本发明专利技术涉及一种基于镜像电荷信号检测的质谱分析器，包括静电离子阱，所述静电离子阱包括用于定义边界电位生成静电场的电极组，所述电极组包括若干电极，所述电极组内至少两个电极作为镜像电荷拾取电极，所述镜像电荷拾取电极之间通过电容连接，所述其中一个镜像电荷拾取电极接有镜像电荷放大器，且所述每个镜像电荷拾取电极电连接有电阻后电连接有直流电源；本发明专利技术通过每个镜像电荷拾取电极连接直流电源给镜像电荷拾取电极加电以满足离子在离子阱内进行质谱分析的条件，并通过电容将镜像电荷拾取电极连接起来，达到将多个镜像电荷拾取电极拾取的镜像电荷信号合并送到一个镜像电荷放大器中放大检测，从而减少了镜像电荷放大器的数量，降低噪声信号。降低噪声信号。降低噪声信号。
【技术实现步骤摘要】
一种基于镜像电荷信号检测的质谱分析器
[0001]本专利技术涉及静电轨道离子阱质谱仪设备领域，尤其是涉及一种静电离子阱的镜像电荷拾取电路。
技术介绍
[0002]在以静电或磁场离子阱为分析器的傅里叶变换质谱FTMS中，离子在磁场或电场的束缚下振荡运动，并使拾取电极感应出镜像电流，随着离子在电场或磁场中的连续振荡，被感应的镜像电流信号被低噪声放大器放大后，经傅里叶变换转换为频谱，由此转换成为离子的质谱。
[0003]现有的质谱分析器中，由于静电离子阱内电极之间电位的不同，质谱分析器中只选用其中一个电极作为镜像电荷拾取电极，并将其与一个镜像电荷放大器连接来拾取镜像电荷信号；或选用一对电极作为反相位的镜像电荷拾取电极与一个差分电荷放大器的两个输入端连接，而其它电极因为需要施加不同的直流电位或者电极之间的方位距离不便连接在同一个放大器上，造成镜像电荷信号的丢失和浪费。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够降低镜像电荷信号拾取丢失和浪费的基于镜像电荷信号检测的质谱分析器。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，一种基于镜像电荷信号检测的质谱分析器，包括静电离子阱和镜像电荷放大器，所述静电离子阱包括用于定义边界电位生成静电场的电极组，所述电极组包括若干个电极，所述电极组中的部分电极作为镜像电荷拾取电极与镜像电荷放大器配合拾取镜像电荷信号，所述电极组包括至少一组拾取电极组件，所述拾取电极组件包括至少两个拾取镜像电荷信号相位相近的镜像电荷拾取电极；所述拾取电极组件内的每个镜像电荷拾取电极通过电阻器件电连接有用以保证离子阱内电场满足阱内离子进行质谱分析条件的直流电压，且每组拾取电极组件内不同电位的镜像电荷拾取电极之间通过电容电连接，同时，所述拾取电极组件内的其中一个镜像电荷拾取电极与镜像电荷放大器的输入端电连接。
[0006]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将相位相近的镜像电荷拾取电极通过电容接在同一个电荷放大器的输入端，并通过电阻器件和直流电压给镜像电荷拾取电极加电以满足离子在离子阱内进行质谱分析的条件，达到离子阱内多个电极拾取镜像电荷信号，获得更强的镜像电荷信号，减少镜像电荷信号的丢失和浪费。
[0007]作为优选的，所述镜像电荷放大器为差分放大器，所述电极组的若干个电极分别为两个对称设置且拾取镜像电荷信号相位相反的外壳电极以及对称设置在两个外壳电极内的内电极，所述外壳电极以及外壳电极内至少一个内电极作为镜像电荷拾取电极组成所述拾取电极组件，所述两个外壳电极作为镜像电荷拾取电极分别接在差分放大器的正、负输入端，同一组拾取电极组件内作为镜像电荷拾取电极的内电极与外壳电极之间通过电容
电连接，如此，内电极与外壳电极拾取的镜像电荷信号汇集在一起输入差分放大器，增强了镜像电荷信号的信号强度。
[0008]作为优选，所述镜像电荷放大器为低噪声放大器，所述电极组为若干个电极组成的两组同轴设置的环形电极阵列，所述每组环形电极阵列为多个电极组成的同轴圆环结构，若干个所述电极均可作为镜像电荷拾取电极与镜像电荷放大器配合拾取镜像电荷信号，其中一个镜像电荷拾取电极作为中央镜像电荷拾取电极设在两组环形电极阵列的中轴处，且中央镜像电荷拾取电极穿设两组环形电极阵列；同一拾取电极组件内的镜像电荷拾取电极通过电容与中央镜像电荷拾取电极电连接，通过中央镜像电荷拾取电极将两组环形电极阵列中的镜像电荷拾取电极通过电容耦合连接到一个镜像电荷放大器中，并且，中央镜像电荷拾取电极的设置还能够增加拾取的镜像电荷的电荷量，降低离子之间的电荷相互作用力，提高镜像电荷信号检测的灵敏度。
[0009]作为优选的，在所述电极组内，通过电容电连接的镜像电荷拾取电极之间相邻近。
[0010]作为优选的，所述直流电压包括通过电阻器件与中央镜像电荷拾取电极电连接的第一直流电压，第二直流电压和第三直流电压，其中，所述第二直流电压通过电阻器件与连接镜电荷放大器的镜像电荷拾取电极电连接，所述第三直流电压通过电阻器件与同一拾取电极组件内其他的镜像电荷拾取电极连接。
[0011]作为优选，所述保证离子阱内的电场满足阱内离子进行质谱分析条件包括：
