CN103165396A - 离子碰撞池及离子传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了离子碰撞池，所述离子碰撞池包括：电极，所述电极的数量为偶数，所述电极围成一个中空的区域，该区域的母线与该区域的轴线间的夹角为锐角；电源，所述电源用于在所述电极上施加射频电压及直流电压。本发明具有离子停留时间短、串扰低、传输效率高、结构简单、聚焦性能好等优点。

Description

离子碰撞池及离子传输方法
技术领域
本发明涉及离子传输，特别涉及离子碰撞池及离子传输方法。
背景技术
三重四极杆质谱仪在进行串级质谱分析(MS/MS)时，母离子及碎片离子在碰撞池中的停留时间过长会造成多反应监测(MRM)不同通道间的串扰，而且可能会引起母离子与碰撞气之间的化学反应从而影响最终的分析物谱图。
目前减小离子在碰撞池中的停留时间多采用碰撞池轴向加速技术，此类技术在碰撞池轴线方向施加一个梯度电场，使得离子在轴线方向获得加速度，从而加速飞出碰撞池。
图1示意性地给出了传统多级杆碰撞池的离子轨迹，如图1所示，轴线梯度场的施加一般通过倾斜放置的加载直流电压及射频电压的多极杆来实现，或者使用加载脉冲电压及射频电压的环状电极来实现。这两种方法对于电极的安装及脉冲电压电路的设计有很高的要求。
发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种离子停留时间短、串扰低、传输效率高、结构简单、聚焦性能好的离子碰撞池。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
离子碰撞池，所述离子碰撞池包括：
电极，所述电极的数量为偶数，所述电极围成一个中空的区域，该区域的母线与该区域的轴线间的夹角为锐角；
电源，所述电源用于在所述电极上施加射频电压及直流电压。
根据上述的离子碰撞池，优选地，所述中空的区域呈圆台状。
根据上述的离子碰撞池，可选地，所述离子碰撞池进一步包括：
进口电极，所述进口电极设置在所述离子碰撞池的离子进口端；
出口电极，所述出口电极设置在所述离子碰撞池的离子出口端。
根据上述的离子碰撞池，可选地，所述电极的沿着所述中空的区域的轴线方向上的截面为阶梯状。
根据上述的离子碰撞池，优选地，所述中空的区域的内径较小的一端为离子进口端，内径较大的一端为离子出口端。
根据上述的离子碰撞池，可选地，所述电极的至少一端还围成圆筒状。
本发明的目的在于提供一种离子停留时间短、串扰低、传输效率高、聚焦性能好的离子传输方法，该发明目的是通过以下技术方案实现的：
离子传输方法，所述离子传输方法包括以下步骤：
(A1)提供离子碰撞池，所述离子碰撞池包括数量为偶数的电极，所述电极围成一个中空的区域，该区域的母线与该区域的轴线间的夹角为锐角；
(A2)在所述电极上施加射频电压和直流电压；
离子沿着所述中空的区域的轴线前进，在前进中聚焦、加速。
根据上述的离子传输方法，优选地，所述中空的区域呈圆台状。
根据上述的离子传输方法，可选地，所述电极的沿着所述中空的区域的轴线方向上的截面为阶梯状。
根据上述的离子传输方法，优选地，所述中空的区域的内径较小的一端为离子进口端，内径较大的一端为离子出口端。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、此结构易于制造和装配，此结构中的电极片可以从完整的桶装结构分割而成，装配也较多极杆结构简单。
2、通过离子光学仿真实验发现对离子束的聚焦性能优于多极杆的碰撞池结构，还可以提升离子传输效率。
3、利用一端粗一端细的桶状结构产生的轴向电势梯度驱动离子快速飞出碰撞池，这样可以显著的减少离子在碰撞池内的停留时间，从而减少多反应监测(MRM)不同通道间的串扰。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据传统多级杆碰撞池的离子轨迹示意图；
图2是根据本发明实施例1的离子碰撞池的结构简图；
图3是根据本发明实施例1的离子碰撞池的离子轨迹示意图；
图4是根据本发明实施例2的离子碰撞池的结构简图；
图5是根据本发明实施例3的离子碰撞池的结构简图。
具体实施方式
图2-5和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图2示意性地给出了本发明实施例的离子碰撞池的结构简图，如图2所示，所述离子碰撞池包括：
电极，所述电极为4个片状电极，所述电极围成一个中空的区域，该区域的母线与该区域的轴线间的夹角为锐角；所述中空的区域为圆台状，内径较小的一端为离子进口端，内径较大的一端为离子出口端；
电源，所述电源用于在所述电极上施加射频电压及直流电压，射频电压用于将离子束缚在所述中空的区域的中心轴线，直流电压用于形成轴向的加速电压及径向的聚焦电压；
进口电极，所述进口电极设置在所述离子碰撞池的离子进口端；
出口电极，所述出口电极设置在所述离子碰撞池的离子出口端。
本发明的目的在于提供一种离子停留时间短、串扰低、传输效率高、聚焦性能好的离子传输方法，所述离子传输方法包括以下步骤：
(A1)提供离子碰撞池，所述离子碰撞池包括数量为4的电极，所述电极围成一个中空的区域，该区域的母线与该区域的轴线间的夹角为锐角：所述中空的区域为圆台状，内径较小的一端为离子进口端，内径较大的一端为离子出口端；
(A2)在所述电极上施加射频电压和直流电压；射频电压用于将离子束缚在所述中空的区域的中心轴线，直流电压用于形成轴向的加速电压及径向的聚焦电压；
离子沿着所述中空的区域的轴线前进，在前进中聚焦、加速。
图3示意性地给出了离子在碰撞池内的轨迹图，如图3所示，与现有技术中的离子轨迹相比较，聚焦效果得到明显改善，同时提升了离子传输效果。
实施例2：
图4示意性地给出了本发明实施例的离子碰撞池的结构简图，如图4所示，与实施例1不同的是：
电极的两端还围成内径不同的圆筒状，内径较小的一端为离子进口端，内径较大的一端为离子出口端。
实施例3：
图5示意性地给出了本发明实施例的离子碰撞池的结构简图，如图5所示，与实施例1不同的是：
电极的一端还围成圆筒状，该圆筒的内径是整个电极围成区域内内径最小的区域，该圆筒一端为离子进口端。
上述实施例中仅是示例性地给出了电极是4个的情况，所述电极当然还可以是6个、8个等偶数个。具体实施方式及实施效果对于本领域的技术人员来说，是容易预料到的。

