[发明专利]一种实现气压控制的非连续进样质谱仪

说明书

本发明公开了一种实现气压控制的非连续进样质谱仪，包括：腔体结构，腔体结构限定出具有进样口的真空腔，真空腔内的第一离子阱和第二离子阱形成有相互连通的离子通道，该离子通道的进口端与进样口相对设置，第一离子阱的前端设有第一电极，第二离子阱的后端设有第二电极，在第一离子阱和第二离子阱之间设有第三电极；气压调节装置，气压调节装置设于腔体结构上用于调节真空腔内气压大小；抽真空装置，抽真空装置设于腔体结构上对真空腔进行抽真空；离子检测器，离子检测器设于真空腔内对离子通道内的离子进行质量分析。根据本发明实施例的质谱仪，通过在腔体结构上设置用于调节真空腔内气压的气压调节装置，使得真空腔内气压维持在一定范围内，提高离子的轴向传输效率。

技术领域

本发明涉及质谱仪器分析技术领域，特别涉及一种实现气压控制的非连续进样质谱仪。

背景技术

质谱仪根据其质量分析器的不同，分为多种不同类型，同时每种质量分析器又有不同的特点；现在比较常用的质量分析器有四级杆质量分析器(Quadrupole Analysers)、三维离子阱质量分析器(3D Ion Trap Analysers)、线性离子阱质量分析器(Linear IonTrap Analysers)、静电场离子阱质量分析器(Orbitrap Analysers)、飞行时间质量分析器(TOF Analysers)、傅里叶变换离子回旋共振质量分析器(FTICR Analysers)等多种类型。

现在很多质谱仪会组合多种质量分析器，利用不同质量分析器的分析优势，可以进一步的提高组合型质谱仪器的分析性能，比较常见的多种质量分析器的组合型质谱仪有三重四级质谱仪，该质谱仪采用三级串联结构的四级杆质量分析器，每级质量分析器都有不同的功能，组合起来的质谱仪可以实现很多复杂的分析模式，为分析复杂的生物样品、带分析样品的定量等应用提供了很多高效的分析模式；另外一种比较常用的组合型质谱仪是四级杆质量分析器加飞行时间质量分析器质谱仪，该质谱仪可以通过四级杆质量分析器选择特定质荷比的离子，被选择的离子经过串级质谱分析后进入飞行时间质量分析器进行高分辨质谱分析，该过程是定性分析样品成分的一种常用的分析手段。

质谱仪采用非连续大气压进样接口(Discontinuous Atmospheric PressureInterface简称DAPI)，利用该接口将质谱仪真空腔与常压离子源相连接，分析样品的过程中，首先控制非连续进样口打开，将待分析样品离子和空气分子在短时间内引入质谱仪真空腔中，进样过程结束后控制该接口关闭；由于打开进样接口后有大量空气分子进入真空腔，真空腔内部气压会迅速升高，在质谱仪抽真空系统的作用下，真空腔的气压会逐渐降低，该过程为非连续进样质谱仪进样和气压变化情况；采用非连续进样方式的质谱仪可以降低对真空抽气系统抽速的要求，在不进行样品分析的时候，真空腔内保持较高真空度，没有外部气体进入，抽真空系统可以运行在较低功耗状态下，在进行样品分析的过程中，非连续进样接口打开较短时间，保证待分析样品离子的引入，关闭进样接口后在抽真空系统的作用下，真空腔内的气压逐渐下降。通过这种方式所设计的质谱仪，其所需要的抽真空系统的抽速很小，同时大部分时间运行在较低功耗状态下，所以该接口方式在小型化便携式质谱仪上有其突出的优势。

但是由于打开进样接口后有大量空气分子进入真空腔，真空腔内部气压会迅速升高，关闭进样口后，在质谱仪抽真空系统的作用下，真空腔的气压又会逐渐降低，腔体结构内部的气压不稳定导致离子的传输效率降低，影响实验效果。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种实现气压控制的非连续进样质谱仪，该质谱仪通过控制离子阱内部局部气压或控制整个真空腔内部气压，提高了离子的轴向传输效率，在进行串级质谱分析的过程中，使离子阱内部气压相对稳定。