АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МАСС-СПЕКТРОМЕТРА С ЛОВУШКОЙ ИОНОВ Российский патент 1997 года по МПК H01J49/42 

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, в частности к аналитическим системам трехмерных гиперболоидных ловушек, применяемых в составе масс-спектрометров для широкого круга задач по анализу органических и неорганических соединений.

Аналитические системы с трехмерными гиперболоидными ловушками имеют в большинстве случаев электроды в виде гиперболоидов вращения, на которые подается или частотно-модулированное [1] или амплитудно-модулированное напряжение [2] Между торцевыми электродами по отношению к центральному электроду устанавливается равное расстояние, а соотношение расстояний по двум осям определяется известным соотношением , где x- диаметр кольцевого электрода, а y расстояние между торцевыми электродами.

Недостатком известных устройств является ограничение по разрешающей способности.

Известна конструкция аналитической системы масс-спектрометра с ловушкой ионов [3] содержащая источник заряженных частиц, расположенный напротив первой торцевой гиперболоидный электрод с осевым входным отверстием, далее кольцевой электрод и второй торцевой электрод с отверстиями для вывода ионов, причем расстояние между электродами торцевыми относительно кольцевого, равны.

Недостатком известной конструкции является ограничение по разрешающей способности и, как результат, по чувствительности для двух соседних пиков масс.

Предлагаемая авторами совокупность существенных признаков позволяет исключить недостатки прототипа и обеспечивает технический результат, заключающийся в увеличении разрешения и чувствительности для двух соседних пиков масс.

Указанный технический результат достигается следующим образом. Аналитическая система масс-спектрометра с ловушкой ионов содержит источник заряженных частицу, расположенный напротив первый торцевой гиперболоидный электрод с осевым входным отверстием, первый комплект изоляторов, кольцевой гиперболоидный электрод, второй комплект изоляторов и второй торцевой гиперболоидный электрод с симметричными относительно оси отверстия для вывода ионов и приемник ионов. Толщина изоляторов второго комплекта больше первого, равного классической толщине, на величину радиуса входного отверстия.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающий заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

Таким образом, заявляемое устройство является новым, так как оно не известно из уровня развития техники. Заявляемое устройство имеет изобретательский уровень, так как для специалистов явным образом не следует из уровня техники и применимо в промышленности, здравоохранении, экологии и др. областях; то есть заявленное техническое решение соответствует критериям изобретения.

Перечень обозначений на фиг.1:
I массовые пики, полученные при классическом расстоянии ,
2 массовые пики по предлагаемому устройству, когда расстояние между вторым торцевым электродом и кольцевым больше классического на величину радиуса входного отверстия,
3 массовые пики при обратном случае, когда расстояние между кольцевым электродом и вторым торцевым электродом больше на такую величину.

Сущность данного изобретения заключается в том, что наличие выходного отверстия для ввода заряженных частиц искажает распределение поля внутри ловушки. Увеличение расстояния между электродом вывода заряженных частиц и кольцевого электрода на величину радиуса входного отверстия (эта величина была найдена экспериментально) компенсирует искажение поля и оптимизирует условия накопления и разделения ионов при амплитудной развертке.

Изобретение было реализовано в масс-спектрометрах с ионной ловушкой типов МХЛ-1000 и МХЛ-1200. При диаметре входного отверстия в 1,5 мм было найдено, что оптимальными условиями по разрешающей способности и чувствительности получены точно при увеличении названного выше расстояния на величину радиуса, т.е. 0,75 мм. При этом чувствительность для двух соседних пиков увеличена вдвое без изменения фона.

Если же зафиксировать амплитуду массовых пиков, то реализация устройства вдвое улучшает разрешающую способность.

Назначение: масс-спектрометрия. Сущность изобретения: аналитическая система масс-спектрометра с ловушкой ионов содержит источник заряженных частиц, расположенный напротив первый торцевой гиперболоидный электрод с осевым входным отверстием, первый комплект изоляторов, кольцевой гиперболоидный электрод, второй комплектизоляторов и второй торцевой гиперболоидный электрод с симметричными относительно оси отверстиями для вывода ионов и приемник ионов. Толщина изоляторов второго комплекта больше первого, равного классической толщине, на величину радиуса входного отверстия. Разрешающая способность или чувствительность для двух соседних пиков улучшается вдвое. 1 ил.

Аналитическая система масс-спектрометра с ловушкой ионов, содержащая источник заряженных частиц, расположенный напротив первый торцевой гиперболоидный электрод с осевым входным отверстием, первый комплект изоляторов, кольцевой гиперболоидный электрод, второй комплект изоляторов и второй торцевой гиперболоидный электрод с симметричным относительно оси отверстием для вывода ионов и приемник ионов, отличающаяся тем, что толщина изоляторов второго комплекта больше первого, равного классической толщине, на величину радиуса входного отверстия.