[發明專利]高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置及方法

有效

• 申請號: 201210224846.4
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102737952A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 韋冠一;翟利華;李志明;鄧虎;李雪松;粟永陽;沈小攀;張子斌
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: H01J49/42
• 分類號: H01J49/42
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置，其特征在于：包括磁質譜儀，以及依次設置在磁質譜儀尾端的離子減速透鏡（42）、四極桿質量分析器（1）、第二離子加速透鏡（43）以及終端離子探測器（33）；所述四極桿質量分析器的懸浮電壓比磁質譜儀的離子源的懸浮電壓低1V～100V。

2.根據權利要求1所述的高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置，其特征在于：所述的離子減速透鏡（42）包括z向聚焦電極（8）、弱聚焦電極（9）；所述的z向聚焦電極為平板結構電極，其中心孔（81）為非軸對稱結構，形狀和大小與離子束截面匹配；所述的弱聚焦電極（9）為平板電極或桶狀結構電極，其中心孔（91）為圓孔，大小與四極桿入口截面匹配；所述的第二離子加速透鏡（43）包括離子拉出電極（10）和聚焦電極（11），離子拉出電極（10）為平板電極或桶狀結構電極，其中心孔為圓孔，大小與四極桿出口截面匹配；聚焦電極（11）為直筒狀、入口小于出口的臺階筒狀或入口小于出口的空心圓錐狀結構。

3.根據權利要求1或2所述的高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置，其特征在于：還包括真空室，真空室內壓強小于1×10^-4Pa。

4.一種高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置，其特征在于：包括依次設置的離子源（7）、第一離子加速透鏡（41、磁場質量分析器（2）、離子減速透鏡（42）、四極桿質量分析器（1）、第二離子加速透鏡（43）、終端離子探測器（33）；還包括設置在離子束通路上的至少一個離子束限制單元（5），所述離子束限制單元為限制孔或限制縫，設置在離子源（7）和終端離子探測器（33）之間的任意位置；所述四極桿質量分析器的懸浮電壓比離子源的懸浮電壓低1V～100V。

5.根據權利要求4所述的高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置，其特征在于：還包括設置在磁場質量分析器（2）后端的至少一個中間離子探測器（31），所述的中間離子探測器用于測試未進入四極桿質量分析器（1）的離子流。

6.根據權利要求4或5所述的高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置，其特征在于：還包括在離子束傳播通路上設置的至少一個靜電場能量過濾器（6），所述的靜電場能量過濾器設置在第一離子加速透鏡（41）之后、離子減速透鏡（42）之前的任意位置。

7.根據權利要求6所述的高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置，其特征在于：所述的離子減速透鏡（42）包括z向聚焦電極（8）、弱聚焦電極（9）；所述的z向聚焦電極為平板結構電極，其中心孔（81）為非軸對稱結構，形狀和大小與離子束截面匹配；所述的弱聚焦電極（9）為平板電極或桶狀結構電極，其中心孔（91）為圓孔，大小與四極桿入口截面匹配；所述的第二離子加速透鏡（43）包括離子拉出電極（10）和聚焦電極（11），離子拉出電極（10）為平板電極或桶狀結構電極，其中心孔為圓孔，大小與四極桿出口截面匹配；聚焦電極（11為直筒狀、入口小于出口的臺階筒狀或入口小于出口的空心圓錐狀結構。

8.根據權利要求7所述的高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜裝置，其特征在于：還包括真空室，真空室內壓強小于1×10^-4Pa。

9.一種高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）離子源產生離子束；

2）離子束的加速、整形；

3）對離子束進行磁場質量分析和靜電場能量過濾；

4）離子束減速；

5）四極桿質量分析器進行質量分析；

6）離子束加速；

7）離子束探測。

10.根據權利要求9所述的高豐度靈敏度的磁場-四極桿級聯質譜方法，其特征在于：還包括對未進入四極桿質量分析器的離子進行探測的步驟，該步驟采用至少一個中間離子探測器對磁場質量分析或靜電場能量過濾后的離子進行探測。