[发明专利]一种直线递进式多级杆离子聚焦传输设备及装置

说明书

本发明公开了一种直线递进式多级杆离子聚焦传输设备，包括离子源部件、离子透镜部件、聚焦部件、分析器部件以及检测器部件，所述聚焦部件包括多个直线排布的聚焦单元；离子透镜部件、第一聚焦单元、第二聚焦单元直至第n聚焦单元、分析器部件都与真空系统进行联结，工作状态下形成内部真空室，第一聚焦单元直至第n聚焦单元内部安装有多级杆离子聚焦传输部件，多级杆离子聚焦传输部件包含入口大且出口小及所述入口口径至所述出口口径平滑递减的多级杆聚焦结构；本发明使得机构制作简易方便，进一步降低整体设备的体积及成本，更能提高离子聚焦能力，提升最终的检测灵敏度，同时较单个使用相应的聚焦结构，能够大大降低其整体体积。

技术领域

本发明涉及离子聚焦传输领域，尤其是一种直线递进式多级杆离子聚焦传输设备及装置。

背景技术

质谱仪是一种用于检测物质化学成分的高灵敏度、高分辨率的仪器，它首先将样品转换成气态离子，然后通过电场或磁场将离子按照质荷比（m/z）的大小进行分离，再测量出离子的强度形成质谱图，根据质谱图可以定性或定量的得到物质的化学成分。

用于由质谱分析法分析的分析物离子可以由各种离子化系统中的任何系统来产生。例如，AP-MALDI、APPI、ESI、APCI和ICP系统可以被用在质谱分析系统中来产生离子。这些系统中的许多在大气压或接近大气压下（760Torr）产生离子。在产生离子之后，分析物离子必须被引入或采样到质谱中。通常，质谱仪的分析器部分被保持在从10^-4Torr到10^-8Torr的高真空水平。实践中，对离子进行采样包括将分析物离子以精细限定的离子束的形式从离子源经由一个或多个中间真空室传输到高真空质谱仪室。中间真空室的每个都保持在前后室之间的真空水平。因此，其中分析物离子以阶梯的方式从与离子形成相关联的压力水平过渡到质谱仪的压力水平。在大部分应用中，期望将离子在没有显著的离子损失的状态下传输通过质谱仪系统的各种室中的每一者。通常在MS系统中使用离子引导来使得离子沿着限定的方向移动。

目前市场上离子传输产品是均匀直径的六级杆，而且6根六级杆内切圆构成的入口直径和出口直径是一样的。六级杆施加射频电场和轴向梯度电场后，离子会聚焦在六级杆内部，然后从入口进入到出口，由于离子源是在真空外面的大气压中，离子和中性气体一起被真空和大气压的压力差驱动，通过一个很小的窄孔进入，孔径扩大，可以进入真空的离子量和中性气体的总量会增加，但是需要的更大抽速的真空泵，才能维持分离，检测离子必须的本底真空。而且相应地，六级杆的内切圆需要更大，才能使大部分离子，经过小孔后急速膨胀后，进入六级杆内，受到交流电场的约束，然后聚焦。但是六级杆内切园圆直径大了以后，出口处的聚焦效果变差，会导致更多的离子出了六级杆后，发散，损失了，难以进入下级离子光路中，因此需要寻找一种既能在入口处获得更多的数量的待检测离子，又能在出口处获得更好的聚焦离子，同时也可以得到更好的检测背景以获得更高灵敏度的方式和方法。

发明内容