CN112204699B - 台式飞行时间质谱仪 - Google Patents

Abstract

一种质谱仪，所述质谱仪包括：真空腔室；以及离子入口组合件，其用于将分析物离子传输到所述真空腔室中；其中所述谱仪被配置成在冷却模式中操作，在所述冷却模式中，其选择性地控制到所述离子入口组合件的用于有效地冷却所述离子入口组合件的一个或多个气流。

Description

台式飞行时间质谱仪

相关申请的交叉参考

本申请要求2018年5月31日提交的第1808949.0号英国专利申请的优先权和权益。本申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及质谱法，且特定来说涉及一种具有生物医药工业中的特定应用的小占据面积或台式飞行时间(“TOF”)质谱仪。

背景技术

可例如在生物医药工业中使用的常规质谱仪往往相对复杂且具有相对大的占据面积。

生物医药工业的科学家需要收集其样本的高分辨率准确质量数据以便提供比使用LCUV分析可获得的信息更全面的信息。常规地，这通常通过运行相对复杂的质谱法设备或通过将分析外包给维修专员来实现。

期望提供一种可具有生物医药工业中的特定应用的占据面积减小的飞行时间(“TOF”)质谱仪。

发明内容

依据第一方面，本发明提供一种质谱仪，所述质谱仪包括：真空腔室；离子入口组合件，其用于将分析物离子传输到真空腔室中；其中所述谱仪被配置成在冷却模式中操作，在冷却模式中，其选择性地控制到离子入口组合件的用于有效地冷却离子入口组合件的一个或多个气流。

本发明的实施例提供用于减小与在离子入口组合件上执行维护相关联的灼伤风险的构件。

所述谱仪可包括一个或多个温度传感器，其用于监测离子入口组合件和/或其中安装离子入口组合件的离子块的温度；其中所述谱仪被配置成监测在冷却模式期间由所述一个或多个温度传感器感测到的温度，且在感测到的温度已降低到预定温度时结束冷却模式。

预定温度可设定成对应于认为离子入口组合件由用户处理是安全的温度的温度，例如≤70℃；≤65℃；≤60℃；≤55℃；≤50℃；≤45℃；或≤40℃。

所述谱仪可包括离子源及用于加热离子源的离子源加热器，和/或其中安装离子入口组合件的离子块及用于加热离子块的离子块加热器。谱仪可被配置成在冷却模式期间切断或减小到离子源加热器和/或离子块加热器的电力。

谱仪可被配置成在已经切断或减小到离子源加热器和/或离子块加热器的电力之后的预定时间处结束冷却模式。

谱仪可被配置成通过切断到离子入口组合件的用于有效地冷却离子入口组合件的所述一个或多个气流而结束冷却模式。

离子入口组合件可包括内部锥，其中具有用于接收分析物离子并将分析物离子传输到真空腔室的内部孔隙；以及外部锥，其环绕内部锥且其中具有外部孔隙。谱仪可被配置成使所述一个或多个气流中的一个在所述冷却模式中在所述内部锥和外部锥之间且穿过所述外部孔隙流动，以用于冷却所述内部锥和外部锥。

谱仪可被配置成使气体流动穿过其中安装离子入口组合件的离子块，穿过内部锥和外部锥之间的环形区，且离开外部锥中的外部孔口。

所述谱仪可包括在离子入口组合件附近的离子源，所述离子源包括具有至少一个气体管道的探针，所述至少一个气体管道用于在所述冷却模式中将所述一个或多个气流中的一个供应到离子入口组合件，以用于冷却离子入口组合件。

离子源可以是高压力离子源，例如大气压电离(API)离子源，比如ESI离子源。

探针可包括用于朝向探针的尖端供应液体的液体管道，以及用于将雾化气体供应到探针的尖端以使液体雾化的雾化器气体管道。谱仪可被配置成在所述冷却模式中经由所述雾化器气体管道供应所述一个或多个气流中的一个，以用于冷却所述离子入口组合件。

所述探针可进一步包括用于将去溶剂化气体供应到探针的尖端以使液体去溶剂化的去溶剂化气体管道，以及用于加热去溶剂化气体和/或去溶剂化气体管道的去溶剂化气体加热器。谱仪可在所述冷却模式中被配置成切断或调小去溶剂化气体加热器，且经由所述去溶剂化气体管道供应所述一个或多个气流中的一个以用于冷却所述离子入口组合件。

液体可以是可由探针(例如，来自上游LC装置)接收的溶剂中的分析物的溶液。

谱仪可包括离子源罩壳，其安装在离子入口组合件上方(例如离子块上方)使得探针尖端在离子源罩壳和离子入口组合件之间。

所述谱仪可被配置成在所述冷却模式中控制所述一个或多个气流以有效地冷却探针和/或离子源罩壳。

所述谱仪可包括用于接收来自加压气体供应的加压气体的气体入口，用于选择性地将所述加压气体从气体入口供应到所述离子入口组合件和/或探针的一个或多个阀。

所述谱仪可包括所述加压气体供应。

所述气体可以是惰性气体，例如氮气。

所述谱仪可包括用于在冷却模式期间监测离子入口组合件和/或离子入口组合件所处的离子块和/或探针和/或源罩壳的温度的一个或多个温度传感器。谱仪可被配置成监测在离子冷却模式期间由所述一个或多个温度传感器感测到的温度，且控制用户界面或传信装置以传信何时所述温度已下降到预定温度和/或保持高于预定温度。

预定温度可设定成对应于认为离子入口组合件和/或离子块和/或探针和/或源罩壳由用户处理是安全的温度的温度，例如≤70℃；≤65℃；≤60℃；≤55℃；≤50℃；≤45℃；或≤40℃。

谱仪可包括离子源、用于接取离子源的接取门，和用于检测何时门打开的检测器。谱仪可被配置成响应于检测器检测到门已打开而关断所述一个或多个气流。

这可减小用户暴露于用于冷却的气体的风险，用户暴露于用于冷却的气体可能存在窒息风险或其它危险。

本发明的第一方面还提供一种方法，其包括：

提供如上文所描述的质谱仪∶以及

在冷却模式中操作所述谱仪，在冷却模式中其将所述一个或多个气流供应到离子入口组合件以便使离子入口组合件冷却。

所述方法可包括在离子入口组合件已由所述一个或多个气流冷却之后拆卸离子入口组合件(例如从离子块移除离子入口组合件的至少一部分)。

依据第二方面，本发明提供一种质谱仪，所述质谱仪包括：

离子源，其布置在质谱仪的上游端附近；

溶剂废料管道，其具有在所述上游端附近且被布置成接收来自离子源的溶剂的入口，以及用于传输所述溶剂离开离子源并离开谱仪的出口；以及

最外壳套，其形成谱仪的外表面；

其中溶剂废料管道在谱仪的所述上游端处或附近通过最外壳套。

本发明人已经认识到，溶剂废料管道的配置很重要。在本发明的实施例中，来自离子源的溶剂废料管道在离子源所处位置附近通过谱仪的最外壳套。如此，最外壳套内部的溶剂废料管道的长度可相对较短，因此减小在最外壳套内部的位置处从溶剂废料管道泄漏的概率。此外，壳套内部溶剂废料管道的相对短的长度以及其在上游端处的位置确保了，在确实发生泄漏的情况下，溶剂不大可能接触质谱仪内部的电组件(例如高电压组件)，如果溶剂接触质谱仪内部的电组件则可能会存在火灾和/或电击危险。

离子源可被配置成接收溶剂中携载的分析物的溶液且使溶液去溶剂化，借此产生所述溶剂废料。离子源还使分析物电离。举例来说，质谱仪可包括ESI离子源。

谱仪可包括用于向离子源供应溶剂中携载的分析物的溶液的液相层析分离器。

谱仪可包括真空壳体，其中离子源安装到或邻近于真空壳体的第一侧；且其中溶剂废料管道通过到真空壳体的第一侧中，在真空壳体的壁内，且往回离开真空壳体的壁。

真空壳体可容纳用于操纵离子的离子光学组件，例如离子导引件和/或质量分析仪。

溶剂废料管道可在所述第一侧处退出真空壳体的壁。

然而，预期管道不必在第一侧退出真空壳体，而是可在真空壳体的例如正交于第一侧的第二侧退出，只要其在谱仪的上游端附近退出即可。

溶剂废料管道的延伸穿过真空壳体的壁的部分可被配置成使得在使用中溶剂废料在重力效应下从入口朝向出口排出。

因此，溶剂废料管道可竖直地延伸，其中出口布置成低于入口。另外或替代地，管道可被抽吸以从谱仪移除溶剂废料。

最外壳套可具有所述溶剂废料管道所通过的孔隙，其中所述孔隙可布置在壳套的大体上正交于真空壳体的第一侧的侧部中。

溶剂废料管道可被配置成接收来自离子源的液体溶剂废料，且将其传递到出口。

谱仪可包括离子源罩壳，其中离子源围封在离子源罩壳和真空腔室之间，且其中溶剂废料管道的入口布置在离子源罩壳内部。

溶剂废料管道的入口可布置在离子源罩壳的最下内表面附近或最下内表面中。

溶剂废料管道可包括柔性废料管，所述柔性废料管具有废料溶剂从中离开谱仪的出口端。

布置在最外壳套内部的溶剂废料管道的长度可选自以下组成的组：≤1.5m；≤1.4m；≤1.3m；≤1.2m；≤1.1m；≤1m；≤0.9m；≤0.8m；≤0.7m；≤0.6m；≤0.5m；以及≤0.4m。

离子源可以是大气压离子源。举例来说，离子源可以是ESI离子源。

离子源可连接到被配置成将溶剂供应到离子源的一个或多个流体供应线路。

流体供应线路可包括以下中的至少一个：第一流体供应线路，其连接到上游液相层析(LC)分离装置；第二流体供应线路，其连接到用于接收清洗溶液的溶剂瓶；以及第三流体供应线路，其连接到用于接收校准物溶液的溶剂瓶。

本发明的第二方面还提供一种质谱的方法，其包括：

提供如上文所描述的谱仪；

在溶剂废料管道的入口中接收来自离子源的溶剂，且将溶剂传递穿过溶剂废料管道并在谱仪的上游端处或附近穿过最外壳套离开。

如本文中所使用，术语“溶剂废料”可指代已经引入到离子源和/或离子源罩壳中且并非既定用于质量分析的溶剂。相应地，溶剂废料包括将不会经由抽吸块传输到抽吸块下游的组件的溶剂。溶剂废料可包括来自上游液相层析(LC)分离装置的溶剂，或可包括作为校准或清洁例程的一部分引入到源罩壳中的来自其它源(例如溶剂瓶)的溶剂。

依据第三方面，本发明提供一种质谱仪，所述质谱仪包括：

离子源罩壳，其具有气体入口和排气口；

气体供应阀，其用于控制气体到气体入口中的供应；以及

压力传感器，其用于确定离子源罩壳或排气口中的压力；

其中所述谱仪被配置成通过以下操作来执行源压力测试：

a)打开气体供应阀以允许气体进入气体入口；

b)使用压力传感器确定离子源罩壳或排气口中的气体压力；以及接着

c)响应于在已经打开气体供应阀之后的第一预定时间周期结束时感测到的气体压力处于或高于第一预定压力而闭合气体供应阀，和/或控制质谱仪的用户界面以传信警报。

所述谱仪被配置成通过在将气体供应到离子源罩壳中的同时感测源罩壳或排气口中的压力，来确定排气口是否被阻滞。如果压力是否高于第一预定压力，则谱仪等到第一预定时间周期结束才闭合气体供应阀或警示用户。这避免例如归因于由于存在来自先前离子源操作的残余流体(例如废料溶剂)(其可能仍在从排气口排放)而临时阻滞排气口而发生压力测试的假失败。预定时间周期设定为使得在此周期结束时将预期，所有此类流体将已经从排气口排出，且因此在此周期结束时的高压力指示排气口的真实问题。

应注意，这不同于基于持续压力监测归因于排气口被阻滞而指示失败状态的压力测试，因为此类系统不必等到已经打开气体阀之后的预定时间周期结束才确定压力测试已失败。事实上，一旦压力升高到高于给定值，此类系统就指示失败。这无法考虑例如归因于存在液体而造成的排气口的临时阻滞。类似地，周期性压力检查系统中的第一次压力检查的定时将不相对于打开气体供应阀的时间预先确定，且因此可能太早指示失败。

排气口可被布置和配置成从离子源罩壳排出流体。举例来说，排气口可以是用于从离子源罩壳排出溶剂的溶剂废料管道。

第一预定时间周期可设定为某一值，使得存在于排气口中的任何流体将在已经打开气体供应阀之后的所述第一预定时间周期内已经从排气口排出。

谱仪可包括经由气体供应阀连接到气体入口的加压气体供应。

第一预定时间周期可为已经打开气体供应阀之后T秒，其中T选自：≥5；≥10；≥15；≥20；≥25；≥30；以及≥35。

警报可指示排气口被阻滞。

离子源罩壳包含用于使递送到其上的分析物电离的电离装置。

谱仪可包括离子源罩壳中的大气压电离探针，其中所述探针包括所述气体入口。

所述探针可包括用于穿过其中递送分析物溶液的毛细管，以及用于使分析物溶液雾化和/或去溶剂化的至少一个气体通道，其中气体入口连接到所述至少一个气体通道。举例来说，探针可以是ESI探针。

如果在第一预定时间周期结束之前，感测到的气体压力在所述第一预定压力和较高阈值压力之间，则谱仪可等待所述第一预定时间周期结束才执行上述步骤c)。

如果在预定周期结束之前，感测到的气体压力高于所述较高阈值压力，则谱仪可闭合气体供应阀，和/或控制用户界面以传信警报，而不必等到第一预定时间周期结束。

如果在第一预定时间周期结束之前，感测到的气体压力低于所述第一预定压力，则谱仪可确定排气口未被阻滞，和/或可不闭合气体供应阀和/或可不控制用户界面以传信警报。

谱仪可包括用于选择性地闭合排气口的排气阀；其中如果在第一预定时间周期结束之前感测到的气体压力低于所述第一预定压力，则谱仪可维持气体供应阀打开并闭合排气阀。

这使得谱仪能够检查除穿过排气口外的来自源罩壳的泄漏。举例来说，离子源罩壳可在到谱仪的离子入口上方以密封方式重复地安装和拆卸，且压力测试可测试来自此类密封件的泄漏。另外或替代地，离子源的探针可在离子源罩壳中以密封方式安装和拆卸，且压力测试可测试来自此密封件的泄漏。

谱仪可被配置成确定在闭合排气阀之后离子源罩壳中的气体压力，且接着在感测到的气体压力处于或高于第二预定压力的情况下打开排气阀。

如果在闭合排气阀之后感测到的气体压力处于或高于第二预定压力，则谱仪可确定不存在来自离子源罩壳的非预期的气体泄漏。因此，谱仪可不控制用户界面以传信存在气体泄漏的警报。

第二预定时间延迟的使用有助于防止例如归因于系统中存在被截留的液体而引起测试的假失败。

气体供应阀还可在感测到的气体压力处于或高于第二预定压力的情况下闭合。

谱仪接着可控制用户界面以传信已通过压力测试。

谱仪可被配置成响应于在已经闭合排气阀之后的第二预定时间周期之后感测到的气体压力低于第二预定压力而闭合气体供应阀，和/或控制质谱仪的用户界面以传信警报。

所述警报可指示可能存在来自源罩壳的气体泄漏，或存在来自源罩壳的气体泄漏。

第二预定时间周期可选自：≥5；≥10；≥15；≥20；≥25；≥30；以及≥35。

如果在第二预定时间周期结束之前，感测到的气体压力低于第二预定气体压力，则谱仪可维持气体供应阀打开，和/或控制用户界面以传信警报。

所述警报可指示可能存在来自源罩壳的气体泄漏。

所述警报可在已经闭合排气阀之后被抑制短于第二预定时间周期的第三预定时间周期。这防止在已存在足够时间使压力在离子源罩壳中累积之前指示警报。

第三预定时间周期可选自：≥1、≥2、≥3、≥4和≥5秒。

谱仪可包括用于接取离子源罩壳的门，和用于检测何时门闭合的门传感器，其中谱仪被配置成响应于门传感器检测到门已闭合而自动执行所述源压力测试。

门传感器可以是开关，例如机械或电子开关。举例来说，传感器可以是微型开关。或者，谱仪可具有源罩壳传感器，用于检测何时源罩壳安装到谱仪的另一部分(例如在离子块上方)。谱仪可被配置成响应于检测到此安装已发生而自动执行源压力测试。传感器可以是开关，例如机械或电子开关(例如微型开关)。

本发明的第三方面还提供一种质谱的方法，其包括：

提供如上文所描述的质谱仪；

将加压气体供应连接到所述气体入口；

打开气体供应阀使得加压气体进入气体入口；

确定离子源罩壳或排气口中的气体压力；以及接着

在已经打开气体供应阀之后的第一预定时间周期结束时感测到的气体压力处于或高于第一预定压力的情况下，闭合气体供应阀，和/或控制质谱仪的用户界面以传信警报。

所述方法可包括将第一预定时间周期设定为某一值，使得在已经打开气体供应阀之后的所述第一预定时间周期内存在于排气口中的流体从排气口排出。

气体泄漏测试本身被认为是新颖的。

相应地，因此，依据第四方面，本发明还提供一种质谱仪，所述质谱仪包括：

离子源罩壳，其具有气体入口和排气口；

气体供应阀，其用于控制气体到气体入口中的供应；

排气阀，其用于选择性地打开和闭合排气口；以及

压力传感器，其用于确定离子源罩壳或排气口中的压力；

其中所述谱仪被配置成通过以下操作来执行源压力测试：

a)打开气体供应阀以允许气体进入气体入口；

b)闭合排气阀；

b)使用压力传感器确定离子源罩壳或排气口中的气体压力；以及接着

c)响应于感测到的气体压力低于预定压力，闭合气体供应阀，和/或控制质谱仪的用户界面以传信警报。

谱仪被配置成确定是否除穿过排气口外离子源罩壳正在泄漏。举例来说，离子源罩壳可在到谱仪的离子入口上方以密封方式重复地安装和拆卸，且压力测试可测试来自此类密封件的泄漏。另外或替代地，离子源的探针可在离子源罩壳中以密封方式安装和拆卸，且压力测试可测试来自此密封件的泄漏。通过闭合排气阀，系统较佳地能够确定是否存在来自离子源罩壳的泄漏。

警报可以是离子源罩壳正在泄漏的警报。

应了解，气体供应阀可在排气阀闭合之前打开，或反之亦然。

上述步骤c)可包括响应于在已经闭合排气阀之后的预定时间周期结束时感测到的气体压力低于预定压力而闭合气体供应阀，和/或控制用户界面以传信警报。

预定时间延迟的使用有助于防止例如归因于系统中存在被截留的液体而引起测试的假失败。这与其它系统形成对比，其它系统在等待预定周期结束之前压力未升高到高于特定水平的情况下确定归因于泄漏的压力测试失败。

谱仪可被配置成确定在闭合排气阀之后离子源罩壳中的气体压力，且接着在感测到的气体压力处于或高于预定压力的情况下打开排气阀。

在此实例中，如果在闭合排气阀之后感测到的气体压力处于或高于预定压力，则谱仪可确定不存在来自离子源罩壳的非预期的气体泄漏。因此，谱仪可不控制用户界面以传信存在(气体)泄漏的警报。

气体供应阀还可在感测到的气体压力处于或高于第二预定压力的情况下闭合。

谱仪接着可控制用户界面以传信已通过压力测试。

预定时间周期可选自：≥5；≥10；≥15；≥20；≥25；≥30；以及≥35。

如果在预定时间周期结束之前，感测到的气体压力低于预定气体压力，则谱仪可维持气体供应阀打开，和/或控制用户界面以传信警报。

所述警报可指示可能存在来自源罩壳的气体泄漏。

所述警报可在已经闭合排气阀之后被抑制短于预定时间周期的预定时间延迟。这防止在已存在足够时间使压力在离子源罩壳中累积之前指示警报。

预定时间延迟可选自：≥1、≥2、≥3、≥4和≥5秒。

谱仪可包括用于接取离子源罩壳的门，和用于检测何时门闭合的门传感器，其中谱仪被配置成响应于门传感器检测到门已闭合而自动执行所述源压力测试。门传感器可以是开关，例如机械或电子开关。举例来说，传感器可以是微型开关。或者，谱仪可具有源罩壳传感器，用于检测何时源罩壳安装到谱仪的另一部分(例如在离子块上方)。谱仪可被配置成响应于检测到此安装已发生而自动执行源压力测试。传感器可以是开关，例如机械或电子开关(例如微型开关)。

本发明的第四方面还提供一种质谱的方法，其包括：

提供如上文所描述的质谱仪；

将加压气体供应连接到所述气体入口；

打开气体供应阀使得加压气体进入气体入口；

闭合排气阀；

确定离子源罩壳或排气口中的气体压力；以及接着

在感测到的气体压力低于预定压力的情况下，闭合气体供应阀，和/或控制质谱仪的用户界面以传信警报。

根据本文提供的各种实施例，提供具有相对高分辨率的相对小占据面积或紧密的飞行时间(“TOF”)质谱仪(“MS”)或分析仪器。质谱仪可具有生物医药工业以及一般分析型电喷雾电离(“ESI”)和后续质量分析的领域中的特定应用。根据各种实施例的质谱仪是高性能仪器，其中制造成本已经减小而不损害性能。

根据各种实施例的仪器相比于大部分其它常规仪器尤其用户友好。仪器可具有单个按钮，其可由用户激活以便接通仪器且同时起始仪器自行设置例程。确切地说，仪器可具有健康诊断系统，其对于用户是有帮助的，而且同时提供改进的诊断和故障分辨率。

根据各种实施例，仪器可具有健康诊断或健康检查，其被布置成使总体仪器且确切地说质谱仪和质量分析仪在非活动或省电周期之后进入就绪状态。该健康诊断系统还可用以使仪器在维护之后或仪器从维护操作模式切换到操作状态之后进入就绪状态。此外，健康诊断系统还可以用于周期性地监测仪器、质谱仪或质量分析仪以便确保仪器在限定的操作参数内操作，且因此质谱仪的完整性或所获得的其它数据不受威胁。

健康检查系统可确定应自动执行或呈现给用户的各种动作以决定是否继续。举例来说，健康检查系统可确定不需要校正动作或其它措施，即仪器正在限定的操作限制内正如期望操作。健康检查系统还可确定应执行自动操作以便例如响应于检测到的错误警示、错误状态或异常来校正或调整仪器。健康检查系统还可告知用户：用户应采取特定动作过程或批准控制系统采取特定动作过程。还预期各种实施例，其中健康检查系统寻求否定批准，即健康检查系统可告知用户任选地在限定的时间延迟之后将采取特定动作过程，否则用户以其它方式指示或取消控制系统所建议的所提出的动作。

还预期其中提供到用户的细节水平可取决于用户的体验水平而变化的实施例。举例来说，健康检查系统可向相对不熟练的用户提供非常详细的指令或简化的指令。

健康检查系统可向例如维修工程师等高度熟练的用户提供不同细节水平。确切地说，额外数据和/或指令可提供到维修工程师，其可不提供给常规用户。还预期，提供给常规用户的指令可包含图标和/或移动的图形图像。举例来说，用户可由健康检查系统导引以便校正故障，且一旦确定用户已完成步骤，则控制系统可改变显示给用户的图标和/或移动的图形图像以便继续导引用户经过所述过程。

根据各种实施例的仪器已被设计成尽可能小，同时还大体与现有UPLC系统兼容。所述仪器容易操作且已被设计成具有高可靠性水平。此外，仪器已被设计成简化诊断和维修，借此使仪器停工时间和操作成本最小化。

根据各种实施例，仪器特定用于健康服务市场，且可与解吸电喷雾电离(“DESI”)和快速蒸发电离质谱(“REIMS”)离子源集成以便为目标应用递送市售体外诊断医疗装置(“IVD”)/医疗装置(“MD”)解决方案。

质谱仪可例如用于微生物识别目的、组织病理学、组织成像和手术(场所)应用。

所述质谱仪相比于常规质谱仪具有显著增强的用户体验，且具有高稳健性。仪器尤其容易使用(特别是针对非专家用户)，且具有高可及性。

质谱仪已被设计成容易与液相层析(“LC”)分离系统集成使得可提供LC-TOF MS仪器。仪器尤其适合于生物医药工业中的例程表征和监测应用。所述仪器使非专家用户能够收集高分辨率准确质量数据，且从所述数据快速且容易地导出有意义的信息。这可以改进对产品和工艺的理解，从而潜在地缩短上市时间并减小成本。

仪器可用于生物医药上一级开发和质量控制(“QC”)应用中。仪器还特定地应用于小分子医药、食品和环境(“F&E”)及化学材料分析。

仪器具有增强的质量检测能力，即高质量分辨率、准确质量和扩展的质量范围。仪器还能够将母离子碎裂为子离子或碎片离子，使得可执行MS/MS型实验。

附图说明

现将仅借助于实例且参考附图描述各种实施例以及仅出于说明性目的给出的其它布置，附图中：

图1展示联接到常规台式液相层析(“LC”)分离系统的根据各种实施例的台式飞行时间质谱仪的透视图；

图2A展示根据各种实施例的台式质谱仪的前视图，其展示加载到仪器中的三个溶剂瓶和前显示面板，图2B展示根据各种实施例的质谱仪的透视图，且图2C更详细地示出各种图标，所述图标可显示于前显示面板上以便向用户突出显示仪器的状态并指示是否已检测到潜在故障；

图3展示根据各种实施例的质谱仪的示意性表示，其中所述仪器包括电喷雾电离(“ESI”)或其它离子源、结合环离子导引件、分段四极杆组离子导引件、一个或多个传递透镜和飞行时间质量分析仪，所述飞行时间质量分析仪包括推送器电极、反射器和离子检测器；

图4展示可与根据各种实施例的质谱仪一起使用的已知大气压电离(“API”)离子源；

图5展示与根据各种实施例的离子入口组合件共享特征的第一已知离子入口组合件；

图6A展示第一已知离子入口组合件的分解视图，图6B展示具有分离阀的第二不同已知离子入口组合件，图6C展示根据各种实施例的离子入口组合件的分解视图，图6D展示根据各种实施例的离子块附接到容纳第一离子导引件的真空腔室上游的抽吸块的的布置，图6E更详细地展示根据各种实施例保持在离子块内的固定阀组合件，图6F展示由用户移除附接到夹具的锥组合件以暴露具有气流限制孔隙的固定阀，所述气流限制孔隙足以在移除锥时维持下游真空腔室内的低压力，且图6G示出根据各种实施例固定阀可如何通过吸入压力保持在适当位置；

图7A展示根据各种实施例的抽吸布置，图7B展示可实施的气体处理系统的另外细节，图7C展示流程图，其示出可遵循用户请求而执行以接通大气压电离(“API”)气体的步骤，且图7D展示流程图，其示出根据各种实施例可执行的源压力测试；

图8更详细地展示根据各种实施例的质谱仪；

图9展示飞行时间质量分析仪组合件，其包括推送器板组合件，所述推送器板组合件具有安装到其上的推送器电子模块和离子检测器模块，且其中反射器组合件从挤压成型的飞行管悬置，挤压成型的飞行管继而从推送器板组合件悬置；

图10A更详细地展示推送器板组合件，图10B展示根据各种实施例的单片推送器板组合件，且图10C展示具有安装到其上的推送器电极组合件或模块和离子检测器组合件或模块的推送器板组合件；

图11展示流程图，其示出根据各种实施例在用户按压仪器的前面板上的开始按钮后发生的各种过程；

图12A更详细地展示根据各种实施例的涡轮分子泵的三个单独的抽吸端口，且图12B更详细地展示被布置成抽吸单独的真空腔室的三个抽吸端口中的两个；

图13更详细地展示传递透镜布置；

图14A展示已知内部真空配置的细节，且图14B展示根据各种实施例的新内部真空配置的细节；

图15A展示形成第一离子导引件的环电极和结合环电极的布置的示意图，所述第一离子导引件被布置成从非所要中性粒子分离带电离子，图15B展示可用于沿着第一离子导引件的第一部分的长度产生线性轴向DC电场的电阻器链，且图15C展示可用于沿着第一离子导引件的第二部分的长度产生线性轴向DC电场的电阻器链；

图16A更详细地展示根据各种实施例的分段四极杆组离子导引件，其可提供在第一离子导引件的下游且包括多个棒电极，图16B示出施加到飞行时间质量分析仪的推送器电极的电压脉冲可如何与从分段四极杆组离子导引件的端部区捕集和释放离子同步，图16C更详细地示出推送器电极几何结构且展示栅格和环透镜或电极的布置及其相对间隔，图16D更详细地示出飞行时间质量分析仪的总体几何结构，所述飞行时间质量分析仪包含推送器电极和相关联电极、反射器栅格电极和离子检测器的元件的相对间隔，图16E是示出根据各种实施例的推送器电极及相关联栅格和环电极以及形成反射器的栅格和环电极的布线布置，图16F示出根据各种实施例例如电喷雾毛细管探针、差动抽吸孔隙、传递透镜电极、推送器电极、反射器电极和检测器等各种离子光学组件维持在的相对电压和绝对电压范围，图16G是根据各种实施例的离子检测器布置的示意图，且其展示到位于飞行时间壳体内和外的离子检测器的各种连接，且图16H展示说明性势能图；

图17展示实施例的展示离子源罩壳和溶剂废料管道的部分的横截面侧视图；

图18展示从其可相对于离子块看见用于溶剂废料的管道的谱仪(最外壳套被移除)的前视图；

图19展示移除了到离子源的接取门的质谱仪的前部的部分剖视图；以及

图20展示质谱仪的透视前视图，其展示溶剂废料管道如何退出质谱仪的最外壳套。

具体实施方式

公开一种新开发的质谱仪的各个方面。所述质谱仪包括经修改和改进的离子入口组合件、经修改的第一离子导引件、经修改的四极杆组离子导引件、改进的传递光学件、新颖的悬臂式飞行时间布置、经修改反射器布置连同先进电子器件和改进的用户界面。

质谱仪已被设计成具有高性能水平，极其可靠，相比于大部分常规质谱仪提供显著改进的用户体验，具有非常高的EMC兼容水平，且具有先进的安全性特征。

所述仪器包括极其准确的质量分析仪，且总体上所述仪器较小且紧密，具有高度稳健性。所述仪器已被设计成减小制造成本，而不会损害性能，同时使仪器更可靠且更容易维修。所述仪器尤其容易使用、容易维护且容易维修。所述仪器构成下一代台式飞行时间质谱仪。

图1展示根据各种实施例的台式质谱仪100，其展示为联接到常规台式液相层析分离装置101。质谱仪100在设计时考虑了易用性。确切地说，提供简化的用户界面和前显示器，且仪器可维修性已相对于常规仪器显著改进和优化。质谱仪100具有零件数减小的改进的机械设计，且受益于简化的制造过程，借此产生成本减小的设计、改进可靠性并简化维修程序。质谱仪已被设计成高度电磁兼容(“EMC”)，且展现出极低电磁干扰(“EMI”)。

图2A展示根据各种实施例的质谱仪100的前视图，且图2B展示根据各种实施例的质谱仪的透视图。三个溶剂瓶201可联接、插塞或以其它方式连接或插入到质谱仪100中。溶剂瓶201可背部照亮以便向用户突出显示溶剂瓶201的填充状态。

具有多个溶剂瓶的已知质谱仪的一个问题是，用户可能在错误的位置或定位中连接溶剂瓶。此外，用户可安装溶剂瓶，但常规安装机构将不能确保溶剂瓶前部的标签将定位成使得其可由用户检视，即常规仪器可能允许溶剂瓶被连接成前向标签最终背对用户。相应地，常规仪器的一个问题是，归因于溶剂瓶最终定位成溶剂瓶的标签背对用户这一事实，用户可能无法读取溶剂瓶上的标签。根据各种实施例，常规地用于安装溶剂瓶的常规螺杆安装件已经被允许溶剂瓶201无旋转地连接的弹性弹簧安装机构替代。

根据各种实施例，溶剂瓶201可由LED灯片照明以便向用户指示溶剂瓶201的填充水平。应理解，照明瓶的单个LED将不足够，因为溶剂瓶201中的流体可能使来自LED的光衰减。此外，不存在用于定位单个LED的良好的单个位置。

质谱仪100可具有显示面板202，当由仪器控制系统照明时各种图标可显示于所述显示面板上。

开始按钮203可定位于前显示面板202上或邻近前显示面板202。用户可按压开始按钮203，这将接着起始加电序列或例程。加电序列或例程可包括为所有仪器模块加电且起始仪器抽真空，即在质谱仪100的主体内的真空腔室中的每一个中生成低压力。

根据各种实施例，加电序列或例程可或可不包含运行源压力测试以及将仪器切换到Operate操作模式。

根据各种实施例，用户可按住开始按钮203持续某一时间周期(例如，5秒)，以便起始断电序列。

如果仪器处于维护操作模式，则按压仪器的前面板上的开始按钮203可起始加电序列。此外，当仪器处于维护操作模式时，则按住仪器的前面板上的开始按钮203持续某一时间周期(例如5秒)可起始断电序列。

图2C更详细地示出可显示于显示面板202上且可在仪器硬件和/或软件的控制下照明的各种图标。根据各种实施例，显示面板202的一侧(例如左手侧)可具有各种图标，其通常涉及仪器或质谱仪100的状态。举例来说，图标可显示为绿色以指示仪器处于初始化操作模式、就绪操作模式或运行操作模式。

如果检测到可能需要用户交互或用户输入的错误，则可显示黄色或琥珀色警示消息。黄色或琥珀色警示消息或图标可显示于显示面板202上，且可传达仅相对一般信息给用户，例如指示存在潜在故障，以及仪器的什么组件或方面可能正发生故障的一般指示。

根据各种实施例，可能需要用户参考相关联计算机显示器或监测器来获得更全面的细节或获得故障的性质的更全面了解，且接收被建议执行以便校正故障或使仪器置于所要操作状态的潜在校正动作的细节。

用户可被邀请以确认应执行校正动作，和/或用户可被告知正执行特定校正动作。

如果检测到的错误无法由用户容易地校正且其实际上需要熟练的维修工程师进行维修，则可显示指示需要呼叫维修工程师的警示消息。指示需要维修工程师的警示消息可显示为红色，且还可显示或照明横幅或其它图标以向用户指示需要工程师。

显示面板202还可显示这样的消息：应按压电源按钮203以便关断仪器。

根据一实施例，显示面板202的一侧(例如右手侧)可具有各种图标，其指示其中已检测到错误或故障的仪器的不同组件或模块。举例来说，可显示或照明黄色或琥珀色图标以便指示离子源的错误或故障、入口锥区中的故障、流体系统的故障、电子器件故障、溶剂或其它瓶子201中的一个或多个的故障(即，指示一个或多个溶剂瓶201需要再填充或排空)、与真空腔室中的一个或多个相关联的真空压力故障、仪器设置错误、通信错误、气体供应的问题或排气的问题。

应理解，显示面板202可仅指示仪器的一般状态和/或故障的一般性质。为了能够解决故障或理解错误或故障的准确的性质，用户可能需要参考相关联计算机或其它装置的显示屏。举例来说，如所属领域的技术人员将理解，相关联计算机或其它装置可被布置成接收并处理来自仪器或质谱仪100的质谱和其它数据输出，且可在计算机显示屏上为用户显示质谱数据或图像。

根据各种实施例，状态显示器可指示仪器是否处于以下状态中的一个：运行、就绪、正准备就绪、就绪阻滞或错误。

状态显示器可显示健康检查指示符，例如需要维修、锥、源、设置、真空、通信、流体学装置、气体、排气、电子器件、锁定质量、校准物和洗液。

图2C中展示“按住电源按钮以关断”LED片，且其可在按压电源按钮203时保持照明，并可保持照明直至释放电源按钮203或直至已经过去某一时间周期(例如5秒)，无论哪种情况更早发生。如果在设定时间周期(例如，按压之后小于5秒)释放电源按钮203，则“按住电源按钮以关断”LED片可在例如2s的时间周期内变淡。

初始化LED片可在经由电源按钮203启动仪器时被照明，且可保持接通直至软件采取状态面板的控制或直至加电序列或例程超时。

根据各种实施例，可执行仪器健康检查，且可经由计算机监测器(其可与前显示面板202分离)的显示屏向用户提供打印机样式错误校正指令以便帮助引导用户经过用户可能需要执行的任何步骤。

仪器可尝试自行诊断任何错误消息或警示状态警报，且可尝试在通知用户或不通知用户的情况下矫正任何问题。

取决于任何问题的严重度，仪器控制系统可尝试校正问题本身，请求用户实行某一形式的干预以便尝试校正难题或问题，或可告知用户仪器需要维修工程师。

如果校正动作可由用户采取，则仪器可向用户显示要遵循的指令，且可提供应执行的方法或步骤的细节，这些细节可以允许用户修正或以其它方式解决问题或错误。解决按钮可设置在显示屏上，其可由已经遵循所建议解决指令的用户按压。仪器接着可再次运行测试和/或可检查问题是否确实已经校正。举例来说，如果用户即将触发互锁，则一旦互锁闭合，则可初始化压力测试例程，如下详述。

图3展示根据各种实施例的质谱仪100的高级示意图，其中仪器可包括离子源300，例如电喷雾电离(“ESI”)离子源。然而，应理解，电喷雾电离离子源300的使用并不是必需的，且根据其它实施例，可使用不同类型的离子源。举例来说，根据各种实施例，可使用解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源。根据另外其它实施例，可使用快速蒸发电离质谱(“REIMS”)离子源。

如果提供电喷雾离子源300，则离子源300可包括电喷雾探针和相关联电力供应。

相关联质谱仪100的初始级包括离子块802(如图6C所示)，且如果提供电喷雾电离离子源300，则可提供源罩壳。

如果提供解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源，则离子源可包括DESI源、DESI喷雾器和相关联DESI电力供应。相关联质谱仪的初始级可包括如图6C中更详细展示的离子块802。然而，根据各种实施例，如果提供DESI源，则离子块802可不由源罩壳围封。

应理解，REIMS源涉及产生自可包括组织样本的样本的分析物、烟雾、烟尘、液体、气体、手术烟雾、气溶胶或蒸汽的传递。在一些实施例中，REIMS源可被布置和调适成以大体上脉冲式方式吸出所述分析物、烟雾、烟尘、液体、气体、手术烟雾、气溶胶或蒸汽。REIMS源可布置和调适成大体上仅当电外科切割施加的电压或电位被供应到一个或多个电极、一个或多个电外科尖端或一个或多个激光器或其它切割装置时吸出所述分析物、烟雾、烟尘、液体、气体、手术烟雾、气溶胶或蒸汽。

质谱仪100可被布置成能够获得样本的离子图像。举例来说，根据各种实施例，可依据跨样本的一部分的位置获得质谱和/或其它物理-化学数据。相应地，可确定样本的性质可如何依据沿着样本、跨样本或样本内的位置而变化。

质谱仪100可包括第一离子导引件301，例如阶梯波(RTM)离子导引件301，其具有多个环和结合环电极。质谱仪100可进一步包括分段四极杆组离子导引件302、一个或多个传递透镜303和飞行时间质量分析仪304。四极杆组离子导引件302可在离子导引操作模式中和/或质量过滤操作模式中操作。飞行时间质量分析仪304可包括线性加速度飞行时间区或正交加速度飞行时间质量分析仪。

如果飞行时间质量分析仪包括正交加速度飞行时间质量分析仪304，则质量分析仪304可包括推送器电极305、反射器306和离子检测器307。离子检测器307可被布置成检测已经由反射器306反射的离子。然而，应理解，反射器306的提供尽管是合乎需要的，但不是必需的。

根据各种实施例，第一离子导引件301可设置在大气压界面的下游。大气压界面可包括离子入口组合件。

第一离子导引件301可位于第一真空腔室或第一差动抽吸区中。

第一离子导引件301可包括部分环、部分结合环离子导引件组合件，其中离子可在大体径向方向中从形成于第一多个环或结合环电极内的第一离子路径传递到由第二多个环或结合环电极形成的第二离子路径中。第一和第二多个环电极可沿着其长度的至少一部分结合。离子可径向受限于第一和第二多个环电极内。

第二离子路径可与可导向第二真空腔室或第二差动抽吸区中的差动抽吸孔隙对准。

第一离子导引件301可用以从不合需要的中性粒子分离带电分析物离子。不合需要的中性粒子可被布置成朝向排气口流动，而分析物离子被引导到不同流路径上且被布置成最佳地传输穿过差动抽吸孔隙进入邻近的下游真空腔室。

还预期根据各种实施例，离子可在操作模式中在第一离子导引件301内碎裂。确切地说，质谱仪100可在操作模式中操作，其中维持容纳第一离子导引件301的真空腔室中的气体压力，使得当电压供应致使离子加速到第一离子导引件301中或沿着第一离子导引件301加速时，离子可被布置成与真空腔室中的背景气体碰撞且碎裂以形成碎片离子、子离子或产物离子。根据各种实施例，可沿着第一离子导引件301的至少一部分维持静态DC电压梯度，以便沿着并穿过第一离子导引件301推动离子且任选地致使离子在操作模式中碎裂。

然而，应理解，质谱仪100布置成能够执行操作模式中第一离子导引件301中的离子碎裂并不是必需的。

质谱仪100可包括在第一离子导引件302的下游的第二离子导引件302，且第二离子导引件302可位于第二真空腔室或第二差动抽吸区中。

第二离子导引件302可包括分段四极杆组离子导引件或滤质器302。然而，预期其它实施例，其中第二离子导引件302可包括四极离子导引件、六极离子导引件、八极离子导引件、多极离子导引件、分段多极离子导引件、离子漏斗离子导引件、离子隧道离子导引件(例如，包括多个环电极，其各自具有离子可从中穿过的孔隙或以其它方式形成离子导引区)或结合环离子导引件。

质谱仪100可包括位于第二离子导引件302的下游的一个或多个传递透镜303。传递透镜303中的一个或多个可位于第三真空腔室或第三差动抽吸区中。离子可穿过另一差动抽吸孔隙进入第四真空腔室或第四差动抽吸区。一个或多个传递透镜303还可位于第四真空腔室或第四差动抽吸区中。

质谱仪100可包括位于所述一个或多个传递透镜303的下游的质量分析仪304，且可位于例如第四或另一真空腔室或者第四或另一差动抽吸区中。质量分析仪304可包括飞行时间(“TOF”)质量分析仪。飞行时间质量分析仪304可包括线性或正交加速度飞行时间质量分析仪。

根据各种实施例，可提供正交加速度飞行时间质量分析仪304，其包括通过无场漂移区分隔的一个或多个正交加速度推送器电极305(或作为替代和/或另外，一个或多个拉动器电极)和离子检测器307。飞行时间质量分析仪304可任选地包括在推送器电极305和离子检测器307中间的一个或多个反射器306。

尽管非常合乎需要，但应认识到，质量分析仪不必包括飞行时间质量分析仪304。更一般地说，质量分析仪304可包括以下中的任一个：(i)四极质量分析仪；(ii)2D或线性四极质量分析仪；(iii)Paul或3D四极质量分析仪；(iv)Penning阱质量分析仪；(v)离子阱质量分析仪；(vi)磁性扇区质量分析仪；(vii)离子回旋共振(“ICR”)质量分析仪；(viii)傅里叶变换离子回旋共振(“FTICR”)质量分析仪；(ix)静电质量分析仪，其被布置成产生具有四角对数电位分布的静电场；(x)傅里叶变换静电质量分析仪；(xi)傅里叶变换质量分析仪；(xii)飞行时间质量分析仪；(xiii)正交加速度飞行时间质量分析仪；以及(xiv)线性加速度飞行时间质量分析仪。

尽管在图3中未图示，但质谱仪100还可包括一个或多个任选的另外的装置或级。举例来说，根据各种实施例，质谱仪100可另外包括一个或多个离子迁移分离装置和/或一个或多个场不对称离子迁移谱仪(“FAIMS”)装置，和/或用于根据一个或多个物理-化学性质在时间上和/或空间上分离离子的一个或多个装置。举例来说，根据各种实施例的质谱仪100可包括一个或多个分离级，其用于根据其质量、碰撞横截面、构象、离子迁移、差动离子迁移或另一物理-化学参数在时间上或以其它方式分离离子。

质谱仪100可包括一个或多个离散离子阱或一个或多个离子捕集区。然而，如将在下文更详细地描述，轴向捕集电压可施加到第一离子导引件301和/或第二离子导引件302的一个或多个区段或一个或多个电极以便在短时间周期内轴向限制离子。举例来说，离子可被捕集或轴向受限持续某一时间周期且接着被释放。离子可以与下游离子光学组件同步的方式释放。举例来说，为了增强所关注的分析物离子的工作循环，轴向捕集电压可施加到第二离子导引件302的上一电极或级。轴向捕集电压接着可被移除，且电压脉冲到飞行时间质量分析仪304的推送器电极305的施加可与离子的脉冲释放同步，以便增加所关注的分析物离子的工作循环，所述分析物离子接着随后由质量分析仪304进行质量分析。此方法可被称为增强型工作循环(“EDC”)操作模式。

此外，质谱仪100可包括一个或多个碰撞、碎裂或反应室，其选自由以下组成的组：(i)碰撞诱导解离(“CID”)碎裂装置；(ii)表面诱导解离(“SID”)碎裂装置；(iii)电子转移解离(“ETD”)碎裂装置；(iv)电子捕获解离(“ECD”)碎裂装置；(v)电子碰撞或撞击解离碎裂装置；(vi)光诱导解离(“PID”)碎裂装置；(vii)激光诱导解离碎裂装置；(viii)红外辐射诱导解离装置；(ix)紫外辐射诱导解离装置；(x)喷嘴-撇渣器界面碎裂装置；(xi)源内碎裂装置；(xii)源内碰撞诱导解离碎裂装置；(xiii)热源或温度源碎裂装置；(xiv)电场诱导碎裂装置；(xv)磁场诱导碎裂装置；(xvi)酶消化或酶降解碎裂装置；(xvii)离子-离子反应碎裂装置；(xviii)离子-分子反应碎裂装置；(xix)离子-原子反应碎裂装置；(xx)离子-亚稳态离子反应碎裂装置；(xxi)离子-亚稳态分子反应碎裂装置；(xxii)离子-亚稳态原子反应碎裂装置；(xxiii)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-离子反应装置；(xxiv)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-分子反应装置；(xxv)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-原子反应装置；(xxvi)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-亚稳态离子反应装置；(xxvii)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-亚稳态分子反应装置；(xxviii)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-亚稳态原子反应装置；和(xxix)电子电离解离(“EID”)碎裂装置。

质谱仪100可包括一个或多个滤质器，其选自由以下组成的组：(i)四极滤质器；(ii)2D或线性四极离子阱；(iii)Paul或3D四极离子阱；(iv)Penning离子阱；(v)离子阱；(vi)磁性扇区滤质器；(vii)飞行时间滤质器；以及(viii)Wien过滤器。

第四或另外的真空腔室或者第四或另外的差动抽吸区可维持在比第三真空腔室或第三差动抽吸区低的压力下。第三真空腔室或第三差动抽吸区可维持在比第二真空腔室或第二差动抽吸区低的压力下，且第二真空腔室或第二差动抽吸区可维持在比第一真空腔室或第一差动抽吸区低的压力下。第一真空腔室或第一差动抽吸区可维持在比环境压力低的压力下。环境压力可被视为在海平面处近似1013毫巴。

质谱仪100可包括被配置成生成分析物离子的离子源。在各种特定实施例中，离子源可包括大气压电离(“API”)离子源，例如电喷雾电离(“ESI”)离子源或大气压化学电离(“APCI”)离子源。

图4以一般形式展示已知大气压电离(“API”)离子源，例如电喷雾电离(“ESI”)离子源或大气压化学电离(“APCI”)离子源。离子源可包括例如电喷雾电离探针401，其可包括可穿过其供应分析物液体的内部毛细管402。分析物液体可包括来自LC柱或输注泵的流动相。分析物液体经由内部毛细管402或探针进入，且以气动方式转换为静电带电气溶胶喷雾。溶剂借助于被加热的去溶剂化气体从喷雾蒸发。去溶剂化气体可经由环状物提供，所述环状物环绕内部毛细管402和雾化器气体从中射出的中间环绕雾化器管件403两者。去溶剂化气体可由环形电去溶剂化加热器404加热。所得分析物和溶剂离子接着导向安装到离子块405中的样本或取样锥孔隙，从而形成质谱仪100的初始级。

内部毛细管402优选地被雾化器管件403环绕。内部毛细管402的发射端可突出超出雾化器管件403。内部毛细管402和雾化器管件403可被如图4所示的去溶剂化加热器布置404环绕，其中去溶剂化加热器404可被布置成加热去溶剂化气体。去溶剂化加热器404可被布置成将去溶剂化气体从环境温度一直加热到约600℃的温度。根据各种实施例，去溶剂化加热器404在API气体关断时始终关断。

去溶剂化气体和雾化器气体可包括氮、空气或另一气体或气体的混合物。该气体(例如氮、空气或另一气体或气体的混合物)可用作去溶剂化气体、雾化器气体和气帘气体(cone gas)两者。气帘气体的功能将在下文更详细地描述。

内部探针毛细管402可由不熟练的用户容易地更换，而不需要使用任何工具。电喷雾探针402可支持0.3到1.0mL/分钟范围内的LC流动速率。

根据各种实施例，光检测器可用于与质谱仪100串联。应理解，光检测器可具有近似1000psi的最大压力能力。相应地，考虑到其它系统组件所导致的背压，电喷雾电离探针401可被布置成不会导致大于约500psi的背压。仪器可被布置成使得1.0mL/分钟下50:50甲醇/水的流不形成大于500psi的背压。

根据各种实施例，可利用106到159L/小时之间的雾化器流动速率。

ESI探针401可由可具有0.3到1.5kV的操作范围的电力供应供电。

然而，应理解，可改为将各种其它不同类型的离子源联接到质谱仪100。举例来说，根据各种实施例，离子源可更一般地说包括以下中的任一个：(i)电喷雾电离(“ESI”)离子源；(ii)大气压光电电离(“APPI”)离子源；(iii)大气压化学电离(“APCI”)离子源；(iv)基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)离子源；(v)激光解吸电离(“LDI”)离子源；(vi)大气压电离(“API”)离子源；(vii)硅上解吸电离(“DIOS”)离子源；(viii)电子撞击(“EI”)离子源；(ix)化学电离(“CI”)离子源；(x)场电离(“FI”)离子源；(xi)场解吸(“FD”)离子源；(xii)电感耦合等离子体(“ICP”)离子源；(xiii)快速原子轰击(“FAB”)离子源；(xiv)液体二次离子质谱(“LSIMS”)离子源；(xv)解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源；(xvi)镍-63放射性离子源；(xvii)大气压基质辅助激光解吸电离离子源；(xviii)热喷雾离子源；(xix)大气取样辉光放电电离(“ASGDI”)离子源；(xx)辉光放电(“GD”)离子源；(xxi)撞击器离子源；(xxii)实时直接分析(“DART”)离子源；(xxiii)激光喷雾电离(“LSI”)离子源；(xxiv)超声喷雾电离(“SSI”)离子源；(xxv)基质辅助入口电离(“MAII”)离子源；(xxvi)溶剂辅助入口电离(“SAII”)离子源；(xxvii)解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源；(xxviii)激光烧蚀电喷雾电离(“LAESI”)离子源；(xxix)表面辅助激光解吸电离(“SALDI”)离子源；或(xxx)低温等离子体(“LTP”)离子源。

层析或其它分离装置可设置在离子源300的上游，且可联接以便将流出物提供到离子源300。层析分离装置可以包括液相层析法或气相层析法装置。或者，分离装置可包括：(i)毛细管电泳(“CE”)分离装置；(ii)毛细管电层析(“CEC”)分离装置；(iii)基本上刚性的陶瓷基多层微流体基板(“瓷片”)分离装置；或(iv)超临界流体层析分离装置。

质谱仪100可包括在离子源300的下游的大气压界面或离子入口组合件。根据各种实施例，大气压界面可包括位于离子源401的下游的样本或取样锥406、407。由离子源401生成的分析物离子可经由样本或取样锥406、407通过进入或向前朝向质谱仪100的第一真空腔室或第一差动抽吸区。然而，根据其它实施例，大气压界面可包括毛细管界面。

如图4中所展示，由离子源401生成的离子可导向大气压界面，其可包括外部气体锥406和内部样本锥407。气帘气体可被供应到内部样本锥407和外部气体锥406之间的环形区。气帘气体可在大体与离子行进到质谱仪100中的方向相反的方向上从环状物射出。气帘气体可充当分簇气体，其有效地推除大污染物，借此防止大污染物撞击外部锥406和/或内部锥407，并且还防止大污染物进入质谱仪100的初始真空级。

图5更详细展示类似于根据各种实施例的离子入口组合件的第一已知离子入口组合件。提供如下文参考图5和6A展示和描述的已知离子入口组合件是为了强调根据各种实施例的离子入口组合件的各个方面，并且还使得可完全理解如下文参考图6C展示和论述的根据各种实施例的离子入口组合件之间的差异。

参看图5，应理解，离子源(未图示)生成导向质谱仪100的真空腔室505的分析物离子。

提供气体锥组合件，其包括具有孔隙515的内部气体锥或取样锥513和具有孔隙521的外部气体锥517。可弃式盘片525布置在内部气体锥或取样513的下方或下游，且通过安装元件527固持在适当位置。盘片525覆盖真空腔室505的孔隙511。盘片525通过安置在安装元件527上的内部气体锥513可移除地固持在适当位置。

如将在下文参考图6C更详细地论述，根据各种实施例，安装元件527并不设置在优选的离子入口组合件中。

盘片525具有离子可穿过的孔隙或取样孔口529。

托架531布置在盘片525的底部或下方。托架531被布置成覆盖真空腔室505的孔隙511。在移除盘片525后，托架531可归因于吸入压力而保持在适当位置。

图6A展示第一已知离子入口组合件的分解视图。外部气体锥517具有锥孔隙521且可滑动地安装在夹具535内。夹具535允许用户移除外部气体锥517，而不必实际上触碰外部气体锥517(其将在使用期间变热)。

内部气体锥或取样锥513展示为安装在外部气体锥517后方或下方。

已知布置利用具有1mm直径孔隙的托架531。离子块802也展示为具有校准端口550。然而，校准端口550并不设置在根据各种实施例的离子入口组合件中。

图6B展示如具有隔离阀560的不同仪器上所使用的第二不同已知离子入口组合件，当外部锥气体喷嘴517和内部喷嘴513被移除以进行维修时所述隔离阀需要保持真空压力。内部锥513具有到质谱仪的后续级中的气体限制孔口。内部气体锥513包括需要例行移除和清洁的高成本高精度零件。内部气体锥513不是可弃式物品或消耗品。在移除内部取样锥513之前，隔离阀560必须旋转到闭合位置以便使质谱仪的下游真空级与大气压隔离。因此需要隔离阀560以便在移除内部气体取样锥513以进行清洁时保持真空压力。

图6C展示根据各种实施例的离子入口组合件的分解视图。根据各种实施例的离子入口组合件大体上类似于如上文参考图5和6A展示和描述的第一已知离子入口组合件，只是存在若干差异。一个差异是，校准端口550并不设置在离子块802中，且不提供安装部件或安装元件527。

相应地，离子块802和离子入口组合件已经简化。此外，重要的是，盘片525可包括相比于常规布置直径实质上较小的0.25或0.30mm直径孔隙盘片525。

根据各种实施例，盘片525和真空固持部件或托架531两者可具有相比于例如上文参考图5和6A展示和描述的第一已知布置等常规布置实质上较小直径孔隙。

举例来说，第一已知仪器利用具有1mm直径孔隙的真空固持部件或托架531。相比而言，根据各种实施例，根据各种实施例的真空固持部件或托架531可具有小得多的直径孔隙，例如0.3mm或0.40mm直径孔隙。

图6D更详细展示根据各种实施例的离子块组合件802可如何围封在大气压源或壳体中。离子块组合件802可安装到抽吸块或热界面600。离子通过离子块组合件802且接着通过抽吸块或热界面600进入质谱仪100的第一真空腔室601。第一真空腔室601优选地容纳如图6D所示且可包括结合环离子导引件301的第一离子导引件301。图6D还指示离子进入603质谱仪100如何还表示潜在泄漏路径。具有真空抽吸系统的配置的离子入口组合件中的各种气流限制孔隙的直径之间需要适当压力平衡。

图6E展示根据各种实施例的离子入口组合件，且示出离子在通过穿孔盘片525之前如何通过外部气体锥517和内部气体锥或取样锥513。不同于如上文所描述的第一已知离子入口组合件，不提供安装部件或安装元件。

离子接着通过固定阀690中的孔隙。固定阀690通过吸入压力固持在适当位置，且不可由用户在正常操作中移除。展示三个O型环真空密封件692a、692b、692c。固定阀690可由不锈钢形成。通常指示质谱仪100的真空区695。

图6F展示外部锥517、内部取样锥513和穿孔盘片525已经由用户通过撤回或移除至少外部锥517可滑动地插入到的夹具535而移除。根据各种实施例，内部取样锥513还可附接或固定到外部锥517使得两者同时被移除。

代替于利用常规可旋转隔离阀，固定不可旋转阀690设置或以其它方式保持在离子块802中。展示O型环密封件692a，其确保在固定阀690的外部主体和离子块802之间提供真空密封。还展示离子块电压触点696。还展示用于内部锥和外部锥513、517的O型环密封件692b、692c。

图6G示出根据各种实施例固定阀690可如何保持在离子块802内以及可如何借助于O型环密封件692a形成与离子块的气密密封。归因于仪器的真空腔室695内的真空压力，当操作仪器时，用户不能够从离子块802移除固定阀690。展示在正常操作期间抵着离子块802将固定阀690固持在固定位置的吸力的方向。

到固定阀690中的入口孔隙的尺寸被设计成实现最佳操作条件和组件可靠性。预期其中入口孔隙的形状可为圆柱形的各种实施例。然而，预期其它实施例，其中可存在一个以上入口孔隙和/或其中到固定阀690的所述一个或多个入口孔隙可具有非圆形孔隙。还预期其中所述一个或多个入口孔隙可与固定阀690的纵向轴线成非零角度的角的实施例。

应理解，从离子块802整体移除固定阀690将在质谱仪100内快速产生真空压力的总损失。

根据各种实施例，离子入口组合件可暂时密封以便允许质谱仪100内的真空壳体被填充干燥氮气以进行运输。应了解，用干燥氮气填充真空腔室允许在用户初始仪器安装期间较快地初始抽真空。

应了解，因为根据各种实施例真空固持部件或托架531中的内部孔隙的直径实质上小于常规布置，所以当移除和/或更换盘片525时仪器的第一和后续真空腔室内的真空可维持比常规情况下可能的时间周期实质上更长的时间周期。

相应地，相比于其它已知质谱仪，根据各种实施例的质谱仪100不需要隔离阀来在移除例如外部气体锥517、内部气体锥513或盘片525等组件时维持仪器内的真空。

根据各种实施例的质谱仪100因此使得能够提供成本减小的仪器，而且用户操作起来较简单，因为不需要隔离阀。此外，用户不需要理解或学习如何操作此隔离阀。

离子块组合件802可包括加热器以便保持离子块802高于环境温度，从而防止分析物、溶剂、中性粒子或冷凝物的液滴形成于离子块802内。

根据一实施例，当用户希望更换和/或移除外部锥517和/或内部取样锥513和/或盘片525的任一个时，源或离子块加热器和去溶剂化加热器404两者可关断。离子块802的温度可由热电偶监测，所述热电偶可设置在离子块加热器内或可以其它方式设置在离子块802中或设置成邻近于离子块802。

当确定离子块的温度已经下降到例如55℃等特定温度以下时，可告知用户夹具535、外部气体锥517、内部气体取样锥513和盘片525充分冷却下来，使得用户可触碰它们，而不会有受伤的重大风险。

根据各种实施例，用户可简单地在不到两分钟内移除和/或更换外部气体锥517和/或内部气体取样锥513和/或盘片525，而不需要对仪器进行排气。确切地说，仪器内的低压力通过固定阀690中的孔隙维持足够的时间周期。

根据各种实施例，仪器可被布置成使得样本锥维护期间到源或离子块802中的最大泄漏速率近似7毫巴L/s。举例来说，假定9m³/小时(2.5L/s)的前级泵速度和3毫巴的最大可接受压力，则取样锥维护期间的最大泄漏速率可近似2.5L/s x 3毫巴＝7.5毫巴L/s。

离子块802可包括具有K型热敏电阻的离子块加热器。如将在下文更详细地描述，根据各种实施例，可停用源(离子块)加热器以允许源或离子块802的强制性冷却。举例来说，当API气体被供应到离子块802以便使其冷却下来时，可切断去溶剂化加热器404和/或离子块加热器。根据各种实施例，来自探针401的去溶剂化气体流和/或雾化器气体流任一个可导向离子块802的锥区517、513。另外和/或作为替代，气帘气体供应可用于使离子块802和内部锥及外部锥513、517冷却。确切地说，通过关断去溶剂化加热器404但维持来自探针401的雾化器和/或去溶剂化气体的供应以便用环境温度氮气或其它气体填充容纳离子块的罩壳将对于形成离子入口组合件的可在维修期间由用户触碰的金属和塑料组件具有快速冷却效应。还可供应环境温度(例如18-25℃范围内)气帘气体以便辅助快速地冷却离子入口组合件。常规仪器不具有引起离子块802和气体锥521、513的快速冷却的功能性。

来自源罩壳的液体和气态排气可馈送到捕集瓶中。可布设泄放管道以避免电子组件和布线。仪器可被布置成使得源罩壳中的液体始终泄放出去，即使在仪器被切断时也如此。举例来说，应理解，到源罩壳中的LC流可在任何时间存在。

可提供排气止回阀使得当API气体关断时，排气止回阀防止在源罩壳和捕集瓶中形成真空。排气捕集瓶可具有≥5L的容量。

流体系统可包括活塞泵，其允许设定的溶液自动引入到离子源中。活塞泵可具有0.4到50mL/分钟的流动速率范围。可提供转向/选择阀，其允许在LC流和到源中的一个或两个内部设定溶液流之间的快速自动转换。

根据各种实施例，可提供三个溶剂瓶201。溶剂A瓶可具有范围250-300mL内的容量，溶剂B瓶可具有范围50-60内的容量，且溶剂C瓶可具有范围100-125mL内的容量。溶剂瓶201可容易由可容易地再填充溶剂瓶的用户观察。

根据一实施例，溶剂A可包括锁定质量，溶剂B可包括校准物，且溶剂C可包括洗液。溶剂C(洗液)可连接到冲洗端口。

可设置驱动器PCB以便控制活塞泵和转向/选择阀。在加电时，活塞泵可归位，且可设定各种吹扫参数。

流体学装置可由软件控制，且可依据仪器状态和API气体阀状态以如下详述的方式实现：

仪器状态	API气体阀	流体学装置的软件控制
			Operate	打开	启用
Operate	闭合	停用
			过压	打开	启用
过压	闭合	停用
			省电	打开	停用
省电	闭合	停用

当停用流体学装置的软件控制时，阀被设定到转向位置且泵停止。

图7A示出根据各种实施例的真空抽吸布置。

分流式涡轮分子真空泵(通常被称为“涡轮”泵)可用于抽吸第四或另外的真空腔室或者第四或另外的差动抽吸区、第三真空腔室或第三差动抽吸区，以及第二真空腔室或第二差动抽吸区。根据一实施例，涡轮泵可包括装配有TC110控制器的Pfeiffer(RTM)分流式涡轮泵310或Edwards(RTM)nEXT300/100/100D涡轮泵。涡轮泵可通过冷却风扇进行空气冷却。

涡轮分子真空泵的前级可以是例如旋转式轮叶真空泵或隔膜真空泵等粗抽泵或前级泵。粗抽泵或前级泵还可以用于抽吸容纳第一离子导引件301的第一真空腔室。粗抽泵或前级泵可包括Edwards(RTM)nRV14i前级泵。前级泵可设置在仪器外部，且可经由如图7A中所示的前级线路700连接到容纳第一离子导引件301的第一真空腔室。

例如冷阴极计量器702等第一压力计可被布置成且适于监测第四或另外的真空腔室或者第四或另外的差动抽吸区的压力。根据一实施例，飞行时间壳体压力可由Inficon(RTM)MAG500冷阴极计量器702监测。

例如Pirani计量器701等第二压力计可被布置成且适于监测前级泵线路700及因此第一真空腔室的压力，所述第一真空腔室与上游抽吸块600和离子块802成流体连通。根据一实施例，仪器前级压力可由Inficon(RTM)PSG500 Pirani计量器701监测。

根据各种实施例，观察到的泄漏加上飞行时间腔室的除气速率可被布置成小于4x10^-5毫巴L/s。假定200L/s有效涡轮泵速，则可允许的泄漏加上除气速率为5x10^-7毫巴x200L/s＝1x10^-4毫巴L/s。

可使用例如Edwards(RTM)nEXT300/100/100D涡轮泵等涡轮泵，其具有400L/s的主端口泵速。如下文将更详细描述，EMC屏蔽措施可使泵速减小近似20％使得有效泵速为320L/s。相应地，根据各种实施例的最终真空可为4x10^-5毫巴L/s/320L/s＝1.25x10^-7毫巴。

根据一实施例，抽真空序列可包括如图7B所示闭合软排气电磁阀，从而启动前级泵且等待直至前级压力下降到32毫巴。如果在启动前级泵的3分钟内未达到32毫巴，则可执行排气序列。假定在3分钟内达到32毫巴的压力，则接着启动涡轮泵。当涡轮速度超出最大速度的80％时，接着可接通飞行时间真空计702。应理解，真空计702是灵敏的检测器，且因此仅在真空压力使得真空计702不会被损坏时接通。

如果涡轮速度在8分钟内未达到最大速度的80％，则可执行排气序列。

一旦确定飞行时间真空腔室压力<1x10^-5毫巴，则可认为抽真空序列完成。

如果将执行排气序列，则仪器可切换到待用操作模式。飞行时间真空计702可切断，且涡轮泵也可切断。当涡轮泵速度下降到小于最大值的80％时，可打开如图7B所示的软排气电磁阀。系统接着可等待10秒，然后切断前级泵。

所属领域的技术人员将理解，如图7B所示的涡轮软排气电磁阀和软排气线路的目的是使得能够在受控的速率下对涡轮泵进行排气。应理解，如果以太快的速率对涡轮泵进行排气，则涡轮泵可能被损坏。

仪器可切换到维护操作模式，维护操作模式允许工程师对除真空系统或并入有真空系统的子系统外的所有仪器子系统执行维修工作，而不必对仪器进行排气。仪器可在维护模式中抽真空，且相反仪器也可在维护模式中排气。

可提供真空系统保护机构，其中如果涡轮速度下降到小于最大速度的80％，则起始排气序列。类似地，如果前级压力增加到大于10毫巴，则也可起始排气序列。根据一实施例，如果涡轮功率超出120W超过15分钟，则也可起始排气序列。如果在仪器加电时涡轮泵速度>最大值的80％，则仪器可设定到抽吸状态，否则仪器可设定到排气状态。

图7B展示可根据各种实施例利用的气体处理系统的示意图。可提供储存止回阀721，其允许用氮气填充仪器以供储存和运输。储存止回阀721与线内过滤器成流体连通。

可提供软排气流量限制器，其可将最大气流限制为小于软排气释放阀的容量以便防止在单个故障条件下分析仪压力超过0.5巴。软排气流量限制器可包括直径在0.70到0.75mm范围内的孔口。

可提供供应压力传感器722，其可指示氮气压力是否已经降到4巴以下。

可提供API气体电磁阀，其常闭且具有不低于1.4mm的孔隙直径。

展示优选地包括氮气入口的API气体入口。根据各种实施例，雾化器气体、去溶剂化气体和气帘气体全部从共同氮气源供应。

可提供软排气调节器，其可用以防止在正常条件下分析仪压力超过0.5巴。

可提供软排气止回阀，其可以允许仪器在氮气供应关断的情况下向大气进行排气。

可提供可具有345毫巴的破裂压力的软排气释放阀。软排气释放阀可用以防止在单个故障条件下分析仪中的压力超过0.5巴。穿过软排气释放阀的气体流动速率可被布置成在0.5巴的差压下不会小于2000L/h。

软排气电磁阀可通常处于打开位置。软排气电磁阀可被布置成限制气体流动速率以便允许在100％旋转速度下涡轮泵的排气，而不会对泵造成损坏。最大孔口直径可为1.0mm。

最大氮气流量可受限，使得如果气体处理发生灾难性故障，则进入实验室的氮气的最大泄漏速率应小于最大安全流动速率的20％。根据各种实施例，可使用具有1.4到1.45mm的直径的孔口。

可提供源压力传感器。

可提供具有345毫巴的破裂压力的源释放阀。源释放阀可被布置成防止在单个故障条件下源中的压力超过0.5巴。穿过源释放阀的气体流动速率可被布置成在0.5巴的差动抽吸压力下不会小于2000L/h。合适的阀为Ham Let(RTM)H-480-S-G-1/4 5psi阀。

可提供锥限制器来针对7巴的输入压力将锥流动速率限制为36L/小时。锥限制器可包括0.114mm孔口。

去溶剂化流量可由去溶剂化流量限制器针对7巴的输入压力限制为940L/小时的流动速率。去溶剂化流量限制器可包括0.58mm孔口。

可提供具有至少4到7巴表压的先导操作压力范围的夹捏阀。夹捏阀可常开且可具有至少0.5巴表压的最大入口操作压力。

当请求仪器关断API气体时，控制软件可闭合API气体阀，等待2秒且接着闭合源排气阀。

如果发生压力开关断开(压力<4巴)的API气体故障，则可停用API气体的软件控制且可闭合API气体阀。系统接着可等待2秒，然后闭合排气阀。

为了接通API气体，可接通源压力监测器，在执行源压力测试时除外。来自软件的API气体接通或关断请求可作为API气体请求状态(其可为接通或关断中的任一个)存储。在下文呈现另外的细节：

API气体请求状态	API气体控制状态	API气体阀
			接通	启用	打开
接通	停用	闭合
			关断	启用	闭合
关断	停用	闭合

图7C展示流程图，其展示仪器对用户接通API气体的请求的响应。可确定是否启用API气体的软件控制。如果未启用软件控制，则可拒绝请求。如果启用API气体的软件控制，则可打开开放式源排气阀。接着，在2秒的延迟之后，可打开API气体阀。接着监测压力。如果确定压力在20-60毫巴之间，则可传送或发布警示消息。如果压力大于60毫巴，则可接着闭合API气体阀。接着在2秒的延迟之后，可闭合源排气阀，且可发生高排气压力行程。

可通过运行源压力测试使高排气压力行程复位。

根据各种实施例，API气体阀可在源压力传感器感测到过大压力的100ms内闭合。

图7D展示流程图，其示出根据各种实施例可执行的源压力测试。可开始源压力测试，且可停用流体学装置的软件控制，使得没有流体流到电喷雾探针401中。还可停用API气体的软件控制，即关断API。接着可检查压力开关。如果压力超过4巴持续超过1秒，则可打开API气体阀。然而，如果压力小于4巴持续超过1秒，则源压力测试可归因于低API气体压力而移动到失败状态。

假定API气体阀打开，则接着可监测压力。如果压力处于18-100毫巴范围，则可输出指示可能的排气问题的警示消息。如果警示状态持续超过30秒，则系统可得出结论：源压力测试已经归因于排气压力过高而失败。

如果监测到的压力确定为小于18毫巴，则闭合源排气阀。

接着可再次监测压力。如果压力小于200毫巴，则可发布指示可能的源泄漏的警示消息。

如果确定压力大于200毫巴，则可闭合API气体阀且可打开源排气阀，即系统期望构建压力且对泄漏进行测试。系统接着可等待2秒，然后确定通过源压力测试。

如果源压力测试已确定为已经通过，则高压力排气行程可复位且可启用流体学装置的软件控制。接着可启用API气体的软件控制，且源压力测试接着可结束。

根据各种实施例，API气体阀可在源压力传感器感测到过大压力的100ms内闭合。

如果发生源压力测试故障，则转向阀位置可设定为转向且阀可保持在此位置中直至通过源压力测试或测试被越驰。

预期在某些情形中，源压力测试可被越驰。相应地，在用户已经将任何潜在风险评估为可接受的情况下，可准许他们继续使用仪器。如果准许用户继续使用仪器，则仍可显示源压力测试状态消息以便展示原始故障。因此，可提醒用户持续的故障状态，使得用户可继续重新评估任何潜在风险。

在用户请求源压力测试越驰的情况下，系统可复位高压力排气行程且接着启用转向阀的软件控制。系统接着可启用API气体的软件控制，然后确定源压力测试越驰完成。

源压力测试和源压力监测中使用的压力读数可包含零偏移校正。

可如下详述概括气体和流体学装置控制职责：

操作模式	软件	电子器件
			Operate	气体和流体学装置	无
省电	气体	流体学装置
			待用	气体	流体学装置
SPT/故障	无	气体和流体学装置
			真空损耗	无	气体和流体学装置
气体故障状态	无	气体和流体学装置
			Operate气体关断	气体	流体学装置

可在用户触发互锁的情况下起始压力测试。

仪器可在各种不同操作模式下操作。如果在Operate、过压或省电模式中时涡轮泵速度下降到小于最大速度的80％，则仪器可进入待用状态或操作模式。

如果飞行时间真空腔室中的压力大于1x10^-5毫巴和/或涡轮速度小于最大速度的80％，则可防止仪器在Operate操作模式中操作。

根据各种实施例，仪器可在省电模式中操作。在省电操作模式中，可停止活塞泵。如果在转向阀处于LC位置时仪器切换到省电模式，则转向阀可改变到转向位置。省电操作模式可被视为默认操作模式，其中所有反电压保持接通，正电压关断且气体关断。

如果仪器从省电操作模式切换到Operate操作模式，则活塞泵转向阀可返回到其先前状态，即其紧接在进入省电操作模式之前的状态。

如果在仪器处于Operate操作模式时飞行时间区压力升高到高于1.5x10^-5毫巴，则仪器可进入过压操作模式或状态。

如果在仪器处于过压操作模式时飞行时间压力进入1×10^-8到1×10^-5毫巴范围，则仪器可进入Operate操作模式。

如果在仪器处于Operate操作模式时API气体压力降到其行程水平以下，则仪器可进入气体故障状态或操作模式。仪器可保持在气体故障状态直至以下两种情况：(i)API气体压力高于其行程水平；以及(ii)仪器在待用或省电模式中的任一个中操作。

根据一实施例，当源覆盖件打开时，仪器可从Operate操作模式过渡到源互锁打开的Operate操作模式。类似地，当源覆盖件闭合时，仪器可从源互锁打开的Operate操作模式过渡到Operate操作模式。

根据一实施例，当源覆盖件打开时，仪器可从过压操作模式过渡到源互锁打开的过压操作模式。类似地，当源覆盖件闭合时，仪器可从源互锁打开的过压操作模式过渡到过压操作模式。

仪器可在若干不同操作模式中操作，所述若干不同操作模式可概括如下：

对前端电压的提及涉及施加到电喷雾毛细管电极402、源偏移、源或第一离子导引件301、孔隙#1(参看图15A)和四极离子导引件302的电压。

对分析仪电压的提及涉及除前端电压外的所有高电压。

对API气体的提及指代去溶剂化、锥和雾化器气体。

对不抽吸的提及指代除抽吸外的所有真空状态。

如果任何高电压电力供应失去与总体系统或全局电路系统控制模块的通信，则高电压电力供应可被布置成切断其高电压。全局电路系统控制模块可被布置成检测例如电力供应单元(“PSU”)、泵或计量器等任何子系统的通信损耗。

根据各种实施例，如果系统不能够验证所有子系统处于待用状态，则系统将不会将其状态或操作模式指示为待用。

从上表显而易见，当仪器在Operate操作模式中操作时，所有电压接通。当仪器过渡到在Operate操作模式中操作时，接着接通以下电压，即传递透镜电压、离子导引件电压、施加到第一离子导引件301和毛细管电极402的电压。此外，去溶剂化气体和去溶剂化加热器全部接通。

如果将发生严重故障，则仪器可切换到待用操作模式，其中除设置于离子块802中的源加热器之外的所有电压关断，且仅维修工程师可解决所述故障。应理解，仅当发生严重故障时或在维修工程师指定仪器应置于待用操作模式的情况下，仪器才可置于待用操作模式，其中除离子块802中的源加热器之外的电压关断，用户或消费者可(或可能不)能够将仪器置于待用操作模式。相应地，在待用操作模式中，所有电压关断，且去溶剂化气体流和去溶剂化加热器404全部关断。仅离子块802中的源加热器可保持接通。

仪器可默认地保持在省电模式，且可切换以便在Operate操作模式中操作，其中所有相关电压和气流接通。此方法显著缩短使仪器置于可用状态所花费的时间。当仪器过渡到省电操作模式时，以下电压接通-推送器电极305、反射器306、离子检测器307以及更一般地各种飞行时间质量分析仪304电压。

飞行时间质量分析仪304、离子检测器307和反射器306的电力供应的稳定性可影响仪器的质量准确性。当在已知常规仪器上接通或切换极性时的稳定时间为约20分钟。

已确认，如果电力供应为冷或已经保持关断持续长时间周期，则其可需要达10小时来升温和稳定。出于此原因，可防止消费者进入待用操作模式，进入待用操作模式将切断到飞行时间分析仪304的电压，包含反射器306和离子检测器307电力供应。

在启动时仪器可尽可能快地移动到省电操作模式，因为这使得在仪器正在抽真空的同时电力供应有足够的时间升温。因此，到仪器已达到实行仪器设置的所需压力的时候，电力供应将已经稳定，因此减少与质量准确性相关的任何问题。

根据各种实施例，如果容纳飞行时间质量分析仪304的真空腔室中发生真空故障，则可切断或关断到所有外围设备或子模块的功率，所述外围设备或子模块例如离子源300、第一离子导引件301、分段四极杆组离子导引件302、传递光学件303、推送器电极305高电压供应、反射器306高电压供应和离子检测器307高电压供应。出于仪器保护且确切地说保护飞行时间质量分析仪307的敏感组件不受高电压放电损坏的原因，电压基本上全部关断。

应理解，高电压可施加到飞行时间质量分析仪304中的紧密间隔的电极，这是基于这样的假设；操作压力将极低且因此将不存在火花或放电效应的风险。相应地，如果容纳飞行时间质量分析仪304的真空腔室中发生严重真空故障，则仪器可移除或关断到以下模块或子模块的功率：(i)离子源高电压供应模块；(ii)第一离子导引件301电压供应模块；(iii)四极离子导引件302电压供应模块；(iv)高电压推送器电极305供应模块；(v)高电压反射器306电压供应模块；以及(vi)高电压检测器307模块。仪器保护操作模式不同于待用操作模式，在待用操作模式中电力仍被供应到各种电力供应或模块或子模块。相比而言，在仪器保护操作模式中，通过全局电路系统控制模块的动作移除到各种电力供应模块的功率。相应地，如果电力供应模块中的一个发生故障，则其在故障条件中将仍不能接通电压，因为全局电路系统控制模块将拒绝到所述模块的功率。

图8更详细地展示根据各种实施例的质谱仪100的视图。质谱仪100可包括：第一真空PCB界面801a，其具有用于将第一真空界面PCB 801a直接连接到第一本地控制电路系统模块(未图示)的第一连接器817a；以及第二真空PCB界面801b，其具有用于将第二真空界面PCB 801b直接连接到第二本地控制电路系统模块(未图示)的第二连接器817b。

质谱仪100可进一步包括安装到抽吸块或热隔离级(图8中不可检视)的抽吸或离子块802。根据各种实施例，可提供一个或多个梢钉或凸起802a，其使源罩壳(未图示)能够连接到并保护和容纳离子块802。源罩壳可起到防止用户无意中接触与电喷雾探针402相关联的任何高电压的作用。微动开关或其它形式的互锁可用于检测用户打开源罩壳以便实现源接取，于是接着可出于用户安全原因关断到离子源402的高电压。

离子经由可包括结合环离子导引件的初始或第一离子导引件301且接着经由分段四极杆组离子导引件302传输到传递透镜或传递光学件布置303。传递光学件303可设计成提供高效离子导引件且介接到飞行时间质量分析仪304中，同时还减小制造成本。

离子可经由传递光学件303传输使得离子到达推送器电极组合件305。推送器电极组合件305还可设计成提供高性能，同时减小制造成本。

根据各种实施例，可提供悬臂式飞行时间堆叠807。悬臂式布置可用于安装飞行时间堆叠或飞行管807，且具有以热方式和电学方式这两种方式隔离飞行时间堆叠或飞行管807的优点。悬臂式布置表示独立于常规仪器的有价值的设计，且产生仪器性能的相当大的改进。

根据一实施例，可使用氧化铝陶瓷间隔物和塑料(PEEK)梢钉。

根据一实施例，当引入锁定质量且仪器经校准时，飞行时间堆叠或飞行管807将不经受热膨胀。根据各种实施例的悬臂式布置与已知布置形成对比，在已知布置中反射器306和推送器组合件305两者安装到侧凸缘的两端。因此，常规布置经受热冲击。

离子可被布置成传递到飞行管807中且可由反射器306朝向离子检测器811反射。来自离子检测器811的输出被传递到预放大器(未图示)，然后到达模数转换器(“ADC”)(同样未图示)。反射器306优选地设计成提供高性能，同时还减小制造成本和改进可靠性。

如图8所示，共同地形成反射器子组合件的各种电极环和间隔物可安装到多个PEEK支撑杆814。反射器子组合件接着可使用一个或多个开尾销813夹持到飞行管807。因此，反射器子组合件的组件保持在压缩下，这使形成反射器的个别电极能够以高精度维持彼此平行。根据各种实施例，组件可保持在弹簧负载压缩下。

推送器电极组合件305和检测器电子器件或离散检测器模块可安装到共同推送器板组合件1012。这在下文参考图10A-10C更详细地描述。

飞行时间质量分析仪304可具有全长覆盖件809，其可容易地移除从而实现大范围维修接取。全长覆盖件809可由多个螺杆(例如，5个螺杆)固持在适当位置。维修工程师可撤去五个螺杆以便暴露飞行时间管件807和反射器306的全长。

质量分析仪304可进一步包括可移除盖810以便实现快速维修接取。确切地说，可移除盖810可为维修工程师提供接取使得维修工程师可更换如图10C所示的入口板1000。确切地说，入口板1000可能归因于离子冲击在入口板1000的表面上而被污染，从而产生表面充电效应且潜在地减小从传递光学件303到邻近于推送器电极305的推送器区中的离子传递的效率。

展示SMA(超小型A)连接器或壳体850，但从视图遮蔽AC联接器851。

图9展示推送器板组合件912、飞行管907和反射器堆叠908。还展示具有推送器屏蔽覆盖件的推送器组合件905。飞行管907可包括挤压成型或塑料飞行管。反射器306可利用比常规反射器少的陶瓷组件，借此减小制造成本。根据各种实施例，相比于常规反射器布置，反射器306可更好地利用PEEK。

展示SMA(超小型A)连接器或壳体850，但从视图遮蔽AC联接器851。

根据其它实施例，反射器306可包括结合反射器。根据另一实施例，反射器306可包括金属化陶瓷布置。根据另一实施例，反射器306可包括急动而后结合(jigged thenbonded)布置。

根据替代实施例，代替于堆叠、安装和固定多个电极或环，可提供例如陶瓷等绝缘材料的单个块状件。接着可为表面上的导电金属化区提供到这些区的电连接以便限定所要电场。举例来说，由于如常规所知堆叠多个个别环，单件圆柱形陶瓷的内表面可具有沉积的多个平行金属化导电环，作为提供潜在表面的替代方法。块状陶瓷材料提供施加到不同表面区的不同电位之间的绝缘。替代的布置减小组件数目借此简化总体设计、改进容差累积并减小制造成本。此外，预期可以此方式构造多个装置，且所述多个装置可与设置于其间的栅格或透镜组合，或不存在设置于其间的栅格或透镜。举例来说，根据一个实施例，可提供第一栅电极，继之以第一陶瓷圆柱形元件，继之以第二栅电极，继之以第二陶瓷圆柱形元件。

图10A展示根据各种实施例包括三个部分的推送器板组合件1012。根据替代实施例，可如图10B所示提供单片支撑板1012a。单片支撑板1012a可通过挤压制成。支撑板1012a可包括具有多个(例如四个)固定点1013的马蹄形托架。根据一实施例，四个螺杆可用于将马蹄形托架连接到质谱仪的壳体且使得能够提供悬臂式布置。托架可维持在可与飞行时间电压(即4.5kV)相同的电压。对比之下，质谱仪壳体可维持在接地电压，即0V。

图10C展示具有安装在其上的推送器电极组合件和离子检测器组合件1011的推送器板组合件1012。展示具有离子入口缝隙或孔隙的入口板1000。

推送器电极可包括双重栅电极布置，其具有如图16C中更详细地展示的第二和第三栅电极之间的2.9mm无场区。

图11展示流程图，其示出一旦已按压开始按钮就可发生的各种过程。

根据一实施例，当前级泵接通时，可检查压力在三分钟操作内<32毫巴。如果在三分钟操作内未实现或确认<32毫巴的压力，则可发布粗抽逾时(琥珀色)警示。

图12A展示根据各种实施例的涡轮分子泵的三个不同抽吸端口。第一抽吸端口H1可被布置成邻近于分段四极杆组302。第二抽吸端口H2可被布置成邻近于传递透镜布置303的第一透镜组。第三抽吸端口(其可称为H端口或H3端口)可直接连接到飞行时间质量分析仪304真空腔室。

图12B从不同视角展示第一抽吸端口H1和第二抽吸端口H2。展示在使用中安装到离子块802的用户夹具535。还指示第一离子导引件301和四极杆组离子导引件302。还展示雾化器或气帘气体输入1201。提供用于测量源中的压力的接取端口1251。提供(未完全展示)直接压力传感器，用于测量容纳初始离子导引件301且与离子块802的内部体积成流体连通的真空腔室中的压力。还展示肘管配件1250和过压释放阀1202。

可提供一个或多个部分刚性和部分柔性印刷电路板(“PCB”)。根据一实施例，可提供印刷电路板，其包括刚性部分1203a，所述刚性部分位于四极杆组区302的出口处且任选地至少部分布置成垂直于光学轴或离子行进穿过四极杆组302的方向。印刷电路板的上部或其它部分可包括柔性部分1203b，使得印刷电路板的柔性部分1203b在如图12B所示的侧构型中具有阶梯式形状。

根据各种实施例，H1和H2抽吸端口可包括EMC防裂护板。

还预期，涡轮泵可包括H或H3端口的动态EMC密封件。确切地说，EMC网状物可设置在H或H3端口上。

图13更详细地展示传递透镜布置303，且展示第二差动抽吸孔隙(孔隙#2)1301，其使容纳分段四极杆组302的真空腔室与可包括两个加速度电极的第一传递光学件分隔。展示根据一实施例的透镜元件的相对间隔、其内部直径和厚度。然而，应理解，电极或透镜元件的相对间隔、孔隙尺寸和厚度可相对于图13中指示的特定值变化。

第二孔隙(孔隙#2)1301上游的区可与涡轮泵的第一抽吸端口H1成流体连通。第三差动抽吸孔隙(孔隙#3)1302可设置于与第一传递光学件和第二传递光学件之间。

第二孔隙(孔隙#2)1301和第三孔隙(孔隙#3)1302之间的区可与涡轮泵的第二抽吸端口H2成流体连通。

布置在第三孔隙1302的下游的第二传递光学件可包括透镜布置，所述透镜布置包括与第三孔隙(孔隙#3)1302电连接的第一电极。透镜布置可进一步包括第二(运送)透镜和第三(运送/转向)透镜。通过第二传递光学件的离子接着通过管件透镜，然后通过入口孔隙1303。通过入口孔隙1303的离子通过缝隙或入口板1000进入推送器电极组合件模块。

孔隙#3 1302之后的透镜孔隙可包括水平缝隙或板。运送2/转向透镜可包括一对半板。

入口板1000可被布置成可相对容易地由维修工程师移除以进行清洁。

可通过引入5％的过度补偿蚀刻来制造形成总体传递光学件303的一部分的透镜板或电极中的一个或多个。还可执行额外后段蚀刻。常规透镜板或电极可由于制造工艺而具有相对尖锐的边缘。尖锐边缘可对于常规布置导致电崩溃。可根据各种实施例使用过度补偿蚀刻方法和/或额外后段蚀刻制造的透镜板或电极可具有显著减小的尖锐边缘，这减小了电崩溃的可能性并且降低了制造成本。

图14A展示已知内部真空配置的细节，且图14B展示根据各种实施例的新内部真空配置的细节。

图14A中展示常规布置，其中从前级泵到质谱仪的第一真空腔室的连接700在达到前级压力时形成到涡轮泵中的T形连接。然而，这需要多个组件使得建立多个单独的潜在泄漏点。此外，T形连接增加了额外制造和维护成本。

图14B展示实施例，其中前级泵700仅直接连接到第一真空腔室，即移除T形连接。单独的连接1401设置于第一真空腔室和涡轮泵之间。

展示高电压供应馈通1402，其将高电压(例如1.1kV)提供到推送器电极模块305。还展示上部接取面板810。Pirani压力计701被布置成测量容纳第一离子导引件301的真空腔室中的真空压力。展示可穿过其中供应去溶剂化/气帘气体的肘管气体配件1250。参看图14B，在肘管气体配件1250后方展示过压释放阀1202，且在过压释放阀1202后方展示另一肘管配件，其使得能够直接测量来自源的气体压力。

图15A展示离子块802和源或第一离子导引件301的示意图。根据一实施例，源或第一离子导引件301可包括六个初始环电极，继之以38-39个开放环或结合电极。源或第一离子导引件301可以另外23个环结束。然而，应了解，图15A中展示的特定离子导引件布置301可以若干不同方式变化。确切地说，初始环电极的数目(例如6)和/或最终级环电极的数目(例如23)可变化。类似地，中间开放环或结合环电极的数目(例如38-39)也可变化。

应理解，图15A上示出的各种尺寸仅出于说明性目的且并不希望是限制性的。确切地说，预期其中环和/或结合环电极的尺寸可不同于图15A中展示的尺寸的实施例。

图15A中还展示单个结合环电极。

根据各种实施例，初始级可包括0-5、5-10、10-15、15-20、20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50或>50个环电极或其它形状的电极。中间级可包括0-5、5-10、10-15、15-20、20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50或>50个开放环电极、结合环电极或其它形状的电极。最终级可包括0-5、5-10、10-15、15-20、20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50或>50个环电极或其它形状的电极。

环电极和/或结合环电极可具有0.5mm的厚度和1.0mm的间隔。然而，电极可具有其它厚度和/或不同间隔。

孔隙#1板可包括差动抽吸孔隙且可具有0.5mm的厚度和1.50mm的孔口直径。再次，这些尺寸为说明性的且并不希望是限制性的。

源或第一离子导引件RF电压可以如图15A所示的方式施加到所有步阶1和步阶2电极。源或第一离子导引件RF电压可包括1.0MHz下200V峰-峰。

预期其中线性电压斜坡可施加到步阶2偏移(锥)的实施例。

可使步阶2偏移(锥)电压斜坡持续时间等于扫描时间，且斜坡可在扫描开始时开始。步阶2偏移(锥)斜坡的初始和最终值可指定在步阶2偏移(锥)的完整范围之上。

根据各种实施例，如图15B所示的电阻器链可用于沿着步阶1的长度产生线性轴向场。邻近的环电极可具有施加到其的RF电压的相对相位。

电阻器链还可以用于沿着步阶2的长度产生线性轴向场，如图15C所示。邻近的环电极可具有施加到其的RF电压的相对相位。

预期这样的实施例：施加到形成第一离子导引件301的一些或大体上所有环和结合环电极的RF电压可减小或变化以便执行离子束的非质荷比特定衰减。举例来说，如将了解，利用飞行时间质量分析仪304，如果在推送器电极305处接收强离子束，则离子检测器307可经历饱和效应。相应地，可通过改变施加到形成第一离子导引件301的电极的RF电压来控制邻近于推送器电极305到达的离子束的强度。还预期其它实施例，其中施加到形成第二离子导引件302的电极的RF电压可另外和/或替代地减小或变化以便使离子束衰减或以其它方式控制离子束的强度。确切地说，期望控制如推送器电极305区中接收的离子束的强度。

图16A更详细展示根据各种实施例的四极离子导引件302。四极杆可具有6.0mm的直径且可被布置成具有2.55mm的内切圆半径。可包括差动抽吸孔隙的孔隙#2板可具有0.5mm的厚度和1.50mm的孔口直径。图16A中展示的各种尺寸希望是说明性而非限制性的。

施加到杆电极的离子导引件RF振幅可在0到800V峰-峰范围内控制。

离子导引件RF电压可具有1.4MHz的频率。RF电压可从一个值线性地斜变到另一值，且接着保持在第二值直至扫描结束。

如图16B所示，孔隙#2板上的电压可在增强型工作循环模式操作中从孔隙2电压脉冲控制到孔隙2捕集器电压。提取脉冲宽度可在1-25μs范围内控制。脉冲周期可在22-85μs范围内控制。推送器延迟可在0-85μs范围内控制。

图16C更详细展示推送器电极布置。栅电极可包括具有92％传输的平行电线(0.25mm间距下的/>平行电线)。所示尺寸希望是说明性而非限制性的。

图16D更详细展示飞行时间几何结构。推送器第一栅格、反射器第一栅格和检测器栅格之间的区优选地包括无场区。离子检测器307的位置可在MagneTOF(RTM)离子检测器的情况下由离子冲击表面限定，或在MCP检测器的情况下由前MCP的表面限定。

反射器环透镜可为5mm高，其间具有1mm空间。图16D中展示的各种尺寸希望是说明性而非限制性的。

根据各种实施例，平行电线栅格可与其平行于仪器轴线的电线对准。应理解，仪器轴线延伸穿过源或第一离子导引件301到达推送器电极组合件305。

可提供飞行管电力供应，其可具有+4.5kV或-4.5kV的操作输出电压，这取决于所请求的极性。

可提供反射器电力供应，其可具有1625±100V或-1625±100V范围内的操作输出电压，这取决于所请求的极性。

图16E是根据一实施例的飞行时间布线的示意图。各种电阻器值、电压、电流和电容希望是说明性而非限制性的。

根据各种实施例，可沿着反射器306的长度维持线性电压梯度。在一特定实施例中，反射器夹具板可维持在反射器电压下。

反射器306的初始电极和相关联栅格1650可维持在与飞行管807和推送器电极组合件305的最后电极相同的电压或电位下。根据一实施例，反射器306的初始电极和相关联栅格1650、飞行管807以及推送器电极组合件305的最后电极和相关联栅格可维持在与仪器或操作模式相反极性的例如4.5kV的电压或电位下。举例来说，在正离子模式中，反射器306的初始电极和相关联栅格1650、飞行管807以及推送器电极组合件305的最后电极和相关联栅格可维持在-4.5kV的电压或电位下。

反射器306的第二栅电极1651可维持在接地或0V下。

反射器306的最终电极1652可维持在与仪器相同极性的1.725kV的电压或电位下。举例来说，在正离子模式中，反射器306的最终电极1652可维持在+1.725kV的电压或电位下。

所属领域的技术人员将理解，反射器306用以使从飞行时间区到达的离子减速，且在离子检测器307的方向上往回重导向离子离开反射器306。

根据各种实施例施加到反射器306且将反射器的第二栅电极1651维持在接地或0V的电压和电位不同于常规反射器布置中采用的方法。

离子检测器307可始终相对于飞行管电压或电位维持在正电压下。根据一实施例，离子检测器307可相对于飞行管维持在+4kV电压下。

相应地，在正离子操作模式中，如果飞行管维持在-4.5kV的绝对电位或电压下，则检测器可维持在-0.5kV的绝对电位或电压下。

图16F展示根据一实施例的DC透镜供应。应理解，相同极性意味着与仪器极性相同，且相反极性意味着与仪器极性相反。正意味着随着控制值增加正得更多，且负意味着随着控制值增加负得更多。图16F中展示的特定值希望是说明性而非限制性的。

图16G展示根据各种实施例的离子检测器布置的示意图。检测器栅格可形成离子检测器307的一部分。举例来说，离子检测器307可包括MagneTOF(RTM)DM490离子检测器。内部栅电极可经由一系列齐纳二极管和电阻器相对于检测器栅格和飞行管保持在+1320V的电压下。离子检测器307可连接到SMA 850和AC联接器851，这两者可设置在质量分析仪壳体内或内部或者质量分析仪真空腔室内。AC联接器851可连接到外部定位的前置放大器，所述外部定位的前置放大器可连接到模数转换器(“ADC”)模块。

图16H展示根据各种实施例的仪器的势能图。势能图表示正离子模式中的仪器。在负离子模式中，所有极性反转，检测器极性除外。图16H中展示的特定电压/电位希望是说明性而非限制性的。

仪器可包含模数转换器(“ADC”)，其可在具有固定峰值检测滤波器系数的峰值检测ADC模式中操作。ADC还可在时数转换器(“TDC”)操作模式中运行，其中所有检测到的离子被指派单位强度。获取系统可支持高达20谱/秒的扫描速率。扫描周期可在40ms到1s范围内。获取系统可支持7x10⁶事件/秒的最大输入事件速率。

根据各种实施例，仪器可具有2-5ppm的质量准确性，可具有10⁴的色谱动态范围。仪器可具有高质量分辨率，对于肽图谱(peptide mapping)分辨率在10000-15000范围内。质谱仪100优选地能够对完整蛋白质、糖型和离胺酸变异进行质量分析。仪器可具有近似8000的质荷比范围。

以装配有ESI源401的仪器执行仪器测试。在400mL/分钟的流动速率下灌注样本，质量范围设定成m/z 1000。仪器在正离子模式中操作且获得高分辨率质谱数据。

根据各种实施例，仪器可具有单个分析仪调谐模式，即无敏感度和分辨率模式。

根据各种实施例，对于例如肽图谱应用等高质量或质荷比离子，仪器的分辨率可以在10000-15000的范围内。可通过在具有550-650范围内的质荷比的任何单电荷离子上测量来确定分辨率。

对于低质量离子，仪器的分辨率可为约5500。可通过在具有120-150范围内的质荷比的任何单电荷离子上测量来确定低质量离子的仪器的分辨率。

根据各种实施例，仪器可具有MS正离子模式中近似11,000计数/秒的敏感度。质谱仪100可具有近似2-5ppm的质量准确性。

根据各种实施例获得的质谱数据被观察为相比于常规仪器在源碎裂方面已经减少。相比于常规仪器，加合物减少。对于mAb糖型，质谱数据还具有较清洁的谷(<20％)。

如内容以引用的方式并入本文中的US 2015/0076338(Micromass)中所公开，根据各种实施例的仪器可包括多个离散功能模块。功能模块可包括例如电、机械、机电或软件组件。所述模块可在网络中单独寻址和连接。调度器可被布置成在预定时间处将离散指令包引入到网络以便指示一个或多个模块执行各种操作。时钟可与调度器相关联。

功能模块可在层次结构中一起联网使得最高层次包括最为时间关键的功能模块，且最低层次包括最不时间关键的功能模块。调度器可在最高层次处连接到网络。

举例来说，最高层次可包括例如真空控制系统、透镜控制系统、四极控制系统、电喷雾模块、飞行时间模块和离子导引件模块等功能模块。最低层次可包括例如电力供应、真空泵和用户显示器等功能模块。

根据各种实施例的质谱仪100可包括用于控制谱仪的各个元件的多个电子模块。如此，质谱仪可包括多个离散功能模块，每一离散功能模块可操作以执行质谱仪100的预定功能，其中功能模块可在网络中单独寻址和连接且进一步包括调度器，所述调度器可操作以在预定时间处将离散指令包引入到网络以便指示至少一个功能模块执行预定操作。

质谱仪100可包括用于控制(和用于供应适当电压到)以下中的一个或多个或每一个的电子模块：(i)源；(ii)第一离子导引件；(iii)四极离子导引件；(iv)传递光学件；(v)推送器电极；(vi)反射器；以及(vii)离子检测器。

此模块化布置可以允许简单地重新配置质谱仪。举例来说，可移除、引入或改变谱仪的一个或多个不同功能元件，且谱仪可被配置成自动辨识哪些元件存在并恰当地配置其自身。

仪器可以允许在获取期间的特定时间和间隔处将包的调度表发送到网络上。这减少或消除对具有实时操作系统来控制数据获取的方面的主机计算机系统的需要。发送到个别功能模块的信息包的使用还降低了主机计算机的处理要求。

模块化性质方便地允许设计和/或重新配置质谱仪的过程中的灵活性。根据各种实施例，至少一些功能模块可跨一系列质谱仪是共同的，且可集成到具有其它模块的最少重新配置的设计中。相应地，当设计新质谱仪时，不必所有组件的整体再设计和订制的控制系统。可通过将网络中的多个离散功能模块与调度器连接在一起来组装质谱仪。

此外，根据各种实施例的质谱仪100的模块化性质允许容易地更换有缺陷的功能模块。新功能模块可简单地连接到接口。或者，如果控制模块物理连接到功能模块或与功能模块成一体，则可更换两者。

如上文所描述，各种实施例包括相对高压力离子源，例如大气压电离(API)离子源。举例来说，离子源可以是电喷雾电离(ESI)源。离子源可具有安装在离子块802上方的离子源罩壳，且离子源罩壳可在质量分析期间维持在所述相对高压力，例如大气压力。

参看图8，质谱仪可包括使离子源与谱仪的下游真空腔室分隔的离子块802，所述下游真空腔室维持在低于离子源所处的压力的压力下。离子块具有安装在其中的离子入口组合件，用于接收来自离子源的分析物离子并将其向下游传输到真空腔室中。离子入口组合件可包括锥组合件，如将在下文更详细地论述。真空腔室可容纳第一离子导引件301、第二离子导引件803、传递光学件804、推送器组合件805和ToF堆叠807中的至少一个(例如上文描述的组件)。可另外或替代地提供其它下游组件，例如质量分离装置。真空腔室可以是差分抽吸区(如上文所描述)。

如上文相对于图6C所描述，离子块802具有安装在其中的离子入口组合件。真空固持部件531安装在离子块壳体中的孔隙511内部，即到谱仪的第一真空腔室中的孔隙内部。真空固持部件531中具有孔隙，且具有离子取样孔口的盘片525安装在真空固持部件531上方使得穿过这两个组件的孔隙为同轴的。内部气体锥513接着安装在盘片525上方。内部气体锥中具有与盘片525的孔隙同轴的孔隙515。外部气体锥517可以可滑动地安装在夹具535中。一旦外部气体锥517已滑动到夹具535中的接收缝隙中，所述夹具就接着安装到离子块的主体使得外部气体锥517的孔隙521与内部气体锥513中的孔隙515同轴。

图6F展示恰好在将夹具535安装到离子块802的主体之前外部气体锥517部分滑动到夹具535中。图6F还展示实施例的视图，其中外部气体锥517和内部气体锥513附接到一起且可以一起可滑动地安装到夹具535以及从夹具535拆卸。

可能需要拆下离子入口组合件的至少一部分，例如以便清洁其各种组件。夹具535可被配置成使得移除夹具会致使连同夹具535一起从离子入口组合件可滑动地移除外部锥517(和任选地内部锥513)。在已移除外部锥517的条件下，接着可接取离子入口组合件的内部锥513(和盘片535)以便移除。可能需要相对有规律地移除外部锥517和内部锥513以进行清洁、修复或维护。还可能需要移除离子入口组合件的盘片535以进行清洁、修复或维护。盘片535可以是可弃式组件，且可简单地更换而非清洁。

真空固持部件531被配置成在外部锥517、内部锥513和盘片525被移除时保持在适当位置。真空固持部件531被配置成维持跨真空固持部件531的相对高压差，使得即使当移除外部锥517、内部锥513和盘片525时，离子块的内部(下游侧)也维持在小于上游离子源压力的内部压力下(归因于离子块的下游的真空腔室的差动抽吸)。真空固持部件被配置成限制内部真空压力的损耗，且因此减小当移除锥体和盘片时真空压力损耗的速率，并缩短在更换盘片525和锥体时仪器返回到操作压力所花费的时间。

