專(zhuān)利名稱(chēng)：使用四極或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的化學(xué)電離反應(yīng)或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜測(cè)定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及質(zhì)譜儀，尤其涉及使用微波或高頻射頻等離子體形成試劑離子的 質(zhì)譜測(cè)定及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜測(cè)定一般是指通過(guò)使用光譜數(shù)據(jù)測(cè)量其它物理量而對(duì)粒子質(zhì)量值的直接測(cè) 量或粒子質(zhì)量值的明確確定。質(zhì)譜儀經(jīng)常包括確定電離分子或成分的質(zhì)荷比。當(dāng)已知電離 粒子的電荷時(shí)，可以從質(zhì)量值譜來(lái)確定粒子的質(zhì)量值。已知用于執(zhí)行質(zhì)譜法的系統(tǒng)為質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀系統(tǒng)一般包括離子源、質(zhì)量過(guò)濾器 或分離器以及檢測(cè)器。例如，可以通過(guò)在離子源中影響電子來(lái)產(chǎn)生離子而使分子或成分的 樣品電離。例如，通過(guò)對(duì)離子施加電場(chǎng)或磁場(chǎng)，通過(guò)質(zhì)量分析器把具有不同質(zhì)量值的離子分 離成質(zhì)量分布或質(zhì)譜。檢測(cè)器收集離子，并且可以觀看和/或記錄質(zhì)量分布。使用譜中的 質(zhì)量值的相對(duì)豐度來(lái)確定樣品的組成成分以及樣品的分子或成分的質(zhì)量值即身份。存在許多不同類(lèi)型的質(zhì)譜儀，包括稱(chēng)之為離子-分子反應(yīng)質(zhì)譜儀(IMR-MS)的一個(gè) 類(lèi)別。在該類(lèi)別中，存在數(shù)種技術(shù)，包括質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法(PTR-MS)以及選擇離子流動(dòng) 管質(zhì)譜法(SIFT-MS)。這些類(lèi)別一般是指通過(guò)其產(chǎn)生離子的方法。例如，質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜 儀包括產(chǎn)生一般是水合氫離子(H30+)的試劑離子的離子源，以把電荷轉(zhuǎn)移到樣品成分中， 例如，通過(guò)質(zhì)子轉(zhuǎn)移。在選擇離子流動(dòng)管質(zhì)譜儀中，載氣沿流動(dòng)管輸送經(jīng)過(guò)濾的離子。在由 澳大利亞Innsbruck的Ionicln Analytik GmbH銷(xiāo)售的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜儀中，通過(guò)對(duì)水 蒸汽流施加DC等離子體放電而使用空心陰極管作為離子源來(lái)產(chǎn)生試劑離子。某些質(zhì)譜測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)所使用的質(zhì)量分析器來(lái)分類(lèi)。例如，某些質(zhì)譜測(cè)量系統(tǒng)是 基于“串聯(lián)技術(shù)”的，其中使用另外的分析技術(shù)與質(zhì)譜測(cè)量設(shè)備相結(jié)合。一個(gè)例子是氣相色 譜質(zhì)譜法(GC-MS)，其中在使用質(zhì)譜儀進(jìn)行分析之前使用氣相色譜柱來(lái)分離樣品的成分?？梢允褂觅|(zhì)譜法來(lái)確定樣品中揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)的量。V0C的測(cè)量已經(jīng)變 得很重要，因?yàn)榧词乖诤哿繚舛戎械腣0C的存在也可以作為許多不同應(yīng)用中的重要的診斷 指示器，并且會(huì)影響人類(lèi)的健康。例如，當(dāng)V0C的濃度升高到某個(gè)水平以上時(shí)，可能對(duì)人類(lèi) 發(fā)生有害健康的影響，諸如呼吸狀況的影響。此外，在特定樣品中的V0C的類(lèi)型和量可以 表示存在爆炸、有害化學(xué)劑、燃燒產(chǎn)物、疾病的病原體、腐爛或污染、縱火促進(jìn)劑或藥物的濫 用。此外，在諸如生化和藥品制造過(guò)程之類(lèi)的工業(yè)過(guò)程中，監(jiān)視V0C的存在和量也是有用 的。在一般情況和檢測(cè)V0C的應(yīng)用兩個(gè)方面，現(xiàn)有的質(zhì)譜系統(tǒng)具有數(shù)個(gè)固有的缺點(diǎn)。 例如，使用氣相色譜的質(zhì)譜系統(tǒng)由于對(duì)樣品的分析相當(dāng)慢，所以不適用于對(duì)流體樣品的連 續(xù)的、實(shí)時(shí)的監(jiān)視。此外，以前的質(zhì)譜系統(tǒng)經(jīng)常需要在分析樣品之前在基于實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中 從現(xiàn)場(chǎng)收集樣品，而不是原位分析。以前的質(zhì)譜系統(tǒng)對(duì)于樣品中較低濃度成分相當(dāng)不靈敏， 例如，因?yàn)殡x子源沒(méi)有產(chǎn)生足夠的離子量以產(chǎn)生用于較低濃度成分的可識(shí)別的質(zhì)譜。在這些系統(tǒng)中的較低濃度成分的質(zhì)譜由于動(dòng)態(tài)范圍限制或淹沒(méi)在來(lái)自更高濃度成分的峰值干 擾或由電子或機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的噪聲中，經(jīng)常不能與噪聲區(qū)分。具有合適的靈敏度水平的質(zhì) 譜系統(tǒng)可以促進(jìn)V0C的存在的檢測(cè)，但是可能受到來(lái)自其它化合物存在的干擾，因此不能 夠正面地識(shí)別特定的化合物或物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
存在對(duì)于結(jié)實(shí)的質(zhì)譜測(cè)量系統(tǒng)的需求，該系統(tǒng)能夠提供連續(xù)的、實(shí)時(shí)的以及原位 的分析。此外，存在對(duì)于一種系統(tǒng)的需求，該系統(tǒng)能夠可靠地確定特定樣品中V0C的存在和 鑒定，包括V0C的痕量濃度。實(shí)施本發(fā)明的一些系統(tǒng)和方法給出了質(zhì)譜法的特征，所述質(zhì)譜法使用微波能量或 高頻射頻(RF)能量來(lái)產(chǎn)生與流體樣品交互作用的試劑離子，例如，水合氫離子。已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 使用微波能量產(chǎn)生試劑離子(諸如水合氫離子)比其它已報(bào)告的電離方法(例如，使用放 射源)能產(chǎn)生更多的試劑離子量，同時(shí)還能避免與DC放電源相關(guān)聯(lián)的電極腐蝕和不穩(wěn)定。 更多的試劑離子量導(dǎo)致系統(tǒng)靈敏度的增加，促進(jìn)了個(gè)別V0C的定量測(cè)量和/或鑒定，甚至在 處于痕量濃度的情況下。高頻RF能量也展示了與使用微波能量產(chǎn)生試劑離子得到的質(zhì)譜 法的優(yōu)點(diǎn)中相似的優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā)明涉及一些系統(tǒng)和方法，這些系統(tǒng)和方法用于在相當(dāng)高 的壓力(例如，大于約100毫巴(約10，000帕斯卡))下實(shí)時(shí)測(cè)量V0C。在一些實(shí)施例中，可以使用實(shí)施本發(fā)明的一些系統(tǒng)和方法來(lái)檢測(cè)其濃度的數(shù)量級(jí) 按體積計(jì)算是萬(wàn)億分之幾(pptv)的V0C。在一些實(shí)施例中，模塊根據(jù)所捕獲的質(zhì)譜對(duì)檢測(cè) 到的特定V0C進(jìn)行分析和分類(lèi)。在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的系統(tǒng)部件適合于便攜式質(zhì)譜法 和/或原位應(yīng)用?？梢栽谑褂没瘜W(xué)電離反應(yīng)質(zhì)譜法(CIRMS)技術(shù)或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法 (PTR-MS)技術(shù)的質(zhì)譜系統(tǒng)中使用這里描述的概念。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明包括用于處理在系統(tǒng)工作期間捕獲的、檢測(cè)的或收集的 數(shù)據(jù)的分析或控制模塊。例如，一些系統(tǒng)包括多變量分析模塊，用于根據(jù)質(zhì)譜來(lái)促進(jìn)V0C的 檢測(cè)和鑒定。還可以使用多變量分析模塊來(lái)監(jiān)視質(zhì)譜系統(tǒng)或檢測(cè)系統(tǒng)中的故障。此外，可 以使用控制模塊或反饋環(huán)路來(lái)控制試劑離子和樣品離子的產(chǎn)生以及它們?cè)谫|(zhì)譜系統(tǒng)中的 吞吐量，例如，通過(guò)控制系統(tǒng)的各種過(guò)程參數(shù)。這些參數(shù)包括各種電場(chǎng)、壓力值、離子和蒸汽 流速以及離子能量。本發(fā)明還涉及用于影響試劑離子、樣品成分以及產(chǎn)品離子通過(guò)質(zhì)譜系 統(tǒng)的移動(dòng)的各種系統(tǒng)部件之間的耦合、連接或接口?？梢愿鶕?jù)多種系統(tǒng)參數(shù)來(lái)改變這里描述的化學(xué)電離反應(yīng)質(zhì)譜儀和質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng) 質(zhì)譜儀的靈敏度?？梢愿鶕?jù)漂移區(qū)域中的試劑離子濃度(例如，水合氫離子濃度)來(lái)改變 靈敏度。漂移區(qū)域中電場(chǎng)對(duì)中性粒子濃度的比值E/N(以Townsends (Td)表示)會(huì)影響質(zhì) 譜儀的靈敏度。比值E/N是漂移區(qū)域中壓力(例如，氣體密度)和電場(chǎng)強(qiáng)度的函數(shù)。比值 E/N影響離子通過(guò)漂移區(qū)域所需要的時(shí)間。退出漂移區(qū)域之后到達(dá)質(zhì)譜儀的離子束強(qiáng)度會(huì)影響靈敏度(包括試劑離子和產(chǎn) 品離子)。這是轉(zhuǎn)移區(qū)域中轉(zhuǎn)移光學(xué)器件(例如，電極/透鏡孔徑幾何形狀)、電場(chǎng)和壓力 制度(泵浦)的函數(shù)，影響離子束聚焦和離子束傳輸特性?？梢愿鶕?jù)漂移區(qū)域中大塊樣品氣體的部分壓力和中性試劑物質(zhì)之間的比值來(lái)改變靈敏度。所監(jiān)視的氣體樣品物質(zhì)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移率常數(shù)(k)影響靈敏度。漂移區(qū)域的長(zhǎng)度影 響靈敏度，因?yàn)檩^長(zhǎng)的漂移區(qū)域要求物質(zhì)以更多的時(shí)間來(lái)越過(guò)漂移區(qū)域，因此試劑離子和 樣品物質(zhì)反應(yīng)的機(jī)會(huì)更多。與靈敏度因子有關(guān)的各種質(zhì)譜儀也會(huì)影響靈敏度(例如，離子 傳輸/質(zhì)量鑒別、檢測(cè)器/前置放大器增益以及信噪比)。在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一個(gè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括微波或高頻RF能量源，以用微波 或高頻RF能量使試劑蒸汽粒子電離而形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子。該系統(tǒng)還包括一個(gè)腔室， 該腔室包括允許樣品進(jìn)入腔室以與來(lái)自微波或高頻RF能量源的一個(gè)或多個(gè)試劑離子交互 作用而形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的入口端。在該腔室中產(chǎn)生有電磁場(chǎng)。系統(tǒng)還包括相對(duì)于 腔室的退出孔設(shè)置的四極質(zhì)譜儀模塊，用于收集一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離 子，來(lái)促進(jìn)產(chǎn)品離子和試劑離子的每一個(gè)的峰值強(qiáng)度值和/或質(zhì)量的確定。在一些實(shí)施例中，微波能量源包括微波等離子體發(fā)生器。高頻RF能量源可以包括 電容性耦合的RF等離子體發(fā)生器。在一些實(shí)施例中，試劑離子包括水合氫離子、氧離子或 氧化亞氮離子。樣品可以包括一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)。系統(tǒng)的一些實(shí)施例的特征為相對(duì)于腔室設(shè)置的、用于產(chǎn)生腔室中的電磁場(chǎng)的一 組電極。電磁場(chǎng)促進(jìn)試劑離子和樣品之間的交互作用，并且通過(guò)腔室的退出孔引導(dǎo)產(chǎn)品離 子和試劑離子?？梢試@腔室的軸徑向地設(shè)置電極組，并且電磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)上以軸向引導(dǎo)產(chǎn)品 離子和試劑離子。在一些實(shí)施例中，控制模塊與電極組進(jìn)行通信?？刹僮骺刂颇K，以根據(jù) 系統(tǒng)操作參數(shù)來(lái)確定腔室中電磁場(chǎng)(或電磁場(chǎng)梯度)的值。系統(tǒng)可以包括質(zhì)量流量控制器、毛細(xì)管或用于確定進(jìn)入腔室的樣品量的泄漏閥。 系統(tǒng)可以包括設(shè)置在微波或高頻RF能量源和腔室之間的、選擇性地允許試劑離子進(jìn)入腔 室中的質(zhì)量過(guò)濾器。合適的質(zhì)量過(guò)濾器的例子包括四極質(zhì)量過(guò)濾器。在一些實(shí)施例中，系 統(tǒng)包括與系統(tǒng)通信的多變量分析模塊，可操作而分析來(lái)自四極質(zhì)量過(guò)濾器模塊的數(shù)據(jù)。微波能量源可以包括微波發(fā)生器、諧振部分、設(shè)置在諧振部分中并且與腔室通信 的管部分以及一個(gè)或多個(gè)截流口，管通過(guò)這些截流口傳送而減小試劑蒸汽供給、腔室(或 兩者)中的微波能量的量。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括與系統(tǒng)通信的控制模塊，可操作而部 分地根據(jù)系統(tǒng)的操作參數(shù)來(lái)改變系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)。這些參數(shù)包括樣品的成分、腔室的壓力、 通過(guò)腔室的產(chǎn)品離子或試劑離子的速度、樣品或試劑離子進(jìn)入腔室的流速、產(chǎn)品離子或試 劑離子的能量、試劑離子、產(chǎn)品離子或樣品的化學(xué)成分、或它們的任何組合。在一些實(shí)施例 中，可操作控制模塊，部分地根據(jù)操作參數(shù)來(lái)改變產(chǎn)生腔室中電磁場(chǎng)的一組電極的輸入?yún)?數(shù)。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括與系統(tǒng)通信的控制模塊，用于檢測(cè)或識(shí)別系統(tǒng)操作參 數(shù)的故障。控制模塊還可以部分地根據(jù)故障的檢測(cè)或識(shí)別來(lái)改變操作參數(shù)值。系統(tǒng)可以包 括與系統(tǒng)通信的控制模塊，用于監(jiān)視系統(tǒng)。響應(yīng)于監(jiān)視，控制模塊設(shè)置或調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操作參 數(shù)值，并且控制模塊是基于多變量統(tǒng)計(jì)分析算法的。在一些實(shí)施例中，控制模塊包括多變量 統(tǒng)計(jì)分析模塊?？梢允褂枚嘧兞拷y(tǒng)計(jì)分析模塊來(lái)處理監(jiān)視和/或檢測(cè)質(zhì)譜系統(tǒng)中的故障。 可以使用多變量統(tǒng)計(jì)分析模塊來(lái)檢測(cè)和/或識(shí)別故障。在一些實(shí)施例中，使用多變量統(tǒng)計(jì) 分析模塊來(lái)解譯質(zhì)譜數(shù)據(jù)(例如，質(zhì)譜中的數(shù)據(jù))，并且用于根據(jù)質(zhì)譜中成分峰值來(lái)識(shí)別成 分。多變量統(tǒng)計(jì)分析模塊可以與四極質(zhì)譜儀或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀一起使用。在一些實(shí)施例中， 使用控制模塊或多變量統(tǒng)計(jì)分析模塊兩者來(lái)檢測(cè)和/或識(shí)別系統(tǒng)中的故障，并且解譯和/
