專利名稱：用于冷卻離子的離子阱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改變離子的動(dòng)能的離子阱以及一種改變離子阱中離子的動(dòng)能的方法，優(yōu)選地涉及冷卻這些離子。
背景技術(shù)：
對(duì)于高分辨率質(zhì)譜儀而言，用于分析的離子具有低發(fā)射度是令人希望的，因?yàn)檫@提高了分辨率和靈敏度。離子束發(fā)射度部分地是由其溫度決定的。一般地，離子是通過與氣體的碰撞而冷卻的。然而，由于質(zhì)量分析儀在高真空下進(jìn)行運(yùn)行，在質(zhì)量分析儀外面冷卻這些離子是令人希望的?，F(xiàn)有的解決方案具有以下兩種不同的策略。一種第一策略是在該質(zhì)量分析儀的外部在一個(gè)阱中冷卻這些離子，該阱包含一種適合用于冷卻這些離子的氣體，例如，如美國(guó) 6，674，071中所示出的。然而，在此類裝置中，由于該氣體被有效地保持在該阱中，與其俘獲的物質(zhì)處于熱平衡，所以這些離子僅能被冷卻到該氣體的溫度，該氣體的溫度受限于該阱的離子光學(xué)的溫度。這對(duì)該冷卻的離子束的最小可實(shí)現(xiàn)發(fā)射度構(gòu)成了限制。而且，當(dāng)該阱用于將這些冷卻的離子注入質(zhì)譜儀中時(shí)，出現(xiàn)了其他問題。將這些離子加速穿過該氣體可能引起這些離子的碎裂并且在射出這些離子之前移除該氣體顯著地限制運(yùn)行的速度。如果使用電場(chǎng)來加速這些離子，如典型的做法，盡管所有離子被加速到恒定的能量，它們的速度仍將取決于它們的質(zhì)量。因此，在這類情況中從阱到分析儀的路徑長(zhǎng)度必須被減少到最小以減少該分析儀外面的飛行時(shí)間質(zhì)量分離。這將防止氣體殘留進(jìn)入該分析儀中變成了一個(gè)嚴(yán)重的問題。這個(gè)問題典型地是以增加成本和復(fù)雜性及降低性能為代價(jià)，通過避免阱與分析儀之間的直達(dá)以及通過使用小的狹縫來緩解的。同樣，這進(jìn)一步增加了路徑長(zhǎng)度，由此惡化了任何外部的質(zhì)量分離問題。在這種策略的一種實(shí)現(xiàn)方式中，以脈沖方式引入氣體是已知的。在離子冷卻之后的分析期間這有助于減少氣體負(fù)載。這種情況的更老的實(shí)例包括J. Carlin 與 B. S. Freiser, Anal. Chem. 55 (1983), 571 ；B. Emary, R. E. Kaiser, H. I. Kenttamaa 與 R. G. Cooks, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1 (1990) 308 ；以及 R. C. Beavis and B. Τ. Chait, Chem. Phys. Lett. 181(1991)479。這種技術(shù)的其他的、更近期的實(shí)例包括GB_2439107 ；以及D. Papanastasiou， 0. Belgacem, Μ. Sudakov 以及 Ε. Raptakis, Rev. Sci. Instrum. 79 (2008) 055103o 然而，在這種技術(shù)與靜態(tài)運(yùn)行之間不存在任何根本性的差別。在這兩種技術(shù)中，氣體以一種高擴(kuò)散的方式進(jìn)入離子阱。第二策略是引導(dǎo)離子束穿過一個(gè)氣體射流。例如，美國(guó)5，373，156說明了一種用于使用輕氣體(如氫或氮)來冷卻非常重的離子(300，000至2百萬(wàn)Da)的方法，該輕氣體在形成期間被絕熱地冷卻并且被作為一個(gè)射流來引導(dǎo)。該氣體射流還引起這些離子在質(zhì)量分析儀的上游立即減速，由此避免潛在的碎裂或質(zhì)量分離問題。然而，此類裝置與俘獲不兼容，因?yàn)樗鼈儽辉O(shè)計(jì)為允許這些冷卻的離子被立即注入該質(zhì)量分析儀中。另外，氣體殘留仍是此類裝置的一個(gè)問題。
氣體射流已經(jīng)被用于離子的碰撞誘導(dǎo)解離(CID)。在美國(guó)4，328，420中，披露了一種質(zhì)譜儀，該質(zhì)譜儀具有三個(gè)四極區(qū)段，其中中間區(qū)段作為一個(gè)碰撞池來起作用，其中一個(gè)氣體射流以一種正交的方式截?cái)嘣撾x子束。在美國(guó)2004/0119015與美國(guó)2007/0085000中披露了用于CID的類似的安排，包括具有一個(gè)離子阱的安排，其中一個(gè)氣體射流進(jìn)入一個(gè)碰撞池并且以一種正交的方式截?cái)嚯x子軌道。此類離子阱額外地采用該阱中浴氣的巨大的壓力用于存儲(chǔ)這些離子，由此顯著地增加到該系統(tǒng)的氣體負(fù)載上。發(fā)明概述針對(duì)這種背景，本發(fā)明提供了一種改變離子的動(dòng)能的方法，該方法包括將離子俘獲在一個(gè)離子阱的一個(gè)俘獲區(qū)域中；并且引導(dǎo)一個(gè)氣體束穿過該俘獲區(qū)域，從而由此改變這些被俘獲離子的動(dòng)能。在另一方面，本發(fā)明提供了一種分離離子的方法，該方法包括使離子沿一個(gè)離子阱的一個(gè)俘獲區(qū)域的一個(gè)第一軸線進(jìn)入該俘獲區(qū)域；沿該第一軸線引導(dǎo)一個(gè)氣體束并且在該第一軸線的方向上施加一個(gè)電位從而引起這些離子基于它們的離子遷移率而分離。優(yōu)選地，該氣體是一種冷卻氣體，這樣使得將這些被俘獲離子冷卻。該方法優(yōu)選地包括將這些離子存儲(chǔ)在該俘獲區(qū)域中，即，持續(xù)一段時(shí)間直到想要從該阱中射出這些離子為止。更優(yōu)選地，這些被俘獲離子基本上未被該氣體束解離。這就是說，這些離子中的小部分可能被該束解離，例如非故意地，但是這些離子中的大多數(shù)未被該束解離。最優(yōu)選地，將這些被俘獲離子冷卻，但基本上未被該氣體束解離。由此可以將存儲(chǔ)在該阱中的離子冷卻到低的溫度，并且從該阱中射出進(jìn)入一個(gè)質(zhì)量分析儀中或質(zhì)量分析之前的另一個(gè)裝置中。