本發(fā)明涉及質(zhì)譜技術(shù)，特別涉及基于多模式的質(zhì)譜分析裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、離子阱質(zhì)譜因其靈敏度高、方便加工、工作氣壓高、可支持多級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜分析功能而被眾多質(zhì)譜儀采用。在質(zhì)譜儀中，離子光學(xué)傳輸系統(tǒng)起著重要作用，它的主要作用是將在離子源電離得到的離子高效率地傳輸?shù)焦ぷ髟诟哒婵障碌馁|(zhì)量分析器中。然而，從離子產(chǎn)生到進(jìn)入質(zhì)量分析器的這段輸運(yùn)通道中，離子的傳輸效率極低，離子通過率不足1%，因此對(duì)離子光學(xué)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化十分重要。

2、離子傳輸系統(tǒng)各部件的電壓參數(shù)，會(huì)影響離子傳輸系統(tǒng)的傳輸效率，進(jìn)而影響分析結(jié)果，其中電壓一般分為射頻電壓和直流電壓，如何針對(duì)不同分析需求有效控制它們來實(shí)現(xiàn)輸出最優(yōu)電壓是個(gè)難題。

3、射頻電壓一般指的是各離子導(dǎo)向器包括離子漏斗、四極桿、多極桿等裝置的射頻電壓，它對(duì)于不同質(zhì)荷比離子相對(duì)豐度影響較大，可以較好地將離子束縛住。

4、直流電壓一般指離子導(dǎo)向裝置和其接口（離子門）電壓，在離子阱質(zhì)譜測(cè)量中，為了降低空間電荷效應(yīng)，通常需要采用離子門來控制進(jìn)入到離子阱內(nèi)離子數(shù)量。離子門一般分為兩類：一類為消耗型離子門（離子門關(guān)閉時(shí)從源端傳輸過來的離子被不斷移除出離子傳輸通道），另一類為阻擋型離子門（通過施加一個(gè)較高電勢(shì)阻障從源端傳輸過來的離子繼續(xù)前進(jìn)，但離子仍留在離子傳輸通道內(nèi)）。

5、在采用消耗型離子門的離子阱質(zhì)譜儀中，儀器較容易采用agc（自動(dòng)增益控制）方法來調(diào)節(jié)離子阱內(nèi)離子數(shù)量，儀器定量能力（線性響應(yīng)）通常比較強(qiáng)；然而，采用消耗型離子門，會(huì)導(dǎo)致僅有部分的離子可用于質(zhì)譜分析，可能會(huì)導(dǎo)致儀器靈敏度或檢出限等性能下降。與之相對(duì)的，采用阻擋型離子門的離子阱質(zhì)譜儀中，離子阱內(nèi)離子數(shù)量不能很精確地被調(diào)節(jié)，儀器定量能力通常會(huì)差一些。然而，采用阻擋型離子門，離子利用率可以比較高，這會(huì)提升儀器靈敏度或檢出限等性能。

6、在實(shí)際應(yīng)用過程中，有時(shí)需要儀器僅在低濃度樣品檢測(cè)時(shí)具有較高的靈敏度和檢出能力，但定量范圍要求不那么寬，而有時(shí)需要儀器搭配色譜具有較大的定量范圍。為了滿足不同的檢測(cè)需求，對(duì)離子阱質(zhì)譜的電壓控制系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)，通過傳統(tǒng)單一離子門控制進(jìn)出來解決離子阱容量有限的缺陷不足以滿足多種檢測(cè)需求，此外離子門開放時(shí)間的長(zhǎng)短也受到相關(guān)因素制約，時(shí)間過長(zhǎng)容易受到空間電荷效應(yīng)的影響，時(shí)間過短對(duì)于低濃度樣品的信號(hào)強(qiáng)度提升不大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種基于多模式的質(zhì)譜分析裝置。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，包括離子源、檢測(cè)器和電源；所述質(zhì)譜分析裝置還包括：

