離子轉移方法和裝置的制造方法
【專利摘要】一種離子輸送裝置可以包括多個平行布置的極桿對，以及控制器。所述控制器可以經配置以將重復電壓模式的電壓施加到所述極桿對，由此建立能夠俘獲離子的多個電位井，且使所述重復電壓模式沿著所述極桿對移動以使所俘獲離子沿著所述離子輸送裝置移動。所述離子輸送裝置可以并入到質譜儀中。
【專利說明】
離子轉移方法和裝置
技術領域
[0001] 本發明大體上設及質譜領域，包括用于轉移離子的系統和方法。
【背景技術】
[0002] 稱為MS/MS的串接質譜是一種風行并且廣泛使用的分析技術，借W使從樣品導出 的前驅物離子在受控條件下經受分段產生產物離子。產物離子頻譜含有可用于結構闡明并 且識別具有高特異性的樣品組分的信息。在典型MS/MS實驗中，選擇相對少量的前驅物離子 物質用于分段，例如具有最大含量的那些離子物質或質荷比(m/z)匹配包括列表中的值的 那些離子物質。使用"全質量式(all-massrMS/MS的興趣正變得越來越濃，其中對所有前驅 物離子或前驅物離子的實質性子集進行片段。全質量式MS/MS產生信息豐富的頻譜，并且不 需要在質量分析之前選擇并且隔離特定離子物質。為了簡化通過全質量式MS/MS產生的產 物離子頻譜的解釋，作為對前驅物離子的不同子集或群執行的一系列分段/頻譜獲取循環 而進行分析，其中每一子集或群表示前驅物離子mA的不同范圍。舉例來說，如果前驅物離 子具有在200Th到2000化范圍內的m/z，那么可W對m/z在200化與210化之間的第一群離子 執行第一分段/頻譜獲取循環，可W對m/z在210Th與220Th之間的第二群離子執行第二分 段/獲取循環，W此類推。掲示內容W引用的方式并入的頒予馬卡洛夫(Makarov)等人的第 7,157,698號美國專利教示一種用于實施全質量式MS/MS的質譜儀架構，其根據前驅物離子 的mA將前驅物離子分離成若干群。在Makarov設備中，使用正交射出二維離子阱來將依據 m/z分群的前驅物離子射出到碰撞室（collision cell)中，在所述碰撞室處，離子經歷分 段。所得產物離子輸送到飛行時間（TOF)質量分析器的入口 W用于獲取質譜。TOF質量分析 器歸因于其寬質量范圍和相對較短的分析時間而非常適合于全質量式MS/MS實驗。
[0003] 在TOF和其它質量分析器中，離子的初始動能的大的變化可能會顯著損害測量性 能，尤其是分辨率和質量準確度。由此，在將離子遞送到質量分析器的入口之前減小射出離 子和從其導出的產物離子的動能散度是重要的。可W通過引導離子穿過冷卻區域來實現冷 卻離子W減小動能和動能散度，在冷卻區域中，離子經由與惰性氣體分子碰撞而失去能量。 冷卻時間可能實質上大于從阱射出離子群（W及對離子群的質量分析)所需的時間，運意味 著必須延遲將后續離子群從阱射出到分段/冷卻區域，直到完成第一離子群的冷卻。換句話 說，冷卻周期限制了可W進行全離子MS/MS分析的速率，并且減少了在層析溶離峰值期間可 W執行的分析的總數目。當然，可W通過使用較短冷卻周期來增大速率，但運樣做對于分辨 率和/或質量準確度具有不利影響。
[0004] 第6,693,276號美國專利掲示一種由一系列穿孔隔膜組成的離子輸送裝置，所述 穿孔隔膜經受交替相位的RF電壓和多相低頻行進場電壓。離子包沿著穿孔隔膜的軸線注 入，并且通過行進場沿著離子輸送裝置的長度推動。
[0005] 第6,794,641號美國專利掲示一種行進波離子導引件。此處再次，離子沿著離子導 引件的軸線注入。所述離子導引件由多個區段組成，其中每個區段維持在大體上類似的DC 電位處。具有類似質荷比的離子可包在一起，并且通過逐漸地施加到電極的暫時性DC電壓 推動。
[0006] 第7,405,401號美國專利掲示一種由多個平行RF板組成的離子提取裝置，所述RF 板沿著提取裝置的軸線堆疊。在通過RF板建立的有效電位內可截留沿著提取裝置的軸線注 入的離子，從而允許選擇性地射出具有預定質荷比或離子遷移率的離子。
[0007] 第6,812,453號美國專利掲示離子導引件的另一實施例，其中離子沿著離子導引 件的軸線注入。行進DC波沿著裝置的各區段傳遞，W均一地使離子加速，W使得所有離子W 類似速度(等于行進波的速度)從離子導引件射出。
[0008] 第7,718,959號美國專利掲示一種離子存儲庫，其包括被配置成RF多極桿系統的 若干存儲單元。離子通過極桿建立的偽電位而含于每一存儲單元內，并且可W通過施加 DC 或AC脈沖而從一個偽電位井移位到下一偽電位井。每兩個鄰近的單元共享一對極桿。
[0009] 在行進波裝置中，離子在移動DC梯度波的頂部"做波浪運動"。移動DC梯度波對于 DC梯度波離子可W向前移動多遠并無約束，并且可W基于m/z比率或離子遷移率使離子包 擴散。由于所述過程依賴于使離子加速到行進波的速度，并且加速度受離子質量的影響，因 此可能需要針對W不同分離步長出射的離子調整波的速度。
[0010] 使碰撞室、冷卻與質量分析彼此去禪同時將一個分段循環的產物離子保持在一起 但與來自其它分段循環的產物離子分離可W改善分析的處理量。從前述內容將了解，存在 對于用于轉移含有多種質荷比的離子包，如從碰撞區域轉移到檢測器，的改善型系統和方 法的需要。

【發明內容】

[0011] 在第一方面中，一種用于質譜儀的離子輸送裝置可W包括多個平行布置的極桿對 W及控制器。所述極桿對可W界定多個離子輸送單元，并且每一離子輸送單元唯一地對應 于一群連續的固定數目個極桿對，使得沒有兩個離子輸送單元共享共同極桿對。所述控制 器可經配置W將將重復電壓模式的電壓施加到所述極桿對，由此建立能夠俘獲離子的多個 電位井。每一離子輸送單元可W接收相同模式的電壓。所述控制器可W進一步經配置W使 所述重復電壓模式沿著所述極桿對移動W使所俘獲離子沿著所述離子輸送裝置在所述多 個離子輸送單元內和其間移動，并且將至少一個射出電壓施加到一或多個電極W使得離子 在平行于所述極桿的方向上從所述離子輸送裝置射出。
[0012] 在第一方面的各種實施例中，電位井中所俘獲的離子可W包括具有不同質荷比 (m/z)的離子，并且所俘獲離子可W同時沿著所述離子輸送裝置輸送。
[0013] 在第一方面的各種實施例中，所述離子可W在垂直于所述極桿的方向上沿著所述 離子輸送裝置輸送。
[0014] 在第一方面的各種實施例中，所述離子可W在平行于所述極桿的方向上注入到所 述離子輸送裝置中。
[0015] 在第一方面的各種實施例中，所述離子可W在平行于所述極桿的方向上從所述離 子輸送裝置射出。
[0016] 在第一方面的各種實施例中，所述極桿可W劃分成多個區段。
[0017] 在第一方面的各種實施例中，所述離子是使用DC電位梯度而從所述離子輸送裝置 射出。
[0018] 在第一方面的各種實施例中，每一極桿對可W包括具有RF+極性的極桿和具有RF-極桿極性的極桿。
