用于离子断裂截止的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于隔离、断裂和扫描离子的质量分析器。该质量分析器包括离子阱，该离子阱具有第一电极、与第一电极相邻的第二电极、插入在第一电极和第二电极之间的第三电极、电连接到第一电极和第二电极的第一ＲＦ源、以及电连接到第三电极的第二ＲＦ电压源。第二ＲＦ电压源提供了第二电场，用于使离子断裂并扩大器件的断裂截止的潜在应用，这允许分析肽和其他复杂的分子。该质量分析器可以独立使用或者与质谱分析系统组合使用。本发明专利技术也公开了离子断裂和截止的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
质谱分析系统是一种分析设备，其通过根据分子离子的质荷比(m/z)来将它们分离，从而确定化合物的分子量。通过诱使失去电荷或者获得电荷而生成离子，然后探测出这些离子。质谱分析系统一般包括用于生成离子的电离源(即，电喷雾电离(EI)、大气光电离(APPI)、大气化学电离(APCI)、化学电离(CI)、快原子轰击、基质辅助激光解吸附电离(MALDI)等)；用于分离并分析离子的滤质器或质量分析器(即，四极、磁区、飞行时间、离子阱等)；以及离子探测器，例如电子倍增器或闪烁计数器，用于探测并描绘离子的特征。20世纪早期专利技术的第一种质量分析器使用磁场来根据离子的质荷比分离离子。现在，已发展了多种电离源来使质量分析器满足各种化学分子的需求。一类质量分析器是离子阱质量分析器。离子阱质量分析器通过使用两个或多个RF环状电极来捕捉具有特定质荷比的离子。离子阱质量分析器和四极质量分析器大约同时被开发出来，并且这两种质量分析器背后的物理原理非常类似。这些质量分析器相对便宜，能提供较好的精度和分辨率，并且可以串接使用来提高分离。离子阱质量分析器的典型质量范围和分辨率为(范围m/z 2000；分辨率1500)。离子阱的其他优点包括体积小、设计简单、成本低、对于正离子和负离子易于使用。因此，离子阱质量分析器已变得相当流行。然而，离子阱也遇到一些具体的问题。例如，当前商用版本的范围有限，以及碰撞能量较低和离子断裂问题。为了解决上述问题，已开发了断裂的MS/MS、2维(2D)和3维(3D)分析技术和方法。通常，在3D离子阱质谱分析中，通过将主RF电压设置为相对高的值来增加伪电势捕捉阱(pseudo-potential trappingwell)的深度，并且也通过施加与离子运动的基本频率其振的补充场(supplemental field)，从而实现断裂。用于断裂的RF幅度值可以表示为无量纲参数q。一般来说，q可以从0变化到0.908，并且从各种推导方程可以确定离子阱内的最低稳定质量。RF场中的最低稳定质量称作断裂截止限制(fragmentation cut-off limit)。所有质量低于该断裂截止限制的碎片离子在RF离子阱中都是不稳定的，并且是不可分析的。断裂截止是离子阱正面临的问题，并且已限制了离子阱的整个潜在效率和灵活性。因此，期望通过极大地减少离子阱系统的断裂截止，从而减轻该问题。另外，也希望扩展可以使用离子阱分析的分子的类型和范围。例如，希望降低断裂截止，从而可以使用并开发低分子量断裂信息，来对各种小分子和肽进行排序和描述特征。另外，还希望能够分离、捕捉并扫描各种大小的分子，而不必将它们在质量分析仪和/或碰撞池(collision cell)之间移动。本专利技术已消除了这里提到的这些和其他问题。
技术实现思路
本专利技术涉及用于提供减少质谱分析系统中的离子断裂问题的装置和方法。本专利技术的质谱分析系统包括电离源、质量分析器/滤质器和离子探测器。本专利技术的质量分析器包括离子阱，该离子阱具有第一电极、与第一电极相邻的第二电极、插入在第一电极和第二电极之间的第三电极、与第一电极和第二电极电连接的第一RF源、以及与第三电极电连接的第二RF源。本专利技术还提供了离子阱。本专利技术的离子阱包括下述离子阱该离子阱具有第一电极、与第一电极相邻的第二电极、插入在第一电极和第二电极之间的第三电极、与第一电极和第二电极电连接的第一RF源、以及与第三电极电连接的第二RF源。本专利技术的方法包括电离试样；施加来自第一RF源的第一RF场或者来自第二RF源的第二RF场来捕捉离子阱中的离子；施加来自第二RF源的第二RF场来断裂离子阱中的离子；以及施加并扫描来自第一RF源的第一RF场，以将断裂的离子驱出离子阱来探测。附图说明下面参考下列附图对本专利技术进行了详细的描述图1示出了质谱分析系统的一般框图。图2示出了本专利技术的第一实施方式。图3示出了本专利技术的操作的各种模式的轨迹图。图4示出了MS/MS模式中本专利技术第二实施方式的立体图。图5示出了在不同时间被施加到本专利技术的各种DC电势的轨迹图。具体实施例方式在详细描述本专利技术之前，必须注意，在本说明书和所附权利要求中，除非明确指出，否则未加数量限制的名词都包括多个指示物。从而，例如对“电极”的引用包括多于一个的“电极”。对“环状电极”的引用包括多于一个的“环状电极”。