离子进入/离开装置制造方法及图纸

本申请公开一种从离子进入/离开装置(4)引入和射出离子的方法。所述离子进入/离开装置(4)具有至少两个电极阵列(20、22)。在第一模式中操作所述装置，其中在第一方向上将DC电势连续施加到所述电极阵列(20、22)中的至少一个的连续电极，以使得电势势垒在所述第一方向上沿着所述至少一个阵列移动，且在所述第一方向上将离子驱动到所述装置中和/或驱动离子到所述装置之外。也在第二模式中操作所述装置，其中在第二不同方向上将DC电势连续施加到所述电极阵列(20、22)中的至少一个的连续电极，以使得电势势垒在所述第二方向上沿着所述阵列移动，且在所述第二方向上将离子驱动到所述装置中和/或驱动离子到所述装置之外。所述装置提供用于在多个方向上操控离子的单个相对简单的装置。举例来说，所述装置可用以在第一方向上将离子载入到离子迁移率分离器中或从离子迁移率分离器射出离子，且接着可用以使得离子在所述第二方向上移动穿过所述离子迁移率分离器，以便使得所述离子分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案的交叉参考本申请案主张来自2014年4月11日申请的第1406575.9号英国专利申请案和2014年4月11日申请的第14164500.2号欧洲专利申请案的优先权和权益。这些申请案的完整内容以引用的方式并入本文中。
技术介绍
现有离子迁移率分离器通常与质谱仪的离子光学路径串联操作，且因此会直接影响仪器的总长度，且即使不需要离子迁移率分离，仍必须通过现有离子迁移率分离器，这可能会使快速改变离子信号与后续分析仪之间的时序更成问题。这种情形随着离子迁移率分离器的长度增加以便增加装置的解析度而变得更成问题。已知在闭合回路分离器中分离离子以便克服必须提供相对较长装置以便获得所需解析度的问题。然而，期望提供改进的技术，所述改进的技术用于从此装置引入和提取离子，并且还用于使得离子开始围绕此装置移动。期望提供从离子迁移率分离装置、改进的离子进入/离开装置和改进的质谱仪或离子迁移率光谱仪引入和射出离子的改进的方法。
技术实现思路
从第一方面，本专利技术提供一种从离子迁移率分离装置引入和射出离子的方法，所述方法包括：提供具有至少两个电极阵列的离子进入/离开装置；在第一模式中操作所述装置，其中在第一方向上将DC电势连续施加到所述电极阵列中的至少一个的连续电极，以使得电势势垒在所述第一方向上沿着所述至少一个阵列移动，且在所述第一方向上将离子驱动到所述装置中和/或驱动离子到所述装置之外；以及在第二模式中操作所述装置，其中在第二不同方向上将DC电势连续施加到所述电极阵列中的至少一个的连续电极，以使得电势势垒在所述第二方向上沿着所述至少一个阵列移动，且在所述第二方向上将离子驱动到所述装置中和/或驱动离子到所述装置之外。本专利技术提供用于在多个方向上操控离子的单个相对简单的装置。举例来说，装置可用以在第一方向上将离子载入到离子迁移率分离器中或从离子迁移率分离器射出离子，且接着可用以使得离子在所述第二方向上移动穿过离子迁移率分离器。以便使得离子分离。装置也可用以在所述第一方向上绕过分离器。这移除了多个区操控离子的需要。至少两个电极阵列可彼此平行地布置。所述两个阵列皆可在所述第一或第二模式中同时操作。或者，所述阵列中的仅一个可在第一模式中操作，且仅一个其它阵列可在第二模式中操作。每一电极阵列可包括布置成行和列的多个电极。每一行可包括x个电极，其中x是选自由以下各者组成的群：>3；>4；>5；>6；>7；>8；>9；>10；>15；>20；>25；>30；>35；>40；>45；以及>50。另外或替代地，每一列可包括y个电极，其中y是选自由以下各者组成的群：>3；>4；>5；>6；>7；>8；>9；>10；>15；>20；>25；>30；>35；>40；>45；以及>50。每行电极数目和每列电极数目的任何组合可选自以上列表。每一电极阵列可包括布置成行和列的多个电极。在所述第一模式中，可将所述DC电势施加到第一中的电极，且接着可将所述DC电势连续施加到电极的不同行，以使得所述电势势垒在所述第一方向上沿着阵列移动。或者或另外，在所述第二模式中，可将所述DC电势施加到第一列中的电极，且接着可将所述DC电势连续施加到电极的不同列，以使得所述电势势垒在所述第二方向上沿着阵列移动。如上文所描述，每一阵列可具有布置成每一行和每一列的多个电极。此布置为特别有利的，其中每一阵列在第一和第二模式两者中操作。较不优选地，一个阵列在第一模式中操作，且另一阵列在第二模式中操作。在此布置中，一个阵列可仅包括在第一方向上布置的电极列，其用于在第一操作模式中在所述第一方向上驱动离子，即每一行中仅存在一个电极。另一阵列可仅包括在第二方向上布置的电极列，其用于在第二操作模式中在所述第二方向上驱动离子，即每一列中仅存在一个电极。方法可进一步包括将RF电压供应到所述电极阵列，以便在阵列之间的方向上限制离子。可将相同相位RF电势施加到相同的电极列中的所有电极，且可将邻近电极列维持在不同RF相位，例如相反RF相位。或者，可将相同相位RF电势施加到相同行中的所有电极，且可将邻近电极行维持在不同RF相位，例如相反RF相位。