[发明专利]一种用于质谱仪器的改进接口

说明书

技术领域

本发明涉及质谱分析中或与之相关的改进。特别地，本发明涉及用于质谱仪器的采样接口的改进。一方面,本发明涉及用于一种电感耦合等离子体质谱仪的采样接口。

背景技术

在本说明书中，在提及或论述到文档、知识条例或项目时，所述提及或论述并非承认所述文档、知识条例或项目或者其任意组合在优先权日已是公众已知信息的一部分；或者，已知是与尝试解决与本说明书所涉及任何问题的努力相关。

质谱仪是用于测量或分析带电粒子的质荷比的设备，可确定样本或分子的元素组成。

有多种不同技术可用来满足此类测量目的。一种质谱形式涉及使用一种生成等离子体的电感耦合等离子体(ICP)。等离子体使得样品蒸发并且发生离子化，样品产生的离子被引入质谱进行测定/分析。

由于质谱仪需要在真空环境下运行，从等离子体中提取和转移离子是让等离子体形成的一小部分离子穿过取样器上尺寸约1mm的孔，然后穿过截取器上尺寸约0.5mm的孔(通常分别称为取样器和截取锥)。

现有技术中质谱仪器配置存在一些问题，其会降低测定灵敏度。目前已提出许多解决这些问题的方案。Houk等(“Simultaneous Measurement of Ion Ratios by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry with a Twin-Quadrupole Instrument”,Applied Spectroscopy,Vol.48,Issue 11,pp.1360-1366(1994))提出一个解决办法，即将离子光学装置内的单一离子束分为2个独立和分离的离子束流。但这一布置的潜在缺陷是在“分割”机制中很容易发生离子丢失，这样低能量的离子会偏离其预定飞行轨迹，而高能量的离子会影响这一机制周围的壁。出于这些和其它原因，基于这一方法获得的质谱分析不太可能用于商品化的质谱装置。

发明内容

根据本发明的第一个主要方面，本发明提供一种供质谱仪采样离子使用的接口用于后续质谱分析，该接口能够接受来自离子源的大量离子，并由此形成超过1个离子束，每一离子束的方向沿着各自所需通路。

根据本发明的第一方面的一个实施例，该接口可适宜布置用于将位于离子源处或其附近的离子分为独立的离子束，其各自可沿质谱仪内所需通路传输。每一通路基本用一个离子检测装置终结。在离子源处或其附近形成多个离子束的一个显著优势是，形成的离子束会更为稳定，可提升测量的灵敏度。因此本发明的布置与现有装置相反，即离子束分离发生在离子光学装置中，这经常会导致质谱测量质量差且不稳定。

在一个实施例中，该接口具有多孔，每一个孔对应于所形成的一个光束。

还可布置该接口使两个或更多的所需通路基本彼此平行。

该接口还可基本平坦或呈曲线形。在一些实施例中，该接口可以呈内凹或外凸形。

还可布置该接口使其接收偏置电压。

该接口可包含一个或多个可充电元件，这样能够施加偏置电压。依照一个实施例，单个可充电元件可包含一根电极。

在接口或一个或每一可充电元件上施加的偏置电压可以与离子源处电压相反。

一个或每一可充电元件可以基本平坦，或可以是曲线形(例如，内凹或外凸形)。

一个或每一可充电元件可具有多孔，每一个孔对应于所形成的一个光束。

两个或更多的所需通路可能会被衰减(例如，使用合适配置的离子光学装置)这样离子可被导向或穿过一个质谱分析仪装置(这会包括一个质量分析器装置和一个相关的离子检测器装置)。

质量分析器装置的布置可基本彼此平行，这样可以将装置/设备的总足迹和/或分布最小化。在这种布置中，离子检测器装置通常也配置为彼此平行。

质量分析器的布置可能包括具有一个或多个静电极的质量分析器装置。优选质量分析器的布置包括系列多极质量分析器装置，其配置有，例如，单极杆、双极杆、四极杆装置。这种布置相对经济且体积较小。但需要说明的是，本发明原理可采用其它类型的质量分析器装置，例如同步(如多重采集器磁质谱仪(MC-ICP-MS))或飞行时间(例如，电感耦合质谱仪(TOF-ICP-MS))装置，尽管这种装置会昂贵且体积较大。一方面，多重采集器质量分析器装置通常仅具有少数采集器(检测器)，并在某些同位素质量范围内操作(在商品化可接受程度的可靠度)。

使用本发明的各个实施例，可适宜布置质谱仪器使一个或多个所选质量分析器装置(通常包括离子检测器装置)可测量独立于和/或平行于其它质量分析器装置的次级离子流。