專利名稱：用快速振蕩電勢(shì)來(lái)限制正負(fù)離子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及質(zhì)譜儀。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜儀對(duì)樣本粒子如原子、分子等的質(zhì)量進(jìn)行分析，其通常包括離子源、一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量分析儀以及一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器。在離子源中，樣本粒子被離子化。樣本粒子可用多種技術(shù)來(lái)進(jìn)行離子化，這些技術(shù)例如可采用化學(xué)反應(yīng)、靜電力、激光束、電子束或者是其它的粒子束等。這些離子被傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)質(zhì)量分析器以便其基于這些粒子的質(zhì)量/電荷比將這些粒子分離開(kāi)來(lái)。這種分離可以是時(shí)間上的分離，如在飛行時(shí)間分析器中，也可是空間上的分離，如在磁性部分分析器中，還可是在頻率空間中的分離，如在離子回旋共振(ICR)腔中。這些離子還可根據(jù)其路徑或軌跡穩(wěn)定性分離到一個(gè)多極離子阱或離子導(dǎo)中。分離后的離子可被一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)出來(lái)，其提供數(shù)據(jù)從而形成樣本粒子的一個(gè)質(zhì)譜。
在質(zhì)譜儀中，用磁場(chǎng)或電勢(shì)或者是磁場(chǎng)加電勢(shì)來(lái)對(duì)離子進(jìn)行引導(dǎo)、捕獲或分析。例如，在ICR腔中使用磁場(chǎng)，在多極阱如三維(“3D”)四極離子阱或兩維(“2D”)四級(jí)阱中使用多極電勢(shì)。
例如，線性2D多極阱可包括多極電極組件，如分別包括四個(gè)、六個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)電極的四極、六極、八極或更多電極組件。這些桿狀電極可繞著一個(gè)軸布置在組件中從而形成一個(gè)通道，其中離子沿徑向被桿狀電極上所加的射頻(RF)電壓所產(chǎn)生的一個(gè)2D多極電勢(shì)限定在該通道中。這些離子通常在通道的軸向方向上被桿狀電極或其它電極如阱中的板狀透鏡電極上所加的DC偏壓限定在軸向上。在桿狀電極所限定的一部分通道中，DC偏壓可產(chǎn)生靜電電勢(shì)，該電勢(shì)沿軸向限定正離子或負(fù)離子，但不能同時(shí)限定兩種離子。此外，可在桿狀電極上加上AC電壓從而激勵(lì)、發(fā)出或激活某些捕獲的離子。
在MS/MS試驗(yàn)中，所選擇的前體離子(也被稱為母離子)首先被隔離或選擇，然后再經(jīng)反應(yīng)或激活從而分裂形成產(chǎn)品離子(也稱為子離子)。產(chǎn)品離子的質(zhì)譜可經(jīng)測(cè)量從而確定出前體離子的結(jié)構(gòu)組分。通常，前體離子經(jīng)撞擊激勵(lì)分裂(collision activated dissociation-----CAD)而裂開(kāi)，其中前體離子被離子阱中的電場(chǎng)加速，該離子阱還包括一種低壓隋性氣體。所激勵(lì)的前體離子與惰性氣體的分子撞擊并因撞擊分裂成產(chǎn)品離子。
產(chǎn)品離子還可通過(guò)電子捕獲分裂(electron capture dissociation----ECD)或者離子-離子的交互作用而產(chǎn)生。在ECD中，低能量電子被多次加電的正前體離子捕獲，然后因電子的捕獲而分裂。為了在ICR腔中誘導(dǎo)出ECD，前體離子和電子沿徑向被強(qiáng)磁場(chǎng)所限定，其中的強(qiáng)磁場(chǎng)通常約為3-9特斯拉(Tesla)。在軸向上，正前體離子和電子相鄰區(qū)域中的靜電勢(shì)所限定。在相鄰區(qū)域的邊界附近，前體離子和電子的軌跡可相互交疊，由此可形成ECD。作為選擇，所捕獲的前體離子可曝露于低能量電子流中。
多極離子阱通常采用RF多極電勢(shì)來(lái)在徑向上對(duì)離子進(jìn)行限定。一個(gè)電子的質(zhì)量/電荷比通常是前體離子質(zhì)量/電荷比的十萬(wàn)分之一到一百萬(wàn)分之一。然而，常規(guī)的多極捕獲同時(shí)只能限定那些質(zhì)量/電荷比差別不超過(guò)約幾百倍的粒子。有人建議，如果可用附加的磁場(chǎng)來(lái)捕獲電子或者是引導(dǎo)出大量的電子流，那么可在多極阱中實(shí)現(xiàn)ECD。
現(xiàn)在，離子-離子的交互作用已用在3D的四極阱中產(chǎn)生產(chǎn)品離子，這里，一個(gè)振蕩的3D四極電勢(shì)可同時(shí)對(duì)中間空腔中的正負(fù)離子進(jìn)行限定，此時(shí)不需要靜電勢(shì)來(lái)提供軸向的限定。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)形成有一內(nèi)腔的二維(2D)多極離子阱或離子導(dǎo)中，離子被徑向和軸向上的振蕩電勢(shì)所限定。通常來(lái)講，本發(fā)明在一個(gè)方面中提供了一種用來(lái)捕獲或引導(dǎo)離子的技術(shù)。將離子引入到一個(gè)離子阱或離子導(dǎo)中。該離子阱或離子導(dǎo)包括一個(gè)第一組電極以及一個(gè)第二組電極。第一組電極和第二組電極在布置上應(yīng)形成一個(gè)離子通道從而捕獲或引導(dǎo)所引入的離子。將周期性變化的電壓加到第一組電極中的電極上從而生成一個(gè)第一振蕩電勢(shì)，其至少在第一維方向上將離子限定在離子通道中，以及將周期性變化的電壓加到第二組電極中的電極上從而生成一個(gè)第二振蕩電勢(shì)，其至少沿第二維方向上將離子限定在離子通道中。
本發(fā)明特定實(shí)施例包括下面的一個(gè)或多個(gè)特征。將周期性電壓加到第一和第二組電極上可形成對(duì)離子的三維限定。第一振蕩電勢(shì)可在徑向?qū)﹄x子進(jìn)行限定。第二電勢(shì)可在軸向?qū)﹄x子進(jìn)行限定。第一和第二組電極可包括多個(gè)部件，并至少具有一個(gè)共用的部件。離子的引入操作可包括將正離子和負(fù)離子引入到離子阱中或離子導(dǎo)中。離子阱或離子導(dǎo)可包括一個(gè)第一端和一個(gè)第二端，并且正負(fù)離子分別在第一端和第二端引入。該離子阱或離子導(dǎo)可包括兩個(gè)或多個(gè)部分，并且可將一個(gè)或多個(gè)DC偏壓加到離子阱或離子導(dǎo)的這一個(gè)或多個(gè)部分上從而將正離子或負(fù)離子限定在這一個(gè)或多個(gè)捕獲區(qū)域中。將周期性電壓加到第一組電極中的電極上的操作可包括加上具有第一頻率的周期性電壓，并且將周期性電壓加到第二組電極中的電極上的操作可包括加上具有第二頻率的周期性電壓，其中的第二頻率不同于第一頻率。第一頻率和第二頻率的之比大約是一個(gè)整數(shù)，或者是一個(gè)整數(shù)比。第一和第二頻率之比大約為二。第一和第二振蕩電勢(shì)可具有不同的空間分布。該離子通道可沿軸各對(duì)稱，并且第一振蕩電勢(shì)可在離子通道的至少一部分軸上基本形成零電場(chǎng)，并且第二振蕩電勢(shì)能在離子通道的同一部分軸上形成非零的電場(chǎng)。第一振蕩電勢(shì)可包括一個(gè)振蕩的四極、六極或者是更多極的電勢(shì)。第二振蕩電勢(shì)可包括一個(gè)振蕩的局部二極電勢(shì)。第一和第二振蕩電勢(shì)可為所引入的每一個(gè)特定質(zhì)量和電荷的離子形成一個(gè)贗勢(shì)，由此所形成的每一個(gè)贗勢(shì)就沿著離子通道確定一個(gè)對(duì)應(yīng)的勢(shì)壘。第一組電極可包括多個(gè)桿狀電極。第二組電極可包括多個(gè)桿狀電極，并且/或包括一個(gè)或多個(gè)板狀離子透鏡電極。第二組電極可在離子通道的第一端包括一個(gè)第一板狀離子透鏡電極，并在離子通道的第二端包括一個(gè)第二板狀離子透鏡電極。
總的來(lái)講，本發(fā)明的另一方面提供一種裝置。該裝置包括一個(gè)第一組電極以及一個(gè)第二組電極以及一個(gè)控制器。第一組電極和第二組電極在布置上形成一個(gè)離子通道從而捕獲或引導(dǎo)離子?？刂破髟诮Y(jié)構(gòu)上將周期性變化的電壓加到第一組和第二組電極中的電極上從而生成一個(gè)第一振蕩電勢(shì)和一個(gè)第二振蕩電勢(shì)，其中第一和第二振蕩電勢(shì)具有不同的空間分布，并分別沿徑向和軸向?qū)㈦x子限定在離子通道中。