第一方向和第二方向可彼此正交。举例来说，第一和第二方向可分别与列和行的方向对准。方法可在第一模式中操作以便在第一方向上将离子载入到装置中，且方法接着可在所述第二模式中操作以便在第二方向上从装置射出这些离子。方法可包括在离子进入离子进入/离开装置中之前根据物理化学性质暂时分离离子；接着接收离子进入/离开装置中的离子；在第一模式中操作离子进入/离开装置，以使得暂时分离的离子在第一方向上从装置射出；以及在第二模式中暂时操作离子进入/离开装置，以便在第二方向上从装置选择性地射出具有所述物理化学性质的选定值或值范围的离子。物理化学性质可为质荷比或离子迁移率。方法可进一步包括在所述第一模式中将所述离子从离子进入/离开装置射出到第一离子导向器、离子阱或离子处理装置中，且在第二模式中将所述离子射出到第二离子导向器中。第二离子导向器可包括电极，且方法可包括将DC电压施加到第二离子导向器的电极以便沿着第二离子导向器的纵轴驱动离子；并且其中沿着第二离子导向器的轴向长度施加任一静态DC电势梯度，以便沿着所述纵轴驱动离子；或其中沿着第二离子导向器的轴向长度将一个或多个DC电势施加到连续电极，以使得DC电势势垒沿着第二离子导向器的长度行进，且沿着第二离子导向器驱动离子。第二离子导向器可为闭合回路离子导向器，所述闭合回路离子导向器随着所述离子进入/离开装置一起开始和结束，以使得在第二模式中，经由离开孔口将离子驱动到之外离子进入/离开装置，围绕闭合回路离子导向器传递离子，且接着经由进入孔口将离子重新引入回到离子进入/离开装置中。第二操作模式可继续操作以使得离子进入/离开区中的电势势垒在第二方向上移动，且在第二方向上再次推动重新引入的离子到离子进入/离开装置之外，以使得离子再次围绕离子导向区传递。可使得离子围绕离子导向器传递，且穿过离子进入/离开区多次，且按需要多次。举例来说，离子可围绕第二离子导向器传递，且穿过离子进入/离开区≥x次，其中x为2、3、4、5、6、7、8、9、10、15或20。DC电势可围绕第二离子导向器行进，以便将离子从离子进入/离开装置的离开孔口驱动到离子进入/离开装置的进入孔口，且此行进DC电势可与在第二操作模式中存在于离子进入/离开装置中的行进DC电势同步，以使得行进DC电势围绕第二离子导向器基本上连续行进，且穿过离子进入/离开装置。行进DC电势可以恒定速度围绕第二离子导向器基本上连续行进，且穿过离子进入/离开装置。离子进入/离开装置和/或可形成离子迁移率分离器，其中离子根据其离子迁移率所述纵轴分离。离子进入/离开装置可在模式中操作以便在第一方向上射出分离的离子中的至少一些到装置之外，且到所述第一离子导向器、离子阱或离子处理装置中。或者，可提供具有本文中所描述的构造的一个或多个额外离子进入/离开装置，其用于射出分离的离子中的至少一些到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从离子迁移率分离装置引入和射出离子的方法，所述方法包括：提供具有至少两个电极阵列的离子进入/离开装置；在第一模式中操作所述装置，其中在第一方向上将DC电势连续施加到所述电极阵列中的至少一个的连续电极，以使得电势势垒在所述第一方向上沿着所述至少一个阵列移动，且在所述第一方向上将离子驱动到所述装置中和/或驱动离子到所述装置之外；以及在第二模式中操作所述装置，其中在第二不同方向上将DC电势连续施加到所述电极阵列中的至少一个的连续电极，以使得电势势垒在所述第二方向上沿着所述至少一个阵列移动，且在所述第二方向上将离子驱动到所述装置中和/或驱动离子到所述装置之外。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.11 EP 14164500.2;2014.04.11 GB 1406575.91.一种从离子迁移率分离装置引入和射出离子的方法，所述方法包括：提供具有至少两个电极阵列的离子进入/离开装置；在第一模式中操作所述装置，其中在第一方向上将DC电势连续施加到所述电极阵列中的至少一个的连续电极，以使得电势势垒在所述第一方向上沿着所述至少一个阵列移动，且在所述第一方向上将离子驱动到所述装置中和/或驱动离子到所述装置之外；以及在第二模式中操作所述装置，其中在第二不同方向上将DC电势连续施加到所述电极阵列中的至少一个的连续电极，以使得电势势垒在所述第二方向上沿着所述至少一个阵列移动，且在所述第二方向上将离子驱动到所述装置中和/或驱动离子到所述装置之外。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两个电极阵列彼此平行地布置。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中每一电极阵列包括布置成行和列的多个电极；且其中在所述第一模式中，将所述DC电势施加到第一行中的所述电极，且接着连续施加到不同行的电极，以使得所述电势势垒在所述第一方向上沿着所述阵列移动；和/或其中在所述第二模式中，将所述DC电势施加到第一列中的所述电极，且接着连续施加到不同列的电极，以使得所述电势势垒在所述第二方向上沿着所述阵列移动。