這提供了顯著的靈活度，因?yàn)閷?duì)于不同類型的質(zhì)量分析儀(包括例如脈沖質(zhì)量分析儀)由此可以將此類離子進(jìn)行優(yōu)化。與氣體射流冷卻的現(xiàn)有技術(shù)方法相比，它可以與一個(gè)離子束一起使用(該離子束在該儀器的真空環(huán)境中經(jīng)歷了處理)，并且當(dāng)它們被引入該儀器中時(shí)不僅僅用于離子束。一個(gè)氣體束的所有粒子可以被認(rèn)為具有一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，該運(yùn)動(dòng)矢量具有一個(gè)主要分量，該主要分量在所有這些粒子上是相同的，這樣使得這些氣體粒子具有低發(fā)散性。其結(jié)果是，在該阱體積內(nèi)氣體的分布是不均勻的。有利地，本發(fā)明允許在離子阱中的有效率的俘獲及存儲(chǔ)離子，其中浴氣壓力比正常值要減少很多，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)由于該束的區(qū)域內(nèi)該氣體與這些離子之間足夠的碰撞，引導(dǎo)的氣體束的使用提供了良好的離子存儲(chǔ)和冷卻能力。以此方式，本發(fā)明的離子阱能夠在比正常用于離子阱(它要求使用大的浴氣壓力)更低的壓力下運(yùn)行(即，不在該氣體束上)。因此，本發(fā)明能夠使質(zhì)譜儀系統(tǒng)的剩余部分上的氣體負(fù)載相應(yīng)地減小。因此，本發(fā)明優(yōu)選地在離子阱中的壓力下運(yùn)行(即，不在該束上)， 該壓力本身可能太低以致不能將離子存儲(chǔ)在該阱中，尤其是不能俘獲、存儲(chǔ)并冷卻離子。例如，盡管使用浴氣離子阱中典型的壓力可能是大約Ix 10_3毫巴，根據(jù)本發(fā)明的離子阱中的壓力可以是小于Ix 10_4毫巴。優(yōu)選地，離子阱中的壓力是大約Ix 10_4毫巴或更小，更優(yōu)選地小于Ix 10_4毫巴，仍更優(yōu)選地大約切10_5毫巴或更小，例如，在Ix 10_5毫巴的范圍內(nèi)。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括在該阱處接收離子。優(yōu)選地，該俘獲區(qū)域包括一個(gè)第一軸線。該第一軸線優(yōu)選地是俘獲區(qū)域的一個(gè)長(zhǎng)軸，即，該俘獲區(qū)域的長(zhǎng)度或最長(zhǎng)尺寸的方向上的一個(gè)軸。這些被俘獲離子優(yōu)選地沿該第一軸線重復(fù)地橫跨該俘獲區(qū)域。該第一軸線可以是直的或彎曲的或者是直線區(qū)段與曲線區(qū)段的一種組合。因此，優(yōu)選地，該離子阱是沿該第一軸線延長(zhǎng)的(即，在延長(zhǎng)方向上比與其正交的方向上是更長(zhǎng)的)。這就是說，該阱優(yōu)選地是一個(gè)延長(zhǎng)阱，具有一個(gè)與該束的方向基本上共線安排的長(zhǎng)軸。在此類實(shí)施方案中，優(yōu)選地，將這些離子從該阱中以與該氣體束方向不同的方向進(jìn)行射出，即，以一個(gè)角度(優(yōu)選地正交)。更優(yōu)選地，基本上沿該第一軸線引導(dǎo)該氣體束。這意味著該束的發(fā)散是優(yōu)選地這樣使得該束的至少一部分包圍該第一軸線的至少一部分。因此，沿該第一軸線引導(dǎo)這些氣體粒子的運(yùn)動(dòng)矢量的主要分量。最優(yōu)選地，該離子阱是一個(gè)線性離子阱，沿該第一軸線延長(zhǎng)。因此，這些被俘獲離子在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的相互作用長(zhǎng)度上與該氣體束進(jìn)行相互作用。進(jìn)一步優(yōu)選地，將有待俘獲入該俘獲區(qū)域中的離子基本上沿該第一軸線注入該阱中。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案類型中，將該氣體束基本上沿該第一軸線，但是在與基本上沿該第一軸線注入該阱內(nèi)的離子相反的方向上進(jìn)行引導(dǎo)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案類型中，將該氣體束基本上沿該第一軸線，在與基本上沿該第一軸線將這些離子注入該阱內(nèi)相同的方向進(jìn)行引導(dǎo)。優(yōu)選地將被俘獲離子沿一個(gè)第二軸線從該離子阱中射出，其中該第二軸線與該第一軸線不同。因此，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可以將這些離子沿與它們進(jìn)入該阱所沿著的軸不同的軸從該離子阱中射出。以此方式，因?yàn)樗鼈兗铀俅┻^該氣體，離子碎裂的風(fēng)險(xiǎn)被有利地緩解了。由于該氣體是沿該第一軸線，通過沿該第二軸線射出這些離子來引導(dǎo)的，這些離子未沿該氣體束被加速，而是在該氣體束以外被加速。更優(yōu)選地，該第二軸線基本上與該第一軸線正交，當(dāng)將這些離子加速時(shí)，將這些離子在該氣體束內(nèi)行進(jìn)的路徑長(zhǎng)度減少到最小。優(yōu)選地，在該第二軸線的方向上行進(jìn)的氣體束的比例顯著地小于在該第一軸線的方向上行進(jìn)的氣體束的比例。有利地，沿該第二軸線該氣體的流速是基本上為零。因此，優(yōu)選地該阱是一個(gè)低壓力阱。更優(yōu)選地，用一種用于改變這些離子的動(dòng)能的氣體(即，浴氣)將該阱進(jìn)行非均勻地施加壓力。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，引導(dǎo)氣體束的步驟包括形成一個(gè)氣體射流。氣體射流是一個(gè)具有一個(gè)單一的優(yōu)選運(yùn)動(dòng)方向的氣體流，該氣體流被噴射入一種周圍介質(zhì)中。優(yōu)選地，該方法還包括在一個(gè)氣體入口或噴嘴處接收該氣體。在這種情況中，該離子阱內(nèi)的壓力可以顯著地小于該氣體入口外面的壓力。當(dāng)通過超聲膨脹進(jìn)入該離子阱時(shí)，這引起該氣體被絕熱地冷卻?？扇芜x地，該離子阱內(nèi)氣體的溫度顯著地小于所接收的離子的溫度。