12或分析數(shù)據(jù)，例如，從質(zhì)譜儀中的成分峰值來(lái)識(shí)別成分。系統(tǒng)還可以包括相對(duì)于腔室設(shè)置的獲取電極。獲取電極定義一個(gè)孔，試劑離子或 產(chǎn)品離子通過(guò)該孔傳送到四極質(zhì)譜儀模塊。還可操作獲取電極來(lái)指定通過(guò)四極質(zhì)譜儀模塊 收集的試劑離子或產(chǎn)品離子的能量值。系統(tǒng)的一些實(shí)施例的特征為相對(duì)于腔室設(shè)置的透 鏡組件，用于使試劑離子和產(chǎn)品離子聚焦在獲取孔上，該孔向試劑離子和產(chǎn)品離子提供到 質(zhì)譜儀模塊的便利通路。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種方法，該方法用于產(chǎn)生供質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜儀或 化學(xué)電離反應(yīng)質(zhì)譜儀的一個(gè)或多個(gè)試劑離子。該方法包括提供試劑蒸汽，以及向試劑蒸汽 提供微波能量以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子。該方法還可以包括把一個(gè)或多個(gè)試劑離子引導(dǎo)到用于與樣品的成分交互作用以 形成產(chǎn)品離子的一個(gè)區(qū)域。通過(guò)微波等離子體可以產(chǎn)生試劑離子。試劑蒸汽可以包括水蒸 汽、氧氣或氧化亞氮，并且試劑離子可以是水合氫離子、氧離子或氧化亞氮離子。在一些實(shí) 施例中，通過(guò)頻率大于約800MHz的電磁波或輻射提供微波能量。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種方法，該方法用于產(chǎn)生供質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜儀或 化學(xué)電離反應(yīng)質(zhì)譜儀的一個(gè)或多個(gè)試劑離子。該方法包括提供試劑蒸汽，以及向試劑蒸汽 提供微波能量以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子。在一些實(shí)施例中，通過(guò)頻率在約400kHz和約800MHz之間的電磁波來(lái)提供RF能 量?？梢酝ㄟ^(guò)電容性耦合的RF等離子體來(lái)產(chǎn)生試劑離子。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種方法。該方法包括向等離子體區(qū)域提供試劑蒸汽， 并且向等離子體區(qū)域中的的試劑蒸汽提供微波或高頻RF能量以形成一個(gè)或多個(gè)試劑離 子。該方法包括使試劑離子與氣體樣品交互作用以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子。該方法還包 括把產(chǎn)品離子和試劑離子引導(dǎo)到四極質(zhì)譜儀模塊的收集區(qū)域，并且通過(guò)質(zhì)譜儀模塊確定產(chǎn) 品離子和試劑離子的峰值強(qiáng)度和/或質(zhì)量的值。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種質(zhì)譜系統(tǒng)。該質(zhì)譜系統(tǒng)包括一個(gè)裝置，該裝置用于 通過(guò)用微波或高頻RF能量提供試劑蒸汽而從試劑蒸汽供給產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子。系 統(tǒng)還包括一個(gè)裝置，該裝置包括電磁場(chǎng)，用于把產(chǎn)品離子和試劑離子引導(dǎo)到收集區(qū)域。該系 統(tǒng)還包括與收集區(qū)域通信的一個(gè)裝置，用于確定產(chǎn)品離子和試劑離子中的每一個(gè)的峰值強(qiáng) 度和/或質(zhì)量的值。在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括微波或高頻RF能量源，用微波或 高頻RF能量使試劑蒸汽的粒子電離以形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子。系統(tǒng)還包括一個(gè)腔室，該 腔室包括允許樣品進(jìn)入腔室以與來(lái)自微波或高頻RF能量源的試劑離子交互作用而形成一 個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的入口端。系統(tǒng)還包括相對(duì)于腔室的退出孔設(shè)置的質(zhì)譜儀模塊。質(zhì)譜儀 模塊包括飛行區(qū)域，產(chǎn)品離子或試劑離子通過(guò)飛行區(qū)域行進(jìn)，并且該飛行區(qū)域定義了路徑 長(zhǎng)度。質(zhì)譜儀模塊還包括收集區(qū)域，用于接收來(lái)自飛行區(qū)域的產(chǎn)品離子或試劑離子。根據(jù)產(chǎn) 品離子和試劑離子的每一個(gè)越過(guò)路徑長(zhǎng)度的時(shí)間量來(lái)確定產(chǎn)品離子或試劑離子的質(zhì)量值。在一些實(shí)施例中，質(zhì)譜儀模塊還包括相對(duì)于腔室的退出孔設(shè)置的離子束調(diào)節(jié)器， 用于把產(chǎn)品離子和試劑離子的流以脈動(dòng)方式輸送到飛行區(qū)域中。質(zhì)譜儀模塊還包括設(shè)置在 飛行區(qū)域中用于增加產(chǎn)品離子和試劑離子行進(jìn)的路徑長(zhǎng)度值的光學(xué)系統(tǒng)。離子束調(diào)節(jié)器通 過(guò)從控制器提供的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列調(diào)制產(chǎn)品離子和試劑離子的流。在一些實(shí)施例中，分析模塊對(duì)從質(zhì)譜儀模塊接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行最大似然信號(hào)處理算法，以確定產(chǎn)品離子和試劑 離子的峰值強(qiáng)度和/或質(zhì)量的值。分析模塊可以對(duì)從質(zhì)譜儀模塊接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行去卷 積，以確定產(chǎn)品離子或試劑離子的峰值強(qiáng)度和/或質(zhì)量的值。收集區(qū)域可以包括以脈沖計(jì) 數(shù)模式工作的、堆疊的微通道板檢測(cè)器或雙極型檢測(cè)器。在一些實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)包括反 射器。系統(tǒng)的特征為一個(gè)透鏡，用于使試劑離子和產(chǎn)品離子聚焦到離子束調(diào)節(jié)器上，而離 子束調(diào)節(jié)器包括離子束斬波器、離子束門(mén)、離子束調(diào)制器、Bradbury-Nielsen門(mén)或這些的任 何組合。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)還具有特征相對(duì)于腔室和質(zhì)譜儀模塊設(shè)置的光學(xué)系統(tǒng)。光 學(xué)系統(tǒng)包括至少一個(gè)四極透鏡，以把試劑離子和產(chǎn)品離子流引向離子束調(diào)節(jié)器。在一些實(shí) 施例中，質(zhì)譜儀模塊定義通過(guò)飛行區(qū)域的、實(shí)質(zhì)上線(xiàn)性的軸。實(shí)質(zhì)上線(xiàn)性的軸實(shí)質(zhì)上與通過(guò) 飛行區(qū)域的第二軸平行(例如，Uthoff軌跡)。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括相對(duì)于微波能量源和腔室設(shè)置的、選擇性地允許試劑 離子的子集進(jìn)入腔室的質(zhì)量過(guò)濾器。過(guò)濾器可以是四極質(zhì)量過(guò)濾器。系統(tǒng)具有特征分析 模塊，用于接收來(lái)自質(zhì)譜儀模塊的數(shù)據(jù)以解譯包括產(chǎn)品離子和試劑離子的峰值強(qiáng)度和/或 質(zhì)量的值的質(zhì)譜中的數(shù)據(jù)?？梢允褂梅治瞿K來(lái)檢測(cè)和/或識(shí)別質(zhì)譜系統(tǒng)中的故障。分析 模塊可以基于多變量統(tǒng)計(jì)分析。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)具有特征多變量統(tǒng)計(jì)分析模塊，用于根據(jù)通過(guò)質(zhì)譜儀模塊 產(chǎn)生的質(zhì)譜來(lái)識(shí)別樣品的成分。系統(tǒng)可以包括與系統(tǒng)通信的控制模塊，可操作而根據(jù)系統(tǒng) 的操作參數(shù)檢測(cè)或識(shí)別系統(tǒng)中的故障。控制模塊可以部分地根據(jù)故障的檢測(cè)或識(shí)別來(lái)改變 操作參數(shù)值。系統(tǒng)可以包括與系統(tǒng)通信的控制模塊，以根據(jù)系統(tǒng)的操作參數(shù)來(lái)改變系統(tǒng)的輸入 參數(shù)值。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括相對(duì)于腔室設(shè)置的電極組，用于產(chǎn)生促進(jìn)試劑離子和樣 品之間的交互作用的場(chǎng)，以及引導(dǎo)產(chǎn)品離子和試劑離子通過(guò)腔室的退出孔。如此的系統(tǒng)具 有特征與電極組通信的控制模塊，用于根據(jù)系統(tǒng)的操作參數(shù)確定腔室中的場(chǎng)值。系統(tǒng)的操 作參數(shù)可以包括樣品的成分、腔室的壓力、產(chǎn)品離子或試劑離子通過(guò)腔室的速度、樣品或試 劑離子到腔室中的流速、產(chǎn)品離子或試劑離子的能量、產(chǎn)品離子、試劑離子或樣品的化學(xué)成 分、或這些的組合。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)。系統(tǒng)包括微波或高頻RF能量源，以用微波 或RF能量使試劑蒸汽的粒子電離而形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子。該系統(tǒng)包括一個(gè)腔室，該腔 室包括允許樣品進(jìn)入腔室以與來(lái)自微波或RF能量源的試劑離子交互作用而形成一個(gè)或多 個(gè)產(chǎn)品離子的入口端。系統(tǒng)還包括相對(duì)于腔室的退出孔設(shè)置的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊，用于 根據(jù)產(chǎn)品離子和試劑離子的每一個(gè)越過(guò)質(zhì)譜儀的時(shí)間量來(lái)產(chǎn)生質(zhì)譜，該質(zhì)譜包括產(chǎn)品離子 和試劑離子的質(zhì)量值。在一些實(shí)施例中，飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊包括飛行區(qū)域，產(chǎn)品離子和試劑離子通過(guò) 飛行區(qū)域而行進(jìn)。飛行區(qū)域定義路徑長(zhǎng)度。飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊還包括用于調(diào)制進(jìn)入飛行 區(qū)域的試劑離子或產(chǎn)品離子流的離子束調(diào)節(jié)器，以及設(shè)置在飛行區(qū)域中以增加產(chǎn)品離子和 試劑離子行進(jìn)的路徑長(zhǎng)度的光學(xué)系統(tǒng)。質(zhì)譜儀模塊還包括收集器，用于接收來(lái)自飛行區(qū)域 的產(chǎn)品離子和試劑離子。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種方法，該方法用于處理飛行時(shí)間質(zhì)譜儀中的信號(hào)。信號(hào)是基于通過(guò)把微波或高頻RF能量提供給試劑蒸汽而產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)試劑離子的， 并且還是基于通過(guò)使試劑離子與流體樣品在電磁場(chǎng)中交互作用而產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品 離子的。該方法包括建立包含試劑離子和產(chǎn)品離子的第一離子流，以及根據(jù)特定的流圖案 改變第一離子流以產(chǎn)生第二離子流。該方法還包括在檢測(cè)器處接收第二離子流以及根據(jù)最 大似然型統(tǒng)計(jì)算法從通過(guò)檢測(cè)器傳送的數(shù)據(jù)來(lái)確定質(zhì)譜。質(zhì)譜包括表示試劑離子和產(chǎn)品離 子的質(zhì)量和/或峰值強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，第二流是脈動(dòng)式的流。脈動(dòng)式的流可以基于根據(jù)偽隨機(jī)二進(jìn)制 序列產(chǎn)生的特定的流圖案。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種方法。該方法包括把試劑蒸汽提供給等離子體區(qū) 域，并且把微波或高頻RF能量提供給等離子體區(qū)域中的試劑蒸汽以形成一個(gè)或多個(gè)試劑 離子。該方法還包括使試劑離子與氣體樣品交互作用以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子。該方法 包括沿飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊的飛行區(qū)域中的軌跡引導(dǎo)產(chǎn)品離子和試劑離子。該方法還包括 通過(guò)質(zhì)譜儀模塊確定產(chǎn)品離子和試劑離子的峰值強(qiáng)度和/或質(zhì)量的值。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或 多個(gè)產(chǎn)品離子的質(zhì)量。通過(guò)把微波或高頻RF能量提供給試劑蒸汽而產(chǎn)生試劑離子。通過(guò) 使一個(gè)或多個(gè)試劑離子與流體樣品在電磁場(chǎng)中交互作用而產(chǎn)生產(chǎn)品離子。系統(tǒng)包括相對(duì)于 漂移管組件的離子退出孔設(shè)置的四極透鏡組，漂移管組件用于接收包括試劑離子和產(chǎn)品離 子的第一離子流。透鏡組接收通過(guò)退出孔的產(chǎn)品離子和試劑離子，并且產(chǎn)生引導(dǎo)到離子束 調(diào)節(jié)器的第二離子流。系統(tǒng)還包括離子束調(diào)節(jié)器，可操作離子束調(diào)節(jié)器以選擇性地允許第 二離子流通過(guò)飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的飛行區(qū)域。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)裝置，該裝置用于用微波或 高頻RF能量使試劑蒸汽的粒子電離以形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子。系統(tǒng)還包括一個(gè)裝置，該 裝置包括電磁場(chǎng)，用于使樣品與試劑離子交互作用以形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子。系統(tǒng)還包 括一個(gè)裝置，用于根據(jù)產(chǎn)品離子和試劑離子越過(guò)特定距離的時(shí)間量來(lái)確定產(chǎn)品離子和試劑 離子的每一個(gè)的峰值強(qiáng)度和/或質(zhì)量的值。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一 個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的質(zhì)量。通過(guò)把微波或高頻RF能量提供給試劑蒸汽而產(chǎn)生試劑離子。通 過(guò)使試劑離子與流體樣品在電磁場(chǎng)中交互作用而產(chǎn)生產(chǎn)品離子。系統(tǒng)包括一個(gè)裝置，用于 建立包括試劑離子和產(chǎn)品離子的第一離子流。系統(tǒng)還包括一個(gè)裝置，用于根據(jù)特定的中斷 圖案來(lái)調(diào)制第一離子流以產(chǎn)生第二離子流。系統(tǒng)還包括一個(gè)裝置，用于從檢測(cè)裝置傳送的 數(shù)據(jù)產(chǎn)生質(zhì)譜。數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于第二離子流。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一 個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的質(zhì)量。通過(guò)把微波或高頻RF能量提供給試劑蒸汽而產(chǎn)生試劑離子。通 過(guò)使試劑離子與流體樣品在電磁場(chǎng)中交互作用而產(chǎn)生產(chǎn)品離子。系統(tǒng)包括一個(gè)光學(xué)裝置， 用于接收包括試劑離子和產(chǎn)品離子的第一離子流。光學(xué)裝置還產(chǎn)生引導(dǎo)到調(diào)節(jié)裝置的第二 離子流。系統(tǒng)還包括調(diào)節(jié)裝置，用于選擇性地控制到質(zhì)譜儀的第二離子流。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種方法。該方法包括引入樣品氣體。該方法還包括 把試劑蒸汽提供給等離子體區(qū)域以及把微波或高頻RF能量提供給等離子體區(qū)域中的試劑 蒸汽以形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子。該方法還包括使一個(gè)或多個(gè)試劑離子與樣品氣體交互作
