專利名稱：質(zhì)譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種質(zhì)"^C和一種質(zhì)鐠測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
質(zhì)量掃描四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器是普遍存在的分析設(shè)備。然而，質(zhì) 量掃描四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的主^點(diǎn)在于這樣的設(shè)備由于具有不良
占空比而具有低靈敏度。如果四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器以y道爾頓(Da) 的質(zhì)量分辨率或J^值寬度掃描x道爾頓的質(zhì)量范圍，則四極質(zhì)量過(guò)濾器/ 分析器的占空比將為y/x。通常，常規(guī)四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器可以以質(zhì)量 分辨率1掃描1000道爾頓的質(zhì)量范圍。因而，常規(guī)四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析 器的占空比可能僅為1/1000或0.1 % 。結(jié)果，四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器在任 何特定瞬間僅能夠向前傳送四極質(zhì)量過(guò)濾器/質(zhì)量分析器接收到的離子的 總質(zhì)量范圍的0.1%。除了在該特定瞬間被向前傳送的那些離子以外的所 有離子將具有經(jīng)過(guò)四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的不穩(wěn)定軌道并且因此將被四 極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器衰減。

發(fā)明內(nèi)容
才艮據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種質(zhì)#義，該質(zhì)脊仗包括
包括多個(gè)電極的質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器；
布置在質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器的下游的第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析 器或質(zhì)鐠儀；以及
控制裝置，被布置成和適合于
(i) 使得離子根據(jù)它們的質(zhì)量或質(zhì)荷比從離子捕獲器有選擇地噴出 或釋，放；以及
(ii) 以與離子從離子捕獲器的有選擇噴出或釋;^本上同步的方式 掃描第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀。第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀優(yōu)選地包括質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)量 過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀。第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^優(yōu)選地包括四 極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)"^，例如四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠 儀。
根據(jù)次優(yōu)選實(shí)施例，第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀可以包括磁式 扇形質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)"^。
離子捕獲器優(yōu)選地具有從以下分辨率中選擇的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率 (0<1; (ii)l隱5; (iii)5國(guó)10; (iv) 10-15; (v) 15-20; (vi) 20-25; (vii)
25-30; (viii) 30-35; (ix) 35-40; (x) 40-45; (xi) 45-50; (xii) 50-100; (xiii) 100-150; (xiv) 150-200; (xv) 200-250; (xvi) 250-300; (xvii)
300-350; (xviii) 350-400; (xix) 400-450; (xx) 450-500; (xxi) 500-600; (xxii) 600-700; (xxm) 700-800; (xxiv) 800-900; (xxv)卯0-1000;以
及(xxvi) >1000。
第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀優(yōu)選地具有從以下分辨率中選擇的 質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率(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)卯0隱1000; (xi) 1000-1500; (xii) 1500-2000; (xiii)2000-2500; (xiv) 2500-3000;以及(xv) >3000。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選特征在于第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀的質(zhì)量 或質(zhì)荷比分辨率可以大于離子捕獲器的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率。才艮據(jù)實(shí)施 例，第一質(zhì)量過(guò)濾器/分^f器或質(zhì)鐠儀的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率相對(duì)于離子 捕獲器的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率的倍因數(shù)選自于(i)l-2; (ii)2-3; (iii) 3-4; (iv)4-5; (v) 5-6; (vi) 6國(guó)7; (vii) 7-8; (viii)8畫(huà)9; (ix) 9國(guó)10; (x) 10-11; (xi) 11-12; (xii) 12-13; (xiii) 13-14; (xiv) 14-15; (xv) 15-16;
(xvi) 16-17; (xvii) 17-18; (xviii) 18-19; (xix) 19-20; (xx) 20-50;
(xxi) 50-100; (xxii) 100-150; (xxiii) 150-200; (xxiv) 200-250;以及
(xxv) >250。
第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀優(yōu)選地被布置成接收已從離子捕獲 器有選擇地噴出或釋放的離子。
控制裝置優(yōu)選地被布置成和適合于使得離子根據(jù)它們的質(zhì)量或質(zhì)荷 比從離子捕獲器依次地或漸進(jìn)地噴出或釋放。
控制裝置優(yōu)選地被布置成和適合于以基本上連續(xù)和/或線性和/或漸進(jìn)和/或規(guī)則方式掃描第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀。根據(jù)另 一實(shí)施例，
控制裝置可以被布置成和適合于以^^上非連續(xù)和/或階躍式和/或非線性
和/或非漸進(jìn)和/或不規(guī)則方式掃描第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)脊仗。
控制裝置優(yōu)選地被布置成和適合于使惑子從離子捕獲器的有選擇噴 出或釋放與第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀的質(zhì)量或質(zhì)荷比傳送窗的掃 描同步。
從離子捕獲器有選擇地噴出或釋放的離子中的至少一些離子優(yōu)選地 由第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)*向前傳送。
根據(jù)實(shí)施例， 一個(gè)或多個(gè)離子檢測(cè)器可以布置在離子捕獲器和/或第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^的上游和/或下游。
又一質(zhì)量分析器優(yōu)選地布置在離子捕獲器和/或第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析
器或質(zhì)*1^的下游和/或上游。該又一質(zhì)量分析器優(yōu)選地選自于(i)傅立 葉變換("FT")質(zhì)量分析器；(ii)傅立葉變換離子回旋共振("FTICR") 質(zhì)量分析器；(iii)飛行時(shí)間("TOF，，)質(zhì)量分析器；(iv)正交加速飛行 時(shí)間("oaTOF")質(zhì)量分析器；(v)軸向加速飛行時(shí)間質(zhì)量分析器；(vi) 磁式扇形質(zhì)鐠儀；(viO保羅(Paul)或3D四極質(zhì)量分析器；(viii) 2D 或線性四極質(zhì)量分析器；(ix)彭寧(Penning)捕獲器質(zhì)量分析器；(x) 離子捕獲器質(zhì)量分析器；(xi)傅立葉變換軌道捕獲器；(xii)靜電傅立葉 變M脊義；以及(xiii)四極質(zhì)量分析器。
離子捕獲器優(yōu)選地被布置成在一工作模式下釋放具有第一質(zhì)荷比范 圍的離子而基本上保留離子捕獲器內(nèi)具有第 一范圍之夕卜的質(zhì)荷比的離子。 第一質(zhì)荷比范圍優(yōu)選地落在從以下范圍中選擇的一個(gè)或多個(gè)范圍內(nèi)(i) <100; (ii) 100-200; (iii) 200-300; (iv) 300-400; (v) 400-500; (vi) 500-600; (vii) 600-700; (viii) 700-800; (ix) 800-900; (x)卯0隱1000;
(xi) 1000-1100; (xii) 1100-1200; (xiii) 1200-1300; (xiv) 1300-1400;
(xv) 1400-1500; (xvi) 1500-1600; (xvii) 1600-1700; (xviii) 1700-1800;
(xix) 1800-1900; (xx) l卯0-2000;以及(xxi) >2000。
離子捕獲器優(yōu)選地包括離子引導(dǎo)裝置。
離子捕獲器優(yōu)選地包括RF電極集。RF電極集可以包括至少一對(duì)RF 電極堆。每對(duì)RF電極堆中的堆優(yōu)選地跨氣體單元間隔開(kāi)，且每個(gè)堆中的 RF電極沿著離子提M徑堆疊。
RF電極集優(yōu)選地包括沿著離子提M徑設(shè)置的RF電極的子集優(yōu)選地通過(guò)向RF電極的子集施加的振蕩RF電勢(shì)的周期性、沿著離 子捕獲器的軸產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)勢(shì)壘。
優(yōu)選地4C供用于向RF電極的子集中的多個(gè)相鄰RF電板逸加同相的 振蕩RF電勢(shì)以使得在子集中的RF電極組之間建立振蕩RF電勢(shì)的周期 性的裝置。
優(yōu)選地提供如下裝置，該裝置用于向電極施加振蕩RF電勢(shì)以4更(i) 大致沿著橫向于離子提#*^的至少一個(gè)軸生成質(zhì)動(dòng)力(pondermotive) 離子捕獲電勢(shì)；以及(ii)沿著離子提M徑至少部分地生成有效電勢(shì)， 其中有效電勢(shì)包括至少一個(gè)勢(shì)壘，該至少一個(gè)勢(shì)壘的量值依賴于離子供應(yīng) 中的離子的質(zhì)荷比并J^本上獨(dú)立于沿著該橫向軸的離子的位置，其中該 至少一個(gè)勢(shì)壘由向電極施加的振蕩RF電勢(shì)的周期性引起。
離子捕獲器優(yōu)選地還包括被布置成和適合于向多個(gè)電極中的至少一 些電板拖加AC或RF電壓的AC或RF電壓裝置。
AC或RF電壓裝置優(yōu)選地被布置成和適合于向多個(gè)電極中的至少一 些電;feUfe加AC或RF電壓以便將至少一些離子徑向P艮制于離子捕獲器 內(nèi)。
AC或RF電壓裝置優(yōu)選地被布置成和適合于向多個(gè)電極中的至少1 %、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95 %或100 %施加AC或RF電壓。
AC或RF電壓裝置優(yōu)選地被布置成和適合于供應(yīng)具有從以下幅度中 選擇的幅度的AC或RF電壓(i)〈50V峰-峰值；(ii) 50-100V峰-峰 值；(iii) 100-150V峰-峰值；(iv) 150隱200V峰-峰值；(v) 200-250V 峰 - 峰值；(vi) 250-300V峰-峰值；(vii) 300-350V峰-峰值；(viii) 350-400V峰-峰值；(ix) 400國(guó)450V峰-峰值；(x) 450-500V峰-峰值； 以及(xi) ^00V峰-峰值。
AC或RF電壓裝置優(yōu)選地被布置成和適合于供應(yīng)具有從以下頻率中 選擇的頻率的AC或RF電壓(i) <100kHz; (ii) 100-200kHz; (iii) 200-300kHz; (iv) 300-400kHz; (v) 400國(guó)500kHz; (vi) 0.5-1 .OMHz; (vii) 1.0-1.5MHz; (viii) 1.5-2.0MHz; (ix) 2.0-2.5MHz; (x) 2.5國(guó)3.0MHz; (xi) 3.0隱3,5MHz; (xii) 3.5-4.0MHz; (xiii) 4.0-4.5MHz; (xiv) 4.5-5.0MHz; (xv) 5.0誦5,5MHz; ( xvi) 5.5隱6.0MHz; ( xvii) 6.0畫(huà)6.5MHz; ( xviii) 6.5-7.0MHz; (xix) 7.0-7.5MHz; (xx) 7.5國(guó)8.0MHz; (xxi) 8.0-8.5MHz;(xxii)8,5國(guó)9.0MHz; (xxiii)9.0-9.5MHz; (xxiv)9.5國(guó)10.0MHz;以及(xxv) >10.0MHz。
離子捕獲器優(yōu)選地包括用于將離子徑向限制于離子捕獲器內(nèi)的裝置。 離子捕獲器優(yōu)選地包括用于生成質(zhì)動(dòng)力或RT離子捕獲電勢(shì)的裝置。優(yōu)選 地在交叉或正交于氣體和/或離子流過(guò)離子捕獲器的方向的方向上生成質(zhì) 動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)。優(yōu)選地在與靜電或DC離子捕獲電勢(shì)的方向正 交的方向上生成質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)。優(yōu)選地在與沿著離子捕獲器 的長(zhǎng)度施加的軸向電場(chǎng)的方向正交的方向上生成質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電 勢(shì)。
離子捕獲器優(yōu)選地包括用于生成具有周期性的多個(gè)軸向偽勢(shì)阱的裝 置。軸向偽勢(shì)阱的幅度優(yōu)選地依賴于離子的質(zhì)荷比。
離子捕獲器優(yōu)選地還包括用于生成靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱的裝置。
優(yōu)選地在交叉或正交于氣體和/或離子流過(guò)離子捕獲器的方向的方向 上生成靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱。優(yōu)選地在與生成質(zhì)動(dòng)力或RF電勢(shì)所沿 著的方向正交的方向上生成靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱。優(yōu)選地在與沿著離 子捕獲器的長(zhǎng)度施加軸向電場(chǎng)的方向正交的方向上生成靜電或DC離子 捕獲勢(shì)阱。
用于生成靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱的裝置優(yōu)選地包括至少一對(duì)電極， 該至少 一對(duì)電極中的電極跨氣體單元間隔開(kāi)。
用于生成靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱的裝置優(yōu)選地包括一系列對(duì)沿著 氣體單元設(shè)置的電極。
離子捕獲器優(yōu)選地還包括用于生成另外電勢(shì)以提供防止離子從離子 捕獲器的提取區(qū)被提取的有效電勢(shì)的裝置。
離子捕獲器優(yōu)選地被布置成4吏得防止離子從提取區(qū)被提取的有效電 勢(shì)的特性至少部分地由質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)的生成所引起。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，提供用于沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少5 %、 10%、 15%、 20%、 25%、 30%、 35%、 40%、 45%、 50%、 55%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、卯％、 95%或100%施加軸向電 場(chǎng)的裝置。
離子捕獲器優(yōu)選地還包括用于沿著離子提取路徑施加漂移電勢(shì)的裝離子捕獲器優(yōu)選地還包括用于變化漂移電勢(shì)的量值以便有選擇地提 取離子的裝置。
離子捕獲器優(yōu)選地包括氣體單元，氣體本體中的離子供應(yīng)在使用時(shí)位 于氣體單元中。
氣體單元的至少一部分包括可以輸送氣流中攜帶的離子的氣流導(dǎo)管， 該導(dǎo)管具有氣流方向。優(yōu)選地4C供用于4^供氣流的氣流裝置。
離子捕獲器優(yōu)選地包括限定離子提M徑的離子提取體積。離子提取 體積優(yōu)選地包括具有寬度、高度和長(zhǎng)度的長(zhǎng)方體。該長(zhǎng)方體的寬度與高度
之比選自于(i)a; (ii)^l.l; (iii) ^1.2; (iv) ^1.3; (v) $1.4; (vi) $1.5; (vii)^1.6; (viii) $1.7; (ix) $1.8; (x) $1.9;以及(xi) ^2.0。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，優(yōu)選地提供用于從離子捕獲器的提取區(qū)有選擇地 提取具有預(yù)定質(zhì)荷比或離子遷移率的離子的離子提取裝置。
離子提取裝置優(yōu)選地被布置用于空間有選擇地提取位于離子捕獲器 內(nèi)預(yù)定空間位置的離子群體。
離子提取裝置可以包括跨氣體單元設(shè)置并且其中形成有孔的離子壘。 離子捕獲器還可以包括用于施加提取場(chǎng)以通過(guò)孔提取離子的裝置。離子捕 獲器優(yōu)選地還包括與孔連通的由漏電介質(zhì)材料形成的向內(nèi)延伸管。
離子捕獲器優(yōu)選地還包括用于變化或掃描沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng) 度產(chǎn)生的多個(gè)軸向偽勢(shì)阱的裝置。
離子捕獲器優(yōu)選地還包括用于變化有效電勢(shì)以便允許從離子捕獲器 有選擇地提取預(yù)定質(zhì)荷比或離子遷移率的離子的裝置。
用于變化有效電勢(shì)的裝置可以變化振蕩RF電勢(shì)以便有選擇地提取離子。
用于變化有效電勢(shì)的裝置優(yōu)選地變化離子捕獲器內(nèi)的質(zhì)動(dòng)力或RF離 子捕獲電勢(shì)以便使得所選離子群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置。
用于變化有效電勢(shì)的裝置可以變化離子捕獲器內(nèi)的靜電或DC離子 捕獲勢(shì)阱以《更使得所選離子群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置。
根據(jù)次優(yōu)選實(shí)施例，可以提供用于變化氣體本體的壓力的裝置以便使 得所選離子群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置。
根據(jù)實(shí)施例的離子捕獲器可以包括如下設(shè)備，在該設(shè)備中，離子被攜帶于載體氣體的層流中并且被捕獲于其中跨層流施加電場(chǎng)的壘區(qū)中。
根據(jù)另一實(shí)施例，離子捕獲器可以包括被布置成和適合于在第一工作
模式下沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分維持一個(gè)或多個(gè)DC、真 實(shí)或靜態(tài)勢(shì)阱或基本上靜態(tài)非均勻電場(chǎng)的第一裝置。第一裝置可以被布置 成和適合于沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分維持至少l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10或>10個(gè)勢(shì)阱。優(yōu)選地，第一裝置被布置成和適合 于沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分維持一個(gè)或多個(gè)基本上二次 勢(shì)阱。
第 一裝置優(yōu)選地被布置成和適合于沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至 少一部分維持一個(gè)或多個(gè)基本上非二次勢(shì)阱。
第 一裝置優(yōu)選地被布置成和適合于沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至 少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯 % 、 95 %或100 %維持一個(gè)或多個(gè)勢(shì)阱。
第一裝置優(yōu)選地被布置成和適合于維持具有從以下深度中選擇的深 度的一個(gè)或多個(gè)勢(shì)阱(i)〈10V; (ii)10國(guó)20V; (iii)20-30V; "v)30-40V;
(v) 40畫(huà)50V; (vi) 50-60V; (vii) 60-70V; (viii) 70-80V; (ix)80-卯V; (x) 90-100V;以及(xi) >100V。
第一裝置可以被布置成和適合于在第一工作模式下沿著離子捕獲器 的軸向長(zhǎng)度維持其中最小值位于第一位置的一個(gè)或多個(gè)勢(shì)阱。離子捕獲器 優(yōu)選地具有離子入口和離子出口 ，并且其中第一位置位于離子入口下游距 離L處和/或離子出口上游距離L處，并且其中L選自于以下距離(i) <20mm; (ii) 20-40mm; (iii) 40誦60mm; (iv) 60-80mm; (v) 80-100mm;
(vi) 100國(guó)120mm; (vii) 120曙140mm; (viii) 140-160mm; (ix) 160-180mm; (x) 180畫(huà)200mm;以及(xi) >200mm。
第一裝置優(yōu)選地包括用于向電極的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30 %、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100%供應(yīng)一個(gè)或多 個(gè)DC電壓的一個(gè)或多個(gè)DC電壓源。
第 一裝置優(yōu)選地被布置成和適合于提供具有沿著離子捕獲器的軸向 長(zhǎng)度的至少一部分變化或增大的電場(chǎng)強(qiáng)度的電場(chǎng)。
第 一裝置可以被布置成和適合于提供具有沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng) 度的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80 o/o、卯。/。、 95%或100%變化或增大的電場(chǎng)強(qiáng)度的電場(chǎng)。根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，離子捕獲器優(yōu)選地包括被布置成和適合于在第一 工作模式下沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分維持隨時(shí)間變化的 基本上均勻軸向電場(chǎng)的第二裝置。第二裝置優(yōu)選地被布置成和適合于沿著
離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50 %、 60%、 70%、 80%、卯％、 95°/。或100%維持隨時(shí)間變>[匕的均勻軸向 電場(chǎng)。
第二裝置可以包括用于向電極的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100°/。供應(yīng)一個(gè)或多個(gè) DC電壓的一個(gè)或多個(gè)DC電壓源。
第二裝置可以被布置成和適合于在第一工作模式下生成在任何時(shí)間 點(diǎn)沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少 一部分具有基本上恒定電場(chǎng)強(qiáng)度的 軸向電場(chǎng)。
第二裝置優(yōu)選地被布置成和適合于在第一工作模式下生成在任何時(shí) 間點(diǎn)沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%具有基本上恒定電 場(chǎng)強(qiáng)度的軸向電場(chǎng)。
第二裝置優(yōu)選地被布置成和適合于在第 一工作模式下生成具有隨時(shí) 間變化的電場(chǎng)強(qiáng)度的軸向電場(chǎng)。
第二裝置被布置成和適合于在第一工作模式下生成具有隨時(shí)間變化 至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100。/。的電場(chǎng)強(qiáng)度的軸向電場(chǎng)。
第二裝置優(yōu)選地被布置成和適合于在第一工作模式下生成隨時(shí)間改 變方向的軸向電場(chǎng)。
第二裝置優(yōu)選地被布置成和適合于生成具有隨時(shí)間改變的偏移的軸 向電場(chǎng)。
第二裝置優(yōu)選地被布置成和適合于以第一頻率t或在第一頻率&變 化隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)，其中&選自于(0<5kHz; (ii) 5-10kHz; (iii) 10-15kHz; (iv) 15畫(huà)20kHz; (v)20-25kHz; (vi)25隱30kHz; (vii) 30-35kHz; (viii) 35-40kHz; (ix) 40-45kHz; (x)45國(guó)50kHz; (xi) 50-55kHz; ( xii) 55誦60kHz; (xiii) 60-65kHz; ( xiv) 65誦70kHz; (xv) 70-75kHz; (xvi) 75-80kHz; (xvii) 80-85kHz; (xviii) 85-90kHz; (xix) 卯-95kHz; (xx) 95-100kHz;以及(xxi) >100kHz。第一頻率fi優(yōu)選地大于位于離子捕獲器內(nèi)離子捕獲區(qū)內(nèi)的離子的至
少5%、 10%、 15%、 20%、 25%、 30%、 35%、 40%、 45%、 50%、 55 %、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、 90%、 95%或100%的諧振 或基波頻率。
第 一頻率&優(yōu)選地比位于離子捕獲器內(nèi)離子捕獲區(qū)內(nèi)的離子的至少5 %、 10%、 15%、 20%、 25%、 30%、 35%、 40%、 45%、 50%、 55%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、 90%、 95%或100%的諧振或基 波頻率大至少5%、 10%、 15%、 20%、 25%、 30%、 35%、 40%、 45%、 50%、 55%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、 90%、 95%、 100 %、 110%、 120%、 130 。/q、 140%、 150%、 160%、 170%、 180°/。、 l卯 %、 200%、 250%、 300%、 350%、 400%、 450 %或500%。
