碰撞室多极杆制造技术

质谱仪碰撞/反应室多极杆(80)和方法。该多极杆可以具有第一和第二部分(82，90)和一个在其间的中间部分(86)，该第一和第二部分在第一和第二q值下进行操作，该第一和第二q值小于该中间部分处的一个第三q值。该多极杆的低质量截止可以通过将q值从一个第一值变化到至少一个第二值来控制。该多极杆具有安置在一个中心轴线附近并且具有一个对应的第一部分、第二部分、和在其间的在径向上更靠近该中心轴线的中间部分的多极电极(80)。通常，该q值从在入口端(20)处的一个第一相对低的值改变到至少一个第二相对更高的值。这在提供低质量截止以去除不希望的/干扰性离子并且帮助减少背景计数的同时，提供了相对高的接收和离子传输。有利地，下游存在q值上的进一步变化，至在出口端(30)处的一个第三、相对低的值，优选与该第一q值相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碰撞室多极杆专利
本专利技术涉及质谱仪中的一种碰撞室多极杆和一种相关的方法。术语“碰撞室”在此用于指一个碰撞室和/或反应室。本专利技术可以与不同的质谱技术一起使用，包括LC-MS、GC-MS、LC-MS2或GC-MS2环境中的破裂(MS/MS)、或用作用于任何类型反应的反应室，包括碰撞活化、通过离子离子、离子电子、离子光子或离子中性相互作用的破裂等。该碰撞室的操作独立于离子源的性质，该离子源可以是API (大气压电离)，如ICP、MALDI或ESI以及真空中电离，包括E1、MALD1、ICP、MIP、FAB、SMS，但以下讨论将集中于使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的实施例。_2] 专利技术背景ICP-MS的一般原理是众所周知的。ICP-MS仪器提供样品的稳健和高度灵敏的元素分析，低至万亿分之一(PPT)以及更低。典型地，该样品是一种液态溶液或悬浮液，并且通过雾化器以载气(通常氩气或有时氦气)中的气溶胶的形式来提供。该雾化的样品进入一个等离子体焰炬，该等离子体焰炬典型地包括形成对应的通道的多个同心管并且朝向下游端被一个螺旋感应线圈包围。一种等离子体气体(典型地氩气)在外部通道中流动并且对其施加放电以将该等离子体气体中的一些电离。供应一个射频电流到该焰炬线圈上并且所产生的交变磁场导致有待加速的自由电子引起该等离子气体的进一步电离。这种方法继续直到实现一种稳定的等离子体状态，在典型地在5，000K与10，000K之间的温度下。该载气和雾化的样品流动通过该中心焰炬通道并且进入该等离子体的中心区域，其中温度是足够高的以导致该样品的雾化以及然后的电离。该等离子体中的样品离子然后需要被形成为一个离子束，用于通过质谱仪进行离子分离和检测，这可以通过一个四极杆质量分析器、一个扇形磁场和/或扇形电场分析器、一个飞行时间分析器、或一个离子阱分析器等等来提供。这典型地涉及压力减少、从该等离子体中提取离子和离子束形成的多个阶段，并且可能包括一个用于去除潜在地干扰性离子的碰撞/反应室阶段。以上分析器(特别地相对低质量分辨率装置如四极杆)遇到的一个问题是质谱中存在干扰一些分析物离子的检测的不想要的伪象离子。伪象离子的身份和比例取决于等离子体载气和原始样品两者的化学成分。这些干扰性离子典型地是基于氩的离子(如Ar+、Ar2+、ArO+)，但可能包括其他物质，如电离的金属氧化物，金属氢氧化物，或取决于溶液的基质的包括基质离子的分子，例如HCl (盐酸)溶液中的ArCl+或C10+。碰撞/反应室用于促进与引入到该室中的气体的离子碰撞/反应，由此不想要的分子离子(和Ar+)优选被中和并且与其他中性气体组分一起被抽走，或解离成具有更低质荷比(m/z)的离子并且在一个下游m/z区分阶段中被拒绝。一个碰撞室是一个通过其传输离子的、实质上气密的外壳，并且它位于离子源与主质量分析器之间。一种碰撞/反应目标气体，除其他之外，如氢气或氦气，被供应到该室中。该室典型地包括一个多极杆(例如，一个四极杆、六极杆、或八极杆)，其中通常在仅射频(RF)模式下进行操作。一般来说，该仅RF场不像一个分析型四极杆一样分离质量，但具有将离子沿该多极杆轴线聚焦和引导的作用。