本發(fā)明的特定實(shí)施例包括下面的一個(gè)或多個(gè)特征。控制器在結(jié)構(gòu)上能同時(shí)沿徑向和軸向在離子通道中限定正負(fù)離子。該控制器在結(jié)構(gòu)上能將周期性電壓加到具有第一頻率的第一組電極中的電極上，并且能將周期性電壓加到具有第二頻率的第二組電極中的電極上，其中的第二頻率不同于第一頻率。第一頻率和第二頻率的之比大約是一個(gè)整數(shù)，或者是多個(gè)整數(shù)的比值。第一組電極可包括多個(gè)桿狀電極。第二組電極可包括多個(gè)桿狀電極，或者是一個(gè)或多個(gè)板狀離子透鏡電極。第二組電極可在離子通道的第一端包括一個(gè)第一板狀離子透鏡電極，并在離子通道的第二端包括一個(gè)第二板狀離子透鏡電極。
本發(fā)明的實(shí)施可具有以下一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。正負(fù)離子可同時(shí)限定在一個(gè)由電極結(jié)構(gòu)和所加電壓在一2D多極離子阱中形成的一個(gè)內(nèi)腔或捕獲區(qū)域。由于是同時(shí)限定在同一空腔中，因此可通過(guò)離子-離子之間的相互作用生成產(chǎn)品離子。該2D多極離子阱比一個(gè)3D四極阱能捕獲更多的正負(fù)離子(通常能多百分之三十到一百)。因此，該2D多極阱可為后面的分析提供更多的產(chǎn)品離子，從而使后面的分析具有更高的信號(hào)噪聲比以及較低的，還可對(duì)裕度較低的產(chǎn)品離子進(jìn)行檢測(cè)。與引入到3D四極離子阱相比，這些正負(fù)離子可以更為方便地引入到一個(gè)2D多極離子阱中。例如，正離子可在一線性2D多極阱的一端引入，而負(fù)離子則在另一端引入。正離子可以是前體離子，而負(fù)離子則可是試劑離子，其可誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移到或離開(kāi)前體離子。作為選擇，也可是正離子為試劑離子而負(fù)離子為前體離子。作為選擇，負(fù)試劑離子可從前體離子提取出帶電核素，其通常為一個(gè)或多個(gè)質(zhì)子。這種電荷的轉(zhuǎn)移可減少前體離子的價(jià)數(shù)，轉(zhuǎn)換前體離子的電荷極性，或者是誘導(dǎo)前體離子的分裂。對(duì)于前體離子如磷縮氨酸(phosphopeptide)離子來(lái)說(shuō)，電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)可激勵(lì)分裂從而形成產(chǎn)品離子譜，其比單獨(dú)用CAD形成的同一核素的產(chǎn)品離子譜具有更多的信息。這種電荷轉(zhuǎn)移可誘導(dǎo)前體離子之外其它離子的分裂或者是離子電荷的減少，如前次電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)所形成的產(chǎn)品離子的分裂或電荷減少。在一個(gè)線性2D四極阱或者是其它的2D多極桿組件中，具有相反電荷符號(hào)的前體離子和試劑離子可被一個(gè)重疊的RF電勢(shì)在不同的磁場(chǎng)下沿徑向和軸向捕獲在同一腔體中。分段的線性阱最初可將前體離子和試劑離子保存在分開(kāi)區(qū)段中，并且在后面通過(guò)使前體離子和試劑離子在相同的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段中進(jìn)行相互作用而誘導(dǎo)出分裂。在使它們相互作用之前，可通過(guò)常規(guī)的方式如通過(guò)現(xiàn)有的隔離方法來(lái)選擇前體離子或試劑離子的方式將前體離子或試劑離子控制在不同的區(qū)段中。只需將正負(fù)離子群隔離開(kāi)來(lái)就能在任一時(shí)刻使離子與離子的相互作用停下來(lái)。在一個(gè)其中的離子群包括有正離子、負(fù)離子或正負(fù)離子并且這些離子被一個(gè)主RF電勢(shì)所形成的電場(chǎng)徑向限定的通道中，可用一個(gè)次RF電勢(shì)來(lái)形成電場(chǎng)，該電場(chǎng)基于離子的質(zhì)量和電荷而不是離子電荷的符號(hào)有選擇地將離子群限定在通道的軸向方向上。由此，軸向的限定可用作一個(gè)閥或是一個(gè)門，其打開(kāi)關(guān)閉從而允許或阻止離子沿軸向通過(guò)。軸向的限定可由加到透鏡端頭板狀電極上的次RF電壓所生成的電勢(shì)來(lái)提供。在一個(gè)具有兩個(gè)或多個(gè)軸向區(qū)段的組件中，離子在軸向被組件不同區(qū)段中多極桿上所加的不同RF電壓所限定。組件的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段可通過(guò)多個(gè)獨(dú)立的2D多極阱來(lái)實(shí)現(xiàn)。軸向限定也可通過(guò)多極離子阱中多極桿狀電極之間、周圍或旁邊的輔助電極上所加的次RF電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于線性離子阱可容易適用于其它的質(zhì)譜儀，因此在線性離子阱中進(jìn)行完離子與離子的反應(yīng)試驗(yàn)之后，產(chǎn)品離子很容易就能傳輸?shù)讲煌馁|(zhì)量分析器進(jìn)行分析，如TOF、FTICR或者是不同的RF離子阱質(zhì)譜儀。由此離子-離子試驗(yàn)可適用更為廣泛的儀器，而不僅限于3D四極離子阱。
下面參照附圖和詳細(xì)說(shuō)明來(lái)描述本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)情況。除非另有提及，動(dòng)詞“包括”和“包含”用作開(kāi)放式的含義，即其用來(lái)表示“被包括”或“被包含”的對(duì)象是一個(gè)更大集合體或組中的一個(gè)部分或組成，其不排除該集合體或組中的其它部分或組成的存在。術(shù)語(yǔ)“前”、“中”、“后”用來(lái)表示一裝置在示意圖中的各個(gè)部分，如一多極離子阱或其等同結(jié)構(gòu)，其并不涉及裝置各個(gè)部分絕對(duì)意義上的實(shí)際位置，如在裝置翻過(guò)來(lái)或旋轉(zhuǎn)時(shí)。通過(guò)說(shuō)明書(shū)、附圖以及權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清楚。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一方面的用于質(zhì)譜裝置的示意圖；圖2A-2D的示意圖所示為用振蕩電勢(shì)對(duì)離子進(jìn)行軸向限定的情況；圖3的流程圖示意性地展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的質(zhì)譜方法；圖4的流程圖示意性地展示了一種誘導(dǎo)離子-離子反應(yīng)的方法；圖5A-5F示圖示意性地展示了在多極阱中誘導(dǎo)離子離子反應(yīng)的一個(gè)
具體實(shí)施例方式
圖1所示為一個(gè)質(zhì)譜系統(tǒng)100，其根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面進(jìn)行操作。系統(tǒng)100包括一個(gè)前體離子供體110、一個(gè)2D多極離子阱120、一個(gè)試劑離子供體130以及一個(gè)控制器140。該前體離子供體110用來(lái)生成離子，其包括前體離子。由前體離子供體110生成的離子注入到2D多極離子阱120中。試劑離子供體130生成包括有試劑離子的離子。由試劑離子供體130生成的離子也注入到2D多極離子阱120中。該2D多極離子阱120形成一個(gè)通道，其中前體離子和試劑離子被控制器140加到離子阱120中不同電極上的周期性變化的電壓所產(chǎn)生的振蕩電勢(shì)沿徑向和軸向限定在該通道中。
前體離子供體110包括一個(gè)或多個(gè)前體離子源112，從而從樣品分子如較大的生物分子生成前體離子；以及離子傳輸光路115從而將所生成的離子從前體離子源112導(dǎo)到離子阱120。前體離子可用電噴離子化(ESI)技術(shù)、熱噴離子化技術(shù)、場(chǎng)技術(shù)、等離子體或激光解吸附技術(shù)、化學(xué)離子化技術(shù)或者是其它的技術(shù)來(lái)生成前體離子。該前體離子可以是正離子或負(fù)離子，并具有一價(jià)或多價(jià)。例如用ESI技術(shù)從具有多個(gè)可離子化點(diǎn)的較大分子生成多價(jià)離子。
試劑離子供體130包括一個(gè)或多個(gè)試劑離子源132從而從樣品分子生成試劑離子；以及離子傳輸光路115從而將所生成的離子從試劑離子源132導(dǎo)到離子阱120。在相互作用時(shí)，試劑離子可誘導(dǎo)電荷從試劑離子轉(zhuǎn)移到其它離子，如前體離子供體110所提供前體離子。該試劑離子可誘導(dǎo)質(zhì)子轉(zhuǎn)移或電子轉(zhuǎn)移到/或離開(kāi)前體離子。對(duì)于正前體離子來(lái)說(shuō)，試劑離子可包括由全氟二甲基環(huán)己烷(perfluorodimethylcyclohexane----PDCH)或SF6導(dǎo)出的陰離子。對(duì)于負(fù)前體離子來(lái)說(shuō)，試劑離子可以是正離子如氙離子。特定試劑離子的選擇取決于前體離子和/或離子阱的參數(shù)。
