基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，可用于化學(xué)物質(zhì)的定性和定量。
【背景技術(shù)】
[0002]由于目前的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀采用垂直于儀器的飛行管，高度為1-1.5米，內(nèi)加電場控制離子在(施加電場)飛行管中的運(yùn)動(dòng)。飛行時(shí)間質(zhì)譜儀為了獲得更高的分辨率，需要加長飛行管的高度飛行管的長度，這增加了儀器對實(shí)驗(yàn)室空間的占用，且舍棄空間而求儀器性能并非儀器發(fā)展的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于，提供一種基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，使原本高聳于質(zhì)譜儀的飛行管替換為置身于質(zhì)譜儀之內(nèi)的飛行盤。除了節(jié)省儀器所占空間，通過控制離子在飛行盤內(nèi)飛行圈數(shù)可以達(dá)到傳統(tǒng)飛行管相同的分辨率要求。
[0004]—種基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法，包括離子源發(fā)生模塊、離子引入和篩選模塊、離子阱模塊、飛行盤模塊、檢測器模塊;所述離子源模塊將引入的樣品離子化后，經(jīng)離子聚焦篩選模塊聚焦或篩選之后，進(jìn)入離子阱模塊富集、離子空間位置重置，導(dǎo)入處于勻強(qiáng)磁場的飛行盤模塊，控制離子飛行的圈數(shù)，并最終使離子到達(dá)檢測器完成信號檢測。
[0005]其離子源模塊可為電噴霧電離或基質(zhì)輔助激光解析電離源。使分析物離子化。
[0006]飛行盤模塊是在離子飛行軌道上設(shè)置洛倫茲磁場，通過洛倫茲磁場控制離子的飛行為圓形軌道，并控制離子的飛行圈數(shù)，計(jì)數(shù)離子達(dá)到檢測器的時(shí)間來行進(jìn)離子定性。本發(fā)明通過飛行盤的引入而節(jié)省了儀器空間。在圓形軌道的一半徑上，垂直于半徑上設(shè)有電場，加速離子后可以使離子軌道圓周擴(kuò)大，用于加速離子，可以控制離子的分辨率。
[0007]其結(jié)構(gòu)組成包括離子源模塊、離子引入和篩選模塊、離子阱模塊、飛行盤模塊、檢測器模塊。
[0008]離子引入和篩選模塊將分析物離子聚焦引入離子通道，通過四級桿，根據(jù)用戶要求決定是否開啟離子篩選功能。引入和篩選功能由離子透鏡(電場透鏡)或毛細(xì)管完成，篩選功能由四級桿完成。
[0009]離子阱模塊的特征在于將引入或篩選的離子進(jìn)行富集，并將富集的離子壓縮為豎直的離子帶。使其具有相同的飛行位置，并給予一恒定動(dòng)能拋出離子阱。
[0010]飛行盤模塊的特征在于內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，可使進(jìn)入磁場的離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并控制其在磁場中飛行的圈數(shù)。最終使離子達(dá)到檢測器。
[0011]有益效果:本發(fā)明提供一種基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，通過洛倫茲磁場控制離子飛行，使原本高聳于質(zhì)譜儀的飛行管替換為置身于質(zhì)譜儀之內(nèi)的圓形飛行盤。節(jié)省儀器所占空間，通過控制離子在飛行盤內(nèi)飛行圈數(shù)可以達(dá)到傳統(tǒng)飛行管相同的分辨率要求。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合具體實(shí)施例對上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0014]實(shí)施案例所示，離子源可為電噴霧電離或基質(zhì)輔助激光解析電離源，使分析物離子化，通過電場和真空梯度將分析物離子聚焦引入離子通道，通過四級桿，可讓離子全部通過或進(jìn)行離子篩選。離子阱將從四級桿過來的離子進(jìn)行富集，并將富集的離子壓縮為豎直的離子帶，使其具有相同的飛行位置。給予富集的離子一個(gè)勻強(qiáng)電場，將其拋出離子阱，所有離子獲得相同的動(dòng)能。