專利名稱：含有高階場(chǎng)成份的四極桿電極系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于質(zhì)譜儀器和分析技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)與用四根桿型電極產(chǎn)生以四極電場(chǎng)為 主，并含有部分十極場(chǎng)等高階場(chǎng)成分的離子質(zhì)量分析器有關(guān)。
技術(shù)背景質(zhì)譜儀是一種可以用于分析多種樣品中各種化學(xué)成分及其含量的科學(xué)儀器，被廣泛地 應(yīng)用于科學(xué)和技術(shù)研究，醫(yī)藥衛(wèi)生，環(huán)境保護(hù)，食品安全等各個(gè)領(lǐng)域。在常用的各種質(zhì)譜 儀器中，四極質(zhì)譜儀是目前最廣泛應(yīng)用的質(zhì)譜儀器之一。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，價(jià) 格較便宜等特點(diǎn)。常用的四極質(zhì)譜儀的核心部件-四極離子質(zhì)量分析器，是由四根桿型電極所組成，圖1 給出了由四根圓柱形電極所組成的四極離子質(zhì)量分析器的示意圖。四根圓柱形電極11， 12， 13和14被按一定方式固定在一起，組成所謂的四極桿電極系統(tǒng)。在實(shí)際使用中，將兩根 相對(duì)的電極11和13，電極12和14連接在一起，形成兩個(gè)端點(diǎn)15和16，然后在每一個(gè) 端點(diǎn)上加上極性相反的射頻電源。如下式所示0>i(t)=+(U+Vcoscot)O2(t)=-(U+Vcoscot) (1)式中，U代表直流電壓，V代表交流電壓，co-2兀f代表射頻電源的角頻率，f為射頻 電源的頻率。四極桿系統(tǒng)在射頻電源的作用下，在由四根電極所圍成的區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)生以四極電場(chǎng)為 主的電場(chǎng)分布。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)變化加在四極桿電極上的交流和直流電壓值，讓不同質(zhì)荷比的離 子依次通過(guò)四極桿電極系統(tǒng)。離子可以由安置在四極桿后的離子探測(cè)器檢測(cè)并輸入到后續(xù) 的儀器設(shè)備中作信號(hào)的放大，記錄等。打印出所得到的離子信號(hào)，即為所需要的質(zhì)譜分析 圖。由四根桿型電極組成的四極桿系統(tǒng)，還可以當(dāng)做離子阱使用。即當(dāng)四極桿系統(tǒng)在射頻 電源的作用下，在由四根電極所圍成的區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)生以四極電場(chǎng)為主的電場(chǎng)分布。進(jìn)入此 四極桿系統(tǒng)內(nèi)的正離子或負(fù)離子在四極電場(chǎng)為主的電場(chǎng)作用下，被束縛在四根電極等所圍 成的區(qū)域內(nèi)，即離子被存儲(chǔ)下來(lái)。離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)本身必須具有滿足Poisson方程的形式/7為空間電荷密度通?？梢院雎钥臻g電荷分布的影響。即上式右側(cè)退化為0，變?yōu)長(zhǎng)aplace方程對(duì)于上述方程，在實(shí)際四極分析器中它應(yīng)具有合適的邊界條件，即四桿電極的表面電 勢(shì)分別為+V， -V。以上的方程及邊界條件構(gòu)成一組可確定求解的二階偏微分方程組，對(duì)于結(jié)構(gòu)有較高對(duì) 稱性的情況，可以采用猜測(cè)法直接求解。對(duì)于一般的結(jié)構(gòu)，可以用數(shù)值法求解。采用數(shù)值 法求解時(shí)，首先先猜測(cè)解為下列形式然后對(duì)全格點(diǎn)除邊界格點(diǎn)外均按方程2的差分格式做全空間的迭代測(cè)試，直到每一點(diǎn) 的值對(duì)其他格點(diǎn)的差分格式均滿足Laplace方程，差異小于給定的容差值，得到解空間矩陣①(JCJ)對(duì)于任何一個(gè)確定的電極結(jié)構(gòu)，都可以上述方法求出其空間矩陣分布，通過(guò)它可以知 道此電極結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的空間電場(chǎng)表示。由于四極分析器對(duì)稱性的特點(diǎn)，我們可以用具有2n 次反軸對(duì)稱性的標(biāo)準(zhǔn)多極場(chǎng)函數(shù)對(duì)上述空間電場(chǎng)進(jìn)行展開(kāi)。