對(duì)于正前體離子來(lái)說(shuō)，試劑離子源132可用化學(xué)離子化技術(shù)、ESI技術(shù)、熱噴技術(shù)、粒子轟擊技術(shù)、場(chǎng)技術(shù)、等離子體或激光解吸附技術(shù)技術(shù)來(lái)生成負(fù)試劑離子。例如在化學(xué)離子化技術(shù)中，在一化學(xué)等離子體中通過(guò)結(jié)合或分離處理來(lái)生成負(fù)試劑離子，其中的等離子體包括中性的、帶正電的以及帶負(fù)電的粒子如離子或電子。在化學(xué)等離子體中，低能量電子可被中性粒子捕獲從而形成一個(gè)負(fù)離子。該負(fù)離子可能是穩(wěn)定的，也有可能分裂成包括有負(fù)離子的產(chǎn)品離子。然后可通過(guò)例如靜電場(chǎng)從化學(xué)等離子體中提取出負(fù)試劑離子。在另一實(shí)施方式中，試劑離子源132采用其它的技術(shù)來(lái)生成試劑離子。例如，可選擇合適的電壓并使用ESI來(lái)生成正離子或負(fù)離子。
離子傳輸光路115和135將前體離子源112和試劑源132生成的離子傳輸?shù)蕉鄻O離子阱120。該離子傳輸光路115和135可包括一個(gè)或多個(gè)2D多極桿狀組件如四極或八極桿狀組件從而將所傳輸離子沿徑向限定在通道中。該離子傳輸光路115或135在結(jié)構(gòu)上只能傳輸正離子或負(fù)離子，或者選擇質(zhì)量/電荷比在一定范圍內(nèi)的離子。該離子傳輸光路115或135可包括透鏡、離子隧道、板或桿從而使所傳輸?shù)碾x子加速或減速。作為選擇，該離子傳輸光路115或135可包括離子阱從而臨時(shí)保存所傳輸?shù)碾x子。
多極離子阱120包括一個(gè)前端板狀透鏡121、一個(gè)后端板狀透鏡128以及透鏡121和128之間的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段。在圖1所示的實(shí)施例中，離子阱120包括一個(gè)前端區(qū)段123、一個(gè)中間區(qū)段125以及一個(gè)后端區(qū)段127。前端透鏡121形成有一個(gè)前孔122從而接收離子傳輸光路115從前體離子源112傳輸過(guò)來(lái)的離子，后端透鏡128形成有一個(gè)后孔129從而接收離子傳輸光路135從試劑離子源132傳輸過(guò)來(lái)的離子。每一個(gè)區(qū)段123、125和127均包括一個(gè)相應(yīng)的2D多極桿狀組件，如一個(gè)包括有四個(gè)四極桿狀電極的四極桿狀組件。每一個(gè)多極桿狀組件在操作上均至少能在某一維上將離子繞著離子阱120的軸124限定在通道中。在此通道中，可用離子阱120中多極桿狀電極和透鏡121和128上所加電壓所生成的振蕩電勢(shì)將離子沿徑向和軸向限定在區(qū)段123、125、127中的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段中。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)區(qū)段123、125和127可通過(guò)獨(dú)立的2D離子阱來(lái)實(shí)現(xiàn)。在圖1所示的實(shí)施例中，第一組電極(其可包括那些與前段123、中段125和后段127中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的電極)在操作上至少能將離子限定在離子通道的第一維空間中，從而捕獲或引導(dǎo)所引入的離子。在這種特定的情況下，第一組電極就用來(lái)在徑向上將離子限定在離子通道中。第一組電極可包括多個(gè)桿狀電極。第二組電極(其可包括與前端透鏡121和后端透鏡128相對(duì)應(yīng)的電極)在操作上至少能將離子限定在離子通道的第二維空間中。在這種特定的情況下，第二組電極就用來(lái)在軸向上將離子限定在離子通道中。第二組電極可包括多個(gè)桿狀電極或者是一個(gè)或多個(gè)端板離子透電極。在本實(shí)施方式中，第一和第二組電極在操作上能在三維上對(duì)離子進(jìn)行限定。盡管在這個(gè)特定的示例中，第一組和第二組電極是不連續(xù)的電極組，但在另一實(shí)施方式中，第一和第二組電極具有共用的部件(但其用不同的電壓來(lái)激勵(lì))。例如，第一組電極可包括由前段123、中段125和后端127組成的多個(gè)電極，同時(shí)第二組電極可包括由前段123和后段127組成的多個(gè)電極。控制器140將對(duì)應(yīng)的一組RF電壓143、145和147分別加到區(qū)段123、125和127中的多極桿狀組件上，從而生成振蕩的2D多極電勢(shì)，該電勢(shì)將離子繞著軸124沿徑向限定在通道中。在一實(shí)施方式中，控制器140將一組主RF電壓加到區(qū)段123、125和127中的每一個(gè)桿狀組件上。對(duì)于具有兩對(duì)對(duì)置桿的四極組件來(lái)說(shuō)，該組主RF電壓可包括一個(gè)用于第一對(duì)對(duì)置桿的第一RF電壓，以及一個(gè)用于第二對(duì)對(duì)置桿的第二RF電壓，其中第二RF電壓與第一RF電壓具有相同的頻率但相位相反。作為選擇，控制器140可將不同頻率或相位的RF電壓143、145和147加到離子阱中不同區(qū)段內(nèi)的多極桿狀組件上。
控制器140還將RF電壓141和148分別加到前端透鏡121和后端透鏡128上。RF電壓141和148可以與分別加到前段123和后段128中桿狀組件上的RF電壓143和147具有不同的頻率或相位。加到前端透鏡121和后端透鏡128上的RF電壓141和148產(chǎn)生振蕩電勢(shì)，其能沿軸向?qū)⒄?fù)離子繞著軸124同時(shí)限定通道的對(duì)應(yīng)端部。后面將參照?qǐng)D2A-2D來(lái)進(jìn)一步描述如何用振蕩電勢(shì)來(lái)在軸向?qū)﹄x子進(jìn)行限定。
控制器140可將不同的DC偏壓151-158加到透鏡121和128以及離子阱120中不同區(qū)段內(nèi)的桿狀組件上。根據(jù)阱120中某一區(qū)段中所加DC偏壓符號(hào)的不同，可將正離子或負(fù)離子沿軸向限定在該區(qū)段中。例如，可通過(guò)將負(fù)的DC偏壓加到前段123中的多極桿上同時(shí)將基本為零的DC偏壓加到中段125和前端透鏡121上來(lái)將正前體離子捕獲到前段123中。同樣，可通過(guò)將正的DC偏壓加到后段127中的多極桿上同時(shí)將基本為零的DC偏壓加到中段125和后端透鏡121上來(lái)將負(fù)試劑離子捕獲到后段127中。如后面參照?qǐng)D4-5F所描述的那樣，通過(guò)將不同的DC偏壓加到不同的區(qū)段和透鏡上，正負(fù)離子就能接收或分離到離子阱120中。控制器140還可將附加的AC電壓加到離子阱中的電極上從而基于離子的質(zhì)量/電荷比將離子從離子阱120射出。
圖2A示意性地展示了如何將正離子210和負(fù)離子215同時(shí)限定在離子透鏡220旁一端頭區(qū)段230處的一個(gè)2D多極離子阱中。例如，端頭區(qū)段230可以是離子阱120的前段123或者是后端127，同時(shí)離子透鏡220可以是系統(tǒng)100(參見(jiàn)圖1)中的前端透鏡121或者是后端透鏡128。
端頭區(qū)段230包括一個(gè)2D多極桿狀組件232，其從一RF電壓源240接收RF電壓從而生成一個(gè)振蕩2D多極電勢(shì)，從而將沿徑向限定正離子210和負(fù)離子220靠近到該多極離子阱的軸線234。例如，桿狀組件232可以是一個(gè)四極桿狀組件，其繞著軸234產(chǎn)生一振蕩2D四極電勢(shì)。
離子透鏡220從RF電壓源245接收RF電壓從而生成一個(gè)振蕩電勢(shì)，該振蕩電勢(shì)沿軸向限定正離子210和負(fù)離子215。即，軸向限定電勢(shì)能防止離子210和215通過(guò)離子透鏡220中的孔225逃離端頭區(qū)段230。該軸向限定電勢(shì)與組件232所生成的多極電勢(shì)相比具有不同的空間分布。其中多極電勢(shì)在軸234處形成基本為零的電場(chǎng)，而軸向限定電勢(shì)則至少在軸234中靠近離子透鏡220的一個(gè)部分處形成基本非零的電場(chǎng)。
多極桿狀組件232包括桿狀電極，其接收具有第一頻率的RF電壓；以及離子透鏡220，其接收具有第二頻率的RF電壓。在一實(shí)施方式中，第一頻率和第二頻率之間是一個(gè)有理數(shù)。例如，第一頻率基本上是第二頻率的整數(shù)倍或者是整分?jǐn)?shù)。作為選擇，第一頻率也可是第二頻率的其它任一倍數(shù)或分?jǐn)?shù)?；蛘?，第一和第二頻率也可基本相等，同時(shí)離子透鏡220接收一RF電壓，該RF電壓與桿狀組件232所接收的RF電壓不同相。通常，桿狀組件232接收多元相位的多個(gè)RF電壓。在一四極桿狀組件中，相鄰的桿狀電極所接收的電壓的相位差為180度。這樣，離子透鏡220就能接收一RF電壓，其與四極桿狀組件中桿狀電極所接收的每一個(gè)電壓均相差(正負(fù))90度的相位。
