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一种红外光解离光谱仪装置

一种红外光解离光谱仪装置

IPC分类号 : H01J49/00I,H01J49/42I,G01N21/39I

申请号
CN201920604838.X
可选规格
  • 专利类型: 实用新型专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2019-04-28
  • 公开号: 209675237U
  • 公开日: 2019-11-22
  • 主分类号: H01J49/00I
  • 专利权人: 中国科学技术大学

专利摘要

本申请实施例公开了一种红外光解离光谱仪装置,包括离子源、质谱组成元件和光谱组成元件,所述离子源用于产生预设离子,所述质谱组成元件用于从所述预设离子中筛选出特定离子,所述光谱组成元件用于获得所述特定离子的光谱图;其中,所述质谱组成元件由双曲面线性离子 阱系统代替飞行时间质谱系统,从而大大减小了所述质谱组成元件的体积,进而减小了所述红外光解离光谱仪装置的体积,以便于携带用于外场实验观测。

权利要求

1.一种红外光解离光谱仪装置,其特征在于,包括离子源、质谱组成元件和光谱组成元件,所述离子源用于产生预设离子,所述质谱组成元件用于从所述预设离子中筛选出特定离子,所述光谱组成元件用于获得所述特定离子的光谱图;

其中,所述质谱组成元件包括:离子传输系统、第一导引系统、离子筛选系统和双曲面线性离子阱系统,所述离子传输系统用于将所述预设离子传输至所述第一导引系统,所述第一导引系统用于将所述离子传输系统输出的预设离子导引至所述离子筛选系统,所述离子筛选系统用于从所述预设离子中筛选出所述特定离子,所述双曲面线性离子阱系统用于存储和冷却所述特定离子;

所述光谱组成元件包括飞行时间质谱系统及激光系统,所述飞行时间质谱系统用于接收所述特定离子,获取所述特定离子与所述激光系统发出的激光交互作用后形成的光谱图。

2.根据权利要求1所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,所述离子传输系统包括:离子传输线、包裹在所述离子传输线表面的铜块、给所述铜块加热的加热单元、检测所述铜块温度的温度传感器、基于所述温度传感器检测到的温度调节所述加热单元加热功率的温度控制仪。

3.根据权利要求1所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,所述第一导引系统包括:八极杆和六极杆。

4.根据权利要求1所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,所述离子筛选系统包括四极杆滤质器。

5.根据权利要求1所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,双曲面线性离子阱系统包括:双曲面线性离子阱和制冷装置,其中,所述双曲面离子阱中具有缓冲气体;

所述特定离子在所述双曲面线性离子阱中与所述缓冲气体碰撞并在所述制冷装置的作用下冷却。

6.根据权利要求1所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,所述飞行时间质谱系统包括:真空连接腔体以及位于所述真空连接腔体内的聚焦透镜、偏转电极、加速电极和探测器单元,其中,所述聚焦透镜用于对进入所述真空连接腔体内的特定离子进行聚集;所述偏转电极用于矫正所述特定离子在所述真空连接腔体内的飞行轨迹的角度;所述加速电极用于对位于所述真空连接腔体内的特定离子加速;所述探测器单元用于检测所述真空连接腔体内的离子。

7.根据权利要求1所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,所述激光系统包括:激光单元,所述激光单元用于产生预设波长的激光。

8.根据权利要求7所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,所述激光系统还包括:反射单元,所述反射单元用于反射所述激光单元产生的激光,形成多个反射光束与所述特定离子发生交互作用。

9.根据权利要求1所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,所述红外光解离光谱仪装置还包括:位于所述质谱组成元件和光谱组成元件之间的第二导引系统,所述第二导引系统用于将所述质谱组成元件中弹出的特定离子导引至所述光谱组成元件。

10.根据权利要求1所述的红外光解离光谱仪装置,其特征在于,所述红外光解离光谱仪装置还包括:抽真空系统,所述抽真空系统用于对所述质谱组成元件和光谱组成元件进行抽真空。

说明书

技术领域

本申请涉及光谱技术领域,尤其涉及一种红外光解离光谱仪装置。

背景技术

表征粒子(如气相离子、团簇等)的几何结构、能级结构以及化学反应活性是分子反应动力学中最活跃的研究方向之一。这些研究涉及化学成键的本质、化学反应和反应体系内部能量再分配等最基本问题。

