[發(fā)明專利]一種縮短離子回頭峰時間的飛行時間質(zhì)譜

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210540575.3
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103871830A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海洋;趙無垛;侯可勇;花磊;謝園園
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: H01J49/40
• 分類號: H01J49/40;H01J49/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行時間質(zhì)譜，具體地說是一種縮短離子回頭峰時間的飛行時間質(zhì)譜。

背景技術(shù)

飛行時間質(zhì)譜是一種應(yīng)用非常廣泛的質(zhì)譜儀。飛行時間質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器是一個離子漂移管。由離子源產(chǎn)生的離子加速后進入無場漂移管，并以恒定速度飛向離子探測器。離子質(zhì)量越大，速度越小，到達離子探測器所用時間越長。離子質(zhì)量越小，速度越大，到達離子探測器所用時間越短。根據(jù)這一原理，可以把不同質(zhì)量的離子按m/z值大小進行分離。飛行時間質(zhì)譜儀具有可探測的分子量范圍大，掃描速度快，儀器結(jié)構(gòu)簡單。這種飛行時間質(zhì)譜儀的主要缺點是分辨率低，因為離子初始能量不同，使得具有相同質(zhì)荷比的離子達到探測器的時間有一定分布，造成分辨能力下降。為了改進分辨率，分別出現(xiàn)了垂直式飛行時間質(zhì)譜儀和反射式飛行時間質(zhì)譜儀。

質(zhì)譜分辨率是飛行時間質(zhì)譜儀的關(guān)鍵指標。其計算方法為：

R＝T/(2Δt)

其中，R為質(zhì)譜分辨率，T為離子總的飛行時間，Δt為離子峰的半高全峰寬。分辨率與離子總飛行時間和離子峰的半高全峰寬有關(guān)。

離子的回頭峰時間是決定半高全峰寬的主要因素之一。離子回頭峰是指在推斥區(qū)內(nèi)，同一位置如果兩個速度大小相同，方向不同的離子。運動方向背向加速區(qū)的離子首先在電場的作用下背離加速區(qū)減速運動，當速度達到0后，加速飛向加速區(qū)，該離子到達其初始位置時，它與另一個離子的初始速度相同，從而到達探測器時會比另一個離子多了一段時間，即為回頭峰時間?；仡^峰時間會極大地降低了飛行時間質(zhì)譜的質(zhì)量分辨率。

減小回頭峰時間的一個方法是通過提高電離區(qū)電壓，使離子迅速轉(zhuǎn)回到初始位置，但電壓的提高會造成離子在無場飛行區(qū)的速度加快，離子總的飛行時間縮短，從而提高儀器的分辨率有限。理想的方法是，既延長離子的飛行時間，同時也要減小離子的回頭峰時間。

本發(fā)明是通過提高電離區(qū)的電壓，縮小離子的回頭峰時間。當離子飛出電離區(qū)后，利用減速電極的電壓對離子進行降速。從而提高了離子總的飛行時間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種縮短離子回頭峰時間的飛行時間質(zhì)譜，為實現(xiàn)這一目的。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種縮短離子回頭峰時間的飛行時間質(zhì)譜主要由推斥極、加速電極組，減速電極，調(diào)束電極，無場飛行區(qū)，反射器和探測器組成。

所述的推斥極和無場飛行區(qū)之間的離子行進方向上設(shè)置有加速電極組、減速電極和調(diào)束電極。

所述的推斥極為金屬板狀電極；加速區(qū)電極組是由1片以上的中間開孔的環(huán)形電極同軸排列組成；減速電極是由1片以上的中間開孔的環(huán)形電極同軸排列組成；調(diào)束電極也是由1片以上的中間開孔的環(huán)形電極同軸排列組成；

所述的加速電極組、減速電極、調(diào)束電極同軸設(shè)置，推斥極的極板表面垂直于加速電極組的軸線。所述的推斥極、加速電極組，減速電極，調(diào)束電極之間以絕緣墊相隔。

所述的電離區(qū)是位于推斥極和加速電極組中間的位置。

所述的質(zhì)譜的真空室內(nèi)設(shè)有一探測器，離子探測器通過導(dǎo)線與外部的信號分析儀相連接。離子經(jīng)無場飛行區(qū)后，再通過反射器到達探測器。

所述的加速電極組，減速電極和調(diào)束電極，三者之間的位置順序可以互換。例如，順序為加速電極組-減速電極-調(diào)束電極，減速電極-加速電極組-調(diào)束電極，加速電極-調(diào)束電極-減速電極，和減速電極-調(diào)束電極-加速電極組。

本發(fā)明在推斥極和無場飛行區(qū)之間添加了減速電極和調(diào)束電極，離子在電離區(qū)的的回頭峰時間變短，離子總的飛行時間變長，從而使質(zhì)譜儀的質(zhì)量分辨率得到提高。

附圖說明

圖1為一種縮短離子回頭峰時間的飛行時間質(zhì)譜示意圖：1—推斥極、2—加速電極組、3—減速電極、4—調(diào)束電極、5—無場飛行區(qū)、6—反射器、7—探測器；

圖2為氣體樣品進樣時質(zhì)譜儀的示意圖；

圖3為固體樣品進樣時質(zhì)譜儀的示意圖；8—固體樣品靶臺。

具體實施方式

本發(fā)明主要是在反射式飛行時間質(zhì)譜中間添加了減速3和調(diào)束電極組4。通過增加推斥極1和加速電極組2之間的電壓差使離子的回頭峰時間縮短，減速電極3的添加使離子進入無場飛行區(qū)是速度大大降低，從而延長了離子總的飛行時間，提高了質(zhì)譜儀的質(zhì)量分辨率。