[0019] 在第一方面的各種實施例中，鄰近極桿對可W具有相反的RF極桿極性。
[0020] 在第一方面的各種實施例中，極桿對的極桿之間的間隔可W大于極桿對之間的間 隔。在示例性實施例中，極桿對的極桿之間的間隔可W介于極桿對之間的間隔的兩倍與四 倍之間。在示例性實施例中，極桿對之間的所述間隔可W沿著所述離子輸送裝置的長度實 質上相等。
[0021] 在第一方面的各種實施例中，極桿對的極桿之間的間隔可W在離子輸送裝置的離 子射出點附近減小。
[0022] 在第一方面的各種實施例中，所述重復電壓模式可W是階梯式電壓模式。在各種 實例中，所述階梯式電壓模式可W是跨越=個極桿對施加的高-低-高模式，所述階梯式電 壓模式可W是跨越四個極桿對施加的高-低-低-高模式，或所述階梯式電壓模式可W是跨 越五個極桿對施加的高-低-低-低-高模式。可W使用各種階梯式電壓模式來在注入到移動 鎖存器中期間調整離子批次的寬度。較寬離子束可能在極桿上需要具有較低狀態的模式。
[0023] 在第一方面的各種實施例中，所述重復電壓模式可W是電壓電平持續改變模式。 在第一實例中，所述電壓電平持續改變模式可W跨越=個極桿對而施加，并且可W由下式 界定：Vl (t) = V*cos( W *t-Pi/4)、V2(t) =-V*cos( W *t-Pi/4)、V3(t) =V*cos( W *t-Pi/ 4)。在另一實例中，所述電壓電平持續改變模式可W跨越四個極桿對而施加，并且可W由下 式界定：Vl(t)=V*cos( ?*t-Pi/4)、V2(t)=V*sin( ?*t-Pi/4)、V3(t)=-V*cos( 4)、V4(t)=-V*sin(?*t-Pi/4)。在又一實例中，所述電壓電平持續改變模式可W跨越五個 極桿對而施加，并且可W由下式界定:Vl(t) =V*cos( W *t-Pi/5)、V2(t) = -V*cos( W *t+ (2/5)沖i)、V3(t) = -V*cos( ?*t)、V4(t) = -V*cos( ?*t-(2/5)沖i)、V5(t)=V*cos(?*t+ Pi/5)。
[0024] 在第二方面中，一種質譜儀可W包括離子源、包括多個平行布置的極桿對的離子 輸送裝置、分段單元、一個或多個質量分析器，W及控制器。所述極桿對可W界定多個離子 輸送單元，并且每一離子輸送單元可W唯一地對應于一群連續的固定數目個極桿對，使得 沒有兩個離子輸送單元共享共同極桿對。所述分段單元可W將離子供應到所述離子輸送裝 置。所述離子輸送裝置可W經定位和定向W從在平行于所述極桿的主軸的方向上行進的所 述分段單元接收離子。所述控制器可經配置W將將重復電壓模式的電壓施加到所述極桿 對，由此建立能夠俘獲離子的多個電位井。每一離子輸送單元可W接收相同模式的電壓。所 述控制器可W進一步經配置W使所述重復電壓模式沿著所述極桿對移動W使所俘獲離子 沿著所述離子輸送裝置在所述多個離子輸送單元內和其間移動。
[0025] 在第二方面的各種實施例中，電位井中所俘獲的離子可W包括具有不同質荷比 (m/z)的離子，并且所俘獲離子同時沿著所述離子輸送裝置輸送。
[0026] 在第二方面的各種實施例中，所述離子可W在垂直于所述極桿的方向上沿著所述 離子輸送裝置輸送。
[0027] 在第二方面的各種實施例中，所述離子可W在平行于所述極桿的方向上注入到所 述離子輸送裝置中。
[0028] 在第二方面的各種實施例中，所述離子可W在平行于所述極桿的方向上從所述離 子輸送裝置射出。
[0029] 在第二方面的各種實施例中，所述極桿可W劃分成多個區段。在各種實施例中，可 W跨越分段式桿施加 DC電位梯度。
[0030] 在第二方面的各種實施例中，每一極桿對可W包括具有RF+極性的極桿和具有RF-極桿極性的極桿。
[0031 ]在第二方面的各種實施例中，鄰近極桿對可W具有相反的RF極桿極性。
[0032] 在第二方面的各種實施例中，極桿對的極桿之間的間隔可W大于極桿對之間的間 隔。在示例性實施例中，極桿對之間的所述間隔沿著所述離子輸送裝置的長度實質上相等。
[0033] 在第二方面的各種實施例中，極桿對的極桿之間的間隔可W在離子輸送裝置的離 子射出點附近減小。
[0034] 在第二方面的各種實施例中，所述RF電壓可W在離子輸送裝置的所述離子射出點 附近減小。
[0035] 在第=方面中，一種離子輸送裝置可W包括多個平行布置的離子輸送單元。所述 離子輸送單元可W包括平行布置的一群連續的固定數目個極桿對，使得沒有兩個離子輸送 單元共享共同極桿對。所述多個離子輸送單元可W包括第一離子輸送單元和第二離子輸送 單元。一種沿著離子輸送裝置輸送離子的方法可W包括將初始電壓模式施加到所述離子輸 送單元的所述極桿對W在所述離子輸送單元內建立多個電位井。每一離子輸送單元可W接 收相同模式的電壓。所述方法可W進一步包括:將第一多個離子注入到在平行于所述極桿 的主軸的方向上行進的所述第一離子輸送單元，并且將所述第一多個離子俘獲在所述第一 離子輸送單元的所述電位井中；更改施加到所述離子輸送單元的所述極桿的所述電壓模式 W使所述電位井和所述第一多個離子移動到所述第二離子輸送單元；W及當所述更改所述 電壓模式的第一循環完成時，將第二多個離子注入到在平行于所述極桿的所述主軸的方向 上行進的所述第一離子輸送單元，并且將所述第二多個離子俘獲在所述第一離子輸送單元 的所述電位井中。
[0036] 在第=方面的各種實施例中，所述第一多個離子可W包括具有不同質荷比(m/z) 的離子。
[0037] 在第=方面的各種實施例中，所述離子可W在垂直于所述極桿的方向上沿著所述 離子輸送裝置輸送。
[0038] 在第=方面的各種實施例中，所述離子可W在平行于所述極桿的方向上注入到所 述離子輸送裝置中。
[0039] 在第=方面的各種實施例中，所述離子可W在平行于所述極桿的方向上從所述離 子輸送裝置射出。
[0040] 在第S方面的各種實施例中，每一極桿對可W包括具有RF+極性的極桿和具有RF-極桿極性的極桿。
[0041 ]在第S方面的各種實施例中，鄰近極桿對可W具有相反的RF極桿極性。
【附圖說明】
[0042]為了更完整地理解本文所公開的原理和其優點，現在參考下文結合附圖進行的描 述，其中：
[0043] 圖I是圖示根據各種實施例的用于輸送離子的示例性系統的框圖。
[0044] 圖2是根據各種實施例的供用于離子輸送系統中的示例性極桿的圖。
[0045] 圖3和圖4是展示根據各種實施例的分段式極桿對的圖。
[0046] 圖5和圖6是展示根據各種實施例的階梯式電壓模式W及離子經由離子輸送系統 的移動的圖。
[0047] 圖7和圖8是展示根據各種實施例的持續改變的電壓模式W及離子經由離子輸送 系統的移動的圖。
[0048] 圖9是圖示根據各種實施例的在并有離子輸送系統的質量分析器中分析離子的質 量的方法的流程圖。
