[实用新型]一种质子转移反应质谱离子传输装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子传输技术领域，尤其涉及一种质子转移反应质谱离子传输装置。 

背景技术

挥发性有机物(VOCs)普遍存在于室内外空气中，主要来源于石油化工生产、污水和垃圾处理厂、汽油发动机尾气以及生活排放等，包含含氧烃类、含卤烃类、氮烃类、硫烃类及低沸点多环芳烃类等复杂成分，其中许多物质具有致癌、致畸、致突变性。此外，空气中的VOCs还会参与光化学反应，从而导致气候的恶劣变化，严重污染大气并威胁人类健康。 

国内外测量VOCs的手段包括气相色谱－质谱法、质子转移反应质谱、选择离子流动管、激光光谱、傅里叶变换红外光谱、气溶胶质谱等检测技术。大部分测定方法都需有样品预处理系统，如溶剂解吸、浓缩、固相微萃取等，不但费时费力，容易引起样品的二次污染，而且响应速度较慢，所得谱图分析难度大。随着工业生产的不断扩大，尤其是石化企业的不断涌现，致使VOCs的排放及监测也越来越受人们的重视。然而，VOCs的来源复杂、品种繁多，其检测技术，尤其是对于环境中衡量有害气体的实时在线监测，都面临一系列的挑战。 

质子转移反应质谱(PTR-MS)是一种痕量挥发性有机物在线检测技术，产生于20世纪90年代初，是在选择离子流动管质谱(SIFT-MS)的研究基础上，由奥地利Innsbruke大学的W.Lindinger研究组首次提出的，其结合了 化学电离思想和流动漂移管模型技术，通过质子转移的方式将待测VOCs离子化，经分子-离子反应实现定性与定量检测。 

目前，大多数质谱仪器中的离子传输装置采用静电透镜、多级杆导引(美国专利5179278)、离子漏斗(美国专利6107628)、离子导向(美国专利6417511)或者它们的组合等装置，但仍然存在如离子传输效率不高、存在离子歧视效应、有害的场效应等等的问题，这些都不利于后续质量分析器灵敏度和分辨率的提高。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种质子转移反应质谱离子传输装置，其可以调节离子束的运动速度，截面大小和运动方向，使得离子聚焦至质量分析器入口，提高质量分析器的灵敏度和分辨率。 

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种质子转移反应质谱离子传输装置，包括从左至右依次连接的多段多极杆结构、聚焦电极结构、栅网电极结构以及偏转电极结构，其中，所述多段多极杆结构的外端靠近离子和载气进入的锥形孔，所述偏转电极结构的外端靠近质量分析器，且所述多段多极杆结构连接有电压可调的射频电源，所述聚焦电极结构、所述栅网电极结构以及所述偏转电极结构均连接有电压可调的直流稳压电源。 

其中，所述多段多极杆结构包括固定装置，所述固定装置的内部设置有与所述锥形孔对应的第一过孔，所述第一过孔的内侧贯穿设置有多段多极杆，所述多段多极杆包括多段间隔依次排布的多极杆，多极杆包括环形均布的多个极杆，相邻的两段多极杆的极杆一一对应并同轴设置；多极杆连接射 频电源。 

其中，所述多极杆的段数为大于等于2，每个所述多极杆的极杆的数量为大于等于4的偶数，所述固定装置的所述第一过孔的两端向外延伸有第一凸台固定部，每段所述多极杆分别与对应侧的所述第一凸台固定部连接。 

其中，所述聚焦电极结构包括多片间隔排布且同轴的聚焦电极极片，每个所述聚焦电极极片的内部开设有与所述第一过孔对应的第二过孔；所述聚焦电极极片连接所述直流稳压电源。 

其中，所述栅网电极结构包括从外至内依次同轴设置的栅网电极固定套、稳定套以及栅网电极极片组，所述栅网电极极片组包括多个呈弧形状的栅网电极极片，多个所述栅网电极极片环形排布且围成与所述第二过孔对应的第三过孔；所述栅网电极极片连接所述直流稳压电源。 

其中，所述固定装置设置有第一连接孔，所述聚焦电极极片设置有第二连接孔，所述栅网电极固定套的左端设置有第三连接孔，固定螺杆从左至右依次穿过所述第一连接孔、所述第二连接孔、所述第三连接孔，以实现所述固定装置、所述聚焦电极极片、以及所述栅网电极固定套的连接；其中，位于靠近所述固定装置的所述聚焦电极极片与所述固定装置之间的所述固定螺杆套设有绝缘套，位于相邻两个所述聚焦电极极片之间、以及位于靠近所述栅网电极固定套的所述聚焦电极极片与所述栅网电极固定套之间的所述固定螺杆套设有绝缘环。 

其中，所述栅网电极极片为由两段呈弧形状的弧形边、以及两段直边围成的框架结构，且所述弧形边的外边缘设置有锯齿状凹槽。