[发明专利]一种存储和传输正负离子的装置和方法

说明书

一种存储和传输正负离子的装置和方法，包括导电线电极，打孔绝缘板，支撑件，固定拉伸装置，端电极和离子富集电极。

技术领域

本发明设计一种同时储存正负离子的装置和方法，可以用于气相离子分析仪器。

背景技术

在质谱设计中，由于气压的不同，当离子从离子源向质量分析器转移过程中会造成离子损失。为减少离子损失，目前通用的设计是利用四极杆，六极杆或八极杆形成垂直于轴向的假势阱，使离子无法在垂直于轴向的方向上逃逸。在轴向上，通过两端电极电压的不同，形成电势差，从而使离子得到传输。由于两端电极距离往往比较长，在中心区域形成的电势差很弱，导致离子传输速度很慢，影响离子传输效率。此外，目前使用的四级杆，六极杆或八极杆大多使用圆形或矩形的电极剖面的实心电极结构，具有很大的表面积，导致电极上的电容很高，对射频电源的功率要求也比较高。

在离子传输过程中，正负离子均被轴向场限制，但两端电极电压会使离子向不同方向传输，因此离子传输时仅能传输正或负的离子，无法传输的离子会损失掉，降低了检测灵敏度。由于需要重新富集和传输另外一种离子，正负离子切换时间较长。

短时间内获得正负离子的信息对样品分析和鉴定有很大帮助，可以拓宽样品检测范围，也可以对某些样品提高灵敏度。多种质量分析器均可以分析分析正负离子，但由于正负离子传输切换时间的限制，导致很难在短时间内获得正负离子信号。

文献(Analytical Chemistry 88(15):7800-7806)报道了一种使用金属丝制作的离子阱质量分析器。由于质量分析器两端距离很长，造成中心场沿轴向上的电场梯度很小，不利于离子传输。屏蔽电极的使用也造成了光线仅能从沿轴向方向通过，限制了光源的使用。由于使用八个螺母向所有金属丝提供拉力，很难使金属丝所受到均匀的拉力，导致不均匀的变形，影响内部电场的质量。此外，此装置工作在很低的气压下(0.0006mbar)，无法有效地快速冷却离子，造成离子捕获效率降低。因此此装置无法用于离子传输。

发明内容

本发明所解决的技术问题是停供一种存储和传输正负离子的装置和方法，实现对离子在垂直于轴向方向的运动进行限制，同时利用离子富集电极在轴向上产生的电势引导正负离子分离和富集。当需要进行离子传输时，改变离子富集电极和端电极上的电压，使正离子或负离子从引导电极离子传输腔中离开。

本发明采用的技术方案是，一种存储和传输正负离子的装置，包括：导电线电极，用于施加交流变化的电压和脉冲直流电压以形成叠加电场；打孔绝缘板，用于固定导电线的位置；支撑件，用于支撑导电线；固定拉伸装置，用于向导电线提供拉力；端电极，用于提供离子轴向的限制电场；离子富集电极，用于将正负离子分离和富集；

导电线电极穿过离子富集电极和打孔绝缘板；

离子富集电极位于端电极之间，支撑件之内；

导电线电极与中心轴线呈0至60°夹角。

导电线电极之间具有0至60°的夹角。

支撑件由永久磁铁构成。

离子富集电极上施加脉冲直流电压。

离子富集电极上设有向导电线电极之间插入的导电结构。

导电结构插入的位置位于导电线电极形成的电势的绝对值小于最高电势的绝对值的20％的区域。

一种存储和传输正负离子的方法，包括存储和传输正负离子的装置：导电线电极，用于施加交流变化的电压和脉冲直流电压以形成叠加电场；打孔绝缘板，用于固定导电线的位置；支撑件，用于支撑导电线；固定拉伸装置，用于向导电线提供拉力；端电极，用于提供离子轴向的限制电场；离子富集电极，用于将正负离子分离和富集；