在说明和要求本专利技术中，将根据下面阐明的定义来使用下面的术语。术语“相邻”意思是接近、邻近或邻接。相邻的某物也可以是与另一个组件接触，围绕另一个组件，被从其他组件隔开，或者包含其他组件的一部分。例如，与环状电极相邻的电极可以是与该环状电极邻近地被隔开、可以接触该环状电极、可以围绕该环状电极或者被该环状电极围绕、可以包含该环状电极或者被该环状电极包含、可以与该环状电极邻接或者可以接近该环状电极。术语“2维(2-D)离子阱”指这样的陷阱，在该陷阱中，离子被聚焦在沿所限定的线的方向上的二维空间中。例如，一类2-D离子阱是线性陷阱。对该定义应当作广义的解释，以包括本领域中任何其中离子以类似方式被限定在空间中的器件。术语“3维(3-D)离子阱”指产生3维空间中的捕捉场的离子捕捉器件。换言之，离子被捕捉到空间中的点。对该定义应当作广义的解释，以包括本领域中任何已知或使用过的其中离子可以被捕捉到空间中的点的器件。术语“电极”指任何电极、电极器件、或者用来创建可以用来收集或者捕捉离子的电场的器件。然而，该术语可以作广义解释，以也包括可以包括电极或环状电极的任何器件或装置。电极也可以包括端帽(endcap)，或者其他已知并被用在2-D和3-D离子阱中的类似类型的器件。术语“电极组”指两个或多个电极。术语“探测器”指可以探测离子的任何器件、装置、机器、组件或系统。探测器可以包括或者可以不包括硬件和软件。在质谱仪中，公共探测器包括质量分析器和/或被耦合到质量分析器。术语“电极”指可以应用到本专利技术的具体一类电极。术语“离子源”或者“源”指产生被分析离子的任何源。术语“段(section)”指可以包括质量分析器的限定部分的一个或多个电极。段一般可以包括两个或多个形成这样结构的电极，该结构可以用来创建电场或磁场，这些电场或磁场可以应用来沿限定的方向操纵或移动离子。术语“杆”指任何数量的固体结构，这些结构可以是导电的，并且可以用来创建操纵离子的电场或磁场。下面参考附图描述本专利技术。这些附图不是按比例的，具体地说，为了清楚地呈现，可能放大了某些大小。图1示出了质谱仪系统的一般框图。该框图不是按比例的，并且以一般的格式画出，这是因为本专利技术可以用于各种不同类型的质谱分析系统。本专利技术的质谱分析系统1包括离子源3、质量分析器5和探测器7。离子源3可以置于许多位置或地点。另外，各种离子源可以用于本专利技术。例如，电喷雾电离(EI)、化学电离(CI)、大气压光电离(APPI)、大气压化学电离(APCI)、基质辅助激光解吸附电离(MALDI)、大气压基质辅助激光解吸附电离(AP-MALDI)等，或者可以用于本分明的本领域公知的其他离子源。具体地说，可以产生离子的任何源可以被应用到本专利技术。这些源可以是本领域已知的，或者可以被开发出来。质量分析器5可以包括任何数目的用于捕捉离子的本领域已知的器件。例如，质量分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质谱分析系统，包括：（ａ）用于产生离子的电离源；（ｂ）在所述电离源下游的质量分析器，用于隔离、断裂和扫描由所述电离源产生的离子，所述质量分析器包括离子阱，该离子阱具有第一电极、与所述第一电极相邻的第二电极、插入在所述第一电极和所述第二电极之间的第三电极、电连接到所述第一电极和所述第二电极的第一ＲＦ源、以及电连接到所述第三电极的第二ＲＦ源；和（ｃ）在所述质量分析器下游的探测器，用于探测来自所述质量分析器的离子。

【技术特征摘要】
US 2005-2-28 11/069,6291.一种质谱分析系统，包括(a)用于产生离子的电离源；(b)在所述电离源下游的质量分析器，用于隔离、断裂和扫描由所述电离源产生的离子，所述质量分析器包括离子阱，该离子阱具有第一电极、与所述第一电极相邻的第二电极、插入在所述第一电极和所述第二电极之间的第三电极、电连接到所述第一电极和所述第二电极的第一RF源、以及电连接到所述第三电极的第二RF源；和(c)在所述质量分析器下游的探测器，用于探测来自所述质量分析器的离子。2.如权利要求1所述的质谱分析系统，包括2维质量分析器。3.如权利要求1所述的质谱分析系统，包括3维质量分析器。4.如权利要求1所述的质谱分析系统，还包括辅助波形发生器。5.如权利要求4所述的质谱分析系统，其中，所述辅助波形发生器与所述第二RF电压源电连接。6.如权利要求5所述的质谱分析系统，其中，所述辅助波形发生器与所述第一电极和所述第二电极电连接。7.如权利要求1所述的质谱分析系统，其中，所述第三电极包括环。8.如权利要求1所述的质谱分析系统，还包括段。9.如权利要求8所述的质谱分析系统，其中，所述模块化段包括至少一个杆。10.一种用于质谱分析系统的质量分析器，包括离子阱，该离子阱具有第一电极、与所述第一电极相邻的第二电极、插入在所述第一电极和所述第二电极之间的第三电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历克斯莫迪凯，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]