[發(fā)明專利]離子傳輸裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410854470.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104599932A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁炎;張衛(wèi);劉立鵬;鄭毅;李剛強(qiáng);陳斌;楊凱;滕恩江
• 申請（專利權(quán)）人: 聚光科技（杭州）股份有限公司
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子傳輸，特別涉及離子傳輸裝置及方法。

背景技術(shù)

在ICP-MS中，ICP源產(chǎn)生的離子相對其他離子源具有較大的平均能量，能量分布也較寬，而且含有大量的非分子元素離子的離子，比如載氣Ar的激發(fā)離子，這些因素導(dǎo)致離子在從大氣壓傳輸至真空的傳輸效率極低，影響了儀器靈敏度。其次，ICP源同時也是光源，在離子化的同時會產(chǎn)生大量的光子，光子到達(dá)檢測器會形成很高的背景信號，直接影響儀器的信噪比以及檢測器的使用壽命，此外處于激發(fā)態(tài)的中性粒子也會導(dǎo)致同樣的問題。最后，由于ICP離子源不是在封閉的真空系統(tǒng)中進(jìn)行檢測，所以在測定過程中，氣體及水、酸產(chǎn)生的氬、氧、氮、氯、氫、碳等離子都可能進(jìn)入檢測系統(tǒng),因而在12、14、16、35、40等質(zhì)量數(shù)處都有很高的背景。此外，雖然在高溫等離子體中，絕大部分分子都已原子化并電離，但在經(jīng)接口進(jìn)入膨脹室時，因壓力的突然下降，又可能形成新的分子組合,也造成了復(fù)雜的背景，對某些元素的測定形成干擾。因此,ICP-MS中除了要測定的單電荷離子外，在等離子體中和在離子提取及傳輸過程中還可能形成其他多種分子離子。因此，質(zhì)譜干擾除了理論上已知的那些天然穩(wěn)定同位素之間的“同量異位素”質(zhì)譜干擾外，還存在著許多來自水、酸、氣以及基體和共存物之間的“同量異位素”重疊干擾。質(zhì)譜干擾可進(jìn)一步分為四類：①同量異位素重疊干擾；②多原子離子干擾；③難熔氧化物干擾；④雙電荷離子干擾。第二種類型的干擾大體上可分為：①抑制和增強(qiáng)效應(yīng)，②由高鹽含量引起的物理效應(yīng)。

因此，在ICP-MS中為了消除光子以及中性離子的造成的干擾，需要對離子光路進(jìn)行離軸設(shè)計，離軸除了能消除光子和中性粒子直接打到檢測器上形成噪聲，還有其他方面的功能。在碰撞反應(yīng)池前進(jìn)行離軸能消除處于激發(fā)態(tài)的中性離子進(jìn)入碰撞反應(yīng)池，從而簡化碰撞反應(yīng)池的反應(yīng)環(huán)境。

現(xiàn)有的兩種解決方案，如圖1和圖2所示，圖1是利用兩組平行板透鏡，對離子束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)離軸設(shè)計，圖2是利用一個圓柱桿對離子束進(jìn)行90度偏轉(zhuǎn)。這兩種方案都存在一個共同的缺點，只能在xy面進(jìn)行離子束的調(diào)節(jié)，無法在z方向?qū)﹄x子束進(jìn)行聚焦，導(dǎo)致離子束的傳輸效率變低，進(jìn)而影響靈敏度和檢出限。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種離子傳輸效率高的離子傳輸裝置，有助于提高質(zhì)譜分析的靈敏度。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種離子傳輸裝置，所述離子傳輸裝置包括：

偏轉(zhuǎn)電極組，在垂直于離子傳輸面的平面上，至少三個電極組成所述偏轉(zhuǎn)電極組；

電源，所述電源為所述至少三個電極供電，且至少三個電極中的兩側(cè)電極的電壓高于中間電極的電壓。

根據(jù)上述的離子傳輸裝置，可選地，所述偏轉(zhuǎn)電極組包括相對設(shè)置的正電極組、負(fù)電極組。

本發(fā)明還提供了上述離子傳輸裝置的工作方法。該發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

上述的離子傳輸裝置的工作方法，所述工作方法包括：

在所述偏轉(zhuǎn)電極組上施加電壓，至少三個電極中的兩側(cè)電極的電壓高于中間電極的電壓；

離子在所述偏轉(zhuǎn)電極組中偏轉(zhuǎn)，在偏轉(zhuǎn)中，離子在垂直于離子傳輸面的平面上聚焦。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：

離子在偏轉(zhuǎn)的同時，離子在垂直于離子傳輸面的平面上聚焦，有效地提高離子束離軸傳輸，優(yōu)化提高離子傳輸效率，降低透鏡的裝配要求，同時提高后續(xù)質(zhì)譜分析的靈敏度，優(yōu)化儀器性能。

附圖說明

參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的離子偏轉(zhuǎn)的簡圖；

圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的離子偏轉(zhuǎn)的另一簡圖

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例1的離子傳輸裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例2的離子傳輸裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例3的離子傳輸裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例4的離子傳輸裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。

具體實施方式