本實(shí)用新型涉及離子質(zhì)譜檢測領(lǐng)域，具體是一種將離子與帶電粒子混合碰撞的裝置。

背景技術(shù)：

質(zhì)譜系統(tǒng)是用于定量和定性測定材料組成的分析系統(tǒng)，其包括化學(xué)混合物和生物樣品。樣品中的分析物被離子化，然后根據(jù)其質(zhì)量分離并根據(jù)以質(zhì)量排序以產(chǎn)生質(zhì)譜譜圖。質(zhì)譜提供關(guān)于質(zhì)量的信息，并且在一些情況下提供待分析物中各種組分物質(zhì)的含量。在具體實(shí)施方案中，質(zhì)譜法可用于確定樣品中分析物的分子量或分子結(jié)構(gòu)。因?yàn)橘|(zhì)譜是快速的，特異性和靈敏的，質(zhì)譜儀設(shè)備已經(jīng)被廣泛用于生物樣本的快速鑒定和表征。

在某些情況下，質(zhì)譜儀器首先選擇母離子，然后捕獲在碰撞室中。被捕獲的母離子的碎裂，是通過使離子與中性氣體分子或帶電粒子碰撞以破壞離子內(nèi)的共價(jià)鍵來實(shí)現(xiàn)的。在這些碰撞方法中，由母離子和帶電粒子的碰撞產(chǎn)生的能量在母離子內(nèi)重新分布，并且能量再分布導(dǎo)致母離子內(nèi)的共價(jià)鍵解離。具有最低活化能的共價(jià)鍵通常被斷裂以產(chǎn)生子離子。這樣的方法包括本領(lǐng)域公知的碰撞誘導(dǎo)解離（CID）和電子捕獲解離（ECD）。

目前用于將帶電粒子引入到碰撞室中的主流方法，采用相對(duì)于離子通道徑向地引入帶電粒子（通過兩個(gè)相鄰電極之間的空間或通過電極中的狹縫）。然而，用于將帶電粒子引入到碰撞室中的這些方法不是最佳的，因?yàn)閹щ娏Ｗ油ǔ１黄韧ㄟ^無線電頻率（RF）場。RF場構(gòu)成帶電粒子穿過的重要障礙：因?yàn)榻^大多數(shù)帶電粒子在這種方法中在到達(dá)離子通道之前就會(huì)被偏轉(zhuǎn)。此外，帶電粒子通過RF場可以導(dǎo)致帶電粒子的能量的顯著變化。因此，即使帶電粒子成功通過RF場到達(dá)離子通道，其攜帶的能量也可能不足以來引發(fā)母離子裂解。所以，目前用于將帶電粒子引入到碰撞室中的方法是低效的。在某些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，電極中被構(gòu)造出一個(gè)槽。該槽在振蕩多極場中引起不希望的電勢場潛在失真。為了實(shí)現(xiàn)多極場的最大性能，這種失真是不期望的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種將離子與帶電粒子混合碰撞的裝置，具有電粒子引入到碰撞室中高效的優(yōu)點(diǎn)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種將離子與帶電粒子混合碰撞的裝置，包括多極桿裝置、質(zhì)量分析器和帶電粒子源，所述多極桿裝置的內(nèi)部設(shè)置兩組平行的細(xì)長電極，細(xì)長電極之間形成離子通道，離子通道的一端為離子入口，離子通道的另一端為離子出口，所述多極桿裝置連接在質(zhì)量分析器，多極桿裝置和質(zhì)量分析器連通并且離子出口靠近質(zhì)量分析器，質(zhì)量分析器的內(nèi)部的上端安裝有檢測器，在質(zhì)量分析器的內(nèi)部的下端安裝有離子脈沖器和兩組平行的離子光學(xué)部件，質(zhì)量分析器連接在帶電粒子源，帶電粒子源通過一個(gè)具有離子導(dǎo)向器的中間真空室連接質(zhì)量分析器，所述多極桿裝置的一側(cè)還連接質(zhì)量選擇器，多極桿裝置和質(zhì)量選擇器連通，質(zhì)量選擇器連接在離子源，質(zhì)量選擇器和離子源連通。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述多極桿裝置的離子入口靠近質(zhì)量選擇器。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述離子源的離子運(yùn)行軌跡為帶箭頭軌跡，帶電粒子源的粒子的運(yùn)行軌跡為虛線箭頭軌跡。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述帶電粒子源為任何離子或電子源，并且可為帶正電的離子、帶負(fù)電的離子或電子。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果：

