線性離子阱結構制造技術

本發明專利技術提供一種線性離子阱結構，其至少包括：用于連接強射頻電壓的正極的第一電極；與所述第一電極圍合形成離子運行空間且有開口的第二電極，用于連接強射頻電壓的負極或地；以及貼近所述第二電極外側設置且有狹縫的第三電極，用于耦合輔助射頻電壓，其中，所述狹縫相對于所述開口設置。本發明專利技術的優點包括：有效增強離子的穩定性，能提高離子的激發分辨力等。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術質譜分析領域，特別是涉及一種線性離子阱結構。
技術介紹
傳統的離子阱質量分析器屬于旋轉對稱的雙曲面三維離子阱。早期三維離子阱由德國科學家Wolfgang Paul和美國科學家Hans Georg Dehmelt等于1950年代研制并專利化(1989年諾貝爾化學獎)。此時的射頻離子阱為三維離子阱，它由兩片端蓋電極和一個環電極組，可以由數控車床加工而成。由于它具有z軸的旋轉對稱性，所以稱之為三維離子阱。三維離子阱的z軸剖面具有雙曲線結構。1990 年代，美國 Finnigan 公司的 Jae Schwartz 和 Michael Senko 以及 John Syka等人發展了二維線性離子阱，并取得了一系列的專利。這種離子阱與之前的三維離子阱的區別在于對稱性不同，線型離子阱具有兩個垂直的對稱面，在形式上更接近于“四極桿”的對稱性。在加工方面，線型離子阱采用了技術難度較高的曲面磨床，成本增加較多。線型離子阱的垂直于z軸剖面具有雙曲線結構。線型離子阱的優勢在于，理論完善(與雙曲面三維離子阱數學上等同)，離子容量容量大、靈敏度高出三維離子阱10倍(理論上是200倍)。同一時期(1995年)，加拿大Sciex公司(AB Sciex)的James Hager發展了基于四極桿的線型離子阱技術一QTrap系列線型離子阱。這一技術采用完全商業的四極桿分析器(API3200、API4000和API5000等)，利用輸出透鏡作為激發電極，施加激勵電壓。這一技術優點是保留了四極桿原有的強大定性能力，同時新增了多級串級能力，在法規檢測領域(環境、食品安全等)具有較高的應用價值。此技術裝置不需要具備雙曲線結構。離子阱的電極形狀之所以存在簡化的可能，是因為離子阱在工作的初始階段，離子集中在3D離子阱的中心點或 者是線型離子阱的中心軸附近，而在這些位置的電場并不完全由電極的形狀來決定；更重要的決定因素是電極的對稱性。例如，對于三維離子阱(3DIT)它的對稱性是Dh，即旋轉軸對稱和垂直于旋轉軸的面對稱；圓柱型離子阱(CIT)也具有相同的對稱性。那么在中心點的附近微小的距離內，3DIT和CIT具有非常類似的電場；只有遠離了中心點后，電極的形狀才漸漸顯現出來。類似的情況還有雙曲面四極桿和圓柱型四極桿、雙曲面線型離子阱和平板型離子阱、平板離子阱和臺階離子阱。如圖1所示，現有線性離子阱一般由2組電極組成，包括y方向的2只RF電極、以及X方向的2只ac電極。通常RF電極連接射頻發生器的正相位(+RF)，以接入數百kHz至數MHz的O 30kVpp射頻電壓,ac電極連接射頻發生器的反相位(-RF)(或交流接地),同時通過變壓器具有較弱的數kHz至數百kHz的O IOOVpp的輔助射頻+/_ac。輔助射頻在兩個ac電極上具有相反的相位，由此，在四極場中形成偶極激發電場(DIPOLE)，如圖2所示。在該線性離子阱中，雖然離子僅能從狹縫射出，但由于不針對狹縫瞄準的激發方式，會導致離子的大量浪費
技術實現思路
鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種線性離子阱結構，有效減少離子的浪費問題。為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種線性離子阱結構，其至少包括:第一電極，用于連接強射頻電壓的正極；與所述第一電極圍合形成離子運行空間且有開口的第二電極，用于連接強射頻電壓的負極或地；以及貼近所述第二電極外側設置且有狹縫的第三電極，用于耦合輔助射頻電壓，其中，所述狹縫相對于所述開口設置。優選地，第三電極呈平板狀或彎折狀。優選地，第三電極黏貼在第二電極外側。優選地，第二電極呈圓柱棒狀、雙曲面棒狀或方形棒狀。優選地，第二電極包括4個分離的子電極。優選地，第一電極呈圓柱棒狀或雙曲面棒狀。優選地，第一電極比第二電極粗。如上所述，本專利技術的線性離子阱結構，具有以下有益效果:能增強離子的穩定性，提高離子的激發分辨力。附圖說明圖1顯示為現有線性離子阱結構示意圖。 圖2顯示為現有線性離子阱結構中形成的偶極激發電場示意圖。