CN101777482B - 一种用于内离子源质谱仪的电子传输方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内离子源质谱仪的电子传输方法，特点是：在电子源的一侧依次设置电极a、电极b和电极c，电极上设有孔，各个电极间相互隔离；电源分别为所述电子源、各电极供电；其中，电极a上的电势Va、电极c上的电势Vc都高于电子源上的电势；在离子化阶段，电极b上的电势为Vb1，电子源产生的电子流通过所述孔穿过电极a、电极b和电极c；在非离子化阶段，电极b上的电势变化为Vb2，Vb2＜Vb1，电极b阻挡了电子源产生的电子流的穿过；在上述阶段中，电极c阻挡了离子的穿过；使流经电子源的电流保持稳定，从而使得在所述离子化阶段，从电极c出射的电子流稳定。本发明还公开了一种应用上述方法的装置。本发明具有出射电子流稳定、噪声基线小等优点。

Description

一种用于内离子源质谱仪的电子传输方法和装置
技术领域
本发明涉及质谱仪中电子的传输，尤其是一种用于内离子源质谱仪的电子传输方法和装置。
背景技术
质谱分析法主要是通过对样品离子质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。质谱仪的基本组成都包括离子源、质量分析器、检测器和真空***。离子源的作用是将待分析的样品电离，得到带有样品信息的离子。
按离子化过程所在的空间划分，离子源可分为内离子源和外离子源。其中，离子化过程在质量分析器内完成的称为内离子源，电子通过一个传输装置进入质量分析器内部，该传输装置用于实现电子在离子化过程中进入质量分析器，而在非离子化过程中保证电子不能进入质量分析器。
目前，普遍的做法是在电子源和质量分析器之间设置一个电极作为传输装置，如图1所示。通过改变电极上的电势，从而决定电子源产生的电子流通过与否。
上述传输装置主要有以下不足：
1、存在电子或离子泄漏的可能，造成谱图的噪声基线较大。
2、从传输装置出射的电子流非常不稳定，而且随着电子源(如灯丝)的老化，电子流有逐渐减小的趋势，如图2所示。
发明内容
为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种出射电子流稳定、噪声基线小的用于内离子源质谱仪的电子传输方法，还提供了一种出射电子流稳定、不存在电子或离子泄漏、噪声基线小的用于内离子源质谱仪的电子传输装置。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于内离子源质谱仪的电子传输方法，包括以下步骤：
在电子源的一侧依次设置电极a、电极b和电极c，电极a、电极b和电极c上设有便于电子源产生的电子流通过的孔，各个电极间相互隔离；
电源分别为所述电子源、电极a、电极b和电极c供电；其中，电极a上的电势Va、电极c上的电势Vc都高于电子源上的电势；
在离子化阶段，电极b上的电势为Vb1，电子源产生的电子流通过所述孔穿过电极a、电极b和电极c，电极c阻挡了离子的穿过；
在非离子化阶段，电极b上的电势变化为Vb2，Vb2＜Vb1，电极b阻挡了电子源产生的电子流的穿过，电极c阻挡了离子的穿过；
在上述阶段中，使流经电子源的电流保持稳定，从而使得在所述离子化阶段，从电极c出射的电子流稳定。
作为优选，上述电极a、电极b和电极c同轴。
作为优选，电极c上的电势Vc高于电极a上的电势Va。
进一步，上述电极a与电子源间的电势差固定。
更进一步，监测流经电子源的电流，通过反馈使流经电子源的电流保持稳定。
本发明还提供了一种用于内离子源质谱仪的电子传输装置，包括电源；所述传输装置还包括：
在电子源的一侧依次设置电极a、电极b和电极c，电极a、电极b和电极c上设有便于电子源产生的电子流通过的孔，各个电极间相互隔离；
电极a上的电势Va、电极c上的电势Vc都高于电子源上的电势；电极b上的电势Vb随阶段的不同而变化；
用于使流经电子源的电流稳定的稳流模块。
作为优选，所述电极a、电极b和电极c同轴。
进一步，电极a与电子源间的电势差固定。
进一步，所述稳流模块包括电流测量模块和反馈控制模块。
作为优选，电极c上的电势Vc高于电极a上的电势Va。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、从传输装置出射的电子流稳定。
通过监测流经电子源的电流，再通过反馈保证流经电子源的电流稳定，从而保证从传输装置出射的电子流的稳定。
通过改变电极b上的电势，从而决定电子源产生的电子流通过与否，杜绝了在非离子化阶段电子的泄漏。
2、电极c上施加高电势，可有效阻挡(在电子传输过程中，分子电离而产生的)离子的穿过，降低了噪声基线，有助于提高后续分析的准确度。
附图说明
图1为现有技术中电子传输装置的结构示意图；
图2为图1中传输装置的出射电子流随时间的变化示意图；
图3是本发明电子传输装置的结构示意图；
图4是实施例中电极的剖视图；
图5是图4中电极的A-A截面图；
图6是本发明电子传输装置的工作时序图；
图7是从传输装置出射的电子流随时间变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
实施例
如图3、图4、图5所示，一种用于内离子源质谱仪的电子传输装置，包括电源、电极a、电极b、电极c以及稳流模块。
