一种离子传输装置及质谱仪的制作方法

本申请涉及质谱分析仪器，尤其涉及一种离子传输装置及质谱仪。

背景技术：

1、质谱仪(ms)系统总体上包括离子源、离子处理处理设备、质量分析器和检测器。

2、离子引导装置一般位于离子源与质量分析器之间，是离子处理设备的一部分。其一般是由一些列添加射频电压的电极组成。射频电压在装置的中心轴部分形成束缚离子的有效势垒，可以避免离子的损失。现有技术中，离子传输的方式较多，较为通用的方式为将一系列孔径逐渐较小的电极片加射频和直流电压，对离子进行引导和聚焦，进而实现离子的传输，但其很容易受到污染，且离子传输效率较低。此外，还有单排电极和多排电极等方式，单排电极结构简单，装配容易，但离子聚焦和传输效率较低，多排电极传输，有效的实现了离子的聚焦，但结构复杂，制造装配难度及成本相对于单排电极来说是成倍增加，且多排电极之间，各电极的距离对传输效率产生的影响也很难预估。

3、因此需要一种新的结构简单、传输效率强的离子引导传输装置。

技术实现思路

1、为了克服单排电极传输效率低、多排电极制造和装配困难、传输过程容易被污染的问题，本申请提供了一种离子传输装置，所述离子传输装置包括：

2、壳体、传输毛细管、离子漏斗装置以及采样锥；所述壳体内部形成真空腔，用于容纳所述离子漏斗装置以及所述采样锥；

3、所述离子漏斗装置包括平行设置的前排电极和后排电极，所述前排电极和后排电极间隔5mm以上。

4、可选的，所述前排电极和后排电极间隔5-100mm设置

5、可选的，所述前排电极和后排电极间隔15-50mm设置。

6、双排电极的距离是双排电极实现高效聚焦和传输的关键，前后两排电极距离太近容易放电，影响传输效率；距离太远对离子的束缚能力降低，聚焦下降，导致传输效率受损。

7、可选的，所述前排电极和后排电极均由多环电极组成，所述多环电极中的每环电极为闭环结构或开环结构。

8、其中，闭环和开环都能够实现离子的有效传输，开环相对于闭环加工上相对较难，但其可以弱化放电的影响，也是离子传输装置的一种优良的选择。

9、本实用新型对于每环电极的形状并无特殊的要求，可以是圆形、椭圆形、方形、多边形，甚至无特定形状均可，本实用新型为了加工方便，优选为圆形。

10、可选的，所述多环电极在同一个平面，优选的，所述多环电极的电极数量为4以上。

11、可选地，环形电极之间可以同心等径排布，即相同的中心轴线，不同的半径；也可以同心不等径排布，即使每个环增加的半径不同，具体半径尺寸本申请在此不作限制。

12、可选的，所述传输毛细管的入口设置在所述真空腔的外部；所述传输毛细管的出口在所述前排电极和所述后排电极之间，优选的，所述出口与所述采样锥错位设置。

13、可选的，所述出口与采样锥错位1-50mm，优选的，所述出口与所述采样锥错位5-20mm。

14、本申请所述“错位”是指：传输毛细管的出口与采样锥的锥孔口非正对设置，所述错位可以是毛细管的出口与采样锥的锥孔口在水平方向存在距离，所述传输毛细管可以倾斜设置，优选为水平设置，所述毛细管的出口与采样锥的锥孔口在水平方向上距离1mm、5mm、10mm、20mm、50mm；

15、所述错位可以是毛细管的出口与采样锥的锥孔口在竖直方向存在距离，所述传输毛细管可以倾斜设置，优选为垂直设置，所述毛细管的出口与采样锥的锥孔口在竖直方向上距离1mm、5mm、10mm、20mm、50mm；

16、所述错位可以是同时在水平和竖直方向存在距离，所述水平方向上的距离为1mm、5mm、10mm、20mm、50mm，所述竖直方向的距离为1mm、5mm、10mm、20mm、50mm。

17、本申请所述“水平方向”为采样锥的中心轴方向，所述“竖直方向”为与采样锥的中心轴方向垂直的方向。

18、可选的，所述毛细管的管径为0.3-0.5mm。

19、可选的，所述传输毛细管的延长线不与所述采样锥的中心轴重合。

20、可选地，所述前排电极包括沿同一第一中心轴线自上而下分布的若干个直流电压相异的第一上排环形电极以及沿同一第一中心轴线自下而上分布若干个直流电压相异的第一下排环形电极；