即找到一組AJ吏這組An即稱為此分析器空間電場(chǎng)的多極場(chǎng)分布系數(shù)，其中A2為四極場(chǎng)，A3為六極 場(chǎng)......依次類推，An為2n極場(chǎng)。在本發(fā)明中，上述的多極場(chǎng)分布系數(shù)是利用Fourier級(jí)數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行求解的，過(guò)程介紹 如下當(dāng)我們?cè)诳臻g取一中心置于四極分析器結(jié)構(gòu)圓點(diǎn)，半徑為r的單位圓時(shí)，對(duì)式作Euler 變換Z4/"cos"e二0(r，P),當(dāng)r取1時(shí)有J]4cosw6^①(60 (4) 我們可以發(fā)現(xiàn)上式中左側(cè)為Fourier級(jí)數(shù)的余弦級(jí)數(shù)部分。由于任何空間電場(chǎng)都不應(yīng)出 現(xiàn)值無(wú)限大的突變點(diǎn)，顯然對(duì)空間中任何點(diǎn)，F(xiàn)ourier級(jí)數(shù)滿足一致收斂性。因此各多極場(chǎng) 參數(shù)即所對(duì)應(yīng)的Fourier余弦級(jí)數(shù)系數(shù)，根據(jù)Fourier級(jí)數(shù)的性質(zhì)有32<D 320 32<D4 =丄Jb(^)cos"a/6> 實(shí)際求解中，用差分形式求取上述積分，當(dāng)^e[-;r,;r)，積分步長(zhǎng)為2—"";r時(shí)，上述的 各多極場(chǎng)參數(shù)乂 = 2—m 2f1(1)(2—m)br)cos(2-m"A7r) (5)4=—2'"通過(guò)上述方法，可求出任意四極系統(tǒng)中的多極場(chǎng)(對(duì)A2以上即高極場(chǎng))成分參量系數(shù)的值。一般認(rèn)為，四根桿形電極所產(chǎn)生的電場(chǎng)應(yīng)盡可能為完全的四極電場(chǎng)。否則會(huì)破壞四極 質(zhì)譜的離子質(zhì)量分辨能力等質(zhì)譜性能。從理論上講，這就要求四個(gè)桿型電極必須是雙曲面 形的，或按一定方式固定的圓柱形電極，而且他們的機(jī)械加工和組裝都必須具有很高的精 度。因此，四極質(zhì)譜儀的生產(chǎn)加工難度大為增加，其造價(jià)也很昂貴。本發(fā)明給出了用四根桿型電極構(gòu)成的四極電極系統(tǒng)，它可以產(chǎn)生以四極電場(chǎng)為主，并 含有部分十極場(chǎng)等高階場(chǎng)成分的離子質(zhì)量分析儀器。本發(fā)明給出的系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)理論認(rèn) 為的只能用雙曲面形電極，或圓柱形電極產(chǎn)生近于完全四極電場(chǎng)的離子質(zhì)量分析器的約 束。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能獨(dú)特，造價(jià)便宜等優(yōu)點(diǎn)。它可以使四極質(zhì)譜儀獲得更廣泛的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能獨(dú)特、造價(jià)便宜的四極桿電極系統(tǒng)，該系 統(tǒng)除了產(chǎn)生四極電場(chǎng)外，還含有少量的高階場(chǎng)，如十極場(chǎng)等。四極場(chǎng)和十極場(chǎng)等的成分可 以通過(guò)改變電極的形狀和它們的安置方法加以調(diào)節(jié)。作為本發(fā)明的內(nèi)容之一，六極場(chǎng)、八極場(chǎng)及十極場(chǎng)的四極離子質(zhì)量分析器的四個(gè)電極形狀及其安置后所組成的四極電極系統(tǒng)的電場(chǎng)按背景知識(shí)(3)式表述應(yīng)為其截面形狀須符合下式A2(x2國(guó)y2) + A"x2陽(yáng)3xy2) + A4(x4-6xy+y4) + A5(x5-1 Ox3,+5xy4) =1 ( 6 )式中，A2代表四極場(chǎng)成分含量，A3代表六極場(chǎng)成分含量，A4代表八極場(chǎng)成分含量， A5代表十極場(chǎng)成分含量，并且滿足A2 + A3+A4+A5=l， A5/A2=0.5% 5%， A3/A2=0.5%~5%， A4/A2=0.5%~5%。當(dāng)需要建成后的四極質(zhì)量分析器系統(tǒng)只含有四極場(chǎng)和十極場(chǎng)成分時(shí)，則 必須令A(yù)3 = A4=0。因此有A2(xV) + A5(x5-10x3y2+5xy4) =1 ( 7 ) 同樣地，若希望建成后的四極質(zhì)量分析器系統(tǒng)同時(shí)含有四極場(chǎng)，六極場(chǎng)和十極場(chǎng)成分 時(shí)，則必須令 A4=0。