CN107533948B

CN107533948B - 傅里叶变换质谱仪

Info

Publication number: CN107533948B
Application number: CN201680023387.XA
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·沃尔特·黑格
Original assignee: DH Technologies Development Pte Ltd
Current assignee: DH Technologies Development Pte Ltd
Priority date: 2015-04-25
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2019-12-03
Anticipated expiration: 2036-04-20
Also published as: US20180114685A1; JP2018517241A; EP3289603A1; CN107533948A; EP3289603A4; EP3289603B1; CA2981863A1; JP6703007B2; WO2016174545A1; US10446384B2

Abstract

通过在四极子内施加压力及气流来以离子填充所述四极子且冷却所述离子。通过将DC电压及RF电压施加于所述四极子的四极杆、将一或多个DC电压施加于所述四极子的多个辅助电极且将DC电压及RF电压施加于位于所述四极子的端处的出射透镜来将离子陷获于所述四极子中。在所述填充及所述冷却之后，通过在所述四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发来使所述离子相干地振荡。通过改变所述多个辅助电极的所述一或多个DC电压中的一或多个电压且改变所述出射透镜的所述DC电压来将所述相干地振荡的离子轴向地喷射穿过所述出射透镜且到达破坏性检测器以供进行检测。

Description

傅里叶变换质谱仪

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2015年4月25日提出申请的序列号为62/152,872的美国临时专利申请案的权益，所述临时专利申请案的内容以其全文引用方式并入本文中。

背景技术

导论

傅里叶变换是众所周知的数学算法，其用于将时域中的信号变换成频域中的信号，或反之亦然。在傅里叶变换质谱法(FTMS)中，激发离子且在时域中测量其振荡。接着，使用傅里叶变换来将所测量的离子时域振荡变换成频域。由于离子的振荡频率与离子的质荷比(m/z)成反比，因此将从傅里叶变换获知的频率转换成m/z值且产生质谱。

执行FTMS的两种类型的质谱仪是傅里叶变换离子回旋共振(FTICR)质谱仪及轨道阱。FTICR质谱仪将离子陷获于潘宁(Penning)阱中，潘宁阱使用轴向静态磁场来径向地局限离子且使用四极电场来轴向地局限离子。离子因正交于将离子激发到其共振回旋频率的磁场的电场而振荡。

轨道阱包含桶状的外电极及同轴纺锤状的内电极。施加于这些电极之间的不均匀电场致使离子轴向地振荡。FTICR质谱仪及轨道阱两者间接地测量离子在时域中的振荡。上述两者依照由附近电极中的离子产生的图像电流来测量时域振荡。

与其它类型的质谱法相比，FTMS提供更好的分辨力及质量准确度。然而，FTMS通常需要复杂或专用仪器。FTMS也通常对压力比其它类型的质谱法更敏感。因此，对于FTMS来说，需要可减小常规仪器的复杂性及压力要求同时提供更好分辨力及质量准确度的优点的额外系统及方法。

发明内容

揭示一种用于使用线性离子阱(LIT)四极子来相干地激发且喷射离子以供进行破坏性傅里叶变换质谱法(FTMS)质量分析的系统。所述系统包含四极子、出射透镜、破坏性检测器及处理器。

四极子包含四极杆及多个辅助电极。所述四极杆具有用于接收离子的进入端及用于喷射离子的出射端。所述出射透镜与所述四极杆同轴地定位成靠近所述四极杆的所述出射端。所述破坏性检测器与所述出射透镜同轴地定位且位于所述出射透镜的另一侧上。所述处理器与所述四极子、所述出射透镜及所述破坏性检测器进行通信。

为了以离子填充所述四极子且一经填充便冷却所述离子，所述处理器通过控制所述四极子的气体入口及出口而在所述四极子内施加压力及气流。为了在所述填充及所述冷却期间将所述离子陷获于所述四极子中，将直流(DC)电压及射频(RF)电压施加于所述四极杆，所述处理器将一或多个DC电压施加于所述多个辅助电极，且将DC电压及RF电压施加于所述出射透镜。为了在所述填充及所述冷却之后使所述离子相干地振荡，所述处理器在所述四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发。为了在施加所述相干激发之后将所述相干地振荡的离子轴向地喷射穿过所述出射透镜且到达所述破坏性检测器以供进行检测，所述处理器改变所述多个辅助电极的所述一或多个DC电压中的一或多个电压且改变所述出射透镜的所述DC电压。

揭示一种用于使用LIT四极子来相干地激发且喷射离子以供进行破坏性FTMS质量分析的方法。

通过借助使用处理器控制四极子的气体入口及出口而在所述四极子内施加压力及气流来以离子填充所述四极子且冷却所述离子。所述四极子包含四极杆，所述四极杆具有用于接收离子的进入端及用于喷射离子的出射端。所述四极子还包含多个辅助电极。出射透镜与所述四极杆同轴地定位成靠近所述四极杆的所述出射端。破坏性检测器与所述出射透镜同轴地定位且位于所述出射透镜的另一侧上。

在所述填充及所述冷却期间，通过使用所述处理器将直流DC电压及射频RF电压施加于所述四极杆、将一或多个DC电压施加于所述多个辅助电极且将DC电压及RF电压施加于所述出射透镜来将所述离子陷获于所述四极子中。

在所述填充及所述冷却之后，通过使用所述处理器在所述四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发来使所述离子相干地振荡。

在施加所述相干激发之后，通过使用所述处理器改变所述多个辅助电极的所述一或多个DC电压中的一或多个电压且改变所述出射透镜的所述DC电压来将所述相干地振荡的离子轴向地喷射穿过所述出射透镜且到达所述破坏性检测器以供进行检测。

揭示一种计算机程序产品，其包含非暂时性且有形的计算机可读存储媒体，所述计算机可读存储媒体的内容包含具有指令的程序，所述指令在处理器上执行指令以便执行用于使用线性离子阱LIT四极子来相干地激发且喷射离子以供进行破坏性傅里叶变换质谱法FTMS质量分析的方法。所述方法包含提供系统，其中所述系统包括一或多个相异软件模块，且其中所述相异软件模块包括填充与冷却控制模块、激发控制模块及喷射控制模块。