15用以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子，并且把產(chǎn)品離子和試劑離子引導(dǎo)到四極或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀 模塊。該方法包括通過(guò)質(zhì)譜儀模塊確定產(chǎn)品離子和試劑離子的峰值強(qiáng)度或質(zhì)量的值。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括微波或高頻RF能量源，用微波 或高頻RF能量使試劑蒸汽電離而形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子。該系統(tǒng)包括促進(jìn)樣品氣體的 分析的一種供給，樣品氣體包括至少是痕量濃度的的一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物。系統(tǒng) 還包括一個(gè)腔室，該腔室具有入口端以允許樣品氣體進(jìn)入腔室中與來(lái)自微波或高頻RF能 量源的試劑離子交互作用而形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子。腔室具有在腔室中產(chǎn)生的電磁場(chǎng)。 系統(tǒng)還包括相對(duì)于腔室的退出孔設(shè)置的四極或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊，用于收集產(chǎn)品離子和 試劑離子以便促進(jìn)產(chǎn)品離子和試劑離子的峰值強(qiáng)度或質(zhì)量的值的確定。在再一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種質(zhì)譜系統(tǒng)，該質(zhì)譜系統(tǒng)包括一個(gè)裝置，用于引入包 括至少是痕量濃度的一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物的樣品氣體。系統(tǒng)包括一個(gè)裝置，用于 從通過(guò)提供試劑蒸汽供給與微波或高頻RF能量的試劑蒸汽供給產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離 子。系統(tǒng)包括一個(gè)裝置，用于使樣品氣體與試劑離子交互作用以形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子。 系統(tǒng)還包括一個(gè)裝置，用于把產(chǎn)品離子和試劑離子引導(dǎo)到質(zhì)譜儀模塊來(lái)確定產(chǎn)品離子和試 劑離子的峰值強(qiáng)度或質(zhì)量中的至少一個(gè)，或用于識(shí)別樣品氣體中的揮發(fā)性有機(jī)化合物。附加的特征涉及上述各個(gè)方面。例如，樣品氣體包括至少是痕量濃度的一個(gè)或多 個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物。該痕量濃度按體積計(jì)算可以是約萬(wàn)億分之一到約萬(wàn)萬(wàn)分之一之間。 該痕量濃度按體積計(jì)算可以是約萬(wàn)萬(wàn)分之一到約百萬(wàn)分之一之間。該方法還可以包括使氣體樣品入口端與封閉空間耦合。該方法還可以包括在非封 閉空間中使氣體樣品入口端定位。氣體樣品入口端可以與容器耦合。在一些實(shí)施例中，氣 體樣品入口端與汽車(chē)或飛機(jī)的排氣系統(tǒng)耦合。例如，氣體樣品入口端可以與食品或飲料產(chǎn) 品上方的頂部空間耦合，以確定食品或飲料產(chǎn)品的內(nèi)容。在一些實(shí)施例中，該方法包括使氣體樣品入口端定位于人嘴附近以向端口引入呼 出的氣息。該方法可以包括使氣體樣品入口端定位于發(fā)射出氣體或蒸汽的固體樣品材料附 近。在一些實(shí)施例中，氣體樣品入口端與氣體供給耦合。四極或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊可以促進(jìn)氣體樣品中揮發(fā)性有機(jī)化合物的峰值強(qiáng)度 或質(zhì)量中至少一個(gè)的確定，或識(shí)別揮發(fā)性有機(jī)化合物。包括在痕量濃度中的、可以測(cè)量、 檢測(cè)和/或識(shí)別的揮發(fā)性有機(jī)化合物包括二噁英基化合物、呋喃基化合物、氯酚、萘、苯、甲 苯、乙苯、二甲苯、非甲烷有機(jī)化合物、二次有機(jī)氣溶膠、同量異位化合物、化學(xué)戰(zhàn)劑、戰(zhàn)場(chǎng)氣 體、助燃劑、通過(guò)體液或通過(guò)真菌物種的動(dòng)作排出的V0C物質(zhì)(例如，真菌毒素)、或這些的 任何組合。在一些實(shí)施例中，揮發(fā)性有機(jī)化合物包括人為或生物揮發(fā)性有機(jī)化合物。在一 些實(shí)施例中，樣品氣體包括無(wú)機(jī)氣體或蒸汽物質(zhì)(例如，硫化氫)。在下面的附圖和說(shuō)明書(shū)中闡明了一個(gè)或多個(gè)例子的詳細(xì)說(shuō)明。從說(shuō)明書(shū)、附圖和 權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得顯而易見(jiàn)。


圖1是平面圖，示出實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)的部件。圖2是一個(gè)質(zhì)譜系統(tǒng)的試劑蒸汽供給組件的橫截面圖。圖3是用于產(chǎn)生試劑離子的方法的流程圖。
圖4是描繪實(shí)施本發(fā)明的質(zhì)譜方法的流程圖。圖5是實(shí)施本發(fā)明的四極質(zhì)譜系統(tǒng)的橫截面圖。圖6是圖5中描繪的漂移腔室組件的放大圖。圖7是實(shí)施本發(fā)明的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊的平面圖。
具體實(shí)施例方式圖1是平面圖，示出實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)100的部件。系統(tǒng)100包括試劑蒸汽供給 104以及等離子體發(fā)生器108。微波/RF等離子體發(fā)生器108可以使用微波能量(微波等 離子體)或高頻RF能量(RF等離子體)來(lái)產(chǎn)生等離子體?？梢酝ㄟ^(guò)電容性耦合的高頻RF 能量源(未示出)提供RF能量。來(lái)自試劑蒸汽供給104的試劑蒸汽(未示出)與等離子 體區(qū)域112中的等離子體交互作用以形成所要求的或特定的試劑離子，這可以是多個(gè)物質(zhì) 中的一個(gè)或多個(gè)，取決于系統(tǒng)100的特定應(yīng)用。在一些實(shí)施例中，在玻璃管中設(shè)置等離子體 區(qū)域112。等離子體區(qū)域112與安裝在法蘭116中的電絕緣孔板電極120進(jìn)行流體傳送。在 法蘭116和孔板電極120之間設(shè)置了絕緣器(未示出)，以提供其間的電絕緣。把電位施加 于孔板電極120以增加等離子體的電位，從而引導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)試劑離子通過(guò)由法蘭116和 孔板電極120定義的孔徑122而進(jìn)入漂移外腔室124中的化學(xué)電離/漂移區(qū)域136。使化 學(xué)電離/漂移區(qū)域136保持在比孔板電極120低的電位處。樣品供給128與化學(xué)電離/漂 移區(qū)域136進(jìn)行流體傳送，向系統(tǒng)100提供樣品流體(例如，樣品氣體)。樣品氣體流入入 口端(未示出)，以通過(guò)漂移外腔室124的表面(未示出)而進(jìn)入化學(xué)電離/漂移區(qū)域136。 入口端位于孔板電極120的下游，位于法蘭116中的中心處，允許試劑離子與化學(xué)電離/漂 移區(qū)域136中的樣品氣體的成分混合。存在把試劑離子和樣品氣體引入到化學(xué)電離/漂移 區(qū)域136中的其它配置，并且這些都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，入口端可以直接與法蘭116 耦合，在樣品氣體流過(guò)在徑向上位于孔徑122周?chē)牧黧w通路(未示出)時(shí)，產(chǎn)生“淋浴頭” 效應(yīng)。漂移組件126包括化學(xué)電離/漂移區(qū)域136和泵浦的漂移外腔室124。泵浦的漂 移外腔室124有效地容納了化學(xué)電離/漂移區(qū)域136?？梢酝ㄟ^(guò)每個(gè)都具有通過(guò)其設(shè)置在 中心處的通路的一系列的電極和絕緣板來(lái)定義化學(xué)電離/漂移區(qū)域136 (具有緊密的0形 環(huán)密封(未示出))。相對(duì)于圖5和6對(duì)化學(xué)電離/漂移區(qū)域136進(jìn)行更詳細(xì)的討論?；瘜W(xué) 電離/漂移區(qū)域136促進(jìn)樣品和試劑離子之間的交互作用(例如，化學(xué)反應(yīng))。樣品和試劑 離子之間的交互作用形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子。一般，試劑離子大大地多于樣品氣體成分， 在產(chǎn)生產(chǎn)品離子之后，可以在產(chǎn)品離子流中監(jiān)視試劑離子?；瘜W(xué)電離/漂移區(qū)域136 —般 包括電磁場(chǎng)(未示出)，用于當(dāng)樣品和試劑離子在化學(xué)電離/漂移區(qū)域136中混合時(shí)促進(jìn)樣 品和試劑離子之間的交互作用。在化學(xué)電離/漂移區(qū)域136中的電磁場(chǎng)也把試劑離子和產(chǎn) 品離子引向退出孔138。使通過(guò)退出孔138經(jīng)過(guò)化學(xué)電離/漂移區(qū)域136的離子聚焦到由法蘭140限定的 退出孔144中。退出孔144允許離子退出漂移外腔室124。通過(guò)透鏡組件142使離子聚焦 到退出孔144中。在一些實(shí)施例中，透鏡組件142包括焦點(diǎn)孔徑。一些實(shí)施例使用三元件 單透鏡作為透鏡組件142。例如，根據(jù)特定的流參數(shù)(諸如，離子的流量，速度，動(dòng)能)，透鏡
17組件142把離子引向質(zhì)譜儀模塊148。可以使用透鏡組件142使通過(guò)退出孔144的離子數(shù) 量最優(yōu)化。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100不包括透鏡組件。例如，質(zhì)譜儀模塊148通過(guò)收集離子而確定試劑離子和產(chǎn)品離子的質(zhì)量和數(shù)量。 質(zhì)譜儀模塊148產(chǎn)生和/或分析所產(chǎn)生的質(zhì)譜，該質(zhì)譜表示通過(guò)退出孔144的試劑離子和 產(chǎn)品離子?？梢允褂门c產(chǎn)品離子相關(guān)聯(lián)的質(zhì)譜來(lái)確定由樣品供給128提供的樣品成分的存 在、數(shù)量、體積、濃度或標(biāo)識(shí)。使用試劑離子的測(cè)量對(duì)系統(tǒng)100進(jìn)行校正和/或誤差檢查。質(zhì) 譜儀模塊148可以是四極質(zhì)譜儀或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。系統(tǒng)100還包括控制模塊152?？刂颇K152接收關(guān)于系統(tǒng)100的操作條件或參 數(shù)的數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)，控制模塊152可以確定或設(shè)置系統(tǒng)部件的輸入值或輸入操作參數(shù)。例 如，控制模塊152可以接收來(lái)自試劑蒸汽供給104、等離子體發(fā)生器108、等離子體區(qū)域112、 孔板電極120、化學(xué)電離/漂移區(qū)域136、透鏡組件142、退出孔電極144或質(zhì)譜儀模塊148 的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)啟動(dòng)系統(tǒng)100或響應(yīng)于接收到的關(guān)于操作參數(shù)的數(shù)據(jù)時(shí)，控制模塊152可 以響應(yīng)于所收集的數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置這些部件的每一個(gè)的輸入值。在一些實(shí)施例中，控制模塊152響應(yīng)于接收到的關(guān)于操作參數(shù)的數(shù)據(jù)而自動(dòng)地更 新操作參數(shù)的輸入值。例如，如果與化學(xué)電離/漂移區(qū)域136中的壓力或電磁場(chǎng)有關(guān)的操 作參數(shù)偏離這些參數(shù)的規(guī)定的或要求的值，則控制模塊152可以調(diào)節(jié)樣品供給128 (設(shè)置化 學(xué)電離/漂移區(qū)域136中壓力)或產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電極(未示出)，直到參數(shù)與這些參數(shù)的輸 入值或正確值對(duì)應(yīng)。其它操作參數(shù)包括系統(tǒng)100中試劑離子或產(chǎn)品離子的速度或能量、流 體樣品到化學(xué)電離/漂移區(qū)域136中的流速、試劑離子到化學(xué)電離/漂移區(qū)域136中的流 速、樣品的成分、樣品和試劑離子的相對(duì)濃度或試劑離子和產(chǎn)品離子的相對(duì)濃度。在一些實(shí) 施例中，控制模塊152監(jiān)視系統(tǒng)100的多個(gè)操作參數(shù)。在一些實(shí)施例中，控制模塊152為了接收和/或更新系統(tǒng)100的參數(shù)而使用等離 子體計(jì)量過(guò)程。等離子體計(jì)量過(guò)程可以監(jiān)視，例如，來(lái)自等離子體區(qū)域112的光發(fā)射譜。根 據(jù)光發(fā)射譜，控制模塊152確定等離子體區(qū)域112中的操作參數(shù)值(例如，“等離子體參 數(shù)”)，例如，特定發(fā)射波長(zhǎng)的強(qiáng)度，如果參數(shù)偏離規(guī)定的或要求的值，則控制模塊152可以調(diào) 節(jié)等離子體參數(shù)直到這些參數(shù)與這些參數(shù)的最優(yōu)值對(duì)應(yīng)。如果控制模塊152不能夠得到最 優(yōu)情況或參數(shù)，則可以檢測(cè)和/或記錄故障情況。在一些實(shí)施例中，可以使質(zhì)量過(guò)濾器(未示出)位于微波/RF等離子體區(qū)域112 和化學(xué)電離/漂移區(qū)域136之間?？梢允褂觅|(zhì)量過(guò)濾器來(lái)選擇性地允許試劑離子進(jìn)入化學(xué) 電離/漂移區(qū)域136。在一些實(shí)施例中，質(zhì)量過(guò)濾器是四極質(zhì)量過(guò)濾器。系統(tǒng)100包括與一個(gè)或多個(gè)用于建立整個(gè)系統(tǒng)100中的壓力值的泵(未示出)耦 合的一個(gè)或多個(gè)端口(未示出)。例如，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)泵來(lái)保持微波/RF等離子體區(qū)域 112、化學(xué)電離/漂移區(qū)域136、泵浦的漂移外腔室124以及質(zhì)譜儀模塊148中的壓力值。圖2是一個(gè)質(zhì)譜系統(tǒng)(例如，圖1的系統(tǒng)100)的試劑蒸汽供給組件200的橫截面 圖。配置組件200，以把蒸汽的始終如一的和穩(wěn)定的通量或流提供給能量源，例如，圖1的等 離子體發(fā)生器108。組件200提供的蒸汽包括通過(guò)微波或RF等離子體電離的一個(gè)或多個(gè)試 劑分子，并且有時(shí)稱(chēng)其為試劑蒸汽。組件200包括貯存器202，用于容納流體供給?？梢杂?不銹鋼或其它合適的金屬來(lái)構(gòu)造貯存器202。在一些實(shí)施例中，貯存器202容納水或純水以產(chǎn)生水蒸氣。如所示，貯存器202包括5個(gè)端口。端口 204可連接到用于把流體引入貯存器的管或通道(例如，用于水或流體 供給的頂部關(guān)閉)。端口 206可連接到用于把試劑蒸汽傳送或傳遞到質(zhì)譜系統(tǒng)的管或通道。 端口 208可連接到用于得到關(guān)于貯存器202中的流體的測(cè)量值的管或通道。例如，端口 208 可以耦合到用于確定貯存器208中頂部空間壓力的電容壓力計(jì)量具。在一些實(shí)施例中，不 使用端口 208。端口 216可連接到用于測(cè)量貯存器202中流體量的管或通道(例如，用于連 接到水水平指示器)。端口 218可連接到用于泄漏或出空流體的貯存器202的管或通道。 端口 208和216中的每一個(gè)是任選的，在一些實(shí)施例中，并不包括在組件200中，或是質(zhì)譜 操作不使用的。在一些實(shí)施例中，端口 204、206、208、216、218中的每一個(gè)可連接0. 25英寸 (約0. 635厘米)直徑的管。可以把其它尺寸的管或通道連接到這些端口，并且管或通道的 尺寸不需要相同。在一些實(shí)施例中，使用包封貯存器202的加熱器盒，使貯存器202加熱到規(guī)定上升 溫度。在一些實(shí)施例中，使圖1的控制模塊152耦合到熱電偶212上。貯存器202(以及其 中的流體)的溫度可以響應(yīng)于質(zhì)譜系統(tǒng)的操作而通過(guò)控制模塊152維持、調(diào)整和調(diào)節(jié)的操 作參數(shù)。控制使用戶(hù)能夠把液體表面210上的頂部空間213中的壓力維持在規(guī)定的或要求 的值。組件200還包括管道222，耦合該管道而與質(zhì)量流控制器224進(jìn)行流體傳送。質(zhì)量 流控制器224可以確定流過(guò)管道226并且流入等離子體區(qū)域230的試劑蒸汽的量，其中通 過(guò)把微波或RF能量施加到試劑蒸汽而發(fā)生了試劑離子的產(chǎn)生。在一些實(shí)施例中，質(zhì)量流控 制器224可以是具有獨(dú)立的電子線(xiàn)路的加熱的質(zhì)量流控制器，這些電子線(xiàn)路位于遠(yuǎn)離組件 200的地方(未示出)。可以與質(zhì)量流控制器224 —起或代替質(zhì)量流控制器224而使用其它類(lèi)型的流控制 器。如所示，組件200包括量具或監(jiān)視器228，用于表示等離子體區(qū)域230中的壓力值。量 具可以是電容壓力計(jì)量具。在一些實(shí)施例中，圖1的控制模塊152與量具或監(jiān)視器228耦 合，等離子體區(qū)域230中的壓力是通過(guò)控制模塊152維持、調(diào)整和調(diào)節(jié)的操作參數(shù)。在一些 實(shí)施例中，組件200中不包括量具或監(jiān)視器228。在一些實(shí)施例中，由不銹鋼制造管道222和管226，并且定義約0. 25英寸(約 0. 635厘米)的外徑。管229使組件200的主體與等離子體區(qū)域230電絕緣。在一些實(shí)施 例中，由聚四氟乙烯(“PTFE”)制造管229，并且定義約0.25英寸(約0. 635厘米)的外 徑。在質(zhì)譜法操作期間，等離子體區(qū)域230中的壓力約為1-5托爾(約100-700帕斯卡)。 通過(guò)組件200外部的泵(未示出)維持組件200內(nèi)的壓力。例如，可以使用耦合到圖1的 漂移外腔室124(并且依次耦合到化學(xué)電離/漂移區(qū)域136)的泵，用組件200經(jīng)由與組件 200的流體傳送來(lái)建立壓力?？梢择詈蠄D1的化學(xué)電離區(qū)域136來(lái)進(jìn)行經(jīng)由孔徑122和等 離子體區(qū)域112與組件200的流體傳送。在一些實(shí)施例中，在施加微波或RF能量期間，使用端口 220使試劑蒸汽與其它氣 體混合，以提高試劑離子產(chǎn)量。例如，混合氣體可以是氬、氮或氬/氮混合物。在一些實(shí)施 例中，經(jīng)由端口 220引入要在試劑離子產(chǎn)生中使用的氣體或氣體混合物(例如，NO或02)， 并且通過(guò)閥(未示出)使貯存器202與管道222中的流體隔離。圖3是用于產(chǎn)生試劑離子的方法的流程圖300。在步驟305中，提供試劑蒸汽。例 如，可以根據(jù)圖2所示的系統(tǒng)200來(lái)提供試劑蒸汽，以致提供相當(dāng)始終如一的和穩(wěn)定的試劑蒸汽流。試劑蒸汽可以是純水蒸汽或與等離子體混合氣體(諸如氬或氮或其混合物)混合 的水蒸汽。在一些實(shí)施例中，試劑蒸汽包括試劑物質(zhì)(諸如氧化氮(NO)或雙原子氧(02))。在步驟310中，把能量提供給試劑蒸汽，在一些實(shí)施例中，能量是微波輻射，用它 來(lái)形成電離的微波等離子體。在一些實(shí)施例中，能量是高頻RF功率，例如，用它來(lái)形成通過(guò) 電容性耦合RF能量源所產(chǎn)生類(lèi)型的RF等離子體。微波能量一般是指通過(guò)頻率值大于約 800MHz和小于約300GHz的電磁波產(chǎn)生的能量(例如，輻射能量)。高頻RF能量一般是指 通過(guò)頻率值大于約400kHz和小于約800MHz的電磁波產(chǎn)生的能量(例如，輻射能量)。尤 其，可以在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)藥(“ISM”)無(wú)線(xiàn)電中心頻率波段規(guī)定的頻率值內(nèi)提供RF能量。