本發(fā)明涉及質(zhì)譜、離子遷移譜，具體地說，涉及一種用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置。

背景技術(shù)：

1、離子遷移譜是一種先進(jìn)的靈敏度高、特異性強(qiáng)且運(yùn)用廣泛的高端分析儀器，主要結(jié)構(gòu)包括真空系統(tǒng)、離子源、離子傳輸裝置、離子遷移管及信號(hào)檢測系統(tǒng)等。其被廣泛的應(yīng)用于環(huán)境、食品、醫(yī)療、藥物、生命科學(xué)等諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)質(zhì)譜是依靠樣品在離子化后，不同種類離子之間的質(zhì)荷比不同來區(qū)分各類樣品。其有著高通量、高靈敏度、高準(zhǔn)確度等優(yōu)點(diǎn)。隨著研究的深入、尤其是生命科學(xué)的進(jìn)步，越來越多的異構(gòu)體分子被發(fā)現(xiàn)，異構(gòu)體分子在生命活動(dòng)中的獨(dú)特作用也愈發(fā)被重視。但由于異構(gòu)體分子的特點(diǎn)，其往往會(huì)有著相同的分子量以及攜帶電荷量，這導(dǎo)致單依靠質(zhì)譜學(xué)方法難以將其區(qū)分。而離子遷移譜技術(shù)恰好可以解決這一問題。離子遷移譜是一種利用施加特定電場以及氣流依靠不同離子帶電荷數(shù)以及體積不同來區(qū)分離子的技術(shù)。在同分異構(gòu)體等物質(zhì)的分離上與質(zhì)譜技術(shù)形成了良好的互補(bǔ)特性。

2、行波離子遷移譜技術(shù)是依靠在層疊排列的電極上施加周期變化的行波來形成不斷變化的電場推動(dòng)離子分離的一種遷移譜技術(shù)。通過電源在電極上施加的周期變化電信號(hào)，可以使得離子在遷移管中隨著不斷的前進(jìn)被依據(jù)碰撞截面積的不同逐漸分離，且在一定范圍內(nèi)，遷移管距離越長、其分離效果也就越好即分辨率更高。但受限與種種因素，諸如物理空間的限制，無限延長遷移管的做法幾乎是不可行的。那么如何在有限的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)盡可能達(dá)到更好的分離效果實(shí)現(xiàn)更高的分辨率就是離子遷移譜面對(duì)的核心問題之一。但同時(shí)在有限距離內(nèi)提高分辨率則需要更為復(fù)雜的電場變化，諸如讓離子在遷移管內(nèi)往復(fù)行進(jìn)而實(shí)現(xiàn)等效的分離距離增加提高分辨率。不過這一需求無疑提高了對(duì)于電源的各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于公布了一種用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置。該裝置其同時(shí)具有兩組行波電極陣列，可以同時(shí)連接兩路不同的行波電源輸入不同電信號(hào)，在不提高電源性能的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)更加迅捷復(fù)雜的電場變化，實(shí)現(xiàn)更好的離子分離效果。

2、本發(fā)明提供一種用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其包括四塊印刷電，印刷電路板的一面為工作面，另一面為布線面，用于進(jìn)行內(nèi)部布線以連接不同金屬電極，印刷電路板前后兩端設(shè)置有電路接口，用于連接外部電源以及進(jìn)行電路板之間的相互電氣連接；四塊印刷電路板的工作面向內(nèi)組成矩形通道；其中：工作面布設(shè)有兩路平行的行波電極陣列，以用于通電后形成電場，每路行波電極陣列由若干行波電極組組成，每個(gè)行波電極組由若干相互獨(dú)立的電極組成，每個(gè)行波電極組的電極從前至后按照序號(hào)編號(hào)，同一行波電極組內(nèi)相互之間無電路連接，不同行波電極組內(nèi)的同編號(hào)電極依次進(jìn)行串聯(lián)連接；工作時(shí)，兩路行波電極陣列交替變換做工，實(shí)現(xiàn)在不提高電源性能的情況下更復(fù)雜迅捷的電場變化。

3、本發(fā)明中，單塊印刷電路板兩端繪制門電極陣列，分別為離子入口處和離子出口處，用于施加不同大小的直流電壓用于控制整個(gè)離子傳輸路徑與前后離子路徑的通斷。

4、本發(fā)明中，每塊印刷電路板上的兩路平行的行波電極陣列相互獨(dú)立，用于分別施加行波電信號(hào)。

5、本發(fā)明中，工作時(shí)，輸入的雙路行波電信號(hào)幅值相反，用于對(duì)離子化樣品施加不同方向的力增加遷移管分離能力。

6、本發(fā)明中，每塊電路板上電路接口一一對(duì)應(yīng)使用導(dǎo)線串聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)同一電源對(duì)四塊電路板中同一編號(hào)，即同列的電極電信號(hào)的施加。