填充与冷却控制模块通过借助控制四极子的气体入口及出口而在所述四极子内施加压力及气流来以离子填充所述四极子且冷却所述离子。所述四极子包含四极杆，所述四极杆具有用于接收离子的进入端及用于喷射离子的出射端。所述四极子还包含多个辅助电极。出射透镜与所述四极杆同轴地定位成靠近所述四极杆的所述出射端。破坏性检测器与所述出射透镜同轴地定位且位于所述出射透镜的另一侧上。

在所述填充及所述冷却期间，通过使用所述填充与冷却控制模块将DC电压及射频RF电压施加于所述四极杆、将一或多个DC电压施加于所述多个辅助电极且将DC电压及RF电压施加于所述出射透镜来将所述离子陷获于所述四极子中。

在所述填充及所述冷却之后，通过使用所述激发控制模块在所述四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发来使所述离子相干地振荡。在施加所述相干激发之后，通过使用所述喷射控制模块1430改变所述多个辅助电极的所述一或多个DC电压中的一或多个电压且改变所述出射透镜的所述DC电压来将所述相干地振荡的离子轴向地喷射穿过所述出射透镜且到达所述破坏性检测器以供进行检测。

本文中陈述申请人教示的这些及其它特征。

附图说明

所属领域的技术人员将理解，下文所描述的图式仅出于图解说明目的。所述图式并不打算以任何方式限制本发明的范围。

图1是图解说明计算机系统的框图，可在所述计算机系统上实施本发明教示的实施例。

图2是根据各种实施例的经修改以用于傅里叶变换质谱法(FTMS)的常规三重四极质谱仪的示范性示意图。

图3是根据各种实施例的Q3四极子的电极及出射透镜的示范性示意图，所述Q3四极子的电极及出射透镜用于控制相干地振荡的离子从Q3四极子轴向喷射到检测器的的精确速率。

图4是根据各种实施例的Q3四极子的线性加速器(Linac)电极的示范性轴视图。

图5是根据各种实施例的Q3四极子的Linac电极的示范性侧视图。

图6是根据各种实施例展示如何控制线性离子阱(LIT)以便执行FTMS的一系列示范性时序图。

图7是根据各种实施例在3ms的周期内从执行FTMS的LIT喷射出的相干地振荡的离子的所检测强度的示范性图表。

图8是根据各种实施例在30ms的周期内从执行FTMS的LIT喷射出的相干地振荡的离子的所检测强度的示范性图表。

图9是根据各种实施例通过对图8的离子衰变信号应用傅里叶变换而获得的频谱的一部分的示范性图表。

图10是根据各种实施例在30ms的周期内从执行FTMS的LIT喷射出的利血平的相干振荡产物离子及残余前驱离子的所检测强度的示范性图表。

图11是根据各种实施例通过对图10的离子衰变信号应用傅里叶变换而获得的频谱的示范性图表。

图12是根据各种实施例的图11的349.5kHz与355.5kHz之间的频谱的放大部分的示范性图表。

图13是展示根据各种实施例用于使用LIT四极子来相干地激发并喷射离子以供进行破坏性FTMS质量分析的方法的流程图。

图14是根据各种实施例包含一或多个相异软件模块的系统的示意图，所述系统执行用于使用LIT四极子来相干地激发且喷射离子以供进行破坏性FTMS质量分析的方法。

在详细描述本发明教示的一或多个实施例之前，所属领域的技术人员将了解，本发明教示在其应用方面并不限于以下详细描述中所陈述或图式中所图解说明的构造细节、组件布置及步骤安排。而且，应理解，本文中所使用的措辞及术语出于描述目的且不应被视为具有限制性。

具体实施方式

计算机实施的系统

图1是图解说明计算机系统100的框图，可在计算机系统100上实施本发明教示的实施例。计算机系统100包含用于传达信息的总线102或其它通信机构，及与总线102耦合以用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包含存储器106，其可为随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置，存储器106耦合到总线102以用于存储待由处理器104执行的指令。存储器106还可用于在待由处理器104执行的指令的执行期间存储临时变量或其它中间信息。计算机系统100进一步包含只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置，只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置耦合到总线102以用于存储用于处理器104的静态信息及指令。提供例如磁盘或光盘等存储装置110且将其耦合到总线102以用于存储信息及指令。

计算机系统100可经由总线102耦合到显示器112(例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD))以向计算机用户显示信息。包含字母数字键及其它键的输入装置114耦合到总线102以用于将信息及命令选择传达到处理器104。另一类型的用户输入装置是用于将方向信息及命令选择传达到处理器104且用于控制显示器112上的光标移动的光标控制件116，例如鼠标、轨迹球或光标方向键。此输入装置通常具有在两个轴(第一轴(即，x)及第二轴(即，y))上的两个自由度，此允许所述装置规定在一平面中的位置。

计算机系统100可执行本发明教示。依照本发明教示的某些实施方案，由计算机系统100响应于处理器104执行存储器106中所含有的一或多个指令的一或多个序列而提供结果。可将此些指令从例如存储装置110等另一计算机可读媒体读取到存储器106中。对存储器106中所含有的指令序列的执行致使处理器104执行本文中所描述的过程。另一选择为，硬连线电路可取代软件指令或与软件指令组合使用以实施本发明教示。因此，本发明教示的实施方案并不限于硬件电路与软件的任何特定组合。

在各种实施例中，计算机系统100可跨越网络连接到一或多个其它计算机系统(如计算机系统100)以形成网络化系统。所述网络可包含专用网络或公用网络，例如因特网。在网络化系统中，一或多个计算机系统可存储数据且将数据供应给其它计算机系统。在云计算情景中，存储且供应数据的一或多个计算机系统可被称为服务器或云。所述一或多个计算机系统可包含一或多个web服务器，举例来说。将数据发送到服务器或云且从服务器或云接收数据的其它计算机系统可称为客户端或云装置，举例来说。

如本文中所使用的术语“计算机可读媒体”是指参与将指令提供到处理器104以供执行的任何媒体。此媒体可呈许多形式，包含但不限于非易失性媒体、易失性媒体及传输媒体。举例来说，非易失性媒体包含光盘或磁盘，例如存储装置110。易失性媒体包含动态存储器，例如存储器106。传输媒体包含同轴电缆、铜线及光纤，包含包括总线102的导线。

