一种非连续进样离子阱质谱

本发明涉及分析仪器中的质谱分析器，具体地说是一种非连续进样离子阱质谱，通过双脉冲进样系统，实现对离子阱内离子的高效冷却，从而提升灵敏度和分辨率。

背景技术：

1、原位电离和小型便携式质谱的开发及应用是当前化学测量学领域的研究热点。基于原位电离小型便携式质谱的分析检测技术,无需色谱分离,亦可免除或简化样品前处理过程,突破了传统检测技术操作繁琐、耗时冗长的弊端,可实现样品高灵敏、高通量的现场快速检测,体现了化学测量向快速高效、实时原位、灵敏特异、环境友好等方向发展的重要趋势。在食品安全、消费品安全、公共安全、生命科学、环境监测等相关领域开展了广泛的应用。

2、现场便携式质谱主要包括四级杆质谱、飞行时间质谱、离子阱质谱等。其中，离子阱质谱因为体积小、分辨率高等优点受到广泛关注。离子阱质谱按照进样方式的不同可分为非连续进样和连续进样。其中，连续进样往往需要多级差分真空系统，增大了体积；非连续进样方式可以减小体积，但是离子冷却时气压是逐渐降低的，导致了冷却效果差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种非连续进样质谱，通过双脉冲进样系统，实现对离子阱内离子的高效冷却，从而提升质谱灵敏度和分辨率。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种非连续进样离子阱质谱，其特征在于：包括中空的密闭筒状腔室(1)，于腔体一侧壁面上设有连接真空泵的尾气出口(2)；于腔体内部设有矩形离子阱质谱，包括带有离子出口狭缝(4)的x电极对(3)，y电极对(5)，中部带有通孔的二板平板状电极构成的z电极对(6)，于z电极对(6)的二电极外侧设有中部带有通孔的二板平板状电极构成的金属电极对(7)；z电极对(6)的电极位于二块金属电极对(7)的电极之间，z电极对(6)的二块电极与金属电极对(7)的二块电极依次相互平行、中部通孔同轴、间隔设置；x电极对(3)、y电极对(5)、z电极对(6)分别包括相互平行、间隔设置的二板平板状电极，x电极对(3)、y电极对(5)、z电极对(6)的平板状电极分别位于同一长方体的6个面上，x电极对的电极所在平面与y电极对的电极所在平面相互垂直，x电极对的电极所在平面与z电极对的电极所在平面相互垂直，y电极对的电极与z电极对的电极所在平面相互垂直；离子出口狭缝(4)为设置于x电极对(3) 的一块或二块平板状电极中部的、垂直z电极对电极的条状通孔；于靠近金属电极对(7) 电极的腔体两相对侧壁面上分别设有穿过腔体侧壁面的金属毛细管a(9)，位于腔体外部的金属毛细管a(9)一端通过硅胶管(11)与另一金属毛细管b(10)的一端相连接，于硅胶管(11)处设有夹管阀(8)，构成脉冲进样系统；于x电极对(3)外侧、正对离子出口狭缝(4)的位置设有长条状的离子接收器。

4、所述的质谱，其特征在于：分别于x电极对(3)、y电极对(5)和z电极对(6) 的二块电极相对的内侧表面设置有用于避免吸附污染物的玻璃薄膜层。

5、所述的质谱，其特征在于：脉冲进样系统的二个金属毛细管a/b分别用于离子注入和缓冲气注入；离子注入的脉冲进样和缓冲气注入脉冲进样之间按照设定时序工作。首先离子注入的脉冲进样开启，离子注入结束后离子注入的脉冲进样关闭，缓冲气注入脉冲进样开启；缓冲气注入脉冲进样开启的时间小于等于脉冲进样的开启时间，以保持离子阱内的气压稳定。

6、所述的质谱，其特征在于：位于腔体内的金属毛细管a(9)开口端面向金属电极对(7)电极的中部通孔设置。

7、所述的质谱，其特征在于：玻璃薄膜层厚度小于等于1mm。

8、所述的质谱，其特征在于：z电极对(6)上的电势为零；并与位于同侧的金属电极(7)之间存有电压差：当正离子检测时，电场方向由金属电极对(7)与位于同侧的电极(6)；当负离子检测时，电场方向由z电极对(6)指向位于同侧的电极(7)。

9、所述的质谱，其特征在于：离子检测器可以为电子倍增器、微通道板、闪烁检测器或感应电荷检测器。

10、本发明的优点为：本发明提供一种具有离子空间聚焦功能的大气压电离源，利用纺锤形结构设计结合射频电场，实现对面电离源调整为点电离源，提高质谱的离子进样效率。

技术特征：

1.一种非连续进样离子阱质谱，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的质谱，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的质谱，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的质谱，其特征在于：

5.根据权利要求2所述的质谱，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的质谱，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的质谱，其特征在于：离子检测器可以为电子倍增器、微通道板、闪烁检测器或感应电荷检测器。

技术总结
本发明涉及分析仪器中的质谱分析器，具体地说是一种非连续进样离子阱质谱，包括中空的密闭筒状腔室，于腔体一侧壁面上设有连接真空泵的尾气出口；于腔体内部设有矩形离子阱质谱，包括带有离子出口狭缝的X电极对，Y电极对，中部带有通孔的二板平板状电极构成的Z电极对，于Z电极对(6)的二电极外侧设有中部带有通孔的二板平板状电极构成的金属电极对；Z电极对的电极位于二块金属电极对的电极之间；X电极对、Y电极对、Z电极对分别包括相互平行、间隔设置的二板平板状电极；于X电极对外侧、正对离子出口狭缝的位置设有长条状的离子接收器。

技术研发人员：王卫国,仓怀文,黄卫,蒋丹丹,李海洋
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13