用于质谱分析的离子漏斗制造技术

本发明专利技术提供了一种用于质谱分析的离子漏斗。公开了一种用与质谱仪中的接口。该接口包括第一离子漏斗，第一离子漏斗包括第一入口和第一出口以及在第一入口与第一出口之间的第一轴线。该接口还包括第二离子漏斗，第二离子漏斗与第一离子漏斗前后设置，包括第二入口和第二出口以及在第二入口与第二出口之间的第二轴线。其中第一轴线与第二轴线彼此相对偏移。也公开了包括该接口的质谱仪以及方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于质谱分析的离子漏斗。
技术介绍
在各种工业和学术设置中例行地执行化学和生物分离，以确定复杂样品混合物中 的各种核素的存在和/或量。存在各种用于执行者中分离的技术。质谱分析(MS)是用于样品的定量化学分析的分析技术。样品中的分子被离子化 并且通过质谱仪根据它们各自的质量而分离。之后检测经分离的分析物离子并且产生样品 的质谱。质谱提供关于质量的信息以及在一些情况下提供关于组成样品的各种分析物粒子 的量。特别地，质谱分析可以被用来确定分子的分子量和分析物中的分子碎片。此外，质谱 分析可以基于裂解特征来识别分析物内的成分。用于由质谱分析法分析的分析物离子可以由各种离子化系统中的 任何系统来产 生° 例 如，Atmospheric Pressure Matrix Assisted Laser DesorptionIonization (AP-MALDI)、Atmospheric Pressure Photoionization (APPI)、 Electrospray Ionization (ESI)、Atmospheric Pressure Chemicallonization(APCI)禾口 Inductively Coupled Plasma(ICP)系统可以被用在质谱分析系统中来产生离子。这些系 统中的许多在大气压或接近大气压下(760ΤΟΠ·)产生离子。在产生了之后，分析物离子必 须被引入或采样到质谱仪中。通常，质谱仪的分析器部分被保持在从IO-4Torr到IiT8Torr 的高真空水平。实践中，对离子进行采样包括将分析物离子以精细限定的离子束的形式从 离子源经由一个或多个中间真空室传输到高真空质谱仪室。中间真空室中的每个都保持在 前后室之间的真空水平。因此，离子束对分析物离子进行传输，其中分析物离子以阶梯的方 式从与离子形成相关联的压力水平过渡到质谱仪的压力水平。在大部分应用中，期望将离 子在没有显著的离子损失的状态下传输通过质谱仪系统的各种室中的每一者。通常在MS 系统中使用离子引导来使得离子沿着限定方向移动。离子引导通常采用电磁场来在允许或促进离子轴向传输的同时，径向地约束离 子。一种类型的离子引导通过施加随时间变化的电压而产生多极场，其中多极场通常处在 射频(RF)频谱中。已经在将离子以及离子陷阱成分在MS系统的部分之间传输的各种应用 中见到了这些所谓的RF多极离子引导。当在存在缓冲气体的情况下进行操作时，RF引导能 够在轴向和径向上减小离子的速度。在轴向和径向上的这种离子速度的减小被公知为由于 离子与缓冲气体的中性分子多次碰撞而使得离子“热能化”或“冷却”。沿着径向压缩的热 能化的光束在改善穿过MS系统的节流口的离子传输和减小飞行时间(TOF)仪器中的径向 速度散布非常有用。RF多极离子引导产生对离子引导内的离子进行约束的伪势阱。通常， 由于离子在更高的压力下停滞在离子引导中的问题，所以离子引导操作局限于约ITorr以 下的压力。发展了一些公知的离子漏斗离子光学器件，来通过利用RF电场来提供径向约束 并且利用静电电场提供轴向加速克服某些公知的离子引导的压力限制。RF和静电场都是通过具有逐渐减小的ID的同心环的阵列产生的。离子漏斗可以从入口到出口对离子进行有 效地聚焦和传递，然而，埋入气流中的中性体也可以从入口向出口有效地传输。因为离子漏 斗可以相比于已知的离子引导在更高压力下工作，并且中性粒子传输是由漏斗内的压力和 气体流动限制的，所以将中性粒子(“中性体”)与离子分离的问题变得更加现实。在已知的离子漏斗中，通过提供设计为阻挡中性体的路径的额外的中央电极以及 通过将额外的电压提供给该电极以使得离子绕中央电极转向，来在离子漏斗装置中解决离 子和中性体的分离。