專利名稱：差壓雙離子阱質(zhì)量分析儀及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及質(zhì)語儀，尤其是涉及用在質(zhì)譜儀系統(tǒng)中的差壓，二維 雙離子阱質(zhì)量分析儀。
背景技術(shù)：
二維四極離子阱質(zhì)量分析儀(也稱為線性離子阱)在質(zhì)諳學(xué)領(lǐng)域是公知 的，并且已經(jīng)成為用于分析各種化合物的重要且廣泛使用的工具。如通常 所述，二維離子阱由一組四個(gè)伸長的電極組成，其中在該電極上施加預(yù)定
相位關(guān)系的射頻(RF)俘獲電壓，以將離子徑向約束在阱內(nèi)部。離子的軸向 約束受棒電極和/或縱向位于棒電極外部的電極的端部施加恰當(dāng)直流(DC) 偏差的影響。該俘獲離子的質(zhì)譜可以通過從阱內(nèi)部按照質(zhì)量順序地向相關(guān) 聯(lián)的檢測器發(fā)射離子來獲得，其中可以沿如Bier等在美國專利No.5420425 中描述的與離子阱的中心縱軸垂直的徑向或，如Hager在美國專利 No.6177668中描述的與中心縱軸平行的軸向。該二維離子阱的加大的離子 體積、較強(qiáng)的俘獲能力、以及較高的俘獲效率都提供了顯著的性能優(yōu)勢(與 傳統(tǒng)的三維離子阱相比)，這包括增強(qiáng)了的靈敏性、以及執(zhí)行增加了數(shù)量的 多階段的離子選擇和碎裂的能力。
離子阱質(zhì)量分析儀的成功運(yùn)行需要向阱內(nèi)增加緩沖氣體(典型的是氦 氣)。緩沖氣體(在現(xiàn)有技術(shù)中名稱不一，也可以稱為阻尼或碰撞氣體)用作 兩個(gè)主要目的。首先，該緩沖氣體通過碰撞減少離子的動能。該動能的減 少是主要的，其不僅用于俘獲射入阱內(nèi)的離子，而且也在質(zhì)量分析前動態(tài) 地冷卻(阻尼)和在空間上(軸向和徑向)集中離子云，這樣產(chǎn)生了有利的質(zhì)語 分辨率和靈敏性。第二，緩沖氣體的存在可以通過碰撞激活解離(CAD)來 有效的碎裂離子，用于級聯(lián)的質(zhì)譜(MS/MS或MS"分析。但是，公知的是在離子分離期間將離子和緩沖氣體碰撞，以及按質(zhì)量 順序地發(fā)射過程對于質(zhì)譜性能是有害的，即減小分辨率以及有助于限制質(zhì) 量精度的化學(xué)質(zhì)量偏移。儀器設(shè)計(jì)者試圖通過選擇緩沖氣體的壓力(典型的 在1-5毫托之間)來減少這些有害的影響，其中該緩沖氣體的壓力提供了足 夠的俘獲/冷卻和碎裂作用，并且降低了對分辨率和質(zhì)量精度的負(fù)面影響。 雖然該"折衷壓力"的方法產(chǎn)生了大體上令人滿意的儀器性能，但是最近
人們對傾向低壓的運(yùn)行模式產(chǎn)生了興趣。公知的是，可以通過在Mathieu 參數(shù)q值稍低于穩(wěn)定限制值.卯8處共振地發(fā)射離子會實(shí)現(xiàn)較高的分辨率。 也可以用該分辨率的增益換取更快的掃描速度，即可以更快速的獲得質(zhì) 譜，該質(zhì)譜具有的分辨率和利用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)獲得的分辨率相等，由此增加采 樣的產(chǎn)量和/或增加完成的MSn周期的數(shù)量。并且，在降低的q值處發(fā)射會 提供其他優(yōu)勢，包括擴(kuò)展的質(zhì)量范圍的掃描和使用高階共振的可能性，以 增加發(fā)射率和/或提供較高的荷質(zhì)比(m/z)的分辨率。注意，化學(xué)依賴型質(zhì)量 偏移的問題會對使用減小的q共振發(fā)射產(chǎn)生潛在的障礙，其中該問題在某 些離子阱和某些條件下，會在降低q發(fā)射值時(shí)顯著增加。
Kawato等的美國專利No.6960762雖然沒有專門提及降低的q共振發(fā) 射，但是其描述了一種與傳統(tǒng)的三維離子阱的配合，其中設(shè)計(jì)該三維離子 阱用于避免在存在的緩沖氣體中產(chǎn)生的缺陷。在Kawato等的裝置中，緩 沖氣體被可控地加入(通過脈沖閥)離子阱內(nèi)，以將壓力升高至使離子俘獲 最優(yōu)的值。在離子已經(jīng)射入阱中之后，減小或終止惰性氣體的流動，離子 阱的內(nèi)部壓力隨后降低至一個(gè)值，用于優(yōu)化按質(zhì)量順序的掃描。通過在兩 個(gè)壓力之間切換，Kawato等的裝置意在實(shí)現(xiàn)很好的捕獲效率和掃描分辨 率。但是，重復(fù)改變和穩(wěn)定離子阱的壓力所需的時(shí)間顯著延長了整個(gè)質(zhì)量 分析的周期時(shí)間并降低了采樣輸出量，尤其是在使用高容量的離子阱時(shí)。
至少一篇現(xiàn)有技術(shù)中的參考文獻(xiàn)公開了一種雙阱質(zhì)語儀的結(jié)構(gòu)，其中 阱中的壓力對于不同的功能單獨(dú)優(yōu)化。Zerega等("A Dual Quadrupole Ion Trap Mass Spectrometer", Int丄Mass Spectrometry 190/191(1999)59誦68)描述 了一種雙離子阱質(zhì)i普^(義，其由運(yùn)行在大約104托壓力的第一三維四極離子 阱(稱為"準(zhǔn)備單元，，)組成，該第一三維四極離子阱耦合至在大約10—7托
7壓力運(yùn)行的第二三維四極離子阱(稱為"質(zhì)量分析單元")。在該質(zhì)譜儀中， 在準(zhǔn)備單元內(nèi)部產(chǎn)生離子，并通過與惰性氣體原子的碰撞來冷卻，從而減 少離子云占據(jù)的體積。然后，離子從準(zhǔn)備單元(通過關(guān)斷約束電壓和向端帽 施加恰當(dāng)?shù)腄C電壓)通過一個(gè)端帽中的小孔發(fā)射出來，并經(jīng)過質(zhì)量分析單 元，在這里，它們通過入口孔被允許進(jìn)入單元的內(nèi)部體積?；谕ㄟ^4九跡 分析對俘獲離子進(jìn)行的長時(shí)運(yùn)動頻率的測量，通過復(fù)雜的技術(shù)確定質(zhì)量分 析單元中俘獲的離子的荷質(zhì)比，其中離子在阱內(nèi)被約束預(yù)定時(shí)間，然后(通