[0012]①
分析正离子时，第一直流电压高于第二直流电压形成电位差；
[0013]②
分析负离子时，第一直流电压低于第二直流电压形成电位差。
[0014]通过形成的正电位差或负电位差能够使离子阱内部空间形成的电场有助于离子的时间和空间的聚焦。
[0015]作为优选，所述中央镜像电荷拾取电极为直径小于1.5mm的圆柱形电极。
[0016]作为优选，所述相位相近的镜像电荷拾取电极为所拾取的镜像电荷拾取信号的基频相位差小于30
°
的镜像电荷拾取电极。
[0017]作为优选，所述电阻器件为电阻、电感、电阻与电感串联。
附图说明
[0018]图1为本专利技术具体实施例1的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术具体实施例2的结构示意图示意图；
[0020]图3为本专利技术具体实施例2的中央镜像电荷拾取电极直流电位高于毗邻的镜像电荷拾取电极直流电位时的电位分布图；
[0021]图4为本专利技术具体实施例2的中央镜像电荷拾取电极直流电位与毗邻的镜像电荷拾取电极直流电位相等时的电位分布图；
[0022]图5为本专利技术具体实施例2中环形电极阵列的结构示意图。
[0023]如图所示：1、电极组；1
‑
1、电极；1
‑1‑
1、外壳电极；1
‑1‑
2、内电极；2、镜像电荷拾取电极；3、拾取电极组件；4、电容；5、镜像电荷放大器；6、电阻器件；7、直流电压；7
‑
1、第一直流电压；7
‑
2、第二直流电压；8、中央镜像电荷拾取电极。
具体实施方式
[0024]以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述专利技术，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本专利技术保护范围并不受限于该具体实施方式。
[0025]本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的公开中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]具体实施例1
[0027]如图1所示，一种基于镜像电荷信号检测的质谱分析器，包括静电离子阱和用于拾取静电离子阱内镜像电荷信号的镜像电荷放大器5，所述静电离子阱包括用于定义边界电位生成静电场的电极组1，所述电极组1包括若干电极1
‑
1，若干个电极1
‑
1均可作为镜像电荷拾取电极2与镜像电荷放大器5配合拾取镜像电荷信号，所述电极组1包括至少一组拾取电极组件3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于镜像电荷信号检测的质谱分析器，包括静电离子阱和镜像电荷放大器(5)，所述静电离子阱包括用于定义边界电位生成静电场的电极组(1)，所述电极组(1)包括若干个电极(1
‑
1)，其特征在于，若干个电极(1
‑
1)均可作为镜像电荷拾取电极(2)与镜像电荷放大器(5)配合拾取镜像电荷信号，所述电极组(1)包括至少一组拾取电极组件(3)，所述拾取电极组件(3)包括至少两个拾取镜像电荷信号相位相近的镜像电荷拾取电极(2)；所述拾取电极组件(3)内的每个镜像电荷拾取电极(2)通过电阻器件(6)电连接有用以保证离子阱内电场满足阱内离子进行质谱分析条件的直流电压(7)，且每组拾取电极组件(3)内不同电位的镜像电荷拾取电极(2)之间通过电容(4)电连接，同时，所述拾取电极组件(3)内的其中一个镜像电荷拾取电极(2)与镜像电荷放大器(5)的输入端电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于镜像电荷信号检测的质谱分析器，其特征在于，所述镜像电荷放大器(5)为差分放大器，所述电极组(1)的若干个电极(1
‑
1)分别为两个对称设置且拾取镜像电荷信号相位相反的外壳电极(1
‑1‑
1)以及对称设置在两个外壳电极(1
‑1‑
1)内的内电极(1
‑1‑
2)，所述外壳电极(1
‑1‑
1)以及外壳电极(1
‑1‑
1)内的至少一个内电极(1
‑1‑
2)作为镜像电荷拾取电极(2)组成所述拾取电极组件(3)，所述两个外壳电极(1
‑1‑
1)作为镜像电荷拾取电极(2)分别接在差分放大器的正、负输入端，同一组拾取电极组件(3)内作为镜像电荷拾取电极(2)的内电极(1
‑1‑
2)与外壳电极(1
‑1‑
1)之间通过电容(4)电连接。3.根据权利要求1所述的一种基于镜像电荷信号检测的质谱分析器，其特征在于，所述镜像电荷放大器(5)为低噪声放大器，所述电极组(1)为若干个电极(1<...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁力，王伟民，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：
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