基于激光技术的光谱方法是确定分子结构等性质的非常有效的实验方法。其中,红外光谱法是获得气相粒子结构的最有效方法。由于绝大部分气相化合物分子或离子均有红外吸收,并且具有特征吸收峰,因此,通过红外光谱分析,可以确定分子或离子的结构,区分同分异构体,同时还能给出分子或离子内部的成键信息。但是,受到离子源性能和库伦排斥力等因素的影响,气相离子的浓度一般非常低,使得传统的红外吸收光谱的灵敏度非常低,无法在气相中用直接吸收光谱方法进行光谱研究。

随着可调谐激光技术的发展,利用光谱学和质谱学的红外光解离光谱不断发展成为一个功能强大的研究气相离子的重要方法,具体的,所述红外光解离光谱是先利用质谱仪测量粒子的质量和丰度,筛选出特定质量的粒子,然后再结合红外或紫外激光得到光谱信息,进行后续的结构和性质的表征研究。

现有研究气相分子或离子团簇的红外光解离光谱仪装置的质谱分析部分主要由飞行时间质谱仪(TOF)组成,其中,所述飞行时间质谱仪的体积较大,从而使得红外光解离光谱仪装置的体积较大,不方便携带用于外场实验观测。

实用新型内容

为解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种红外光解离光谱仪装置,以减小所述红外光解离光谱仪装置的体积,从而便于携带用于外场实验观测

为解决上述问题,本申请实施例提供了如下技术方案:

一种红外光解离光谱仪装置,包括离子源、质谱组成元件和光谱组成元件,所述离子源用于产生预设离子,所述质谱组成元件用于从所述预设离子中筛选出特定离子,所述光谱组成元件用于获得所述特定离子的光谱图;

其中,所述质谱组成元件包括:离子传输系统、第一导引系统、离子筛选系统和双曲面线性离子阱系统,所述离子传输系统用于将所述预设离子传输至所述第一导引系统,所述第一导引系统用于将所述离子传输系统输出的预设离子导引至所述离子筛选系统,所述离子筛选系统用于从所述预设离子中筛选出所述特定离子,所述双曲面线性离子阱系统用于存储和冷却所述特定离子;

所述光谱组成元件包括飞行时间质谱系统及激光系统,所述飞行时间质谱系统用于接收所述特定离子,获取所述特定离子与所述激光系统发出的激光交互作用后形成的光谱图。

可选的,所述离子传输系统包括:离子传输线、包裹在所述离子传输线表面的铜块、给所述铜块加热的加热单元、检测所述铜块温度的温度传感器、基于所述温度传感器检测到的温度调节所述加热单元加热功率的温度控制仪。

可选的,所述第一导引系统包括:八极杆和六极杆。

可选的,所述离子筛选系统包括四极杆滤质器。

可选的,双曲面线性离子阱系统包括:双曲面线性离子阱和制冷装置,其中,所述双曲面离子阱中具有缓冲气体;

所述特定离子在所述双曲面线性离子阱中与所述缓冲气体碰撞并在所述制冷装置的作用下冷却。

可选的,所述飞行时间质谱系统包括:真空连接腔体以及位于所述真空连接腔体内的聚焦透镜、偏转电极、加速电极和探测器单元,其中,所述聚焦透镜用于对进入所述真空连接腔体内的特定离子进行聚集;所述偏转电极用于矫正所述特定离子在所述真空连接腔体内的飞行轨迹的角度;所述加速电极用于对位于所述真空连接腔体内的特定离子加速;所述探测器单元用于检测所述真空连接腔体内的离子。

可选的,所述激光系统包括:激光单元,所述激光单元用于产生预设波长的激光。

可选的,所述激光系统还包括:反射单元,所述反射单元用于反射所述激光单元产生的激光,形成多个反射光束与所述特定离子发生交互作用。

可选的,所述红外光解离光谱仪装置还包括:位于所述质谱组成元件和光谱组成元件之间的第二导引系统,所述第二导引系统用于将所述质谱组成元件中弹出的特定离子导引至所述光谱组成元件。

可选的,所述红外光解离光谱仪装置还包括:抽真空系统,所述抽真空系统用于对所述质谱组成元件和光谱组成元件进行抽真空。

与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:

本申请实施例所提供的红外光解离光谱仪装置中,所述质谱组成元件由双曲面线性离子阱系统代替飞行时间质谱系统,从而大大减小了所述质谱组成元件的体积,进而减小了所述红外光解离光谱仪装置的体积,以便于携带用于外场实验观测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例所提供的红外光解离光谱仪装置的结构示意图;