可任選地，該離子阱內(nèi)氣體的溫度顯著地小于該離子阱的溫度。這些離子被俘獲或存儲(chǔ)在該俘獲區(qū)域中時(shí)可以將該氣體束連續(xù)地引導(dǎo)穿過該俘獲區(qū)域，或者可以將該氣體束間歇地引導(dǎo)穿過該俘獲區(qū)域，例如，通過脈沖該氣體束?？梢詫⒃摎怏w束引導(dǎo)穿過該俘獲區(qū)域持續(xù)將這些離子俘獲或存儲(chǔ)在該俘獲區(qū)域中的全部時(shí)間或小于該全部時(shí)間。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，進(jìn)入該俘獲區(qū)域的氣體束的一部分在與一個(gè)壁碰撞之前離開該離子阱?？扇芜x地，該氣體束的這個(gè)部分是至少10%，但是按照逐漸增加的優(yōu)選的次序，它可以是至少20%、至少30%、至少50%、至少75%、或至少90%?？扇芜x地，該離子阱包括沿該第一軸線安排的一個(gè)差壓泵送狹縫。然后，該方法可以進(jìn)一步包括在更接近該氣體入口的該差壓泵送狹縫的一側(cè)上產(chǎn)生一個(gè)第一壓力區(qū)域； 并且在該差壓泵送狹縫的另一側(cè)上產(chǎn)生一個(gè)第二壓力區(qū)域，該第二壓力低于該第一壓力。優(yōu)選地，該差壓泵送狹縫是使用一個(gè)截取錐來形成的。有利地，該截取錐被定位在氣體入口與以下位置之間，該位置被識(shí)別用于流動(dòng)穿過該氣體入口的氣體的馬赫盤。等效地，該截取錐被這樣定位從而使得在無(wú)噴射的條件下對(duì)流動(dòng)穿過該氣體入口的氣體進(jìn)行采樣。有利地，該入口狹縫被安排為接收一個(gè)電位以引起這些離子的離子遷移率分離。有益地，該離子阱被這樣安排從而使得沿該離子阱的第一軸線發(fā)生這種離子遷移率分離。更通常地，在不同的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法優(yōu)選地包括穿過該俘獲區(qū)域施加一個(gè)電位梯度以弓丨起這些離子基于它們的遷移率而分離。更優(yōu)選地在此類實(shí)施方案中，該方法包括沿該第一軸線引導(dǎo)該氣體束并且在該第一軸線的方向上施加一個(gè)電位梯度，以引起這些離子基于它們的離子遷移率沿該第一軸線進(jìn)行分離。有益地，該離子阱被這樣安排從而使得沿該離子阱的第一軸線發(fā)生這些離子的離子遷移率分離，即，沿這個(gè)軸線發(fā)生空間分離。優(yōu)選地，這些分離的離子是沿一個(gè)第二軸線從該阱中射出的，該第二軸線與該第一軸線不同并且更優(yōu)選地不與其共線，例如，該第二軸線與該第一軸線正交。優(yōu)選地，在該第一軸線的方向上施加一個(gè)電位梯度以產(chǎn)生與來自該氣體束的力反作用的一個(gè)電的力，這樣使得具有特定的離子遷移率的離子將會(huì)在這個(gè)電位梯度上在一個(gè)特定的點(diǎn)處平衡，即當(dāng)這兩個(gè)力彼此補(bǔ)償時(shí)，即這樣使得可以實(shí)現(xiàn)空間中離子遷移率分離。如果該電位梯度被改變或被掃描，可以實(shí)現(xiàn)離子的離子遷移率依賴的提取(掃描)。美國(guó)5，847，386傳授了具有一個(gè)軸向電場(chǎng)的離子阱，但是未在其中披露引導(dǎo)穿過該阱的氣體束的用途。能夠以很多不同的配置來俘獲這些離子。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，俘獲所接收的離子的步驟使用一組四極桿?？商娲?，將所接收的離子俘獲入離子阱中的步驟包括引導(dǎo)這些離子沿一個(gè)環(huán)行路徑行進(jìn)，該環(huán)行路徑包括該第一軸線。例如，可以使用電極的一種賽道安排來提供該環(huán)行路徑。在本發(fā)明的一個(gè)第二方面，提供了用于改變離子的動(dòng)能的一個(gè)離子阱。該離子阱包括一個(gè)電極安排；一個(gè)泵送安排；以及一個(gè)控制器，該控制器被安排為控制該電極安排以將所接收的離子俘獲在一個(gè)俘獲區(qū)域內(nèi)，并且安排為控制該泵送安排以引起將一個(gè)氣體束引導(dǎo)穿過該俘獲區(qū)域，從而由此改變這些被俘獲離子的動(dòng)能。優(yōu)選地，該氣體是一種冷卻氣體，從而被安排用于冷卻這些離子。優(yōu)選地，該俘獲區(qū)域包括一個(gè)第一軸線。該控制器優(yōu)選地被進(jìn)一步配置為控制該電極安排以將所俘獲的離子沿一個(gè)第二軸線從該離子阱中射出，該第二軸線與該第一軸線不同。可任選地，該第二軸線與該第一軸線正交。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該控制器被進(jìn)一步安排為控制該泵送安排從而形成一個(gè)氣體射流。可任選地，該控制器被進(jìn)一步安排為控制該泵送安排這樣使得該離子阱內(nèi)的壓力顯著地小于來自該離子阱的氣體入口的另一側(cè)上的壓力。在一些實(shí)施方案中，離子阱還可以包括沿該第一軸線安排的一個(gè)差壓泵送狹縫。 在這種情況中，該控制器可以被進(jìn)一步安排為控制該泵送安排從而在更接近該氣體入口的該差壓泵送狹縫的側(cè)面上產(chǎn)生一個(gè)第一壓力區(qū)域，并且從而在該差壓泵送狹縫的另一側(cè)上產(chǎn)生一個(gè)第二壓力區(qū)域。有利地，該第二壓力低于該第一壓力?？扇芜x地，該差壓泵送狹縫是使用一個(gè)截取錐來形成的。優(yōu)選地，該截取錐被定位在氣體入口與以下位置之間，該位置被識(shí)別用于流動(dòng)穿過該氣體入口的氣體的馬赫盤。等效地，該截取錐被這樣定位從而使得在無(wú)噴射的條件下對(duì)流動(dòng)穿過該氣體入口的氣體進(jìn)行采樣。有利地，該方法進(jìn)一步包括使這些離子在被俘獲之前通過一個(gè)入口狹縫進(jìn)入該離子阱；并且將一個(gè)電位施加到該入口狹縫上從而引起這些離子的離子遷移率分離。有益地，沿該離子阱的第一軸線實(shí)現(xiàn)了該離子遷移率分離。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該電極安排包括一組四極桿。