可切换分支式离子导向器制造技术

本发明专利技术公开一种可切换分支式离子导向器。该可切换分支式离子导向器包括干路段、第一和第二分支段、将该干路段连到分支段的连接点、以及位于该连接点上的可移动阀门部件。该阀门部件可在第一位置和第二位置之间移动，其中第一位置上允许离子迁移在干路段和第一分支段之间进行，而禁止离子迁移在干路段和第二分支段之间进行，在第二位置上允许离子迁移在干路段和第二分支段之间进行，而阻止离子迁移在干路段和第一分支段之间进行。该分支式离子导向器可用来，例如可控地切换两个目的地比如质量分析器之间的离子流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般来说涉及质谱仪，并且更具体地涉及用于质谱仪的四极离 子导向器。
技术介绍
四极离子导向器在质谱仪领域中用于在质谱仪区域之间传输离子已 经是公知的。总的来说，这种离子导向器由两对加长电极构成，其中这两 对加长电极上施加有相位相反的射频电压。由此径向产生的基本为四极的 电场将离子限制在离子导向器内以便离子沿着在离子导向器的入口和出 口端之间延伸的轴向路径基本没有损耗地传输。在常规的质语仪中，离子沿着离子源和至少 一个质量分析器之间延伸 的单个路径进行传输。近年来，已经对具有更复杂体系结构的质谱仪系统的开发极为重视，这就要求离子可选择地在两个或多个可替换路径中切 换。例如，混合质语仪可采用并行布置的两种不同类型的质量分析器，离 子可控制地导向到这两个质量分析器中所选择的一个上。在另一个示例 中，离子可在第一路径和第二路径之间切换，在第一路径中它们进入到碰 撞单元并且分裂成产物离子，在第二路径上它们保持完整。在又一个示例 中，在两种不同的离子源之一中产生的离子选择性地允许进入到质量分析器中。这种质谱仪的成功操作要求离子路径的切换以不导致离子损耗到不 可接受的程度并且不区分质量而对待的方式进行。还希望在多个路径之间 较快地切换。现有技术中几乎没有任何设备能够满足这些标准。
技术实现思路
大概说来，本专利技术的实施例采取了可切换分支式离子导向器的形式， 该可切换分支式离子导向器包括干路段、至少第一和第二分支段、以及将千路段和分支段连接的连接点。干路和分支段可由平行布置的两个Y型扁 平电极和在通常垂直于Y型电极平面的平面中布置的多个侧电极构成。将 相位相反的射频电压施加到Y型电极以及侧电极上，从而将离子径向限制 在干路段和分支段的内部容积中。位于连接点处的阀门部件可控地在第一位置和第二位置之间移动。当 阀门部件移动到第一位置时，第一分支萃殳"打开"，由此使离子可以在干 路段和第一分支段的内部容积之间移动，并且第二分支段"闭合"，由此 阻止离子在干路段和第二分支段之间移动。同样，阀门部件移动到第二位 置上闭合了第一分支段并且打开了第二分支段。以这种方式，离子可控地 在两个路径之间切换，第一路径包括第一分支段内部容积，第二路径包括 第二分支段内部容积。在某些实施例中，阀门部件可使用在至少一个中间 位置中，由此离子可在干路^R与第一和第二分支羊殳之间移动。阀门部件的移动可包括转动和/或滑动动作。阀门部件可由压电、7Ja兹、 机电、气动或者其他合适的装置来可控地致动。附图说明图1A示出根据本专利技术第一实施例的可切换分支式离子导向器的透视 图，其中阀门部件可在所选择的位置之间转动；图1B示出图1A的可切换分支式离子导向器系统的透视图，其中去掉 上部Y型电极以更清楚地示出离子导向器的特征；7图2A示出可切换分支式离子导向器的顶视图，其中阀门部件处于第 一位置；图2B示出可切换分支式离子导向器的顶4见图，其中阀门部件移动到 第二位置；图2C示出可切换分支式离子导向器的顶视图，其中阀门部件移动到 中间位置；图3A示出采用可切换分支式离子导向器的质谱仪体系结构的第一示例；图3B示出采用可切换分支式离子导向器的质谱仪体系结构的第二示例；图4A示出根据本专利技术第二实施例的可切换分支式离子导向器的透视 图，其中阀门部件可滑动地在所选位置之间移动，阀门部件位于第一位置；图4B示出图4A的可切换分支式离子导向器的透视图，其中阀门部件 已经移动到第二位置；以及图4C示出图4A的可切换分支式离子导向器的透视图，其中阀门部件 已经移动到第三位置。具体实施例方式图1A示出根据第一实施例的包括阀门部件140的可切换分支式离子 导向器100的透^L图。