图2为本申请一个实施例所提供的红外光解离光谱仪装置中激光系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述,现有研究气相分子或离子团簇的红外光解离光谱仪装置的质谱分析部分主要由飞行时间质谱仪(TOF)组成,其中,所述飞行时间质谱仪的体积较大,从而使得红外光解离光谱仪装置的体积较大,不方便携带用于外场实验观测。

有鉴于此,本申请实施例提供了一种红外光解离光谱仪装置,如图1所示,包括:包括离子源1、质谱组成元件和光谱组成元件,所述离子源1用于产生预设离子,所述质谱组成元件用于从所述预设离子中筛选出特定离子,所述光谱组成元件用于获得所述特定离子的光谱图;

其中,所述质谱组成元件包括:离子传输系统2、第一导引系统3、离子筛选系统4和双曲面线性离子阱系统5,所述离子传输系统2用于传输所述预设离子,将所述预设离子传输至所述第一导引系统3,所述第一导引系统3用于将所述离子传输系统2输出的预设离子导引至所述离子筛选系统4,所述离子筛选系统4用于从所述预设离子中筛选出所述特定离子,所述双曲面线性离子阱系统5用于存储和冷却所述特定离子;

所述光谱组成元件包括飞行时间质谱系统6及激光系统(图中未示出),所述飞行时间质谱系统6用于接收所述特定离子,获取所述特定离子与所述激光系统发出的激光交互作用后形成的光谱图。

本申请实施例所提供的红外光解离光谱仪装置中,所述质谱组成元件由双曲面线性离子阱系统代替飞行时间质谱系统(TOF),从而大大减小了所述质谱组成元件的体积,进而减小了所述红外光解离光谱仪装置的体积,以便于携带用于外场实验观测。

可选的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述离子传输系统2的传输方向为第一方向X。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述离子源1可以为电子喷雾离子源,也可以为电子轰击离子源,还可以为化学电离离子源,本申请对此并不做限定,具体视情况而定。优选的,为了降低所述红外光解离光谱仪装置的成本,所述离子源1为电子喷雾离子源,用于将中性的物质电离成带电的小液滴,输出给所述离子传输系统2。

需要说明的是,由于所述离子源产生的预设离子表面可能带有水分,重量较大,传输的距离较近,故在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述离子传输系统2为温度可调的离子传输系统,以在所述预设离子的传输过程中,对所述预设离子进行去溶剂化,去除所述预设离子表面的水分,减小所述预设离子的重量,增加所述预设离子的传输距离。

具体的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述离子传输系统2包括:离子传输线、包裹在所述离子传输线表面的铜块、给所述铜块加热的加热单元、检测所述铜块温度的温度传感器、基于所述温度传感器检测到的温度调节所述加热单元加热功率的温度控制仪。具体工作时,所述温度控制仪基于所述温度传感器检测到的所述铜块的温度,调节所述加热单元的加热功率,从而调节所述加热单元通过所述铜块传给所述离子传输线的热量,对所述预设离子进行去溶剂化,减小所述预设离子的重量,提高所述预设离子的传输效率。可选的,所述加热单元为加热丝。

需要说明的是,由于四极杆具有低质量歧视,不利于小质量范围的离子通过,也不具备较宽的质量范围,而八极杆和六级杆则能避免低质量歧视的缺陷,在较宽的质量范围下还能保持较好的灵敏度。其中,四极杆的低质量歧视程度大于六极杆的低质量歧视程度大于八极杆的低质量歧视程度。但是八极杆的聚集离子能力较弱,其中,四极杆的聚集离子能力大于六极杆聚集离子能力大于八极杆的聚集能力。因此,在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,为了在减轻所述第一导引系统3的低质量歧视程度基础上兼顾所述第一导引系统3对所述预设离子的聚集能力,在本申请的一个实施例中,所述第一导引系统3包括八极杆31和六极杆32,其中,所述离子传输系统2输出的预设离子先经过八极杆,再经过六极杆,以便于更大限度的保证小质量范围的离子通过,从而将所述离子传输系统2输出的大部分预设离子导引入所述离子筛选系统4。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述离子筛选系统4包括四极杆滤质器,可选的,所述四极杆滤质器是由四极杆、直流和射频叠加的四极场构成的质量分析器。其中,直流和射频叠加的四极场是由直流电压和射频电压构成的电场,四极杆是该电场的载体。具体工作时,所述直流和射频叠加的四极场通过将直流电压施加在该四极杆的两端,同时将两对射频电压施加在该四极杆的杆体上(即四极杆的杆身上)形成。

