一种在质谱仪的较高与较低压区域之间传输离子的离子迁移装置包括离子迁移管道６０。管道６０具有朝向相对高压室开口的入口以及朝向相对低压室开口的出口７０。管道６０还具有环绕离子迁移通道１１５的至少一个侧壁。该侧壁包括在该侧壁的纵向方向上形成的多个孔径１４０，以便允许来自离子迁移通道１１５内的气流到管道６０的侧壁外部的较低压区域。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明离子迁移装置 专利
本专利技术涉及用于在质谱仪内传输离子的离子迁移装置，尤其涉及用于将离子从大气压电离源传输到质谱仪真空室的高真空的离子迁移装置。
技术介绍
离子迁移管，也称为毛细管，在质谱仪领域中公知用于在维持在或接近大气压的电离室与维持在减小压力的第二室之间传输离子。一般而言，离子迁移通道通常采用细长窄管(毛细管)的形式，其具有对电离室开放的入口端以及对第二室开放的出口端。离子与带电和不带电粒子(例如，来自静电喷雾或APCI探针的部分去溶剂化液滴、或者来自激光器解吸或MALDI源的离子和中子以及基质/基体)以及背景气体一起进入离子迁移毛细管的入口端并且在压力梯度的影响下横穿其长度。离子流/气流然后作为自由射流膨胀(free jetexpansion)退出离子迁移管。离子可随后通过连续低压的区域穿过撇渣器锥(skimmer cone)的孔径并且此后被递送到质量分析器来获取质谱。 在现有离子迁移装置中存在显著损耗，以使由离子源产生那些离子的大多数无法成功到达并穿过离子迁移装置从而进入质谱测量的后续阶段。 已经采取了多种方法来解决此问题。例如，离子迁移管可被加热以蒸发残留溶剂(从而提高离子产量)并且分离出溶析加合物。已经提出了所加热的气体的逆流以在喷雾进入迁移通道之前增加去溶剂化。已经实现了用于试样喷雾、毛细管以及撇渣器的对准和定位的各种技术来设法最大化实际到达离子迁移通道下游的质谱仪的离子光学器件的来自源的离子数量。 已观察到(参见，例如Sunner等人，美国社会杂志，Mass Spectrometry(质谱仪)，第5卷，第10期，873-885页(1994年十月))进入离子迁移管的离子的很大一部分因与管壁碰撞而损耗。这减少了递送到质量分析器的离子数并且对仪器灵敏度产生不利影响。此外，对于由电介质材料构成的管，离子与管壁的碰撞可导致电荷积聚并且抑制离子进入并且流经该管。现有技术包含据称通过减少离子与管壁的相互作用或者通过降低充电效应来降低离子损耗的多个离子迁移管设计。例如，Franzen的美国专利5,736,740号提出通过应用轴向直流场来相对于气流减速离子。根据此参考文献，气流(相对于离子)的抛物线速度曲线产生将离子聚焦到管中心线的气动力。 其它现有技术参考文献(例如，Fischer的美国专利6,486,469号)涉及用于例如通过使用连接到电荷槽的导电材料层涂覆入口区来最小化介电管的充电的技术。 另一种方法是使从大气的离子朝向中心轴“漏斗式汇集”。用于在离子迁移毛细管之后的在真空条件下工作的离子漏斗的概念首先在US6107628中阐述，并且然后由Belov等人在美国社会杂志Mass Spectrom 200，第11卷，第19-23页中详细描述。最近的离子漏斗汇集技术在以下专利中有描述Tang等人的、题为″Independent Control of Ion transmission in ajet disrupter Dual-Channelion funnel electrospray ionization MS interface″(在喷射中断器双通道离子漏斗静电喷雾离子化MS界面中的离子传送的单独控制)的、分析化学2002，第74卷，5431-5437页的美国专利号6,107,628，其示出双漏斗排列；在Page等人的″An electrodynamic ion funnel interface for greater sensitivity and higherthroughput with linear ion trap mass spectrometers″(使用线性离子阱质谱仪的用于更大灵敏度和更高产量的电动力学离子漏斗界面)，国际杂志MassSpectrometry 265(2007)244-250页，其描述适用于在线性阱四极杆(LTQ)装置中使用的离子漏斗。