在一個(gè)可替代的實(shí)施方案中，該電極安排被配置在包括該第一軸線的一個(gè)環(huán)行路徑內(nèi)，并且其中該控制器被進(jìn)一步安排為控制該電極安排這樣使得這些離子被弓I導(dǎo)沿該環(huán)行路徑來行進(jìn)。在本發(fā)明的另一方面中，提供了一個(gè)用于改變離子的動(dòng)能的離子阱，該離子阱包括用于將所接收的離子俘獲在該離子阱的一個(gè)俘獲區(qū)域內(nèi)的裝置；以及用于引導(dǎo)一個(gè)氣體束穿過該俘獲區(qū)域的裝置，以便由此冷卻這些被俘獲離子。優(yōu)選地，該氣體是一種冷卻氣體，以便被安排用于冷卻這些離子。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一個(gè)質(zhì)譜儀，該質(zhì)譜儀包括如上所述的一個(gè)離子阱以及一個(gè)質(zhì)量分析儀，該質(zhì)量分析儀被安排為從該離子阱接收冷卻的離子。該質(zhì)譜儀還優(yōu)選地包括一個(gè)離子源，該離子源被安排為產(chǎn)生離子。可任選地，該離子阱可以是一個(gè)第一離子阱并且一個(gè)第二離子阱可以被提供，定位在該離子源與該第一離子阱之間。在這種情況中，該第二離子阱有利地是充滿氣體的。在優(yōu)選實(shí)施方案中，該質(zhì)量分析儀包括以下各項(xiàng)之一一個(gè)軌道阱類型質(zhì)量分析儀；一個(gè)飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀；或包括多向轉(zhuǎn)動(dòng)或多反射配置中的至少一種的一個(gè)飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀。在本發(fā)明的又另一方面，提供了一個(gè)離子遷移率分離裝置，該裝置包括一個(gè)離子阱，該離子阱具有一個(gè)俘獲區(qū)域，該俘獲區(qū)域包括一個(gè)第一軸線；用于引導(dǎo)一個(gè)氣體束沿該第一軸線穿過該俘獲區(qū)域的裝置；以及用于在該第一軸線的方向上施加一個(gè)電場(chǎng)的裝置。 該裝置優(yōu)選地進(jìn)一步包括用于使離子沿該第一軸線(更優(yōu)選地在與該氣體束相反的方向上)進(jìn)入該俘獲區(qū)域的裝置。在優(yōu)選實(shí)施方案中，該離子阱被定位在用于產(chǎn)生有待俘獲的離子的離子源與用于引導(dǎo)氣體束穿過該俘獲區(qū)域的裝置中間，其中該離子阱、離子源以及用于引導(dǎo)該氣體束穿過該俘獲區(qū)域的裝置以一種基本上線性(即，直線)的配置進(jìn)行安排。在此類實(shí)施方案中， 該離子源以及用于引導(dǎo)該氣體束穿過該俘獲區(qū)域的裝置進(jìn)一步優(yōu)選地基本上位于該俘獲區(qū)域的第一軸線上。在一些實(shí)施方案中，該方法可以進(jìn)一步包括對(duì)該氣體束或射流進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)選地， 及時(shí)地對(duì)該氣體束的密度進(jìn)行調(diào)整。有利地，當(dāng)俘獲區(qū)域內(nèi)的氣體束的密度在一個(gè)預(yù)定的最大水平以下時(shí)，將離子射出。此類調(diào)整優(yōu)選地是通過一個(gè)脈沖閥來實(shí)現(xiàn)的，從而產(chǎn)生穿過該俘獲區(qū)域行進(jìn)的一系列的氣柱。例如，當(dāng)傳送這些氣柱時(shí)，這可以允許將冷卻離子以及在多個(gè)柱之間在間隔時(shí)間期間將這些離子進(jìn)行提取。在提取過程期間，這可以進(jìn)一步減小離子與氣體之間的任何相互作用。在一個(gè)實(shí)施方案中，另一個(gè)閥門被定位在所提取的離子沿其行進(jìn)的路徑中。將這個(gè)閥門開放以僅允許離子朝向該分析儀來行進(jìn)。這減小了來自該俘獲區(qū)域以及該分析儀外面的其他區(qū)域的該分析儀上的氣體負(fù)載，并且可以避免使用差分泵，節(jié)省了復(fù)雜性和成本。 這種脈沖閥可以包括例如一種壓電的或電磁的安排，并且能夠以一種脈沖方式或以一種諧波振蕩方式來運(yùn)行，與將來自俘獲區(qū)域的離子注入該分析儀中相同步。附圖簡(jiǎn)要說明本發(fā)明可以通過多種不同的方式來進(jìn)行實(shí)踐，現(xiàn)在將僅通過舉例的方式并參考附圖對(duì)多種這些方式予以說明，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種方法及質(zhì)譜儀的一個(gè)第一且優(yōu)選的實(shí)施方案；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種方法及質(zhì)譜儀的一個(gè)第二實(shí)施方案；并且圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種方法及質(zhì)譜儀的一個(gè)第三實(shí)施方案。優(yōu)詵實(shí)施方案的具體說明首先參見圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種質(zhì)譜儀的一個(gè)第一實(shí)施方案。將這些離子從一個(gè)離子源10穿過一個(gè)第一狹縫20引入到一個(gè)離子阱25中，該離子阱是由桿30的一個(gè)延伸的組來定義的，這些桿優(yōu)選地是四極的。這些桿30定義了一個(gè)縱軸35，該縱軸的邊界為該第一狹縫20以及一個(gè)第二狹縫40。在與該縱軸垂直的方向上在該離子阱附近提供了質(zhì)量分析儀50。將一個(gè)外部氣體管線95連接到噴嘴90上，并且該噴嘴附近的截取錐80 定義了一個(gè)差壓泵送狹縫。 將一個(gè)RF電位施加到該離子阱25的這些桿30上，這樣使得這些離子被沿著該離子阱的縱軸35進(jìn)行引導(dǎo)。通過施加到第一狹縫20與第二狹縫40上的電壓來軸向地限制這些離子。氣體通過噴嘴90從外部氣體管線95進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)入一個(gè)第一泵送區(qū)域85中。 