[发明专利]使用时变电场的迁移率和质量测量

权利要求书

1.一种离子迁移率谱分析和/或质谱分析的方法，包括：

提供离子分离装置，在所述离子分离装置中，使用一个或多个时变电场来分离从其中穿过的离子，使得所述离子在不同时间从所述离子分离装置中洗脱出来；

提供算法或关系，所述算法或关系将任何给定离子通过所述离子分离装置的传输时间或平均离子速度与所述装置的一个或多个参数、该离子的质荷比及该离子的离子迁移率相关联；

测量离子通过所述离子分离装置的所述传输时间或平均离子速度；以及

(i)通过使用所测量的所述离子的传输时间或平均离子速度、所述离子的已知质荷比和所述装置的已知参数，根据所述算法或关系来确定所述离子的所述离子迁移率；或者

(ii)通过使用所测量的所述离子的传输时间或平均离子速度、所述离子的已知离子迁移率和所述装置的已知参数，根据所述算法或关系来确定所述离子的所述质荷比；或者

(iii)其中在使用所述装置的与第一已知参数值相关联的第一组操作条件时，执行所述测量所述离子通过所述离子分离装置的所述传输时间或平均离子速度，以获得第一传输时间或平均离子速度，并且其中所述方法还包括：在使用所述装置的与第二已知参数值相关联的第二不同操作条件时，测量所述离子通过所述离子分离装置的第二传输时间或平均离子速度；以及通过使用所测量的第一传输时间或平均离子速度及第二传输时间或平均离子速度以及第一参数值和第二参数值，根据所述算法或关系确定所述离子的所述离子迁移率和质荷比。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：在步骤(i)中测量所述离子的所述质荷比以确定所述已知质荷比；或者在步骤(ii)中测量所述离子的所述离子迁移率以确定所述已知离子迁移率。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(iii)包括：确定将所述第一传输时间或平均离子速度、所述第一已知参数值、所述离子的所述离子迁移率及所述离子的所述质荷比相关联的第一方程；确定将所述第二传输时间或平均离子速度、所述第二已知参数值、所述离子的所述离子迁移率及所述离子的所述质荷比相关联的第二方程；以及同时求解所述第一方程和所述第二方程，以确定所述离子的所述离子迁移率和质荷比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述离子分离装置是行波分离装置，其中将电压依次施加到所述装置的电极，从而形成势垒波，所述势垒波沿所述装置在第一方向上移动，以通过气体在所述第一方向上推动离子。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述算法或关系是以下形式或包括以下形式的项：

其中T是任何给定离子通过所述离子分离装置的所述传输时间，L是所述装置中的离子分离区域的长度，μ是在所述势垒的所述第一方向上的速度，

V₀是每个势垒的幅度，λ是所述势垒波的相邻势垒之间的波长，K是所述离子的所述离子迁移率，并且m/q是所述离子的所述质荷比。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述算法或关系是以下形式或包括以下形式的项：

或者

其中所述算法或关系是：

其中v_ion是通过所述分离装置的所述平均离子速度，所述平均离子速度由所述分离装置中的所述离子分离区域的长度L除以任何给定离子通过所述离子分离区域的传输时间T来定义；c_n是常数；K是所述离子的所述离子迁移率，并且m/q是所述离子的所述质荷比。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述离子分离装置是捕获离子迁移率分离装置，其中气流在一个方向上推动离子，并且第一电场在相反方向上推动所述离子，以将所述离子捕获在第一区域中，并且所述第一电场随时间变化，以使得不同的离子在不同的时间从所述第一区域洗脱出来。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述离子在不同的时间从所述第一区域洗脱到第二区域中，在所述第二区域中维持第二电场，其中所述第二电场随时间变化。