不幸的是，离子漏斗的有效工作仅延伸到约40mbar的气压，即大气压的4％。 具有对大气压的开口的漏斗形设备在Kremer等人的、物理杂志应用物理第39卷(2006)5008-5015页中的“A novel method for the collimation of ions atatmospheric pressure”(一种用于在大气压中的离子准直的新颖方法)中公开，其采用浮动元件被动离子透镜来静电地聚焦离子(准直它们)。然而，这不解决在大气与预真空之间的压力区中聚焦离子的问题。 又一替换装置在Willoughby等人的美国专利6,943,347号中阐述，其提供具有轴向交替的导电电极层的成层管结构。加速电位被施加于导电电极以最小化进入入口区的场穿透，并且延迟场分散直到粘性力更能够克服因减小电场产生的分散效应。虽然可能帮助降低离子损耗，但是离子向中心轴的实际聚焦需要不断增大的轴向场，这在低压下因为击穿而变得技术上不可能。 又一现有技术参考文献(例如，Fischer的美国专利6,486,469号)涉及用于例如通过用连接到电荷槽的导电材料层涂覆入口区来最小化介电管的充电的技术。 虽然以上方法中的某一些可被部分地成功用于降低离子损耗和/或减轻因离子与管壁的碰撞而引起的不利效应，但是聚焦力远非足以保持离子远离壁，尤其是离子束内的较大空间电荷以及较大的管长度的情况下。后一要求因需要去溶剂化由静电喷雾或APCI离子源形成的簇而出现。在替换装置中，管可由简单的孔径代替并且然后去溶剂区必需设置在该孔径的前面。然而，气体速度在该区域中要比在管的内侧低得多，并且因此空间电荷效应产生更高的损耗。因此，在本领域中仍然存在对实现离子损耗的进一步降低并且可在更大范围的实验条件和试样类型上工作的离子迁移管设计的需要。
技术实现思路
在这个背景下、并根据本专利技术的第一方面，提供了 一种离子迁移装置，其用于在相对高压区域与相对低压区域之间传输离子，包括 离子迁移管道，其具有朝向相对高压室的入口开口、朝向相对低压室的出口开口、以及围绕离子迁移通道的至少一个侧壁，该侧壁沿入口端与出口端之间的中心轴延伸；以及 多个孔径，这些孔径沿侧壁的纵向形成以便于允许来自离子迁移通道内的气体流到管道的侧壁外侧的较低压区域。 根据本专利技术的第二方面，提供有一种在第一、相对高压区域与第二、相对低压区域之间传输离子的方法，该方法包括以下步骤 允许来自相对高压区域的离子和气体的混合物进入具有或限定离子迁移通道的离子迁移管道的入口开口； 通过在位于离子迁移管道的入口开口与出口开口中间的管道壁中的多个过道，去除离子迁移通道中的气体的一部分；以及 使离子和剩余气体通过朝相对低压区域的出口开口退出离子迁移管道。 在一种简单的形式中，用于根据本专利技术的各实施例的质谱仪的接口包括具有朝向高压室的入口端开口以及朝向低压室的出口端开口的离子迁移管。高和低压室可由相对于彼此具有相对较高和较低压力的任何区域提供。例如，高压室可以是离子源室而低压室可以是第一真空室。离子迁移管具有围绕内部区域并且沿入口端与出口端之间的中心轴延伸的至少一个侧壁。离子迁移管具有形成于侧壁中的多个过道。过道允许气体从内部区域流到在侧壁外部的降压区域。 在另一简单形式中，本专利技术的各实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在相对高压区域与相对低压区域之间传输离子的离子迁移装置，其包括： 离子迁移管道，其具有朝向相对高压室的入口开口、朝向相对低压室的出口开口、以及围绕离子迁移通道的至少一个侧壁，所述侧壁沿所述入口端与所述出口端之间的中心轴延伸；以 及 多个孔径，所述孔径沿所述侧壁的纵向形成以便于使来自所述离子迁移通道内的气体流到在所述管道的侧壁的外侧的较低压力区域。
【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：A马卡洛夫，R佩施，R马雷克，V科兹洛夫斯基，
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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