一种复合串联质谱仪的制作方法

本发明实施例涉及质谱仪的，尤其涉及一种复合串联质谱仪。

背景技术：

1、质谱仪又称质谱计。分离和检测不同质荷比离子的仪器。即根据带电粒子在电磁场中运动路径或运动速度不同的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。质谱仪是用磁场和电场的各种组合来达到把不同质荷比的带电粒子分离开来的一种仪器，是用于物质成分表征和同位素研究的重要工具。

2、三重四极杆质谱仪和四极杆-飞行时间质谱仪均为典型的串联质谱，在一级质量分析器条件下获得较强的待测物的准分子离子峰后，对准分子离子进行碰撞裂解，由二级质量分析器分析获得更加丰富的化合物碎片信息，以判断化合物结构，从而实现对目标化合物的定性定量分析。

3、三重四极杆质谱仪和四极杆-飞行时间质谱仪在工作原理和适用范围上存在显著差异，如何将三重四极杆质谱仪和四极杆-飞行时间质谱仪组合充分发挥二者优势成为现在技术突破的关键。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种复合串联质谱仪，用于实现三重四极杆质谱仪和四极杆-飞行时间质谱仪组合，充分发挥二者优势，具备灵敏度高、动态范围宽、分辨率高和质量精度高等优点。

2、本发明实施例提供的一种复合串联质谱仪，包括：

3、沿预设方向依次连接的离子源、离子提取结构、离子引导装置、一级质量分析器、碰撞反应池、透镜组；其中，所述离子提取结构对所述离子源产生的离子去除样品溶剂，所述离子引导装置对去除样品溶剂的离子进行传输并提供初始动能，所述质量分析器对具有初始动能的离子进行质量筛选，所述碰撞反应池对筛选后的离子进行冷却聚焦、碰撞裂解，所述透镜组将完成聚焦或碰撞裂解后的离子束按照一定时序，沿预设方向或预设方向的垂直方向引入二级质量分析器；

4、还包括：分别与所述碰撞池本体串联设置的二级质量分析器为四极杆质量分析器和飞行时间质量分析器；其中，所述离子束在某一时间序列进入所述四极杆质量分析器，实现三重四极杆质谱分析功能，所述离子束在另一时间序列进入所述飞行时间质量分析器，实现四极杆-飞行时间串联质谱分析功能。

5、通过离子源产生离子，离子可以为正离子或负离子，电离产生的正离子或负离子在电场或气流作用下经过离子提取结构进入离子光学系统。离子提取结构针对离子源，可使用气体反吹或加热以去除样品溶剂，或抽粗真空保证真空梯度，形成多级差分真空，以保证离子正确引入至离子引导装置中，离子引导装置在粗真空或低真空环境下实现离子的聚焦传输，并控制离子进入质量分析器的初始动能，在质量分析器中通过施加特殊交变电压，在不同的工作模式下，实现母离子的筛选或允许一定质量窗口离子的传输控制，质量分析器筛选后的离子进入碰撞反应池，在碰撞反应池中通入一定流速的活性气体或惰性气体，使得池体内部保持一定压力，可以实现母离子裂解、待测离子/干扰离子动能区分、待测离子/干扰离子反应后质量数区分等功能；然后经过碰撞反应池后的离子进入透镜组，透镜组通过设置直流电压组合，使离子束沿直线传输或偏转90°后分时进入四极杆质量分析器或飞行时间质量分析器。通过特殊的离子光学设计，可分别实现三重四极杆质谱仪和四极杆-飞行时间质谱仪分析功能，将四极杆质量分析器和飞行时间质量分析器分别作为二级质量分析器，其中四极杆质量分析器灵敏度高，定量精度高，动态范围宽，较适合于化合物定量及某些低浓度化合物定性分析，而飞行时间质量分析器质量分辨率高，质量精度高，更适合于复杂混合物和未知化合物定性分析；充分发挥二者优势，通过对离子透镜电气参数时序控制，具备单针进样完成定性与定量分析的可能性，可以大大拓展仪器应用。

