电子诱导解离装置和方法制造方法及图纸

公开了用在例如电子诱导解离池的离子反应设备中的极电极(150)，以减少由于聚合物积聚而引起的污染并增加这种电极的使用寿命。为了减少污染，新的极电极设计包括X形孔(160)来代替传统的中心圆形孔。极电极在具有限定带电离子的受控通过的第一轴和用于电子束通过的横向轴的多个分支电极(152)的系统中尤其有用。极电极适于布置在电子源和分支电极之间以提供用于电子束通过的孔，同时还阻止离子和反应产物从设备中逸出。X形孔消除或减少了极电极表面的最容易被聚合物积聚污染的部分。极表面的最容易被聚合物积聚污染的部分。极表面的最容易被聚合物积聚污染的部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子诱导解离装置和方法
[0001]相关美国申请
[0002]本申请要求于2019年10月1日提交的美国临时申请No.62/908,773的优先权，其全部内容通过引用合并于此。


[0003]本文的教导涉及用于质谱的诱导离子反应，并且更具体地，涉及用于执行电子诱导解离(EID)的方法和系统。

技术介绍

[0004]离子反应通常涉及带正电或带负电的离子与另一带电物质的反应，该另一带电物质可以是另一带正电或带负电的离子或电子。例如，在电子诱导解离(EID)中，带电物质是电子束，并且电子撞击在离子上导致离子的碎裂。EID已用于在质谱(MS)中解离生物分子，并已提供了涵盖从液相色谱
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质谱/质谱(LC
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MS/MS)中的常规蛋白质组学到自上而下分析(无分解)、从头(de novo)测序(发现异常氨基酸序列)、转译后修饰研究(糖基化、磷酸化等)，蛋白质
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蛋白质相互作用(蛋白质的功能研究)，并且还包括小分子鉴定的广泛可能应用的能力。
[0005]EID的机制可以包括，例如，使用具有0到3eV动能的电子的电子捕获解离(ECD)、热ECD(具有5到10eV动能的电子)和高能电子电离解离(HEEID)(具有大于13eV的动能的电子)。这些电子诱导解离被认为是对传统碰撞诱导或激活解离(CID或CAD)的补充，并已被并入先进的MS装置中。
[0006]下文本教导中术语EID的使用应理解为涵盖所有形式的电子相关解离技术，并且不限于使用在任何特定程度内的动能的电子。
[0007]在常规MS系统中，电子作为横向束被引入，使得当离子在轴向上通过仪器时电子与前体正离子碰撞。例如，质谱仪可以包括分支RF离子阱结构，在该分支RF离子阱结构中电子束正交地注入到分析离子束中，其中离子束和电子束两者是独立控制的。参见于2014年5月29日提交的PCT申请No.PCT/IB2014/00893，其全部内容通过引用并入本文，以获取更多细节。这种装置可以运行在“流动通过”模式或同时捕获模式下。
[0008]当横向电子束被注入MS仪器时，电子束必须被控制为使得电子被限制并引导到其中它们可以最有效地与通过仪器的离子相互作用(即，解离)的区域。通常通过施加电场梯度来实现电子束控制，例如，通过充当透镜以引导和聚焦电子束的一系列正偏置电极。这些电极中的最后一个电极通常被称为“极电极”，并且通常是具有中心孔的正偏置的金属板，电子束通过该中心孔。极电极的电压也起到限制元件的作用，从而排斥带正电的前体离子和产物离子，以将它们保留在仪器内，使得它们可以被提取和分析。
[0009]已观察到，随着时间的推移，极电极在离子限制上可能变得更低效。功能上的退化被相信是由于聚合物沉积物聚积在极电极表面上而引起的污染的结果。沉积物被理解为是由真空残余气体分子引起的，通常是来自粗真空泵的碳氢化合物，这些沉积物随着时间的
推移被来自电子束的杂散电子所聚合。长期使用使粘性的聚合物层更厚。聚合物几乎没有导电性，并允许在其表面上的额外的电子积聚，因此使在极电极上施加的正电压无效。这种受损的电势使离子捕获性能逐渐恶化。
[0010]减少这种聚合的一种常规方法是在极电极表面上涂上例如的石墨浆料，但这不是完美的解决方案，因为即使在粗糙的石墨表面上最终也发生聚合物积聚。改变极电极本身的成分或用诸如金、不锈钢或钼之类的其他金属涂覆极电极的表面，也未被证明是有效的。
[0011]因此，存在对比石墨涂覆更好的减少极电极上聚合物积聚的方法和不易受污染的极电极设计的需要，使得可以避免频繁的仪器服务，且极电极的使用寿命等可以被延长。