圖2B所示的坐標(biāo)系250示意性地展示了一條軌跡260，該軌跡是正離子210或負(fù)離子215在靠近離子透鏡220時(shí)的典型運(yùn)動(dòng)軌跡。在該坐標(biāo)系250中，縱坐標(biāo)252表示時(shí)間，橫坐標(biāo)表示離子沿著軸234到離子透鏡220的軸向距離。該軌跡260展示了離子在沒(méi)有本底氣體的情況下的運(yùn)動(dòng)。如果有本底氣體分子，那么該離子的軌跡則會(huì)不同。例如，較小的氣體分子會(huì)對(duì)較大離子的運(yùn)動(dòng)形成阻尼；或者是該離子的軌跡可能會(huì)因離子和氣體分子之間的隨機(jī)碰撞而隨機(jī)變化。
軌跡260包括三個(gè)部分262、264和266。在第一軌跡部分262中，離子僅在多極電勢(shì)中移動(dòng)，從而在徑向限定離子靠近軸234，這里的多極電勢(shì)形成基本為零的電場(chǎng)。由此，沿著軸線234，離子可以以一個(gè)基本均勻的速度軸向移動(dòng)，并接近離子透鏡220中的孔225。在軌跡260中，這個(gè)基本均勻的速度是由第一軌跡部分262基本不變的斜率所表示的。
在第二軌跡部分264中，離子會(huì)受到離子透鏡220上所加RF電壓所產(chǎn)生的振蕩電勢(shì)形成的電場(chǎng)的作用。該振蕩電勢(shì)形成的電場(chǎng)強(qiáng)迫離子根據(jù)所加RF電壓的頻率來(lái)回振蕩。離子所經(jīng)歷的這些振蕩由第二軌跡部分264中的波浪形軌跡表示。這些波浪可描述為離子繞著幾個(gè)振蕩過(guò)程中的平均位置所對(duì)應(yīng)的中心的快速振蕩。正如圖2B中中心軌跡268所示意的那樣，該中心的移動(dòng)與離子本身的移動(dòng)相比要更緩慢更平滑。
該中心軌跡268可用絕熱近似法來(lái)確定，該近似法的詳細(xì)內(nèi)容(包括其應(yīng)用的限制)可參見(jiàn)Dieter Gerlich在State-selected and stat-to-stateion-molecule reaction dynamics，Partl.Experiment中的“Inhomogeneous RFfieldsA versatile tool for the study of processes with slow ion”，編輯Check-Yiu NG和Michael Baer，化學(xué)物理學(xué)進(jìn)展(Advances in ChemicalPhysics Series)，卷LXXXII，1992John Wiley & Sons公司。該絕熱近似法分別描述了第二軌跡部分264中的快速振蕩以及振蕩中心沿中心軌跡268的緩慢移動(dòng)。對(duì)于一個(gè)特定的離子來(lái)說(shuō)，中心軌跡268可描述為就像是該離子在一贗勢(shì)Vp(其也被稱為有效電勢(shì)或者是擬位勢(shì))中移動(dòng)，該贗勢(shì)Vp獨(dú)立于時(shí)間和離子電荷的符號(hào)。然而，該贗勢(shì)Vp依賴于離子的質(zhì)量、電荷數(shù)(“Z”，其表示離子電荷的凈數(shù)目和符號(hào)，Q＝Ze)、以及引起快速振蕩的振蕩電勢(shì)的特性。對(duì)于一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生下面這種電場(chǎng)E(r，t)的振蕩電勢(shì)來(lái)說(shuō)，其中的電場(chǎng)E(r，t)隨著位置r處的角頻率(“Ω”)和強(qiáng)度E(r)按下式變化E(r，t)＝E(r)cross(t)，位置r處的贗勢(shì)Vp按下式給出Vp(r)＝Ze E(r)2/(4mΩ2) (公式1)
當(dāng)離子沿著軸線234靠近孔225時(shí)，透鏡220產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)度E(r)不斷增強(qiáng)的電場(chǎng)以及根據(jù)公式1一個(gè)不斷增大的贗勢(shì)Vp。乘積Ze Vp的負(fù)梯度指向透鏡220和由透鏡220形成的孔225的反向，因?yàn)橼I勢(shì)的符號(hào)與離子電荷的符號(hào)相同。該負(fù)梯度決定了離子平均受力的方向和強(qiáng)度。在該力的作用下，離子在到達(dá)孔225之前會(huì)如中心軌跡268所示的那樣反向移動(dòng)。由此，該離子就被透鏡220上所加RF電壓所產(chǎn)生的振蕩電勢(shì)沿著軸向繞著軸線234限定在通道中。
由于贗勢(shì)Vp與離子的電荷數(shù)Z具有相同的符號(hào)，因此其就能對(duì)正離子210和負(fù)離子215進(jìn)行限定。贗勢(shì)Vp取決于離子的質(zhì)量m和離子的電荷(Q＝Ze)。正是基于這種關(guān)系，相同的振蕩電勢(shì)就可用來(lái)對(duì)一些離子形成限定，同時(shí)能使其它離子通過(guò)。
圖2C所示示例中，一個(gè)較小的離子212和一個(gè)較大的離子214移近端頭部分230中的透鏡220。該離子212和214具有相同的電荷和類似的動(dòng)能，但較大的離子214的質(zhì)量要大于較小的離子212。離子212和214被RF電壓源240加到多極桿狀電極232上的RF電壓所產(chǎn)生的2D多極場(chǎng)沿徑向限定靠近軸線234。RF電壓源245將RF電壓加到離子透鏡220上從而生成一個(gè)振蕩電場(chǎng)，該電場(chǎng)在對(duì)較小離子212進(jìn)行限定的同時(shí)能使較大的離子214離開(kāi)端頭部分230并穿過(guò)透鏡220的孔225。
圖2D示意性地展示了圖2C所示示例的贗勢(shì)。在其中的坐標(biāo)系270中，縱坐標(biāo)272表示贗勢(shì)，橫坐標(biāo)274表示沿著軸線234到透鏡220的軸向距離。所表示的贗勢(shì)由離子透鏡220所產(chǎn)生的同一振蕩電勢(shì)來(lái)形成。
該振蕩電勢(shì)給較小離子212形成一個(gè)第一贗勢(shì)282，為較大的離子214形成一個(gè)第二贗勢(shì)284。由于這些贗勢(shì)由同一個(gè)振蕩電勢(shì)形成，因此對(duì)二者來(lái)說(shuō)電場(chǎng)強(qiáng)度E(r)是相同的(參見(jiàn)公式1)。由此，第一和第二贗勢(shì)282和284與距離透鏡220的軸向距離(“r”)的函數(shù)具有類似的波形。在距離透鏡220較遠(yuǎn)時(shí)，贗勢(shì)282和284基本為零，隨著相應(yīng)離子不斷接近透鏡220，贗勢(shì)也會(huì)不斷增加。不斷增加的贗勢(shì)282和284形成了一個(gè)勢(shì)壘，即相應(yīng)贗勢(shì)在離子阱軸線234上的最大值。第一贗勢(shì)282形成第一勢(shì)壘283，其高于第二贗勢(shì)284所形成的第二勢(shì)壘285。勢(shì)壘283和285的差來(lái)自于較小離子212和較大離子214之間的質(zhì)量/電荷差。對(duì)于其它的具有不同質(zhì)量和/或電荷值的離子來(lái)說(shuō)，計(jì)算出公式1在軸線234上的最大值就能確定其贗勢(shì)勢(shì)壘。
較小離子212和較大離子214分別具有平均能量水平292和294。將離子能量在一個(gè)振蕩電勢(shì)周期內(nèi)進(jìn)行平均就能得到平均能量水平。在該示例中，平均能量水平292和294具有相當(dāng)數(shù)值。對(duì)于較小的離子212來(lái)說(shuō)，平均能量水平292小于相應(yīng)的勢(shì)壘283。因此，較子的離子212就沿軸向被所對(duì)應(yīng)的勢(shì)壘283限定起來(lái)。在到達(dá)平均能量水平292基本等于贗勢(shì)282的那一點(diǎn)之后，較小的離子212就返回離開(kāi)透鏡220。然而，對(duì)于較大的離子214來(lái)說(shuō)，其平均能量水平294要大于所對(duì)應(yīng)的勢(shì)壘285。因此，較大的離子214沿軸向就不會(huì)被振蕩電勢(shì)所限定，從而離開(kāi)端頭部分230并穿過(guò)孔225。
上述的絕熱近似法以及對(duì)應(yīng)的贗勢(shì)在使用上有一些限制。例如，該絕熱近似法只能用在電場(chǎng)強(qiáng)度|E(r)|明顯大于電場(chǎng)梯度(“VE”)乘以快速振蕩特征振幅所測(cè)出的變化。即，如果電場(chǎng)變化超過(guò)了某一離子一次振蕩的極限，絕熱就沒(méi)用了，并且贗勢(shì)也不能用來(lái)描述離子的運(yùn)動(dòng)。
基于該條件，當(dāng)離子的質(zhì)量為m電荷為Z，并且其處于角頻率Ω的電場(chǎng)中時(shí)，無(wú)因次絕熱參數(shù)ζ就為ζ＝2Z|VE|/mΩ2通常來(lái)講，絕熱近似法在絕熱參數(shù)ζ大約小于0.3時(shí)才是有效的。該絕熱參數(shù)ζ與離子的質(zhì)量電荷比m/Z成反比。即，離子的質(zhì)量電荷比越大，絕熱近似法越有效。
