[实用新型]小型离子阱检测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测设备，具体地说是一种利用离子阱质量分析技术，检测分析物质含量及品质的小型离子阱检测器。 

背景技术

众所周知，1911年世界第一台质谱装置诞生，40年代用于同位素测定和无机元素分析，50年代开始有机分析，60年代研究GC-MS联用技术 ，70年代计算机引入。根据离子源系统的电离方式不同，质谱仪可分为以下几种：快原子轰击离子源，基质辅助激光解吸电离源，电喷雾电离源，大气压化学电离源。质谱分析技术因其与生物及化学方法相比速度快、无污染，精度高，可广泛用于对复杂样品进行分析，在生物、制药及农副产品分析中得到广泛应用。国外发达国家的质谱仪器厂很多，竞争非常激烈，由于质谱分析技术在现场及在线分析领域的日益广泛，质谱仪器不断向专用化、小型化、固态化、模块化和快速实时方向发展。从质量分析器和离子源看，有机质量分析器分为以下几种：气相色谱-质谱联用仪、液相色谱-质谱联用仪，其他有机质谱仪主要有：基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪（MALDI-TOFMS），傅里叶变换质谱仪（FT-MS）等。但由于目前质谱仪因其功能的多样化、复杂性、精密性，因此操作复杂，价格昂贵，而且大多是大型质谱仪不便于做成微型化。 

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种基于激光激发离子源、离子阱质量分析技术、小型涡轮分子真空泵和机械泵及单片机电路系统的小型离子阱检测器。 

本实用新型可以通过如下措施达到。 

一种小型离子阱检测器，其特征是包括激光激发离子源系统、离子阱质量分析系统、真空系统、离子检测系统、数据处理系统及记录显示系统组成，激光激发离子源系统由样品室和激光器组成，离子阱质量分析系统由小型离子阱、激光器和缓冲气体通道组成，并且与激光激发离子源系统连接，真空系统由小型涡轮分子真空泵和机械泵组成，并且与激光激发离子源系统和离子阱质量分析系统连接，离子检测系统由闪烁体检测器、微电流放大器组成，并且与离子阱质量分析系统连接，数据处理系统由数据采集器、数据处理器和单片机电路组成，并且与离子检测系统连接，记录显示系统由液晶显示器组成，并且与数据处理系统连接。 

本实用新型的激光激发离子源系统采用激光照射，将制备好的样品放在样品室的载物台上，采用激光照射使大分子样品气化并初步电离然后经狭缝进入离子阱质量分析系统。光离子化作为一种电离方式，可以使电离能小于光子能量的样品分子得到电离，不同的波长可以使不同的蛋白质等大分子物质发生电离。 

本实用新型的离子阱质量分析系统由小型离子阱、激光器和缓冲气体通道组成。小型离子阱采用矩形离子阱结构，其截面被设计成矩形。矩形离子阱是一种线性离子阱，采用这种设计的原因是，矩形离子阱具有更高的离子存储能力和离子捕获效率。它结构简单，由3对平板电极构成，分别为X电极对，Y电极对和Z电极对。当此小型离子阱工作时，X电极对上分别施加一相位差180度的共振频率信号，用以辅助离子的共振逐出；Y电极对上施加一高压射频信号，用以对离子的捕获和质量分析；Z电极对上分别施加直流信号，用于对离子在轴向的捕获。小型离子阱通道安装有可以发射不同光波的激光器，使进入离子阱内的蛋白质等大分子样品气体在不同补偿光波的照射下电离产生离子，随即被小型离子阱捕获、束缚。在缓冲气体的碰撞作用下，被捕获、束缚的离子不断与其完成能量交换，最后相对稳定的存储在小型离子阱内部。缓冲气体采用高纯氦气，从缓冲气体通道进入小型离子阱。不同波长的光子在一个离子阱电离周期内连续电离样品气体分子，并被离子阱连续不断的捕获，从而实现离子的富集。小型离子阱的另一侧狭缝处连接离子检测系统用于检测弹出的离子。 

本实用新型的真空系统由小型涡轮分子真空泵和机械泵组成，并且与激光激发离子源系统和离子阱质量分析系统连接，用于对仪器抽真空。高真空是小型离子阱检测器工作不可缺少的前提，激光激发离子源系统、离子阱质量分析系统都要工作在真空条件下。本实用新型中的仪器采用微型无油涡轮分子真空泵作为后级高真空抽气设备，由于不存在油气污染和比较高的真空，因而特别有助于提高小型离子阱检测器的测量灵敏度，这对仪器很重要。真空不良，不仅导致仪器性能下降，影响分析结果，还会引起低真空放电，破坏电绝缘性，污染离子阱质量分析器，甚至损坏仪器。