6、可选地，所述两束离子束的运动方向垂直；

7、或是，所述两束离子束的运动方向共线且相悖。

8、可选地，所述离子源包括：具有离子源腔体的离子源外壳，以及离子源喷雾针；

9、至少所述离子源喷雾针的喷出口位于所述离子源腔体内。

10、可选地，所述离子提取结构包括：第一锥电极，所述第一锥电极具有第一通孔，所述第一通孔的轴心线方向与所述预设方向平行。

11、可选地，所述离子提取结构还包括：第二锥电极，所述第二锥电极具有第二通孔，所述第二通孔的轴心线与所述第一通孔轴心线共线。

12、可选地，所述离子引导装置包括一级离子引导组件，所述一级离子引导组件具有第一通道；

13、当所述离子提取结构为一个锥电极时，所述第一通道与所述第一通孔连通；

14、当所述离子提取结构为两个锥电极时，所述第一通道与所述第二通孔连通。

15、可选地，所述碰撞反应池包括：主体结构和具有反应腔的碰撞池本体，通过所述主体结构使得所述质量分析器与所述反应腔连通。

16、可选地，所述飞行时间质量分析器包括依次连接的离子调制区、离子加速区、无场飞行区、离子反射器和离子检测器；

17、所述离子调制区、所述离子加速区、所述无场飞行区、所述离子反射器和所述离子检测器均处于1x10-7torr-8x10-7torr的真空环境中。

18、可选地，所述透镜组包括离子束方向微调透镜、离子偏转透镜和离子束形调整透镜；

19、所述离子束方向微调透镜位于所述离子偏转透镜的第一侧面，所述离子束形调整透镜位于所述离子偏转透镜的第二侧面，所述第一侧面与所述第二侧面垂直。

20、可选地，所述离子束方向微调透镜包括：沿所述预设方向排布的圆形平板极片和四极静电透镜；

21、所述离子束形调整透镜包括沿垂直所述预设方向排布的狭缝和一组单透镜。

技术特征：

1.一种复合串联质谱仪，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述两束离子束的运动方向垂直；

3.如权利要求1所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述离子源包括：具有离子源腔体的离子源外壳，以及离子源喷雾针；

4.如权利要求1所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述离子提取结构包括：第一锥电极，所述第一锥电极具有第一通孔，所述第一通孔的轴心线方向与所述预设方向平行。

5.如权利要求4所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述离子提取结构还包括：第二锥电极，所述第二锥电极具有第二通孔，所述第二通孔的轴心线与所述第一通孔轴心线共线。

6.如权利要求5所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述离子引导装置包括一级离子引导组件，所述一级离子引导组件具有第一通道；

7.如权利要求1所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述碰撞反应池包括：主体结构和具有反应腔的碰撞池本体，通过所述主体结构使得所述质量分析器与所述反应腔连通。

8.如权利要求1所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述飞行时间质量分析器包括依次连接的离子调制区、离子加速区、无场飞行区、离子反射器和离子检测器；

9.如权利要求1所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述透镜组包括离子束方向微调透镜、离子偏转透镜和离子束形调整透镜；

10.如权利要求9所述的复合串联质谱仪，其特征在于，所述离子束方向微调透镜包括：沿所述预设方向排布的圆形平板极片和四极静电透镜；

技术总结
本发明实施例提供了一种复合串联质谱仪，该复合串联质谱仪包括：沿预设方向依次连接的离子源、离子提取结构、离子引导装置、质量分析器、碰撞反应池和透镜组；其中，离子提取结构对离子源产生的离子去除样品溶剂，离子引导装置对去除样品溶剂的离子进行传输并提供初始动能，质量分析器对具有初始动能的离子进行筛选，碰撞反应池对筛选后的离子进行冷却聚焦或碰撞裂解，透镜组使通过碰撞池的离子束沿预设方向或沿垂直预设方向运动；还包括：分别与碰撞池本体串联设置的四极杆质量分析器和飞行时间质量分析器；其中，离子束在某一时间序列进入所述四极杆质量分析器，所述离子束在另一时间序列进入所述飞行时间质量分析器。

技术研发人员：王博,刘旭,孙天娇,孙传强,付桪洋
受保护的技术使用者：天津智谱仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29