7、本發(fā)明中，印刷電路板材質(zhì)為硬質(zhì)電路板，電路板上通過裸銅、沉金或者噴錫工藝制作電極。

8、本發(fā)明中，每個(gè)行波電極組由6-10個(gè)相互獨(dú)立的電極組成，行波電極組為1個(gè)以上。

9、本發(fā)明中，每塊電路板的前后兩端的卡頭上均設(shè)置有電路連接線，每個(gè)電路連接線分別對(duì)應(yīng)電路板上的一列串聯(lián)電極，每個(gè)電路連接口用于連接不同電源以施加不同的行波信號(hào)。

10、本發(fā)明中，每塊印刷電路板上均設(shè)有與其他電路板進(jìn)行互鎖的機(jī)械結(jié)構(gòu)，以進(jìn)行互相固定。

11、本發(fā)明中，互鎖的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用卡齒卡槽結(jié)構(gòu)。

12、以上，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

13、傳統(tǒng)的單路的行波遷移管在需要行波電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榉捶较螂娦盘?hào)時(shí)需要電源有著極高的斬波以及轉(zhuǎn)換能力，同時(shí)反復(fù)的高速變換對(duì)電源的濾波輸出整流穩(wěn)定性都有著更高的需求，而本發(fā)明的雙路行波離子遷移管可以在無需性能更高的電源等情況下利用雙路電源的協(xié)作獨(dú)立通斷即可實(shí)現(xiàn)上述變化，對(duì)電源要求更低且通過組合更容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電場變化，從而實(shí)現(xiàn)更好的離子分離能力，提升單位長度遷移管的分辨率。

14、本發(fā)明裝置相比于傳統(tǒng)離子遷移管設(shè)計(jì)，所需組件較少，僅需四塊電路板組裝即可實(shí)現(xiàn)功能，同時(shí)雙路的行波陣列可以依靠輸入兩組不同的行波電信號(hào)實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜、高效的電場轉(zhuǎn)變，同時(shí)具備離子傳輸、離子分離等多項(xiàng)功能，安裝成本低，使用難度低。后續(xù)維護(hù)更換成本低。

技術(shù)特征：

1.一種用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，其包括四塊印刷電，印刷電路板的一面為工作面，另一面為布線面，用于進(jìn)行內(nèi)部布線以連接不同金屬電極，印刷電路板前后兩端設(shè)置有電路接口，用于連接外部電源以及進(jìn)行電路板之間的相互電氣連接；四塊印刷電路板的工作面向內(nèi)組成矩形通道；其中：工作面布設(shè)有兩路平行的行波電極陣列，以用于通電后形成電場，每路行波電極陣列由若干行波電極組組成，每個(gè)行波電極組由若干相互獨(dú)立的電極組成，每個(gè)行波電極組的電極從前至后按照序號(hào)編號(hào)，同一行波電極組內(nèi)相互之間無電路連接，不同行波電極組內(nèi)的同編號(hào)電極依次進(jìn)行串聯(lián)連接；工作時(shí)，兩路行波電極陣列交替變換做工，實(shí)現(xiàn)在不提高電源性能的情況下更復(fù)雜迅捷的電場變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，單塊印刷電路板兩端繪制門電極陣列，分別為離子入口處和離子出口處，用于施加不同大小的直流電壓用于控制整個(gè)離子傳輸路徑與前后離子路徑的通斷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，每塊印刷電路板上的兩路平行的行波電極陣列相互獨(dú)立，用于分別施加行波電信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，工作時(shí)，輸入的雙路行波電信號(hào)幅值相反，用于對(duì)離子化樣品施加不同方向的力增加遷移管分離能力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，每塊電路板上電路接口一一對(duì)應(yīng)使用導(dǎo)線串聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)同一電源對(duì)四塊電路板中同一編號(hào)，即同列的電極電信號(hào)的施加。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，印刷電路板材質(zhì)為硬質(zhì)電路板，電路板上使用裸銅、沉金或噴錫工藝制作電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，每個(gè)行波電極組由6-10個(gè)相互獨(dú)立的電極組成，行波電極組為1個(gè)以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，每塊電路板的前后兩端的卡頭上均設(shè)置有電路連接線，每個(gè)電路連接線分別對(duì)應(yīng)電路板上的一列串聯(lián)電極，每個(gè)電路連接口用于連接不同電源以施加不同的行波信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，每塊印刷電路板上均設(shè)有與其他電路板進(jìn)行互鎖的機(jī)械結(jié)構(gòu)，以進(jìn)行互相固定安裝。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置，其特征在于，互鎖的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用卡齒卡槽結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于質(zhì)譜和離子淌度譜分析技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于離子遷移譜儀器的雙路行波離子遷移管裝置；其主要組件為印刷電路板，原理是接入行波信號(hào)后利用組裝好的電路板上繪制的電極形成推動(dòng)離子移動(dòng)的電場，依據(jù)離子的碰撞截面積以及攜帶電荷量的不同來分離離子。本發(fā)明的行波離子遷移管相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用了雙路的行波陣列設(shè)計(jì)，單組通道內(nèi)可以同時(shí)輸入兩組行波電信號(hào)對(duì)電場進(jìn)行調(diào)整。使之更為靈活，對(duì)外部電源性能要求也更低。

技術(shù)研發(fā)人員：岳磊,裴華夫,王娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19