[0049] 圖10是圖示根據各種實施例的示例性質譜平臺的框圖。
[0050] 圖11是圖示根據各種實施例的示例性計算機系統的框圖。
[0051] 應理解，圖式不一定按比例繪制，圖式中的物件也不一定關于彼此按比例繪制。圖 式是意圖引入本文中所掲示的設備、系統和方法的各種實施例的清晰性和對其的理解的描 繪。只要可能，在圖式中相同的參考標號將始終用于指代相同或相似的部件。此外，應了解， 附圖并不打算W任何方式限制本發明教示的范圍。
【具體實施方式】
[0052] 在本文中描述用于輸送離子的系統和方法的實施例。
[0053] 本文所用的章節標題僅用于組織目的并且不應理解為W任何方式限制所描述的 主題。
[0054] 在各種實施例的此詳細描述中，出于解釋的目的，闡述許多特定細節W提供所掲 示的實施例的透徹理解。然而，所屬領域的技術人員將了解，運些各種實施例可W在具有或 不具有運些特定細節的情況下實踐。在其它情況下，結構和裝置W框圖形式示出。此外，所 屬領域的技術人員可W容易地了解，用W呈現和執行方法的具體順序為說明性的，且預期 順序可W改變且仍保持在本文中所掲示的各種實施例的精神和范圍內。
[0055] 本申請中引用的所有文獻和類似材料(包括(但不限于）專利、專利申請、文章、書 籍、論文和因特網網頁）出于任何目的明確W全文引用的方式并入。除非另外描述，否則本 文所用的所有技術和科學術語具有與本文所描述的各種實施例所屬的領域的一般技術人 員通常所了解相同的含義。
[0056] 應了解，在本發明教示中論述的溫度、濃度、時間等之前存在暗示的"約"，使得微 小并且非實質的偏差在本發明教示的范圍內。在本申請案中，除非另外明確陳述，否則單數 的使用包含復數。此外，"包含（。011191'136/。011191'1363/。011191'13；[]1旨）"、"含有（。0]11日；[]1/ con1:ains/containing)" W及"包括（include/lncludes/including)"的使用并不打算是限 制性的。應理解，W上大體描述和W下詳細描述均僅是示例性和說明性的且并不限制本發 明教示。
[0化7] 如本文所用，"一(a/an)"也可指"至少一"或"一或多"。此外，"或"的使用是包括性 的，使得當"A"真實、"B"真實，或"A"和"B"都真實時，短語"A或B"真實。此外，除非上下文另 外需要，否則單數術語應包括復數并且復數術語應包括單數。
[005引闡述一組組分的"系統"（真實或抽象)包含一個整體，其中每一組分與整體內的至 少一個其它組分相互作用或與其相關。
[0059] 離子輸送裝置
[0060] 圖1是圖示用于執行串接質譜的系統100的框圖。系統100可W包括離子源102、離 子光學器件104和線性離子阱106。離子源102可W包括(但不限于)基質輔助激光解吸附/電 離(MALDI)源、電噴霧電離化SI)源、電感禪合等離子體（ICP)源、電子電離源、光致電離源、 輝光放電電離源、熱噴霧電離源，等等。離子光學器件104可W將通過離子源102產生的離子 導引到線性離子阱106。在各種實施例中，離子阱106可W俘獲離子源102產生的離子，并且 基于其質荷比(m/z)而釋放所述離子。舉例來說，離子阱106可W在隨時間而變的一定mA范 圍內射出離子。
[0061] 系統100可W進一步包括離子分段裝置108和移動鎖存器離子輸送裝置110。所述 離子分段裝置可W使得從離子阱106射出的前驅物離子分段為對應于前驅物分子的各部分 的較小離子。在各種實施例中，離子分段裝置106可W通過包括(但不限于)碰撞誘發離解 (CID)、表面誘發離解(SID)、光致離解等等的方法來使粒子分段。在使前驅物離子分段之 后，碎片離子可W轉移到移動鎖存器離子輸送裝置110。
[0062] 移動鎖存器離子輸送裝置110可W包括多個沿著移動鎖存器離子輸送裝置110的 長度(X軸)彼此平行布置的極桿對112。在各種實施例中，每一極桿對112可W由在正交于圖 1的平面的方向上分離的2個極桿組成。另外，移動鎖存器可W包括保護電極114和116。
[0063] 在各種實施例中，移動鎖存器離子輸送裝置110可W認為含有多個由一群連續的 固定數目個極桿對定義的離子輸送單元。所述離子輸送單元可W經布置而使得沒有兩個離 子輸送單元共享共同極桿對。舉例來說，離子輸送單元可W由3個極桿對、4個極桿對或甚至 5個或更多個極桿對組成。DC或AC電壓模式可W施加到單元的極桿對，并且相同模式可W施 加到移動鎖存器離子輸送裝置的每一單元。在各種實施例中，所述模式可W包括施加到沿 著離子輸送裝置的長度重現的連續極桿對的空間電壓序列或進展，使得每一離子輸送單元 接收相同模式的電壓。所述模式可W沿著移動鎖存器離子輸送裝置移動，如通過使模式的 開頭沿著多個極桿對步進。舉例來說，在to,模式的第一電壓可W施加到桿對ro,并且模式的 其余部分可W施加到連續桿ri到rn-i，并且模式可W在rn再次重新開始。在ti處，模式的第一 電壓可W施加到ri，并且模式的其余部分可W施加到連續桿n到rn，其中所述模式在rn+i處 再次重新開始，同時第n電壓可W施加到ro。在tn-l處，電壓模式可Wrn-I開始，而在tn處，電壓 模式可W再次Wro開始，其中在rn處開始第一重復。在特定實施例中，可W通過電壓模式建 立電位井，并且隨著改變模式的電壓使電位井沿著單元移位并且移位到下一單元，截留在 井中的離子可W沿著移動鎖存器離子輸送裝置的長度逐單元傳遞。
[0064] 在各種實施例中，碎片離子可W通過將碎片離子注入到移動鎖存器離子輸送裝置 110而平行于極桿對的主要(縱向巧由線(在Z方向上)從分段裝置108轉移到移動鎖存器離子 輸送裝置110。通過操縱極桿的電位，離子可W接著沿著移動鎖存器離子輸送裝置110的長 度(X方向，垂直于極桿的主軸)依序在離子輸送單元內W及其間轉移。在各種實施例中，離 子可W截留在由桿形成的電位井內。隨著電位井沿著移動鎖存器離子輸送裝置110移動，具 有各種m/z和離子遷移率的碎片離子可W保持在一起，而非沿著移動鎖存器離子輸送裝置 110的長度分散，如同使用電位波來驅動離子的情況。
[0065] 在各種實施例中，移動鎖存器離子輸送裝置110可W充滿衰減或冷卻氣體。衰減氣 體可W包括化、化、Ar、空氣，等等。在各種實施例中，氣體可W處在約0.1毫托到約100毫托 的范圍內，如在約1毫托到約30毫托的范圍內的壓力下。
[0066] 高電位可W置于保護電極114和116上W將離子限定在Z維度中，直到從移動鎖存 器離子輸送裝置110移除離子所需的時間。在各種實施例中，可W通過將高電位置于保護電 極116上而將低電位置于保護電極114上并且將離子在Z方向（平行于極桿的長度)上驅動到 移動鎖存器離子輸送裝置110之外來將離子從移動鎖存器離子輸送裝置110射出。或者，可 W通過使用施加梯度電位W將離子驅動到移動鎖存器離子輸送裝置110之外的分段式桿來 將離子從移動鎖存器離子輸送裝置110射出，如下文更詳細地描述。
