[發明專利]一種利用空氣動力學輔助的方法提高離子傳輸效率的裝置

有效

• 申請號: 201711204823.6
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN109841485B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 侯可勇;王偉民;王爽;李海洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04;H01J49/26
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種空氣動力輔助離子高效傳輸裝置，其特征在于：

包括納升電噴霧電離源(1)、圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)、圓柱形擋板電極(3)、質譜DAPI進樣不銹鋼金屬毛細管(4)、抽氣泵抽氣接口(5)；

圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)為左右兩端底面開口的密閉腔室，其腔室內的中空區域為圓錐臺型；圓錐臺型左側下底面開口端為氣體入口、右側上底面開口端為氣體出口，圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)內部設有一圓柱形擋板電極(3)；圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)與圓柱形擋板電極(3)同軸；氣體出口與抽氣泵抽氣接口(5)入口相連，于圓柱形擋板電極靠近氣體出口側設有質譜DAPI進樣不銹鋼金屬毛細管(4)，不銹鋼金屬毛細管一開口端面向圓柱形擋板電極，另一開口端從氣體出口伸出；納升電噴霧電離源(1)的離子出口端伸入至圓柱形擋板電極靠近氣體出口側，面向不銹鋼金屬毛細管開口端和圓柱形擋板電極(3)之間的區域。

2.根據權利要求1所述的空氣動力輔助離子高效傳輸裝置，其特征在于：

圓柱形擋板電極(3)和圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)都是以質譜DAPI進樣不銹鋼金屬毛細管(4)為旋轉軸的圓柱對稱的；圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)下底面一端的氣流入口直徑為8mm，右側上底面一端的抽氣泵抽氣接口(5)的直徑為2mm；圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)的高度為10mm；

圓柱形擋板電極(3)的厚度為1mm，直徑為4mm，與圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)同軸，圓柱形擋板電極(3)底面中心距離圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)左側下底面中心2mm；

抽氣泵接口采用普通的氣泵，從而使圓錐低端的入口流速至少達到0.4m/s；

所使用的納升電噴霧電離源(1)不需要安裝特殊的鞘流氣，并且納升電噴霧電離源(1)插入圓錐形腔體的深度為手動控制；

質譜DAPI進樣不銹鋼金屬毛細管(4)與圓柱形擋板電極(3)的距離也可以進行控制，這里控制距離在4mm；另一端連接質譜DAPI裝置。

3.根據權利要求1所述的空氣動力輔助離子高效傳輸裝置，其特征在于：

該裝置結合了流體場的作用和電場同時的作用，對離子進行微觀操控；首先，將空氣通過圓錐臺形氣流匯聚腔體(2)，該腔體中心內安置有一塊通有靜電壓的圓柱形擋板電極(3)，氣體在碰撞到這個擋板后，理論上會在擋板的后部一定區域內形成一個相對的低壓區；該低壓區的外形是由高速氣流邊界和擋板共同形成的一個圓錐體；

將納升電噴霧電離源(1)垂直深入這個圓錐體的內部，那么，電離形成的離子就會被氣流邊界所束縛，阻止離子進一步向邊界擴散；同時，圓柱形擋板電極(3)的排斥作用，向著圓錐的頂點移動。

4.根據權利要求1所述的空氣動力輔助離子高效傳輸裝置，其特征在于：

電噴霧出來的溶劑由于不受到電場的作用，將會被邊界氣流帶走；這樣就減小了進入質譜中中性分子的量，降低了檢測器的背景噪音；而其中的離子將會受到圓柱形擋板電極(3)的排斥力，向著右側的質譜DAPI進樣不銹鋼金屬毛細管(4)運動，該不銹鋼金屬毛細管(4)連接離子阱質譜的DAPI；

所用的離子阱質譜儀(ITMS)裝配有：非連續大氣壓接口(DAPI)、矩形離子阱(RIT)質量分析器和正離子探測器。