[實用新型]一種雙極性反射式飛行時間質量分析器

有效

• 申請號: 201220010994.1
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN202502980U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 黃正旭;董俊國;李梅;高偉;李磊;朱輝;周振
• 申請（專利權）人: 上海大學;廣州禾信分析儀器有限公司
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10;H01J49/40
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本實用新型涉及一種分析儀器檢測技術，特別涉及一種雙極性反射式飛行時間質量分析器。

背景技術

飛行時間質量分析器(time-of-flight?mass?analyzer)原理為：真空環境下，獲得相同加速能量的不同離子，將擁有不同的飛行速度，則通過一定長度無場飛行后，離子將按照其質荷比的大小得以分離檢測。這種質量分離技術分辨率、靈敏度高，無質量檢測上限，具有微秒級檢測速度，且能在一個檢測周期內完成全譜檢測，被廣泛應用于化工、能源、醫藥、材料科學、環境科學、生命科學等領域。基于其原理及特點可知，單極性的飛行時間質量分析器只能檢測一種極性的離子，如果要實現雙極性離子同時檢測，就需要完整的兩套飛行時間質量分析器。常規直線式雙極性飛行時間質量分析器中，由于直線式的結構特點，正負離子分析系統只能正對排列，空間利用率不高；同時，為實現高分辨和高質量檢測范圍，需要較長的離子有效飛行長度，造成了直線式雙極飛行時間質量分析器雖然結構簡單，但性能不高，體積大，重量重，進一步影響了真空系統及電系統的配置，使真空及電系統設計、制作、維護更為復雜且增加了儀器成本。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種雙極性反射式飛行時間質量分析器，提高了分析器的空間利用率，縮小了分析器的體積。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種雙極性反射式飛行時間質量分析器，包括：電離引出區、正離子飛行時間質量分析器、負離子飛行時間質量分析器，所述電離引出區位于正離子飛行時間質量分析器與負離子飛行時間質量分析器的之間，電離引出區及正離子飛行時間質量分析器、負離子飛行時間質量分析器呈“Z”型組合排列，形成反射式結構。

所述電離引出區位于整個裝置對稱中心，正離子及負離子由此區域同時電離產生。電離引出區電離方式可以是脈沖式激光電離，也可以是其它電離方式如電子轟擊源等。

所述正離子飛行時間質量分析器由正離子加速區、正離子聚焦透鏡、正離子反射區、正離子漂移區及正離子檢測區相連接組成。

所述負離子飛行時間質量分析器由負離子加速區、負離子聚焦透鏡、負離子反射區、負離子漂移區及負離子檢測區相連接組成。

所述正離子聚焦透鏡、負離子聚焦透鏡分別置于正離子漂移區、負離子漂移區內，用于調節離子束寬度。

所述正離子反射區、負離子反射區分別與正離子加速區、負離子加速區成大于0°且小于45°的夾角放置，以控制離子飛行路徑，保證檢測效率；所述正離子反射區、負離子反射區分別與正離子加速區、負離子加速區成4.5°夾角，偏轉方向相反，使離子成相反方向偏轉約9°反射。

所述正離子檢測區和負離子檢測區分別置于正、負離子的反射路徑上。

所述正、負離子加速區及反射區可以是有網的或無網的。

所述正、負離子聚焦透鏡是常規的一維或二維靜電透鏡。

所述正、負離子聚焦透鏡可分別由正離子加速區和負離子加速區通過在極片上施加聚焦透鏡電場來實現。

所述正、負離子檢測區為常規的雙片微通道板組成的離子檢測器。

所述正、負離子檢測區分別與正、負離子加速區成5度夾角放置。

所述正、負離子飛行時間質量分析器施加相反極性電壓。

所述電離引出區施加電壓可以直流的，也可以是脈沖式的。

本實用新型的工作原理是：電離引出區產生的正負離子，在引出區強靜電場或脈沖電場的作用下，分別朝相反的方向飛出，針對其中任一極性的離子而言，離子經加速區后獲得相同的動能，則不同質荷比的離子將擁有不同的飛行速度，質荷比小的離子飛行速度快，質荷比大的離子飛行速度慢，通過一定距離的無場飛行，再經反射區反射后，按其質荷比大小進行分離；最終質荷比小的離子先聚焦到達檢測區得以檢測，質荷比大的離子后聚焦到達檢測區，得以檢測形成飛行時間質量譜。

本實用新型的原理還在于：瞬時電離生成的正負離子得以同時檢測，一個檢測周期內即可得到完整正負離子質量譜。通過靜電聚焦透鏡可以控制離子束寬度，來保證離子的傳輸效率。通過調節反射區放置角度來控制離子飛行路徑，在保證性能的前提下優化整個分析器結構。通過調節各加速及反射電極電壓來實現傳輸過程中相同質荷比離子的空間聚焦。