[发明专利]一种用于离子迁移谱与质谱联用的接口

说明书

技术领域

本发明设计了一种用于离子迁移谱与质谱联用的接口。在离子迁移谱内法拉第盘的外侧设置一个同心的圆环聚焦电极，在该电极上施加一定的直流电压可提高通过小孔的离子数，从而提高质谱的检测灵敏度。

背景技术

离子迁移谱是20世纪70年代出现的一种分离检测技术，与质谱、色谱等传统技术相比，其具有结构简单、灵敏度高、分析速度快等特点，此外，离子迁移谱还能实现某些同分异构体的分离。然而，离子迁移谱的分辨率普遍偏低，无法实现复杂样品的准确定性。

质谱作为一种经典的化合物表征方法，其在化合物的准确定性方面有着独特的优势，但它无法实现同分异构体的鉴别。若能将离子迁移谱和质谱联用，两者可以相互补充，拓宽应用范围。目前，国内外科研工作者已将离子迁移谱和质谱联用，应用在环境VOCs、爆炸物、生物蛋白等分离检测中。同时也有多家公司推出了两者联用的商品化仪器。

由于离子迁移谱在大气压下工作而质谱却要求在真空环境下运行，因此需要设计一个合适的接口来过渡两种工作气压的转化。为了保证质谱系统内的真空度，通常是在离子迁移谱离子接收极的中心设置一个小孔或是狭缝以供离子穿透，因此离子迁移谱内的离子只有极少部分能进入质谱进行分析检测。为了提高离子的透过率，本发明设计了一种用于离子迁移谱与质谱联用的接口。在离子迁移谱内法拉第盘的外侧设置一个同心的圆环聚焦电极，在该电极上施加一定的直流电压可提高通过小孔的离子数，从而提高质谱的检测灵敏度。

发明内容

本发明设计了一种用于离子迁移谱与质谱联用的接口，包括法拉第盘、圆环聚焦电极、栅网和支撑绝缘垫；

法拉第盘的中心设有一个通孔，离子迁移管内的离子通过该通孔进入质谱；

法拉第盘外侧设有一个同轴的圆环聚焦电极，两者互不连通；

法拉第盘前端设有一个栅网，两者之间存在一定间隙；

靠近法拉第盘一侧的离子迁移管的外壁上设有两个对称的漂气进气口；

法拉第盘中心上的通孔的直径为0.01-5mm，法拉第盘通过信号线与外接信号放大器相连；

圆环聚焦电极与栅网之间存在一定的间隙，并通过导线与外接直流电压相连；

栅网通过导线与外接直流电压相连；

所述漂气进气口进入的漂气为空气、氦气、氮气、氢气中的一种或多种。

本发明的有益效果在于：在离子迁移谱内法拉第盘的外侧设置一个同心的圆环聚焦电极，在该电极上施加一定的直流电压可提高通过小孔的离子数，从而提高质谱的检测灵敏度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为离子迁移谱，2为质谱，3为栅网，4为法拉第盘，5为圆环聚焦电极，6为小孔，7为漂气入口，8为支撑绝缘垫。

图2为本发明中圆环聚焦电极依次接地和施加690V直流电压，比较透过直径3mm小孔的O₂^-离子密度。

具体实施方式

本发明设计了一种用于离子迁移谱与质谱联用的接口，包括法拉第盘、圆环聚焦电极、栅网和支撑绝缘垫；

法拉第盘的中心设有一个通孔，离子迁移管内的离子通过该通孔进入质谱；

法拉第盘外侧设有一个同轴的圆环聚焦电极，两者互不连通；

法拉第盘前端设有一个栅网，两者之间存在一定间隙；

靠近法拉第盘一侧的离子迁移管的外壁上设有两个对称的漂气进气口；

法拉第盘中心上的通孔的直径为0.01-5mm，法拉第盘通过信号线与外接信号放大器相连；

圆环聚焦电极与栅网之间存在一定的间隙，并通过导线与外接直流电压相连；

栅网通过导线与外接直流电压相连；

所述漂气进气口进入的漂气为空气、氦气、氮气、氢气中的一种或多种。

离子首先进入离子迁移谱内进行分离；随后，通过栅网的一部分离子到达法拉第盘上形成微电流，经外接信号放大器放大后获得离子迁移谱图，而另一部分离子在圆环聚焦电极的作用下向法拉第盘的中心汇聚并顺利通过小孔后进入质谱进行分析检测以获得输出质谱图。

实施例1

法拉第盘小孔直径为3mm，圆环聚焦电极依次接地和施加690V的直流电压，分别测得到达该小孔处的O₂^-的离子迁移谱图，如图2所示。结果表明，相对于接地时，圆环聚焦电极上施加一个690V的直流电压可将O₂^-的离子密度提高近1倍。