本实施例采用灯丝作为电子源。当然还可以采用其它电子源，这些都是本领域的公知知识，在此不再赘述。
所述电极a、电极b和电极c按轴向依次排布，轴心在同一条直线上，上述电极设置在电子源的一侧，并相互隔离。上述电极上设有便于电子流通过的孔，孔的方向相同。所述孔为任意形状，如三棱柱、四棱柱、圆柱等形状。如图4、图5所示，所述电极a上的孔为三棱柱形，电极b上的孔为四棱柱形，电极c上的孔为圆柱形。
所述电源分别为电子源、上述三个电极供电，如图6所示，电极a上的电势Va高于电子源上的电势，两者之间的电势差固定；电极c上的电势Vc高于电极a上的电势Va，两者之间的电势差固定；电极b上的电势Vb随阶段的不同而变化，如在离子化阶段，施加高电势，使电子源产生的电子流通过；在非离子化阶段，施加低电势，阻挡电子流的通过。
所述稳流模块包括电流测量模块、反馈控制模块，通过监测流经电子源的电流，并通过反馈使流经电子源的电流稳定。
本实施例还揭示了一种用于内离子源质谱仪的电子传输方法，包括以下步骤：
提供上述电子传输装置；
电源分别为电子源、上述三个电极供电，如图6所示，电极a上为高电势Va，高于电子源上的电势，两者之间的电势差固定；电极c上为高电势Vc(如40V)，高于电极a上的电势Va，两者之间的电势差固定；
在离子化阶段，电极b上为高电势Vb1(如50V)，电子源产生的电子流穿过电极a、电极b和电极c上的孔，电极c阻挡了离子的穿过；
在非离子化阶段，电极b上为低电势Vb2(如-50V)，Vb2＜Vb1，电极b阻挡了电子源产生的电子流的穿过，电极c阻挡了离子的穿过；
在上述阶段中，电极a与电子源间形成稳定的电场；电流测量模块监测流经电子源的电流，再通过反馈控制模块使流经电子源的电流稳定，使电子源产生稳定的电子流，即在离子化阶段从电极c出射的电子流稳定，如图7所示；
电极c上保持高电势，阻挡了(在电子传输过程中，分子电离而产生的)离子的穿过，从而降低了噪声基线。
上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是：在电子源的一侧依次设置相互隔离的三个电极，分别为用于和电子源间形成电场的电极a，用于控制电子源产生的电子流通过与否的电极b，用于阻挡离子通过的电极c，上述三个电极上设置便于电子源产生的电子流穿过的孔。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明做出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于内离子源质谱仪的电子传输方法，其特征在于：
在电子源的一侧依次设置电极a、电极b和电极c，电极a、电极b和电极c上设有便于电子源产生的电子流通过的孔，各个电极间相互隔离；
电源分别为所述电子源、电极a、电极b和电极c供电；其中，电极a上的电势Va、电极c上的电势Vc都高于电子源上的电势；
在离子化阶段，电极b上的电势为Vb1，电子源产生的电子流通过所述孔穿过电极a、电极b和电极c，电极c阻挡了离子的穿过；
在非离子化阶段，电极b上的电势变化为Vb2，Vb2＜Vb1，电极b阻挡了电子源产生的电子流的穿过，电极c阻挡了离子的穿过；
在上述阶段中，使流经电子源的电流保持稳定，从而使得在所述离子化阶段，从电极c出射的电子流稳定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电极a、电极b和电极c同轴。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：电极c上的电势Vc高于电极a上的电势Va。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：电极a和电子源间的电势差固定。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：监测流经电子源的电流，通过反馈使流经电子源的电流保持稳定。
6.一种用于内离子源质谱仪的电子传输装置，包括电源；其特征在于：所述传输装置还包括：
在电子源的一侧依次设置电极a、电极b和电极c，电极a、电极b和电极c上设有便于电子源产生的电子流通过的孔，各个电极间相互隔离； 
电极a上的电势Va、电极c上的电势Vc都高于电子源上的电势；电极b上的电势Vb随阶段的不同而变化；在离子化阶段，电极b上的电势为Vb1，电子源产生的电子流通过所述孔穿过电极a、电极b和电极c，电极c阻挡了离子的穿过；在非离子化阶段，电极b上的电势变化为Vb2，Vb2＜Vb1，电极b阻挡了电子源产生的电子流的穿过，电极c阻挡了离子的穿过；
用于使流经电子源的电流稳定的稳流模块。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述电极a、电极b和电极c同轴。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：电极a与电子源间的电势差固定。
9.根据权利要求6或7或8所述的装置，其特征在于：所述稳流模块包括电流测量模块和反馈控制模块。
10.根据权利要求6或7或8所述的装置，其特征在于：电极c上的电势Vc高于电极a上的电势Va。 
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