CN112424902A - 电离源以及使用电离源的系统和方法 - Google Patents

Abstract

描述了某些电离源配置。在一些示例中，电离源包括电离块、电子源、电子收集器、离子排斥器和至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。还描述了使用所述电离源的系统和方法。

Description

电离源以及使用电离源的系统和方法

优先权申请

本申请涉及2018年5月18日提交的美国申请号15/983,590并要求其优先权和权益，所述美国申请的全部公开内容特此以引用方式并入本文。

技术领域

本申请涉及电离源。更特别地，本文描述针对电离源的某些配置，所述电离源包括电极，所述电极被配置来在向至少一个电极提供电压时提供电场。

背景技术

使用高能电子源对分析物进行电离通常会导致分析物广泛碎裂。在一些实例中，可能需要较低水平的碎裂。

发明内容

下文描述包括一个或多个电极的电离源的某些方面、特征、实施方案和示例。所述源的确切配置可变化，并且下文提供说明性源以说明电离源的许多可能配置中的一些。所述电离源可以多种模式来操作，例如，不同的模式提供分析物化合物的不同碎裂模式。通过选择特定模式和相关参数，可实现分析物的选择性碎裂。

在一个方面中，一种电离源包括：电离块，所述电离块包括被配置来接收分析物的入口孔和被配置来允许电离的分析物离开所述电离块的出口孔；电子源，所述电子源流体耦接到所述电离块中的第一孔；电子收集器，所述电子收集器与所述电子源基本上同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子，其中所述电子收集器流体耦接到所述电离块中的第二孔；离子排斥器，所述离子排斥器邻近所述电离块中的所述入口孔定位并且基本上正交于所述电子源定位；以及至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场，例如，所述电极可邻近所述电子源或在所述电离块内靠近从所述电子源发射的电子进入所述电离块的孔提供电场。

在某些示例中，所述至少一个电极邻近所述电子源定位。在一些实施方案中，所述至少一个电极邻近所述电子收集器定位。在其他示例中，所述电子源包括存在于灯丝杯透镜组件中的多个独立灯丝。在一些示例中，所述源包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述电离源的一种模式下向所述至少一个电极提供一个电压并且被配置来在所述电离源的另一种模式下向所述至少一个电极提供另一电压。在一些示例中，所述源包括至少一个透镜，所述至少一个透镜邻近所述出口孔定位并且被配置来将所述电离块中的电离的分析物朝向所述出口孔引导。在其他示例中，所述源包括第二电极，其中所述至少一个电极邻近所述电子源定位，并且所述第二电极邻近所述电子收集器定位。在某些示例中，所述源包括至少一个磁体，所述至少一个磁体邻近所述电离块且在且外部定位。在一些实施方案中，所述至少一个电极被配置来接收直流电压以例如邻近所述电子源或邻近或靠近所述电离块的孔提供直流电场。在某些实例中，所述电离块被配置来直接耦接到质量分析器。

在另一方面，一种化学电离源包括：电离块，所述电离块包括被配置来接收分析物的入口孔和被配置来允许电离的分析物离开所述电离块的出口孔，其中所述电离块被配置来通过所述电离块中的第一进口或端口接收电离气体(或可通过引入样品的共用进口接收电离气体)；电子源，所述电子源流体耦接到所述电离块中的第一孔；电子收集器，所述电子收集器与所述电子源基本上同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子，其中所述电子收集器流体耦接到所述电离块中的第二孔；离子排斥器，所述离子排斥器邻近所述电离块中的所述入口孔定位并且基本上正交于所述电子源定位；以及至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场，例如，所述电极可邻近所述电子源或在所述电离块内靠近从所述电子源发射的电子进入所述电离块的孔提供电场。

在某些示例中，所述电离块被配置来耦接到真空源，例如，所述电离块可通过所述电离块中的端口流体耦接到真空源。替代地，整个电离块可被插入真空室中。在一些实施方案中，所述至少一个电极邻近所述电子源定位。在其他实施方案中，所述至少一个电极与所述电子源同轴定位。在某些示例中，所述电子源包括存在于灯丝杯透镜组件中的多个独立灯丝。在一些配置中，所述源包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述化学电离源的一种模式下向所述至少一个电极提供一个电压并且被配置来在所述化学电离源的另一种模式下向所述至少一个电极提供另一电压。在其他配置中，所述源包括至少一个透镜，所述至少一个透镜邻近所述出口孔定位并且被配置来将所述电离块中的电离的分析物朝向所述出口孔引导。在另外的实施方案中，所述源包括至少一个磁体，所述至少一个磁体邻近所述电离块且在其外部定位。在其他示例中，所述至少一个电极被配置来接收直流电压以提供直流电场。在一些示例中，所述电离块被配置来直接耦接到质量分析器。