在四極阱軸線上的贗勢(shì)勢(shì)壘附近，所捕獲的離子可能會(huì)經(jīng)歷意外的線性、非線性或者是參量性質(zhì)的激勵(lì)，并有可能會(huì)逃出該四極阱。如果用選擇適當(dāng)?shù)腞F電場(chǎng)來(lái)捕獲這些離子，則可以避免出現(xiàn)這種激勵(lì)。
圖3展示了一種方法300，其基于上述技術(shù)來(lái)進(jìn)行質(zhì)量分析。該方法300由一種包括一2D多極離子阱的系統(tǒng)來(lái)完成，其中在該離子阱中，正負(fù)離子如前面參照?qǐng)D1-2D所描述的那樣被不同的振蕩電勢(shì)沿徑向和軸向所限定。例如，該系統(tǒng)可包括系統(tǒng)100(圖1)，其中可將一RF電壓加到前端透鏡121或者是后端透鏡128上從而在軸向?qū)⒄?fù)離子限定在離子阱120中。作為選擇，該方法300可采用下面參照?qǐng)D6和7所描述的分段阱來(lái)完成。
該系統(tǒng)通過(guò)不同的振蕩電勢(shì)將前體離子和試劑離子在徑向和軸向上限定在多極離子阱中從而誘導(dǎo)前體離子分裂成產(chǎn)品離子(步驟310)。前體離子可以是正離子同時(shí)試劑離子為負(fù)離子，反之亦然。該前體離子和試劑離子被引到多極離子阱所形成的通道的同一部分中，例如，參見(jiàn)圖4-5F所描述的那樣。在通道中，正負(fù)離子被振蕩電勢(shì)沿徑向和軸向所限定。
由于均被限定在通道的同一部分中，因此前體離子和試劑離子相互作用，同時(shí)電荷從試劑離子轉(zhuǎn)移到前體離子。電荷的轉(zhuǎn)移可誘導(dǎo)多電荷前體離子的電荷減少或者是前體離子的極性顛覆。電荷轉(zhuǎn)移可具有一能量從而使前體離子分裂成兩個(gè)或多個(gè)粒子。這里所用的術(shù)語(yǔ)“相互作用”用來(lái)表示一種化學(xué)瓜，其中會(huì)出現(xiàn)鍵接、結(jié)合、分離、電荷轉(zhuǎn)移、催化或者是其它的化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)通常為一種變化或者是一種轉(zhuǎn)變，該過(guò)程中可能是一組離子分解、也可能是與其它物質(zhì)結(jié)合、還有可能是與其它離子的交換組分。術(shù)語(yǔ)“相互作用”并不包括那些其中沒(méi)有出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)變的相互作用，例如其中離子僅僅是發(fā)生物理碰撞和/或散開(kāi)的情況。
通常來(lái)講，當(dāng)CAD單獨(dú)用于離子阱時(shí)，只有前體離子被激勵(lì)分裂成產(chǎn)品離子，并且所產(chǎn)生的產(chǎn)品離子不會(huì)經(jīng)激勵(lì)而進(jìn)一步分裂。然而，在電荷轉(zhuǎn)移所誘導(dǎo)的反應(yīng)中，試劑離子也有可能會(huì)與前體離子的裂片相互作用從而進(jìn)一步分裂或者是產(chǎn)生其它產(chǎn)品。
在另一實(shí)施方式中，前體離子和試劑離子之間的離子對(duì)離子之間的相互作用可用于分裂之外的其它目的。例如，與試劑離子的相互作用可用來(lái)使那些質(zhì)量相同但帶電多少不同的前體離子的混合物中的電荷減少。這種電荷的減少可使前體離子的所需電荷具有合適的數(shù)目。試劑離子也可用來(lái)減少例如由某些高電荷前體粒子所生成的多電荷產(chǎn)品離子的電荷。產(chǎn)品離子的電荷減少能簡(jiǎn)化質(zhì)量分析以及所形成產(chǎn)品離子質(zhì)譜的說(shuō)明。與正負(fù)離子同時(shí)存在的情況一樣，如果只有正離子或只有負(fù)離子，其也能被振蕩電勢(shì)沿徑向和軸向限定并控制在離子阱中。
系統(tǒng)將試劑離子從離子阱中去除同時(shí)保留產(chǎn)品離子(步驟320)。為了保留住正產(chǎn)品離子并去除負(fù)試劑離子，可將一負(fù)的DC偏壓加到包括有這些離子的部分上。當(dāng)這些離子曝露于負(fù)DC偏壓時(shí)，負(fù)試劑離子在軸向就處不穩(wěn)定的狀態(tài)，同時(shí)正試劑離子在軸向處于穩(wěn)定的狀態(tài)。為了保留負(fù)產(chǎn)品離子并去除正試劑離子，可將一正的DC偏壓加到同一的部分上。作為選擇，試劑離子可通過(guò)共振噴射去除，或者是在離子阱中沿徑向失穩(wěn)。
該系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品離子的質(zhì)量/電荷比來(lái)對(duì)它們進(jìn)行分析(步驟330)。在一實(shí)施方式中，多極離子阱根據(jù)產(chǎn)品離子的質(zhì)量/電荷比有選擇地釋放產(chǎn)品離子。系統(tǒng)用一個(gè)或多個(gè)粒子增效器來(lái)檢測(cè)所釋放的產(chǎn)品離子，并確定出它們的質(zhì)量/電荷譜。在另一實(shí)施例中，所釋放的產(chǎn)品離子可被導(dǎo)到一質(zhì)量分析器，如一飛行時(shí)間分析器，一磁性、電磁、ICR或四極離子阱分析器，或者是其它的質(zhì)量分析器，從而確定出產(chǎn)品離子的質(zhì)量/電荷比。產(chǎn)品離子的質(zhì)量/電荷比可用來(lái)重構(gòu)前體離子的結(jié)構(gòu)。
在另一實(shí)施例中，試劑離子、前體離子或者是產(chǎn)品離子可在離子阱中被進(jìn)一步操控。例如，在對(duì)產(chǎn)品離子進(jìn)行分析之前(步驟330)，可將某些產(chǎn)品離子從離子阱中釋放出來(lái)。
圖4展示一種用試劑離子來(lái)誘導(dǎo)前體離子分裂的方法400。該方法400可由一系統(tǒng)如(圖1的)系統(tǒng)100來(lái)完成，其包括一個(gè)分段的多極離子阱，該離子阱具有兩部分或多個(gè)部分，其中多極桿形成一個(gè)通道從而捕獲或引導(dǎo)離子。
該系統(tǒng)將前體離子釋放并隔離到多極離子阱中(步驟410)。為了按照特定的質(zhì)量/電荷比來(lái)隔離正前體離子，這些正離子需從一樣本產(chǎn)生并釋放到離子阱的離子通道中。然后，離子阱通過(guò)例如共振噴射釋放出那些質(zhì)量/電荷比不同于所選擇前體離子質(zhì)量/電荷比的樣本離子。由此，只有所需的前體離子保留在離子阱中。作為選擇，該離子阱可接收樣本離子同時(shí)釋放出某些非前體離子。
該系統(tǒng)將正前體離子移入多極離子阱的一個(gè)第一捕獲區(qū)域(步驟420)。為此，系統(tǒng)可將一負(fù)DC偏壓加到第一部分的多極桿上，并且將基本為零或者很小的負(fù)DC偏壓加到其它部分上。
該系統(tǒng)將負(fù)試劑離子釋放到多極離子阱的一個(gè)第二捕獲區(qū)域(步驟430)。該第二捕獲區(qū)域不同于其中捕獲了正前體離子的第一捕獲區(qū)域。分別將負(fù)的和正的DC偏壓加到第一和第二部分上從而產(chǎn)生靜電勢(shì)壘，由此將第一捕獲區(qū)域中的正離子與第二捕獲區(qū)域中的負(fù)離子分開(kāi)。作為選擇，第一和第二捕獲區(qū)域可通過(guò)一個(gè)第三無(wú)離子區(qū)來(lái)分開(kāi)，該第三無(wú)離子區(qū)由一振蕩電勢(shì)形成，該振蕩電勢(shì)由加在電極上的合適電壓產(chǎn)生，其能形成贗勢(shì)，從而沿軸向?qū)⒄?fù)離子限定并分離到離子阱的通道中。
該系統(tǒng)能使正前體離子和負(fù)試劑離子移入到多極離子阱的同一捕獲區(qū)域從而誘導(dǎo)前體離子分裂(步驟440)。如果DC偏壓將第一捕獲區(qū)域中的離子與第二捕獲區(qū)域中的離子分開(kāi)，那么該系統(tǒng)就能通過(guò)去除DC偏壓而使正負(fù)離子移第一和第二捕獲區(qū)域中。在沒(méi)有DC偏壓的情況下，正負(fù)離子可由振蕩電勢(shì)同時(shí)捕獲到離子阱，從而如前參照附圖1-2D所描述的那樣將離子沿軸向限定離子阱的離子通道中。如果第一和第二捕獲區(qū)域被第三捕獲區(qū)域分開(kāi)，其中在第三捕獲區(qū)域中有一振蕩電勢(shì)沿軸向?qū)η绑w離子和試劑離子進(jìn)行限定，那么該系統(tǒng)通過(guò)改變或關(guān)閉該振蕩電勢(shì)從而使前體離子或試劑離子或者是前體離子和試劑離子穿過(guò)中間的第三區(qū)域。由于前體離子和試劑離子被限定在離子阱的同一捕獲區(qū)域或者是相同的多個(gè)捕獲區(qū)域中，因此它們相互作用形成電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)(離子-離子反應(yīng))，從而使前體離子分裂。
圖5A-5E示意性地展示了方法400的一個(gè)實(shí)施方式，在該方法400中使用了負(fù)試劑離子以及沿向限定的振蕩電勢(shì)。在該示例中，一2D多極離子阱500形成一個(gè)繞著軸線502的離子通道。該阱500包括一前透鏡503、一前段504、一中段505、一后段506、以及一后透鏡507。每一個(gè)段504-506均包括對(duì)應(yīng)的一組多極桿，其用來(lái)接收RF電壓(其頻率例如大約為1.2MHz)從而產(chǎn)生一振蕩多極電勢(shì)從而沿徑向?qū)㈦x子繞軸502限定在離子通道中。此外，透鏡503和507也能接收RF電壓從而沿軸向?qū)㈦x子限定在離子通道中。在離子阱500中，DC偏壓可加到503-507中任易一個(gè)部件上。在離子阱500中，只需0.001托的氦氣就能對(duì)離子形成耗散或阻尼。
