[發明專利]一種多極桿質子轉移反應裝置

有效

• 申請號: 201110183754.1
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102290318A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 程平;陳應;董俊國;黃正旭;傅忠;周振
• 申請（專利權）人: 上海大學;昆山禾信質譜技術有限公司
• 主分類號: H01J49/42
• 分類號: H01J49/42
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本發明涉及離子傳輸領域，尤其是一種多極桿質子轉移反應裝置。

背景技術

質譜是對分子結構分析最精確的方法之一，可用來對未知物進行定性分析和對混合物中已知組分進行定量檢測。離子源是質譜儀器的關鍵部分。最常用的離子源為EI（electron?ionization）源，它采用高能電子束轟擊樣品，從而使樣品發生電離產生電子和分子離子。原理如下：

M⁺可繼續斷裂并進行分子重排，產生多種碎片離子。EI源的電離效率高，重復性好，并已有完整的譜庫，是目前使用最廣泛的離子源。但EI源產生的碎片峰較多，對于混合未知物的解譜非常困難。為了解決這一問題，產生了一系列的軟電離（soft?ionization）方法。

化學電離（chemical?ionization，CI）就是EI的基礎上發展的一種典型的軟電離的方式。它通過引入一種反應氣體(通常是甲烷等)，使電子首先轟擊反應氣體產生相關的反應氣體分子離子，然后再與樣品分子發生離子分子反應，一般產生樣品分子的準分子離子因此質譜圖簡單，能夠快速確定樣品的分子量而被廣泛應用。質子轉移離子源就是CI源的一種，可用來與質譜分析器結合形成了目前最常用的用來實時、在線檢測大氣中的揮發性有機物（VOCs）的質子轉移質譜儀（PTRMS）儀器裝置。質子轉移反應離子源是通過初始反應離子與樣品分子發生質子轉移反應（proton?transfer?reaction）的原理從而使待測分子帶上質子，然后通過質量分析器進行檢測分析。初始反應離子一般通過對水蒸氣和空氣的混合氣體進行放電產生水合氫離子（H3O⁺），并以其作為反應離子，然后在漂移管中與待測樣品分子發生質子轉移反應，使得樣品分子離子化。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于多極桿的質子轉移反應裝置。所述裝置可以控制質子轉移反應截面的大小，并能對反應的離子束進行調節，使得離子聚焦，并在一定程度上阻擋中性分子進入到后續的質譜分析器內。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種多極桿質子轉移反應裝置，包括一供質子供體和分析物進行質子轉移反應的漂移管，所述漂移管的前端設有質子供體入口和供樣品分子、載氣引入的載氣引入通道，所述漂移管的后端設有載氣引出通道和分析物離子出口，所述漂移管內設有分段多極桿，所述分段多極桿連接有可控的升壓射頻電源。

進一步，所述分段多極桿為分段四極桿、分段六極桿或者分段八極桿；所述漂移管為密封進行質子轉移反應和離子調節的真空腔。

進一步作為優選的實施方式，所述升壓射頻電源的電壓幅值可變，幅值為-10KV~10KV。

進一步，所述質子供體為水和氫離子；所述載氣為氮氣、空氣、稀有氣體或者其他永久氣體。

進一步作為本發明的該進，所述漂移管還設有使分段多極桿恒溫的加熱裝置。

本發明的有益效果是：本發明通過控制加載在分段多極桿上的升壓射頻電壓的幅值，能夠很好的控制離子束的截面，使得在前端質子轉移反應的橫截面大，實現最大程度的質子轉移反應，在后端減小離子束的截面，實現對離子聚焦和中性分子阻擋，提高離子傳輸率，避免了中性分子對質譜分析儀的污染，提高了儀器的靈敏度；本發明在漂移管上加裝加熱裝置，加強了表面分子的熱運動和離子的活性，減少離子傳輸過程中的損失。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

圖1是分段四極桿質子轉移反應區結構示意圖；

圖2是分段四極桿質子轉移反應區離子傳輸效果圖；

圖3是分段四極桿結構圖；

圖4是分段四極桿軸向側視圖；

圖5是分段四極桿正面視圖；

圖6是分段四極桿軸向截面圖；

圖7是分段四極桿質子轉移離子源裝置三維示意圖；

圖8是分段四極桿質子轉移離子源裝置的剖面圖。

標記說明：

1??質子供體入口

2??載氣引入通道

3??漂移管

4??載氣引出通道

5??分析物離子出口

6??空心陰極管的陽極板

7??空心陰極管的陰極板

8??調節電極

9??第一隔板

10?真空腔

11?質譜分析器接口座

12?第二隔板。

具體實施方式