[实用新型]高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子传输技术领域，尤其涉及一种高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪。

背景技术

飞行时间(TOF)质量分析器根据离子在真空中的飞行时间的差异来区分不同质荷比的离子，具有高速、高分辨和较宽的质量范围。线性离子阱(LIT)由一组四极杆及前后端盖电极组成，通过施加在端盖电极上的阻挡电势，在离子阱轴向上形成一个势阱，从而将离子束缚住，其具有高容量、多级串级能力。由于采用垂直引入式TOF可以较好地与脉冲式离子束连接，因此在质谱仪的技术中已知，采用线性离子阱与垂直引入式TOF耦合串联，通过合适的传输接口及电控时序，可以实现具有线性离子阱功能的串联飞行时间质谱仪，并用于生物分析、蛋白质鉴定等高精尖领域。

采用LIT与TOF耦合时，离子引出方式分为轴向和径向。采用径向引出结构时，离子从四极电极开口处引出，直接进入正交的TOF飞行轨道。此种离子引出方式，由于残留RF减幅震荡及离子束的时间分散和空间分散，极大的降低了TOF的分辨率及质量精度。虽然，迈克尔·苏达科夫等人提出了一种将离子从阱射入TOF的方法，可以改善残留RF减幅震荡对TOF性能造成的影响，但径向离子束的时间分散和空间分散是一个不可逾越的问题。采用轴向引出结构，结合高分辨的垂直引入式TOF，通过合适的传输接口及电控时序，可以有效的避免及解决以上问题。

但是，采用轴向引出结构则受到位置及质量区别的影响。具体地，1)当离子门打开时，仅能引出一段位置的离子，即聚焦在阱前段靠近出口处的离子，而阱内后段的离子则由于漂移时间长，无法有效的引出；2)当施加推斥脉冲时，调制区仅包含特定质量范围的离子，即已经达到尚未消失的离子，因此一次仅可以将有限质量范围的离子引出到TOF。当分析较宽质量范围的离子时，则需要进行多个子范围的离子检测。由于每个子范围的分析需要利用离子重新填充离子阱并且重复所有操作，导致仪器的占空比偏低。

有鉴于此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪及其实现方法，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪，其包括：离子阱以及飞行时间分析器；

所述离子阱包括：第一离子门、中间电极以及第二离子门，所述中间电极位于所述第一离子门和第二离子门之间，所述第一离子门形成离子入口，其上施加有直流偏置电压，所述第二离子门形成离子出口，其上施加有引出脉冲电压，所述飞行时间分析器设置于所述离子阱的下游，并接收自所述第二离子门中先后引出的离子段。

作为本实用新型的高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪的改进，所述中间电极为直杆四级杆结构或三段式四极杆结构。

作为本实用新型的高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪的改进，所述中间电极为直杆四级杆结构时，所述直杆四级杆上施加有射频电压，其中相邻的电极上施加幅值相同、方向相反的电压，相对的电极上施加幅值相位均一致的电压。

作为本实用新型的高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪的改进，所述中间电极为三段式四极杆结构时，三对四极杆上施加有射频电压，其中第一四极杆和第三四极杆上施加脉冲偏置电压，第二四极杆上施加直流偏置电压。

作为本实用新型的高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪的改进，所述质谱仪还包括调制区和推斥区，所述调制区和推斥区依次位于所述离子阱和飞行时间分析器之间，所述推斥区具有推斥脉冲电压，所述引出脉冲电压与所述推斥脉冲电压为联动施加，且所述引出脉冲电压与所述推斥脉冲电压之间具有延时时间，所述延时时间为引出的离子通过所述调制区的漂移时间。

作为本实用新型的高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪的改进，所述调制区包括直流静电四级杆和一维单透镜。

作为本实用新型的高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪的改进，所述推斥区包括负脉冲电极和推斥板，所述推斥脉冲电压施加于所述推斥板上。

作为本实用新型的高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪的改进，所述引出脉冲电压第一次由高电平变为低电平时，同步发送TTL信号至所述推斥板，经过所述延时时间，于所述推斥板上施加所述推斥脉冲电压。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种根据如上所述高离子引出效率的离子阱飞行时间质谱仪实现离子分段引出的方法，其包括如下步骤：

S1、在第一离子门上施加直流偏置电压，在第二离子门上施加引出脉冲电压；