[实用新型]棱柱线性离子阱质量分析器

说明书

本实用新型提供了一种棱柱线性离子阱质量分析器，其由四组工作柱状电极结构和两个端盖电极围成：其中每两组柱状电极为一对，两两对向放置；每组工作柱状电极结构由三块电极组成，主体电极和两个边电极,其中主电极上只施加射频电压，边电极上施加辅助激发电压。本实用新型对传统线性离子阱的整体电极结构进行了修改，添加了用于施加辅助激发的边电极结构，该结构不仅能够实现离子的轴向弹出，同时离子出射方向上空间逐渐增大的结构，能够在注入较多离子时有效的降低离子空间电荷效应，提高质量分析器整体分辨能力。

技术领域

本实用新型涉及一种质量分析器，具体地，涉及一种棱柱线性离子阱质量分析器。

背景技术

质谱仪是现代高端分析仪器的代表，其具有定性能力强和灵敏度高等优点，是对低含量物质进行痕量检测的有效工具。目前，质谱仪已被广泛地应用于基础科学、环境保护、航天工程和能源分析等重要领域。为了适应社会高速发展的需求，未来质谱仪的发展趋势主要分为三个方向：无磁化，主要针对传统磁质谱仪庞大的重量和体积、强磁场的难获得性以及较高的磁场维护成本等问题，研发高性能的无磁化质谱仪；小型化，将质谱仪带出实验室，使其能满足应急检测与现场原位分析的需求；简单化，将质谱仪中的质量分析器等核心部件的结构进行优化以简化其加工工艺，降低整体成本，同时提高其对恶劣环境的适应能力。

质量分析器是质谱仪的核心部件，决定质谱仪的分析性能。不同种类的质谱仪使用不同的质量分析器，这些质量分析器实现离子质荷比分离的方式也不相同。目前，常用的质量分析器有扇形磁质量分析器(magnetic sector)、飞行时间质量分析器(TOF)、四极杆质量分析器(QMF)、离子阱质量分析器(Ion Trap)、傅里叶变换质量分析器(FT-ICR)和轨道离子阱质量分析器(Orbitrap)等。在众多质量分析器中，离子阱质量分析器具有结构简单、对真空度要求低、能进行多级串联质谱分析等优点，展现出独特的发展优势，具有很强的小型化潜力。传统的质量分析器分为三维离子阱和线性离子阱两种，线形离子阱质量分析器具有更高的离子存储容量，因此具有更高的检测灵敏度和动态分析范围。研究和实验表明，在不导致离子空间电荷效应的同等前提下，相同几何尺寸的线形离子阱的离子存储容量是传统三维离子阱的20倍以上，这意味着采用线形离子阱的质谱仪的动态范围至少比传统三维离子阱质谱仪高一个数量级。进一步，线形离子阱具备的多级质谱分析功能可在单质谱分析模式下极大地提升物质定性能力，特别是在实际工作环境中的复杂基质干扰的情况下，可有效去除化学背景干扰，快速定位目标离子并提供目标离子的化学结构信息。小型化质谱仪具有质量轻、体积小、功耗低等特点，在便携性、时效性、简易性和成本方面有巨大的优势和潜力。因此，质谱仪的小型化已经成为分析仪器发展的一个重要趋势。鉴于目前质谱仪器研发的方向以及对于小型化、便携化、高通量分析方法和自主知识产权的需求，线性离子阱成为研究领域的热点。