[发明专利]多通道式离子源及其工作方法

说明书

本发明提供了多通道式离子源及其工作方法，所述多通道式离子源包括电源；阳极内具有多个第一气体通道；阴极内具有多个贯穿的第二气体通道；所述阴极和阳极间具有第一间隙；第一密封件设置在所述阳极和阴极之间，使得所述第一间隙与外界隔离；引出电极具有多个贯穿的离子通道，所述离子通道与所述第二气体通道相对设置，所述离子通道的中心轴线穿过所述第二气体通道；所述引出电极和阴极间具有第二间隙；所述电源为所述阳极、阴极和引出电极提供电压；真空腔内设置多个离子传输单元，从所述离子通道出射的离子穿过离子传输单元；样气通道用于将样气送入所述真空腔内。本发明具有离子总量高等优点。

技术领域

本发明涉及离子源，特别涉及多通道式离子源及其工作方法。

背景技术

在以质子转移反应质谱为代表的化学电离质谱中，离子源主要实现两个功能：试剂离子的制备，以及离子分子反应的控制。理想的离子源，需要制备足够多的试剂离子以及更高的离子分子反应效率。试剂离子的产量越高，在离子分子反应区内能够与更多的待测样品分子反应高效反应，从而产生更多的产物离子，进而提高整机的灵敏度，并且试剂离子产量的最高值决定了线性范围的上限。

在质子转移反应质谱等化学电离质谱中，主要利用辉光放电源制备试剂离子，利用漂移管装置控制离子分子反应。使用这种形式的离子源主要有奥地利IONICON公司的质子转移反应质谱。在国内很多机构所发表的论文或专利中，也都报道过相类似的离子源。在上述提到的离子源中，辉光放电的内部为圆柱空心结构，漂移管为一组平行电极。在该结构中：1.等离子体在阴极的圆柱空心内部产生，电离区域有限；2.离子占据了轴心位置被引入到后级的离子分子反应室中，待测样品只能从非轴向位置引入，不利于离子分子反应室内的气体扩散。3.在漂移管结构中，只有轴向电场，径向没有电场，离子所受电场力单一，不利于离子分子的碰撞反应。

目前，主要有以下几种方式对上述问题进行改进：

1.改变放电形式，例如多针尖放电形式，或者利用磁场或射频电场加速等离子体的电子碰撞。以上都存在放电区稳定性不好的问题。并且引入电场或磁场不仅对电子有作用，对刚刚生成的离子也有影响，给离子的引出带来了难度。

2.利用多极杆结构替代漂移管结构，相比传统的漂移管结构，多极杆的使用，可以在径向方向增加射频场，不仅加大了离子分子碰撞反应的概率，也具有一定的聚焦效果。但单套多极杆，内部离子运动区有限。根据经典的多极场理论，如果增加内切圆半径(即反应区直径)，极杆结构半径也须随之加大才能满足四极场条件。实际应用中，较大直径的极杆很难加工与装配。3.在反应室末端加入离子漏斗装置中，虽然离子漏斗的聚焦作用，可以提高进入后级质量分析器的离子密度，但没有改变试剂离子的产生和离子分子反应，提升作用有限。

因此，提供一种新型的离子源，其可以产生高浓度试剂离子以及高浓度产物离子，对于提高化学电离质谱的灵敏度等关键指标，极为重要。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种多通道式离子源。

多通道式离子源，所述多通道式离子源包括电源；所述多通道式离子源包括：

阳极和阴极，所述阳极内具有多个第一气体通道；所述阴极内具有多个贯穿的第二气体通道；所述阴极和阳极间具有第一间隙，所述第一气体通道和第二气体通道相对设置，所述第一气体通道的中心轴线穿过所述第二气体通道；

第一密封件，所述第一密封件设置在所述阳极和阴极之间，使得所述第一间隙与外界隔离；

引出电极，所述引出电极具有多个贯穿的离子通道，所述离子通道与所述第二气体通道相对设置，所述离子通道的中心轴线穿过所述第二气体通道；所述引出电极和阴极间具有第二间隙；所述电源为所述阳极、阴极和引出电极提供电压；

真空腔，所述真空腔内设置多个离子传输单元，从所述离子通道出射的离子穿过离子传输单元；