[发明专利]进入多通道质谱分析仪的离子注入

说明书

具有正交加速器的经改进的多程飞行时间或静电阱质谱分析仪(70)，其适用于基于镜像的多反射(MR)或多回转(MT)分析器。正交加速器(64)倾斜，并且在第一次离子反射或回转之后，通过补偿偏转器(40)将离子包向回偏转相同的角度α，以补偿时间前沿转向和色角分散。偏转器(40)的焦距由松田板或用于在偏转器中产生四极场的其他装置控制。双偏转器(68)改进了对检测器边缘的干扰。所提出的改进允许实质性扩展飞行路径以及离子回转或反射的次数。通过对离子束(63)能量及偏转器(40)和(68)中的偏转角度的电调节来补偿由于离子镜(71)的倾斜而引起的分析器角度未对准的问题。

相关申请的交叉引用

本申请要求各自于2017年8月6日提交的英国专利申请第1712612.9号、英国专利申请第1712613.7号、英国专利申请第1712614.5号、英国专利申请第1712616.0号、英国专利申请第1712617.8号、英国专利申请第1712618.6号和英国专利申请第1712619.4号的优先权和利益。这些申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及多程飞行时间质谱分析仪(MPTOF MS)[例如具有正交脉冲转换器的多回转(MT)和多反射(MR)TOF MS、以及静电离子阱质谱分析仪E-Trap MS]的领域，并且更具体地涉及MPTOF分析器中的改进的注入机构和对漂移离子运动的控制。

背景技术

正交加速器广泛用于飞行时间质谱分析仪(TOF MS)中，以从本质上连续离子源(例如电子冲击(EI)、电喷雾(ESI)、电感耦合等离子体(ICP)和气态基质辅助激光解吸和电离(MALDI)源)形成离子包。最初，正交加速度(OA)方法是由Bendix公司于1964年提出的。Dodonov等人在SU1681340和WO9103071中通过使用离子镜来补偿多个固有的OA像差来改进OA注入方法。束在Z方向上传播通过板电极之间的存储间隙。周期性地，在板之间施加电脉冲。在存储间隙中，连续离子束的一部分在正交的X方向上被加速，从而形成带状离子包。由于保持了初始Z速度，离子包在Z方向上缓慢漂移，因此在TOFMS内沿倾斜平均离子轨迹行进，被离子镜反射并且最终到达检测器。

最近通过使用多程TOFMS(MPTOF)，在多反射TOFMS(MRTOF质谱分析仪)中采用离子镜对进行多离子反射(例如，如在SU1725289、US6107625、US6570152、GB2403063、US6717132中描述的)，或者在多回转TOFMS(MTTOF质谱分析仪)中采用静电扇形段进行多离子回转(例如，如在US7504620和US7755036中描述的)改进了飞行时间质谱分析仪(TOFMS)的分辨率，上述专利通过引用并入本文。术语“通路/通过”概括了MRTOF中的离子镜反射和MTTOF中的离子回转。MPTOF质谱分析仪的分辨率随着通路N的数量的增加而增加，这是通过减小离子包的初始时间分散和检测器时间分散的影响来实现的。MPTOF分析器被布置为折叠离子轨迹，以在商业上合理尺寸(例如0.5-1m)的仪器内大大扩展离子飞行路径(例如，超过10-50m)。

本质上，MPTOF质量分析器的静电二维场在漂移Z方向上具有零电场分量(E_Z＝0)，即它们对离子包的自由传播及其在漂移Z方向中的扩张没有影响。大多数MPTOF质量分析器采用正交加速器(OA)。连续离子束的每电荷比能量(由源偏置控制)K_Z由离子包保留在MPTOF质量分析器内，因此，针对加速的离子包的某个能量K_X限定了离子包的倾斜角度α，使得能量分散ΔK_Z然后限定初始角度分散Δα：

α＝(K_Z/K_X)^0.5；Δα＝α*ΔK_Z/(2K_Z) (等式1)