[實用新型]一種具有陣列離子光闌結構的多次反射質譜儀

有效

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• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN207834250U
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 蔣吉春;陳平;李慶運;周麗娟;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: H01J49/26
• 分類號: H01J49/26;H01J49/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本實用新型涉及質譜分析儀器，具體說是一種具有陣列離子光闌結構的多次反射質譜儀，其具體結構包括離子源、一組對稱的反射器、離子上偏轉透鏡、離子下偏轉透鏡、陣列離子光闌以及檢測器。本發(fā)明通過在多次反射質譜儀兩組反射器前端增加了一種陣列式離子光闌設計，既能有效去除能量差異較大的雜散離子，還可以在離子通路上形成聚束電場，提高整個系統(tǒng)的離子傳輸效率。

技術領域

本實用新型涉及質譜分析儀器，具體說是一種具有陣列離子光闌結構的多次反射質譜儀，可有效去除能量差異較大的雜散離子，提高多次反射質譜系統(tǒng)的離子傳輸效率。

背景技術

飛行時間質譜(TOFMS)是根據(jù)相同能量不同質荷比離子飛行相同距離所需要的時間差異來進行質量數(shù)區(qū)分的，TOFMS因其具有質量范圍寬，分析速度快，高通量等優(yōu)勢，廣泛應用于生命科學、材料分析、環(huán)境監(jiān)測等領域。分辨率是TOFMS最重要的指標之一，TOFMS的分辨率發(fā)展至今經(jīng)過了空間聚焦技術、反射器技術、延時提取技術、垂直加速技術等，已由最初的幾十、幾百發(fā)展到幾千、幾萬，特別是近十幾年來發(fā)展的多次反射質譜技術，將TOFMS的分辨率提升至數(shù)十萬，使得多次反射飛行時間質譜(MR-TOFMS)跨入超高分辨質譜行列。

MR-TOFMS相比常見的TOFMS的改變在于增加了一個或多個反射器，其可以通過離子操控手段使得離子在反射器之間往返飛行，從而通過增加離子的飛行路徑提高分辨率。然而，為了獲得高分辨，離子飛行距離的增加必然會導致離子束的發(fā)散和展寬，因此，如何提高長距離離子飛行的傳輸效率一直是MR-TOFMS技術的難點。另外，實際應用中，電離過程難免會產(chǎn)生能量分布差異較大且無法進行能量補償?shù)碾x子，這些雜散離子長時間“游離”在MR-TOFMS中，其不僅會影響最終質譜的本底噪聲，還會由于離子間的空間電荷效應，對 MR-TOFMS分辨率產(chǎn)生影響，因此，如何避免雜散離子的影響，對 MR-TOFMS的信噪比和分辨率的提高也較為關鍵。基于此，本實用新型在MR-TOFMS中引入陣列式離子光闌結構，其可以有效減少雜散離子影響，并且大大提高離子傳輸效率，進一步提高了MR-TOFMS的整體性能。

實用新型內容

本使用新型的目的在于利用陣列式離子光闌進一步限制 MR-TOFMS中的雜散離子，提高MR-TOFMS的整體性能。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種具有陣列離子光闌結構的多次反射質譜儀，包括離子源、一組對稱的反射器、離子上偏轉透鏡、離子下偏轉透鏡、中心聚焦透鏡組、兩個陣列離子光闌板以及檢測器；其特征在于：

中心聚焦透鏡組置于多次反射質譜儀的中心，離子上偏轉透鏡和離子下偏轉透鏡分別置于中心聚焦透鏡組的上下兩側；中心聚焦透鏡組由兩組以上聚焦透鏡組成，聚焦透鏡由兩片平行平板電極組成，離子上、下偏轉透鏡同樣由兩片平行平板電極組成，兩片平板電極平行、相對放置，且離子上偏轉透鏡、離子下偏轉透鏡和每個聚焦透鏡所包含的兩個電極之間間距相同，離子上偏轉透鏡、離子下偏轉透鏡與聚焦透鏡之間均為等間隔、平行、相對放置；

兩個對稱的反射器分別置于中心聚焦透鏡組的左右兩側；離子源和檢測器置于多次反射質譜儀的內部，離子源出射的離子在左右兩個反射器之間往返反射，并依次穿過離子上偏轉透鏡、中心聚焦透鏡組以及離子下偏轉透鏡，最終到達檢測器；

于左右反射器之間設有第一、第二兩個陣列離子光闌板，兩個陣列離子光闌板分別置于靠近左右二個反射器的開口端處，且相互平行設置；兩個陣列離子光闌板上分別設置有矩形或圓形的小孔，其開孔位置分布于離子飛行路徑上。

反射器為無網(wǎng)式結構，可由同軸設置的若干個圓環(huán)或矩形環(huán)極片組成，極片為不銹鋼或鍍金屬材料，各極片之間通過陶瓷或PEEK等材料絕緣。

離子上、下偏轉透鏡亦可分別由兩片相同的沿軸向截面分隔后的 1/2圓筒狀極片內壁面相對、間隔設置構成，可同時實現(xiàn)偏轉和會聚的作用。