在步驟310中施加的能量使試劑蒸汽流中的的分子帶電或激勵(lì)以產(chǎn)生試劑離子。 通過(guò)等離子體使試劑蒸汽流中的分子電離。例如，當(dāng)使用水蒸氣作為試劑蒸汽時(shí)，通過(guò)多步 驟反應(yīng)產(chǎn)生水合氫離子e>H20 — H20++2J 反應(yīng) 1H20++H20 — H30++0H 反應(yīng) 2反應(yīng)1包括來(lái)自電離的等離子體的自由電子(e_)與水分子(H20)之間的交互作用 以形成帶正電荷的電離的水分子以及第二自由電子。在反應(yīng)2中，帶正電荷的水分子與中 性水分子交互作用以形成水合氫離子(H30+)和羥自由基。水合氫離子可以是試劑離子，用 于以后與流體樣品成分進(jìn)行交互作用。需要微波和高頻RF等離子體兩者，因?yàn)樗鼈兲峁┊a(chǎn)生豐富的離子和電子源的有 效的裝置，這是產(chǎn)生試劑離子物質(zhì)(例如，水合氫離子)所需要的。此外，微波和高頻RF等 離子體是相當(dāng)干凈的，只有一點(diǎn)點(diǎn)或沒(méi)有通常與電極直接接觸的空心陰極/輝光放電等離 子體源相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部濺射。微波和高頻RF等離子體源的“無(wú)電極”特性意味著減少了與電 極腐蝕相關(guān)聯(lián)的不穩(wěn)定性和漂移的影響。此外，微波和高頻RF等離子體源能夠提供相當(dāng)恒 定的、高級(jí)的試劑離子。在一些實(shí)施例中，圖3的方法包括附加的步驟(未示出)，包括測(cè)量微波或高頻RF 等離子體的壓力。等離子體壓力的值可以是用于質(zhì)譜系統(tǒng)的一個(gè)控制參數(shù)(例如，通過(guò)圖 1的控制模塊152可控制)。也可以使用等離子體壓力來(lái)確定適當(dāng)?shù)脑噭┱羝墓┙o(例 如，來(lái)自組件200)。圖4是描繪實(shí)施本發(fā)明的質(zhì)譜方法400的流程圖。步驟405包括提供試劑蒸汽， 步驟410包括向試劑蒸汽提供微波或高頻RF能量以產(chǎn)生試劑離子，例如，如上相對(duì)于圖3 所討論。然后，通過(guò)一個(gè)組合把試劑離子引導(dǎo)到化學(xué)電離/漂移區(qū)域，該組合是從等離子體 反應(yīng)區(qū)域和化學(xué)電離/漂移區(qū)域之間產(chǎn)生的電壓降導(dǎo)致的流體流現(xiàn)象以及來(lái)自化學(xué)電離/ 漂移區(qū)域中的離子獲取孔或電極的電磁場(chǎng)梯度的影響的組合。在步驟415中，流體樣品(例如，含一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物的分子的氣體) 與試劑離子交互作用?；旌狭黧w樣品和試劑離子導(dǎo)致流體樣品和試劑離子之間的交互作 用。例如，可以經(jīng)由入口線(xiàn)(它通過(guò)漂移外腔室和進(jìn)入化學(xué)電離/漂移區(qū)域)向試劑離子 流提供流體樣品。樣品供給和化學(xué)電離/漂移區(qū)域之間的壓力降可以促進(jìn)流體流把流體樣 品帶到化學(xué)電離/漂移區(qū)域?；瘜W(xué)電離/漂移區(qū)域包括促進(jìn)試劑離子在區(qū)域中運(yùn)動(dòng)以及促 進(jìn)試劑離子和流體樣品成分之間碰撞的電磁場(chǎng)。試劑離子和流體樣品成分之間的碰撞導(dǎo)致 化學(xué)反應(yīng)，該化學(xué)反應(yīng)使流體樣品的粒子電離。包括水合氫離子和具有質(zhì)子親和力大于水的質(zhì)子親和力的成分分子的樣品物質(zhì)R的化學(xué)反應(yīng)的例子如下所示H30++R — RH++H20 反應(yīng) 3包含水合氫離子和物質(zhì)R的化學(xué)反應(yīng)是低能量和/或軟電離交互作用。沒(méi)有大大 地改變樣品分子的整體性，并且使樣品的分子碎片減少或最小化，例如，當(dāng)與較高能量電離 過(guò)程(諸如電子影響電離)相比較時(shí)。此外，與水合氫原子的碰撞沒(méi)有使質(zhì)子親和力比水 的質(zhì)子親和力小的樣品中的物質(zhì)電離，因此，在質(zhì)譜法期間沒(méi)有檢測(cè)到。如此的物質(zhì)的例子 包括空氣的共同成分，所述空氣包括雙原子氮、雙原子氧、氬、二氧化碳和甲烷。一般，根據(jù) 相對(duì)于痕量濃度的樣品中存在的成分，樣品中的空氣成分為大比例的情況下，這些空氣成 分在捕獲的質(zhì)譜中產(chǎn)生高密度譜峰值。高密度譜峰值可以使附近的低密度峰值不可見(jiàn)，或 會(huì)增加區(qū)分低密度峰值和高密度峰值的難度。因此，這個(gè)化學(xué)電離技術(shù)的選擇性特性由于 樣品中的低密度/痕量濃度水平物質(zhì)而可以增強(qiáng)區(qū)分譜峰值的能力。在步驟420中，通過(guò)透鏡或退出孔組件把試劑離子和產(chǎn)品離子引導(dǎo)出化學(xué)電離/ 漂移區(qū)域，并且引向質(zhì)譜儀的收集區(qū)域。在一些實(shí)施例中，通過(guò)建立在化學(xué)電離/漂移區(qū)域 中的電磁場(chǎng)把試劑離子和產(chǎn)品離子引導(dǎo)出化學(xué)電離/漂移區(qū)域。試劑離子和產(chǎn)品離子可以 通過(guò)化學(xué)電離/漂移區(qū)域末端處的孔傳送出來(lái)，通過(guò)透鏡組件，通過(guò)離子獲取孔，并且進(jìn)入 質(zhì)譜儀模塊。透鏡組件可以給出焦點(diǎn)孔徑的特征，或給出3元單透鏡的特征。在一些實(shí)施 例中，把離子獲取孔設(shè)置在法蘭中。可以把電位施加于透鏡組件和離子獲取孔，以致產(chǎn)生引 導(dǎo)試劑離子和產(chǎn)品離子通過(guò)孔的電場(chǎng)。一般，質(zhì)譜儀模塊工作在相當(dāng)高的真空下，以保證分 子流情況戰(zhàn)勝質(zhì)譜儀及其部件的有效操作。質(zhì)譜儀模塊可以包括四極質(zhì)譜儀或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。對(duì)于各個(gè)質(zhì)譜儀類(lèi)型，把試 劑離子和產(chǎn)品離子引導(dǎo)到質(zhì)譜儀的收集區(qū)域。離子與收集區(qū)域中的檢測(cè)器碰撞，并且在質(zhì) 譜儀中放大所產(chǎn)生的電流(例如，使用電子乘法器與前置放大器的組合)。根據(jù)來(lái)自收集器 的輸入，質(zhì)譜儀積累關(guān)于試劑離子和產(chǎn)品離子的數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生信號(hào)譜，該信號(hào)譜表示所收 集的離子的質(zhì)量值(或質(zhì)荷比)以及數(shù)量。步驟425包括確定試劑離子和產(chǎn)品離子的質(zhì)量和數(shù)量，例如，根據(jù)所產(chǎn)生的質(zhì)譜。 可以使用質(zhì)譜中很好地解得的峰值來(lái)確定試劑離子和產(chǎn)品離子兩者的確切的質(zhì)量或質(zhì)荷 比。通過(guò)比較從具有已知質(zhì)量的分子或離子的譜或信號(hào)峰值確定的質(zhì)量值，這些峰值的特 定位置還促進(jìn)流體樣品成分的識(shí)別。在一些實(shí)施例中，可以使用分析模塊來(lái)顯示信號(hào)譜和 /或確定譜中峰值的存在和位置。圖5是實(shí)施本發(fā)明的四極質(zhì)譜系統(tǒng)500的橫截面圖。系統(tǒng)500包括耦合到化學(xué) 電離/漂移區(qū)域508的試劑離子源504。系統(tǒng)500中的試劑離子源504是基于微波能量源 的，該微波能量源包括磁控管512，該磁控管具有通過(guò)諧振腔520的孔徑516設(shè)置的短天線(xiàn) 514。在一些實(shí)施例中，試劑離子源能量源504可以基于高頻能量源，諸如RF能量源。試劑 離子源504還包括經(jīng)由孔徑528通過(guò)諧振腔520的管524。管524還通過(guò)設(shè)置在諧振腔520 的外表面536上的兩個(gè)微波截流口 532。微波截流口 532減少?gòu)闹C振腔520或管524逃逸 的微波能量，并且減少擴(kuò)展到系統(tǒng)500其它部件的微波能量。管524可以由二氧化硅或諸 如石英之類(lèi)的二氧化硅材料制造。在一些實(shí)施例中，管524可以由藍(lán)寶石制造。管524的 末端540可以耦合到試劑蒸汽供給(未示出)的相應(yīng)的末端(未示出)，用于把試劑蒸汽提 供給試劑離子源504。例如，末端532可以耦合到圖2所示的試劑蒸汽供給系統(tǒng)200的管229。在一些實(shí)施例中，管524具有約6毫米的外徑。諧振腔520定義沿y軸的長(zhǎng)度1。 長(zhǎng)度1對(duì)應(yīng)于或約等于諧振腔520的最低階諧振模式的一個(gè)全波長(zhǎng)X。管524位于沿y軸 離諧振腔520的頂部544約1/4 A的距離處。更具體地，管524位于諧振腔520的反節(jié)點(diǎn) 處，以使從諧振腔520傳送到管524的諧振能量最大化。在一些實(shí)施例中，磁控管512是具有短天線(xiàn)514的900瓦磁控管，該短天線(xiàn)把微波 功率提供給諧振腔520。通過(guò)在諧振腔520中的微波譜中具有頻率值的電磁波輻射地分配 功率，并且傳送到管524。作為腔520中諧振能量與管524中試劑蒸汽交互作用的結(jié)果，在 管524中產(chǎn)生等離子體。試劑蒸汽經(jīng)由耦合到試劑蒸汽供給的末端540進(jìn)入管524。由于 管524和化學(xué)電離/漂移區(qū)域508之間的壓力降，試劑蒸汽供給提供或引導(dǎo)試劑蒸汽流進(jìn) 入管524，例如，沿著x軸。不斷的試劑蒸汽流保證管524中的微波等離子體是持續(xù)的，以產(chǎn) 生一個(gè)或多個(gè)試劑離子，例如，如上所述。在一些實(shí)施例中，從具有封閉端(例如，腔520的頂部544和底部548)的鍍銀的 鋁擠壓件來(lái)構(gòu)造諧振腔520。在一些實(shí)施例中，微波截流口 532是圓柱形的，具有與x軸平 行的、同軸的或共線(xiàn)的中心線(xiàn)(未示出)。微波截流口 532可以由不銹鋼或鋁來(lái)制造。在一 些實(shí)施例中，通道533設(shè)置在一個(gè)或兩個(gè)微波截流口 532之中。沿y軸的通道533的長(zhǎng)度 約為1/41。管524的第二末端552在保持在法蘭560中并且附加到化學(xué)電離/漂移區(qū)域508 的孔板556的面557處終止(見(jiàn)圖6)。來(lái)自管524的試劑離子通過(guò)孔板556進(jìn)入化學(xué)電 離/漂移區(qū)域508。設(shè)置環(huán)形電極564使之沿通過(guò)漂移外腔室562中心的x軸有間隔關(guān)系， 而該環(huán)形電極564部分地限定化學(xué)電離/漂移區(qū)域508。把電位施加于環(huán)形電極564的每 一個(gè)以產(chǎn)生電磁場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，電磁場(chǎng)沿x軸方向具有線(xiàn)性場(chǎng)梯度。施加到每個(gè)電 極的正電位的值沿x軸的正方向減小，以產(chǎn)生軸向線(xiàn)性場(chǎng)梯度。也可以使用非線(xiàn)性場(chǎng)梯度。 環(huán)形絕緣部件568設(shè)置在各個(gè)電極564之間使它們相互電絕緣。電場(chǎng)促進(jìn)來(lái)自試劑離子源 504(例如，管524)的試劑離子與在化學(xué)電離/漂移區(qū)域端口 566處引入的樣品之間的交互 作用。漂移外腔室562還包括耦合到泵浦系統(tǒng)580的泵浦部分576。漂移外腔室562還 包括電饋通端口(未示出)以及端口 571，端口 571具有用于樣品引入線(xiàn)(未示出)以及用 于與總壓力量具572和第二量具(未示出)進(jìn)行流體傳送的管連接器(未示出)。在一些 實(shí)施例中，泵浦系統(tǒng)580包括帶有隔膜支持泵的渦輪分子泵(未示出)。泵浦系統(tǒng)5801建 立漂移外腔室562和化學(xué)電離/漂移區(qū)域508中需要的壓力。通過(guò)總壓力量具572來(lái)監(jiān)視 漂移腔室508中的壓力，通過(guò)第二量具(未示出)來(lái)監(jiān)視漂移外腔室508中的壓力?？梢?把這些量具提供的數(shù)據(jù)作為輸入提供給控制模塊(未示出)，例如，用于系統(tǒng)診斷過(guò)程?；瘜W(xué)電離/漂移區(qū)域508和漂移外腔室562包括法蘭584，法蘭584通過(guò)雙面法 蘭586耦合到質(zhì)譜儀592的相應(yīng)的法蘭588。系統(tǒng)500中描繪的質(zhì)譜儀592是四極質(zhì)譜儀。 質(zhì)譜儀592包括質(zhì)譜儀探頭594，并且與泵浦系統(tǒng)596耦合而進(jìn)行流體傳送。泵浦系統(tǒng)596 建立質(zhì)譜儀592內(nèi)的壓力，例如，用于促進(jìn)試劑離子和產(chǎn)品離子的質(zhì)量測(cè)量以及減少由于 與質(zhì)譜儀中空氣成分交互作用而引起的離子質(zhì)量測(cè)量時(shí)的負(fù)面效應(yīng)。通過(guò)離子獲取電極582把從化學(xué)電離/漂移區(qū)域508到質(zhì)譜儀592傳送的離子引
22向質(zhì)譜儀探頭594。在一些實(shí)施例中，可以與離子獲取電極582 —起使用離子光學(xué)組件(未 示出)來(lái)增加傳送到質(zhì)譜儀592的試劑離子和產(chǎn)品離子數(shù)量。例如，可以使用焦點(diǎn)孔徑或 3元單透鏡。質(zhì)譜儀探頭594可以是加電偏置的四極質(zhì)量分析器或質(zhì)量過(guò)濾器。四極質(zhì)量 分析器包括4個(gè)平行的金屬桿，例如，設(shè)置而作為正方形的頂點(diǎn)，并且與x軸平行。使相對(duì) 的桿對(duì)進(jìn)行電氣耦合，以產(chǎn)生兩個(gè)電耦合的偶極。可以把具有正DC電壓分量的第一 RF能 量或電壓施加于第一偶極桿，把具有負(fù)DC電壓分量的第二 RF能量或電壓施加于第二偶極 桿。在一般與桿平行的方向上(例如，與正方形的中心軸平行)，通過(guò)質(zhì)量過(guò)濾器在桿之間 的穩(wěn)定軌跡上傳送離子。施加于質(zhì)譜儀探頭594的RF和/或DC能量產(chǎn)生質(zhì)量-選擇振蕩場(chǎng)。質(zhì)量_選擇 場(chǎng)產(chǎn)生規(guī)定幾何形狀的離子軌跡，諸如一般沿x軸方向的振蕩幾何形狀。規(guī)定軌跡，以致質(zhì) 荷比值在規(guī)定范圍內(nèi)的離子實(shí)質(zhì)上可以遵循軌跡而到達(dá)檢測(cè)器598，同時(shí)，規(guī)定范圍之外的 離子不遵循軌跡而到達(dá)檢測(cè)器598。非選擇離子與桿碰撞，并且檢測(cè)器598不收集這些離 子。在一些實(shí)施例中，根據(jù)施加于四極的能量值(例如，電位、DC能量或RF能量)來(lái)改變 質(zhì)量-選擇場(chǎng)?？梢酝ㄟ^(guò)特定場(chǎng)強(qiáng)或通量來(lái)選擇質(zhì)量值的帶寬。此外，通過(guò)改變質(zhì)量-選 擇場(chǎng)，質(zhì)譜儀探頭594可以?huà)呙栀|(zhì)量范圍。在一些實(shí)施例中，質(zhì)譜儀探頭594包括稱(chēng)之為三重過(guò)濾器四極質(zhì)量分析器的線(xiàn) 性、同軸系列的三個(gè)四極。在如此的實(shí)施例中，三重過(guò)濾器的第一和第三單元是相當(dāng)短的 (例如，約1英寸或2. 54厘米)?！皟HRF”過(guò)濾器載有通過(guò)第二和主過(guò)濾器發(fā)送給它們的RF 電壓?jiǎn)卧?。這些“僅RF”前置和后置過(guò)濾器的功能如同離子透鏡，并且把進(jìn)和出的離子聚 焦到質(zhì)量過(guò)濾器組件。這樣使用前置和后置過(guò)濾器的目的是通過(guò)增加所傳輸?shù)碾x子數(shù)量來(lái) 提高通過(guò)過(guò)濾器組件的離子傳輸，特別是那些較高質(zhì)量的離子(例如，大于約80原子質(zhì)量 單位)。前置和后置過(guò)濾器還提高過(guò)濾器的質(zhì)量分辨率和豐度靈敏度性能。檢測(cè)器598收 集成功地通過(guò)三重過(guò)濾器組件的離子。在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器598是電子乘法器檢測(cè)器。 電子乘法器檢測(cè)器放大通過(guò)離子與檢測(cè)器的入口或前面(未示出)碰撞而產(chǎn)生的電信號(hào)。圖6是圖5中描繪的化學(xué)電離/漂移區(qū)域508的放大圖?；瘜W(xué)電離/漂移區(qū)域 508包括可安裝在定義獲取孔616的離子獲取電極612上的化學(xué)電離/漂移腔室620。當(dāng)試 劑離子從等離子體區(qū)域608移動(dòng)到化學(xué)電離/漂移區(qū)域508時(shí)，試劑離子通過(guò)獲取孔616。 離子獲取電極612可以與能量源(未示出)耦合而進(jìn)行流體傳送。在施加于獲取電極612 的電位產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的影響下，離子通過(guò)獲取孔616。獲取電極612通過(guò)具有陶瓷插入物或 由另外的絕緣材料制造的插入物的一個(gè)或多個(gè)螺釘(未示出)與法蘭604連接。這些螺釘 和插入物通過(guò)絕緣(例如，陶瓷或PEEK)套圈614，使獲取電極612與法蘭604進(jìn)一步絕緣。 在一些實(shí)施例中，施加于獲取電極612上的電位值影響試劑離子在沿中心線(xiàn)A行進(jìn)到化學(xué) 電離/漂移區(qū)域508的化學(xué)電離/漂移腔室620時(shí)的平均能量，中心線(xiàn)A實(shí)質(zhì)上與x軸平 行。此外，獲取孔616的大小或幾何形狀確定進(jìn)入化學(xué)電離/漂移腔室620的試劑離子的 流量。通過(guò)獲取電極612中的獲取孔616和進(jìn)入化學(xué)電離/漂移腔室620的離子實(shí)質(zhì)上 是沿著中心線(xiàn)A的(例如，對(duì)于x軸為軸向或平行的)。通過(guò)施加于一個(gè)或多個(gè)板電極624 和漂移末端_板電極625 (也稱(chēng)為電極堆)中的每一個(gè)的電位，在漂移區(qū)域620中產(chǎn)生電磁 場(chǎng)?？梢杂山饘倩蚱渌鼘?dǎo)電材料來(lái)制造電極。在一些實(shí)施例中，板電極624和漂移末端-板