過出口孑L)發(fā)送至檢測器，用于在阱的內(nèi)部和檢測器之間產(chǎn)生代表離子的飛 行時(shí)間的離子信號。該技術(shù)需要將離子信號作為約束時(shí)間的函數(shù)來分析， 因此，必須執(zhí)行幾個(gè)質(zhì)量分析周期以獲得完整的質(zhì)譜。Zerega等文章公開 的質(zhì)量分析技術(shù)的復(fù)雜度，以及需要執(zhí)行幾個(gè)質(zhì)量分析周期以產(chǎn)生質(zhì)譜， 使得該裝置在商業(yè)用途中受冷落。
發(fā)明內(nèi)容
如粗略描述的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙阱質(zhì)量分析儀包括在不同壓力 運(yùn)行且相鄰放置的第一和第二二維四極離子阱。第一離子阱具有內(nèi)部體 積，其保持在較高壓力，例如在氦氣的5.0x0—4至l.Ox 10—2托的范圍中， 從而提高有效的離子俘獲，動態(tài)/空間冷卻，以及經(jīng)由CAD過程的碎裂。 冷卻的(以及可選擇地碎裂的)離子通過至少一個(gè)離子光學(xué)元件被傳輸至第 二離子阱的內(nèi)部，其中與第一離子阱的壓力相比，該第二離子阱保持在明 顯較低的緩沖氣體的壓力中(例如，在氦氣的1.0 x 10—5至2.0 x 104托的范 圍)。第二離子阱中的低壓有助于獲得高分辨率的質(zhì)譜和Z或使用高掃描率， 且保持可比的m/z的分辨率，并且可以利用減小的q共振發(fā)射，而不引起 具有不可接受水平的化學(xué)依賴型質(zhì)量偏移。另外，低壓區(qū)域也允許使用較 高分辨率的離子分離。
在雙阱質(zhì)量分析儀的特殊實(shí)現(xiàn)方式中，第 一和第二離子阱位于共同的 真空腔室中，且可以通過泵限制保持阱之間的壓差，其中該泵限制可以采 取將兩個(gè)阱分離的阱間平板透鏡的孔的形式。緩沖氣體，例如氦，可以通 過導(dǎo)管加入第一離子阱的內(nèi)部，以提供理想的緩沖氣體壓力。第一和第二離子阱都具有傳統(tǒng)的分部分的雙曲棒結(jié)構(gòu)，并且第二離子阱的棒電極對的 中心部可以具有槽，以允許離子發(fā)射至檢測器用于獲得質(zhì)譜。單個(gè)的共用
射頻(RF)控制器可以用于向兩個(gè)離子阱的電極施加RF電壓。通過在棒電 極部分和/或阱間透鏡以及軸向位于第 一 離子阱前端部和第二離子阱后端 部外部的透鏡上施加恰當(dāng)?shù)腄C電壓，來實(shí)現(xiàn)離子阱內(nèi)的離子的軸向約束 和阱間的離子傳輸。
前述的雙阱質(zhì)量分析儀可以在多種不同的模式下運(yùn)行。在一種模式 中，在第一離子阱中俘獲和冷卻離子，并將其傳輸至第二離子阱用于質(zhì)量 分析(這里的術(shù)語"質(zhì)量分析"用于代表測量俘獲的離子的荷質(zhì)比)。在另 一模式中，在第一阱中俘獲和冷卻離子，并且通過從第一阱中發(fā)射所有在 感興趣的荷質(zhì)比范圍之外的離子來選擇(分離)用于碎裂的母離子。根據(jù) CAD技術(shù)，然后母離子被動態(tài)激活，并和緩沖氣體進(jìn)行能量碰撞以產(chǎn)生子 離子。然后，子離子被傳輸至第二離子阱用于質(zhì)量分析。另一個(gè)運(yùn)行方式 利用了第二離子阱的高分辨率分離的電勢。在該模式中，在第一離子阱中
俘獲和冷卻離子，然后傳輸至第二離子阱。然后，通過發(fā)射所有在感興趣 的荷質(zhì)比范圍之外的離子，而在第二離子阱中分離母離子。由于第二離子 阱內(nèi)的低壓，那么與在高壓受到的影響相比，分離會受到高分辨率和高效 率(母離子損失減少)的影響，使得選擇母離子種類具有更大的專一性。然
后，將母離子回送至第一離子阱，之后通過前述的CAD技術(shù)，碎裂母離 子。然后最終獲得的子離子被送入第二離子阱，用于質(zhì)量分析。在該運(yùn)行 模式的變形中，在從第二離子阱傳輸至第一離子阱期間，母離子被加速至 很高的速度(通過在棒電極和/或阱間透鏡施加恰當(dāng)?shù)腄C電壓)來產(chǎn)生碎裂 方式，以4姿近傳統(tǒng)的三級四極質(zhì)量濾波儀的石並撞單元中出現(xiàn)的碎裂方式。 其它公知的解離或反應(yīng)技術(shù)，包括但不限于光致解離，電子傳輸解離 (ETD)，電子捕獲解離(ECD),以及質(zhì)子傳輸反應(yīng)(PTR)可以用以代替CAD 技術(shù)或者附加于CAD技術(shù)以產(chǎn)生子離子。然后，子離子被回送至第二離 子阱用于質(zhì)量分析。
本發(fā)明的前迷和其它實(shí)施例通過提供具有較高和較低電壓區(qū)域的質(zhì) 量分析儀，以及在高壓區(qū)域執(zhí)行傾向較高壓力的功能(冷卻和碎裂)，以及在低壓區(qū)域執(zhí)行傾向低壓的功能(分離和按質(zhì)量順序掃描)，來避免和減少 現(xiàn)有技術(shù)中離子阱的質(zhì)量分析的限制。
在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的質(zhì)譜儀的示意性圖示，其包括差壓雙離子 質(zhì)量分析儀；
圖2是用于描述差壓雙離子阱質(zhì)量分析儀的組件的示意性圖示；
圖3是描述用于運(yùn)行圖2的差壓雙離子阱質(zhì)量分析儀的第一方法的步 驟的流程圖4是描述用于運(yùn)行圖2的差壓雙離子阱質(zhì)量分析儀的第二方法的步 驟的流程圖，其中在第一離子阱中將離子分離和碎裂；以及
圖5是描述用于運(yùn)行圖2的差壓雙離子阱質(zhì)量分4/H義的第三方法的步 驟的流程圖，其中在第二離子阱中將離子分離，在第一離子阱中將離子碎裂。
具體實(shí)施例方式
圖1描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的質(zhì)鐠儀100的組件，其中實(shí)現(xiàn)了差壓 雙離子阱質(zhì)量分析儀?？梢岳斫赓|(zhì)譜儀100的某些特征和結(jié)構(gòu)通過示意性
示例提供，并不能理解為將該差壓雙離子阱質(zhì)量分析儀限制為特定環(huán)境中