離子捕獲器包括被布置成和適合于在一工作模式下以基本上非諧振 方式從離子捕獲器的捕獲區(qū)噴出至少一些離子而其它離子被布置成基本
上保持^:捕獲于離子捕獲器的捕獲區(qū)內(nèi)的噴出裝置。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于更改和/或變化和/或掃描隨時(shí)間變 化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的幅度。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于增大隨時(shí)間變化的基本上均勻軸
向電場(chǎng)的幅度。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于以基本上連續(xù)和/或線性和/或漸進(jìn) 和/或規(guī)則方式增大隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的幅度。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于以基本上非連續(xù)和/或非線性和/或 非漸進(jìn)和/或不規(guī)則方式增大隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的幅度。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于更改和/或變化和/或掃描隨時(shí)間變 化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的調(diào)制或振蕩的頻率。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于減小隨時(shí)間變化的基本上均勻軸
向電場(chǎng)的調(diào)制或振蕩的頻率。噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于以J4Ui
連續(xù)和/或線性和/或漸進(jìn)和/或規(guī)則方式減小隨時(shí)間變化的基本上均勻軸 向電場(chǎng)的調(diào)制或振蕩的頻率。
噴出裝置可以優(yōu)選地被布置成和適合于以基本上非連續(xù)和/或非線性 和/或非漸進(jìn)和/或不規(guī)則方式減小隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的調(diào) 制或振蕩的頻率。離子捕獲器優(yōu)選地包括被布置成和適合于從離子捕獲器質(zhì)量或質(zhì)荷 比有選擇地噴出離子的噴出裝置。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于在第 一工作模式下使得基本上所 有具有低于第一截止質(zhì)荷比的質(zhì)荷比的離子從離子捕獲器的離子捕獲區(qū) 噴出。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于在第 一工作模式下使得基本上所 有具有高于第 一截止質(zhì)荷比的質(zhì)荷比的離子保持或被保留或限制于離子 捕獲器的離子捕獲區(qū)內(nèi)。
第一截止質(zhì)荷比優(yōu)選地落在從以下范圍中選擇的范圍內(nèi)(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 )卯0-1000; (xi )1000-1100; (xii) 1100-1200; (x祖)1200-1300; (xiv) 1300-1400; (xv) 1400-1500; (xvi) 1500-1600; (xvii) 1600-1700; (xviii) 1700-1800; (xix) 1800-1卯0; (xx) l卯0-2000;以及(xxi) >2000。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于增大第一截止質(zhì)荷比。噴出裝置優(yōu)
選地被布置成和適合于以基本上連續(xù)和/或線性和/或漸進(jìn)和/或規(guī)則方式
增大第一截止質(zhì)荷比。可替選地，噴出裝置可以被布置成和適合于以基本 上非連續(xù)和/或非線性和/或非漸進(jìn)和/或不規(guī)則方式增大笫一截止質(zhì)荷比。
噴出裝置優(yōu)選地被布置成和適合于在第 一工作模式下從離子捕獲器 基本上軸向地噴出離子。
離子優(yōu)選地被布置成被捕獲或軸向限制于離子捕獲器內(nèi)的離子捕獲 區(qū)內(nèi)，離子捕獲區(qū)具有長(zhǎng)度l，其中l(wèi)選自于(i)<20mm; (ii)20-40mm;
(iii) 格60mm; (iv) 60-80mm; (v) 80-100mm; (vi) 100-120mm; (vii) 120-140mm; (viii) 140國(guó)160mm; (ix) 160-180mm; (x) 180誦200mm;以 及(xi) >200mm。
離子捕獲器優(yōu)選地包括線性離子捕獲器。
所述多個(gè)電極可以具有從以下橫截面中選擇的橫截面(0近似或基 本上圓形；(ii)近似或基本上雙曲線形；(iii)近似或基本上弓形或部分 圓形；以及(iv)近似或基本上矩形或正方形。
離子捕獲器優(yōu)選地包括多核>桿集離子捕獲器。
離子捕獲器優(yōu)選地包括四極、六極、/Vfel或更高階多極桿集。多極桿集離子捕獲器的內(nèi)切半徑優(yōu)選地選自于(i)<lmm; (ii) l-2mm; (iii) 2誦3mm; (iv) 3-4mm; (v) 4誦5mm; (vi) 5-6mm; (vii) 6隱7mm; (viii) 7隱8mm; (ix) 8-9mm; (x) 9畫(huà)10mm;以及(xi) >10mm。
離子捕獲器可以是軸向分段的或者包括多個(gè)軸向段。
離子捕獲器優(yōu)選地包括x個(gè)軸向段，其中x選自于(i)〈10; (ii) 10-20; (iii) 20-30; (iv) 30-40; (v) 40-50; (vi) 50-60; (vii) 60-70; (viii) 70-80; (ix) 80-90; (x)卯-100;以及(xi) >100。每個(gè)軸向^:優(yōu) 選地包括l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20或>20個(gè)電極。
軸向段的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100°/。的軸向長(zhǎng)度選自于(i)<lmm; (ii) l-2mm; (iii) 2-3mm; (iv) 3-4mm; (v) 4國(guó)5mm; (vi) 5-6mm; (vii) 6-7mm; (viii) 7-8mm; (ix) 8畫(huà)9mm; (x) 9誦10mm;以及(xi) >10mm。
軸向段的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100%之間的間隔優(yōu)選地選自于(i) <lmm;
(ii) l-2mm; (iii) 2誦3mm; (iv) 3-4mm; (v) 4誦5mm; (vi) 5-6mm;
(vii) 6誦7mm; (viii) 7國(guó)8mm; (ix) 8國(guó)9mm; (x) 9隱10mm;以及(xi) >10mm。
離子捕獲器優(yōu)選地包括多個(gè)非導(dǎo)電、絕緣或陶瓷的桿、突起物或器件。
離子捕獲器優(yōu)選地包括l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20或>20個(gè)桿、突起物或器件。
多個(gè)非導(dǎo)電、絕緣或陶瓷的桿、突起物或器件還可以包括在桿、突起 物或器件上、周圍、鄰近、上方設(shè)置或很靠近桿、突起物或器件設(shè)置的一 個(gè)或多個(gè)電阻性或?qū)щ姷耐繉?、層、電極、膜或表面。
離子捕獲器優(yōu)選地包括多個(gè)具有孔的電極，其中離子在使用時(shí)穿過(guò)孔。
優(yōu)選地，電極的至少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 同面積的孔。
根據(jù)實(shí)施例，電極的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50 %、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100%具有在沿著離子捕獲器的軸的方向上尺寸或面積逐漸變大和/或變小的孔。
根據(jù)實(shí)施例，電極的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50 %、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%具有從以下內(nèi)直徑或>^中 選擇的內(nèi)直徑或尺度的孔(i)5l.0mm; (ii) ^2.0mm; (iii) ^3.0mm; (iv)S4.0mm; (v)^5.0mm; (vi)^6.0mm; (vii )￡7.0mm; (viii )S8.0mm; (ix) S9.0mm; (x) SlO.Omm;以及(xi) >10.0mm。
離子捕獲器可以包括多個(gè)板或網(wǎng)電極，并且其中所述電極中的至少一 些電極被布置成大致處于離子在使用時(shí)行進(jìn)的平面上或者被布置成大致 正交于離子在使用時(shí)行進(jìn)的平面。
離子捕獲器可以包括多個(gè)板或網(wǎng)電極，并且其中所述電極的至少50 %、 55%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、卯％、 95%或100% 被布置成大致處于離子在使用時(shí)行進(jìn)的平面上或者被布置成大致正交于 離子在使用時(shí)行進(jìn)的平面。
離子捕獲器優(yōu)選地包括至少2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20或>20個(gè)板或網(wǎng)電極。
板或網(wǎng)電極優(yōu)選地具有從以下厚度中選擇的厚度(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3,5mm; (v)小于或等于3mm; (vi)小于或等于2.5111111; (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O.lmm;以及(xv)小于或等于 0.25mm。
板或網(wǎng)電極優(yōu)選i^目互間隔開(kāi)從以下距離中選擇的距離(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O.lmm;以及(xv)小于 或等于0.25mm。
板或網(wǎng)電極優(yōu)選地被供應(yīng)以AC或RF電壓。相鄰板或網(wǎng)電極優(yōu)選地 ^L供應(yīng)以AC或RF電壓的^jtt。
AC或RF電壓優(yōu)選地具有從以下頻率中選擇的頻率(i) <100kHz;(ii) 100-200kHz; (iii) 200-300kHz; (iv) 300-400kHz; (v) 400-500kHz;
(vi) 0.5-l.OMHz; (vii) 1.0-1.5MHz; (viii) 1.5-2.0MHz; (ix)2.0-2.5MHz; (x)2'5畫(huà)3.0MHz; (xi)3.0-3.5MHz; (xii)3.5-4.0MHz; (xiii)4.0畫(huà)4,5MHz; (xiv )4.5-5.0MHz; (xv )5.0誦5,5MHz; (xvi )5.5-6.0MHz; (xvii )6.0畫(huà)6.5MHz; (xviii) 6.5-7.0MHz; ( xix ) 7.0-7.5MHz; ( xx ) 7.5-8.0MHz; ( xxi)
8.0誦8,5MHz; (xxii) 8.5-9.0MHz; (xxiii) 9.0-9.5MHz; (xxiv) 9.5國(guó)10.0MHz; 以友(xxv) >10.0MHz。
AC或RF電壓的幅度優(yōu)選地選自于(i )<50V峰-峰值;(ii )50-100V 峰 - 峰值；(iii )100-150V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(guó)400V峰-峰值；(ix) 400畫(huà)450V峰-峰值；(x) 450-500V峰-峰值； 以及(xi) 〉500V峰-"^值。
離子捕獲器優(yōu)選地還包括布置在離子捕獲器的第 一側(cè)的第 一外板電 極和布置在離子捕獲器的第二側(cè)的第二外板電極。
離子捕獲器優(yōu)選地還包括以相對(duì)于AC或RF電壓所施加于的板或網(wǎng) 電極的平均電壓的偏置DC電壓對(duì)第一外板電極和/或第二外板電極進(jìn)行 偏置的偏置裝置。偏置裝置優(yōu)選地被布置成和適合于以從以下電壓中選擇 的電壓對(duì)第一外板電極和/或第二外板電極進(jìn)行偏置(i)小于-10V; (ii) -9至誦8V; (iii)畫(huà)8至畫(huà)7V; (iv) -7至-6V; (v) -6至畫(huà)5V; (vi) -5至畫(huà)4V;
(vii) -4至國(guó)3V; (viii)隱3至-2V; (ix) -2至-lV; (x) -1至OV; (xi) 0 至IV; (xii) 1至2V; (xiii) 2至3V; (xiv) 3至4V; (xv) 4至5V; (xvi) 5至6V; (xvii)6至7V; (xviii)7至8V; (xix)8至9V; (xx)9至10V; 以及(xxi)大于IOV。
第一外板電極和/或第二外板電極可以在使用時(shí)被供應(yīng)以僅DC電壓。 可替選地，第一外板電極和/或第二外板電極可以在使用時(shí)被供應(yīng)以僅AC 或RF電壓。根據(jù)另一實(shí)施例，第一外板電極和/或第二外板電極可以在使 用時(shí)被供應(yīng)以DC和AC或RF電壓。
離子捕獲器還可以包^fe布、布置、交織或沉積于多個(gè)板或網(wǎng)電極之 間的一個(gè)或多個(gè)絕緣體層。
離子捕獲器可以包括基本上彎曲的或非線性的離子引導(dǎo)或離子捕獲區(qū)。
離子捕獲器可以包括多個(gè)軸向段。例如，離子捕獲器可以包括至少5、10、 15、 20、 25、 30、 35、 40、 45、 50、 55、 60、 65、 70、 75、 80、 85、 90、 95或100個(gè)軸向段。
離子捕獲器可以具有基本上圓形、橢圓形、正方形、矩形、規(guī)則或不 規(guī)則的橫截面。
根據(jù)實(shí)施例，離子捕獲器可以具有離子引導(dǎo)區(qū)，該離子引導(dǎo)區(qū)的大小 和/或形狀和/或?qū)挾群?或高度和/或長(zhǎng)度沿著該離子引導(dǎo)區(qū)的至少 一部分 變化。離子捕獲器優(yōu)選地包括l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10或>10個(gè) 電極。根據(jù)另一實(shí)施例，離子捕獲器包括至少(0 10-20個(gè)電極；(ii) 20-30個(gè)電極；(iii) 30-40個(gè)電極；(iv) 40-50個(gè)電極；(v) 50-60個(gè)電極；
(vi) 60-70個(gè)電極；(vii) 70-80個(gè)電極；(viii) 80-90個(gè)電極；(ix) 90-100 個(gè)電極；(x) 100-110個(gè)電極;(xi) 110-120個(gè)電極;(xii) 120-130個(gè)電 極；(xiii) 130-140個(gè)電極；(xiv) 140-150個(gè)電極；或(xv) >150個(gè)電極。
離子捕獲器優(yōu)選地具有從以下長(zhǎng)度中選擇的長(zhǎng)度(i)<20mm; (ii) 20誦40mm; (iii )40-60mm; (iv )60-80mm; (v )80-100mm; (vi )100-120mm;
(vii) 120國(guó)140mm; (viii) 140-160mm; (ix) 160誦180mm; (x) 180-200mm; 以及(xi) >200mm。
根據(jù)實(shí)施例，提供了被布置成和適合于在一工作模式下將離子捕獲器 維持在從以下壓力中選擇的壓力的裝置(i) 〈1.0xlO"mbar; (ii) <1.0xl02mbar ; ( iii ) <1.0xl0_3mbar ; ( iv ) <1.0xl0_4mbar ; ( v ) <10xl(T5mbar; ( vi ) <1.0xl06mbar; ( vii ) <1.0xl07mbar; (viii) <1.0xl(T8mbar ; ( ix ) <1.0xl09mbar ; ( x ) <1.0xl010mbar ; ( xi ) <1.0xlO_11mbar;以及(xii) <1.0xl0_12mbar。
根據(jù)實(shí)施例，提供了被布置成和適合于在一工作模式下將離子捕獲器 維持在從以下壓力中選擇的壓力的裝置(i) >1.0xl(T3mbar; (ii) >1.0xl0_2mbar; (iii) 〉1.0xlO"mbar; (iv) >lmbar; (v) >10mbar; (vi) >100mbar; (vii)>5.0xl0_3mbar; (viii)>5.0xlO_2inbar; (ix)103-102mbar; 以及(x) 1(r4-10"mbar。
在一工作模式下，離子可以被捕獲于離子捕獲器內(nèi)但是在離子捕獲器 內(nèi)基本上沒(méi)有分裂。根據(jù)另一實(shí)施例，離子可以被布置成和適合于在一工 作模式下在離子捕獲器的至少 一部分內(nèi)碰撞冷卻或基本上熱化離子。
可以提供被布置成和適合于在離子捕獲器內(nèi)碰撞冷卻或熱化離子的 裝置被布置成在離子從離子捕獲器噴出之前和/或之后碰撞冷卻或基本上熱化離子。
離子捕獲器還可以包括被布置成和適合于在離子捕獲器內(nèi)基本上分
裂離子的分裂裝置。分裂裝置優(yōu)選地被布置成和適合于通it^撞誘發(fā)解離 ("CID，，)或通過(guò)表面誘發(fā)解離("SID，，)分裂離子。
離子捕獲器優(yōu)選地被布置成和適合于在一工作模式下從離子捕獲器 諧振地和/或質(zhì)量有選擇地噴出離子。
離子捕獲器可以被布置成和適合于從離子捕獲器軸向和/或徑向噴出 離子。
根據(jù)實(shí)施例，離子捕獲器可以被布置成和適合于調(diào)整向所述多個(gè)電極 施加的AC或RF電壓的頻率和/或幅度以便通過(guò)質(zhì)量選擇不穩(wěn)定性來(lái)噴出 離子。離子捕獲器可以被布置成和適合于將AC或RF補(bǔ)充波形或電壓疊 加到所述多個(gè)電極以便通過(guò)諧振噴出來(lái)噴出離子。離子捕獲器可以被布置 成和適合于向所述多個(gè)電極施加DC偏置電壓以便噴出離子。
在一工作模式下，離子捕獲器可以被布置成傳送離子或存儲(chǔ)離子而不 從離子捕獲器質(zhì)量有選擇地和/或非諧M噴出離子。
在一工作模式下，離子捕獲器可以被布置成質(zhì)量過(guò)濾或質(zhì)量分析離子。
在一工作模式下，離子捕獲器可以被布置成充當(dāng)碰撞或分裂單元而不 從離子捕獲器質(zhì)量有選擇地和/或非諧,噴出離子。
離子捕獲器可以包括被布置成和適合于在一工作模式下在離子捕獲 器的一部分內(nèi)在與離子捕獲器的入口和/或中央和/或出口最接近的一個(gè)或 多個(gè)位置存儲(chǔ)或捕獲離子的裝置。
根據(jù)實(shí)施例，離子捕獲器還包4^L布置成和適合于在一工作模式下在 離子捕獲器內(nèi)捕獲離子以及朝著離子捕獲器的入口和/或中央和/或出口逐 漸移動(dòng)離子的裝置。
離子捕獲器還可以包括如下裝置，該裝置被布置成和適合于首先在第 一軸向位置向所述多個(gè)電極施加一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓或一個(gè)或多個(gè) 瞬態(tài)DC電壓波形，其中隨后沿著離子捕獲器在第二、然后第三不同軸向 位置拔 供所述一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓或一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓波形。
離子捕獲器還可以包括被布置成和適合于將一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電 壓或一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓波形從離子捕獲器的一端施加、移動(dòng)或平移到離子捕獲器的另一端以便沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分推
進(jìn)離子的裝置。所述一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓可以產(chǎn)生(i)位壘或勢(shì)壘； (ii)勢(shì)阱；(iii)多個(gè)位壘或勢(shì)壘；(iv)多個(gè)勢(shì)阱；(v)位壘或勢(shì)壘和 勢(shì)阱的組合；或(vi)多個(gè)位壘或勢(shì)壘和多個(gè)勢(shì)阱的組合。
所述一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓波形可以包括重復(fù)波形或方波。
離子捕獲器還可以包括被布置成在離子捕獲器的第 一端和/或第二端 施加一個(gè)或多個(gè)捕獲靜電或DC電勢(shì)的裝置。
離子捕獲器還可以包括被布置成沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度施加一 個(gè)或多個(gè)捕獲靜電勢(shì)的裝置。
根據(jù)實(shí)施例，質(zhì)"^還可以包括布置在離子捕獲器的上游和/或下游 的一個(gè)或多個(gè)另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)。 所述一個(gè)或多個(gè)另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū) 可以被布置成和適合于在所述一個(gè)或多個(gè)另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、 離子捕獲器或離子捕獲區(qū)內(nèi)碰撞冷卻或基本上熱化離子。所述一個(gè)或多個(gè) 另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)可以^皮布置成和 適合于在離子被引入離子捕獲器之前和/或之后在所述一個(gè)或多個(gè)另外離 子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)內(nèi)碰撞冷卻或基本上熱 化離子。
質(zhì)鐠儀還可以包括,皮布置成和適合于將離子從所述一個(gè)或多個(gè)另外 離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)引入、軸向注入或噴 出、徑向注入或噴出、傳送或脈沖式傳送到離子捕獲器中的裝置。
根據(jù)實(shí)施例，質(zhì)*^還可以包M布置成和適合于在所述一個(gè)或多個(gè) 另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)內(nèi)基本上分裂離 子的裝置。
質(zhì)^5UE可以包M布置成和適合于將離子引入、軸向注入或噴出、 徑向注入或噴出、傳送或脈沖式傳送到離子捕獲器中的裝置。
離子捕獲器可以包括線性質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器，線性質(zhì)量或 質(zhì)荷比選擇離子捕獲器包括被布置成和適合于以基本上非諧振或諧振方 式從離子捕獲器質(zhì)量或質(zhì)荷比有選擇地噴出離子而其它離子保持被捕獲 于離子捕獲器內(nèi)的裝置。
根據(jù)可替選實(shí)施例，離子捕獲器可以選自于(i)3D四極場(chǎng)或保羅 (Paul)離子捕獲器；(ii) 2D或線性四極離子捕獲器；或(iii)磁式或彭寧(Penning)離子捕獲器。
質(zhì)*優(yōu)選地還包括從以下離子源中選擇的離子源(i)電噴霧電離
("ESI")離子源；(ii)大氣壓光電離("APPI")離子源；(iii)大氣壓 化學(xué)電離("APCI")離子源；(iv)基質(zhì)輔助激光解吸電離("MALDI") 離子源；(v)激光解吸電離("LDI")離子源；(vi)大氣壓電離("API") 離子源；(vii)硅上解吸電離("DIOS，，)離子源；(vii)電子沖擊("EI") 離子源；(ix)化學(xué)電離("CI")離子源；(x)場(chǎng)電離("FI")離子源；
(xi)場(chǎng)解吸("FD")離子源；(xii)感應(yīng)耦合等離子體("ICP")離子 源；(xiii)快原子轟擊("FAB")離子源；(xiv)液體二次離子質(zhì)鐠測(cè)定
("LSIMS")離子源；(xv)解吸電噴霧電離("DESI")離子源；(xvi) 鎳-63放射性離子源；(xvii)大氣壓基質(zhì)輔助激光解吸電離離子源；以及
(xviii)熱噴霧離子源。
離子源可以包括連續(xù)或脈沖式離子源。 質(zhì)*^還可以包括碰撞單元。
根據(jù)實(shí)施例，質(zhì)*還可以包括:第二質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器； 布置在第二質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器的下游的第二質(zhì)量過(guò)濾器/分析 器或質(zhì)鐠儀；以及第二控制裝置，被布置成和適合于
(i)使得離子根據(jù)它們的質(zhì)量或質(zhì)荷比從第二離子捕獲器有選擇地 噴出或釋放；以及(ii)以與離子從第二離子捕獲器的有選擇噴出或釋放 基本上同步的方式掃描第二質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)^^。
第二質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器優(yōu)選地包括如上所述的離子捕獲 器。類似地，第二質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀優(yōu)選地包括質(zhì)量掃描質(zhì)量 過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^1，比如四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀或磁 式扇形質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種質(zhì)鐠測(cè)定方法，包括
提供質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器；
在質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器的下游提供第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器
使得離子根據(jù)它們的質(zhì)量或質(zhì)荷比從離子捕獲器有選擇地噴出或釋 放；并且
以與離子從離子捕獲器的有選擇噴出或釋;^本上同步的方式掃描第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^。
才艮據(jù)本發(fā)明的另一方面，拔:供了一種質(zhì)脊仗，包括
包括多個(gè)電極的離子遷移率選擇離子捕獲器；
布置在離子遷移率選擇離子捕獲器的下游的第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器 或質(zhì)鐠儀；以及
控制裝置，被布置成和適合于
(0使得離子根據(jù)它們的離子遷移率從離子捕獲器有選擇地噴出或 釋放；以及
(ii)以與離子從離子捕獲器的有選擇噴出或釋;^本上同步的方式 掃描第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)脊義。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，<^供了一種質(zhì)鐠測(cè)定方法，包括
提供包括多個(gè)電極的離子遷移率選擇離子捕獲器；
在離子遷移率選擇離子捕獲器的下游提供第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或
使得離子根據(jù)它們的離子遷移率從離子捕獲器有選擇地噴出或釋放；
并且
以與離子從離子捕獲器的有選擇噴出或釋;^本上同步的方式掃描 第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)脊義。
才艮據(jù)本發(fā)明的一方面，4C供了一種質(zhì)^U更備，包括
質(zhì)量選擇或離子遷移率選擇離子捕獲器；
質(zhì)量掃描質(zhì)"^義，位于離子捕獲器的下游，4吏得從離子捕獲器噴出的 離子被導(dǎo)向到質(zhì)量掃描質(zhì)脊仗中；以及
控制裝置，用于(i)根據(jù)離子的質(zhì)荷比或離子遷移率從離子捕獲器 依次地和有選擇地噴出離子；(ii)掃描質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀所傳送的離子的質(zhì) 量；以及(iii)使(i)和(ii)同步，使得被導(dǎo)向到質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀中的 離子中至少 一些離子的質(zhì)量對(duì)應(yīng)于質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀所傳送的離子的質(zhì)量。