[0067] 在各種實施例中，移動鎖存器離子輸送裝置110可W將離子轉移到質量分析器或 可W將離子饋送到質量分析器的其它結構。
[0068] 在各種實施例中，極桿可W是分段式的，如圖2中所示。極桿200可W包括區段202、 204和206。在其它實施例中，極桿可W包括較多或較少區段。在各種實施例中，將高電位置 于區段202和206上而將低電位置于區段204上可W將離子截留于沿著Z軸并且在區段204處 居中的井中。另外，當將離子從移動鎖存器離子輸送裝置110射出時，將區段202的電位降低 到低于區段204上的電位同時保持區段206的電位為高而使得區段204上的電位介于區段 202與區段206上的電位之間可W沿著Z軸在區段202的方向上將離子驅出。在各種實施例 中，使用分段式桿可W消除對于保護電極，如圖1中的保護電極114和116,的需要。
[0069] 圖3展示在一個末端上具有限制的屯區段極桿對300。極桿對300由兩個極桿302A 和302B組成。在各種實施例中，極桿對300可用于圖1的移動鎖存器離子輸送裝置110中，并 且極桿302A與302B可W在圖1的y方向上分離。返回到圖3,極桿302A可W包括區段304A、 3064、3084、3104、3124、3144和3164，并且極桿3028可^包括區段3048、3068、3088、3108、 312B、314B和316B。區段308A與308B之間的桿內距離化1)跨越區段對310A和310B、312A和 312B、314A和314BW及316A和316B可W是恒定的。然而，桿內距離可W沿著區段306A和30她 W及區段304A和304B減小到桿內距離化2)，使得H2<H1。在各種實施例中，可W通過在區段 3044、3048、3064、3068、3144、3148、3164和31她上使用較高電位而在區段3084、3088、310八、 310B、312A和312B上使用較低電位來用離子化室318限制離子。為從離子化室射出離子，可 W將梯度電位施加到區段，如將低電位施加于區段304A和304B上，而隨著距區段304A和 304B的距離增大將增大的電位施加于每個區段對中，最高電位施加到區段316A和316B。隨 著區段的桿內距離變窄，沿著方向320射出的離子可W聚焦到更窄的離子化室中。或者，為 沿著方向322射出離子，可W施加梯度電位，其中區段316A和316B處的電位最低，并且區段 304A和304B處的電位最高。沿著方向322射出的離子可能不會聚焦到更窄的離子化室中，因 為區段316A與316B之間的桿內距離與中屯、區段相同。
[0070] 在各種實施例中，施加到區段304A、304B、306A和306B的RF電壓相對于施加到 3084、3088、3104、3108、3124、3128、3144、3148、3164和31她的1^^電壓可^減小。桿區段到中 屯、的較近接近度增大由運些桿區段產生的RF場的效果。因此，為在離子上維持均一的RF偽 電位場效應，施加到窄化的桿區段304A、304B、306A和306B的RF電壓可W沿著桿302A和302B 的長度而減小。
[0071] 圖4展示在兩個末端皆具有限制的屯區段極桿對400。極桿對400由兩個極桿402A 和402B組成。在各種實施例中，極桿對400可用于圖1的移動鎖存器離子輸送裝置110中，并 且極桿402A與402B可W在圖I的y方向上分離。返回到圖4,極桿402A可W包括區段404A、 4064、4084、4104、4124、4144和4164，并且極桿4028可^包括區段4048、4068、4088、4108、 412B、414B和416B。區段408A與408B之間的桿內距離化1)跨越區段對410A和410BW及412A 和412B可W是恒定的。然而，桿內距離可W沿著區段406A和406BW及區段404A和404B減小 到桿內距離化2)，使得H2<H1。類似地，桿內距離可W沿著區段414A和414BW及區段416A和 41她減小到桿內距離肥，使得肥<化。
[0072] 在各種實施例中，可W通過在區段4044、4048、4064、4068、4144、4148、4164和41她 上使用較高電位而在區段4084、4088、4104、4108、4124和4128上使用較低電位來用離子化 室418限制離子。為從離子化室射出離子，可W將梯度電位施加到區段，如將低電位施加于 區段404A和404B上，隨著距區段404A和404B的距離增大而在每個區段對中施加增大的電 位，其中最高電位施加到區段416A和416B。隨著區段的桿內距離變窄，沿著方向420射出的 離子可W聚焦到更窄的離子化室中。類似地，為沿著方向422射出離子，可W施加梯度電位， 其中在區段416A和416B處的電位最低，并且在區段404A和404B處的電位最高。沿著方向422 射出的離子可W聚焦到更窄的離子化室中，因為區段416A與416B之間的桿內距離小于中屯、 區段的桿內距離。
[0073] 在各種實施例中，施加到區段4044、4048、4064、4068、4144、4148、4164和41她的尺尸 電壓可W相對于施加到4084、4088、4104、4108、4124和4128的3。電壓減小。如先前所提及， 桿區段到中屯、的較近接近度增大由運些桿區段產生的RF場的效果，并且施加到窄化的桿區 段4044、4048、4064、4068、4144、4148、4164和41她的3。電壓可^依序減小^沿著極桿軸線 產生較均一的RF場，W更緊密地匹配區段410A、410B、412A和412B中的RF場。
[0074] 圖5是展示4桿階梯式電壓模式500和離子經由移動鎖存器離子輸送裝置(如移動 鎖存器離子輸送裝置110)的移轉的圖。在初始時間，電壓模式504可W施加到移動鎖存器離 子輸送裝置的極桿506。在各種實施例中并且為說明所述過程，注意力可W集中到一小組桿 5084、5088、5104、5108、5124、5128、5144、5148、5164和5168。高電位(或替代地，正電位)可 W施加到極桿5084、5088、5144、5148、5164和5168，而低電位(或替代地，負電位)可^施加 到極桿 510A、510B、512A和 512B。極桿5084、5088、5104、5108、5124、5128、5144和5148可^形 成離子輸送單元，并且第二離子輸送單元可W開始于極桿516A和516B處。所施加的電位可 W產生居中于極桿510A、510B、512A和512B之間的電位井，從而截留離子518。在各種實施例 中，所述電位模式可W稱為高-低-低-高模式，參考施加到界定電位井的四個極桿對的電 位。
