[发明专利]离子过滤装置

说明书

公开了一种使用装置根据离子的离子迁移率来过滤所述离子的方法，所述方法包括多个电极和被布置成并且适于向所述多个电极施加电压的一个或多个电压源，所述方法包括：使用所述一个或多个电压源生成一个或多个局部分离区域，其中离子可根据其离子迁移率在每个局部分离区域内分离；以及使每个局部分离区域以一定速度沿所述装置轴向移动，使得对于每个局部分离区域，具有处于选定范围内的离子迁移率值的所述离子与所述局部分离区域一起沿所述装置轴向传输，而具有超出所述范围的较高和/或较低离子迁移率的离子脱离所述局部分离区域，其中脱离所述局部分离区域的任何离子从所述装置内被去除和/或以其它方式与处于所述选定范围内的那些离子保持分开。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2018年9月10日提交的第1814681.1号英国专利申请的优先权和权益。本申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及用于根据诸如离子迁移率的物理化学性质来过滤离子的方法和装置，且确切地说，涉及质谱法和包含此类装置的质谱仪的方法。

背景技术

已知通过以下方法来分析离子：根据诸如离子迁移率的物理化学性质来分离离子，并且然后检测分离的离子以使得不同物种的离子可以基于其不同的检测时间来进行区分。常规的线性场或行波离子迁移率分离器装置以脉冲方式进行操作，其中离子以离散包形式释放到装置中并且然后根据其离子迁移率沿装置进行分离。离子由此会在与其离子迁移率相关的特定漂移时间(从包释放测量所得)离开装置，且因此通过记录离开装置的离子，有可能为这些离子产生漂移时间(离子迁移率)质谱。此类装置中脉冲的频率受到最慢的离子物种离开装置所需时间的限制，这可能导致相对低的占空比(例如1％或更小)。可以通过在离子释放到装置中之前捕获离子来提升占空比，但这可接着引入空间电荷问题。

还已知多路复用的离子迁移率分离器，其中离子以较高的脉冲频率脉冲到装置中，使得来自不同脉冲的离子可以在装置内彼此重叠或彼此超越。较高的脉冲频率可以帮助提升占空比(和/或减少采用捕获的空间电荷效应)。但是，由于允许来自连续脉冲的离子进行重叠，因此记录的离开装置的离子所产生的信号可接着需要额外处理(反卷积)以获得有意义的漂移时间(离子迁移率)质谱。

在某些情况下，可只关注单个离子物种或相对较窄的离子迁移率范围，在此情况下，使用如上所述的常规离子迁移率分离器来分离所有离子可能效率相对较低。因此，还已知执行离子迁移率过滤，其中仅迁移率处于特定范围内的离子由装置进行传输。在此情况下，输出限于所关注的离子物种。过滤器通常可以使用连续波束或较短的捕获/释放周期进行操作，从而可以在较高占空比下进行操作而无需离子捕获或引入空间电荷效应。此外，过滤器的输出在时间上的打包化(packetized)通常明显小于分离器的输出。

当前可用的离子迁移率过滤器包含场辅助离子迁移率分离(field-assisted ionmobility separation；‘FAIMS’)或差分迁移率分离(differential mobilityseparation；‘DMS’)装置。然而，将了解，这些装置基于在高场和低场条件下的差分迁移率而分离，而非为真正的离子迁移率过滤器，且因此当用于基于离子迁移率进行过滤时可能有些不准确。此外，当前的FAIMS和DMS装置通常具有相对低的灵敏度。而且，DMS装置需要与驱动电场正交的层状气流，这可难以维持，使得DMS装置的实施方案可为相对复杂的。

因此，期望提供改进的装置，其用于根据离子迁移率和/或其它物理化学性质来过滤离子。

发明内容

从第一方面，提供了一种使用包括多个电极和被布置成并且适于向多个电极施加电压的一个或多个电压源的装置根据物理化学性质来过滤离子的方法，所述方法包括：

使用一个或多个电压源生成一个或多个局部分离区域，其中离子可根据物理化学性质在每个局部分离区域内分离；以及