才艮據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種執(zhí)行質(zhì)鐠測(cè)定的方法，包括
根據(jù)離子的質(zhì)荷比或離子遷移率從質(zhì)量選擇或離子遷移率選擇離子 捕獲器依次地和有選^^地噴出離子；將所噴出的離子導(dǎo)向到質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀；并且
掃描質(zhì)量掃描質(zhì)脊R所傳送的離子的質(zhì)量；
其中使離子從離子捕獲器的噴出與質(zhì)量掃描質(zhì)#^的掃描同步，使得 被導(dǎo)向到質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀中的離子中至少一些離子的質(zhì)量對(duì)應(yīng)于質(zhì)量掃 描質(zhì)鐠儀所傳送的離子的質(zhì)量。
該優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器如四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/ 分析器的占空比的顯著增強(qiáng)，由此顯著改善了這樣的質(zhì)量過(guò)濾器/分析器 的靈敏度。
術(shù)語(yǔ)"質(zhì)量掃描質(zhì)譜儀"應(yīng)當(dāng)理解為意指被配置成在任何特定瞬間僅 允許向前傳送具有特定或所選質(zhì)量或質(zhì)荷比的離子的質(zhì)量過(guò)濾器/分析器 或質(zhì)"^R。質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)*的質(zhì)荷比傳送窗隨著質(zhì)量過(guò)濾器/ 分析器被掃描而逐漸變化。作為由質(zhì)量過(guò)濾器/分析器向前傳送的結(jié)果， 被允許通過(guò)質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的離子的質(zhì)量或質(zhì)荷比隨時(shí)間逐漸變化。
掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀可以與例如飛行時(shí)間質(zhì)量分析器形 成對(duì)照，在后者中具有寬質(zhì)荷比范圍的離子同時(shí)脈沖式傳送到漂移或飛行 時(shí)間區(qū)中。離子于是變得在時(shí)間上分離，且離子的質(zhì)荷比通過(guò)測(cè)量離子在 到達(dá)布置在漂移或飛行時(shí)間區(qū)末端的離子檢測(cè)器之前經(jīng)過(guò)漂移或飛行時(shí) 間區(qū)的飛行時(shí)間來(lái)確定。
才艮據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，^到離子捕獲器的質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)量過(guò)濾 器/分析器或質(zhì)脊仗包括四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀。
根據(jù)實(shí)施例，優(yōu)選地布置在質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的上游的質(zhì)量選擇離 子捕獲器包括氣體單元。優(yōu)選地向氣體單元提供氣體本體中的離子供應(yīng)。 優(yōu)選地:^供用于生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的裝置。質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)優(yōu) 選地使得離子被徑向限制于離子捕獲器內(nèi)。此外，優(yōu)選地^供用于生成另 外電勢(shì)以提供防止離子從處于離子捕獲器的一端的提取區(qū)被提取的有效 軸向電勢(shì)的裝置。
質(zhì)量選擇離子捕獲器優(yōu)選地被配置成使得防止離子從提取區(qū)被提取 的有效電勢(shì)的特性至少部分地由質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的生成所引起。
質(zhì)量選擇離子捕獲器優(yōu)選地還包括用于從離子捕獲器的提取區(qū)有選 擇地提取具有預(yù)定質(zhì)荷比或離子遷移率的離子的離子提取裝置。
該優(yōu)選離子捕獲器可以作為質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器或作為離子遷移率選設(shè)備來(lái)工作。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例的離子捕獲器的特別優(yōu)點(diǎn)在于離子捕獲器可以按 與布置在離子捕獲器的下游的質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)^f儀在質(zhì)量范圍內(nèi) 執(zhí)行掃描所按的時(shí)標(biāo)(timescale)相當(dāng)?shù)臅r(shí)標(biāo)有選擇地發(fā)射離子。此時(shí)標(biāo) 可以在數(shù)百毫秒級(jí)。
根據(jù)另一次優(yōu)選實(shí)施例，離子捕獲器可以包括離子遷移率選^i殳備。 離子可以被攜帶于載體氣體的層流中。離子于是可以優(yōu)選地被捕獲于其中 跨層流施加電場(chǎng)的壘區(qū)中。此形式的離子遷移率選擇離子捕獲器的優(yōu)點(diǎn)在 于它可以按與布置在離子捕獲器的下游的質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀在 質(zhì)量范圍內(nèi)執(zhí)行掃描所按的時(shí)標(biāo)相當(dāng)?shù)臅r(shí)標(biāo)有選擇地發(fā)射離子。該時(shí)標(biāo)可 以在數(shù)百亳秒級(jí)。
根據(jù)其它實(shí)施例，質(zhì)量選擇離子捕獲器可以包括保羅(Paul)離子捕 獲器、3D四極場(chǎng)離子捕獲器、磁式("彭寧(Penning)")離子捕獲器或 線性四極離子捕獲器。
該優(yōu)選離子捕獲器優(yōu)選地通過(guò)存儲(chǔ)離子、然后優(yōu)選地將基本上僅那些 大致對(duì)應(yīng)于質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的質(zhì)荷比傳送窗的離子供應(yīng)給質(zhì)量掃描質(zhì) 量過(guò)濾器/分析器，來(lái)增強(qiáng)質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的靈敏度，上述那 些離子將在質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的質(zhì)量掃描周期中的任何給定時(shí)間由質(zhì)量 過(guò)濾器/分析器向前傳送。
為了實(shí)現(xiàn)最大靈敏度，離子優(yōu)選地從質(zhì)量選擇離子捕獲器噴出，使得 它們?cè)诰哂羞@樣的質(zhì)荷比的離子被質(zhì)量選擇質(zhì)鐠儀掃描時(shí)而不是在其它 時(shí)間到達(dá)質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器。如果質(zhì)量選擇離子捕獲器的分辨 率等于或優(yōu)于質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的分辨率，則顯然質(zhì)量過(guò)濾器/分析器在 很大程度上是多余的。然而，當(dāng)使用具有比質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的分辨率 低的分辨率的質(zhì)量選擇離子捕獲器時(shí)，該優(yōu)選實(shí)施例是特別有利的。根據(jù) 實(shí)施例，質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率可以是質(zhì)量選擇離子 捕獲器的質(zhì)量分辨率的5至15倍。優(yōu)選地，質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的質(zhì)量分 辨率可以是質(zhì)量選擇離子捕獲器的質(zhì)量分辨率的10倍。質(zhì)量分辨率可以 定義為M/AM，其中M是離子的質(zhì)量或質(zhì)荷比，AM是離子可以不同于 質(zhì)量M且仍然可以從質(zhì)量為M的離子中分辨出的最小數(shù)目的質(zhì)量單位。
可以在質(zhì)量選擇或離子遷移率選擇離子捕獲器的上游提供離子積累 捕獲器或級(jí)。根據(jù)實(shí)施例，可以提供包括兩個(gè)質(zhì)量選擇離子捕獲器和/或兩個(gè)對(duì)應(yīng) 質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的質(zhì)鐠儀。還可以提供碰撞、分裂或反應(yīng)單元使得可 以4^供三重四M脊乂的變體。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種質(zhì)譜測(cè)定方法，其中從質(zhì)量選擇或 離子遷移率選擇離子捕獲器依次地和有選擇地噴出離子。所噴出的離子優(yōu) 選地被傳遞或?qū)虻絻?yōu)選地包括四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的質(zhì)量掃描 質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)a。優(yōu)選地對(duì)質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器所傳 送的離子的質(zhì)量或質(zhì)荷比進(jìn)行掃描。優(yōu)選地使離子從離子捕獲器的噴出與 質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的掃描同步，使得被導(dǎo)向或傳遞到質(zhì)量掃描 質(zhì)量過(guò)濾器/分析器中的離子中至少一些離子的質(zhì)量或質(zhì)荷比基本上對(duì)應(yīng) 于質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的瞬時(shí)質(zhì)荷比傳送窗。
還公開(kāi)了一種有選擇地提取離子的方法，該方法優(yōu)選地包括提供氣體 本體中的離子供應(yīng)。該方法優(yōu)選地還包括生成用以徑向限制離子的質(zhì)動(dòng)力
離子捕獲電勢(shì)。優(yōu)選地生成另外電勢(shì)以提供防止離子從提取區(qū)被提取的有 效電勢(shì)。離子優(yōu)選地被捕獲于有效電勢(shì)中。優(yōu)選ilM^提取區(qū)有選擇地提取 具有預(yù)定質(zhì)荷比或離子遷移率的離子。防止離子從提取區(qū)被提取的有效電 勢(shì)的特性優(yōu)選地至少部分地由質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的生成所引起。
該優(yōu)選質(zhì)量選擇離子捕獲器優(yōu)選地使得大致沿著軸生成質(zhì)動(dòng)力離子
捕獲電勢(shì)。優(yōu)選地生成另外電勢(shì)以提供有效電勢(shì)，該有效電勢(shì)(a)優(yōu)選 地使得具有不同質(zhì)荷比和/或離子遷移率的離子空間分離；和/或(b)包含 一個(gè)或多個(gè)勢(shì)壘，這些勢(shì)壘的有效量值優(yōu)選地依賴于經(jīng)過(guò)設(shè)備的離子的質(zhì) 量或質(zhì)荷比。離子優(yōu)選地被捕獲于有效電勢(shì)中。該方法優(yōu)選地還包括:有選 擇地提取預(yù)定質(zhì)荷比或離子遷移率的離子。
公開(kāi)了一種包括以下步驟的有選擇地提取離子的方法(i)提供離子 提取體積中的氣體本體中的離子供應(yīng)，離子提取體積限定離子提^J^;
(ii)大致沿著第一軸生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)；(iii)大致沿著優(yōu)選地正 交于第一軸的第二軸生成靜電離子捕獲勢(shì)阱。優(yōu)選地執(zhí)行步驟(i)、 (ii) 和(iii)以便提供有效電勢(shì)，該有效電勢(shì)使得具有不同質(zhì)荷比的離子和/ 或具有不同離子遷移率的離子空間分離。優(yōu)選地生成具有不同質(zhì)荷比的多 個(gè)空間分離離子群體和/或具有不同離子遷移率的多個(gè)空間分離離子群 體。該方法優(yōu)選地還包括有選#^地^|_取離子群體。
優(yōu)選離子捕獲器內(nèi)的有效勢(shì)阱優(yōu)選地由RF電勢(shì)和靜電勢(shì)的組合來(lái)產(chǎn) 生，并且優(yōu)選地以允許不同質(zhì)荷比的離子(例如相似質(zhì)量但不同電荷的離子)空間分離的方式依賴于該電勢(shì)中離子上的電荷。優(yōu)選離子捕獲器利用 此現(xiàn)象來(lái)提供有選擇離子提取。
根據(jù)次優(yōu)選實(shí)施例，由于有效電勢(shì)亦依賴于離子遷移率，所以這可以 用來(lái)提供離子遷移率相關(guān)的有選擇離子提取。
該優(yōu)選離子捕獲器不依賴于空間電荷效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)空間分離，而空間電 荷效應(yīng)可以通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)離子捕獲環(huán)境來(lái)減小。
該優(yōu)選實(shí)施例提供了一種以預(yù)測(cè)方式分離離子的方式并且實(shí)現(xiàn)了與 另外級(jí)如質(zhì)鐠儀級(jí)的高效耦合。還乂>開(kāi)了離子分離、存儲(chǔ)或捕獲和分裂的 方法。
該優(yōu)選離子捕獲器中的離子可以被攜帶于氣流中。優(yōu)選地大致沿著優(yōu) 選地正交于氣流方向的諸單個(gè)軸生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)和靜電離子捕 獲電勢(shì)。
可以通過(guò)向至少一對(duì)優(yōu)選地間隔開(kāi)的電極施加電勢(shì)來(lái)生成靜電或DC 離子捕獲勢(shì)阱。離子和氣體本體優(yōu)選地在這兩個(gè)電極之間通過(guò)。
優(yōu)選地通過(guò)向電極集如多極桿集或環(huán)集施加AC或RF電壓來(lái)生成質(zhì) 動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)。亦可以優(yōu)選地向RF電極施加DC靜電勢(shì)以便 輔助生成靜電離子捕獲勢(shì)阱。
可以從該優(yōu)選離子捕獲器內(nèi)的預(yù)定空間位置提取離子群體?？梢酝ㄟ^(guò) 使得所選離子群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置來(lái)實(shí)現(xiàn)離子群體的有選擇提取。于 是可以從預(yù)定空間位置提取離子群體。可以通過(guò)變化有效電勢(shì)來(lái)使得所選 離子群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置。可以通過(guò)變化質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì) 和/或靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱來(lái)變化有效電勢(shì)。
根據(jù)次優(yōu)選實(shí)施例，可以通過(guò)變化氣體本體的壓力來(lái)變化有效電勢(shì)。
可以通it^氣體本體提供離子壘從預(yù)定空間位置提取離子^。離子
壘中可以定位有孔。優(yōu)選地通過(guò)該孔提取離子。可以通過(guò)調(diào)諧有效電勢(shì)使 得離子群體所占據(jù)的空間位置被調(diào)整為與可以通過(guò)孔從中提取離子的預(yù)
定空間位置重合，來(lái)提取所選離子群體。 可以沿著氣體本體施加漂移電勢(shì)。
根據(jù)實(shí)施例，可以使用一種有選擇地提取離子的方法，其中提供離子 提取體積中的氣體本體中的離子供應(yīng)。離子提取體積優(yōu)選地限定離子提取
路徑。優(yōu)選地提供AC或RF電壓所供應(yīng)到的電極集。優(yōu)選地向RF電極集提供振蕩RF電勢(shì)以(a)大致沿著優(yōu)選目向于離子提M徑的至少 一個(gè)軸生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)；以及(b)沿著離子提M徑生成有效 電勢(shì)。沿著離子提M徑的有效電勢(shì)優(yōu)選地包含至少一個(gè)勢(shì)壘。勢(shì)壘的量 值優(yōu)選地依賴于離子供應(yīng)中的離子的質(zhì)荷比并且優(yōu)選地基本上獨(dú)立于沿 著該橫向軸的離子的位置。優(yōu)選地至少部分地由向RF電極集施加的振蕩 RF電勢(shì)來(lái)生成沿著離子提M徑的有效電勢(shì)。該至少一個(gè)勢(shì)壘優(yōu)選地由 向RF電極集施加的振蕩RF電勢(shì)的周期性引起。優(yōu)選地變化有效電勢(shì)以 便允許有選擇地提取預(yù)^t荷比或離子遷移率的離子。
這樣優(yōu)選地提供了一種捕獲和提取離子的靈活的、靈敏的和精確的方 式。可以獲得在整個(gè)質(zhì)量范圍內(nèi)接近或?qū)嶋H實(shí)現(xiàn)100%占空比的高占空 比。該優(yōu)選離子捕獲器的額外優(yōu)點(diǎn)在于可以使離子聚束成強(qiáng)的包，由此減 小ADC系統(tǒng)中的噪聲。
RF電極集優(yōu)選地包括沿著離子提M徑設(shè)置的RF電極的子集。沿 著離子提M徑的至少一個(gè)勢(shì)壘優(yōu)選地由向沿著離子提M徑設(shè)置的RF 電極的子集施加的振蕩RF電勢(shì)的周期性引起。
有效電勢(shì)還可以包括可以優(yōu)選地沿著離子提取路徑施加的附加漂移 電勢(shì)?？梢酝ㄟ^(guò)變化該漂移電勢(shì)的量值;^選擇地提取離子?？商孢x地或 除此之外，可以通過(guò)變化振蕩RF電勢(shì)的量值來(lái)有選擇地提取離子。
離子優(yōu)選地被攜帶于氣流中，且質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)優(yōu)選地大致沿著 優(yōu)選地正交于氣流方向的至少 一個(gè)軸生成。
該方法還可以包括大致沿著與生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的軸正交并 且與離子拔:M徑正交的軸生成靜電離子捕獲勢(shì)阱的步驟?？梢酝ㄟ^(guò)向至 少一對(duì)電極施加電勢(shì)來(lái)生成靜電離子捕獲勢(shì)阱，該至少一對(duì)電極跨氣體本 體間隔開(kāi)。在這些實(shí)施例中，可以向RF電極集施加DC靜電勢(shì)以輔助生 成靜電離子捕獲勢(shì)阱。
在可替選實(shí)施例中，可以大致沿著相互正交并且亦正交于離子提M 徑的兩個(gè)軸生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)。在此情況下，可以使用擴(kuò)展RF電 極集，擴(kuò)展RF電極集優(yōu)選地具有沿著離子提M徑設(shè)置的附加RF電極 子集。有利地，附加子集中的RF電極可以比其它RF電極子集中的RF 電極薄。
根據(jù)實(shí)施例，提供了一種離子提取設(shè)備。該離子提取設(shè)a選地包括 氣體單元，氣體本體中的離子供應(yīng)可以位于氣體單元中。提供用于大致沿著軸生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的裝置。還優(yōu)選地提供用于生成另外電勢(shì)以 提供防止離子從提取區(qū)被提取的有效電勢(shì)的裝置。該設(shè)4^選地配置成使 得防止離子從提取區(qū)被提取的有效電勢(shì)的特性至少部分地由質(zhì)動(dòng)力離子 捕獲電勢(shì)的生成所引起。可以提供用于從提取區(qū)有選擇地提取具有預(yù)^t 荷比或離子遷移率的離子的離子l^取裝置。
根據(jù)實(shí)施例，提供了一種包括氣體單元的離子提取設(shè)備，在氣體單元 中拔JH吏用氣體本體中的離子供應(yīng)。氣體單元優(yōu)選地具有限定離子提M 徑的離子提^^體積。優(yōu)選地提供用于生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的裝置。優(yōu)
選,氣體單元生成質(zhì)動(dòng)力電勢(shì)。優(yōu)選地提供用于生成靜電或DC離子捕 獲勢(shì)阱的裝置。優(yōu)選地大致沿著優(yōu)選地與生成質(zhì)動(dòng)力電勢(shì)所沿著的單個(gè)軸 正交的單個(gè)軸、跨氣體單元生成靜電或DC勢(shì)阱。還優(yōu)選地提供用于空間 有選擇地提取位于預(yù)定空間位置的離子幹體的離子提取裝置。
可以在包括離子分離、離子存儲(chǔ)或離子分裂工作模式的各種模式下操 作離子提取設(shè)備。
氣體單元的至少 一部分可以包括優(yōu)選地輸送氣流中攜帶的離子的氣 流導(dǎo)管。該導(dǎo)管具有氣流方向。該設(shè)備還可以包括用于提供氣流的氣流裝 置。用于生成質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)的裝置可以跨該流向生成DC電 勢(shì)。類似地，用于生成靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱的裝置可以亦跨該流向生 成勢(shì)阱。
用于生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的裝置優(yōu)選地包括提供RF電極集。RF 電極集可以包括至少一對(duì)RF電極。每對(duì)RF電極中的電極優(yōu)選,氣體 單元間隔開(kāi)。在具有單對(duì)RF電極堆的一些實(shí)施例中，RF電極堆中的RF 電極可以沿著氣體單元的基林上整個(gè)長(zhǎng)JL^伸。在具有單對(duì)RF電極堆的 其它實(shí)施例中，每個(gè)堆中的RF電極可以沿著氣體單元的長(zhǎng)度堆疊。
可替選地，RF電極集可以包括一系列對(duì)跨氣體單元間隔開(kāi)的RF電 極堆。每個(gè)堆中的電極可以在與氣體單元的縱軸正交的方向上堆疊。
用于生成靜電離子捕獲勢(shì)阱的裝置可以包括至少一對(duì)電極。該至少一 對(duì)電極中的電極優(yōu)選,氣體單元間隔開(kāi)。用于生成靜電離子捕獲勢(shì)阱的 裝置優(yōu)選地包括一系列對(duì)沿著氣體單元設(shè)置的電極?？商孢x地，用于生成 靜電離子捕獲勢(shì)阱的裝置可以包括單對(duì)跨氣體單元間隔開(kāi)的電極。該單對(duì) 電極可以相對(duì)于該流向傾斜?？梢韵蛟撓盗袑?duì)電極施加電勢(shì)以便沿著氣體 單元的至少一部分施加漂移場(chǎng)。在另一實(shí)施例中，用于生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的裝置可以包括RF 電極集，用于生成靜電離子捕獲勢(shì)阱的裝置包括一系列對(duì)沿著氣體單元設(shè) 置的電極，并且該設(shè)備包括多個(gè)分段RT電^l/電極單元，其中每個(gè)單元包 括兩個(gè)相對(duì)電極和兩個(gè)相對(duì)RF電極的共面布置。
可以向用于生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的裝置施加DC靜電勢(shì)以便輔 助生成靜電離子捕獲勢(shì)阱。
離子提取裝置可以包括其中形成有孔的跨氣流導(dǎo)管設(shè)置的離子壘。離 子壘優(yōu)選地防止離子穿過(guò)勢(shì)壘并因此離開(kāi)離子4C^U更備。離子壘可以包括 物理壘如端帽，并且/或者可以包括用于施加離子阻滯電場(chǎng)的裝置。離子 提取設(shè)備還可以包括用于施加提取場(chǎng)以通過(guò)孔提取離子的裝置。
離子提取裝置可以包括與孔連通的由漏電介質(zhì)材料形成的向內(nèi)延伸管。
用于生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)的裝置、用于生成靜電離子捕獲勢(shì)阱的 裝置以及氣體本體的壓力中的至少一個(gè)可以是可變的，以便使得所選離子 群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置。
離子提取設(shè)備可以用作氣體碰撞單元。
根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種包括氣體單元的離子提取設(shè)備，氣體本 體中的離子供應(yīng)在使用時(shí)位于氣體單元中。氣體單元優(yōu)選地具有限定離子 提M徑的離子提取體積。優(yōu)選地提供包括RF電極的離子引導(dǎo)裝置。優(yōu) 選地提供用于向RF電極集施加振蕩RF電勢(shì)的裝置以便(a)大致沿著 橫向于離子拔:M徑的至少一個(gè)軸生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)；以及(b) 沿著離子提M徑至少部分地生成有效電勢(shì)。沿著離子提M徑的有效電 勢(shì)優(yōu)選地包含至少 一個(gè)勢(shì)壘，該至少 一個(gè)勢(shì)壘的量值依賴于離子供應(yīng)中的 離子的質(zhì)荷比并JL^本上獨(dú)立于沿著該橫向軸的離子的位置，其中該至少 一個(gè)勢(shì)壘由向RF電極集施加的振蕩RF電勢(shì)的周期性引起。還優(yōu)選地提 供用于變化有效電勢(shì)以便允許從設(shè)備有選擇地提取預(yù)定質(zhì)荷比或離子遷 移率的離子的裝置。
優(yōu)選地，離子引導(dǎo)裝置還包括用于大致沿著與生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電 勢(shì)所沿著的軸正交并且與離子提取路徑正交的軸生成靜電離子捕獲勢(shì)阱 的裝置。用于生成靜電離子捕獲勢(shì)阱的裝置可以包括至少一對(duì)電極，該至 少一對(duì)電極中的電極跨氣體單元間隔開(kāi)。用于生成靜電離子捕獲勢(shì)阱的裝 置可以包括一系列對(duì)沿著氣體單元設(shè)置的電極。可以向該系列對(duì)電fefe加電勢(shì)以便沿著離子提^J^施加漂移電場(chǎng)。
可以向RF電極集施加DC靜電勢(shì)以便輔助生成靜電離子捕獲勢(shì)阱。
有利地，離子提取體積包括具有寬度、高度和長(zhǎng)度以及矩形橫截面的 長(zhǎng)方體，其中寬度不同于高度。優(yōu)選地大致沿著與長(zhǎng)方體的寬度相對(duì)應(yīng)的 軸生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)。長(zhǎng)方體的寬度與高度之比優(yōu)選為至少1:1.5， 進(jìn)一步優(yōu)選為大于1:1.7。
該設(shè)備可以包括具有至少一個(gè)離子入口的在該設(shè)備一端的入口端板。 該設(shè)備可以包括具有至少一個(gè)離子出口的在該設(shè)備另 一端的出口端板。可
以借助向端板拖加電壓來(lái)沿著離子提: u^施加漂移電勢(shì)。
可以將優(yōu)選設(shè)備級(jí)^ME—起以在x、 y或z方向上或在組合方向上產(chǎn) 生i殳備陣列?？梢酝ㄟ^(guò)使用具有縫、孔、網(wǎng)或其它孔的電極在相鄰該:^^之 間轉(zhuǎn)移離子。這些電極可以優(yōu)選地為相鄰設(shè)備所共有。
RF電極集可以包括至少一對(duì)RF電極堆，其中每對(duì)RF電極堆中的 堆跨氣體單元間隔開(kāi)，且每個(gè)堆中的RF電極沿著離子提M徑堆疊。
用于施加振蕩RF電勢(shì)的裝置可以向RF電極子集中的多個(gè)相鄰RF 電g加同相的振蕩RF電勢(shì)。因而，在子集中的RF電^i且之間建立振 蕩RF電勢(shì)的周期性。在此情況下，可能理想的是，亦向每對(duì)RF電極堆 中的RF電祝拖加離子捕獲振蕩RF電勢(shì)，其中向相鄰RF電g加的離 子捕獲振蕩RF電勢(shì)的相位相反。此離子捕獲振蕩RF電勢(shì)用來(lái)通過(guò)提供 朝著設(shè)備側(cè)部的強(qiáng)勢(shì)壘而不顯著影響沿著主i殳備軸的有效電勢(shì)來(lái)限制高 質(zhì)量離子(其否則可能趨于撞擊設(shè)備的電極)。優(yōu)選地，與向每個(gè)RF電 極子集施加的振蕩RF電勢(shì)相位相差卯。地施加離子捕獲振蕩RF電勢(shì)； 這改善了離子捕獲并且減小了加在RF電極上的峰值電壓。
可以使用離子行波設(shè)備?？梢蕴峁┯糜谑┘泳哂兄芷谛缘男羞M(jìn)軸向場(chǎng) 的裝置，該行進(jìn)軸向場(chǎng)當(dāng)隨時(shí)間平均時(shí)以與DC軸向場(chǎng)由相鄰電極之間的 分壓器生成時(shí)相似的方式克J3艮該壘。