的實(shí)施方式。離子源，其可以采用電噴灑離子源105的形式，用于從分析 材料中產(chǎn)生離子，例如從液相色譜儀(未描述)的洗出液中產(chǎn)生離子。離子 從離子源腔室110穿過幾個(gè)逐步低壓的中間腔室120,125和130傳輸至差 壓雙離子阱質(zhì)量分析儀140所在的真空室135，其中用于電噴灑源的離子 源腔室典型地保持在或接近大氣壓。從離子源105至質(zhì)量分析儀140的離 子的有效傳輸由多個(gè)離子光學(xué)組件提供幫助，該光學(xué)組件包括四極RF離 子導(dǎo)引145和150，八極RF離子導(dǎo)引155，吸極160和靜電透鏡165和70。 離子可以通過離子傳輸管175在離子源腔室IIO和第一中間腔室120之間傳輸，其中該離子傳輸管被加熱以將剩余溶劑氣化并打破溶劑分析物族。
中間腔室120， 125和130以及真空腔室135通過一系列恰當(dāng)?shù)谋贸榭眨?以將壓力保持在理想的值。在一個(gè)示例中，中間腔室]20與機(jī)械泵的端口 180通信，中間腔室125和130以及真空腔室130和多級，多端口渦輪分 子泵的相應(yīng)端口 185, 190和195通信。
質(zhì)傳儀100的各種組件的運(yùn)行由控制和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(未描述)引導(dǎo)，該控
制和數(shù)據(jù)系統(tǒng)典型地由通用和專門的處理器的組合，專用電路，以及軟件 和硬件指令組成?？刂坪蛿?shù)據(jù)系統(tǒng)也提供數(shù)據(jù)采集和后采集數(shù)據(jù)處理服務(wù)。
雖然質(zhì)譜儀IOO被描述為構(gòu)造成電噴灑離子源，但是應(yīng)當(dāng)注意雙離子 阱質(zhì)量分析儀140可以和任意數(shù)量的脈沖或連續(xù)離子源(或其組合)結(jié)合使 用，其中該脈沖或連續(xù)離子源包括但不限于基質(zhì)輔助激光解吸附離子化 (MALDI)源，大氣壓化學(xué)電離(APCI)源，大氣壓光電離(APPI)源，電子電 離(EI)源，或化學(xué)電離(CI)離子源。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙離子阱質(zhì)量分析儀40的主要組件的示 意性描述。雙離子阱質(zhì)量分析儀140包括彼此相鄰放置的第一和第二四極 阱205和210。由于從下述討論來看顯而易見，因此，第一四極離子阱205 被稱為高壓阱(HPT)，第二四極離子阱210被稱為低壓阱(LPT)。注意，這 里用于描述HPT 205和LPT 210相對位置的術(shù)語"相鄰"意在代表HPT 205 和LPT210緊密放置，但不排除在兩個(gè)阱之間放置一個(gè)或多個(gè)離子光學(xué)元 件，實(shí)際上，優(yōu)選實(shí)施例需要該離子光學(xué)元件。
在文獻(xiàn)中(參見，例如，前述的美國專利No.5420425，以及Schwartz 等的 "A Two-Dimensional Quadrupole Ion Trap Mass Spectrometer，，， J.Am.Soc. Mass Spectrom, 13:659(2002))已經(jīng)專門討論了 二維四極離子阱中 棒電極的幾何結(jié)構(gòu)和位置，因此這里不需要詳細(xì)的描述這些方面，從而省 略。如通常所述，可以從圍繞阱內(nèi)部放置的四個(gè)棒電極構(gòu)造二維四極離子 阱。棒電極布置為兩對，每對沿阱的中心縱軸相對。為了精確估計(jì)施加RF 電壓時(shí)的純四極場，那么每個(gè)一奉形成為具有面向阱內(nèi)部的截釘雙曲面。在 其他實(shí)現(xiàn)方式中，圓形(圓的)或平面(平的)電極可以替代雙曲電極，用于減少制造的復(fù)雜度和費(fèi)用，雖然這些設(shè)備通常提供更有限的性能。在優(yōu)選的 實(shí)施方式中，每個(gè)棒電極分為三個(gè)電絕緣的部分，每部分由位于中心部側(cè)
面的前端部和后端部組成。將棒電極分為各個(gè)部分以便將不同的DC電勢
施加于每個(gè)部分，使得離子主要保留于在阱的一部分長度上延伸的體積
內(nèi)。例如，通過相對于中心部來說，升高施加于端部的DC電勢，使得正 離子集中在阱內(nèi)部的中心體積(其大概和棒電極的中心部縱向共范圍)。
為了清楚起見，在圖2中僅描述了用于HPT205和LPT210的單個(gè)的 電極對。HPT205包括棒電極215，其中每個(gè)棒電極分為前端部220，中心 部225和后端部230。類似地，LPT2]0包括棒電極235，其中每個(gè)棒電極 分為前端部240，中心部245和后端部250。棒電極235的中心部245以 本領(lǐng)域中公知的方式具有槽，以允許離子在分析掃描期間穿過槽徑向發(fā)射 至檢測器255。公知的是，棒電極中存在槽則在俘獲場中引入了某些較高 階的場分量，其對于儀器性能會具有不好的影響。這些影響可以通過蝕刻 (增加電極之間的間隔)電極對中的一個(gè)，^修改電極表面的幾何形狀，或者 使施加至電極的RF電壓不平衡，來避免或降低。典型地，棒電極中僅有 兩個(gè)具有槽(即， 一對相對電極中的兩個(gè)電極)，但是LPT 210的某些實(shí)現(xiàn) 方式可以利用在所有四個(gè)棒電極中都形成槽的設(shè)計(jì)。電極215的中心部225 不需要具有槽，這是因?yàn)镠PT205不用于分析掃描，因此，HPT205能夠 產(chǎn)生基本為純的的四極俘獲場；但是，理想的是在HPT205中利用電極的 幾何結(jié)構(gòu)和間隔，這會導(dǎo)致從基本是純的的四極場偏離，例如用于引入較 高階的場，其可以提高或保持共振活化效率，從而通過用于較低和較高 m/z離子發(fā)射的單獨(dú)的x和y分離波形來提高分離分辨率，和/或降低制造 成本(例如，通過將圓形棒電極替換雙曲形電極，其中該雙曲形電極制造起 來更困難和昂貴)。這樣，HPT205的最佳電極設(shè)計(jì)取決于功能，性能和成 本的考慮。
