[发明专利]初始静电线性离子阱

说明书

一种ELIT包括电压源(1101)、开关(1102)、沿中心轴对齐的第一套电极板(1110)以及沿中心轴与第一套对齐的第二套电极板(1120)。第一套和第二套中的第一组板(310，320；810，820)被定位以在第一路径长度(340，940)内捕获离子。第一套和第二套中的第二组板(410，420)被定位以在较短的第二路径长度(440，1040)内捕获离子。开关通过将来自电压源的使第一组板在第一路径长度内捕获离子的电压施加至第一套和第二套来选择第一路径长度。可替代地，开关可以通过施加使第二组板在第二路径长度内捕获离子的电压来选择第二路径长度。

相关申请

本申请要求提交于2018年12月13日的美国临时专利申请序列号62/779,363的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本文中的教导涉及用于质谱仪的单个静电线性离子阱(ELIT)，其可以选择性地以低分辨率对宽质荷比(m/z)范围进行质量分析或者以较高分辨率对较窄的m/z范围进行质量分析。更具体地，ELIT包括附加的轴向电极板，从而选择性地向轴向对齐的电极板的两个或更多个不同组之一施加电压使离子沿两个或更多个不同的离子路径长度之一被捕获。

本文公开的设备和方法可以结合处理器、控制器、微控制器或计算机系统(诸如图1的计算机系统)来执行。

背景技术

ELIT-MS

静电线性离子阱质谱仪(ELIT-MS)是一种类型的质谱仪。ELIT-MS包括用于执行离子的质量分析的ELIT。在ELIT中，检测通过使阱内的离子振荡而感应的电流。测得的离子振荡频率用于计算离子的m/z。例如，对测得的感应电流执行傅里叶变换。

Dziekonski等人、Int.J.Mass Spectrom.410(2016)第12-21页(“Dziekonski论文”)描述了示例性的ELIT。Dziekonski论文通过引用并入本文。

图2是示例性常规ELIT 200的三维剖切透视图。ELIT 200类似于Dziekonski论文的ELIT。ELIT 200包括第一套电极板210、拾取电极215和第二套电极板220。第一套电极板210和第二套电极板220也可以被称为反射器板，因为它们用于反射离子。第一套电极板120和第二套电极板220包括在中心的孔。注意，第一套电极板210和第二套电极板220的端部电极不包括在中心的孔。但是，这仅是出于模拟目的。在实际的设备中，这些端部电极可以包括在中心的孔以用于从ELIT 200引入和去除离子。此外，自第一套电极板210和第二套电极板220的内侧(朝向拾取电极215)起的一个或多个电极将被偏置以充当单透镜(einzellens)，从而径向地聚焦离子束。

在ELIT 200中，离子被轴向地引入并在第一套电极板210和第二套电极板220之间轴向振荡。拾取电极215用于测量由振荡的离子所产生的感应像电流或像电荷。对从拾取电极215测量的数字信号执行傅立叶变换(FT)以获得振荡频率。根据一个或多个振荡频率计算一个或多个离子的m/z。也可以使用多个电极或成形电极在电极板上执行检测。

ELITm/z范围与分辨率问题

ELIT的轴向长度与ELIT的被接受的飞行时间距离正相关。对于合理比例的阱(即小于10米)并且对于固定的低质量截止点，可以使用较长的ELIT来分析较宽m/z范围内的离子。然而，对于固定的采集时间和离子动能，ELIT的轴向长度与分辨率是反相关的。换言之，对于给定的采集时间和离子动能，较长的ELIT具有较低的质量分析分辨率。因此，最好使用较长的ELIT来分析较宽的m/z质量范围，但最好使用较短的ELIT以获得较高的分辨率。