[發明專利]一種多級真空差分的電噴霧離子源引導裝置

有效

• 申請號: 202010529140.3
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111668087B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 費澤杰;王永天;劉洪濤;韓昌財;董常武;洪靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06;H01J49/16
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 宋麗榮

本發明涉及一種多級真空差分的電噴霧離子源引導裝置，包括用于產生帶電離子的電噴霧離子源；用于去溶劑化的一級真空；具有用于離子引導的第一四極桿的二級真空；具有用于離子引導的第二四極桿的三級真空；具有用于離子引導的八級桿的四級真空；帶電離子在一級真空中被去溶劑化后通過第一和第二四極桿及八級桿引導進入分析質譜的高真空環境中，各級真空分別通過第一、第二和第三skimmer連通，三級真空和四級真空通過波紋管連通以使得電噴霧離子源噴出的中性分子液滴被第三skimmer阻擋而無法進入四級真空。根據本發明的電噴霧離子源引導裝置，通過多級真空差分和離子引導多極桿將帶電離子引導至高真空環境中以用于后續質譜分析。

技術領域

本發明涉及質譜及光電子成像領域，更具體地涉及一種多級真空差分的電噴霧離子源引導裝置。

背景技術

多電荷離子在自然界中普遍存在，在化學、生物、環境和材料科學中發揮著重要作用。電噴霧電離源可有效產生多電荷離子，該離子源與質譜、光電子能譜等研究手段結合已被證明是一種探測氣相中溶液相態和化學性質的通用而有效的技術。但質譜和光電子能譜等手段為了降低背景信號，提高信噪比，往往需要在高真空環境中才能運行。電噴霧電離源的樣品為溶液相，且在大氣壓下產生離子，故將電噴霧電離源產生的離子有效引導進入高真空環境且避免中性分子液滴隨之進入高真空環境是后續質譜和能譜研究可以展開的關鍵。

目前國內外電噴霧源與質譜或能譜的結合多是使用四極離子彎曲裝置(Wang XB,Wang LS.Development of a low-temperature photoelectron spectroscopyinstrument using an electrospray ion source and a cryogenically controlledion trap.The Review of scientific instruments,2008,79(7):073108；Kamrath MZ,Relph RA,Guasco TL,et al.Vibrational predissociation spectroscopy of the h2-tagged mono-and dicarboxylate anions of dodecanedioic acid.InternationalJournal of Mass Spectrometry,2011,300(2-3):91-98)，以避免電噴霧源噴針噴出的中性分子液滴進入后續質譜或能譜的高真空環境中破壞高真空。這樣的設計成功避免了大部分中性分子液滴進入后續的高真空環境，但是這樣的設計組裝復雜(例如使用較多的腔體)且離子經過的飛行距離太長，會嚴重降低離子的傳輸效率。

發明內容

為了解決現有技術中的離子傳輸效率低下等問題，本發明提供一種多級真空差分的電噴霧離子源引導裝置。

根據本發明的多級真空差分的電噴霧離子源引導裝置，其包括用于產生帶電離子(帶電液滴)的電噴霧離子源；用于去溶劑化的一級真空；具有用于離子引導的第一四極桿的二級真空；具有用于離子引導的第二四極桿的三級真空；具有用于離子引導的八級桿的四級真空；其中，帶電離子在一級真空中被去溶劑化后通過第一和第二四極桿及八級桿引導進入后續的分析質譜的高真空環境中，一級真空和二級真空通過第一skimmer(撇沫器或準直孔)連通，二級真空和三級真空通過第二skimmer連通，三級真空和四級真空通過波紋管和第三skimmer連通以使得電噴霧離子源噴出的中性分子液滴被第三skimmer阻擋而無法進入四級真空。

優選地，帶電離子通過第三skimmer的入射方向和第三skimmer的開孔軸向具有角度。在優選的實施例中，該角度為1°～10°。

優選地，第一、第二和第三skimmer的直徑分別為1mm-3mm。應該理解，skimmer的直徑可根據所需離子信號量的大小調節，例如在實際信號調試過程中，優先選用直徑為1.5mm的skimmer，如果此直徑下的離子量太少無法滿足后續實驗需求，則更換直徑更大的skimmer，以使更多離子通過。