举例来说，常见形式的计算机可读媒体或计算机程序产品包含软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、数字视盘(DVD)、蓝光盘、任何其它光学媒体、拇指驱动器、存储器卡、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或盒式磁盘，或者计算机可从其读取的任何其它有形媒体。

在将一或多个指令的一或多个序列载运到处理器104以供执行时可涉及各种形式的计算机可读媒体。举例来说，指令可最初携载于远程计算机的磁盘上。所述远程计算机可将指令加载到其动态存储器中并使用调制解调器经由电话线发送指令。在计算机系统100本地的调制解调器可经由电话线接收数据并使用红外发射器将数据转换为红外信号。耦合到总线102的红外检测器可接收在红外信号中载运的数据并将数据置于总线102上。总线102将数据载运到存储器106，处理器104从存储器106检索并执行指令。可任选地在由处理器104执行之前或之后将存储器106接收到的指令存储于存储装置110上。

根据各种实施例，经配置以由处理器执行以执行方法的指令存储于计算机可读媒体上。所述计算机可读媒体可为存储数字信息的装置。举例来说，计算机可读媒体包含此项技术中已知的用于存储软件的光盘只读存储器(CD-ROM)。所述计算机可读媒体由适合用于执行经配置以被执行的指令的处理器存取。

已出于图解说明及描述目的而呈现对本发明教示的各种实施方案的以下描述。其并非穷尽性的且不将本发明教示限制于所揭示的精确形式。修改及变化鉴于以上教示而可能存在或可从对本发明教示的实践获取。另外，所描述的实施方案包括软件，但本发明教示可实施为硬件与软件的组合或单独以硬件实施。可利用面向对象的程序设计系统及非面向对象的程序设计系统两者来实施本发明教示。

LIT FTMS

如上文所描述，与其它类型的质谱法相比，傅里叶变换质谱法(FTMS)提供更好的分辨力及质量准确度。然而，FTMS通常需要复杂或专用仪器。FTMS也通常对压力比其它类型的质谱法更敏感。因此，对于FTMS来说，需要可减小常规仪器的复杂性及压力要求同时提供更好分辨力及质量准确度的优点的额外系统及方法。

在各种实施例中，相干激发与轴向离子喷射耦合以提供使用线性离子阱(LIT)的高分辨率及高质量准确度FTMS。与常规系统相比，通过使用常规LIT的离子路径及真空系统来减小此FTMS系统的复杂性及压力要求。与常规FTMS系统相比，获取时间也被改进。

之前，已经提出使用LIT的FTMS。举例来说，美国专利第4,775,670号、6,403,955号及8,362,418号全部均描述了在LIT内执行离子信号的傅里叶变换。全部三个专利也描述了依据附近电极产生的图像电流来非破坏性且间接地测量离子振荡。另外，美国专利第4,775,670及6,403,955号描述了使用脉冲激发来产生离子振荡。

然而，尚未提出使用常规LIT的离子路径及真空系统来提供FTMS。先前，行业中认为使用常规LIT的离子路径及破坏性离子检测器来检测离子振荡是不可能的。

举例来说，FTMS需要离子相干性。据悉，离子在其全部均以相同相位振荡时而相干地振荡。相干振荡可使用相干激发来产生。一种示范性相干激发是短波形激发。短波形是存在时间周期较短的波形。示范性短波形是脉冲。短波形激发可形成离子的宽质荷比(m/z)范围以使其相干地移动或振荡。然而，由短波形激发而激发的离子相干地振荡仅达较短的时间周期。因此，需要在相干性丧失之前由常规LIT的破坏性离子检测器检测所激发离子。

同时，FTMS分辨率取决于时间量，相干离子振荡信号是可用的。换句话说，如果在较长时间周期内测量相干离子振荡信号，那么可获得较高分辨率。因此，由相干激发而激发的离子也需要在足够长的时间周期内被测量以提供典型FTMS分辨率。在本文中所描述的各种实施例的本发明之前，质谱法行业不能获得能够快至足以破坏性检测离子振荡以防止相干性丧失但慢至足以提供FTMS的典型高分辨率的系统及方法。

图2是根据各种实施例的经修改以用于FTMS的常规三重四极质谱仪的示范性示意图200。举例来说，图2的三重四极质谱仪是由爱博才思(Sciex)生产的4000图2的三重四极质谱仪包含常规离子路径及真空系统。

常规离子路径开始于由离子源(未展示)产生的离子化分子。离子化分子穿过孔口201及锥孔体202而到达Q0四极子205。Q0四极子205用于聚集离子化分子。Q1四极子210用于选择一子集的离子(前驱离子)。Q1四极子210从电压源(未展示)接收使Q1四极子210能够选择所述子集的离子的电压。继而，电压源由处理器(未展示)控制。Q1四极子210进一步将所述子集的离子传输到Q2四极子220。

在Q2四极子220中，所述子集的离子经碎裂从而产生产物离子。举例来说，Q2四极子220是碰撞单元。Q2四极子220将产物离子传输到Q3四极子230以供质量分析。Q3四极子230是LIT。

尽管图2的三重四极质谱仪的离子路径是常规的，但仪器本身包含一些修改。举例来说，用于Q0四极子205、Q1四极子210、Q2四极子220及Q3四极子230的射频(RF)及直流(DC)电力供应器(未展示)可由处理器(未展示)独立且个别地寻址。举例来说，Q1四极子210及Q2四极子220在约1.0MHz下操作。举例来说，Q3四极子230在略低于1.5MHz下操作。

Q3四极子230用于针对FTMS而陷获且激发的产物离子及任何残余的选定前驱离子。举例来说，用于Q3四极子230的本底压力可介于约0.5×10^-5托与5×10^-5托之间的范围。举例来说，常规FTMS仪器需要大约10^-9托及10^-10托的真空压力以达成高分辨率。

相干激发用于激发Q3四极子230的离子。相干激发可以是任何短波形激发。在各种实施例中，短波形激发会产生具有在小于10μs内升起的陡前缘的短波形。举例来说，短波形激发可是极窄偶极激发脉冲。函数产生器235用于产生偶极激发脉冲。举例来说，函数产生器235提供具有约5V的振幅及介于0.5μs到5μs之间的宽度的正方形脉冲。举例来说，函数产生器235包含放大器，所述放大器用以使用环形变压器以偶极方式来从5V的输入而提供大约+/-5到40V。举例来说，偶极激发脉冲被施加于Q3四极子230的X杆之间。偶极意味着正电压被施加到一个杆，同时同一电压被负性地施加到另一杆。