本將離子與帶電粒子混合碰撞的裝置，多極桿裝置存在于碰撞室中，并且?guī)щ娏Ｗ优c碰撞室中的離子（母離子或母離子的碎裂產(chǎn)物）反應(yīng)，以促進(jìn)這些離子的碎片化或改變那些離子的電荷，然后將碰撞室的離子引入用于質(zhì)量分析的質(zhì)量分析器中這種將帶電粒子引入到碰撞室中的方法是高效的，本實(shí)用新型可用于化學(xué)，環(huán)境，法醫(yī)，食品，藥物和生物研究應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型在連接質(zhì)譜儀系統(tǒng)使用示意圖。

圖中：1-多極桿裝置；2-細(xì)長電極；3-離子入口；4-帶箭頭軌跡；5-離子通道；6-離子出口；7-質(zhì)量分析器；8-檢測器；9-離子脈沖器；10-離子光學(xué)部件；11-虛線箭頭軌跡；12-帶電粒子源；13-質(zhì)量選擇器；14-離子源。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-2，本實(shí)用新型實(shí)施例中，

一種將離子與帶電粒子混合碰撞的裝置，包括多極桿裝置1、質(zhì)量分析器7和帶電粒子源12，多極桿裝置1的內(nèi)部設(shè)置兩組平行的細(xì)長電極2，細(xì)長電極2之間形成離子通道5，離子和帶電粒子在離子通道5中結(jié)合，離子通道5的一端為離子入口3，離子通道5的另一端為離子出口6，多極桿裝置1連接在質(zhì)量分析器7，多極桿裝置1和質(zhì)量分析器7連通并且離子出口6靠近質(zhì)量分析器7，質(zhì)量分析器7的內(nèi)部的上端安裝有檢測器8，在質(zhì)量分析器7的內(nèi)部的下端安裝有離子脈沖器9和兩組平行的離子光學(xué)部件10，離子光學(xué)部件10用于引導(dǎo)帶電粒子通過質(zhì)量分析器7，為了使帶電粒子穿過質(zhì)量分析器7并進(jìn)入多極桿裝置1的離子出口6，帶電粒子可被加在離子源14與多極桿裝置1的離子出口6端之間電壓差推進(jìn)（加速）前進(jìn)，因此，在帶電粒子源12和多極桿裝置1之間的帶電粒子傳輸期間，帶電粒子源12保持在比多極桿裝置1的離子出口的DC電壓更正或更負(fù)的DC電壓。帶電粒子源12與多極桿裝置1的離子出口6間電壓差變化可以很大，從1V至約100V的正或負(fù)電壓差均可，質(zhì)量分析器7連接在帶電粒子源12，帶電粒子源12為任何離子或電子源，并且可為帶正電的離子、帶負(fù)電的離子或電子，例如，帶電粒子源12可以是輝光放電離子源、激光解吸/離子化離子源、場離子化離子源、熱離子化離子源、化學(xué)離子源離子源、光電離離子源或電子發(fā)射器，帶電粒子源12可以是提供正或負(fù)離子或選擇發(fā)射器（鎢絲）的輝光放電裝置，這樣的帶電粒子源12通常是本領(lǐng)域公知的，并且容易適用于本文的方法而無需過度的改造原有設(shè)備，帶電粒子源12通過一個(gè)具有離子導(dǎo)向器的中間真空室連接質(zhì)量分析器7，多極桿裝置1的一側(cè)還連接質(zhì)量選擇器13，多極桿裝置1的離子入口3靠近質(zhì)量選擇器13，多極桿裝置1和質(zhì)量選擇器13連通，質(zhì)量選擇器13連接在離子源14，質(zhì)量選擇器13和離子源14連通，離子源14的離子運(yùn)行軌跡為帶箭頭軌跡4，帶電粒子源12的粒子的運(yùn)行軌跡為虛線箭頭軌跡11，本裝置使得由帶電粒子源12產(chǎn)生的帶電粒子沿虛線箭頭軌跡11通過質(zhì)量分析器7并且經(jīng)由多極桿裝置1的離子出口6端進(jìn)入多極桿裝置1。

