[发明专利]离子迁移装置有效

专利信息
申请号: 200780049008.5 申请日: 2007-11-07
公开(公告)号: CN101606219A 公开(公告)日: 2009-12-16
发明(设计)人: A·马卡洛夫;R·佩施;R·马雷克;V·科兹洛夫斯基 申请(专利权)人: 塞莫费雪科学(不来梅)有限公司
主分类号: H01J49/06 分类号: H01J49/06
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 代理人: 侯颖媖
地址: 德国*** 国省代码: 德国;DE
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摘要:
搜索关键词: 离子 迁移 装置
【说明书】:

发明领域

本发明涉及用于在质谱仪内传输离子的离子迁移装置,尤其涉及用于将离 子从大气压电离源传输到质谱仪真空室的高真空的离子迁移装置。

发明背景

离子迁移管,也称为毛细管,在质谱仪领域中公知用于在维持在或接近大 气压的电离室与维持在减小压力的第二室之间传输离子。一般而言,离子迁移 通道通常采用细长窄管(毛细管)的形式,其具有对电离室开放的入口端以及 对第二室开放的出口端。离子与带电和不带电粒子(例如,来自静电喷雾或 APCI探针的部分去溶剂化液滴、或者来自激光器解吸或MALDI源的离子和 中子以及基质/基体)以及背景气体一起进入离子迁移毛细管的入口端并且在压 力梯度的影响下横穿其长度。离子流/气流然后作为自由射流膨胀(free jet expansion)退出离子迁移管。离子可随后通过连续低压的区域穿过撇渣器锥 (skimmer cone)的孔径并且此后被递送到质量分析器来获取质谱。

在现有离子迁移装置中存在显著损耗,以使由离子源产生那些离子的大多 数无法成功到达并穿过离子迁移装置从而进入质谱测量的后续阶段。

已经采取了多种方法来解决此问题。例如,离子迁移管可被加热以蒸发残 留溶剂(从而提高离子产量)并且分离出溶析加合物。已经提出了所加热的气 体的逆流以在喷雾进入迁移通道之前增加去溶剂化。已经实现了用于试样喷 雾、毛细管以及撇渣器的对准和定位的各种技术来设法最大化实际到达离子迁 移通道下游的质谱仪的离子光学器件的来自源的离子数量。

已观察到(参见,例如Sunner等人,美国社会杂志,Mass Spectrometry (质谱仪),第5卷,第10期,873-885页(1994年十月))进入离子迁移 管的离子的很大一部分因与管壁碰撞而损耗。这减少了递送到质量分析器的离 子数并且对仪器灵敏度产生不利影响。此外,对于由电介质材料构成的管,离 子与管壁的碰撞可导致电荷积聚并且抑制离子进入并且流经该管。现有技术包 含据称通过减少离子与管壁的相互作用或者通过降低充电效应来降低离子损 耗的多个离子迁移管设计。例如,Franzen的美国专利5,736,740号提出通过应 用轴向直流场来相对于气流减速离子。根据此参考文献,气流(相对于离子) 的抛物线速度曲线产生将离子聚焦到管中心线的气动力。

其它现有技术参考文献(例如,Fischer的美国专利6,486,469号)涉及用 于例如通过使用连接到电荷槽的导电材料层涂覆入口区来最小化介电管的充 电的技术。

另一种方法是使从大气的离子朝向中心轴“漏斗式汇集”。用于在离子迁 移毛细管之后的在真空条件下工作的离子漏斗的概念首先在US6107628中阐 述,并且然后由Belov等人在美国社会杂志Mass Spectrom 200,第11卷,第 19-23页中详细描述。最近的离子漏斗汇集技术在以下专利中有描述:Tang等 人的、题为″Independent Control of Ion transmission in ajet disrupter Dual-Channel ion funnel electrospray ionization MS interface″(在喷射中断器双通道离子漏斗 静电喷雾离子化MS界面中的离子传送的单独控制)的、分析化学2002,第74 卷,5431-5437页的美国专利号6,107,628,其示出双漏斗排列;在Page等人的 ″An electrodynamic ion funnel interface for greater sensitivity and higher throughput with linear ion trap mass spectrometers″(使用线性离子阱质谱仪的用 于更大灵敏度和更高产量的电动力学离子漏斗界面),国际杂志Mass Spectrometry 265(2007)244-250页,其描述适用于在线性阱四极杆(LTQ)装 置中使用的离子漏斗。不幸的是,离子漏斗的有效工作仅延伸到约40mbar的 气压,即大气压的4%。

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