[发明专利]线形离子存储器和飞行时间质量分析器串联的质谱仪

权利要求书

1. 一种线形离子存储器和飞行时间质量分析器串联的质谱仪，其特征在于，其组成部分包括离子源、离子光学系统、线形离子存储器、飞行时间质量分析器、离子检测器和信号测控与记录系统；其中： 

所述的线形离子存储器与所述的飞行时间质量分析器直接相连，飞行时间质量分析器的加速电场入口直接与线性离子存储器的引出电极相对；

所述线形离子存储器是由三维空间中x, y, z三个方向的电极对围成的一个封闭结构，线形离子存储器中的一对电极用于离子引出，其上施加直流电压，直流电压具有时序变化；离子引出电极设置有导电栅网结构，以下简称为栅网电极，线形离子存储器中的离子直接通过栅网电极从线形离子存储器中弹出，栅网电极直接正对飞行时间质量分析器的加速电场入口。

2. 根据权利要求1所述的线形离子存储器和飞行时间质量分析器串联的质谱仪，其特征在于，设定离子引出的方向为x方向，y方向的电极对施加射频电压，射频电压具有时序变化；Z方向电极对施加直流电压，直流电压具有时序变化；

在仪器分析过程中，离子源产生的离子先从z轴方向进入线形离子存储器中存储，再进入飞行时间质量分析器中，线形离子存储器中的离子在脉冲直流电压的作用下，通过栅网电极弹出，随即进入飞行时间分析器的加速电场中，通过加速、聚焦、偏转后进入无场飞行区，最终到达离子检测器，实现线形离子存储器与飞行时间质量分析器的串联分析。

3. 根据权利要求1所述的线形离子存储器和飞行时间质量分析器串联的质谱仪，其特征在于，构成线形离子存储器的x, y, z三个方向的电极对中的每一个电极是一个电极，或者由二个，或二个以上的分立电极所构成。

4. 根据权利要求1所述的线形离子存储器和飞行时间质量分析器串联的质谱仪，其特征在于，x方向上离子引出电极对，其中之一为栅网电极，另一电极为平板电极或者为栅网电极；

Z方向电极对为平板电极，其中用于离子引入的电极上开有离子引入小孔；

y方向电极对为平板电极，或者为双曲面电极，或者为圆杆电极，或者为方杆电极。

5. 根据权利要求1所述的线形离子存储器和飞行时间质量分析器串联的质谱仪，其特征在于，所述线形离子存储器各电极上的电压分布特征如下： 

在离子引入阶段，z方向电极对上的直流电位降低，线形离子存储器与上游的离子光学系统之间存在一个电位差，使得样品离子进入线形离子存储器中；此时y方向的电极对上施加一定幅值的射频电压，x方向的离子引出电极对保持在零电位，离子引入阶段的时间为若干毫秒；

在离子存储阶段，z方向的电极对的直流电位升高，形成一个电位差，将上游的离子挡在线形离子存储器外，将线形离子存储器中的离子束缚在z方向上；x方向的离子引出电极对保持零电位，y方向的电极对施加一定幅值的射频电场；离子与中性气体发生碰撞而消耗掉自身动能；离子在直流电位和射频电场的共同作用下在线形离子存储器中存储；

在离子弹出阶段，z方向的电极对上施加直流电压且保持不变；x方向上的引出电极对上施加特定参数的脉冲电压，幅度高达几千伏，瞬间形成一个方向指向x方向上栅网电极的推斥电场，离子在瞬间受到一个高强度、方向指向栅网电极的推斥力；在脉冲电压的作用下，线形离子存储器中束缚的离子通过栅网电极从线形离子存储器中弹出，直接进入飞行时间质量分析器，完成质量分析；

离子进入飞行时间质量分析器后，x方向离子引出电极对迅速回到零电位，线形离子存储器随即开始下一个离子引入－存储－引出过程，飞行时间质量分析器中的离子分析过程与否不影响线形离子存储器的离子引出、存储过程。