用于行波特性变化的电压控制制造技术

一种系统包括沿第一方向从第一端延伸到第二端的离子通道。该离子通道被配置为在离子通道的第一端处接收离子。该系统还包括控制器，该控制器被配置为将第一电压信号施加到与离子通道相邻的第一多个电极。第一多个电极被配置为基于第一电压信号的接收生成在分离时间期间沿第一方向行进的第一行进驱动电位。第一行进驱动电位的行进速度和幅度中的一个或多个在分离时间的第一时间段期间变化。多个在分离时间的第一时间段期间变化。多个在分离时间的第一时间段期间变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于行波特性变化的电压控制
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年9月16日提交的名称为“用于行波特性变化的电压控制”的美国临时专利申请No.62/901,177的优先权，其公开内容整体通过引用并入本文中。


[0003]本专利技术涉及用于离子迁移谱的系统和方法，更具体地，涉及使用在分离时间期间沿第一方向行进的行进驱动电位(例如，波形)基于离子的迁移率来分离离子的系统和方法，其中，第一行进驱动电位的行进速度和幅度中的一个或多个在分离时间的第一时间段期间变化。

技术介绍

[0004]离子迁移谱(IMS)是一种基于离子的迁移率来分离和识别气相中的离子的技术。例如，IMS可用于分离具有不同迁移率的结构异构体和大分子。IMS依赖于向静态或动态背景气体中的离子混合物施加恒定或时变的电场。与具有较小迁移率(或较大CCS)的离子相比，具有较大迁移率(或较小碰撞截面[CCS])的离子在电场的影响下移动得更快。通过在IMS装置的分离距离(例如，在漂移管中)上施加电场，来自离子混合物的离子可以基于其迁移率而在空间上被分离。因为具有不同迁移率的离子在不同时间(时间分离)到达漂移管的端部，所以可以基于在漂移管的端部处的检测器的检测时间来识别它们。通过改变分离距离，可以改变离子迁移率分离的分辨率。
[0005]质谱(MS)是一种分析技术，其可基于化学物质的质荷比来分离化学物质的混合物。MS包括电离化学物质的混合物，随后在电场和/或磁场的存在下加速离子混合物。在一些质谱仪中，具有相同质荷比的离子经历相同的偏转。具有不同质荷比的离子可以经历不同的偏转，并且可以基于检测器(例如，电子倍增器)的检测的空间位置来识别。
[0006]在现有技术的IMS系统中，随着离子迁移率范围的增加，使用具有恒定速度的行进电位波形的离子迁移率分离可能不会在整个离子迁移率范围内产生最有效的分离。例如，在分离之后，具有较高迁移率(较早到达)的离子包可能比具有较低迁移率(较晚到达)的离子包更窄。因此，需要IMS系统和方法，其为具有宽迁移率范围的离子群提供随时间改进的和更有效的分离。

