[发明专利]一种四极质谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及真空设备领域，特别是一种四极质谱仪。

背景技术

质谱法目前广泛应用于各个学科领域中，其通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一个突破性进展。在众多分析测试方法中，质谱法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。目前国内外用于物质的质量分析均采用质谱技术，质谱仪器是当今科学仪器中发展前景最好的科学仪器之一，而四极杆质谱仪(又称四极质谱仪)是目前最成熟的小型质谱仪之一，其结构简单，重量较轻。仅要求离子入射能量小于某一上限，不要求入射离子实现能量聚焦，从而可引入结构简单、高灵敏度的离子源，并且适用于具有一定能量分散的离子，如二次离子。扫描速度快，可通过调节电参量实现仪器灵敏度和分辨力的调整，同一台仪器可满足不同的分析要求，这些优点使得四极质谱仪从诞生开始就备受关注，并得到了迅速发展。如在对气体微量组分进行检测方面，由于四极质谱仪属于动态质谱，仅利用纯电场工作，无需涉及磁场，因此其仅要求较小的离子入射能量，扫描速度快，结果准确。在科学研究方面四极质谱仪已成为重要的工具，如可用四极质谱仪作为离子选择、方向聚焦的前级离子导引等。因此，四极质谱仪的研发具有重要意义。

在过去的二、三十年内，质谱已经变成分析化学领域最为核心的分析技术，尤其是对生物大分子的分析。目前，质谱的重要性甚至已经超过了传统的电泳技术和液相分离等技术，质谱通常也会和这些技术结合，组成联用分析技术成为分离和分析科学方法的一项重大突破。化合物完成质谱检测所需要消耗的样品量极少，约10-12克即可，这意味着化合物可以在极低通读的条件下被检测。目前比较有代表性的应用包括对运动员体内内固醇含量的检测、对于在手术中使用了麻醉术的病人的呼吸监测、对太空中发现的分子物种的组成的确定、通过测量石油分子母体含量而勘测岩石中的石油分布、生物科技工业中对发酵过程的检测等。

质谱仪的基本原理是：首先，待分析气体样品在离子源中发生电离，得到具有不同质荷比的带电荷的离子(正离子或负离子)，然后进入电场中，根据不同质荷比的离子在电场中运动轨迹的不同而实现分离，并且依次被检测，检测到的信号经过处理，最终得到包含样品各组成的不同质荷比以及不同质荷比组分的强度信息的质谱图。通过对质谱图的分析，可以得到样品中化学成分、各成分含量、化学结构等信息。

我国目前没有国产的四极质谱仪，这不仅严重束缚了我国自然科学研究的发展，也使我国的科学研究受制于国外，难有原创性科研成果。拥有我国自主知识产权的四极质谱仪迫不及待。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种高集成度的四极质谱仪。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

一种四极质谱仪，包括：离子发生机构、四极杆过滤机构、离子检测机构和支撑连接机构；

其特征在于：

离子发生机构包括：反射极网笼、阳极栅网笼、灯丝、聚焦板、灯丝供电杆、灯丝返回杆、聚焦板对齐杆A、聚焦板连接杆、阳极对齐杆和阳极连接杆；

其中，反射极网笼和阳极栅网笼均为单端开口的柱状网笼结构；

聚焦板为片状结构，其一侧端面经螺钉连接固定于氧化铝绝缘体A上；

阳极栅网笼的网笼开口端焊接有片状结构部分；反射极网笼罩置于阳极栅网笼外部，且反射极网笼的开口端与氧化铝绝缘体A固定形成将阳极栅网笼和聚焦板包裹在内的包裹罩体；

其中，灯丝供电杆和灯丝返回杆的一端依次穿过聚焦板和氧化铝绝缘体A，灯丝返回杆顶端经螺钉连接与反射极网笼上部相连；

灯丝环绕于阳极栅网笼外侧，且一端固定于灯丝供电杆上，另一端固定于灯丝返回杆上；

聚焦板对齐杆A穿过氧化铝绝缘体A预设的通孔内连接固定于聚焦板上；

聚焦板连接杆一端穿过氧化铝绝缘体A预设的通孔内最终连接固定于聚焦板上；

阳极连接杆一端穿过氧化铝绝缘体A预设的通孔后最终固定于阳极栅网笼的片状结构上；

阳极对齐杆穿过氧化铝绝缘体A预设的通孔内最终连接固定于阳极栅网笼的片状结构上；

阳极栅网笼经通过螺钉连接固定于阳极对齐杆和聚焦板对齐杆A伸出于氧化铝绝缘体A的端部；

四极杆过滤机构包括：四极杆A、四极杆B、四极杆C、四极杆D，射频固定压片A、射频固定压片B、氧化铝绝缘体B和聚焦对齐杆B；