串級質譜系統及質譜設備技術方案

本申請涉及一種串級質譜系統及質譜設備，通過控制裝置對四極濾質裝置、離子控制裝置、離子阱質量分析裝置和飛行時間質量分析裝置的射頻和直流電場的聯合作用，可以實現離子的直線傳輸、轉向傳輸、離子選擇及離子解離等功能。結合控制裝置的電壓時序控制，可實現Q

Cascade mass spectrometry system and mass spectrometry equipment

【技術實現步驟摘要】
串級質譜系統及質譜設備


[0001]本申請涉及質譜分析
，特別是涉及一種串級質譜系統及質譜設備。

技術介紹

[0002]質譜分析即質譜法(Mass Spectrometry，MS)，是一種采用電場和磁場將運動的離子(帶電荷的原子、分子或分子碎片，有分子離子、同位素離子、碎片離子、重排離子、多電荷離子、亞穩離子、負離子和離子－分子相互作用產生的離子)按它們的質荷比分離后進行檢測的方法。質譜分析作為一種關鍵的分析技術，已經廣泛應用于生物醫藥、食品安全、環境科學、國防安全等領域。近年來，隨著應用對質譜儀器性能的要求越來越高，通用型單質譜儀器已經無法滿足檢測需求。
[0003]為了滿足檢測需求，多質量分析器串聯工作的新型質譜儀器應運而生。目前常見與飛行時間質量分析器(TOF)聯用的串級質譜儀器主要包括四極桿
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飛行時間質譜儀(Q
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TOF)和離子阱
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飛行時間質譜儀(IT
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TOF)。雖然Q
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TOF可同時實現目標化合物的定性、定量分析，但其只能實現二級質譜分析，對于未知結構的化合物解析仍有不足；IT
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TOF結合了離子阱的多級質譜分析功能和飛行時間質量分析器的高精確質量測定的優勢，適合用于未知樣品的檢測，但其動態范圍及定量能力較差，且分析速度不如Q
?
TOF。由此可見，傳統多質量分析器串聯工作的新型質譜儀器仍存在一定的缺陷，導致其使用可靠性較差。