雖然通過徑向(也稱為正交)發(fā)射來構(gòu)造成分析掃描的LPT 210的優(yōu)選 實(shí)施例，但是，雙離子阱質(zhì)量分析儀的其它實(shí)施例也可以用Hager在美國 專利No.6177668中教導(dǎo)的方式來構(gòu)造LPT 210，用于軸向掃描的分析掃描。 在該結(jié)構(gòu)中，檢測器軸向地位于LPT的外部，而不是和優(yōu)選實(shí)施例一樣徑
12向地位于LPT的外部。
雙離子阱質(zhì)量分析儀140進(jìn)一步包括分別位于HPT 205前面，HPT 205 和LPT 210之間，和LPT 210后面的前透鏡260，阱間透鏡265，和后透 鏡270。透鏡結(jié)構(gòu)用于執(zhí)行各種功能，包括將離子送入HPT 205，在HPT 205 和LPT210之間傳輸離子，以及輔助軸向約束阱內(nèi)的離子。每個(gè)透鏡可以 釆用具有孔的導(dǎo)電板的形式，其中可控幅值的DC電壓施加于該導(dǎo)電板。 正如下面要詳細(xì)討論的，前透鏡260的孔275和阱間透鏡265的孔280具 有較小的直徑(典型地，分別為0.060"和0.080")，以使得HPT 205內(nèi)部的 壓力較LPT210內(nèi)的壓力有顯著提升，且位于質(zhì)量分析儀40外部的真空 腔室135。后透鏡270的孔285典型地與其它透鏡的孔相比具有相當(dāng)大的 直徑(例如，0.500"),以有助于將LPT210內(nèi)的壓力值保持接近質(zhì)量分析儀 140的外部區(qū)域。其它恰當(dāng)?shù)耐哥R結(jié)構(gòu)也可以替代這里描繪和描述的平板 透鏡結(jié)構(gòu)。更具體地，阱間透鏡265可以包含其它實(shí)現(xiàn)方式，即RF透鏡， 多元件透鏡系統(tǒng)，或短的多極透鏡。進(jìn)一步注意到，透鏡中的一個(gè)或多個(gè) 可以和其它物理結(jié)構(gòu)組合，以提供泵的限制的理想程度。
通常為管狀的外殼290和前透鏡260,阱間透鏡265和后透鏡270結(jié) 合并密封，以形成HPT 205和LPT 20的外殼。該配置通過將兩個(gè)阱之間 以及每個(gè)阱和外部之間的通信限制為穿過各個(gè)孔而出現(xiàn)的流量，從而在 HPT 205和LPT210內(nèi)形成理想的壓力。外殼290可以具有延長的孔，以 允許發(fā)射的離子傳至檢測器255。雖然外殼290被描述為圍繞HPT 205和 LPT 210延伸的整體結(jié)構(gòu)，但是雙阱質(zhì)量分析儀140的其它實(shí)現(xiàn)方式也可 以利用一種結(jié)構(gòu)，其中在兩個(gè)或多個(gè)部分中形成外殼(例如，容納HPT205 的第一部分和容納LPT210的第二部分，或者容納HPT205和LPT210的 第一部分和僅容納HPT 205的第二部分)。該結(jié)構(gòu)有助于經(jīng)一步調(diào)整泵的電 導(dǎo)。通過穿透側(cè)壁290的導(dǎo)管292,向HPT 205的內(nèi)部增加緩沖氣體，典 型地是氦氣。在HPT 205和LPT 210內(nèi)保持的壓力取決于緩沖氣體的流速， 透鏡孔275、 280和285的尺寸，真空腔室135的壓力，外殼290的結(jié)構(gòu)(包 括在這里形成的任意孔)和真空腔室135的泵端口的相關(guān)的泵速度195。在 典型的雙阱質(zhì)量分析儀140的實(shí)施方式中，將HPT205內(nèi)的壓力值保持在氦氣的5.0 x 10—4至l.Ox 10—2托的范圍中，并且LPT210內(nèi)的壓力值保持在 氦氣的1.0 x l(T5至3.0 x 10-3托的范圍中。更優(yōu)選地(正如目前設(shè)想的)，HPT 205的壓力可以為氦氣的1.0 x 10—3至3.0 x 10-3托的范圍，并且LPT的壓力 為氦氣的l.Ox 10—4至l.Ox 10-3托的范圍。在這種方式中，對于冷卻和碎裂 功能(在HPT阱205中)，以及分離和分析掃描(在LPT阱210中)，分別優(yōu) 化這些壓力。應(yīng)當(dāng)注意，前述壓力范圍僅通過示例提供，不應(yīng)當(dāng)理解為將 本發(fā)明的保護(hù)范圍限制為在任何特定的壓力或范圍或壓力下運(yùn)行。
通過RF/AC控制器295將振蕩電壓，包括主RF(俘獲)電壓和輔助AC 電壓(用于共振發(fā)射、分離和CAD)施加于HPT 205和LPT 210的電極。為 了減少儀器的復(fù)雜度和制造成本，HPT 205和LPT 210可以布線為與共用 的RF/AC控制器平行，使得相同的振蕩電壓施加于兩個(gè)阱上。但是，在某 些應(yīng)用中理想的是在阱中同時(shí)執(zhí)行不同的功能。例如，人們希望在LPT對 于先前積累的離子組執(zhí)行分析掃描時(shí)，在HPT 205中通過積累和冷卻《1入 的離子來增加占空比。這些應(yīng)用需要向HPT 205和LPT 210應(yīng)用不同的 RF/AC電壓，這需要為兩個(gè)阱使用單獨(dú)的RF/AC控制器。DC電壓通過 DC控制器297和298分別施加于HPT 205和LPT 210的電極。如上面所 討論的，公知的是向阱的端部和中心部施加不同的DC偏置電壓，用于在 一個(gè)在阱的一部分長度上延伸的體積內(nèi)集中離子，其中該體積例如為與中 心部對應(yīng)的中心體積。
應(yīng)當(dāng)理解，與圖l中描述的結(jié)構(gòu)相比，雙阱質(zhì)量分析儀的其它實(shí)現(xiàn)方 式可以切換LPT和HPT的位置。在該實(shí)現(xiàn)方式中，從離子源到達(dá)的離子 首先通過LPT傳至HPT,其中這些離子以下面結(jié)合圖3-5描述的方式在返 回LPT用于質(zhì)量分析(或分離)之前，將被俘獲和動態(tài)冷卻(以及可選擇地碎 裂)。