23電極625的每一個(gè)都具有與中心線(xiàn)A對(duì)準(zhǔn)的中心孔630和633的環(huán)形形狀。每個(gè)板電極的 中心孔630的直徑約為10毫米。漂移末端-板電極的中心孔633的直徑約為1-2毫米。其 它直徑和幾何形狀(例如，非圓形)都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。板電極624和漂移末端-板電 極625在物理上是隔開(kāi)的，并且通過(guò)一個(gè)或多個(gè)絕緣套圈628電絕緣。在一些實(shí)施例中，絕 緣套圈628具有中心孔631與中心線(xiàn)A對(duì)準(zhǔn)的環(huán)形形狀。絕緣套圈628中的中心孔631的 直徑約為20毫米。其它直徑和幾何形狀都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。用于絕緣套圈628的合適 的材料包括高分子材料，諸如從PEEKTM制造的套圈(由英國(guó)Lancashire州的Victrex pic 銷(xiāo)售)，或諸如SEMITRON 的防靜電塑料(由Pennsylvania州Reading市的Quadrant Engineering Plastic Products銷(xiāo)售)。0形環(huán)(未示出)位于每個(gè)絕緣套圈628的每側(cè) 的環(huán)形凹槽中。0形環(huán)促進(jìn)絕緣套圈和板電極624或漂移末端-板電極625之間緊密氣密。 在一些實(shí)施例中，可以由 Delaware 州 Wilmington 市的 Du Pont Performance Elastomers 銷(xiāo)售的VITON 氟橡膠來(lái)制造這些0形環(huán)。獲取電極612、板電極624、和漂移末端-板電極625協(xié)作而產(chǎn)生化學(xué)電離/漂移 腔室620中的電磁場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，電磁場(chǎng)沿x軸具有線(xiàn)性場(chǎng)梯度。電磁場(chǎng)梯度也可 以是非線(xiàn)性的，例如，基于施加于獲取電極612、板電極624的每一個(gè)以及漂移末端-板電 極625的電位的差異。電磁場(chǎng)引導(dǎo)試劑離子，并且促進(jìn)試劑離子和樣品流體成分之間的交
互作用。在一些實(shí)施例中，在沿x軸的增加方向上，把減小的電位沿中心線(xiàn)A的方向施加于 板電極624和漂移末端-板電極625中的每一個(gè)上，以促進(jìn)化學(xué)電離/漂移腔室620中試 劑離子和產(chǎn)品離子的流動(dòng)。從樣品供給(未示出)把樣品氣體提供給化學(xué)電離/漂移腔室 620，例如，如圖1中討論，經(jīng)由漂移外腔室中的端口(例如，圖5的端口 571)，然后經(jīng)由絕 緣套圈628側(cè)的端口 632。在另一個(gè)絕緣套圈628側(cè)的相似的端口可以與圖5的端口 571 上的量具572進(jìn)行流體傳送，以促進(jìn)化學(xué)電離/漂移腔室620中的壓力測(cè)量。在一些實(shí)施 例中，樣品供給包括用于控制進(jìn)入化學(xué)電離/漂移腔室620的樣品流體的流動(dòng)的質(zhì)量流控 制器。在沿x軸增加的方向上，沿中心線(xiàn)A放出樣品氣體，并且與試劑離子交互作用。使板 電極624和漂移末端-板電極625都緊固在獲取電極612上，獲取電極612支撐化學(xué)電離 /漂移腔室620中的板電極624和漂移末端-板電極625。在一些實(shí)施例中，使控制模塊(未示出)與獲取電極612、板電極624的每一個(gè)以 及漂移末端-板電極625耦合，以把電位提供給電極612、624和625的每一個(gè)?？刂颇K 還監(jiān)視化學(xué)電離/漂移腔室620內(nèi)的其它參數(shù)，諸如場(chǎng)梯度、壓力或檢測(cè)到的離子強(qiáng)度。當(dāng) 特定的監(jiān)視參數(shù)值偏離預(yù)定閥值時(shí)，控制模塊可以對(duì)用于把電位施加于離子獲取電極612、 板電極624的每一個(gè)以及漂移末端-板電極625的值進(jìn)行復(fù)位或調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施例中，控制模塊經(jīng)由反饋環(huán)路響應(yīng)化學(xué)電離/漂移腔室620中的參數(shù) 變化而自動(dòng)地改變離子獲取電極612、板電極624的每一個(gè)以及漂移末端-板電極625的電 位。例如，控制模塊可以建立作為初始條件或模式的電場(chǎng)梯度和壓力(它定義給定樣品監(jiān) 視要求的最優(yōu)e/n(例如，電荷密度)設(shè)置)。在一些實(shí)施例中，控制模塊可以監(jiān)視化學(xué)電離 /漂移腔室620的參數(shù)以及通過(guò)電場(chǎng)梯度和壓力的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)來(lái)維持最優(yōu)e/n水平。在一些 實(shí)施例中，控制模塊可以改變化學(xué)電離/漂移腔室620場(chǎng) 度和/或壓力水平，根據(jù)用戶(hù)引 入的e/n水平的調(diào)節(jié)-例如，當(dāng)使用不同e/n水平在兩個(gè)同量異位化合物之間進(jìn)行鑒別時(shí)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)離子獲取電極612、板電極624的每一個(gè)以及漂移末端-板電極625 建立的電場(chǎng)梯度沿x軸(或中心線(xiàn)A)是線(xiàn)性的。在一些實(shí)施例中，電場(chǎng)梯度是非線(xiàn)性的。 控制模塊可以監(jiān)視的和與化學(xué)電離/漂移腔室620中的電場(chǎng)、壓力和e/n水平相關(guān)聯(lián)的另 一個(gè)參數(shù)是產(chǎn)品離子對(duì)試劑離子的比。漂移外腔室562結(jié)合固定法蘭636，把固定法蘭636緊固到質(zhì)譜儀644的對(duì)應(yīng)法蘭 640上，并在兩者之間設(shè)置了雙面法蘭648。把定義獲取孔656的離子獲取電極652緊固到 法蘭648上，例如，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)絕緣螺釘660。絕緣套圈658 (例如，由陶瓷制造)使離 子獲取電極652與雙面法蘭648電絕緣。金屬板659屏蔽絕緣套圈658，并且減少表面電荷 建立，表面電荷建立會(huì)干擾化學(xué)電離/漂移腔室620和質(zhì)譜儀644之間的區(qū)域657中的離子 光學(xué)器件。把電位施加于離子獲取電極652以產(chǎn)生把試劑離子和產(chǎn)品離子從化學(xué)電離/漂 移腔室620引導(dǎo)到質(zhì)譜儀644的場(chǎng)。質(zhì)譜儀644包括質(zhì)譜儀探頭664，質(zhì)譜儀探頭664具有 一個(gè)或多個(gè)孔668以促進(jìn)真空泵浦和/或排空質(zhì)譜儀644和質(zhì)譜儀探頭664。質(zhì)譜儀探頭 664實(shí)質(zhì)上與中心線(xiàn)A對(duì)準(zhǔn)，離子可以沿中心線(xiàn)A通過(guò)焦點(diǎn)電極676進(jìn)入質(zhì)譜儀探頭664。 質(zhì)譜儀探頭664耦合到分析模塊，該分析模塊根據(jù)耦合到質(zhì)譜儀探頭664的檢測(cè)器(未示 出)收集到的試劑離子和產(chǎn)品離子產(chǎn)生和/或顯示質(zhì)譜。在一些實(shí)施例中，在化學(xué)電離/ 漂移腔室620和質(zhì)譜儀644之間的區(qū)域657中使用另外的離子光學(xué)器件(未示出)，例如， 使到達(dá)質(zhì)譜儀644的試劑離子和產(chǎn)品離子水平最優(yōu)化。離子光學(xué)器件可以采取焦點(diǎn)孔徑或 3元單透鏡的形式。圖7是實(shí)施本發(fā)明的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀系統(tǒng)700的平面圖。系統(tǒng)700包括用于把離 子提供給系統(tǒng)700的離子源704。例如，離子源704可以從化學(xué)電離/漂移區(qū)域508的化學(xué) 電離/漂移腔室620提供產(chǎn)品離子和試劑離子。離子通過(guò)離子流從離子源704傳送到飛行 時(shí)間質(zhì)譜儀708。離子可以通過(guò)離子獲取電極(未示出)中的離子獲取孔(未示出)進(jìn)入 飛行時(shí)間質(zhì)譜儀708，離子獲取電極是與飛行時(shí)間質(zhì)譜儀708電絕緣的?？梢园央娢皇┘佑?離子獲取電極以產(chǎn)生用于在飛行時(shí)間質(zhì)譜儀708中引導(dǎo)離子的電磁場(chǎng)。耦合飛行時(shí)間質(zhì)譜儀708使之與建立飛行腔室708中的壓力的泵浦系統(tǒng)712進(jìn)行 流體傳送。向包括一組離子透鏡720的離子光學(xué)組件716引導(dǎo)離子。把一個(gè)或多個(gè)電位施 加于離子透鏡720以提供引導(dǎo)和定義離子束幾何形狀的電磁場(chǎng)。例如，離子透鏡720可以 限制離子流可能的軌跡，從而使離子流聚焦或增加通過(guò)較小體積的離子通量。離子透鏡720 還可以減少速度譜或離子分布中的變化。在一些實(shí)施例中，離子透鏡720是靜電透鏡，諸如 具有所施加的一個(gè)或多個(gè)DC電位的四極透鏡。離子透鏡720產(chǎn)生與離子流交互作用以使 離子流方向上(例如，沿軌跡728)的空間變化最小的聚焦場(chǎng)。光學(xué)組件716可以使離子束 或流的特性?xún)?yōu)化，例如，增加離子通量、動(dòng)能或離子流的速度。離子束特性的這種提高允許 提高質(zhì)譜的分辨率以及提高質(zhì)譜中峰值的檢測(cè)。質(zhì)譜中的峰值表示具有特定質(zhì)量值的特定 離子的標(biāo)識(shí)或量。提高的質(zhì)譜分辨率和譜峰值允許提高峰值和譜或信號(hào)噪聲之間的差異。離子在向離子束調(diào)節(jié)器724引導(dǎo)的集中流中退出光學(xué)組件716。離子束調(diào)節(jié)器 724可以是斬波器組件，該斬波器組件中斷或調(diào)制沿通過(guò)飛行區(qū)域732的軌跡728的離子 流。在一些實(shí)施例中，使離子束調(diào)節(jié)器724耦合到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(未示出)，例如，控制離子束調(diào) 節(jié)器724的參數(shù)的數(shù)字電子控制模塊?？梢愿鶕?jù)特定的中斷或流圖案來(lái)控制參數(shù)。這種參 數(shù)可以包括施加于離子束調(diào)節(jié)器中另外的導(dǎo)線(xiàn)的正和負(fù)電壓，這在施加電壓時(shí)導(dǎo)致離子散射，并且在沒(méi)有施加電位時(shí)導(dǎo)致沿軌跡728的離子流不中斷(或脈動(dòng))。在一些實(shí)施例中， 可以調(diào)節(jié)所施加的正和負(fù)電壓的量值以獲得最佳性能。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)特 定的圖案(例如，以特定的時(shí)間周期重復(fù)地打開(kāi)和關(guān)閉離子束調(diào)節(jié)器門(mén))控制離子束調(diào)節(jié) 器724的參數(shù)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還可以根據(jù)隨機(jī)的或不規(guī)定的圖案來(lái)控制離子束調(diào)節(jié)器724的參 數(shù)。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是基于可以沿軌跡728產(chǎn)生脈動(dòng)離子流的偽隨機(jī)二進(jìn)制序 列的。在一些實(shí)施例中，離子束調(diào)節(jié)器724是可以快速開(kāi)關(guān)以產(chǎn)生脈動(dòng)離子流的離子門(mén)，例 如，根據(jù)特定的流圖案。已知合適的離子門(mén)的例子為Bradbury-Nielsen門(mén)。離子沿x軸的減小方向上的軌跡728移動(dòng)，并且向著第二光學(xué)系統(tǒng)736。光學(xué)系統(tǒng) 736可以是反射器(這里也稱(chēng)之為736)，它通過(guò)反射離子來(lái)影響和/或改變軌跡728的方 向，其中軌跡728a的路徑與軌跡728的路徑是對(duì)稱(chēng)的，對(duì)稱(chēng)軸通過(guò)反射器736的中心。在一 些實(shí)施例中，反射器736包括一組靜電透鏡(未示出)，用于反射和/或沿反射的軌跡728a 再引導(dǎo)離子流。在一些實(shí)施例中，反射器736包括結(jié)合在一起的電阻性玻璃管(resistive glass tube)的兩個(gè)部分。在反射器736的前面730處設(shè)置了柵格(未示出)，并且在兩個(gè) 結(jié)合的管部分之間設(shè)置了第二柵格738。可以把固定電位施加于前面730處的、兩部分管之 間的柵格處的、以及反射器736的后面734處的柵格。如此的配置允許在離子反射管中建 立電場(chǎng)梯度。在退出光學(xué)系統(tǒng)之后，離子遵循反射軌跡728a到達(dá)檢測(cè)器740。可以使用光學(xué)系統(tǒng)736來(lái)增加離子在飛行區(qū)域732中行進(jìn)的路徑長(zhǎng)度1，例如，以 增加所捕獲的質(zhì)譜中信號(hào)峰值的分辨率。例如，根據(jù)軌跡728和反射的軌跡728a中每一個(gè) 的長(zhǎng)度的總和，路徑長(zhǎng)度1可以是已知的或確定的值。可以使用離子越過(guò)路徑長(zhǎng)度1所需 要的時(shí)間量來(lái)確定試劑離子或產(chǎn)品離子的質(zhì)量或質(zhì)荷比。例如，在通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)715產(chǎn)生 的電磁場(chǎng)的影響下加速之后，越過(guò)路徑長(zhǎng)度1所需要的時(shí)間量表示為離子在飛行腔室708 中的速度或動(dòng)能?？梢耘cLorentz力定律和牛頓第二定律一起使用離子越過(guò)路徑長(zhǎng)度1所 花費(fèi)的時(shí)間來(lái)確定質(zhì)量或質(zhì)荷比。還可以使用光學(xué)系統(tǒng)736來(lái)校正試劑離子和產(chǎn)品離子的 動(dòng)能中的變化。具有相對(duì)較高的動(dòng)能的離子比具有相對(duì)較低動(dòng)能的離子更能行進(jìn)而進(jìn)入光 學(xué)系統(tǒng)(沿減小的x軸)。有時(shí)把這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為滲透或反射滲透。使檢測(cè)器740定位于軌 跡728或反射軌跡728a的焦點(diǎn)處或附近減少了質(zhì)譜上能量分布的影響。從離子束調(diào)節(jié)器724的不同的脈沖通過(guò)飛行區(qū)域732移動(dòng)的離子可以在飛行區(qū)域 732中混合，在通過(guò)檢測(cè)器740接收到的信號(hào)中或在檢測(cè)器740產(chǎn)生的質(zhì)譜中，導(dǎo)致信號(hào)卷 積。一般在能量焦點(diǎn)處或附近設(shè)置檢測(cè)器740，以致檢測(cè)器幾乎同時(shí)收集退出光學(xué)系統(tǒng)736 的相同質(zhì)量但是不同能量的離子。在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器740是堆疊式微通道板型檢測(cè) 器。檢測(cè)器740以脈沖計(jì)數(shù)模式工作。脈沖計(jì)數(shù)模式允許當(dāng)各個(gè)離子在通過(guò)飛行區(qū)域732 之后到達(dá)檢測(cè)器時(shí)收集它們。在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器740與信號(hào)鑒別器、放大器和/或時(shí) 間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC) —起使用。當(dāng)離子束調(diào)節(jié)器724使用偽隨機(jī)二進(jìn)制序列型脈沖時(shí)，可以使用信號(hào)處理技術(shù) (諸如統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理技術(shù))對(duì)從通過(guò)檢測(cè)器740收集到的離子捕獲的信號(hào)進(jìn)行去卷積。統(tǒng) 計(jì)信號(hào)處理技術(shù)根據(jù)卷積信號(hào)或譜的統(tǒng)計(jì)分析提供關(guān)于信號(hào)或譜的信息。用于對(duì)捕獲的信 號(hào)去卷積的合適的信號(hào)處理技術(shù)的例子是最大似然信號(hào)處理。最大似然信號(hào)處理一般根據(jù)所測(cè)量的事件執(zhí)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。例如，對(duì)于測(cè)量獨(dú)立變 量Xi和因變量yi (i從1到N)的N個(gè)事件的收集，可以從測(cè)量到的數(shù)據(jù)Xi和yi來(lái)確定擬合函數(shù)。擬合函數(shù)包括m個(gè)參數(shù) 其中i從1到m。可以對(duì)每個(gè)事件寫(xiě)出形式為y(Xi) ^y(xi; ai，a2, . . . , affl)的擬合函數(shù)。對(duì)于每個(gè)事件，可以把y (Xi)擬合函數(shù)轉(zhuǎn)換成歸一化的概率密 度函數(shù)？1^ (\;&1，&2，...，。?？梢栽赲的觀察值處計(jì)算概率密度函數(shù)Pp似然函數(shù) L(ai，a2， ，affl)是各個(gè)概率密度的積，使得
NL(a}, “2,…，“m ) = ]~[ f，
