[发明专利]具有同步弯曲离子界面的多反射飞行时间质谱仪

说明书

对于相关申请的交叉参考

本申请在35 U.S.C.§119(e)下要求对2005年3月22日提交的、标题为“MULTI-REFLECTING TIME-OF-FLIGHT MASSSPECTROMETER WITH AN ENERGY FILTER”的以AnatoliN.Verentchikov等提交的美国临时专利申请No.60/664,062的优先权，后者的全部公开通过参考包括在这里。

技术领域

本发明一般涉及质谱分析的领域，并且更具体地说，涉及质谱仪设备，包括多反射飞行时间质谱仪(MR TOF MS)和一种使用方法。

背景技术

飞行时间质谱仪(MR TOF MS)日益普及-作为独立仪器和作为与另一个TOF(TOF-TOF)、与四重滤波器(Q-TOF)、或与离子阱(ITMS-TOF)的质谱仪测定法级联的一部分。它们提供高速、灵敏性、质量分辨率(下文叫做分辨率)及质量精度的独特组合。对于复杂混合物的分析，典型地对于在生物技术和药品中的用途，希望甚至更高的分辨率和质量精度。

多反射(multi-reflecting)和多轮次(multi-turn)方案的引入最近已经导致飞行时间质谱仪的分辨率的实质改进。

在继续之前，有用的是定义贯穿本文使用的某些术语。如这里使用的那样，“平面多反射飞行时间质量分析仪(planar multi-reflectingtime-of-flight mass analyzer)”是一种包括两个细长离子反射镜的装置，该离子反射镜优选地是无栅格的。离子在离子反射镜之间反射，同时在离子反射镜的细长方向(“漂移方向”)上缓慢地漂移。

“象差(aberration)”是指对于由初始离子参数的散布引起的空间或飞行时间偏差的膨胀系数。

“一阶聚焦”与输出参数(所述装置的输出处)对输入参数的线性变化的一阶导数的补偿相对应。一阶膨胀系数常常称作“线性系数”或“一阶导数”。一阶聚焦可以包括下面讨论的“关于离子能量的一阶飞行时间聚焦”、“关于空间坐标的一阶飞行时间聚焦”、“一阶空间聚焦”、及“一阶空间按能量聚焦”。

“关于离子能量的一阶飞行时间聚焦”与飞行时间T对离子能量k的导数，即dT/dk＝T|k＝0，的补偿相对应。进行这样的补偿的装置称作“能量同步(energy isochronous)”。

“关于空间坐标的一阶飞行时间聚焦”出现在“空间同步”装置中，并且与如下相对应：dT/dx＝T|x＝0、dT/dy＝T|y＝0、dT/dα＝T|α＝0及dT/dβ＝T|β＝0。装置可以在一个垂直方向上是空间同步的，例如只有T|x＝0和T|α＝0。

“空间坐标”通常是指参考对于离子路径的两个角度α和β及垂直坐标x和y，该垂直坐标x和y在与离子路径相垂直的方向上测量，并且在某些情况下在同步平面内。

也仅仅称作“聚焦”的“一阶空间聚焦”与输出空间坐标和角度关于通常注释为：x|x＝0、x|α＝0、α|α＝0、α|x＝0、等等，的一阶导数的补偿相对应。

也指示为“彩色”聚焦的“一阶空间按能量聚焦”与所谓的“消色”装置相对应，是指输出空间坐标(和角度)关于离子能量变化的一阶导数-x|k＝0、y|k＝0、α|k＝0、及β|k＝0的补偿。

“二阶象差”是二阶导数，它们定义为模拟的，而且也指交叉项象差。“二阶象差”的几个例子包括下面讨论的“关于离子能量的二和三阶飞行时间象差”、“关于空间坐标的二阶飞行时间象差”、“二阶空间象差”、及“二阶彩色象差”。

“关于离子能量的二和三阶飞行时间象差”分别是指d²T/dk²＝T|kk和d³T/dk³＝T|kkk。“二阶能量同步”是指T|k＝0和T|kk＝0。

“关于空间坐标的二阶飞行时间象差”，即“二阶空间同步”，可以与一个平面相对应，这是指所有T|x＝T|α＝T|xx＝T|αα＝T|xα＝0。

“二阶空间象差”与x|xx、x|xα、x|αα、等等相对应。

“二阶彩色象差”与x|αk、α|αk、x|xk、α|xk、等等相对应。

“空间同步装置”是指：在装置的出口处，存在有所谓的“同步平面”，即其中由位于装置前面的某一“基准平面”测得的离子飞行时间对于离子轨迹的坐标和角度都线性独立的平面。在描述中，术语“同步”是指空间同步。