圖3-5說明了運(yùn)行 雙離子阱質(zhì)量分析儀140的各種方法，其中這些方 法用于分析物的質(zhì)量分析。應(yīng)當(dāng)理解，這些方法作為本發(fā)明的質(zhì)量分析儀 如何被有利使用的示例來提供，不應(yīng)當(dāng)理解為將本發(fā)明限制于運(yùn)行的特殊 模式。初始參照圖3的步驟310，在HPT 205的內(nèi)部體積中積累在離子源 105中產(chǎn)生且通過各種離子光學(xué)組件傳輸?shù)碾x子。可以通過調(diào)整施加于前透鏡260的DC電壓來完成將離子送入HPT 205。在HPT 205內(nèi)已經(jīng)積累 充分多的離子之后(注意積累時(shí)期的持續(xù)時(shí)間可以由恰當(dāng)?shù)淖詣釉鲆婵刂?技術(shù)確定)，改變施加于前透鏡260的DC電壓以防止HPT 205中進(jìn)入額外 的離子。如本領(lǐng)域公知的，通過將使用施加于棒電極215的RF電壓的徑 向約束(更具體地，通過向兩對棒施加相位相反的振蕩電壓)和使用施加于 端部220和230、中心部225、前透鏡260和阱間透鏡265的軸向約束組 合，來實(shí)現(xiàn)在HPT205內(nèi)俘獲積累的離子。施加于后端部230和/或阱間透 鏡265的DC電壓產(chǎn)生用于放置離子從HPT 205移動至LPT 210的電勢勢 壘。在HPT 205內(nèi)將俘獲的離子保留充足的時(shí)間以通過與緩沖氣體碰撞來 影響離子的冷卻，該時(shí)間典型地是1-5毫秒的數(shù)量級。
應(yīng)當(dāng)注意，雙離子阱質(zhì)量分析儀140的差壓結(jié)構(gòu)就其在不引起非有意 碎裂的情況下捕獲和俘獲易碎離子(例如，通過電子電離產(chǎn)生的n-烷烴的離 子)的能力來說，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有很大的優(yōu)勢。到達(dá)離子阱入口的離子 典型地具有動能擴(kuò)散，其超過了當(dāng)離子在正常的緩沖氣體壓力運(yùn)行時(shí)，一 個(gè)離子穿過線性阱的長度并返回期間碰撞去除的動能量。這導(dǎo)致發(fā)射的一 部分離子"跳出"傳統(tǒng)的離子阱的內(nèi)部，由此減少了發(fā)射效率并降低了質(zhì) 量分析可用的離子數(shù)。在傳統(tǒng)的離子阱中，可以通過增加緩沖氣體的壓力 來提高發(fā)射效率，但是，如前面討論的，在較高的緩沖氣體的壓力下運(yùn)行 會對分析掃描和分離分辨率產(chǎn)生負(fù)面影響。也可以通過使發(fā)射的離子加速 以使每次碰撞損失更多能量來提高發(fā)射效率。但是，使離子加速至具有更 高的動能也會產(chǎn)生易碎離子的更不理想的碎裂。雙離子阱質(zhì)量分析儀140 的設(shè)計(jì)，允許在HPT205中使用高緩沖氣體的壓力以有助于很好的去除碰 撞能量以及隨后的捕獲效率，而不犧牲分析掃描分辨率或速度，其中該雙 離子阱質(zhì)量分析儀有效地將HPT 205和LPT 210中的離子捕獲和分析掃描 功能分割。
在積累和冷卻步驟之后，在步驟320，冷卻的離子被傳輸至LPT 210 的內(nèi)部體積。通過改變施加于阱間透鏡265(以及可能施加于棒電極215的
并在LPT210內(nèi)產(chǎn)生勢阱，從而執(zhí)行兩個(gè)阱之間的離子傳輸。然后，離子從HPT 205的內(nèi)部通過孔275流入LPT 210的內(nèi)部。通常理想的是，執(zhí)行 傳送步驟，而不實(shí)質(zhì)增加離子的動能和/或不引起它們經(jīng)歷導(dǎo)致碎裂的能量 碰撞。通過施加于棒電極235的RF電壓和施加于端部240和250,中心部 245，阱間透鏡265和后透鏡270的DC電壓，來分別影響LPT210內(nèi)離子 的徑向和軸向約束。
在步驟330中，在離子已經(jīng)被傳輸至LPT 210并#皮LPT 210俘獲后， 通過按照質(zhì)量順序地向檢測器255發(fā)射離子來執(zhí)行分析掃描，以獲得質(zhì)譜。 通過在帶槽的棒電極對(例如，棒電極235)上施加振蕩共振激勵電壓并使施 加于棒電極的主RF(俘獲)電壓的幅值斜線上升，而在二維四極離子阱中傳 統(tǒng)地執(zhí)行按質(zhì)量順序地發(fā)射。離子和相關(guān)聯(lián)的且在它們的荷質(zhì)比數(shù)量級上 的激勵場相共振。共振激勵的離子在它們的軌跡幅值上逐漸增加，這最終 超過了 LPT 210的內(nèi)尺寸，并使得離子被發(fā)射至檢測器255,這相應(yīng)地產(chǎn) 生了代表發(fā)射的離子數(shù)的信號。該信號被傳輸至數(shù)據(jù)系統(tǒng)，用于進(jìn)一步處 理以產(chǎn)生質(zhì)^"。
Mathieu參數(shù)q值取決于共振激勵電壓的頻率，其中離子在該q值共 振發(fā)射。如背景技術(shù)部分所討論的，當(dāng)前的興趣在于在較低的q值處共振 發(fā)射離子用以在延長m/z掃描范圍時(shí)獲得較高的分辨率和/或加快掃描速 度。離子可以在任何低于質(zhì)量不穩(wěn)定限值的運(yùn)行有效q值處共振發(fā)射(例如 在0.05和0.90之間)，但是減小的q共振發(fā)射將更有利于發(fā)生在0.6Sq50.83。 公知的是(參見，例如Franzen的美國專利No.6297500和6831275)分辨率 的進(jìn)一步增強(qiáng)或者掃描速度的增加可以通過選擇用于共振發(fā)射的q值來獲 得，其中在該q值存在共振， 一些q值處于俘獲RF電壓頻率的整分?jǐn)?shù)的 頻率(例如，在q-0.64時(shí)，共振頻率是俘獲的RF電壓頻率的1/4)。本發(fā)明的 雙離子阱質(zhì)量分析儀通過在LPT210的低壓環(huán)境內(nèi)執(zhí)行分析掃描來實(shí)際利 用減小的q共振發(fā)射，由此在掃描過程避免多個(gè)離子-緩沖氣體碰撞，這會 導(dǎo)致分辨率降低，以及化學(xué)質(zhì)量偏移可能在較高水平。
應(yīng)當(dāng)理解，雖然這里提及在較低的q值執(zhí)行分析掃描，但是步驟330 也可以以更傳統(tǒng)的方式在較高的q值(例如，q二0.88)執(zhí)行步驟330，而不脫 離本發(fā)明的保護(hù)范圍。并且，本發(fā)明的一些實(shí)施例會在軸向方向，而不是
16徑向按質(zhì)量順序地發(fā)射離子。
圖4是描述一種方法的步驟的流程圖，其中該方法利用雙離子阱質(zhì)量
