CN115732308A - 一种离子软沉积装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化合物表征技术领域，尤其涉及一种离子软沉积装置。包括软沉积腔体及由上至下设置于软沉积腔体内的离子准直透镜组和传动底座，其中软沉积腔体的顶部设有与准直透镜组同轴线的通孔，通孔用于沉积离子的引入；传动底座可水平移动，传动底座上设有软沉积靶和MCP荧光屏，MCP荧光屏用于对沉积离子进行束斑成像；软沉积靶用于沉积离子的沉积。本发明通过离子减速控制离子沉积能量，通过MCP荧光屏进行离子可视化成像，减小束斑提升单位面积沉积效率，可辅助制备质谱实现更高效的样品制备。

Description

一种离子软沉积装置

技术领域

本发明涉及化合物表征技术领域，尤其涉及一种离子软沉积装置。

背景技术

制备质谱(pMS)是一种高纯的分子制备技术，特别是离子软着陆技术的提出，使得pMS可以用在生物大分子或合成大分子的制备领域，具有广阔的应用前景。离子在沉积之前处于高速运动中，如何有效降低离子动能，并且在减少沉积碎片化的同时保证单位时间内离子的最佳沉积效率是制备质谱的核心问题之一，其中离子软沉积装置的设计至关重要。

通过在专利和论文的检索，检索到的涉及离子软沉积或软着陆的相关专利为：1.COOKs和欧阳证2003年公开了一种制备生物或其他分子阵列的系统和方法，其是通过将生物分子转化成气相离子，基于质量/电荷比和/或迁移率进行分离，并收集分离的离子。所述系统包括多元电喷雾离子源用于产生电离的样品流，将其导入线性离子阱用于分离。分离的样品通过聚焦透镜以沉积在底物的点上。该专利主要着重介绍整体制备方法，并没有对离子软沉积装置的设计如何高效实现软沉积进行详细说明。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种离子软沉积方案，通过将离子减速透镜及MCP荧光屏成像系统与软沉积相结合以提升离子软沉积效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种离子软沉积装置，包括软沉积腔体及由上至下设置于软沉积腔体内的离子准直透镜组和传动底座，其中软沉积腔体的顶部设有与准直透镜组同轴线的通孔，通孔用于沉积离子的引入；传动底座可水平移动，传动底座上设有软沉积靶和MCP荧光屏，MCP荧光屏用于对沉积离子进行束斑成像；软沉积靶用于沉积离子的沉积。

所述传动底座的顶部沿X方向设置两个方形凹槽，所述软沉积靶和所述MCP荧光屏分别置于两个方形凹槽内，且软沉积靶的上表面和MCP荧光屏的上表面置于同一平面上。

所述传动底座为一长方体状金属块，所述传动底座通过导线与地电位相连或接地。

所述传动底座与沿X方向设置的传动杆连接，传动杆贯穿所述软沉积腔体的侧壁，且传动杆可相对软沉积腔体的侧壁沿X方向滑动。

所述软沉积靶为圆形平板状结构的导电金属；

所述软沉积靶通过导线与电流计相连，电流计用于检测沉积电流；电流计通过导线与直流高压电源相连，直流高压电源用于提供减速电压。

所述传动底座的顶部设有金属栅网。

所述金属栅网的材质为不锈钢或表面镀有导电涂层的材料。

所述离子准直透镜组包括由上至下设置的偏转透镜和单透镜。

所述单透镜由三个依次间隔且同轴设置的圆环电极组成；所述偏转透镜由同圆心对称排布的四个1/4圆环电极组成。

所述离软沉积腔体提供1×10^-3Pa的真空环境。

本发明的优点及有益效果是：本发明巧妙的将离子减速透镜及MCP荧光屏成像系统与软沉积相结合，一方面通过离子减速控制离子沉积能量，另一方面通过MCP荧光屏进行离子可视化成像，减小束斑提升单位面积沉积效率。本发明可辅助制备质谱实现更高效的样品制备，在生物大分子、合成大分子等制备质谱结构表征领域具有广阔的应用前景。

附图说明

附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明实施例中的一种离子软沉积装置的整体结构示意图；

图中：1为沉积离子，2为软沉积腔体，3为传动底座，4为传动杆，5为软沉积靶，6为电流计，7为直流高压电源，8为MCP荧光屏，9为地电位，10为金属栅网，11为离子准直透镜组，12为通孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1所示，本发明实施例提供一种离子软沉积装置，包括软沉积腔体2及由上至下设置于软沉积腔体2内的离子准直透镜组11和传动底座3，其中软沉积腔体2的顶部设有与准直透镜组11同轴线的通孔12，通孔12用于沉积离子1的引入；传动底座3可水平移动，传动底座3上设有软沉积靶5和MCP荧光屏8，MCP荧光屏8用于对沉积离子1进行束斑成像；软沉积靶5用于沉积离子1的沉积。

本发明的实施例中，传动底座3的顶部沿X方向设置两个方形凹槽，软沉积靶5和MCP荧光屏8分别置于两个方形凹槽内，软沉积靶5的上表面和MCP荧光屏8的上表面置于同一平面上，且与传动底座3的上表面平行。

