阅读说明：本技术 一种双离子源双通道质谱仪 (Double-ion-source double-channel mass spectrometer ) 是由 丁利 清江 蒋伟 王季诚 于 2018-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双离子源双通道质谱仪,包括双边离子源,双通道传输系统,双通道飞行时间质量分析器,以及真空隔离腔体；该质谱仪具备同时获取两种离子源的质谱数据的能力,两个通道的离子并行分布,互不干扰,无需切换或更换离子源,缩短了不同类型样品分析的时间,节约了成本,而且获取的两组数据能够非常方便的进行比对分析,提高了仪器快速准确分析的能力。(The invention discloses a dual-ion source dual-channel mass spectrometer, which comprises a bilateral ion source, a dual-channel transmission system, a dual-channel time-of-flight mass analyzer and a vacuum isolation cavity, wherein the two-channel transmission system is connected with the dual-channel transmission system; this mass spectrometer possesses the ability of acquireing the mass spectrum data of two kinds of ion sources simultaneously, and the ion parallel distribution of two passageways does not interfere with each other, need not to switch or change the ion source, has shortened the time of different grade type sample analysis, has practiced thrift the cost, and two sets of data that acquire moreover can be very convenient compare the analysis, have improved the quick accurate analytical ability of instrument.)

一种双离子源双通道质谱仪

技术领域

本发明属于质谱分析仪器技术领域，具体涉及一种双离子源双通道质谱仪。

背景技术

质谱仪主要由进样系统、离子源、传输系统、质量分析器、检测器和数据处理系统组成，其工作原理为：在一定的真空环境下，待测样品分子经离子源电离后形成离子，通过聚焦传输进入质量分析器，然后离子按不同质荷比分离后依次进入离子检测器，从而对待测样品成分进行分析。对于同一台质谱仪来说，合理的离子源接口设计，通常可以允许配置多种离子源进行切换使用，从而满足不同类型样品的成分分析。此外，同一台仪器同时配置多种离子源的技术及专利也存在相关报道，即采用复合式离子源来同时满足同一样品不同成分的分析，扩大样品成分的分析范围。

由于单离子源质谱已难于满足复杂样品测试需求，故市面上出现了越来越多可切换式离子源以及复合式离子源的仪器；然而现有可切换式离子源的仪器，单次只能完成一种离子源下的样品成分分析，无法通过一次上样，将单次样品同时进行两种离子源下的同步分析。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双离子源双通道质谱仪，该质谱仪具备同时获取两种离子源的质谱数据的能力，两个通道的离子并行分布，互不干扰，无需切换或更换离子源，缩短了不同类型样品分析的时间，节约了成本，而且获取的两组数据能够非常方便的进行比对分析，提高了仪器快速准确分析的能力。如此，使得质谱与气相色谱、液相色谱同时并行联用成为可能。同一种样品对象，只需要一次进样，可以自行选择单一离子源数据、两组离子源数据、经叠加处理的数据等不同形式的数据。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种双离子源双通道质谱仪，包括双边离子源，双通道传输系统，双通道飞行时间质量分析器，以及真空隔离腔体；所述双边离子源包括相互独立设置的大气压离子源和非大气压离子源；所述双通道传输系统包括与大气压离子源相对接的大气压离子源传输系统和与非大气压离子源相对接的非大气压离子源传输系统，两个传输系统为并排设置，相互隔离；所述双通道飞行时间质量分析器包括双通道加速器、无场飞行区、双通道反射器以及2个检测器；所述离子通道为并排设置，所述真空隔离腔体将双边离子源、两个通道的传输系统，以及双通道飞行时间质量分析器的真空系统进行隔离，所述真空隔离腔体上连接有真空泵。

在上述技术方案中，所述大气压离子源包括但不限于电喷雾电离源、大气压化学离子源、大气压光电离源。

在上述技术方案中，所述非大气压离子源包括但不限于电子轰击电离源、化学电离源。

在上述技术方案中，所述大气压离子源传输系统包括依次连接的第一进样毛细管、分子离子反应器、第一射频四极杆、第一静电四极杆和第一静电透镜；所述分子离子反应器、第一射频四极杆、第一静电四极杆和第一静电透镜位于同一直线上。

在上述技术方案中，所述非大气压离子源传输系统包括依次连接的第二进样毛细管、第二射频四极杆、第二静电四极杆和第二静电透镜，所述第二射频四极杆、第二静电四极杆和第二静电透镜。

在上述技术方案中，所述双通道飞行时间质量分析器的两组离子通道的中心轴均在同一平面上。

在上述技术方案中，所述两组离子通道并行分布的双通道加速器的电极片均采用双孔并行结构或采用两片独立并行分布的单孔极片。

在上述技术方案中，所述两组离子通道并行分布的双通道反射器的电极片均采用双孔并行结构或采用两片独立并行分布的单孔极片。

在上述技术方案中，所述无场飞行区为两个飞行通道中部设置有隔板将两个飞行通道隔开。

在上述技术方案中，所述检测器的极片位均为单孔结构，且独立并排分布。

本发明的优点和有益效果为：

本发明具备同时获取两种离子源的质谱数据的能力，两个通道的离子并行分布，互不干扰，无需切换或更换离子源，尤其是对于不同离子化方式的样品而言，只需一台仪器就完成了两台仪器的功能，不仅大大缩短了不同类型样品分析的时间，节约了成本，而且获取的两组数据能够非常方便的进行比对分析，提高了仪器快速准确分析的能力。

