基于离子化技术的便携式物质分析装置和方法与流程

本发明涉及质谱分析，特别涉及基于离子化技术的便携式物质分析装置和方法。

背景技术：

1、大气压化学电离主要适用于中等极性、小分子量的化合物，它和化学电离方法基本原理同样为离子/分子反应，属于软电离源，产生的碎片离子少，质谱图相对简单。

2、离子阱质量分析器的真空环境要求较低，最合适用于质谱仪的小型化，而且离子阱可在时间上实现串联质谱，在保持仪器体积小型化的同时，实现串联质谱分析的功能。

3、目前，市面上的便携式直接进样质谱产品常常将上述两种技术联用，应用于毒品、药品等样品的定性识别。使用的大气压化学电离源常常需要辅助气体或溶液传输结构、加热等模块，在离子导入上需要单独的离子传输结构，遇到结构相似的毒品样品时，主要依靠离子阱多级质谱功能进行定性识别，而离子阱的多级质谱需要通过多个时序片段实现，导致分析时间较长。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种基于离子化技术的便携式物质分析装置。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、基于离子化技术的便携式物质分析装置，所述基于离子化技术的便携式物质分析装置包括依次设置的离子源、离子阱和检测器，所述离子源包括第一腔体、第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极设置在所述第一腔体内，所述第一腔体具有样品进口和样品出口，电源连接所述第一电极；所述离子源还包括：

4、第三电极，所述第三电极包括第一部分和第二部分，第一部分具有通孔，并固定在所述第一腔体的侧部，第二部分为两端开口的筒状结构；所述离子源出射的离子依次通过所述通孔和第二部分，沿着离子的传输方向，所述第二部分的内径变小，且在第二部分的包括第二部分中心轴线的截面上，第二部分内壁的切线与所述中心轴线间的夹角逐渐变大；

5、所述电源连接所述第三电极，使得离子在通过第三电极时发生碎裂。

6、本发明的目的还在于提供了基于离子化技术的物质分析方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

7、基于离子化技术的物质分析方法，所述基于离子化技术的物质分析方法为：

8、样品进入第一腔体内，在第一电极和第二电极之间被电离；

9、离子依次穿过第三电极第一部分的通孔和第二部分，离子发生碎裂；所述第一部分固定在所述第一腔体的侧部，第二部分为两端开口的筒状结构；沿着离子的传输方向，所述第二部分的内径变小，且在第二部分的包括第二部分中心轴线的截面上，第二部分内壁的切线与所述中心轴线间的夹角逐渐变大；

10、从所述第三电极出射的离子穿过离子阱，之后被检测器接收；

11、分析所述检测器的输出信号，获得样品信息。

12、与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

13、1.体积小，实现了便携；

14、第三电极的结构设计，使得在离子源内发生离子化以及离子碎裂，降低了分析装置的体积，实现了便携；

15、检测器采用基体、弹性件和离子接收单元的组合，与原检测器相比，离子检测的体积显著缩小，实现了质谱分析系统的便携；

16、2.分析效率高；

17、离子化后的离子在离子源内发生碎裂，在更短时间内实现了离子的碎裂，显著地提高了分析效率；

18、3.分析灵敏度高；

19、离子阱的三个电极均采用满足条件的腰型通孔，且中心电极的腰型通孔大于第一端盖电极和第二端盖电极的腰型通孔，各个腰型通孔的长轴平行且共线，提高了分析灵敏度；

20、4.调节方便；

21、在不同场合应用下，第一端盖电极和离子接收单元的间距需要调节，而弹性件的设置降低了间距调节的难度。

技术特征：

1.基于离子化技术的便携式物质分析装置，所述基于离子化技术的便携式物质分析装置包括依次设置的离子源、离子阱和检测器，所述离子源包括第一腔体、第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极设置在所述第一腔体内，所述第一腔体具有样品进口和样品出口，电源连接所述第一电极；其特征在于，所述离子源还包括：

2.根据权利要求1所述的基于离子化技术的便携式物质分析装置，其特征在于，所述离子阱包括依次设置的第一端盖电极、中心电极和第二端盖电极；

3.根据权利要求2所述的基于离子化技术的便携式物质分析装置，其特征在于，在长轴方向，所述腰型通孔的两端的内壁呈半圆形，在短轴方向，所述腰型通孔的位置相对的两个内壁平行，且与所述两端的内壁相切；所述长轴是所述两端的内壁的最大距离，所述短轴是所述两个内壁间的距离，所述第二端盖电极、中心电极和第一端盖电极的腰型通孔的长轴平行。

4.根据权利要求2所述的基于离子化技术的便携式物质分析装置，其特征在于，所述第二部分的内径最小值小于50μm，所述中心电极的腰型通孔短轴x小于2mm。

5.根据权利要求1所述的基于离子化技术的便携式物质分析装置，其特征在于，所述离子源还包括：

6.根据权利要求1所述的基于离子化技术的便携式物质分析装置，其特征在于，所述第二电极和第一端盖电极分别接地。

7.基于离子化技术的物质分析方法，所述基于离子化技术的物质分析方法为：

8.根据权利要求7所述的基于离子化技术的物质分析方法，其特征在于，离子穿过所述离子阱的方式为：

9.根据权利要求8所述的基于离子化技术的物质分析方法，其特征在于，在长轴方向，所述腰型通孔的两端的内壁呈半圆形，在短轴方向，所述腰型通孔的位置相对的两个内壁平行，且与所述两端的内壁相切；所述长轴是所述两端的内壁的最大距离，所述短轴是所述两个内壁间的距离。

10.根据权利要求8所述的基于离子化技术的物质分析方法，其特征在于，所述第二部分的内径最小值小于50μm，所述中心电极的腰型通孔短轴x小于2mm。

技术总结
本发明提供了基于离子化技术的便携式物质分析装置和方法，所述便携式物质分析装置包括依次设置的离子源、离子阱和检测器，离子源包括第一腔体和设置在该腔体内的第一电极和第二电极，第一腔体具有样品进口和样品出口，电源连接所述第一电极；第三电极包括第一部分和第二部分，第一部分具有通孔，并固定在所述第一腔体的侧部，第二部分为两端开口的筒状结构；离子源出射的离子依次通过所述通孔和第二部分，沿着离子的传输方向，所述第二部分的内径变小，且在第二部分的包括第二部分中心轴线的截面上，第二部分内壁的切线与所述中心轴线间的夹角逐渐变大；电源连接所述第三电极，使得离子在通过第三电极时发生碎裂。本发明具有分析效率高等优点。

技术研发人员：王晟升,陈玉,斯培剑,段炼,马乔,刘立鹏
受保护的技术使用者：杭州谱育科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8