[发明专利]一种平面离子阱质量分析器

说明书

技术领域

本发明涉及一种质谱仪中的质量分析装置，具体涉及一种平面离子阱质量分析器。

背景技术

质谱仪是一种测定物质质荷比的工具，使用时具有灵敏、快速及准确的优点，在科学研究、食品安全、环境监测、公众安全等众多领域中起着非常重要的作用。质谱仪的便携化是其发展的一个重要方向，其小型化和快速在线现场检测未知物质的能力将大大扩展它的应用领域和范围。质量分析装置作为质谱仪的核心部分在便携化的发展中使用较多的主要有两种：四极杆质量分析器和离子阱质量分析器。四极杆分析器定量能力好，预真空时间短，对工作真空度的要求较低，能够在较高气压下工作，但是也存在定性能力不足的缺点。而离子阱分析器则可以做时间串级质谱，即使在复杂混合物中也可识别特殊的化合物，具有较高的选择性和灵敏度。四极杆质量分析器和离子阱质量分析器各自的特点相互补充，很好的满足了质谱仪便携化对于质量分析装置的要求。平板型离子阱质量分析器的提出兼顾了性能和加工成本等因素，具有结构简单，成本低廉等优点。

复旦大学的丁传凡申请的专利（CN 1585081）“用印刷电路板构建的离子阱质量分析仪”提出了一种用普通印刷线路板（Printed Circuit Boards，PCB）制造的离子阱，该离子阱由两个不锈钢薄板电极和四个镀金PCB平板电极组成。

上海华质生物技术有限公司的潘鑫渊等人申请的专利（CN 101599410）“一种平板线型离子阱”提出了一种平板线型的离子阱结构，这种离子阱结构较PCB版更为简单，但是对装配精度的要求较高，制造和装配误差对离子传输效率和离子损耗影响有着较大的影响。

因此针对上述问题，提供一种更为简化的平面离子阱质量分析器，在保证性能的前提下，同时具有结构简单，成本低廉，装配容易等优点，在便携式质谱仪中有很大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种平面离子阱质量分析器，本发明通过一种更为简化的平面离子阱解决了一般离子阱遇到的结构复杂，成本较高，装配精度要求高的问题。

本发明提供的一种平面离子阱质量分析器，它包括相对设置的2组导电板，其中一侧的导电板为直流电极板，另一侧的导电板包括中央接地电极、2个射频电极和若干个直流控制电极；

所述中央接地电极、所述射频电极和所述直流控制电极位于同一平面内，且所述射频电极位于所述中央接地电极的两侧，所述直流控制电极位于所述射频电极的外侧；所述中央接地电极与所述射频电极之间、所述射频电极与所述直流控制电极之间以及所述直流控制电极之间均设有绝缘空隙。

上述的质量分析器中，2组所述导电板的大小相等，且在竖直平面内其边缘对齐；

2个所述射频电极的长度和宽度均相等；

2个所述射频电极与所述中央接地电极的距离相等；

所述射频电极与所述直流控制电极的距离相等。

上述的质量分析器中，2组所述导电板之间的距离可为0.1～10cm。

上述的质量分析器中，所述直流控制电极的纵向与所述射频电极的纵向在同一平面内相互垂直。

上述的质量分析器中，所述中央接地电极的纵向与所述射频电极的纵向在同一平面内相互垂直。

本发明还进一步提供了上述平面离子阱质量分析器的制作方法，包括如下步骤：

（1）使用计算机软件Ⅰ模拟所述平面离子阱质量分析器内部电场结构以确定所述平面离子阱的尺寸；

（2）使用计算机软件Ⅱ辅助设计所述平面离子阱质量分析器的各组成部件：所述直流电极板、所述中央接地电极、所述射频电极和所述直流控制电极；并得到所述各部件的模拟图和设计图；

（3）根据所述模拟图和设计图，制作所述各部件，并对所述各部件进行二次加工；

（4）根据所述设计图，组装所述各部件即得到所述平面离子阱质量分析器。

上述的方法中，步骤（1）中，所述计算机软件Ⅰ可为SIMION、ITSIM或ISIS；

步骤（2）中，所述计算机软件Ⅱ可为AutoCAD、Autodesk Inventor或Solidworks。

上述的方法中，步骤（3）中，采用CNC（Computer numerical control）数控机床制造技术、快速成型技术、注塑成型技术、光刻蚀技术、真空铸造技术、3D打印技术或MEMS微机电加工技术制作所述各部件。

所述方法还包括将所述各部件的实物样品与所述各部件的设计图进行对比，然后对所述各部件的实物样品进行修改的步骤。