[發(fā)明專利]一種用于質(zhì)譜儀器的改進(jìn)接口

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380010397.6
• 申請(qǐng)日: 2013-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN104380089A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅瑞·卡利尼切科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 布魯克化學(xué)分析有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/00
• 分類號(hào): G01N27/00;H01J49/04
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及質(zhì)譜分析中或與之相關(guān)的改進(jìn)。特別地，本發(fā)明涉及用于質(zhì)譜儀器的采樣接口的改進(jìn)。一方面,本發(fā)明涉及用于一種電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的采樣接口。

背景技術(shù)

在本說明書中，在提及或論述到文檔、知識(shí)條例或項(xiàng)目時(shí)，所述提及或論述并非承認(rèn)所述文檔、知識(shí)條例或項(xiàng)目或者其任意組合在優(yōu)先權(quán)日已是公眾已知信息的一部分；或者，已知是與嘗試解決與本說明書所涉及任何問題的努力相關(guān)。

質(zhì)譜儀是用于測(cè)量或分析帶電粒子的質(zhì)荷比的設(shè)備，可確定樣本或分子的元素組成。

有多種不同技術(shù)可用來滿足此類測(cè)量目的。一種質(zhì)譜形式涉及使用一種生成等離子體的電感耦合等離子體(ICP)。等離子體使得樣品蒸發(fā)并且發(fā)生離子化，樣品產(chǎn)生的離子被引入質(zhì)譜進(jìn)行測(cè)定/分析。

由于質(zhì)譜儀需要在真空環(huán)境下運(yùn)行，從等離子體中提取和轉(zhuǎn)移離子是讓等離子體形成的一小部分離子穿過取樣器上尺寸約1mm的孔，然后穿過截取器上尺寸約0.5mm的孔(通常分別稱為取樣器和截取錐)。

現(xiàn)有技術(shù)中質(zhì)譜儀器配置存在一些問題，其會(huì)降低測(cè)定靈敏度。目前已提出許多解決這些問題的方案。Houk等(“Simultaneous?Measurement?of?Ion?Ratios?by?Inductively?Coupled?Plasma-Mass?Spectrometry?with?a?Twin-Quadrupole?Instrument”,Applied?Spectroscopy,Vol.48,Issue?11,pp.1360-1366(1994))提出一個(gè)解決辦法，即將離子光學(xué)裝置內(nèi)的單一離子束分為2個(gè)獨(dú)立和分離的離子束流。但這一布置的潛在缺陷是在“分割”機(jī)制中很容易發(fā)生離子丟失，這樣低能量的離子會(huì)偏離其預(yù)定飛行軌跡，而高能量的離子會(huì)影響這一機(jī)制周圍的壁。出于這些和其它原因，基于這一方法獲得的質(zhì)譜分析不太可能用于商品化的質(zhì)譜裝置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)主要方面，本發(fā)明提供一種供質(zhì)譜儀采樣離子使用的接口用于后續(xù)質(zhì)譜分析，該接口能夠接受來自離子源的大量離子，并由此形成超過1個(gè)離子束，每一離子束的方向沿著各自所需通路。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的一個(gè)實(shí)施例，該接口可適宜布置用于將位于離子源處或其附近的離子分為獨(dú)立的離子束，其各自可沿質(zhì)譜儀內(nèi)所需通路傳輸。每一通路基本用一個(gè)離子檢測(cè)裝置終結(jié)。在離子源處或其附近形成多個(gè)離子束的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是，形成的離子束會(huì)更為穩(wěn)定，可提升測(cè)量的靈敏度。因此本發(fā)明的布置與現(xiàn)有裝置相反，即離子束分離發(fā)生在離子光學(xué)裝置中，這經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致質(zhì)譜測(cè)量質(zhì)量差且不穩(wěn)定。

在一個(gè)實(shí)施例中，該接口具有多孔，每一個(gè)孔對(duì)應(yīng)于所形成的一個(gè)光束。

還可布置該接口使兩個(gè)或更多的所需通路基本彼此平行。

該接口還可基本平坦或呈曲線形。在一些實(shí)施例中，該接口可以呈內(nèi)凹或外凸形。

還可布置該接口使其接收偏置電壓。

該接口可包含一個(gè)或多個(gè)可充電元件，這樣能夠施加偏置電壓。依照一個(gè)實(shí)施例，單個(gè)可充電元件可包含一根電極。

在接口或一個(gè)或每一可充電元件上施加的偏置電壓可以與離子源處電壓相反。

一個(gè)或每一可充電元件可以基本平坦，或可以是曲線形(例如，內(nèi)凹或外凸形)。

一個(gè)或每一可充電元件可具有多孔，每一個(gè)孔對(duì)應(yīng)于所形成的一個(gè)光束。

兩個(gè)或更多的所需通路可能會(huì)被衰減(例如，使用合適配置的離子光學(xué)裝置)這樣離子可被導(dǎo)向或穿過一個(gè)質(zhì)譜分析儀裝置(這會(huì)包括一個(gè)質(zhì)量分析器裝置和一個(gè)相關(guān)的離子檢測(cè)器裝置)。

質(zhì)量分析器裝置的布置可基本彼此平行，這樣可以將裝置/設(shè)備的總足跡和/或分布最小化。在這種布置中，離子檢測(cè)器裝置通常也配置為彼此平行。

質(zhì)量分析器的布置可能包括具有一個(gè)或多個(gè)靜電極的質(zhì)量分析器裝置。優(yōu)選質(zhì)量分析器的布置包括系列多極質(zhì)量分析器裝置，其配置有，例如，單極桿、雙極桿、四極桿裝置。這種布置相對(duì)經(jīng)濟(jì)且體積較小。但需要說明的是，本發(fā)明原理可采用其它類型的質(zhì)量分析器裝置，例如同步(如多重采集器磁質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS))或飛行時(shí)間(例如，電感耦合質(zhì)譜儀(TOF-ICP-MS))裝置，盡管這種裝置會(huì)昂貴且體積較大。一方面，多重采集器質(zhì)量分析器裝置通常僅具有少數(shù)采集器(檢測(cè)器)，并在某些同位素質(zhì)量范圍內(nèi)操作(在商品化可接受程度的可靠度)。

使用本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，可適宜布置質(zhì)譜儀器使一個(gè)或多個(gè)所選質(zhì)量分析器裝置(通常包括離子檢測(cè)器裝置)可測(cè)量獨(dú)立于和/或平行于其它質(zhì)量分析器裝置的次級(jí)離子流。