[发明专利]正交流离子陷阱阵列

说明书

一种离子分离装置包括：多个电极，所述多个电极以二维网格的方式布置；气体供应，所述气体供应被配置成沿第一方向提供气流；和离子入口，所述离子入口被布置成接收离子。所述多个电极被配置成产生一个或多个其量值沿第一方向不断增大的赝势垒。所述气流向所述离子施加的拖拽力与所述多个电极的赝势梯度相反。

技术领域

本公开总体上涉及质谱领域，包含正交流离子陷阱阵列。

背景技术

因为如四极杆质谱仪等过滤型质谱装置一次传输单个m/z比率的离子，而其余离子被浪费掉，所以所述装置的效率(占空比)很低。当对复杂样品进行分析时，可以通过在离子之间进行切换来同时针对多种分析物(N)，并且将占空比限制为1/N。当四极杆一次仅分析一个m/z目标时，在陷阱中累积宽范围的离子并且基于m/z选择性地使所述离子喷射到四极杆可以避免损失或丢失离子。然而，质量分辨离子陷阱限于每秒分析约10⁷到约10⁹个离子，这明显低于每秒可以产生约10¹⁰个或更多个离子的现有离子源的亮度。如此，与四极杆在 m/z比率之间进行循环的正常流通方案相比，无法处理整个离子源电流将与潜在增益相悖。

另外，被称为MS/MS的串联质谱是一种使源自样品的前体离子在受控条件下经受碎裂从而产生产物离子的广泛使用的分析技术。产物离子质谱图含有可用于结构测定并且鉴定具有高特异性的样品组分的信息。离子陷阱和四极杆可以用于选择根据m/z分组的前体离子进行碎裂和碎片离子分析。

根据前述内容可以理解，需要用于在碎裂和/或质量分析之前分离离子的改进的系统和方法。

发明内容

在第一方面，一种离子分离装置可以包含：多个电极，所述多个电极以二维网格的方式布置；气体供应，所述气体供应被配置成沿所述第一方向提供气流；和离子入口，所述离子入口被布置成接收离子。所述多个电极可以被配置成产生一个或多个其量值沿第一方向不断增大的赝势垒。可以通过所述气流向所述离子施加的拖拽力与所述多个电极的赝势梯度相反。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子入口可以被定位成接收与所述第一方向正交的离子。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子入口可以被定位成接收与所述第一方向对齐的离子。

在所述第一方面的各个实施例中，所述多个电极可以被进一步配置成从RF 电源接收RF电压。在特定实施例中，所述RF电源可以被配置成沿所述第一方向供应幅度不断增大的RF电压。

在所述第一方面的各个实施例中，所述第一方向上的电极之间的间隔、所述二维网格的行之间的间隔、所述电极的间距、所述电极的宽度或其任何组合可以沿所述第一方向发生变化，以实现所述赝势垒的所述不断增大的量值。

在所述第一方面的各个实施例中，工作气压可以介于约10^-4托与约10²托之间。在特定实施例中，所述工作气压可以介于约1托与约20托之间。在其它实施例中，所述工作气压可以介于约10^-3托与约1托之间。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子可以连续地通过所述二维阵列传输。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子可以在所述离子分离装置内达到平衡，使得所述离子迁移到某个赝势阱，在所述赝势阱中，所述赝势垒的量值足以抵抗由所述气流产生的所述拖拽力而俘获所述离子。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子分离装置可以进一步包含保护电极，所述保护电极被配置成将所述离子和所述气流限制在所述二维阵列内。在特定实施例中，所述保护电极可以被进一步配置成通过施加DC脉冲使离子在平行于所述电极的长轴且与所述气流正交的方向上从所述二维阵列中喷射。

在所述第一方面的各个实施例中，所述多个电极可以被进一步配置成从DC 电源接收DC电压。在特定实施例中，所述DC电压可以产生DC梯度以使离子从所述二维阵列中喷射。