离子传输聚焦装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种离子传输聚焦装置。所述离子传输聚焦装置包括：垂直于离子传输方向上由第一极片单元和第二极片单元构成的叠环极片组，为所述第一极片单元和第二极片单元供电的供电装置，施加于所述第一极片单元和第二极片单元上依次递减的直流电压作为离子水平动能，同时，每块第一极片单元和第二极片单元上还施加RF射频电压，相邻极片间射频正反相相反；连接装置，所述连接装置根据具体情况受控调节。在RF射频电压和直流偏置电位的协同作用下，实现高效离子传输聚焦，并起到中性离子筛分作用。

Ion transport focusing device

The present invention provides an ion transfer focusing device. The transmission device comprises a focusing ion ion transport perpendicular to the direction by the first pole piece unit and the second pole piece unit composed of stacked ring electrode group, the power supply device for the first pole piece unit and the second unit power supply, DC voltage is applied to the first electrode unit and the second unit on the descending level as the ion kinetic energy, at the same time, each of the first electrode unit and the second pole piece unit is applied RF RF voltage, the adjacent pole piece between RF positive and negative phase opposite; connecting device, the connecting device is adjusted according to the specific circumstances of the controlled. Under the synergistic action of RF RF voltage and DC bias potential, high efficiency ion transport focusing is achieved and neutral ion screening is performed.

