[发明专利]一种四极杆质量分析器的装配方法

说明书

技术领域

本发明属于质量分析仪器技术领域，具体涉及一种四极杆质量分析器的装配方法。

背景技术

质谱仪在物质分析及成分鉴定中具有很高的灵敏度和分辨率，其基本工作原理是：首先把被检测的物质电离成离子，通过电场或磁场将离子按质荷比（m/z）的大小进行分离，然后通过离子检测器检测这些被分离的离子，从而得到质谱图。通过对质谱图的分析，即可获得被检测物质的化学成分、结构以及含量等信息。在质谱仪中，将物质电离的部件被称为离子源，对离子进行质量分析的部件被称为质量分析器。离子源和离子质量分析器是组成质谱仪的两个关键部件。

由于质谱仪具有高灵敏度和高分辨率等特点，它已经成为当今世界上应用最广泛的分析器之一，在环境检测、食品安全、运动员违禁药物检测、制药、疾病诊治、蛋白质组学、基因组学等热点领域发挥着越来越重要的作用。不仅如此，质谱仪的发展对一些基础科学研究以及涉及国家安全的领域（如国防、航天、生物以及化学武器的检测与维护等）具有重要的意义。

目前，质谱技术的发展已相当成熟，各种新型的质谱仪器不断涌现。所有的质谱仪的基本原理或者说要实现的目标都是相同的，那就是实现中性物质的电离，然后把离子按其质荷比大小进行分离。然而，不同种类的质谱仪使用不同的质量分析器，这些质量分析器实现离子质荷比分离的方式也不相同。按照质量分析器的不同把质谱仪主要分为以下几种：磁质谱仪(使用磁质量分析器，magnetic sector)、飞行时间质谱仪(使用飞行时间质量分析器，TOF)、四极杆质谱仪(使用四极杆质量分析器，QMF)、离子阱质谱仪(使用离子阱质量分析器，Ion trap)、傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(使用傅里叶变换质量分析器，FT-ICR)、轨道离子阱质谱仪(使用轨道离子阱质量分析器，Orbitrap)等。不同种类的质谱仪具有不同的特点和应用领域。

四极杆质谱仪是目前最成熟、应用最广泛的小型质谱仪之一。在气相色谱-质谱（GC-MS）和液相色谱-质谱（LC/MS）联用仪中，四极杆是最常用的质量分析器之一。四极杆质谱仪属于动态质谱，由于仅利用纯电场工作，无需涉及磁场，重量较轻；仅要求离子入射能量小于某一上限，不要求入射离子实现能量聚焦，从而可引入结构简单、高灵敏度的离子源，并且适用于具有一定能量分散的离子，如二次离子；扫描速度快，可通过调节电参量实现仪器灵敏度和分辨本领的调整，同一台仪器可满足不同的分析要求。这些优点使得四极杆从诞生开始就备受关注，并得到了迅速发展。目前四极杆质谱技术已相当成熟，四级杆质谱仪作为一种结构紧凑、功能齐全、价格低廉的质谱仪器，在物理学、分析化学、医学、环境科学、生命科学等领域中获得了广泛应用。

四极杆质谱仪中使用的四极杆质量分析器由两对平行的圆柱形电极组成。离子束在与圆柱形电极平行的轴上聚焦，一个直流电压(DC)和一个射频电压(RF)作用在两对电极上，加载在两对电极上的电压信号幅度相同但相位相差180^o。对于给定的直流和射频电压，只有特定质荷比的离子才能在轴向方向稳定运动地通过，其他质荷比的离子则与电极碰撞湮灭。将DC和RF以固定的斜率扫描，可以实现质量扫描功能。四极杆质量分析器具有相对简单的结构，扫描速度较快，但是它的质量分辨率和质量范围不高，而且四极杆的电极对精度的要求很高，因此加工和装配难度大。

四极杆装置是四极杆质量分析器质谱仪所必备的核心部件，它的加工及组装精度决定了整个仪器的检测水平，而四极杆质量分析器的组装件的精度又是四极杆装置精度的关键所在。四极杆质量分析器组装件的精度直接决定了整个仪器的质量分辨以及仪器灵敏度等性能指标。

目前，四极杆质量分析器装置主要是通过四个具有精确定位的圆柱形定位面来定位四极杆的位置，然后用螺栓进行安装固定。整个装置装配调整的难度大，一次加工合格率低，对固定四极杆的绝缘材料的加工精度要求也非常高（需要达到1um以下）。

发明内容

本发明目的是提供一种简单、高精度的四极杆质量分析器的装配方法。

本发明提供的一种四极杆质量分析器的装配方法，所述四极杆质量分析器包括四根电极杆、陶瓷环、第一精密圆球和第二精密圆球，所述第二精密圆球位于陶瓷环内，且第二精密圆球与陶瓷环同轴布置，第二精密圆球与陶瓷环之间组成的圆环之间等间距分布有四根电极杆，电极杆通过定位销固定于陶瓷环上，相邻的电极杆之间设有第二精密圆球，第一精密圆球与相邻的电极杆均相切；具体步骤如下：