用于控制质谱仪压力的装置几何形状制造方法及图纸

一种用于控制质谱仪压力的装置几何形状。一种质谱仪碰撞池系统，其包括：气体安全壳，其包括具有离子入口和离子出口端的内部室和横截面积A

【技术实现步骤摘要】
用于控制质谱仪压力的装置几何形状


[0001]本公开涉及质谱法。更具体地，本公开涉及影响质谱仪部件内的压力的几何形状。

技术介绍

[0002]质谱(MS)分析技术一般在高真空条件下进行。举例来说，为了正常工作，一些质谱仪部件(如质量分析仪)需要高真空条件，其中气体压力维持在10
‑6托或更低。同时，待分析的离子经常在大气压下生成。由于离子源和质量分析仪之间的压差很大，质谱仪系统经常包括多个真空室，这些真空室经由小孔隙泵送限制流体连接，并且沿离子源和质量分析仪之间的一般离子通道逐渐维持在较低的压力(即较高的真空)下。此外，为了进行串联质谱测量的目的，使用碰撞诱导解离池需要质谱仪配置，其中前体离子从高真空环境(10
‑5托至10
‑6托)输送到中间真空环境(大约10
‑3托)中，其中碎片离子从中间真空环境传输到另一个高真空环境中。
[0003]相关地，许多质谱仪系统采用离子冷却池，其中使具有高动能的离子与冷却池内的浴气分子发生碰撞，优选地不碎裂。离子冷却池内的离子/分子碰撞致使大部分离子的初始动能被气体吸收并被传导走，从而促进离子在下游质谱仪部件内的聚焦和引导。离子冷却池的结构与碰撞池的结构相似，只是冷却池缺乏在离子进入池之前或在池内向离子提供附加动能的任何措施。因此，碎片被最小化或消除。因此，质谱仪系统内气体压力和气体流量的有效管理仍然是一个具有挑战性的问题
[0004]作为可使用碰撞池的质谱仪系统的一个示例，图1A是示例性液相色谱质谱(LCMS)分析系统的一部分的示意图，一般以10示出，其包括常规的三重四极杆质谱仪。参考图1A，位于电离室14中的离子源12被配置为通过毛细管37从如液相色谱仪或注射泵等相关设备接收液体或气体样品。仅作为一个示例，说明了大气压电喷雾源。然而，可使用任何离子源，例如加热电喷雾电离(H
‑
ESI)源、大气压化学电离(APCI)源、大气压基质辅助激光解吸(MALDI)源、光电离源或采用任何其它合适电离技术的源。离子源12形成表示样品的带电粒子39(离子或带电液滴，其可被去溶剂化以释放离子)，这些带电粒子随后通过在离子行进方向上连续降低压力的一个或多个中间真空室18和25从离子源12输送到高真空室26中的质量分析仪36。具体而言，液滴或离子被夹带在背景气体中并从离子源12通过离子迁移管16输送到中间真空室18中，该离子迁移管穿过第一分隔元件或壁15a，该中间真空室维持在比电离室14的压力低但比高真空室26的压力高的压力下。离子迁移管16可物理联接到为离子迁移管中的气体和夹带的粒子提供热量的加热元件或块23，以便辅助带电液滴脱溶剂，以便由此释放自由离子。
[0005]第二板或分隔元件或壁15b可将中间真空室18与第二中间压力区域25隔开。同样，另一板或分隔元件或壁15c将中间压力区域，即区域25，与高真空室26隔开。离子光学组件20a提供电场，所述电场引导和聚焦离开离子迁移管16的离子流通过第二分隔元件或壁15b中的孔隙22，所述孔隙可为撇渣器21的孔隙。可提供第二离子光学组件20b以便将离子转移或引导到板、分隔元件或壁15c中的孔隙27。离子光学组件20a和离子光学组件20b两者均可
用作离子冷却池，其中离子的初始动能通过与吸收能量作为热量的气体分子的相互作用而衰减。离子冷却有助于将离子路径聚焦成窄的定向束。另一个离子光学组件20c可设置在含有质量分析仪36的高真空室26中。离子光学组件或透镜20a
‑
20c可包括迁移元件，例如多极杆离子引导件，以便引导离子穿过孔隙22并进入质量分析仪36中。质量分析仪36包括检测器40，所述检测器的输出可被显示为质谱。真空端口，如所示的真空端口13、17和19，可用于抽空各种真空室。
[0006]图1B是示例性气相色谱质谱(GCMS)分析系统200的一部分的示意图，该分析系统采用可包括碰撞池的常规三重四极质谱仪。GCMS系统200(图1B)的高真空室26内的质谱仪部件可与LCMS系统10(图1A)内的部件相似或相同。然而，GCMS系统200不采用电喷雾离子源，而是可使用电子电离(EI)离子源，如图1B中的203一般所示。
