离子收集聚焦方法、离子收集聚焦装置及质谱装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供了离子收集聚焦方法、离子收集聚焦装置及质谱装置，涉及离子光学领域。离子收集聚焦方法利用数字电路产生的矩形波射频施加于离子阱的电极用于径向引出线型离子阱，在工作时离子收集于轴向势阱的最低处，通过改变电极电压，在该处形成径向的引出电场，使离子从离子引出口径向抛出；以径向引出电场形成时刻为基准，关断矩形波射频，且锁定关断时刻的矩形波相位。利用数字电路产生的矩形波射频具有射频频率可调的优势，可以利用多射频频率条件交替实验，而实现该离子收集聚焦装置的性能改善。焦装置的性能改善。焦装置的性能改善。

【技术实现步骤摘要】
离子收集聚焦方法、离子收集聚焦装置及质谱装置


[0001]本专利技术涉及离子光学领域，具体而言，涉及离子收集聚焦方法、离子收集聚焦装置及质谱装置。

技术介绍

[0002]质谱是电离样品并测定产生离子的质荷比及其丰度的一类仪器，作为质谱的重要组成部分，离子收集聚焦装置通过对时间离散离子的收集，以及对收集离子位置、能量等的聚焦，来产生通量更高、状态更集中的离子，并将其集中抛入质量分析器，而提升质谱的仪器性能与分析效果。
[0003]作为一类常见的离子收集聚焦装置，线型离子阱的原理与结构简单、离子容量较高，常与飞行时间类质量分析器等耦合。其中，部分的四极线型离子阱还可作为质量分析器。线型离子阱的离子引入方向单一(轴向)，但离子引出方向多样，据此可分为两类：轴向引出线型离子阱和径向引出线型离子阱。
[0004]相比于离子引入、引出方向固定的轴向引出线型离子阱，径向引出线型离子阱可实现离子在两个轴向的选择性引入，以及离子在各轴向距离、各径向角度上的选择性引出，功能更为多样、应用更为灵活。线型离子阱由射频实现离子的径向约束，可另外分为两类：正弦波射频驱动的线型离子阱和矩形波射频驱动的线型离子阱。其中，正弦波射频已应用于所有类型的线型离子阱，而矩形波射频目前仅应用于作为质量分析器的线型离子阱。
[0005]现有的基于径向引出线型离子阱的离子收集聚焦装置由LC谐振电路产生的正弦波射频驱动，因而存在如下两点技术问题：
[0006](1)正弦波射频关断的速度较慢，引出离子的聚焦效果有限：射频用于实现离子在线型离子阱内部的径向约束。当离子从线型离子阱中引出，一方面不再需要维持径向约束，一方面射频会干扰离子的运动。为提高引出离子的聚焦效果，需要在离子引出时尽快关闭正弦波射频。然而，由于LC谐振电路的固有特性，正弦波射频关断的速度较慢，离子在引出过程中受正弦波射频影响较大，而聚焦效果有限。
[0007](2)正弦波射频频率的可调范围较小，可传输离子的质量范围有限：射频频率影响线型离子阱可传输离子的质量范围。当其他条件固定时，射频频率增加，线型离子阱可传输质量更大的离子；而射频频率减小，线型离子阱可传输质量更小的离子。然而，由于LC谐振电路的固有特性，在不改动电路情况下，正弦波射频仅能在谐振频率附近的较小范围内调节，而限制了线型离子阱可传输离子的质量范围。
[0008]鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供离子收集聚焦方法、离子收集聚焦装置及质谱装置，旨在提高射频关断速度，增加可传输离子的质量范围。
[0010]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0011]第一方面，本专利技术提供一种离子收集聚焦方法，包括：利用数字电路产生的矩形波射频施加于径向引出线型离子阱的电极以实现离子的径向约束，在轴向势阱对应的至少一个电极处设置离子引出口，在工作时离子收集于轴向势阱的最低处，通过改变电极电压，在该处形成径向的引出电场，使离子从离子引出口径向抛出；以径向引出电场形成时刻为基准，并关断矩形波射频，且锁定关断时刻的矩形波相位。
[0012]在可选的实施方式中，在径向引出离子阱的内部通入气体，以通过气体与离子碰撞冷却。
[0013]在可选的实施方式中，径向引出线型离子阱沿轴向分割为多段，并加有不同且可变的电压以形成轴向势阱，使离子约束在轴向势阱最低处。
[0014]在可选的实施方式中，轴向势阱最低处的相应电极设置有离子引出口，通过改变该处周围电极的电压，在该处形成径向的引出电场，使离子从离子引出口径向抛出。
[0015]在可选的实施方式中，以径向引出电场形成时刻为基准，固定延时的关断矩形波射频，且锁定关断时刻的矩形波相位。
[0016]在可选的实施方式中，离子阱为射频多极。
[0017]在可选的实施方式中，离子阱为射频四极，包括相对设置的两个第一条状电极和相对设置的两个第二条状电极，两个的第一条状电极均分割为多个块状电极，并使一个第一条状电极上的多个块状电极与另一个第一条状电极上的多个块状电极相对设置，在位于中间位置的一个块状电极上设置离子引出口；
[0018]在两个第一条状电极上的各块状电极上均施加相同或不同、可变或不可变的电压，以形成轴向势阱，用于离子的轴向约束；在具有离子引出口的块状电极上或相对的另一个块状电极上施加脉冲电，用于周期性径向引出；
[0019]在两个第二条状电极上连接同一路由数字电路产生的矩形波射频，用于离子的径向约束，以径向引出电场形成时刻为基准，固定延时的关断矩形波射频，且锁定关断时刻的矩形波相位。