/=i并且可以通過(guò)相對(duì)于參數(shù)使似然函數(shù)L(ai，a2, . . . , affl)最小化而得到各個(gè)參數(shù) 的最大似然值。在一些實(shí)施例中，使用離子束調(diào)節(jié)器724的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列脈沖來(lái)操作飛行時(shí) 間質(zhì)譜儀700以產(chǎn)生卷積的信號(hào)或譜。然后使用最大似然信號(hào)處理使卷積的信號(hào)或譜去卷 積。當(dāng)在這個(gè)模式中使用時(shí)，離子束調(diào)節(jié)器724允許離子在約50%的總可用時(shí)間中通過(guò)， 允許總的可用離子中的約50%通過(guò)飛行區(qū)域732。飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的這種“高占空比”操 作在增強(qiáng)信噪比、提高靈敏度和較寬的動(dòng)態(tài)范圍方面提供了性能優(yōu)點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，在 單脈沖模式中操作飛行時(shí)間質(zhì)譜儀700，其中在觸發(fā)離子束調(diào)節(jié)器的后續(xù)脈沖之前，檢測(cè)器 740收集來(lái)自離子束調(diào)節(jié)器724的單個(gè)脈沖的所有離子。除了飛行時(shí)間質(zhì)譜儀700的“高占空比”操作提供的優(yōu)點(diǎn)之外，最大似然信號(hào)處理 也提供優(yōu)于其它信號(hào)去卷積方法的額外的性能提高。最大似然信號(hào)處理處理信號(hào)噪聲作為 泊松噪聲而非高斯噪聲。最大似然信號(hào)處理還可以參考實(shí)際的儀器響應(yīng)函數(shù)(例如，實(shí)際 的離子束調(diào)節(jié)器脈沖形狀)而非理想的儀器響應(yīng)函數(shù)。這些性能提高促進(jìn)信號(hào)分辨率的提 高，以及還增強(qiáng)信噪比和動(dòng)態(tài)范圍。在一些實(shí)施例中，通過(guò)數(shù)據(jù)分析模塊(未示出)執(zhí)行最大似然信號(hào)處理。還可以 使用數(shù)據(jù)分析模塊來(lái)識(shí)別質(zhì)譜中的物質(zhì)，例如，基于查找表或單變量或多變量概率法。在一 些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分析模塊可以基于多變量統(tǒng)計(jì)分析。合適的多變量統(tǒng)計(jì)分析的例子包括， 但是不局限于，偏最小二乘判別分析(PLS-DA)或使用Hotelling型分析或DmodX型分析的 主成分分析。在一些實(shí)施例中，使用數(shù)據(jù)分析模塊來(lái)解譯樣品數(shù)據(jù)以確定樣品是否與特定 數(shù)目相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分析模塊監(jiān)視系統(tǒng)的診斷輸出以確定系統(tǒng)(例如，圖1 的系統(tǒng)100)中是否已發(fā)生故障。這里描述的質(zhì)譜系統(tǒng)和技術(shù)存在許多應(yīng)用。尤其，可以檢測(cè)痕量濃度或濃度中的 揮發(fā)性有機(jī)化合物。以實(shí)時(shí)檢測(cè)和識(shí)別痕量濃度揮發(fā)性有機(jī)化合物而增加靈敏度和能力提 供了這里的系統(tǒng)和和方法的多種應(yīng)用。特定應(yīng)用包括氣體(例如，環(huán)境空氣、來(lái)自封閉空間 的氣體、來(lái)自氣體供給的氣體、從固體樣品或從容器或在食品或飲料產(chǎn)品上的上部空間發(fā) 出的氣體)的采樣。然后把經(jīng)采樣的氣體引入氣體樣品入口端，并與試劑離子交互作用以 形成產(chǎn)品離子。揮發(fā)性有機(jī)化合物的特定應(yīng)用和檢測(cè)與如何以及何處放置氣體樣品入口端 有關(guān)。在一些實(shí)施例中，氣體樣品入口端包括按應(yīng)用需要定制氣體樣品入口端的應(yīng)用特 定特征。例如，在醫(yī)療診斷應(yīng)用中，可以使氣體樣品入口端與罩住人的鼻子和嘴的面罩耦 合。氣體樣品入口端或面罩也可以與細(xì)菌過(guò)濾器結(jié)合。在包括來(lái)自環(huán)境包含粒子的應(yīng)用中， 例如，粒子過(guò)濾器可以與樣品線(xiàn)或氣體樣品入口端結(jié)合。在樣品蒸汽包含會(huì)冷凝的物質(zhì)的 應(yīng)用中，可以把加熱器結(jié)合到系統(tǒng)(例如，樣品線(xiàn))中，以對(duì)樣品線(xiàn)加熱到特定溫度。
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樣品氣體收集器的例子包括容器、罐、或基于真空的產(chǎn)品(該產(chǎn)品含出口端，用于 供氣體通過(guò)而到氣體樣品入口端)。氣體收集器可以收集發(fā)現(xiàn)氣體的環(huán)境中的氣體，并且存 儲(chǔ)氣體供以后分析用，在該情況中，收集器是相當(dāng)能滲透氣體的。在一些實(shí)施例中，氣體收 集器包括饋送到氣體樣品入口端和到漂移腔室以便實(shí)時(shí)檢測(cè)和/或監(jiān)視的出口端。此后描述的質(zhì)譜系統(tǒng)和方法的各種應(yīng)用都在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。所描述的質(zhì) 譜技術(shù)的一類(lèi)應(yīng)用包括在包含環(huán)境空氣的空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物的痕量濃度級(jí)濃度 的測(cè)量?？梢詮姆忾]的空間或非封閉的空間對(duì)環(huán)境空氣進(jìn)行采樣(例如，通過(guò)使氣體樣品 入口端在環(huán)境空氣附近定位)。可以監(jiān)視市區(qū)的揮發(fā)性有機(jī)化合物，用于檢測(cè)城市和城鎮(zhèn)中和/或工業(yè)用地附近 的汽車(chē)排放和污染物。有時(shí)把這些稱(chēng)為人為V0C。例如，工業(yè)用地可以包括化工廠、垃圾焚化 廠、鋼鐵和水泥生產(chǎn)設(shè)施。工業(yè)設(shè)施會(huì)發(fā)出V0C，諸如二噁英替代(以及基于二噁英的化合 物)、呋喃(以及基于呋喃的化合物)、氯酚、萘、苯、甲苯、乙烯、氧化乙烯(xyethylene)(統(tǒng) 稱(chēng)BTEX)物質(zhì)。此外，由管理機(jī)構(gòu)(諸如美國(guó)的環(huán)境保護(hù)署、或其它國(guó)家的環(huán)境部(MfE))， 根據(jù)特定程序(諸如V0C倡議或非甲烷有機(jī)化合物倡議)標(biāo)識(shí)的V0C或市區(qū)有害空氣污染 物。在一些實(shí)施例中，在垃圾焚化廠或煙囪附近設(shè)置氣體樣品入口端是有用的，可以 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和調(diào)節(jié)(例如，實(shí)時(shí)反饋)以減少輻射。這種實(shí)時(shí)監(jiān)視對(duì)于確認(rèn)所陳述的洗 滌器效率和優(yōu)化燃燒過(guò)程也是有用的。在一些實(shí)施例中，氣體樣品入口端設(shè)置在封閉空間中，用于監(jiān)視封閉空間的空氣 中的V0C含量。封閉空間的例子包括建筑物內(nèi)、汽車(chē)內(nèi)以及飛機(jī)客艙內(nèi)?？梢詮墓ぷ鲄^(qū)位置 (例如，半導(dǎo)體制造設(shè)施或鑄造廠的凈化室)對(duì)氣體采樣，以確認(rèn)堅(jiān)持環(huán)保規(guī)定(例如，職業(yè) 安全及健康規(guī)則)。還可以使用氣體樣品入口端以實(shí)時(shí)監(jiān)視和檢測(cè)建筑物中用于環(huán)境空氣 控制的空氣處理和過(guò)濾系統(tǒng)，用于研究“病態(tài)樓宇”綜合癥，檢測(cè)建筑物材料的降質(zhì)(包括 建筑物泄漏)，以及測(cè)試建筑物內(nèi)消費(fèi)產(chǎn)品(例如，涂層和材料輻射的煙霧)。例如，可以使用這里描述的質(zhì)譜法監(jiān)視和檢測(cè)由在非城市的、鄉(xiāng)村或遠(yuǎn)處位置的 森林和/或工廠輻射的V0C。一般，已知這個(gè)類(lèi)型的V0C為“生物” V0C。在一些實(shí)施例中， 在含泥土樣品的容器的頂部空間對(duì)氣體采樣(例如，測(cè)試從或圍繞污染場(chǎng)址取得的泥土樣 品中的V0C)?？梢允褂觅|(zhì)譜技術(shù)來(lái)監(jiān)視、檢測(cè)和分析通過(guò)垃圾填埋場(chǎng)、禽畜養(yǎng)殖區(qū)(包括集 中的動(dòng)物喂養(yǎng)操作)和/或水系統(tǒng)輻射的氣體。在非封閉的空間中，可以把氣體樣品入口端設(shè)置在汽車(chē)或飛機(jī)引擎排放的下游， 以對(duì)這些輻射或其它感興趣的氣體(包括二氧化硫(H2S))的V0C含量進(jìn)行監(jiān)視和/或定 量。通過(guò)設(shè)置氣體樣品入口端以捕獲大氣氣體，這里描述的技術(shù)還可應(yīng)用于大氣化學(xué)和/ 或大氣成分的研究。分析這些氣體以研究和評(píng)估光氧化過(guò)程和/或?qū)е驴砂ㄍ慨愇换?合物的二次有機(jī)氣溶膠的形成的其它機(jī)構(gòu)。這里描述的技術(shù)還可應(yīng)用于食品和飲料業(yè)。例如，食品或飲料產(chǎn)品上方的頂部空 間包含可以使用質(zhì)譜法分析的氣體。頂部空間可以在于封閉空間中(例如，在密封的容器 中)或在非封閉的空間中。食品和飲料應(yīng)用的例子包括對(duì)多種食品(諸如，例如，咖啡、橄欖油、乳類(lèi)產(chǎn)品、肉 類(lèi)產(chǎn)品(包括家禽和豬肉)、魚(yú)類(lèi)產(chǎn)品、藥草和香料、啤酒、酒和其它酒精飲料)中的口味和香氣進(jìn)行監(jiān)視、識(shí)別和分組?？梢愿鶕?jù)對(duì)不同香氣有貢獻(xiàn)的V0C成分來(lái)確定和/或識(shí)別氣 體中的香氣?？梢允褂没瘜W(xué)電離反應(yīng)和/或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法來(lái)監(jiān)視食品腐敗和/或腐 爛，例如，通過(guò)作為細(xì)菌在食品中活動(dòng)的結(jié)果而產(chǎn)生的V0C的分析?？梢允褂眠@里的質(zhì)譜 法來(lái)確定食品(例如，面包)的新鮮度，并且提供質(zhì)量保證和質(zhì)量控制，以及幫助確定產(chǎn)品 穩(wěn)定性和貨架壽命?？梢允褂觅|(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行食品生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控(包括混和、混合、烘焙、烹 飪)，以及確定特定批的食品是否不適合于分發(fā)或消費(fèi)。在食品和飲料業(yè)內(nèi)，可以使用質(zhì)譜法從食品包裝來(lái)檢測(cè)食品中的污染(例如，溶 劑殘留或來(lái)自塑料食品包裝的污染)。這里的質(zhì)譜技術(shù)可應(yīng)用于測(cè)試在各種食品中使用的 水溶性和脂溶性抗氧化劑和/或其它食品添加劑?；瘜W(xué)電離反應(yīng)和/或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜儀還可應(yīng)用于醫(yī)療保健領(lǐng)域作為用于診 斷或預(yù)后的儀器。例如，可以把氣體樣品入口端設(shè)置在人嘴附近，以收集人的氣息而提供給 質(zhì)譜系統(tǒng)。氣息中的V0C可以表示特定疾病的存在或病人的特殊物理?xiàng)l件。存在包含V0C 的氣息分析應(yīng)用的數(shù)個(gè)例子。例如，通過(guò)檢測(cè)特定烷烴和苯衍生物，可以分析氣息來(lái)篩選各 種類(lèi)型的癌癥(例如，肺癌)。還可以根據(jù)病人氣息中的V0C物質(zhì)和量分析其它情況的氣 息，諸如肺結(jié)核、糖尿病、真菌感染(例如，骨髓病人中)、精神分裂癥和/或雙極紊亂。還可以使用這里描述的質(zhì)譜法來(lái)監(jiān)視腎或其它腎功能。當(dāng)存在細(xì)菌感染時(shí)，囊性 纖維化患者的人類(lèi)氣息可以包括特定的V0C，并且可以診斷感染。在一些實(shí)施例中，人類(lèi)氣 息包括表示器官移植排斥反應(yīng)的特定的V0C。人類(lèi)氣息還可以包括可以通過(guò)所描述的質(zhì)譜 儀檢測(cè)的(痕量濃度的)性能增強(qiáng)藥物。還可以使用V0C的氣息分析和檢測(cè)來(lái)定制運(yùn)動(dòng)員 和病人的飲食和訓(xùn)練方案。使用這里描述的質(zhì)譜儀的人類(lèi)氣息的V0C分析，使評(píng)估和監(jiān)視 代謝功能和診斷甲狀腺問(wèn)題成為可能?；瘜W(xué)電離反應(yīng)和/或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法可應(yīng)用于保安、生物安全、以及法醫(yī)學(xué) 刑事調(diào)查領(lǐng)域。例如，可以使用這里描述的系統(tǒng)和方法來(lái)監(jiān)視和檢測(cè)爆炸材料、化學(xué)戰(zhàn)劑 (CWA)和/或戰(zhàn)場(chǎng)氣體、助燃劑(縱火調(diào)查時(shí))以及尸體埋葬位置。此外，可以設(shè)置氣體樣 品入口端來(lái)收集人類(lèi)氣息以篩選對(duì)于CWA或戰(zhàn)場(chǎng)氣體暴露?？梢允褂觅|(zhì)譜法來(lái)檢測(cè)和分析 給出不同體液特征的特定的V0C(例如，在犯罪現(xiàn)場(chǎng)收集的證據(jù))。這里描述的概念還可應(yīng) 用于篩選和檢測(cè)毒品和/或毒品的濫用，或是經(jīng)由氣息分析，或通過(guò)把氣體樣品入口端耦 合到懷疑含毒品的容器上。更一般地，可以把氣體樣品入口端耦合到集裝箱或包裝上，以檢 測(cè)構(gòu)成生物安全威脅的、作為材料或物質(zhì)的特征的V0C(例如，炭疽或孢子)。還可以使用所描述的技術(shù)來(lái)監(jiān)視通過(guò)V0C的存在而證明的農(nóng)作物害蟲(chóng)和病菌污 染。例如，可以把氣體樣品入口端設(shè)置在糧食附近以檢測(cè)糧食中存在真菌毒素(真菌毒 素)。還可以使用化學(xué)電離反應(yīng)和/或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法來(lái)檢測(cè)作物收獲后的真菌或昆 蟲(chóng)(例如，在分發(fā)給食品和飲料生產(chǎn)公司之前)。在化妝品、衛(wèi)生用品和消費(fèi)制藥業(yè)方面也存在化學(xué)電離反應(yīng)和/或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng) 質(zhì)譜法應(yīng)用，諸如，例如，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段分析和測(cè)試產(chǎn)品。也可以在生產(chǎn)過(guò)程期間使用質(zhì) 譜法，以在分發(fā)之前檢測(cè)任何故障或缺陷?；瘖y品、衛(wèi)生用品和消費(fèi)制藥業(yè)的應(yīng)用例子包括根據(jù)對(duì)特定香味有貢獻(xiàn)的V0C成 分的識(shí)別進(jìn)行香味研究和開(kāi)發(fā)(例如，香水、止汗劑、和除臭劑)。這里描述的概念還可以應(yīng) 用于衛(wèi)生用品和消費(fèi)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和測(cè)試(例如，在測(cè)試或?qū)嶒?yàn)室環(huán)境中的使用期間，監(jiān)視V0C含量和檢測(cè)V0C水平)。這些產(chǎn)品包括漱口水、牙膏、肥皂、抗菌藥膏、和面霜，除臭劑和 止汗劑。還可以使用氣息分析來(lái)分析和監(jiān)視口腔衛(wèi)生產(chǎn)品。像食品和飲料業(yè)那樣，可以使 用化學(xué)電離反應(yīng)和/或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法進(jìn)行用于化妝品、衛(wèi)生用品、和藥品消費(fèi)產(chǎn)品 的一般質(zhì)量控制和/或質(zhì)量保證程序，包括估計(jì)產(chǎn)品穩(wěn)定性和/或貨架壽命。存在化學(xué)電離反應(yīng)和/或質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法的另外的應(yīng)用。例如，可以在生物 制藥工業(yè)的過(guò)程監(jiān)視和控制中使用所描述的概念，例如，在發(fā)酵過(guò)程期間監(jiān)視和識(shí)別所產(chǎn) 生的V0C。某些監(jiān)管機(jī)構(gòu)(例如，ASTM國(guó)際)已經(jīng)公布目標(biāo)以提高生物產(chǎn)品制造的質(zhì)量、安 全和效率。設(shè)置氣體樣品入口端以收集樣品在制造過(guò)程期間進(jìn)行在線(xiàn)分析可以進(jìn)一步達(dá)到 這些監(jiān)管目標(biāo)。在一些實(shí)施例中，可以使用質(zhì)譜法進(jìn)行生物研究以檢測(cè)與植物葉片傷人及防御機(jī) 制相關(guān)聯(lián)的痕量濃度的V0C。在一些實(shí)施例中，設(shè)置氣體樣品入口端以從氣體供給(例如， 烴羽)收集樣品。根據(jù)上述方法確定氣體供給的V0C含量。烴羽可以表示油和/或氣體沉 積，并且可以在石油勘探中使用這里的質(zhì)譜技術(shù)。還可以使用化學(xué)電離反應(yīng)和/或質(zhì)子轉(zhuǎn) 移反應(yīng)質(zhì)譜進(jìn)行分析和使汽車(chē)工業(yè)中的催化劑性能最優(yōu)化。在這些應(yīng)用中，設(shè)置氣體樣品 入口端以收集前和后氣體物質(zhì)，例如，為了比較的目的。其他應(yīng)用對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人 員是顯而易見(jiàn)的，并且在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。在一些實(shí)施例中，使用結(jié)合本發(fā)明原理的光譜儀作為電子鼻系統(tǒng)的部件。在一些 實(shí)施例中，電子鼻系統(tǒng)還包括分析模塊，用于分析通過(guò)光譜儀輸出的信號(hào)?？梢允褂秒娮颖?系統(tǒng)來(lái)分析蒸汽和氣體，包括在固體或液體物質(zhì)上方頂部空間中的那些蒸汽和氣體，這包 括多個(gè)成分。分析模塊分析通過(guò)光譜儀輸出的信號(hào)，并且能夠識(shí)別樣品中的特定成分。此 外，分析模塊執(zhí)行物質(zhì)存在的全局指印分析(即，捕獲化學(xué)簽名)，這與以前存儲(chǔ)信息中來(lái) 自其它物質(zhì)的指印進(jìn)行比較。在一些實(shí)施例中，分析模塊包括計(jì)算機(jī)處理器，例如，該計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行多變量 分析算法，圖案識(shí)別算法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，這些對(duì)于處理大量樣品參數(shù)來(lái)定樣品的特征和 進(jìn)行比較是特別有用的(例如，許多V0C成分峰值是某些氣味和香味的特征)。例如，多變 量分析技術(shù)對(duì)于觀察和分析一個(gè)以上的統(tǒng)計(jì)變量是有用的，并可以減少來(lái)自復(fù)雜指印的數(shù) 據(jù)，以進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。使用這個(gè)方法，可以把相似的香味和氣味組合成組，并且可以識(shí)別 和突出離群者。在分析通過(guò)食品和飲料發(fā)射的V0C的全局指印時(shí)，使用電子鼻系統(tǒng)，食品和飲料 通常包括大量成分(例如，多個(gè)不同的V0C物質(zhì))。例如，氣味包括分子，每個(gè)分子具有特定 的大小和形狀。在人類(lèi)鼻子中，每個(gè)分子具有相應(yīng)大小和形狀的接收器。可以使用光譜儀 來(lái)唯一地作出氣味樣品中許多不同分子的指印。電子鼻系統(tǒng)的另外的應(yīng)用包括檢測(cè)對(duì)于醫(yī) 療診斷的疾病為特定的氣味，在環(huán)保方面檢測(cè)污染物和氣體泄漏。在一些實(shí)施例中，電子鼻 系統(tǒng)包括另外的傳感器(例如，一個(gè)或多個(gè)氣體傳感器，包括金屬氧化物半導(dǎo)體(M0S)、導(dǎo) 電聚合物(CP)、石英晶體微量天平以及場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M0SFET)傳感器)，這些傳感器輸出 由分析模塊分析的信號(hào)。在已經(jīng)參考具體實(shí)施例特定地示出和描述本發(fā)明的同時(shí)，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員 可以理解，可以作出形式上和細(xì)節(jié)上的各種改變而不偏離由所附的權(quán)利要求書(shū)定義的本發(fā) 明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種方法，包括引入樣品氣體；向等離子體區(qū)域提供試劑蒸汽；向等離子體區(qū)域中的試劑蒸汽提供微波或高頻RF能量以形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子；使一個(gè)或多個(gè)試劑離子與樣品氣體交互作用以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子；把一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子引導(dǎo)到四極或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊；以及通過(guò)質(zhì)譜儀模塊確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的峰值強(qiáng)度或質(zhì)量中的至少一個(gè)的值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述樣品氣體包括至少是痕量濃度的一個(gè) 或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入包括把氣體樣品入口端耦合到封閉空間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入包括在非封閉空間中設(shè)置氣體樣品入□端。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入包括把氣體樣品入口端耦合到一容器。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入包括把氣體樣品入口端耦合到汽車(chē)或 飛機(jī)排放的下游。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入包括把氣體樣品入口端耦合到食品或 飲料產(chǎn)品上方的頂部空間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入包括把氣體樣品入口端設(shè)置在人嘴附 近以收集呼出的氣息。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入包括把氣體樣品入口端設(shè)置在用于發(fā) 出氣體或蒸汽的固體樣品材料的附近。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入包括把氣體樣品入口端耦合到氣體供 給源。
11.一種系統(tǒng)，包括微波或高頻RF能量源，用微波或RF能量使試劑蒸汽的粒子電離以形成一個(gè)或多個(gè)試 劑離子；供給源，用于幫助分析樣品氣體，所述樣品氣體包括至少是痕量濃度的一個(gè)或多個(gè)揮 發(fā)性有機(jī)化合物；腔室，所述腔室包括允許樣品進(jìn)入腔室以與來(lái)自微波或高頻RF能量源的一個(gè)或多個(gè) 試劑離子交互作用而形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的入口端，所述腔室中產(chǎn)生電磁場(chǎng)；以及相對(duì)于腔室的退出孔而設(shè)置的四極或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊，用于收集一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品 離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子，來(lái)幫助確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的 每一個(gè)的峰值強(qiáng)度和/或質(zhì)量中的至少一個(gè)的值。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述四極或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊幫助確 定氣體樣品中的一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物的峰值強(qiáng)度或質(zhì)量中的至少一個(gè)。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述四極或飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊幫助確定氣體樣品中的一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物的身份。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物包括 二噁英基化合物、呋喃基化合物、氯酚、萘、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、非甲烷有機(jī)化合物、二次 有機(jī)氣溶膠、同量異位化合物、化學(xué)戰(zhàn)劑、戰(zhàn)場(chǎng)氣體、助燃劑、表征體液和真菌物種和真菌毒 素的存在的揮發(fā)性有機(jī)化合物、或這些的任何組合。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物包括 人為的或生物的揮發(fā)性有機(jī)化合物。
16.一種質(zhì)譜系統(tǒng)，包括用于引入樣品氣體的裝置，所述樣品氣體包括至少是痕量濃度的一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有 機(jī)化合物；用于通過(guò)為試劑蒸汽提供微波或高頻RF能量從而從試劑蒸汽供給源中產(chǎn)生一個(gè)或多 個(gè)試劑離子的裝置；用于使樣品氣體與一個(gè)或多個(gè)試劑離子交互作用以形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的裝置；用于把一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子引導(dǎo)到質(zhì)譜儀的裝置，用于確定一 個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的峰值強(qiáng)度或質(zhì)量中的至少一個(gè)的 值，或用于識(shí)別一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物。
17.一種系統(tǒng)，包括微波或高頻RF能量源，用微波或高頻RF能量使試劑蒸汽的粒子電離以形成一個(gè)或多 個(gè)試劑離子；腔室，所述腔室包括允許樣品進(jìn)入腔室以與來(lái)自微波或高頻RF能量源的一個(gè)或多個(gè) 試劑離子交互作用從而形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的入口端，所述腔室中產(chǎn)生電磁場(chǎng)；以及相對(duì)于腔室的退出孔設(shè)置的四極質(zhì)譜儀模塊，用于收集一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或 多個(gè)試劑離子，以幫助確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的峰值 強(qiáng)度或質(zhì)量的值。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述微波能量源包括微波等離子體發(fā)生ο
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻RF能量源包括電容性耦合的RF 等離子體發(fā)生器。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)試劑離子包括水合氫離 子、氧離子或氧化亞氮離子。
21.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品包括一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)化 合物。
22.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括相對(duì)于腔室設(shè)置的電極組，用于產(chǎn) 生電磁場(chǎng)以便促進(jìn)一個(gè)或多個(gè)試劑離子和樣品之間的交互作用并且引導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品 離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子穿過(guò)腔室的退出孔。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，圍繞所述腔室的軸來(lái)徑向地設(shè)置所述電 極組，并且所述場(chǎng)基本上軸向地引導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子。
24.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述電極組進(jìn)行通信的控制模塊，可操作地根據(jù)系統(tǒng)操作參數(shù)來(lái)確定腔室中的電磁場(chǎng)的值。
25.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括質(zhì)量流量控制器、毛細(xì)管、或泄漏 閥以便確定進(jìn)入腔室的樣品的量。
26.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在微波或高頻RF能量源以及 腔室之間的質(zhì)量過(guò)濾器，用于選擇性地允許試劑離子進(jìn)入所述腔室中。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述質(zhì)量過(guò)濾器是四極質(zhì)量過(guò)濾器。
28.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述系統(tǒng)進(jìn)行通信的多變量分 析模塊，可操作用于分析來(lái)自四極質(zhì)譜儀模塊的數(shù)據(jù)。
29.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述微波能量源包括微波發(fā)生器；諧振部分；設(shè)置在諧振部分中并且與腔室相連通的管部分；以及一個(gè)或多個(gè)截流口，所述管部分穿過(guò)所述截流口以減小試劑蒸汽供給源、腔室、或這兩 者中的微波能量的量。
30.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述系統(tǒng)進(jìn)行通信的控制模塊， 可操作用于部分地根據(jù)系統(tǒng)的操作參數(shù)來(lái)改變系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)。
31.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的操作參數(shù)包括樣品的成分、 腔室的壓力、一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子或一個(gè)或多個(gè)試劑離子穿過(guò)腔室的速度、樣品或試劑離 子進(jìn)入腔室的流速、一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子或一個(gè)或多個(gè)試劑離子的能量、試劑離子、產(chǎn)品離 子、或它們的任何組合的化學(xué)成分中的至少一個(gè)。
32.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其特征在于，可操作所述控制模塊，從而部分地根據(jù)操 作參數(shù)來(lái)改變用于在腔室中產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電極組的輸入?yún)?shù)。
33.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述系統(tǒng)進(jìn)行通信的控制模塊， 可操作用于檢測(cè)或識(shí)別系統(tǒng)操作參數(shù)的故障。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，可操作所述控制模塊，從而部分地根據(jù)故 障的檢測(cè)或識(shí)別來(lái)改變操作參數(shù)的值。
35.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述系統(tǒng)進(jìn)行通信的控制模塊， 用于監(jiān)視所述系統(tǒng)并且響應(yīng)于所述監(jiān)視而可操作地設(shè)置或調(diào)節(jié)所述系統(tǒng)的操作參數(shù)的值， 其中所述控制模塊是基于多變量統(tǒng)計(jì)分析算法的。
36.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括相對(duì)于所述腔室而設(shè)置的獲取電 極，用于定義一個(gè)孔，試劑離子或產(chǎn)品離子穿過(guò)所述孔到達(dá)四極質(zhì)譜儀模塊，可操作用于指 定試劑離子或產(chǎn)品離子的能量值以便由四極質(zhì)譜儀模塊進(jìn)行收集。
37.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括相對(duì)于所述腔室而設(shè)置的透鏡組 件，用于使試劑離子和產(chǎn)品離子聚焦在獲取孔上，所述獲取孔幫助試劑離子和產(chǎn)品離子到 達(dá)質(zhì)譜儀模塊。
38.一種為質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜儀或化學(xué)離子反應(yīng)質(zhì)譜儀產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子的方 法，所述方法包括提供試劑蒸汽；以及向試劑蒸汽提供微波能量以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，還包括把一個(gè)或多個(gè)試劑離子引導(dǎo)到用 于與樣品成分交互作用以形成產(chǎn)品離子的區(qū)域。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，通過(guò)微波等離子體產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè) 試劑離子。
41.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述試劑蒸汽包括水蒸汽、氧氣或氧化亞 氮，并且一個(gè)或多個(gè)試劑離子包括水合氫離子、氧離子或氧化亞氮離子。
42.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，通過(guò)頻率大于約800MHz的電磁波來(lái)提供 微波能量。
43.一種為質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜儀或化學(xué)離子反應(yīng)質(zhì)譜儀產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子的方 法，所述方法包括提供試劑蒸汽；以及向試劑蒸汽提供高頻RF能量以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，通過(guò)頻率在約400kHz和約800MHz之間的 電磁波來(lái)提供RF能量。
45.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，通過(guò)電容性耦合的RF等離子體來(lái)產(chǎn)生一 個(gè)或多個(gè)試劑離子。
46.一種方法，包括向等離子體區(qū)域提供試劑蒸汽；向等離子體區(qū)域中的試劑蒸汽提供微波或高頻RF能量以形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子；使一個(gè)或多個(gè)試劑離子與氣體樣品交互作用以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子；把一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子引導(dǎo)到四極質(zhì)譜儀模塊的收集區(qū)域；以及通過(guò)質(zhì)譜儀模塊確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的峰值 強(qiáng)度或質(zhì)量的值。
47.一種質(zhì)譜系統(tǒng)，包括用于通過(guò)為試劑蒸汽提供微波或高頻RF能量從而從試劑蒸汽供給源中產(chǎn)生一個(gè)或多 個(gè)試劑離子的裝置；用于使樣品與一個(gè)或多個(gè)試劑離子交互作用以形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的裝置；用于包括電磁場(chǎng)以便把一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子引導(dǎo)到收集區(qū)域 的裝置；以及與收集區(qū)域相連通以便確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè) 的峰值強(qiáng)度或質(zhì)量的值的裝置。