如上文所描述，Q3四极子230中的偶极激发脉冲致使产物离子与任何残余选定前驱离子相干地振荡。相干地振荡的离子由Q3四极子230及出射透镜240从Q3四极子230轴向地喷射。接着，经轴向喷射的相干地振荡的离子撞击检测器250且被破坏性检测。举例来说，检测器250是常规的电子倍增器。举例来说，电子倍增器可是转换电极或高能量倍增极(HED)。

处理器(未展示)接收来自检测器250的离子衰变信号并将其记录于存储器(未展示)中。举例来说，以1μs的停顿时间来记录离子衰变信号。举例来说，此限制可被分析达几百kHz的衰变频率。

如上文所描述，各种实施例的关键方面是快至足以破坏性地检测离子振荡以防止相干性丧失，但慢至足以提供FTMS的典型高分辨率。通过在精确速率下从Q3四极子230轴向地喷射相干地振荡的离子来实现此所要检测速率。通过控制Q3四极子230的特定电极及出射透镜240来获得此轴向喷射的精确速率。

图3是根据各种实施例的Q3四极子的电极及出射透镜的示范性示意图300，所述Q3四极子的电极及出射透镜用于控制相干地振荡的离子从Q3四极子轴向喷射到检测器的精确速率。首先，通过使用连接于X杆310之间的环形变压器(未展示)在X杆310之间施加偶极激发来使离子相干地振荡。X杆310也可被称为A极杆，这是因为这些是常规地用于质量选择轴向喷射的相同杆。

在各种实施例中，通过适当地调整Q3四极子的套环(collar)电极320及线性加速器(Linac)电极330的电压及出射透镜340的电压来实现所有相干地振荡的离子朝向检测器360的轴向喷射。举例来说，通过控制DC电压源321来调整套环电极320的DC电压，通过控制DC电压源331来调整Linac电极330的DC电压，且分别通过控制DC电压源341及RF电压源342来调整出射透镜340的DC电压及RF电压。注意，出射透镜140的陷获场包含来自DC电压及RF电压的贡献。举例来说，电压源321、331、341及342由处理器350控制。

图4是根据各种实施例的Q3四极子的Linac电极410的示范性轴视图400。Linac电极410的垂直部分411放置于Q3四极子的杆(未展示)之间，使得其比水平部分412更接近Q3四极子的轴。因此，水平部分412位于Q3四极子的杆的圆周外侧。

图5是根据各种实施例的Q3四极子的Linac电极510的示范性侧视图500。图5展示Linac电极510的垂直部分511的垂直高度沿着Q3四极子的轴方向逐渐减小。Linac的水平部分512的高度或宽度沿着Q3四极子的轴方向无变化。返回图3，展示Linac电极330的垂直部分。在图3中，Linac电极330的垂直部分也展示为沿着Q3四极子的轴逐渐减小。注意，Linac电极330的垂直部分逐渐减小，使得随着其越接近出射透镜340其越远离Q3四极子的轴。此逐渐减小会建立沿Q3四极子的轴的电场分量，所述电场分量有助于轴向地喷射相干地振荡的离子。

图6是根据各种实施例展示如何控制LIT以便执行FTMS的一系列600示范性时序图。使用处理器(未展示)控制LIT。时序图610展示产物离子及残余选定前驱离子在一定时间周期内被引入到LIT中。此用于离子引入的时间周期是大约10ms。在离子被引入到LIT中或LIT填充有离子之后，冷却离子。时序图620展示用于冷却离子的时间周期。此用于离子冷却的时间周期是大约50ms。离子一经冷却，便可被激发。

时序图630展示用于使LIT中的离子振荡的窄偶极DC电压激发脉冲。由于时间与频率成反比，因此时域中的激发脉冲越窄所产生的频谱则越宽。较宽的频谱意味着可由相同脉冲激发较宽的离子m/z范围。如上文所描述，窄偶极DC电压激发脉冲被施加于LIT的X杆之间。举例来说，时序图630的偶极DC电压激发脉冲具有介于±5V与±40V之间的振幅及介于1μs与5μs之间的宽度。

在LIT中的所有离子均由激发脉冲激发之后，轴向地喷射这些离子。如上文所描述，仅一次快速地喷射所有离子且对其进行破坏性地检测将不能提供具有充分的持续时间以提供足够高分辨率的信号。因此，控制LIT的电极及出射透镜的电压以在一定时间周期内节制LIT的离子。

时序图640展示紧随激发脉冲之后出射透镜的DC电压的改变。举例来说，将DC电压从+50V改变为-50V以用于正离子。此改变致使正离子更受出射透镜的吸引。然而，仍使此电压比LIT的套环电极的电压具更高正性。此可防止所有离子立即退出LIT。

时序图650展示紧随激发脉冲之后LIT的套环电极的DC电压的改变。举例来说，将DC电压从-800V改变为-200V以用于正离子。负电压的此具更高正性的改变使正离子不受LIT的吸引且更可能离开LIT。然而，由于-200V仍比出射透镜的-50V具更高负性，因此阻碍仍存在使得正离子不会立刻离开LIT。

时序图660展示LIT的Linac电极的电压未改变。在激发脉冲之前及之后，Linac电极的DC电压均为-50V。由于图3及5中所展示的Linac电极的逐渐减小，Linac电极的恒定DC电压产生沿着LIT的轴的电场分量。此电场分量朝向出射透镜轴向地加速离子。由于Linac电极的DC电压在激发脉冲之前及之后均不改变，因此在激发脉冲之前及之后均会发生离子加速。

在激发脉冲之前，离子不会从LIT被喷射出去，这是因为出射透镜的电压比Linac电极的电压具更高正性。然而，在激发脉冲之后，出射透镜被赋予与Linac电极相同的电压。此致使离子被喷射出去，这是因为对于由Linac电极产生的电场分量所加速的离子来说不再存在任何电压阻碍。