[0020]在可选的实施方式中，在工作中多次切换矩形波射频的频率。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种离子收集聚焦装置，用于实施前述实施方式中任一项的离子收集聚焦方法。
[0022]第三方面，本专利技术提供一种质谱装置，包括前述实施方式的离子收集聚焦装置。
[0023]本专利技术实施例的有益效果：利用数字电路产生的矩形波射频施加于离子阱的电极用于径向引出线型离子阱，在工作时离子收集于轴向势阱的最低处，通过改变电极电压，在该处形成径向的引出电场，使离子从离子引出口径向抛出；以径向引出电场形成时刻为基准，关断矩形波射频，且锁定关断时刻的矩形波相位。利用数字电路产生的矩形波射频具有射频频率可调的优势，可以利用多射频频率条件交替实验，而实现该离子收集聚焦装置的性能改善。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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
些附图获得其他相关的附图。
[0025]图1为径向引出线型离子阱的一种实现形式；
[0026]图2为单一射频频率的工作过程(对阳离子)；
[0027]图3为单一射频频率不同延时取值时的工作过程(对阳离子)；
[0028]图4为多种射频频率的工作过程(对阳离子)。
[0029]图标：1
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条状电极；2
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条状电极；3
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条状电极；4
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条状电极；5
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离子引出口；301
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块状电极；302
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块状电极；303
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块状电极；304
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块状电极；305
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块状电极；401
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块状电极；402
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块状电极；403
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块状电极；404
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块状电极；405
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块状电极。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子收集聚焦方法，其特征在于，包括：利用数字电路产生的矩形波射频施加于径向引出线型离子阱的电极以实现离子的径向约束，在轴向势阱对应的至少一个电极处设置离子引出口，在工作时离子收集于轴向势阱的最低处，通过改变电极电压，在该处形成径向的引出电场，使离子从离子引出口径向抛出；以径向引出电场形成时刻为基准，并关断矩形波射频，且锁定关断时刻的矩形波相位。2.根据权利要求1中所述的离子收集聚焦方法，其特征在于，在所述径向引出离子阱的内部通入气体，以通过气体与离子碰撞冷却。3.根据权利要求2所述的离子收集聚焦方法，其特征在于，所述径向引出线型离子阱沿轴向分割为多段，并加有不同且可变的电压以形成轴向势阱，使离子约束在轴向势阱最低处。4.根据权利要求3所述的离子收集聚焦方法，其特征在于，在所述轴向势阱最低处的相应电极设置有离子引出口，通过改变该处周围电极的电压，在该处形成径向的引出电场，使离子从离子引出口径向抛出。5.根据权利要求4所述的离子收集聚焦方法，其特征在于，以径向引出电场形成时刻为基准，固定延时的关断矩形波射频，且锁定关断时刻的矩形波相位。6.根据权利要求1所述的离子收集聚焦方法，其特征在于，所述离子阱为射频多极。...

【专利技术属性】
技术研发人员：任熠，黄奇，洪义，
申请(专利权)人：广州禾信仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：