需要说明的是,由于不同质荷比的离子在给定场参数下,做轨道稳定或不稳定的运动,其中,做轨道稳定运动的离子可以被收集,做轨道不稳定运动的离子可以被滤除,因此,本申请实施例所提供的离子筛选系统4可以通过设定所述离子筛选系统4的场参数筛选出具有预设质荷比的特定离子。还需要说明的是,由于不同需求下,需要筛选出来的特定离子的质荷比不同,因此,本申请对所述离子筛选系统4的场参数不作限定,视具体情况而定。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,双曲面线性离子阱系统5包括:双曲面线性离子阱51和制冷装置52,其中,所述双曲面线性离子阱51中具有缓冲气体。具体的,所述双曲面线性离子阱51是由双曲面电极组成的质量分析器,所述特定离子在所述双曲面线性离子阱51中与所述缓冲气体碰撞并在所述制冷装置52的作用下进行冷却,从而集中在所述双曲面线性离子阱51的轴中心附近,并在所述双曲面线性离子阱51中进行存储,直至所述双曲面线性离子阱51中的特定离子浓度大于预设值,以增加所述双曲面线性离子阱51中特定离子的浓度,提高所述质谱组成元件的稳定性,再通过调节所述双曲面线性离子阱51中双曲面电极上的电压,使得不同质荷比的离子在不同电压下依次被弹出所述双曲面线性离子阱51,进入所述光谱组成元件的飞行时间质谱系统中。其中,所述预设值的取值范围可以为160~1600mm/mm3,即1立方毫米至少存在160~1600个离子,但本申请对此并不做限定,具体视情况而定。

可选的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述缓冲气体为惰性气体,如氮气、氩气或氦气等。

需要说明的是,当所述双曲面线性离子阱中的温度为室温(298K,25℃)时,位于所述双曲面线性离子阱中的离子处于振动激发态,使得双曲面线性离子阱输出的特定离子在所述飞行时间质谱系统中与不同波长的激光作用产生的质谱峰较为接近,其质谱图呈现包络状态,分辨率较低,而所述双曲面线性离子阱中的温度较低时,可以降低位于所述双曲面线性离子阱中的离子所处能级,从而有利于分辨双曲面线性离子阱输出的特定离子在所述飞行时间质谱系统中与不同波长的激光作用产生的质谱峰。因此,本申请实施例所提供的红外光解离光谱仪装置可以利用制冷装置降低所述双曲面线性离子阱中的温度,使得位于所述双曲面线性离子阱中的离子处于振动基态,增大双曲面线性离子阱输出的特定离子在所述飞行时间质谱系统中与不同波长的激光作用产生的质谱峰之间的差异,提高双曲面线性离子阱输出的特定离子在所述飞行时间质谱系统中与不同波长的激光作用产生的质谱峰的分辨率。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述飞行时间质谱系统包括:真空连接腔体61以及位于所述真空连接腔体61内的聚焦透镜62、偏转电极63、加速电极64、探测器单元,其中,所述真空连接腔体61是指飞行时间质谱系统的离子引入腔体;所述聚焦透镜62用于对进入所述真空连接腔体61内的特定离子进行聚集,以降低所述特定离子的分散程度,提高所述真空连接腔体61内与所述激光系统产生的激光发生作用的特定离子数目;所述偏转电极63用于矫正所述特定离子在所述真空连接腔体内的飞行轨迹的角度;所述加速电极64用于对位于所述真空连接腔体内的特定离子进行加速;所述探测器单元用于检测所述真空连接腔体内的离子,优选的,所述探测器单元包括第一组探测器651和第二组探测器652,所述第一组探测器651和所述第二组探测器652为微道通板(MCP),以增大所述第一组探测器651和所述第二组探测器652的探测面积,最大程度的接收所述真空连接腔体61内的离子。具体的,所述第一组探测器651和所述第二组探测器652分别位于所述飞行时间质谱系统的两端,其中,所述第一组探测器651既可以单独作为探测器探测离子,又可以同时作为所述飞行时间质谱系统中时序的调试依据。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述激光系统位于所述飞行时间质谱系统中,包括:激光单元,其中,所述激光单元用于产生预设波长的激光,该激光沿第二方向Y传输,以便于和所述真空连接腔体内的特定离子发生交互作用。其中,所述第二方向与所述第一方向不同,所述第二方向可选为所述真空连接腔体的延伸方向,但本申请对此并不做限定,具体视情况而定。