根據(jù)實(shí)施例，可以提供一種離子提取設(shè)備，該離子提取設(shè)備包括用于 向氣體單元生成離子供應(yīng)的離子供應(yīng)裝置。可以使用適當(dāng)電離技術(shù)產(chǎn)生離 子，這些電離技術(shù)比如電噴霧電離、MALDI (基質(zhì)輔助激光解吸電離)、 電子沖擊、化學(xué)電離、快速原子轟擊、場(chǎng)電離、場(chǎng)解吸以及采用方便光源 如激光所產(chǎn)生的真空紫外線或軟x射線輻射的軟電離技術(shù)。 一般而言，離 子在氣體單元之外生成，但是在原理上可以在氣體單元之內(nèi)生成。根據(jù)另一實(shí)施例，可以提供一種串列式離子分離設(shè)備，該設(shè)備包括耦 合到離子分離級(jí)的第一離子提取設(shè)備?？梢蕴峁┳鳛殡x子遷移率分離器來(lái) 工作的上游離子提取設(shè)備，并且可以提供根據(jù)它們的質(zhì)荷比分離離子的下 游離子提取設(shè)備。上游離子提取設(shè)備于是可以在相對(duì)高的壓力下工作?？?替選地，離子分離級(jí)可以包括質(zhì)譜測(cè)定裝置。質(zhì)鐠測(cè)定裝置可以包括多極 質(zhì)^f義。在此情況下，質(zhì)鐠測(cè)定裝置可以作為質(zhì)量過(guò)濾器來(lái)工作，且第一 離子提取設(shè)備可以作為離子遷移率分離器來(lái)工作。離子分離級(jí)可以將離子
供應(yīng)給第一 離子^1^U殳備。
根據(jù)實(shí)施例，提供了一種質(zhì)鐠儀設(shè)備，該質(zhì)鐠儀i殳備包括質(zhì)量選擇 或離子遷移率選擇離子捕獲器；以及位于離子捕獲器的下游以致從離子捕 獲器噴出的離子被導(dǎo)向到其中的質(zhì)量掃描質(zhì)脊(5C。優(yōu)選地提供控制裝置用 于(i)根據(jù)離子的質(zhì)荷比或離子遷移率從離子捕獲器依次地和有選擇地 噴出離子;(ii )對(duì)質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀所傳送的離子的質(zhì)量進(jìn)行掃描；以及(iii) 使(i)和(ii)同步，使得被導(dǎo)向到質(zhì)量掃描質(zhì)脊仗中的離子中至少一些 離子的質(zhì)量對(duì)應(yīng)于質(zhì)量掃描質(zhì)譜儀所傳送的離子的質(zhì)量，由此增強(qiáng)質(zhì)量掃 描質(zhì)"^儀的靈^t度。
這樣，可以實(shí)現(xiàn)占空比的增強(qiáng)。與利用相同質(zhì)量掃描質(zhì)*而無(wú)質(zhì)量 選擇或離子遷移率選擇離子捕獲器的系統(tǒng)相比，占空比可以被增強(qiáng)。
優(yōu)選地4吏該優(yōu)選離子捕獲器的掃描速度與質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析 器或質(zhì)脊義的掃描速度相匹配。在實(shí)踐中，這可能意味著采用具有如下掃 描速度的離子捕獲器，該掃描速度低得足以匹配質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀的掃描速 度。
優(yōu)選地，質(zhì)量掃描質(zhì)譜儀的質(zhì)量分辨率相對(duì)于從離子捕獲器噴出的離 子的質(zhì)量分辨率的倍因數(shù)的范圍為2至250，優(yōu)選為5至15，進(jìn)一步優(yōu)選 地約為IO。質(zhì)量分辨率定義為M/AM，其中M是離子的質(zhì)量，AM是離 子可以不同于質(zhì)量M且仍然可以從質(zhì)量為M的離子中分辨出的最小數(shù)目 的質(zhì)量單位。應(yīng)當(dāng)指出，四M脊f5C的質(zhì)量分辨率M/AM大致作為M的 函數(shù)而變化。亦有可能使離子捕獲器的質(zhì)量分辨率作為M的函數(shù)而變化。 因此，該倍因數(shù)可以作為M的函數(shù)而變化。上面討論的倍因數(shù)的范圍可 以為質(zhì)量為100amu的離子提供參考。有利地，在質(zhì)量選#^或離子遷移率 選捧離子捕獲器的上游提供離子積累捕獲器。


現(xiàn)在將僅通過(guò)例子并且參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的各實(shí)施例，在附圖
中
圖1示出了圖示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的示意圖2示出了本發(fā)明的實(shí)施例；
圖3圖示了圖2中所示實(shí)施例的工作；
圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的DC電極和RF平行桿集離子捕獲器的橫截 面圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的離子提取設(shè)備在xy平面上的橫截 面圖，圖5B示出了端板的端視圖6示出了優(yōu)選離子捕獲器的側(cè)視圖7示出了另一優(yōu)選離子拔:取i更備的側(cè)視圖8示出了又一優(yōu)選離子提取設(shè)備的側(cè)視圖9示出了離子^^U殳備的實(shí)施例的透視和側(cè)視圖10示出了離子提取設(shè)備的實(shí)施例的透視和側(cè)視圖11示出了離子提取設(shè)備的實(shí)施例的透視和側(cè)視圖12示出了使用如圖2中所示離子提取設(shè)^^產(chǎn)生的沿著y軸的典型 靜電勢(shì)阱；
圖13示出了使用如圖5A中所示設(shè)備提供的沿著x軸的典型負(fù)^t 曲線；
圖14示出了4吏用如圖5A中所示設(shè)備產(chǎn)生的沿著x軸的有效勢(shì)阱的 形狀；
圖15示出了使用如圖5A中所示設(shè)備產(chǎn)生的沿著x軸的靜電勢(shì)阱和 質(zhì)動(dòng)力勢(shì)阱的組合所產(chǎn)生的合成電勢(shì)；
圖16A示出了對(duì)于M=1000且z-2的離子而言的電勢(shì)最小值的位置， 圖16B示出了對(duì)于M=500且z=2的離子而言的電勢(shì)最小值的位置，圖16C 示出了對(duì)于M=250且z-2的離子而言的電勢(shì)最小值的位置；
圖17示出了優(yōu)選離子提取設(shè)備的出口區(qū)的橫截面圖18示出了根據(jù)另一實(shí)施例的離子提取設(shè)備的出口區(qū)的橫截面圖；圖19A示出了 DC電^/RF電極布置的橫截面圖，圖19B示出了根 據(jù)實(shí)施例的長(zhǎng)方體設(shè)備的透視圖20A示出了優(yōu)選離子捕獲器在xz平面上的橫截面圖，圖20B示出 了側(cè)視圖，圖20C示出了后端視圖，圖20D示出了優(yōu)選離子提取設(shè)備的 前端視圖21是根據(jù)離子提取設(shè)備的實(shí)施例的RF電極的平面圖，其示出了 向RF電板拖加RF電勢(shì)；
圖22示出了 x方向上的RF有效勢(shì)阱；
圖23示出了 z方向上的DC靜電勢(shì)阱；
圖24示出了 y方向或軸向方向上的有效電勢(shì)；
圖25A示出了在i殳備中央的對(duì)于質(zhì)荷比-2000的離子而言的y方向或 軸向方向上的優(yōu)選離子提取設(shè)備中的有效電勢(shì)，圖25B示出了在RF電極 的對(duì)于質(zhì)荷比=2000的離子而言的有效電勢(shì)，圖25C示出了在該:備中央的 對(duì)于質(zhì)荷比=200的離子而言的有效電勢(shì)，圖25D示出了在RF電極的對(duì) 于質(zhì)荷比=200的離子而言的有效電勢(shì)；
圖26示出了當(dāng)V0-200V且質(zhì)荷比=2000時(shí)xy平面(z=0 )上的電勢(shì)；
圖27示出了當(dāng)V0-200V且質(zhì)荷比=50時(shí)xy平面(z-0)上的電勢(shì)；
圖28示出了當(dāng)V0-50V且質(zhì)荷比=50時(shí)xy平面(z=0 )上的電勢(shì)；
圖29示出了當(dāng)V0-50V且質(zhì)荷比=2000時(shí)xy平面(z=0)上的電勢(shì)；
圖30示出了當(dāng)V0-50V且質(zhì)荷比=50時(shí)xy平面(x-0 )上的電勢(shì)；
圖31示出了當(dāng)V(^50V且質(zhì)荷比-50時(shí)yz平面(x=0)上的電勢(shì)；
圖32示出了當(dāng)V0=50V、質(zhì)荷比=200且Vent-Vext-lV時(shí)yz平面 (x=0)上的電勢(shì)；
圖33A示出了對(duì)于相對(duì)高質(zhì)荷比的離子而言的當(dāng)施加有漂移場(chǎng)時(shí)的 y方向上的有效電勢(shì)，圖33B示出了對(duì)于相對(duì)^^荷比的離子而言的當(dāng)施 加有漂移場(chǎng)時(shí)的y方向上的有效電勢(shì)；
圖34示出了本發(fā)明的離子提取設(shè)備中的RF電極的平面圖，其示出 了電;feU且連接到RF電勢(shì)的同相；
圖35示出了出口板；圖36人示出了對(duì)于質(zhì)荷比=500的離子而言的x方向上的有效電勢(shì)， 圖36B示出了對(duì)于質(zhì)荷比=50的離子而言的x方向上的有效電勢(shì)；
圖37示出了適合于用作優(yōu)選離子捕獲器的端板的各種電極結(jié)構(gòu)；
圖38示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的多級(jí)離子捕獲器和相關(guān)聯(lián)的DC電勢(shì) 能圖39示出了用于優(yōu)選離子捕獲器的捕獲器TOF ^5L脈沖式提WL
制；
圖40示出了優(yōu)選離子捕獲器的束成形器部分；
圖41示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的部分構(gòu)造離子捕獲器的端視圖42示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空心RF板；
圖43示出了接收連續(xù)離子束的優(yōu)選離子捕獲器；
圖44示出了優(yōu)選布置，其中在兩個(gè)優(yōu)選離子捕獲器之間提供四M 量過(guò)濾器/分析器并且提供又一質(zhì)量分析器如飛行時(shí)間質(zhì)量分析器；以及
圖45示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的耦合到離子捕獲器的掃描質(zhì)量 過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠似目對(duì)于無(wú)上游離子捕獲器的同 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析 器或質(zhì)脊仗的、作為離子質(zhì)量的函數(shù)的占空比改善。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照?qǐng)D1描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例提供了 質(zhì)#^10，質(zhì)鐠儀IO包括質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器12，離子捕獲器 12與質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀14對(duì)接并且布置于 其上游。該質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器優(yōu)選地包括四極桿集質(zhì) 量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀，盡管次優(yōu)選地，該質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)量過(guò) 濾器/分析器或質(zhì)鐠儀可以包括磁式扇形質(zhì)量過(guò)濾器/質(zhì)量分析器或質(zhì)譜 儀。
質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器12和質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)"*儀14優(yōu)選 地由控制裝置16控制?？刂蒲b置16優(yōu)選地控制離子從質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇 離子捕獲器12的噴出并且還優(yōu)選地控制質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)量過(guò)濾器/ 分才斤器或質(zhì)"^儀14的掃描。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，控制裝置16優(yōu)選地使離子從質(zhì)量或質(zhì)荷比選離子捕獲器12的噴出或釋放同步，使得當(dāng)質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或 質(zhì)m 14掃描至其質(zhì)量或質(zhì)荷比傳送窗基本上對(duì)應(yīng)于從離子捕獲器釋放 或噴出的離子的質(zhì)量或質(zhì)荷比的時(shí)間點(diǎn)時(shí)，僅具有特定或期望質(zhì)量或質(zhì)荷 比的離子被傳遞到質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀14。
優(yōu)選離子捕獲器12可以具有相對(duì)有限或低質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率。因 而，在給定質(zhì)量或質(zhì)荷比的離子被質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)諉儀14傳送之 前和/或之后的時(shí)間段，可以從離子捕獲器12噴出具有特定質(zhì)量或質(zhì)荷比 的一些離子。然而，對(duì)于質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)譜儀14的掃描周期中的 相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)段，將不被質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)脊義14向前傳送的 離子優(yōu)選地被保持或者被保留于上游質(zhì)量選擇離子捕獲器12內(nèi)。
控制裝置16優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)和相關(guān)聯(lián)電子設(shè)備。控制 裝置16可以包括用以執(zhí)行其功能的定制電路。可替選地，質(zhì)鐠儀10可以 利用市售質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀14,在此情況下，控制裝 置16可以包括用于控制質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)"^儀14的掃描 的市售控制系統(tǒng)以及用于控制離子從質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器12的 噴出并且使這與質(zhì)量掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)譜儀14的掃描同步的適 當(dāng)接口。
出于說(shuō)明的目的，可以考慮每秒掃過(guò)1000道爾頓并且從質(zhì)量0開(kāi)始 掃描并且掃描直至質(zhì)量1000的四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀14?？梢?考慮將積累離子捕獲器12布置于四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀12的 上游?？梢钥紤]將離子捕獲器12布置成在四極掃描的前0.9秒時(shí)段內(nèi)積 累離子。離子捕獲器12于是布置成在剩余O.l秒時(shí)段中釋放離子。
除了質(zhì)量標(biāo)度的后10°/。(卯O-IOOO道爾頓)以外，1秒掃描時(shí)段內(nèi)的 質(zhì)鐠將為零。然而，后10%所具有的離子的強(qiáng)度將是未提供質(zhì)量選擇離 子捕獲器12的情況下的強(qiáng)度的10倍。這是因?yàn)殡x子捕獲器12存儲(chǔ)所有 離子，然后以強(qiáng)的突發(fā)釋放它們。所有離子種的離子電流在釋放時(shí)段中的 強(qiáng)度將是在連續(xù)情形下的強(qiáng)度的十倍(當(dāng)離子捕獲器中無(wú)離子丟失時(shí))。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，如果離子捕獲器12被布置成以質(zhì)量分辨率10、 在1秒掃描的過(guò)程中、以質(zhì)量或質(zhì)荷比相關(guān)或選擇方式從離子捕獲器12 釋放離子，則在聯(lián)動(dòng)掃描中使離子捕獲器12的輸出與四M量過(guò)濾器/ 分析器或質(zhì)鐠儀14的掃描同步將導(dǎo)致四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀 14的靈智:度增大同一因子。質(zhì)量或質(zhì)荷比相關(guān)或選擇的離子捕獲器12的 分辨率越高，則相對(duì)于連續(xù)(無(wú)捕獲器)情形的增強(qiáng)越大。在離子捕獲器12能夠發(fā)射、噴出或釋放具有l(wèi)道爾頓的恒定質(zhì)量寬 度的離子這一限制下，該四極將1000倍地更靈敏。然而，同樣在該限制 下，四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀14將基本上是多余的，因?yàn)殡x子捕 獲器12將^供所需分辨率和靈4lt度。
該優(yōu)選實(shí)施例的有利特征在于相對(duì)低分辨率的質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離 子捕獲器12可以用來(lái)顯著增強(qiáng)布置在離子捕獲器12的下游的相對(duì)高分辨 率的掃描四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器的靈敏度。
圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多級(jí)離子引導(dǎo)器或離子捕獲器20， 其中離子引導(dǎo)器或離子捕獲器20包括第一上游分裂、熱化和捕獲級(jí)22， 之后是第二下游質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子傳送級(jí)24。四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析 器或質(zhì)鐠儀26優(yōu)選地被提供或布置于多級(jí)離子引導(dǎo)器或離子捕獲器20 的下游。
下文將更詳細(xì)地討論優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器20的上游第一分 裂、熱化和捕獲級(jí)22和下游第二質(zhì)量選擇離子傳送級(jí)24。第一分裂、熱 化和捕獲級(jí)22優(yōu)選地包括布置在DC電極30的相間隔堆內(nèi)的RF電極28 的相間隔堆。第一分裂、熱化和離子捕獲級(jí)22和第二質(zhì)量選擇離子傳送 級(jí)24優(yōu)選地包括多個(gè)分段RF/DC電極單元。每個(gè)RF/DC電極單元優(yōu)選 地包括兩個(gè)相對(duì)RF電極28和兩個(gè)相對(duì)DC電極30的共面布置。離子引 導(dǎo)器優(yōu)選地包括在第一上游分裂、熱化和捕獲級(jí)22的上游的端板32。
第一上游分裂、熱化和捕獲級(jí)22優(yōu)選地被布置成積累從適當(dāng)離子供 應(yīng)級(jí)(未示出)接收的離子，而質(zhì)量選擇噴出優(yōu)選地發(fā)生在第二質(zhì)量選擇 離子傳送級(jí)24中。下文更詳細(xì)地描述質(zhì)量選擇傳送級(jí)24的工作。
圖2還示出了沿著根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的離子引導(dǎo)器或離子捕獲 器20的長(zhǎng)度的DC電勢(shì)能輪廓。圖2示出了優(yōu)選地沿著質(zhì)量選擇級(jí)24的
比相關(guān)紋波。
優(yōu)選地使離子從離子捕獲器的質(zhì)量選擇傳送級(jí)24的質(zhì)量或質(zhì)荷比選 ##放與優(yōu)選地布置于下游的四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^26的掃描 同步。將參照?qǐng)D3更詳細(xì)地描述此過(guò)程。
圖3示出了優(yōu)選地捕獲和積累從連續(xù)離子束源接收的離子的離子捕 獲器的離子捕獲級(jí)22。該離子捕獲級(jí)優(yōu)選地在從時(shí)間0到時(shí)間^的時(shí)間 段捕獲和積累離子。此時(shí)間段優(yōu)選地亦對(duì)應(yīng)于下游四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)"#儀26的掃描時(shí)間。
在從時(shí)間O到時(shí)間^的時(shí)間中，優(yōu)選地變化從離子捕獲器的質(zhì)量選擇 級(jí)24質(zhì)量有選擇地噴出的離子的質(zhì)量或質(zhì)荷比，使得在該特定瞬間，噴 出的離子的質(zhì)量或質(zhì)荷比優(yōu)選地基本上對(duì)應(yīng)于四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器26 的質(zhì)量或質(zhì)荷比傳送窗。
在完成了四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀26的掃描周期之后，于是 優(yōu)選地發(fā)生從時(shí)間t到時(shí)間t2的提取/填充階段。在從時(shí)間^到時(shí)間t2的 時(shí)間段中，離子優(yōu)選地被布置成從上游捕獲級(jí)22噴出以便填充優(yōu)選地布 置在捕獲級(jí)22的下游的質(zhì)量選#^傳送級(jí)24。
在完成該過(guò)程之后，優(yōu)選地與從質(zhì)量選擇離子傳送級(jí)24對(duì)離子的質(zhì) 量或質(zhì)荷比選擇提取同步地執(zhí)行四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀26的另 一掃描周期。
質(zhì)量選擇離子傳送級(jí)24優(yōu)選地被布置成質(zhì)量有選擇地噴出離子，優(yōu) 選地從具有相對(duì)高質(zhì)荷比的離子開(kāi)始并且就質(zhì)荷比向下掃描至具有相對(duì) 低質(zhì)荷比的離子。因而，在任何周期中，具有相對(duì)高質(zhì)荷比的離子先于具 有相對(duì)低質(zhì)荷比的離子被傳送。
然而，根據(jù)其它次優(yōu)選實(shí)施例，質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器可以初 始時(shí)噴出具有相對(duì)4氐質(zhì)量或質(zhì)荷比的離子，然后就質(zhì)量或質(zhì)荷比向上掃掠 或掃描以便然后噴出具有相對(duì)高質(zhì)量或質(zhì)荷比的離子。
優(yōu)選地在質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀(例如四極 桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀或磁式扇形質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠 儀)的上游提供的質(zhì)量選擇離子捕獲器可以釆取多種不同形式?，F(xiàn)在將參 照附圖更詳細(xì)地描述特別優(yōu)選的離子捕獲器。優(yōu)選離子捕獲器包M對(duì)其 間有離子引導(dǎo)區(qū)的板電極。兩個(gè)板電極優(yōu)選地連接到AC或RF電壓源的 同相。多對(duì)板電極優(yōu)選地沿著優(yōu)選離子捕獲器的長(zhǎng)度來(lái)布置。優(yōu)選地，軸 向相鄰板電極連接到AC或RT電壓源的反相。
向多個(gè)板電板拖加的AC或RF電壓產(chǎn)生用來(lái)將離子在一個(gè)徑向方向 上P艮制于離子捕獲器內(nèi)的徑向偽勢(shì)阱。
優(yōu)選地用DC或靜電勢(shì)阱在優(yōu)選地與第一徑向方向正交的第二徑向 方向上限制離子。
優(yōu)選地通過(guò)將DC電壓施加于沿著優(yōu)選離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度在頂 部和底部延伸的多個(gè)DC電極來(lái)產(chǎn)生DC或靜電勢(shì)阱。由于離子捕獲器是軸向分段的且反相AC或RF電壓沿著離子捕獲器 的軸向長(zhǎng)度施加于電極，所以優(yōu)選地沿著離子捕獲器的軸產(chǎn)生多個(gè)另外偽 勢(shì)阱。這些另外軸向偽勢(shì)阱具有優(yōu)選地與沿著優(yōu)選離子捕獲器的長(zhǎng)度布置 的RF電極的周期性相對(duì)應(yīng)的周期性。
軸向偽勢(shì)阱的有效高度或深度依賴于沿著離子捕獲器的長(zhǎng)度通過(guò)的 離子的質(zhì)荷比。通過(guò)變化所施加AC或RF電壓的幅度，亦可以變化軸向 偽勢(shì)阱的有效幅度。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，可以通過(guò)多種手段沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度驅(qū)動(dòng) 或推進(jìn)離子。可以通過(guò)沿著優(yōu)選離子捕獲器的長(zhǎng)度維持恒定DC電壓梯度 來(lái)沿著離子捕獲器的長(zhǎng)度推進(jìn)離子?？商孢x地，可以向離子捕獲器的電極 施加一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓，而瞬態(tài)DC電壓的施加可以用來(lái)沿著優(yōu)選 離子捕獲器的長(zhǎng)度推進(jìn)離子。根據(jù)另一實(shí)施例，可以通過(guò)氣流效應(yīng)來(lái)沿著 離子捕獲器的長(zhǎng)度推進(jìn)離子。
離子捕獲器中的RF和靜電源的有效電勢(shì)的一般形式可以使用絕熱近 似來(lái)導(dǎo)出，并由下式給出
.聰禮)=^^+€* 〖1》
其中Ro是離子的緩慢變化的位置，q是離子的電荷，Eo是角頻率為Q的 振蕩電場(chǎng)在位置Ro的量值，M是離子的質(zhì)量。
該等式包括經(jīng)典靜電勢(shì)q€>s，其中①s是任何一般系統(tǒng)中施加于電極 的DC電勢(shì)所產(chǎn)生的電壓。
可以看出，振蕩場(chǎng)所導(dǎo)致的電勢(shì)與電荷的平方成比例，而靜電勢(shì)與電 荷成比例。才艮據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例的質(zhì)量選擇離子捕獲器利用了此關(guān)系以<更分 離質(zhì)量相似但:是電荷不同的離子。
四極、六極或/V級(jí)中的振蕩場(chǎng)的有效電勢(shì)具有如下形式
formula>formula see original document page 57</formula>
對(duì)于環(huán)集，我們有<formula>formula see original document page 57</formula>上述離子引導(dǎo)器表現(xiàn)出某種程度的圓柱對(duì)稱性，且離子引導(dǎo)器表現(xiàn)出v
徑向依賴于有效電勢(shì)，其中多級(jí)和環(huán)集的階數(shù)越高則勢(shì)阱的側(cè)越陡。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，優(yōu)選地提供線性堆式RF板離子捕獲器，而這使 得能夠有選擇地噴出或釋放具有期望質(zhì)量或質(zhì)荷比和/或離子遷移率和/或 電荷態(tài)的離子。
離子捕獲器可以優(yōu)選地具有長(zhǎng)線性幾何形狀，該幾何形狀可以優(yōu)選地 允許離子捕獲器的工作不被其大電荷容量所導(dǎo)致的空間電荷效應(yīng)所危害 (或影響)。
期望離子引導(dǎo)器或離子捕獲器中任何點(diǎn)處的有效電勢(shì)的形式的解析 解，即對(duì)于所選一般幾何形狀的等式1的解。這樣的解可以通過(guò)分別求出 RF和靜電分量、然后通過(guò)疊加將這兩個(gè)解相加來(lái)獲得。
為在圖4中展示其形式和記法的離子引導(dǎo)器或離子捕獲器得到了一 般二維解。圖4中所示離子引導(dǎo)器或離子捕獲器包括RF平行桿集，該 RF平行桿集包括多個(gè)RF桿以及一對(duì)上和下DC電極。該解由下式給出
2 2t, 2 z 6" 「0sinh;r —sincoshk l々cos-2 —
cosh■ 's-
4zK, cosh「u xAf;rcosh臉上 .2a.
