口装置的系统框图；
[0018]图2为一实施例中聚焦单元的示意图；
[0019]图3为一实施例中聚焦电极施加直流电压的示意图；
[0020]图4为一实施例中聚焦电极上施加射频电压的示意图；
[0021]图5为另一实施例中聚焦电极上施加射频电压的示意图；
[0022]图6为一实施例中传输接口装置的结构示意图；
[0023]图7为一实施例中射频电压中sin(ωt)＝0时直流梯度电场的示意图；
[0024]图8为一实施例中射频电压中sin(ωt)＝
‑
1时直流梯度电场的示意图；
[0025]图9为另一实施例中传输接口装置的结构示意图；
[0026]图10为另一实施例中射频电压中sin(ωt)＝
‑
1时直流梯度电场的示意图；
[0027]图11为另一实施例中传输接口装置的结构示意图；
[0028]图12为另一实施例中的直流梯度电场的示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0030]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0031]在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
[0032]在一个实施例中，提供一种传输接口装置，该传输接口装置可应用于质谱仪，具体应用于质谱仪中离子需要通过多级差分真空环境时进行传输。例如，MS(Mass Spectrometry，质谱)分析与IMS(Ion Mobility Spectrometry，离子迁移谱)分析是两种常见的离子分析技术，将两者结合可实现复杂混合物快速分析。但IMS分析需要工作在较高的气压下，使气相离子同时受到电场和背景气体分子碰撞的共同作用，以产生离子迁移率的差异；而MS分析则需要在高真空的环境中利用电场/磁场控制离子的飞行，避免离子与背景
气体分子之间发生碰撞。当IMS分析与MS分析联用时，离子需要从高气压的IMS迁移管向高真空的 MS质谱仪中进行传输，本申请的传输接口装置即可应用于将离子从IMS传输至MS质谱仪，且使离子不会产生发散，聚焦于轴向传输至下一级环境，保证离子的传输效率。
[0033]具体地，请参见图1，传输接口装置包括腔体110以及相对设置于腔体110 的接口单元120与聚焦单元140，还包括设置于腔体110内的传输单元130，腔体110内与腔体110外具有气压差，接口单元120、传输单元130以及聚焦单元 140上均施加有电压，聚焦单元140具有引出孔，接口单元120、传输单元130 以及聚焦单元140依次设置；接口单元120将离子从上一级环境引入腔体110，传输单元130对离子进行冷却与汇聚，聚焦单元140将汇聚的离子聚焦于引出孔传输至下一级环境。
[0034]具体地，以下以接口单元120连接的上一级环境为第一级环境，腔体110 内为第二级环境，聚焦单元140连接的下一级环境为第三级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传输接口装置，其特征在于，包括腔体以及相对设置于所述腔体的接口单元与聚焦单元，还包括设置于所述腔体内的传输单元，所述腔体内与所述腔体外具有气压差，所述接口单元、所述传输单元以及所述聚焦单元上均施加有电压，所述聚焦单元具有引出孔，所述接口单元、所述传输单元以及所述聚焦单元依次设置；所述接口单元将离子从上一级环境引入所述腔体，所述传输单元对所述离子进行冷却与汇聚，所述聚焦单元将汇聚的所述离子聚焦于所述引出孔传输至下一级环境。2.根据权利要求1所述的传输接口装置，其特征在于，所述接口单元为毛细管、截取锥或采样锥。3.根据权利要求1所述的传输接口装置，其特征在于，所述传输单元包括多极杆与离子漏斗中的至少一种。4.根据权利要求3所述的传输接口装置，其特征在于，所述多极杆包括四极杆、六极杆、八极杆、分段式四极杆、分段式六极杆与分段式八极杆中的至少一种。5.根据权利要求1所述的传输接口装置，其特征在于，所述聚焦单元包括基板与聚焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：范荣荣，朱辉，黄晓，王攀攀，张伟，熊亮，齐彦兵，张涛，
申请(专利权)人：昆山禾信质谱技术有限公司，
类型：新型
国别省市：