[发明专利]离子碰撞反应池

说明书

本发明提供了一种离子碰撞反应池，所述离子碰撞反应池包括容器和离子透镜；进口，所述进口连续或间断地设置容器上；在所述容器表面的展开图上，所述进口在其延伸方向上的中心线，所述中心线在平行于所述容器的中心轴线的方向上的分量之和不小于所述中心轴线的长度的0.5倍。本发明具有结构简单、碰撞效率高、检出限低等优点。

技术领域

本发明涉及质谱分析，特别涉及离子碰撞反应池。

背景技术

碰撞池是ICP-MS技术中降低干扰物的基础，得到了广泛应用。

分子与离子之间的相互碰撞后产生反应是碰撞反应池的理论基础。碰撞池一般配置多极杆系统，主要利用多极杆的离子导向作用来减小碰撞反应后的发散现象，获得更高的离子传输效率。碰撞池通常工作在非热化系统中，池压较低，离子可以保持较高的动能和动能差异，反应是以简单的机械碰撞所产生的碰撞诱导解离反应(CID)为主。

如ArO⁺+He＝＝Ar+O⁺+He，He分子在碰撞过程中，处于高能级激发态的多原子离子的可以发生化学键的解离。对于机械碰撞，质量数m₁、动能为E_1ab的球体与质量数为m₂的停滞球体碰撞时，传递的碰撞能量E_cm正比于E_1ab，如下公式表示：

根据上述公式可知，当碰撞气体的碰撞能大于多原子离子的键离解能时，CID可以发生，因此，对于碰撞池而言，充分的碰撞是消除多原子离子干扰的前提。

目前ICP-MS进气方式都是碰撞反应气从一个气路接口引入碰撞反应池，依靠气路的自由扩散形成碰撞反应气体在池内的分布。这样的碰撞池的不足主要在于：

1.碰撞池内气体分布不可控，在内部真空环境下受真空泵等影响，内部的碰撞气分布无法控制，分布不均匀，导致碰撞效果不足；

2.气体切换时间过长。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种结构简单、碰撞效率高和切换时间短的离子碰撞反应池，显著地降低了分析的检出限。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种离子碰撞反应池，所述离子碰撞反应池包括容器和离子透镜；所述离子碰撞反应池还包括：

进口，所述进口连续或间断地设置容器上；在所述容器表面的展开图上，所述进口在其延伸方向上的中心线，所述中心线在平行于所述容器的中心轴线的方向上的分量之和不小于所述中心轴线的长度的0.5倍。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.将进口设计成气帘状，同时在碰撞池上设计轴向加速场(如多级杆)，提高碰撞效率和碰撞气切换时间：碰撞池本身是一个密封结构，除了前后端的离子透镜以外，其他部位属于密闭结构，能够保证碰撞气在内部只能沿着通道扩散，通过气帘式碰撞气进入，能够有效的保证碰撞气在碰撞池内部以较为均匀的状态分布，离子在进入到碰撞池之后能够在整个路径上得到充分的碰撞，显著地提升碰撞反应效率，实现复杂干扰下的痕量目标元素的直接测量；

2.切换时间短；

碰撞气以气帘式进样，能够保证碰撞气快速扩散到整个碰撞池，提升扩散速度一个数量级，把碰撞气切换时间降低到秒级；

3.结构简单；

仅需调整进口的结构，无需复杂设计就可以提升复杂干扰基质下仪器检出限1～2个数量级，可以实现复杂基质下ppt级别的元素检出限。

附图说明