[發明專利]調控質譜儀離子阱質量分析器中離子數量的方法及系統

有效

• 申請號: 202010060711.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111223740B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 歐陽證;焦斌;卜杰洵;劉新瑋
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京清譜科技有限公司
• 主分類號: H01J49/00
• 分類號: H01J49/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王艷斌

本發明公開了一種調控質譜儀離子阱質量分析器中離子數量的方法及系統，其中，該方法包括：預設非連續進樣接口的開啟時長，將待測樣品離子引入離子阱；對待測樣品離子進行初始質譜分析，保存并分析各項初始參數，輸出初始質譜圖信息；分析進入離子阱內并被存儲的離子數量，并改變各項初始參數調控離子數量；通過預實驗建立各項初始參數與離子數量的關系模型，并對調控后得到的譜峰強度進行增益補償，確定各項最優初始參數；使用最優初始參數進行質譜分析，輸出譜峰強度與樣品濃度相對應的質譜圖。該方法可使便攜式質譜儀可檢測的樣品濃度的動態范圍有較大提升，同時靈敏度、分辨率、質量準確性等性能也有顯著提升，也增強了其處理復雜樣品的能力。

技術領域

本發明涉及質譜學技術領域，特別涉及一種調控質譜儀離子阱質量分析器中離子數量的方法及系統。

背景技術

離子阱質量分析器是一種利用電場將離子捕獲和囚禁在一定范圍內的裝置，因為其體積較小，且對真空度要求較低，所以被廣泛應用于小型質譜儀中。但如果離子阱內囚禁的離子數量過多，會出現空間電荷效應，即離子之間的庫侖斥力會導致離子發生“質量偏移”現象，使質譜圖中的譜峰強度不能反應離子的真實濃度，且使得儀器的分辨率降低，質量準確性下降。為避免該現象，人們采用各種方式來控制進入離子阱質量分析器中的離子數量。

而當前質譜儀的進樣方式多為連續進樣，采用該方式能夠保證儀器內氣壓穩定，便于對離子進行篩選、碎裂、掃出等相應的操作。但采用連續進樣的方式時維持真空度對使用的泵的抽速有較高需求，同時只要在儀器的開機狀態下，多級泵均處于消耗較大功率的工作狀態。而非連續進樣的質譜儀在使用過程中僅有5％左右的時間是進樣狀態，維持其腔內的真空度相對較易，泵的功耗和儀器的體積會隨之降低，所以采用非連續進樣利于質譜儀器的小型化設計。但非連續進樣的方式會使得儀器內的氣壓不穩定，尤其是在進樣時氣壓會急劇升高，對離子的操作方式會隨氣壓變化發生較大改變，在連續進樣的質譜儀上常用的通過控制門電極電壓的開閉以及添加補償射頻信號等方法控制離子存儲數量的操作方式，在非連續進樣時的較高氣壓條件下無法正常實現。

而采用便攜式質譜儀器的應用場景多為測試環境較為復雜的條件，待測樣品的種類及含量具有很強的未知性，且與便攜式質譜儀結合的電離方式種類繁多，這些因素會使得進入離子阱等質量分析器中的離子量具有很強的不確定性，給實際的分析過程帶來較大困擾。進入離子阱質量分析器中的離子量過低會導致儀器的靈敏度下降，使得儀器無法檢測到目標離子；進入離子阱質量分析器中的離子量過高會導致離子阱質量分析器中出現空間電荷效應，使得儀器的分辨率以及質量準確性受到很大的影響。所以需要一種能夠維持離子阱質量分析器內離子量穩定的方式，來保證質譜分析的可靠性。同時，也需要對其進行相應的增益調控，使得最終呈現的質譜圖中的譜峰強度與樣品濃度相對應。

另外，易于操作是便攜式質譜儀的重要特性，但其目標人群是不具備專業操作技能以及相應分析化學知識背景的現場工作人員，過于復雜的調節方式會使得便攜式質譜儀的應用受到極大的影響。

因此，在能夠完成基本的質譜分析基礎上，為進一步提升儀器的分析性能，需要對非連續進樣質譜儀調控離子阱內存儲的離子數量的方式進行進一步的改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種調控質譜儀離子阱質量分析器中離子數量的方法，該方法能夠提升靈敏度、分辨率、質量準確性等性能，增強處理復雜樣品的能力。

本發明的另一個目的在于提出一種調控質譜儀離子阱質量分析器中離子數量的系統。