48.一種系統(tǒng)，包括微波或高頻RF能量源，用微波或高頻RF能量使試劑蒸汽的粒子電離以形成一個(gè)或多 個(gè)試劑離子；腔室，所述腔室包括允許樣品進(jìn)入腔室以與來(lái)自微波或高頻RF能量源的一個(gè)或多個(gè) 試劑離子交互作用以形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的入口端；以及相對(duì)于所述腔室的退出孔而設(shè)置的質(zhì)譜儀模塊，所述質(zhì)譜儀模塊包括飛行區(qū)域，一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子通過(guò)所述飛行區(qū)域行進(jìn)，所述飛行區(qū)域定義了路徑長(zhǎng)度；以及收集區(qū)域，用于接收來(lái)自飛行區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子，其 中根據(jù)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)越過(guò)所述路徑長(zhǎng)度所用的 時(shí)間量來(lái)確定質(zhì)量的值。
49.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述質(zhì)譜儀模塊還包括相對(duì)于所述腔室的退出孔而設(shè)置的離子束調(diào)節(jié)器，用于把一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè) 或多個(gè)試劑離子的流以脈動(dòng)方式輸送到飛行區(qū)域中；以及設(shè)置在飛行區(qū)域中用于增加一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子行進(jìn)的路徑 長(zhǎng)度的值的光學(xué)系統(tǒng)。
50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述離子束調(diào)節(jié)器通過(guò)從控制器提供的 偽隨機(jī)二進(jìn)制序列來(lái)調(diào)制一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子的流。
51.如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析模塊對(duì)從質(zhì)譜儀模塊接收到的 數(shù)據(jù)執(zhí)行最大似然信號(hào)處理算法，以確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的 每一個(gè)的峰值強(qiáng)度或質(zhì)量的值。
52.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析模塊對(duì)從質(zhì)譜儀模塊接收到的 數(shù)據(jù)進(jìn)行去卷積，以確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的峰值強(qiáng) 度或質(zhì)量的值。
53.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收集區(qū)域包括以脈沖計(jì)數(shù)模式工作 的堆疊式微通道板檢測(cè)器或雙極型檢測(cè)器。
54.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)包括反射器。
55.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于使試劑離子和產(chǎn)品離子聚焦 到離子束調(diào)節(jié)器上的透鏡，其中離子束調(diào)節(jié)器包括離子束斬波器、離子束門(mén)、離子束調(diào)制 器、或這些的任何組合。
56.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括相對(duì)于腔室和質(zhì)譜儀模塊而設(shè)置 的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括至少一個(gè)四極透鏡，以把一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多 個(gè)試劑離子的流引向離子束調(diào)節(jié)器。
57.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述質(zhì)譜儀模塊定義穿過(guò)飛行區(qū)域的基 本上線(xiàn)性的軸。
58.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基本上線(xiàn)性的軸基本上與穿過(guò)飛行 區(qū)域的第二軸相平行。
59.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括相對(duì)于微波能量源和腔室而設(shè)置 的質(zhì)量過(guò)濾器，用于選擇性地允許一個(gè)或多個(gè)試劑離子的子集進(jìn)入所述腔室。
60.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述質(zhì)量過(guò)濾器包括四極質(zhì)量過(guò)濾器。
61.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括分析模塊，用于接收來(lái)自質(zhì)譜儀模 塊的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生包括一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的峰值強(qiáng)度 或質(zhì)量的值的質(zhì)譜。
62.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括多變量統(tǒng)計(jì)分析模塊，用于根據(jù)質(zhì) 譜儀模塊所產(chǎn)生的質(zhì)譜來(lái)識(shí)別樣品的成分。
63.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述系統(tǒng)進(jìn)行通信的控制模塊，可操作用于根據(jù)系統(tǒng)的操作參數(shù)來(lái)檢測(cè)或識(shí)別系統(tǒng)中的故障。
64.如權(quán)利要求63所述的系統(tǒng)，其特征在于，可操作所述控制模塊從而部分地根據(jù)故 障的檢測(cè)或識(shí)別來(lái)改變操作參數(shù)的值。
65.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述系統(tǒng)進(jìn)行通信的控制模塊， 可操作用于根據(jù)系統(tǒng)的操作參數(shù)來(lái)改變所述系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)的值。
66.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括相對(duì)于腔室而設(shè)置以產(chǎn)生一個(gè)場(chǎng) 的電極組，所述場(chǎng)用于促進(jìn)一個(gè)或多個(gè)試劑離子和樣品之間的交互作用，還用于引導(dǎo)一個(gè) 或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子通過(guò)腔室的退出孔。
67.如權(quán)利要求66所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述電極組進(jìn)行通信的控制模 塊，可操作用于根據(jù)系統(tǒng)的操作參數(shù)來(lái)確定腔室中的場(chǎng)的值。
68.如權(quán)利要求67所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的操作參數(shù)包括樣品的成分、腔 室的壓力、一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子或一個(gè)或多個(gè)試劑離子穿過(guò)腔室的速度、樣品或試劑離子 進(jìn)入腔室的流速、一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子或一個(gè)或多個(gè)試劑離子的能量、試劑離子或產(chǎn)品離 子或這些的任何組合的化學(xué)成分中的至少一個(gè)。
69.如權(quán)利要求67所述的系統(tǒng)，其特征在于，可操作所述控制模塊從而部分地根據(jù)操 作參數(shù)來(lái)改變電極組的輸入?yún)?shù)。
70.一種系統(tǒng)，包括微波或高頻RF能量源，用微波或RF能量使試劑蒸汽的粒子電離從而形成一個(gè)或多個(gè) 試劑離子；腔室，所述腔室包括允許樣品進(jìn)入腔室以與來(lái)自微波或RF能量源的一個(gè)或多個(gè)試劑 離子交互作用從而形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的入口端；以及相對(duì)于腔室的退出孔而設(shè)置的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊，用于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和 一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)越過(guò)質(zhì)譜儀所用的時(shí)間量來(lái)產(chǎn)生一質(zhì)譜，所述質(zhì)譜包括一 個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的質(zhì)量的值。
71.如權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊包括飛行區(qū)域，一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子通過(guò)所述飛行區(qū)域而行進(jìn)，所 述飛行區(qū)域定義一路徑長(zhǎng)度；離子束調(diào)節(jié)器，用于調(diào)制進(jìn)入飛行區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子 的流；設(shè)置在飛行區(qū)域中的光學(xué)系統(tǒng)，用于增加一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子 所行進(jìn)的路徑長(zhǎng)度的值；以及收集區(qū)域，用于接收來(lái)自飛行區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子。
72.一種用于處理飛行時(shí)間質(zhì)譜儀中的信號(hào)的方法，所述信號(hào)基于通過(guò)向試劑蒸汽提 供微波或RF能量而產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)試劑離子且還基于通過(guò)使一個(gè)或多個(gè)試劑離子與流 體樣品在電磁場(chǎng)中交互作用而產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子，所述方法包括建立包含一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的第一離子流；根據(jù)指定的流圖案改變第一離子流以產(chǎn)生第二離子流；在檢測(cè)器處接收第二離子流；以及根據(jù)最大似然型統(tǒng)計(jì)算法從通過(guò)檢測(cè)器傳送的數(shù)據(jù)中確定一質(zhì)譜，所述質(zhì)譜包括用于表示一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的質(zhì)量或峰值強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。
73.如權(quán)利要求72所述的方法，其特征在于，所述第二離子流是脈動(dòng)的流。
74.如權(quán)利要求73所述的方法，其特征在于，所述脈動(dòng)的流是基于根據(jù)偽隨機(jī)二進(jìn)制 序列產(chǎn)生的指定的流圖案。
75.一種方法，包括把試劑蒸汽提供給等離子體區(qū)域；把微波或高頻RF能量提供給等離子體區(qū)域中的試劑蒸汽以形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子；使一個(gè)或多個(gè)試劑離子與氣體樣品交互作用以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子； 沿著飛行時(shí)間質(zhì)譜儀模塊的飛行區(qū)域中的軌跡，引導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多 個(gè)試劑離子；以及通過(guò)質(zhì)譜儀模塊確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的峰值 強(qiáng)度或質(zhì)量的值。
76.一種用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的質(zhì)量的系統(tǒng)，通過(guò)把 微波或RF能量提供給試劑蒸汽而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子，通過(guò)使一個(gè)或多個(gè)試劑離子 與流體樣品在電磁場(chǎng)中交互作用而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子，所述系統(tǒng)包括相對(duì)于漂移管組件的離子退出孔而設(shè)置的四極透鏡組，用于接收通過(guò)退出孔的包括一 個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的第一離子流，并且產(chǎn)生被引導(dǎo)到離子束調(diào)節(jié)器 的第二離子流；以及離子束調(diào)節(jié)器，可操作用于選擇性地允許第二離子流通過(guò)并到達(dá)飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的飛 行區(qū)域。
77.一種系統(tǒng)，包括用于用微波或高頻RF能量使試劑蒸汽的粒子電離以形成一個(gè)或多個(gè)試劑離子的裝置；用于包括一電磁場(chǎng)以便使樣品與一個(gè)或多個(gè)試劑離子交互作用以形成一個(gè)或多個(gè)產(chǎn) 品離子的裝置；以及用于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)越過(guò)指定距離所用 的時(shí)間量來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子和一個(gè)或多個(gè)試劑離子中的每一個(gè)的峰值強(qiáng)度或質(zhì) 量的值的裝置。
78.一種用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的質(zhì)量的系統(tǒng)，通過(guò)把 微波或RF能量提供給試劑蒸汽而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子，通過(guò)使一個(gè)或多個(gè)試劑離子 與流體樣品在電磁場(chǎng)中交互作用而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子，所述系統(tǒng)包括用于建立包含一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的第一離子流的裝置； 用于根據(jù)指定的中斷圖案來(lái)調(diào)制第一離子流以產(chǎn)生第二離子流的裝置；以及 用于從檢測(cè)器裝置傳送的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生一質(zhì)譜的裝置，所述數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于第二離子流。
79.一種用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的質(zhì)量的系統(tǒng)，通過(guò)把 微波或RF能量提供給試劑蒸汽而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)試劑離子，通過(guò)使一個(gè)或多個(gè)試劑離子 與流體樣品在電磁場(chǎng)中交互作用而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子，所述系統(tǒng)包括光學(xué)裝置，用于接收包括一個(gè)或多個(gè)試劑離子和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品離子的第一離子流，且還用于產(chǎn)生被引導(dǎo)到調(diào)節(jié)裝置的第二離子流；以及 調(diào)節(jié)裝置，用于選擇性地控制到質(zhì)譜儀的第二離子流。
全文摘要
描述用于產(chǎn)生質(zhì)譜系統(tǒng)中使用的試劑離子和產(chǎn)品離子的系統(tǒng)和方法。還揭示了用于檢測(cè)痕量濃度的揮發(fā)性有機(jī)化合物的系統(tǒng)和方法的應(yīng)用。微波或高頻RF能量源使試劑蒸汽的粒子電離以形成試劑離子。試劑離子進(jìn)入一個(gè)腔室，諸如漂移腔室，以與流體樣品交互作用。電場(chǎng)引導(dǎo)試劑離子和促進(jìn)與流體樣品的交互作用而形成產(chǎn)品離子。然后試劑離子和產(chǎn)品離子在電場(chǎng)的影響下退出腔室，以供質(zhì)譜儀模塊檢測(cè)。系統(tǒng)包括各種控制模塊，用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)值；以及分析模塊，用于在質(zhì)譜法和系統(tǒng)故障期間檢測(cè)離子物質(zhì)的質(zhì)量和峰值強(qiáng)度值。
文檔編號(hào)H01J49/10GK101855700SQ200880115934
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者A·沙基, J·A·史密斯, J·H·波爾克, M·P·朗遜, M·愛(ài)特伍德, T·R·羅賓遜, W·M·霍爾伯, X·陳 申請(qǐng)人:Mks儀器股份有限公司