[0075] 在初始時間過去四分之一循環之后的時間，電壓模式520可W逐一極桿對而移位， 使得高(或正）電位可W施加到極桿5084、5088、5104、5108、5164和5168，并且低(或負）電位 可W施加到極桿512A、512B、514A和514B。隨著所施加電位的改變，電位井可W移位到位于 極桿512A、512B、514A和514B之間，并且離子518可W沿著所述電位井移動。
[0076] 圖6是展示5桿階梯式電壓模式600和離子經由移動鎖存器離子輸送裝置(如移動 鎖存器離子輸送裝置110)的移轉的圖。在初始時間，電壓模式602可W施加到移動鎖存器離 子輸送裝置的極桿604。在各種實施例中并且為說明所述過程，注意力可W集中到一小組桿 6064、6068、6084、6088、6104、6108、6124、6128、6144、6148、6164和61她。高電位(或替代地， 正電位)可W施加到極桿6064、6068、6144、6148、6164和6168，而低電位(或替代地，負電位） 可W施加到極桿6084、6088、6104、6108、6124和6128。所施加電位可^產生在6104和6108周 圍居中于極桿處的電位井，從而截留離子618。在各種實施例中，所述電位模式可W稱為高-低-低-低-高模式，參考施加到界定電位井的五個極桿對的電位。
[0077] 在初始時間過去五分之一循環之后的時間，電壓模式620可W逐一極桿對而移位， 使得高(或正）電位可W施加到極桿6064、6068、6084、6088、6144、6148、6164和61她，并且低 (或負）電位可W施加到極桿6104、6108、6124、6128、6144和6148。隨著所施加電位的改變， 電位井可W移位到在極桿612A和612B處居中，并且離子618可W沿著所述電位井移動。
[0078] 在各種實施例中，可W使用其它配置，如高-低-高補干階梯式電壓模式或大于5桿 的階梯式電壓模式。所屬領域的一般技術人員將理解，可W基于階梯式桿模式和桿數目的 變化導出各種實施例，并且運些實施例涵蓋在本發明中。
[0079] 圖7是展示4桿改變電壓模式700和離子經由移動鎖存器離子輸送裝置(如移動鎖 存器離子輸送裝置110)的移轉的圖。在初始時間，正弦波電壓模式704可W施加到移動鎖存 器離子輸送裝置的極桿706。在各種實施例中并且為說明所述過程，注意力可W集中到一小 組桿 7084、7088、7104、7108、7124、7128、7144、7148、7164和7168。施加到第一桿對（708八和 708B)的電壓由￥1(1)=￥相〇3(?*1斗1/4)界定。施加到第二桿對(和7108)的電壓可^由￥2 (t)=V*sin(?*t-Pi/4)界定。施加到第 S 桿對(712A 和 712B)的電壓可 W 由 V3(t) = -V*cos (?*t-Pi/4)界定。施加到第四桿對(714A和714B)的電壓可W由V4(t)=-V*sin( 4)界定。施加到716A和716B的電壓可W是Vl(t)，因為716A和716B包含下一4桿對群的第一 桿對。
[0080] 在初始時間1 = 0，￥1(1)和￥4(〇兩者皆為正并且為約0.707*￥，而￥2(1)和￥3(〇兩 者皆為負并且為約-0.707*V。電位井可W形成于桿710A、710B、712A和712B之間，從而將離 子718截留于桿710A、710B、712A和712B之間。在中間時間t=l/8循環或約45度之后（未展 示），乂1(〇可^是約1.0*￥，￥2(〇和￥4(1)可^是約0，并且￥3(1)可^是約-1.0*￥。電位井移 位到在桿對712A和7012B處居中，從而使離子71的往其移動。在稍后時間t = l/4循環或約90 度之后(正弦波720)，￥1(〇和￥2(〇可^是約0.707*￥，并且￥3(〇和￥4(〇可^是約-0.707* V。電位井進一步移位到桿712A、712B、714A和714B之間，從而使離子718隨位于桿712A、 712B、714A和714B之間的井一起移動。
[0081] 圖8是展示5桿改變電壓模式800和離子經由移動鎖存器離子輸送裝置(如移動鎖 存器離子輸送裝置110)的移轉的圖。在初始時間，正弦波電壓模式802可W施加到移動鎖存 器離子輸送裝置的極桿804。在各種實施例中并且為說明所述過程，注意力可W集中到一小 組桿8064、8068、8084、8088、8104、8108、8124、8128、8144、8148、8164和8168。施加到第一桿 對(806A和806B)的電壓由Vl(t)=V*cos( ?*t-Pi/5)界定。施加到第二桿對(808A和808B) 的電壓可W由￥2(1)=-￥*(3〇3(?*1+(2/5)沖1)界定。施加到第^桿對(8104和8108)的電壓 可^由￥3(〇=-￥相〇3(?村)界定。施加到第四桿對(8124和8128)的電壓可^由￥4(〇=-V*cos( ?*t-(2/5)沖i)界定。施加到第五桿對(814A和814B)的電壓可W由V5(t)=V*cos (?*t+Pi/5)界定。施加到816A和816B的電壓可W是Vl(t)，因為816A和816B是下一 5桿對群 的第一桿對。
[0082] 在初始時間t = 0，Vl(t)和V5(t)兩者皆為正并且為約0.8*V，V2(t)和V4(t)兩者皆 為負并且為約-〇.3*V，并且V3(t)為負并且為約-1.0*V。電位井可W形成于桿810A和810B之 間的中屯、處，從而將離子818截留于電位井中。在中間時間t = l/10循環或約36度之后(未展 示），Vl(t)可W是約1.0*V，V2(t)和V5(t)可W是約0.3*V，并且V3(t)和V4(t)可W是約-0.8*V。電位井移位到桿810A、810B、812A和812B之間，從而使離子818隨位于桿810A、810B、 812A和812B之間的電位井一起移動。在稍后時間t = l/5循環或約72度之后(正弦波820)，V1 (t)和V2(t)可 W是約 0.8*V，V3(t)和 V5(t)可 W是約-0.3*V，并且V4(t)可 W是約-1.0*V。電 位井進一步移位到桿812A和812B之間的中屯、處，從而使離子818隨居中于桿812A和812B之 間的電位井一起移動。
[0083] 在各種實施例中，可W使用其它配置，如3桿改變電壓模式或大于5桿的改變電壓 模式。3桿改變電壓模式的實施例可W由Vl(t)=V*cos(?*t-Pi/4)、V2(t) = -V*cos(w*t-pi/4)、V3(t)=V*cos(?*t-Pi/4)界定。所屬領域的一般技術人員將理解，可W基于改變電 壓桿模式和桿數目的變化導出各種實施例，并且運些實施例涵蓋在本發明中。