技术实现思路

[0012]根据本教导，公开了新的极电极设计，其可以减少由于聚合物积聚造成的污染并增加这种电极的使用寿命。已观察到聚合物残留在极电极的某些部分上最为明显，即在四极RF结构的情况下沿着下方的四极电极之间的间隙区域。在不受任何理论或假设的束缚的情况下，看来导致了聚合的杂散电子由于四极RF电场和/或平行磁场的组合效应而主要影响这些间隙区域中的极电极表面。为了减少污染，公开了新的极电极设计，其包括代替传统的中心圆形孔的X形开口。
[0013]在本教导的一个方面中，公开了用在离子反应设备中的极电极，该离子反应设备具有限定带电离子的受控通过的第一轴和用于电子束通过的横向轴的多个分支电极，以及用于沿横向轴引入电子束使得通过电子的离子的电子诱导解离可以发生在交叉区域中的电子源。本教导的极电极适于布置在电子源和分支电极之间并且提供用于电子束通过的孔，同时还阻止离子及电子诱导解离的反应产物的逸出。X形孔消除或减少极电极表面中的最容易被聚合物积聚污染的部分。
[0014]具体地，新的极电极包括能够被充电至期望电势的导电板；以及X形孔。例如，X形孔可以由导电板中的至少两个相交的矩形开口形成，优选地在横向电极的两个相邻电极之间等距布置。在某些实施例中，矩形开口是导电板中的完全切除的开口，而在其他实施例中，矩形开口是导电板中的部分切除的凹部。
[0015]X形孔的开口可以具有是其设计为所使用于的电子束的直径的至少1.5倍的宽度(较窄尺寸)。在某些实施例中，X形孔的矩形开口可以具有大于其设计为所使用于的电子束的直径的两倍的宽度。例如，X形孔的矩形开口可以具有大于约1毫米的宽度，或在约1和约5毫米之间的宽度，或在约2和约4毫米之间的宽度。
[0016]此外，X形孔的矩形开口具有是其设计为所使用于的电子束的直径的至少3倍的长度。在某些实施例中，矩形开口的长度可以大于其设计为所使用于的电子束的直径的4倍。例如，X形孔的矩形开口可以具有大于约3毫米的长度，或在约3和约8毫米之间的长度，或在约4和约6毫米之间的长度。
[0017]在替代实施例中，极电极的X形孔可以是星形的。在星形替代中，星形的中心优选地形成为电子束宽度的至少1.5倍，优选地电子束的宽度的至少两倍的孔，并且点到点距离为至少5毫米，优选地在5和10毫米之间。
[0018]在本教导的另一个方面，公开了减少由于聚合物积聚引起的污染和延长极电极的
使用寿命的方法，其包括在极电极中提供具有开口的交叉或星形的孔，该开口从孔的中心区域延伸到下方的极电极之间的间隙区域中。
[0019]本教导的方法可以用于通过如下操作来执行电子诱导解离：将多个离子引入至少部分地沿第一中心轴延伸并由第一多个电极限定的第一通路；经由电子源将电子引入沿第二中心轴延伸的第二通路，所述第二通路与第一通路相交在交叉区域，使得离子和电子可以相互作用。在本教导的方法中，将极电极部署在电子源和交叉区域之间，极电极提供用于电子束的通过的孔，同时还阻止离子和电子诱导解离的反应产物的逸出，极电极包括能够被偏置到期望电势的导电板和X形孔。任何上述极电极都可以用于实践本教导的方法。
[0020]在本教导的又一方面，公开了用于执行电子诱导解离的系统，其可以包括：第一组电极，该第一组电极的至少第一段围绕第一中心轴以四极取向布置，其中第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用在离子反应设备中的极电极，所述离子反应设备具有RF电极和电子源，所述电子源用于沿由RF电极限定的轴引入电子束，使得能发生通过电子的离子的电子诱导解离，所述极电极适于布置在电子源和RF电极之间并且提供用于电子束通过的孔，同时还阻止离子及电子诱导解离的反应产物的逸出，所述极电极包括：能够被偏置到期望电势的导电板；和形成在所述导电板中的X形孔。2.根据权利要求1所述的极电极，其中所述X形孔由所述导电板中的至少两个相交的矩形开口形成，优选地等距布置在两个相邻电极之间。3.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述矩形开口是所述导电板中的完全切除的开口。4.