噴w》
離子引導(dǎo)器或離子捕獲器涉及到y(tǒng) (或豎直)方向上的靜電或DC捕 獲以及x方向上的質(zhì)動(dòng)力或RF有效電勢(shì)或偽電勢(shì)捕獲。
由于拉普拉斯方程的性質(zhì)，在y方向上捕獲離子的靜電勢(shì)阱是造成離 子在x方向上離開(kāi)設(shè)備中央的鞍點(diǎn)。如果要實(shí)現(xiàn)完全x-y捕獲，質(zhì)動(dòng)力有 效勢(shì)阱或偽勢(shì)阱優(yōu)選地被布置成足以克服此負(fù)*。
圖5-11圖示了根據(jù)本發(fā)明的各種略有不同實(shí)施例的離子捕獲器。除 了在x-y維度上捕獲離子以外，還可以采用不同手段來(lái)生成可具有變化復(fù) 雜度的軸向場(chǎng)。該軸向場(chǎng)可以包括線性軸向驅(qū)動(dòng)場(chǎng)或更復(fù)雜的多項(xiàng)式場(chǎng)。 該軸向場(chǎng)優(yōu)選地用來(lái)沿著優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度推進(jìn) 離子。
在圖5-11中描繪的實(shí)施例之間共享各種特征，用同樣的標(biāo)號(hào)來(lái)描繪 這樣的共同特征。
圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的離子捕獲器的中央的x-y橫截 面圖。離子捕獲器優(yōu)選地包括上和下僅DC捕獲電極22，捕獲電極22優(yōu) 選地被維持在DC電壓Vp。離子捕獲器優(yōu)選地還包括夾在上與下僅DC電極22之間的RF電極20。
RF電極20優(yōu)選地成對(duì)布置。成對(duì)的兩個(gè)RF電極優(yōu)選地由離子引導(dǎo) 或離子捕獲區(qū)分開(kāi)。相對(duì)板對(duì)的RF電極20優(yōu)選地連接到RF的同相。 豎直相鄰板對(duì)優(yōu)選地連接到RF電壓的^jf目。對(duì)于所示出的所有實(shí)施例都 是這樣，但是出于簡(jiǎn)化的目的而在后續(xù)的圖中省略。
圖5B示出了優(yōu)選地提供于優(yōu)選離子捕獲器的軸向端的端板24。端板 24優(yōu)選地在中央具有孔26，離子優(yōu)選地質(zhì)量或質(zhì)荷比有選擇地通過(guò)孔26 噴出。離子可以次優(yōu)選地基于它們的遷移率而不是質(zhì)荷比通過(guò)孔26噴出。
還可以在離子提取設(shè)備或優(yōu)選離子捕獲器的入口區(qū)提供類似于端板 24的入口板。
圖6示出了 一個(gè)實(shí)施例，其中離子捕獲器包括多個(gè)分段上和下DC電 極30。根據(jù)此實(shí)施例，可以沿著優(yōu)選離子捕獲器的長(zhǎng)度維持期望形式的 軸向DC電場(chǎng)或電壓梯度?？梢酝ㄟ^(guò)向每個(gè)上和下DC電極30施加不同 電壓Vpl-Vp8來(lái)提供軸向DC或靜電電場(chǎng)。優(yōu)選地向包括軸向段的上和 下電^lk加同一DC電壓。
圖7示出了另 一實(shí)施例，其中通過(guò)4I:供傾斜頂部40和底部42 DC電 極來(lái)產(chǎn)生或提供軸向電場(chǎng)。
圖8示出了又一實(shí)施例，其中除了提供軸向分段DC電極以外，還提 供多個(gè)軸向分段RF板或電極50。將在下面進(jìn)一步解釋，出于上游存儲(chǔ)的 目的，此實(shí)施例允許了產(chǎn)生捕獲勢(shì)阱方面更大的靈活性。
圖9示出了類似于圖5A中所示實(shí)施例的可替選離子捕獲器，不同之 處在于RF板或電極22在z方向或軸向方向上而不是在y方向上堆疊。 因而，在與離子移動(dòng)方向正交的平面上揭L供RF電極。這與參照?qǐng)D5A示 出和描述的實(shí)施例形成對(duì)照，在后者中，RF電極大致布置在與沿著離子 捕獲器傳送離子的方向平行的平面上。
圖10示出了一個(gè)實(shí)施例，其類似于圖7中所示實(shí)施例，不同之處在 于RF板或電極72在z方向或軸向方向上堆疊。
圖ll示出了一個(gè)實(shí)施例，其中分段RF板80在z方向或軸向方向上 堆疊，且分段DC板82亦在z方向或軸向方向上堆疊。圖ll中所示實(shí)施 例包括多個(gè)分段RF/DC電極單元，其中每個(gè)RT/DC電極單元可以視為包 括兩個(gè)相對(duì)RF電極和兩個(gè)相對(duì)DC電極的共面布置。這樣，可以向上和 下DC電極82和/或RF板或電極80施加具有多項(xiàng)式函數(shù)的DC電壓以產(chǎn)生任何期望功能。
離子提取設(shè)備或優(yōu)選離子捕獲器可以優(yōu)選地具有50nm至250nm的 長(zhǎng)度、5mm至50mm的寬度和0.5mm至4mm的提取孔直徑。優(yōu)選地， ^!:取孔直徑約為2mm。
圖12示出了如圖5A中所示優(yōu)選離子捕獲器的y方向(例如豎直方 向)上的典型靜電或DC勢(shì)阱。圖13示出了例如RF電極之間的沿著x 方向的典型負(fù)分歉。這些曲線是根據(jù)等式4中的第2項(xiàng)計(jì)算的。
圖14示出了沿著x軸的有效勢(shì)阱的形狀，其是才艮據(jù)等式4中的第1 項(xiàng)計(jì)算的。圖15示出了對(duì)于所選設(shè)備幾何形狀而言的沿著x軸的靜電或 DC電勢(shì)和質(zhì)動(dòng)力或RF電勢(shì)所產(chǎn)生的合成電勢(shì)?？梢钥闯?，在設(shè)備中央、 y軸附近，電勢(shì)處于局部最大值。這是因?yàn)橛捎陟o電或DC鞍點(diǎn)而在離 子引導(dǎo)器或離子捕獲器的中央產(chǎn)生的x方向分歉力大于由于RF有效電勢(shì) 而由質(zhì)動(dòng)力或RF捕獲力產(chǎn)生的力。隨著逐漸靠近離子引導(dǎo)器或離子捕獲 器的邊緣，RF有效電勢(shì)超過(guò)靜電分歉，從而在這兩個(gè)阱中實(shí)現(xiàn)完全x-y 捕獲。
在存在碰撞氣體時(shí)，離子動(dòng)能優(yōu)選地受阻尼，且離子優(yōu)選地局部P艮制 于離開(kāi)優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器中央的這些電勢(shì)最小值。
從等式4的第一項(xiàng)可以看出，RF有效勢(shì)阱的大小依賴于電荷的平方 和質(zhì)量。通過(guò)仔細(xì)調(diào)整靜電或DC電壓和/或施加的RF電壓，有可能分離 質(zhì)量相似但是z不同的離子。
圖16A示出了對(duì)于M-1000、 z-2的離子而言的電勢(shì)最小值的位置， 圖16B示出了對(duì)于M=500、 z=2的離子而言的電勢(shì)最小值的位置，圖16C 示出了對(duì)于M-250、z-2的離子而言的電勢(shì)最小值的位置。對(duì)于這三個(gè)圖， 在優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器中使用相同電壓設(shè)置，這三個(gè)圖展示了可 以怎樣實(shí)現(xiàn)具有相似質(zhì)量但是不同z的離子的空間分離。
至此僅討論了優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的2D特性但是尚未討論 將離子提取到另外級(jí)。優(yōu)選離子捕獲器可以構(gòu)造成各種長(zhǎng)度以便在性能降 級(jí)之前增大空間電荷容量。
在如圖17所示的一個(gè)實(shí)施例中，端板140設(shè)有孔142，優(yōu)選地通過(guò) 孔142提取離子。在正常工作中，端板140可以被偏置以便捕獲離子于離 子捕獲器本體中。輔助電極144優(yōu)選地位于端板140后以便在離子捕獲器 中央造成局部提取場(chǎng)。圖17還示出了上和下DC電極146的末端。圖17還示出了等電勢(shì)線，這些等電勢(shì)線示出了局部拔:取場(chǎng)。在一工作模式下， 離開(kāi)光軸而在勢(shì)阱中駐留的離子優(yōu)選地保持被捕獲于該設(shè)備中，而朝著離 子捕獲器的中央駐留的離子優(yōu)選地從離子捕獲器中被提取。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，可以優(yōu)選地掃描或變化RF和/或靜電DC電勢(shì)以 便將具有期望質(zhì)荷比和/或電荷態(tài)z的那些離子依次帶到光軸以便于后來(lái) 通過(guò)端板孔噴出。優(yōu)選地在提取過(guò)程中維持不同離子種的空間分離，以使 得離子捕獲器的性能不受危害。
從優(yōu)選離子捕獲器提取離子的另一方式在圖18中示出，這種方式包 括提供具有向內(nèi)延伸漏電介質(zhì)管150的端板140?？梢酝ㄟ^(guò)向內(nèi)延伸漏電 介質(zhì)管150提取離子。漏電介質(zhì)管150優(yōu)選J^目鄰于孔142而定位。優(yōu)選 地向端板140施加捕獲電壓，端板140優(yōu)選地用來(lái)將離子保持于離子捕獲 器內(nèi)。通過(guò)離子捕獲器的氣流和/或電場(chǎng)在管150中的施加可以優(yōu)選地用 來(lái)將離子驅(qū)動(dòng)或推進(jìn)到管150中并且從優(yōu)選離子捕獲器中驅(qū)出或推出。可 以優(yōu)選地通過(guò)漏電介質(zhì)來(lái)維持RF場(chǎng)，以便在離子例如退出到后續(xù)的質(zhì)譜 儀級(jí)的過(guò)程中、或在離子被傳遞到優(yōu)選地提供于優(yōu)選離子捕獲器的下游的 掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀時(shí)保持離子朝著管150的中央。
優(yōu)選離子捕獲器的提取元件可以是脈沖式的，以便于優(yōu)化與質(zhì)脊仗例 如四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀的下游元件的對(duì)接。在可替選實(shí)施例 中，可以從優(yōu)選離子捕獲器從多個(gè)預(yù)定位置提取離子群體。出于此目的可 以拔:供多個(gè)孔。因而，可以原地提取離子幹沐而無(wú)需使得離子幹沐移動(dòng)到 固定提取點(diǎn)比如離子捕獲器的中央。
上述優(yōu)選離子捕獲器利用與一般二維解相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。本發(fā)明的另外 實(shí)施例利用與一般三維解相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。為在圖19A和19B中示出其形 式和記法的離子引導(dǎo)器或離子捕獲器得到了 一般三維解。該離子引導(dǎo)器或 離子捕獲器包括多個(gè)RF板212、多個(gè)上和下DC電極214以及一對(duì)端板 216。用于圖19A和19B中所示離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的坐標(biāo)系不同于 用于參照?qǐng)D4示出和描述的離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的坐標(biāo)系。
對(duì)長(zhǎng)方體幾何形狀的解進(jìn)行了展開(kāi)，由此，所得電勢(shì)同樣是如下所示 各單獨(dú)分量的疊加。
y=-c處的注入板Vent:<formula>formula see original document page 62</formula>
y-c處的提WLVext:<formula>formula see original document page 62</formula>z=+/-d處的板，二者具有相同電壓VP:
<formula>formula see original document page 62</formula>①RF被定義為使得電極沿著z軸恒定、沿著y軸交變且位于x=+/-a:
<formula>formula see original document page 62</formula>根據(jù)上i^達(dá)式導(dǎo)出此RF場(chǎng)的有效電勢(shì)，但所得項(xiàng)過(guò)長(zhǎng)以至于無(wú)法 包括于此。針對(duì)使用以下^lt計(jì)算的圖19A和19B中所示幾何形狀，在 以下圖中示出有效電勢(shì)的多個(gè)例子。z軸到RF板的距離a優(yōu)選為6mm。 RF板寬度b優(yōu)選為10 mm。離子捕獲器在y方向上的半長(zhǎng)度d優(yōu)選為 20mm。從x軸到DC板的板數(shù)目n優(yōu)選為5。峰值電壓優(yōu)選為VO。插入 板電壓Vent優(yōu)選為IV。除非另有說(shuō)明，提取&電壓Vext優(yōu)選為-lV。捕 獲板電壓Vp優(yōu)選為IV。以下例子說(shuō)明了有效電勢(shì)對(duì)質(zhì)量或質(zhì)荷比的依 賴性以及優(yōu)選離子捕獲器在所選方向上捕獲和4^取離子的能力。
圖20A-D示出了本發(fā)明的離子提取設(shè)備的實(shí)施例。離子提取設(shè)備的 工作基于上面討論的3D解。圖20A示出了離子捕獲器中央的x-z橫截面 圖，其示出了上和下DC靜電捕獲電極220和RF板電極222。 RF電極優(yōu) 選地形成一對(duì)電極。多對(duì)RF電極優(yōu)選地形成如圖20A中所示的兩個(gè)RF 電極堆224a、 224b。 一個(gè)堆中的每個(gè)RF電極優(yōu)選地在另一堆中具有匹 配或?qū)?yīng)電極，該另一堆在x方向上跨離子提取或離子引導(dǎo)區(qū)定位。圖 20A示出了這樣一對(duì)在x方向上間隔開(kāi)的RF電極222a、 222b。相對(duì)的諸對(duì)在x方向上間隔開(kāi)的RF電極如電極222a、 222b優(yōu)選地 連接到施加于RF電極222的AC或RF電壓的同相。相比之下，所施加 RF電勢(shì)的反相優(yōu)選地連接到同一堆中的相鄰電極。
上和下DC電極220優(yōu)選地是軸向分段的并且優(yōu)選地形成一對(duì)沿著離 子捕獲器的長(zhǎng)度軸向延/f申的DC電極堆225a、 225b。
可以看出，圖20A中所示離子引導(dǎo)器或離子捕獲器包括多個(gè)分段 RF/DC電極單元，其中每個(gè)RF/DC電極單元包括兩個(gè)相對(duì)RF電極222 和兩個(gè)相對(duì)上和下DC電極224的共面布置?？梢詫⒕哂卸囗?xiàng)式函數(shù)的 DC電壓施加于僅DC電極224和RF板或電極222以產(chǎn)生任何期望功能。
離子引導(dǎo)器或離子捕獲器優(yōu)選地還包括第一端板226和第二端板 228。如圖20C中所示的第一端板226中優(yōu)選地形成有孔230，孔230使 離子能夠供應(yīng)到離子引導(dǎo)器或離子捕獲器。孔230可以具有任何方便的形 狀，比如正方形或圓形。第二端板228優(yōu)選地具有孔232，可以通過(guò)該孔 從離子引導(dǎo)器或離子捕獲器提取離子?？?32可以是任何適當(dāng)形狀，比如 如圖20D中所示的縫。下面討論使離子從設(shè)備退出的孔的其它適當(dāng)配置。
圖21示出了平面圖，其描繪了以兩個(gè)平行縱向堆224a、 224b布置的 圖20中的RF板電極222。圖21描繪了向RF電極222施加AC或RF 電勢(shì)(由等式e^Vocos(wt)定義)的方式。具體而言，圖21示出了施加 于每個(gè)RT電極222的AC或RF電勢(shì)的相位。諸對(duì)在x方向上間隔開(kāi)的 RF電極222優(yōu)選地連接到AC或RF電勢(shì)的同相。相比之下，電極堆中 沿著優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的y軸或軸向長(zhǎng)度的相鄰電招 阮選地 連接到AC或RF電勢(shì)的^^相。
應(yīng)理解，向任何給定電極施加的AC或RF電勢(shì)的相位將作為時(shí)間的 函數(shù)而變化，因此圖21中用來(lái)描述向每個(gè)電極222施加的RF電勢(shì)的正 和負(fù)符號(hào)代表時(shí)間快照。向軸向分段RF電極222施加AC或RF電勢(shì)的 方式的效果在于產(chǎn)生有效電勢(shì)沿著y軸(即光軸)的空間周期性。軸向有 效電勢(shì)的周期性在圖21中用虛線表示。
圖22示出了 x方向上(即諸對(duì)維持于同相的相間隔RF電極222之 間的徑向方向上)的有效RF勢(shì)阱的典型形狀。圖22示出了有效徑向捕 獲電勢(shì)隨著離子逼近間隔對(duì)中任一同相RF電極222而急劇增大。
圖23示出了向上和下DC靜電捕獲電極220施加電壓Vp所生成的z 方向(即豎直徑向方向)上的典型DC靜電勢(shì)阱。該電勢(shì)亦隨著離子逼近上或下DC電極220中任一個(gè)而顯著增大。
圖24示出了 y方向上(即沿著離子拔:取設(shè)備或離子捕獲器的軸向長(zhǎng) 度)的有效電勢(shì)。可以看出，有效電勢(shì)表現(xiàn)出沿著y軸的紋波。紋波由沿 著y軸的AC或RF電勢(shì)的周期性引起，紋波的量值依賴于離子提取設(shè)備 或離子捕獲器中離子的質(zhì)荷比。已發(fā)現(xiàn)，沿著y軸的有效電勢(shì)的紋波的量 值獨(dú)立于離子與RF電極222或與上和下DC電極220的接近度。
圖25A-D示出了多種不同情況下的y方向上(即沿著軸)的質(zhì)量相 關(guān)有效電勢(shì)。圖25A和25B示出了對(duì)于質(zhì)量為2000的單電荷離子而言的 有效電勢(shì)。圖25A示出了沿著離子提取設(shè)備中央(即使用圖19A-19B中 所示坐標(biāo)系的x=0且z=0處)的有效電勢(shì)。圖25B示出了 RF電極222 處的有效電勢(shì)。正如所料，RF電極222處的電勢(shì)高于設(shè)備中央的電勢(shì)。 然而，在這兩種情況下，紋波的量值為0.3V,即紋波的量值不隨著離子 引導(dǎo)器或離子捕獲器內(nèi)位置變化。
類似地，圖25C和25D示出了對(duì)于質(zhì)量為200的單電荷離子而言的 y方向上(即沿著光軸)的有效電勢(shì)。圖25C示出了設(shè)備中央的有效電勢(shì)， 圖25D示出了 RF電極222處的有效電勢(shì)。同樣，RF電極222處的電勢(shì) 高于設(shè)備中央的電勢(shì)，但是在兩種情況下觀察到的紋波的量值相同。紋波 的量值在此情形下為3V。這說(shuō)明了紋波的量值依賴于設(shè)備中離子的質(zhì)荷 比。
圖26-32示出了穿過(guò)參照?qǐng)D20A示出和描述的離子拔_取設(shè)4^或離子捕 獲器的多個(gè)平面上的各種二維有效電勢(shì)。上述有效軸向電勢(shì)中的紋波代表 質(zhì)量相關(guān)勢(shì)壘。此現(xiàn)^艮據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例優(yōu)選地用來(lái)捕獲碎片離子或母離 子以及優(yōu)選地用來(lái)質(zhì)量有選擇地釋放離子。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可以附加地沿著離子捕獲器的長(zhǎng)度施加軸 向場(chǎng)。例如，可以向圖20A中所示離子捕獲器的端板226、 228施加適當(dāng) 電勢(shì)。該附加軸向場(chǎng)優(yōu)選地使得具有相對(duì)高質(zhì)荷比的離子沿著設(shè)備的長(zhǎng)度 移動(dòng)而具有相對(duì)低質(zhì)荷比的離子將優(yōu)選地在y方向上遇到較深勢(shì)阱(見(jiàn)圖 25A-25D)并且將優(yōu)選地保持被捕獲于設(shè)備本體中。通過(guò)明智地變化有效 電勢(shì)，可以從離子捕獲器有選擇地提取具有所選質(zhì)荷比的離子。
圖33A-B示出了可以怎樣通過(guò)沿著離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的軸向 長(zhǎng)度施加軸向漂移場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)離子的質(zhì)量選擇提取。圖33A示出了當(dāng)漂移 場(chǎng)大得足以克服RF電勢(shì)所產(chǎn)生的電勢(shì)最大值時(shí)離子所經(jīng)歷的有效電勢(shì)。在此情況下，有效電勢(shì)中不存在軸向能壘，且漂移場(chǎng)足以使離子能夠沿著
設(shè)備的長(zhǎng)度傳送。圖33B描繪了在所施加漂移場(chǎng)減小但是沒(méi)有消除RF電 勢(shì)所產(chǎn)生的電勢(shì)最大值的情況下的有效電勢(shì)。在此情況下，離子將變得在 有效電勢(shì)的電勢(shì)最大值后被捕獲?？梢詫?duì)所施加RF電勢(shì)進(jìn)行掃掠以便從 高質(zhì)荷比到低質(zhì)荷比有選擇地傳送離子。在可替選實(shí)施例中，可以對(duì)所施 加漂移場(chǎng)的量值進(jìn)行掃掠以便有選擇地傳送離子。
圖34示出了 一個(gè)可替選實(shí)施例，其中多個(gè)軸向相鄰RT電極222連 接到所施加振蕩AC或RF電勢(shì)的同相。在RF電極222的每個(gè)堆224a、 224b中，三個(gè)相鄰RF電極360的組優(yōu)選地連接到所施加RF電勢(shì)的同相。 因而，沿著軸向方向，所施加RF電勢(shì)的相位在每第三個(gè)電極改變。此實(shí) 施例的效果在于，對(duì)于給定RF電極集，所施加RF電勢(shì)的周期性的間隔 增大，即軸向偽勢(shì)阱的周期性優(yōu)選地增大。
在圖34所示例子中，三個(gè)相鄰RF電極的組連接到所施加RF電勢(shì) 的同相。然而，連接到同RF電勢(shì)的相鄰電^feUa中的電極的數(shù)目不限于三 個(gè)，還可考慮其它實(shí)施例，其中例如兩個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八 個(gè)或多于/\個(gè)軸向相鄰RF電極可以一起連接到RF電壓的同相。根據(jù)優(yōu) 選實(shí)施例，六個(gè)軸向相鄰RF電極可以連接到RF電壓的同相。
如果堆中的軸向相鄰RF電極連接到所施加RF電勢(shì)的相對(duì)板，如圖 21中所示，則根據(jù)實(shí)施例可以采用相對(duì)厚的RF電極以便產(chǎn)生具有較大量 值的軸向電勢(shì)中的紋波。
有可能利用參照?qǐng)D21和34示出和描述的實(shí)施例而示出和描述的方法 的組合。例如，有可能將多個(gè)軸向相鄰RF電極連接到所施加振蕩RF電 勢(shì)的同相，如參照?qǐng)D34所描述的那樣，以便增大所施加RF電勢(shì)的周期 性。還可以以圖21中所示方式(即向相鄰RF電極施加的離子捕獲振蕩 RF電勢(shì)的相位相反)向相鄰RF電fefe加用以4C供x方向上的額外P艮制 的附加離子捕獲振蕩AC或RF電勢(shì)。
應(yīng)當(dāng)指出，離子捕獲振蕩RF電勢(shì)并非意圖產(chǎn)生所施加RF電勢(shì)的周 期性(即已經(jīng)通過(guò)被連接的多個(gè)相鄰RF電極產(chǎn)生了周期性阱)，而是用 來(lái)通過(guò)提供朝著設(shè)備側(cè)部的強(qiáng)勢(shì)壘而不顯著影響沿著主縱向設(shè)備軸的有 效RF電勢(shì)來(lái)P艮制高質(zhì)荷比離子(其否則可能撞擊設(shè)備的電極)。
可以優(yōu)選地與向相鄰RF電極的組施加的RF電勢(shì)相位相差卯。地施 加離子捕獲振蕩RF電勢(shì)。這改善了離子捕獲并且減小了 RF電極上的峰值電壓。根據(jù)實(shí)施例，向相鄰RF電極的組施加的RF電勢(shì)可以是300V, 離子捕獲振蕩RF電勢(shì)可以是85V。兩個(gè)電勢(shì)都可以具有1.5 MHz的頻率。 一個(gè)有利特征在于，由于拉普拉斯方程的性質(zhì)，離子捕獲振蕩RF電勢(shì)附 加于離子捕獲器的有效電勢(shì)。
圖35示出了優(yōu)選地4^供于離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的出口處的優(yōu)選 端板370。端板370優(yōu)選地具有縫孔372，優(yōu)選地通過(guò)該孔從離子捕獲器 提取離子。由于DC電極所產(chǎn)生的靜電或DC電勢(shì)與RF有效電勢(shì)的疊加， 沿著x軸(即聘i殳備的間隔開(kāi)的諸對(duì)RF電極之間)的有效電勢(shì)可以在離 開(kāi)離子引導(dǎo)器或離子捕獲器中央軸的位置呈現(xiàn)出電勢(shì)最小值?？赡茏钚≈?的位置依賴于有效電勢(shì)中離子的質(zhì)荷比。
圖36A示出了對(duì)于質(zhì)荷比為500的離子而言的x方向上的有效電勢(shì)。 圖36B示出了對(duì)于具有較低質(zhì)荷比50的離子而言的有效電勢(shì)。從圖36B 可以看出，對(duì)于質(zhì)荷比為50的離子而言的有效電勢(shì)最小值位于離子捕獲 器的中央，而對(duì)于質(zhì)荷比為500的離子而言，觀察到從離子引導(dǎo)器或離子 捕獲器的中央軸向移位的兩個(gè)電勢(shì)最小值。通it^供如圖35中所示縫孔 372，有可能從離子捕獲器發(fā)送離子而無(wú)論它們沿著x軸的分布如何。
圖37A-E示出了根據(jù)其它實(shí)施例的端板。圖37A示出了具有限定多 個(gè)出口孔的柵格或網(wǎng)392的端板3卯。圖37B示出了具有豎直縫孔394的 端板3卯。圖37C示出了具有圓孔396的端板390。圖37D示出了具有由 豎直和水平縫形成的十字形孔398的端板390。圖37E示出了具有多個(gè)豎 直縫孔400的端板390?？梢允褂蒙厦鎱⒄?qǐng)D17和19中示出和描述的實(shí) 施例描述的方法來(lái)提取離子。
根據(jù)實(shí)施例，可以提供一對(duì)充當(dāng)DC電極的相間隔DC板或電極。 DC板或電極優(yōu)選地沿著離子引導(dǎo)器或離子捕獲器軸向延伸?？商孢x地， 可以拔:供一對(duì)充當(dāng)DC電極的傾斜間隔DC板，這些DC電極使得能夠產(chǎn) 生沿著離子捕獲器的軸向場(chǎng)。
離子捕獲器優(yōu)選地具有50mm至250mm的長(zhǎng)度、5mm至50mm的 寬度,且根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例可以在每個(gè)堆中包括140個(gè)RF電極(即總共280 個(gè)RF電極)。
圖38示出了一個(gè)實(shí)施例，其中離子引導(dǎo)器或離子捕獲器包括第一分 裂、熱化和捕獲級(jí)420,之后是質(zhì)量選擇傳送級(jí)422。質(zhì)量選擇傳送級(jí)422 之后繼而是捕獲器飛行時(shí)間級(jí)424?？梢栽诓东@器飛行時(shí)間級(jí)424的下游和離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的出口區(qū)拔 映光束成形器級(jí)426。
質(zhì)量選擇傳送級(jí)422優(yōu)選地包括如上面討論的離子捕獲器。整個(gè)離子 引導(dǎo)器或離子捕獲器的級(jí)420、 422、 424、 426中的每一個(gè)還可以優(yōu)選地
430。還可以優(yōu)選地提供端板432。
初始分裂、熱化和捕獲級(jí)420可以優(yōu)選地被^Mt成使得有效軸向電勢(shì) 中僅存在可忽略紋波。分裂、熱化和捕獲級(jí)可以優(yōu)選地具有跨該級(jí)維持的 相對(duì)和緩的驅(qū)動(dòng)軸向場(chǎng)。根據(jù)實(shí)施例，在一工作模式下，離子優(yōu)選地積累 于此級(jí)420內(nèi)并且任選地在此級(jí)420內(nèi)分裂。母離子或碎片離子的*然 后優(yōu)選地被傳送到質(zhì)量選擇傳送級(jí)422。分裂、熱化和捕獲級(jí)420優(yōu)選地 被布置成積累進(jìn)入的離子，而質(zhì)量選擇噴出優(yōu)選地發(fā)生在下游質(zhì)量選擇傳 送級(jí)422中。
質(zhì)量選擇傳送級(jí)422優(yōu)選地大致以如上所述方式工作。優(yōu)選地在有效 軸向電勢(shì)中^^相對(duì)大的質(zhì)量相關(guān)紋波。