技術實現思路

[0004]基于此，有必要針對傳統多質量分析器串聯工作的新型質譜儀器使用可靠性差的問題，提供一種串級質譜系統及質譜設備。
[0005]一種串級質譜系統，包括：四極濾質裝置，用于對輸入的離子進行傳輸以及離子選擇得到選擇離子；離子控制裝置，設置于所述四極濾質裝置的離子引出口，用于將所述選擇離子輸送至離子阱質量分析裝置；或對所述選擇離子進行離子碰撞后，將碰撞后的離子輸送至飛行時間質量分析裝置；離子阱質量分析裝置，設置于所述離子控制裝置的第一離子引出口，用于對所述選擇離子進行離子阱質譜分析；或對所述選擇離子進行離子阱質譜分析后，輸送回所述離子控制裝置，以使所述離子控制裝置將輸送回的離子輸送至所述飛行時間質量分析裝置；飛行時間質量分析裝置，設置于所述離子控制裝置的第二離子引出口，用于對輸入的離子進行飛行時間質譜分析；控制裝置，所述四極濾質裝置、所述離子控制裝置、所述離子阱質量分析裝置和所述飛行時間質量分析裝置分別連接所述控制裝置，所述控制裝置用于根據所選質譜分析模式，分別控制所述四極濾質裝置、所述離子控制裝置、所述離子阱質量分析裝置和所述飛行時間質量分析裝置啟動運行。
[0006]在一個實施例中，串級質譜系統還包括離子輸入裝置，所述離子輸入裝置設置于所述四極濾質裝置的離子引入口。
[0007]在一個實施例中，所述離子輸入裝置包括質譜接口器件和聚焦器件，所述聚焦器件設置于所述四極濾質裝置的離子引入口，所述質譜接口器件設置于所述聚焦器件的離子
引入口。
[0008]在一個實施例中，所述質譜接口器件包括毛細管、分子離子反應器和聚焦電極，所述毛細管用于輸入外部電離源產生的離子，所述聚焦電極設置于所述聚焦器件的離子引入口，所述分子離子反應器設置于所述毛細管和所述聚焦電極之間；或，所述質譜接口器件包括毛細管、離子漏斗和聚焦電極，所述毛細管用于輸入外部電離源產生的離子，所述聚焦電極設置于所述聚焦器件的離子引入口，所述離子漏斗設置于所述毛細管和所述聚焦電極之間。
[0009]在一個實施例中，所述飛行時間質量分析裝置包括離子聚焦調制器和飛行時間質量分析器，所述離子聚焦調制器設置于所述離子控制裝置的第二離子引出口，所述飛行時間質量分析器設置于所述離子聚焦調制器的離子引出口，所述飛行時間質量分析器連接所述控制裝置。
[0010]在一個實施例中，所述離子阱質量分析裝置包括第一端蓋電極、第二端蓋電極、中間電極和檢測器件，所述第一端蓋電極、所述第二端蓋電極、所述中間電極和所述檢測器件分別連接所述控制裝置，所述第一端蓋電極和所述第二端蓋電極相對設置，所述第一端蓋電極設置于所述離子控制裝置的第一離子引出口，所述中間電極設置于所述第一端蓋電極和所述第二端蓋電極之間，所述檢測器件設置于所述中間電極。
[0011]在一個實施例中，所述離子控制裝置包括腔體、離子引入電極、離子控制電極和離子引出電極，所述離子引入電極、所述離子控制電極和所述離子引出電極分別連接所述控制裝置，所述腔體靠近所述四極濾質裝置的一側開設有離子引入口，所述腔體靠近所述離子阱質量分析裝置的一側開設有第一離子引出口，所述腔體靠近所述飛行時間質量分析裝置的一側開設有第二離子引出口，所述腔體與開設所述第一離子引出口的側面相對的一側，還開設有緩沖氣體引入口；所述離子引入電極、所述離子控制電極和所述離子引出電極均設置于所述腔體的內部，所述離子引入電極設置于所述離子控制裝置的離子引入口，所述離子引出電極設置于所述離子控制裝置的第二離子引出口，所述離子控制電極設置于所述離子引入電極與所述離子引出電極之間。
[0012]在一個實施例中，所述離子控制電極包括第一方向控制組件、第二方向控制組件和切換電極組件，所述第一方向控制組件、所述第二方向控制組件和所述切換電極組件分別連接所述控制裝置，所述離子引入電極設置于所述第一方向控制組件的第一端，所述離子引出電極設置于所述第一方向控制組件的第二端，所述第一端與所述第二端相對設置，所述第二方向控制組件的第一端通過所述切換電極組件連接至所述第一方向控制組件，所述第二方向控制組件的第二端設置于所述離子控制裝置的第一離子引出口。
[0013]在一個實施例中，所述第二方向控制組件垂直設置于所述第一方向控制組件。
[0014]一種質譜設備，包括上述的串級質譜系統。
[0015]上述串級質譜系統及質譜設備，依次串級設置有四極濾質裝置、離子控制裝置、離子阱質量分析裝置和飛行時間質量分析裝置，控制裝置能夠根據所選取的質譜分析模式不同，分別對四極濾質裝置、離子控制裝置、離子阱質量分析裝置和飛行時間質量分析裝置進行啟動控制。當選擇四極桿
?
飛行時間質譜模式(Q
?
TOF)時，控制裝置控制四極濾質裝置、離子控制裝置和飛行時間質量分析裝置同時開啟運行，此時四極濾質裝置對輸入的離子進行離子選擇得到選擇離子后，傳輸至離子控制裝置，離子控制裝置工作在碰撞模式，對選擇離
子進行離子碰撞后，將碰撞后的離子輸送至飛行時間質量分析裝置，從而在飛行時間質量分析裝置進行飛行時間質譜分析。當選擇四極桿
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離子阱質譜模式(Q
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LIT)時，控制裝置控制四極濾質裝置、離子控制裝置和離子阱質量分析裝置同時開啟運行，此時四極濾質裝置對輸入的離子進行離子選擇得到選擇離子后，傳輸至離子阱質量分析裝置，直接在離子阱質量分析裝置中實現離子阱質譜分析。而當選擇四極桿
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種串級質譜系統，其特征在于，包括：四極濾質裝置，用于對輸入的離子進行傳輸以及離子選擇得到選擇離子；離子控制裝置，設置于所述四極濾質裝置的離子引出口，用于將所述選擇離子輸送至離子阱質量分析裝置；或對所述選擇離子進行離子碰撞后，將碰撞后的離子輸送至飛行時間質量分析裝置；離子阱質量分析裝置，設置于所述離子控制裝置的第一離子引出口，用于對所述選擇離子進行離子阱質譜分析；或對所述選擇離子進行離子阱質譜分析后，輸送回所述離子控制裝置，以使所述離子控制裝置將輸送回的離子輸送至所述飛行時間質量分析裝置；飛行時間質量分析裝置，設置于所述離子控制裝置的第二離子引出口，用于對輸入的離子進行飛行時間質譜分析；控制裝置，所述四極濾質裝置、所述離子控制裝置、所述離子阱質量分析裝置和所述飛行時間質量分析裝置分別連接所述控制裝置，所述控制裝置用于根據所選質譜分析模式，分別控制所述四極濾質裝置、所述離子控制裝置、所述離子阱質量分析裝置和所述飛行時間質量分析裝置啟動運行。2.根據權利要求1所述的串級質譜系統，其特征在于，還包括離子輸入裝置，所述離子輸入裝置設置于所述四極濾質裝置的離子引入口。3.根據權利要求2所述的串級質譜系統，其特征在于，所述離子輸入裝置包括質譜接口器件和聚焦器件，所述聚焦器件設置于所述四極濾質裝置的離子引入口，所述質譜接口器件設置于所述聚焦器件的離子引入口。4.根據權利要求3所述的串級質譜系統，其特征在于，所述質譜接口器件包括毛細管、分子離子反應器和聚焦電極，所述毛細管用于輸入外部電離源產生的離子，所述聚焦電極設置于所述聚焦器件的離子引入口，所述分子離子反應器設置于所述毛細管和所述聚焦電極之間；或，所述質譜接口器件包括毛細管、離子漏斗和聚焦電極，所述毛細管用于輸入外部電離源產生的離子，所述聚焦電極設置于所述聚焦器件的離子引入口，所述離子漏斗設置于所述毛細管和所述聚焦電極之間。5.根據權利要求1所述的串級質譜系統，其特征在于，所述飛行時間質量分析裝置包括離子聚焦調制器和飛行時間質量分析器，所述離子聚焦調制器設置于所述離子控制裝置的第二離子引出口，所述飛行時間質量分析器設置于所述離子聚焦調制器的離子引出口，所述飛行時間質量分析器連接所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃曉，朱輝，范榮榮，王攀攀，張偉，熊亮，齊彥兵，
申請(專利權)人：昆山禾信質譜技術有限公司，
類型：新型
國別省市：