[0084] 圖9是圖示根據各種實施例的用于分析離子的處理器的流程圖。在902處，可W產 生離子。取決于樣品，可W通過多種方式產生離子，包括(但不限于）電噴霧電離化SI)、基質 輔助激光解吸附/電離(MLDI)、電感禪合等離子體電離，或各種其它電離技術。在各種實施 例中，可W如在離子阱中截留并且冷卻離子。在904處，可W基于質荷比(m/z)分離前驅物離 子，如通過使用線性離子阱等等。在各種實施例中，可W基于離子的mA將離子分群為N群。 在906處，可W對前驅物離子進行分段W產生碎片離子。在各種實施例中，具有特定m/z或m/ Z范圍的特定群的前驅物離子可W分段在一起。
[0085] 在908處，可W將碎片離子注入到離子輸送裝置的第一單元中。在各種實施例中， 可W平行于極桿并且垂直于離子在移動鎖存器離子輸送裝置內的移動方向而注入離子。在 910處，可W使碎片離子沿著離子輸送裝置移動。舉例來說，電壓可W經歷完整循環，從而使 碎片離子從移動鎖存器離子輸送裝置的第一單元移動到第二單元。
[0086] 在912處，可W作出是否已將最后一群離子分段并且注入到離子輸送裝置中的確 定。如果存在額外前驅物離子，那么可W對其進行分段，如906處所圖示。所述循環可W繼 續，直到對每一群前驅物離子進行分段并且注入到離子輸送裝置中，即，可W對于從1到N的 每一群k重復所述循環。
[0087] 在各種實施例中，可W掃描在線性離子阱之外的前驅物離子，并且可W對小范圍 的離子進行分段。來自每一范圍的碎片離子可W作為單獨批次注入到移動鎖存器離子輸送 裝置中。移動鎖存器離子輸送裝置可W將每一批次的碎片離子保持在一起，同時保持其與 由具有不同m/z范圍的前驅物離子產生的其它批次的碎片離子分離。
[0088] 在其它實施例中，可W通過四極質量過濾器選擇特定mA范圍的離子并且對其進 行分段。碎片離子可W注入到移動鎖存器離子輸送裝置中，并且在第一群離子移動到另一 單元之后，額外m/z范圍可W經選擇、分段并且注入到移動鎖存器離子輸送裝置中。
[0089] 當不存在待分段的額外前驅物離子時，可W分析移動鎖存器離子輸送裝置中的碎 片離子群，如914處所圖示。移動鎖存器離子輸送裝置可W操作W保持碎片離子群彼此分 離，同時將來自每一群的碎片離子保持在一起，而不管mA或離子遷移率如何。碎片離子群 可W單獨地進行分析，并且相關回到前驅物離子的mA范圍。在各種實施例中，可W分析每 一碎片離子群，或替代地，可W分析所選碎片離子群。
[0090] 在各種實施例中，可W在平行于極桿并且垂直于離子在離子輸送裝置內的移動方 向的方向上使碎片離子從移動鎖存器離子輸送裝置射出。碎片離子可W直接射出到質量分 析器中，或射出到離子導引件或離子輸送裝置中，隨后前進到質量分析器。
[0091]在各種實施例中，在完成離子輸送之后并且在射出之前，電壓持續改變模式可W 切換到靜態DC電壓模式，從而使多個離子在個別離子輸送單元中的瞬時位置固定。在實施 例中，多個離子從多個離子輸送單元的射出可W逐單元地并行布置到對應存儲單元中。或 者，多個離子的射出可W按連續方式布置到單個存儲單元中（將或不將重復電壓模式切換 到靜態DC電壓模式）。
[009。 質譜平臺
[0093] 質譜平臺1000的各種實施例可W包括如在圖10的框圖中顯示的組件。在各種實施 例中，圖1的元件可W并入到質譜平臺1000中。根據各種實施例，質譜儀1000可W包括離子 源1002、質量分析器1004、離子檢測器1006和控制器1008。
[0094] 在各種實施例中，離子源1002從樣品產生多個離子。所述離子源可W包括(但不限 于)基質輔助激光解吸附/電離(MALDI)源、電噴霧電離化SI)源、電感禪合等離子體（ICP) 源、電子電離源、光致電離源、輝光放電電離源、熱噴霧電離源，等等。
[00M]在各種實施例中，質量分析器1004可W基于離子的質荷比而分離離子。舉例來說， 質量分析器1004可W包括四極質量過濾器分析器、飛行時間（TOF)分析器、四極離子阱分析 器、靜電阱(例如，軌道阱）質量分析器，等等。在各種實施例中，質量分析器1004還可W經配 置W對離子進行分段，并且進一步基于質荷比分離經分段的離子。
[0096] 在各種實施例中，離子檢測器1006可W檢測離子。舉例來說，離子檢測器1006可W 包括電子倍增器(electron multiplier)、法拉弟杯，等等。離開質量分析器的離子可W通 過離子檢測器加 W檢測。在各種實施例中，離子檢測器可W定量，使得可W確定離子的準確 計數。
[0097] 在各種實施例中，控制器1008可W與離子源1002、質量分析器1004和離子檢測器 1006通信。舉例來說，控制器1008可W配置離子源或啟用/停用離子源。另外，控制器1008可 W配置質量分析器1004W選擇特定質量范圍來加 W檢測。另外，控制器1008可W調整離子 檢測器1006的靈敏度，如通過調整增益。另外，控制器1008可W基于正檢測的離子的極性而 調整離子檢測器1006的極性。舉例來說，離子檢測器1006可W經配置W檢測正離子或經配 置W檢測負離子。
[00側計算機實施系統
[0099] 圖11是圖示計算機系統1100的框圖，本發明教示的實施例可實施于所述計算機系 統上，因為其可形成圖10中所描繪的質譜平臺1000的控制器1008的全部或部分。在各種實 施例中，計算機系統1100可W包括總線1102或其它傳達信息的通信機構，和與總線1102禪 合用于處理信息的處理器1104。在各種實施例中，計算機系統1100也可W包括存儲器1106， 其可W是隨機存取存儲器(RAM)或其它動態存儲裝置，禪合到總線1102W確定基礎呼叫，和 被處理器1104執行的指令。存儲器1106也可用于在執行被處理器1104執行的指令期間存儲 暫時變量或其它中間信息。在各種實施例中，計算機系統1100可W進一步包括禪合到總線 1102 W存儲用于處理器1104的靜態信息和指令的只讀存儲器(ROM) 1108或其它靜態存儲裝 置。存儲裝置1110(如磁盤或光盤)可W被提供并且禪合到總線1102W存儲信息和指令。
[0100] 在各種實施例中，處理器1104可W包括多個邏輯口。邏輯口可W包括"與"n (ANDgate)、。或'^(ORgate)、''非"口（NOTgate)、。與非"^(NANDgate)、。或非"口（NOR gate)、"異或"n (EXOR gate)、"異非"n化XNOR gate)或其任何組合。"與"n僅當所有輸入 較高時才產生高輸出。如果輸入中的一個或多個高，那么"或"口產生高輸出。"非"口可W產 生輸入與輸出的倒版，如當輸入低時輸出高值。"與非"n (NAND/N0T-AND gate)可W產生逆 與輸出，使得輸出將在任何輸入低時高。"或非"（N0R/N0T-0R) 口可W產生逆或輸出，使得 "或非"n輸出在任何輸入高時低。"異或"化XOR/Exclusive-OR) 口可W在任一輸入，但并非 兩個輸入高時產生高輸出。"異非"化XNOR/Exclusive-NOR) 口可W產生逆異或輸出，使得輸 出在任一輸入，但并非兩個輸入高時低。
