[發明專利]離子偏轉裝置與質譜儀

在審

• 申請號: 202210749392.6
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN114944323A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 李家保;鐘杰婷;許春華;黃清;謝芹惠;李昊;李絢;譚國斌
• 申請（專利權）人: 廣州禾信儀器股份有限公司
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06;H01J49/26
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧丹

本申請涉及一種離子偏轉裝置與質譜儀，包括入口電極組、偏轉電極組與出口電極，偏轉電極組構成弧形傳輸通道，入口電極組上設置有離子引入孔，離子引入孔位于弧形傳輸通道的入口處，出口電極上設置離子引出孔，離子引出孔位于弧形傳輸通道的出口處；入口電極組、偏轉電極組與出口電極上均施加有電壓，在弧形傳輸通道中形成偏轉電場，將待測離子束從上一級環境通過離子引入孔引入弧形傳輸通道，并對待測離子束的運動方向進行偏轉，使待測離子束從離子引出孔傳輸至下一級環境，而不受電場偏轉作用的中性粒子與光子直接穿過偏轉電極組得以去除，相比于偏軸式偏轉裝置傳輸路徑短，大大減少了離子在傳輸過程的丟失，具有更高的離子傳輸效率。

技術領域

本申請涉及質譜分析儀器技術領域，特別是涉及一種離子偏轉裝置與質譜儀。

背景技術

質譜儀是研究物質基本組成、結構特征、物理和化學性質最基本的儀器之一，是生命科學、材料科學、食品安全、環境保護等領域的必備儀器，是現代分析儀器的核心。質譜儀的本質是利用電場和/或磁場在真空環境下將運動的離子按質荷比分離后實現化合物組成的檢測。其中，離子偏轉器是質譜儀中的關鍵傳輸裝置，需聚集并引導待分析離子從接口區域到達質譜分析裝置，同時阻止中性粒子和光子等背景噪聲通過，決定了儀器靈敏度、檢出限與背景噪音水平。

目前，常用的離子偏轉裝置按離子偏轉的方式可包括有圓筒擋板型與偏軸偏轉型等。其中，圓筒擋板型在偏轉器中心放入圓形擋板，離子飛入偏轉器時繞過圓形擋板繼續飛行，而光子和中性粒子不受電場力作用，直線飛行撞擊在擋板上被去除，雖然能很好的消除中性粒子與光子的干擾，但也會使得待測離子損失嚴重。偏軸偏轉型是在離子的傳輸路徑上增加一個偏置電場，使離子的傳輸前后方向不變，但傳輸路徑發生偏移，從而進入下一結構，而光子和中性粒子不受電場力作用，直線飛行撞擊在障礙物上被去除，雖然此方法相較圓筒擋板型離子偏轉角度較小能保證一定傳輸效率，但光子和中性粒子去除效率卻有所降低。

發明內容

基于此，有必要針對現有離子偏轉裝置離子傳輸效率低與光子和中性粒子去除率低等問題，提供一種離子偏轉裝置與質譜儀。

一種離子偏轉裝置，包括入口電極組、偏轉電極組與出口電極，所述偏轉電極組構成弧形傳輸通道，所述入口電極組上設置有離子引入孔，所述離子引入孔位于所述弧形傳輸通道的入口處，所述出口電極上設置離子引出孔，所述離子引出孔位于所述弧形傳輸通道的出口處；

所述入口電極組、所述偏轉電極組與所述出口電極上均施加有電壓，在所述弧形傳輸通道中形成偏轉電場，將待測離子束從上一級環境通過所述離子引入孔引入所述弧形傳輸通道，并對所述待測離子束的運動方向進行偏轉，使所述待測離子束從所述離子引出孔傳輸至下一級環境。

在其中一個實施例中，所述偏轉電場用于將所述待測離子束的運動方向在所述弧形傳輸通道中偏轉90度。

在其中一個實施例中，所述偏轉電極組包括主弧形電極、第一斜邊弧形電極與第二斜邊弧形電極，所述主弧形電極、所述第一斜邊弧形電極與所述第二斜邊弧形電極的弧邊面相對設置構成所述弧形傳輸通道，所述主弧形電極的與所述第一斜邊弧形電極之間的間隙作為所述弧形傳輸通道的入口，所述主弧形電極的與所述第二斜邊弧形電極之間的間隙作為所述弧形傳輸通道的出口。

在其中一個實施例中，所述主弧形電極、所述第一斜邊弧形電極與所述第二斜邊弧形電極均是橫截面為扇形的柱體，所述主弧形電極的橫截面為1/4圓弧，所述第一斜邊弧形電極與所述第二斜邊弧形電極的橫截面均為1/8圓弧，所述第一斜邊弧形電極與所述第二斜邊弧形電極至所述主弧形電極的距離相等。

在其中一個實施例中，所述偏轉電極組還包括推斥電極板，所述第一斜邊弧形電極與所述第二斜邊弧形電極設置于所述推斥電極板同一側的相對兩端。