[发明专利]静电离子阱质量分析器的接口装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子阱质谱分析领域，尤其涉及一种傅立叶变换静电离子阱质量 分析器的接口装置及其使用方法。

背景技术

早在1923年，Kindon就提出了利用静电场实现离子的束缚。它的结构类似 于带有端电极的圆柱型电容器，这种模型也被称为Kingdon trap。1981年，Knight 对Kingdon trap的电极形状进行了改进，使其不再需要两端的端电极就能实现 离子的束缚。这种利用静电实现离子束缚的阱很快就在质谱分析上得到了应用。 它利用离子绕内电极旋转的频率与质荷比相关来实现样品离子的质量分析。但 是，由于离子的这种绕内电极旋转运动的频率在很大程度上受到离子的速度和初 始位置影响，因此该质量分析方法的分辨率很低。1995年，Alexander Makarov 等人提出了静电傅立叶离子回旋共振质谱。它也是利用静电场使离子在质量分析 器内做周期性运动，从而实现对离子的束缚。与磁式傅里叶变换离子阱相比较， 这种装置既能提供高分辨率和质量精度的质量分析，同时又能够降低制造成本， 减轻重量，得以广泛的应用。

与利用射频电场实现离子束缚的质量分析器，例如离子阱以及四极杆滤质器 不同的是，傅里叶变换静电场离子阱是利用静电场实现离子的束缚，使得它作为 质量分析器时的结构变得简单。同时，如果利用离子在傅里叶变换静电场离子阱 内的轴向振动频率作为检测对象，就可以获得足够高质量分辨率。傅里叶变换静 电场离子阱的这些优点为它实现小型化创造了条件。

但是，静电离子阱也存在着应用上的困难。由于静电离子阱是一种封闭型的 质量分析器，存在着离子源接口问题。如何才能使得静电离子阱获得足够的分析 灵敏度是静电离子阱应用设计的关键所在。

鉴于此，为了解决以上问题，现提出一种新的静电离子阱质量分析器的接口 装置及方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种静电离子阱质量分析器的接口装置， 以实现静电离子阱与外部离子源的更高效连接，从而提高静电离子阱的分析灵敏 度。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：静电离子阱质量分析器的接 口装置，其包括：

该接口装置包括位于同一平面内的同心圆弧状外部导电体和内部导电体，所 述外部导电体和内部导电体形成离子运动空间；

第一电源，与所述外部导电体相连接，用于提供直流电压；

第二电源，与所述内部导电体相连接，用于提供直流电压；第二电源提供的 直流电压低于第一电源提供的直流电压；

第三电源，与所述外部导电体相连接，用于提供周期性正电压脉冲；

所述内部导电体上设有用于离子通过的通道。

作为本发明的优选方式之一，所述圆弧角度为区间[0，2π)内的任意角度。

作为本发明的优选方式之一，所述内部导电体上设有的通道为一条狭缝，所 述狭缝周长与内部导电体周长相等。

本发明还提供一种静电离子阱质量分析器的接口装置的使用方法，其包括步 骤：

1)第一电源提供的直流电压施加在所述外部导电体上；

2)第二电源提供的直流电压施加在所述内部导电体上，第二电源提供的直流 电压低于第一电源提供的直流电压；

3)第三电源提供的周期性正电压脉冲施加在所述外部导电体上，通过调节第 三电源所提供的周期性正电压脉冲的幅度和周期，改变外部导电体上的电 势，从而改变在所述两个导电体形成的对数式静电场内运动的离子的运动 轨迹，将离子从所述通道引入静电离子阱。

作为本发明的优选方式之一，当所述第一电源提供直流正电压施加在外部导 电体上时，所述第二电源提供直流负电压施加在内部导电体上。

作为本发明的优选方式之一，当所述第一电源提供直流正电压施加在外部导 电体上时，所述内部导电体电势维持为零。

作为本发明的优选方式之一，当所述第一电源提供直流正电压施加在外部导 电体上时，所述第二电源提供直流正电压施加在内部导电体上，第二电源提供的 直流正电压小于第一电源提供的直流正电压。

作为本发明的优选方式之一，当所述外部导电体电势维持为零时，所述第二 电源提供直流负电压施加在内部导电体上。