在另外的方面，质谱仪系统包括电离源和流体耦接到所述电离源的质量分析器。在一些配置中，所述电离源包括：电离块，所述电离块包括被配置来接收分析物的入口孔和被配置来允许电离的分析物离开所述电离块的出口孔；电子源，所述电子源流体耦接到所述电离块中的第一孔；电子收集器，所述电子收集器与所述电子源基本上同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子，其中所述电子收集器流体耦接到所述电离块中的第二孔；离子排斥器，所述离子排斥器邻近所述电离块中的所述入口孔定位并且基本上正交于所述电子源定位；以及至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。在某些示例中，所述质量分析器可流体耦接到所述电离块的出口孔。

在某些配置中，所述质谱仪系统可包括定位在所述出口孔与所述质量分析器的进口之间的透镜组件。在一些示例中，所述电子源包括存在于灯丝杯透镜组件中的多个独立灯丝。在一些示例中，所述质谱仪系统可包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来向所述至少一个电极提供所述电压。在一些实例中，所述处理器电耦接到所述灯丝透镜杯组件并且被配置来向所述多个独立灯丝中的一者提供电压。在某些示例中，所述处理器被配置来在所述电离源的第二模式下向所述至少一个电极提供第二电压。在其他示例中，所述质量分析器包括流体耦接到所述出口孔的至少一个四极组件。在某些实施方案中，所述质谱仪系统可包括定位在所述电离块的出口孔与所述至少一个四极组件的进口之间的至少一个泵级。在其他示例中，所述至少一个电极被配置来接收直流电压以提供直流电场。在一些示例中，所述质谱仪可耦接到色谱系统，所述色谱系统流体耦接到所述电离块的入口孔。

在另一方面，一种质谱仪系统包括化学电离源和流体耦接到所述电离源的质量分析器。在一些配置中，所述化学电离源包括：电离块，所述电离块包括被配置来接收分析物的入口孔和被配置来允许电离的分析物离开所述电离块的出口孔，其中所述电离块被配置来通过所述电离块中的第一进口接收电离气体；电子源，所述电子源流体耦接到所述电离块中的第一孔；电子收集器，所述电子收集器与所述电子源基本上同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子，其中所述电子收集器流体耦接到所述电离块中的第二孔；离子排斥器，所述离子排斥器邻近所述电离块中的所述入口孔定位并基本上正交于所述电子源定位；以及至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。在某些实例中，所述质量分析器可流体耦接到所述化学电离源的出口孔。

在某些配置中，所述质谱仪系统包括定位在所述出口孔与所述质量分析器的进口之间的透镜组件。在一些示例中，所述电子源包括存在于灯丝杯透镜组件中的多个独立灯丝。在其他示例中，所述质谱仪系统包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述化学电离源的第一模式下向所述至少一个电极提供所述电压。在某些实施方案中，所述处理器可电耦接到所述灯丝透镜杯组件并且被配置来向所述多个独立灯丝中的一者提供电压。在一些示例中，所述处理器被配置来在所述化学电离源的另一种模式下向所述至少一个电极提供另一电压。在某些示例中，所述质量分析器包括流体耦接到所述出口孔的至少一个四极组件。在其他示例中，所述质谱仪系统包括定位在所述电离块的出口孔与所述至少一个四极组件的进口之间的至少一个泵级。在一些实施方案中，所述至少一个电极被配置来接收直流电压以提供直流电场。在其他实施方案中，所述质谱仪系统耦接到色谱系统，所述色谱系统流体耦接到所述电离块的入口孔。

在另一方面，一种将分析物电离的方法包括：将所述分析物引入至电离室中，所述电离室包括电子源和电子收集器，所述电子收集器与所述电子源同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子，其中所述电离源还包括至少一个电极，所述至少一个电极被耦接配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。

在某些配置中，所述方法包括：选择向所述至少一个电极提供的电压以增加通过所引入分析物的电离产生的母分析物离子的产量。在其他示例中，所述方法包括将所述电离室配置为电离块，并且还包括与从所述电子源到所述电子收集器的电子流正交地将所述分析物引入至所述电离块中。在一些实施方案中，所述方法包括：将第一分析物引入至所述电离室中并且在所述第一分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物；允许所述电离的第一分析物通过所述电离室的出口孔离开所述电离室；以及将第二分析物引入至所述电离室中并且在所述第二分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第二电压以提供电离的第二分析物，其中所提供第一电压不同于所提供第二电压。在一些示例中，所述方法包括：向所述电子源提供约60伏至约160伏的直流电压，向所述电子收集器提供约0伏至约10伏的直流电压，并且向所述至少一个电极提供约0伏至约-50伏的直流电压。在一些示例中，所述方法包括：将所述电子源配置成包括多个独立灯丝。在其他示例中，所述方法包括：使用处理器向所述多个独立灯丝中的一者提供电压以从所述多个独立灯丝中的所述一者向所述电离室中提供电子。在某些示例中，所述方法包括：使用所述处理器向所述至少一个电极提供所述电压。在其他示例中，所述方法包括：使用所述处理器向所述多个独立灯丝中的不同者提供电压以从所述多个独立灯丝中的所述不同者向所述电离室中提供电子。在一些实例中，所述方法包括：将所述电离室配置成具有耦接到所述电离室的第二电极。