因此有A2(x2-y2) + A3(x2-3xy2) + A5(x5-10xy+5xy4) =1 ( 8 )除了可以通過(guò)改變電極形狀和安置方法來(lái)設(shè)定建成后的四極質(zhì)量分析器系統(tǒng)中各種不 同高階場(chǎng)成分的有無(wú)外，還可以根據(jù)上述同樣的方法來(lái)設(shè)定建成后的四極質(zhì)量分析器系統(tǒng) 中各種不同高階場(chǎng)成分的含量多少。例如，當(dāng)需要建成后的四極質(zhì)量分析器系統(tǒng)同時(shí)含有四極場(chǎng)，和十極場(chǎng)成分，并且希 望十極場(chǎng)的成分為2%和四極場(chǎng)成分的98%時(shí)，則可以設(shè)定 A2=0.98， A3=0 ， A4=0和A5=0.02 因此有0.98*(x2-y2) +0.02*(x5-10x3y2+5xy4) =1 同樣地，當(dāng)需要建成后的四極質(zhì)量分析器系統(tǒng)同時(shí)含有四極場(chǎng)，八極場(chǎng)和十極場(chǎng)成分， 并且希望八極場(chǎng)的成分為2%，十極場(chǎng)的成分約為5%，和四極場(chǎng)成分的93%時(shí)，即希望 A4/A2=2%， A5/A2=5%，則可以設(shè)定A2=0.93， A3=0禾口 A4=0.02， A5 =0.05因此有0.93*(xV) + 0.02*(x4-6xy+y4) + 0.05承(x5-10xy+5xy4) =1運(yùn)用同樣方法，可以任意設(shè)定建成后的四極質(zhì)量分析器系統(tǒng)所含有的各種高階場(chǎng)成 分，及其各種成分所占的相對(duì)比例。圖2至圖10分別給出了由上述方法所計(jì)算得到的可以產(chǎn)生含不同成分和比例的高階 場(chǎng)成分的四極桿電極系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)形狀圖。其中，圖2為可以產(chǎn)生八2=0.99，和八5=0.01 電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。圖3為可以產(chǎn)生A2i.95，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何 形狀圖。圖4為可以產(chǎn)生A2=0.98， A3=0.01和A5=0.01電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。圖 5為可以產(chǎn)生A2=0.90， A3=0.05，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。圖6為可以產(chǎn) 生八2=0.98， A4=0.01，和八5=0.01電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。圖7為可以產(chǎn)生A2=0.90， A4=0.05，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。圖8為可以產(chǎn)生A2=0.94， A3=0.02， A4=0.02，禾口 A5=0.02電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。圖9為可以產(chǎn)生A2=0.85， A3=0.05， A4=0.05，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。圖10為可以產(chǎn)生A2=0.93， A4=0.02，和A5i.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。很顯然，可以用相同方法計(jì)算得到含多種不等成 分A2， A3， A4和A5等高階場(chǎng)的四極桿電極形狀。作為本發(fā)明的另一內(nèi)容，除了用上述具有特別形狀的電極桿系統(tǒng)外，也可以用四根圓 柱形電極桿來(lái)產(chǎn)生以四極電場(chǎng)(即A2)為主，并含有少量A5， A3， A4等高階場(chǎng)成分的 四極桿電極系統(tǒng)。圖11為用四根圓柱形電極組成的可產(chǎn)生A2及A5， A3， A4等高階場(chǎng) 成分的四極系統(tǒng)裝配示意圖，1101， 1102， 1103和1104分別為四根圓柱形的電極桿，rl， r2， r3， r4分別代表四根圓柱形電極桿的半徑，它們不完全相同。電極桿1101， 1102， 1103, 1104合圍組成一個(gè)內(nèi)切圓空間，其半徑為R。 1106和1107為此內(nèi)切圓的兩相互垂 直(水平和垂直)的中心線。一般來(lái)說(shuō)，四極桿質(zhì)譜儀的四根桿形電極應(yīng)均勻分布在此內(nèi)切圓上。