4、多級(jí)傳輸單元，所述多級(jí)傳輸單元設(shè)置在所述離子源和檢測(cè)器之間，所述傳輸單元包括離子透鏡和多極桿；

5、控制單元，所述控制單元的輸入端連接所述電源，輸出端連接所述多極桿和離子透鏡，用于調(diào)整所述多極桿和離子透鏡的電壓，使得所述傳輸單元選擇性地處于離子傳輸模式、離子過濾模式和離子存儲(chǔ)模式。

6、本發(fā)明的另一目的在于提供了一種質(zhì)譜分析方法，該發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

7、根據(jù)本發(fā)明質(zhì)譜分析裝置的質(zhì)譜分析方法，所述質(zhì)譜分析方法為：

8、根據(jù)樣品狀態(tài)和樣品濃度，控制單元調(diào)整多級(jí)傳輸單元中多極桿和離子透鏡的電壓，使得傳輸單元選擇性地處于離子傳輸模式、離子過濾模式和離子存儲(chǔ)模式；

9、樣品被離子化，離子依次經(jīng)過多級(jí)傳輸單元進(jìn)入檢測(cè)器。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：

11、1.?定量能力好；

12、在同一質(zhì)譜分析裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同工作模式，可以應(yīng)用于不同場(chǎng)景，提供更好的定量能力和檢出能力；

13、2.?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

14、無需額外裝置，所選用的多極傳輸桿造價(jià)低廉，有效降低成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便；

15、3.?靈敏度高；

16、利用控制單元實(shí)現(xiàn)多種工作模式的切換，切換快，檢測(cè)范圍廣、靈敏度高。

技術(shù)特征：

1.一種基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，包括離子源、檢測(cè)器和電源；其特征在于，所述質(zhì)譜分析裝置還包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，所述控制單元的工作方式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，隨著樣品濃度的變大，傳輸單元從離子存儲(chǔ)模式或離子過濾模式變化到離子傳輸模式，下游的傳輸單元的變化早于上游的傳輸單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，樣品濃度最小時(shí)，從上游到下游的多級(jí)傳輸單元依次處于離子傳輸模式、離子過濾模式和離子存儲(chǔ)模式。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，所述控制單元的工作方式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，若質(zhì)荷比小于第一閾值，射頻電壓為0.5m+50；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，在離子傳輸模式時(shí)，第二級(jí)傳輸單元的離子透鏡直流電壓在預(yù)掃、離子注入冷卻、質(zhì)量分析、離子清空四個(gè)階段時(shí)，電壓保持不變，取值范圍為10v-20v；第三級(jí)傳輸單元的離子透鏡直流電壓在預(yù)掃、離子注入冷卻、質(zhì)量分析、離子清空四個(gè)階段時(shí)，電壓保持不變，電壓范圍為0-10v；多級(jí)傳輸單元和檢測(cè)器之間的離子門前直流電壓在預(yù)掃、離子注入冷卻、質(zhì)量分析、離子清空四個(gè)階段時(shí)，電壓保持不變，電壓范圍為-50v-?-40v；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模式的質(zhì)譜分析裝置，其特征在于，第一級(jí)傳輸單元的多極桿是單四級(jí)桿，第二級(jí)傳輸單元的多極桿是雙曲四極桿，第三級(jí)傳輸單元的多極桿是八極桿。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜分析裝置的質(zhì)譜分析方法，所述質(zhì)譜分析方法為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于多模式的質(zhì)譜分析裝置和方法，所述質(zhì)譜分析裝置包括離子源、檢測(cè)器和電源；還包括：多級(jí)傳輸單元設(shè)置在所述離子源和檢測(cè)器之間，所述傳輸單元包括離子透鏡和多極桿；控制單元的輸入端連接所述電源，輸出端連接所述多極桿和離子透鏡，用于調(diào)整所述多極桿和離子透鏡的電壓，使得所述傳輸單元選擇性地處于離子傳輸模式、離子過濾模式和離子存儲(chǔ)模式。本發(fā)明具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳臘,單夢(mèng)斐,賀霄皖,聞路紅,甘劍勤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波華儀寧創(chuàng)智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30