采用本裝置應(yīng)使得帶電粒子源12與多極桿裝置1同軸對(duì)準(zhǔn)，使得帶電粒子從帶電粒子源12向多極桿裝置1的離子通道5的縱向軸線同軸的方向上噴射。帶電粒子因此可以在與離子運(yùn)動(dòng)通過主體多極桿裝置1的方向反平行的方向上從離子源噴射到質(zhì)量分析器7，通過目標(biāo)多極桿裝置1的離子運(yùn)動(dòng)的方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方向同軸相反。

本裝置因此可以將帶電粒子離子引入到目標(biāo)多極桿裝置1的離子出口6，由于目標(biāo)多極桿裝置1的RF場的強(qiáng)度通常在裝置的桿周圍最強(qiáng)而在裝置的縱向軸線處最弱，因此朝向目標(biāo)多極桿裝置1定向的許多帶電粒子將進(jìn)入裝置的離子通道5而不暴露于高強(qiáng)度的RF場。因此，進(jìn)入根據(jù)本實(shí)用新型所描述的主體多極桿裝置1的帶電粒子在進(jìn)入裝置期間不會(huì)顯著改變能量，這與通過其它方式引入多極桿裝置1中的帶電粒子具有明顯不同。因此，本發(fā)明對(duì)質(zhì)譜技術(shù)具有顯著的貢獻(xiàn)。

本裝置在質(zhì)譜儀系統(tǒng)使用中，包含分析物的化學(xué)或生物樣品在離子源14中離子化以產(chǎn)生母離子，將母離子（通常經(jīng)由至少一個(gè)中間真空過渡階段）引入質(zhì)量選擇器13（另外稱為質(zhì)量過濾器）中，并選擇特定的母離子（特定分子量的母離子），母離子通過離子入口3的離子束末端輸送到多極桿裝置1中并保持在碰撞室內(nèi)，這一保持過程通常在離子阱中實(shí)現(xiàn)，另一邊，帶電粒子在帶電粒子源12中產(chǎn)生，并且使用上述方法經(jīng)由離子光學(xué)部件10，再經(jīng)由質(zhì)量分析器7，到達(dá)碰撞室的離子出口6，進(jìn)而輸送到多極桿裝置1中。然后，帶電粒子與多極桿裝置1中的母離子結(jié)合。母離子和帶電粒子保持一段時(shí)間，并且母離子經(jīng)歷碰撞誘導(dǎo)碎裂成子離子。母離子和子離子可以進(jìn)一步經(jīng)歷與帶電粒子的反應(yīng)。這種反應(yīng)包括了離子復(fù)合，電荷轉(zhuǎn)移或電荷降低。在合適的時(shí)間段之后，子離子或反應(yīng)產(chǎn)物從多極桿裝置1噴射到質(zhì)量分析器7中，在那里它們被離子脈沖器9朝向檢測器8脈動(dòng)并且被檢測。主體系統(tǒng)可以在多極桿裝置1和質(zhì)量分析器7之間包含可選的質(zhì)量選擇器13，以便在將特定子離子引入質(zhì)量分析器7之前從其它子離子群體中過濾掉特定的子離子。

綜上所述：本將離子與帶電粒子混合碰撞的裝置，多極桿裝置1存在于碰撞室中，并且?guī)щ娏Ｗ优c碰撞室中的離子（母離子或母離子的碎裂產(chǎn)物）反應(yīng)，以促進(jìn)這些離子的碎片化或改變那些離子的電荷，然后將碰撞室的離子引入用于質(zhì)量分析的質(zhì)量分析器7中這種將帶電粒子引入到碰撞室中的方法是高效的，本實(shí)用新型可用于化學(xué)，環(huán)境，法醫(yī)，食品，藥物和生物研究應(yīng)用。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。