这些离子与该碰撞/反应气体的分子发生碰撞并且反应，并且通过各种离子分子碰撞和反应机制，干扰性离子优先被转化为非干扰性中性物质、或转化为不干扰这些分析物离子的其他离子物质。用于区分传递出该碰撞室的伪象或反应产物离子的一种另外的技术是通过动能区分。这种技术的原理是更大的、多原子的干扰性离子将具有用于在该碰撞室中碰撞的更大截面，所以通常将比分析物离子损失更多的动能。通过在一个比该碰撞室更正的电势下运行一个下游装置，如该分析四极杆、或仅一个电偏压孔，提供一个动能势垒。能量更多的分析物离子可以克服这个势垒，同时这些碰撞室产物离子被阻碍。使用多极杆的碰撞室的一些实例如下。US5, 767，512涉及载气离子用一种电荷转移气体的选择性中和。W0-A1-00/16375涉及碰撞室用于通过使不想要的伪象离子与一种试剂气体相互作用来选择性地去除它们的用途。US6，140，638涉及具有一个通带的碰撞室的操作。US5，847，386、US6, 111，250、和US-A1-2010/0301210涉及在该碰撞室的杆上的一个DC轴向场梯度的用途。US5，939，718和US6，417，511涉及具有多于一个多极杆或一个多极杆和一个环形堆叠的不同组件。US5，514，868和US6，627，912涉及动能过滤方法。鉴于以上，将希望的是提供替代的和/或改进的碰撞室多极杆，该多级杆可以有效地传输分析物离子，同时减少或防止干扰性物质朝向一个下游质量分析器的通过。本专利技术旨在通过提供一种改进的或替代的多极杆和相关的方法来解决以上和其他目的。专利技术概沭[0011 ] 根据本专利技术的一个方面，提供一个碰撞室多极杆，该多极杆包括安置在一个中心轴线附近的多个多极电极，这些多极电极中的至少一些具有一个对应的第一部分、第二部分和在其间的中间部分，其中该中间部分比其对应的第一部分和第二部分在径向上更靠近该中心轴线。以此方式，该安排可以提供在入口端处的高接受，在相对高频率下的操作以传递更低m/z值离子，以及一个减少直径的区域来喷出更低的m/z离子并且以去除干扰背景的物质。然而，除了这些优点，在该变窄的区域的下游提供一个直径增加的区域提供了离开该碰撞室的改进的下游离子传输。本专利技术的实施例可以提供具备有沿其长度的变化的q值的一个仅RF多极杆。优选地，该q值从在该多极杆的入口端处的一个第一、相对低的值改变到至少一个比该第一值相对更高的第二值。以此方式，可以实现相对高的接收和离子传输，同时还提供低质量截止以去除不希望的、潜在地干扰性的离子并且帮助减少背景计数。在一个优选的实施例中，下游存在q值上的进一步变化，其中该q值变化至在该多极杆的出口端处的一个第三、相对低的值，优选与该第一 q值相同。根据本专利技术的另一个方面，提供了 一种操作碰撞室中的多极杆的方法，该多极杆包括一个第一部分、一个第二部分和一个在其间的中间部分，该方法包括在对应的第一和第二 q值下操作该第一和第二部分，该第一和第二 q值小于该中间部分处的一个第三q值。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种操作碰撞室中的多极杆的方法，包括通过将该多极杆中的q值从一个第一值变化到至少一个第二值来控制该多极杆的低质量截止。有利地，该碰撞室作为一个实质上气密的外壳被提供。本专利技术的其他优选特征和优点在说明书和所附的从属权利要求中进行陈述。附图简要说明本专利技术可以通过许多方式来进行实践，现在将仅通过非限制性举例并参考以下附图来描述一些实施例，其中:图1示出了 a_q空间中的稳定性图；图2示出了在标准模式下的离子传输图；图3示出了在碰撞模式下的离子传输图；图4示出了根据一个实施例的一个阶梯式多极杆；图5示出了静态电势的模拟；图6示出了图5的一部分的特写；图7示出了在标准模式下的一个阶梯式多极杆中的模拟的离子轨迹；图8示出了在碰撞模式下的一个阶梯式多极杆中的模拟的离子轨迹；图9示出了在碰撞模式下的一个阶梯式多极杆中的模拟的离子轨迹；图10示出了根据一个实施例的一个倾斜的阶梯式多极杆；图11示出了根据一个实施例的一个倾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作碰撞室中的多极杆的方法，该多极杆包括一个第一部分、一个第二部分和一个在其间的中间部分，该方法包括在对应的第一和第二q值下操作该第一和第二部分，该第一和第二q值小于该中间部分处的一个第三q值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 GB 1122073.81.