附图说明

图1为双离子源双通道质谱仪的结构总示意图。

图2为大气压离子源通道仪器整体结构示意图。

图3为非大气压离子源通道仪器整体结构示意图。

其中：1为大气压离子源，2为第一进样毛细管，3为分子离子反应器，4为第一射频四极杆，5为第一静电四极杆，6为第一静电透镜，7为非大气压离子源，8为第二进样毛细管，9为第二射频四极杆，10为第二静电四极杆，11为第二静电透镜；

M为大气压离子源传输系统，N为非大气压离子源传输系统，T为飞行时间质量分析器，T1为第一通道，T2为第二通道，A双通道加速器、B双通道反射器、C无场飞行区、D1为第一检测器，D2为第二检测器，Q1为第一真空腔体，Q2为第二真空腔体，Q3为第三真空腔体，Q4为第四真空腔体，P1为第一真空泵，P2为第二真空泵，P3为第三真空泵，P4为第四真空泵。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种双离子源双通道质谱仪，包括相互独立运行的大气压离子源质谱系统和非大气压离子源，由双边离子源，双通道传输系统，双通道飞行时间质量分析器，以及真空隔离腔体构成；所述双边离子源包括两边独立布局的大气压离子源1和非大气压离子源2；所述双通道传输系统包括大气压离子源的传输系统M和非大气压离子源传输系统N，且两个传输系统为并行布局，真空系统隔离；所述双通道飞行时间质量分析器T的两组离子通道为并行分布，包括双通道加速器A、无场飞行区C、双通道反射器B、双检测器D；所述真空隔离腔体将双边离子源、两个通道的传输系统，以及双通道飞行时间质量分析器的真空系统隔离。所述大气压离子源的传输系统M包括第一进样毛细管2、分子离子反应器3、第一射频四极杆4、第一静电四极杆5、第一静电透镜6；所述非大气压离子源传输系统N包括第二进样毛细管8、第二射频四极杆9、第二静电四极杆10、第二静电透镜11。

所述双通道飞行时间质量分析器T的两组离子通道，其各组通道的中心轴均在同一平面上。两组离子通道并行分布的双通道加速器的电极片均采用双孔并行结构；两组离子通道并行分布的双通道反射器的电极片均采用双孔并行结构。

大气压离子源的传输系统M的第一进样毛细管2、分子离子反应器3、第一射频四极杆4、第一静电四极杆5、第一静电透镜6，与飞行时间质量分析器T的第一通道T1在同一轴线上，大气压离子源1与其传输系统M在同一轴线上布局。非大气压离子源传输系统N的第二射频四极杆9、第二静电四极杆10、第二静电透镜11与非大气压离子源7、飞行时间质量分析器T的第二通道T2均在同一轴线上，第二进样毛细管8与其传输系统N的轴线垂直布局；无场飞行区C为两个飞行通道共用，双检测器的极片位均为单孔结构，且各自独立并行分布。

如图所述，真空隔离腔体分为第一真空腔体、第二真空腔体、第三真空腔体、第四真空腔体(Q1，Q2，Q3，Q4)，分别采用第一真空泵、第二真空泵、第三真空泵、第四真空泵(P1，P2，P3，P4)抽取真空；其中腔室Q1和Q2之间，Q2和Q4之间，Q3和Q4之间均采用真空差分孔结构将真空隔离形成差分真空梯度。Q2和Q3腔体之间真空完全隔离。

本实施例的双边离子源分别采用电喷雾电离源(ESI：Electrospray Ionization)和电子轰击电离源(EI：Electron Ionization)。

液态样品通过ESI离子源1电离产生的离子，通过第一进样毛细管2引入第一级真空腔室Q1，为了离子更高效率的传输至飞行之间质量分析器，第一级真空腔室Q1和第二级真空腔室Q2之间采用微小圆孔进行真空差分，第二级真空腔室Q2第三级真空腔室Q3之间采用矩形窄缝结构进行真空差分。进入第一级真空腔室Q1的离子通过分子离子反应器3后，经由差分孔达到第二级真空腔室Q2，然后依次进过射频四极杆4、静电四极杆5和静电透镜6进入双加速器A的第一通道T1，离子经过加速进入无场飞行区C，然后经双反射器的第一通道T1反射重新穿越无场飞行区C后到达双检测器的第一检测器D1。

另一侧通道的质谱系统，气态样品通过第二进样毛细管8，垂直进入EI离子源系统，然后依次进过第二射频四极杆9、第二静电四极杆10和第二静电透镜11的传输聚焦后进入双加速器的第二通道T2。同理，第三级真空腔室Q3和第四级真空腔室Q4之间采用矩形窄缝结构进行真空差分。离子经过加速进入无场飞行区C，然后经双反射器的第二通道T2反射重新穿越无场飞行区C后到达双检测器的第二检测器D2。

其中第一级真空腔室Q1采用机械泵抽取真空，第二、三、四级真空腔室Q2，Q3，Q4分别采用分子泵P2，P3，P4抽取真空。以上，样品通过两种不同离子源，经由两组并行的传输系统后，分别依次进入飞行时间质量分析器的两个通道，最终被各自独立的检测器检测，从而同时得到两种样品的离子谱图信息。

实施例2

在实施例1的基础上，将大气压离子源由替换为大气压化学离子源、大气压光电离源或基质辅助激光解析电离源；将非大气压离子源由电子轰击电离源替换为化学电离源。

实施例3

在实施例1的基础上，将两组离子通道并行分布的双通道加速器的电极片更改为采用两片独立并行分布的单孔极片；两组离子通道并行分布的双通道反射器的电极片更改为两片独立并行分布的单孔极片。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。