專利名稱：一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及離子傳輸領(lǐng)域，尤其是一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜是對(duì)分子結(jié)構(gòu)分析最精確的方法之一，可用來(lái)對(duì)未知物進(jìn)行定性分析和對(duì)混合物中已知組分進(jìn)行定量檢測(cè)。離子源是質(zhì)譜儀的關(guān)鍵部分，最常用的離子源為EI (electron ionization)源，它采用高能電子束轟擊樣品使樣品發(fā)生電離，原理如下M+可繼續(xù)斷裂并進(jìn)行分子重排，形成多種碎片離子。EI源的電離效率高，重復(fù)性好，并已有完整的譜庫(kù)，是目前使用最廣泛的離子源。由于EI源的碎裂通道較多，對(duì)于混合未知物的解譜非常困難。為了解決這一問(wèn)題，產(chǎn)生了一系列的軟電離(soft ionization)方法?；瘜W(xué)電離(chemical ionizatior^CI)是在EI源的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種典型的軟電離的方式。它通過(guò)弓I入一種反應(yīng)氣體(通常是甲烷等)，使電子首先電離反應(yīng)氣體分子形成離子，這些離子再與樣品分子發(fā)生離子分子反應(yīng)。CI源主要形成樣品分子的準(zhǔn)分子離子，形成的質(zhì)譜圖簡(jiǎn)單，可以方便的確定分子量。質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源是CI源的一種，目前常用來(lái)與質(zhì)譜分析器結(jié)合形成目前最常用的用來(lái)實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移質(zhì)譜儀(PTRMS)儀器裝置。質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)離子源是通過(guò)初始反應(yīng)離子與待測(cè)樣品分子發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)(proton transfer reaction)的原理使待測(cè)分子帶上質(zhì)子，然后在通過(guò)質(zhì)量分析器進(jìn)行檢測(cè)和分析。初始反應(yīng)離子一般為通過(guò)對(duì)水蒸氣和空氣的混合氣體進(jìn)行放電產(chǎn)生的水合氫離子 (H30+)。初始反應(yīng)離子H30+在漂移管中與待測(cè)分子發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，使得樣品分子離子化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)后的離子束進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得離子聚焦，并對(duì)中性分子進(jìn)行阻擋的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，包括一真空腔，所述真空腔的前端設(shè)有質(zhì)子供體引入通道和供樣品分子、載氣引入的載氣引入通道，后端設(shè)有載氣引出通道和離子束引出通道，所述真空腔內(nèi)設(shè)有漂移管，所述真空腔內(nèi)在漂移管之后還設(shè)有多極桿，所述多極桿連接有高壓射頻電源。進(jìn)一步，所述多極桿為四極桿、六極桿或者八極桿。進(jìn)一步，所述高壓射頻電源的電壓幅值可變，幅值為-ιοκν οκν。[0012]進(jìn)一步，所述質(zhì)子供體為水和氫離子。進(jìn)一步，所述載氣為氮?dú)?、空氣、稀有氣體或者其他永久氣體。進(jìn)一步作為改進(jìn)，所述真空腔還設(shè)有使多極桿恒溫的加熱裝置。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過(guò)在質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)之后設(shè)有一多極桿，導(dǎo)入的質(zhì)子供體與伴隨載氣加入的待測(cè)分子在質(zhì)子反應(yīng)區(qū)反應(yīng)完后，由高壓射頻電源驅(qū)動(dòng)多極桿對(duì)離子束進(jìn)行調(diào)節(jié)，使離子束變小，便于離子束的傳輸；本實(shí)用新型裝置改善了對(duì)離子束的傳輸效果，減少了離子束中的中性分子，提高了質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源的離子化效率， 減少了離子源對(duì)質(zhì)譜分析器的污染；本實(shí)用新型在真空腔上加裝了加熱裝置，可減少撞擊在多極桿上的離子損失。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明


圖1是本實(shí)用新型一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源的離子束的傳輸效果圖；圖3是本實(shí)用新型質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源的的三維示意圖；圖4是本實(shí)用新型質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源的的剖面圖。附圖標(biāo)記1質(zhì)子供體引入通道2載氣引入通道3 漂移管4真空腔5 多極桿6離子束引出通道7載氣引出通道8空心陰極管的陽(yáng)極板[0030]9空心陰極管的陽(yáng)極板及調(diào)節(jié)電極10第一隔板11第二隔板12質(zhì)譜分析器接口座。
具體實(shí)施方式
如