由此通過使從外部氣體管線95接收的氣體超聲膨脹進(jìn)入泵送區(qū)域85中形成了一個(gè)氣體射流70。截取錐80被定位在距離噴嘴90足夠遠(yuǎn)以確保氣體射流70的低發(fā)散性。然后將該氣體射流70引導(dǎo)穿過一個(gè)第二泵送區(qū)域75并且沿縱軸35。通過與這些離子的相互作用，由此該氣體射流將這些被俘離子獲冷卻在該離子阱 25內(nèi)。一旦已經(jīng)冷卻，可以將這些離子正交地沿射出軸60射出，進(jìn)入質(zhì)量分析儀50中用于分析。質(zhì)量分析儀50是一個(gè)Orbitrap 。以這樣一種方式來選擇氣壓、溫度、泵連同該噴嘴90與截取錐80的幾何參數(shù)從而使得該截取頭穿透該馬赫盤進(jìn)入無(wú)噴射狀態(tài)(free jet)(例如，參見Bei jerinck等人， Chem. Phys. 96(1985) 153-173以及其中的參考文獻(xiàn))。例如，通過用一個(gè)200L/s渦輪分子泵進(jìn)行泵送可以使用大氣條件下的氮或氬來膨脹穿過一個(gè)50微米直徑的噴嘴進(jìn)入?yún)^(qū)域85 內(nèi)。該氣體噴射馬赫盤被定位在距離該噴嘴90大約Mmm處，且該截取錐80可以被定位在距離該噴嘴90大約12mm至15mm處。優(yōu)選地以一種方式來選擇截取錐80的大小和形狀從而將可能使穿過該截取錐80 的流量減少的脫體激波的形成減少到最小。例如，優(yōu)選的是截取錐80的內(nèi)徑為1mm、銳邊及全角為70度(內(nèi))和90度(外)。該離子阱被定位在靠近該截取錐，例如離它IOmm至 20mm。可以使用用于常規(guī)的碰撞冷卻的已知?dú)怏w厚度(近似(1…3)SS1019mol/m2)粗略地估計(jì)該阱中所要求的氣體流量。在這些情況下，在數(shù)毫秒內(nèi)發(fā)生冷卻?？梢酝ㄟ^增加氣體密度來實(shí)現(xiàn)加速冷卻，這進(jìn)而通過供給外部氣體管線95的一個(gè)氣體容器中壓力增加來實(shí)現(xiàn)。不同于常規(guī)的離子阱，不需要封閉該阱以產(chǎn)生一個(gè)局部高壓相反的是，一種更 “開放的”桿的構(gòu)造允許將從阱25到質(zhì)量分析儀50的離子提取期間的碰撞減少到最小。對(duì)以上說明的這些實(shí)施方案的替代方案和改進(jìn)是可能的。可以使用該氣體射流分子的低溫來實(shí)現(xiàn)所接收的離子的深度冷卻。如果這些離子以與射流近似相同的速度移動(dòng)， 同時(shí)由RF場(chǎng)所限制，實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。在圖2中展示了這個(gè)原理的一種實(shí)現(xiàn)方式，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一種質(zhì)譜儀的一個(gè)第二實(shí)施方案。其中如圖1中那樣示出了相同的特征，使用了完全相同的參考號(hào)。以一種賽道的形狀形成了一個(gè)離子阱100，該離子阱包括一個(gè)第一區(qū)段110、第二區(qū)段120、第三區(qū)段130以及第四區(qū)段140。
將離子源10中產(chǎn)生的離子引向該離子阱100。將施加到該離子阱100的區(qū)段120 上的電位關(guān)閉，例如，持續(xù)數(shù)十毫秒，以允許離子到達(dá)。注入的離子沿離子阱100的圓周進(jìn)行移動(dòng)。氣體射流70是穿過噴嘴90和截取錐80而產(chǎn)生的并且由此被導(dǎo)向區(qū)段110。被俘獲在離子阱100中的這些離子周期性地穿過該氣體射流70并且在速度和溫度兩者上變得與氣體分子越來越平衡。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是引導(dǎo)該束穿過如在此提及的俘獲區(qū)域是指引導(dǎo)該束穿過該俘獲區(qū)域的至少一部分。例如，在圖2中，該氣體射流被引導(dǎo)穿過該俘獲區(qū)域的該部分，該部分是區(qū)段110。在多個(gè)環(huán)行之后，離子達(dá)到平衡并且準(zhǔn)備就緒用于提取。然后，將離子阱100的區(qū)段140關(guān)閉以允許離子進(jìn)入脈沖發(fā)生器150中。從這里將離子注入質(zhì)量分析儀50中。因?yàn)椴煌琺/z的離子具有基本上相似的速度，在從離子阱100傳送到脈沖發(fā)生器150的期間質(zhì)量區(qū)別被減少到最小。為了增加工作周期，可以采用一種替代的安排，該安排也示于圖2中。一旦離子已經(jīng)到達(dá)區(qū)段130內(nèi)通過將一個(gè)反射電位施加到區(qū)段140和120上，并且然后逐漸地降低上述區(qū)段130上的電壓以提供將離子絕熱地俘獲在區(qū)段130內(nèi)，可以將離子留在區(qū)段130內(nèi)它們的賽道移動(dòng)中。因?yàn)閰^(qū)段130內(nèi)的壓力是非常低的，內(nèi)部離子溫度保持未被擾動(dòng)。在這個(gè)擠壓過程的末端，通過從區(qū)段120移除該反射電位而將離子釋放到可替代的脈沖發(fā)生器151中。然后，將這些離子射出到替代的質(zhì)量分析儀51中。然而，在這種安排中存在著由該擠壓導(dǎo)致的一種能量傳播的增加。參見圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第三實(shí)施方案。其中如圖1和圖2中那樣示出了相同的特征，使用了完全相同的參考號(hào)。提供了一個(gè)離子阱200，該離子阱具有C-阱形式，像例如WO 2008/081334中所說明的，該離子阱200是由多個(gè)延長(zhǎng)的電極230定義的，這些延長(zhǎng)的電極的至少一些是沿它們的長(zhǎng)軸彎曲的。這些延長(zhǎng)的電極230定義了該俘獲區(qū)域的一個(gè)長(zhǎng)軸235，因此該長(zhǎng)軸是略微彎曲的。在與該俘獲區(qū)域的長(zhǎng)軸235正交的方向上在該 C-阱200附近提供了一個(gè)質(zhì)量分析儀50。