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述矩形开口是所述导电板中的部分切除的凹部。5.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有是其设计为所使用于的电子束的直径的至少1.5倍的宽度。6.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有大于其设计为所使用于的电子束的直径的两倍的宽度。7.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有大于1毫米的宽度。8.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有在1和5毫米之间的宽度。9.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有在2和4毫米之间的宽度。10.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有是其设计为所使用于的电子束的直径的至少3倍的长度。11.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有大于其设计为所使用于的电子束的直径的4倍的长度。12.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有大于3毫米的长度。13.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有在3和8毫米之间的宽度。14.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔的矩形开口具有在4和6毫米之间的宽度。15.根据权利要求2所述的极电极，其中，所述X形孔是星形的。16.一种用于执行离子反应的方法，包括：将多个离子引入第一通路，第一通路至少部分地沿第一中心轴延伸并由第一多个电极限定；经由电子源将电子引入沿第二中心轴延伸的第二通路，所述第二通路与第一通路相交在交叉区域，使得离子和电子能相互作用；和在电子源和交叉区域之间设置极电极，所述极电极提供用于电子束的通过的孔，同时还阻止离子及电子诱导解离的反应产物的逸出，所述极电极包括能够被偏置到期望电势的导电板和X形孔。
17.根据权利要求16所述的方法，其中提供具有X形孔的极电极的步骤还包括提供具有如下X形孔的极电极：所述X形孔由所述导电板中的至少两个相交的矩形开口形成。18.根据权利要求17所述的方法，其中提供具有X形孔的极电极的步骤还包括提供具有如下X形孔的极电极：所述X形孔具有矩形开口，所述矩形开口是所述导电板中的完全切除的开口。19.根据权利要求17所述的方法，其中提供具有X形孔的极电极的步骤还包括提供具有如下X形孔的极电极：所述X形孔具有矩形开口，所述矩形开口是所述导电板中的部分切除的凹部。20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述X形孔的矩形开口具有是其设计为所使用于的电子束的直径的至少1.5倍的宽度。21.根据权利要求17所述的方法，其中，所述X形孔的矩形开口具有大于其设计为所使用于的电子束的直径的两倍的宽度。22.根据权利要求17所述的方法，其中，所述X形孔的矩形开口具有大于1毫米的宽度。23.根据权利要求17所述的方法，其中，所述X形孔的矩形开口具有在1和5毫米之间的宽度。24.根据权利要求17所述的方法，其中，所述X形孔的矩形开口具有在2和4毫米之间的宽度。25.根据权利要求17所述的方法，其中，所述X形孔的矩形开口具有是其设计为所使用于的电子束的直径的至少3倍的长度。26.根据权利要求17所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：马场崇，
申请(专利权)人：DH科技发展私人贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：