[发明专利]可提高离子探测效率的质谱系统

说明书

本发明公开了一种可提高离子探测效率的质谱系统。本发明可提高离子探测效率的质谱系统，包括线性离子阱和离子探测器，所述线性离子阱由两对相对平行放置的柱状电极，即一对X电极和一对Y电极，一对端盖薄片电极即一对Z电极构成，至少其中一对柱状电极的中央设置有离子引出槽；在线性离子阱的离子出射方向的一对电极即X电极上配置不同比例射频电压。本发明的有益效果：仅通过改变线性离子阱射频电压的配置方式成倍的提高其离子探测效率，无需改变线性离子阱的结构；该系统能够在保证80％以上离子探测效率的同时，保持与原对称射频电压配置下相当的质量分辨率。

技术领域

本发明涉及质谱仪技术领域，具体涉及一种可提高离子探测效率的质谱系统。

背景技术

质谱仪在现代分析领域发挥着举足轻重的作用，已经被广泛延伸至环境保护、食品安全、生命科学及太空探测等众多领域。作为一种现代分析仪器，质谱仪具有较高的探测灵敏度，能够对痕量物质进行有效地探测，是一种很好的定性、定量分析工具。

质量分析器作为质谱仪的核心部件，根据质量分析器的不同，质谱仪可以分为磁质谱仪、傅里叶变换-离子回旋共振质谱仪、离子阱质谱仪、四级杆质谱仪以及飞行时间质谱仪。其中，离子阱质谱仪以其良好的离子储存能力可以更好地进行多级质谱分析，从而具有更强的物质结构分析能力和定性能力。而其核心分析部件离子阱质量分析器(以下简称离子阱)具有尺寸小巧、灵敏度高、结构简单、易于加工和可工作在较高气压条件下等优点。因此，离子阱成为质谱仪小型化的首选。

目前，常用的离子阱为三维离子阱，它由两个双曲面端盖电极和一个旋转双曲面环电极构成，在质量分析过程中，离子被存储在三维离子阱中央的球形区域内。美国专利US6797950提出一种线性离子阱质量分析器，由对称放置的两对双曲柱面电极和两个端盖电极构成，在质量分析过程中，离子被存储在线性离子阱中央的圆柱形区域中。与三维离子阱相比，线性离子阱具有更大的离子存储空间，因此可存储更多的离子，在提高分析灵敏度的同时避免“空间电荷效应”的发生，保证质量分辨率达到分析需求。

但是，线性离子阱和三维离子阱都采用双曲面结构，因此机械加工难度大，造价昂贵，增加了离子阱质谱仪的制造成本，不利于离子阱质谱仪的进一步推广。近年来，简化结构的离子阱质量分析器成为质谱领域的热门研究方向。美国专利US 6838666中提出了使用平板电极构成的矩形离子阱，大大简化了双曲线性离子阱的结构降低了离子阱质量分析器的制造成本。但是，矩形离子阱由于电极形状的改变，内部的电场畸变较严重，因此降低了矩形离子阱的分析性能，如质量分辨率和灵敏度等。

传统技术存在以下技术问题：

传统的线性离子阱(包括简化结构的线性离子阱)在工作过程中，在借助离子不稳定方式扫描射频电压下，离子将按照质荷比(m/z)的顺序依次通过离子阱其中一对电极(X电极)上开设的离子引出槽。在现有的线性离子阱结构下，离子将沿着两个相反的方向出射(即双向出射)，且沿着每个方向出射的概率为50％。为解决这个问题，商业化的台式线性离子阱质谱仪中在两个带有出射槽的电极附近各安装了一个电子倍增器，用于同时检测两个方向上出射的离子，如图1。然而这种结构将大幅增加质谱仪的体积、功耗、检测电路和制造成本且不利于质谱仪小型化开发。因此，现有已报道的所有简化结构的线性离子阱质谱仪中，均只使用了一个电子倍增器进行离子检测，该检测方式的理论最高离子检测效率仅50％，实际上的离子检测效率要小于该数值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可提高离子探测效率的质谱系统

为了解决上述技术问题，一种可提高离子探测效率的质谱系统，包括线性离子阱和离子探测器，

所述线性离子阱由两对相对平行放置的柱状电极，即一对X电极和一对Y电极，一对端盖薄片电极即一对Z电极构成，至少其中一对柱状电极的中央设置有离子引出槽；

在线性离子阱的离子出射方向的一对电极即X电极上配置不同比例射频电压；