[发明专利]离子选择方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及飞行时间质谱仪，特别是涉及一种用于飞行时间质谱仪的离子选择方法及装置。

背景技术

微通道板离子检测器原理为在真空环境下，每片MCP(micro-channel plate：微通道板)在工作电压下，当离子、电子、光子等撞击到其表面，可增益出10²～10⁴的电子，可检测到极其微弱的电流信号，具有灵敏度高的特点。但是当MCP长期处于饱和或过饱状态时会导致MCP表层二次电子发射能力下降，其增益倍数便快速下降，其工作寿命会加速缩短。在现实应用中，经常会面临进样量大，载气与样品分子同时被电离而造成大量、持续的离子被MCP接收的现象。

传统技术中，主要是在能够保证满足条件的真空条件下，减小微通道板的工作电压以及在离子传输或离子飞行通道上添加特殊设备或装置与仪器进行配合从而达到移除背景峰或不需要的碎片离子来减少MCP衰减的目的。通过在离子飞行轨道上添加偏转板，当背景峰离子或碎片离子到达偏转板的位置时施加一定频率及幅值的脉冲将其偏离原来轨迹打在偏转板上而导走，从而减少了微通道板接收的离子数，但是这种方法将会加大飞行腔的设计难度且只能移除某一段时间内的离子束，同时，偏转板放在无场飞行区，施加脉冲的同时改变了无场飞行区的电场状态，还需要设计效果较好的隔离装置。

另一种，在离子传输区域的反射板上引入时序脉冲电压，当待测离子通过反射时，反射板电压处于正常水平允许离子通过到达检测区域被检测，当需筛除的离子到达反射区时，通过施加的时序脉冲改变传输区域的电压将其引入到反射板而导走，此方法改变了反射区的电场结构，当被筛除的离子被筛除后电场又要恢复到原电场结构，增加了不稳定因素，同时也存在只能筛除部分离子的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术只能筛除部分离子的问题，提供一种离子选择方法及装置。

为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：

一方面，提供了一种离子选择方法，包括以下步骤：

根据与飞行时间质谱仪脉冲同步的延时触发信号，输出触发指令；

根据触发指令控制脉冲参数，输出预设脉冲；预设脉冲包括单脉冲或序列脉冲；脉冲参数包括脉冲宽度和延时时间；

根据预设脉冲控制脉冲电源模块向微通道板输出高压脉冲；

当不需要检测的离子到达所述微通道板时，根据高压脉冲，控制微通道板的工作电压处于零电位；

当需要检测的离子到达微通道板时，根据高压脉冲，控制微通道板的工作电压处于正常工作电位，响应需要检测的离子。

另一方面，提供了一种离子选择装置，包括：

触发指令模块，用于根据与飞行时间质谱仪脉冲同步的延时触发信号，输出触发指令；

第一输出模块，用于根据触发指令控制脉冲参数，输出预设脉冲；预设脉冲包括单脉冲或序列脉冲；脉冲参数包括脉冲宽度和延时时间；

第二输出模块，用于根据预设脉冲控制脉冲电源模块向微通道板输出高压脉冲；

控制模块，用于当不需要检测的离子到达微通道板时，根据高压脉冲，控制微通道板的工作电压处于零电位；以及当需要检测的离子到达微通道板时，根据高压脉冲，控制微通道板的工作电压处于正常工作电位，响应需要检测的离子。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明离子选择方法及装置，在不改变分析器结构及添加其他特殊的结构的前提下，通过控制MCP的工作电压，并且通过对MCP施加特定的单脉冲及序列脉冲的形式实现了单个或多个离子的选择性检测。当不需要检测的离子到达MCP时，通过设置脉冲的延时和宽度，使MCP的工作电压处于零电位，则该离子无输出响应，而当需要检测的离子到达MCP时，通过设置脉冲的延时和宽度，使MCP的工作电压处于正常工作电位，则该离子有输出响应。在被选择的离子到达检测器时，检测器电压为0，备选离子打在MCP上无增益，谱图干净，但又不会影响目标峰的分析；序列脉冲包含多个各自独立的脉冲，各脉冲根据所需去除的离子来设置延时和脉宽。本发明离子选择针对性强，不需要对仪器结构进行改造，直接从检测器上就直接解决了因MCP长期处于饱和或过饱和状态二次电子发射能力下降的问题。通过这种选择性工作方式实现背景离子的无输出响应，减少微通道板MCP的衰减，延长了MCP的使用寿命。

附图说明