該C-阱200 (類似于圖1的離子阱25)對(duì)其周圍是開放的，這對(duì)于正常地在比其周圍環(huán)境高的壓力下運(yùn)行的離子阱不是典型的，該高壓力是通過一個(gè)外殼以及一個(gè)碰撞氣體的供應(yīng)來維持的。相反，該C-阱200是在阱中低內(nèi)部壓力典型地為約Ix 10_4毫巴或更小下運(yùn)行的，這個(gè)壓力比離子阱中正常發(fā)現(xiàn)的壓力要小。 該阱的直接環(huán)境的壓力典型地是大約Ix 10_5至Ix 10_6毫巴。將離子基本上沿長(zhǎng)軸235從一個(gè)離子源10通過一個(gè)八極引導(dǎo)件觀0以及一個(gè)第一狹縫220引入離子阱200中。將一個(gè)RF電位施加到該離子阱200的這些電極230上，這樣使得這些離子沿該離子阱的長(zhǎng)軸235進(jìn)行引導(dǎo)。這些離子是通過施加到該第一狹縫220 以及一個(gè)第二狹縫240上的電壓來軸向地進(jìn)行限制的。一個(gè)碰撞池290與該C-阱200的連通是在比阱200高的壓力下運(yùn)行。在其外殼內(nèi)碰撞池四0內(nèi)的壓力是在Ix 10_2毫巴至Ix 10_3毫巴的范圍內(nèi)。在這個(gè)實(shí)例中該碰撞池290與該C-阱200之間的壓力差別是大約100倍的。來自碰撞池四0的氣體穿過該碰撞池中的一個(gè)開口(未示出)并且穿過狹縫240進(jìn)入該C-阱200。碰撞池290的形狀及配置(例如，該碰撞池的外殼的形狀以及該碰撞池內(nèi)的桿或成疊的板的安排)幫助形成了該氣體的一個(gè)束270，該氣體束基本上沿長(zhǎng)軸235以低發(fā)散性進(jìn)行行進(jìn)，盡管比膨脹的氣體射流更發(fā)散。因此，該俘獲區(qū)域的長(zhǎng)軸235的略微彎曲的特性被氣體束270的略微發(fā)散所抵消。通過與這些離子進(jìn)行相互作用，氣體束270將被俘獲在C-阱200內(nèi)的這些離子冷卻。 一旦冷卻，可以將這些離子正交地沿射出軸沈0，射出進(jìn)入質(zhì)量分析儀50中用于分析。質(zhì)量分析儀50是一種Orbitrap ?？梢钥吹降氖请x子注入的方向、俘獲區(qū)域的長(zhǎng)軸以及氣體束基本上是共線的 (即，在一個(gè)容許的小角度內(nèi))并且從C-阱的射出是與長(zhǎng)軸成一個(gè)角度的。來自束270的氣體負(fù)載被驅(qū)散穿過離子進(jìn)入狹縫220并且然后穿過C-阱200的頂部和底部。在一種替代的或額外的運(yùn)行模式中，離子進(jìn)入C-阱200 (可任選地在C-阱內(nèi)的中間存儲(chǔ))中、沿長(zhǎng)軸235從該C-阱射出到碰撞池四0中、在該碰撞池四0中被碎裂和/或反應(yīng)、并且然后與氣體束270 —起從該碰撞池290被注射返回到C-阱200中。雖然已經(jīng)說明了多個(gè)具體的實(shí)施方案，普通技術(shù)人員可以考慮不同的變更和替換。可以提供一個(gè)控制器來控制該離子阱，例如，該阱的這些桿上的電位以及該泵送安排。 例如，盡管考慮了帶有多個(gè)直桿30的四極離子阱25，可替代地這些桿可以是彎曲的并且同樣地該縱軸可以是彎曲的。同樣，盡管以上使用了多個(gè)四極桿，可替代地這些四極桿可以是六極的、八極的或任何其他擴(kuò)展的桿或板配置，這是普通技術(shù)人員應(yīng)該知道的。類似地，盡管質(zhì)量分析儀50是一種Orbitrap ，普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是類似類型的質(zhì)量分析儀， 如俘獲式質(zhì)量分析儀、或飛行時(shí)間類型的質(zhì)量分析儀。一個(gè)飛行時(shí)間類型的質(zhì)量分析儀可以包括多反射分析儀以及多個(gè)額外的或可替代的多向轉(zhuǎn)動(dòng)分析儀。所推薦的解決方案對(duì)于這些類型的分析儀而言是特別有益處，因?yàn)樗鼈儗?duì)殘余氣體壓力是特別敏感的。對(duì)于更高質(zhì)量的離子而言，這尤其是這樣的。而且，當(dāng)離子的初始能量傳播減小時(shí)，這些分析儀的分辨率增加。如果噴射膨脹起作用而沒有產(chǎn)生激波，可以將這些氣體分子冷卻到IOK與30K之間，具有低的傳播速度。在俘獲這些離子期間，這種冷卻將會(huì)影響這些離子并且使它們的動(dòng)能和內(nèi)能顯著降低(尤其是在低離子數(shù)下并且因此可忽略空間電荷的作用)。這進(jìn)而將會(huì)改善前述分析儀的分析參數(shù)，如分辨率、質(zhì)量準(zhǔn)確度、透射，等等。對(duì)于大分子離子(如蛋白質(zhì)或DNA)而言，在質(zhì)量分析儀中在飛行期間內(nèi)能的降低提供了降低亞穩(wěn)的衰變的額外的優(yōu)點(diǎn)。普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是存在許多不同的方法來獲得一個(gè)氣體射流70。盡管在此說明了一個(gè)外部氣體管線95，然而這可以簡(jiǎn)單地是大氣?？商娲亟厝″F80可以作為狹縫40來起作用。以上已經(jīng)在產(chǎn)生一個(gè)氣體射流中說明了一種渦輪分子泵，但是普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)的是可以可替代地使用一個(gè)旋轉(zhuǎn)泵。在該第一實(shí)施方案的一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式中，離子阱25可以與一個(gè)更常規(guī)的充滿氣體的離子阱相結(jié)合，該充滿氣體的離子阱定位在該離子源10與該離子阱25之間。這可以用于預(yù)冷卻離子(即，移除初始動(dòng)能的大部分)。為此，在通過離子阱25之后將這個(gè)額外的阱用作用于該氣體射流的一個(gè)庫(kù)并且然后將泵送的傳導(dǎo)性限制到< lL/s是足夠的。當(dāng)然，還可以從一條專用的氣體管線或先前的泵送區(qū)域85來遞送氣體。