具体地，传动底座3为一长方体状金属块，传动底座3通过导线与地电位9相连或接地

进一步地，本发明的实施例中，传动底座3与沿X方向设置的传动杆4连接，传动杆4贯穿软沉积腔体2的侧壁，且滑动密封相连，传动杆4可相对软沉积腔体2的侧壁沿X方向滑动，从而将软沉积靶5或MCP荧光屏8移动至离子准直透镜组11的下方。

本发明的实施例中，软沉积靶5为圆形平板状结构的导电金属；软沉积靶5通过导线与电流计6相连，电流计6用于检测沉积电流；电流计6通过导线与直流高压电源7相连，直流高压电源7用于提供减速电压。

进一步地，本发明的实施例中，传动底座3的顶部设有金属栅网10。

具体地，金属栅网10的材质为不锈钢或表面镀有导电涂层的材料。优选地，金属栅网10的材质为316L不锈钢。

本发明的实施例中，离子准直透镜组11包括由上至下设置的偏转透镜和单透镜。单透镜由三个依次间隔且同轴设置的圆环电极组成；偏转透镜由同圆心对称排布的四个1/4圆环电极组成。它们平行、间隔、同轴设置,具有离子会聚和角度调整功能。

本发明的实施例中，以向右为X方向、向上为Y方向，如图1所示；软沉积腔体2为一中空腔体，顶部通孔12为圆形孔，软沉积腔体2用于提供1×10^-3Pa的真空环境。直流高压电源7为精密直流电源；电流计6为皮安电流计。

进一步地，工作时，通过滑动传动杆4将传动底座3平移至左边，此时MCP荧光屏8置于离子准直透镜组11正下方，可对离子束1进行束斑成像，从而辅助离子准直透镜组11对离子束1的强度及束斑大小进行调谐；调谐完成后，通过滑动传动杆4将传动底座3平移至右边，此时软沉积靶5置于离子准直透镜组11正下方，通过直流高压电源7对软沉积靶5施加反向电场，从而控制离子沉积速度，并通过电流计6记录沉积离子流，进而计算出沉积的分子数量。

优选地，直流高压电源7选择spellman MPS系列电源模块；电流计为吉时利皮安电流计。

本发明提供的一种离子软沉积装置，工作在1×10-3Pa的真空下，可用于各类制备质谱中的离子高效、无损沉积制备。本发明巧妙的将离子减速透镜及MCP荧光屏成像系统与软沉积相结合，一方面通过离子减速控制离子沉积能量，另一方面通过MCP荧光屏进行离子可视化成像，减小束斑提升单位面积沉积效率。本发明可辅助制备质谱实现更高效的样品制备，在生物大分子、合成大分子等制备质谱结构表征领域具有广阔的应用前景。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种离子软沉积装置，其特征在于，包括软沉积腔体(2)及由上至下设置于软沉积腔体(2)内的离子准直透镜组(11)和传动底座(3)，其中软沉积腔体(2)的顶部设有与准直透镜组(11)同轴线的通孔(12)，通孔(12)用于沉积离子(1)的引入；传动底座(3)可水平移动，传动底座(3)上设有软沉积靶(5)和MCP荧光屏(8)，MCP荧光屏(8)用于对沉积离子(1)进行束斑成像；软沉积靶(5)用于沉积离子(1)的沉积。

2.根据权利要求1所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述传动底座(3)的顶部沿X方向设置两个方形凹槽，所述软沉积靶(5)和所述MCP荧光屏(8)分别置于两个方形凹槽内，且软沉积靶(5)的上表面和MCP荧光屏(8)的上表面置于同一平面上。

3.根据权利要求2所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述传动底座(3)为一长方体状金属块，所述传动底座(3)通过导线与地电位(9)相连或接地。

4.根据权利要求2所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述传动底座(3)与沿X方向设置的传动杆(4)连接，传动杆(4)贯穿所述软沉积腔体(2)的侧壁，且传动杆(4)可相对软沉积腔体(2)的侧壁沿X方向滑动。

5.根据权利要求2所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述软沉积靶(5)为圆形平板状结构的导电金属；

所述软沉积靶(5)通过导线与电流计(6)相连，电流计(6)用于检测沉积电流；电流计(6)通过导线与直流高压电源(7)相连，直流高压电源(7)用于提供减速电压。

6.根据权利要求2所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述传动底座(3)的顶部设有金属栅网(10)。

7.根据权利要求6所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述金属栅网(10)的材质为不锈钢或表面镀有导电涂层的材料。

8.根据权利要求1所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述离子准直透镜组(11)包括由上至下设置的偏转透镜和单透镜。

9.根据权利要求8所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述单透镜由三个依次间隔且同轴设置的圆环电极组成；所述偏转透镜由同圆心对称排布的四个1/4圆环电极组成。

10.根据权利要求1所述的离子软沉积装置，其特征在于，所述离软沉积腔体(2)提供1×10^-3Pa的真空环境。

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