总之，由施加到Linac电极的DC电压产生的轴向电场分量从LIT的套环电极到出射透镜轴向地引导正离子。在激发脉冲之前，在靠近套环电极处很少正离子被Linac电极加速而离开LIT，这是因为套环电极具有比Linac电极具更高负性的电压。而且，甚至在激发脉冲之前由Linac电极加速的那些正离子不被喷射，这是因为出射透镜具有比Linac电极具更高正性的电压。

然而，在激发脉冲之后，套环电极的电压变得具更高正性，且出射透镜的电压被赋予与Linac电极相同的电压。这些电压改变允许在激发脉冲之后，在靠近套环电极处更多正离子由Linac电极加速而离开LIT。所述电压改变也允许在激发脉冲之后由Linac电极加速的那些正离子被喷射穿过出射透镜。此外，在激发脉冲之后，正离子不会立刻由Linac电极所产生的轴向电场分量加速并喷射，这是因为套环电极的电压仍比Linac电极及出射透镜具更高负性。因此，正离子随时间受节制。

时序图670展示由检测器检测的离子信号。此图式展示在激发脉冲之前检测不到离子。然而，在激发脉冲之后，检测到许多不同的离子振荡。另外，这些振荡是在一定时间周期内被检测到。举例来说，这些振荡在15ms与30ms之间被检测到。此时间周期提供足以提供常规FTMS仪器所特有的高分辨率质谱的信号。另外，时序图610、620、630及670展示此种类型的LIT FTMS具有等于或优于常规FTMS仪器的总获取时间。举例来说，总获取时间介于60ms与90ms之间，包含离子填充及冷却的时间。在无离子填充及冷却时间的情况下，获取时间介于15ms与30ms之间。

图7是根据各种实施例在3ms的周期内从执行FTMS的LIT喷射的相干地振荡的离子的所检测强度的示范性图表700。由离子衰变信号710表示相干地振荡的离子的所检测强度。在对离子衰变信号710应用傅里叶变换之后，离子衰变信号710的3ms短时间周期产生不良频率分辨率。举例来说，离子衰变信号710的短时间周期是因对LIT的套环电极及所述多个Linac电极以及出射透镜的电压的不良选择而产生。

图8是根据各种实施例在30ms的周期内从执行FTMS的LIT喷射的相干地振荡的离子的所检测强度的示范性图表800。由离子衰变信号810表示相干地振荡的离子的所检测强度。离子衰变信号810的时间周期是图7中的离子衰变信号710的时间周期的约十倍长。在对离子衰变信号810应用傅里叶变换之后，此较长时间周期会产生良好频率分辨率。举例来说，通过正确选择用于LIT的套环电极及所述多个Linac电极以及出射透镜的电压来产生离子衰变信号810的长时间周期。

图9是根据各种实施例通过对图8的离子衰变信号810应用傅里叶变换而获得的频谱的一部分的示范性图表900。图9中所展示的频谱的一部分展示从图8的离子衰变信号810获得良好频率分辨率。事实上，图9中所展示的频谱的一部分的峰值(例如峰值910)是80Hz宽。可从高分辨率频谱获得高分辨率质谱。

为了验证LIT可使用偶极DC电压激发脉冲及破坏性检测来成功地执行FTMS，在三重四极子的Q1四极子中利用3amu前驱离子质量选择窗选择具有609的m/z的利血平前驱离子且在三重四极子的Q2碰撞单元中利用35eV的碰撞能量将其碎裂。

接着，在三重四极子的Q3四极子中陷获利血平的产物离子及残余前驱离子并将其冷却，Q3四极子被配置为LIT。Q3四极子的室压力为2.3×10^-5托。将具有1.5μs宽度的6V方波偶极DC电压激发脉冲施加于利血平的产物离子及残余前驱离子。激发脉冲致使离子在Q3四极子中相干振荡。接着，改变Q3四极子的套环电极的DC电压及出射透镜的DC电压以从Q3四极子喷射相干地振荡的离子达15ms以上的周期。由检测器破坏性地检测所喷射的相干地振荡的离子并做记录。

图10是根据各种实施例在30ms的周期内从执行FTMS的LIT喷射出的利血平的相干振荡产物离子及残余前驱离子的所检测强度的示范性图表1000。图10展示利血平的产物离子及残余前驱离子的离子衰变信号1010维持相干性达15ms以上。

图11是根据各种实施例通过对图10的离子衰变信号1010应用傅里叶变换而获得的频谱的示范性图表1100。图11的频谱展示已获得利血平的产物离子及残余前驱离子。215.8kHz处的峰值1110对应于609的m/z，其是利血平前驱离子的m/z。305.0kHz处的峰值1120对应于448的m/z，其是利血平的产物离子的m/z。353.0kHz处的峰值1130对应于397的m/z，其是利血平的产物离子的m/z。393.0kHz处的峰值1140对应于364的m/z，其是利血平的产物离子的m/z。431.7kHz处的峰值1150对应于利血平前驱离子的频率的两倍。

图12是根据各种实施例的图11的349.5kHz与355.5kHz之间的频谱的放大部分的示范性图表。图11的频谱的此放大部分展示对应于离子的频率峰值的分辨率为大约70Hz到80Hz(半最大处全宽度)。举例来说，353.0kHz处的峰值1230对应于397的m/z，其是利血平的产物离子的m/z。

用于激发并喷射离子以供进行破坏性FTMS的系统

返回图3，系统300是根据各种实施例用于相干地激发并喷射离子以供进行破坏性FTMS质量分析的系统。系统300包含四极子、出射透镜340、破坏性检测器360及处理器350。四极子包含四极杆310及多个辅助电极。四极杆310具有用于接收离子的进入端及用于喷射离子的出射端。

在各种实施例中，所述多个辅助电极包含套环电极320及多个Linac电极330。套环电极320环绕四极杆310的中心部分。多个Linac电极330定位成靠近四极杆310的出射端。在各种替代实施例中，所述多个辅助电极包含单组辅助电极。举例来说，所述多个辅助电极可仅包含多个Linac电极330。

出射透镜340与四极杆310同轴地定位成靠近四极杆310的出射端。破坏性检测器360与出射透镜340同轴地定位且位于出射透镜340的另一侧上。

处理器350可为(但不限于)计算机、微处理器或能够发送且接收控制信号并处理数据的任何装置。举例来说，处理器350可以是图1的计算机系统100。在各种实施例中，处理器350与四极子、出射透镜340及破坏性检测器360进行通信。