在另外的方面，一种将分析物电离的方法包括：将所述分析物引入至电离室中，所述电离室包括电子源和用于将电离气体引入至所述电离室中的端口，其中所述电离源还包括至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。替代地，电离气体可通过共用入口被引入至所述电离室中，样品也在所述共用进口处被引入至所述电离室中。

在某些示例中，所述方法包括：选择向所述至少一个电极提供的电压以增加通过所引入分析物的电离产生的母分析物离子的产量。

在一些实施方案中，所述方法包括：将第一分析物引入至所述电离室中并在所述第一分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物；允许所述电离的第一分析物通过所述电离室的出口孔离开所述电离室；以及将第二分析物引入至所述电离室中并在所述第二分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第二电压以提供电离的第二分析物，其中所提供第一电压不同于所提供第二电压。

在其他示例中，所述方法包括：将第一分析物和第一电离气体引入至所述电离室中并且在所述第一分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物；允许所述电离的第一分析物通过所述电离室的出口孔离开所述电离室；以及将第二分析物和第二电离气体引入至所述电离室中并且在所述第二分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供所述第一电压以提供电离的第二分析物。

在一些示例中，所述方法包括：将第一分析物和第一电离气体引入至所述电离室中并且在所述第一分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物；允许所述电离的第一分析物通过所述电离室的出口孔离开所述电离室；以及将第二分析物和第二电离气体引入至所述电离室中并且在所述第二分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第二电压以提供电离的第二分析物，其中所提供第一电压不同于所提供第二电压。

在某些配置中，所述方法包括：向所述电子源提供约60伏至约160伏的直流电压，向所述电子收集器提供约0伏至约10伏的直流电压，并且向所述至少一个电极提供约0伏至约-50伏的直流电压。在一些示例中，所述方法包括：将所述电离室配置为电离块并且将所述电子源配置成包括多个独立灯丝。在某些示例中，所述方法包括：使用处理器向所述多个独立灯丝中的一者提供电压以从所述多个独立灯丝中的所述一者向所述电离室中提供电子。在一些实例中，所述方法包括：使用所述处理器向所述至少一个电极提供所述电压。在一些实施方案中，所述方法包括：使用所述处理器向所述多个独立灯丝中的不同者提供电压以从所述多个独立灯丝中的所述不同者向所述电离室中提供电子。在一些示例中，所述方法包括：将所述电离室配置成具有耦接到所述电离室的第二电极。

在另一方面，一种场电离源包括发射器，所述发射器被配置来电耦接到电源，其中所述发射器被配置来接收样品并将其保留在所述发射器的表面上，并且其中所述场电离源还包括至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时邻近所述发射器提供电场。

在一些示例中，所述场电离源包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述场电离源的第一模式下向所述至少一个电极提供第一电压并且被配置来在所述场电离源的第二模式下向所述至少一个电极提供第二电压。在其他示例中，所述发射器被配置为单尖发射器、金属线发射器或叶片发射器。

在另一方面，一种套件包括：本文所述的电离源中的一个或多个；以及用于将所述电离源与质谱仪一起使用以对分析物进行识别、定量或识别和定量两者的说明。

在另外的方面，一种促进分析物的电离的方法包括：提供本文所述的电离源中的一个或多个；以及提供用于使用所述电离源来将分析物电离的说明。

在另一方面，一种方法包括：向电离源的电极提供电压以增强由向所述电离源提供的分析物产生的母分析物离子的形成，所述电离源包括所述电极、电子源和与所述电子源同轴定位的电子收集器。

在另外的方面，一种方法包括：向电离源的电极提供电压以选择性地提供由向所述电离源提供的分析物产生的碎片，所述电离源包括所述电极、电子源和与所述电子源同轴定位的电子收集器。