Claims (10)

1.离子碰撞池，其特征在于：所述离子碰撞池包括：
电极，所述电极的数量为偶数，所述电极围成一个中空的区域，该区域的母线与该区域的轴线间的夹角为锐角；
电源，所述电源用于在所述电极上施加射频电压及直流电压。
2.根据权利要求1所述的离子碰撞池，其特征在于：所述中空的区域呈圆台状。
3.根据权利要求1所述的离子碰撞池，其特征在于：所述离子碰撞池进一步包括：
进口电极，所述进口电极设置在所述离子碰撞池的离子进口端；
出口电极，所述出口电极设置在所述离子碰撞池的离子出口端。
4.根据权利要求1所述的离子碰撞池，其特征在于：所述电极的沿着所述中空的区域的轴线方向上的截面为阶梯状。
5.根据权利要求1所述的离子碰撞池，其特征在于：所述中空的区域的内径较小的一端为离子进口端，内径较大的一端为离子出口端。
6.根据权利要求1所述的离子碰撞池，其特征在于：所述电极的至少一端还围成圆筒状。
7.离子传输方法，所述离子传输方法包括以下步骤：
(A1)提供离子碰撞池，所述离子碰撞池包括数量为偶数的电极，所述电极围成一个中空的区域，该区域的母线与该区域的轴线间的夹角为锐角；
(A2)在所述电极上施加射频电压和直流电压；
离子沿着所述中空的区域的轴线前进，在前进中聚焦、加速。
8.根据权利要求7所述的离子传输方法，其特征在于：所述中空的区域呈圆台状。
9.根据权利要求7所述的离子传输方法，其特征在于：所述电极的沿着所述中空的区域的轴线方向上的截面为阶梯状。
10.根据权利要求7所述的离子传输方法，其特征在于：所述中空的区域的内径较小的一端为离子进口端，内径较大的一端为离子出口端。
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