高压质量分析器制造技术

在一方面，公开了一种质谱仪，该质谱仪包括：傅里叶变换(FT)质量分析器，具有用于接收离子的输入端口和离子通过其离开FT质量分析器的出口端口；检测器，设置在所述FT分析器的下游，用于检测离开FT分析器的离子；以及具有多个段的多段离子引导件，所述多段离子引导件设置在所述FT质量分析器的上游并且具有用于接收离子的输入端口和离子通过其离开FT质量分析器的输出端口。离子引导件的段被配置为经由对其施加DC偏移电压而被独立地激活，以便调整穿过离子引导件的离子经历碰撞冷却所通过的长度。的长度。的长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高压质量分析器
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2020年1月14日提交的题为“高压质量分析器”的美国临时申请第62/961,180号的优先权，该申请通过引用整体并入本文。


[0003]本教导总体涉及用于执行质谱分析的方法和系统，并且更具体地，涉及采用多段离子引导件来调制离子经历碰撞冷却所沿着的空间范围的方法和系统。

技术介绍

[0004]质谱学(MS)是一种用于确定测试物质的元素组成的分析技术，具有定量和定性应用二者。例如，MS可用于识别未知化合物，确定分子中元素的同位素组成，以及通过观察特定化合物的碎裂确定特定化合物的结构，还有量化样本中的特定化合物的量。
[0005]在傅里叶变换(FT)质谱仪中，将激励信号周期性地施加到质谱仪的(一个或多个)多极杆或辅助电极，以将FT质谱仪内的离子中的一些或全部激发至某个大的径向幅度。如此激发的离子的“弹丸(slug)”以由四极和离子的特性确定的长期频率径向振荡。激发的离子与出口边缘场相互作用，其中该相互作用将离子的径向振荡转换为轴向振荡。这些轴向振荡可以被离子检测器检测。然后可以将检测到的时域信号傅里叶变换到频域，其进而可以被用于计算m/z比。在这种FT质谱仪中，频率分辨率以及因此质量分辨率在很大程度上由振荡信号的时间范围(长度)确定，而振荡信号的时间范围(长度)又在很大程度上由离子速度确定。
[0006]通过与背景气体碰撞来抑制离子速度可以降低离子的能量，从而降低它们的速度，这可有助于提高质量分辨率。但是碰撞抑制本身会减少振荡信号的范围(长度)，如图1A、图1B和图1C中呈现的数据所展示的，其中将FT四极质量分析器中的压强增加到毫托压强范围。具体来说，图1A、图1B和图1C示出了在加压四极质量分析器中径向激发质子化利血平(m/z＝609)后收集的瞬态离子电流振荡。图1A示出了针对具有1eV的能量并且未添加碰撞气体的离子所测量的振荡离子信号。图1B示出了在存在所添加的氮气背景对利血平离子速度的缓和影响的情况下测量的振荡离子信号，导致了更长的振荡瞬态信号。图1C进而示出了高背景氮气气压的影响，其中碰撞抑制本身降低了振荡瞬态离子信号的时间范围(长度)。
[0007]当入口能量高时，诸如当碰撞激活解离(CAD)需要高入口能量时，将提供瞬态振荡信号的最佳时间范围的压强状态不足以碰撞地冷却离子束。虽然可以增加质量分析器内的压强，但压强的这种增加会导致更短的瞬态和更差的分辨率。
[0008]因此，需要将在提供期望的质量分辨率的同时允许离子的碰撞冷却的改进的FT质量分析器。