虽然这种已知的离子漏斗可能有效地分离离子和中性体，但是额外的 电极和额外的电源的复杂性是不期望的。此外，由于额外的电极的污染导致额外的电极充 电并且需要随时间调整其DC电压，所以这种离子漏斗的稳定性和可靠性也是问题。因此，所需要的是克服了上述已知的装置和方法的缺点的、用于提供从离子源到 质量分析仪提供分析物的方法和设备。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及一种用在质谱仪中的接口，该接口包括第一离子漏斗，其包 括第一入口和第一出口以及在第一入口与第一出口之间的第一轴线；以及第二离子漏斗， 其与第一离子漏斗前后设置，包括第二入口和第二出口以及在第二入口与第二出口之间的 第二轴线，其中第一轴线与第二轴线彼此相对偏移。本专利技术的另一方面涉及一种质谱仪，该质谱仪包括离子源；质量分析仪；以及设 置在离子源与质量分析仪之间的用于质谱仪的接口，其中该接口包括第一离子漏斗，其包 括第一入口和第一出口以及在第一入口与第一出口之间的第一轴线；以及第二离子漏斗， 其与第一离子漏斗前后设置，包括第二入口和第二出口以及在第二入口与第二出口之间的 第二轴线，其中第一轴线与第二轴线彼此相对偏移。本专利技术的另一方面涉及一种在质谱仪中分离离子与中性粒子的方法，方法包括 将离子和中性粒子提供给接口，接口包括第一离子漏斗，其包括第一入口和第一出口以及 在第一入口与第一出口之间的第一轴线；以及第二离子漏斗，其与第一离子漏斗前后设置， 包括第二入口和第二出口以及在第二入口与第二出口之间的第二轴线，其中第一轴线与第 二轴线彼此相对偏移；沿着第一入口与第一出口之间的第一轴线引导离子；沿着第二入口 与第二出口之间的第二轴线引导离子而不引导中性粒子。附图说明在阅读附图时可以从以下详细描述最好地理解本教导。特征没有必要按比例绘 制。在可用的情况下，相似的附图标记表示相似的特征。图1是根据实施例的质谱仪的简化示意图。图2A示出了根据实施例的MS装置的接口的截面图。图2B示出了图2A的接口的简化示意表示图。图3示出了根据实施例的MS装置的接口的截面图。图4示出了根据实施例的将离子与中性粒子分离的方法的流程图。术语限定应该明白这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，并且不是为了进行限制。如在说明书和权利要求书中使用的，除非上下文中明确地指出的，未限定数目的 术语包括单数和复数的指代物。因此，例如，“装置”包括一个装置和多个装置。如在说明书和权利要求书中使用的，除了它们原本的含义之外，术语“基本”或“基 本地”意味着具有可以接受的限度或程度。例如，“基本取消”意味着本领域技术人员将会 认为消除是可以接受的。如在说明书和权利要求书中使用的，除了其原本的含义之外，术语“大致地”意味 着在本领域技术人员可以接受的限度或量内。例如，“大致相同”意味着本领域技术人员将 会认为该项目可以比作相同。具体实施例方式在以下描述中，为了解释而不是为了限制，陈述了公开了具体细节的实施例以提 供本教导的透彻理解。可以省略已知的系统、装置、材料、操作方法、制造方法的描述，以避 免妨碍示例实施例的描述。虽然如此，可以根据实施例使用在本领域技术人员范围内的系 统、装置、材料和方法。图1示出了根据实施例的简化的MS系统100的简化框图。MS系统100包括离子 源101、离子漏斗102、接口 103、质量分析仪104和离子探测器105。离子源101可以是已 知类型的离子源之一。质量分析仪104可以是各种公知的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用在质谱仪中的接口，所述接口包括：第一离子漏斗，其包括第一入口和第一出口以及在所述第一入口与所述第一出口之间的第一轴线；以及第二离子漏斗，其与所述第一离子漏斗前后设置，所述第二离子漏斗包括第二入口和第二出口以及在所述第二入口与所述第二出口之间的第二轴线，其中所述第一轴线与所述第二轴线彼此相对偏移。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·莫迪凯，马克·H·韦尔利赫，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US