[实用新型]一种非对称三角形电极结构离子阱

说明书

本实用新型公开了一种非对称三角形电极结构离子阱，包括三个角度相等的三角形柱状电极、一个角度不同的三角形柱状电极以及至少两个端盖电极，相对设置的两个三角形柱状电极相互平行，角度相等的三角形柱状电极的电极角度为α，角度不同的三角形柱状电极的电极角度为α±Δα，10°≥Δα>0°；每个三角形柱状电极的中央设置有离子引出槽，角度不同的三角形柱状电极设置在离子出射方向上；其优点是能够有效地在离子阱内产生以四极电场为主并引入一定量的六极场和八极场分量电势分布，从而提高离子阱的质量分辨率，质量分辨率至少提高两倍，改善本实用新型的分析性能；无需改变离子阱的工作电路，具有结构简单、易加工且适用范围广的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种质谱仪技术领域，尤其是涉及一种非对称三角形电极结构离子阱。

背景技术

质谱仪是同时具有高灵敏性和高特异性的现代化分析仪器，已被广泛应用于生物学、食品安全、制药工业，环境监测和国土安全等领域。它具有优异的对化学物质进行定性和定量分析的能力。它主要由离子源、离子传输系统、质量分析器、离子检测和数据采集控制系统等组成。其中质量分析器是质谱仪核心部件之一。

在不同的质量分析器中，离子阱因具有体积小、真空要求低、装配要求低和串级质谱能力等优点，使得离子阱在物理学、分析化学、医学、环境科学、生命科学等领域中获得了广泛的应用研究，特别是在小型化质谱仪中的应用研究。1953年，Paul第一次提出验证了双曲面离子阱，由一对环形电极和两个双曲面端盖电极构成，作为三维离子阱，离子被存储在离子阱中央，空间电荷效应限制了其质量分析性能。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块端盖电极构成，在质量分析过程中，离子被存储在线性离子阱轴线上。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减弱 “空间电荷效应”的发生，保证质量分辨率达到分析需求。

但是，上述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，大大简化了双曲面线性离子阱的结构，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，离子阱内部电场中引入了过多高阶场成分，导致矩形离子阱的质量分辨率下降。

此后，xiao等人研发了新型三角形电极结构线性离子阱，该结构的离子阱由一对X电极、一对Y电极和两个平面电极围成，X电极和Y电极均为三角形结构柱状电极，每块三角形柱状电极的角度是相同的，x方向和y方向场半径也相同，属于完全对称的结构，该结构的离子阱内部电场成分中四极场成分很高，而高阶场成分只含有十二极场，这保证了其质量分别率较高。

近年来研究发现离子阱中引入一定量适合的高阶场成分有利于提高离子阱的质量分辨能力。因此有必要研发一种通过引入一定量适合的高阶场成分以提高其质量分析性能的离子阱。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、制作成本低且质量分辨率高的非对称三角形电极结构离子阱。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种非对称三角形电极结构离子阱，包括四个三角形柱状电极以及至少两个端盖电极，其中一个所述的三角形柱状电极的电极角度与其他三个所述的三角形柱状电极的电极角度不同，四个所述的三角形柱状电极和所述的端盖电极围成近似于长方体的空间立体结构，相对设置的两个所述的三角形柱状电极相互平行，相邻的所述的三角形柱状电极之间使用绝缘材料隔开以保持电极之间的绝缘性；

角度相等的所述的三角形柱状电极的电极角度为α，角度不同的所述的三角形柱状电极的电极角度为α±Δα，10°≥Δα>0°；

每个所述的三角形柱状电极的中央设置有离子引出槽，角度不同的所述的三角形柱状电极设置在离子出射方向上；