[发明专利]一种全谱信息保留的多次反射飞行时间质谱

摘要

本发明提供一种全谱信息保留的多次反射飞行时间质谱。在多次反射飞行时间质谱原理的基础上，利用离子门选择开关操控离子飞行轨迹。离子门处于无电场状态时，该时间段对应的离子进入多次反射通道获得高分辨质谱；离子门处于高电场时，该时间段内对应的离子进入另一个通道，经过一次反射后在另一探测器上获得质谱图。这样在单次分析中不仅得到了目标质量数离子的高分辨质谱信息，同时保留测量了全部离子的质谱信息。

主权项

1.一种全谱信息保留的多次反射飞行时间质谱，其特征在于：包括脉冲离子源(1)，第一、第二反射底电极(7)、(12)，第一、第二地电极(11)、(16)，第一、第二聚焦电极(10)、(15)，第一、第二、第三、第四反射电极(8)、(9)、(13)、(14)，注入离子门(3)，引出离子门(5)，中心聚焦电极组(4)、偏入电极(2)、偏出电极(6)，主探测器(13)，副探测器(14)；以纵向方向为y轴，横向方向为x轴，以垂直于xy平面方向为z轴；第一反射底电极(7)为一长方体，于长方体左侧表面开设有一纵向截面(垂直x轴方向的截面)为矩形凹槽，第二反射底电极(12)为一长方体，于长方体右侧表面(垂直x轴方向的截面)开设有一纵向截面为矩形凹槽；第一、第二地电极(11)、(16)，第一、第二聚焦电极(10)、(15)，第一、第二、第三、第四反射电极(8)、(9)、(13)、(14)均为一中部带有矩形通孔的矩形环状电极，电极纵向截面形状呈“回”字形；第一反射底电极(7)的矩形凹槽与第二反射底电极(12)矩形凹槽相对平行设置；第一反射电极(8)、第二反射电极(9)、第一聚焦电极(10)、第一地电极(11)、第二地电极(16)、第二聚焦电极(15)、第四反射电极(14)、第三反射电极(13)依次顺序平行间隔设置于第一反射底电极(7)和第二反射底电极(12)之间；第一反射底电极(7)的矩形凹槽、第一、第二地电极(11)、(16)，第一、第二聚焦电极(10)、(15)，第一、第二、第三、第四反射电极(8)、(9)、(13)、(14)上的中部矩形通孔分别于第二反射底电极(12)上投影，它们的投影均与第二反射底电极(12)矩形凹槽纵向截面重合；由第一反射底电极(7)、第一反射电极(8)、第二反射电极(9)、第一聚焦电极(10)、第一地电极(11)构成第一反射电极组；由第二地电极(16)、第二聚焦电极(15)、第四反射电极(14)、第三反射电极(13)、第二反射底电极(12)构成第二反射电极组；第一反射电极组与第二反射电极组中的对应电极呈镜像对称排布；注入离子门(3)、引出离子门(5)都是由两片相同形状和大小的矩形平板电极平行间隔设置构成，且它们平行平面的法线方向为纵向方向(沿y方向)，中心聚焦电极组(4)由两个及三个以上电极对构成，每个电极对由两片相同形状和大小的矩形平板电极平行间隔设置构成，且它们平行平面的法线方向为纵向方向(沿y方向)；注入离子门(3)、中心聚焦电极组(4)、引出离子门(5)位于第一反射电极组与第二反射电极组之间，注入离子门(3)中电极的几何中心、中心聚焦电极组(4)中电极的几何中心、引出离子门(5)中电极的几何中心沿从上至下的纵向方向位于同一直线上，且该直线位于第一反射电极组与第二反射电极组的镜像对称面上；偏入电极(2)和偏出电极(6)分别为二个片状电极，二个片状电极垂直z轴方向的截面为2个圆弧，2个圆弧为同圆心、同圆心角、且位于同一圆心角处的半径不同的2段弧线；偏入电极(2)位于注入离子门(3)上方，偏出电极(6)位于引出离子门(5)下方；主探测器(13)位于偏出电极(6)的下方，主探测器(13)的接收面法线方向沿Y方向，副探测器(14)位于偏入电极(2)的右侧，副探测器(14)的接收面法线方向沿X方向；脉冲离子源(1)产生的脉冲离子团在偏入电极(2)的偏转作用下进入第一反射电极组，经过电场的反射后以一定角度(与X方向成180°‑α角)入射注入离子门(3)中受到注入离子门(3)的调制作用；注入离子门(3)上下两片电极上施加的电压差为周期性方波，方波的高电平值和低电平值分别是V1和零；引出离子门(5)上下两片电极上施加的电压差为周期性方波，方波的高电平值和低电平值分别是V2和零；当注入离子门(3)电压差处于低电平时，此时间段内注入离子门(3)的质量数段离子飞行不受偏转作用，沿原来方向继续进入多次反射探测通道进行分析，离子处于此探测通道时分别在第一反射电极组和第二反射电极组之间往复反射飞行，并依次从上至下依此穿过中心聚焦电极组(4)，离子以一定角度(与X方向成α角)入射至引出离子门(5)；此时，当引出离子门(5)电压差处于高电平V2时，在电场作用下偏转一定角度(与X方向成180°‑α角)出射，重新在第一反射电极组合第二反射电极组之间往复反射飞行，离子飞行时间随往复飞行次数增多而增大，直至引出离子门(5)电压差改变至低电平后，离子经过引出离子门(5)时不受偏转作用，入射至反射电极组中经过一次反射后，经过偏出电极(6)偏转引出至主探测器(13)，经过此多次反射探测通道获得高质量分辨率；当注入离子门(3)电压差处于高电平时，此时间段内注入离子门(3)的质量数段离子飞行受到偏转作用，沿一定角度(与X方向成α角)入射至第二反射电极组后，经过该反射电极组一次反射后被副探测器(14)接收，获得这部分质量数的质谱信息；组合主探测器(13)和副探测器(14)分别获得的谱图，可以获得全部质量范围的谱图信息。