一种操作碰撞室中的多极杆的方法，该多极杆包括一个第一部分、一个第二部分和一个在其间的中间部分，该方法包括在对应的第一和第二 q值下操作该第一和第二部分，该第一和第二 q值小于该中间部分处的一个第三q值。2.如权利要求1所述的方法，其中，该多极杆具有一个长度并且定义了一个中心轴线，并且该q值通过改变沿该多级杆的长度该多极杆与该中心轴线的径向距离而变化。3.如权利要求2所述的方法，其中，该多极杆包括一个第一部分、一个第二部分和一个在其间的中间部分，并且该多极杆的中间部分在径向上比该第一部分和该第二部分更靠近该中心轴线。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该多极杆包括一个第一部分、一个第二部分和一个在其间的中间部分，进一步包括接收离子到该多极杆的第一部分中，将所接收的离子中的至少一些传输通过具有相对小的内部多极杆半径的该中间部分，并且将该所传输的离子中的至少一些传送出该第二部分。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该多极杆具有一个长度并且该q值通过改变沿该多极杆的长度施加到该多极杆上的RF电压幅值而变化。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该多极杆具有一个长度并且该q值通过改变沿该多极杆的长度施加到该多极杆上的RF电压频率而变化。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，进一步包括以在从3MHz至6MHz的范围内、优选4MHz的频率下施加一个对应的RF电压到该多极杆的每个电极上。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法,进一步包括向该碰撞室提供一种目标气体供应至在从0.01Pa至lOOOPa、优选IPa至IOPa的范围内的压力。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，进一步包括施加一个轴向DC场梯度到该多极杆上的步骤。10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，进一步包括跟踪该多极杆的靠近在一个第一质量范围内的一个变化的目标质量的低质量截止，然后保持该低质量截止在一个第二、更闻的质量范围内相对稳定的步骤。11.一个碰撞室多极杆，该多极杆包括安置在一个中心轴线附近的多个多极电极，该多极电极中的至少一些具有一个对应的第一部分、第二部分和在其间的中间部分，其中该中间部分在径向上比其对应的第一部分和第二部分更靠近该中心轴线。12.如权利要求11所述的碰撞室多极杆，其中，该多极电极中的至少一些包括在该多极杆中的一个或多个对应的径向上相对的电极对。13.如权利要求11或12所述的碰撞室多极杆,其中，该第一部分包括该电极的一个对应的第一端并且该第二部分包括一个对应的第二端，该中间部分包括一个对应的中心部分。14.如权利要求13所述的碰撞室多极杆，其中，该中心部分在径向上最靠近该中心轴线。15.如权利要求13或14所述的碰撞室多极杆,其中，该第一和第二端在径向上与该中心轴线最远。16.如权利要求11至15中任一项所述的碰撞室多极杆,其中，该第一和第二部分处于距该中心轴线4.5mm的径向距离。17.如权利要求11至16中任一项所述的碰撞室多极杆，其中，这些电极中的至少一些在该中心轴线的方向上是阶梯式的。18.如权利要求11至17中任一项所述的碰撞室多极杆，其中，这些电极中的至少一些的中间部分包括在该中心轴线的方向上的一个或多个阶梯。19.如权利要求11...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·荣，L·洛特曼恩，
申请(专利权)人：塞莫费雪科学不来梅有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE