CN111868881A - 一种质谱仪 - Google Patents

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Abstract

同位素比质谱仪100具有离子源15、静态场滤质器120、引起质量转移反应的反应池30和用于根据离子的m/z在空间上分离来自所述反应池30的离子的扇形场质量分析器41、42、43。检测器平台50检测由所述扇形场质量分析器分离的多种不同的离子种类。所述静态场滤质器120具有第一维恩过滤器220和第二维恩过滤器230，所述第一维恩过滤器根据离子的m/z使所述离子远离所述质谱仪100的纵向对称轴偏转，所述第二维恩过滤器根据离子的m/z使所述离子朝所述纵向对称轴往回偏转。反转透镜240沿所述纵轴定位在维恩过滤器220、230之间，以反转来自所述第一维恩过滤器220的所述离子的偏转方向。所述静态场滤质器120提供高传输和优化的质谱仪灵敏度。所述第一维恩过滤器220和所述第二维恩过滤器230允许简单的调谐。

Description

一种质谱仪
技术领域
本发明涉及一种用于质谱仪的静态场滤质器和一种质谱仪，具体地但非排他地用于同位素比质谱法(IRMS)的质谱仪。
背景技术
质谱仪用于分析已经由离子源从样品生成的离子的m/z比。在分析之前，离子可以在一个或多个反应池中进一步暴露于其它过程。可以使用另外的滤质器，通过仅选择m/z窗口的特定m/z范围内的离子来减少所分析离子的量。这种滤质器布置在质谱仪的离子源与质量分析器之间。
同位素比分析是质谱法的一个特定分支。它用于测量同位素的相对丰度(同位素比)。可以研究含有元素：具体地含有稳定同位素的碳、氢、氮和氧的气态样品，以在从法医学和生物医学研究到地质和环境分析等各种学科中提供定量数据。例如，氧和碳的稳定同位素组成(18O/16O和13C/12C)是在沉积为例如海洋沉积物的碳酸盐矿物中记录的古环境变化的重要代替指标。
已经建立了用于测量同位素比的各种技术。例如，可以使用中红外光谱法确定气态样品中12C与13C和16O与18O的同位素比。建立已久的用于同位素比分析的另一种技术是同位素比质谱法。每种技术具有其优点和缺点。
IRMS通常要求仔细制备样品，以确保提供干净、无污染的样品以使用IRMS进行测量。高精确度和准确同位素比测量还要求IRMS能够区分具有相同标称质量的物种的同量异位素干扰。例如，可能需要区分17amu的H16O与13CH4，或者区分同一气体的具有相同基数质量的同位素体(例如，各自的标称质量为17amu的13CH4和12CH3D)。
IRMS的一般综述可以在Brenna等人,《质谱法综述(Mass SpectrometryReviews)》,1997,16,第227到258页中找到。
随着分析物变得越来越重，潜在的干扰的数量也会增加。较重的元素可以具有许多同位素，覆盖更广且通常重叠的质量范围。例如，钛具有5种稳定同位素，质量分别为46、47、48、49和50。这些肽可以与钙(质量数为44、46和48)、钒(质量数为50和51)和铬(质量数为50、52、53和54)的稳定同位素重叠。
已经开发出特定装置来解决精确地定量具有多种干扰的物种的同位素比的挑战，特别是在研究较重的元素(如稀土元素，铁等)时。具体地，电感耦合等离子体(ICP)离子源是一种非常高效的离子源，可以与质谱仪耦合以进行元素和同位素分析。当极低浓度的元素(低至1015中的1份(千的五次方中的一份))是低本底且无干扰时，商业布置能够检测所述元素。
使用ICP源的IRMS的一种特定形式是在飞行中使用磁性扇区分析器在空间上分离离子。采用双聚焦(在静电分析器(ESA)中聚焦动能，并且在磁性扇区分析器中聚焦动能加上动量)。当质荷比不同的离子穿过磁性扇区时，以不同的角度偏转所述离子，并且所述离子聚焦在下游位置处的检测器阵列上。一种这种装置是赛默飞世尔科技公司(ThermoFisher Scientific,Inc)出售的NeptuneTM和Neptune PlusTM高分辨率多收集器ICP-MS装置。
这种多收集器(MC)ICP-MS装置提供高质量分辨率、高灵敏度、高动态范围以及稳健的线性度和稳定性。然而，这种装置的挑战之一是用于分析某些元素时检测极限相对较差。造成最大困难的分析物元素是那些干扰ICP源内部生成的不需要的分子和/或原子离子的分析物元素。不需要的分子和/或原子离子通常源自等离子体气体、基质组分和用于溶解样品的溶剂。例如，40Ar16O干扰56Fe，40Ar12C干扰52Cr并且40Ar40Ar干扰80Se。
只要MC ICP-MS的分辨率足够高，就可以将分析物物种与不需要的干扰分子/原子物种分离，因为它们将沿着在检测器处的焦平面分离。如WO-A-2012/007559中所讨论的，检测器的入口孔狭缝可以用于将分析物离子(被允许进入检测器)从不进入检测器的不需要的干扰离子分离出。当分析物和干扰之间的相对质量偏差(M/ΔM)小于约2,000-10,000时，这种布置的效果很好。但是，较高的质量分辨率(以在分析物与不需要的干扰之间进行区分)是以减少离子光学传输为代价的，因为在ESA和磁性扇区分析器之前需要窄的检测器入口孔狭缝以及较小的孔。
即使这样，一些分析物离子与ICP源生成的不需要的分子/原子物种之间的干扰程度也无法区分。例如，单价带电的钙离子和氩离子(40Ca+和40Ar+)的质量足够类似，需要超过193,000的分辨率才能分离两个离子。这要比用传统的ICP-MS装置实现所需的分辨率高得多。
解决ICP-MS装置中的干扰问题的一种方式是通过使用反应池，具体地是定位在ICP源和磁性扇区分析器之间的碰撞池。可以采用各种机制。反应池(例如，碰撞池)可以通过共振电荷转移来中和干扰离子的电荷。例如，可以通过从氩离子到氢气的电荷转移实现氩离子的去除，所述氢气作为碰撞气体被引入到碰撞池中。可以通过碰撞池中的碰撞来进行动能区分。可替代地，分子物种可以在碰撞池中发生碰撞离解，以去除来自元素物种的同量异位素的分子干扰。作为另一种机制，可以与碰撞气体发生质量转移反应。例如，可以将氧气引入到碰撞池中。如果氧优选地与同量异位素的干扰发生反应，则形成的氧化物干扰物种在质量上偏离所关注元素(16或18amu)，并且因此不会示出为干扰。
因此，使用碰撞池可以通过使用反应来去除当离子穿过ICP-MS时无法通过空间分离解决的干扰来扩展高分辨率IRMS的能力。
尽管如此，碰撞池有其自身的缺点。使同量异位素的干扰与例如氧反应，可以产生不再干扰第一分析物物种的氧化物。然而，那么氧化物本身可以干扰不同的第二分析物物种。例如，Ti同位素和Sc同位素的质量数为约45-49。为了避免干扰具有类似的质量数的背景元素，可以在碰撞池中使用氧气以形成ScO和TiO。尽管这克服了质量数为约45-49的干扰问题，但所得TiO和ScO可能反而干扰质量数为约63-65的Cu背景离子和Ba背景离子。
为了解决这个问题，WO-A-2017/029200提出了在离子源与碰撞池之间使用四极杆滤质器，其全部内容通过引用并入本文。可以将四极杆滤质器设置为充当具有全质量范围传输的离子导向器，也可以设置为仅允许相对窄的质量窗口通过。这样做的益处是可以对离子进行预过滤，以减少干扰问题。在上文所列出的实例中，例如，可以将四极杆滤质器设置为仅允许质量数为45-49的窗口中的离子穿过。这意味着较重的Cu离子和Ba离子被四极杆分析器过滤掉了。四极杆分析器不会去除干扰Ti离子和Sc离子的背景离子(因为首先它们是类似的标称质量才产生干扰)。Ti离子和Sc离子在下游的碰撞池中与氧气发生反应以形成氧化物。然而，这些氧化物不再干扰Cu背景离子或Ba背景离子，因为先前已通过四极杆分析器去除了这些Cu离子和Ba离子。
通过调谐施加到四极杆的电极上的RF振幅和DC电位而不是通过(如在磁性扇区分析器中发生的)空间分离来对离子束中的离子进行分离，允许从全m/z范围到amu的一部分的窄的m/z窗口的质荷比(m/z)窗口的广泛范围传输。在每种情况下，所选离子以最小的横向分散通过同一出口孔离开滤质器。向四极杆的电极施加特定的RF振幅使得RF过滤器特别适合与碰撞池耦合，所述碰撞池的入口孔小(通常为2mm)，并且因此需要相对未分散的离子束。
在ICP-MS中将预过滤器与碰撞池一起使用具有显著的益处。即使如此，IRMS的特定应用的非常特别的需求也需要考虑离子光学系统的所有方面，以便达到所需的准确度和精确度。例如，一些地球科学应用程序要求测得的同位素丰度比的精确度和准确度在20ppm或更高的范围内。
为了实现这种精确度和准确度水平，有必要考虑并校正设备中质量区分的所有来源，从样品制备、样品递送(例如，激光操作条件)、离子化、传输到检测。任何系统的偏移都会引入在样品中的测得的同位素丰度与真实的同位素丰度之间产生的差异。
在ICP-MS中，观察到传输的较高质量的离子比较低质量的离子的量更大。这种效应被称为质量分馏，并且导致测得/观察到的同位素比与理论/实际同位素比之间产生差异。质量分馏的主要原因被认为是ICP-MS的转移透镜系统的截取锥附近的空间电荷效应(哪些空间电荷效应对具有较低动量的较轻离子的影响要大于对具有较高动量的较重离子的影响)以及样品与截取锥之间的超声膨胀。影响取决于仪器调谐，并可以随时间变化。
为了控制仪器的质量区分，已知了多种技术。关于激光烧蚀ICP-MS和MC-ICP-MS的校准和校正技术的详细概述，可以在“针对元素含量和同位素比分析LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS的校准和校正(Calibration and correction of LA-ICP-MS and LA-MC-ICP-MSanalyses for element contents and isotopic ratios)”,Lin等人,《固体地球科学(Solid Earth Sciences)》第1卷第1期,2016年6月,第5-27页中找到。
校正仪器质量区分的最常用方法是相对于已知标准测量未知的样品，并使用此方法计算测得的样品的同位素比与标准的偏差。这种程序存在各种缺点。
第二种已知的技术被称为原位分馏校正，特别在研究具有两种(或更多种)同位素的元素时采用，其中一种同位素的丰度由于放射性衰变随时间变化，并且另一种同位素的丰度保持恒定(并且是已知的)。然后可以基于变化的同位素和不变的同位素的比率来计算归一化比率。
由于自然界的动力学效应和/或质谱仪引入的系统偏移，根据经验测得的归一化比率可以与实际的归一化比率不同。因此，基于测得的归一化比率与实际的归一化比率的偏差，应用了数学校正算法，以便计算出所关注元素的所有质量的质量偏差。
校正算法是半经验确定的，并且可以例如是简单的线性函数或指数函数、幂定律等。实际上，取决于问题的复杂性应用算法中的一种算法或其它算法；此过程称为内部归一化。
在这两种程序中，原位分馏校正技术通常是优选的，因为它可以得到绝对同位素丰度比，而不是样品与标准的相对偏差。其提供了多种另外的优点，尤其是在采用激光烧蚀测量时，并且已经证明了其对于使用磁性扇区质量分析器的ICP-MS同位素比实验有用。
尽管已经证明了上文描述的原位分馏校正技术在采用ICP源和磁性扇区分析器的简单IRMS实验中是稳健的，但预过滤器和碰撞池的加入引起了人们对现有数学分馏校正算法的有效性的担忧。具体地，更复杂的离子光学设置存在可能发生不可预测的质量分馏的风险，而通过应用这种数学分馏校正算法将无法对其进行校正。实际上，发明人已经发现，即使在应用了内部归一化之后，当采用RF预过滤器和碰撞池时，也可以鉴定百分之几的偏差。随着RF预过滤器的传输质量窗口的宽度变窄，会进一步放大效果。MR-ICP-MS的精确度和准确度的预期水平为百万分之几级，因此百分之几的系统误差要高出约3个数量级。
为了提高使用预过滤器和碰撞池获取的同位素比测量的精确度和准确度，一种选项是尝试通过测量标准并将校正因子应用于每个比率来校准传输特性。然而，这种程序将需要在测量会话期间维持四极杆滤质器的稳定且恒定的调谐参数。从原则上讲这是可行的，但对系统又提出了另一个重要的要求。由于测得的同位素比(相对于实际的同位素比)的系统偏移高度取决于预过滤器的质量窗口的宽度，因此需要定期重新校准，并且需要用户/操作者的持续关注。
在此背景下，在一方面，本发明寻求提供一种用于质谱仪的改进的滤质器以及包括这种滤质器的改进的质谱仪。也寻求一种使用这种滤质器的改进的质谱方法。
在另外的方面，本发明尝试提供一种改进的IRMS。还寻求同位素比质谱的改进方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种根据权利要求1所述的用于质谱仪的静态场滤质器。根据本发明的另一方面，提供了根据权利要求2和3所述的质谱仪，其包含这种静态场滤质器。在权利要求4到33中提供了本发明的质谱仪的优选实施例。
本发明还扩展到根据权利要求34所述的质谱方法，其优选地是同位素比质谱的方法。在权利要求35到38中提供了本发明的质谱法的方法的优选实施例。
静态场滤质器可以保持恒定的电场，并且必须含有磁场。这将导致离子在所选质荷比范围内的平坦传输，并且系统调谐中的小偏差不会以不可预测的方式改变测得的同位素比。
静态场滤质器能够在离子进入反应池之前选择质量窗口。尽管根据本发明，质量是由静磁场和电场分开的，但是离子光学预过滤器设置的完整布置不会在反应池的相对较小的输入孔处引入所选m/z窗口的横向质量区分(在典型的非限制性优选实施例中，反应池是入口孔的尺寸在2mm区域中的碰撞池)。
与基于RF的滤质器技术相比，静态场滤质器与宽孔高离子束能量(通常为KeV范围)离子光学器件配合得很好，这可确保整个质谱仪的高传输和高灵敏度。
优选地，质谱仪是同位素比质谱仪。
在特别地优选实施例中，静态场滤质器包括离子光学布置，所述离子光学布置包含两个或更多个维恩过滤器。最优选地，静态场滤质器包括各自之间具有中间焦点的第一维恩过滤器和第二维恩过滤器。质量过滤发生在第一维恩过滤器与第二维恩过滤器之间的孔处。这种布置使用静态且不依赖于时间的(基于RF的)离子光学器件来分离离子，但是由于第一维恩过滤器与第二维恩过滤器之间的对称性以及使用反转透镜，在静态场滤质器内引入的质荷分离在其出口处无效。
由于电场和磁场与离子的质荷比之间存在简单的关系，因此可以容易地沿离子路径调谐所得仪器。因此，可以应用质量分馏校正的内部归一化算法以实现准确的结果。
在四极杆滤质器中，只有m/z窗口的离子在过滤器的整个长度上都通过四极杆。所施加的RF的共振效应可能会干扰m/z窗口的离子的分离。
在根据本发明的实施例的滤质器中，离子仅通过隔膜的孔分离，所述孔在第一维恩过滤器与第二维恩过滤器之间定位在沿纵向对称轴的特定位置处。
高稳定性静态离子光学器件允许高精确度、高准确度同位素比测量。因为对于磁场和电场两者可以采用相同的控制器，所以针对具有对称的双维恩过滤器布置的仪器参数的微小漂移存在固有的鲁棒性。这意味着在第一维恩过滤器中产生的任何不稳定性都会同样地在第二维恩过滤器中发生，并且具有由反转透镜分开的第一维恩过滤器和第二维恩过滤器的静态场滤质器的布置因此允许维恩过滤器中的不稳定性相互抵消。
本发明的静态场滤质器的另一个优点是采用了高离子能量离子光学器件(KeV级)。这与采用低能离子光学器件的RF滤质器形成对比。高能离子光学器件提供了改善的聚焦条件，从而提高离子传输。针对空间电荷具有更高的鲁棒性-例如，在ICP-MS中，在预过滤器的入口孔处有强氩离子束。根据本发明，在预过滤器是静态场滤质器的情况下，利用更高离子束能量的所得能力减小了空间电荷效应，从而降低了质量区分的程度。
再次由于减小的空间电荷效应，较高的离子能量还提供较高的基质鲁棒性，特别是在激光烧蚀的情况下。
在本发明的实施例的静态场滤质器中，离子在横向于离子的飞行方向(z方向)的方向上散布其质荷比。这避免了在横向于飞行方向的方向上的离子的飞行路径的混合，这是使用四极杆滤质器的结果。
通过阅读以下描述和附图以及所附权利要求，另外的优点和优选布置将变得显而易见。
附图说明
可以以多种方式实践本发明，并且现在将仅通过举例的方式并且参考以下附图对其中一些进行描述，在附图中：
图1示出了包含作为预过滤器的RF四极杆滤质器和碰撞池的现有技术同位素比质谱仪(IRMS)的示意图；
图2示出了使用根据图1的IRMS的强度对质荷比的绘图；
图3示出了对于图1的RF四极杆的不同质量窗口，钕的两种不同同位素的同位素比测量的稳定性对DC四极杆极杆偏压的绘图；
图4示出了在进行内部归一化之后，对于图1的RF四极杆，钕的各种同位素的同位素比测量的稳定性对DC四极杆极杆偏压的绘图；
图5示出了根据本发明的实施例的包含作为预过滤器的静态场滤质器的IRMS；
图6高度示意性地示出了用作图5的静态场滤质器的一部分的维恩过滤器的布置，以展示磁场和电场对离子速度v的影响；
图7示出了在维恩过滤器中，对于施加的不同磁场强度，质量分散相对于质荷比的绘图；
图8示出了在X-Z平面中的图5的包括由反转透镜分开的第一维恩过滤器和第二维恩过滤器的静态场滤质器的第一实施例以及在X-Z平面中的模拟的离子轨迹的示意图；
图9a、9b和9c示出了在图8的布置中的X-Z平面中的分别具有第一质量扩散、第二质量扩散和第三质量扩散的模拟的离子轨迹；
图10a示出了图5的包括由反转透镜分开的第一维恩过滤器和第二维恩过滤器的静态场滤质器的第二实施例的示意性侧视透视图，并且图10b和10c分别示出了在X-Z平面中和在Y-Z平面中的所述静态场滤质器的所述第二实施例以及在那些平面中的模拟的离子轨迹的示意图；
图11示出了形成图8、10a、10b和10c的反转透镜的优选实施例的单透镜的一部分的局部剖视图；
图12a和12b示出了通过图11的单透镜的正交截面以及等位面；
图12c示出了图12a的简化版本，并且图12d示出了图12b的简化版本；
图13a示出了由图8的第一维恩过滤器和第二维恩过滤器生成的磁位线在X-Z平面中的模拟，并且图13b示出了其磁场线；
图14示出了由图8的透镜生成的电位线在Y-Z平面中的模拟；
图15a示出了在X-Z平面中切开的图10a的第一维恩过滤器的透视特写侧视图，展示了用于在第一维恩过滤器内生成电场的电极的优选布置；
图15b示出了在Y-Z平面中切开的图10a的第一维恩过滤器的透视特写侧视图，展示了用于在第一维恩过滤器内生成电场的电极的优选布置；
图15c示出了图10a的第一维恩过滤器的透视特写端视图，展示了用于在第一维恩过滤器内生成电场的电极的优选布置；
图15d示出了图10a的第一维恩过滤器沿图15a和15b的线A-A的视图，以进一步详细地展示图15a-15c的电极的配置；
图16示出了图15a-15d的电极以及分压器的平面图；
图17示出了通过图10a和15a-15d的第一维恩过滤器在X-Y平面中的截面以及等位线；
图18a示出了在X-Z平面中切开的图10a的第二维恩过滤器的透视特写侧视图，展示了用于在第二维恩过滤器内生成电场的电极的优选布置；并且
图18b示出了图10a的第二维恩过滤器的透视特写端视图，展示了用于在第二维恩过滤器内生成电场的电极的优选布置。
具体实施方式
图1示出了上文引用的WO-A-2017/029200中描述的类型的现有技术的同位素比质谱仪(IRMS)1的示意图。IRMS 1具有三轴ICP炬10、采样锥11、一个或多个截取锥12、提取透镜13和/或另外的截取锥14和/或另一个离子光学装置。这些组件一起形成生成准直离子束的电感耦合等离子体(ICP)离子源15。
离子源的下游是在四极(RF)滤质器20的上游具有初步过滤器21的四极杆(RF)滤质器20。滤质器20具有将离子束引导到其中的入口孔。离开RF滤质器20的离子穿过后过滤器22，并且然后进入碰撞池30，如HCD(高能解离)池，所述碰撞池可以加热到约100-200℃。
在碰撞池30之后，离子由使离子加速的加速器40加速。经加速的离子聚焦到双聚焦高分辨率多收集器质谱仪的离子光学器件，以便可以同时检测到多种不同的离子种类(例如，不同的分析物同位素和/或用于校准的标准同位素等)。
双聚焦高分辨率多收集器质谱仪包含由聚焦透镜42分开的改变其静态场的静电扇区41和静磁扇区43。静电扇区41通过其能量分散离子，并且因此为相同的能量的离子提供聚焦。静磁扇区43按质量(严格地按质荷比m/z)分散离子。可以通过扫描静磁扇区32的磁通密度，以所谓的尼尔-约翰逊几何形状(Nier-Johnson geometry)布置静电扇区和静磁扇区，以便允许顺序地聚焦具有不同m/z比的离子。
磁性扇区43的下游是一组分散光学器件44，其目的是改变质量分散并改善峰检测。IRMS 1还含有如例如在GB-A-2,541,391中描述的检测器平台50，所述检测器平台具有9个法拉第杯(Faraday cup)和最多8个离子计数器。
在上文所描述的IRMS 1中，通过调谐RF电压的振幅和施加到RF滤质器20的RF电压的DC电压偏移，可以选择不同的离子种类以向前传输到碰撞池30。例如，可以设置RF滤质器20的参数，以使离子种类穿过由IRMS 1的离子源15生成的离子的m/z的全范围(完全传输)。在那种情况下，RF滤质器20充当RF透镜，以在离子进入碰撞池30之前聚焦所述离子。
可以将替代性电压和频率施加到RF滤质器20，以允许选择m/z窗口，也就是说，跨由离子源生成的更大m/z范围内含有的m/z值窗口的离子种类范围。然后可以设置由离子源15生成的全质量范围内的宽度(即，最高与最低m/z离子之间的范围)和位置(即，质量窗口中心的m/z值)。
RF滤质器20的优点是，所选m/z窗口中离开RF滤质器20的离子束的所有离子都遵循相同的离子光学路径，并且在空间上没有分开，就像在磁性扇区仪器中离开四极杆滤质器时一样。所选离子始终通过相同的RF滤质器出口孔离开RF滤质器20，并且几乎没有横向质量分散。这与磁性扇区仪器根本上不同，在磁性扇区仪器中，质量区分是基于空间中不同质量的分离。没有横向质量分散的事实使得RF滤质器20非常适合与碰撞池30耦合，因为它确保了离开RF滤质器20的所有离子都遵循相同的离子光学路径。这进而意味着，至少在第一级中，在高压碰撞池30的小入口孔(直径通常为2mm)处只有有限的质量区分。因此，基于RF的前过滤器似乎是许多应用的合适解决方案。
然而，用于高精确度和准确同位素比分析的这种设置的主要限制是每个RF透镜或多或少都会出现的“节点效应(noding effect)”。RF质量透镜依赖于RF透镜内部交替的强聚焦和散焦RF周期。对于那些被RF滤质器20排斥的离子，RF透镜的散焦作用主导离子轨迹并迫使离子轨迹变得不稳定。由于这种不稳定性，离子不会通过出口孔离开四极杆过滤器，而是与四极杆过滤器的四极杆接触。这些离子在被撞击的四极杆处被释放、吸附或结合。然而，对于那些由RF滤质器传输的离子，聚焦作用占优势并且离子轨迹稳定，从而将所传输的离子聚焦到出口孔。
图2示出了实验结果，在所述实验中，四极杆滤质器的质量窗口的宽度已选择为约8u，并且在质谱图中的质量80处只有一个峰主峰。在图2中，峰是在离子源的ICP炬10中形成的Ar二聚体(40Ar40Ar)的结果。已经从质量75u到质量85u扫描质量窗口的中心，以便确定在扫描RF滤质器时质量窗口的质量响应的均匀性。在图2中可以辨别的两条线是在不同的RF滤质器20调谐下进行两次实验的结果。
图2示出了上升边沿和下降边沿上的峰陡度小于1u。在78u到83u的质量范围中的峰的平坦度似乎在线性范围内是平坦的，这对于许多应用来说已经足够了。
为了探索在图1的设备中节点的效果，将Nd标准引入到ICP炬10中。然后，使用检测器平台50测量142Nd/146Nd和150Nd/146Nd的同位素比，同时略微改变RF滤质器20的DC极杆偏压。
图3示出了同位素比的稳定性的绘图，其中由RF滤质器20选择的质量窗口的宽度被选择为10u宽、16u宽并且最后是全宽。图3中的实线表示142Nd/146Nd的比率的绘图，图3中的虚线表示150Nd/146Nd的比率的绘图。标记为A和A'的线表示10u宽的窗口，标记为B和B'的线表示16u宽的窗口，并且标记为C和C'的线表示一个全质量窗口(不过滤)。
测得的同位素比的振荡清楚可见。这些取决于仪器调谐。它们指明不同质量的传输取决于四极杆的DC极杆偏压，并且振荡的大小也取决于所选质量窗口。当离子行进通过RF滤质器20时，极杆偏压确定了离子的能量。传输的振荡取决于质量，并且对于每个质量而言不会以相同的相位发生。取决于极杆偏压调整，一些离子将具有较高的传输速率，并且另一些离子将具有较低的传输速率。其系统性在很大程度上取决于调谐设置，并且这些振荡干扰了上文引言中描述的内部归一化方法的简单使用，以校正质量区分。
如果不进行任何预过滤(全质量窗口，图3中标记为C和C'的线)，则在不同的DC极杆偏压下测得的同位素比的稳定性在-1V到-3V的范围内基本上平坦。在16u宽的质量窗口(线B和B')的情况下，情况类似但是曲线的曲率更大。对于三个质量窗口中最窄的一个(10u；线A和A')，取决于调谐，偏差增加到百分之几。这是由于在传输窗的边缘处的变圆的传输曲线特性引起的效应。节点效应在传输轮廓的边缘处被放大，并导致传输的离子的图2所示的预期的平稳期的周期性振荡。由于这种节点效应，IRMS结果的精确度可能会降低。
使用图1的设备进行了类似的实验，以研究在不同DC极杆偏压下，针对一个质量窗口设置的所有Nd同位素比的变化。结果在图4中示出。在不同的极杆偏压下同位素比的节点是清楚可见的。所显示的同位素比已经在内部进行归一化为146/144Nd的归一化比率。在y轴上绘制的偏差描述了测得的比率对真实比率的偏差。在这种情况下，即使在内部归一化之后，测得的同位素比与真实同位素比偏差百分之几。这是RF滤质器20的调谐如何可以影响测得的同位素比的准确度的极端实例。即使进行内部归一化，RF滤质器20的节点效应也可能导致百分之几的不准确度。
为了解决这些节点问题，在图5中示出了根据本发明的实施例的IRMS。图5的布置包含与图1中的那些组件共享的多个组件，这些组件用相似的附图标记来标记。
图5的IRMS 100包含离子源15，所述离子源以与图1的离子源类似的方式进行配置，因此将不进行详细描述。离子源15包含三轴ICP炬10、采样锥11、一个或多个截取锥12、提取透镜13和/或另外的截取锥14和/或另一个离子光学装置14。这导致了准直离子束。
代替四极杆(RF)滤质器，在离子源15的下游定位有静态场滤质器120，所述静态场滤质器将在下文进一步详细描述。静态场滤质器120维持恒定的电场和磁场，使得通过静态场滤质器的离子传输在所选m/z范围内具有平坦的响应。四极杆滤质器无法提供这种平坦的响应。这是因为离子仅受静态场影响。在四极杆滤质器中，电磁场会根据所施加的频率随时间变化。这导致来回推动的离子产生之字形轨迹。此外，静态场滤质器120的系统调谐中的小偏差不会以不可预测的方式改变测得的同位素比。尽管如此，图5的静态场滤质器120没有引入横向质量区分(如例如在磁性扇区分析器中发生的那样)，使得离开静态场滤质器120的离子束可以在由静态场滤质器120选择的用于传输的质量窗口的宽度上聚焦到碰撞池30的相对小(c.2mm)的入口孔上。
如在图1的布置中，在碰撞池30之后，离子由加速器40加速并将所述离子聚焦到双聚焦高分辨率多收集器质谱仪的离子光学器件中，以便同时检测(样品或标准的)不同的同位素。进一步地，双聚焦高分辨率多收集器质谱仪再次包含由聚焦透镜42分开的静电扇区41和静磁扇区43，并且由于已经针对图1对这些进行了描述，因此在此不再重复其特定布置和目的。在高分辨率多收集器质谱仪的下游，图5的布置含有分散光学器件44，并且最后再次是检测器平台50，例如，如GB-A-2,541,391中所描述的。
图5的布置中的静态场滤质器120的优选布置是双维恩过滤器。维恩过滤器采用交叉的静电场和静磁场布置。穿过这种布置的离子经受根据以下等式的磁洛伦兹力和电场强度：
Figure BDA0002687291420000151
Figure BDA0002687291420000152
其中q是离子的电荷，v是离子的速度，
Figure BDA0002687291420000153
是电场并且
Figure BDA0002687291420000154
是磁通密度。在初始离子束速度垂直于两个场并且两个场彼此垂直的情况下，对于轴向轨迹，这给出了以下条件：
Figure BDA0002687291420000155
Figure BDA0002687291420000156
Figure BDA0002687291420000157
换言之，维恩过滤器是速度过滤器。所述速度过滤器根据带电粒子的速度使带电粒子偏转。具有相同离子能量的离子由其质量的平方根分离(因为离子的动能为1/2mv2)。对于给定的离子能量，较轻离子比较重离子行进地更快，如此，较轻离子在交叉的电场和磁场中的偏转比较重离子要大。这就是维恩过滤器还充当质量分离器的原因。因此，在维恩过滤器中，在空间上质量是分离的。在图6中以高度示意的形式说明了这种原理，其中允许速度v等于E/B的那些离子无偏移地穿过，而不等于E/B的不同速度的离子在交叉的E场和B场的影响下弯曲，以便将离子分离出来。离子可以示出为在正交方向X上偏离Z轴距离ΔX，这给出为：
Figure BDA0002687291420000161
其中q是离子的电荷，l是维恩过滤器在Z方向上的长度，Ekin是离子的动能，m是离子的质量，并且E和B分别是电场和磁通密度。对于具有相同入射能量的单电荷离子，上述表达式可以简化为
ΔX＝C1E-C2Bm-1/2
换言之，对于给定的交叉电场强度和磁场强度，固定长度为l的维恩过滤器中与Z轴的偏差与行进通过其的离子质量的平方根的倒数有关。在同位素比测量期间，磁通密度和电场保持恒定。为了调整维恩过滤器以选择不同质量的离子，可以调整
Figure BDA0002687291420000162
或
Figure BDA0002687291420000163
实际上，对于所选质量的微小变化，磁通密度保持恒定(例如，在0.5T时)，并调整电场。对于较大质量的分析(如例如铀)，通常期望将磁通密度调整到更高的值，如1或1.5T。原因之一是较高的磁通密度会导致较高的质量分散，以抵消在较高m/z值情况下质量分散的降低(对于恒定磁通密度会发生这种情况)。因此，调整磁通密度的值允许依次选择期望的质量分散。
图7示出了针对70mm长的维恩过滤器以及2keV的离子能量的分散系数(X，G)对质荷比m/z(amu)的绘图的实例。当X＝(X,G)*(M-M0)/M0时，分散系数(X，G)将相对于中心质量M0的质量M的离子的离子位移X联系起来。
实线表示施加的磁通密度为0.5T，并且虚线(broken line/dashed line)表示施加的磁通密度为1.0T。为了计算离子束的实际偏转，必须将分散系数乘以相对质量偏差。因此，相对质量偏差为10％时，实际位移X＝[(X,G)*0.1]mm。对于施加的0.5T磁场强度，m/z为约90amu的离子偏转约1mm(10*0.1)，而当施加1.0T磁场强度时，m/z为约60amu的离子偏转约2mm。从图6可以理解的是，在维恩过滤器下游的点处的分散将大于在维恩过滤器的出口处的分散，因为离子在此点处沿着从中心轴发散的轨迹行进。
图8示出了图5的静态场滤质器120在图5的平面X-Z中的更详细的示意图，其中磁通密度的矢量指向垂直于图平面的Y方向。静态场滤质器120包括入口孔200和出口孔210。入口孔200的典型直径为约2mm。在静态场滤质器120内与入口孔200相邻定位的是第一维恩过滤器220。第二维恩过滤器230定位在第一维恩过滤器220的下游，在静态场滤质器120内，并且与出口孔210相邻。
反转透镜240定位在第一过滤器220与第二维恩过滤器230之间。
已经模拟了从左到右穿过双维恩过滤器布置的离子的轨迹，并且所述轨迹也示出在图8中。为简单起见，忽略了角发散(假设在入口孔处为准直离子束)和能量扩散。三个平行的(未发散)束路径示出在图8的左侧，进入静态场滤质器的入口孔200。离子束能量为2KeV，并且采用质量为M0、0.9M0和1.1M0的三种不同的离子质荷比。这反映了+/-10％的质量扩散。磁通密度的朝向垂直于纸的平面(即，在图5的Y方向上)，而电场的方向在X方向上(平行于纸的平面)。
通过第一维恩过滤器220使m/z＝0.9M0的较轻离子在负X方向上偏转，而通过第一维恩过滤器220使m/z＝1.1M0的较重离子在正X方向上偏转。调整电场和磁通密度，直到m/zM0的离子沿着静态场滤质器120的对称轴(图5和8中的Z轴)行进。
反转透镜240反转由第一维恩过滤器220引入的偏转角。换言之，m/z＝0.9M0的较轻离子和m/z＝1.1M0的较重离子两者都朝中心对称轴Z往回弯曲，与第一维恩过滤器220引入的偏差量成比例。m/z＝M0的离子直接穿过反转透镜240，基本上没有在X方向上的偏差。
因此，各种m/z的离子在反转透镜240的下游会聚到第二维恩过滤器230中。因为第二维恩过滤器的电场和磁通密度与第一维恩过滤器中的电场和磁通密度以相同方式朝向，所以再次，通过第二维恩过滤器230使较轻离子(m/z＝0.9M0)在负X方向上偏转，而通过第二维恩过滤器220使m/z＝1.1M0的较重离子在正X方向上偏转。由于具有通过反转透镜分开的第一维恩过滤器和第二维恩过滤器的静态场滤质器的配置，在入口孔200处的离子的空间分布成像到出口孔210上，所述出口孔在静态场滤质器120的出口孔210的平面处具有准直(近乎平行)的离子束。因此，准直离子束在入口孔200处的角聚焦保持在图8的静态场滤质器120的出口平面处，而与质量无关。在数学方面，空间聚焦(至少以一阶的形式)以及质量分散聚焦可以被表示为
Figure BDA0002687291420000181
其中
x是与Z轴的空间位移；
α是与Z轴的角发散；并且
γ是离子束的相对质量差。
在入口孔处的优化准直离子束的理想情况下，优选地在入口孔200和出口孔210处的离子束的值
Figure BDA0002687291420000182
和
Figure BDA0002687291420000183
保持不变或几乎不变。因此，在入口孔200和出口孔210处的这些值中的一个或两个之间的相对差大于10％，优选地不大于2％，并且特别优选地不大于0.5％。
通常，对于过滤的m/z窗口，在出口孔210处的值
Figure BDA0002687291420000184
小于0.2mm，优选地小于0.1mm，并且特别优选地小于0.05mm。
通常，对于过滤的m/z窗口，在出口孔210处的值
Figure BDA0002687291420000191
小于4°，优选地小于2°，并且特别优选地小于1°。
如上所述，碰撞池30的入口孔相对较小(c.2mm)，并且使在此入口孔处到达的离子的任何角度分布最小化是很重要的。因此，在本发明的实施例的静态场滤质器120中保持离子的空间聚焦和角度聚焦两者都高度有利于确保不根据其质量在碰撞池的入口平面处对离子进行质量区分。
图9a、9b和9c展示了针对不同的质量范围的通过图9的静态场滤质器120的再次在图5的X-Z平面中的模拟的离子轨迹。在图9a中，质量窗口为M0+/-10％，即，图9a和8的质量窗口是相同的。图9b示出了针对更宽的质量窗口M0+/-20％的离子轨迹，并且图9c显示了针对更宽的质量窗口M0+/-30％的离子轨迹。
通过比较图9a、9b和9c可以看出，横向质量分散(即，在X方向上的分散)在第一维恩过滤器220与第二维恩过滤器230之间的点处最大，并且此外，在此点处的离子分散量随质量窗口的宽度增加。如果选择特定的质量窗口，则只有介于两个维恩过滤器之间的在X方向上具有有限分散的离子应该到达第二维恩过滤器。
图10a、10b和10c示出了根据替代性实施例的静态场滤质器120的布置。图10a具体地示出了静态场滤质器120的透视侧视图，而图10b示出了通过X-Z平面(与图6、8和9a、9b和9c相同的平面)中的中心对称轴的截面以及离子轨迹模拟。图10c示出了在正交(Y-Z)平面中的静态场滤质器120和再次的离子轨迹模拟。图8和10a/10b/10c的实施例共同的特征用相似的附图标记来标记。
在图10a、10b和10c中，离子从左到右行进。离子束能量为2KeV，并且静态场滤质器120的入口孔200是圆形，直径为2mm。
离子行进通过入口透镜300并且进入到第一维恩过滤器220。然后，离子穿过定位在第一维恩过滤器220与反转透镜240之间的隔膜255中的孔245(图10b和10c；为清楚起见未在图10a中示出)。在传输通过反转透镜240之后，离子进入第二维恩过滤器230。出口透镜310定位在第二维恩过滤器230与静态场滤质器120的出口孔210之间。
离子束的角发散相对于Z轴为+-30mrad。质量范围设置为M0+/-20％。模拟(图10b和10c)示出中心质量M0的离子沿Z轴无偏差通过。
可以通过多种方式来控制由静态场滤质器120传输的质量范围。例如，如上所述，可以调整磁通密度，因为这又调整了质量分散。然而，实际上磁通密度受到限制。因此，作为用于调整静态场滤质器120的质量分散的另一种(或不同的)方式，可以机械地调整隔膜255中的孔245的尺寸以打开和关闭所述孔。质量分散发生在X方向(垂直于磁通密度的方向)上。因此，在最简单的布置中，可以使用仅在X方向上可移动的协作的第一部分和第二部分来打开或关闭隔膜255中的孔245。可替代地，隔膜可以呈具有可变直径的圆形孔245的虹膜的形式。隔膜255可以另外地或可替代地在Z方向上可移动，以使得对于孔245的给定尺寸，较小质量或较大质量的离子种类可以能够穿过孔245。
简要地返回参考图7，可以注意到，在维恩过滤器出口处计算出的分散X的值可以为约在孔245处的分散的一半，这是因为第一维恩过滤器的出口与隔膜255之间的分隔，以及离子在所述离子朝着隔膜255离开第一维恩过滤器时所采取的发散的轨迹。利用此信息，可以在特定的磁通密度下针对给定的维恩过滤器尺寸和离子能量来设置孔径，以选择特定的离子。例如，如果将0.5T磁场通量密度施加到长度为70mm且离子能量为2keV的第一维恩过滤器，则将孔的直径设置为1.6mm将在中心质量M0＝100amu+/-10％的质量窗口中传输所有离子：即，在90amu到110amu的质量窗口中。可以通过调整磁通密度来实现微调。
由于交叉的均匀磁场和电场，图10a、10b和10c的维恩过滤器布置在X方向和Y方向上具有不同的对称性。结果，离子光学特性在X方向和Y方向上分别不同。为了在两个方向上控制焦点，期望非对称透镜设计。例如，这可以通过施加有静态电压的多极透镜布置(如四极透镜，一组交叉的狭缝孔透镜)或通过单透镜240来实现。在图10a中示出单透镜240，其中中间电极244定位在外部电极242、246之间。
图11示出了图10a的单透镜240的局部剖视透视图，其中去除了外部电极242以显露中心电极244的结构。在图11所示的特别优选的布置中，中心电极被切割成4区段244a、244b、244c和244d。这种四极透镜可以在第一方向上聚焦而在与其正交的第二方向上散焦。
具有分割的中心电极244的图11的单透镜布置是特别优选的，因为它允许在第一维恩过滤器与第二维恩过滤器之间将四极分量叠加到单透镜上。中心电极244的区段允许分别在X方向和Y方向上生成不同的聚焦强度。图12a示出了沿图11的单透镜的线C-C的截面，而图12b示出了沿图11的正交线B-B的截面。如图11所示，位于透镜的上象限和下象限中的第二电极244b和第四电极244d供应有例如-400V的负DC电压。如图11所示，位于透镜左象限和右象限中的第一电极244a和第二电极244c接地(相对于离子产生电位指示电压)。外部电极供应有-2000V，并且离子能量为2000eV。
在图12a和12b中示出等位面以及离子轨迹。图12c和12d分别示出了图12a和12b的具有更少的轮廓和等位面的简化版本。特别从图12c和12d可以辨别在正交的X方向和Y方向上的不同聚焦强度。
在图10b和10c中，离子束在静态场滤质器120的出口孔210处从2KeV减速下降到250eV，以聚焦到碰撞池30的入口孔中(图5)。图10b和10c的右侧上的焦点示出所有离子都聚焦在碰撞池30的入口孔中，并且没有发生质量区分。
图13a示出了图10a、10b和10c的静态场滤质器在图8的X-Z平面中的磁等位面的模拟，并且图13b示出了在同一静态场滤质器中更常见的磁通密度线的模拟。图13a和13b中组件的布置与图10a和10b中所示的布置相同，即，在图13a和13b中，离子从左到右行进通过静态场滤质器120。除了图10a、10b和10c所示的组件之外，图13a和13b还示出了定位在第一维恩过滤器220的入口和出口处的第一对磁屏蔽件320a、320b以及定位在第二维恩过滤器230的入口和出口处的第二对磁屏蔽件320c、320d。磁屏蔽件320a、320b、320c和320d优选地是由软铁制成的铁垫片。这些有助于控制静态场滤质器120中的边缘磁场，这对于实现所期望的IRMS 100的离子光学性能是理想的。如结合图10a、10b和10c所指出的，反转透镜240可以包括或包含单透镜。入口透镜300和出口透镜310也可以由单透镜组成或包括所述单透镜。这些单透镜可以具有多极组件，以允许在系统的X方向和Y方向上的不同聚焦条件(如上文结合图11、12a和12b所描述的)。
第一维恩过滤器和第二维恩过滤器的磁性线圈可以具有类似的构造和几何形状。供应给每个过滤器的线圈电流可以是相同的，其中图10a、10b和10c和13a/13b的双维恩过滤器布置的两个线圈串联耦合。然后，仅需要单个磁场控制器。两个维恩过滤器可以可替代地连接到由单个线圈供电的单个磁轭，如图5的布置中示意性地示出的。
然后由结构误差引起的任何微小差异可以通过电场来补偿。尽管电场可能会略有不同，但是这种布置的对称性增强了离子光学设置的鲁棒性，因为然后在第二维恩过滤器230的磁场中补偿了第一维恩过滤器的磁场中的不稳定性。
图14示出了图10a、10b、10c、12a和12b的静态场滤质器中的电位。再次，在第二维恩过滤器230的电场中补偿了第一维恩过滤器220的电场的不稳定性。
与第一维恩过滤器220和第二维恩过滤器230的磁极片的表面平行的电场也需要合理的均匀的。这是具有挑战性的，因为极片之间的间隙的宽度在约10mm的范围内，而极片的表面的长度是约100mm。挑战在于控制这个小间隙中的电场并在此间隙内部创建均匀的电场；由于当前布置中的特定几何挑战，确保板远大于间隔的常规技术是不可能的。
图15a示出了在X-Z平面中穿过图10a的第一维恩过滤器220的透视切片。图15b示出了在正交的Y-Z平面中穿过图10a的第一维恩过滤器220的透视切片。图15c示出了图10a的第一维恩过滤器220的入口孔的端透视图，并且图15d示出了沿图15a、15b和15c的线A-A在X-Z平面中的视图。
如图15a、15b和15c所示，第一维恩过滤器220包括在Y方向上分开的第一磁极片400a和第二磁极片400b。磁屏蔽件320a、320b与第一极片400a和第二极片400b(特别是图15b)相邻安装。适当地，屏蔽件包括具有在磁极片附近的中心通孔和在Z方向上延伸的相邻管的盘。屏蔽件在系统的入口和出口处打开。在两个场之间，屏蔽件连接到具有第一通孔和第二通孔的封闭圆柱体。
第一多条细导电线450a安装在第一磁极片400a上。第二多条细导电线450b形成于相对的第二极片400b上。第一多条细导电线450a和第二多条细导电线450b中的每条细导电线与其相邻的多条导电线电隔离，使得可以将不同的静电位施加到每条导电线上，如下文将结合图16进一步描述的。实现这种目的的一种合适的方式是将导线印刷到绝缘衬底(图15a、15b或15c中未示出)上，以形成印刷片材，如图15d最佳所示。然后可以将第一印刷片材键合到第一磁极片400a上，而可以将第二印刷片材键合到第二磁极片400b上。从图中可以看出，多条细导电线450a和450b沿着约X＝0的Z轴对称地印刷，并且在仅第一极片400a和第二极片400b的全宽度的一部分上向外(沿+/-X方向)延伸。
在沿着第一磁极片400a的外部边缘形成的磁屏蔽件320a、320b与印刷在绝缘衬底上的最外部细导电线之间定位有多个成角度的挡板。如图15a和15d中最佳可见，成角度的挡板定位在第一多条细导电线450a的两侧(并且还参照图15b，定位在第二多条细导电线450b的两侧)。在所展示的实施例中，在+X方向上存在6个在Z方向上朝向第一极片440a和第二极片440b的边缘分离的成角度的挡板430a-430f，并且在-X方向上存在6个在Z方向上朝向第一极片440a和第二极片440b的边缘分离的对应的成角度的挡板440a-440f。成角度的挡板430a-430f和440a-440f在X方向和Z方向两者上对称地布置，使得所述挡板形成人字形。这种形状有助于在第一维恩过滤器中捕获那些将被过滤的具有较大偏转角的较轻离子。人字形布置因此避免了离子束沿布置的侧壁的反射，因为离子束横穿第一维恩过滤器中的磁体间隙。
图16示出了印刷片材的平面图，在键合到第一极片400a和另外的成角度的挡板430a-f；440a-f和磁屏蔽件320a、320b之前，印刷了在所述印刷片材上的第一条多条细导电线450a。从图16中可以看出，多条450a的每条导电线都连接到分压器460，使得电位在横向于第一维恩过滤器220的纵向方向的X方向上线性下降。
尽管在附图中未展示，但是应当理解的是，在其上形成有用于与第一维恩过滤器220的第二极片400b键合的第二多条细导电线450b的印刷片材上还提供有形成分压器的电阻器阵列。(分别键合到第一极片400a和第二极片400b的)印刷片材中的每个印刷片材的分压器优选地被相同地配置，使得电位在第一维恩过滤器220的横向(X)方向上线性下降，而沿第一维恩过滤器的磁体间隙(在Z方向上)的静电位，以及第一极片400a与第二极片400b之间的在Y方向上的静电位是恒定的。由图15a-15d和16的布置生成的电场的模拟如图17所示。具体地，图17示出了在沿着Z轴的位置处通过第一维恩过滤器220在X-Y平面中的截面，所述位置朝第一维恩过滤器220的中心(在纵向Z方向上)，使得可忽略任何边缘效应。第一多条细导电线450a(在使用中键合到第一磁极片400a，为清楚起见在图17中未示出)和第二多条细导电线450b(在使用中键合到第二磁极片400b，为了清楚起见也未在图17中示出)在图17中分别示出并且在Y方向上分开。等位线在图17中示出，展示了在与磁场正交的方向上的电场的良好均匀性。
图18a示出了具体是在图10a的布置中通过第二维恩过滤器230的X-Z平面中的透视切片。通过图18a的第二维恩过滤器230的切片与图15a关于第一维恩过滤器220所示的切片相同。图18b示出了第二维恩过滤器230的端透视图。
在图18a和18b的每个图中，可以看到第一多条细导电线500a定位在第二维恩过滤器230的第一磁极片510上，而第二多条细导电线500b定位在第二维恩过滤器230的第二磁极片520上。两组细导电线500a、500b的每组的构造和配置都可以与上文结合图15a-15d和16所描述的构造和配置相同，其中将线印刷到绝缘衬底上，然后将所述绝缘衬底键合到第一极片510和第二极片520。每个印刷衬底还可以提供有如图16所示的分压器。
然而，与第一维恩过滤器220中的布置相比，第二维恩过滤器不含有任何成角度的挡板。因此，平坦的电极(图18)被直接定位成邻近多条导电线500a、500b的最外部线。期望地存在于第一维恩过滤器220中的挡板的目的是使强离子束在电极处的充电效应最小化。例如，在ICP中，存在非常强烈的氩气束。在离子到达第二维恩过滤器230时，这种束的效应已经被完全过滤了，因此相对很少的离子撞击电极，并且因此在第二维恩过滤器230中挡板被认为是不需要的。
尽管已经描述了一些特定的实施例，但是应理解的是，这些仅是为了说明的目的。各种修改是可能的。例如，尽管已经在IRMS的背景下描述了优选实施例，但是应理解的是，本发明绝不因此受到限制，并且其它类型的质谱仪也可以从本文描述的静态场滤质器中受益。此外，应理解的是，上文所描述的引起质量转移反应的碰撞池仅出于说明的目的。更一般地，可以将由静态场滤质器过滤的离子提供给任何类型的反应池，这可以在分析之前引起经过过滤离子的任何类型的变化。实际上，在预期并被认为在本公开的范围内的其它实施例中，离开静态场滤质器的离子可以直接代替地引导到如质量分析器等分析单元。

Claims (38)

1.一种用于质谱仪的静态场滤质器，所述静态场滤质器包括：
入口孔，所述入口孔被配置成从离子源接收离子束；
出口孔，所述出口孔被配置成喷射离子，所述静态场滤质器在所述入口孔与所述出口孔之间限定纵向对称轴；
第一维恩过滤器，所述第一维恩过滤器被配置成根据离子的m/z使所述离子远离所述纵向对称轴偏转；
第二维恩过滤器，所述第二维恩过滤器被配置成根据离子的m/z使所述离子朝所述纵向对称轴往回偏转；以及
反转透镜，所述反转透镜沿所述纵向对称轴定位在所述第一维恩过滤器与所述第二维恩过滤器之间，以反转来自所述第一维恩过滤器的所述离子的偏转方向。
2.一种质谱仪，其包括：根据权利要求1所述的静态场滤质器；离子源，所述离子源布置在所述静态场滤质器的上游并且被配置成将离子引导到所述静态场滤质器的入口孔中；以及质量分析器，所述质量分析器布置在所述静态场滤质器的下游，所述质量分析器被配置成对以下进行质量分析：(a)从所述静态场滤质器的出口孔喷射的离子，或(b)源自从所述静态场滤质器的所述出口孔喷射的所述离子的产物离子。
3.一种质谱仪，其包括：根据权利要求1所述的静态场滤质器；离子源，所述离子源布置在所述静态场滤质器的上游并且被配置成将离子引导到所述静态场滤质器的入口孔中；反应池，所述反应池定位在所述静态场滤质器的出口孔的下游；以及质量分析器，所述质量分析器在所述反应池的下游，所述反应池被配置成使从所述静态场滤质器接收到的离子经历其性质的变化，并将经过反应的离子喷射到所述质量分析器。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的质谱仪，所述质谱仪用于分析样品中含有的原子或分子的同位素比，其中
所述离子源被配置成从所述样品生成离子束；
所述质量分析器是扇形场质量分析器，所述扇形场质量分析器被配置成根据所分析离子的m/z在空间上分离所述所分析离子；并且进一步地，其中所述质谱仪包括离子多收集器，所述离子多收集器具有(i)各自布置在所述扇形场质量分析器的下游的多个离子检测器或(ii)布置在所述扇形场质量分析器的下游的单个离子检测器，以用于检测各自由所述扇形场质量分析器分离的多种不同的离子种类。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的质谱仪，其中所述静态场滤质器进一步包括定位在所述第一维恩过滤器与所述第二维恩过滤器之间的隔膜，所述隔膜的孔被配置成允许离开所述第一维恩过滤器的所述离子种类中的至少一些离子种类穿过。
6.根据权利要求5所述的质谱仪，其中所述隔膜的所述孔的尺寸使得：m/z高于阈值m/z的离子在与所述纵向对称轴正交的方向上被所述第一维恩过滤器偏转相对较小的距离，使得所述离子能够穿过所述孔；并且m/z低于阈值m/z的离子在与所述纵向对称轴正交的方向上被所述第一维恩过滤器偏转相对较大的距离，使得所述离子无法穿过所述孔。
7.根据权利要求5所述的质谱仪，其中所述隔膜的所述孔的尺寸使得：m/z低于阈值m/z的离子在与所述纵向对称轴正交的方向上被所述第一维恩过滤器偏转相对较小的距离，使得所述离子能够穿过所述孔；并且m/z高于阈值m/z的离子在与所述纵向对称轴正交的方向上被所述第一维恩过滤器偏转相对较大的距离，使得所述离子无法穿过所述孔。
8.根据权利要求5所述的质谱仪，其中所述隔膜的所述孔的尺寸使得：m/z在m/z窗口中的离子在与所述纵向对称轴正交的方向上被所述第一维恩过滤器偏转相对较小的距离，使得所述离子能够穿过所述孔；并且m/z在m/z窗口外的离子在与所述纵向对称轴正交的方向上被所述第一维恩过滤器偏转相对较大的距离，使得所述离子无法穿过所述孔。
9.根据权利要求2到8中任一项所述的质谱仪，其中所述反转透镜是非对称的。
10.根据权利要求9所述的质谱仪，其中所述反转透镜是多极透镜。
11.根据权利要求10所述的质谱仪，其中所述多极透镜包括多个交叉的狭缝孔透镜。
12.根据权利要求10所述的质谱仪，其中所述多极透镜是单透镜(Einzel lens)，所述单透镜具有在使用中被施加第一电压的周向相对的第一透镜区段和第二透镜区段，并且具有插置于所述周向相对的第一透镜区段与第二透镜区段之间的周向相对的第三透镜区段和第四透镜区段，所述周向相对的第三透镜区段和第四透镜区段具有在使用中被施加的与所述第一电压不同的第二电压。
13.根据权利要求2到12中任一项所述的质谱仪，其进一步包括位于所述第一维恩过滤器与所述反转透镜之间的第一磁屏蔽件以及位于所述反转透镜与所述第二维恩过滤器之间的第二磁屏蔽件，所述第一磁屏蔽件和所述第二磁屏蔽件用于减小或去除所述第一维恩过滤器和所述第二维恩过滤器的杂散磁场对所述反转透镜的影响。
14.根据权利要求2到13中任一项所述的质谱仪，其进一步包括入口透镜，所述入口透镜定位在所述静态场滤质器的所述入口孔与所述第一维恩过滤器之间。
15.根据权利要求14所述的质谱仪，其中所述入口透镜被形成为单透镜。
16.根据权利要求14或15所述的质谱仪，其进一步包括位于所述入口透镜与所述第一维恩过滤器之间的第三磁屏蔽件，所述第三磁屏蔽件用于减小或去除所述第一维恩过滤器和/或所述第二维恩过滤器的杂散磁场对所述入口透镜的影响。
17.根据权利要求2到16中任一项所述的质谱仪，其进一步包括出口透镜，所述出口透镜定位在所述第二维恩过滤器与所述静态场滤质器的所述出口孔之间。
18.根据权利要求17所述的质谱仪，其中所述出口透镜被形成为单透镜。
19.根据权利要求17或18所述的质谱仪，其进一步包括位于所述第二维恩过滤器与所述出口透镜之间的第四磁屏蔽件，所述第四磁屏蔽件用于减小或去除所述第一维恩过滤器和/或所述第二维恩过滤器的杂散磁场对所述出口电极的影响。
20.根据权利要求15或权利要求18所述的质谱仪，其中所述单透镜具有中心电极，所述中心电极被分为多个区段，优选地4个区段。
21.根据权利要求2到20中任一项所述的质谱仪，其进一步包括静电控制器。
22.根据权利要求21所述的同位素比质谱仪，其中所述静电控制器连接到所述第一维恩过滤器和所述第二维恩过滤器两者，以便控制所述第一维恩过滤器和所述第二维恩过滤器各自的电场和/或磁通密度。
23.根据权利要求2到22中任一项所述的质谱仪，其中所述第一维恩过滤器包括离子束中的离子能够穿过的中心通道，其中所述中心通道由用于捕获远离所述纵向对称轴偏转的离子的至少一个挡板界定。
24.根据权利要求23所述的质谱仪，其中所述中心通道在第一侧和第二侧上由多个挡板界定。
25.根据权利要求24所述的质谱仪，其中所述多个挡板以人字形图案与所述纵向对称轴成锐角定位。
26.根据权利要求2到25中任一项所述的质谱仪，其中所述第一维恩过滤器包含在与所述纵向对称轴平行的方向上延伸的多个电导体，以用于在所述第一维恩过滤器的所述离子束中的离子能够穿过的中心通道内生成电场。
27.根据权利要求26所述的质谱仪，其中所述第一维恩过滤器包含具有所述多个电导体中的第一组电导体的第一电极和具有所述多个电导体中的第二组电导体的第二电极，所述第一电极和所述第二电极在与所述纵向对称轴垂直的方向上在空间上分开，以便至少部分地在其之间限定所述中心通道。
28.根据权利要求2到27中任一项所述的质谱仪，其中所述第二维恩过滤器包含在与所述纵向对称轴平行的方向上延伸的多个电导体，以用于在所述第二维恩过滤器的所述离子束中的离子能够穿过的中心通道内生成电场。
29.根据权利要求28所述的质谱仪，其中所述第二维恩过滤器包含具有所述多个电导体中的第一组电导体的第一电极和具有所述多个电导体中的第二组电导体的第二电极，所述第一电极和所述第二电极在与所述纵向对称轴垂直的方向上在空间上分开，以便至少部分地在其之间限定所述中心通道。
30.根据权利要求27或权利要求29所述的质谱仪，其中所述第一电极包括电绝缘衬底，所述多个电导体中的所述第一组电导体以阵列的形式形成于所述电绝缘衬底上或所述电绝缘衬底内，每个导体在与所述纵向对称轴平行的方向上延伸，并且进一步地，其中所述第二电极包括电绝缘衬底，所述多个电导体中的所述第二组电导体以阵列的形式形成于所述电绝缘衬底上或所述电绝缘衬底内，每个导体在与所述纵向对称轴平行的方向上延伸。
31.根据权利要求26到30中任一项所述的质谱仪，其中所述第一组中的所述电导体中的每个电导体连接到第一分压器，并且其中所述第二组中的所述电导体中的每个电导体连接到第二分压器。
32.根据前述权利要求2到31中任一项所述的同位素比质谱仪，其中所述离子源是电感耦合等离子体(ICP)离子源。
33.根据前述权利要求3到32中任一项所述的同位素比质谱仪，其中所述反应池是碰撞池。
34.一种质谱方法，其包括以下步骤：
(a)从样品生成离子束；
(b)使用静态场滤质器根据离子的质荷比从所述束中选择所述离子；
(c)基于离子的质荷比，在扇形场分析器中在空间上分离从所述静态场滤质器接收到的所述离子；以及
(d)在多收集器中从经过分离的离子中检测多种不同的离子种类。
35.根据权利要求34所述的质谱方法，其进一步包括在空间上分离所述离子之前，使用反应池在从所述静态场滤质器接收到的离子中引起质量转移反应的步骤。
36.根据权利要求34或35所述的方法，其中根据离子的质荷比从所述束中选择所述离子的所述步骤(b)包括：
通过所述静态场滤质器的入口孔将来自离子源的离子注入到所述静态场滤质器中；
使用第一维恩过滤器使离子远离所述静态场滤质器的纵向对称轴偏转，以便根据离子的m/z在与所述纵向对称轴正交的方向上分离所述离子；
使用反转透镜使所述第一维恩过滤器的下游的离子朝所述纵向对称轴往回偏转；以及
使用第二维恩过滤器将离子朝所述静态场滤质器的出口孔聚焦。
37.根据权利要求34到36中至少一项所述的方法，其中所述步骤(a)包括使用电感耦合等离子体(ICP)离子源生成离子。
38.根据权利要求34到37中任一项所述的方法，其进一步包括基于由所述多收集器检测到的所述多种不同的离子种类确定所述样品中含有的原子或分子的至少一种同位素比。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11709155B2 (en) 2017-09-18 2023-07-25 Waters Technologies Corporation Use of vapor deposition coated flow paths for improved chromatography of metal interacting analytes
US11709156B2 (en) 2017-09-18 2023-07-25 Waters Technologies Corporation Use of vapor deposition coated flow paths for improved analytical analysis
US11918936B2 (en) 2020-01-17 2024-03-05 Waters Technologies Corporation Performance and dynamic range for oligonucleotide bioanalysis through reduction of non specific binding
GB2622403A (en) 2022-09-14 2024-03-20 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Determining an expected response of a mass spectrometer
GB2622400A (en) * 2022-09-14 2024-03-20 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Analysing a field of a mass spectrometer
GB2622402A (en) * 2022-09-14 2024-03-20 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Simulating a mass spectrometer
GB2622401A (en) * 2022-09-14 2024-03-20 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Tuning a mass spectrometer filter
CN116234145A (zh) * 2023-01-09 2023-06-06 中国科学院近代物理研究所 紧凑型强流h2+离子束产生装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070069150A1 (en) * 2003-09-11 2007-03-29 Frosien Juergen Charged particle beam energy width reduction system for charged particle beam system
US20120211651A1 (en) * 2011-02-21 2012-08-23 John Stephen Vogel Mass Spectrometer and Method for Direct Measurement of Isotope Ratios
CN102737938A (zh) * 2011-04-15 2012-10-17 Fei公司 宽孔径维恩ExB质量过滤器
WO2017029200A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-23 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh Multi detector mass spectrometer and spectrometry method
GB2545670A (en) * 2015-12-21 2017-06-28 Nu Instr Ltd Mass spectrometers

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07111882B2 (ja) * 1987-04-15 1995-11-29 日本電子株式会社 ウイ−ンフイルタを用いた二重収束質量分析装置
DE3813641A1 (de) * 1988-01-26 1989-08-03 Finnigan Mat Gmbh Doppelfokussierendes massenspektrometer und ms/ms-anordnung
US6191417B1 (en) * 1998-11-10 2001-02-20 University Of British Columbia Mass spectrometer including multiple mass analysis stages and method of operation, to give improved resolution
JP2003028999A (ja) * 2001-07-11 2003-01-29 Ebara Corp 荷電粒子ビーム制御装置、及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、荷電粒子ビーム欠陥検査装置、並びに荷電粒子ビーム制御方法
GB201011862D0 (en) 2010-07-14 2010-09-01 Thermo Fisher Scient Bremen Ion detection arrangement
GB2541391B (en) 2015-08-14 2018-11-28 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Detector and slit configuration in an isotope ratio mass spectrometer
WO2019207707A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
CN110660633B (zh) * 2019-08-28 2022-03-25 中科晶源微电子技术（北京）有限公司 维恩过滤器和带电粒子束成像设备
JP2022144305A (ja) * 2021-03-18 2022-10-03 キオクシア株式会社 マルチビーム走査装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070069150A1 (en) * 2003-09-11 2007-03-29 Frosien Juergen Charged particle beam energy width reduction system for charged particle beam system
US20120211651A1 (en) * 2011-02-21 2012-08-23 John Stephen Vogel Mass Spectrometer and Method for Direct Measurement of Isotope Ratios
CN102737938A (zh) * 2011-04-15 2012-10-17 Fei公司 宽孔径维恩ExB质量过滤器
WO2017029200A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-23 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh Multi detector mass spectrometer and spectrometry method
GB2545670A (en) * 2015-12-21 2017-06-28 Nu Instr Ltd Mass spectrometers

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