離子檢測制造技術

提供了質量分析器以及用于質量分析器的離子檢測方法。靜電場生成器提供使離子包沿一方向振蕩的靜電場。在顯著短于離子振蕩周期的一段持續時間上或者通過使用寬度顯著小于離子諧波運動跨距的脈沖檢測電極來檢測脈沖瞬態信號。也檢測諧波瞬態信號。隨后基于脈沖瞬態信號和諧波瞬態信號來標識相對于質荷比的離子強度。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】離子檢測專利
本專利技術涉及質量分析器或者用于質量分析器的離子檢測方法。專利技術背景傅里葉變換質譜法(FTMS)使用電磁場，其中離子相干包在一周期內在分析器內經受自由諧波振蕩，該周期是離子相干包的質荷比(m／z)函數。電磁場可通過靜電場和靜磁場的組合來提供，例如在傅里葉變換離子回旋共振(FTICR)質量分析器中，或者僅通過靜電場來提供，例如在軌道俘獲質量分析器(以Orbitrap(TM)之名銷售)中。使用射頻場的FTMS也是已知的，但是由于分析性能有限而沒有變得普及。典型地，當離子在檢測電極附近通過時通過在檢測電極中生成的像電流來檢測離子。已知FTMS中m/z分析的分辨能力受到傅里葉變換不確定性原理的限制。這將分辨能力剛性地關聯于檢測到的離子包相干振蕩的次數。結果，增加FTMS質量分析器中的檢測時間導致m／z分析的分辨能力的成比例提高。經常地，在質量分析之前執行液態分離，且這種分離的增大的速度對質譜法的檢測時間以及串聯的質譜法分析施加壓力。減小檢測時間而不顯著地影響分辨能力是FTMS的主要挑戰。現有方法涉及對諧波瞬態像電流的數據處理，諧波瞬態像電流也被稱為連續瞬態像電流，其在檢測時間至少是離子包振蕩周期的長度時產生。例如，已考慮以下方法：自相關(參見MarshallA.G.：Verdun，F.R.，”FourierTransformsinNMR，opticalandmassspectrometry(NMR、光學和質譜儀中的傅立葉變換)”，Elsevier，1990，p.150-155)；線性預測(參見GuanS.，MarshallA.G.，”LinearPredictionCholeskyDecompositionVsFourierTransformSpectralAnalysisforIonCyclotronResonanceMassSpectrometry(對于離子回旋質譜儀的線性預測Cholesky分解和傅立葉變換頻譜分析的比較)”，Anal.Chem.，1997，69(6)，pp1156-1162以及US-5，047，636)；以及濾波器對角化方法(FDM)(參見Mandelshtam，V.A.，”FDM：ThefilterdiagonalizationmethodfordataprocessinginNMRexperiments(FDM：用于NMR實驗中的數據處理的濾波器對角化方法)”，Prog.Nucl.Magn.Res.Spectrosc，2001,38，p.159-196)。這些現有方法嘗試使諧波瞬態(其是時域信號)擬合于正弦波或余弦波的和。這被稱為諧波反向問題，且是困難的非線性擬合問題，尤其是對于典型用于質譜法的大量噪聲峰來說。噪聲數據阻止使用這些對傅里葉變換的替換從諧波瞬態構造峰或光譜線列表。使用FTMS獲取數據、分析數據或這完成這兩者的替換方法是合乎需要的，以減小檢測時間而不劣化分辨能力。
技術實現思路
針對該背景，本專利技術提供了一種質量分析器，包括：靜電場生成器，其被布置成提供使離子包在一周期內沿縱向振蕩的靜電場；脈沖檢測電極排列，其被配置成檢測脈沖瞬態信號；諧波檢測電極排列，其被配置成檢測諧波瞬態信號；以及處理器，其被配置成基于諧波瞬態信號和脈沖瞬態信號來標識相對于質荷比的離子強度。優選地，脈沖檢測電極排列被配置成在顯著短于離子包振蕩周期的一段持續時間上檢測脈沖瞬態信號。用于檢測脈沖瞬態信號的持續時間可僅僅為離子包振蕩周期的75％，50％，25％，10％，5％，1％或0.5％。任選地，諧波檢測電極排列被配置成在至少離子包振蕩周期上連續地檢測諧波瞬態信號。