技术实现思路

[0007]一般而言，本公开的实施例提供了用于离子迁移率分离的电压控制的系统和相应方法。
[0008]一种方法包括提供沿第一方向从第一端延伸至第二端的离子通道。该方法还包括在离子通道的第一端处提供离子。该方法还包括由控制器将第一电压信号施加到与离子通道相邻的第一多个电极。该方法还包括由第一多个电极生成在分离时间期间沿第一方向行进的第一行进驱动电位。所述产生基于第一电压信号的接收。第一行进驱动电位的行进速
度和幅度中的一个或多个在分离时间的第一时间段期间变化。
[0009]在一种实施方式中，离子通道被限定在第一表面和与第一表面相邻的第二表面之间。第二表面包括第二多个电极，其包括第一电极和沿着与第一方向横向的第二方向与第一电极间隔开的第二电极。第一多个电极位于第一电极和第二电极之间，并且沿第一方向布置。在另一实施方式中，第一行进驱动电位的行进速度在第一时间段期间减小。在又一实施方式中，第一行进驱动电位在第一时间段的第一时间子段期间具有第一速度，且在第一时间段的第二时间子段期间具有小于第一速度的第二速度。第二时间子段出现在第一时间子段之后。
[0010]在一种实施方式中，行进速度根据分离时间单调递减。在另一实施方式中，行进速度的增加是线性、二次和指数中的一种。在又一实施方式中，第一行进驱动电位的行进速度在第一时间段期间增加。在一种实施方式中，第一行进驱动电位在第一时间段的第一时间子段期间具有第一速度，且在第一时间段的第二时间子段期间具有大于第一速度的第二速度。第二时间子段出现在第一时间子段之后。在另一实施方式中，行进速度根据分离时间单调递增。在又一实施方式中，行进速度的增加是线性、二次和指数中的一种。
[0011]在一种实施方式中，分离时间包括第一时间段之前的第二时间段。第一驱动电位的行进速度在第二时间段期间保持固定。在另一实施方式中，控制器包括电联接到第一多个电极的多个行波控制电路。多个行波控制电路被配置为产生多个行波电压信号。第一电压信号包括该多个行波电压信号。
[0012]在一种实施方式中，控制器包括通信联接到多个行波控制电路的主控制电路。该方法还包括由主控制电路确定多个行波电压信号的幅度和/或频率中的一个或多个以及多个行波电压信号中的一个或多个行波电压信号之间的相位差。该方法还包括由主控制电路向多个行波控制电路提供一个或多个行波控制信号。一个或多个行波控制信号指示多个行波电压信号的幅度和/或频率中的一个或多个以及多个行波电压信号中的一个或多个行波电压信号之间的相位差。
[0013]在一种实施方式中，该方法还包括由主控制电路确定在分离时间的第一时间段期间第一行进驱动电位的行进速度的变化。在另一实施方式中，该方法还包括检测在第二端处离开离子通道的所提供离子的离子包，并基于离子包的检测来设置第一时间段的开始时间。在另一实施方式中，第一多个电极的一部分的长度沿第一方向减小。在又一实施方式中，第一多个电极的一部分的长度沿第一方向增加。
[0014]一种系统，包括沿第一方向从第一端延伸至第二端的离子通道。离子通道被配置为在离子通道的第一端处接收离子。该系统还包括控制器，该控制器被配置为将第一电压信号施加到与离子通道相邻的第一多个电极。第一多个电极被配置为基于第一电压信号的接收，生成在分离时间期间沿第一方向行进的第一行进驱动电位。第一行进驱动电位的行进速度和幅度中的一个或多个在分离时间的第一时间段期间变化。
[0015]在一种实施方式中，离子通道被限定在第一表面和与第一表面相邻的第二表面之间。第二表面包括第二多个电极，其包括第一电极和沿着与第一方向横向的第二方向与第一电极间隔开的第二电极。第一多个电极位于第一电极和第二电极之间，并且沿第一方向布置。在另一实施方式中，第一行进驱动电位的行进速度在第一时间段期间减小。在一种实施方式中，第一行进驱动电位在第一时间段的第一时间子段期间具有第一速度，且在第一
时间段的第二时间子段期间具有小于第一速度的第二速度。第二时间子段出现在第一时间子段之后。
[0016]在一种实施方式中，行进速度根据分离时间单调递减。在另一实施方式中，行进速度的增加是线性、二次和指数中的一种。在一种实施方式中，第一行进驱动电位的行进速度在第一时间段期间增加。
[0017]在一种实施方式中，第一行进驱动电位在第一时间段的第一时间子段期间具有第一速度，且在第一时间段的第二时间子段期间具有大于第一速度的第二速度。第二时间子段出现在第一时间子段之后。在另一实施方式中，行进速度根据分离时间单调递增。在一种实施方式中，行进速度的增加是线性、二次和指数中的一种。
[0018]在一种实施方式中，分离时间包括在第一时间段之前的第二时间段。第一驱动电位的行进速度在第二时间段期间保持固定。在另一实施方式中，控制器包括电联接到第一多个电极的多个行波控制电路。多个行波控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：提供沿第一方向从第一端延伸到第二端的离子通道；在所述离子通道的所述第一端处提供离子；并且由控制器将第一电压信号施加到与所述离子通道相邻的第一多个电极，由所述第一多个电极生成在分离时间期间沿所述第一方向行进的第一行进驱动电位，所述产生基于所述第一电压信号的接收；并且其中，所述第一行进驱动电位的行进速度和幅度中的一个或多个在所述分离时间的第一时间段期间变化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述离子通道被限定在第一表面和与所述第一表面相邻的第二表面之间，其中，所述第二表面包括：第二多个电极，其包括第一电极和沿着与所述第一方向横向的第二方向与所述第一电极间隔开的第二电极，其中，所述第一多个电极位于所述第一电极和所述第二电极之间，并且沿所述第一方向布置。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一行进驱动电位的所述行进速度在所述第一时间段期间减小。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一行进驱动电位在所述第一时间段的第一时间子段期间具有第一速度，且在所述第一时间段的第二时间子段期间具有小于所述第一速度的第二速度，所述第二时间子段出现在所述第一时间子段之后。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述行进速度根据分离时间单调递减。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述行进速度的增加是线性、二次和指数中的一种。7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一行进驱动电位的所述行进速度在所述第一时间段期间增加。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一行进驱动电位在所述第一时间段的第一时间子段期间具有第一速度，且在所述第一时间段的第二时间子段期间具有大于所述第一速度的第二速度，所述第二时间子段出现在所述第一时间子段之后。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述行进速度根据分离时间单调递增。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述行进速度的增加是线性、二次和指数中的一种。11.根据权利要求2所述的方法，其中，所述分离时间包括在所述第一时间段之前的第二时间段，所述第一驱动电位的所述行进速度在所述第二时间段期间保持固定。12.根据权利要求2所述的方法，其中，所述控制器包括电联接到所述第一多个电极的多个行波控制电路，所述多个行波控制电路被配置为产生多个行波电压信号，所述第一电压信号包括所述多个行波电压信号。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述控制器包括通信联接到所述多个行波控制电路的主控制电路，所述方法还包括：由所述主控制电路确定所述多个行波电压信号的幅度和/或频率中的一个或多个以及所述多个行波电压信号中的一个或多个行波电压信号之间的相位差；并且由所述主控制电路向所述多个行波控制电路提供一个或多个行波控制信号，其中，所
述一个或多个行波控制信号指示所述多个行波电压信号的幅度和/或频率中的一个或多个以及所述多个行波电压信号中的一个或多个行波电压信号之间的相位差。14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法还包括由所述主控制电路确定在所述分离时间的第一时间段期间所述第一行进驱动电位的所述行进速度的变化。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括：检测在所述第二端处离开所述离子通道的所提供的所述离子的离子包；并且基于所述离子包的检测来设置所述第一时间段的开始时间。16.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一多个电极的一部分的长度沿所述第一方向减小。17.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一多个电极的一部分的长度沿所述第一方向增加。18.一种系统，包括：离子通道，所述离子通道沿第一方向从第...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：莫比莱昂系统有限公司，
类型：发明
国别省市：