飞行时间质谱仪及其离子囚禁释放装置、控制方法与流程

本申请涉及离子传输，特别是涉及一种飞行时间质谱仪及其离子囚禁释放装置、控制方法。

背景技术：

1、飞行时间质谱(tof)具有高分辨率，宽质量范围，单次全谱扫描等优点，可以与多种离子源耦合，也广泛应用于串级质谱。灵敏度是飞行时间质谱仪的重要性能参数，提高离子的利用率，是提高飞行时间质谱仪灵敏度的重要方法。

2、传统的提高离子利用率的方法是加入射频离子阱质量分析器，先囚禁，后释放，但受限于空间电荷效应，仪器的空间结构以及复杂的射频电场控制等，使其应用受到了限制。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种应用范围广的飞行时间质谱仪及其离子囚禁释放装置、控制方法。

2、一种飞行时间质谱仪的离子囚禁释放装置，包括多极杆、贯穿电极极片和引出电极极片，所述贯穿电极极片贯穿设置于所述多极杆，所述引出电极极片设置于所述多极杆的末端；所述多极杆产生的轴向电场使离子加速穿过所述贯穿电极极片，所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间的相对电压未增加时，穿过所述贯穿电极极片的离子在所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间冷却碰撞聚焦，所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间的相对电压增大时，所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间的离子包以脉冲形式通过所述引出电极极片释放。

3、在其中一个实施例中，所述多极杆为分段多极杆，或所述多极杆为具有阻值的直杆。

4、在其中一个实施例中，所述多极杆为双曲型或圆柱型的多极杆。

5、在其中一个实施例中，所述多极杆为四极杆，且所述四极杆的对杆对应连接，两组相互平行的杆上分别施加一对幅值相等、相位差为180°的射频电压；所述四极杆的四根杆两端分别施加不同的直流电压。

6、在其中一个实施例中，所述贯穿电极极片贯穿设置于所述多极杆靠近末端的位置。

7、在其中一个实施例中，所述贯穿电极极片为中心孔为圆孔或栅网的圆形极片；所述引出电极极片为中心孔为圆孔的圆形极片。

8、在其中一个实施例中，所述贯穿电极极片和所述引出电极极片分别施加相同频率，且不同幅值和相位的脉冲电压，或者所述贯穿电极极片和所述引出电极极片中的一个施加直流电压。

9、一种飞行时间质谱仪的离子囚禁释放控制方法，基于上述的离子囚禁释放装置实现，该方法包括：

10、保持贯穿电极极片和引出电极极片之间的相对电压，使经过多极杆产生的轴向电场加速穿过所述贯穿电极极片的离子，在所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间冷却碰撞聚焦；

11、增大所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间的相对电压，使所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间的离子包以脉冲形式通过所述引出电极极片释放。

12、一种飞行时间质谱仪，包括离子导向装置、飞行时间质量分析器和上述的离子囚禁释放装置。

13、在其中一个实施例中，所述离子导向装置包括静电透镜。

14、上述飞行时间质谱仪及其离子囚禁释放装置、控制方法，多极杆产生轴向电场使离子加速穿过贯穿电极极片，贯穿电极极片和引出电极极片之间的相对电压未增加时，穿过贯穿电极极片的离子在贯穿电极极片和引出电极极片之间冷却碰撞聚焦，从而实现了离子的捕集。贯穿电极极片和引出电极极片之间的相对电压增大时，贯穿电极极片和引出电极极片之间捕集的离子包以脉冲形式通过引出电极极片释放。通过离子的捕集-释放，使连续的离子流变为相对连续的脉冲离子包流，提高飞行时间质谱仪的占空比，实现以简单的结构提高离子的利用率，应用范围广。

技术特征：

1.一种飞行时间质谱仪的离子囚禁释放装置，其特征在于，包括多极杆、贯穿电极极片和引出电极极片，所述贯穿电极极片贯穿设置于所述多极杆，所述引出电极极片设置于所述多极杆的末端；所述多极杆产生的轴向电场使离子加速穿过所述贯穿电极极片，所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间的相对电压未增加时，穿过所述贯穿电极极片的离子在所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间冷却碰撞聚焦，所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间的相对电压增大时，所述贯穿电极极片和所述引出电极极片之间的离子包以脉冲形式通过所述引出电极极片释放。

2.根据权利要求1所述的飞行时间质谱仪的离子囚禁释放装置，其特征在于，所述多极杆为分段多极杆，或所述多极杆为具有阻值的直杆。

3.根据权利要求1所述的飞行时间质谱仪的离子囚禁释放装置，其特征在于，所述多极杆为双曲型或圆柱型的多极杆。

4.根据权利要求1所述的飞行时间质谱仪的离子囚禁释放装置，其特征在于，所述多极杆为四极杆，且所述四极杆的对杆对应连接，两组相互平行的杆上分别施加一对幅值相等、相位差为180°的射频电压；所述四极杆的四根杆两端分别施加不同的直流电压。

5.根据权利要求1所述的飞行时间质谱仪的离子囚禁释放装置，其特征在于，所述贯穿电极极片贯穿设置于所述多极杆靠近末端的位置。

6.根据权利要求1所述的飞行时间质谱仪的离子囚禁释放装置，其特征在于，所述贯穿电极极片为中心孔为圆孔或栅网的圆形极片；所述引出电极极片为中心孔为圆孔的圆形极片。

7.根据权利要求1所述的飞行时间质谱仪的离子囚禁释放装置，其特征在于，所述贯穿电极极片和所述引出电极极片分别施加相同频率，且不同幅值和相位的脉冲电压，或者所述贯穿电极极片和所述引出电极极片中的一个施加直流电压。

8.一种飞行时间质谱仪的离子囚禁释放控制方法，其特征在于，基于权利要求1-7任意一项所述的离子囚禁释放装置实现，该方法包括：

9.一种飞行时间质谱仪，其特征在于，包括离子导向装置、飞行时间质量分析器和权利要求1-7任意一项所述的离子囚禁释放装置。

10.根据权利要求9所述的飞行时间质谱仪，其特征在于，所述离子导向装置包括静电透镜。

技术总结
本申请涉及一种飞行时间质谱仪及其离子囚禁释放装置、控制方法，离子囚禁释放装置包括多极杆、贯穿电极极片和引出电极极片，贯穿电极极片贯穿设置于多极杆，引出电极极片设置于多极杆的末端；多极杆产生的轴向电场使离子加速穿过贯穿电极极片，贯穿电极极片和引出电极极片之间的相对电压未增加时，穿过贯穿电极极片的离子在贯穿电极极片和引出电极极片之间冷却碰撞聚焦，从而实现了离子的捕集。贯穿电极极片和引出电极极片之间的相对电压增大时，贯穿电极极片和引出电极极片之间的离子包以脉冲形式通过引出电极极片释放。通过离子的捕集‑释放，使连续的离子流变为相对连续的脉冲离子包流，实现以简单的结构提高离子的利用率，应用范围广。

技术研发人员：王攀攀,朱辉,余成铖,黄晓,范荣荣,熊亮,齐彦兵,张涛
受保护的技术使用者：昆山禾信质谱技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13