質(zhì)量分離器、質(zhì)量選擇檢測器、以及優(yōu)化質(zhì)量分離的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及質(zhì)量分析，并且在特定實施例中涉及質(zhì)量分離器、質(zhì)量選擇檢測器、以及用于優(yōu)化質(zhì)量選擇檢測器內(nèi)的質(zhì)量分離的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的質(zhì)量選擇檢測器可包括離子阱質(zhì)量選擇器和/或質(zhì)量過濾器。這些離子阱，諸如典型的雙曲線阱內(nèi)的電場可以通過調(diào)整阱內(nèi)的電極間距和/或電極的雙曲線角度而被微調(diào)。當(dāng)對過濾器中所產(chǎn)生的電場進行優(yōu)化時，該有限的調(diào)節(jié)能力會遇到很大挑戰(zhàn)，并因此對質(zhì)量選擇檢測器的性能也產(chǎn)生影響。本公開提供一種質(zhì)量分離器、質(zhì)量選擇檢測器、以及用于優(yōu)化質(zhì)量選擇檢測器內(nèi)的質(zhì)量分離的方法。這些分離器、檢測器、和/或方法可以利用和/或提供新型的幾何，所述新型的幾何可以被利用和/或修正以優(yōu)化質(zhì)量選擇檢測器所產(chǎn)生的電場。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]提供一種質(zhì)量分離器，包括至少一個電極部件，其具有在分離器內(nèi)操作地對準(zhǔn)的表面，該表面在一個橫截面上限定經(jīng)由至少一個上升部(rise)而相關(guān)聯(lián)的至少兩個伸展部(runs)，該上升部正交地連接到伸展部。
[0004]提供一種質(zhì)量選擇檢測器，包括至少第一對相對的電極，相對的電極中的每個具有互補的表面，該表面在一個橫截面上限定經(jīng)由上升部而相關(guān)聯(lián)的至少兩個伸展部，該上升部正交地連接到伸展部。
[0005]還提供一種用于優(yōu)化質(zhì)量選擇檢測器內(nèi)的質(zhì)量分離的方法。所述方法可以包括提供質(zhì)量分離參數(shù)；在分離器內(nèi)提供一組電極，該電極具有在分離器內(nèi)操作地對準(zhǔn)的表面，該表面在一個橫截面上限定經(jīng)由上升部而相關(guān)聯(lián)的至少兩個伸展部，上升部正交地連接到伸展部；并且修正上升部和/或伸展部中的一個或兩個以獲得該質(zhì)量分離參數(shù)。
【附圖說明】
[0006]參考下列附圖對本公開的實施例進行描述。
[0007]圖1是根據(jù)本公開的實施例的質(zhì)譜儀的框圖。
[0008]圖2和2A描繪了根據(jù)本公開的實施例的電極的橫截面圖。
[0009]圖3是根據(jù)本公開的實施例的質(zhì)量選擇檢測器的電極的透視圖。
[0010]圖4是根據(jù)本公開的實施例的質(zhì)量選擇檢測器的電極的可替代視圖。
[0011]圖5A和5B是根據(jù)本公開的實施例的質(zhì)量選擇檢測器的又一可替代實施例的視圖。
[0012]圖6A、6B和6C證實根據(jù)實施例的在較高階的電場上改變電極幾何的第一伸展部的寬度的效果的數(shù)據(jù)。
[0013]圖7A、7B和7C證實在較高階的電場上改變電極幾何的另一伸展部的寬度的效果的數(shù)據(jù)。
[0014]圖8A、8B和8C證實在較高階的電場上改變電極幾何的另一伸展部的寬度的效果的數(shù)據(jù)。
【具體實施方式】
[0015]本公開的提交是為了促進美國專利法所提出的“以提升科學(xué)及有用工藝”(第一章，第八節(jié))的立法目的。
[0016]下面將參考圖1-8C對本公開進行描述。首先參考圖1，示出了質(zhì)譜儀10的框圖。質(zhì)譜儀10包括樣本準(zhǔn)備電離部分14，其配置為接收樣本12以及將準(zhǔn)備好的和/或電離的樣本傳送到質(zhì)量分析儀16。質(zhì)量分析儀16可配置為將電離的樣本進行分離用于由檢測器18檢測。質(zhì)量分析儀16可包括但不限于質(zhì)量選擇器，質(zhì)量過濾器，和/或質(zhì)量分離器。
[0017]如圖1中圖示的，可將樣本12引入部分14這個。為了本公開的目的，樣本12代表包括以固態(tài)，液態(tài)和/或蒸汽形式的有機和無機物質(zhì)二者的任何化學(xué)成分。適于分析的樣本12的具體示例包括諸如甲苯的易揮發(fā)的化合物，或者具體示例包括諸如緩激肽的基于高復(fù)合的不易揮發(fā)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。在某些方面中，樣本12可以是包含多于一種物質(zhì)的混合物，或者在其他方面中，樣本12可以是大體上純物質(zhì)?？梢愿鶕?jù)下面所描述的示例方面對樣本12進行分析。