若是圓柱形桿， 其圓柱形的中心應(yīng)落在此內(nèi)切圓的水平中心線1106和垂直1107上。在本發(fā)明中，其X方 向(水平)上的二根電極桿1101和1103的中心都落在水平中心線1106上，而Y方向(垂 直)上的二根電極桿1102和1104的中心可以都落在垂直中心線1107上，也可以在相對(duì) 于1107旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度e的射線上，如圖11所示。這樣做的目的是為了在四極電場(chǎng)中加入 所需要的高階場(chǎng)成分和含量，上述高階場(chǎng)含量系數(shù)An按背景知識(shí)中(5)式計(jì)算，其中① (e )的數(shù)值按圓柱型結(jié)構(gòu)邊界條件的L即ace方程(2)計(jì)算。圖12至圖24分別給出了使用不同電極和不同裝配參數(shù)的四根圓柱形電極系統(tǒng)所產(chǎn)生 的各種電場(chǎng)分布情況。圖12給出了當(dāng)r2， r3不變，rl變化時(shí)對(duì)A2,A5等場(chǎng)分布的影響。 圖13給出了當(dāng)r2， r3不變，rl變化時(shí)，A2,A3,A5等的變化情況。圖14給出了當(dāng) r2， r3不變，rl變化時(shí)，A2, A4， A5等的變化情況。圖15給出了當(dāng)rl， r3不變，r2變 化時(shí)，A2, A5等的變化情況。圖16給出了當(dāng)rl ， r3不變，r2變化時(shí)，A2, A3, A5等的變 化情況。圖17給出了當(dāng)rl， r3不變，r2變化時(shí)，A2， A4, A5等的變化情況。圖18給出 了當(dāng)rl ， r2不變，r3變化時(shí)，A2, A5等的變化情況。圖19給出了當(dāng)rl ， r2不變，r3變 化時(shí)，A2,A3,A5等的變化情況。圖20給出了當(dāng)rl， r2不變，r3變化時(shí)，A2,A4,A5等 的變化情況。圖21給出了當(dāng)rl， r2， r3不變，0變化時(shí)，A2,A5等的變化情況。圖22 給出了當(dāng)rl， r2， r3不變，0變化時(shí)，A2, A3, A5等的變化情況。圖23給出了當(dāng)rl， r2， r3不變，0變化時(shí)，A2,A4， A5等的變化情況。圖24為本發(fā)明的基本原理圖。其中左右兩個(gè)柱型電極2401和2403連接在一起形成 一個(gè)輸出端A，上下兩個(gè)柱形電極2402和2404連接在一起形成另一個(gè)輸出端B。兩個(gè)輸 出端A和B上分別加載具有以下形似的射頻電源①i(t):+(U+Vcoscot) <D2(t)=-(U+Vcoscot)在此電源的作用下，可以在四個(gè)柱形電極所圍成的中心區(qū)域產(chǎn)生可以作離子分析用的 電場(chǎng)分布，即形成四極離子質(zhì)量分析器。


圖l:由四根桿型電極所組成的四極桿質(zhì)譜系統(tǒng)示意圖。 圖2:產(chǎn)生A2K).99，和A5=0.01電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 圖3:產(chǎn)生八2=0.95，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 圖4:產(chǎn)生A2-0.98， A3=0.01和A5=0.01電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 圖5:產(chǎn)生八2=0.90， A3=0.05，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 產(chǎn)生A2-0.98， A4=0.01，和A5=0.01電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 產(chǎn)生八2=0.90， A4=0.05，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 產(chǎn)生A2二0.94， A3=0.02， A4=0.02，禾B A5=0.02電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 產(chǎn)生八2=0.85， A3=0.05， A4=0.05，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 產(chǎn)生八2=0.93， A4=0.02，和A5=0.05電場(chǎng)分布的電極幾何形狀圖。 用四根圓柱形電極組成的可產(chǎn)生A2及A5， A3， A4等高階場(chǎng)成分的四極系統(tǒng)圖6: 圖7: 圖8: 圖9: 圖10 圖11 裝配示意圖 圖12圖13: 圖14:圖15 圖16 圖17 圖18 圖19 圖20 圖21 圖22當(dāng)r2， r3不變，rl變化時(shí)，A2, A5等電場(chǎng)變化情況。 