该可切换分支式离子导向器100由上部Y型平面电 极110a和下部Y型电极110b,多个侧电极120a、 120b、 130a和130b形 成，其中该多个侧电极120a、 120b、 130a和130b方位通常为相对Y型电 极110a和110b的平面垂直。该垂直侧电极共同限定出第一分支段132, 第二分支段134,干路段136，以及将第一和第二分支段132和134与干 路段136连接的连^妻点138。尽管上部和下部平面电极110a和110b示出 为具有单片结构，但是该分支式离子导向器的其他实施方式可采用具有分 萃殳式结构的上部和下部电才及。如本领域中所/^知的，通过施加合适的射频(RF)电压到各个电极上，可以将离子径向限制在分支段和干路段的内部容积内。更特别的是，可通过施加相位相反的RF电压(例如，由RF/DC电源144所供给的)给Y型 电极110a和110b以及侧电极120a， 120b, 130a和130b。如果想要用也 是本领域公知的方式，还可以将适量的直流(DC)分量施加到电极上以提 供离子滤质。如本领域进一步公知的，可通过使用辅助杆(auxiliaryrod)(例 如，在Thomson等人的专利号为6,111,250的美国专利中所4皮露的)或者 其他合适的对策来产生轴向DC电场，从而推动离子轴向通过离子导向器 100。诸如氦气或氮气那样的惰性气体可添加到离子导向器100的内部， 以提供离子的动力冷却并且有助于将离子汇聚到正确的轴线上。如果想要 离子分裂，那么可在离子导向器100内或者在进入离子导向器100之前将 离子加速到高速，使得它们与緩冲气体的原子或分子进行能量碰撞。离子 还可与活性气体进行低速的相互作用，并且离解成产物离子。还可在一个 或多个碰撞/反应单元中执行分裂，其中该碰撞/反应单元可位于离子导向 器100的离子路径中的上游或下游。离子导向器100内离子行进的路径由定位可控阀门部件140来确定。 根据图l的实施例，阀门部件140构造成加长臂，该加长臂可绕着转动点 150旋转转动。阀门部件140的设计参考图1B会更容易理解，其中图1B 示出了去掉上部Y型电极110a的离子导向器100。尽管阀门部件140在附 图中示出为具有基本上为直的或者略微弯曲的侧面，但是在离子导向器 100的一个优选实施方式中，岡门部件140具有相对的弓形表面，该弓形 表面具有大致上与侧电极130a和130b的对应弯曲部分匹配的弯曲部分。 阀门部件140可由导电材料(例如，不锈钢)或者涂敷导电材料的绝缘体 (例如，陶资)形成。将阀门部件140布置成例如通过与侧电极之一电接 触或者经由与RF电压源的分立连接而与侧电极通电，从而产生基本上四 极电场，将离子径向限制成沿着所选路径。由于阀门部件140优选地构造 成使得电场不均匀性最小，因此离子经受的电场基本与其沿着第一或第二 分支段的位置无关。在图1A和1B中，阀门部件140设置在第一位置，在该第一位置中 允许离子在千路段136与第一分支段132的内部容积之间迁移，而阻止离子在干路段136和第二分支134的内部容积之间迁移。如下面进一步描述 的，离子导向器100本来是双向的，可以被构造成离子从干路段136迁 移到分支段中所选择的一个上，或者可替换地从分支段中所选择的一个迁 移到千路段136上。切换式离子导向器100的切换在图2A和2B中示出。在图2A中，阀 门部件140设置在上述的第一位置上，在该第一位置上允许离子沿着路径 202在第一分支段132和干路段136的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可切换分支式离子导向器，包括：　干路段、第一分支段、第二分支段、以及将该干路段与第一和第二分支段相连的连接点，干路段以及第一和第二分支段中每一个都包括至少两个电极对，其中将相位相反的射频电压施加到该至少两个电极对上；以及　位于连接点上的阀门部件，该阀门部件可在第一位置和第二位置之间移动，该第一位置允许离子迁移在干路段与第一分支段的内部容积之间进行并且阻止离子迁移在干路段与第二分支段的内部容积之间进行，该第二位置允许离子迁移在干路段与第二分支段的内部容积之间进行并且阻止离子迁移在干路段与第一分支段的内部容积之间进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦E肖恩，
申请(专利权)人：塞莫费尼根股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]