[發明專利]一種四極桿質量分析器的裝配方法

無效

• 申請號: 201210241632.8
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102779707A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 徐福興;王亮;汪源源;丁傳凡
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01J9/00
• 分類號: H01J9/00;H01J49/42
• 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

技術領域

本發明屬于質量分析儀器技術領域，具體涉及一種四極桿質量分析器的裝配方法。是一種精密機械裝配調整的四極桿質量分析器裝置的方法。靠精密裝配、調節達到四極桿質量分析器組裝的精確尺寸，確保整個四極桿質量分析器的性能，增加四極桿質量分析器裝置的剛性。

背景技術

質譜儀在物質分析及成分鑒定中具有很高的靈敏度和分辨率，其基本工作原理是：首先把被檢測的物質電離成離子，通過電場或磁場將離子按質荷比（m/z）的大小進行分離，然后通過離子檢測器檢測這些被分離的離子，從而得到質譜圖。通過對質譜圖的分析，即可獲得被檢測物質的化學成分、結構以及含量等信息。在質譜儀中，將物質電離的部件被稱為離子源，對離子進行質量分析的部件被稱為質量分析器。離子源和離子質量分析器是組成質譜儀的兩個關鍵部件。

由于質譜儀具有高靈敏度和高分辨率等特點，它已經成為當今世界上應用最廣泛的分析器之一，在環境檢測、食品安全、運動員違禁藥物檢測、制藥、疾病診治、蛋白質組學、基因組學等熱點領域發揮著越來越重要的作用。不僅如此，質譜儀的發展對一些基礎科學研究以及涉及國家安全的領域（如國防、航天、生物以及化學武器的檢測與維護等）具有重要的意義。

目前，質譜技術的發展已相當成熟，各種新型的質譜儀器不斷涌現。所有的質譜儀的基本原理或者說要實現的目標都是相同的，那就是實現中性物質的電離，然后把離子按其質荷比大小進行分離。然而，不同種類的質譜儀使用不同的質量分析器，這些質量分析器實現離子質荷比分離的方式也不相同。按照質量分析器的不同把質譜儀主要分為以下幾種：磁質譜儀(使用磁質量分析器，magnetic?sector)、飛行時間質譜儀(使用飛行時間質量分析器，TOF)、四極桿質譜儀(使用四極桿質量分析器，QMF)、離子阱質譜儀(使用離子阱質量分析器，Ion?trap)、傅里葉變換離子回旋共振質譜儀(使用傅里葉變換質量分析器，FT-ICR)、軌道離子阱質譜儀(使用軌道離子阱質量分析器，Orbitrap)等。不同種類的質譜儀具有不同的特點和應用領域。

四極桿質譜儀是目前最成熟、應用最廣泛的小型質譜儀之一。在氣相色譜-質譜（GC-MS）和液相色譜-質譜（LC/MS）聯用儀中，四極桿是最常用的質量分析器之一。四極桿質譜儀屬于動態質譜，由于僅利用純電場工作，無需涉及磁場，重量較輕；僅要求離子入射能量小于某一上限，不要求入射離子實現能量聚焦，從而可引入結構簡單、高靈敏度的離子源，并且適用于具有一定能量分散的離子，如二次離子；掃描速度快，可通過調節電參量實現儀器靈敏度和分辨本領的調整，同一臺儀器可滿足不同的分析要求。這些優點使得四極桿從誕生開始就備受關注，并得到了迅速發展。目前四極桿質譜技術已相當成熟，作為一種結構緊湊、功能齊全、價格低廉的質譜儀器，在物理學、分析化學、醫學、環境科學、生命科學等領域中獲得了廣泛應用。

四極桿質譜儀中使用的四極桿質量分析器由兩對平行的圓柱性電極組成。離子束在與圓柱形電極平行的軸上聚焦，一個直流電壓(DC)和一個射頻電壓(RF)作用在兩對電極上，加載在兩對電極上的電壓信號幅度相同但相位相差180^o。對于給定的直流和射頻電壓，只有特定質荷比的離子才能在軸向方向穩定運動地通過，其他質荷比的離子則與電極碰撞湮滅。將DC和RF以固定的斜率掃描，可以實現質量掃描功能。四極桿質量分析器具有相對簡單的結構，掃描速度較快，但是它的質量分辨率和質量范圍不高，而且四極桿的電極對精度的要求很高，因此加工和裝配難度大。

四極桿裝置是四極桿質量分析器質譜儀所必備的核心部件，它的加工及組裝精度決定了整個儀器的檢測水平，而四極桿質量分析器的組裝件的精度又是四極桿裝置精度的關鍵所在。四極桿質量分析器組裝件的精度直接決定了整個儀器的質量分辨以及儀器靈敏度等性能指標。

專利CN200965862Y中描述了一種可調的四極桿裝置，其中通過調節固定四極桿上的緊定螺釘與支板上的調節螺釘使極桿相對位移，這里面涉及到螺紋連接的精度，在旋擰緊定螺釘和調節螺釘時，多用一點力和少用一點力，每個螺釘所旋轉的螺距就有變化，其精度的變化直接影響到整個四極桿質量分析器的組裝精度。在調節過程中，很難保證每根四極桿所受的力是均勻的，很難保證兩組對立的四極桿的位移是均衡的，在整個裝配過程中難度系數大，且很難保證整個極桿的相對位移。合格率嚴重受限制。