【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本教导总体上涉及用于使用静电线性离子阱(elit)来分析离子的方法和系统。
技术介绍
1、质谱法是用于测量样品内分子的质荷比(m/z)的分析技术，具有定量和定性应用。例如，质谱法可用于识别测试物质中的未知化合物，确定具体分子中元素的同位素组成，通过观察特定化合物的碎裂来确定特定化合物的结构，和/或量化测试样品中特定化合物的量。
2、质谱法通常涉及使用离子源将样品分子转化为离子并使用一个或多个质量分析器基于被电离的分子的m/z来分离和检测被电离的分子。对于大多数利用大气压离子源的常规质谱仪系统，离子穿过入口孔口进入设置在第一真空腔室中的离子导向器，在此它们被碰撞冷却并沿离子导向器的中心轴线径向聚焦，然后作为离子束被输送到其中设置有(一个或多个)质量分析器的后续的低压真空腔室中。
3、静电线性离子阱(elit)是一种质量分析器，其中离子沿着通常在中心拾取电极的相对侧上的电极离子镜(反射器(reflectron))之间的轴线被限制。elit内离子的平均动能(平均速度)通常由注入方法、电极几何形状和捕获电势确定。因此，elit中的离子以特定于质荷比(m/z)的平均速度沿着该轴线从端到端来回振荡。反射器之间的离子振荡生成电流，该电流的频率可用于计算捕获的离子的m/z，如下所示：
4、
5、其中k和b是实验确定的常数。以这种方式，在拾取电极上感应的电荷可以被数字化并且经历傅立叶变换(ft)以计算质谱。例如，dziekonski等人在题为“使用镜切换的傅里叶变换静电线性离子阱质谱法中的电压感应频
6、pct公布第wo2020/121166号(其也通过引用整体并入)描述了另一个示例elit，其可替代地操作来以低分辨率分析宽m/z范围或以较高分辨率分析较窄m/z范围。其中，对于固定采集时间和离子动能，elit的轴向长度与ft分辨率成反比(例如，较长的振荡路径长度导致较低的振荡频率)，pct公布第wo2020/121166号提供了一种系统，该系统可以通过选择性地向elit的各个电极施加电压来设置振荡路径长度，以交替地提供较长的振荡路径长度(例如，对于相对宽的m/z范围、低分辨率的elit分析)或较短的振荡路径长度(例如，对于相对窄的m/z范围、高分辨率的elit分析)。这样的系统允许用户为注入到阱中的所有离子选择elit分析的参数，而不需要例如并行运行的具有不同分析参数的两个或更多个elit(例如，这需要部件的重复)或不用破坏真空以用具有不同反射器配置的不同elit物理地替换elit(例如，这需要停机时间和熟练工人)。
7、仍然需要用于使用静电线性离子阱(elit)来分析离子的改进方法和系统。
技术实现思路
1、质量分析器的性能可能受到其中的带电离子的相互作用的影响。例如，被称为空间电荷效应的附近离子之间的排斥力可能会扰乱离子的轨迹，导致离子偏离其在elit内的典型振荡速度或频率，从而可能降低elit分析的准确性。此外，空间电荷效应的分析影响取决于离子速度和电荷密度。例如，空间电荷效应在较慢移动的离子的轨迹上以及当较小空间中存在增加数量的离子时更加明显。因为在常规elit内振荡的所有离子以基本上相同的注入能量基本上同时注入，所以注入的离子由于施加到反射器的电势而趋向于在elit内基本上相同的轴向位置处转向。然而，在这些共同的转向点处，elit内的离子速度处于最小值，从而放大了对离子轨迹的空间电荷效应。根据本教导的各个方面，本文描述的系统和方法可以提供不同动能的离子注入，以在要由elit分析的离子之间使振荡端点不同。通过在elit内提供不同的路径长度，申请人的教导的某些方面可以有效地降低离子速度处于最小值时的离子密度，从而相对于结合elit的常规系统的操作而言降低空间电荷效应的影响。
2、在各个方面，根据本教导的质谱仪系统包括静电线性离子阱(elit)，该静电线性离子阱具有电极板的第一集合和电极板的第二集合，电极板的第一集合具有位于中心并且沿中心轴线对齐的孔，电极板的第二集合具有位于中心并且沿该中心轴线对齐的孔。第一集合和第二集合中的第一组板沿该中心轴线定位以在沿该中心轴线的第一路径长度内将第一组离子捕获在第一组板之间，以及第一集合和第二集合中的第二组板沿该中心轴线定位以同时在该中心轴线的不同于第一路径长度的第二路径长度内捕获第二组离子。该系统还可以包括一个或多个离子阱，该一个或多个离子阱设置在elit上游并被配置为将第一组离子和第二组离子注入到elit中，其中该一个或多个离子阱被配置为在第一动能范围内将第一组离子注入到elit中以及在第二动能范围内将第二组离子从离子阱注入到elit中，其中第一动能范围与第二动能范围不同。