技术实现思路

[0009]在一方面，公开了一种质谱仪，该质谱仪包括：傅里叶变换(FT)质量分析器，具有用于接收离子的输入端口和离子通过其离开FT质量分析器的出口端口；检测器，设置在所述FT分析器的下游，用于检测离开FT分析器的离子；以及具有多个段的多段离子引导件，所述多段离子引导件设置在所述FT质量分析器的上游并且具有用于接收离子的输入端口和离子通过其离开FT质量分析器的输出端口。离子引导件的段被配置为经由对其施加DC偏移电压而被独立地激活，以便调整穿过离子引导件的离子经历碰撞冷却所通过的长度。
[0010]多段离子引导件的段的数量可以变化。例如，多段离子引导件可具有介于约2段和约200段，这些段可被独立激活(例如经由对其施加DC偏移电压)，以便调整离子在穿越多段离子引导件时经历碰撞冷却所沿着的长度。举例来说，多段离子引导件的有效碰撞冷却长度可在约10mm至约1000mm的范围内调整。
[0011]多段离子引导件的每个段可以包括被布置成多极配置的多个杆。例如，多个杆可以被布置成四极配置、六极配置或八极配置中的任何一种。
[0012]在一些实施例中，质谱仪可以包括至少一个DC电压源，用于将一个或多个DC偏移电压施加到多段离子引导件的一个或多个段。更具体地，在许多实施例中，DC电压源将DC偏移电压施加到多段离子引导件的两个相邻段的一个或多个杆。
[0013]在一些实施例中，FT分析器包括以多极配置(诸如，四极配置、六极配置或八极配置)布置的多个杆。
[0014]在一些实施例中，多段离子引导件可以保持在约0.5至约2毫托的范围内的压强处。在一些这样的实施例中，FT质量分析器保持在约0.5至约2毫托的范围内的压强处。
[0015]在一些实施例中，质谱仪还可以包括RF电压源，用于将RF电压施加到离子引导件的一个或多个段，以在离子穿过多段离子引导件时径向限制离子。此外，在一些实施例中，质谱仪还可以包括AC电压源，用于将激发电压施加到FT质量分析器的至少一个杆，以便使离子中的一部分在其长期频率处受到径向激发。在一些实施例中，FT质量分析器包括辅助电极，并且AC电压源将AC激励电压施加到所述辅助电极。
[0016]在一些实施例中，多极质量分析器(例如，四极、六极或八极质量分析器)设置在多段离子引导件的上游。在一些这样的实施例中，离子引导件(例如，四极离子引导件)位于多极质量分析器的上游，用于接收由上游的离子源产生的离子并将这些离子聚焦成离子束。
[0017]可以通过参考以下详细描述并结合相关联的附图获得对本教导的各个方面的进一步理解，这些附图在下文中简要描述。
附图说明
[0018]图1A、图1B和图1C示出了在不同背景气体压强的情况下碰撞抑制对在FT四极质量分析器中产生的振荡瞬态信号的影响，
[0019]图2是根据实施例的其中采用了多段离子引导件的质谱仪的示意图，
[0020]图3示意性地描绘了在图1所示的多段离子引导件的不同段之间加速离子，
[0021]图4示意性地描绘了四极质谱仪，指示了其中在离子在质谱仪的不同离子引导件之间穿越时离子能量增加的多个示例，
[0022]图5A示出了由图4所示的质谱仪的检测器检测到的振荡离子信号，其中离子经受
小的加速电压并以2eV的能量进入FTQ3，
[0023]图5B是图5A中描绘的瞬态信号的傅里叶变换，
[0024]图6A示出了当离子在Q2和Q3离子引导件之间经受约35V的加速电压时由图3所示的质谱仪的检测器检测到的振荡瞬态离子信号，
[0025]图6B描绘了图6A中图示的瞬态信号的傅里叶变换，
[0026]图7A示出了当离子在Q2和Q3离子引导件之间经受约35V的加速电压时由图3所示的质谱仪的检测器检测到的振荡瞬态离子信号，
[0027]图7B描绘了图7A中图示的瞬态离子信号的傅里叶变换，
[0028]图8A示出了当m/z为609的质子化利血平离子在Q0和Q1离子引导件之间经受约35V的加速电压时由图4所示的质谱仪的检测器检测到的振荡瞬态离子信号，
[0029]图8B是图8A中图示的瞬态离子信号的傅里叶变换。
具体实施方式
[0030]本教导总体针对傅里叶变换(FT)质谱仪，其中多段离子引导件设置在FT质量分析器的上游以增加穿过多段离子引导件的离子与背景气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种质谱仪，包括：傅里叶变换FT质量分析器，具有用于接收离子的输入端口和离子通过其离开FT质量分析器的出口端口，检测器，设置在所述FT分析器的下游，用于检测离开FT分析器的离子，以及具有多个段的多段射频RF离子引导件，所述多段离子引导件设置在所述FT质量分析器的上游并且具有用于接收离子的输入端口和离子通过其离开FT质量分析器的输出端口，其中，多段离子引导件的所述段被配置为经由对其施加DC偏移电压而被独立地激活，以便调整穿过离子引导件的离子经历碰撞冷却所通过的长度。2.根据权利要求1所述的质谱仪，其中，所述多段RF离子引导件的段的数量在约2至约200的范围内。3.根据权利要求1所述的质谱仪，其中，所述多段RF离子引导件被配置为允许在约10mm至约1000mm的范围内调整所述长度。4.根据权利要求1所述的质谱仪，其中，所述多段RF离子引导件的每个段包括以多极配置布置的多个杆。5.根据权利要求4所述的质谱仪，其中，所述RF多极配置包括四极配置、六极配置和八极配置中的任何一种。6.根据权利要求5所述的质谱仪，还包括至少一个DC电压源，用于将所述DC偏移电压施加到所述分段的RF离子引导件。7.根据权利要求6所述的质谱仪，其中，所述DC电压源经由将DC偏移电压施加到所述段的所述多个杆中的至少一个杆而将所述DC偏移电压施加到多段RF离子引导件的所述段中的至少一个段。8.根据权利要求1所述的质谱仪，其中，所述FT分析器包括以多...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
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：