在第二方面，本專利技術提供了一種質量分析器，包括：靜電場生成器，其被布置成提供使在一周期內沿縱向振蕩的離子包形成的靜電場；脈沖檢測電極排列，其被配置成在顯著短于離子包振蕩周期的一段持續時間上檢測脈沖瞬態信號；諧波檢測電極排列，其至少位于縱向上離子包的轉向點處，被配置成檢測包括像電流的諧波瞬態信號；以及處理器，其被配置成基于脈沖瞬態信號和諧波瞬態信號來標識相對于質荷比的離子強度。任選地，諧波檢測電極排列包括多個電極，該多個電極中的每一個電極被維持在不同的電位。在第三方面，提供了一種質量分析器，包括：靜電場生成器，其被布置成提供使相干離子包在一周期內沿至少一個方向進行諧波運動的靜電場；脈沖檢測電極排列，其被配置成在顯著短于離子包諧波運動周期的一段持續時間上檢測脈沖瞬態信號；諧波檢測電極排列，其被配置成在至少為離子包諧波運動總時間的80％、50％或30％的一段持續時間上連續地檢測諧波瞬態信號；以及處理器，其被配置成基于脈沖瞬態信號和諧波瞬態信號來標識相對于質荷比的離子強度。在第四方面，可找到一種質量分析器，包括：靜電場生成器，其被布置成提供使相干離子包沿縱向上的跨距進行諧波運動的靜電場；脈沖檢測電極排列，其被配置成檢測脈沖瞬態信號，該脈沖檢測電極排列包括至少一個脈沖檢測電極，該至少一個脈沖檢測電極中的每一個電極在縱向上的寬度顯著小于諧波運動的跨距；諧波檢測電極排列，其被配置成檢測諧波瞬態信號；以及處理器，其被配置成基于脈沖瞬態信號和諧波瞬態信號來標識相對于質荷比的離子強度。諧波運動的跨距可以是離子所行進的峰到峰距離。任選地，該至少一個脈沖檢測電極中的每一個電極在縱向上的寬度僅僅為諧波運動的跨距的50％，25％，10％，5％，2％或l％。將脈沖檢測電極排列與諧波檢測電極一起使用允許從質量分析器獲取額外數據。有利地，諧波瞬態信號和脈沖瞬態信號基本同時被獲得。這兩種信號的組合(在優選實施例中兩者均為像電流信號)允許使用一些不同的數據處理技術。實際上，脈沖瞬態信號可被有利地用于改進使用諧波瞬態信號所獲得的光譜線列表。諧波瞬態信號通常被理解成對于每個離子包含具有有限頻率范圍的正弦信號、余弦信號或兩者的信號。更具體地，該有限頻率范圍典型地是窄的，且在設備中離子軸向振蕩的頻率周圍。在某些情況下，有限頻率范圍可僅包括離子軸向振蕩的頻率，但是在其它情況下它可包括該頻率的第三、可能第五以及任選地更高的諧波。在第三或第五或更高的諧波存在的情況下，它們對信號中的總功率的全部貢獻通常僅僅為5％、3％或1％。相比之下，脈沖瞬態信號通常將對于每個離子包括具有離子軸向振蕩頻率的一連串正弦信號、余弦信號或兩者以及具有該頻率的大量諧波。而且，諧波對信號中的總功率貢獻了相當大的百分比，例如至少為總信號功率的5％，10％，25％或50％。現在描述本專利技術的進一步特征，這些特征適用于本專利技術的各個不同方面。應認識到，許多這些特征可被組合在一起，并不是所有此類組合在下文中明確標識出。任選地，處理器被進一步配置成通過使用以下至少之一對諧波瞬態信號進行處理以標識相對于質荷比的離子強度：傅里葉變換；線性預測方法；濾波器對角化方法；以及任何其它諧波反向方法。濾波器對角化方法可任選地與應用于脈沖瞬態信號的分析方法一起使用，以提供質荷比及相關聯的離子強度的列表，其通過使用這兩種信號迭代地改進。處理器可被任選地配置成通過使用以下至少之一對脈沖瞬態信號進行處理以標識相對于質荷比的離子強度：自相關；線性預測；濾波器對角化方法；任何其它諧波反向方法；以及小波變換。這些技術，特別是小波變換，可良好地適于分本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.12.14 GB 1021232.21.一種質量分析器，包括：靜電場生成器，其被布置成提供使離子包在一周期中沿縱向振蕩的靜電場，所述靜電場生成器包括與至少一個內部電極共軸的外部電極，外部電極組件和內部電極組件中的至少一個包括多個電極部分；脈沖檢測電極排列，包括至少一個脈沖檢測電極，所述至少一個脈沖檢測電極是所述多個電極部分中在縱向上靠近所述靜電場生成器的中心定位的電極部分，所述脈沖檢測電極排列被配置成在顯著短于離子包振蕩周期的一段持續時間上檢測脈沖瞬態信號；諧波檢測電極排列，包括兩個或更多諧波檢測電極，所述諧波檢測電極是所述多個電極部分中在縱向上靠近所述靜電場生成器的末端定位的電極部分，諧波檢測電極排列被配置成至少為離子包諧波運動總時間的30％的一段持續時間上連續地檢測諧波瞬態信號；以及處理器，其被配置成基于所述脈沖瞬態信號和所述諧波瞬態信號來標識相對于質荷比的離子強度。2.如權利要求1所述的質量分析器，其特征在于，所述諧波檢測電極排列至少位于縱向上的離子包轉向點處，且其中所述諧波瞬態信號包括像電流。3.如權利要求2所述的質量分析器，其特征在于，所述諧波檢測電極排列包括多個電極，所述多個電極中的每一個電極被維持在不同的電位。4.如權利要求1所述的質量分析器，其中所述諧波檢測電極排列被配置成在至少為離子包諧波運動總時間的50％的一段持續時間上連續地檢測諧波瞬態信號。5.如權利要求1所述的質量分析器，其中所述脈沖檢測電極排列包括至少一個脈沖檢測電極，所述至少一個脈沖檢測電極中的每一個電極在縱向上的寬度顯著小于諧波運動的跨距。6.如權利要求1所述的質量分析器，其特征在于，所述處理器被配置成通過使用以下至少之一對所述脈沖瞬態信號進行處理以標識相對于質荷比的離子強度：自相關；線性預測；濾波器對角化方法；任何其它諧波反向方法；以及小波變換。7.如權利要求1所述的質量分析器，其特征在于，所述處理器被進一步配置成通過使用以下至少之一對所述諧波瞬態信號進行處理以標識相對于質荷比的離子強度：傅里葉變換；線性預測方法；濾波器對角化方法；以及任何其它諧波反向方法。8.如權利要求1所述的質量分析器，其特征在于，所述脈沖檢測電極排列包括至少一個檢測電極，所述至少一個檢測電極在縱向上具有寬度使得離子包在基本上短于離子包振蕩半周期的一段持續時間內經過所述至少一個檢測電極附近。9.如權利要求1所述的質量分析器，其特征在于，所述靜電場生成器被布置成在所述外部電極和所述內部電極之間提供所述靜電場。10.如權利要求9所述的質量分析器，其特征在于，所述脈沖檢測電極排列是通過使用以下至少之一的至少一部分來形成的：所述內部電極；以及所述外部電極，并且其中所述脈沖瞬態信號包括在所述脈沖檢測電極排列處檢測的像電流。11.如權利要求10所述的質量分析器，其特征在于，所述內部電極以及所述外部電極中的至少之一包括第一側電極部分、第二側電極部分以及中心電極部分，所述中心電極部分位于所述第一側電極部分和所述第二側電極部分之間且通過電絕緣部分與其隔開，所述脈沖檢測電極排列由所述中心電極部分形成。12.如權利要求11所述的質量分析器，其特征在于，所述內部電極以及所述外部電極中的所述至少之一由絕緣體形成，所述第一側電極部分、所述第二側電極部分和所述中心電極部分由所述絕緣體的表面上的金屬化所形成。13.如權利要求11所述的質量分析器，其特征在于，所述內部電極以及所述外部電極中的所述至少之一被配置成使得所述第一側電極部分和所述第二側電極部分中的每一個與所述中心電極部分之間的電阻至少為100ΜΩ。14.如權利要求12所述的質量分析器，其特征在于，所述絕緣體由玻璃制成。15.如權利要求11所述的質量分析器，其特征在于，還包括：導體，其被布置成向所述內部電極以及所述外部電極中的所述至少之一的邊緣提供所述脈沖瞬態信號，所述導體由所述絕緣體的表面上的金屬化所形成。16.如權利要求11所述的質量分析器，其特征在于，還包括：導體，其被布置成向所述內部電極以及所述外部電極中的所述至少之一的邊緣提供所述脈沖瞬態信號，所述導體在俘獲離子的體積的外部形成。17.如權利要求11所述的質量分析器，其特征在于，所述中心電極部分包括第一中心電極部分和第二中心電極部分，所述脈沖瞬態信號包括在所述第一中心電極部分中生成的像電流與在所述第二中心電極部分中生成的像電流的組合。18.如權利要求9所述的質量分析器，其特征在于，所述脈沖檢測電極排列包括：安裝在所述質量分析器內部的轉換電極，所述靜電場被配置成使得離子包擊中所述轉換電極，導致二次電子被發射出；安裝在所述質量分析器外部的柵電極，其被定位成從所述轉換電極接收所述二次電子；倍增電極，其被布置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·A·馬卡羅夫，
申請(專利權)人：塞莫費雪科學不來梅有限公司，
類型：
國別省市：