21、所述后排电极包括沿同一第二中心轴线自上而下分布的若干个直流电压相异的第二上排环形电极以及沿同一第二中心轴线分布自下而上的若干个直流电压相异的第二下排环形电极。

22、可选地，所述壳体设置有排气口，本实用新型对排气口的位置没有要求。

23、可选的，所述真空腔中所述离子传输装置的气压为1-10mbar。

24、可选地，所述离子传输装置还包括抽气装置，用于将所述离子中的中性离子从所述排气口中排出，同时可以保持气压的稳定，所述抽气装置优选为泵。

25、可选地，所述采样锥设置在所述后排电极的内部或后部，优选为设置在后排电极的后部。

26、可选的，所述采样锥的锥孔与后排电极最内层电极相对设置。

27、可选的，所述锥孔的孔径为1.8-2.3mm，所述锥孔的孔径主要与抽气装置的流速相关。

28、本实用新型另一方面公开了一种质谱仪，所述质谱仪包含离子传输装置。

29、可选的，所述质谱仪还包括离子发生装置，所述离子发生装置包括离子发生端，所述传输毛细管的入口在所述离子发生装置内部，接受所述离子发生端产生的离子并传输到所述离子漏斗装置中。

30、通过本实用新型可以发现，双排或者多排电极之间的距离，对于离子传输有较大的影响，本实用新型创造性的探究电极之间距离的影响，选择出最适合双排电极设置的距离，不仅实现了简单的制造和装配，同时也保证了离子聚焦和传输的效率，而现有的多排电极中，电极数量过多，除了装配和制造困难，也很难去探究电极距离的影响，但影响不可忽视。

31、此外，本实用新型也创新性的发现，排状电极的每环电极可以是闭环结构，也可以是开环结构，都能够很好的实现对离子的束缚作用。

32、最后，通过传输毛细管出口与采样锥错位的方法，实现了去除中性离子、减少了样品对于锥孔的污染及提高仪器重现性的效果。

技术特征：

1.一种离子传输装置，其特征在于，所述离子传输装置包括：

2.如权利要求1所述的离子传输装置，其特征在于，所述前排电极和后排电极间隔5-100mm设置。

3.如权利要求2所述的离子传输装置，其特征在于，所述前排电极和后排电极间隔15-50mm设置。

4.如权利要求1或2所述的离子传输装置，其特征在于，所述前排电极和后排电极均由多环电极组成，所述多环电极中的每环电极为闭环结构或开环结构。

5.如权利要求4所述的离子传输装置，其特征在于，所述多环电极在同一个平面。

6.如权利要求5所述的离子传输装置，其特征在于，所述多环电极的电极数量为4以上。

7.如权利要求1或2所述的离子传输装置，其特征在于，所述传输毛细管的入口设置在所述真空腔的外部；所述传输毛细管的出口在所述前排电极和所述后排电极之间。

8.如权利要求7所述的离子传输装置，其特征在于，所述出口与所述采样锥错位设置。

9.如权利要求1或2所述的离子传输装置，其特征在于，所述传输毛细管的延长线不与所述采样锥的中心轴重合。

10.如权利要求1、2、5任意一项所述的离子传输装置，其特征在于，所述壳体设置有排气口。

11.一种质谱仪，其特征在于，所述质谱仪包含上述权利要求1-10任意一项所述的离子传输装置。

12.如权利要求11所述的质谱仪，其特征在于，所述质谱仪还包括抽气装置。

13.如权利要求11或12所述的质谱仪，其特征在于，所述质谱仪还包括离子发生装置，所述离子发生装置包括离子发生端，所述传输毛细管的入口在所述离子发生装置内部，接受所述离子发生端产生的离子并传输到所述离子漏斗装置中。

技术总结
本技术涉及质谱分析仪器技术领域，尤其涉及一种离子传输装置及质谱仪。所述离子传输装置，通过平行设置距离合适的前排电极和后排电极，实现了简单的制造和装配，同时也保证了离子聚焦和传输的效率，本技术为质谱领域的离子传输提供了更多的选择可能性，能够大大的降低目前离子传输装置的复杂性构造。

技术研发人员：林荣坤,凌晓群,吴裕玲
受保护的技术使用者：中元汇吉生物技术股份有限公司
技术研发日：20220926
技术公布日：2024/1/13