一种飞行时间质谱仪信号聚焦的方法技术

本发明专利技术提供一种飞行时间质谱仪信号聚焦的方法。所述方法包括：离子源产生待测离子传输到推斥模块；所述推斥模块在一次预设的分析周期内以不同的推斥能量多次发射离子，使待测离子在飞行腔内飞行后通过离子阀于同一时刻到达检测系统；所述检测系统获取所述待测离子，形成质谱图；所述检测系统通过分析不带离子聚焦的常规模式下各所述待测离子的位置及分布情况，验证所述推斥模块的发射能量参数，以确认聚焦效果。本发明专利技术在一个周期内多次而非一次反射离子，信号聚焦的方法简单；使用离子阀降低了无关离子对检测系统寿命的影响；具有较低的空间电荷互斥效应，仪器容易获得更高的质量分辨率。

A method of signal focusing for time of flight mass spectrometer

【技术实现步骤摘要】
一种飞行时间质谱仪信号聚焦的方法
本专利技术涉及飞行时间质谱仪的应用领域，具体涉及一种飞行时间质谱仪信号聚焦的方法。
技术介绍
质谱仪，又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，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仪器。飞行时间质谱仪：飞行时间质谱仪TimeofFlightMassSpectrometer(TOF)是一种常见的质谱仪。这种质谱仪的检测系统是一个离子漂移管，由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器，离子质量越大，到达接收器所用时间越长，离子质量越小，到达接收器所用时间越短，根据这一原理，可以把不同质量的离子按质荷数m/z值大小进行分离。为了实现离子到达时间的检测，离子必须尽量同时加速并同时开始飞行。在离子飞行的过程中，仪器会处于等待状态，不提取新的离子，一直等到离子全部飞行完成后，再开始新一轮的提取和飞行。为了提高仪器性能，通常会让待测离子形成束流，再从中进行垂直提取。正交提取技术是在离子束传输的正交方向施加脉冲电压，将离子推送至加速区，从而减少离子束沿轴向传播所具有的动能分散造成的质谱分辨率降低影响，其技术特点是离子束流中的大部分都没有被提取，因此飞行时间质谱仪的离子利用效率较低。离子提取：用脉冲电场加速待测离子，使之开始向飞行腔体运动的动作。飞行时间质谱仪对待检测离子的提取采用的是垂直提取方式，从一束稳定的离子束中提取一段离子，并令该段离子沿着离子束轴线垂直的方向飞出，进入飞行管内。由于提取的离子只占总离子数量的3％～20％，所以大部分的离子都没有被检测，导致飞行时间质谱仪的灵敏度有限。检测限是分析仪器的核心性能指标，分析仪器的检测限与其信噪比密切相关，信噪比是分析仪器测定到的有用信号和噪声的比值。仪器的灵敏度越高，信噪比就越大，此时仪器的检测限就越低，提高仪器的信噪比可以通过提高仪器的灵敏度和降低噪声来实现，在飞行时间质谱中，噪声不随着灵敏度的增加而增加，因此可以通过提高灵敏度的方式来优化检测限。飞行时间质谱的灵敏度从原理上取决于到达检测系统的离子的数量，离子数量越多，仪器就越灵敏。因此提高灵敏度主要通过设法增加到达检测系统的离子的数量来实现。在实践中，有使用离子阀技术提高实际参与检测的离子数量的方法。离子阀技术将原本连续进入推斥区的离子流调制为与推斥脉冲同步的离子团，提高推斥占空比，进而提高离子利用率。离子阀技术使大量离子聚焦在较小的空间内，因为离子密度大、电荷之间互斥作用强，所以更难聚焦和得到高质量分辨率的谱峰；离子阀产生的电场会对离子飞行控制产生额外的影响，使得仪器调试难度增加；最后离子阀技术系统结构复杂，离子阀控制部分增加了仪器的制造成本、降低了可靠性。
技术实现思路
为了加大每个提取周期内被提取的离子的数量，提高飞行时间质谱仪的灵敏度，本专利技术拟提供一种飞行时间质谱仪信号聚焦的方法。本专利技术实施例提供一种飞行时间质谱仪信号聚焦的方法，包括：离子源产生待测离子传输到推斥模块；所述推斥模块在一次预设的分析周期内以不同的推斥能量多次发射离子，使待测离子在飞行腔内飞行后通过离子阀于同一时刻到达检测系统；所述检测系统获取所述待测离子，形成质谱图；所述检测系统通过分析不带离子聚焦的常规模式下各所述待测离子的位置及分布情况，验证所述推斥模块的发射能量参数，以确认聚焦效果。进一步地，所述预设的分析周期由所述检测系统预先设定。进一步地，所述预设的分析周期应大于第一次发射的待测离子到达所述检测系统的时间。进一步地，所述检测系统获取所述待测离子，包括所述检测系统在一个预设的分析周期内多次获取所述待测离子。进一步地，所述分析周期可以微调以防止折叠干扰。进一步地，所述推斥模块在一次预设的分析周期内以不同的推斥能量多次发射离子，使待测离子在飞行腔内飞行后通过离子阀于同一时刻到达检测系统中，所述待测离子在到达所述检测系统之前都必须经过离子阀。