在三维数字离子阱的基础上，我们正在开发新一代的数字直线离子阱。与三维离子阱相比，直线阱的离子容量有了显著的增加。这一点使得离子阱的灵敏度和动态范围能够得到了极大的提升。通过与复旦大学合作，我们开发了新一代的基于印刷线路离子阱概念的数字直线离子阱。
印刷线路离子阱（PCB Ion Trap），是一种利用在基板上加工出与四极电场电位分布线类似的印刷线路图形，以在一对或多对平面基板间形成二维或三维四极电场（Quadrapole Field）以束缚离子，并加以质量选择下的解离，分离及出射的串级质量分析器装置。PCB离子阱一般制作成矩形截面的四方长方体线型离子阱结构。采用这种设计的原因在于：相对于形成现有二维、三维四极电场的结构，PCB形成二维-线型离子阱时所需要的矩形截面和表面印刷线路图形更简单，容易制作；同时，对比同样的用自然电场线延伸面金属结构制作的线型离子阱，采用印刷线路结构及基材实现相同有效空间的功能电场时，PCB阱仅需要约1/5左右的空间以及1/10左右的工件质量，这有利于其在仪器小型化，便捷化中广泛应用，特别有利于现场分析或航空航天等特种工业的需求；此外对于适用于气体分析，GC-MS应用的低端PCB离子阱非常便于机械加工和组装，易于进行电路引线及电子系统整合，甚至可作为附属电源电路的一部分来直接设计，制作。例如运用FR-4制作的具有400FWHM分辨率的离子阱组件单件成本只需数十元。
在商业化质谱领域，通常各厂商在四极电场质谱仪器中会设计加入一些结构修正，以形成附加在基础四极电场上的高阶修饰电场，以改善离子在出射过程中因电场缺陷造成的共振失谐，然而这些高阶修饰电场容易出现高度的结构参数依赖，且一旦制作完成或损坏后无法加以修正。而对于印刷线路离子阱很容易通过等效电场修正来解决这一问题，同时还可以获取一些低结构参数依赖的修饰电场结构。例如我们的数字线型印刷线路离子阱的研究工作中，通过改变束缚射频开关的频率来调节离子的共振频率，已实现仅在500V峰峰值射频工作电压下的6000质量分辨，这是普通商业离子阱仪器无法做到的。仿真计算表明，印刷线路离子阱质量分辨还可继续提高，例如2000V峰峰值下的半峰宽分辨能力已达到数万，与高级飞行时间质谱仪相当。
作为数字离子阱的开创者和领导者，我们已经与国内的顶尖高校展开了合作，为他们提供与此技术相关的可定制的技术服务。同时，我们希望将此类技术在中国进一步推广，使对此技术感兴趣的学术机构或仪器厂商能够从与我们的合作中受益，也使我们能够在实践中发掘这项技术更多的使用价值。 |
数字印刷线路直线离子阱
