[發明專利]顆粒淌度質譜儀及顆粒的分析方法

有效

• 申請號: 201910329984.0
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110085505B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 聶宗秀;熊彩僑;劉超子;李玉澤
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01J49/00
• 分類號: H01J49/00;H01J49/02;H01J49/16;H01J49/26;H01J49/42;G01N27/62;G01N27/64
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.一種顆粒淌度質譜儀，其特征在于，包括離子阱(1)、電荷檢測裝置(2)和漂移氣輸入系統(3)，其中，所述離子阱(1)包括一個上端電極(5)、一個下端電極(7)和位于兩者之間的一個環電極(6)，所述上端電極(5)和下端電極(7)與所述環電極(6)之間均設有絕緣結構(8)，所述環電極(6)上設置有至少一個樣品入口(9)，所述上端電極(5)和所述下端電極(7)的中心位置處分別設有一個漂移氣入口(10)和一個樣品出口(11)；所述電荷檢測裝置(2)位于所述離子阱(1)下方，且所述樣品出口(11)與所述電荷檢測裝置(2)相對設置；所述漂移氣輸入系統(3)位于所述離子阱(1)上方，所述漂移氣輸入系統(3)包括一個氣體引入管路(12)，所述氣體引入管路(12)的末端對準所述漂移氣入口(10)，且所述氣體引入管路(12)上設置有氣體閥門(13)。

2.根據權利要求1所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，所述離子阱(1)為四極離子阱、圓柱離子阱或線性離子阱；所述離子阱(1)的阱半徑為5-15mm；所述上端電極(5)到所述離子阱(1)中心的距離為5-15mm；所述下端電極(7)到所述離子阱(1)中心的距離為5-15mm。

3.根據權利要求1所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，所述絕緣結構(8)為陶瓷環。

4.根據權利要求1所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，所述樣品入口(9)設置有四個，且四個所述樣品入口(9)呈中心對稱分布。

5.根據權利要求1所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，所述淌度質譜儀還包括電離源(4)，所述電離源(4)為激光誘導聲波解吸電離源或基質輔助激光解吸電離源，且所述電離源(4)設置在所述樣品入口(9)處。

6.根據權利要求5所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，所述基質輔助激光解吸電離源包括樣品靶(14)和激光器(15)，所述激光器(15)用于解吸待測顆粒離子。

7.根據權利要求1所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，所述電荷檢測裝置(2)包括電磁屏蔽罩(16)和電荷檢測器(17)，所述電磁屏蔽罩(16)上設有檢測入口(18)，且所述檢測入口(18)、所述漂移氣入口(10)和所述樣品出口(11)位于同一軸線上。

8.根據權利要求7所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，所述檢測入口(18)處設置有柵網(19)；所述柵網(19)與所述下端電極(7)之間的距離為5-15mm。

9.根據權利要求1所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，所述氣體引入管路(12)為不銹鋼管，且所述不銹鋼管與所述漂移氣入口(10)的距離為1-5mm。

10.一種顆粒的分析方法，基于權利要求1-9任一項所述的顆粒淌度質譜儀，其特征在于，包括以下步驟：

(1)關閉氣體引入管路上設置的氣體閥門；

(2)利用電離源使設置在樣品靶上的待測顆粒電離，得到帶電顆粒；

(3)使所述帶電顆粒通過樣品入口進入離子阱內，并利用所述離子阱囚禁所述帶電顆粒；

(4)從高頻到低頻掃描連接于環電極的射頻電壓的頻率，使所述帶電顆粒的馬修參數q_z達到穩定區的邊界值0.908處拋出，拋出的帶電顆粒通過檢測入口被電荷檢測裝置檢測，計算獲得待測顆粒樣品的質量m；

(5)開啟氣體引入管路上設置的氣體閥門，通過漂移氣入口將漂移氣體輸入所述離子阱內；

(6)從低頻到高頻掃描連接于環電極的射頻電壓的頻率，使所述帶電顆粒的馬修參數q_z減小到特定值q_eject處被漂移氣吹出離子阱外，拋出的帶電顆粒通過檢測入口被電荷檢測裝置檢測，計算獲得待測顆粒樣品的粒徑d和密度ρ。