进一步地，所述推斥模块在一次预设的分析周期内以不同的推斥能量多次发射离子，使待测离子在飞行腔内飞行后通过离子阀于同一时刻到达检测系统，包括：推斥模块在一次预设的分析周期内以不同的推斥能量多次发射离子，通过设计计算控制各次发射的时刻和离子初速度，使发射离子的初速度依次增大，使得各次发射的待测离子恰好同时到达检测系统。进一步地，所述离子阀只在所述待测离子可能通过的时间开启，其它时间关闭，阻止无关离子到达所述检测系统。进一步地，所述离子阀的开启时间是一个时间段，是预计所述待测离子到达的时间。进一步地，所述推斥模块的发射能量参数包括推斥电压和持续时间。本专利技术取得的有益效果：本专利技术在一个周期内多次而非一次反射离子，信号聚焦的方法简单；使用离子阀降低了无关离子对检测系统寿命的影响；具有较低的空间电荷互斥效应，仪器容易获得更高的质量分辨率。附图说明图1是本专利技术实施例方法流程示意图；图2是本专利技术实施例飞行时间质谱仪系统组成示意图；图3是传统方法的离子发射示意图；图4是本专利技术实施例方法的离子发射示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本专利技术技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。其只是包含了本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本专利技术的各种变化获得的其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图2是本专利技术实施例飞行时间质谱仪系统组成示意图。如图2所示，在仪器总控30的时序控制下，离子源10产生待测物离子，经过传输到达飞行腔体20内的推斥模块21，推斥模块21将离子垂直地发射出去。被发射的离子在飞行腔体20内飞行，再以恒定速度穿过离子阀22并最终到达检测系统23。离子质量越大，到达检测系统所用时间越长，离子质量越小，到达检测系统所用时间越短，根据这一原理，可以把不同质量的离子按质荷数m/z值大小进行分离。图1是本专利技术实施例方法流程示意图，包括如下步骤。步骤S110，离子源产生待测离子传输到推斥模块。如图3、图4所示，图3是传统方法的离子发射示意图；图4是本专利技术实施例方法的离子发射示意图。可见，与传统单次发射飞行时间质谱仪相比，本方法多次发射离子，并使得待测离子于同一时刻到达终点。时序关系如图4所示，如果控制使得每次发射的离子都比前一次发射的离子速度快，则在某一个确定位置上，可以同时接收到多次发射的待测离子。步骤S120，推斥模块在一次预设的分析周期内以不同的推斥能量多次发射离子，使待测离子在飞行腔内飞行后通过离子阀于同一时刻到达检测系统。预设的分析周期由检测系统设定。分析周期应大于第一次发射的待测离子到达检测系统的时间，使得循环次数尽量多以提高灵敏度。分析周期小于待测离子的飞行周期，这样单位时间内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行时间质谱仪信号聚焦的方法，包括：/n离子源产生待测离子传输到推斥模块；/n所述推斥模块在一次预设的分析周期内以不同的推斥能量多次发射离子，使待测离子在飞行腔内飞行后通过离子阀于同一时刻到达检测系统；/n所述检测系统获取所述待测离子，形成质谱图；/n所述检测系统通过分析不带离子聚焦的常规模式下各所述待测离子的位置及分布情况，验证所述推斥模块的发射能量参数，以确认聚焦效果。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞行时间质谱仪信号聚焦的方法，包括：
离子源产生待测离子传输到推斥模块；
所述推斥模块在一次预设的分析周期内以不同的推斥能量多次发射离子，使待测离子在飞行腔内飞行后通过离子阀于同一时刻到达检测系统；
所述检测系统获取所述待测离子，形成质谱图；
所述检测系统通过分析不带离子聚焦的常规模式下各所述待测离子的位置及分布情况，验证所述推斥模块的发射能量参数，以确认聚焦效果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的分析周期由所述检测系统预先设定。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的分析周期应大于第一次发射的待测离子到达所述检测系统的时间。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测系统获取所述待测离子，包括所述检测系统在一个预设的分析周期内多次获取所述待测离子。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析周期可以微调以防止折叠干扰。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖小强，郜武，魏文，
申请(专利权)人：北京雪迪龙科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11