[发明专利]用于质谱分析法的离子导向件

说明书

本申请案主张2012年10月12日申请的第61/713,205号美国临时申请案的优先权，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本文中的教示涉及用于质谱分析法的方法及设备，且更明确地说，涉及离子导向件及离子输送方法。

背景技术

质谱分析法(MS)为一种用于确定具有定量应用及定性应用两者的测试物质的元素成分的分析技术。例如，MS可用于识别未知化合物，确定分子中元素的同位素成分，及通过观察特定化合物的碎片确定特定化合物的结构，以及用于为样本中的特定化合物的量定量。

在质谱分析法中，一般使用离子源将样本分子转换成离子且接着通过一或多个下游质谱分析仪进行分离及检测。对于大多数大气压离子源，离子在进入安置在真空室中的离子导向件之前传递通过入口孔。施加于离子导向件的射频(RF)电压可在离子输送到其中安置有所述质谱分析仪的后续低压真空室中时提供径向聚焦。虽然增大离子源与离子导向件之间的入口孔的大小可增加进入离子导向件的离子的数目(其可抵消离子损耗且可能增大下游检测的敏感度)，但因气流增大所致的第一级真空室中的压力变高可因为与周围气体分子的冲突增加而降低离子导向件使离子聚焦的能力。

因此，仍需要最大化进入离子导向件的离子的数目同时维持到下游分析仪的离子传送效率以实现高敏感度的质谱仪系统及方法。

发明内容

根据一个方面，申请人的教示的某些实施例涉及一种离子导向件，其包括围绕中心轴线从近入口端纵向地延伸到远出口端的外壳，所述近入口端经配置以接收在流动通过入口孔的气流中夹带的多个离子。所述离子导向件还可包括安置在所述外壳内在近端与远端之间的偏转板，所述板使所述气流的至少一部分远离所述气流的中心方向偏转。多个导电细长元件可在所述外壳内从所述近端延伸到所述远端且经由施加于所述外壳及所述细长元件中的至少一者的RF电势及DC电势的组合生成电场。所述电场使所述所夹带离子在接近所述偏转板处远离所述气流的中心方向偏转并且将在所述细长元件附近的经偏转离子限定为在下游行进的所述离子。

在各种实施例中，所述电场可经进一步配置以在所述偏转板与所述外壳的远端之间使所述经偏转离子聚焦成离子束。在相关方面中，所述离子导向件还可包括所述离子束通过其离开所述离子导向件的出口孔隙。在各种实施例中，所述入口孔、所述出口孔隙及所述偏转板安置在所述中心轴线上。

根据各种方面，所述外壳可包括导电圆筒电极。在一些实施例中，所述导电元件包括电线。可使用不同数目根电线。例如，所述电线可包括从所述近端延伸到所述远端的四根电线。替代地，例如，两根电线可从所述近端延伸到所述远端。在一些实施例中，所述电线可绕着所述中心轴线均匀隔开。在各种方面中，所述电线可为成角度的以使得所述电线的近端与所述中心轴线之间的最小距离小于所述电线的远端与所述中心轴线之间的最小距离。根据各种实施例的一些方面，所述细长元件相对于所述中心轴线偏移使得其在所述近端处位于气流之外。

在各种实施例中，所述外壳界定延伸通过其侧壁的出口窗。在一些方面中，例如，所述偏转板经配置以使所述气流朝向所述出口窗偏转。在各种实施例中，所述偏转板相对于所述中心轴线非正交地成角度。

在一些方面中，所述偏转板可包括多个孔眼。在相关方面中，所述细长元件可延伸通过所述孔眼。

替代地，在一些方面中，所述细长元件围绕所述偏转板延伸。

在各种实施例中，所述外壳可容纳于真空室内。所述真空室可维持处于亚大气压。以非限制性实例来说明，所述外壳可维持处于在约1托到约20托的范围中的真空压力。

根据一个方面，申请人的教示的某些实施例涉及一种离子传输方法。根据所述方法，在外壳的入口端处接收在气流中夹带的多个离子，所述外壳围绕中心轴线从近入口端纵向地延伸到远出口端。所述方法可进一步包括将RF电势及DC电势施加到所述外壳及在所述外壳内且从所述近端延伸到所述远端的多个导电细长元件中的至少一者，所述电场使所述所夹带离子的至少一部分远离所述中心轴线偏转且将在至少一个所述细长元件附近的所述经偏转离子限定为朝向所述远出口端行进的离子。在使所述离子偏转之后，可使所述气流的至少一部分偏转到开口以用于离开所述外壳。

在一些方面中，所述方法可进一步包括将在所述细长元件附近的所述经偏转离子限定为在下游行进的所述离子。在各种实施例中，所述方法可包括使朝向所述中心轴线行进越过所述偏转板的经偏转离子的至少一部分聚焦在远离所述偏转板的区域中。