[发明专利]离子导向装置

说明书

本文公开了一种离子导向装置，其包括多个轴向堆叠的板，其中至少一些或全部所述板包括：第一导电部分；和第二导电部分，其中第二导电部分与第一导电部分电绝缘，第一导电部分和第二导电部分相对于彼此成形和布置，以限定在使用中供离子轴向传输通过的开口；其中，在使用中，将第一AC或RF电压施加到第一导电部分，并且将第二AC或RF电压施加到第二导电部分，以将离子径向限制在所述开口内。第一导电部分(1)和第二导电部分(2)可以在离子导向装置内分开形成并且交错以限定板。或者，第一导电部分(41、43)和第二导电部分(42、44)可以被印刷到公共基板(4)上。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月13日提交的英国专利申请No.1608476.6的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体涉及质谱仪或离子迁移谱仪，尤其涉及离子导向装置。

背景技术

离子导向装置广泛用于质谱仪中，以有效且无损失地使离子传输通过仪器的不同区域。例如，离子导向装置可用于在不同压力的各个区域之间传输离子，例如，从源区的高压或大气压进入仪器的含有分析仪的高真空级(通常在约10^-5毫巴至10^-9毫巴的压力下操作)。

一种已知类型的离子导向装置是所谓的叠环离子导向装置(“SRIG”)，其包括多个轴向堆叠的电极，每个电极具有形成在其中的孔，在使用中离子通过该孔传输。SRIG装置可以相对便宜地构造，简单地通过将电极插入其在合适的支架上的轴向位置。

此外，因为电极轴向堆叠并且彼此间隔开，所以SRIG装置允许可以选择性地向每个电极施加不同的DC电势，使得轴向场可以施加在装置的一部分上。例如，这允许实施行波技术，其中通过沿离子导向装置平移一系列轴向势阱来沿着离子导向装置的长度驱动离子，以增加离子通过这些区域的传输速度。行波技术对于快速清除离子导向装置中的离子特别有利，因为离子可以沿着离子导向装置平移，而不需要高的DC梯度，高的DC梯度在增加后可能需要很长的时间来稳定和/或可能在下游部件中引入不需要的离子激活。

在SRIG装置中，将交替的RF相施加到相邻的电极(即，+-+-)以便径向限制离子，但是仅向每个电极施加一个RF相(即，+或-)。

另一种已知类型的离子导向装置是四极杆离子导向装置，其包括以四边形阵列布置的一组四个平行杆，相邻的杆连接到交替的RF相，并且相对的杆连接到相同的RF相。因此，两个RF相(+和-)必须沿着四极杆离子导向装置的长度存在于每个轴向位置处。得到的四极场通常提供比SRIG装置更好的聚焦，即聚焦离中心轴线更近的离子。因此，四极杆离子导向装置可以允许在不同的真空级之间使用较小的差分孔，这又可以允许使用更小、更便宜的泵。或者，四极杆离子导向装置可允许更多离子通过给定尺寸的孔聚焦。

然而，四极杆的电压要求远高于SRIG，特别是对于较大的r₀值，其中四极杆需要比等效尺寸的SRIG高得多的电压，因此频率变化和干扰的影响可能更为显著。这可能导致在向杆提供RF电压的两个相位而没有击穿或干扰方面的困难。因此，四极杆通常必须以高精度制造，并且制造和维护通常比SRIG装置更难且更昂贵。此外，难以在四极杆组上实施行波。尽管已知分段杆组，其允许沿装置的长度施加轴向DC梯度，但是通常杆组的相邻段仍然耦合以例如形成电阻网络，并且轴向段不是彼此独立的。

因此希望提供一种改进的离子导向装置。

发明内容

根据一个方面，提供了一种离子导向装置，包括多个轴向堆叠的板，其中至少一些或所有板包括：

第一导电部分；和

第二导电部分，其中第二导电部分与第一导电部分电绝缘，第一和第二导电部分相对于彼此成形和布置，以限定离子在使用中轴向传输通过的开口；