3、在某些相关方面，第一组离子和第二组离子可以表现出基本上相同的m/z范围。另外，在一些示例方面，该系统可以被配置为使得第一组离子和第二组离子中的相同m/z的离子在它们各自沿着第一路径长度和第二路径长度振荡期间基本上同时到达电极板的第一集合和电极板的第二集合之间的位置。
4、在各个方面，第一动能范围可以被选择为使得第一组离子表现出沿着第一路径长度的第一振荡频率，以及第二动能范围可以被选择为使得第二组离子表现出沿着第二路径长度的第二振荡频率。在某些相关方面，第一振荡频率和第二振荡频率可以基本上相同。
5、根据本教导的系统中使用的elit可以不止包括限定第一路径长度和第二路径长度的两组板。作为非限制性示例，elit可以包括限定各种路径长度的三组、四组或甚至更多组嵌套电极。在某些示例方面，第一集合和第二集合中的第三组板可以沿该中心轴线定位以在沿该中心轴线的第三路径长度内将第三组离子捕获在第三组板之间，第三路径长度不同于第一路径长度和第二路径长度。此外，该一个或多个离子阱可以被配置为在不同于第一动能范围和第二动能范围的第三动能范围内将第三组离子注入到elit中。另外，elit可以包括第一集合和第二集合中的第四组板，第四组板沿该中心轴线定位以在沿该中心轴线的第四路径长度内将第四组离子捕获在第四组板之间，第四路径长度不同于第一路径长度、第二路径长度和第三路径长度，其中所述一个或多个离子阱被配置为在不同于第一动能范围、第二动能范围和第三动能范围的第四动能范围内将第四组离子注入到elit中。第一组离子、第二组离子、第三组离子和第四组离子可以包括具有相同或不同m/z范围的离子。
6、在各个方面，该系统还可以包括可操作地耦合到质谱仪系统的各个元件的控制器。举例来说，在某些方面，可以提供控制器，该控制器被配置为调节第一动能范围、第二动能范围、施加到第一组板的电势和施加到第二组板的电势中的至少一者，以最小化第一组离子和第二组离子沿着它们各自的第一路径长度和第二路径长度的振荡频率的差异。另外，在某些相关方面，该控制器还可以被配置为调节第一动能范围、第二动能范围、施加到第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种质谱仪系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组离子和所述第二组离子表现出基本上相同的m/z范围。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的系统，其中所述第一组离子和所述第二组离子中的相同m/z的离子在它们各自沿着所述第一路径长度和所述第二路径长度振荡期间基本上同时到达电极板的所述第一集合和电极板的所述第二集合之间的位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一动能范围被选择为使得所述第一组离子表现出沿着所述第一路径长度的第一振荡频率，以及其中所述第二动能范围被选择为使得所述第二组离子表现出沿着所述第二路径长度的第二振荡频率。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一振荡频率和所述第二振荡频率基本上相同。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一集合和所述第二集合中的第三组板沿所述中心轴线定位以在沿所述中心轴线的第三路径长度内将第三组离子捕获在所述第三组板之间，所述第三路径长度不同于所述第一路径长度和所述第二路径长度，以及其中所述一个或多个离子阱被配置为在第三动能范围内将所
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一集合和所述第二集合中的第四组板沿所述中心轴线定位以在沿所述中心轴线的第四路径长度内将第四组离子捕获在所述第四组板之间，所述第四路径长度不同于所述第一路径长度、所述第二路径长度和所述第三路径长度，以及其中所述一个或多个离子阱被配置为在第四动能范围内将所述第四组离子注入到所述ELIT中，所述第四动能范围不同于所述第一动能范围、所述第二动能范围和所述第三动能范围。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一组离子、所述第二组离子、所述第三组离子和所述第四组离子表现出基本上相同的m/z范围。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括控制器，所述控制器被配置为：
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器还被配置为：
