質譜分析方法及具有大氣壓接口的質譜分析裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及質譜分析領域，特別是一種質譜分析方法及具有大氣壓接口的質譜分析裝置。
【背景技術】
[0002]質譜儀的質量分析器工作在高真空環(huán)境中，隨著各種大氣壓環(huán)境下離子源的出現，需要將大氣壓下產生的離子，傳輸到高真空環(huán)境中的質量分析器中。針對此需求，人們開發(fā)出了在大氣和真空環(huán)境之間傳輸離子的大氣壓接口裝置。大氣壓接口裝置安裝在真空腔體的一端，具有一個小型通道(可以為小孔或小管)，小型通道的一面面向大氣壓環(huán)境，用于接收來自大氣壓離子源產生的離子；另一面面向真空腔體。小孔或小管的直徑通常小于1_，用于限制大氣環(huán)境進入真空腔體的氣流通過量；小孔所在的真空腔體，用真空栗抽取以得到高真空環(huán)境，在小孔或小管之后的真空腔體內，依次安裝各種離子傳輸部件，例如直流電壓驅動的離子透鏡或交流電壓驅動的多級桿，離子傳輸部件后安裝質量分析器。前述的大氣壓環(huán)境下的離子源在產生離子后，在電場和氣流的作用下，從小型通道進入真空腔體，再通過離子傳輸部件聚焦傳輸進入質量分析器中，以實現離子的質譜分析。在目前的一種質譜儀中，真空腔體包括首尾相接的3-4個腔室，每個腔室用一套真空栗來抽取真空，每個腔室之間通過幾個毫米級別直徑的小孔或小管來限制氣流通過量，使每個腔室的真空度產生數量級的差別，形成多級真空系統，這樣更利于離子從大氣環(huán)境傳輸到高真空環(huán)境過程中保持穩(wěn)定性。
[0003]當前的帶有大氣壓接口的質譜儀存在的問題包括:
[0004]1、某些大氣壓離子源，例如介質阻擋放電離子源等，在大氣壓環(huán)境下能夠同時產生正離子和負離子，在氣流的輔助下，正、負離子均會進入質譜儀的真空腔體中，但是在真空環(huán)境下，電場力占據主導，離子傳輸部件上適合傳輸正離子的電壓，并不適合傳輸負離子，因此只有一種電極性的離子能進入質量分析器中。雖然可以脈沖改變離子傳輸部件上的電壓，分時傳輸正、負離子進入質量分析器，但這樣會降低質量分析的占空比。
[0005]2、大氣壓離子源輸出的成分不僅含有離子，還可能含有大量未離子化的中性分子。這些中性分子可能是該大氣壓離子源能夠離子化的物質，但是在離子源內并未全部離子化時所遺留的中性分子，也有可能是該種大氣壓離子源不能離子化的物質，例如電噴霧離子源所不能離子化的弱極性物質。這些未離子化的中性分子，和離子源釋放的離子一起進入到真空腔體，其中只有離子能夠被電驅動的離子傳輸部件傳輸到質量分析器中進行分析，中性物質大部分被真空栗排出，使得樣品中還有大量的物質信息未能進行質譜分析。
[0006]中國專利CN 104658848 A公開了一種質譜儀系統，其含有兩個離子源，第一個離子源用于產生正離子，第二個離子源用于產生負離子，通過兩個光學系統將第一個離子源產生的正離子和第二個離子源產生的負離子引入能夠同時儲存兩種離子的離子阱中。該專利雖然能夠分析正、負離子，但是前提是正、負離子的相互獨立地產生于兩個不同的離子源中，因此其不能分析來自同一離子源同時產生的正、負離子。
[0007]美國專利US 11/542，568公開了一種質譜儀，利用一電場的第一區(qū)域將負離子導入第一質量分析器，利用電場的第二區(qū)域將正離子導入第二質量分析器。一方面，其正/負離子只限定在真空下產生，另一方面，該專利并不包含對離子源產生的中性物質的處理，再一方面，其需要采用兩個質量分析器，增大了結構的復雜度。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的一個目的是提供一種質譜分析方法及具有大氣壓接口的質譜分析裝置，能夠同時分析一個離子源發(fā)出的正離子和負離子。
[0009]本發(fā)明的第二個目的是提供一種質譜分析方法及具有大氣壓接口的質譜分析裝置，至少能夠分析由離子源釋放出的、夾帶在正離子和負離子中的未離子化物質。
[0010]實現上述兩個技術目的共同技術構思是要將同一離子源釋放的正離子和負離子分咼。
[0011]第一個方面，本發(fā)明提供一種質譜分析方法，包括:
