[实用新型]一种多极杆质子转移反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子传输领域，尤其是一种多极杆质子转移反应装置。

背景技术

质谱是对分子结构分析最精确的方法之一，可用来对未知物进行定性分析和对混合物中已知组分进行定量检测。离子源是质谱仪器的关键部分。最常用的离子源为EI（electron ionization）源，它采用高能电子束轰击样品，从而使样品发生电离产生电子和分子离子。原理如下：

M⁺可继续断裂并进行分子重排，产生多种碎片离子。EI源的电离效率高，重复性好，并已有完整的谱库，是目前使用最广泛的离子源。但EI源产生的碎片峰较多，对于混合未知物的解谱非常困难。为了解决这一问题，产生了一系列的软电离（soft ionization）方法。

化学电离（chemical ionization，CI）就是EI的基础上发展的一种典型的软电离的方式。它通过引入一种反应气体(通常是甲烷等)，使电子首先轰击反应气体产生相关的反应气体分子离子，然后再与样品分子发生离子分子反应，一般产生样品分子的准分子离子因此质谱图简单，能够快速确定样品的分子量而被广泛应用。质子转移离子源就是CI源的一种，可用来与质谱分析器结合形成了目前最常用的用来实时、在线检测大气中的挥发性有机物（VOCs）的质子转移质谱仪（PTRMS）仪器装置。质子转移反应离子源是通过初始反应离子与样品分子发生质子转移反应（proton transfer reaction）的原理从而使待测分子带上质子，然后通过质量分析器进行检测分析。初始反应离子一般通过对水蒸气和空气的混合气体进行放电产生水合氢离子（H3O⁺），并以其作为反应离子，然后在漂移管中与待测样品分子发生质子转移反应，使得样品分子离子化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于多极杆的质子转移反应装置。所述装置可以控制质子转移反应截面的大小，并能对反应的离子束进行调节，使得离子聚焦，并在一定程度上阻挡中性分子进入到后续的质谱分析器内。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种多极杆质子转移反应装置，包括一供质子供体和分析物进行质子转移反应的漂移管，所述漂移管的前端设有质子供体入口和供样品分子、载气引入的载气引入通道，所述漂移管的后端设有载气引出通道和分析物离子出口，所述漂移管内设有分段多极杆，所述分段多极杆连接有可控的升压射频电源。

进一步，所述分段多极杆为分段四极杆、分段六极杆或者分段八极杆；所述漂移管为密封进行质子转移反应和离子调节的真空腔。

进一步作为优选的实施方式，所述升压射频电源的电压幅值可变，幅值为-10KV~10KV。

进一步，所述质子供体为水和氢离子；所述载气为氮气、空气、稀有气体或者其他永久气体。

进一步作为本实用新型的该进，所述漂移管还设有使分段多极杆恒温的加热装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过控制加载在分段多极杆上的升压射频电压的幅值，能够很好的控制离子束的截面，使得在前端质子转移反应的横截面大，实现最大程度的质子转移反应，在后端减小离子束的截面，实现对离子聚焦和中性分子阻挡，提高离子传输率，避免了中性分子对质谱分析仪的污染，提高了仪器的灵敏度；本实用新型在漂移管上加装加热装置，加强了表面分子的热运动和离子的活性，减少离子传输过程中的损失。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是分段四极杆质子转移反应区结构示意图；

图2是分段四极杆质子转移反应区离子传输效果图；

图3是分段四极杆结构图；

图4是分段四极杆轴向侧视图；

图5是分段四极杆正面视图；

图6是分段四极杆轴向截面图；

图7是分段四极杆质子转移离子源装置三维示意图；

图8是分段四极杆质子转移离子源装置的剖面图。

标记说明：

1  质子供体入口

2  载气引入通道

3  漂移管

4  载气引出通道

5  分析物离子出口

6  空心阴极管的阳极板

7  空心阴极管的阴极板

8  调节电极

9  第一隔板

10 真空腔

11 质谱分析器接口座

12 第二隔板。

具体实施方式