离子传输装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种离子传输装置及方法，所述离子传输装置包括：螺旋线圈，从离子进口端到离子出口端的螺旋线圈的直径逐渐变小；电流源，所述电流源连接所述螺旋线圈的头端；第一直流稳压电源，所述第一直流稳压电源连接所述螺旋线圈的尾端。本发明具有聚焦性能好、可靠性高、降低溶剂干扰和离子通过率高、成本较低等优点。
【专利说明】离子传输装置及方法【技术领域】
[0001]本发明涉及质谱分析，特别涉及离子传输装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，质谱分析的通用方式为:离子源产生的离子进入真空室内，由于运动方向各异，易发散，在最后的检测中常会遇到系统灵敏度低的问题。为了提高分析的灵敏度和重复性，通常采用静电场去实现离子的聚焦和传输。该类技术存在以下不足:
[0003]1、由于电场的作用，离子聚焦不够；
[0004]2、离子通过率低，因此需要加大离子通过的尺寸，因此真空系统庞大；
[0005]3、结构复杂；
[0006]4、容易受到溶剂的干扰。
【发明内容】
[0007]为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种聚焦性能好、可靠性高、降低溶剂干扰和离子通过率高、成本较低的离子传输装置。
[0008]本发明的目的是通 过以下技术方案实现的:
[0009]一种离子传输装置，所述离子传输装置包括:
[0010]螺旋线圈，从离子进口端到离子出口端的螺旋线圈的直径逐渐变小；
[0011]电流源，所述电流源连接所述螺旋线圈的头端；
[0012]第一直流稳压电源，所述第一直流稳压电源连接所述螺旋线圈的尾端。
[0013]根据上述的离子传输装置，优选地，所述螺旋线圈采用弯曲结构。
[0014]根据上述的离子传输装置，优选地，所述螺旋线圈采用电阻丝绕成。
[0015]根据上述的离子传输装置，优选地，所述螺旋线圈弯曲成弧形。
[0016]根据上述的离子传输装置，优选地，所述螺旋线圈弯折90度。
[0017]根据上述的离子传输装置，可选地，所述离子传输装置进一步包括:
[0018]缓冲电极，所述缓冲电极设置在所述螺旋线圈的进口端；
[0019]第二直流稳压电源，所述第二直流稳压电源连接所述缓冲电极。
[0020]本发明还提供了应用上述任一离子传输装置的质谱分析系统，解决了现有技术中存在的离子聚焦差、离子传输效率低、易受溶剂干扰等不足。该发明目的通过以下技术方案得以实现:
[0021]一种质谱分析系统，所述质谱分析系统包括离子源、分析器，所述质谱分析系统进一步包括:
[0022]设置在所述离子源和分析器之间的上述任一的离子传输装置。
[0023]本发明还提供了一种离子传输方法，解决了现有技术中存在的离子聚焦效果差、传输效率低、易受溶剂干扰等不足。
[0024]一种离子传输方法，所述离子传输方法包括以下步骤:[0025]离子从进口端射入螺旋线圈，并在螺旋线圈形成的轴向磁场中聚焦，最后从出口端射出；
[0026]在上述过程中，所述螺旋线圈的头端连接电流源，尾端连接第一直流稳压电源；所述进口端和出口端具有电势差。
[0027]根据上述的离子传输方法，优选地，所述电势差的形成方式为:所述螺旋线圈采用电阻丝绕成。
[0028]根据上述的离子传输方法，优选地，所述电势差的形成方式为:在所述进口端设置缓冲电极，所述缓冲电极连接第二直流稳压电源。
[0029]与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:
[0030]1、采用的螺旋线圈有效地解决了离子在真空中的聚焦问题，提高离子分析系统的灵敏度；
[0031]采用的“喇叭口”(即进口端到出口端的螺旋线圈的直径逐渐变小)设计进一步地提高了离子聚焦效果；
[0032]2、离子快速聚焦，从而可缩小分析系统中真空室的结构，降低系统成本；
[0033]3、弯曲的离子通道设计，可以有效地避免溶剂直接进入分析器(溶剂分子不带电，不受轴向磁场约束，从螺旋线圈中直线飞出)，提高系统抗溶剂干扰能力；
[0034]4、离子传输通道设计简单，只需要电流源和直流稳压电源驱动的螺旋线圈即可，无需静电场设计中结构精确的设计和安装，降低工程难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]参照附图，本发明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发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:
[0036]图1为本发明实施例1的离子传输装置的结构示意图；
[0037]图2为本发明实施例2的离子传输装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]图1、2和以下说明描述了本发明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发明。为了教导本发明技术方案，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发明的范围内。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发明的多个变型。由此，本发明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。
