关键词：质谱；多级；专利
轨迹稳定型动态分光仪是的质谱仪中的一种，至今己研制出几大类轨迹稳定型动态分光仪，即单极质谱计、四极式质量分析仪、多极质谱计、线振质谱仪型，其中四极式质量分析仪是国内外研究最多的一种[1-2]。轨迹稳定型动态分光仪的结构主要包括进样系统，离子源，质量分析器，检测器以及计算机。而其主要性能主要围绕质量范围、分辨率、灵敏度、精确度、准确度等重要参数，因此，通过对专利量分析，目前研究者对轨迹稳定型动态分光仪的研究主要还是围绕影响轨迹稳定型动态分光仪性能参数和问题，如提高离子传输率、提高分辨率、探测灵敏度、小型化装置、精度高、降低成本几方面进行开展。本文主要分析提高离子传输率的发展概况。
1.提高离子传输率
（1）通孔覆盖有栅网
现在常规的静电四极杆结构是由一组表面光滑的不锈钢片组成，杆上施有直流电压，电压极性正负均可。相邻杆间留有一定间隙作为抽气口，以保证静电四极杆装置内部的真空度，避免真空度过低。为防止电场渗透，调节样品离子束按照特定方向出射静电四极杆，需要要求杆间间隙尽可能小；然而由于静电四极杆内部的真空要求，又期望尽可能大的杆间隙作为出气口。因此，该种结构难以同时满足真空和电场条件的需求。为了解决BSI图像传感器中不可避免的硅基板减薄的技术问题，CN103400743A提出一种栅网式静电四极杆装置结构简单，在增设了栅网后，在保证内部电场的同时，能有效增大抽气的速率，提高气体流速，使得能够将尽可能多的中性分子抽出装置之外，从而保证本发明内部的真空度。而且，本发明不仅能使样品离子传输效率得到提高，还能减少离子能量分散，有助于仪器灵敏度和分辨率的提升。图3-1-1中一种栅网式静电四极杆装置，包括四个极杆1和两个极板2，所述四个极杆1设于两个极板2之间，所述的四个极杆1均匀分布设置且合围形成空腔，所述极板2上设有小孔21,两个相邻的极杆1之间留有间距，所述极杆1设有通孔11，所述通孔11覆盖有栅网3。
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图3-1-1 栅网式静电四极杆装置的结构示意图
（2）弯曲多级杆
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。聚光科技(杭州)股份有限公司提出，弯曲的多级杆导引装置41，如四级杆，所述多级杆导引装置用于将所述ICP源射出的离子的传输方向偏转并进入所述质量分析器，防止光子和中性粒子进入质量分析器而干扰检测。图3-1-2离子离轴传输功能的ICP-MS分析系统的基本结构图，优选地，所述多级杆弯曲90度。弯曲的四极杆导引装置的前段构成相对封闭的空间同时作为碰撞反应池使用。可以通过引入碰撞聚焦效益，压缩离子空间分布和能量分布，进一步提高离子传输效率。
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图3-1-2离子离轴传输功能的ICP-MS分析系统的基本结构图
（3）四极杆电极直径不同
为了提供一种可以改善四极杆电极系统的离子传输效率的四极杆电极系统。图3-1-3为复旦大学所使用的四极杆电极系统截面示意图，201，202，203和204分别为四根圆柱形的电极杆，r1，r2，r3，r4分别代表四根圆柱形电极的半径。电极201，202，203，204与圆205向外切，其半径为R。206和207为此内切圆205的两相互垂直的中心线。X方向上的二根电极杆201和203的中心都落在中心线206上，Y方向上的电极杆202的中心落在中心线207上，电极杆203的中心落在偏离中心线207θ角的方向上。四根圆柱形电极的半径以及内切圆的半径符合r1=r2=r3〈r4，R/r1=1的关系，这样做的目的是为了在四极电场中加入高阶场成分，进而改变四极杆电极系统的性能。
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图3-1-3 四极杆电极系统截面示意图
2． 结语
轨迹稳定型动态分光仪是目前较为主流的质谱仪之一，随着使用需求的继续扩大，轨迹稳定型动态分光仪将拥有更加广阔的市场。通过上面的分析可以看出，为了提高离子传输率，可以通过通孔覆盖有栅网，弯曲多级杆，四极杆电极直径不同等几个方面来优化。
参考文献
[1] 韩文念，质谱仪小型化技术研究：[硕士学位论文]，天津；天津大学，2007
[2] 唐国强，四极质谱仪新型工作方式研究：[硕士学位论文]，天津；天津大学，2008
论文作者:吕莎莎
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第17期
论文发表时间:2020/3/4
标签：分光仪论文; 电极论文; 离子论文; 质谱仪论文; 所述论文; 轨迹论文; 稳定论文; 《科学与技术》2019年第17期论文;