[發明專利]線形離子存儲器和飛行時間質量分析器串聯的質譜儀

有效

• 申請號: 201210161473.0
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102651301A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 王亮;陳大舟;丁傳凡
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01J49/02
• 分類號: H01J49/02;H01J49/40
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.?一種線形離子存儲器和飛行時間質量分析器串聯的質譜儀，其特征在于，其組成部分包括離子源、離子光學系統、線形離子存儲器、飛行時間質量分析器、離子檢測器和信號測控與記錄系統；其中：?

所述的線形離子存儲器與所述的飛行時間質量分析器直接相連，飛行時間質量分析器的加速電場入口直接與線性離子存儲器的引出電極相對；

所述線形離子存儲器是由三維空間中x,?y,?z三個方向的電極對圍成的一個封閉結構，線形離子存儲器中的一對電極用于離子引出，其上施加直流電壓，直流電壓具有時序變化；離子引出電極設置有導電柵網結構，以下簡稱為柵網電極，線形離子存儲器中的離子直接通過柵網電極從線形離子存儲器中彈出，柵網電極直接正對飛行時間質量分析器的加速電場入口。

2.?根據權利要求1所述的線形離子存儲器和飛行時間質量分析器串聯的質譜儀，其特征在于，設定離子引出的方向為x方向，y方向的電極對施加射頻電壓，射頻電壓具有時序變化；Z方向電極對施加直流電壓，直流電壓具有時序變化；

在儀器分析過程中，離子源產生的離子先從z軸方向進入線形離子存儲器中存儲，再進入飛行時間質量分析器中，線形離子存儲器中的離子在脈沖直流電壓的作用下，通過柵網電極彈出，隨即進入飛行時間分析器的加速電場中，通過加速、聚焦、偏轉后進入無場飛行區，最終到達離子檢測器，實現線形離子存儲器與飛行時間質量分析器的串聯分析。

3.?根據權利要求1所述的線形離子存儲器和飛行時間質量分析器串聯的質譜儀，其特征在于，構成線形離子存儲器的x,?y,?z三個方向的電極對中的每一個電極是一個電極，或者由二個，或二個以上的分立電極所構成。

4.?根據權利要求1所述的線形離子存儲器和飛行時間質量分析器串聯的質譜儀，其特征在于，x方向上離子引出電極對，其中之一為柵網電極，另一電極為平板電極或者為柵網電極；

Z方向電極對為平板電極，其中用于離子引入的電極上開有離子引入小孔；

y方向電極對為平板電極，或者為雙曲面電極，或者為圓桿電極，或者為方桿電極。

5.?根據權利要求1所述的線形離子存儲器和飛行時間質量分析器串聯的質譜儀，其特征在于，所述線形離子存儲器各電極上的電壓分布特征如下：?

在離子引入階段，z方向電極對上的直流電位降低，線形離子存儲器與上游的離子光學系統之間存在一個電位差，使得樣品離子進入線形離子存儲器中；此時y方向的電極對上施加一定幅值的射頻電壓，x方向的離子引出電極對保持在零電位，離子引入階段的時間為若干毫秒；

在離子存儲階段，z方向的電極對的直流電位升高，形成一個電位差，將上游的離子擋在線形離子存儲器外，將線形離子存儲器中的離子束縛在z方向上；x方向的離子引出電極對保持零電位，y方向的電極對施加一定幅值的射頻電場；離子與中性氣體發生碰撞而消耗掉自身動能；離子在直流電位和射頻電場的共同作用下在線形離子存儲器中存儲；

在離子彈出階段，z方向的電極對上施加直流電壓且保持不變；x方向上的引出電極對上施加特定參數的脈沖電壓，幅度高達幾千伏，瞬間形成一個方向指向x方向上柵網電極的推斥電場，離子在瞬間受到一個高強度、方向指向柵網電極的推斥力；在脈沖電壓的作用下，線形離子存儲器中束縛的離子通過柵網電極從線形離子存儲器中彈出，直接進入飛行時間質量分析器，完成質量分析；

離子進入飛行時間質量分析器后，x方向離子引出電極對迅速回到零電位，線形離子存儲器隨即開始下一個離子引入－存儲－引出過程，飛行時間質量分析器中的離子分析過程與否不影響線形離子存儲器的離子引出、存儲過程。