[0101] 表1:邏輯口真值表
[0102]
[0103] 所屬領域的技術人員將了解，邏輯口可W各種組合使用W進行比較、運算、操作 等。另外，所屬領域的技術人員將了解如何對使用邏輯口的各種組合排序W進行復雜方法， 如本文所描述的方法。
[0104] 在一個實例中，可W使用"同或"n (XNOR gate)進行1位二進制比較，因為結果僅 在兩個輸入相同時高。兩個多位值的比較可W通過使用多個"同或"n比較每對位，且組合 "同或"n使用和"與"n的輸出，使得結果僅在每對位具有相同值時真實來進行。如果任何 對的位不具有相同值，那么對應"同或"n的結果可能低，并且接收低輸入的"與"n的輸出 可能低。
[0105] 在另一個實例中，1位加法器可W使用"與"n和"異或"n的組合建構。確切地說，1 位加法器可W接收=個輸入，兩個待相加的位(A和B)和進位位(Cin),和兩個輸出，總和(S) 和進位輸出位(Cout)Xin位可W對于兩個一位值的相加設定為0,或可用于將多個1位加法 器禪合在一起W通過從較低階加法器接收Cout將兩個多位值相加。在示例性實施例中，S可 W通過將A和B輸入應用到"異或"n，并且隨后將結果和Cin應用到另一"異或"n建構。Cout 可W通過將A和B輸入應用到"與"n，將來自總和的A-B XOR的結果和Cin應用到另一個AND， 并且將"與"n的輸入應用到"異或"n。
[0106] 表2:1位加法器真值表
[0107]
[0108] 在各種實施例中，計算機系統1100可W經由總線1102禪合到顯示器1112,如陰極 射線管(CRT)或液晶顯示器化CD) W將信息顯示到計算機用戶。包括字母數字鍵和其它鍵的 輸入裝置1114可W禪合到總線1102W傳達信息和命令選擇到處理器1104。另一類型的用戶 輸入裝置是光標控制器1116，如鼠標、跟蹤球或光標方向鍵，其用于傳達方向信息和命令選 擇到處理器1104和控制顯示器1112上的光標移動。運一輸入裝置通常具有在兩個軸線（第 一軸線(例如，X)和第二軸線（例如，y))上的兩個自由度，其允許所述裝置指定一個平面中 的位置。
[0109] 計算機系統1100可W執行本發明教示。與本發明教示的某些實施方案一致，結果 可W響應于處理器1104執行存儲器1106中含有的一個或多個指令的一個或多個序列而由 計算機系統1100提供。運類指令可W從另一個計算機可讀媒體，如存儲裝置1110讀取到存 儲器1106中。執行存儲器1106中含有的指令序列可W使得處理器1104進行本文所描述的方 法。在各種實施例中，存儲器中的指令可W對處理器內可用的邏輯口的各種組合的使用排 序W進行本文描述的方法。或者，可W使用硬連線電路代替或結合軟件指令W實施本發明 教示。在各種實施例中，硬連線電路可W包括所需邏輯口，其W所需順序操作W進行本文所 描述的方法。因此，本發明教示的實施方案不限于硬件電路和軟件的任何特定組合。
[0110] 如本文所用的術語"計算機可讀媒體"是指參與將指令提供到處理器1104W供執 行的任何媒體。此類媒體可W呈許多形式，包括(但不限于)非易失性媒體、易失性媒體和傳 輸媒體。非易失性媒體的實例可W包括(但不限于)光盤或磁盤，如存儲裝置1110。易失性媒 體的實例可W包括(但不限于)動態存儲器，如存儲器1106。傳輸媒體的實例可W包括(但不 限于)同軸電纜、銅線W及光纖，包括包含總線1102的導線。
[0111] 非暫時性計算機可讀媒體的常見形式包括(例如）軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶、或任 何其它磁性媒體、CD-ROM、任何其它光學媒體、穿孔卡片、紙帶、具有孔桐圖案的任何其它物 理媒體、RAM、PR0M和EPROM、閃存邸PROM、任何其它存儲器忍片或盒帶或計算機可W讀取的 任何其它有形媒體。
[0112] 根據各種實施例，經配置W被處理器執行W進行方法的指令存儲在計算機可讀媒 體上。計算機可讀媒體可W是存儲數字信息的裝置。舉例來說，計算機可讀媒體包括用于存 儲軟件的如所屬領域中已知的只讀光盤(CD-ROM)。計算機可讀媒體被適合于執行經配置W 被執行的指令的處理器訪問。
[0113] 在各種實施例中，本發明教示的方法可W在W如C、C++、G等的常規編程語言編寫 的軟件程序和應用中實施。
[0114] 雖然結合各種實施例來描述本發明傳授內容，但是并不打算將本發明傳授內容限 制于運類實施例。相反地，如所屬領域的技術人員應了解，本傳授內容涵蓋各種替代方案、 修改和等效物。
[0115] 另外，在描述各種實施例中，說明書可能將方法和/或過程呈現為特定順序的步 驟。然而，在方法或過程不依賴于本文闡述的步驟的特定順序的程度上，方法或過程不應限 于所描述的步驟的特定順序。如所屬領域的技術人員將了解，步驟的其它順序可W是可能 的。因此，在說明書中闡述的步驟的特定次序不應理解為對權利要求書的限制。另外，針對 方法和/或過程的權利要求書不應限于W書寫的次序進行其步驟，并且所屬領域的技術人 員可W易于了解的是順序可W變化并且仍保持在各種實施例的精神和范圍內。
[0116] 本文所述的實施例可W用包括W下的其它計算機系統配置實踐:手持式裝置、微 處理器系統、基于微處理器或可編程消費型電子裝置、微型計算機、大型主機計算機等。實 施例也可W在其中任務通過經網絡連接的遠程處理裝置執行的分布式計算環境中實踐。
[0117] 還應了解，本文所描述的實施例可W采用設及存儲在計算機系統中的數據的各種 計算機實施操作。運些操作為需要物理量的物理操縱的操作。通常(盡管未必），運些量呈能 夠被存儲、轉移、組合、比較W及W其它方式操縱的電或磁信號的形式。另外，進行的操控通 常W如產生、鑒別、確定或比較的術語提及。
[0118] 形成本文所描述的實施例的一部分的操作中的任一個是適用的機器操作。本文所 述的實施例也設及進行運些操作的裝置或設備。本文中所描述的系統和方法可W出于所需 目的專口構造或其可W是通過存儲在計算機中的計算機程序選擇性地激活或配置的通用 計算機。具體地說，各種通用機器可W與根據本文中的教示編寫的計算機程序一起使用，或 可能更方便的是構造更專口設備W執行所需操作。
[0119] 某些實施例還可W實施為計算機可讀媒體上的計算機可讀代碼。計算機可讀媒體 是可W存儲此后可W通過計算機系統讀取的數據的任何數據存儲裝置。計算機可讀媒體的 實例包括硬盤驅動器、網絡連接存儲(NAS)、只讀存儲器、隨機存取存儲器、CD-R0MXD-R、 CD-RW、磁帶W及其它光學和非光學數據存儲裝置。計算機可讀媒體也可W分布在網路禪合 的計算機系統上，W使得計算機可讀代碼W分布方式存儲和執行。