可选的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述激光单元用于产生预设波长的红外激光;具体的,在本申请的一个实施例中,所述激光单元包括:第一激光器和第二激光器,其中,所述第一激光器用于提供1064nm的激光,每个脉冲强度为680mJ,脉宽为7ns,用作第二激光器的泵浦光源,以便于所述激光单元可以提供710-880nm以及1.35um-5um的中红外区的红外光。具体的,在本申请的一个实施例中,所述第一激光器为Nd:YAG激光器,所述第二激光器为OPO激光器或OPA激光器。

具体工作时,所述特定离子进入所述飞行时间质谱系统的真空连接腔体后,先经过所述聚焦透镜的聚集,再在偏转电极作用下沿第三方向Z运动,然后经过所述加速电极的加速,与所述激光单元发射的激光发生交互作用后,被所述第一组探测器和所述第二组探测器接收。其中,所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向不同,可选的,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。

需要说明的是,由于所述特定离子与红外激光进行一次交互作用后,不一定能够发生光解离,且如果所述飞行时间质谱系统中,所述特定离子的浓度较低,容易导致所述红外光解离光谱仪装置在工作时获得的解离信号较弱或难以观察到。因此,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述激光系统还包括:反射单元,所述反射单元用于反射所述激光单元产生的激光,形成多个反射光束与所述特定离子发生交互作用,以增加特定离子与激光作用的次数,从而提高所述特定离子的光解离效率。

可选的,在本申请的一个实施例中,如图2所示,所述反射单元由两片球面镜组成,按照Herriot多次反射池(即长光程多次反射赫里奥特池)原理进行设计,以增加离子与红外激光作用的次数,提高离子的光解离效率。具体的,在本申请的一个实施例中,所述反射单元包括两片球凹面镜,该两片球凹面镜位于所述加速电极的两端(即所述加速电极位于该两片球凹面镜之间),以便于所述球凹面镜反射的激光光束与特定离子发生交互作用。需要说明的是,为了提高所述球凹面镜反射的激光光束与特定离子发生交互作用的概率,所述反射单元在具体工作前可综合考虑所述飞行时间质谱系统中所述真空连接腔体的空间和所述激光单元产生的激光光斑直径,通过zemax软件对光路进行预先模拟。

在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述激光单元产生的激光光斑直径约为9mm,所述球凹面镜的直径为40mm,两片球凹面镜之间的距离为150mm,所述球凹面镜的曲率半径为64mm,以满足所述红外光解离光谱仪装置所需要的多次反射效果。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述飞行时间质谱系统还包括:反射电极组合66,所述反射电极组合66位于所述第一组探测器651的上方,用于反射飞向所述第一组探测器651的特定离子,增加所述特定离子的飞行路程,提高质谱分辨率。具体的,所述反射电极组合66通过施加电压,使得所述特定离子在到达所述第一组探测器651之前速度减为零,并反向,以增加所述特定离子在所述真空连接腔体61内的飞行路程,提高质谱分辨率。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述探测器单元还包括第三组探测器653,以在部分动能较大的特定离子进入所述真空连接腔体61后,依然沿第一方向X(即平行于离子传输线方向)运动时被第三探测器653接收,从而提高所述探测器单元检测到的特定离子的数目。

需要说明的是,由于进入所述飞行时间质谱系统的特定离子中,仍然沿第一方向运动的数目较少,故在本申请的一个可选实施例中,所述第三探测器为电子倍增管,以降低所述第三探测器的成本。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述红外光解离光谱仪装置还包括:抽真空系统,所述抽真空系统用于对所述质谱组成元件和光谱组成元件进行抽真空,以避免所述离子源产生的预设离子进入所述质谱组成元件和光谱组成元件后,与所述质谱组成元件和所述光谱组成元件中的空气分子发生碰撞,偏离其传输轨迹。

具体的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述抽真空系统包括机械泵81、第一分子泵82和第二分子泵83,其中,所述机械泵81用于对所述质谱组成元件和所述光谱组成元件进行第一次空气抽离,以使得所述质谱组成元件的大气压降至分子泵的工作范围,再利用所述第一分子泵对所述质谱组成元件进行第二次空气抽离,使得所述质谱组成元件中呈现真空状态,并利用所述第二分子泵对所述光谱组成元件进行第二次空气抽离,以使得所述光谱组成元件中呈现真空状态。可选的,所述质谱组成元件和所述光谱组成元件呈现真空状态时,其真空度优于1×10-6Torr。