在圖5A中，正樣本離子511釋放到離子阱500中。該樣本離子511包括那些具有不同質(zhì)量以及一個(gè)或多個(gè)正電荷的離子。樣本離子511可由ESI或者是其它離子化技術(shù)來(lái)形成。
這些樣本離子通過(guò)前透鏡503中的孔釋放到離子阱中，并匯聚到中段505的一個(gè)捕獲區(qū)域中。在釋放的過(guò)程中，可如示意線510所示那樣在離子阱500的不同部件上加上不同的DC偏壓。前透鏡503、前段504以及中段505分別接收負(fù)DC偏壓513、514和515。負(fù)的偏壓513、514和515逐級(jí)加大，如其分別為-3伏、-6伏以及-10伏，從而使所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)能迫使正樣本離子511朝中段505聚集。后段506接收正DC偏壓516，如+3伏，從而使所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)能防止樣本離子511通過(guò)后透鏡507逃離中段，其中后透鏡507接收基本為零的DC偏壓，如大約小于30mV的偏壓。
圖5B展示了將前體離子與離子阱500中段505中捕獲的樣本離子511隔離的情況。其中除了RF電壓之外還將一AC電壓加到中段505中的多極桿上從而產(chǎn)生多極電場(chǎng)。該AC電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)能使該阱釋放出那些質(zhì)量/電荷比不同于所選擇前體離子的離子，而只將前體離子留在阱500中。
示意線520展示了隔離過(guò)程中加到阱500中不同部件上的DC偏壓。前透鏡503和后透鏡507上分別為基本為零的DC偏壓523和527。中段505為負(fù)DC偏壓，如-10V。前段504和后段506分別為負(fù)DC偏壓524和526，其數(shù)值要小于偏壓525從而使所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)沿軸向?qū)⒄x子限定在中段505中的捕獲區(qū)域中。
圖5C展示了前體離子531從中段505，其中前體離子531被隔離在該中段中，到前段504的移動(dòng)。如示意線530所示，中段505的DC偏壓535大約為-10V。一個(gè)數(shù)值超過(guò)中段505上DC偏壓535的DC偏壓534加到前段504上，從而使正前體離子531從中段505移到前段504中。該DC偏壓534例如大約為-13V。由此，就產(chǎn)生這樣的一個(gè)靜電場(chǎng)，其使正前體離子531從中段505移到前段504。前透鏡503具有一個(gè)基本為零的DC偏壓533從而產(chǎn)生這樣一個(gè)靜電場(chǎng)，其能防止正前體離子從前透鏡503逃離前段504。后段506和后透鏡507分別具有負(fù)偏壓536和基本為零的偏壓537，從而使所產(chǎn)生的電場(chǎng)能使正前體離子移向前段504，并防止它們通過(guò)后透鏡507逃離出去。
圖5D展示了負(fù)試劑離子541釋放到中段505中同時(shí)正前體離子531保留在離子阱前段504中的情況，即其中展示有兩個(gè)捕獲區(qū)域。試劑離子541由化學(xué)離子化或者是其它任易一種合適的離子化技術(shù)來(lái)產(chǎn)生。負(fù)的試劑離子通過(guò)后透鏡507中的孔釋放到離子阱中，并聚集在中段505中。在釋放的過(guò)程中，如示意線540所示，離子阱500的不同部件上加上不同的DC偏壓。后透鏡507、后段506以及中段505分別接收正DC偏壓547、546和545。正偏壓547、546和545越來(lái)越大，如其分別為+1V、+3V和+5V，從而使所產(chǎn)生的電場(chǎng)能將負(fù)試劑離子541移向中段505。在中段505中，試劑離子與本底氣體碰撞并被捕獲。
前段504接收負(fù)DC偏壓544如-5V，從而捕獲正前體離子531并將其與中段505中的負(fù)試劑離子541分開(kāi)。前透鏡503接收正DC偏壓543，如3V，從而使所產(chǎn)生的電場(chǎng)能防止前體離子531通過(guò)前透鏡503的孔逃離前端504。
圖5E展示了正前體離子531和負(fù)試劑離子541沿著軸502在多極離子阱500的所有部分504、505和506中混合的情況。如示意線550所示的那樣，每一個(gè)部分504、505和506均具有基本相同的DC偏壓，如基本為零的DC偏壓558，從而能使正負(fù)離子沿著軸線502移動(dòng)。同樣的DC偏壓還加在前透鏡503和后透鏡507上。
在透鏡503和507旁邊，正前體離子531和負(fù)試劑離子541均在軸向被前鏡503和后透鏡507上所加的RF電壓所產(chǎn)生的振蕩電勢(shì)553和557沿著軸線502限定。例如，前透鏡503和后透鏡507均接收頻率大約為600kHz幅值大約為150V的RF電壓，其頻率大約是桿狀電極上所加RF頻率的一半。由此，前體離子531和試劑離子541就被限定在同一腔體、同一捕獲區(qū)域中，并且它們之間的相互作用可誘導(dǎo)前體離子的電荷轉(zhuǎn)移和分裂。在這種情況下，捕獲區(qū)域包括有段504、505和506。帶電的碎片(如產(chǎn)品離子)可像前體離子和試劑離子一樣在軸向被同一振蕩電勢(shì)553和557所限定。
圖5F展示了負(fù)試劑離子541從離子阱中去除同時(shí)保留正產(chǎn)品離子561的情況。如曲線560示意性展示的那樣，將負(fù)DC偏壓565加到中段505上同時(shí)將基本為零的DC偏壓561和568分別加到前段504和后段506上，就可將負(fù)試劑離子541從阱500中去除。DC偏壓561、565和568所產(chǎn)生的電場(chǎng)能使負(fù)試劑離子541朝向前透鏡503和后透鏡507離開(kāi)，并將正產(chǎn)品離子561限定在中段505中。為了通過(guò)透鏡503和507去除試劑離子，透鏡上沒(méi)需加上DC偏壓或RF電場(chǎng)。在去除了試劑離子之后，可通過(guò)例如有選擇地釋放具有不同質(zhì)量/電荷比的產(chǎn)品離子來(lái)對(duì)產(chǎn)品離子進(jìn)行分析。作為選擇，產(chǎn)品離子可在離子阱中被進(jìn)一步操控。
在這里所示的某些示例中，前、中、后段504、505和506一直是對(duì)應(yīng)于捕獲區(qū)域進(jìn)行的描述，實(shí)際上它們并不需直接對(duì)應(yīng)。例如，如上所述，一個(gè)在結(jié)構(gòu)上被分成三區(qū)段的離子阱也可在結(jié)構(gòu)上提供一個(gè)、兩個(gè)或者是三個(gè)捕獲區(qū)域，并且每一個(gè)捕獲區(qū)域均包括離子阱的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段。
圖6示意性地展示了另一個(gè)實(shí)施例，其中可用振蕩電勢(shì)將正負(fù)離子同時(shí)沿徑向和軸向限定在分段的多極離子阱600中。該多極離子阱600包括一前段610、一中段620和一個(gè)后段630，它們繞一軸線601形成一通道。每一個(gè)區(qū)段610、620和630均包括一多極桿狀組件，如一個(gè)包括有兩對(duì)對(duì)置桿狀電極的四極桿狀組件。作為選擇，該桿狀組件可以是包括有三、四或更多對(duì)對(duì)置桿狀電極的六極、八極或者更多極的組件。在每一個(gè)區(qū)段610、620和630中，圖6均示意性地展示了一對(duì)對(duì)置的桿狀電極，即，前段610中的桿狀電極612和614、中段620中的桿狀電極622和624以及后段630中的桿狀電極632和634。
在中段620中，對(duì)置的桿狀電極622和624接收同相的RF電壓V1從而與中段620中的其它桿狀電極一起產(chǎn)生一振蕩多極電勢(shì)如四極電勢(shì)。所產(chǎn)生的振蕩多極電勢(shì)在徑向限定離子使其靠近軸線601，這里的多極電勢(shì)形成基本為零的電場(chǎng)。
在前段610，對(duì)置的桿狀電極612和614接收與中段620中桿狀電極622和624相同的RF電壓從而與前段610中的其它桿狀電極一起產(chǎn)生一振蕩多極電勢(shì)，該電勢(shì)在徑向限定離子使其靠近軸線601。除了RF電壓V1之外，桿狀電極612和614還接收另外一個(gè)基本與對(duì)置桿狀電極612和614中電壓V1反相的RF電壓V2。由此，該桿狀電極612和614還會(huì)在前段610中產(chǎn)生一個(gè)振蕩雙極電勢(shì)。該雙極電勢(shì)在前段610的至少一部分軸線601中會(huì)形成一個(gè)基本為非零的電場(chǎng)。這樣，該振蕩雙極電勢(shì)就在軸向上對(duì)中段620中捕獲的正離子和負(fù)離子形成限定。前段610中其它的對(duì)置桿狀電極也能產(chǎn)生振蕩雙極電勢(shì)。對(duì)于前段610中不同的對(duì)置桿來(lái)說(shuō)，雙極電勢(shì)可具有相同或不同的振蕩頻率，并且對(duì)于相同的頻率來(lái)說(shuō)，彼此之間也可同相或不同相。
