【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种质镨仪和一种离子质量分析方法。
技术介绍
常常有必要将离子从可以维持于相对高压的质镨仪的电离区转移到 维持于相对低压的质量分析器。已知道4吏用一个或多个射频(RT)离子 引导器将离子从电离区输送到质量分析器。已知il^约10—3-1 mbar的中 压下运转RF离子引导器。还知道在存在非均匀AC或RF电场的情况下带电粒子或离子上的时 间平均力能将带电粒子或离子加速到电场较弱的区。电场的最小值常称为 伪势谷或阱。已知的RT离子引导器以如下方法利用此现象布置成4吏伪 势谷或阱沿着RF离子引导器的中心轴生成或产生，使得离子被径向限制 于RF离子引导器中心。已知的RF离子引导器被用作一种高效地限制离子并且将离子从一个 区输送到另一区的手段。沿着已知的RT离子引导器的中心轴的电势轮廓 基本上恒定，因此已知的RT离子引导器以最小延迟并且对不同种离子无 区别地输送所有离子。
技术实现思路
希望提供了 一种改进的质镨仪。才艮据本专利技术的一方面，提供了一种质量分析器，该质量分析器包括 包括多个电极的离子引导器；用于将AC或RF电压施加到多个电极中的至少一些电极，使得在使 用时沿着离子引导器的轴向长度的至少一部分产生多个轴向时间平均的 或伪的势垒、沟槽或阱的装置；以及用于沿着和/或经过离子引导器的轴向长度的至少一部分驱动或驱策离子，使得在一工作模式下质荷比在第一范围内的离子退出离子引导器而 质荷比在不同的第二范围内的离子由多个轴向时间平均的或伪的势垒、沟 槽或阱轴向捕获或限制于离子引导器内的装置。应当理解，质量分析器涉及一种根据离子的质荷比而不是某种其它特 性...
【技术保护点】
一种质量分析器，包括：包括多个电极的离子引导器；用于将ＡＣ或ＲＦ电压施加到所述多个电极中的至少一些电极，使得在使用时沿着所述离子引导器的轴向长度的至少一部分产生多个轴向时间平均的或伪的势垒、沟槽或阱的装置；以及用于沿着和／或经过所述离子引导器的轴向长度的至少一部分驱动或驱策离子，使得在一工作模式下质荷比在第一范围内的离子退出所述离子引导器而质荷比在不同的第二范围内的离子由所述多个轴向时间平均的或伪的势垒、沟槽或阱轴向捕获或限制于所述离子引导器内的装置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2005-11-1 0522327.6;US 2005-11-9 60/735,0581.一种质量分析器，包括包括多个电极的离子引导器；用于将AC或RF电压施加到所述多个电极中的至少一些电极，使得在使用时沿着所述离子引导器的轴向长度的至少一部分产生多个轴向时间平均的或伪的势垒、沟槽或阱的装置；以及用于沿着和/或经过所述离子引导器的轴向长度的至少一部分驱动或驱策离子，使得在一工作模式下质荷比在第一范围内的离子退出所述离子引导器而质荷比在不同的第二范围内的离子由所述多个轴向时间平均的或伪的势垒、沟槽或阱轴向捕获或限制于所述离子引导器内的装置。2. 如权利要求l所述的质量分析器，其中所述第一范围选自于(i) <100; (ii) 100-200; (iii) 200-300; (iv) 300-400; (v) 400-500; (vi) 500-600; (vii) 600-700; (viii) 700-800; (ix) 800-卯0; (x) 900-1000; 以及(xi) >1000。3. 如权利要求1或2所述的质量分析器，其中所述第二范围选自于 (i)<100; (ii) 100-200; (Hi) 200-300; (iv) 300-400; (v) 400-500; (vi)500-600; (vii) 600-700; (viii) 700-800; (ix) 800-900; (x) 900-1000; 以及(xi) >1000。4. 如权利要求l、 2或3所述的质量分析器，其中用于将AC或RF 电压施加到所述多个电极中的至少一些电极的所述装置被布置成和适合 于使得沿着所述离子引导器的轴向长度的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100%产生多个轴 向时间平均的或伪的势垒、沟槽或阱。5. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中沿着所述离子引导 器的中心纵轴的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100%产生或提供所述多个轴向时间平均的或 伪的势垒、沟槽或阱。6. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述多个轴向时间 平均的或伪的势垒、沟槽或阱在离开所述离子引导器的中心纵轴的径向方 向上伸展至少r毫米，其中r选自于(i) <1; (ii) l國2; (iii) 2-3; (iv) 3-4; (v)4誦5; (vi) 5-6; (vii) 6画7; (viii) 7-8; (ix) 8-9; (x) 9画10;以及(xi) >10。7. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中对于质荷比落在范 围1-100、 100-200、 200-300、 300-400、 400-500、 500-600、 600-700、 700-800、 800-卯0或卯0-1000内的离子，所述轴向时间平均的或伪的势垒、沟槽或 阱的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80 % 、90 % 、95 %或100 %的幅度、高度或深度选自于(i )<0.1V; (ii )0.1-0.2V;(iii)0.2-0.3V; (iv)0.3-0.4V; (v)0.4陽0.5V; (vi)0.5-0.6V; (vii)0.6-0.7V;(viii)0.7-0.8V; (ix)0.8-0.9V; (x)0,9画1.0V; (xi)1.0-l,5V; (xii )1.5-2.OV;(xiii) 2.0-2.5V; (xiv) 2.5-3.0V; (xv) 3.0-3.5V; (xvi) 3.5-4.0V; (xvii)4.0-4.5V; (xviii) 4.5-5.0V; (xix) 5.0-5.5V; (xx) 5.5漏6.0V; (xxi) 6.0-6.5V; (xxii) 6.5-7.0V; (xxiii) 7.0-7.5V; (xxiv) 7.5-8.0V; (xxv) 8.0-8.5V; (xxvi) 8.5-9.0V; (xxvii) 9.0-9.5V; (xxvm) 9.5-10.0V;以及(xxix) >10.0V。8. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中在使用时沿着所述 离子引导器的轴向长度每厘米提供或产生至少l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9或10个轴向时间平均的或伪的势垒、沟槽或阱。9. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述多个轴向时间 平均的或伪的势垒、沟槽或阱沿着所述离子引导器的轴向长度具有与所述 多个电极的轴向位置相对应的最小值。10. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述多个轴向时间 平均的或伪的势垒、沟槽或阱沿着所述离子引导器的轴向长度具有位于与 邻近电极之间轴向距离或间距的基本上50%相对应的轴向位置的最大 值。11. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述多个轴向时间 平均的或伪的势垒、沟槽或阱具有对于具有特定质荷比的离子而言为基本 上相同高度、深度或幅度的最小值和/或最大值，并且其中所述最小值和/ 或最大值具有与所述多个电极的轴向位移或间距基本上相同的周期性。12. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述多个电极包括 具有孔的电极，在使用时离子穿过所述孔。13. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述电极的至少1 %、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%具有基本上圓形、矩形、正方形或椭圆形孔。14. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述电极的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95 %或100 %具有基本上相同尺寸或基本上相同面积的孔。15. 如权利要求1-13中任何权利要求所述的质量分析器，其中所述 电极的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%具有在沿着所述离子引导器的轴的方向上尺寸 或面积逐渐变大和/或变小的孔。16. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述电极的至少1 %、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%具有其内直径或尺度选自于以下内直径或尺度的孔(i) ^1.0mm; (ii) ^2.0mm; (iii) ￡3.0mm; (iv) S4.0mm; (v) ￡5.0mm; (vi) 16.0mm; (vii)^7.0mm; (viii) ￡8.0mm; (ix)^9.0mm; (x) ^10.0mm; 以及(xi) >10.0mm。17. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述电极的至少1 %、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%相互间隔开从以下轴向距离中选择的轴向距离(i)小于或 等于5mm; (ii)小于或等于4,5mm; (iii)小于或等于4mm; (iv)小于 或等于3.5mm; (v)小于或等于3mm; (vi)小于或等于2.5mm; (vii) 小于或等于2mm; (viii)小于或等于1.5mm; (ix)小于或等于lmm; (x) 小于或等于(K8mm; (xi)小于或等于0.6mm; (xii)小于或等于0.4mm;(xiii) 小于或等于0.2mm; (xiv)小于或等于O.lmm;以及(xv)小于 或等于0.25mm。18. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述多个电极中的 至少一些电极包括孑L，并且其中所述孔的内直径或尺度与相邻电极之间的 中心到中心轴向间隔之比选自于(i)<1.0; (ii) 1.0-1.2; (iii) 1.2-1.4;(iv) 1.4-1.6; (v) 1.6-1.8; (vi) 1.8-2.0; (vii) 2.0-2.2; (viii) 2.2-2.4; (ix) 2.4-2.6; (x) 2.6-2.8; (xi) 2.8-3.0; (xii) 3.0-3.2; (xiii) 3.2-3.4;(xiv) 3.4-3.6; (xv) 3.6-3.8; (xvi) 3.8-4.0; (xvii) 4.0-4.2; (xviii) 4.2-4.4; (xix) 4.4-4.6; (xx) 4.6-4.8; (xxi) 4.8-5.0;以及(xxii) >5.0。19. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述电极的至少1 %、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%具有从以下厚度或轴向长度中选择的厚度或轴向长度(i) 小于或等于5mm; (ii)小于或等于4.5mm; (iii)小于或等于4mm; (iv) 小于或等于3.5111111; (v)小于或等于3mm; (vi)小于或等于2.5mm; (vii)小于或等于2mm; (viii)小于或等于1.5mm; (ix)小于或等于lmm; (x) 小于或等于0.8mm; (xi)小于或等于0.6mm; (xii)小于或等于0.4mm; (xiii)小于或等于0.2mm; (xiv)小于或等于0.1mm;以及(xv)小于 或等于0.25mm。20. 如权利要求1-11中任何权利要求所述的质量分析器，其中所述 离子引导器包括分段杆集离子引导器。21. 如权利要求20所述的质量分析器，其中所述离子引导器包括分 段四极、六极或/^L离子引导器或具有多于八个分段杆集的离子引导器。22. 如权利要求20或21所述的质量分析器，其中所述离子引导器包 括具有从以下横截面中选择的横截面的多个电极(0近似或基本上圓形 横截面；(ii)近似或基本上双曲面；(m)弓形或部分圆形横截面；(iv) 近似或基本上矩形横截面；以及(v)近似或基本上正方形横截面。23. 如权利要求1-11中任何权利要求所述的质量分析器，其中所述 离子引导器包括多个板电极，其中沿着所述离子引导器的轴向长度布置多 组电极。24. 如权利要求23所述的质量分析器，其中每組电极包括第一电极 和第二电极，其中所述第一和第二电 本上在同一平面上布置并且在所 述离子引导器的中心纵轴的任一侧布置。25. 如权利要求24所述的质量分析器，还包括用于将DC电压或电 势施加到所述第一和第二电极以4更在第一径向方向上限制离子于所述离 子引导器内的装置。26. 如权利要求24或25所述的质量分析器，其中每组电极还包括第 三电极和第四电极，其中所述第三和第四电:feL&本上在与所述第 一和第二 电极相同的平面上布置并且以与所述第一和第二电极不同的取向在所述 离子引导器的中心纵轴的任一侧布置。27. 如权利要求26所述的质量分析器，其中用于施加AC或RF电 压的所述装置被布置成将所述AC或RF电压施加到所述第三和第四电极 以4更在第二径向方向上限制离子于所述离子引导器内。28. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中用于施加AC或 RF电压的所述装置被布置成将所述AC或RF电压施加到所述多个电极 的至少10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95 %或100%。29. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中轴向相邻电极被供 应以所述AC或RF电压的相反相。30. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述AC或RF电 压具有从以下幅度中选择的幅度(i)〈50V峰-峰值；(ii) 50-100V峰 -峰值；(iii) 100國150V峰—峰值；(iv) 150-200V峰—峰值；(v) 200-250V 峰-峰值；(vi) 250-300V峰-峰值;(vii) 300-350V峰-峰值;(viii) 350國400V峰-峰值；(ix) 400隱450V峰-峰值；(x) 450隱500V峰-峰值; 以及(xi) 〉500V峰-峰值。31. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述AC或RF电 压具有从以下频率中选择的频率(i)<100kHz; (ii) 100-200kHz; (iii) 200-300kHz; (iv) 300-400kHz; (v) 400-500kHz; (vi) 0.5-l.OMHz; (vii) 1.0國1.5MHz; (viii) 1.5國2.0MHz; (ix) 2.0-2.5MHz; (x) 2.5國3.0MHz; (xi) 3.0-3.5MHz; (xii) 3.5隱4.0MHz; (xiii) 4.0-4.5MHz; (xiv) 4.5-5.0MHz;(xv) 5.0-5.5MHz; ( xvi) 5.5國6.0MHz; ( xvii) 6.0-6.5MHz; ( xviii) 6.5-7.0MHz; (xix) 7.0-7.5MHz; (xx) 7.5-8.0MHz; (xxi) 8.0國8.5MHz;(xxii)8.5誦9.0MHz; (xxiii)9.0誦9.5固z; (xxiv )9.5-10.OMHz;以及(xxv) >10.0MHz。32. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述离子引导器包 括n个轴向段，其中n选自于(i) 1-10; (ii) 11-20; (iii) 21-30; (iv) 31-40; (v) 41-50; (vi) 51-60; (vii) 61-70; (viii) 71-80; (ix) 81國卯；(x) 91-100;以及(xi) >100。33. 如权利要求32所述的质量分析器，其中每个轴向段包括l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20 或>20个电极。34. 如权利要求32或33所述的质量分析器，其中所述轴向段的至少 1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%的轴向长度选自于(0<lmm; (ii) l-2mm; (iii)2醫3mm;(iv) 3-4mm; (v) 4-5mm; (vi) 5國6mnr， (vii) 6-7mm; (viii) 7國8mm; (ix)8-9mm; (x)9画10mm;以及(xi) >10mm。35. 如权利要求32、 33或34所述的质量分析器，其中所述轴向段的 至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 卯％、 95%或100%之间的间隔选自于(i)<lmm; (ii) l國2mm; (iii)2-3mm; (iv) 3國4mm; (v) 4國5mm; (vi) 5國6mm; (vii) 6國7mm; (viii) 7画8mm; (ix) 8-9mm; (x) 9國10mm;以及(xi) >10mm。36. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述离子引导器具 有从以下长度中选择的长度(i)<20mm; (ii) 20-40mm; (iii) 40画60mm;(iv) 60-80mm; (v) 80画100mm; (vi) 100國120mm; (vii) 120-140mm; (viii )140-160mm; (ix )160國180mm; (x )180-200mm;以及(xi )>200mm。37. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中所述离子引导器至 少包括(i) 10-20个电极;(ii) 20-30个电极;(iii) 30-40个电极;(iv) 40-50个电极；(v) 50-60个电极；(vi) 60-70个电极；(vii) 70-80个电 极；(viii)80-卯个电极;(ix)卯-100个电极;(x) 100-110个电极;(xi) 110-120个电极；(xii )120-130个电极；(xiii )130-140个电极；(xiv )140-150 个电极；或(xv) >150个电极。38. 如任何前述权利要求所述的质量分析器，其中用于驱动或驱策离 子的所述装置包括用于将一个或多个瞬态DC电压或电势或DC电压或电 势波形施加到所述电极的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40°/。、 50 %、 60%、 70%、 80%、 90°/。、 95%或100%的装置。39. 如权利要求38所述的质量分析器，其中所述一个或多个瞬态DC 电压或电势或DC电压或电势波形产生(i)位垒或势垒；(ii)势阱；(iii) 多个位垒或势垒；(iv)多个势阱；(v)位垒或势垒与势阱的组合；或(vi) 多个位垒或势垒与多个势阱的组合。40. 如权利要求38或39所述的质量分析器，其中所述一个或多个瞬 态DC电压或电势波形包括重复的波形或方波。41. 