具体的,在本申请的一个实施例中,所述机械泵为多级罗兹干泵,所述多级罗兹干泵的抽速为11.1L/S;所述第一分子泵为分流式分子泵,所述分流式分子泵的抽速为210L/S;所述第二分子泵的抽速为260L/S。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述红外光解离光谱仪装置还包括位于所述质谱组成元件和光谱组成元件之间的第二导引系统9,所述第二导引系统用于将所述质谱组成元件中弹出的特定离子导引至所述光谱组成元件。可选的,所述第二导引系统9包括四极杆。

由上所述可知,本申请实施例所提供的红外光解离光谱仪装置工作时,所述离子源将中性的物质电离成带电的小液滴,形成预设离子,再通过离子传输系统2、第一导引系统3传输至离子筛选系统4中,利用离子筛选系统4进行质量选择,筛选出特定离子,进入双曲面线性离子阱系统5中进行储存、冷却、质量分析和清空,最后通过第二导引系统9传输至飞行时间质谱系统中的离子引入区,与激光系统发射的红外激光进行作用发生解离,形成母体离子(即特定离子)和碎片离子(特定离子被解离后产生的新离子),然后再经过一段自由飞行到达探测器单元,被探测器单元吸收,利用探测器单元得到母体离子和碎片离子的质谱信息。其中,母体离子的质荷比可以从所述质谱组成元件获得,剩余离子中质量数比母体离子小的即为碎片离子;所述质谱信息包括表征不同质荷比的离子的质谱峰随不同红外激光波长的变化关系。

需要说明的是,在本申请实施中,所述双曲面线性离子阱系统对所述特定离子进行存储、冷却是指:所述特定离子在直流电场(双曲面线性离子阱前端盖施加)的作用下进入双曲面线性离子阱后,在幅值不变的射频束缚电场作用下被捕获,这些特定离子在双曲面线性离子阱内与缓冲气体碰撞损失掉大多数动能而被冷却、存储下来。

所述双曲面线性离子阱系统对所述特定离子进行质量分析是指:通过对双曲面线性离子阱射频电压的幅度进行线性扫描(如逐渐增大),并加入频率不变但幅度随射频电压增大而增大的共振激发信号,在这两个信号共同作用下,不同质荷比的离子依次到达探测器单元,从而被检测和分析。

所述双曲面线性离子阱系统对所述特定离子进行清空是指:通过将射频信号幅度降为0V,相当于撤去双曲面线性离子阱内的径向交流电场,因此残存在双曲面线性离子阱内的离子将全部飞离出双曲面线性离子阱或撞击在双曲面线性离子阱的电极上。

需要说明的是,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述探测器单元还被用于基于所述母体离子和所述碎片离子的质谱信息获得不同红外激光波长下,所述碎片离子数与所述母体离子数的比例关系,并进行人工处理以获得所述特定离子的光谱图,所述光谱图用于表征所述碎片离子数与所述母体离子数的比例关系随所述红外激光波长的变化关系。

综上所述,本申请实施例所提供的红外光解离光谱仪装置,所述质谱组成元件由双曲面线性离子阱系统代替飞行时间质谱系统,从而大大减小了所述质谱组成元件的体积,进而减小了所述红外光解离光谱仪装置的体积,以便于携带用于外场实验观测。

而且,本申请实施例所提供的红外光解离光谱仪装置,在所述离子筛选系统中筛选出特定离子之后,在所述双曲面线性离子阱系统中进行存储、冷却,充分发挥所述双曲面线性离子阱系统的存储效率,提高所述双曲面线性离子阱系统中特定离子的浓度,以提高特定离子被检测到的概率,从而提高所述质谱组成元件的检测稳定性,进而提高进入所述飞行时间质谱系统中特定离子的浓度,以便于提高所述飞行时间质谱系统中与激光发生交互作用的离子数目,提高红外光解离光谱仪装置的检测灵敏度。

此外,本申请实施例所提供的红外光解离光谱仪装置,在所述激光系统中增加反射单元,从而利用所述激光单元发射的光束形成多束反射光束,在所述特定离子进入所述飞行时间质谱系统的真空连接腔体后,增加所述特定离子与激光光束发生交互作用的次数,提高特定离子的光解离效率,提高红外光解离光谱仪装置的检测灵敏度。

由上可知,本申请实施例所提供的红外光解离光谱仪装置具有体积小、检测灵敏度高、光解离效率高和稳定性高等特点。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述,每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处,各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

一种红外光解离光谱仪装置专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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