在質(zhì)量選擇傳送級(jí)422的下游提供的捕獲器飛行時(shí)間級(jí)424優(yōu)選iWt 軸向有效電勢(shì)中具有可忽略紋波。捕獲器飛行時(shí)間級(jí)424優(yōu)選地積累離子 并將離子包發(fā)送到布置在下游的束成形器級(jí)426。捕獲器飛行時(shí)間級(jí)424 優(yōu)選地具有跨此級(jí)424的軸向長(zhǎng)度維持的相對(duì)和緩驅(qū)動(dòng)場(chǎng)。
如圖39中所示可變質(zhì)量相關(guān)延遲使離子從離子引導(dǎo)器或離子捕獲器 的提取優(yōu)選地與推動(dòng)器同步。與其它^目比，束成形器級(jí)426優(yōu)選地包括 僅RF電極級(jí)。由此，優(yōu)選地不向此級(jí)426中的任何DC電極施加電勢(shì)。 因而，可以不在束成形器級(jí)426中提供DC電極。束成形器級(jí)426優(yōu)選地 在軸向有效電勢(shì)中具有可忽略紋波。
如圖40中所示，束成形器級(jí)426可以優(yōu)選地包括多個(gè)不同板440， 板440優(yōu)選地具有變化的內(nèi)部縱橫比，該變化的內(nèi)部縱橫比可以優(yōu)選地準(zhǔn) 備和/或更改離子束的橫截面輪廓以便于引入后續(xù)的分析級(jí)。后續(xù)的分析 級(jí)優(yōu)選地包括質(zhì)鐠儀級(jí)，比如四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀。束 成形器級(jí)426可以因此根據(jù)實(shí)施例形成離子束的橫截面輪廓，使得離子束 的橫截面輪廓被優(yōu)化以接納于下游四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)譜儀 14中。
優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的電極可以根據(jù)實(shí)施例安置在印刷電 i^板(PCB)上。將電極安置到PCB上提供了如何對(duì)離子捕獲器進(jìn)行接線方面的靈活性。有利地，已發(fā)現(xiàn)PCB孔精確得足以獲得期望離子光學(xué) 性能。
圖41示出了總體上用450表示的優(yōu)選離子捕獲器的端視圖，該離子 捕獲器包括多個(gè)RF電極452與上和下DC電極454。 RF電極452優(yōu)選地 包括RF板電極并且優(yōu)選地直接安置到PCB 456、 458上。 一堆RF電極 優(yōu)選地安置到第一 PCB 456上，而第二堆RF電招^優(yōu)選地安置到第二 PCB 458上。上和下DC電極454優(yōu)選地安置在構(gòu)件460上，構(gòu)件460本身優(yōu) 選地經(jīng)由邊緣連接器462安置在PCB456、 458上。
間隔開(kāi)的上和下DC電極454和RF電極452所限定的通路或離子引 導(dǎo)區(qū)優(yōu)選地代表或包括具有離子提M徑的離子提取體積。在此例子中， 離子提取體積是具有由上和下DC電極454和RF電極452的間隔限定的 矩形面的長(zhǎng)方體。間隔優(yōu)選地分別為14mm和8mm,導(dǎo)致1.75的縱橫比。 亦可考慮其它尺度和/或縱橫比。然而，應(yīng)當(dāng)指出，與提供正方體離子提 取體積(具有縱橫比1.0)相比，^!供長(zhǎng)方體離子4^取體積對(duì)于生成期望 軸向有效電勢(shì)特別地有利。
圖41中所示離子捕獲器優(yōu)選地還包括頂板463和底板464。頂和底 板463、 464可以由金屬形成，并且可以利用襯墊466抵著PCB456、 458 來(lái)定位并利用適當(dāng)固定裝置如螺絲268固定就位?？梢韵蝽敯?62提供氣 體進(jìn)口 470。 RF電極452優(yōu)選地具有小片452a，小片452a優(yōu)選地從PCB 456、 458突出，由此允許方便地接線。類似地，上和下DC電極454優(yōu) 選地具有小片454a,小片454a優(yōu)選地從構(gòu)件460突出，從而使得能夠方 便地對(duì)DC電極進(jìn)行接線。
每個(gè)DC電極454可以附接到單獨(dú)構(gòu)件460，其中每個(gè)DC電極454 或構(gòu)件460單元相互間隔開(kāi)。這樣，優(yōu)選地在上DC電極454或構(gòu)件460 單元之間提供孔，從而允許氣體從氣體進(jìn)口 470iiA單元。包括適當(dāng)成形 的入口和出口孔的入口和出口板組件優(yōu)選地使用襯墊固定到頂和底板 462、 464和PCB456、 458的邊緣。
圖42示出了可以根據(jù)實(shí)施例來(lái)使用的空心或開(kāi)孔R(shí)F板480、 482的 可能設(shè)計(jì)?？招幕蜷_(kāi)孑U1電極導(dǎo)致電容減小并且因此導(dǎo)致RF功率源上的 負(fù)載減小。有可能提供形狀不同的相鄰板。這些板可以被化學(xué)蝕刻并且可 以任選地鍍金。圖41中所示構(gòu)造方法是方便的、節(jié)省成本的并且允許容 易地制造優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器?？梢酝ㄟ^(guò)焊接來(lái)構(gòu)造離子引導(dǎo)器 或離子捕獲器，這可能需要使用構(gòu)造夾具來(lái)使板保持就位。當(dāng)優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器耦合到質(zhì)"^的另外級(jí)時(shí)，可以提供 更大分析效用。根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，離子捕獲器優(yōu)選地耦合到下游四^bf 量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀。還可設(shè)想，當(dāng)優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器 耦合到正交加速飛行時(shí)間質(zhì)鐠儀時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)占空比的改善。
優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器當(dāng)耦合到正交加速飛行時(shí)間質(zhì)量分析
器時(shí)對(duì)于所有離子(例如母離子和碎片離子)實(shí)現(xiàn)100%占空比。在一個(gè) 實(shí)施例中，可以由輔助提取電極或由端板例如通過(guò)變化RF電勢(shì)從離子引 導(dǎo)器或離子捕獲器中脈沖式傳送出期望離子?？梢詢?yōu)選地使正交加速飛行 時(shí)間質(zhì)量分析器的推動(dòng)器電極的脈沖發(fā)生的時(shí)序與一質(zhì)荷比的離子包從 離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的噴出相一致?？梢灾貜?fù)提取脈沖周期直至所有 離子都已從離子引導(dǎo)器或離子捕獲器提取，然后可以調(diào)整離子引導(dǎo)器或離 子捕獲器以噴出下一期望質(zhì)荷比值的離子。所ll取離子的單能性質(zhì)和工作 的簡(jiǎn)單性提供了優(yōu)于常規(guī)3D四極離子捕獲器(QIT)布置的顯著優(yōu)點(diǎn)。 100%占空比將依賴于離子提取設(shè)備以100%效率積累離子并且與離子 提取設(shè)備的上游的具有100 %效率的離子捕獲區(qū)當(dāng)其將離子依次噴出到 飛行時(shí)間質(zhì)量分析器時(shí)相隔離。
在一個(gè)實(shí)施例中，亦可考慮上游離子捕獲區(qū)可以包括已被適當(dāng)偏置以 防止離子l下游級(jí)的另 一優(yōu)選離子提取設(shè)備。
還已認(rèn)識(shí)到，特別是當(dāng)耦合到模數(shù)轉(zhuǎn)換器("ADC")采集電子設(shè)備 時(shí)，優(yōu)選離子提取設(shè)備與正交加速飛行時(shí)間質(zhì)量分析器一起工作可以改善 信噪比。對(duì)于高離子電流，與時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器("TDC")相比，ADC轉(zhuǎn) 換器拔:供了顯著的動(dòng)態(tài)范圍優(yōu)點(diǎn)。然而，在低離子電流下，特別是經(jīng)過(guò)長(zhǎng) 的集成時(shí)段后，它們的較差噪聲特性可能使弱信號(hào)不明顯。信噪比的改善 依靠?jī)蓚€(gè)概念，即離于信號(hào)集中于較短時(shí)間包中并集中于較小離M量范 圍中。
圖43示出了積累離子捕獲器170的穩(wěn)定實(shí)施(即恒定的離子信號(hào)進(jìn) 入設(shè)備)，其中精確脈沖寬度"W"和捕獲時(shí)間"T"被分到n個(gè)離^LS^目等 的質(zhì)量范圍中。如果離子捕獲器具有100 %效率并Jbf目等地發(fā)射所有質(zhì)量 的離子，則與對(duì)于任何特定質(zhì)量同等連續(xù)的實(shí)驗(yàn)相比，離子包的強(qiáng)度在離 子捕獲器的提取階段中增強(qiáng)至n(W+T)/W倍(并且發(fā)射時(shí)間減小至 W/n(W+T)倍)。信噪比得以顯著改善，這是因?yàn)樵跊](méi)有信號(hào)時(shí)ADC無(wú)需 采集數(shù)據(jù)，ADC上設(shè)置的質(zhì)量采集范圍與該優(yōu)選實(shí)施例的離子捕獲器在 該時(shí)間點(diǎn)發(fā)射的質(zhì)量范圍相關(guān)聯(lián)。通常，優(yōu)選離子捕獲器可以被設(shè)置為遍及10個(gè)分開(kāi)的離散質(zhì)量范圍發(fā)射以覆蓋整個(gè)感興趣質(zhì)量范圍，其中數(shù)據(jù)
僅被記錄到那些與離子捕獲器發(fā)射的質(zhì)量通ii^目對(duì)應(yīng)的質(zhì)量通道中。
當(dāng)離子捕獲器內(nèi)包含的總電荷增大至(W+T)/W倍時(shí)，離子捕獲與提
取之比僅受離子捕獲器的空間電荷容量的限制。
選擇一個(gè)或多個(gè)所選電荷態(tài)的有用性先前已被j人識(shí)到并且對(duì)于改善
蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)類型應(yīng)用中的信噪比是重要的。例如，可以用 四極質(zhì)量過(guò)濾器對(duì)串列式離子遷移率質(zhì)鐠儀進(jìn)行串列式掃描以選擇所選 電荷態(tài)。優(yōu)選離子提^U殳備當(dāng)作為遷移率分離器來(lái)工作時(shí)的輸出亦可以由 質(zhì)譜測(cè)定裝置如四極質(zhì)量過(guò)濾器或軸向飛行時(shí)間(或其它質(zhì)量過(guò)濾器/分 析器)過(guò)濾，以給出期望電荷態(tài)的完整選擇從而改善例如蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn) 中的信噪比。考慮本發(fā)明的離子提取設(shè)備作為遷移率分離設(shè)備來(lái)工作的原 理時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮有效電勢(shì)的量值將隨氣壓和離子截面變化。Tolmachev (A.V. Tolmachev等人的"Nuclear Instruments and Methods" ， Physics Research B 124 (1997) 112-119)利用硬^^型來(lái)預(yù)測(cè)有效電勢(shì)的量值怎 樣隨氣壓和離子截面變化。衰減倍因數(shù)Y應(yīng)當(dāng)被并入有效電勢(shì)中，并且由 下式給出
其中w是RF驅(qū)動(dòng)場(chǎng)的角頻率，m是背景氣體分子的質(zhì)量，M是離子的 質(zhì)量，n是緩沖氣體的數(shù)密度，v是平均麥克斯韋氣體速率，(J是離子的 碰撞截面。
該模型預(yù)測(cè)有效電勢(shì)場(chǎng)隨氣壓增大而衰減，尤其提出，如果離子在一 個(gè)RF周期的時(shí)段中經(jīng)歷與殘留氣體分子的大量碰撞，則有效電勢(shì)減小。 離子的遷移率與它的碰撞截面的關(guān)系如下(Anal. Chem. 1998， 70， 2236-2242 ):
<formula>formula see original document page 70</formula>
其中:其中T是絕對(duì)溫度，P是以mbar為單位的壓力，k是玻爾茲曼常數(shù)。
然后離子提取設(shè)備內(nèi)的氣壓被調(diào)整到其中y項(xiàng)變得顯著小于1的狀態(tài) 段(regime)(在低壓下，y對(duì)于所有離子而言都等于1，且不存在有效電 勢(shì)的衰減)，4吏得當(dāng)勢(shì)阱的位置由于上述有效電勢(shì)的變化而移動(dòng)時(shí)，可以 使不同截面或離子遷移率的離子占據(jù)不同位置。因此，可以通過(guò)以與上述 質(zhì)量選擇噴出的方式相同的方式變化氣壓、或更優(yōu)選地變化所施加RT電 壓或DC捕獲電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)離子從設(shè)備的遷移率選擇提取。供作為離子遷移 率分離器的設(shè)備使用的典型但非限制性的氣壓在0.1到10mbar之間。
優(yōu)選離子引導(dǎo)器或離子捕獲器可以作為碰撞單元來(lái)工作。為此，離子 引導(dǎo)器或離子捕獲器優(yōu)選地被保持在使得離子以期望離子能量加速到離 子引導(dǎo)器或離子捕獲器中的電勢(shì)。離子優(yōu)選地被布置成以足以分裂的能量 與離子引導(dǎo)器或離子捕獲器中存在的氣體碰撞。離子優(yōu)選地一般當(dāng)離子橫 越離子引導(dǎo)器或離子捕獲器的長(zhǎng)度時(shí)被熱化。在離子到達(dá)離子引導(dǎo)器或離 子捕獲器的出口時(shí)，它們可以優(yōu)選地根據(jù)它們的質(zhì)荷比、以與以低能量注 入的未分裂離子的混合物可被分離的方式相同的方式來(lái)被分離。
圖44中示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的質(zhì)鐠儀的例子。優(yōu)選地在離子源180 如電噴霧或MALDI源中生成離子。然后離子經(jīng)過(guò)優(yōu)選離子捕獲器182傳 遞到常規(guī)四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)譜儀184。然后離子通過(guò)優(yōu)選離子捕 獲器186。最后，離子被傳送到質(zhì)量分析器級(jí)188,質(zhì)量分析器級(jí)188可 以包括四極質(zhì)量分析器、飛行時(shí)間質(zhì)量、傅立葉變M鐠儀、磁式扇形質(zhì) 量分析器、離子捕獲器質(zhì)量分析器或可替選形式的質(zhì)#^。
根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，優(yōu)選質(zhì)鐠儀優(yōu)選地按填充-隔離-提取周期工 作。優(yōu)選地允許離子在一段時(shí)間內(nèi)ii^優(yōu)選離子捕獲器186，使得優(yōu)選地 不超過(guò)優(yōu)選離子捕獲器186的空間電荷容量。然后優(yōu)選地隔離優(yōu)選離子捕 獲器186以防止任何更多離子1。最后，優(yōu)選地將離子依次提取到質(zhì)鐠 儀的另外下游級(jí)中。理想的是，隔離離子提取設(shè)備或離子捕獲器186以防 止偽信號(hào)(artefact),例如，如果i殳備首先注入^^t荷比(以Ml表示) 的離子并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閲姵鲚^高質(zhì)荷比(以Mh表示)的離子，則在該時(shí)間 到達(dá)優(yōu)選離子捕獲器186的任何Ml離子也將被傳送。如果例如優(yōu)選離子 捕獲器首先噴出高遷移率的離子，然后朝掃描以噴出較低遷移率的離子， 則可能發(fā)生類似效應(yīng)。在離子提取設(shè)備或優(yōu)選離子捕獲器186與飛行時(shí)間 或其它質(zhì)#^級(jí)對(duì)接的情況下，不會(huì)最佳地檢測(cè)到這樣的偽信號(hào)，或者， 在與簡(jiǎn)易離子檢測(cè)器直接對(duì)接的情況下，這樣的偽信號(hào)可能造成混淆。圖44還示出了可以提皿選地包括優(yōu)選離子提取設(shè)備或離子捕獲器 的上游離子引導(dǎo)器182。在電噴霧電離的情形下，與電噴霧的大氣電離過(guò) 程對(duì)接的結(jié)果是差動(dòng)抽運(yùn)上游室可能有必要處于比四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器 /分析器或質(zhì)譜儀的最佳工作所需的壓力高的壓力。如果優(yōu)選離子捕獲器 182工作在這樣的高壓狀態(tài)段，則離子提取設(shè)備或離子捕獲器可以作為高 效遷移率分離器來(lái)工作。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，離子捕獲器182可以包 括提供于四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)* 184的上游的離子遷移率 選捧離子捕獲器以便改善例如多電荷肽(peptide)的信噪比。可發(fā)生從 下游離子捕獲器186的質(zhì)量選擇噴出，以給予后續(xù)飛行時(shí)間或其它質(zhì)量分 析器級(jí)188高達(dá)100 %的占空比。
對(duì)全部具有同一質(zhì)荷比(Mc)的形式為[nMcn+的離子簇進(jìn)行分離的 實(shí)驗(yàn)的一個(gè)例子是使用第一四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀選擇質(zhì)荷 比為Mc的離子，然后將它們傳遞到優(yōu)選離子遷移率選擇離子捕獲器中， 然后該離子捕獲器可以才艮據(jù)它們的離子遷移率依次噴出離子。具有最高遷 移率(及較高電荷態(tài))的離子將在較低電荷級(jí)的離子之前被P艮制于離子提 取設(shè)備或離子捕獲器的中央并且將被首先提取。這樣的實(shí)驗(yàn)在非共價(jià)蛋白 質(zhì)聚集研究中是有用的，在非共價(jià)蛋白質(zhì)聚集研究中，常M鐠測(cè)定不能 區(qū)分這些種。
進(jìn)行了計(jì)算以確定以圖2和3中所示方式耦合到質(zhì)量選擇離子傳送級(jí) 的四M量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)"^的占空比改善。圖45中示出了占空比 改善，占空比改善是相對(duì)于在沒(méi)有質(zhì)量選擇離子傳送^合到其的情況下 工作的四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀而言的。這些改善私艮示為具有 質(zhì)量選擇離子傳送級(jí)的四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)譜儀的占空比與沒(méi)有 質(zhì)量選擇離子傳送級(jí)的四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^1的占空比之比。 T以看出，在大的離子質(zhì)量范圍內(nèi)，占空比的很大改善是顯而易見(jiàn)的。這 些改善在相對(duì)低離子質(zhì)量或質(zhì)荷比處更加顯著。物理上，這歸因于質(zhì)量或 質(zhì)荷比選擇離子傳送級(jí)在該離子質(zhì)量范圍內(nèi)具有或多或少恒定質(zhì)量分辨 率(如前面所定義)這一性質(zhì)。由此可見(jiàn)，在相對(duì)低質(zhì)量M處，離子可 以不同于質(zhì)量M且仍然可以從質(zhì)量為M的離子中分辨出的最小數(shù)目的質(zhì) 量單位(AM)將比在高M(jìn)處小。因此，在任何給定瞬間被引入四極質(zhì)量 過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀中的離子的較大比例將對(duì)應(yīng)于四極質(zhì)量過(guò)濾器/分 析器或質(zhì)鐠儀所傳送的離子質(zhì)量。換言之，實(shí)現(xiàn)了從質(zhì)量選擇離子傳送級(jí) 的離子噴出與四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀的質(zhì)量掃描的更有效同 步。離子傳送級(jí)優(yōu)選地被配置成使得從高質(zhì)量或質(zhì)荷比離子到低質(zhì)量或
質(zhì)荷比離子地進(jìn)行離子的質(zhì)量選擇噴出。然而，次優(yōu)選地，質(zhì)量或質(zhì)荷比 選捧離子捕獲器可以首先噴出相對(duì)低質(zhì)量或質(zhì)荷比的離子并朝著相對(duì)高
質(zhì)量或質(zhì)荷比離子的噴出向上掃掠。
雖然已詳細(xì)描述了才艮據(jù)例如參照?qǐng)D19示出和描述的優(yōu)選實(shí)施例的離 子捕獲器，但是根據(jù)次優(yōu)選實(shí)施例，離子捕獲器也可以釆取其它形式。
例如，根據(jù)次優(yōu)選實(shí)施例，離子捕獲器12可以包括多個(gè)電極，其中 沿著離子捕獲器12的長(zhǎng)度產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)基本上靜態(tài)的非均勻電場(chǎng)。優(yōu) 選地沿著離子捕獲器12的長(zhǎng)度產(chǎn)生二次或非二次勢(shì)阱。優(yōu)選地沿著優(yōu)選 離子捕獲器12的長(zhǎng)度疊加隨時(shí)間變化的均勻軸向電場(chǎng)。隨時(shí)間變化的均 勻軸向電場(chǎng)優(yōu)選地以比位于離子捕獲器12內(nèi)的大多數(shù)離子的諧振或基波 頻率大的頻率變化。優(yōu)選地通過(guò)變化隨時(shí)間變化的均勻軸向電場(chǎng)的振蕩的 幅度和/或頻率、以非諧振方式從離子捕獲器12噴出離子。
亦可設(shè)想如下實(shí)施例，其中可以向包括離子捕獲器的軸向分段電Wfe 加一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓，以便沿著離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度推進(jìn)離子。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，離子捕獲器可以包括多個(gè)環(huán)電極或有孔電極，離子 在使用時(shí)穿過(guò)這些孔。可以優(yōu)選地向環(huán)電極或有孔電極施加DC和AC/RF 電壓的組合以便產(chǎn)生勢(shì)場(chǎng)，這些勢(shì)場(chǎng)將離子限制于離子引導(dǎo)器內(nèi)并且使得 沿著離子捕獲器的長(zhǎng)度產(chǎn)生周期性偽勢(shì)阱。此外，所施加電壓亦可以使得 產(chǎn)生附加靜態(tài)或瞬態(tài)軸向電場(chǎng)，該附加靜態(tài)或瞬態(tài)軸向電場(chǎng)用來(lái)沿著離子 捕獲器的長(zhǎng)度推進(jìn)離子。
才艮據(jù)另外的實(shí)施例，離子捕獲器可以包括3D四極或保羅(Paul)離 子捕獲器、2D或線性四極離子捕獲器、或者磁式或彭寧(Penning)離子 捕獲器。這樣的離子捕獲器在本領(lǐng)域中眾所周知，因此不再詳細(xì)描述。
雖然已參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解， 可以在不脫離如所附權(quán)利要求中闡明的本發(fā)明范圍的情況下對(duì)形式和細(xì) 節(jié)作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種質(zhì)譜儀，包括包括多個(gè)電極的質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器；布置在所述質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器的下游的第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)譜儀；以及控制裝置，被布置成和適合于(i)使得離子根據(jù)它們的質(zhì)量或質(zhì)荷比從所述離子捕獲器有選擇地噴出或釋放；以及(ii)以與離子從所述離子捕獲器的有選擇噴出或釋放基本上同步的方式掃描所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)譜儀。
2. 如權(quán)利要求1所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或 質(zhì)*包括質(zhì)量或質(zhì)荷比掃描質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析 器或質(zhì)脊義包括四極質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)脊汊。
4. 如權(quán)利要求1、 2或3所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/ 分析器或質(zhì)#^包括四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的質(zhì)譜儀，其中所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析 器或質(zhì)脊汊包括磁式扇形質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)脊義。
6. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器具有從 以下分辨率中選擇的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率(0<1; (ii)l-5; (iii) 5-10;(iv) 10-15; (v) 15-20; (vi) 20-25; (vii) 25-30; (viii) 30-35; (ix) 35-40; (x)40-45; (xi)45-50; (xii)50-100; (xiii) 100-150; (xiv) 150-200;(xv) 200-250; (xvi) 250-300; (xvii) 300-350; (xviii) 350-400; (xix) 400-450; (xx) 450-500; (xxi) 500-600; (xxii) 600-700; (xxiii) 700-800;(xxiv) 800-卯0; (xxv)卯0-1000;以及(xxvi) >1000。
7. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/ 分析器或質(zhì)鐠儀具有從以下分辨率中選擇的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率(i) <100; (ii) 100-200; (iii) 200-300; (iv) 300-400; (v) 400-500; (vi) 500-600; (vii) 600-700; (viii) 700-800; (ix) 800-900; (x) 900-1000;(xi) 1000-1500; (xii) 1500-2000; (xiii) 2000-2500; (xiv) 2500-3000;以及(xv) >3000。
8. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/ 分析器或質(zhì)鐠儀的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率大于所述離子捕獲器的質(zhì)量或質(zhì) 荷比分辨率。
9. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/ 分析器或質(zhì)鐠儀的質(zhì)量或質(zhì)荷比分辨率相對(duì)于所述離子捕獲器的質(zhì)量或 質(zhì)荷比分辨率的倍因數(shù)選自于(i)l國(guó)2; (ii) 2-3; (iii) 3畫(huà)4; (iv) 4-5;(v) 5-6; (vi) 6國(guó)7; (vii) 7畫(huà)8; (viii) 8畫(huà)9; (ix) 9國(guó)10; (x) 10-11; (xi) 11-12; (xii) 12-13; (xiii) 13-14; (xiv) 14-15; (xv) 15-16; (xvi) 16-17; (xvii) 17-18; (xviii) 18-19; (xix) 19-20; (xx) 20-50; (xxi) 50-100; (xxii) 100-150; (xxiii) 150-200; (xxiv) 200-250;以及(xxv) >250。
10. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/ 分析器或質(zhì)鐠儀被布置成接收已從所述離子捕獲器有選擇地噴出或釋放 的離子。
11. 如任何前^利要求所述的質(zhì)*，其中所述控制裝置被布置成 和適合于使得離子根據(jù)它們的質(zhì)量或質(zhì)荷比從所述離子捕獲器依次地或 漸i^噴出或釋放。
12. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)"^，其中所述控制裝置被布置成 和適合于以基本上連續(xù)和/或線性和/或漸進(jìn)和/或規(guī)則方式掃描所述第一 質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)*^。
13. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述控制裝置被布置成 和適合于以基本上非連續(xù)和/或階躍式和/或非線性和/或非漸進(jìn)和/或不規(guī) 則方式掃描所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀。
14. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述控制裝置被布置成 和適合于使離子從所述離子捕獲器的有選擇噴出或釋放與所述第 一質(zhì)量 過(guò)濾器/分析器或質(zhì)*的質(zhì)量或質(zhì)荷比傳送窗的掃描同步。
15. 如任何前a利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中從所述離子捕獲器有選 擇地噴出或釋放的離子中的至少一些離子由所述第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器 或質(zhì)鐠儀向前傳送。
16. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括布置在所述離子捕獲 器和/或所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀的上游和/或下游的一個(gè)或 多個(gè)離子檢測(cè)器。
17. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括布置在所述離子捕獲 器和/或所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/分;f斤器或質(zhì)鐠儀的下游和/或上游的又一質(zhì) 量分析器。
18. 如權(quán)利要求17所述的質(zhì)*，其中所述又一質(zhì)量分析器選自于 (i)傅立葉變換("FT")質(zhì)量分析器；(ii)傅立葉變換離子回旋共振 ("FTICR,，)質(zhì)量分析器；(iii)飛行時(shí)間("TOF")質(zhì)量分析器;(iv)正交加速飛行時(shí)間("oaTOF")質(zhì)量分析器；(v)軸向加速飛行時(shí)間質(zhì)量 分析器；(vi)磁式扇形質(zhì)鐠儀；(vii)保羅(Paul)或3D四極質(zhì)量分析 器；(viii) 2D或線性四財(cái)量分析器；(ix)彭寧(Penning)捕獲器質(zhì)量分析器；(x)離子捕獲器質(zhì)量分析器；(xi)傅立葉變換軌道捕獲器；(xii) 靜電傅立葉變M鐠儀；以及(xiii)四極質(zhì)量分析器。
19. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器被布置 成在一工作模式下釋放具有第一質(zhì)荷比范圍的離子而基本上保留所述離 子捕獲器內(nèi)具有所述第一范圍之外的質(zhì)荷比的離子。
20. 如權(quán)利要求19所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一質(zhì)荷比范圍落在從 以下范圍中選擇的一個(gè)或多個(gè)范圍內(nèi)(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)卯0-1000; (xi) 1000-1100; (xii) 1100-1200; (xiii) 1200-1300; (xiv) 1300-1400; (xv) 1400-1500; (xvi) 1500-1600; (xvii) 1600-1700; (xviii) 1700-1800; (xix) 1800-1900; (xx) 1900-2000;以及(xxi) >2000。
21. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括離 子引導(dǎo)裝置。
22. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括 RF電極集。
23. 如權(quán)利要求22所述的質(zhì)脊仗，其中所述RF電極集包括至少一 對(duì)RF電極堆。
24. 如權(quán)利要求23所述的質(zhì)脊仗，其中每對(duì)RF電極堆中的堆跨氣 體單元間隔開(kāi)，且每個(gè)堆中的RF電極沿著離子提M徑堆疊。
25. 如權(quán)利要求22、 23或24所述的質(zhì)語(yǔ)儀，其中所述RF電極集包 括沿著離子提^J^H更置的RF電極的子集。
26. 如權(quán)利要求25所述的質(zhì)鐠儀，其中通過(guò)向RF電極的所述子集施加的振蕩RF電勢(shì)的周期性、沿著所述離子捕獲器的軸產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè) 勢(shì)壘。
27. 如任何前i^K利要求所述的質(zhì)^，還包括用于向RF電極的子 集中的多個(gè)相鄰RF電極施加同相的振蕩RF電勢(shì)以使得在所述子集中的 RF電極組之間建立振蕩RF電勢(shì)的周期性的裝置。
28. 如任何前i^K利要求所述的質(zhì)譜儀，還包括如下裝置，該裝置用 于向所述電極施加振蕩RF電勢(shì)以便(i)大致沿著橫向于離子提M徑 的至少一個(gè)軸生成質(zhì)動(dòng)力離子捕獲電勢(shì)；以及(ii)沿著離子提M徑至 少部分地生成有效電勢(shì)，其中所述有效電勢(shì)包括至少一個(gè)勢(shì)壘，所述至少 一個(gè)勢(shì)壘的量值依賴于離子供應(yīng)中的離子的質(zhì)荷比并且基本上獨(dú)立于沿 著所述橫向軸的離子的位置，其中所述至少一個(gè)勢(shì)壘由向所述電極施加的 振蕩RF電勢(shì)的周期性引起。
29. 如任何前a利要求所述的質(zhì)剩義，還包M布置成和適合于向 所述多個(gè)電極中的至少一些電;fefe加AC或RF電壓的AC或RF電壓裝
30. 如權(quán)利要求29所述的質(zhì)鐠儀，其中所述AC或RF電壓裝置被 布置成和適合于向所述多個(gè)電極中的至少一些電極施加所述AC或RF電 壓以《更將至少 一些離子徑向P艮制于所述離子捕獲器內(nèi)。
31. 如權(quán)利要求29或30所述的質(zhì)鐠儀，其中所述AC或RF電壓裝 置4皮布置成和適合于向所述多個(gè)電極中的至少1%、 5%、 10o/。、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100%施加AC或 RF電壓。
32. 如權(quán)利要求29、 30或31所述的質(zhì)鐠儀，其中所述AC或RF電 壓裝置被布置成和適合于供應(yīng)具有從以下幅度中選擇的幅度的AC或RF 電壓(i)〈50V峰-峰值；(ii) 50-100V峰-峰值；(iii) 100國(guó)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) 350-400V峰—峰值；(ix) 400-450V峰-峰值；(x) 450-500V峰-峰值；以及(xi) >500V峰 - 峰 值。
33. 如權(quán)利要求29-32中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述AC 或RF電壓裝置被布置成和適合于供應(yīng)具有從以下頻率中選擇的頻率的 AC或RF電壓(i) <100kHz; (ii) 100-200kHz; (iii) 200-300kHz; (iv)300國(guó)400kHz; (v)400-500kHz; (vi)0,5誦1.0MHz; (vii) 1.0-1.5MHz; (viii) 1.5誦2.0MHz; (ix) 2.0-2.5MHz; (x) 2.5-3.0MHz; (xi) 3.0誦3.5MHz; (xii) 3.5隱4.0MHz; (xiii) 4.0畫(huà)4,5MHz; (xiv) 4.5-5.0MHz; (xv) 5.0隱5.5MHz;(xvi) 5.5-6.0MHz; ( xvii) 6.0-6.5MHz; ( xviii) 6.5畫(huà)7.0MHz; ( xix ) 7.0畫(huà)7,5MHz; (xx) 7.5-8.0MHz; (xxi) 8.0-8.5MHz; (xxii) 8.5-9.0MHz;(xxiii) 9.0畫(huà)9,5MHz; (xxiv) 9.5-10.0MHz;以及(xxv) >10.0MHz。
34. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括用 于將離子徑向限制于所述離子捕獲器內(nèi)的裝置。
35. 如任何前a利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括用 于生成質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)的裝置。
36. 如權(quán)利要求35所述的質(zhì)鐠儀，其中在交叉或正交于氣體和/或離 子流過(guò)所述離子捕獲器的方向的方向上生成所述質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)。
37. 如權(quán)利要求35或36所述的質(zhì)剩義，其中在與靜電或DC離子捕 獲電勢(shì)的方向正交的方向上生成所述質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)。
38. 如權(quán)利要求35、 36或37所述的質(zhì)鐠儀，其中在與沿著所述離子 捕獲器的長(zhǎng)度施加的軸向電場(chǎng)的方向正交的方向上生成所述質(zhì)動(dòng)力或RF 離子捕獲電勢(shì)。
39. 如任何前a利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括用 于生成具有周期性的多個(gè)軸向偽勢(shì)阱的裝置。
40. 如權(quán)利要求39所述的質(zhì)鐠儀，其中所述軸向偽勢(shì)阱的幅度依賴 于離子的質(zhì)荷比。
41. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括用于生成靜電或DC 離子捕獲勢(shì)阱的裝置。
42. 如權(quán)利要求41所述的質(zhì)鐠儀，其中在交叉或正交于氣體和/或離 子流過(guò)所述離子捕獲器的方向的方向上生成所述靜電或DC離子捕獲勢(shì) 阱。
43. 如權(quán)利要求41或42所述的質(zhì)鐠儀，其中在與生成質(zhì)動(dòng)力或RF 電勢(shì)所沿著的方向正交的方向上生成所述靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱。
44. 如權(quán)利要求41、 42或43所述的質(zhì)"^f義，其中在與沿著所述離子 捕獲器的長(zhǎng)度施加軸向電場(chǎng)的方向正交的方向上生成所述靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱。
45. 如權(quán)利要求41-44中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中用于生成 靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱的所述裝置包括至少一對(duì)電極，所述至少一對(duì)電 極中的電極跨氣體單元間隔開(kāi)。
46. 如權(quán)利要求41-45中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中用于生成 靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱的所述裝置包括一系列對(duì)沿著氣體單元設(shè)置的 電極。
47. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)靜義，還包括用于生成另外電勢(shì)以 提供防止離子從所述離子捕獲器的提取區(qū)被提取的有效電勢(shì)的裝置。
48. 如權(quán)利要求47所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器被布置成使 得防止離子從所述提取區(qū)被提取的所述有效電勢(shì)的特性至少部分地由質(zhì) 動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)的生成所引起。
49. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)" ^，還包括用于沿著所述離子捕 獲器的軸向長(zhǎng)度的至少5%、 10%、 15%、 20%、 25%、 30%、 35%、 40 %、 45%、 50%、 55%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、卯％、 95°/?；?00%施加軸向電場(chǎng)的裝置。
50. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器還包括 用于沿著離子^^徑施加漂移電勢(shì)的裝置。
51. 如權(quán)利要求50所述的質(zhì)鐠儀，還包括用于變化所述漂移電勢(shì)的 量值以便有選擇地提取離子的裝置。
52. 如任何前a利要求所述的質(zhì)"^義，其中所述離子捕獲器包括氣 體單元，氣體本體中的離子供應(yīng)在使用時(shí)位于所述氣體單元中。
53. 如權(quán)利要求52所述的質(zhì)鐠儀，其中所述氣體單元的至少一部分 包括可以輸送氣流中攜帶的離子的氣流導(dǎo)管，所述導(dǎo)管具有氣流方向。
54. 如權(quán)利要求53所述的質(zhì)鐠儀，還包括用于提供所述氣流的氣流 裝置。
55. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括限 定離子提^徑的離子提取體積。
56. 如權(quán)利要求55所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子提取體積包括具有 寬度、高度和長(zhǎng)度的長(zhǎng)方體。
57. 如權(quán)利要求56所述的質(zhì)鐠儀，其中所述長(zhǎng)方體的寬度與高度之 比選自于(i)a; (ii)a.l; (iii)^1.2; (iv)^l,3; (v)a.4; (vi)^1.5;(vii)^1.6; (viii)^1.7; (ix) ^L.8; (x) ^1.9;以及(xi) $2.0。
58. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，還包括用于從所述離子捕獲 器的提取區(qū)有選擇地提取具有預(yù)定質(zhì)荷比或離子遷移率的離子的離子提 取裝置。
59. 如^r前a利要求所述的質(zhì)a,還包括用于空間有選擇地提取位于所述離子捕獲器內(nèi)預(yù)定空間位置的離子群體的離子提取裝置。
60. 如權(quán)利要求58或59所述的質(zhì)*(義，其中所述離子提取裝置包括 跨氣體單元設(shè)置并且其中形成有孔的離子壘。
61. 如權(quán)利要求60所述的質(zhì)鐠儀，還包括用于施加提取場(chǎng)以通過(guò)所 述孔提取離子的裝置。
62. 如權(quán)利要求60或61所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器還包括 與所述孔連通的由漏電^h質(zhì)材料形成的向內(nèi)延伸管。
63. 如任何前a利要求所述的質(zhì)脊義，還包括用于變化或掃描沿著 所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度產(chǎn)生的多個(gè)軸向偽勢(shì)阱的裝置。
64. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)^f義，還包括用于變化有效電勢(shì)以 便允許從所述離子捕獲器有選擇地提取預(yù)定質(zhì)荷比或離子遷移率的離子 的裝置。
65. 如權(quán)利要求64所述的質(zhì)鐠儀，其中用于變化所述有效電勢(shì)的所 述裝置變化振蕩RF電勢(shì)以便有選擇地提取離子。
66. 如權(quán)利要求64或65所述的質(zhì)譜儀，其中用于變化所述有效電勢(shì) 的所述裝置變化所述離子捕獲器內(nèi)的質(zhì)動(dòng)力或RF離子捕獲電勢(shì)以便使得 所選離子群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置。
67. 如權(quán)利要求64、 65或66所述的質(zhì)*(義，其中用于變化所述有效 電勢(shì)的所述裝置變化所述離子捕獲器內(nèi)的靜電或DC離子捕獲勢(shì)阱以便 使得所選離子群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置。
68. 如權(quán)利要求64-67中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括用于變 化氣體本體的壓力以便使得所選離子群體移動(dòng)到預(yù)定空間位置的裝置。
69. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括如 下設(shè)備，在所述設(shè)備中，離子被攜帶于載體氣體的層流中并且被捕獲于其中跨所述層;絲加電場(chǎng)的壘區(qū)中。
70. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括被 布置成和適合于在第一工作模式下沿著所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至 少一部分維持一個(gè)或多個(gè)DC、真實(shí)或靜態(tài)勢(shì)阱或基本上靜態(tài)非均勻電場(chǎng) 的第一裝置。
71. 如權(quán)利要求70所述的質(zhì)"^儀，其中所述第一裝置被布置成和適 合于沿著所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分維持至少1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10或>10個(gè)勢(shì)阱。
72. 如權(quán)利要求70或71所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一裝置被布置成 和適合于沿著所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分維持一個(gè)或多個(gè) 基本上二次勢(shì)阱。
73. 如權(quán)利要求70或71所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一裝置被布置成 和適合于沿著所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分維持一個(gè)或多個(gè) 基本上非二次勢(shì)阱。
74. 如權(quán)利要求70-73中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一 裝置被布置成和適合于沿著所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100 %維持一個(gè)或多個(gè)勢(shì)阱。
75. 如權(quán)利要求70-74中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一 裝置被布置成和適合于維持具有從以下深度中選擇的深度的 一個(gè)或多個(gè) 勢(shì)阱")<10V; (ii)10畫(huà)20V; (iii)20畫(huà)30V; (iv)30誦40V; (v) 40-50V;(vi) 50-60V; (vii) 60-70V; (viii) 70-80V; (ix) 80-90V; (x)卯畫(huà)100V; 以及(xi) >100V。
76. 如權(quán)利要求70-75中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一 裝置被布置成和適合于在所述第一工作模式下沿著所述離子捕獲器的軸 向長(zhǎng)度維持其中最小值位于第一位置的一個(gè)或多個(gè)勢(shì)阱。
77. 如權(quán)利要求76所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器具有離子入 口和離子出口，并且其中所述第一位置位于所述離子入口下游距離L處 和/或所述離子出口上游if巨離L處，并且其中L選自于以下距離(i) <20mm; (ii) 20-40mm; (iii) 40-60mm; (iv) 60國(guó)80mm; (v) 80-100mm;(vi) 100-120mm; (vii) 120誦140mm; (viii) 140-160mm; (ix) 160-180mm; (x) 180-200mm;以及(xi) >200mm。
78. 如權(quán)利要求70-77中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述第一 裝置包括用于向所述電極的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100%供應(yīng)一個(gè)或多個(gè)DC電壓 的一個(gè)或多個(gè)DC電壓源。
79. 如權(quán)利要求70-78中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述第一 裝置被布置成和適合于提供具有沿著所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少 一部分變化或增大的電場(chǎng)強(qiáng)度的電場(chǎng)。
80. 如權(quán)利要求70-79中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)脊仗，其中所述第一 裝置被布置成和適合于提供具有沿著所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少 1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100%變化或增大的電場(chǎng)強(qiáng)度的電場(chǎng)。
81. 如權(quán)利要求70-80中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子 捕獲器包括被布置成和適合于在所述第一工作模式下沿著所述離子捕獲 器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分維持隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的第
82. 如權(quán)利要求81所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第二裝置被布置成和適 合于沿著所述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少i%、 5o/。、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95 %或100 %維持所述隨時(shí) 間變化的均勻軸向電場(chǎng)。
83. 如權(quán)利要求81或82所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第二裝置包括用于 向所述電極的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90%、 95%或100。/。供應(yīng)一個(gè)或,個(gè)DC電壓的一個(gè)或多個(gè) DC電壓源。
84. 如權(quán)利要求81、 82或83所述的質(zhì)剩義，其中所述第二裝置被布 置成和適合于在所述第一工作模式下生成在任何時(shí)間點(diǎn)沿著所述離子捕 獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分具有^上恒定電場(chǎng)強(qiáng)度的軸向電場(chǎng)。
85. 如權(quán)利要求81-84中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)諉儀，其中所述第二 裝置被布置成和適合于在所述笫一工作模式下生成在任何時(shí)間點(diǎn)沿著所 述離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%具有基本上恒定電場(chǎng)強(qiáng)度 的軸向電場(chǎng)。
86. 如權(quán)利要求81-85中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第二裝置被布置成和適合于在所述第 一工作模式下生成具有隨時(shí)間變化的電 場(chǎng)強(qiáng)度的軸向電場(chǎng)。
87. 如權(quán)利要求81-86中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第二 裝置^L布置成和適合于在所述第一工作模式下生成具有隨時(shí)間變化至少 1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95 %或100 %的電場(chǎng)強(qiáng)度的軸向電場(chǎng)。
88. 如權(quán)利要求81-87中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第二 裝置被布置成和適合于在所述第一工作模式下生成隨時(shí)間改變方向的軸 向電場(chǎng)。
89. 如權(quán)利要求81-88中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第二 裝置被布置成和適合于生成具有隨時(shí)間改變的偏移的軸向電場(chǎng)。卯.