[0018]樣本準(zhǔn)備電離部分14可包括入口系統(tǒng)(未示出)和離子源(未示出)。該入口系統(tǒng)可將一定量的樣本12引入儀器10中。取決于樣本12，入口系統(tǒng)可配置為準(zhǔn)備用于電離的樣本12。入口系統(tǒng)的類型可包括配料入口，直探頭入口，色譜(chromatographic)入口，和滲透膜或毛細(xì)管膜入口。入口系統(tǒng)可包括準(zhǔn)備用于在氣體，液體和/或固體相中分析的樣本12的器件。在一些方面中，入口系統(tǒng)可與離子源組合。
[0019]離子源可配置為接收樣本12和將樣本12的成分轉(zhuǎn)變成分析物離子。該轉(zhuǎn)變可包括用電子，離子，分子，和/或光子對樣本12的成分進行轟擊。該轉(zhuǎn)變也可由熱或者電能量來實現(xiàn)。
[0020]離子源可利用，例如，電子電離(EI，尤其適用于氣體相的電離)，光電離(PI)，化學(xué)電離，碰撞活化的分離和/或電噴霧電離(ESI)。例如在PI中，可改變光能量從而改變樣本的內(nèi)部能量。另外，當(dāng)利用ESI時，樣本可在大氣壓和所施加的電勢下被激勵，當(dāng)將離子從大氣壓力傳送到質(zhì)譜儀的真空中時，能被改變以使得分離度發(fā)生變化。
[0021]分析物可繼續(xù)進入到質(zhì)量分析儀16。質(zhì)量分析儀16可包括離子傳輸門(未示出)，和質(zhì)量分離器17。該離子傳輸門可包含用于選通由離子源所產(chǎn)生的分析物光束的器件。
[0022]質(zhì)量分離器17可包括但不限于本文所描述的質(zhì)量分離器和/或質(zhì)量檢測儀，也可包括本文所描述的電極的使用。
[0023]分析物可繼續(xù)至檢測器18。示例性檢測器包括電子倍增器(multiplier)，法拉第杯收集器，照相和激勵類型檢測器。從樣本準(zhǔn)備14的分析到檢測器18的進展可通過處理和控制單元20進行控制和監(jiān)測。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，使用處理和控制單元20有利于獲取和產(chǎn)生數(shù)據(jù)。處理和控制單元20可以是能夠控制儀器10的各種元件的計算機或者迷你計算機。這種控制包括RF和DC電壓的具體應(yīng)用，還可進一步包括確定，存儲以及最終顯示質(zhì)量光譜。處理和控制單元20可包括數(shù)據(jù)獲取和搜索軟件。在一個方面中，這樣的數(shù)據(jù)獲取和搜索軟件可配置為執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取和搜索，包括上文所描述的總分析物計數(shù)的編程獲取。在另一方面中，數(shù)據(jù)獲取和搜索參數(shù)可包括用于將所產(chǎn)生的分析物的量與用于獲取數(shù)據(jù)的預(yù)定程序相關(guān)的方法。
[0025]參考圖2和2A，示出了成組電極30和31的橫截面。例如，這些成組電極可以是質(zhì)量分離器17的部分，并被用作本文所描述的質(zhì)譜儀的部分。如示出的，組30包括四個電極:32，33，34和36。這些電極中的對，諸如電極33和36，可彼此相對布置，諸如成對電極32和34可彼此相對布置。單個電極，諸如電極32，例如，可包括表面40，且該表面可限定至少兩個伸展部，諸如伸展部42和44，這兩個伸展部經(jīng)由至少一個上升部43而相關(guān)聯(lián)。
[0026]上升部43可正交地連接到伸展部42和44。根據(jù)示例實施方式，例如，電極32可包括正交地連接到附加伸展部46的附加上升部45。如可以看出的，電極32可包括互補的成組上升部和伸展部，諸如，上升部和伸展部52，53，54和55。如示出的，例如，這些上升部和伸展部可以在高度和/或?qū)挾壬鲜腔パa的。
[0027]根據(jù)示例實施方式，這些上升部和伸展部可建立從電極32延伸的一系列基座。作為示例，這些基座可包括伸展部44和54的組合以建立一個基座，以及另一個作為伸展部46的基座。上升部和伸展部的組合可在最后的伸展部46中終止。根據(jù)示例實施方式，伸展部42和52可看作是電極表面中的第一臺階。伸展部44和54可看作是電極表面中的第二臺階，而伸展部46可看作是電極表面中的第三臺階。根據(jù)示例實施方式，電極34可具有表面60，其限定與相對的電極32的上升部和伸展部互補的上升部和伸展部。
[0028]根據(jù)附加實施例，電極33和36可限定從電極33的一個表面72延伸到相對表面74的開口。例如，電極36可與電極33互補，并限定另一個開口 70。電極33和36還可限定還如圖所示的上升部和伸展部。圖2A中的電極組31在該組的每個電極中可包括開口 70。
[0029]參考圖3，質(zhì)量選擇檢測器80可包括第一對電極82和84，每個相對的電極具有互補的表面92和94，在一個橫截面中限定至少兩個經(jīng)由上升部而相關(guān)聯(lián)的伸展部，上升部正交地連接到這些伸展部。質(zhì)量選擇檢測器80還可包括附加的一對電極102和104，如圖3中所示，例如，該第二對電極可鄰近于并且正交地對準(zhǔn)于第一對電極82和84。根據(jù)示例實施方式，檢測器80的電極中的至少一個可限定一個開口，諸如電極82限定開口 112。根據(jù)示例實施方式，與電極82相對的