[发明专利]一种离子阱以及提高离子束缚效率的方法

说明书

本发明公开了一种离子阱以及提高离子束缚效率的方法，包括：在离子阱的金属电极板内沿离子入射的垂直方向开设气体通道，该气体通道与离子阱的离子入射狭缝具有相交之处，使得离子由所述离子入射狭缝入射的同时，横穿所述气体通道而入射到离子阱内；在离子入射阶段，从所述气体通道的一端通入背景气体，使所述气体通道内形成气体流通方向垂直于离子入射方向的气压带，且该气压带的气压高于电极板内外两侧的气压；当离子经所述离子入射狭缝入射时，横穿所述气压带而进入离子阱。离子入射时经过本发明构造的高气压带，与气体碰撞降低动能，可以提高电场对离子的束缚效率。

技术领域

本发明涉及离子阱质谱仪领域，具体涉及一种离子阱以及提高离子束缚效率的方法。

背景技术

离子阱分析器是离子阱质谱仪的核心部件之一。离子阱分析器的工作过程可以分为离子入射、离子冷却(离子束缚)、离子分析、离子清除四个阶段。若离子冷却的时候能够束缚住更多的离子，则在离子分析时可以得到更好的信号强度，从而使得质谱仪有更好的性能。对于使用极少或无样品预处理直接分析复杂样品，或者离子阱分析器，质谱仪的小型化，这都非常重要。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种离子阱以及提高离子束缚效率的方法，通过对离子阱本身的结构进行改进而在离子阱电极板内形成一个高气压带，使得离子经由该高气压带入射到离子阱内，从而减少离子入射动能，以利于电场将离子束缚到电场中心处，达到提高离子束缚效率的目的。

本发明为达上述目的提出以下技术方案：

一种离子阱，包括金属电极板，所述金属电极板上具有离子入射狭缝，在所述金属电极板内沿离子入射的垂直方向开设有气体通道，该气体通道与所述离子入射狭缝具有相交之处，使得离子经由所述离子入射狭缝入射的同时，横穿所述气体通道而入射到离子阱内；并且，当向所述气体通道通入背景气体时，所述气体通道内形成气体流通方向垂直于离子入射方向的气压带。

优选地，所述气体通道被所述离子入射狭缝分割为两段，根据背景气体的通入方向，定义背景气体先经过的一段为前段通道，后经过的一段为后段通道；则，所述后段通道两侧的金属电极板在离子入射狭缝处的端面为倾斜方向相对的斜面，所述斜面使得所述后段通道的气体入口形成开口朝向离子入射狭缝的漏斗状。

优选地，所述气体通道为沿离子入射的垂直方向开设的气体流通狭缝。

一种提高离子束缚效率的方法，包括：在离子阱的金属电极板内沿离子入射的垂直方向开设气体通道，该气体通道与离子阱的离子入射狭缝具有相交之处，使得离子由所述离子入射狭缝入射的同时，横穿所述气体通道而入射到离子阱内；在离子入射阶段，从所述气体通道的一端通入背景气体，使所述气体通道内形成气体流通方向垂直于离子入射方向的气压带；当离子经所述离子入射狭缝入射时，横穿所述气压带而进入离子阱。

本发明所提出的技术方案，在离子入射的垂直方向上构造了一个气压带，该气压带相对于离子阱的真空工作环境而言属于高气压带，因此在离子入射时经过该气压带，该气压带的气体会对离子造成一定程度的阻碍从而降低离子动能，使得离子阱可以更好地将离子束缚于电场中心，提高离子束缚效率，从而在离子分析时可以得到更好的信号强度，有利于质谱仪小型化。在优选的方案中漏斗状结构设计可作为气体收集装置，减少背景气体在经过离子入射狭缝时喷射的影响。

附图说明

图1是本发明一具体实施例提供的圆柱形离子阱结构示意图；

图2是图1所示离子阱的俯视图；

图3是图1所示离子阱提高离子束缚效率的工作原理示意图。

具体实施方式