便携式质谱仪及其工作方法技术

本发明专利技术提供了便携式质谱仪及其工作方法，所述便携式质谱仪包括离子传输管、离子阱、检测器和控制电路；还包括：第一机械泵和离子传输管分别连通第一真空腔；预处理单元设置在第一真空腔内，用于去除从离子传输管出射的中性粒子；第二真空腔连通第一真空腔，离子阱设置在第二真空腔内；第二真空腔分别与所述第一真空腔和第三真空腔密封连接；离子门设置在所述第一真空腔和第二真空腔之间；第三真空腔设置在所述第二真空腔的径向外侧，所述检测器设置在所述第三真空腔内；离子依次进入第一真空腔、第二真空腔和第三真空腔；第二真空腔和第三真空腔分别依次连通分子泵和第二机械泵。本发明专利技术具有结构简单、真空度控制效果好等优点。真空度控制效果好等优点。真空度控制效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】
便携式质谱仪及其工作方法


[0001]本专利技术涉及质谱分析，特别涉及便携式质谱仪及其工作方法。

技术介绍

[0002]质谱技术作为定性定量分析技术，用于获取待测样品分子质量和结构信息，成为实验室检测的优选手段，已被广泛应用于食品安全、公共安全、临床医疗等领域。但实验室质谱分析方法需要经过分离、提取、纯化、浓缩等复杂的前处理过程，部分物质还需要衍生化才能被检出，存在检测时间长、检测成本高，无法有效支撑现场快速准确检测的需要。
[0003]随着近年来直接电离、串联质谱、真空系统等先进技术的蓬勃发展，研制的直接电离质谱产品在小型化、现场检测等方面具有显著优势。与传统质谱技术相比，直接电离质谱仪具有更高的基体耐受能力、可对复杂基体样品进行直接质谱分析、无需或仅需简单的样品前处理即可实现样品原位分析等优势，已取得了一定的研究成果与应用价值，但重量与体积仍较大，便携性体验不佳。
[0004]现有的方法主要采用小型化后质谱性能较好的离子阱技术，可通过串级功能实现待测物质的准确检出。主要集中在离子化进样后直连离子阱，或是接离子光学系统后连离子阱，又或是采用非连续式进样下的真空平衡系统等，能一定程度上提升小型化，但对高真空系统的创新相对不足，对应的真空度及腔体空间要求没有实质性变化。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种便携式质谱仪。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]便携式质谱仪，离子传输管、离子阱、检测器和控制电路；所述便携式质谱仪还包括：
[0008]第一真空腔和第一机械泵，所述第一机械泵和所述离子传输管分别连通所述第一真空腔；
[0009]预处理单元，所述预处理单元设置在所述第一真空腔内，用于去除从所述离子传输管出射的中性粒子；
[0010]第二真空腔，所述第二真空腔连通所述第一真空腔，所述离子阱设置在所述第二真空腔内；所述第二真空腔分别与所述第一真空腔和第三真空腔密封连接；
[0011]离子门，所述离子门设置在所述第一真空腔和第二真空腔之间；
[0012]第三真空腔，所述第三真空腔设置在所述第二真空腔的径向外侧，所述检测器设置在所述第三真空腔内；离子依次进入第一真空腔、第二真空腔和第三真空腔；
[0013]分子泵和第二机械泵，第二真空腔和第三真空腔分别依次连通所述分子泵和第二机械泵。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供了本专利技术便携式质谱仪的工作方法，该专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0015]如本专利技术便携式质谱仪的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步骤：
[0016](A1)离子和中性粒子穿过离子传输管，进入第一真空腔内；
[0017](A2)预处理单元去除所述中性粒子，离子从第一真空腔内出射，穿过离子门进入第二真空腔内；
[0018](A3)离子进入离子阱内，筛选出的离子从离子阱的径向出射，进入第三真空腔内；
[0019]筛选出的离子被检测器接收；
[0020]在上述步骤中，第一机械泵抽出所述第一真空腔内的气体，分子泵选择性地连通所述第二真空腔和第三真空腔，所述分子泵的出口连通第二机械泵。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0022]1.结构简单；
[0023]2.真空度控制效果好；
[0024]直接对离子传输通道的真空腔室进行管控，极大降低对分子泵的性能指标要求且间接减轻分子泵重量与体积，同时实现小空间的精准真空度调控；
[0025]3.电子控制系统外置在最外层腔体，便于维护及测试，及解决在真空环境散热不佳的控制干扰；