盡管上面已經(jīng)說明了一種靜態(tài)氣體射流，其他形式的氣體射流是可能的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)氣體射流由一個(gè)脈沖閥所調(diào)制，該脈沖閥被定位在噴嘴90附近以產(chǎn)生飛行穿過該俘獲區(qū)域的一系列的氣柱。這允許，例如，通過如上述的這些氣柱來冷卻離子，但是對(duì)于有待在多個(gè)柱之間在間隔時(shí)間期間提取的離子而言，因此進(jìn)一步減少了在提取過程期間離子與氣體之間的任何相互作用?？梢詫⒘硪粋€(gè)閥門定位在該提取路徑上并且僅在離子提取和向分析儀運(yùn)送的時(shí)間期間開放，因此減小或避免了一起使用差壓泵。該脈沖閥可以是壓電的或電磁的并且以脈沖方式或諧波振蕩方式來運(yùn)行。該閥門的切換時(shí)間或振蕩的周期可以優(yōu)選地在數(shù)百毫秒至數(shù)千毫秒的范圍內(nèi)。 如果噴射膨脹被保持穩(wěn)定并且優(yōu)選地伴隨氣體分子和離子的溫度降低，這些離子將承受沿膨脹方向的一個(gè)恒定力。這個(gè)力與它們的氣體動(dòng)態(tài)截面和電荷狀態(tài)(即，離子遷移率)成比例。如果通過向狹縫20施加一個(gè)電壓以產(chǎn)生一個(gè)反作用的電的力來產(chǎn)生一個(gè)電位梯度，具有特定離子遷移率的離子將在這個(gè)電位斜率上的一個(gè)點(diǎn)處平衡，其中這兩個(gè)力彼此補(bǔ)償，即可以實(shí)現(xiàn)空間中離子遷移率分離。如果狹縫20上的電壓被改變或被掃描， 可以實(shí)現(xiàn)離子的遷移率依賴的提取(掃描)。這可以被用作用于離子分離的一種額外的尺寸的基礎(chǔ)，無(wú)論是否使用一個(gè)質(zhì)譜儀用于檢測(cè)。例如，這種分離可以被用于從多電荷離子中分離單一電荷的離子。
權(quán)利要求
1.一種改變離子的動(dòng)能的方法，該方法包括將離子俘獲在一個(gè)離子阱的一個(gè)俘獲區(qū)域中；并且引導(dǎo)一個(gè)氣體束穿過該俘獲區(qū)域，從而由此改變這些被俘獲離子的動(dòng)能，而沒有大量地解離這些被俘獲離子。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該氣體束基本上沿一個(gè)單一的方向傳播。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該俘獲區(qū)域定義了一個(gè)第一軸線并且沿所述第一軸線引導(dǎo)該氣體束，該方法進(jìn)一步包括沿一個(gè)第二軸線從該離子阱射出被俘獲離子，該第二軸線與該第一軸線不同。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該第二軸線與該第一軸線是正交的。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中該阱沿該第一軸線伸長(zhǎng)，該第一軸線被安排為與該氣體束穿過該俘獲區(qū)域的方向基本上是共線的。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，包括基本上沿該第一軸線將離子注入該阱中。
7.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中該引導(dǎo)一種氣體的步驟包括形成一個(gè)氣體射流。
8.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，該方法是一種存儲(chǔ)并冷卻這些離子的方法。
9.如以上任何一項(xiàng)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括 在一個(gè)氣體入口處接收該氣體；并且其中該離子阱內(nèi)的壓力顯著地小于來自該離子阱的氣體入口的另一側(cè)上的壓力。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該離子阱包括沿該第一軸線安排的一個(gè)差壓泵送狹縫，該方法進(jìn)一步包括在該差壓泵送狹縫的一側(cè)上產(chǎn)生一個(gè)第一壓力區(qū)域，該狹縫更接近于該氣體入口 ；并且在該差壓泵送狹縫的另一側(cè)上產(chǎn)生一個(gè)第二壓力區(qū)域，該第二壓力低于該第一壓力。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該差壓泵送狹縫是使用一個(gè)截取錐來形成的。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該截取錐被定位在該氣體入口與以下位置之間， 該位置被識(shí)別用于流經(jīng)該氣體入口的氣體的馬赫盤。
13.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中不在該束上的該離子阱中的壓力本身可能太低以致不能將離子存儲(chǔ)在該阱中。
14.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中不在該束上的該離子阱中的的壓力是大約Ix 10-4毫巴或更小。
15.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中穿過該俘獲區(qū)域施加一個(gè)電位梯度，從而引起這些離子基于它們的遷移率而分離。
16.如以上任何一項(xiàng)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括使這些離子在被俘獲之前穿過一個(gè)入口狹縫進(jìn)入該離子阱；并且將一個(gè)電位施加到該入口狹縫上從而引起這些離子基于它們的遷移率而分離。
17.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中俘獲所接收的離子的步驟使用了一組四極桿。
18.如權(quán)利要求3至16中任何一項(xiàng)所述的方法，其中該俘獲區(qū)域包括一個(gè)環(huán)行路徑，該環(huán)行路徑包括該第一軸線。
19.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)該氣體束的密度進(jìn)行調(diào)整。