外部锥517具有在锥体的尖端处的用于穿过其中接收分析物离子的孔口521。内部锥513也具有在其尖端处的用于穿过其中接收分析物离子的孔口515。内部锥513的孔口515可小于外部锥517的孔口521。内部锥513的孔口可被配置成限制到达盘片525的污染物的量。举例来说，内部锥513的孔口525可具有1mm直径。盘片525可具有比内部锥中的孔隙小的孔隙529(例如0.2mm直径)。盘片的孔隙529可能在使用期间被阻滞或污染，且因此锥组合件被设计成使得盘片525可容易地被移除和清洁或更换。

根据各种实施例，盘片525和真空固持部件531可具有大大小于常规布置的直径的孔隙。举例来说，已知仪器利用具有1mm直径孔隙的真空固持部件531。相比而言，根据本文中的实施例，真空固持部件531可具有小得多的直径的孔隙，例如真空固持部件531可具有≤0.6mm、≤0.5mm、≤0.4mm或≤0.3mm的直径。举例来说，真空固持部件531中的孔隙可具有0.3mm和0.40mm之间的直径。

质谱仪可被配置成向离子块上的锥组合件供应气帘气体(例如氮气)。气帘气体可被导引穿过离子块，使得其流经内部锥513和外部锥517之间的环形区并朝向离子源，即在与朝向锥组合件行进并进入锥组合件的离子相反的方向中离开锥组合件。锥组合件被配置成使得气帘气体从环形区流动且通过内部锥中的孔口，以便推除污染物或分析物团簇/沉积物。这有助于在使用期间保持离子锥孔口清洁和/或不受阻挡。

离子块可以具备离子块加热器(其还可被称作“源加热器”)。离子块加热器被配置成在通过离子块时防止样本/分析物冷凝。离子块加热器被配置成维持恒定的固定热量或温度，例如高达120℃。此加热还可致使随着气帘气体通过离子块而加热气帘气体，这可辅助气帘气体保持锥体孔口清洁。

外部锥517、内部锥513、盘片525和真空固持部件531可各自由金属构成，但可使用其它合适的材料。在实施例中，外部锥517、内部锥513和真空固持部件531中的至少一个可由不锈钢形成。盘片525可包括镍。盘片525可以是镍电成型盘片。因此，外部锥517、内部锥513、盘片525和真空固持部件531可各自由导电和/或导热材料形成。在使用中，离子入口组合件的这些组件将归因于离子块加热器并且还归因于经过加热的去溶剂化气体流过外部锥而变热(如稍后将更详细地描述)。

离子源可包括API源，例如电喷雾电离(ESI)离子源，例如如图4中所展示，其具有雾化探针401。分析物溶液(例如来自上游LC分离装置)被导引穿过探针的内部毛细管402到达其尖端。雾化器气体被供应穿过环绕内部毛细管402的雾化管道，所述雾化管道用于使离开内部毛细管402的分析物溶液雾化以在其端部处形成雾化喷雾。去溶剂化管道可设置成环绕雾化管道以将去溶剂化气体供应到探针的尖端。加热器404可设置成环绕去溶剂化管道以用于将去溶剂化气体加热到例如大约600℃的温度。经过加热的去溶剂化气体辅助溶剂从自内部毛细管402喷射的分析物溶液的液滴蒸发，因此帮助释放分析物离子。

图7B展示针对质谱仪的气流供应的示例性配置。谱仪包括连接到探针的气体入口，用于将雾化器气体和/或去溶剂化气体供应到探针。气体入口可连接到加压气体供应，例如惰性气体(例如氮气)的供应。气体入口可另外或替代地连接到锥组合件以用于将气帘气体供应到锥组合件。在例如图7B中描绘的各种实施例中，相同气体入口连接到雾化器气体管道、去溶剂化气体管道和环形气帘气体管道。阀可设置于这些管道中的每一个和气体入口之间，用于选择性地在阀打开时允许气体流动到管道，并在阀闭合时防止此气流。可设置单个阀用于控制到所有管道的供应。在这些实施例中，气流限制器可设置于气体入口和至少一些管道(例如，去溶剂化管道和/或环形气帘气体管道)之间，以限制穿过这些管道的气流。或者，可设置单独的阀用于控制气体到单独的管道的供应。

离子源探针定位于在离子块上的离子锥组合件附近，例如在安装于锥组合件上方的离子源罩壳中。相应地，经过加热的去溶剂化气体流过锥组合件可致使加热至少锥组合件的外部锥517。举例来说，外部锥517可达到大约200℃的温度。如上文所描述，离子块还可被加热，因此有助于锥组合件的加热。

如上文所描述，可能需要移除外部锥517、内部锥513、盘片525和/或真空固持部件531组合件以进行清洁、维护、更换和/或修复。可移除夹具部件535以便移除外部锥，且夹具部件可由例如PEEK等塑料形成，使得其可比外部锥517触碰起来更冷。外部锥517接着可以可滑动地从夹具部件535移除，如上文所描述。然而，尽管夹具535可相对冷，但仍存在与用户触碰热的外部锥或者锥组合件或离子块的其它热组件相关联的灼伤风险。

常规地，当用户希望接取锥组合件且具体来说离子入口组合件的外部锥时，不存在外部锥是否处于可以安全触碰的温度的指示。当用户希望接取外部锥时，质谱仪切断整个离子块组合件和离子源，因此停止去溶剂化、雾化器和气帘气流，以及离子源和样本探针加热器。锥体接着静置冷却，从而使维护花费相对较长时间。

本发明的实施例提供用于减小与对离子源或离子入口组合件(例如锥组合件或盘片)执行维护相关联的灼伤风险的构件。根据实施例，谱仪被配置成通过使气体在这些组件中的至少一些组件上方通过和/或穿过离子入口组合件来有效地使所述至少一些组件冷却。

当用户希望对离子入口组合件或离子源执行维护时，用户可选择谱仪的用户界面上的维护模式使得谱仪进入冷却模式。或者，例如如果到离子源的门打开或如果移除源罩壳，则谱仪可自动进入此模式。如果谱仪包括离子块加热器和/或去溶剂化气体加热器，则谱仪可被配置成使得当其进入冷却模式时，其切断这些加热器中的任一个或两个。谱仪可控制将气体供应到探针和/或锥组合件的气体阀以便维持(或开始)穿过这些组件的气流。举例来说，谱仪可维持(或开始)穿过去溶剂化管道和/或雾化器管道和/或穿过锥组合件的环形管道的气流。(未加热的)气体流动穿过探针和/或锥组合件有效地冷却离子入口组合件。(未加热的)气体还可冷却探针和/或填充源罩壳并冷却源罩壳。因此，质谱仪可被配置成独立于其相应气流操作离子块加热器和去溶剂化气体加热器。

质谱仪可包括一个或多个温度传感器，用于在冷却模式期间监测离子块(例如锥组合件)和/或探针和/或源罩壳的温度。所述一个或多个温度传感器中的每一个可以是(例如)热电偶。温度传感器可与离子块一体地设置在例如离子块加热器内以便感测离子块加热器的温度。因为离子块为导热的，所以可从离子块的另一部分(例如离子块加热器)的感测到的温度推断锥组合件的温度。

谱仪可被配置成监测温度传感器感测到的温度以确定何时离子块的温度(例如锥组合件温度)已下降到对于其处理来说安全的温度(例如55℃)。所述确定可由合适的处理器执行。质谱仪可控制用户界面或传信装置以向用户提供何时离子块(例如锥组合件)太热而不能处理和/或已达到安全的处理温度的指示。所述指示可提供在计算机或其它电子装置的显示监视器上。当锥组合件正在冷却时，谱仪可在合适的显示器上(例如显示监视器上)显示锥组合件的温度。然而，或者预期，例如可听警报或灯等传信装置可用于传信何时锥组合件太热而不能处理和/或可安全地处理。

质谱仪被配置成等待直至其已经确定锥组合件的温度已经下降到指定为安全温度(例如55℃)的预定温度。在确定锥组合件的温度已达到预定温度后，谱仪可被配置成关断用于冷却锥组合件的气流。

谱仪包括例如图1、2A和2B中展示的最外壳体。外部壳体可具有顶部面板、前面板和一个或多个侧面板。外部壳体适于容纳例如离子块802等质谱仪的组件，以及下游组件，例如第一离子导引件、第二分段四极杆离子导引件803、传递光学件804、推送器组合件805和ToF质量分析仪807。外部壳体的前面板可包括可由用户打开的门。离子源和离子块位于门后方。出于参考目的，图19是展示为无门的示意图，使得可看见离子源1801在门后方的位置。出于参考目的，图18展示原本将在使用中被离子源罩壳覆盖的离子块802的相对定向。

壳体的门可打开以允许接取离子源，且因此还接取离子块802，例如用于维护的目的。谱仪可以具备被配置成检测何时此门打开的检测器。检测器可包括例如微型开关，但可使用任何形式的机械或电检测器。谱仪可被配置成响应于检测到用户正尝试接取离子源和/或离子块(例如，通过检测门的打开)而进入冷却模式。这开始准备好处理的组件的冷却。或者，谱仪可被配置成当门打开时暂停或停止冷却模式(即，所述一个或多个冷却气体供应)，因为冷却气体可能造成窒息危险。或者预期，谱仪可以具备被配置成检测何时离子源罩壳打开的检测器。检测器可包括例如微型开关，但可使用任何形式的机械或电检测器。谱仪可被配置成响应于检测到用户正尝试接取离子源和/或离子块(例如，通过检测离子源罩壳的打开)而进入冷却模式。这开始准备好处理的组件的冷却。或者，谱仪可被配置成当离子源罩壳打开时暂停或停止冷却模式(即，所述一个或多个冷却气体供应)，因为冷却气体可能造成窒息危险。

一旦用户已完成执行组件的维护(例如清洁或更换内部锥513或盘片529)，用户就重新安装这些组件和离子源。用户接着将闭合门。在门闭合后，质谱仪可执行源压力测试。在实施例中，当质谱仪检测到门(到离子源)已闭合时，自动起始源压力测试。或者，质谱仪可被配置成响应于由用户提供的指示(例如，经由交互式界面提供的指示，所述交互式界面例如显示于与质谱仪相关联的装置的显示屏上的软件界面)而起始源压力测试。在本文中其它地方更详细地描述源压力测试。

一旦已执行源压力测试，质谱仪就可等待来自用户的进一步指令才再次接通探针气体和/或气帘气体及加热器。这些组件可响应于由用户提供的离子块(或锥组合件)维护已完成的指示而接通。所述指示可从例如软件界面等合适的输入装置接收。

在接通气体和加热器之后，质谱仪将等待源温度返回到用于质量分析的正常操作温度，才建议用户他们可继续操作质谱仪以进行质量分析。因此，随着离子块被加热(例如，由离子块加热器以及由经过加热的去溶剂化气体)，质谱仪可监测离子块的温度(例如借助于上文描述的温度传感器)。质谱仪可被配置成确定离子块已达到预定温度(其对应于正常操作温度)。在确定离子块温度已达到预定温度后，质谱仪可被配置成向用户提供指示。

应了解，质谱仪可被配置成运行适当软件和/或与适当软件交互以用于按需要执行以上步骤中的任一个。在一实施例中，软件在适当显示器(例如监视显示器)上提供交互式界面以用于向用户提供上文所描述的指示。软件可用于借助于任何合适的输入装置(例如键盘和/或鼠标)从用户接收上文所描述的指示。软件界面可包括维护区段，用户可选择所述维护区段来指示他们希望执行锥体维护。

在常规质谱仪中，使用溶剂将分析物输送到质谱仪的上游端中。然而，不需要分析溶剂本身，且因此废料溶剂必须从谱仪移除。举例来说，废料溶剂可恰好在进入质谱仪离子源之后产生，例如在例如APCI、ESI、DESI源等大气压离子源处。常规地，此溶剂废料从质谱仪的上游端投送穿过仪器并离开仪器的后部，然后被导引到例如废料瓶等适当的储存器皿中。

发明人已经认识到，溶剂废料投送的此配置从安全性和可维护性视角来看可能成问题。举例来说，如果携载溶剂废料的管道泄漏，则溶剂相对可能接触质谱仪内部的电组件，从而可能造成火灾和/或电击危险。此外，随着溶剂废料管道行进穿过谱仪相当大的距离，仪器内部存在泄漏的风险相对高。并且，此泄漏可能直至其已经变得非常严重才被检测到，因为其将隐藏在仪器内部。

本发明的实施例提供朝向质谱仪的上游端投送溶剂废料的布置，从而避免经过在离子源的下游的大多数组件。

参看图8，展示根据一实施例的质谱仪组合件800的一些主要组件。质谱仪组合件800通常将离子从上游端传输到下游端。抽吸块802位于质谱仪的上游端的近侧。抽吸块802适于接收来自大气压离子源(未图示)的离子。离子源罩壳(未图示)被配置成环绕离子源和抽吸块802，且维持在近似大气压下。第一离子导引件813定位于抽吸块的下游。离子导引件813被配置成在朝向质谱仪的下游端的纵向方向中传输离子离开抽吸块802。第二离子导引件803、传递透镜或传递光学件804、推送器组合件805、ToF堆叠806和检测器811也可设置在抽吸块的下游。

下游组件可设置于一个或多个真空区或真空腔室中，所述真空区或真空腔室可各自由真空壳体限定。图8展示含有下游组件(例如离子导引件、分段四极杆803、传递透镜或传递光学件804、推送器组合件805、ToF堆叠806和检测器811)的真空壳体的部分剖视图。真空壳体可由金属构成。

图17展示质谱仪的上游端附近的质谱仪的横截面。如图17所示，质谱仪包括离子块802。质谱仪被配置成在离子块的近侧装配有离子源。离子源可被配置成接收溶剂中携载的分析物的溶液且使溶液去溶剂化，借此产生溶剂废料。离子源可以是大气压电离(API)离子源，例如ESI离子源。离子源和离子块802可被离子源罩壳1701环绕，所述离子源罩壳可防止用户在使用期间触碰离子源或离子块802。来自离子源的溶剂废料可捕获于源罩壳1701内，使得用户在操作质谱仪时不会暴露于溶剂废料。

质谱仪被配置成引导溶剂废料离开源罩壳，使得溶剂废料在质谱仪的上游端的近侧退出质谱仪。图17展示用于捕获和引导溶剂废料离开源罩壳的实施例。

离子块定位成邻近于真空壳体1710。真空壳体1710相对于离子块802定位于下游。离子块802被配置成朝向真空壳体引导分析物离子，并进入含于真空壳体内的第一离子导引件1711。

如图17所示，提供用于引导溶剂废料离开源罩壳的管道1720。管道1720具有离子源罩壳中的入口1721，其能够接收废料溶剂。在使用期间，离子源被配置成使含有分析物离子的溶液去溶剂化。这涉及使用合适的热源(例如经过加热的去溶剂化气体)使溶剂蒸发。蒸发的溶剂可抵着源罩壳的内壁冷凝，且朝向源罩壳的基座滴落。溶剂废料管道1720的入口1721可邻近于离子源罩壳1701的最下内表面1702。以此方式，溶剂废料可借助于重力从离子源罩壳排出。如图17所示，溶剂废料管道1720的入口1721可包括在离子源罩壳1701的最后(下游)端处的孔隙。

离子块802可借助于连接器1712(连接器1712还可被称为“抽吸块”)固定到真空壳体内的下游离子导引件1711。源罩壳1701的后(下游)壁可至少部分由连接器1712限定。连接器1712可径向环绕离子导引件1711的第一端，所述第一端适于接收来自离子块802的离子。溶剂废料管道的入口(孔隙)1721可设置于连接器1712中在从离子导引件1711径向朝外的位置处，使得溶剂废料不会传递到离子导引件中。连接器1712可由例如PEEK等热塑性材料形成。

溶剂废料管道1720从入口1720前进且传递到真空壳体1710的第一侧1713中，在真空壳体的壁1714内，并返回离开真空壳体的壁1714。管道可在出口孔隙1722处退出真空壳体的壁1714。溶剂废料管道的在真空壳体的壁内的部分可被称为溶剂废料管道的“第一部分”。溶剂废料管道1720的第一部分可包括真空壳体的壁1714内的管道或合适的中空结构。或者，如图17所示，溶剂废料管道1720的第一部分可包括真空壳体的壁1714内的孔洞或其它沟道。

因为入口1721朝向源罩壳1701的后方定位。所以入口1721接收在质谱仪的后(下游)端的方向上流动的废料溶剂。在入口1721和出口孔隙1722之间，溶剂废料管道首先大体在朝向质谱仪的后(下游)端的方向上延伸，且接着在朝向质谱仪的前(上游)端的方向上延伸(以便往回朝向质谱仪的上游端引导溶剂废料)。

管道1720的第一区段可能不朝向质谱仪的下游端延伸相当大的距离。举例来说，管道1720可能不延伸经过第一真空壳体1711。这可有助于在废料溶剂泄漏的情况下减少问题。

管道1720的第一区段的范围可相对于传递区的长度LT描述。传递区对应于(飞行时间)质量分析仪806的上游的区，其被配置成将带电分析物离子从源罩壳1710传递到质量分析仪806。确切地说，长度LT可定义为源罩壳的后端和到质量分析仪的入口(或更确切地说，到推送器组合件805的入口)之间的纵向距离。在实施例中，管道1720的第一区段延伸小于长度LT的50％，任选地小于20％、任选地小于10％、任选地小于5％。连接器1723适配在管道1720的第一区段的出口孔隙1722处(或其近侧)。连接器1723将出口孔隙1722连接到管道1724的第二部分。连接器1723可由金属形成，且可具有溶剂废料可流动穿过的中心孔。管道的第二部分可包括任选地为柔性且任选地为透明的管道1724。管道的第二部分可朝向质谱仪的上游(前)端或相对于离子块802在质谱仪的上游(前)端的近侧延伸。管道1724还可见于图18和19中。