當(dāng)r2， r3不變，rl變化時(shí)，A2, A3, A5等的變化情況。 當(dāng)r2， r3不變，rl變化時(shí)，A2, A4, A5等的變化情況。 當(dāng)rl， r3不變，r2變化時(shí)，A2，A5等的變化情況。 當(dāng)rl， r3不變，r2變化時(shí)，A2， A3, A5等的變化情況。 當(dāng)rl， r3不變，r2變化時(shí)，A2, A4, A5等的變化情況。 當(dāng)rl， r2不變，r3變化時(shí)，A2,A5等的變化情況。 當(dāng)rl， r2不變，r3變化時(shí)，A2, A3, A5等的變化情況。 當(dāng)rl， r2不變，r3變化時(shí)，A2, A4, A5等的變化情況。 當(dāng)rl， r2， r3不變，0變化時(shí)，A2,A5等的變化情況。 當(dāng)rl， r2， r3不變，e變化時(shí)，A2, A3， A5等的變化情況。圖23:當(dāng)rl， r2， r3不變，6變化時(shí)，A2,A4， A5等的變化情況。圖24:本發(fā)明的由四根桿形電極所構(gòu)建的四極離子質(zhì)量分析器的基本原理圖。 圖25:用本發(fā)明給出的四極桿電極系統(tǒng)所構(gòu)建的四極質(zhì)量分析器系統(tǒng)示意圖。圖26:用本發(fā)明給出的四極桿電極系統(tǒng)所構(gòu)建的四極線形離子阱質(zhì)量分析器系統(tǒng)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1101、 1102、 1103和1104分別為4根圓柱形電極桿，1106為水平中心線， 1107為垂直中心線，2401、 2403為左、右分布的2個(gè)柱形電極，2402和2404為上、下分 布的2個(gè)柱形電極，2501為離子源，2502為離子流，2503為電極，2504為離子光學(xué)系統(tǒng)， 2505為電極系統(tǒng)，2506為四極質(zhì)量分析器，2507為電極，2508為離子探測(cè)器，2601為離 子源，2602為離子流，2603為電極，2604為離子光學(xué)系統(tǒng)，2605為電極系統(tǒng)，2606為四 極離子阱質(zhì)量分析器，2607為離子探測(cè)器。
具體實(shí)施方式
圖25是本發(fā)明的實(shí)施方案之一。它是離子源2501，離子光學(xué)系統(tǒng)2503，桿形四極質(zhì) 量分析器2506和離子探測(cè)器2508等各部分組成。由離子源2501所產(chǎn)生的離子流2502經(jīng) 電極2503進(jìn)入到離子光學(xué)系統(tǒng)2504中。離子光學(xué)系統(tǒng)2504的作用是對(duì)離子的運(yùn)動(dòng)方向， 運(yùn)動(dòng)能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)離子束進(jìn)行聚焦等，以提高離子流的傳輸效率，并為后續(xù)的四極質(zhì) 量分析器提高合適運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的離子流。經(jīng)離子光學(xué)系統(tǒng)作用后的離子通過(guò)電極2505后進(jìn) 入四極質(zhì)量分析器2506。在質(zhì)量分析器中，離子由于受到以四極電場(chǎng)為主的電場(chǎng)作用，它 們將會(huì)由于質(zhì)荷比的不同而依次通過(guò)四極質(zhì)量分析器的中心區(qū)域，并最終通過(guò)后置的電極 2507到達(dá)離子探測(cè)器2508而被檢測(cè)到。離子探測(cè)器輸出的離子電信號(hào)經(jīng)記錄，處理后即 為所需要的質(zhì)譜測(cè)量結(jié)果，或質(zhì)譜圖。一般情況下，離子光學(xué)系統(tǒng)、離子質(zhì)量分析器和離子探測(cè)器都必須工作再真空條件下。 離子源根據(jù)其種類的不同所要求的真空條件也不相同。有的離子源要求工作在真空條件 下，如電子轟擊電離離子源等。有的離子源也可以工作在大氣壓條件下，如電噴霧電離離 子源等。本發(fā)明中，組成四極質(zhì)量分析器的四個(gè)桿形電極，其幾何形狀可以根據(jù)前面提到的方 法準(zhǔn)確得到。也可以用四個(gè)不完全相同的四根圓柱形桿形電極按一定的裝配方式所組成。圖26是本發(fā)明的實(shí)施方案之二。它是離子源2601、離子光學(xué)系統(tǒng)2604、桿形四極離 子阱質(zhì)量分析器2606和離子探測(cè)器2607等各部分組成。