公开了一种用于减少特定和有限质荷比范围上的离子的能量分散的方法，以及实现该方法的离子减速装置。具有电场强度Ｅ的电场由减速电极装置（２５０）产生。特定和有限质荷比范围的但具有能量分散的离子被引导到由减速电极装置（２５０）产生的减速电场中。然后一旦基本上特定质荷比范围的所有离子已经进入该减速电场，就去除该减速电场。通过使电场强度Ｅ与进入该电场的离子能量分散匹配，可减少所述离子的能量分散。本发明专利技术的优选实施例采用在离子减速装置上游的能量离散。例如，可使用离子反射镜装置（２００），将离子反射出在该离子镜装置（２００）内的离子反射镜（２２０）以推动能量散焦。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于减少质谱仪或其部件中的离子能量分散的方法和装置。本专利技术 具体但不排他地可应用于减少喷射进入碎裂或碰撞室的离子的能量分散。
技术介绍
许多离子光学设备只能当离子能量在一个有限的能量范围内时运行良好。 例子包括静电透镜，其中色差导致散焦；RF多极或四极滤质仪，其中当离子通 过设备的有限长度时所经历的RF周期数是离子能量的函数；磁控光学系统， 其分散质量和能量。反射镜通常设计成提供能量聚焦以便补偿一范围的离子束 能量，但高阶能量色差通常存在。串联质谱测定法是一种众所周知的技术，通过该技术可以实现对样品的轨 迹分析和结构解释。在第一步中对母离子进行质量分析/过滤以选择感兴趣的质 荷比的离子，接着在第二步中通过例如用诸如氩之类的气体碰撞使这些离子碎 裂。然后通常通过制作质谱对所产生的碎裂离子进行质量分析。实现母离子碎裂的碎裂设备的成功运转同样受进入其中的离子的能量分 散度所限制。例如，超过10-20eV的能量分散影响碎裂较高能量导致低质量 碎片，而较低能量导致碎裂很少。
技术实现思路
对照这样的背景且根据本专利技术，提供一种在特定的和有限的质荷比范围之 上的减少离子能量分散的方法，该方法包括以下步骤(a)使用减速电极装置产生电场强度为E的电场；(b)引导能量分散的质荷比范围的离子进入由减 速电极装置产生的减速电场中；(c) 一旦基本上特定质荷比范围的所有离子都 已进入减速电场，就在时间t去除减速电场；其中电场强度E与进入电场的离子的能量分散匹配，以便减少所述离子的能量分散。这样的技术可导致感兴趣的特定质荷比范围的离子的能量分散量的显著减少。在这之前可任选地进行另外一个能量散射的步骤，例如使用离子反射镜。 代替地将静电阱与静电反射镜一起使用，静电反射镜来回多次反射离子；在那 种情况下，当感兴趣的质荷比范围的离子在反射镜之一附近时，通过短暂开关 该反射镜的电压，可实现离子能量的散焦。可差动地抽吸离子减速装置。如果寻求将通常在相对较低压工作、能喷射 单一质荷比的离子的EST或其他装置(例如3D离子阱、工作在共振喷射模式 的轨道阱等等)连接到在相对较高压工作的碎裂或碰撞室，这就尤其有用。根据本专利技术的另一方面，提供一种离子减速装置用以减少特定但有限的质 荷比范围之上的离子的能量分散，包括用于产生电场强度为E的电场的减速 电极装置，该减速电极装置包括一个或多个减速电极；用于向所述的一个或多 个减速电极供给电压的电压源；以及配置成开关该电压源的电压控制器，以便 在将质荷比范围的有能量分散的离子引入到由减速电极装置产生的减速电场 中且一旦实质上特定质荷比范围的所有离子都已进入减速电场之后，就在时间 t移除该减速电场；其中控制器和/或电压源被配置成产生与进入电场的离子的 能量分散相匹配的电场强度E以便于减少所述离子的能量分散。优选地所述装置还包括置于离子减速装置上游的离子能量散射装置。离子能量散射装置可包括离子反射镜组件，该组件具有用于将接收到离子 反射镜组件内的离子反射回去的离子反射镜。减速电极装置被安置于差动抽吸 的外壳内。在该情况下，该装置还可进一步包括在减速电极装置下游的诸如八 极纯RF装置之类的多极RF装置。本专利技术也可扩展到与上游的诸如EST之类的离子选择装置组合使用和/或 与下游的碎裂或碰撞室组合使用的装置上。本专利技术另外的部分提供质谱测定方法，包括以下步骤在第一周期，将样品离子储存在第一离子存储装置中，第一离子存储装置包括出口孔和空间分离的离子输运孔；将所存储的离子从出口孔喷射到独立的离子选择装置内；通过 第一离子存储装置的离子输运孔接收回至少一部分从第一离子存储装置喷射 出的离子或它的衍生物；以及将所接收的离子储存到第一离子存储装置中。 可任选地此周期可重复多次以允许MS。因此本专利技术的这个方面采用了循环的装置，在其中俘获、可任选地冷却和 从出口孔喷射离子。将这些离子(或它们的子集，在诸如碎裂、离子选择等等之类的外部处理之后)返回离子存储装置，在那里它们通过第二个空间独立的 离子输运孔(这种情况下作为进口孔)重新进入该离子存储装置。这种循环装 置提供优于上文介绍中标识的现有技术的多个好处，现有技术替换地通过离子 阱中相同的孔采用了往复程序。首先，最小化将离子存储和喷射到离子选择 器中所需的装置的数量。允许极高质量分辨和动态范围的现代存储和喷射装置 造价昂贵且需要控制，因此本专利技术的装置超越现有技术表现出显著节省成本和 控制。其次，通过使用同一个(第一)离子存储装置将离子喷射到外部离子选 择装置中并从该外部离子选择装置中接收回离子，减少了MS阶段的数量。这 又改善了依赖于MS阶段的数量的离子输送效率。通常，从外部离子选择器中 喷射出的离子的特性与从离子存储装置中喷射出的离子的特性大不相同。尤其 当离子从外部碎裂装置返回到离子存储装置时，通过经由专用的离子进入端口 (第一离子传输孔)将离子装入离子存储装置中，可在良好控制下实现这个过 程。这最小化了离子损失而又改善了该装置的离子输送效率。在本专利技术的一个优选实施例中，碎裂装置安置在离子存储装置外面。可选 地或代替地提供外部离子选择装置。在某些优选实施例中，碎裂装置安置在这 样的离子选择装置(但在其外部)和离子存储装置之间。