[发明专利]用于连接具有振动隔离的分析系统的联接器

说明书

一种用于将需要振动隔离的基于真空的分析系统连接在一起的联接器，其包括：具有纵向轴线的管状连接器，所述连接器包括用于连接到第一分析系统的第一端和减少振动传递并允许所述第一分析系统在横向于所述连接器的所述纵向轴线的方向上移位的柔性部分；以及与所述柔性部分纵向分离的密封件，其用于所述连接器与第二分析系统之间的真空密封；其中所述连接器含有用于在所述第一分析系统与所述第二分析系统之间传递离子的离子光学器件。

技术领域

本公开涉及一种用于连接例如基于真空的分析系统的系统的联接器，其中一个系统需要与另一系统振动隔离。确切地说，但非排他地，本公开涉及一种用于将例如质谱仪的基于真空的分析系统连接到对振动敏感的分析系统的联接器，所述对振动敏感的分析系统也可在真空下操作，例如电子显微镜。

背景技术

人们对复杂分子的非变性状态质谱分析(MS)和电子显微术(EM)越来越感兴趣，所述复杂分子例如生物聚合物或大分子，如DNA、RNA、蛋白质或肽及其复合物。离子软着陆的进展允许在超高真空和任选的低温条件下将完整蛋白质、蛋白质和蛋白质-DNA复合物直接沉积到衬底上以便于分析。一种将质谱仪质量选择与用于电子显微镜分析的离子的软着陆结合的系统已描述于2020年6月29日申请的第16/914,924号美国专利申请，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。然而，将质谱分析系统与成像系统结合的挑战在于如何协调高分辨率成像系统的极高无振动要求和通常由振动密集型涡轮分子泵提供的质谱分析的多端口泵送要求，所述成像系统例如扫描电子显微术(SEM)、穿透式电子显微术(TEM)和/或电子全息(EH)或质谱成像(MSI)系统。通常，当空间分辨率达到低微米级别时，这些振动开始扭曲和涂抹图像，且在纳米级分辨率下变得不可接受。因此，在本公开中，高分辨率成像涉及在此空间分辨率范围内操作的所有技术。

现代SEM/TEM/EH/MSI振动隔离系统的特殊功能加剧了这个问题。由于此类系统利用主动平台(active platform)以及被动空气台(passive air table)，因此其中一些系统的激活可能导致成像系统(SEM/TEM/EH/MS)相当大的竖直位移，例如高达5至7毫米(mm)(例如5mm)。由于质谱仪优选地保持在单独的平台上，因此这种位移会导致连接两个系统的离子光学器件弯曲。结合系统的另一要求是需要避免两个系统之间接地回路的任何干扰。如果上述问题得不到解决，那么它们可能会显著影响成像系统的分析性能。

已针对电子显微镜的振动隔离提出了解决方案。例如，在US5,376,799中，通过使用O形环径向密封件和竖直弹性隔离支架避免了泵与电子显微镜系统之间的金属到金属接触。根据US7,993,113中提出的另一种方法，隔振器包括金属波纹管，所述金属波纹管被弹性环构件包围并与弹性环构件分开，其中振动阻尼被调谐以在涡轮分子泵的振动频率下产生陷波滤波器。在US8,961,106中提出了使用波纹管的另一种类似实施方式，其中额外地围绕连接泵管的外周安置环形重物，其中粘弹性构件插入于管与重物之间以形成减震器。虽然设计用于具有单个涡轮分子泵的系统，但所提出的方法与通常伴随现代质谱仪的多个振动频率并不兼容，且并未解决两个分析系统之间的相对移动问题，尤其是在两个系统水平连接时。

针对以上背景提供了本公开。

发明内容

本公开的各方面解决了需要在例如质谱仪系统和成像系统的分析系统之间对振动进行解耦的问题。本公开的各方面涉及一种用于连接基于真空的分析系统的联接器。本公开的各方面解决了在使用中两个分析系统之间可能会发生竖直位移的问题。本公开的各方面与离子光学设计兼容，其中离子光学器件和(超)高真空需要在一个分析系统(例如，质谱仪)和另一分析系统(例如，成像系统)之间连续跨越，通常沿着大体上水平的路径或线。本公开的各方面涉及用于连接质谱仪与其它基于真空的仪器，确切地说是对振动敏感的分析仪器的联接器，例如呈混合MS/TEM或MS/SEM配置的扫描和透射电子显微镜(SEM/TEM)。本公开的各方面使得能够保持系统的离子光学质量，同时提供振动隔离并允许系统之间的相对位移。