【主權項】
1. 一種用于質譜儀的離子輸送裝置，其包含： 多個平行布置的極桿對，所述極桿對界定多個離子輸送單元，每一離子輸送單元唯一 地對應于一群連續的固定數目個極桿對，使得沒有兩個離子輸送單元共享共同極桿對； 用于將離子供應到所述離子輸送裝置的分段單元，其中所述離子輸送裝置經定位和定 向以從在平行于所述極桿的主軸的方向上行進的所述分段單元接收離子;以及 控制器，其經配置以 將重復電壓模式的電壓施加到所述極桿對，由此建立能夠俘獲離子的多個電位井，其 中每一離子輸送單元接收相同模式的電壓； 使所述重復電壓模式沿著所述極桿對移動以使所俘獲離子沿著所述離子輸送裝置在 所述多個離子輸送單元內和其間移動；以及 將至少一個射出電壓施加到一或多個電極以使得離子在平行于所述極桿的方向上從 所述離子輸送裝置射出。2. 根據權利要求1所述的離子輸送裝置，其中所述離子在垂直于所述極桿的所述主軸 的方向上沿著所述離子輸送裝置輸送。3. 根據權利要求1所述的離子輸送裝置，其中所述控制器經配置以將至少一個射出電 壓施加到一或多個電極以產生使得離子從所述離子輸送裝置射出的DC電位梯度。4. 根據權利要求1所述的離子輸送裝置，其中每一極桿對包括具有RF+極性的極桿和具 有RF-極桿極性的極桿。5. 根據權利要求4所述的離子輸送裝置，其中鄰近極桿對具有相反的RF極桿極性。6. 根據權利要求1所述的離子輸送裝置，其中極桿對的極桿之間的間隔大于極桿對之 間的間隔。7. 根據權利要求1所述的離子輸送裝置，其中極桿對之間的所述間隔沿著所述離子輸 送裝置的長度實質上相等。8. 根據權利要求1所述的離子輸送裝置，其中極桿對的極桿之間的所述間隔介于極桿 對之間的所述間隔的兩倍與四倍之間。9. 根據權利要求1所述的離子輸送裝置，其中所述重復電壓模式為階梯式電壓模式。10. 根據權利要求9所述的離子輸送裝置，其中所述階梯式電壓模式為跨越三個極桿對 施加的高-低-高模式。11. 根據權利要求9所述的離子輸送裝置，其中所述階梯式電壓模式為跨越四個極桿對 施加的高-低-低-高模式。12. 根據權利要求9所述的離子輸送裝置，其中所述階梯式電壓模式為跨越五個極桿對 施加的高-低-低-低-高模式。13. 根據權利要求1所述的離子輸送裝置，其中所述重復電壓模式為電壓電平持續改變 模式。14. 根據權利要求13所述的離子輸送裝置，其中所述電壓電平持續改變模式是跨越三 個極桿對而施加，并且是由下 SWS:Vl(t)=+V*cos(Pi/4-c〇*t)、V2(t)=-V*cos(Pi/4-c〇*t)、V3(t) =+V*cos(Pi/4- ω *t)。15. 根據權利要求13所述的離子輸送裝置，其中所述電壓電平持續改變模式是跨越四 個極桿對而施加，并且是由下式界定:Vl(t)=V*cos( c〇*t-Pi/4)、V2(t) =V*sin( c〇*t-Pi/ 4)、V3(t) = _V*cos( ω *t_Pi/4)、V4(t) = _V*sin( ω *t_Pi/4)。16. 根據權利要求13所述的離子輸送裝置，其中所述電壓電平持續改變模式是跨越五 個極桿對而施加，并且是由下式界定:Vl(t) =V*cos( ω *t_Pi/5)、V2(t) = _V*cos( ω *t+ (2/5)*Pi)、V3(t) = _V*cos( ω *t)、V4(t) = _V*cos( ω *t_(2/5)*Pi)、V5(t) = V*cos( ω *t+ Pi/5)〇17. -種質譜儀，其包含： 離子源； 離子輸送裝置，其包括多個平行布置的極桿對，所述極桿對界定多個離子輸送單元，每 一離子輸送單元唯一地對應于一群連續的固定數目個極桿對，使得沒有兩個離子輸送單元 共享共同極桿對； 用于將離子供應到所述離子輸送裝置的分段單元，其中所述離子輸送裝置經定位和定 向以從在平行于所述極桿的主軸的方向上行進的所述分段單元接收離子； 一個或多個質量分析器；以及 控制器，其經配置以 將重復電壓模式的電壓施加到所述極桿對，由此建立能夠俘獲離子的多個電位井，其 中每一離子輸送單元接收相同模式的電壓；以及 使所述重復電壓模式沿著所述極桿對移動以使所俘獲離子沿著所述離子輸送裝置在 所述多個離子輸送單元內和其間移動。18. 根據權利要求17所述的質譜儀，其中所述離子在垂直于所述極桿的方向上沿著所 述離子輸送裝置輸送。19. 根據權利要求17所述的質譜儀，其中所述控制器經配置以將至少一個射出電壓施 加到一或多個電極以使得離子在平行于所述極桿的方向上從所述離子輸送裝置射出。20. 根據權利要求19所述的質譜儀，其中所述所述極桿劃分成多個區段，并且所述控制 器經配置以跨越所述分段式桿施加 DC電位梯度以使所述離子從所述離子輸送裝置射出。21. 根據權利要求17所述的質譜儀，其中極桿對的極桿之間的間隔大于極桿對之間的 間隔。22. 根據權利要求17所述的質譜儀，其中極桿對的極桿之間的所述間隔在離子輸送裝 置的尚子射出點附近減小。23. 根據權利要求22所述的質譜儀，其中所述RF電壓在離子輸送裝置的所述離子射出 點附近減小。24. 根據權利要求17所述的質譜儀，其中極桿對之間的所述間隔沿著所述離子輸送裝 置的長度實質上相等。25. -種沿著離子輸送裝置輸送離子的方法，所述離子輸送裝置包括多個平行布置的 離子輸送單元，所述離子輸送單元包括平行布置的一群連續的固定數目個極桿對，使得沒 有兩個離子輸送單元共享共同極桿對，所述多個離子輸送單元包括第一離子輸送單元及第 二咼子輸送單兀，所述方法包含： 將初始電壓模式施加到所述離子輸送單元的所述極桿對以在所述離子輸送單元內建 立多個電位井，其中每一離子輸送單元接收相同模式的電壓； 將第一多個離子注入到在平行于所述極桿的主軸的方向上行進的所述第一離子輸送 單元，并且將所述第一多個離子俘獲在所述第一離子輸送單元的所述電位井中； 更改施加到所述離子輸送單元的所述極桿的所述電壓模式以使所述電位井和所述第 一多個離子移動到所述第二離子輸送單元;以及 當所述更改所述電壓模式的第一循環完成時，將第二多個離子注入到在平行于所述極 桿的所述主軸的方向上行進的所述第一離子輸送單元，并且將所述第二多個離子俘獲在所 述第一離子輸送單元的所述電位井中。26. 根據權利要求25所述的方法，其中所述離子在垂直于所述極桿的方向上沿著所述 離子輸送裝置輸送。27. 根據權利要求25所述的方法，其中每一極桿對包括具有RF+極性的極桿和具有RF-極桿極性的極桿。28. 根據權利要求25所述的方法，其中鄰近極桿對具有相反的RF極桿極性。
【文檔編號】H01J49/00GK105845538SQ201610073270
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月2日
【發明人】V·V·科威同
【申請人】薩默費尼根有限公司