如权利要求38、 39或40所述的质量分析器，其中在使用时沿着 所述离子引导器的长度平移多个轴向DC势阱，或者沿着所述离子引导器 的轴向长度向电极递iii4施加多个瞬态DC电势或电压。42. 如权利要求38-41中任何权利要求所述的质量分析器，还包括第 一装置，所述第一装置被布置成和适合于逐渐增大、逐渐减小、逐渐变化、 扫描、线性增大、线性减小、以阶跃、递进或其它方式增大或者以阶跃、 递进或其它方式减小所述一个或多个瞬态DC电压或电势或DC电压或电 势波形的幅度、高度或深度。43. 如权利要求42所述的质量分析器，其中所述第一装置被布置成 和适合于在时间段ti内将所述一个或多个瞬态DC电压或电势或DC电压或电势波形的幅度、高度或深度逐渐增大、逐渐减小、逐渐变化、扫描、 线性增大、线性减小、以阶跃、递进或其它方式增大或者以阶跃、递进或 其它方式减小Xi伏。44. 如权利要求43所述的质量分析器，其中&选自于(i)<0.1V; (ii) 0.1-0.2V; (iii) 0.2-0.3V; (iv) 0.3國0.4V; (v) 0.4-0.5V; (vi) 0.5-0.6V; (vii )0.6國0.7V; (viii)0.7画0.8V; (ix )0.8誦0.9V; (x )0.9隱1.0V; (xi )1.0隱1.5V; (xii) 1.5-2.0V; (xiii) 2.0-2.5V; (xiv) 2.5隱3.0V; (xv) 3.0画3.5V; (xvi)3.5-4.0V; (xvii)4.0-4,5V; (xviii) 4.5-5.0V; (xix) 5.0-5.5V; (xx) 5.5-6.0V;(xxi) 6.0-6.5V; (xxii) 6.5-7.0V; (xxiii) 7.0-7.5V; (xxiv) 7.5-8.0V; (xxv) 8.0-8.5V; (xxvi) 8.5-9.0V; ( xxvii) 9.0國9.5V; ( xxviii) 9.5-10.0V;以及(xxix) >10.0V。45. 如权利要求43或44所述的质量分析器，其中b选自于(i Xms; (ii) l-10ms; (iii) 10國20ms; (iv) 20國30ms; (v) 30画40ms; (vi)棒50ms; (vii )50-60ms; (viii )60-70ms; (ix )70國80ms; (x )80國卯ms; (xi )卯-100ms; (xii) 100國200ms; (xiii) 200-300ms; (xiv) 300-400ms; (xv) 400國500ms; (xvi )500-600ms; (xvii )600-700ms; (xviii )700-800ms; (xix )800-卯0ms;(xx) 900匪1000ms; (xxi) l-2s; (xxii) 2画3s; (xxiii) 3-4s; (xxiv) 4-5s; 以及(xxv) >5s。46. 如权利要求38-45中任何权利要求所述的质量分析器，还包括第 二装置，所述第二装置被布置成和适合于逐渐增大、逐渐减小、逐渐变化、 扫描、线性增大、线性减小、以阶跃、递进或其它方式增大或者以阶跃、 递进或其它方式减小向所述电极施加所述一个或多个瞬态DC电压或电 势或DC电势或电压波形的速度或速率。47. 如权利要求46所述的质量分析器，其中所述第二装置被布置成 和适合于在时间段t2内将向所述电极施加所述一个或多个瞬态DC电压或 电势或DC电压或电势波形的速度或速率逐渐增大、逐渐减小、逐渐变化、 扫描、线性增大、线性减小、以阶跃、递进或其它方式增大或者以阶跃、递进或其它方式减小X2米/秒。48. 如权利要求47所述的质量分析器，其中X2选自于(i)<l; (ii) l画2; (iii)2陽3; (iv)3-4; (v) 4-5; (vi) 5誦6; (vii) 6誦7; (viii) 7誦8; (ix) 8匪9; (x)9-10; (xi) 10-11; (xii) 11-12; (xiii) 12-13; (xiv) 13-14; (xv) 14-15; (xvi) 15-16; (xvii) 16-17; (xviii) 17-18; (xix) 18-19; (xx) 19-20;(xxi) 20-30; (xxii) 30-40; (xxm) 40-50; (xxiv) 50-60; (xxv) 60-70;(xxvi) 70-80; (xxvii) 80隱卯；(xxviii) 90-跳(xxix) 100-150; (xxx) 150-200; (xxxi) 200-250; (xxxii) 250-300; (xxxiii) 300-350; (xxxiv) 350-400; (xxxv) 400-450; (xxxvi) 450-5...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文德里克普林格尔，詹森李维尔德古斯，
申请(专利权)人：英国质谱公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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