圖3顯示為本專利技術的一種優選線性離子阱結構示意圖。圖4顯示為本專利技術的另一種優選線性離子阱結構示意圖。圖5顯示為本專利技術的又一種優選線性離子阱結構示意圖。圖6顯示為本專利技術的再一種優選線性離子阱結構示意圖。元件標號說明la、lb、lc、Id線性離子阱結構I la、I lb、I lc、lld 第一電極包括的子電極12a、12b、12c、12d 第二電極包括的子電極13a、13b、13c、13d 第三電極包括的子電極121a、121c開口131a、131c、131d 狹縫具體實施例方式以下由特定的具體實施例說明本專利技術的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本專利技術的其他優點及功效。請參閱圖3至圖6。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本專利技術可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本專利技術所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本專利技術所揭示的
技術實現思路
得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本專利技術可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更
技術實現思路
下，當亦視為本專利技術可實施的范疇。實施例一:如圖3所示，本實施例的線性離子阱結構Ia包括第一電極、第二電極及第三電極。其中，第一電極包括上下2個子電極11a，子電極Ila為直徑IOmm粗圓柱棒狀電極，均連接射頻電源電壓的正極，即接入+RF ;第二電極包括左右4個分離的子電極12a，與2個子電極Ila圍合形成離子運行空間，4個子電極12a均為較細的直徑4_圓柱棒狀電極，均連接射頻電源電壓的負極，即接入-RF，且同側的2個子電極12a之間有開121a ;第三電極包括4個子電極13a,每一個子電極13a貼近一個子電極12a,每一個子電極13a為平板電極，采用0.2mm的不銹鋼板，且連接射頻電源電壓的負極，即接入-RF，同時還通過變壓器分別耦合輔助射頻電壓，即分別接入+ac和-ac。如圖3所示，左側的兩個子電極13a耦合入+ac，右側的兩個子電極13a耦合入_ac，且每一側的2個子電極13a之間的狹縫131a均臨近一個開口 121a，寬度為1_。實施例二:如圖4所示，本實施例的線性離子阱結構Ib包括第一電極、第二電極及第三電極。其中，第一電極包括2個子電極I Ib，第二電極包括4個分離的子電極12b，第三電極包括4個子電極13b，本實施例中的線性離子阱結構Ib與實施例一中的線性離子阱結構Ia不同僅在于；4個分離的子電極12b連接地(即GND)，4個子電極13b僅耦合輔助射頻電壓，即左側的兩個第三電極13b耦合入+ac，右側的兩個第三電極13b耦合入-ac。實施例三:如圖5所示，本實施例的線性離子阱結構Ic包括第一電極、第二電極及第三電極。 其中，第一電極包括上下2個呈雙曲面棒狀的子電極11c，均連接射頻電源電壓的正極，即接入+RF;第二電極包括2個有開口 121c的雙曲面棒狀電極12c，與2個子電極Ilc圍合形成離子運行空間，2個雙曲面棒狀電極12c均連接射本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種線性離子阱結構，其特征在于，所述線性離子阱結構至少包括：第一電極，用于連接強射頻電壓的正極；與所述第一電極圍合形成離子運行空間且有開口的第二電極，用于連接強射頻電壓的負極或地；貼近所述第二電極外側設置且有狹縫的第三電極，用于耦合輔助射頻電壓，其中，所述狹縫相對于所述開口設置。

【技術特征摘要】
1.一種線性離子阱結構，其特征在于，所述線性離子阱結構至少包括: 第一電極，用于連接強射頻電壓的正極； 與所述第一電極圍合形成離子運行空間且有開口的第二電極，用于連接強射頻電壓的負極或地； 貼近所述第二電極外側設置且有狹縫的第三電極，用于耦合輔助射頻電壓，其中，所述狹縫相對于所述開口設置。2.根據權利要求1所述的線性離子阱結構，其特征在于:第三電極呈平板狀或彎折狀。3.根據權利要求1或2所述的線性離子阱結構，其特征在于:第三電極黏...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐國賓，楊芃原，
申請(專利權)人：上海華質生物技術有限公司，
類型：發明
國別省市：