圖1所示，一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，包括一真空腔4，所述真空腔4的前端設(shè)有質(zhì)子供體引入通道1和供樣品分子、載氣引入的載氣引入通道2，后端設(shè)有載氣引出通道7和離子束引出通道6，所述真空腔4內(nèi)設(shè)有漂移管3，所述真空腔4內(nèi)在漂移管3之后還設(shè)有多極桿5，所述多極桿5連接有高壓射頻電源。進(jìn)一步，所述多極桿5為四極桿、六極桿或者八極桿。進(jìn)一步，所述高壓射頻電源的電壓幅值可變，幅值為-10KV10KV。進(jìn)一步，所述質(zhì)子供體為水和氫離子。進(jìn)一步，所述載氣為氮?dú)?、空氣、稀有氣體或者其他永久氣體。
4[0039]進(jìn)一步作為改進(jìn)，所述真空腔還設(shè)有使多極桿恒溫的加熱裝置。圖2為本實(shí)用新型基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置離子傳輸效果圖，在真空腔 4內(nèi)在漂移管3之后還設(shè)有多極桿5，以高壓射頻電源來(lái)驅(qū)動(dòng)，可以約束離子束的截面積，將離子束變小，有利于離子束的傳輸；減少離子束中中性分子的含量，提高了質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源的離子化效率，減少了離子源對(duì)質(zhì)譜分析器的污染。結(jié)合圖3和圖4，包括對(duì)水蒸氣進(jìn)行放電電離的空心陰極管的陽(yáng)極板8和空心陰極管的陽(yáng)極板及調(diào)節(jié)電極9，在空心陰極管內(nèi)感應(yīng)后的水相關(guān)的離子通過(guò)調(diào)節(jié)電極調(diào)節(jié)出高濃度高純度的水和氫離子，所述水和氫離子作為質(zhì)子供體，所述空心陰極管的陽(yáng)極板及調(diào)節(jié)電極9與質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有第一隔板10，第一隔板10后連接有真空腔4，所述真空腔4內(nèi)設(shè)有漂移管3，所述漂移管3前端設(shè)有供空氣載氣與包含在其中的樣品分子引入的載氣引入通道2，漂移管3后面設(shè)有多極桿5，多極桿5的后部設(shè)有將質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)離子源與質(zhì)譜分析器隔開的第二隔板11，所述第二隔板11連接有質(zhì)譜分析器接口座12。本實(shí)用新型是為真空環(huán)境下的工作的質(zhì)譜儀提供離子源，特別是在用以飛行時(shí)間分析器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，更大的離子量才更利于檢測(cè)。這樣的結(jié)構(gòu)在調(diào)節(jié)離子束狀態(tài)上既適合飛行時(shí)間分析器也適合于四極桿分析器。以上是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本實(shí)用新型創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，包括一真空腔(4)，所述真空腔(4)的前端設(shè)有質(zhì)子供體引入通道(1)和供樣品分子、載氣引入的載氣引入通道(2)，后端設(shè)有載氣引出通道(7)和離子束引出通道(6)，所述真空腔(4)內(nèi)設(shè)有漂移管(3)，其特征在于所述真空腔(4)內(nèi)在漂移管(3)之后還設(shè)有多極桿(5)，所述多極桿(5)連接有高壓射頻電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，其特征在于所述多極桿(5)為四極桿、六極桿或者八極桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，其特征在于所述高壓射頻電源的電壓幅值可變，幅值為-ιοκν οκν。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，其特征在于所述質(zhì)子供體為水和氫離子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，其特征在于所述載氣為氮?dú)?、空氣、稀有氣體或者其他永久氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，其特征在于所述真空腔(4)還設(shè)有使多極桿恒溫的加熱裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于多級(jí)桿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源裝置，包括一真空腔，所述真空腔的前端設(shè)有質(zhì)子供體引入通道和供樣品分子、載氣引入的載氣引入通道，后端設(shè)有載氣引出通道和離子束引出通道，所述真空腔內(nèi)設(shè)有漂移管，所述真空腔內(nèi)在漂移管之后還設(shè)有多極桿，所述多極桿連接有高壓射頻電源。本實(shí)用新型通過(guò)在質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)之后設(shè)有一多極桿，導(dǎo)入的質(zhì)子供體與伴隨載氣加入的待測(cè)分子在質(zhì)子反應(yīng)區(qū)反應(yīng)完后，由高壓射頻電源驅(qū)動(dòng)多極桿對(duì)離子束進(jìn)行調(diào)節(jié)，使離子束變小，便于離子束的傳輸；本裝置改善了對(duì)離子束的提純效果，減少了離子束中的中性分子，提高了質(zhì)子轉(zhuǎn)移離子源的離子化效率，減輕了離子源對(duì)質(zhì)譜分析器的污染?？蓱?yīng)用于離子傳輸領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01J49/42GK202167453SQ201120230450
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者傅忠, 周振, 程平, 董俊國(guó), 陳應(yīng), 高偉 申請(qǐng)人:上海大學(xué), 昆山禾信質(zhì)譜技術(shù)有限公司