[實用新型]一種用于四極質(zhì)譜的四極桿電極系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022872692.2
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN213878022U
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳留雨;錢炳君;王偉民;徐福興;丁傳凡
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06;H01J49/42;H01J49/00
• 代理公司: 常州唯思百得知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32325
• 代理人: 孫麗

本實用新型涉及一種用于四極質(zhì)譜的四極桿電極系統(tǒng)，其特征在于：具有至少兩組相鄰放置的四極桿電極和平板薄片電極；所述四極桿電極均由4根完全相同的電極構(gòu)成，各組四極桿電極均同軸設(shè)置；所述平板薄片電極放置在兩組相鄰的四極桿電極之間，并與四極桿電極同軸放置。本實用新型通過在相鄰兩組電極桿之間設(shè)置特定形狀的平板薄片電極，能夠產(chǎn)生連續(xù)的四極電場分布，避免現(xiàn)有結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的邊緣場效應(yīng)，防止離子跑出引起離子損失，從而能夠使離子在兩級或多級質(zhì)量分析時完全沿軸向通過，提高離子的傳輸效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及質(zhì)譜分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于四極質(zhì)譜的四極桿電極系統(tǒng)。

背景技術(shù)

質(zhì)譜分析技術(shù)是將樣品通過不同的電離方式離子化后，變?yōu)閹щ姾傻姆肿与x子和碎片離子，通過質(zhì)量分析器將帶電粒子按照質(zhì)量m和電荷z的比值大小依次排列，再經(jīng)由檢測器進(jìn)行檢測，從而獲得目標(biāo)質(zhì)量數(shù)信息的一種手段。質(zhì)譜儀具有應(yīng)用范圍廣，靈敏度高，樣品用量少，分析速度快質(zhì)量分辨率高等優(yōu)點，可實現(xiàn)待測物相對分子量與原子量的測定、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析、無機(jī)元素分析、同位素分析等，被廣泛應(yīng)用于食品安全、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)、航空航天、生物化學(xué)、醫(yī)藥科學(xué)等領(lǐng)域。

質(zhì)譜儀的發(fā)展已經(jīng)有一百多年的歷史，質(zhì)譜技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，各種功能強(qiáng)大商業(yè)儀器在最近幾十年間開始涌現(xiàn)，一臺完整的質(zhì)譜儀系統(tǒng)包括：離子源、離子光學(xué)系統(tǒng)、質(zhì)量分析器、檢測器以及真空系統(tǒng)，而質(zhì)量分析器作為一臺質(zhì)譜的最關(guān)鍵的部分。通常情況下，質(zhì)譜儀由質(zhì)量分析器的種類命名，目前，較為常見的質(zhì)譜儀有：扇形磁質(zhì)譜，四極桿質(zhì)譜，四極離子阱質(zhì)譜，飛行時間質(zhì)譜，傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜，軌道離子阱質(zhì)譜等。不同種類的質(zhì)譜儀有其各自的特點以及應(yīng)用領(lǐng)域。

除了使用單一的質(zhì)量分析器之外，現(xiàn)在越來越多的商用質(zhì)譜采用多個質(zhì)量分析器串聯(lián)使用，能夠有效地擴(kuò)大質(zhì)譜儀的使用范圍，這就是所謂的串級質(zhì)譜，較為常見的串級質(zhì)譜有：三重四極質(zhì)譜(QQQ)，基質(zhì)輔助激光解析-飛行時間-飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF-TOF)，四極-線形離子阱質(zhì)譜(Q-q-LIT)，四極飛行時間質(zhì)譜(Q-TOF)，四極離子阱-飛行時間質(zhì)譜(IT-TOF)，四極-傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜(Q-FTICR)，線形離子阱-傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜(LIT-FTICR)等。其中三重四極質(zhì)譜的結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，能夠?qū)Υ蠓肿游镔|(zhì)進(jìn)行碎片離子分析，使之成為最常見的串級質(zhì)譜。

圖1是一個常見的三重四極質(zhì)譜示意圖，待測樣品經(jīng)過離子源電離變成帶電粒子，經(jīng)過離子漏斗傳輸聚焦之后，首先到達(dá)三重四極質(zhì)量分析器Q1(圖1中的1處)，根據(jù)質(zhì)荷比選擇需要待測的母體離子，其次穿過平板薄片電極到達(dá)三重四極質(zhì)量分析器Q2(圖1中的3處)，即所謂的四極離子碰撞池，被加速的母體離子在離子碰撞池中通過與緩沖氣體分子如氬氣、氦氣分子等發(fā)生碰撞而解離。解離得到的碎片離子從碰撞池中進(jìn)入第三個四極桿質(zhì)量系統(tǒng)Q3(圖1中的5處)，所有的碎片離子被第三個四極桿質(zhì)量器進(jìn)行質(zhì)量分析獲得碎片離子的信息，隨后可以根據(jù)碎片離子的信息推斷出母體離子的組成和分子結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，在常見的三重四級質(zhì)譜中，兩個相鄰的四級桿電極1和3以及3和5，分別被被金屬平板薄片電極2和4所隔開，離子束從一個四極桿電極系統(tǒng)進(jìn)入下一個電極系統(tǒng)中，需要從平板薄電極上的小孔中通過。平板電極的用處有二個，一是將二個四極電極系統(tǒng)隔開，起到差分真空的作用；二是在必要的情況下，可以在上面加載電壓，起到離子聚焦作用。圖2是離子從前級四極桿經(jīng)過平板薄片電極到后級四極桿的示意圖，二個四極桿電極之間的平板電極也有二個弊端，一是平板薄片電極上的小孔會限制離子束的傳輸，帶電離子束6穿過前級質(zhì)譜后，其中部分帶電離子會撞上平板薄片電極8導(dǎo)致離子損失；二是平板電極的存在會導(dǎo)致四極桿上的電源所產(chǎn)生的四極電場分布的變化，產(chǎn)生所謂的“邊緣場效應(yīng)”，由于離子的運動完全取決于電場的分布，“邊緣場”的分布將破壞四極電場對離子的束縛，使得部分離子8在離開四極桿電極系統(tǒng)后的運動軌跡發(fā)散，導(dǎo)致大量離子的損失，最后影響質(zhì)譜分析的靈敏度。

實用新型內(nèi)容