[发明专利]一种离子过滤装置及方法

说明书

本发明涉及一种离子过滤装置及方法，其特征在于，包括外壳、脉冲高压电源和数字延时脉冲发生器，所述外壳内设置有飞行时间质谱加速装置、减速装置、探测器和静电聚焦透镜；位于待选质离子的初始飞行轴线上，所述外壳的顶部固定设置用于对待选质离子进行加速的所述飞行时间质谱加速装置；所述外壳的底部固定设置所述减速装置、探测器和静电聚焦透镜；所述飞行时间质谱加速装置和减速装置分别连接所述脉冲高压电源；所述脉冲高压电源还连接所述数字延时脉冲发生器，本发明可以广泛应用于质谱分析领域中。

技术领域

本发明是关于一种离子过滤装置及方法，属于质谱分析领域。

背景技术

离子过滤(质量过滤、质量选择或选质)是质谱分析领域一种重要的方式，其利用电场、磁场或电磁场的方式，从离子源产生的、包含一系列不同荷质比的离子包中，有目的选出特定荷质比的离子(其他荷质比的离子被过滤)进行有针对性地表征，例如碰撞诱导解离、离子分子反应。

四极杆是最常用的离子过滤器，在多重四极杆、四极杆-飞行时间等质谱仪器中应用广泛。但是，四极杆存在以下明显的缺点：1)四极杆的选质通过率(即选质后的特定荷质比的离子数量/选质前对应离子的数量×100％)与离子质量相关，随着离子质量变大，选质通过率会显著降低，例如1000amu的离子，四极杆选质通过率小于1％，因此限制了四极杆主要用于2000amu以内的离子过滤或分析；2)四极杆加工和装配精度要求极高，例如四根电极杆的平行度要求在2μm左右，只有屈指可数的几个公司能够生产；3)四极杆选质需要高压射频电源(射频电压与离子质量成正比)，射频电路的阻抗匹配也存在一定的壁垒。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种选质通过率高、加工和装配精度要求低且通过率与离子质量无关的离子过滤装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种离子过滤装置，包括外壳、脉冲高压电源和数字延时脉冲发生器，所述外壳内设置有飞行时间质谱加速装置、减速装置、探测器和静电聚焦透镜；

位于待选质离子的初始飞行轴线上，所述外壳的顶部固定设置用于对待选质离子进行加速的所述飞行时间质谱加速装置；所述外壳的底部固定设置所述减速装置、探测器和静电聚焦透镜，所述减速装置用于对待选质离子进行减速，所述探测器用于获取待选质离子的信息，所述静电聚焦透镜用于聚焦和收集所选质量的目标离子；

所述飞行时间质谱加速装置和减速装置分别连接所述脉冲高压电源，所述脉冲高压电源用于向所述飞行时间质谱加速装置和减速装置施加脉冲高压电；

所述脉冲高压电源还连接所述数字延时脉冲发生器，所述数字延时脉冲发生器用于调节所述脉冲高压电源施加的脉冲高压电的脉宽，使得所述减速装置的减速场能够抵消所选质量目标离子在所述飞行时间质谱加速装置中获得的动能。

一种离子过滤装置，包括外壳、脉冲高压电源和数字延时脉冲发生器，所述外壳内设置有飞行时间质谱加速装置、减速装置、离子反射镜、探测器和静电聚焦透镜；

位于待选质离子的初始飞行轴线上，所述外壳的顶部依次设置有所述飞行时间质谱加速装置、减速装置、探测器和静电聚焦透镜；所述外壳的底部固定设置所述离子反射镜，所述飞行时间质谱加速装置用于对待选质离子进行加速，所述离子反射镜用于对加速后的待选质离子进行反射，所述减速装置用于对反射后的待选质离子进行减速，所述探测器用于获取待选质离子的信息，所述静电聚焦透镜用于聚焦和收集所选质量的目标离子；

所述飞行时间质谱加速装置和减速装置分别连接所述脉冲高压电源，所述脉冲高压电源用于向所述飞行时间质谱加速装置和减速装置施加脉冲高压电；

所述脉冲高压电源还连接所述数字延时脉冲发生器，所述数字延时脉冲发生器用于调节所述脉冲高压电源施加的脉冲高压电的脉宽，使得所述减速装置的减速场能够抵消所选质量的目标离子在的减速场飞行时间质谱加速装置中获得的动能。