[0026]4.多级真空综合控制，设计不同多级真空控制系统，实现协同高效控制，同时降低能耗。
附图说明
[0027]参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：
[0028]图1是根据本专利技术实施例的便携式质谱仪的结构示意图；
[0029]图2是根据本专利技术实施例的便携式质谱仪的工作方法的流程示意图。
具体实施方式
[0030]图1
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2和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了解释本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0031]实施例1：
[0032]图1示意性地给出了本专利技术实施例1的便携式质谱仪的结构图，如图1所示，所述便携式质谱仪包括：
[0033]离子传输管1、离子阱41、检测器92和控制电路；这些器件都是本领域的现有技术；
[0034]第一真空腔24和第一机械泵，所述第一机械泵和所述离子传输管1分别连通所述第一真空腔24；
[0035]预处理单元，所述预处理单元设置在所述第一真空腔24内，用于去除从所述离子传输管1出射的中性粒子；
[0036]第二真空腔43，所述第二真空腔43连通所述第一真空腔24，所述离子阱 41设置在所述第二真空腔43内；所述第二真空腔43分别与所述第一真空腔24 和第三真空腔91密封连接；
[0037]离子门31，所述离子门31设置在所述第一真空腔24和第二真空腔43之间的通道3内；
[0038]第三真空腔91，所述第三真空腔91设置在所述第二真空腔43的径向外侧，所述检测器92设置在所述第三真空腔91内；离子依次进入第一真空腔24、第二真空腔43和第三真空腔91；
[0039]分子泵7和第二机械泵8，第二真空腔43和第三真空腔91分别依次连通所述分子泵7和第二机械泵8。
[0040]为了分开控制各个真空腔内的真空度，进一步地，所述便携式质谱仪还包括：
[0041]切换模块5，所述切换模块5用于使所述分子泵7选择性连通所述第二真空腔43和第三真空腔91。
[0042]为了防止控制电路等电子设备，进一步地，所述便携式质谱仪还包括：
[0043]第四真空腔101，所述第二真空腔43和第三真空腔91设置在所述第四真空腔101内，所述控制电路设置在所述第四真空腔101内；
[0044]所述切换模块用于使所述分子泵选择性地连通所述第四真空腔。
[0045]为了实现去中性离子的功能，进一步地，所述预处理单元包括：
[0046]第一电极23，所述第一电极23产生的电场用于偏转离子；
[0047]第二电极22，所述第二电极22产生的电场用于聚焦偏转后的离子。
[0048]图2给出了本实施例的便携式质谱仪的工作方法，如图2所示，所述工作方法包括以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.便携式质谱仪，所述便携式质谱仪包括离子传输管、离子阱、检测器和控制电路；其特征在于，所述便携式质谱仪还包括：第一真空腔和第一机械泵，所述第一机械泵和所述离子传输管分别连通所述第一真空腔；预处理单元，所述预处理单元设置在所述第一真空腔内，用于去除从所述离子传输管出射的中性粒子；第二真空腔，所述第二真空腔连通所述第一真空腔，所述离子阱设置在所述第二真空腔内；所述第二真空腔分别与所述第一真空腔和第三真空腔密封连接；离子门，所述离子门设置在所述第一真空腔和第二真空腔之间；第三真空腔，所述第三真空腔设置在所述第二真空腔的径向外侧，所述检测器设置在所述第三真空腔内；离子依次进入第一真空腔、第二真空腔和第三真空腔；分子泵和第二机械泵，第二真空腔和第三真空腔分别依次连通所述分子泵和第二机械泵。2.根据权利要求1所述的便携式质谱仪，其特征在于，所述便携式质谱仪还包括：切换模块，所述切换模块用于使所述分子泵选择性连通所述第二真空腔和第三真空腔。3.根据权利要求2所述的便携式质谱仪，其特征在于，所述便携式质谱仪还包括：第四真空腔，所述第二真空腔和第三真空腔设置在所述第四真空腔内，所述控制电路设置在所述第四真空腔内；所述切换模块用于使所述分子泵选择性地连通所述第四真空腔。4.根据权利要求3所述的便携式质谱仪，其特征在于，所述预处理单元包括：第一电极，所述第一电极产生的电场用于偏转离子；第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻路红，洪欢欢，甘剑勤，范国正，陈腊，
申请(专利权)人：宁波华仪宁创智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：