分析儀140執(zhí)行MS/MS分析。在步驟410中，在HPT 205內(nèi)以和結(jié)合圖 3流程圖的步驟310所討論的基本相同的方式積累和冷卻離子。接下來， 在步驟420，荷質(zhì)比在感興趣的范圍內(nèi)的母離子在HPT 205中被隔離。例 如，利用數(shù)據(jù)依賴型過程，借助預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)分析之前獲得的質(zhì)譜，從而自 動確定感興趣的荷質(zhì)比的范圍。以現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式，通過向棒電極 215施加寬帶激勵信號，從而實(shí)現(xiàn)母離子分離，其中該寬帶激勵信號具有 與母離子的長時(shí)運(yùn)動頻率對應(yīng)的頻率陷波。這會使得質(zhì)荷比在感興趣的范 圍外部的所有離子被動態(tài)激勵且從HPT 205中去除(通過棒電極2] 5之間的 空隙發(fā)射，或者通過擊打電極表面)，而在HPT205中還保留母離子。
在步驟430，之前在步驟420中選擇的母離子被碎裂以產(chǎn)生子離子。 碎裂可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的CAD技術(shù)完成，其中向棒電極215施加激勵 電壓以動態(tài)激勵母離子，并使得它們和緩沖氣體進(jìn)行能量碰撞，其中該激 勵電壓具有和母離子的長時(shí)運(yùn)動頻率匹配的頻率。可以使用CAD技術(shù)的 變形替代傳統(tǒng)的CAD,其中CAD技術(shù)的變形也稱為q脈沖解離(PQD)并 在Schwartz的美國專利文獻(xiàn)No.6979743中描迷過。在PQD技術(shù)中，在動 態(tài)激勵以提供更多能量碰撞激活之前或期間，RF俘獲電壓升高，然后在激 勵電壓終止后很短的延遲時(shí)間之后降低，用于在阱中保持較低質(zhì)量的子離 子。在步驟430中，可以使用其它恰當(dāng)?shù)慕怆x技術(shù)，包括光致解離，電子 捕獲解離(ECD)和電子傳輸解離(ETD)。子離子可以在HPT205中冷卻預(yù)定 時(shí)間以減少動能并將它們集中至阱的中心線。注意，步驟420和430可以 重復(fù)一次或多次以執(zhí)行多階段的分離和碎裂從而執(zhí)行MSn分析，例如感興 趣的子離子可以在HPT 205中進(jìn)一步分離以及碎裂從而進(jìn)行MS3分析。
接下來，在步驟440,在步驟430中形成的子離子以和結(jié)合圖3步驟 320所述的基本相同的方式被傳輸至LPT 2]0。在步驟450，如結(jié)合步驟 330所述，LPT210執(zhí)行子離子的分析掃描，以產(chǎn)生子離子的質(zhì)語。
圖5是描述另一方法的步驟的流程圖，其中該方法利用雙離子阱質(zhì)量 分析儀140執(zhí)行MS/MS分析。與圖4的方法相對，在LPT 210中而不是HPT 205中執(zhí)行母離子的分離。在步驟510中，在HPT 205中首先以和結(jié) 合圖3步驟310所述的相同的方式積累和冷卻離子。然后，如結(jié)合步驟320 所述，在步驟520,將冷卻的離子傳輸至HPT210。在步驟530，母離子在 LPT 210中分離?？梢酝ㄟ^將具有陷波的寬帶信號施加于棒電極235，完 成LPT210中母離子的分離，其中頻率陷波與感興趣的荷質(zhì)比范圍內(nèi)的長 時(shí)運(yùn)動頻率對應(yīng)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，較低的緩沖氣體的壓力允許使用分離波形， 其中當(dāng)保持有利數(shù)量的離子時(shí)，頻率陷波的寬度可以較窄，由此提供更大 的母離子的m/z的靈敏度。因此，由于LPT210較低的緩沖氣體壓力，可 以在LPT210中實(shí)現(xiàn)較高的分離分辨率。
然后，在步驟540，將在步驟530中分離的母離子回送至HPT 205。 通過改變施加于阱間透鏡265(以及可能施加于棒電極215的 一個(gè)或多個(gè)部 分和/或棒電極235)的DC電壓，用以去除兩個(gè)阱之間的電勢勢壘并在HPT 205內(nèi)產(chǎn)生勢阱，從而影響從LPT210至HPT 205的離子傳輸。然后，離 子通過孔280從LPT 210的內(nèi)部傳輸至HPT 205的內(nèi)部，并被俘獲。
接下來，在步驟550中，按照結(jié)合圖4的步驟430所述，在HPT 205 內(nèi)俘獲的母離子通過恰當(dāng)?shù)慕怆x技術(shù)碎裂以產(chǎn)生子離子。應(yīng)當(dāng)注意，在 HPT205中，而不是在LPT210中執(zhí)行碎裂，這是因?yàn)長PT 210中緩沖氣 體的壓力不足以用于有效的基于碰撞的解離方法。對于不依賴于和緩沖氣 體原子或分子碰撞的解離方法(例如光致解離)來說，可以在LPT 210中執(zhí) 行碎裂，省略將分離的母離子回送至HPT205的需要。
步驟520至550可以重復(fù)一次或多次，以執(zhí)行多級分離和碎裂，例如， 感興趣的子離子可以傳輸至LPT 210并在LPT 210中分離，然后回送至 HPT 205并^皮碎裂以進(jìn)行MS3分析。
在上述CAD技術(shù)的變形中，在步驟550中，可以通過在傳輸步驟540 期間將離子加速至高速來完成碎裂。通過提高LPT 210的前端部240,阱 間透鏡265，和HPT 205的后端部230相對于HPT 205剩余電極的DC電 勢來完成用于正分析離子的碎裂(并且，通過升高施加于前透鏡260的DC 電勢來確保離子保持在HPT 205內(nèi)的軸向約束)。在HPT 205中，加速的 離子在高速 緩沖氣體碰撞，產(chǎn)生碎裂，該碎裂與在三級四極質(zhì)譜儀或類似儀器的碰撞單元中出現(xiàn)的碎裂類似。對于該碎裂模式來說，有利地是在
HPT 205中使用更大量的緩沖氣體，例如氮?dú)?28 amu)或氬氣(40 amu),這 將使得每次碰撞吸收更多的內(nèi)部能量。應(yīng)當(dāng)注意，氮?dú)夂蜌鍤獾母邏?典型 地在2x 10-5托以上)在傳統(tǒng)的離子阱中是不受歡迎的，這是因?yàn)樵撉闆r會 危害m/z分析過程的性能。本發(fā)明實(shí)施例的雙阱結(jié)構(gòu)在不危害m/z掃描性 能的情況下，允許使用用于CAD的較重的緩沖/目標(biāo)/碰撞氣體。
