[發明專利]H型陣列離子阱及在其中進行離子-離子反應的方法

有效

• 申請號: 201210250694.5
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102760635A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 唐飛;陳一;王曉浩
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01J49/26
• 分類號: H01J49/26
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

技術領域

本發明涉及一種離子阱，具體地說，涉及一種用于小型化質譜儀的H型陣列離子阱，該離子阱可以實現離子-離子反應。

背景技術

質譜法是用來分析物質分子是由何種原子或基團組成的一種方法。質譜法也是唯一可以給出分子量，確定分子式的方法，而分子式的確定對化合物的結構鑒定是至關重要的。首先，它將物質分子擊碎成帶電的原子或基團（即離子，其本質是由一定原子組成的具有特殊性能的原子團），然后按照帶電粒子質荷比的不同將它們分離并進行檢測，最終就可以定性或定量的分析物質的組成。所謂質荷比就是粒子的質量與其所帶電量的比值。因為不同粒子的質荷比是不同的，所以可以用它來區分不同粒子。通過質譜法檢測物質，最終得到的是質荷比按從小到大的順序排列的離子強度圖，即質譜圖。通過對質譜圖的解析就可以得到樣品定性或定量結果。

質譜儀作為一種常用的采用質譜法進行定性、定量檢測分析的儀器，其廣泛應用在生物技術研究、石油礦藏分析、新型材料及藥品研發和監督、食品安全、公共安全以及軍事技術和外太空探測等諸多重大領域。質譜儀已經成為眾多行業和領域不可或缺的儀器。

目前，質譜儀器的發展趨勢主要有兩個：一是發展高性能的質譜儀，包括大分子、高通量、高靈敏度、高分辨率和高準確度，主要面向實驗室精密檢測分析的需求；二是質譜儀器的小型化，滿足在線快速檢測、實時分析的需求。傳統的質譜儀多是在實驗室里使用，一般都有著很高的性能指標，可以實現高水平的定性定量分析，但其重量和體積較大，且對工作環境的要求比較苛刻，不便于攜帶進行現場檢測，同時需要由專業人員操作使用，通常還需要對待測樣品進行預處理，分析程序比較繁瑣，耗時較長，難以實現實時檢測分析。此外，這類儀器通常價格昂貴，難以普及。小型化質譜儀雖然在性能上相比傳統質譜儀有折扣，但在檢測效率、便攜性、簡易操作、價格等方面，有其無可取代的優勢。面對當前越來越多的復雜檢測環境的需求，尤其是現場快速檢測方面，小型化質譜儀占據著極其重要的地位。小型化質譜儀的發展到現在不過十幾年的時間，相比傳統質譜儀器還有很多方面，包括進樣方式，離化源，質量分析器等，還不夠成熟，要開發出可以與傳統質譜儀媲美的小型質譜儀還有很多問題需要解決。盡管如此，小型化質譜儀的性能也已經滿足了諸多領域里的使用需求。

質量分析器是質譜儀中的核心器件，它的作用是把離子按質荷比大小依次區分開來，并將離子按次序送入離子檢測器。依工作原理的不同，質量分析器可以分為磁扇形質量分析器、飛行時間質量分析器、離子回旋共振—傅立葉變換質量分析器、四極桿質量分析器、離子阱質量分析器、軌道阱質量分析器等。其中，離子阱質量分析器組成離子阱裝置。

本發明提供了一種用于小型化質譜儀的H型陣列離子阱，目的是借助質譜儀完成真空條件下靠離子之間撞擊進行的離子-離子反應，從而克服普通的離子反應諸多的限制條件（如：反應一般都在溶液中進行、生成難溶的物質、生成難電離的物質、生成揮發性物質等）。此種真空條件下進行的離子-離子反應理論上可以使任何被電離的離子與另外一種離子反應并產生新的物質。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種H型陣列離子阱，能夠有效的減少離子在傳輸過程中的損耗，保證離子在不同離子阱間傳輸時的可靠性。

本發明的技術方案如下：

一種H型陣列離子阱，包括左離子阱、右離子阱和中心離子阱，所述左離子阱、所述右離子阱和所述中心離子阱分別由X平行電極對、Y平行電極對和Z平行電極對構成矩形離子阱，所述左離子阱、所述右離子阱和所述中心離子阱構成H型陣列；所述左離子阱和所述右離子阱平行設置；所述左離子阱的X平行電極對和所述右離子阱的X平行電極對相對；所述中心離子阱設置在所述左離子阱和所述右離子阱之間；所述中心離子阱的Z平行電極對分別與所述左離子阱的X平行電極對和所述右離子阱的X平行電極對相對。

進一步：所述X平行電極對由兩塊中間有開口的平行設置的金屬板組成，所述Y平行電極對由兩塊中間有開口或者沒有開口的平行設置的金屬板組成，所述Z平行電極對由兩塊中心開有小孔的平行設置的金屬板組成。

進一步：所述中心離子阱的Z平行電極對的小孔分別對準所述左離子阱和所述右離子阱的X平行電極對的開口處。

進一步：所述中心離子阱的X平行電極對與所述左離子阱和所述右離子阱的Y平行電極對平行。

進一步：所述X平行電極對和所述Y平行電極對的兩塊金屬板間的距離小于所述Z平行電極對的兩塊金屬板間的距離。