在后段630中，對(duì)置的桿狀電極632和634接收的RF電壓與前段610中對(duì)置桿612和614的相同。由此，后段630中的對(duì)置桿632和634也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)振蕩的多極電勢(shì)從而在徑向限定離子使其靠近軸線601，以及一個(gè)振蕩雙極電勢(shì)，其在軸向?qū)㈦x子限定在中段620中。由于該振蕩電勢(shì)能同時(shí)限定正離子和負(fù)離子，因此離子阱600在操作上可用來(lái)在中段620中誘導(dǎo)出離子-離子之間的相互作用以及所對(duì)應(yīng)的分裂。
圖7示意性地展示了另一個(gè)實(shí)施例，其中正負(fù)離子均能在徑向和軸向被振蕩電勢(shì)限定在一分段的多極離子阱700中。該多極離子阱700包括一前透鏡703、區(qū)段704-709以及后透鏡710。每一個(gè)區(qū)段704-709均包括一個(gè)多極桿狀組件，如四極或更高級(jí)數(shù)的多極電極組件從而將離子繞一軸702捕獲或引導(dǎo)到一離子通道中。
該多極離子阱700在操作上能分別接收第一組離子和第二組離子，然后將它們限定在離子阱700的同一區(qū)段或相同的多個(gè)區(qū)段中從而誘導(dǎo)這兩組離子相互作用。例如，第一組離子可包括前體離子，而第二組離子則包括試劑離子。第一組離子可通過(guò)前透鏡703接收進(jìn)來(lái)并保存在區(qū)段705中，第二組可通過(guò)后透鏡705接收進(jìn)來(lái)并保存在區(qū)段708中。
通過(guò)區(qū)段706和707中多極桿所產(chǎn)生的振蕩電勢(shì)可將第一組離子與第二組離子分開(kāi)。例如，可在區(qū)段706和707中產(chǎn)生不同的振蕩雙極電勢(shì)從而在軸向?qū)㈦x子分別限定在第一組和第二組中。由此，區(qū)段705中的離子可相對(duì)于區(qū)段708中的離子分開(kāi)操控。例如，前體離子可在空間上與區(qū)段705中的第一組離子隔離開(kāi)來(lái)，同時(shí)試劑離子也可在空間上與區(qū)段708中的第二組離子隔離開(kāi)來(lái)。
區(qū)段706和707中的振蕩電勢(shì)可以調(diào)節(jié)從而使離子從區(qū)段705移到708，反之亦然。例如，除了雙極電勢(shì)之外，可在區(qū)段706和707中產(chǎn)生四極電勢(shì)從而引導(dǎo)區(qū)段705和708之間的離子。通過(guò)前透鏡703和后透鏡710所產(chǎn)生的振蕩電勢(shì)或者是區(qū)段704和709中產(chǎn)生的雙極電勢(shì)就能將正負(fù)離子在軸向限定在離子阱700的兩端附近。
在一實(shí)施方式中，在一分段的阱，如圖7所示的離子阱700中，離子-離子反應(yīng)出現(xiàn)在第一段中。一個(gè)較弱的贗勢(shì)勢(shì)壘會(huì)形成從而將前體離子和試劑離子從第二段分開(kāi)，該第二段具有一個(gè)較低的軸線DC偏壓電勢(shì)。由于離子-離子之間的反應(yīng)會(huì)在第一段中生成產(chǎn)品離子，因此某些產(chǎn)品離子可能會(huì)具有足夠大的質(zhì)量/電荷比以及熱動(dòng)能從而穿過(guò)這個(gè)較弱的贗勢(shì)勢(shì)壘并穿進(jìn)第二段，在這里，這些離子經(jīng)碰撞后緩沖并有可能會(huì)被捕獲。由此，這些產(chǎn)品離子就從第一區(qū)段中去除并且不再曝露從而不會(huì)與試劑離子進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。如此去除產(chǎn)品離子可以減少產(chǎn)品離子的中和以及由此所帶來(lái)的損失。本發(fā)明的方法步驟可由一個(gè)或多個(gè)可編程的處理器來(lái)完成，這些處理器執(zhí)行一計(jì)算機(jī)程序從而對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并產(chǎn)生輸出，由此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能。這些方法步驟以及本發(fā)明的裝置也可由特定功能的邏輯電路如FPGA(field programmable gate array----可現(xiàn)場(chǎng)編程的門陣列)或ASIC(application-specific integrated circuit----特定用途集成電路)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
適用執(zhí)行一計(jì)算機(jī)程序的處理器例如包括通用功能以及專用的微處理器以及任易一種數(shù)字計(jì)算機(jī)中的任易一個(gè)或多個(gè)處理器。通常來(lái)講，處理器會(huì)從一只讀存儲(chǔ)器或者是一隨機(jī)存取器或者是兩者接收指令。計(jì)算機(jī)的主要部件就是用來(lái)執(zhí)行指令的處理器以及用來(lái)保存指令和數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器。通常來(lái)講，一計(jì)算機(jī)還會(huì)包括或者是在操作上與一個(gè)或多個(gè)海量存儲(chǔ)器如磁盤、磁致光盤或者是光盤相連從而從中接收數(shù)據(jù)，或者是將數(shù)據(jù)傳送過(guò)去以便保存數(shù)據(jù)。適合嵌入計(jì)算機(jī)程序指令和數(shù)據(jù)的信息載體包括各種形式的非易失存儲(chǔ)器，例如其包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備如EPROM、EEPROM以及閃存設(shè)備，磁盤如內(nèi)部硬盤或者是不可拆硬盤，磁致光盤，以及CD-ROM和DVD-ROM盤等。處理器和存儲(chǔ)器還可帶有或集合在特定功能的邏輯電路中。
為了能與用戶進(jìn)行交互，本發(fā)明可在一計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)具有一顯示設(shè)備如CRT(陰極射線管)或LCD(液晶顯示器)監(jiān)視器以便向用戶顯示信息，以及一鍵盤和一點(diǎn)取設(shè)備如鼠標(biāo)或軌跡球，用戶借此可向計(jì)算機(jī)提供輸入。其它的設(shè)備也可用來(lái)與用戶進(jìn)行交互，如提供給用戶的反饋可以是任何形式的可感知的反饋，如視覺(jué)反饋、聽(tīng)覺(jué)反饋或者是觸覺(jué)反饋，用戶的輸入也可以任易的一種形式如聲音的、語(yǔ)言的或者是觸摸的形式被接收。
前面已描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。然而，可以看到在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍之內(nèi)還有許多的變化。例如，前述方法中的步驟可以以不同的順序的進(jìn)行，并且其仍能得到所需的結(jié)果。前述技術(shù)可應(yīng)用于其它的離子阱或?qū)?，如曲軸離子導(dǎo)，其形成一個(gè)彎曲的離子通道以便捕獲或引導(dǎo)離子；平面RF離子導(dǎo)(平面多極阱)和RF柱狀離子管。除了分段的離子阱之外，上述技術(shù)也可用多個(gè)分開(kāi)的離子進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)捕獲或引導(dǎo)離子的方法，其包括將離子引入到一個(gè)離子阱或離子導(dǎo)中，該離子阱或離子導(dǎo)包括一個(gè)第一組電極以及一個(gè)第二組電極，該第一組電極和第二組電極在布置上形成一個(gè)離子通道從而捕獲或引導(dǎo)所引入的離子；將周期性變化的電壓加到第一組電極中的電極上從而生成一個(gè)第一振蕩電勢(shì)，其至少在第一維方向上將離子限定在離子通道中；將周期性變化的電壓加到第二組電極中的電極上從而生成一個(gè)第二振蕩電勢(shì)，其至少在第二維方向上將離子限定在離子通道中。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中將周期性電壓加到第一和第二組電極上能提供對(duì)離子的三維限定。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其中第一振蕩電勢(shì)的形成在徑向上對(duì)離子進(jìn)行限定。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中第二振蕩電勢(shì)的形成在軸向上對(duì)離子進(jìn)行限定。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二組電極包括多個(gè)部件，并至少有一個(gè)共用的部件。