由離子源2601所產(chǎn)生的離子流 2602經(jīng)電極2603進(jìn)入到離子光學(xué)系統(tǒng)2604中。離子光學(xué)系統(tǒng)的作用是對(duì)離子的運(yùn)動(dòng)方向， 運(yùn)動(dòng)能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)離子束進(jìn)行聚焦等。以提高離子流的傳輸效率，并為后續(xù)的四極離 子阱質(zhì)量分析器2606提供合適運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的離子流。經(jīng)離子光學(xué)系統(tǒng)作用后的離子通過(guò)電 極2605后進(jìn)入四極離子阱質(zhì)量分析器2606。在離子阱質(zhì)量分析器2606中，離子由于受到 以四極電場(chǎng)為主的電場(chǎng)作用，它們將會(huì)首先存儲(chǔ)在離子阱中，然后通過(guò)掃描離子阱的工作電壓，使得離子由于質(zhì)荷比的不同，而依次被逐出四極離子阱質(zhì)量分析器的中心區(qū)域，并 到達(dá)離子探測(cè)器2607而被檢測(cè)到。離子探測(cè)器輸出的離子電信號(hào)經(jīng)記錄，處理后即為所 需要的質(zhì)譜測(cè)量結(jié)果，或質(zhì)譜圖。一般情況下，離子光學(xué)系統(tǒng)、離子質(zhì)量分析器和離子探測(cè)器都必須工作再真空條件下。 離子源根據(jù)其種類的不同所要求的真空條件也不相同。有的離子源要求工作在真空條件 下，如電子轟擊電離離子源等。有的離子源也可以工作在大氣壓條件下，如電噴霧電離離 子源等。本發(fā)明中，組成四極質(zhì)量分析器的四個(gè)桿形電極，其幾何形狀可以根據(jù)前面提到的方 法準(zhǔn)確得到。也可以用四個(gè)不完全相同的四根圓柱形桿形電極按一定的裝配方式所組成。
權(quán)利要求
1、一種含有高階場(chǎng)成份的四極桿電極系統(tǒng)，其特征在于四極離子質(zhì)量分析器的四個(gè)電極截面形狀滿足如下公式A2(x2-y2)+A3(x2-3xy2)+A4(x4-6x2y2+y4)+A5(x5-10x3y2+5xy4)＝1式中，A2代表四極場(chǎng)成分含量，A3代表六極場(chǎng)成分含量，A4代表八極場(chǎng)成分含量，A5代表十極場(chǎng)成分含量，并且滿足A2+A3+A4+A5＝1，A5/A2＝0.5％--5％，A3/A2＝0.5％--5，A4/A2＝0.5％--5％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有高階場(chǎng)成份的四極桿電極系統(tǒng)，其特征在于A3 = A4=0， 或者A4=0。
3、 一種含有高階場(chǎng)成份的四極桿電極系統(tǒng)，其特征在于由4根圓柱形的電極桿(1101、 1102、 1103和1104)組成，這4根圓柱形的電極桿(1101、 1102、 1103和1104)合圍成 一個(gè)內(nèi)切圓空間，設(shè)內(nèi)切圓的半徑為R， 4根圓柱形電極桿的半徑分別為rl、 r2、 r3、 r4， 其中，水平方向的2根電極桿(1101和1103)的中心在過(guò)內(nèi)切圓圓心的水平中心線(1106) 上，垂直方向的2根電極桿(1102和1104)的中心在過(guò)內(nèi)切圓圓心的垂直中心線(1107)上，或者在與垂直中心線(1107)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度e的射線上。
全文摘要
本發(fā)明屬于質(zhì)譜儀器和分析技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種含有高階場(chǎng)成分的四極桿電極系統(tǒng)。由四個(gè)桿型電極按一定方式組裝而成，它可以產(chǎn)生四極電場(chǎng)，并含有部分十極場(chǎng)等高階場(chǎng)成分。使用這種四極桿電極系統(tǒng)，可以對(duì)感興趣的正離子或負(fù)離子進(jìn)行質(zhì)量分析，得到所需要的質(zhì)譜圖，或在一定空間范圍內(nèi)存儲(chǔ)正離子或負(fù)離子。本發(fā)明給出的四極桿電極系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能獨(dú)特，造價(jià)便宜等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01J49/34GK101221883SQ20081003303
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者丁傳凡, 育 肖, 蔣公羽 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)