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其进一步包括将RF电压供应给所述电极阵列，以便在所述阵列之间的方向上限制离子。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述方法在所述第一模式中操作，且在所述第一方向上将离子载入到所述装置中，且所述方法接着在所述第二模式中操作，且在所述第二方向上从所述装置射出这些离子。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其包括：在离子进入所述离子进入/离开装置中之前根据物理化学性质暂时分离离子；接着接收所述离子进入/离开装置中的所述离子；在所述第一模式中操作所述离子进入/离开装置，以使得在所述第一方向上从所述装置射出所述暂时分离的离子；以及在所述第二模式中暂时操作所述离子进入/离开装置以便在所述第二方向上从所述装置选择性地射出具有所述物理化学性质的选定值或值范围的离子。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述物理化学性质为质荷比或离子迁移率。8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在所述第一模式中从所述离子进入/离开装置射出所述离子到第一离子导向器、离子阱或离子处理装置中，且在所述第二模式中将所述离子射出到第二离子导向器中。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二离子导向器包括电极，且所述方法包括将DC电压施加到所述第二离子导向器的电极，以便沿着所述第二离子导向器的纵轴驱动离子；且其中沿着所述第二离子导向器的轴向长度施加任一静态DC电势梯度，以便沿着所述纵轴驱动离子；或其中沿着所述第二离子导向器的所述轴向长度将一个或多个电势施加到连续电极，以使得DC电势势垒沿着所述第二离子导向器的长度行进，且沿着所述第二离子导向器驱动离子。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述第二离子导向器为闭合回路离子导向器，所述闭合回路离子导向器与所述离子进入/离开装置一起开始和结束，以使得在所述第二模式中，经由离开孔口驱动离子到所述离子进入/离开装置之外，围绕所述闭合回路离子导向器传递所述离子，且接着经由进入孔口将所述离子重新引入回到所述离子进入/离开装置中。11.根据权利要求10所述的方法，其中第二操作模式继续操作以使得所述离子进入/离开区中的所述电势势垒在所述第二方向上移动，且在所述第二方向上再次推动所述重新引入的离子到所述离子进入/离开装置之外，以使得所述离子再次围绕所述第二离子导向器传递。12.根据权利要求10或11所述的方法，其中DC电势围绕所述第二离子导向器行进，以便将离子从所述离子进入/离开装置的所述离开孔口驱动到所述离子进入/离开装置的所述进入孔口，且其中此行进DC电势与在所述第二操作模式中存在于所述离子进入/离开装置中的所述行进DC电势同步，以使得行进DC电势基本上围绕所述第二离子导向器连续行进，且穿过所述离子进入/离开装置。13.根据权利要求10、11或12所述的方法，其中所述离子围绕所述第二离子导向器传递≥x次，其中x为2、3、4、5、6、7、8、9、10、15或20。14.根据权利要求8到13中任一权利要求所述的方法，其中所述离子进入/离开装置和/或第二离子导向器形成离子迁移率分离器，其中所述离子根据其离子迁移率沿着所述纵轴分离。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述离子在其沿着所述第二离子导向器传递时根据其离子迁移率分离，且其中所述离子进入/离开装置接着切换到所述第一模式，以便在所述第一方向上射出所述分离的离子的至少一些到所述装置之外，且到所述第一离子导向器、离子阱或离子处理装置中。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述离子进入/离开装置从所述第二模式暂时切换到所述第一模式，以使得仅具有第一离子迁移率或第一离子迁移率范围的沿着所述第二离子导向器传递的离子在所述第一方向上射出到所述离子进入/离开装置之外，而具有第二离子迁移率或第二离子迁移率范围的其它离子在所述第二方向上穿过所述离子进入/离开装置，以使得所述其它离子继续再次穿过所述第二离子导向器。17.根据权利要求15或16所述的方法，其中储存、质量分析、碎片化所述选择性地射出的离子以形成碎片离子，或所述选择性地射出的离子与离子或分子反应以在所述第一离子导向器、离子阱或离子处理装置内形成产物离子。18.根据权利要求15、16或17所述的方法，其包括将所述选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·贾尔斯，大卫·J·兰格里奇，詹森·李·维尔德古斯，
申请(专利权)人：英国质谱公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB