[發(fā)明專利]一種存儲和傳輸正負離子的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710560923.6
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN109256318B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 趙曉峰
• 申請（專利權）人: 趙曉峰
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06;H01J49/26
• 代理公司: 大連萬友專利代理有限公司 21219
• 代理人: 趙敬一

一種存儲和傳輸正負離子的裝置和方法，包括導電線電極，打孔絕緣板，支撐件，固定拉伸裝置，端電極和離子富集電極。

技術領域

本發(fā)明設計一種同時儲存正負離子的裝置和方法，可以用于氣相離子分析儀器。

背景技術

在質譜設計中，由于氣壓的不同，當離子從離子源向質量分析器轉移過程中會造成離子損失。為減少離子損失，目前通用的設計是利用四極桿，六極桿或八極桿形成垂直于軸向的假勢阱，使離子無法在垂直于軸向的方向上逃逸。在軸向上，通過兩端電極電壓的不同，形成電勢差，從而使離子得到傳輸。由于兩端電極距離往往比較長，在中心區(qū)域形成的電勢差很弱，導致離子傳輸速度很慢，影響離子傳輸效率。此外，目前使用的四級桿，六極桿或八極桿大多使用圓形或矩形的電極剖面的實心電極結構，具有很大的表面積，導致電極上的電容很高，對射頻電源的功率要求也比較高。

在離子傳輸過程中，正負離子均被軸向場限制，但兩端電極電壓會使離子向不同方向傳輸，因此離子傳輸時僅能傳輸正或負的離子，無法傳輸?shù)碾x子會損失掉，降低了檢測靈敏度。由于需要重新富集和傳輸另外一種離子，正負離子切換時間較長。

短時間內獲得正負離子的信息對樣品分析和鑒定有很大幫助，可以拓寬樣品檢測范圍，也可以對某些樣品提高靈敏度。多種質量分析器均可以分析分析正負離子，但由于正負離子傳輸切換時間的限制，導致很難在短時間內獲得正負離子信號。

文獻(Analytical Chemistry 88(15):7800-7806)報道了一種使用金屬絲制作的離子阱質量分析器。由于質量分析器兩端距離很長，造成中心場沿軸向上的電場梯度很小，不利于離子傳輸。屏蔽電極的使用也造成了光線僅能從沿軸向方向通過，限制了光源的使用。由于使用八個螺母向所有金屬絲提供拉力，很難使金屬絲所受到均勻的拉力，導致不均勻的變形，影響內部電場的質量。此外，此裝置工作在很低的氣壓下(0.0006mbar)，無法有效地快速冷卻離子，造成離子捕獲效率降低。因此此裝置無法用于離子傳輸。

發(fā)明內容

本發(fā)明所解決的技術問題是停供一種存儲和傳輸正負離子的裝置和方法，實現(xiàn)對離子在垂直于軸向方向的運動進行限制，同時利用離子富集電極在軸向上產生的電勢引導正負離子分離和富集。當需要進行離子傳輸時，改變離子富集電極和端電極上的電壓，使正離子或負離子從引導電極離子傳輸腔中離開。

本發(fā)明采用的技術方案是，一種存儲和傳輸正負離子的裝置，包括：導電線電極，用于施加交流變化的電壓和脈沖直流電壓以形成疊加電場；打孔絕緣板，用于固定導電線的位置；支撐件，用于支撐導電線；固定拉伸裝置，用于向導電線提供拉力；端電極，用于提供離子軸向的限制電場；離子富集電極，用于將正負離子分離和富集；

導電線電極穿過離子富集電極和打孔絕緣板；

離子富集電極位于端電極之間，支撐件之內；

導電線電極與中心軸線呈0至60°夾角。

導電線電極之間具有0至60°的夾角。

支撐件由永久磁鐵構成。

離子富集電極上施加脈沖直流電壓。

離子富集電極上設有向導電線電極之間插入的導電結構。

導電結構插入的位置位于導電線電極形成的電勢的絕對值小于最高電勢的絕對值的20％的區(qū)域。

一種存儲和傳輸正負離子的方法，包括存儲和傳輸正負離子的裝置：導電線電極，用于施加交流變化的電壓和脈沖直流電壓以形成疊加電場；打孔絕緣板，用于固定導電線的位置；支撐件，用于支撐導電線；固定拉伸裝置，用于向導電線提供拉力；端電極，用于提供離子軸向的限制電場；離子富集電極，用于將正負離子分離和富集；