11.一种分析离子的方法，包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一组离子和所述第二组离子表现出基本上相同的m/z范围。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的方法，其中所述第一组离子和所述第二组离子中的相同m/z的离子在它们各自沿着所述第一路径长度和所述第二路径长度振荡期间基本上同时到达电极板的所述第一集合和电极板的所述第二集合之间的位置。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一动能范围被选择为使得所述第一组离子表现出沿着所述第一路径长度的第一振荡频率，以及其中所述第二动能范围被选择为使得所述第二组离子表现出沿着所述第二路径长度的第二振荡频率。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一振荡频率和所述第二振荡频率基本上相同。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述ELIT还包括：
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括调节所述第一动能范围、所述第二动能范围、施加到所述第一组板的电势和施加到所述第二组板的电势中的至少一者，以最小化所述第一组离子和所述第二组离子沿着它们各自的所述第一路径长度和所述第二路径长度的振荡频率的差异。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括调节所述第一动能范围、所述第二动能范围、施加到所述第一组板的电势和施加到所述第二组板的电势中的至少一者，以最小化所述第一组离子和所述第二组离子中的相同m/z的离子在所述第一组离子和所述第二组离子沿着它们各自的所述第一路径长度和所述第二路径长度振荡期间到达电极板的所述第一集合和电极板的所述第二集合之间的位置的时间的差异。
19.一种配置静电离子阱ELIT的方法，包括：
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种质谱仪系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组离子和所述第二组离子表现出基本上相同的m/z范围。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的系统，其中所述第一组离子和所述第二组离子中的相同m/z的离子在它们各自沿着所述第一路径长度和所述第二路径长度振荡期间基本上同时到达电极板的所述第一集合和电极板的所述第二集合之间的位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一动能范围被选择为使得所述第一组离子表现出沿着所述第一路径长度的第一振荡频率，以及其中所述第二动能范围被选择为使得所述第二组离子表现出沿着所述第二路径长度的第二振荡频率。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一振荡频率和所述第二振荡频率基本上相同。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一集合和所述第二集合中的第三组板沿所述中心轴线定位以在沿所述中心轴线的第三路径长度内将第三组离子捕获在所述第三组板之间，所述第三路径长度不同于所述第一路径长度和所述第二路径长度，以及其中所述一个或多个离子阱被配置为在第三动能范围内将所述第三组离子注入到所述elit中，所述第三动能范围不同于所述第一动能范围和所述第二动能范围。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一集合和所述第二集合中的第四组板沿所述中心轴线定位以在沿所述中心轴线的第四路径长度内将第四组离子捕获在所述第四组板之间，所述第四路径长度不同于所述第一路径长度、所述第二路径长度和所述第三路径长度，以及其中所述一个或多个离子阱被配置为在第四动能范围内将所述第四组离子注入到所述elit中，所述第四动能范围不同于所述第一动能范围、所述第二动能范围和所述第三动能范围。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一组离子、所述第二组离子、所述第三组离子和所述第四组离子表现出基本上相同的m/z范围。
9.根据前述权利要求中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·T·杰库恩斯基，
申请(专利权)人：DH科技发展私人贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：
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