[发明专利]一种持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪

说明书

一种持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪，所述的质谱仪包括两级真空腔。第一级真空腔内包含持续进样大气压接口和射频离子导引装置，第二级真空腔内包括静电电极、离子阱和离子检测器，两级真空腔之间采用开孔电极相连。所述的静电电极可以将离子阱远离开孔电极一定距离或偏转一定角度，进而使离子阱免受来自第一级真空腔气流的直接冲击，保证离子阱具有足够的稳定性与分辨率；同时采用静电电极对控制电路要求简单。本发明所述的质谱仪结构紧凑，适合小型化，在现场分析检测领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及利用质谱仪器进行生化物质的原位和现场检测领域，特别涉及适合小型化的一种持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪。

背景技术

质谱法作为同时具备高特异性和高灵敏度的通用型化学分析方法，在各种分析检测领域都有着广泛的应用。随着现场检测与原位分析需求的不断增加，小型化的质谱仪发挥越来越重要的作用。但仪器的小型化是以性能的降低为代价的，小型质谱仪器还无法完全满足广泛的实际应用需求，所以提高小型质谱仪的性能是其推广应用的关键。

在各种质谱分析器中，离子阱凭借其简单的结构、时间串级质谱能力以及高气压分析能力，被视为质谱小型化的首选。而在质谱仪进样方法方面，持续进样大气压接口的质谱仪凭借其优越的灵敏度与分析速度展现出了良好的性能潜力与优势。美国专利US6392225提出了利用持续进样大气压接口将大气压离子源电离的离子引入到离子阱中的质谱仪器配置方法，是目前实验室用离子阱质谱普遍采用的形式，因为其具有多级真空腔，离子阱在最后一级真空腔内，并且其之前有多个射频离子导引装置，所以离子阱可以工作在一个相对稳定的环境下，可以得到很好的性能。可如此复杂的仪器配置并不适用于现场应用。

文献Zhai Y,Zhang X,Xu H,et al.A Mini Mass Spectrometer Integratedwith a Miniature Ion Funnel[J].Analytical Chemistry,2017,89(7):4177.将仪器进行了简化，提出了持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪，其第一级真空腔采用小型离子漏斗，第二级真空腔内为单一的线性离子阱，成功实现了ng/mL级别的检出限，在473Th/s的扫描速度下分辨率达到1746，是目前综合性能最好的单一离子阱小型质谱仪。但是其性能和很多实际应用的需求仍有一定差距，同时在使用中也表现出稳定性不高的问题。这是因为其所提出了持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪中离子阱是直接靠近取样锥孔处的。先前已有研究通过仿真证明了质谱仪内各个区域都存在气流的作用，特别在锥孔处尤为明显。放在锥孔附近的离子阱将受到来自第一级真空腔气流的直接冲击，这将影响离子阱的质量分析过程。最直观的影响是离子在气流的驱动下会持续的进入离子阱内，导致离子阱前端极板无法有效地控制离子的进样与否。此外，离子阱在进行质谱扫描时，不稳定气流的持续冲击对分辨率和质量精度都会造成干扰，影响了仪器的性能，限制其实际应用能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪，以期解决实验室用的大型质谱仪性能好但结构复杂，现场用的小型化质谱仪结构简单但性能不高的矛盾，从而达到使用简单的仪器结构克服气流对离子阱质量分析影响的目的。

本发明的技术方案如下：

一种持续进样大气压接口二级真空离子阱质谱仪,所述的质谱仪包括两级真空腔，在第一级真空腔内包含持续进样大气压接口和射频离子导引装置，第二级真空腔内包括静电电极、离子阱和离子检测器，两级真空腔之间采用开孔电极相连；其特征在于：在离子运动路径上，所述开孔电极和离子阱之间设置静电电极，离子依次经过开孔电极和静电电极后进入离子阱内。