離子進(jìn)入飛行盤，較小質(zhì)量的離子具有更快的速度。飛行盤模塊是一個(gè)豎直的圓盒體，圓盒體外周(圓盒體直徑為0.8-1.5m)繞制10-30匝的線圈用于施加直流電流，通過洛倫茲磁場控制離子的飛行為圓形軌道，并控制離子的飛行圈數(shù)，計(jì)數(shù)離子達(dá)到檢測器的時(shí)間來行進(jìn)離子定性。在圓盒體的一半徑上(平行于水平面方向)，垂直于此半徑上設(shè)有一對平行的金屬電極用于施加電場，電場每次加速離子后可以使離子軌道圓周擴(kuò)大，用于加速離子，圓周擴(kuò)大的路徑即切線處引出離子流，并控制其在磁場中飛行的圈數(shù)，使各個(gè)不同質(zhì)荷比的離子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間差異放大，最終使離子達(dá)到檢測器。可以控制離子的分辨率。
[0015]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)例的示意圖，并不用一限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、簡單改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法，其特征是采用離子源發(fā)生模塊、離子引入和篩選模塊、離子阱模塊、飛行盤模塊、檢測器模塊;所述離子源模塊將引入的樣品離子化后，經(jīng)離子聚焦篩選模塊聚焦或篩選之后，進(jìn)入離子阱模塊富集、離子空間位置重置，導(dǎo)入處于勻強(qiáng)洛倫茲磁場的飛行盤模塊，控制離子飛行的圈數(shù)，并最終使離子到達(dá)檢測器完成信號檢測； 飛行盤模塊是在離子飛行軌道上設(shè)置洛倫茲磁場，通過洛倫茲磁場控制離子的飛行為圓形軌道，并控制離子的飛行圈數(shù)，計(jì)數(shù)離子達(dá)到檢測器的時(shí)間來行進(jìn)離子定性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法，其特征是在圓形軌道的一半徑上，垂直于半徑上設(shè)有電場，加速離子后使離子軌道圓周擴(kuò)大，用于加速離子。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法，其特征是離子源模塊為電噴霧電離或基質(zhì)輔助激光解析電離源;使分析物離子化。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法，其特征是離子引入和篩選模塊將分析物離子聚焦引入離子通道，通過四級桿，根據(jù)用戶要求決定是否開啟離子篩選功能。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法，其特征是離子阱模塊的特征在于將引入或篩選的離子進(jìn)行富集，并將富集的離子壓縮為豎直的離子帶；使其具有相同的飛行位置，并給予一恒定動(dòng)能拋出離子阱。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法，其特征是飛行盤模塊是一個(gè)豎直的圓盒體，圓盒體外周繞制10-30匝的線圈用于施加直流電流，圓盒體直徑為0.8-1.5m;在圓盒體的平行于水平面方向一半徑上設(shè)有一對平行的金屬電極用于施加電場。
【專利摘要】一種基于磁場的離子阱飛行時(shí)間質(zhì)譜儀設(shè)置方法，采用離子源發(fā)生模塊、離子引入和篩選模塊、離子阱模塊、飛行盤模塊、檢測器模塊；所述離子源模塊將引入的樣品離子化后，經(jīng)離子聚焦篩選模塊聚焦或篩選之后，進(jìn)入離子阱模塊富集、離子空間位置重置，導(dǎo)入處于勻強(qiáng)洛倫茲磁場的飛行盤模塊，控制離子飛行的圈數(shù)，并最終使離子到達(dá)檢測器完成信號檢測；飛行盤模塊是在離子飛行軌道上設(shè)置洛倫茲磁場，通過洛倫茲磁場控制離子的飛行為圓形軌道，并控制離子的飛行圈數(shù)，計(jì)數(shù)離子達(dá)到檢測器的時(shí)間來行進(jìn)離子定性。
【IPC分類】H01J49/40
【公開號】CN105470098
【申請?zhí)枴緾N201511020353
【發(fā)明人】吳巍, 尹立紅, 彭凡立
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月30日