[实用新型]一种阵列离子阱质谱系统

说明书

技术领域

本实用新型属于分析仪器技术领域，具体涉及一种可以进行多种样品同步分析的阵列离子阱质谱系统。

背景技术

质谱分析是一种测量离子荷质比（电荷-质量比）的分析方法，其基本原理是使待测样品中的各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带电荷的离子，经加速电场或者离子导引的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，利用电场或磁场完成质量分析过程，得到质谱图，从而确定其质量。

质谱分析目前是被广泛应用于现代分析方法的一种方法。质谱分析所使用的质谱仪是一种用于分析物质样品中各种化学成分，含量和分子结构的科学仪器，其具有很高的灵敏度和在分析物鉴定上的特异性，因此被广泛地应用于科学研究、医学卫生、环境科学、食品安全、生物医学等各个领域。质谱仪的结构一般包括有真空系统、进样装置和分离装置、离子源、离子光学系统、质谱分析组件、离子检测和数据处理系统。目前常用质谱仪包括很多种，根据所采用的质量分析器的不同，主要有磁质谱仪、四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、离子回旋共振质谱仪、飞行时间质谱仪、轨道阱质谱仪。在这些仪器中，离子阱质量分析器拥有其独特的优势：体积小、结构简单、可以再较高的气压下工作以及一个分析器完成碰撞诱导解离和串级质谱的能力。在现代的质谱分析和质谱仪器的发展过程中，质谱仪器的小型化和高通量的质谱分析方法都受到了广泛的研究。最早的离子阱质谱仪被称为Paul三维阱，是在20世纪50年代Paul等人在德国波恩大学发明。这个装置是由3个电极组成，包括2个端盖电极和1个环电极，电极的工作面都是双曲面。这种三维离子阱的束缚方式为三维方向上的射频电场的作用，使离子被束缚在阱中的成为约1mm的离子团簇，这些离子间的相互作用会导致很大的空间电荷效应存在，这随之带来的缺点是离子存储量小，存储效率低，空间电荷效应也会导致质量分辨的下降；而且三维阱的3个电极都是双曲面，在机械加工以及组装精度上均存在难度，所以小型化也存在难度。随后美国的普渡大学的R. Graham Cooks工作组提出了一种新的三维阱称为圆筒阱（Cylindrical Ion Trap），使用了圆筒代替了双曲环电极，双曲端盖电极也被平板电极取代。这种圆筒阱的离子存储量和存储效率均有提高，并且随后圆筒阱的小型化和高通量分析的研究均获得了良好的发展，但是依然存在三维阱的空间电荷效应的问题，离子存储量和存储效率提高有限。随后线性离子阱也获得了良好的发展和研究，线性离子阱是一种二维离子阱，阱的径向电极上施加射频电压，实现二维径向的射频束缚，轴向上施加直流电压，形成直流束缚势阱，这种轴向线性束缚的方式，使得离子在阱内从中心的点排列变成了轴向的线排列，显著的提高了离子存储量和存储效率，极大的减小了空间电荷效应。在2004年时，R. Graham Cooks工作组又提出了一种二维线性离子阱矩形离子阱（Rectilinear Ion Trap），这种阱是由6块矩形平板电极围成，结构简单，加工方便，非常适合小型化和高通量分析，很快矩形离子阱就被应用于小型化质谱仪的研究，制成手提式质谱仪Mini10和Mini11，并成功应用到多通道阵列矩形离子阱高通量质谱分析中。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种高通量质谱分析系统，其能够实现一套质谱分析系统实现多种样品同步分析，以此大大提高质谱分析的效率。

本实用新型提供的一种阵列离子阱质谱系统，包括阵列离子源、阵列离子导引系统、阵列离子阱质量分析器、离子检测器、真空腔以及真空泵；

所述阵列离子源产生的离子通过真空腔上设置的离子进样接口进入真空腔内的阵列离子导引系统，再依次进入阵列离子阱质量分析器和离子检测器，所述真空腔上设置出口，其出口处和真空泵相连接；

所述阵列离子源是由多个相同或不同种类的离子源组成；所述阵列离子导引系统有多个离子导引通道，离子导引的形式可以为阵列导引杆，也可以为离子透镜，也可以为两种的复合形式或多级导引杆的形式；所述阵列离子阱质量分析器为由多个平行的质量分析通道组成，其侧面设置两个端盖电极，所述端盖电极上面设置多个进样孔，所述质量分析通道的数目和所述进样孔的数目相同，每个质量分析通道上分别设置上下两个电极，每个电极上设置一个离子引出槽，位于离子质量分析器两侧的质量分析通道的两端还各平行设置一个地电极。