为了以离子填充四极子且在离子一经填充之后便将其冷却，处理器350通过控制四极子的气体入口及出口(未展示)而在四极子内施加压力及气流。举例来说，处理器350控制四极子的气体入口及出口以在介于0.5×10^-5托与5×10^-5托之间的值下在四极子内施加压力。

为了在填充及冷却期间将离子陷获于四极子中，处理器350将直流(DC)电压及射频(RF)电压施加于四极杆310，将一或多个DC电压施加于所述多个辅助电极且将DC电压及RF电压施加于出射透镜340。举例来说，处理器350通过控制DC电压源(未展示)将DC电压施加于四极杆310且通过控制RF电压源(未展示)将RF电压施加于四极杆310。处理器350通过控制DC电压源341将DC电压施加于出射透镜340且通过控制RF电压源342来将RF电压施加于出射透镜340。

在各种实施例中，为了在填充及冷却期间将离子陷获于四极子中，处理器通过将DC电压施加于套环电极320且将DC电压施加于多个Linac电极330来将一或多个DC电压施加于所述多个辅助电极。举例来说，处理器350通过控制DC电压源321将DC电压施加于套环电极320。举例来说，处理器350通过控制DC电压源331将DC电压施加于多个Linac电极330。

为了在填充及冷却之后使离子相干地振荡，处理器350在四极杆310中的至少两个杆之间施加相干激发。在各种实施例中，施加于四极杆310中的至少两个杆之间的相干激发是偶极DC激发脉冲电压。举例来说，处理器350通过控制放置于至少两个杆之间的频率产生器(未展示)及环形变压器(未展示)来将偶极DC激发脉冲电压施加于至少两个杆。举例来说，处理器施加具有介于0.5μs到5μs之间的脉冲宽度的偶极DC激发脉冲电压。

为了在施加相干激发之后将相干地振荡的离子轴向地喷射穿过出射透镜340且到达破坏性检测器360以供进行检测，处理器350改变所述多个辅助电极的一或多个DC电压中的一或多个电压且改变出射透镜340的DC电压。在各种实施例中，处理器通过改变套环电极320的DC电压来改变所述多个辅助电极的一或多个DC电压中的一或多个电压。举例来说，处理器350通过控制DC电压源321来改变套环电极320的DC电压。

处理器350改变所述多个辅助电极的一或多个DC电压中的一或多个电压且改变出射透镜340的DC电压，使得对相干地振荡的离子的喷射快至足以防止相干性丧失，但慢至足以在一周期时间内将相干地振荡的离子提供到破坏性检测器360，所述周期时间长至足以依据相干地振荡的离子计算高分辨率频谱，举例来说。在各种实施例中，处理器350改变套环电极320的DC电压且改变出射透镜340的DC电压，使得相干地振荡的离子在介于15ms与30ms之间的时间周期内被喷射穿过出射透镜且到达破坏性检测器360。

在各种实施例中，为了在填充及冷却期间将正离子陷获于四极子中，处理器350将第一DC Linac电压施加于多个Linac电极330，将比第一DC Linac电压具更高负性的第一DC套环电压施加于套环电极320，将比第一DC Linac电压具更高正性的第一DC出射透镜电压施加于出射透镜340。为了在施加相干激发之后将相干振荡正离子轴向地喷射穿过出射透镜340且到达破坏性检测器360以供进行检测，处理器350将套环电极320的DC电压从第一DC套环电压改变为第二DC套环电压且将出射透镜340的DC电压从第一DC出射透镜电压改变为第二出射透镜电压。第二DC套环电压比第一DC套环电压具更低负性，但仍比第一Linac电压具更高负性。第二出射透镜电压与第一Linac电压相同。

为了在填充及冷却期间将负离子陷获于四极子中，处理器350将第一DC Linac电压施加于多个Linac电极330，将比第一DC Linac电压具更高正性的第一DC套环电压施加于套环电极320，且将比第一DC Linac电压具更高负性的第一DC出射透镜电压施加于出射透镜340。为了在施加相干激发之后将相干振荡负离子轴向地喷射穿过出射透镜340且到达破坏性检测器360以供进行检测，处理器350将套环电极320的DC电压从第一DC套环电压改变为第二DC套环电压，且将出射透镜340的DC电压从第一DC出射透镜电压改变为第二出射透镜电压。第二DC套环电压比第一DC套环电压具更低正性，但仍比第一Linac电压具更高正性。第二出射透镜电压与第一Linac电压相同。

在各种实施例中，多个Linac电极330中的每一Linac电极的径向尺寸沿着四极子的轴逐渐减小，使得由施加于多个Linac电极330的DC电压产生的电场分量使相干地振荡的离子朝向四极杆310的出射端轴向地加速。

在各种实施例中，处理器350进一步在一时间周期内在相干地振荡的离子撞击破坏性检测器360时将由破坏性检测器360产生的强度记录于存储器中。处理器350使用傅里叶变换将在所述时间周期内记录的强度转换成频谱。处理器350依据频谱计算相干地振荡的离子的质谱。

用于激发并喷射离子以供进行破坏性FTMS的方法

图13是展示根据各种实施例用于使用LIT四极子来相干地激发并喷射离子以供进行破坏性FTMS质量分析的方法1300的流程图。

在方法1300的步骤1310中，通过借助使用处理器来控制四极子的气体入口及出口而在四极子内施加压力及气流来以离子填充四极子且冷却离子。四极子包含四极杆，四极杆具有用于接收离子的进入端及用于喷射离子的出射端。四极子还包含多个辅助电极。出射透镜与四极杆同轴地定位成靠近四极杆的出射端。破坏性检测器与出射透镜同轴地定位且位于出射透镜的另一侧上。

在步骤1320中，在填充及冷却期间通过使用处理器将DC电压及RF电压施加于四极杆，将一或多个DC电压施加于所述多个辅助电极且将DC电压及RF电压施加于出射透镜来陷获四极子中的离子。

在步骤1330中，在填充及冷却之后通过使用处理器在四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发来使离子相干地振荡。