6.如前述任一權(quán)利要求的方法，其中離子的引入操作包括將正離子和負(fù)離子引入到離子阱中或離子導(dǎo)中。
7.如權(quán)利要求7的方法，其中離子阱或離子導(dǎo)包括一個(gè)第一端和一個(gè)第二端，并且正負(fù)離子分別在第一端和第二端引入。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中的離子阱或離子導(dǎo)包括兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段，本方法進(jìn)一步包括將一個(gè)或多個(gè)DC偏壓加到離子阱或離子導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)區(qū)段上從而將正離子或負(fù)離子限定在這一個(gè)或多個(gè)區(qū)段中。
9.如前述任一權(quán)利要求的方法，其中將周期性電壓加到第一組電極中的電極上的操作包括加上具有第一頻率的周期性電壓；并且將周期性電壓加到第二組電極中的電極上的操作包括加上具有第二頻率的周期性電壓，其中的第二頻率不同于第一頻率。
10.如權(quán)利要求9的方法，其中第一頻率和第二頻率的之比大約是一個(gè)整數(shù)，或者是一個(gè)整數(shù)比。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中第一和第二頻率之比大約為二。
12.如權(quán)利要求9的方法，其中加到第一和第二組電極上的電壓彼此之間不同相。
13.如前述任一權(quán)利要求的方法，其中第一和第二振蕩電勢(shì)具有不同的空間分布。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中的離子通道具有一軸，并且第一振蕩電勢(shì)在離子通道的至少一部分軸上形成基本為零的電場(chǎng)，并且第二振蕩電勢(shì)在離子通道的同一部分軸上形成基本非零的電場(chǎng)。
15.如權(quán)利要求13的方法，其中第一振蕩電勢(shì)包括一個(gè)振蕩的四極、六極或者是更多極的電勢(shì)。
16.如權(quán)利要求13的方法，其中第二振蕩電勢(shì)包括一個(gè)振蕩的二極電勢(shì)。
17.如前述任一權(quán)利要求的方法，其中第一和第二振蕩電勢(shì)為所引入的每一個(gè)特定質(zhì)量和電荷的離子形成一個(gè)贗勢(shì)，由此所形成的每一個(gè)贗勢(shì)就沿著離子通道均確定一個(gè)對(duì)應(yīng)的勢(shì)壘。
18.如權(quán)利要求1的方法，其中第一組電極包括多個(gè)桿狀電極。
19.如權(quán)利要求1的方法，其中第二組電極包括多個(gè)桿狀電極。
20.如權(quán)利要求1的方法，其中第二組電極包括一個(gè)或多個(gè)板狀離子透鏡電極。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中第二組電極在離子通道的第一端包括一個(gè)第一板狀離子透鏡電極，并在離子通道的第二端包括一個(gè)第二板狀離子透鏡電極。
22.一種裝置，其包括一個(gè)第一組電極以及一個(gè)第二組電極，該第一組電極和第二組電極在布置上形成一個(gè)離子通道從而捕獲或引導(dǎo)離子；以及一個(gè)控制器，該控制器在結(jié)構(gòu)上將周期性變化的電壓加到第一組和第二組電極中的電極上從而生成一個(gè)第一振蕩電勢(shì)和一個(gè)第二振蕩電勢(shì)，其中第一和第二振蕩電勢(shì)具有不同的空間分布，并分別沿徑向和軸向?qū)㈦x子限定在離子通道中。
23.如權(quán)利要求22的裝置，其中的控制器在結(jié)構(gòu)上將周期性的電壓加到該組電極上從而同時(shí)沿徑向和軸向?qū)⒄?fù)離子限定在離子通道中。
24.如權(quán)利要求22的裝置，其中的控制器在結(jié)構(gòu)上能將周期性電壓加到具有第一頻率的第一組電極中的電極上；以及將周期性電壓加到具有第二頻率的第二組電極中的電極上，其中的第二頻率不同于第一頻率。
25.如權(quán)利要求24的裝置，其中第一頻率和第二頻率的之比大約是一個(gè)整數(shù)，或者是一個(gè)整數(shù)比。
26.如權(quán)利要求22的裝置，其中第一組電極包括多個(gè)桿狀電極。
27.如權(quán)利要求22的裝置，其中第二組電極包括多個(gè)桿狀電極，其形成第二部分離子通道。
28.如權(quán)利要求22的裝置，其中第二組電極包括一個(gè)或多個(gè)板狀離子透鏡電極。
29.如權(quán)利要求28的裝置，其中第二組電極在離子通道的第一端包括一個(gè)第一板狀離子透鏡電極，并在離子通道的第二端包括一個(gè)第二板狀離子透鏡電極。
30.一種裝置，其包括一個(gè)具有多個(gè)電極的二維離子阱或離子導(dǎo)；一控制器，其在結(jié)構(gòu)上將電壓加到多個(gè)電極中的一些電極上從而將離子阱或離子導(dǎo)分成多個(gè)捕獲區(qū)域，每一個(gè)捕獲區(qū)域在空間上均分隔出一組離子；該控制器在結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步將電壓加到多個(gè)電極中的一些電極上或者是從多個(gè)電極中的一些電極去掉電壓，從而使不同捕獲區(qū)域中的離子相互作用。
31.如權(quán)利要求29的裝置，其中這些離子組至少包括在一個(gè)捕獲區(qū)域具有第一極性的離子以及在另一捕獲區(qū)域具有第二極性的離子。
32.如權(quán)利要求30的裝置，其中控制器在結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步有助于對(duì)一個(gè)捕獲區(qū)域中的離子進(jìn)行操控使之與另一個(gè)捕獲區(qū)域中的離子分開(kāi)。
33.一種用來(lái)操作一個(gè)具有多個(gè)電極的二維離子阱或離子導(dǎo)的方法，該方法包括將電壓加到多個(gè)電極中的一些電極上從而將離子阱分成多個(gè)捕獲區(qū)域，每一個(gè)捕獲區(qū)域在空間上均分隔出一組離子；將第一組離子引入離子阱或離子導(dǎo)的一區(qū)段；將第二組離子引入離子阱或離子導(dǎo)的另一區(qū)段；將電壓從多個(gè)電極中的上述一些電極上去掉從而誘導(dǎo)第一和第二組離子相互作用。
34.如權(quán)利要求33的方法，其中第一組離子包括前體離子，并且第二組離子包括試劑離子。
35.一種用來(lái)操作一個(gè)具有多個(gè)電極的二維離子阱或離子導(dǎo)的方法，該方法包括將第一組離子引入離子阱或離子導(dǎo)；將第二組離子引入離子阱或離子導(dǎo)；將電壓加到多個(gè)電極中的一些電極上從而將離子分成多個(gè)捕獲區(qū)域，每一個(gè)捕獲區(qū)域在空間上均分隔出一組離子；將第一組離子與第二組離子分開(kāi)操作。
36.一種用來(lái)操作一個(gè)具有多個(gè)電極的離子阱或離子導(dǎo)以及提供至少兩個(gè)捕獲區(qū)域的方法，該方法包括將電壓加到多個(gè)電極中的一些電極上以針對(duì)每一個(gè)特定的質(zhì)量和電荷形成/建立一個(gè)贗勢(shì)勢(shì)壘；將兩組離子引入離子阱或離子導(dǎo)，所述離子組包含前體離子及試劑離子；使兩組離子能夠相互作用以至少在兩個(gè)捕獲區(qū)域中的至少第一捕獲區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生產(chǎn)品離子；所述贗勢(shì)勢(shì)壘的選擇可使產(chǎn)品離子的一個(gè)部份具有足夠的動(dòng)能從而能穿過(guò)至少兩個(gè)捕獲區(qū)域中第一與第二個(gè)捕獲區(qū)域之間相關(guān)的贗勢(shì)勢(shì)壘；因此使得所述產(chǎn)品離子具有足夠的動(dòng)能，因此不再與試劑離子產(chǎn)生反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用來(lái)捕獲或引導(dǎo)離子的方法和裝置。離子引入到一個(gè)離子阱或離子導(dǎo)中。該離子阱或離子導(dǎo)包括一個(gè)第一組電極以及一個(gè)第二組電極。第一組電極和第二組電極在布置上應(yīng)形成一個(gè)離子通道從而捕獲或引導(dǎo)所引入的離子。將周期性變化的電壓加到第一組電極中的電極上從而生成一個(gè)第一振蕩電勢(shì)，其沿徑向?qū)㈦x子限定在離子通道中，以及將周期性變化的電壓加到第二組電極中的電極上從而生成一個(gè)第二振蕩電勢(shì)，其沿軸向?qū)㈦x子限定在離子通道中。
文檔編號(hào)H01J49/42GK1910727SQ200580003053
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月23日
發(fā)明者約翰·E·p·西卡 申請(qǐng)人:塞莫費(fèi)尼根股份有限公司