[发明专利]一种多离子源飞行时间质谱仪

说明书

技术领域

本发明属于质谱仪器和分析技术领域，具体涉及一种多离子源飞行时间质谱仪。

背景技术

质谱仪是一种用于分析物质样品中各种化学成分，含量和分子结构的科学仪器。飞行时间质谱仪是目前被广泛应用的质谱仪器之一。它具有结构较简单，操作方便，样品分析时间快，质量分辨良好等特点，被广泛地应用于医学卫生、环境科学等各个领域。

飞行时间质谱仪的结构和工作原理：它是由离子源，离子加速区，离子加速区电极，离子自由飞行区和离子探测器等组成。一般情况下，由离子源所产生的被分析样品离子首先被引入到离子加速区中，然后由高压电源在离子加速区的加速电极上施加一个脉冲式电压，使得所有进入离子加速区中的样品离子都同时受到一个相同的电压作用而作加速运动，由于离子在离子加速区的分布区域很小，因此每个离子所获得的能量，即动能基本相同。

根据粒子动能定律：

E=12Mv2---(1)]]>

得到：v=2EM---(2)]]>

上式中，E为粒子动能，M为粒子质量，v为粒子速度。由(2)可以看出，当粒子的动能一定时，它的运动速度与它的质量有关。

在飞行时间质谱仪中，所有的离子被加速后将在所谓的离子自由飞行区中飞行相同的距离，离子在电极之间不再受任何外力的作用下继续飞行相同的距离。由于不同质量的离子具有不同的飞行速度，因此，它们在到达自由飞行区边界电极后面安置的离子探测器时，不同质量的离子所飞行的时间不同，且与其质量大小相关。还有提供给离子探测器的工作电源。也就是说，只要测量出离子的飞行时间，就可以推算出它们的质量大小。这就是飞行时间质谱仪的基本工作原理。

在实际情况下，由于离子在飞行时间质谱仪的离子加速区中有一定的空间分布，因此所受加速电压的大小也不相同；此外，由于离子的初速度也有一定的分布。这些因素都会导致离子速度的不确定性，最终导致飞行时间质谱仪的质量分辨能力的下降。

在过去的几十年里，人们已研究出几种提高飞行时间质谱仪质量分辨能力的方法，如离子双加速场的应用，反射式飞行时间质谱技术，离子延时加速方法等。目前的飞行时间质谱仪的质量分辨可以达到50000以上。

但是目前的飞行时间质谱仪都有一个共同的特点，即每一个质谱仪都只装备一个离子源，也就是说，一个质谱仪在某一时刻，只能对一个离子源产生的样品离子进行质谱分析。如果有多个样品，只能按时间顺序依次对每一个样品进行质谱分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效地同时获得多个样品质谱分析结果的多离子源飞行时间质谱仪。

实现本发明目的的技术方案是一种多离子源飞行时间质谱仪；所述质谱仪包括至少两个离子源，真空系统，在所述真空系统内有与所述离子源数量相等的离子加速区、离子自由飞行区、与所述离子源数量相等的离子探测器，还包括与所述离子加速区连接的第一工作电源；所述离子源中产生的离子经过所述离子加速区，在第一工作电源提供的高压脉冲电压下，被加速运动到离子自由飞行区，通过质量分析后被相应离子探测器检测到。

优选的所述质谱仪是直线型的，还包括与所述离子探测器连接的第二工作电源。

优选的所述质谱仪是反射式，在所述真空系统内有离子反射区；所述离子源中产生的离子经过所述离子加速区，在第一工作电源提供的高压脉冲电压下，被加速运动到离子反射区，通过质量分析后被相应离子探测器检测到。