[0012]接收離子源釋放出的正離子與負離子；
[0013]將正離子與負離子分離，引入不同的離子輸送通道，并通過不同的離子輸送通道送入質量分析器中。
[0014]在第一種可能實現的方式中，所述正離子與負離子在大氣壓下產生。
[0015]結合第一個方面的第一種可能實現的方式，在第二種可能實現的方式中，所述質譜分析方法還包括
[0016]在所述將正離子與負離子分離后，將所述離子源釋放出的未離子化物質進行離子化處理，然后送入質量分析器中；或
[0017]在所述將正離子與負離子分離前，將所述離子源釋放出的未離子化物質進行離子化處理，然后再分離正離子和負離子。
[0018]結合第一個方面的第一種可能的實現方式和第一個方面的第二種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述未離子化物質是在所述離子源下能夠離子化，但未能全部離子化時的剩余的物質；或
[0019]所述未離子化物質是在所述離子源下不能離子化的物質。
[0020]第二個方面，本發(fā)明提供的一種質譜儀分析方法，包括
[0021]接收離子源釋放出的正離子、負離子及未離子化物質；
[0022]將正離子與負離子分離；以及
[0023]對未離子化物質進行離子化處理，然后送入質量分析器中。
[0024]在第一種可能實現的方式中，所述正離子、負離子和未離子化物質在大氣壓下產生。
[0025]結合第一個方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述未離子化物質是在所述離子源下能夠離子化，但未能全部離子化時的剩余的物質；或
[0026]所述未離子化物質是在所述離子源下不能離子化的物質。
[0027]進一步地，在第一個方面中第二種可能實現的方式、第三種可能實現的方式、第二個方面、第二個方面中第一種可能實現的方式以及第二種可能實現的方式中，對未離子化物質進行離子化處理后，對離子化處理后離子的輸送是在多級真空環(huán)境下進行的。
[0028]第三個方面，本發(fā)明提供一種具有大氣壓接口的質譜分析裝置，包括大氣壓離子源，所述大氣壓離子源與正負離子分離裝置連接，正負離子分離裝置與質量分析器連接；
[0029]所述正負離子分離裝置包括真空腔體，真空腔體內包括
[0030]正離子捕獲器，正離子捕獲器通過正離子輸送通道連接質量分析器；
[0031]負離子捕獲器，負離子捕獲器通過負離子輸送通道連接質量分析器。
[0032]在第一種可能實現的方式中，還包括設置在真空腔體內的未離子化物質離子源，用于對大氣壓離子源釋放的未離子化物質進行離子化處理，未離子化物質離子源連接質量分析器；所述未離子化物質離子源設置在正離子捕獲器和負離子捕獲器之后。
[0033]在第二種可能實現的方式中，所述質量分析器包括第一質量分析器和第二質量分析器；
[0034]正尚子輸送通道與第一質量分析器連接；
[0035]負尚子輸送通道與第二質量分析器連接。
[0036]在第三種可能實現的方式中，所述正離子輸送通道與負離子輸送通道的末端共同連接離子偏轉器，通過離子偏轉器與一個質量分析器連接。
[0037]在第四種可能實現的方式中，所述質量分析器為線性離子阱，正離子輸送通道連接至線性離子阱的一個入口，負離子輸送通道連接至線性離子阱的另一個入口。
[0038]結合第三個方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述質量分析器包括第一質量分析器、第二質量分析器和第三質量分析器；
[0039]正尚子輸送通道與第一質量分析器連接；
[0040]負尚子輸送通道與第二質量分析器連接；
[0041]未離子化物質離子源與第三質量分析器連接。
[0042]結合第三個方面的第一種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述正離子輸送通道、負離子輸送通道以及未離子化物質離子源的末端共同連接離子偏轉器，通過離子偏轉器與一個質量分析器連接。
[0043]在第五種可能實現的方式中，還包括設置在真空腔體內的未離子化物質離子源，用于對大氣壓離子源釋放的未離子化物質進行離子化處理，未離子化物質離子源設