[0039]实施例1:
[0040]本发明实施例的质谱分析系统，所述质谱分析系统包括:
[0041]离子源和分析器，所述离子源和分析器是本领域的现有技术，在此不再赘述；
[0042]图1示意性地给出了本发明实施例的离子传输装置的结构简图，如图1所示，所述离子传输装置设置在所述离子源和分析器之间，离子传输装置包括:
[0043]螺旋线圈11，所述螺旋线圈11采用弯曲结构，从离子进口端到离子出口端的螺旋线圈11的直径逐渐变小；所述螺旋线圈11采用电阻丝绕成，并弯折90度、60度、45度或其它锐角；
[0044]电流源12，所述电流源12连接所述螺旋线圈的头端；
[0045]第一直流稳压电源13，所述第一直流稳压电源13连接所述螺旋线圈11的尾端。在所述电流源12和第一直流稳压电源13的作用下，在螺旋线圈11的进口端和出口端间具有一定的电势差，用于离子在螺旋线圈11的轴向加速向前运动。
[0046]本发明实施例的离子传输方法，也即上述离子传输装置的工作过程，所述离子传输方法包括以下步骤:
[0047]在所述电流源和第一直流稳压电源的作用下，在螺旋线圈的进口端和出口端间具有一定的电势差，且在螺旋线圈的轴向产生磁场；
[0048]离子从进口端射入螺旋线圈，并在弯曲的螺旋线圈形成的轴向磁场中聚焦、加速，最后从出口端射出。
[0049]根据本发明实施例1达到的益处在于:结构简单、低成本，明显地提高了离子聚焦效果，螺旋线圈的弯曲设计降低了溶剂对测量的不利影响。
[0050]实施例2:
[0051]本发明实施例的质谱分析系统，所述质谱分析系统包括:
[0052]离子源和分析器，所述离子源和分析器是本领域的现有技术，在此不再赘述；
[0053]图2示意性地给出了本发明实施例的离子传输装置的结构简图，如图2所示，所述离子传输装置设置在所述离子源和分析器之间，离子传输装置包括:
[0054]螺旋线圈11，所述螺旋线圈11采用弯曲结构，从离子进口端到离子出口端的螺旋线圈11的直径逐渐变小；所述螺旋线圈11采用低阻抗导电丝绕成，并弯折90度、60度、45度或其它锐角；
[0055]电流源12，所述电流源12连接所述螺旋线圈11的头端；
[0056]第一直流稳压电源13，所述第一直流稳压电源13连接所述螺旋线圈11的尾端。
[0057]缓冲电极21，所述缓冲电极21设置在所述螺旋线圈的进口端；
[0058]第二直流稳压电源22，所述第二直流稳压电源22连接所述缓冲电极21。在所述缓冲电极及第二直流稳压电源的作用下，在缓冲电极(即螺旋线圈的进口端)和螺旋线圈的出口端间具有一定的电势差，用于离子在螺旋线圈的轴向加速向前运动；
[0059]本发明实施例的离子传输方法，也即上述离子传输装置的工作过程，所述离子传输方法包括以下步骤:
[0060]在所述缓冲电极及第二直流稳压电源的作用下，在螺旋线圈的进口端和出口端间具有一定的电势差，且在螺旋线圈的轴向产生磁场；
[0061 ] 离子从进口端射入螺旋线圈，并在弯曲的螺旋线圈形成的轴向磁场中聚焦、加速，最后从出口端射出。
[0062]根据本发明实施例2达到的益处在于:结构简单、低成本，明显地提高了离子聚焦效果，螺旋线圈的弯曲设计降低了溶剂对测量的不利影响。
[0063]实施例3:
[0064]本发明实施例的质谱分析系统及离子传输方法，与实施例2不同的是:螺旋线圈采用非弯曲结构，离子在螺旋线圈内直线传输。
【权利要求】
1.一种离子传输装置，所述离子传输装置包括: 螺旋线圈，从离子进口端到离子出口端的螺旋线圈的直径逐渐变小； 电流源，所述电流源连接所述螺旋线圈的头端； 第一直流稳压电源，所述第一直流稳压电源连接所述螺旋线圈的尾端。
2.根据权利要求1所述的离子传输装置，其特征在于:所述螺旋线圈采用弯曲结构。
3.根据权利要求1所述的离子传输装置，其特征在于:所述螺旋线圈采用电阻丝绕成。
4.根据权利要求2所述的离子传输装置，其特征在于:所述螺旋线圈弯曲成弧形。
5.根据权利要求2所述的离子传输装置，其特征在于:所述螺旋线圈弯折90度。
6.根据权利要求1所述的离子传输装置，其特征在于:所述离子传输装置进一步包括: 缓冲电极，所述缓冲电极设置在所述螺旋线圈的进口端； 第二直流稳压电源，所述第二直流稳压电源连接所述缓冲电极。
7.一种质谱分析系统，所述质谱分析系统包括离子源、分析器，其特征在于:所述质谱分析系统进一步包括: 设置在所述离子源和分析器之间的如权利要求1至6任一所述的离子传输装置。
8.一种离子传输方法，所述离子传输方法包括以下步骤: 离子从进口端射入螺旋线圈，并在螺旋线圈形成的轴向磁场中聚焦，最后从出口端射出； 在上述过程中，所述螺旋线圈的头端连接电流源，尾端连接第一直流稳压电源；所述进口端和出口端具有电势差。
9.根据权利要求8所述的离子传输方法，其特征在于:所述电势差的形成方式为:所述螺旋线圈采用电阻丝绕成。
10.根据权利要求8所述的离子传输方法，其特征在于:所述电势差的形成方式为:在所述进口端设置缓冲电极，所述缓冲电极连接第二直流稳压电源。
【文档编号】H01J49/06GK103824748SQ201410058082
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】俞建成, 闻路红, 吴焕铭, 王海星 申请人:宁波大学