20.一種用于改變離子的動(dòng)能的離子阱，該離子阱包括一種電極安排；一種泵送安排；以及一個(gè)控制器，該控制器被安排為控制該電極安排以將所接收的離子俘獲在一個(gè)俘獲區(qū)域內(nèi)、并且被安排為控制該泵送安排以使一個(gè)氣體束被引導(dǎo)穿過該俘獲區(qū)域，從而由此改變這些被俘獲離子的動(dòng)能，而沒有大量地解離這些被俘獲的離子。
21.如權(quán)利要求20所述的離子阱，進(jìn)一步包括一個(gè)入口狹縫，該入口狹縫被安排為接收離子。
22.如權(quán)利要求20或權(quán)利要求21所述的離子阱，其中該俘獲區(qū)域包括一個(gè)第一軸線， 并且其中該控制器被進(jìn)一步配置為控制該電極安排以沿一個(gè)第二軸線從該離子阱射出被俘獲的離子，該第二軸線與該第一軸線不同。
23.如權(quán)利要求22所述的離子阱，其中該第二軸線與該第一軸線是正交的。
24.如權(quán)利要求20至23中任何一項(xiàng)所述的離子阱，其中該控制器被進(jìn)一步安排為控制該泵送安排從而形成一個(gè)氣體射流。
25.如權(quán)利要求20至M中任何一項(xiàng)所述的離子阱，其中該控制器被進(jìn)一步安排為控制該泵送安排，這樣使得該離子阱內(nèi)的壓力顯著地小于該氣體入口外側(cè)的壓力。
26.如權(quán)利要求25所述的離子阱，進(jìn)一步包括沿該第一軸線安排的一個(gè)差壓泵送狹縫；并且其中該控制器被進(jìn)一步安排為控制該泵送安排從而在更靠近該氣體入口的該差壓泵送狹縫的一側(cè)上產(chǎn)生一個(gè)第一壓力區(qū)域、并且從而在該差壓泵送狹縫的另一側(cè)上產(chǎn)生一個(gè)第二壓力區(qū)域，該第二壓力低于該第一壓力。
27.如權(quán)利要求沈所述的離子阱，其中該差壓泵送狹縫是使用一個(gè)截取錐來形成的。
28.如權(quán)利要求27所述的離子阱，其中該截取錐被定位在該氣體入口與以下位置之間，該位置被識(shí)別用于流動(dòng)穿過該氣體入口的氣體的馬赫盤。
29.如權(quán)利要求20至觀中任何一項(xiàng)所述的離子阱，其中該控制器被進(jìn)一步安排為控制該泵送安排，這樣使得不在該束上的該離子阱內(nèi)的壓力是這樣從而使得其本身可能太低以致于不能將離子存儲(chǔ)在該阱內(nèi)。
30.如權(quán)利要求20至四中任何一項(xiàng)所述的離子阱，其中該控制器被進(jìn)一步安排為控制該泵送安排，這樣使得不在該束上的該離子阱內(nèi)的壓力是大約Ix 10-4毫巴或更小。
31.當(dāng)權(quán)利要求觀從屬于權(quán)利要求21時(shí)，如權(quán)利要求觀所述的離子阱，其中該入口狹縫被安排為接收一個(gè)電位，從而引起這些離子的離子遷移率分離。
32.如權(quán)利要求20至31中任何一項(xiàng)所述的離子阱，其中該電極安排包括一組四極桿。
33.如權(quán)利要求20至31中任何一項(xiàng)所述的離子阱，其中該電極安排被配置在包括該第一軸線的一個(gè)環(huán)行路徑中，并且其中該控制器被進(jìn)一步安排為控制該電極安排，這樣使得該俘獲區(qū)域包括該環(huán)行路徑。
34.一種用于改變離子的動(dòng)能的離子阱，該離子阱包括用于將所接收的離子俘獲在該離子阱的一個(gè)俘獲區(qū)域中的裝置；以及用于引導(dǎo)一個(gè)氣體束穿過該俘獲區(qū)域的裝置，從而由此改變這些被俘獲離子的動(dòng)能，而沒有大量地解離這些被俘獲離子。
35.一種質(zhì)譜儀，包括如權(quán)利要求20至34中任何一項(xiàng)所述的離子阱；以及一個(gè)質(zhì)量分析儀，該質(zhì)量分析儀被安排為從該離子阱接收冷卻的離子。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的質(zhì)譜儀，其中該質(zhì)量分析儀包括以下各項(xiàng)之一一個(gè)軌道阱類型質(zhì)量分析儀；一個(gè)飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀；或包括多向轉(zhuǎn)動(dòng)或多反射配置中的至少一種的一個(gè)飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀。
37.一種分離離子的方法，該方法包括使離子沿一個(gè)離子阱的一個(gè)俘獲區(qū)域的一個(gè)第一軸線進(jìn)入該俘獲區(qū)域；沿該第一軸線引導(dǎo)一個(gè)氣體束并且在該第一軸線的方向上施加一個(gè)電位從而引起這些離子基于它們的離子遷移率而分離。
38.一種離子遷移率分離裝置，該裝置包括一個(gè)離子阱，該離子阱具有一個(gè)俘獲區(qū)域，該俘獲區(qū)域包括一個(gè)第一軸線；用于引導(dǎo)一個(gè)氣體束沿該第一軸線穿過該俘獲區(qū)域的裝置；以及用于在該第一軸線的方向上施加一個(gè)電場(chǎng)的裝置。
全文摘要
在此提供了一種改變離子的動(dòng)能的方法，該方法包括將離子俘獲在一個(gè)離子阱的一個(gè)俘獲區(qū)域中；并且引導(dǎo)一個(gè)氣體束穿過該俘獲區(qū)域，從而由此改變這些被俘獲的離子的動(dòng)能。在此還提供了一種分離離子的方法，該方法包括使離子沿一個(gè)離子阱的俘獲區(qū)域的一個(gè)第一軸線進(jìn)入該俘獲區(qū)域；沿該第一軸線引導(dǎo)一個(gè)氣體束并且在該第一軸線的方向上施加一個(gè)電勢(shì)從而引起這些離子基于它們的離子遷移率而分離。在此還提供了用于實(shí)現(xiàn)這些方法的一種離子阱以及一個(gè)質(zhì)譜儀。
文檔編號(hào)H01J49/04GK102224562SQ200980137070
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者亞歷山大·馬卡洛夫, 愛德華德·丹尼索瓦 申請(qǐng)人:塞莫費(fèi)雪科學(xué)(不來梅)有限公司