[发明专利]一种小型离子阱质谱仪的射频电压施加方法

说明书

本发明公开了一种小型离子阱质谱仪的射频电压施加方法,用两个独立的射频电源有区别的在小型离子阱质谱仪的不同时序阶段向离子阱施加电压，以使离子阱在不同时序阶段工作于不同的离子处理模式。其中在冷却时序阶段，使射频电源施加在小型离子阱质谱仪上的射频电压与质谱仪腔体内的气压变化相耦合，以降低腔体内离子损失，提高仪器信号强度，降低检测限。

技术领域

本发明涉及质谱仪控制方法领域，具体是一种小型离子阱质谱仪的射频电压施加方法。

背景技术

质谱仪是用来测定离子的质荷比及其丰度的仪器，质谱仪的结构一般包括离子源、离子阱和检测器，其中的离子阱依据不同方式将离子源中产生的样品离子按质荷比大小分开。离子阱位于离子源和检测器之间，最终被电离的离子由检测器接收检测。

小型离子阱质谱仪的工作过程按时序可分为进样、冷却、扫描和空闲四个时序阶段，也即离子在离子阱内运动的四个阶段：离子入射、冷却、质量分析以及清除阶段。常用的小型离子阱多为矩形离子阱机构，在矩形离子阱内部X向两端分别设置电极，当在X向两个电极加载共振激发电压AC时形成X向电场，在矩形离子阱内部Y向两端分别设置电极，当在Y向两个电极加载射频电压RF时形成四极束缚电场。某一质量范围的离子入射离子阱内后，在冷却时序阶段，在特定大小的冷却束缚电场以及真空腔体内背景气条件下，被离子阱捕获并存储。离子累积到一定数目后进入扫描时序阶段，此时调整AC和RF的电压值以进行扫描，离子按照质量从高到低依次离开离子阱并被检测器检测到。

现有的质谱仪中，进样、冷却、扫描和空闲四个时序阶段使用了同一个射频电源提供射频电压。整个质谱检测时序中，在冷却时序阶段对离子冷却束缚时，离子的损失较为严重，使得最终整个仪器的离子检出限无法降低。因此提高冷却阶段的离子束缚效率至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种小型离子阱质谱仪的射频电压施加方法，以解决现有技术质谱仪离子阱中冷却时序阶段离子损失严重的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种小型离子阱质谱仪的射频电压施加方法，所述离子阱中由X向的一对电极加载射频电压后形成X向的电场，并由Y向的一对电极加载射频电压后形成Y向的电场，在离子阱的冷却时序阶段，控制一个电场对应的射频电压，使受控射频电压对应的电场变化与冷却时序阶段离子阱内部气压变化相耦合。

本发明中，使用一个独立的射频电源，在冷却时序阶段向X向上的两电极加载射频电压；或者，在冷却时序阶段向Y向上的两电极加载射频电压；或者，在冷却时序阶段同时向X向和Y向上的电极加载射频电压。

本发明冷却时序阶段，由射频电源提供的射频电压幅值始终小于或等于500V，同时针对不同进样目标物改变射频电源谐振频率上限值为2.5MHz，以达到更好的冷却效果。

本发明中，在冷却时序阶段，控制射频电压使之在冷却时序阶段先恒定、再增大；或者控制射频电压使之在冷却时序阶段渐变增大，并且前期渐变增大速率小于后期渐变增大速率；或者控制射频电压使之在冷却时序阶段多次突变增大。

本发明同时使用另一个独立的射频电源，在扫描时序阶段向Y向上的两电极加载射频电压。扫描时序阶段，由射频电源提供的射频电压大于或等于2000V。

本发明可采用两个独立的射频电源给同一个离子阱时序的不同阶段有区别的施加射频电压，具体包括在冷却时序阶段使用一个射频电源，在扫描时序阶段使用另一个射频电源；