如图18和19中所展示，质谱仪可以具备含有质谱仪的各种组件的内壳1800，所述各种组件例如离子导引件1711、分段四极杆803、传递光学件804、推送器组合件805、飞行时间堆叠806和检测器811。内壳1800具有在质谱仪的前(上游)端处的前面板1801。离子块802定位于前面板1801的前方(如图18所示)，且离子源罩壳1701适配在离子块802上方(且因此也在前面板1801的前方)。如图17、18和19中所展示，连接器1723在前面板1801的前方延伸，且管道1724连接到前面板1801的前方的连接器1723。

前面板1801具有离子块802延伸穿过的第一孔隙1802。前面板1801中在第一孔隙1801下方(即，抽吸块802下方)存在第二孔隙1803。第二孔隙1803允许废料溶剂经由前面板1801退出。在一实施例中，第一和第二孔隙1802、1803接合以形成单个孔隙。连接器1723延伸穿过第二孔隙1803。管道1724接合到在前面板1801的前方的连接器。因此，溶剂废料管道1724位于内壳1800的外部。连接器1723被定位成在离子源罩壳1701下方。

如图20中最佳展示，质谱仪包括最外壳套1730。最外壳套1730环绕内壳1800。最外壳套可由不透明塑料形成以为质谱仪提供美观的外部覆盖件。如图17、19和20中所展示，管道1724具有在最外壳套1730内部行进的部分(在内壳1800和最外壳套1730之间通过)。如图20中所展示，管道1724可在最外壳套中的孔隙2001处退出最外壳套1730。孔隙2001可朝向最外壳套的前端2000且朝向基座2005定位。孔隙2001可定位于最外壳套1730的正交于最外壳套的前端2000的一侧2002上。因此可见，管道1734退出最外壳套1730所穿过的孔隙2001正交于内壳的前面板1801，并且还正交于真空壳体1710的第一侧1713。

管道1724定向为使得溶剂废料可流动穿过管道并在重力的影响下离开最外覆盖件1730。因此可见，管道1724不在内壳1800的内部或组合件900的敏感组件(例如，离子导引件813、分段四极杆803和上文描述的其它下游组件)中的任一个的近侧通过。

在实施例中，溶剂废料初始被引导穿过管道1720的第一部分离开源罩壳1701。在管道1720的第一部分中，溶剂废料首先在质谱仪的下游方向中导引，且接着朝向质谱仪的前(上游)端投送。溶剂废料接着通过管道1724，管道1724通过在质谱仪的最外壳套1730的前端2000和基座2005的近侧穿过孔隙2001而引导溶剂废料离开质谱仪。

管道可端接在出口所处的远端中，所述远端可导引到合适的废料装纳器皿中。

参看图8，质谱仪可包括使离子源与谱仪的下游真空腔室分隔的离子块802，所述下游真空腔室维持在低于离子源所处的压力的压力下。真空腔室可容纳第一离子导引件301、第二离子导引件803、传递光学件804、推送器组合件805和ToF堆叠807中的至少一个(例如上文描述的组件)。可另外或替代地提供其它下游组件，例如质量分离装置。真空腔室可以是差分抽吸区(如上文所描述)。

质谱仪可被配置成执行离子源压力测试以确定是否离子源能够正常操作。谱仪可被配置成响应于一个或多个触发器而自动起始源压力测试，或源压力测试可在谱仪的用户界面处由操作者手动地起始。

其中可执行源压力测试的示例性情形包含：在将离子源适配到谱仪之后、在更换离子源之后、在离子源的维护之后，或在离子块或锥组合件的维护之后。举例来说，可能需要运行源压力测试以确定是否离子源已正确地适配，如果其尚未正确地适配，则其可能泄漏。

在实施例中，质谱仪被配置成在检测特定事件后自动执行源压力测试。举例来说，谱仪可包括用于接取离子源的门，且谱仪可被配置成检测此门是否已打开和/或闭合并响应于此而运行压力测试。另外或替代地，谱仪可被配置成在离子源的一部分已移动的情况下运行压力测试。

参看图20，质谱仪具有外部壳体或壳套1730。外部壳体的前侧可包括源接取门2000，其可由用户打开以便接取容纳于壳体内的离子源1801(图19中展示)和离子块802。

图19展示移除了源接取门2000(且移除了侧面板)的谱仪的示意图。尽管为了清晰起见源接取门展示为完全移除，但门可以铰接方式附接到谱仪的主体使得其可打开和闭合，而不会完全与主体脱离。打开源接取门2000揭露安装在离子块802上方的离子源罩壳1801(参看图8)。如上文所描述，离子源可以是API离子源，例如ESI离子源，且因此具有布置在源罩壳内部用于将分析物溶液递送到离子块802中的探针。探针还将气体(如关于图4所描述)递送到源罩壳中以便辅助雾化分析物溶液和/或使从分析物溶液去溶剂化。

图17展示离子块802所处的谱仪的部分的横截面侧视图。如从该图可以较清楚地看到，源罩壳1701在离子块802上方安装到抽吸块1714。离子源探针位于源壳体中以便在源罩壳1701内部生成分析物离子，所述分析物离子接着经由离子入口或锥组合件传输到离子块802中。源罩壳1701可具有在使用中变热的内部金属表面1702，以及用于保护用户以免被灼伤的外部塑料壳套。谱仪还具有用于从源罩壳移除废料溶剂的溶剂废料管道1720，如本文中其它地方所描述。

如上文所描述，可能需要接取离子块802的离子源和/或锥组合件，例如用于维护或更换各种组件。为此，首先打开外壳中的源接取门2000。接着从离子块802上方移除源罩壳1702，例如以更换其中的探针，和/或接取离子块上的锥组合件。在已经执行所要维护或更换之后，将源罩壳重新安装在离子块上的锥组合件上方且闭合源接取门。然而，离子源可能已不正确地重新组装，从而可能导致例如从离子源泄漏等问题。为了诊断此问题，谱仪可被配置成执行源压力测试。

谱仪可被配置成自动执行源压力测试。举例来说，谱仪可具有用于检测何时源接取门2000闭合的门传感器，且谱仪可被配置成响应于检测到源接取门已闭合而执行源压力测试。门传感器可以是开关，例如机械或电子开关。举例来说，传感器可以是微型开关。或者，谱仪可具有用于检测何时源罩壳安装在离子块上方的源罩壳传感器，且谱仪可被配置成响应于检测到此安装已发生而执行源压力测试。传感器可以是开关，例如机械或电子开关(例如微型开关)。谱仪可包括门传感器和源罩壳传感器两者，且可被配置成在两个传感器指示两个源罩壳已安装且源接取门已闭合之后运行源压力测试。

图7B展示用于质谱仪的气体处理系统的细节，且图7D展示离子源压力测试的实施例。

参看图7D，压力测试可通过停用流体系统的软件控制而开始。这可阻止将分析物溶液递送到离子源罩壳中。举例来说，可停止用于经由探针将流体递送到源罩壳中的任何泵。转向阀可设定到转向位置以便将分析物引导到废料容器中，而非引导到源罩壳中的探针中。还可通过停用针对API气体的软件控制而至少部分阻止用于使分析物溶液雾化和/或去溶剂化的到探针的离子源气流。

谱仪接着执行第一压力检查，其中检查到离子源的气体供应(例如用于雾化和/或去溶剂化)的压力。这可通过检查与气体供应相关联的压力传感器(例如图7B中的传感器722)来执行。如果压力低于阈值(例如4巴)持续预定时间(例如至少1s)，则确定气体供应压力过低且谱仪可向用户指示压力测试已失败。到探针的气体供应接着可保持闭合，或可完全闭合。相比而言，如果压力处于或高于阈值(例如4巴)持续预定时间(例如至少1s)，则确定气体供应压力足够且谱仪可打开气体供应阀使得气体供应能够将来自探针的气体供应到源罩壳中。举例来说，这可通过打开图7B中的API气体电磁阀来执行。

如果第一压力检查成功，则谱仪继续到第二压力检查以检查源罩壳内部或排气口中的压力，以确定来自源罩壳的排气口是否被阻滞。举例来说，排气口可为本文中其它地方描述的溶剂废料管道。谱仪可包括用于选择性地打开和闭合排气口的排气阀。为了进行此压力检查，谱仪打开排气阀。如果确定压力高于第一阈值(例如处于或高于100毫巴)，则可立即认为这是由于排气口被阻滞而引起，因为其指示气体不能够以足够高的速率经由排气口从源罩壳逸出。因此，谱仪确定压力测试已失败，且可立即经由用户界面向用户指示此情况，以及任选地指示排气口存在问题的消息。另外或替代地，谱仪可关断到源罩壳的气体供应。

相比而言，如果第二压力检查确定压力低于第一阈值(例如100毫巴)且高于第二阈值(例如18毫巴)，则认为可能存在排气口被部分阻滞的问题，因为其指示气体不能够以所要速率经由排气口从源罩壳逸出。谱仪可经由用户界面向用户指示排气口可能存在问题。然而，代替于立即确定压力测试已失败且关断到源罩壳的气体供应，谱仪可等待且继续监测压力持续预定时间周期(例如≥10s、≥20s或≥30s)。如果压力在预定时间周期内未降到第二阈值以下，则谱仪确定压力测试已失败，且可经由用户界面向用户指示此情况，以及任选地指示排气口存在问题的消息。另外或替代地，谱仪可关断到源罩壳的气体供应。相比而言，如果压力在预定时间周期内确实降到第二阈值以下，则认为第二压力检查成功，且谱仪继续到第三压力检查。

因为谱仪等到预定时间周期结束才认为压力测试已经失败，所以这避免压力测试的假失败，压力测试的假失败是例如归因于由于来自先前离子源操作的可能仍在从排气口排出的残余流体(例如废料溶剂)的存在引起的排气口部分阻滞。所述预定时间周期设定为使得在此周期结束时，将预期所有此类流体将已从排气口排出，且因此在此周期结束时的高压力指示排气口的真实问题，例如被阻滞。

如果在第二压力检查开始时确定压力低于第二阈值(例如18毫巴)，则认为第二压力检查成功，且谱仪继续到第三压力检查，即不必等待预定周期。尽管上文描述的第二压力检查具有用以确定部分阻滞排气口的检查，但此检查可被省略，且第二压力检查可改为仅仅具有阈值压力，在所述阈值压力以上则认为排气口被阻滞，且在所述阈值压力以下则认为排气口未被阻滞。

如果第二压力检查成功，则谱仪闭合排气阀，使得气体不能够从源罩壳逸出，且移动到第三压力检查以检查是否存在例如归因于源罩壳的不良密封而引起的来自源罩壳的泄漏。如果第三压力检查确定压力低于第三阈值(例如200毫巴)，则确定可能存在来自源罩壳的非既定泄漏。谱仪可继续监测压力，且可经由用户界面向用户指示可能存在来自源罩壳的(非既定)泄漏。应了解，在排气阀已闭合之后，气体压力开始在源罩壳中累积。因此，谱仪可在排气口已闭合之后的预定时间周期(例如，≥1、≥2、≥3、≥4或≥5秒)内抑制在用户界面处显示泄漏警示消息，或可直至此预定时间周期(例如≥1、≥2、≥3、≥4或≥5秒)期满才执行第一压力检查。

谱仪可继续监测压力，且如果在排气阀已闭合之后压力保持低于第三阈值(例如200毫巴)持续第二预定时间(例如至少10、20或30秒)，则确定存在来自源罩壳的泄漏。第二预定时间延迟的使用有助于防止例如归因于系统中存在被截留的液体而引起测试的假失败。

谱仪可经由用户界面向用户指示此情况且指示压力测试已失败。接着可闭合到探针的气体供应。

相比而言，如果第三压力检查确定压力处于或高于第三阈值(例如200毫巴)，则认为第三压力检查成功。谱仪接着可闭合到探针的气体供应，且打开排气阀，使得离子源准备好用于使离子电离。谱仪接着可经由用户界面向用户指示源压力测试已通过。举例来说，谱仪接着可准备谱仪的各种组件以进行分析物溶液的质量分析，例如复位用于排气口的压力行程开关、重新启用流体学装置的软件控制，和重新启用到探针的气体的软件控制。

预期在某些情形中，源压力测试可被越驰。相应地，在用户已经将任何潜在风险评估为可接受的情况下，可准许他们继续使用仪器。如果准许用户继续使用仪器，则仍可显示源压力测试状态消息以便展示原始故障。因此，可提醒用户持续的故障状态，使得用户可继续重新评估任何潜在风险。

根据本文中的实施例，如果发生源压力测试故障，则转向阀位置可保持在转向位置直至通过源压力测试或测试被越驰。

实施例使谱仪能够确定，何时例如归因于低气体供应压力、阻滞的排气口或由于不良气体密封而引起的气体泄漏，离子源不适于正常操作。举例来说，压力测试失败可指示，源罩壳和离子块之间的密封不足够，或源罩壳中探针周围的密封不足够。当质谱仪被配置成接收不同类型的离子源和/或离子源探针时，此类实施例特别有利，例如这是因为不必在离子源或探针上提供检测器引导来检测何时源罩壳的完整性可能已受损。

尽管已参考优选实施例描述本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不脱离所附权利要求书所阐述的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (15)

1.一种质谱仪，包括：

真空腔室；

离子入口组合件，所述离子入口组合件用于将分析物离子传输到所述真空腔室中；和

一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器用于监测所述离子入口组合件和/或其中安装所述离子入口组合件的离子块的温度，其中所述质谱仪被配置成在冷却模式中操作，在所述冷却模式中，其选择性地控制到所述离子入口组合件的用于有效地冷却所述离子入口组合件的一个或多个气流，并且

其中所述质谱仪被配置成监测在所述冷却模式期间由所述一个或多个温度传感器感测到的所述温度，且在感测到的所述温度已下降到预定温度时结束所述冷却模式。

2.根据权利要求1所述的质谱仪，包括离子源和用于加热所述离子源的离子源加热器，和/或所述其中安装所述离子入口组合件的离子块和用于加热所述离子块的离子块加热器，

其中所述质谱仪被配置成在所述冷却模式期间切断或减少到所述离子源加热器和/或所述离子块加热器的电力。

3.根据权利要求1或2所述的质谱仪，其中所述质谱仪被配置成通过切断到所述离子入口组合件的用于有效地冷却所述离子入口组合件的所述一个或多个气流而结束所述冷却模式。

4.根据权利要求1所述的质谱仪，其中所述离子入口组合件包括其中具有用于接收所述分析物离子并将所述分析物离子传输到所述真空腔室的内部孔隙的内部锥，和环绕所述内部锥且其中具有外部孔隙的外部锥；其中所述质谱仪被配置成使所述一个或多个气流在所述冷却模式中在所述内部锥和所述外部锥之间流动且穿过所述外部孔隙流动，以用于冷却所述内部锥和所述外部锥。

5.根据权利要求1所述的质谱仪，包括离子源，所述离子源包括具有至少一个气体管道的探针，所述气体管道用于在所述冷却模式中将所述一个或多个气流中的一个供应到所述离子入口组合件，以用于冷却所述离子入口组合件。

6.根据权利要求5所述的质谱仪，其中所述探针包括用于朝向所述探针的尖端供应液体的液体管道，和用于将雾化气体供应到所述探针的所述尖端以用于使所述液体雾化的雾化器气体管道；并且

其中所述质谱仪被配置成在所述冷却模式中经由所述雾化器气体管道供应所述一个或多个气流中的一个，以用于冷却所述离子入口组合件。

7.根据权利要求6所述的质谱仪，其中所述探针进一步包括用于将去溶剂化气体供应到所述探针的所述尖端以用于使所述液体去溶剂化的去溶剂化气体管道，和用于加热所述去溶剂化气体和/或所述去溶剂化气体管道的去溶剂化气体加热器；

其中所述质谱仪被配置成在所述冷却模式中切断或调小所述去溶剂化气体加热器，并经由所述去溶剂化气体管道供应所述一个或多个气流中的一个以用于冷却所述离子入口组合件。

8.根据权利要求6或7所述的质谱仪，包括离子源罩壳，所述离子源罩壳安装在所述离子入口组合件上方，使得所述探针的所述尖端在所述离子源罩壳和所述离子入口组合件之间。

9.根据权利要求6或7所述的质谱仪，其中所述质谱仪被配置成在所述冷却模式中控制所述一个或多个气流，以用于有效地冷却所述探针和/或离子源罩壳。

10.根据权利要求1所述的质谱仪，包括用于接收来自加压气体供应的加压气体的气体入口、和用于将来自所述气体入口的所述加压气体选择性地供应到所述离子入口组合件和/或探针的一个或多个阀。

11.根据权利要求10所述的质谱仪，包括所述加压气体供应。

12.根据权利要求1所述的质谱仪，其中所述质谱仪被配置成监测在所述冷却模式期间由所述一个或多个温度传感器感测到的所述温度，且控制用户界面或传信装置以传信何时所述温度已下降到预定温度和/或保持高于预定温度。

13.根据权利要求1所述的质谱仪，包括离子源、用于接取所述离子源的接取门、和用于检测何时所述接取门打开的检测器，

其中所述质谱仪被配置成响应于所述检测器检测到所述接取门已打开而关断所述一个或多个气流。

14.一种方法，包括：

提供根据权利要求1至13中任一项所述的质谱仪；

在冷却模式中操作所述质谱仪，在所述冷却模式中，其将所述一个或多个气流供应到所述离子入口组合件以便使所述离子入口组合件冷却；

监测在所述冷却模式期间由所述一个或多个温度传感器感测到的所述温度；和

在感测到的所述温度已下降到预定温度时结束所述冷却模式。

15.根据权利要求14所述的方法，包括在所述离子入口组合件已通过所述一个或多个气流冷却之后拆卸所述离子入口组合件。