可提供离子源以向离子存储装置供应连续的或脉冲的样品离子流。在一个 优选装置中，可任选的碎裂装置可改为置于这样的离子源和离子存储装置之间。在任一情况下，通过允许直接从离子源或衍生于MS的先前周期划分出离子子群(和可任选的对其的单独分析)，可并行地实现复杂的MSn实验。这还导致设备的占空比增加，且类似地也能改善设备的检测限制。尽管本专利技术的优选实施例可使用任意离子选择装置，但将它和静电阱(EST)组合使用是尤其适合和有利的。近年来，包含静电阱(EST)的质谱 仪已经开始变得可购买。相对于四极质量分析器/过滤器，EST的质量精确度高 得多(可能百万分之几)，而相对于四极一正交加速TOF设备，EST的占空比 和动态范围优越得多。在本申请的框架内，将EST视为普通种类的离子光学设 备，其中运动的离子在基本静电场中至少沿一个方向多次改变它们的运动方 向。如果这多次反射被限制在有限体积内以致离子轨道围绕它们自身，那么所 得的EST被称为封闭型。可在US-A-3,226,543 、 DE-A-04408489禾口 US-A-5，886,346中找到这种封闭型质谱仪的例子。代替地，离子可以将一 个方向的多次改变和沿另一个方向的移动结合以致其轨道不围绕它们自身。这样的EST通常被称为开放型，可在GB-A-2，080,021、SU-A-1,716，922、SU-A-1, 725,289、 WO-A-2005/001878以及US-A-20050103992图2中找到例子。诸如US-A-6,300,625、 US-A-2005/0,103,992以及WO-A-2005/001878中所描述的由一些静电阱由外部离子源注满，并向EST下游的外部探测器喷射离 子。诸如US-A-5,886，346中描述的其它的EST采用了诸如检测镜像电流之类的 技术以在不喷射的情况下检测阱内的离子。静电阱可用于精确质量筛选外部喷射来的离子(例如像US-A-6,872，938和 US-A本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种减少特定和有限质荷比范围上的离子的能量分散的方法，所述方法包括以下步骤： （ａ）使用减速电极装置产生具有电场强度Ｅ的电场； （ｂ）将所述质荷比范围的具有能量分散的离子导向由所述减速电极装置产生的所述减速电场；以及 （ｃ ）一旦基本上所述特定质荷比范围的所有所述离子都已进入所述减速电场，就在时间ｔ去除所述减速电场； 其中所述电场强度Ｅ与进入所述电场的所述离子的能量分散匹配以减小所述离子的所述能量分散。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2006-4-13 0607542.81. 一种减少特定和有限质荷比范围上的离子的能量分散的方法，所述方法包括以下步骤(a)使用减速电极装置产生具有电场强度E的电场；(b)将所述质荷比范围的具有能量分散的离子导向由所述减速电极装置产生的所述减速电场；以及(c)一旦基本上所述特定质荷比范围的所有所述离子都已进入所述减速电场，就在时间t去除所述减速电场；其中所述电场强度E与进入所述电场的所述离子的能量分散匹配以减小所述离子的所述能量分散。2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括在将离子导向所述减速 电场的所述步骤(b)之前的步骤在能量上散射所述离子。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在能量上散射所述离子的所述 步骤包括将所述离子引导到离子反射镜装置、将离子反射出所述离子反射镜装 置内的离子反射镜、以及引导所述离子离开反射镜装置返回。4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在能量上散射所述离子的所述步骤包括沿着细长的飞行路径引导所述离子。5. 如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，还包括在减速电极装置上差动地抽吸以使得其入口处的压力不同于其出口处的压力。6. 如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，还包括在将离子引导 到所述减速电场之前从离子光学装置或质量分析装置喷射离子。7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述离子光学装置或质量分析 装置包括适于在不同的时间喷射不同质荷比的离子的装置。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述离子光学装置或质量分析 装置选自静电阱(EST)、以共振喷射模式工作的轨道阱、三维(3D)阱、放 射性喷射的线性阱、轴喷射的线性阱、或飞行时间质谱仪。9. 如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，还包括将能量分散已 被减少的所述离子引导到碎裂或碰撞室。10. 如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，还包括将能量分散 已被减少的所述离子引导到以下的一个或多个静电透镜、多极子、磁透镜、 磁扇区、静电扇区、四极滤质仪、反射镜、飞行时间质谱仪、电磁阱或3D阱。11. 如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在时间周期...
【专利技术属性】
技术研发人员：A马卡洛夫，M蒙娜丝泰斯崎，DE格林菲尔德，
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：DE[德国]
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