90.如權(quán)利要求81-89中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述笫二 裝置被布置成和適合于以笫一頻率&或在第一頻率fi變化所述隨時(shí)間變 化的基本上均勻軸向電場(chǎng)，其中fi選自于(0<5kHz; (ii)5-10kHz; (iii) 10國(guó)15kHz; (iv)15國(guó)20kHz; (v)20國(guó)25kHz; (vi)25國(guó)30kHz; (vii)30-35kHz; (viii) 35-40kHz; (ix) 40-45kHz; (x) 45誦50kHz; (xi) 50誦55kHz; (xii) 55-60kHz; (xiii) 60-65kHz; (xiv) 65誦70kHz; (xv) 70-75kHz; (xvi) 75國(guó)80kHz; (xvii) 80-85kHz; (xviii) 85-卯kHz; (xix) 90-95kHz; (xx) 95-100kHz;以及(xxi) >100kHz。
91. 如權(quán)利要求卯所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一頻率&大于位于所 述離子捕獲器內(nèi)離子捕獲區(qū)內(nèi)的離子的至少5%、 10%、 15%、 20%、 25 %、 30%、 35%、 40%、 45%、 50%、 55%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、卯％、 95%或100%的諧振或基波頻率。
92. 如權(quán)利要求90或91所述的質(zhì)鐠儀，其中所述第一頻率&比位于 所述離子捕獲器內(nèi)離子捕獲區(qū)內(nèi)的離子的至少5%、 10°/。、 15%、 20%、 25%、 30%、 35%、 40%、 45%、 50%、 55%、 60%、 65%、 70%、 75 %、 80%、 85%、卯％、 95%或100。/。的諧4Ml基波頻率大至少5%、 10 %、 15%、 20%、 25%、 30%、 35%、 40%、 45%、 50%、 55%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、卯％、 95%、 100%、 110%、 120%、 130%、 140。/。、 150%、 160。/。、 170%、 180 。/q、 190%、 200°/。、 250%、 300 % 、 350 % 、 400 % 、 450 %或500 % 。
93. 如權(quán)利要求70-92中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括被布置成和適合于在一工作模式下以基本上非諧振方式從所 述離子捕獲器的捕獲區(qū)噴出至少一些離子而其它離子被布置成基本上保 #^1捕獲于所述離子捕獲器的所述捕獲區(qū)內(nèi)的噴出裝置。
94. 如權(quán)利要求93所述的質(zhì)發(fā)K，其中所述噴出裝，被布置，和適
95. 如權(quán)利要求94所述的質(zhì)鐠儀，其中所述噴出裝置被布置成和適 合于增大所述隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的幅度。
96. 如權(quán)利要求94或95所述的質(zhì)鐠儀，其中所述噴出裝置被布置成 和適合于以基本上連續(xù)和/或線性和/或漸進(jìn)和/或規(guī)則方式增大隨時(shí)間變 化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的幅度。
97. 如權(quán)利要求94或95所述的質(zhì)鐠儀，其中所述噴出裝置被布置成 和適合于以基本上非連續(xù)和/或非線性和/或非漸進(jìn)和/或不規(guī)則方式增大 所述隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的幅度。
98. 如權(quán)利要求93-97中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述噴出 裝置被布置成和適合于更改和/或變化和/或掃描所述隨時(shí)間變化的基本上 均勻軸向電場(chǎng)的調(diào)制或振蕩的頻率。
99. 如權(quán)利要求98所述的質(zhì)諉儀，其中所述噴出裝置被布置成和適 合于減小所述隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的調(diào)制或振蕩的頻率。
100. 如權(quán)利要求98或99所述的質(zhì)#^，其中所述噴出裝置被布置 成和適合于以基本上連續(xù)和/或線性和/或漸進(jìn)和/或規(guī)則方式減小所述隨 時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的調(diào)制或振蕩的頻率。
101. 如權(quán)利要求98或99所述的質(zhì)鐠儀，其中所述噴出裝置被布置 成和適合于以基本上非連續(xù)和/或非線性和/或非漸進(jìn)和/或不規(guī)則方式減 小所述隨時(shí)間變化的基本上均勻軸向電場(chǎng)的調(diào)制或振蕩的頻率。
102. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括被布置成和適合于 從所述離子捕獲器質(zhì)量或質(zhì)荷比有選"^地噴出離子的噴出裝置。
103. 如權(quán)利要求93-102中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述噴 出裝置被布置成和適合于在所述第一工作模式下使得基本上所有具有低 于第一截止質(zhì)荷比的質(zhì)荷比的離子從所述離子捕獲器的離子捕獲區(qū)噴出。
104. 如權(quán)利要求93-103中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述噴 出裝置被布置成和適合于在所述第一工作模式下使得基本上所有具有高于第一截止質(zhì)荷比的質(zhì)荷比的離子保持或被保留或限制于所述離子捕獲 器的離子捕獲區(qū)內(nèi)。
105. 如權(quán)利要求103或104所述的質(zhì)譜儀，其中所述第一截止質(zhì)荷 比落在從以下范圍中選擇的范圍內(nèi)(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; (xi) 1000-1100; (xii) 1100-1200; (xiii) 1200-1300; (xiv) 1300-1400; (xv) 1400-1500; (xvi) 1500-1600; (xvii) 1600-1700; (xviii) 1700-1800; (xix) 1800-1900; (xx) 1900-2000;以及(xxi) >2000。
106. 如權(quán)利要求103、 104或105所述的質(zhì)鐠儀，其中所述噴出裝置 被布置成和適合于增大所述第 一截止質(zhì)荷比。
107. 如權(quán)利要求106所述的質(zhì)語(yǔ)儀，其中所述噴出裝置被布置成和 適合于以基本上連續(xù)和/或線性和/或漸進(jìn)和/或規(guī)則方式增大所述第一截 止質(zhì)荷比。
108. 如權(quán)利要求106所述的質(zhì)譜儀，其中所述噴出裝置被布置成和 適合于以基本上非連續(xù)和/或非線性和/或非漸進(jìn)和/或不規(guī)則方式增大所 述第一截止質(zhì)荷比。
109. 如權(quán)利要求93-108中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述噴 出裝置被布置成和適合于在所述第 一工作模式下從所述離子捕獲器基本 上軸向地噴出離子。
110. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)諉儀，其中離子被布置成被捕獲 或軸向限制于所述離子捕獲器內(nèi)的離子捕獲區(qū)內(nèi)，所述離子捕獲區(qū)具有長(zhǎng) 度l，其中l(wèi)選自于(i)〈20mm; (ii) 20-40mm; (iii) 40-60mm; (iv) 60畫(huà)80mm; (v) 80畫(huà)100mm; (vi) 100-120mm; (vii) 120畫(huà)140mm; (viii) 140-160mm; (ix) 160-180mm; (x) 180-200mm;以及(xi) >200mm。
111. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 線性離子捕獲器。
112. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述多個(gè)電極具有從 以下橫截面中選擇的橫截面(i)近似或基本上圓形；(ii)近似或基本上 雙曲線形；(iii)近似或基本上弓形或部分圓形；以及(iv)近似或基本上 矩形或正方形。
113. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括多極桿集離子捕獲器。
114. 如權(quán)利要求113所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括四極、 六極、八極或更高階多極桿集。
115. 如權(quán)利要求113或114所述的質(zhì)"Wo其中所述多極桿集離子 捕獲器的內(nèi)切半徑選自于:(i)<lmm; (ii) l-2mm; (iii) 2-3mm; (iv) 3-4mm; (v) 4-5mm; (vi) 5誦6mm; (vii) 6-7mm; (viii) 7-8mm; (ix) 8誦9mm; (x) 9-10mm;以及(xi) >10mm。
116. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器是軸 向分段的或者包括多個(gè)軸向段。
117. 如權(quán)利要求116所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括x個(gè) 軸向段，其中x選自于")<10; (ii) 10-20; (iii) 20-30; (iv) 30-40;(v) 40-50; (vi) 50-60; (vii) 60-70; (viii) 70-80; (ix) 80-90; (x)卯-100; 以及(xi) >亂
118. 如權(quán)利要求116或117所述的質(zhì)鐠儀，其中每個(gè)軸向段包括l、.2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20或>20個(gè)電極。
119. 如權(quán)利要求116、 117或118所述的質(zhì)鐠儀，其中所述軸向段的 至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 卯％、 95%或100%的軸向長(zhǎng)度選自于(i)<lmm; (ii) l-2mm; (iii) 2-3mm; (iv) 3-4mm; (v) 4-5mm; (vi) 5-6mm; (vii) 6-7mm; (viii) 7隱8mm; (ix) 8-9mm; (x) 9-10mm;以及(xi) >10mm。
120. 如權(quán)利要求116-119中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述 軸向段的至少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100%之間的間隔選自于(i) <lmm; (ii) l-2mm;(iii) 2-3mm; (iv) 3-4mm; (v) 4畫(huà)5mm; (vi) 5-6mm; (vii) 6-7mm; (viii) 7-8mm; (ix) 8-9mm; (x) 9-10mm;以及(xi) >10mm。
121. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 多個(gè)非導(dǎo)電、絕緣或陶瓷的桿、突起物或器件。
122. 如權(quán)利要求121所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括l、 2、.3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20 或>20個(gè)桿、突起物或器件。
123. 如權(quán)利要求121或122所述的質(zhì)鐠儀，其中所述多個(gè)非導(dǎo)電、 絕緣或陶瓷的桿、突起物或器件還包括在所述桿、突起物或器件上、周圍、 鄰近、上方設(shè)置或很靠近所述桿、突起物或器件設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)電阻性 或?qū)щ姷耐繉?、層、電極、膜或表面。
124. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括 多個(gè)具有孔的電極，其中離子在使用時(shí)穿過(guò)所述孔。
125. 如權(quán)利要求124所述的質(zhì)譜儀，其中所述電極的至少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積的孔。
126. 如權(quán)利要求124所述的質(zhì)"^f義，其中所述電極的至少1 % 、 5% 、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、卯％、 95%或100 %具有在沿著所述離子捕獲器的軸的方向上尺寸或面積逐漸變大和/或變 小的孔。
127. 如權(quán)利要求124、 125或126所述的質(zhì)譜儀，其中所述電極的至 少1%、 5%、 10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%、 90 % 、 95%或100%具有從以下內(nèi)直徑或尺度中選擇的內(nèi)直徑或尺度的孔(i)^1.0mm; (ii)^2.0mm; (iii)53.0mm; (iv)^4.0mm; (v)^5.0mm;(vi )56.0mm; (vii )S7.0mm; (viii )^8.0mm; (ix )^9.0mm; (x )￡lO.Omm;以及(xi) >10.0mm。
128. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 多個(gè)板或網(wǎng)電極，并且其中所述電極中的至少一些電極被布置成大致處于 離子在使用時(shí)行進(jìn)的平面上或者被布置成大致正交于離子在使用時(shí)行進(jìn) 的平面。
129. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 多個(gè)板或網(wǎng)電極，并且其中所述電極的至少50%、 55%、 60%、 65%、 70%、 75%、 80%、 85%、 90%、 95%或100%被布置成大致處于離子在 使用時(shí)行進(jìn)的平面上或者被布置成大致正交于離子在使用時(shí)行進(jìn)的平面。
130. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 至少2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20或>20個(gè)板或網(wǎng)電極。
131. 如權(quán)利要求128、 129或130所述的質(zhì)譜儀，其中所述板或網(wǎng)電 極具有從以下厚度中選擇的厚度(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3.5mm; (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1mm; (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。
132. 如權(quán)利要求128-131中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述 板或網(wǎng)電^U目互間隔開(kāi)從以下距離中選擇的距離(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1mm; (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。
133. 如權(quán)利要求128-132中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述 板或網(wǎng)電核j皮供應(yīng)以AC或RF電壓。
134. 如權(quán)利要求133所述的質(zhì)鐠儀，其中相鄰板或網(wǎng)電極被供應(yīng)以 所述AC或RF電壓的反相。
135. 如權(quán)利要求133或134所述的質(zhì)鐠儀，其中所述AC或RF電 壓具有從以下頻率中選擇的頻率(i)<100kHz; (ii) 100-200kHz; (iii) 200國(guó)300kHz; (iv)300國(guó)400kHz; (v)400-500kHz; (vi)0.5-l.OMHz; (vii) 1.0國(guó)l,5MHz; (viii) 1.5國(guó)2.0MHz; (ix) 2.0-2.5MHz; (x) 2.5-3.0MHz; (xi) 3.0-3.5MHz; (xii) 3.5國(guó)4.0MHz; (xiii) 4.0-4.5MHz; (xiv) 4.5-5.0MHz;(xv ) 5.0-5.5MHz; ( xvi) 5.5-6.0MHz; ( xvii) 6.0誦6.5MHz; ( xviii) 6.5-7.0MHz; (xix) 7.0畫(huà)7.5MHz; (xx) 7.5-8.0MHz; (xxi) 8.0-8.5MHz;(xxii)8,5-9.0MHz; (xxiii) 9.0闘9.5MHz; (xxiv) 9.5-10.0MHz;以及(xxv) >10.0MHz。
136. 如權(quán)利要求133、 134或135所述的質(zhì)鐠儀，其中所述AC或 RF電壓的幅度選自于(i)〈50V峰-峰值；(ii) 50-100V峰-峰值；(iii) 100-150V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) 350-400V峰 -峰值；(ix) 400-450V峰-峰值；(x) 450國(guó)500V峰-峰值；以及(xi) XOOV峰-峰值。
137. 如權(quán)利要求133-136中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器還包括布置在所述離子捕獲器的第 一側(cè)的第 一外板電極和布 置在所述離子捕獲器的第二側(cè)的第二外板電極。
138. 如權(quán)利要求137所述的質(zhì)脊乂，還包括以相對(duì)于AC或RT電 壓所施加于的板或網(wǎng)電極的平均電壓的偏置DC電壓對(duì)所述第一外板電 極和/或所述第二外板電極進(jìn)行偏置的偏置裝置。
139. 如權(quán)利要求138所述的質(zhì)鐠儀，其中所述偏置裝置被布置成和 適合于以從以下電壓中選擇的電壓對(duì)所述第 一外板電極和/或所述第二外 板電極進(jìn)行偏置(i)小于國(guó)10V; (ii)力至-8V; (iii) -8至-7V; (iv) -7 至隱6V; (v) -6至國(guó)5V; (vi) -5至-4V; (vii)畫(huà)4至畫(huà)3V; (viii) -3至國(guó)2V;(ix)-2至畫(huà)lV; (x)-l至0V; (xi)0至lV; (xii)l至2V; (xiii)2至 3V; (xiv)3至4V; (xv)4至5V; (xvi)5至6V; (xvii)6至7V; (xviii) 7至8V; (xix)8至9V; (xx)9至10V;以及(xxi)大于IOV。
140. 如權(quán)利要求137、 138或139所述的質(zhì)刺義，其中所述第一外板 電極和/或所述第二外板電極在使用時(shí)被供應(yīng)以僅DC電壓。
141. 如權(quán)利要求137、 138或139所述的質(zhì)剩義，其中所述第一外板 電極和/或所述第二外板電極在使用時(shí)被供應(yīng)以僅AC或RF電壓。
142. 如權(quán)利要求137、 138或139所述的質(zhì)譜儀，其中所述第一外板 電極和/或所述第二外板電極在使用時(shí)被供應(yīng)以DC和AC或RF電壓。
143. 如權(quán)利要求128-142中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)諉儀，還包^t 布、布置、交織或沉積于所述多個(gè)板或網(wǎng)電;fel之間的一個(gè)或多個(gè)絕緣體層。
144. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器包括 基本上彎曲的或非線性的離子引導(dǎo)或離子捕獲區(qū)。
145. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 多個(gè)軸向段。
146. 如權(quán)利要求145所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括至少 5、 10、 15、 20、 25、 30、 35、 40、 45、 50、 55、 60、 65、 70、 75、 80、 85、 90、 95或100個(gè)軸向段。
147. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器具有 基本上圓形、橢圓形、正方形、矩形、規(guī)則或不規(guī)則的橫截面。
148. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器具有 離子引導(dǎo)區(qū)，所述離子引導(dǎo)區(qū)的大小和/或形狀和/或?qū)挾群?或高度和/或長(zhǎng)度沿著所述離子引導(dǎo)區(qū)的至少一部分變化。
149. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10或>10個(gè)電極。
150. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 至少(i) 10-20個(gè)電極；(ii) 20-30個(gè)電極；(iii) 30-40個(gè)電極；(iv) 40-50個(gè)電極；(v) 50-60個(gè)電極；(vi) 60-70個(gè)電極；(vii) 70-80個(gè)電 極；(viii) 80-卯個(gè)電極;(ix) 90-100個(gè)電極;(x) 100-110個(gè)電極;(xi) 110-120個(gè)電極；(xii )120-130個(gè)電極；(xiii )130-140個(gè)電極；(xiv )140-150 個(gè)電極；或(xv) >150個(gè)電極。
151. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器具有 從以下長(zhǎng)度中選擇的長(zhǎng)度(i)<20mm; (ii) 20畫(huà)40mm; (iii) 40-60mm;(iv) 60畫(huà)80mm; (v) 80-100mm; (vi) 100國(guó)120mm; (vii) 120-140mm; (viii )140-160mm; (ix )160畫(huà)180mm; (x )180-200mm;以及(xi )>200mm。
152. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括被布置成和適合于 在一工作模式下將所述離子捕獲器維持在從以下壓力中選擇的壓力的裝 置(i) <1.0xlO_1mbar; (ii) <1.0xl02mbar; (iii) <1.0xl0_3mbar; (iv) <1.0xl04mbar ; ( v ) <1.0xlOsmbar ; ( vi ) <1.0xl06mbar ; ( vii ) <1.0xl0_7mbar; ( viii ) <1.0xl0_8mbar ; ( ix ) <1.0xl(T9mbar ; ( x ) <1.0xl010mbar; (xi) <1.0xlOuinbar;以及(xii) <1.0xl0_12mbar。
153. 如任何前a利要求所述的質(zhì)譜儀，還包括被布置成和適合于 在一工作模式下將所述離子捕獲器維持在從以下壓力中選擇的壓力的裝置(i) >1.0xl(T3mbar; (ii) >1.0xl02mbar; (iii) 〉1.0xlO"mbar; (iv) >lmbar; (v) >10mbar; (vi) >100mbar; (vii) >5.0xl(T3mbar; (viii) >5.0xl(T2mbar; (ix) 10_3-102mbar;以及(x) 10-4-10_1mbar。
154. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中在一工作模式下，離 子被捕獲于所述離子捕獲器內(nèi)但是在所述離子捕獲器內(nèi)基本上沒(méi)有分裂。
155. 如任何前a利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括被布置成和適合于 在一工作模式下在所述離子捕獲器的至少 一部分內(nèi)碰撞冷卻或基本上熱 化離子的裝置。
156. 如權(quán)利要求155所述的質(zhì)鐠儀，其中被布置成和適合于在所述 離子捕獲器內(nèi)碰撞冷卻或熱化離子的所述裝置被布置成在離子從所述離 子捕獲器噴出之前和/或之后碰撞冷卻或基本上熱化離子。
157. 如任何前a利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括被布置成和適合于 在所述離子捕獲器內(nèi)基本上分裂離子的分裂裝置。
158. 如權(quán)利要求157所述的質(zhì)#,其中所述分裂裝置被布置成和 適合于通it^撞誘發(fā)解離("CID")或通過(guò)表面誘發(fā)解離("SID")分裂 離子。
159. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器被布 置成和適合于在一工作模式下從所述離子捕獲器諧振地和/或質(zhì)量有選擇 地噴出離子。
160. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器被布 置成和適合于從所述離子捕獲器軸向和/或徑向噴出離子。
161. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器被布 置成和適合于調(diào)整向所述多個(gè)電極施加的AC或RF電壓的頻率和/或幅度 以便通it^量選擇不穩(wěn)定性來(lái)噴出離子。
162. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)譜儀，其中所述離子捕獲器被布 置成和適合于將AC或RF補(bǔ)充波形或電壓疊加到所述多個(gè)電極以便通過(guò) 諧振噴出來(lái)噴出離子。
163. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器被布 置成和適合于向所述多個(gè)電極施加DC偏置電壓以便噴出離子。
164. 如任何前i^K利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中在一工作模式下，所 述離子捕獲器被布置成傳送離子或存儲(chǔ)離子而不從所述離子捕獲器質(zhì)量 有選擇地和/或非諧^J4噴出所述離子。
165. 如任何前a利要求所述的質(zhì)"^，其中在所述工作模式下， 所述離子捕獲器被布置成質(zhì)量過(guò)濾或質(zhì)量分析離子。
166. 如任何前^L利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中在一工作模式下，所 述離子捕獲器被布置成充當(dāng)碰撞或分裂單元而不從所述離子捕獲器質(zhì)量 有選擇地和/或非諧#^噴出離子。
167. 如任何前a利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括被布置成和適合于 在一工作模式下在所述離子捕獲器的一部分內(nèi)在與所述離子捕獲器的入口和/或中央和/或出口最接近的一個(gè)或多個(gè)位置存儲(chǔ)或捕獲離子的裝置。
168. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)^R，還包括被布置成和適合于 在一工作模式下在所述離子捕獲器內(nèi)捕獲離子以及朝著所述離子捕獲器的入口和/或中央和/或出口逐漸移動(dòng)所述離子的裝置。
169. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括如下裝置，該裝置 被布置成和適合于首先在第一軸向位置向所述多個(gè)電極施加一個(gè)或多個(gè) 瞬態(tài)DC電壓或一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓波形，其中隨后沿著所述離子捕 獲器在第二、然后笫三不同軸向位置提供所述一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓或 一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓波形。
170. 如任何前a利要求所述的質(zhì)"^儀，還包括^被布置成和適合于 將一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓或一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)DC電壓波形從所述離子捕 獲器的一端施加、移動(dòng)或平移到所述離子捕獲器的另一端以^"更沿著所述離 子捕獲器的軸向長(zhǎng)度的至少一部分推進(jìn)離子的裝置。
171. 如權(quán)利要求169或170所述的質(zhì)鐠儀，其中所述一個(gè)或多個(gè)瞬 態(tài)DC電壓產(chǎn)生(i)位壘或勢(shì)壘；(ii)勢(shì)阱；(iii)多個(gè)位壘或勢(shì)壘；(iv) 多個(gè)勢(shì)阱；(v)位壘或勢(shì)壘和勢(shì)阱的組合；或(vi)多個(gè)位壘或勢(shì)壘和多個(gè)勢(shì)阱的組合。
172. 如權(quán)利要求169、 170或171所述的質(zhì)#<義，其中所述一個(gè)或多 個(gè)瞬態(tài)DC電壓波形包括重復(fù)波形或方波。
173. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括被布置成在所述離 子捕獲器的第一端和/或第二端施加一個(gè)或多個(gè)捕獲靜電或DC電勢(shì)的裝 置。
174. 如任何前逸&利要求所述的質(zhì)脊仗，還包括被布置成沿著所述 離子捕獲器的軸向長(zhǎng)度施加一個(gè)或多個(gè)捕獲靜電勢(shì)的裝置。
175. 如任何前i^L利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括布置在所述離子捕 獲器的上游和/或下游的一個(gè)或多個(gè)另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子 捕獲器或離子捕獲區(qū)。
176. 如權(quán)利要求175所述的質(zhì)譜儀，其中所述一個(gè)或多個(gè)另外離子 引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)被布置成和適合于在所述 一個(gè)或多個(gè)另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)內(nèi)碰 撞冷卻或基本上熱化離子。
177. 如權(quán)利要求176所述的質(zhì)諉儀，其中所述一個(gè)或多個(gè)另外離子 引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)被布置成和適合于在離子 被引入所述離子捕獲器之前和/或之后在所述一個(gè)或多個(gè)另外離子引導(dǎo) 器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲器或離子捕獲區(qū)內(nèi)碰撞冷卻或基本上熱化離子.
178. 如權(quán)利要求175、 176或177所述的質(zhì)^C,還包括被布置成和 適合于將離子從所述一個(gè)或多個(gè)另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕獲 器或離子捕獲區(qū)引入、軸向注入或噴出、徑向注入或噴出、傳送或脈沖式 傳送到所述離子捕獲器中的裝置。
179. 如權(quán)利要求175-178中任何權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括被 布置成和適合子在所述一個(gè)或多個(gè)另外離子引導(dǎo)器、離子引導(dǎo)區(qū)、離子捕 獲器或離子捕獲區(qū)內(nèi)基本上分裂離子的裝置。
180. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括被布置成和適合于 將離子引入、軸向注入或噴出、徑向注入或噴出、傳送或脈沖式傳送到所 述離子捕獲器中的裝置。
181. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器包括 線性質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器，所述線性質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲 器包括被布置成和適合于以基本上非諧振或諧振方式從所述離子捕獲器 質(zhì)量或質(zhì)荷比有選擇地噴出離子而其它離子保持被捕獲于所述離子捕獲 器內(nèi)的裝置。
182. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，其中所述離子捕獲器選自 于(i)3D四極場(chǎng)或保羅(Paul)離子捕獲器；(ii) 2D或線性四極離子 捕獲器；或(iii)磁式或彭寧(Penning)離子捕獲器。
183. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括從以下離子源中選 擇的離子源(i)電噴霧電離("ESI")離子源；(ii)大氣壓光電離("APPI") 離子源；(iii)大氣壓化學(xué)電離("APCI")離子源；(iv)基質(zhì)輔助激光解 吸電離("MALDI")離子源；(v)激光解吸電離("LDI")離子源；(vi) 大氣壓電離("API")離子源；(vii)硅上解吸電離("DIOS")離子源；(vii)電子沖擊("EI")離子源；(ix)化學(xué)電離("CI")離子源；(x) 場(chǎng)電離("FI")離子源；(xi)場(chǎng)解吸("FD")離子源；(xii)感應(yīng)耦合 等離子體("ICP")離子源；(xm)快原子轟擊("FAB")離子源；(xiv) 液體二次離子質(zhì)鐠測(cè)定("LSIMS")離子源；(xv)解吸電噴霧電離("DESI")離子源；(xvi)鎳-63放射性離子源；(xvii)大氣壓^^質(zhì)輔助 激光解吸電離離子源；以及(xviii)熱噴霧離子源。
184. 如任何前a利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括連續(xù)或脈沖式離子源。
185. 如任何前述權(quán)利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括碰撞單元。
186. 如任何前a利要求所述的質(zhì)鐠儀，還包括 第二質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器；布置在所述第二質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器的下游的第二質(zhì)量過(guò) 濾器/分析器或質(zhì)鐠儀；以及第二控制裝置，被布置成和適合于(i) 使得離子根據(jù)它們的質(zhì)量或質(zhì)荷比從所述第二離子捕獲器有選 擇地噴出或釋放；以及(ii) 以與離子從所述第二離子捕獲器的有選擇噴出或釋;^本上同 步的方式掃描所述第二質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^。
187. —種質(zhì)鐠測(cè)定方法，包括 提供質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器；在所述質(zhì)量或質(zhì)荷比選擇離子捕獲器的下游提供第一質(zhì)量過(guò)濾器/分 析器或質(zhì)#^;使得離子根據(jù)它們的質(zhì)量或質(zhì)荷比從所述離子捕獲器有選擇地噴出 或釋，放；并且以與離子從所述離子捕獲器的有選擇噴出或釋M本上同步的方式 掃描所述第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)鐠儀。
188. —種質(zhì)"^C，包括包括多個(gè)電極的離子遷移率選擇離子捕獲器；布置在所述離子遷移率選擇離子捕獲器的下游的第一質(zhì)量過(guò)濾器/分 析器或質(zhì)if^;以及控制裝置，被布置成和適合于(i) 使得離子根據(jù)它們的離子遷移率從所述離子捕獲器有選擇地噴 出或辯r放；以及(ii) 以與離子從所述離子捕獲器的有選擇噴出或釋;at&本上同步的方式掃描所述第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)#^。
189. —種質(zhì)譜測(cè)定方法，包括提供包括多個(gè)電極的離子遷移率選擇離子捕獲器； 在所述離子遷移率選擇離子捕獲器的下游提供第一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)*^;使得離子根據(jù)它們的離子遷移率從所述離子捕獲器有選擇地噴出或 釋放；并且以與離子從所述離子捕荻器的有選擇噴出或釋玫基本上同步的方式 掃描所述第 一質(zhì)量過(guò)濾器/分析器或質(zhì)*^。
190. —種質(zhì)鐠^fJU殳備，包括 質(zhì)量選擇或離子遷移率選擇離子捕獲器；質(zhì)量掃描質(zhì)*(義，位于所述離子捕獲器的下游，使得從所述離子捕獲 器噴出的離子被導(dǎo)向到所述質(zhì)量掃描質(zhì)脊仗中；以及控制裝置，用于(i)才艮據(jù)離子的質(zhì)荷比或離子遷移率從所迷離子捕 獲器依次地和有選擇地噴出離子；(ii)掃描所述質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀所傳送的 離子的質(zhì)量；以及(iii)使(i)和(ii)同步，使得被導(dǎo)向到所^t量掃 描質(zhì)鐠儀中的離子中至少 一些離子的質(zhì)量對(duì)應(yīng)于所述質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀所 傳送的離子的質(zhì)量。
191. 一種執(zhí)行質(zhì)鐠測(cè)定的方法，包括根據(jù)離子的質(zhì)荷比或離子遷移率從質(zhì)量選擇或離子遷移率選擇離子 捕獲器依次地和有選擇地噴出離子；將所噴出的離子導(dǎo)向到質(zhì)量掃描質(zhì)脊K;并且掃描所述質(zhì)量掃描質(zhì)"^所傳送的離子的質(zhì)量；其中使離子從所述離子捕獲器的噴出與所述質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀的掃描 同步，使得被導(dǎo)向到所述質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀中的離子中至少 一些離子的質(zhì)量 對(duì)應(yīng)于所述質(zhì)量掃描質(zhì)鐠儀所傳送的離子的質(zhì)量。
全文摘要
公開(kāi)了一種質(zhì)譜儀，該質(zhì)譜儀包括質(zhì)量選擇離子捕獲器(12)和布置在質(zhì)量選擇離子捕獲器(12)的下游的四極桿集質(zhì)量過(guò)濾器(14)。以與質(zhì)量過(guò)濾器(14)的掃描基本上同步的方式從離子捕獲器(12)質(zhì)量有選擇地噴出離子以便增大質(zhì)量過(guò)濾器(14)的占空比。
文檔編號(hào)H01J49/42GK101288146SQ200680034557
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者約翰·瓦耶斯 申請(qǐng)人:英國(guó)質(zhì)譜公司