【技术实现步骤摘要】
离子传输聚焦装置
本专利技术涉及质谱领域，特别涉及离子传输聚焦装置。
技术介绍
质谱技术已被广泛用于带电离子的高灵敏度高选择性定量定性分析。随着对高灵敏度检测需求的日益迫切，国际社会对质谱技术的重视也随之提高，截止目前，已有6位质谱领域做出卓越贡献的科学家获得诺贝尔奖。质谱主要由离子源、质量分析器、检测器和真空系统构成。针对不同的实际应用，可自由选择不通的离子源及质量分析器等。离子从离子源中产生，到被检测器检测到的所有传输过程中，都不可避免离子损失，降低检测灵敏度。因此离子传输效率对于整个质谱系统至关重要。对于离子源部分，产生离子飞行方向多为无规则方向，进入真空电场后随电场方向运动，然后离子源与低真空部分接口尺寸远小于离子无规则运动扩散程度。因此在这一连接过程中，离子聚焦显得至关重要。而对于特定的离子分离技术，例如离子淌度技术，分离过程中，离子与缓冲器碰撞过程中，飞行方向为随机方向，因此存在扩散问题，导致离子损失严重，这一过程中同样十分需要离子聚焦技术。对于质谱仪器中离子传输，尤其在低真空传输过程中的，离子传输聚焦装置起到了消除中性离子干扰，增强离子聚焦，减少离子损失，提高离子传输效率以达到更高的检测灵敏度和检测效率的作用，可见离子传输聚焦系统对于质谱仪器系统的分析检测性能有着至关重要的影响。近年来应用最为广泛的离子传输装置为多极杆离子传输导向系统，该系统主要操作在低真空条件下，对于类似于离子淌度技术等操作于略高真空下的离子光学系统，多极杆导向技术不能够有效起到离子聚焦效果。因此，鉴于以上问题，本专利技术通过研究创新，设计并制造了一种离子传输聚焦装置，能够有效提高离子传输聚焦效率，协助质谱提高检测灵敏度和检测效率，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决至少一项上述现有缺陷(不足)，本专利技术提供了一种离子传输聚焦装置，用于质谱仪器离子光学系统中的离子传输聚焦，以及中性离子筛分，消除中性离子干扰，增强离子聚焦，减少离子损失，提高离子传输效率以达到更高的检测灵敏度和检测效率。本专利技术提供的离子传输聚焦装置，具体包括：叠环极片组，在垂直于离子传输方向上，所述叠环极片组由第一极片单元和第二极片单元构成，所述第一极片单元包括一块极片或两块以上内径相同的极片，所述第二极片单元包括内径依次递减的至少两块极片；供电装置，所述供电装置为所述第一极片单元和第二极片单元供电，沿离子传输方向每块极片上施加依次递减的直流电压作为离子水平动能，同时，每块极片上还施加RF射频电压，相邻极片间射频正反相相反；连接装置，包括底座以及设置在所述底座上用于固定所述极片的陶瓷组件。本专利技术中，所述极片优选为印刷线路板或不锈钢板。本专利技术中，所述极片形状为圆环以及均匀分散在圆环周边的四个手臂转弯结构。本专利技术中，所述极片直径为3mm～10cm。本专利技术中，所述供电装置采用印刷线路板焊接电阻组和电容组连接。本专利技术中，所述RF射频电压为50V～1KV，频率为1KHz～100MHz。本专利技术中，所述直流电压根据具体需要受控变化，优选电压为0V～1500V。本专利技术中，所述陶瓷组件为四组，每组陶瓷组件中的相邻陶瓷片夹持一个手臂转弯结构。本专利技术中，所述第二极片单元内径减小规则遵循抛物线规律。本专利技术另一个方面涉及离子传输聚焦方法，具体工作方法为在所述离子沿离子传输方向每块极片上施加依次递减的直流电压，作为离子水平动能，同时，每块极片上还施加RF射频电压，相邻极片间射频相反；离子在所述RF射频电压和直流偏置电位的协同作用下，实现高效离子传输聚焦，并起到中性离子筛分作用。附图说明图1是根据本专利技术实施例的离子传输聚焦装置。图2是根据本专利技术实施例的离子传输聚焦装置叠环极片组正视图。图3是本专利技术每个极片的结构示意图。图4是本专利技术中极片加电方式示意图。元件标号说明叠环极片组1极片11圆环111手臂转弯结构112供电装置2连接装置3底座31陶瓷组件32陶瓷片321具体实施方式以下说明详细描述了本专利技术的可实施方式以及指导本领域技术人员如何实现本专利技术的再现。为了指导本专利技术的技术方案，已简化或省略的一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变形或将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变形。由此，本专利技术并不局限于下属可选实施方式，而仅有权利要求和他们的等同物限定。请参阅图1和图2所示，本专利技术提供的离子传输聚焦装置，具体包括：叠环极片组1，在垂直于离子传输方向上，所述叠环极片组1由第一极片单元和第二极片单元构成，所述第一极片单元包括一块极片或两块以上内径相同的极片，所述第二极片单元包括内径依次递减的至少两块极片；所述极片为圆环111以及均匀分散在圆环111周边的四个手臂转弯结构112。如图3所示。本专利技术中手臂转弯结构112的设计目的：因前后相邻的两片之间是施加射频电压，彼此相邻的极片之间，又电极相对放置产生的电容C，则会成为该射频电压的负载电容。负载电容过大，会使得射频电压供电电源的功率显著上升，并会造成施加在极板上的射频电压的品质降低、Vpp值不再线性受控等后果。使用手臂型的转弯造型的设计，相邻的电极是采用对称放置的方式，可以有效地减少相邻电极的正对面积，从而降低电容值，有利于射频电压的施加和控制。供电装置2，所述供电装置2为所述第一极片单元和第二极片单元供电，沿离子传输方向每块极片11上施加依次递减的直流电压作为离子水平动能，同时，每块极片11上还施加RF射频电压，相邻极片间射频正反相相反。请参照图4所示。连接装置3，包括底座31以及设置在所述底座31上用于固定所述极片11的陶瓷组件32。本专利技术中，所述陶瓷组件32为四组，每组陶瓷组件32中的相邻陶瓷片321夹持一个手臂转弯结构112。所述极片材料可选用任何导电材料，优选为印刷线路板或不锈钢板。所述极片形状可根据实际需要受控变化，优选为圆环。所述极片尺寸根据实际需要受控变化，优选直径为3mm～10cm。所述供电部分可以通过各种形式实现所述供电效果，优选为印刷线路板焊接电阻组及电容组。所述供电部分提供RF射频电压根据具体需要受控变化，优选电压为50V～1KV，频率为1KHz～100MHz。所述供电部分提供直流电压根据具体需要受控变化，优选电压为0V～1500V。本专利技术中，所述叠环极片组沿离子传输方向，内径尺寸由两部分构成，第一部分为线性部分，即由内径相同的极片组成，此部分极片数量无特殊要求；第二部分为曲线部分，即由内径依次减小，减小规则遵循抛物线规律的极片组成，抛物线参数、各极片间距离、极片数量可根据实际需要受控变化，此部分至少由三块极片组成。所述连接装置根据具体需要设计结构选择材料，所有参数根据情况受控调节。具体的，请参照图4和下表所示，本实施例中，选取20层结构的极片构成叠环极片组。(图4仅为部分示意图，未画出全部极片)其中，第一层至第10层，开孔的半径x满足抛物线方程：y＝0.541x2-0.034。其中，y为轴向每一层到第一层的距离；系数0.541和-0.034，为计算所得。计算时，固定第一层开孔直径为0.5mm，第10层开孔直径为10mm，由第一层开始，层间距为1.5mm。计算得到抛物线方程后，即可算出第2层至第9层开孔尺寸，见表格。从第11层至第22层，开孔尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子传输聚焦装置，其特征在于：所述离子传输聚焦装置包括：叠环极片组，在垂直于离子传输方向上，所述叠环极片组由第一极片单元和第二极片单元构成，所述第一极片单元包括一块极片或两块以上内径相同的极片，所述第二极片单元包括内径依次递减的至少两块极片；供电装置，所述供电装置为所述第一极片单元和第二极片单元供电，沿离子传输方向每块极片上施加依次递减的直流电压作为离子水平动能，同时，每块极片上还施加RF射频电压，相邻极片间射频正反相相反；连接装置，包括底座以及设置在所述底座上用于固定所述极片的陶瓷组件。

【技术特征摘要】
1.一种离子传输聚焦装置，其特征在于：所述离子传输聚焦装置包括：叠环极片组，在垂直于离子传输方向上，所述叠环极片组由第一极片单元和第二极片单元构成，所述第一极片单元包括一块极片或两块以上内径相同的极片，所述第二极片单元包括内径依次递减的至少两块极片；供电装置，所述供电装置为所述第一极片单元和第二极片单元供电，沿离子传输方向每块极片上施加依次递减的直流电压作为离子水平动能，同时，每块极片上还施加RF射频电压，相邻极片间射频正反相相反；连接装置，包括底座以及设置在所述底座上用于固定所述极片的陶瓷组件。2.根据权利要求1所述的离子传输聚焦装置，其特征在于：所述极片优选为印刷线路板或不锈钢板。3.根据权利要求1或2所述的离子传输聚焦装置，其特征在于：所述极片为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张权青，贾滨，杨灏，
申请(专利权)人：上海华质生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31