[0007]GCMS系统200的离子源203包括电离体积210，经由气相色谱(GC)柱235的出口部分将包括分析物分子的样品分子引入其中。GC柱235可为本领域公知类型的熔融石英毛细管。电离体积210位于真空室210内，真空室通过未示出的泵送系统经由真空端口17被抽空至合适的压力。电子流通过使灯丝电流源265提供的电流通过热离子灯丝240而生成。灯丝电流源265位于真空室外部并经由真空馈通(未示出)电连接到灯丝240。灯丝240通常由如铼或钨(或其合金)的难熔金属制成。难熔金属可包括低功函数涂层，如氧化钍或氧化钇。由灯丝240发射的电子在通过向灯丝240和电极250施加合适的电位而建立的电场的影响下通过孔隙245行进到电离体积210内部。电子束也可由位于电离体积210后面和灯丝240相对侧上的磁体(未示出)建立的磁场引导。电子与电离体积210内的样品分子相互作用以形成样品离子。样品离子通过透镜260经由离子出口孔隙255从电离体积210中提取，并且被输送到含有三重四极杆部件的室26中，在该室中它们被准备用于质量分析和后续质量分析。
[0008]可使用其它合适的离子源，如化学电离、电感耦合等离子体(ICP)电离、二次离子质谱法、亚稳态原子轰击或光电离。ICP
‑
MS仪器可包括可用作碰撞池或反应池的池。
[0009]LCMS系统10(图1A)和GCMS系统200(图1B)内的所示三重四极质谱仪部件包括第一四极杆装置32、第二四极杆装置34和第三重四极杆装置36，以及离子检测器40。在变体系统中，一个或多个四极杆可由非四极杆装置取代。举例来说，第二四极杆装置34可由通用多极杆装置取代，如八极杆装置、叠环离子引导件、非RF装置等。然而，为了说明的目的，此装置将继续被称为在本文中称为“第二四极杆装置”。在许多操作模式中，第一四极杆装置用作质量过滤器，其能够仅传输具有特定质荷比m/z的选定离子，同时丢弃其它未选定离子。然后将选定离子输送到第二四极杆装置34。在许多操作模式中，第二四极杆装置用作碎裂装置，其通过与通过管35引入的惰性碰撞气体分子的相互作用引起选定前体离子的碰撞诱导碎裂。当不期望或不需要碰撞诱导碎裂时，第二四极杆装置34可作为仅RF装置操作，其传输包括m/z值范围的离子。离子，或者从离子源接收的离子，或者在第二四极杆装置34内生成的碎裂离子，从第二四极杆装置34传输到质量分析仪36用于质量分析。
[0010]为了用作通过碰撞诱导解离使离子碎裂的装置，第二四极杆装置34包括封闭内部室的气体安全壳38，该内部室在操作中将碰撞气体保留在其中。室内还含有一组四极杆或其它多极杆4。前体离子通过第一气流限制孔隙6从第一四极杆装置32引入到安全壳38的室中。由一个或多个电源(未示出)施加到杆4的振荡射频(RF)电压波形产生以碰撞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质谱仪碰撞池、冷却池或反应池系统，其包括：气体安全壳，其包括具有离子入口端和离子出口端的内部室，所述室具有横截面积A
室
，其横向于所述纵向轴线；气体入口孔隙，其用于向所述内部室提供气体；第一和第二气体出口孔隙，其分别设置在或靠近所述内部室的所述离子入口和离子出口端，所述第一和第二气体出口孔隙具有相应的出口孔隙横截面积A
孔隙1
和A
孔隙2
，以及平均出口孔隙横截面积所述室的纵向轴线，其从所述离子入口端延伸到所述离子出口端并具有长度L
室
；和一组多极杆电极，其中每个多极杆电极的至少一部分设置在所述室内，其中A
室
、L
室
和的所述值使得所述室和所述气体出口孔隙的所述组合气体电导率小于或等于单独所述气体出口孔隙的所述气体电导率的95％。2.根据权利要求1所述的质谱仪碰撞池、冷却池或反应池系统，其中A
室
、L
室
和的所述值使得所述室和所述气体出口孔隙的所述组合气体电导率小于或等于单独所述气体出口孔隙的所述气体电导率的90％。3.根据权利要求1所述的质谱仪碰撞池、冷却池或反应池系统，其中A
室
、L
室
和的所述值使得所述室和所述气体出口孔隙的所述组合气体电导率小于或等于单独所述气体出口孔隙的所述气体电导率的80％。4.根据权利要求1所述的质谱仪碰撞池、冷却池或反应池系统，其中A
室
、L
室
和的所述值使得所述室和所述气体出口孔隙的所述组合气体电导率小于或等于单独所述气体出口孔隙的所述气体电导率的70％。5.根据权利要求1所述的质谱仪碰撞池、冷却池或反应池系统，其中所述入口孔隙和所述出口孔隙中的每一个包括在静电透镜中的开口或穿过静电透镜的通道。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：萨默费尼根有限公司，
类型：发明
国别省市：