[发明专利]电感耦合等离子体质谱仪及碰撞反应池

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于质谱仪的碰撞反应池，本发明还涉及一种具有该碰撞反应池的电感耦合等离子质谱仪。

背景技术

近年来电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)技术发展相当迅速，广泛应用于地质、高纯材料、核工业、生物、医药、冶金、石油、农业、食品、化学计量学等领域，是目前公认的最强有力的元素分析技术。

采用电感耦合等离子质谱仪测定痕量元素或同位素比值时，进入质谱仪的多原子离子、中性分子和光子会影响分析结果的准确性。目前比较常用的方法是目前常用的技术手段是引入碰撞反应池。碰撞反应池是设置在离子透镜和质量分析器之间的一种桶形装置，包括腔体，腔体内部充入一种碰撞或反应性气体，维持在比周围真空腔内压力稍高的增压状态。当离子束穿过碰撞室时，多原子离子与气体发生碰撞或反应，动能降低或质量数发生变化，通过动能区分(KED)或质量区分(MD)与分析离子分开。

为束缚离子在碰撞室内的运动轨迹，碰撞室内需有一连接离子出入口的离子导引装置。对离子导引内的电场分布做多极展开，其中起质量分辨作用的是四极场，其余统称为高阶场。相应地，传统的离子导引装置通常为产生四极场的四极杆装置、产生高阶场的六极杆或八极杆装置。四极杆装置使用四根电极杆，质量区分效果最好，但离子传输效率弱于六极杆或八极杆装置。传统的离子导引装置包括四根、六根或八根截面呈圆形的直杆状的电极杆传统的直杆式离子导引装置因为离子入口正对着离子出口，在传输离子的同时，中性分子和光子也有可能穿过导引装置，不能有效地消除由中性分子和光子造成的干扰。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够有效消除多原子离子、中性分子以及光子的干扰的碰撞反应池。

本发明的另一目的在于提供一种具有该碰撞反应池的电感耦合等离子质谱仪。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种碰撞反应池，用于电感耦合等离子体质谱仪，包括一腔体以及位于所述腔体内的离子导引装置，所述腔体具有供离子进入该腔体内的离子入口、供离子离开腔体的离子出口以及能够向腔体内通气的进气口，所述离子出口偏离于离子由该离子入口进入腔体时的行进路径，所述离子导引装置形成一个用于导引离子由所述离子入口运动至离子出口的弯曲离子通道，其中，所述弯曲离子通道上具有两个能够依次导引离子沿弯曲方向相反的行进路径运动的弯折导引部。

根据本发明的一实施方式，所述离子导引装置包括设置于所述腔体内的至少四根弯曲的电极杆，所述电极杆围合成的空间为所述弯曲离子通道。

根据本发明的一实施方式，所述电极杆的横截面为圆形、双曲面形、椭圆形、梯形或阶梯形中的一种或多种。

根据本发明的一实施方式，所述离子导引装置的弯折导引部为两个间隔设置的能够改变离子行进方向的静电偏转透镜。

根据本发明的一实施方式，所述离子导引装置的弯折导引部包括两个间隔设置的能够改变离子行进方向的磁铁。

根据本发明的一实施方式，所述离子入口的外侧设有入口透镜，离子出口的外侧设有出口透镜。

根据本发明的一实施方式，所述离子导引装置能够导引所述离子从离子出口离开所述腔体时的行进路径与所述离子进入腔体时的行进路径相平行。

根据本发明的另一个方面，一种电感耦合等离子体质谱仪，包括上述的碰撞反应池。

根据本发明的一实施方式，所述碰撞反应池前设有一个引入透镜、4片半圆形的静电偏转透镜以及3片静电透镜，所述引入透镜的中心孔偏离所述 静电透镜的中心孔。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明碰撞反应池，在腔体内设置离子导引装置，且离子导引装置具有两个导引弯折导引部，这样使得离子从离子出口离开腔体时行进方向大致平行于离子从离子入口进入腔体时的行进路径，并且能够消除多原子离子、中性分子和光子的干扰。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明一实施方式的碰撞反应池的示意图；

图2是本发明另一实施方式的碰撞反应池的示意图；

图3是本发明一实施方式的电感耦合等离子质谱仪的示意图。