再次，在HPT205中形成的子離子可以冷卻預(yù)定的時(shí)間以減少動能并 將它們集中至阱中心線。在步驟560，將在步驟550中形成的子離子以和 結(jié)合圖3步驟320所述的相同的方式傳輸至LPT 210。在步驟570,如結(jié) 合步驟330所述，LPT210執(zhí)行子離子的分析掃描，以產(chǎn)生子離子的質(zhì)譜。
雖然由結(jié)合圖4和5所述的MS/MS方法來在HPT 205中執(zhí)行碎裂， 但是也存在某些解離技術(shù)，例如光致解離，其能在低壓環(huán)境中更有效實(shí)施。 對于具有該特性的解離技術(shù)來說，有利地是在LPT 210而不是在HPT 205 中執(zhí)行碎裂步驟。
前面描述的雙離子質(zhì)量分析儀的實(shí)施例假設(shè)LPT具有一組檢測器，并 且離子在用于獲取質(zhì)譜的分析掃描期間，被按照質(zhì)量順序地發(fā)射至檢測 器。在替換實(shí)施例中， 一些或所有發(fā)射的離子被引至下游質(zhì)量分析儀(其可 以采用例如，Orbitrap質(zhì)量分析儀，傅立葉變換/離子回旋共振(FTTCR)分析 儀，或者飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析儀)，其中通過傳統(tǒng)的方法獲得被發(fā)射的 離子的質(zhì)譜(或它們的碎片，如果在LPT和下游質(zhì)量分析儀之間插入碰撞 或反應(yīng)單元)。可以利用在Makarov等的PCT公開文本No.W02004/083805 中所述的一種平面離子導(dǎo)引M並撞單元，以從LPT向下游質(zhì)量分析儀有效 傳輸離子，并將從HPT中心電極部中的槽出現(xiàn)的帶狀離子束集中至狹窄 的圓形束上，其中該圓形束可以更容易的施加于下游質(zhì)量分析儀的入口。
可以理解，雖然已經(jīng)結(jié)合詳細(xì)的描述，描迷了本發(fā)明，但是前面的描 述意在說明但并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由后附的權(quán) 利要求限定。其它方面，優(yōu)點(diǎn)，和變形落在下述權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于質(zhì)譜儀的雙阱質(zhì)量分析儀，包括第一二維四極離子阱，其具有內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域在質(zhì)譜儀運(yùn)行期間保持在第一壓力，所述第一離子阱構(gòu)造成接收、約束和冷卻離子；與所述第一離子阱相鄰放置且具有內(nèi)部區(qū)域的第二二維四極離子阱，該內(nèi)部區(qū)域在質(zhì)譜儀運(yùn)行期間保持在基本低于第一壓力的第二壓力，所述第二離子阱構(gòu)造成接收和約束從第一二維離子阱傳輸?shù)碾x子，并按照質(zhì)量順序地將離子發(fā)射至檢測器以產(chǎn)生質(zhì)譜；以及至少一個(gè)放置在第一和第二離子阱之間，并構(gòu)造成控制在其之間傳輸離子的離子光學(xué)元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中所述第一離子阱進(jìn)一 步構(gòu)造成將離子碎裂為子離子，然后所述子離子被傳輸至第二離子阱用于 質(zhì)量分析。
3. 如權(quán)利要求2所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中在碎裂之前，在第一 離子阱中分離母離子。
4. 如權(quán)利要求2所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中在第二離子阱中分離 母離子，并回送至第一離子阱用于碎裂。
5. 如權(quán)利要求4所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中在從第二離子阱向第 一離子阱傳輸期間，將母離子加速至高速，以使得母離子和第一離子阱中 的緩沖氣體的分子或原子進(jìn)行能量碰撞。
6. 如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中第一離子阱 構(gòu)造成通過碰撞活化解離來碎裂離子。
7. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙阱裝置，其中第一壓力在氦氣的 1.0 x 10—3至3.0 x IO-3托之間。
8. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙阱裝置，其中第二壓力在氦氣的 1.0 x 10-4至1.0 x l(T3托之間。
9. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中第一和第二離子阱位于公共的真空室中。
10. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中至少一個(gè)離 子光學(xué)元件包括具有孔的靜電平板透鏡，所述孔提供泵限制，以使得在第 一和第二離子阱之間存在壓差。
11. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中離子從第二 離子阱中沿徑向方向按照質(zhì)量順序地發(fā)射。
12. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中離子在q值 為0.6至0.83之間處被按照質(zhì)量順序地發(fā)射。
13. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中離子在q值 為0.05至0.9之間處^皮按照質(zhì)量順序地發(fā)射。
14. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的雙阱質(zhì)量分析儀，進(jìn)一步包括放置 在第一離子阱前面的前透鏡，以及放置在第二離子阱后面的后透鏡。
15. —種質(zhì)譜儀，包括用于從分析物中產(chǎn)生離子的離子源；用于向雙阱質(zhì)量分析儀中傳輸離子的離子光學(xué)裝置，所述雙阱質(zhì)量 分析儀包括第一二維四極離子阱，其具有內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域在質(zhì)譜儀運(yùn)行期 間保持在第一壓力，所述第一離子阱構(gòu)造成接收、約束和冷卻離子；與所述第 一 離子阱相鄰放置且具有內(nèi)部區(qū)域的第二二維四極離子阱， 該內(nèi)部區(qū)域在質(zhì)語儀運(yùn)行期間保持在基本低于第 一壓力的第二壓力，所述 第二離子阱構(gòu)造成接收和約束從第一二維離子阱傳輸?shù)碾x子，并按照質(zhì)量 順序地將離子發(fā)射至檢測器以產(chǎn)生質(zhì)譜；以及至少一個(gè)放置在第一和第二離子阱之間，并構(gòu)造成控制在其之間傳輸 離子的離子光學(xué)元件。
16. 如權(quán)利要求15所述的質(zhì)譜儀，其中所述第一離子阱進(jìn)一步構(gòu)造 成將離子碎裂為子離子，然后所述子離子被傳輸至第二離子阱用于質(zhì)量分析。
17. 如權(quán)利要求16所述的質(zhì)譜儀，其中在碎裂之前，在第一離子阱 中分離母離子。
18. 如權(quán)利要求16所述的質(zhì)譜儀，其中在第二離子阱中分離母離子， 并回送至第一離子阱用于碎裂。
19. 如權(quán)利要求18所述的質(zhì)譜儀，其中在從第二離子阱向第一離子 阱傳輸期間，將母離子加速至高速，以使得母離子和第一離子阱中的緩沖 氣體的分子或原子進(jìn)行能量碰撞。
20. 如權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的質(zhì)傳儀，其中第一離子阱構(gòu)造 成通過碰撞活化解離來碎裂離子。
21. 如權(quán)利要求15-20中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，其中第一壓力在氦氣 的1.0 x io-3至3.0 x 10-3托之間。
22. 如權(quán)利要求15-21中任一項(xiàng)所述的質(zhì)語儀，其中第二壓力在氦氣 的1.0 x 10-4至1.0 x if)-3托之間。
23. 如權(quán)利要求15-22中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，其中第一和第二離子 阱位于公共的真空室中。
24. 如權(quán)利要求15-23中任一項(xiàng)所述的質(zhì)語儀，其中至少一個(gè)離子光 學(xué)元件包括具有孔的靜電平板透鏡，所述孔提供泵限制，以使得在第一和 第二離子阱之間存在壓差。
25. 如權(quán)利要求15-24中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，其中離子被從第二離 子阱中沿徑向方向按照質(zhì)量順序地發(fā)射。
26. 如權(quán)利要求15-25中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，其中離子在q值為0.6 至0.83之間處凈皮4要照質(zhì)量順序地發(fā)射。
27. 如權(quán)利要求15-26中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，進(jìn)一步包括放置在第 一離子阱前面的前透鏡，以及放置在第二離子阱后面的后透鏡。
28. 如權(quán)利要求15-25中任一項(xiàng)所述的質(zhì)i普儀，其中離子在q值為0.05 至0.9之間處被按照質(zhì)量順序地發(fā)射。
29. —種質(zhì)譜儀，包括用于從分析物中產(chǎn)生離子的離子源；用于向雙阱質(zhì)量分析儀中傳輸離子的離子光學(xué)裝置，所述雙阱質(zhì)量 分析儀包括第一二維四極離子阱，其具有內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域在質(zhì)譜儀運(yùn)行期間保持在第一壓力，所述第一離子阱構(gòu)造成接收、約束和冷卻離子；與所述第 一 離子阱相鄰放置且具有內(nèi)部區(qū)域的第二二維四極離子阱， 該內(nèi)部區(qū)域在質(zhì)譜儀運(yùn)行期間保持在基本低于第 一壓力的第二壓力，所述 第二離子阱構(gòu)造成接收和約束從第一二維離子阱傳輸?shù)碾x子，并按照質(zhì)量 順序地將離子發(fā)射至^r測器以產(chǎn)生質(zhì)譜；以及至少一個(gè)放置在第一和第二離子阱之間，并構(gòu)造成控制在其之間傳輸 離子的離子光學(xué)元件；以及放置用于接收從第二二維四極離子阱發(fā)射的離子的第二質(zhì)量分析 儀，或者碎裂從發(fā)射的離子中獲得的離子，以及構(gòu)造成獲得發(fā)射的離子或 子離子的質(zhì)譜。
30.如權(quán)利要求2所述的雙阱質(zhì)量分析儀，其中第二離子阱構(gòu)造成通 過光致解離來碎裂離子。
全文摘要
一種雙離子阱質(zhì)量分析儀包括相鄰放置且分別保持較高和較低壓力的第一和第二二維離子阱?？梢栽诘谝悔逯袌?zhí)行傾向高壓的功能(冷卻和碎裂)，在第二阱中執(zhí)行傾向低壓的功能(分離和分析掃描)?？梢栽诘谝缓偷诙逯g通過具有小孔的平板透鏡傳輸離子，其中該小孔提供了泵的限制，并允許在兩個(gè)阱中保持不同的壓力。該雙離子阱質(zhì)量分析儀的差壓環(huán)境有助于在不犧牲離子捕獲和碎裂效率的情況下，使用高分辨率的分析掃描模式。
文檔編號H01J49/00GK101641761SQ200780046398
公開日2010年2月3日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者斯科特·T·夸姆比, 杰·C·施瓦茲, 約翰·E·p·西卡 申請人:塞莫費(fèi)尼根股份有限公司