[发明专利]八电极线性离子阱质量分析器

说明书

本发明提供了一种八电极线性离子阱质量分析器，其由八个柱状电极围成和至少两个端盖电极围成：八个柱状电极的内侧表面形状任意，所述八电极线性离子阱质量分析器的材料为导电的金属材料或为镀有导电涂层的绝缘材料，每两个柱状电极为一组，共四组柱状电极，两两平行放置；端盖电极的中央设有至少一个通孔，两个端盖电极分别列于柱状电极的两端。本发明将八个电极结构代替传统的四个电极结构，使得工作电压的施加方式更加灵活多样，同时也可以实现更多新功能。

技术领域

本发明涉及一种质量分析器，具体地，涉及一种八电极线性离子阱质量分析器。

背景技术

质谱仪作为现代分析系统的重要代表之一，是一种用于检测物质化学成分的高灵敏度、高分辨率的仪器，被广泛应用于蛋白质分子的氨基酸序列、药物分子在生物体内的代谢过程、蛋白质-蛋白质互相作用以及蛋白质分子折叠动力学过程等众多方面的测定，同时也是化学分析、食品安全、制药、环境监测、爆炸物监测等领域的主要分析工具之一。

质量分析器是质谱仪的核心部件，决定质谱仪的分析性能。不同种类的质谱仪使用不同的质量分析器，这些质量分析器实现离子质荷比分离的方式也不相同。目前，常用的质量分析器有扇形磁质量分析器(magnetic sector)、飞行时间质量分析器(TOF)、四极杆质量分析器(QMF)、离子阱质量分析器(Ion Trap)、傅里叶变换质量分析器(FT-ICR)和轨道离子阱质量分析器(Orbitrap)等。在众多质量分析器中，离子阱质量分析器具有结构简单、对真空度要求低、能进行多级串联质谱分析等优点，展现出独特的发展优势。传统的质量分析器分为三维离子阱和线性离子阱两种，其中线性离子阱(LIT)具有较高的离子捕获效率和离子存储效率，可在很大程度上避免空间电荷效应。鉴于目前质谱仪器研发的方向以及对于小型化、便携化、高通量分析方法和自主知识产权的需求，线性离子阱成为研究领域的热点。

传统线性离子阱由六个电极组成，包括两个平面端盖电极和四个双曲面柱状电极。双曲面结构要求的机械加工精度和装配精度极高，一般要求机械误差在几个微米以内，同时成本较高，这就造成了目前离子阱质谱仪的价格昂贵，难以推广和普及。近年来，研制小型化、价格低廉化的小型离子阱质谱仪成为质谱领域的热点，也因此产生了较多简化电极结构的线性离子阱。Cooks等提出的矩形离子阱(RIT)结合了圆柱形离子阱(CIT)的简单结构与线性离子阱(LIT)储存能力强的优点，仅由六个平面电极围成，取代了传统的双曲面结构，其加工和装配都较为简便。矩形离子阱的简单结构和较优的分析性能使其成为小型化质谱仪中质量分析器的首选，已经被成功应用于制作小型台式质谱仪和便携式质谱仪。Ding等报道的具有复合电极结构的印刷电路板矩形离子阱质量分析器(PCB ion trap)，由两个平面端盖电极和四个特制的PCB板围成，获得了较高的质量分辨率和较大的质量范围，且其结构简单，价格低廉，加工技术和方法较为成熟。Li等在PCB离子阱的基础上报道了PCB阵列离子阱，包含多个离子质量分析通道，且每个质量分析通道都具有离子储存和质量分析等功能，满足了目前分析领域对高通量质谱仪的要求。Xiao等报道了一种新型三角阱电极结构线性离子阱，由四个三角柱状电极和两个平面电极组成，所有电极均为平面电极，具有良好的离子存储和质量分析能力。当扫描速度为1307Th/s时，m/z为609Th的离子质量分辨率可达1500。

以上新型线性离子阱虽然简化了电极结构，但是由电极简化而引入的高阶场成分会对质量分析器性能造成较大的影响。此外，另一个影响线性离子阱分析性能的重要因素在于，出射方向的电极上不可避免地需要开设的离子出射槽，破坏了整个电极的完整性，在内部电场中引入非线性的高阶场成分，导致阱内的四极场发生畸变，从而降低线性离子阱的分析性能。同时，四个电极的传统结构限制了射频电压施加方式的灵活性和多样性，很难通过优化射频电压的施加方式来优化线性离子阱的分析性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种八电极线性离子阱质量分析器。