在步骤1340中，在施加相干激发之后，通过使用处理器改变所述多个辅助电极的一或多个DC电压中的一或多个电压且改变出射透镜的DC电压来将相干地振荡的离子轴向地喷射穿过出射透镜且到达破坏性检测器以供进行检测。

用于激发并喷射离子以供进行破坏性FTMS的计算机程序产品

在各种实施例中，计算机程序产品包含有形计算机可读存储媒体，所述有形计算机可读存储媒体的内容包含具有指令的程序，所述指令在处理器上执行指令以便执行用于使用LIT四极子来相干地激发并喷射离子以供进行破坏性FTMS质量分析的方法。此方法由包含一或多个相异软件模块的系统执行。

图14是根据各种实施例包含一或多个相异软件模块的系统1400的示意图，系统1400执行用于使用LIT四极子来相干地激发且喷射离子以供进行破坏性FTMS质量分析的方法。系统1400包含填充与冷却控制模块1410、激发控制模块1420及喷射控制模块1430。

填充与冷却控制模块1410以离子填充四极子且通过借助控制四极子的气体入口及出口而在四极子内施加压力及气流来冷却离子。四极子包含四极杆，四极杆具有用于接收离子的进入端及用于喷射离子的出射端。四极子还包含多个辅助电极。出射透镜与四极杆同轴地定位成靠近四极杆的出射端。破坏性检测器与出射透镜同轴地定位且位于出射透镜的另一侧上。

在填充及冷却期间，填充与冷却控制模块1410通过将DC电压及射频RF电压施加于四极杆，将一或多个DC电压施加于所述多个辅助电极，且将DC电压及RF电压施加于出射透镜来陷获四极子中的离子。

在填充及冷却之后，激发控制模块1420通过在四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发来使离子相干地振荡。在施加相干激发之后，喷射控制模块1430通过改变所述多个辅助电极的一或多个DC电压中的一或多个电压且改变出射透镜的DC电压将相干地振荡的离子轴向地喷射穿过出射透镜且到达破坏性检测器以供进行检测。

虽然结合各种实施例描述了本发明教示，但并不打算将本发明教示限制于此些实施例。相反，如所属领域的技术人员将了解，本发明教示涵盖各种实施例、修改及等效形式。应特别注意，尽管当前实施例并入套环电极及Linac电极，但可使用其它辅助电极组合来节制线性离子阱内的经相干激发离子。

此外，在描述各种实施例时，本说明书可已将方法及/或过程呈现为特定步骤顺序。然而，在所述方法或过程不依赖于本文中所陈述的特定步骤次序的前提下，不应将所述方法或过程限制于所描述的特定步骤顺序。如所属领域的技术人员将了解，可能有其它步骤顺序。因此，说明书中所陈述的特定步骤次序不应理解为对权利要求书的限制。另外，针对方法及/或过程的权利要求不应限制于以所写的次序执行其步骤，且所属领域的技术人员可容易了解，所述顺序可变化且仍在各种实施例的精神及范围内。

Claims

1.一种用于使用线性离子阱LIT四极子(230)来相干地激发且喷射离子以供进行破坏性傅里叶变换质谱法FTMS质量分析的系统，其包括：

四极子(230)，其包含四极杆、套环电极(320)及多个线性加速器Linac电极(330)，所述四极杆具有用于接收离子的进入端及用于喷射离子的出射端，所述套环电极(320)环绕所述四极杆的中心部分，所述多个Linac电极(330)定位在所述套环电极(320)与所述出射端之间；

出射透镜(340)，其与所述四极杆同轴地定位成靠近所述四极杆的所述出射端；

破坏性检测器(360)，其与所述出射透镜(340)同轴地定位且位于所述出射透镜(340)的另一侧上；及

处理器，其与所述四极子(230)、所述出射透镜(340)及所述破坏性检测器(360)进行通信，所述处理器适于：

为了以离子填充所述四极子(230)且一经填充便冷却所述离子，通过控制所述四极子(230)的气体入口及出口而在所述四极子(230)内施加压力及气流；

为了在所述填充及所述冷却期间将所述离子陷获于所述四极子(230)中，将直流DC电压及射频RF电压施加于所述四极杆、将第一吸引DC套环电压施加于所述套环电极(320)、将第一排斥DC出射透镜电压及RF电压施加于所述出射透镜(340)，且将DC线性加速器Linac电压施加于所述多个Linac电极(330)，

为了在所述填充及所述冷却之后使所述离子相干地振荡，在所述四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发，且

为了在施加所述相干激发之后将相干地振荡的所述离子轴向地喷射穿过所述出射透镜(340)且到达所述破坏性检测器(360)以供进行检测，将所述出射透镜(340)的所述第一排斥DC出射透镜电压改变为第二吸引DC出射透镜电压，其中所述第二吸引DC出射透镜电压使得在所述多个Linac电极(330)与所述出射透镜(340)之间产生电场，且所述电场使相干地振荡的所述离子朝向所述出射透镜(340)加速，并将所述套环电极(320)的所述第一吸引DC套环电压改变为第二吸引DC套环电压，其中所述第二吸引DC套环电压对相干地振荡的所述离子的吸引力比所述第一吸引DC套环电压小，但是比所述第二吸引DC出射透镜电压大。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器改变所述套环电极(320)的所述第一吸引DC套环电压和所述出射透镜(340)的所述第一排斥DC出射透镜电压，使得对相干地振荡的所述离子的喷射快至足以防止相干性丧失，但慢至足以在一周期时间内将相干地振荡的所述离子提供到所述破坏性检测器(360)，所述周期时间长至足以依据相干地振荡的所述离子计算高分辨率频谱。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器控制所述四极子(230)的所述气体入口及出口以在介于0.5×10^-5托与5×10^-5托之间的值下在所述四极子(230)内施加所述压力。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述相干激发包括偶极DC激发脉冲电压。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述处理器通过控制放置于所述四极子(230)的所述至少两个杆之间的频率产生器及环形变压器来将所述偶极DC激发脉冲电压施加于所述四极子(230)的所述至少两个杆。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器施加具有介于0.5μs到5μs之间的脉冲宽度的所述偶极DC激发脉冲电压。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器改变所述套环电极(320)的所述第一吸引DC套环电压且改变所述出射透镜(340)的所述第一排斥DC出射透镜电压，使得在15ms与30ms之间的时间周期内将相干地振荡的所述离子喷射穿过所述出射透镜(340)且到达所述破坏性检测器(360)。

8.根据权利要求1所述的系统，其中为了在所述填充及所述冷却期间将正离子陷获于所述四极子(230)中，所述处理器将所述DC Linac电压施加于所述多个Linac电极(330)，将比所述DC Linac电压具更高负性的所述第一吸引DC套环电压施加于所述套环电极(320)，且将比所述DC Linac电压具更高正性的所述第一排斥DC出射透镜电压施加于所述出射透镜(340)。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第二吸引DC套环电压比所述第一吸引DC套环电压具更低负性，但仍比所述DC Linac电压具更高负性，且所述第二吸引DC出射透镜电压与所述DC Linac电压相同。

10.根据权利要求1所述的系统，其中为了在所述填充及所述冷却期间将负离子陷获于所述四极子(230)中，所述处理器将所述DC Linac电压施加于所述多个Linac电极(330)，将比所述DC Linac电压具更高正性的所述第一吸引DC套环电压施加于所述套环电极(320)，且将比所述DC Linac电压具更高负性的所述第一排斥DC出射透镜电压施加于所述出射透镜(340)。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第二吸引DC套环电压比所述第一吸引DC套环电压具更低正性，但仍比所述DC Linac电压具更高正性，且所述第二吸引DC出射透镜电压与所述DC Linac电压相同。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个Linac电极(330)中的每一Linac电极的径向尺寸沿着所述四极子(230)的轴逐渐减小，使得由施加于所述多个Linac电极的所述DC电压产生的电场分量使所述相干地振荡的离子朝向所述四极杆的所述出射端轴向地加速。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步在一时间周期内将在相干地振荡的所述离子撞击所述破坏性检测器(360)时由所述破坏性检测器(360)产生的强度记录于存储器中，使用傅里叶变换将在所述时间周期内记录的所述强度转换成频谱，且依据所述频谱计算相干地振荡的所述离子的质谱。

14.一种用于使用线性离子阱LIT四极子(230)来相干地激发且喷射离子以供进行破坏性傅里叶变换质谱法FTMS质量分析的方法，其包括：

通过借助使用处理器控制四极子(230)的气体入口及出口而在所述四极子(230)内施加压力及气流来以离子填充所述四极子且冷却所述离子(1310)，

其中所述四极子(230)包含四极杆、套环电极(320)及多个线性加速器Linac电极(330)，所述四极杆具有用于接收离子的进入端及用于喷射离子的出射端，所述套环电极(320)环绕所述四极杆的中心部分，所述多个Linac电极(330)定位在所述套环电极(320)与所述出射端之间，

其中出射透镜(340)与所述四极杆同轴地定位成靠近所述四极杆的所述出射端，且

其中破坏性检测器(360)与所述出射透镜(340)同轴地定位且位于所述出射透镜(340)的另一侧上；

在所述填充及所述冷却期间，通过使用所述处理器将直流DC电压及射频RF电压施加于所述四极杆、将第一吸引DC套环电压施加于所述套环电极(320)、将第一排斥DC出射透镜电压及RF电压施加于所述出射透镜(340)，且将DC线性加速器电压施加于所述多个Linac电极(330)来将所述离子陷获于所述四极子(230)中(1320)；

在所述填充及所述冷却之后，通过使用所述处理器在所述四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发来使所述离子相干地振荡(1330)；及

在施加所述相干激发之后，通过使用所述处理器将所述出射透镜(340)的所述第一排斥DC出射透镜电压改变为第二吸引DC出射透镜电压，其中所述第二吸引DC出射透镜电压使得在所述多个Linac电极(330)与所述出射透镜(340)之间产生电场，且所述电场使相干地振荡的所述离子朝向所述出射透镜(340)加速，并将所述套环电极(320)的所述第一吸引DC套环电压改变为第二吸引DC套环电压，其中所述第二吸引DC套环电压对相干地振荡的所述离子的吸引力比所述第一吸引DC套环电压小，但是比所述第二吸引DC出射透镜电压大，来将相干地振荡的所述离子轴向地喷射穿过所述出射透镜(340)且到达所述破坏性检测器(360)以供进行检测(1340)。

15.一种计算机程序产品，其包括非暂时性且有形的计算机可读存储媒体，所述计算机可读存储媒体的内容包含具有指令的程序，所述指令在处理器上执行以便执行用于使用线性离子阱LIT四极子(230)来相干地激发且喷射离子以供进行破坏性傅里叶变换质谱法FTMS质量分析的方法，所述方法包括：

提供系统，其中所述系统包括一或多个相异软件模块，且其中所述相异软件模块包括填充与冷却控制模块、激发控制模块及喷射控制模块；

通过借助使用所述填充与冷却控制模块控制四极子(230)的气体入口及出口而在所述四极子(230)内施加压力及气流来以离子填充所述四极子(230)且冷却所述离子，

在所述填充及所述冷却期间，通过使用所述填充与冷却控制模块(1410)将直流DC电压及射频RF电压施加于所述四极杆、将第一吸引DC套环电压施加于所述套环电极(320)、将第一排斥DC出射透镜电压及RF电压施加于所述出射透镜(340)，且将DC线性加速器电压施加于所述多个Linac电极(330)来将所述离子陷获于所述四极子(230)中；

在所述填充及所述冷却之后，通过使用所述激发控制模块(1420)在所述四极杆中的至少两个杆之间施加相干激发来使所述离子相干地振荡；及

在施加所述相干激发之后，通过使用所述喷射控制模块(1430)将所述出射透镜(340)的所述第一排斥DC出射透镜电压改变为第二吸引DC出射透镜电压，其中所述第二吸引DC出射透镜电压使得在所述多个Linac电极(330)与所述出射透镜(340)之间产生电场，且所述电场使相干地振荡的所述离子朝向所述出射透镜(340)加速，并将所述套环电极(320)的所述第一吸引DC套环电压改变为第二吸引DC套环电压，其中所述第二吸引DC套环电压对相干地振荡的所述离子的吸引力比所述第一吸引DC套环电压小，但是比所述第二吸引DC出射透镜电压大，来将相干地振荡的所述离子轴向地喷射穿过所述出射透镜(340)且到达所述破坏性检测器(360)以供进行检测。