Многоотражательный времяпролетный масс-анализатор

(51) 01 30/72 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ электростатическая трансаксиальная линзовозеркальная система (комбинация электростатических трансаксиальных линз и зеркал),электродами которой служат разделенные кольцевыми зазорами пары параллельных пластин и расположенные на одинаковом расстоянии от общей плоскости симметрии - средней плоскости системы. Внешний электрод разделен на два полукольца,чтобы устройство могло работать как в режиме линзы, так и в режиме зеркала, а количество внутренних электродов может быть равно 2 и более. Один из внешних электродов может быть выполнен в виде сплошного полукольца типа крышки. Преимуществом предлагаемого изобретение является простая и компактная конструкция анализатора, высокое разрешение и большая чувствительность.(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский университет энергетики и связи(57) Изобретение относится к области приборостроения, а именно к масс-спектрометрии, и может применяться в биоорганической химии для идентификации и количественного анализа различных веществ и их смесей . Многоотражательный времяпролетный массанализатор, содержащий источник ионов, детектор ионов, в качестве анализатора используется Изобретение относится к области приборостроения, а именно к масс- спектрометрии и может применяться в биоорганической химии для идентификации и количественного анализа различных веществ и их смесей. Известен многоотражательный времяпролетный масс-анализатор высокого разрешения, состоящий из ионного источника, детектора ионов и анализатора, представляющего собой систему из двух параллельных друг другу двумерных электростатических зеркал. Электродами этой системы служат разделенные прямыми зазорами пары параллельных пластин, находящихся под одним тем же потенциалом и на одинаковом расстоянии от плоскости симметрии поля,называемой средней плоскостью системы.(Назаренко Л.М., Секунова Л.М., Якушев Е.М. А.С.1725289 А 1, 1992.) Основным недостатком известного массанализатора является отсутствие пространственной фокусировки ионов в направлении средней плоскости, так как двумерные электростатические поля дают пространственную фокусировку ионов только в одном направлении - в вертикальном к средней плоскости направлении. Это приводит к потере ионов в пучке, что снижает чувствительность прибора. Известен планарный многоотражательный времяпролетный масс-анализатор высокого разрешения и большой чувствительности,состоящий из ионного источника, детектора ионов и анализатора, для получения фокусировки в двух взаимно-перпендикулярных направлениях анализатор выполнен в виде двумерной электростатической линзово-зеркальной системы,представляющей собой пару параллельных друг другу двумерных электростатических зеркал, между которыми расположен набор двумерных электростатических линз(дополнительный элемент). (М.И. Явор, А.Н. Веренчиков. Планарный многоотражательный времяпролетный массанализатор, работающий без ограничения диапазона масс. // Научное приборостроение. 2004. Т. 14. 2. с.38-45.,,,,,.- -. //1. 2008. . 391-400.) Основным недостатком этого анализатора является сложность его конструкции, обусловленная тем, что электроды зеркал и линз, имеющие одинаковую форму, расположены так, что их средние плоскости лежат во взаимноперпендикулярных плоскостях. Кроме того, число таких линз равно числу циклов, что приводит к росту габарита прибора в целом. Задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габарита и увеличение чувствительности времяпролетного массанализатора высокого разрешения. Для решения поставленной задачи предложен многоотражательный времяпролетный массанализатор, содержащий источник ионов, детектор ионов и анализатор, в котором, в соответствии с изобретением, в качестве анализатора используется электростатическая трансаксиальная линзовозеркальная система(комбинация электростатических трансаксиальных линз и зеркал), электродами которой служат разделенные кольцевыми зазорами пары параллельных пластин и расположенные на одинаковом расстоянии от общей плоскости симметрии - средней плоскости системы. Внешний электрод разделен на два полукольца,чтобы устройство могло работать как в режиме линзы, так в режиме зеркала, а количество внутренних электродов может быть равно 2 и более. Один из внешних электродов может быть выполнен в виде сплошного полукольца типа крышки. Следует отметить, что количество внутренних электродов имеет важное значение для достижения времяпролетной фокусировки высокого порядка,следовательно, высокого разрешения. Внешний электрод в виде сплошного полукольца придает дополнительную компактность анализатору. Один из возможных вариантов предлагаемого многоотражательного времяпролетного массанализатора схематически изображен на фиг. 1(проекция на среднюю плоскость - плоскость рисунка). Электроды электростатической трансаксиальной линзово-зеркальной системы отличаются от электродов двумерных систем только тем, что они имеют кольцеобразную форму с общей средней плоскостью, а внешний электрод выполнен в виде двух полуколец. Такая форма электродов не только придает устройству более компактный вид,но и позволяет осуществлять пространственную фокусировку в двух взаимноперпендикулярных направлениях без дополнительных элементов. Такая система может работать как в режиме линзы, так и в режиме зеркала. Это позволяет наряду с пространственно-времяпролетной фокусировкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях ей выполнять отсутствующие в известном устройстве дополнительные функции 1) формирование пучка ионов до входа в зеркало и 2) их фокусировка в детектор ионов после многократного отражения зеркалом. Это приводит к дополнительному повышению чувствительности времяпролетного масс-анализатора в целом. Внешний электрод с потенциалом 1 и внутренние электроды с потенциалами 2 и 3,образуют трехэлектродную трансаксиальную линзу,а внешний электрод с отрицательным потенциалом 4, и внутренние электроды с потенциалами 2 и 3 образуют трехэлектродное трансаксиальное зеркало. Ионный источники детектор ионовнаходятся под потенциалом 1 и располагаются в фокальной плоскости трансаксиальной линзы, выполняющей одновременно функции формирования пучка ионов до входа в анализатор и фокусировки их после анализатора. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Ионный пучок, испускаемый ионным источником , после формирования линзой многократное отражение в зеркале (внешний электрод с отрицательным потенциалом 4, и внутренние электроды с потенциалами 2 и 3),затем фокусируется линзой (внешний электрод с потенциалом 1 и внутренние электроды с потенциалами 2 и 3) в детектор . Преимуществом предлагаемого изобретения является простая и компактная конструкция анализатора, высокое разрешение и большая чувствительность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Многоотражательный времяпролетный массанализатор, содержащий источник ионов, детектор ионов и анализатор, отличающийся тем, что анализатор представляет собой электростатическую трансаксиальную линзово-зеркальную систему,электродами которой служат разделенные кольцевыми зазорами пары параллельных пластин,расположенных на одинаковом расстоянии от общей плоскости симметрии - средней плоскости системы,внешний электрод которой разделен на два полукольца, а количество внутренних электродов равно 2 и более. 2. Многоотражательный времяпролетный массанализатор по п.1, отличающийся тем, что один из внешних электродов выполнен в виде сплошного полукольца типа крышки.