[發(fā)明專利]用于質(zhì)譜儀的離子導(dǎo)引裝置及碰撞反應(yīng)池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310332225.2
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN104347342A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小華;凌星;張華;商穎健
• 申請（專利權(quán)）人: 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04;H01J49/02;H01J49/42
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 聶慧荃;鄭特強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于質(zhì)譜儀的離子導(dǎo)引裝置及碰撞反應(yīng)池。

背景技術(shù)

采用ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）測定痕量元素或同位素比值時，多原子質(zhì)譜干擾影響分析結(jié)果的準確性。為消除這種干擾，目前常用的技術(shù)手段是引入碰撞反應(yīng)池。碰撞反應(yīng)池是設(shè)置在離子透鏡和質(zhì)量分析器之間的一種桶形裝置，包括碰撞室，碰撞室內(nèi)部充入一種碰撞或反應(yīng)性氣體，維持在比周圍真空腔內(nèi)壓力稍高的增壓狀態(tài)。當(dāng)離子束穿過碰撞室時，多原子干擾離子與氣體發(fā)生碰撞或反應(yīng)，動能降低或質(zhì)量數(shù)發(fā)生變化，通過動能區(qū)分（KED）或質(zhì)量區(qū)分（MD）與分析離子分開。

為束縛離子在碰撞室內(nèi)的運動軌跡，碰撞室內(nèi)需有一連接離子出入口的離子導(dǎo)引裝置。對離子導(dǎo)引內(nèi)的電場分布做多極展開，其中起質(zhì)量分辨作用的是四極場，其余統(tǒng)稱為高階場。相應(yīng)地，傳統(tǒng)的離子導(dǎo)引裝置通常為產(chǎn)生四極場的四極桿裝置、產(chǎn)生高階場的六極桿或八極桿裝置。四極桿裝置使用四根電極桿，質(zhì)量區(qū)分效果最好，但離子傳輸效率弱于六極桿或八極桿裝置。傳統(tǒng)的離子導(dǎo)引裝置包括四根、六根或八根截面呈圓形的直桿狀的電極桿傳統(tǒng)的直桿式離子導(dǎo)引裝置因為離子入口正對著離子出口，在傳輸離子的同時，中性分子和光子也有可能穿過導(dǎo)引裝置，不能有效地消除由中性分子和光子造成的干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、具有質(zhì)量區(qū)分功能并能消除中性分子和光子干擾的四極桿式離子導(dǎo)引裝置；

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種安裝有本發(fā)明離子導(dǎo)引裝置的碰撞反應(yīng)池。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種用于質(zhì)譜儀的離子導(dǎo)引裝置，包括具有中央通孔的第一絕緣座、具有中央通孔的第二絕緣座以及連接于所述第一絕緣座和第二絕緣座之間的四根電極桿。所述四根電極桿圍成的空間為離子通道，所述電極桿的形狀是彎曲的。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述電極桿具有弧形段。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述電極桿的弧形段對應(yīng)的圓心角為30°～150°，優(yōu)選為90°。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述電極桿的截面呈矩形或梯形或臺階形狀。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種碰撞反應(yīng)池，包括碰撞室和離子導(dǎo)引裝置，所述碰撞室具有兩個供離子進出的離子出入口，所述離子導(dǎo)引裝置位于碰撞室內(nèi)，用于傳輸離子其特征在于，所述離子導(dǎo)引裝置是本發(fā)明所述的離子導(dǎo)引裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述碰撞室呈中空長方體形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述碰撞室為橫截面呈扇形的中空扇形體形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述碰撞室具有一個或多個進氣口。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在兩個所述離子進出口分別設(shè)置有離子透鏡。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

本發(fā)明離子導(dǎo)引裝置由四根彎曲的電極桿組成，中性分子和光子不受電極桿電場的導(dǎo)引作用，不能通過彎曲的四極桿。因此彎曲四極桿不僅質(zhì)量區(qū)分效果好，結(jié)構(gòu)相對簡單，且可以消除由中性分子和光子造成的干擾。

進一步地，電極桿的截面呈矩形、梯形或臺階狀等易于加工的形狀，通過理論研究可以知道，這些截面的電極桿產(chǎn)生的電場中不但含有四極場的成分，而且還含有六極場與八極場這些高階場的成分。含有高階場成分的電場能夠誘導(dǎo)離子產(chǎn)生非線性共振，從而提高離子的碰撞效率。因此，本發(fā)明離子導(dǎo)引裝置質(zhì)量區(qū)分效果好，離子碰撞效率高，且能消除中性分子和光子干擾。

通過以下參照附圖對優(yōu)選實施方式的說明，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更加明顯。

附圖說明

圖1是本發(fā)明離子導(dǎo)引裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明離子導(dǎo)引裝置從另一角度看的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明離子導(dǎo)引裝置的主視圖；

圖4是圖3的俯視圖；

圖5是圖3的左視圖；

圖6A是本發(fā)明碰撞反應(yīng)池第一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6B是圖6A中沿著B-B線取的剖視圖；

圖7是本發(fā)明碰撞反應(yīng)池中離子運動模擬效果圖；

圖8A是本發(fā)明碰撞反應(yīng)池第二實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8B是是圖8A中沿著C-C線取的剖視圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施方式。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實施方式只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。

離子導(dǎo)引裝置