[发明专利]一种可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置

说明书

本发明涉及一种可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，包括垂直于离子传输方向设置的两个串联的金属极片组阵列，用以为两个串联的金属极片组阵列供电的供电装置以及用以固定两个串联的金属极片组阵列的连接装置，各金属极片组阵列分别设有至少一组极片组，所述供电装置沿离子传输方向对每组极片组施加依次递增或递减的直流电压以提供离子水平动能控制，同时，所述供电装置对各极片组内及组间金属电极施加交流RF射频电压。与现有技术相比，本发明具有有效解决离子在不同真空环境间的传输过程中大量损失且存在中性离子干扰的问题等优点。

技术领域

本发明涉及质谱仪技术领域，尤其是涉及一种可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置。

背景技术

根据质谱仪的工作原理，通常至少包含有至少一个离子聚焦装置用以高效的从离子源将离子传输至质量分析器。传统的离子聚焦装置主要包括两种类型：采用叠环电极的离子漏斗、采用四极场或多极场的多极杆。采用离子漏斗或多极杆作为传输装置存在一定缺点，如：真空耐受性、质量歧视效应、中性离子干扰等。为了一定程度上解决这些问题，有仪器将离子漏斗与多极杆技术连用，但是由于传输距离较长，会造成更多的离子损失。

在复杂样品的分析中，为了得到更多结构资讯以及降低非目标离子的影响，多采用多级质谱分析。离子碰撞诱导解离是目前被广泛使用的离子碎裂方法，具体实施方法是在较高气压条件下控制离子动能使其与背景气体分子产生碰撞进而碎裂，碎裂后重新聚焦传输至质量分析器进行分析。比较常用的离子碰撞诱导解离设备是基于四极杆技术发展而来的线性离子阱。然而这种方式存在中性粒子干扰的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，该装置在提高离子传输效率的同时，可提供一定的筛选及碎裂功能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可切换式离子聚焦筛选及碎裂装置，包括垂直于离子传输方向设置的两个串联的金属极片组阵列，用以为两个串联的金属极片组阵列供电的供电装置以及用以固定两个串联的金属极片组阵列的连接装置，各金属极片组阵列分别设有至少一组轴向设置的极片组，所述供电装置沿离子传输方向对每组极片组施加依次递增或递减的直流电压以提供离子水平动能控制，同时，所述供电装置对各极片组内及组间金属电极施加交流RF射频电压。

两个串联的金属极片组阵列中，第一金属极片组阵列包括一组或多组内切圆半径相同的极片组，第二金属极片组阵列包括一组或多组内切圆半径不断变化的极片组，每个金属极片组阵列的每一个极片组分别由四片均匀对称放置且形状相同的金属极片构成。

所述供电装置采用离子漏斗电场模式、四极场供电模式或离子漏斗电场模式与四极场供电模式相结合的供电模式。当装置运行在离子漏斗电场模式时，同金属极片组阵列中的轴向相邻金属极片施加的交流RF射频电压方向相反，各极片组内的金属极片间施加的交流RF射频电压方向相同，各极片组的金属极片形成交流射频电场，沿传输方向的离子受交流射频电场作用降低离子动能，进而实现离子冷却聚焦。当装置运行在四极场供电模式时，同金属极片组阵列中的轴向相邻极片所施加的交流RF射频电压方向相同，各极片组内的金属极片间施加的交流RF射频电压方向相反，极片组的金属极片间形成交流射频电场，结合Mathieu方程调整直流交流电压，实现离子筛选聚焦，使目标离子通过本装置。当装置运行在离子漏斗电场模式与四极场供电模式相结合的供电模式时，同金属极片组阵列中的轴向相邻金属极片施加的交流RF射频电压方向相反，各极片组的金属极片间施加的交流RF射频电压方向相反，极片组的金属极片形成两种模式下的混合电场，离子传输速率提升。

进一步地，当装置运行在四极场模式时，利用门电极控制离子在装置内的旋转运动，结合真空条件，离子与气体分子发生碰撞而碎裂。

进一步地，所述供电装置包括采用电阻分压的直流供电组及采用电容隔绝直流的交流供电组。