下文更详细地描述另外的方面、示例、特征、配置和实施方案。

附图说明

参考附图描述电离源的某些说明，在附图中：

图1A是根据一些示例的电离源的图示；

图1B是根据一些示例的包括用于引入电离气体的端口的电离源的图示；

图1C是根据某些实施方案的包括出口透镜的电离源的图示；

图2A是根据某些示例的包括电离块的电离源的图示；

图2B是根据某些示例的包括电离块的化学电离源的图示；

图2C是根据某些示例的包括透镜的电离源的图示；

图3A是根据某些配置的包括两个电极的电离源的图示；

图3B是根据某些配置的包括三个电极的电离源的图示；

图4A是根据一些示例的包括第一磁体的电离源的图示；

图4B是根据某些示例的包括两个磁体的电离源的图示；

图5A、图5B、图5C和图5D是根据一些实施方案的电离块的不同配置的图示；

图6是根据一些示例的流体耦接到输送管线和质量分析器的电离源的图示；

图7是根据某些实施方案的质谱仪系统的图示；

图8是根据一些示例的包括两个电离源的系统的图示；

图9是根据某些实施方案的流体耦接到质量分析器的发射器的图示；

图10是根据某些示例的流体耦接到电离源的气相色谱系统的图示；

图11是根据某些示例的流体耦接到电离源的液相色谱系统的图示；

图12是根据一些配置的流体耦接到质量分析器的电离源的图示；

图13是根据某些实施方案的电离源的图示；

图14是在使用常规电子电离的情况下的甲苯的NIST谱；

图15是在向灯丝杯组件施加-10伏电压的情况下的甲苯的质谱；并且

图16是在向灯丝杯组件施加-14伏电压的情况下的甲苯的质谱；

图17是在使用常规电子电离的情况下的乙苯的NIST谱；并且

图18是在在向灯丝杯组件施加-15伏电压的情况下的乙苯的质谱。

附图中的部件不一定按比例绘制，并且一个部件的各种大小和尺寸相对于其他部件的大小或尺寸可变化。除非在下文描述中另外指明，否则附图中的表示并不意图暗示任何部件的特定厚度或几何形状。

具体实施方式

鉴于本公开的益处，本领域普通技术人员将认识到，本文所述的电离源的一个或多个电极和其他部件的确切布置和定位可变化。此外，电离室的确切形状、大小和配置或者可形成电离室的各种部件之间的空间、任何金属线灯丝、收集器、排斥器、孔、透镜等也可根据需要变化。

在某些实施方案中，本文所述的电离源可包括被配置来在电离室内提供电场的一个或多个电极。电场的确切性质、形状、场强等可变化。在一些示例中，电场被配置来改变提供到电离室中的分析物离子的整体碎裂模式以允许选择性地调节电离室内的分析物分子的电离。例如，可通过向电极施加电压来提供电场，这可产生不同的离子碎裂模式。在一些示例中，可存在多个电极以提供另外的调节能力。此外，可向电极提供不同的电压以改变电离室内的碎裂。在一些示例中，与使用常规电子电离源相比，使用本文所述的装置可产生的完整的母离子的数量有所增加。使用完整的母离子对分析物进行识别和/或定量可避免使用分析物库，并允许使用母分析物离子峰本身对分析物进行定量。然而，如果需要，也可使用本文所述的装置和方法进行母分析物离子的选择性碎裂。例如，通过选择向电极提供的特定电压，可实现母离子的增强产生和/或分析物离子的受控碎裂。另外，可能期望在不同的分析物的情况下(或在引入单种分析物期间)改变向电极提供的电压以针对不同的分析物提供多样化碎裂模式和/或各种母离子量。

在一些配置中，电离源可包括电离室。电离室可以是通过以适当方式定位电离源的其他部件而形成的空间，或者如果需要可以是可电耦接到电源的离子块。参考图1A，示出包括电子源110、电子收集器115、离子排斥器120、出口孔125和电极130的电离源100。各种部件可安装或耦接到支撑结构102、104、106和108，所述支撑结构102、104、106和108在适当地定位时在各种部件102、104、106和108之间形成电离室105。如图1B所示，可存在端口或进口122以将电离气体提供到由部件形成的空间中，以允许使用化学电离。然而，如本文所指出，并且如图1C所示，可使用共用进口或孔142来引入分析物样品和电离气体两者。再次参考图1A，电子源110通常包括一个或多个灯丝，所述一个或多个灯丝在被加热时可发射电子，所述电子可通过支撑结构102中的孔135进入室105中。电子收集器115可与电子源110基本上同轴定位，使得电子从电子源110朝向收集器115引导。离子排斥器120可包括适当的电荷以排斥在室105中产生的电离的物质。例如，在分析物通过入口孔140进入室105中时，从源110发射的电子可将分析物分子电离。在室105中产生带正电离子的情况下，离子排斥器120可包括正电荷。出口孔125可适当地定位在支撑结构104中，这样室105内所产生的离子可离开室105并且向下游部件(未示出)提供。电极130可电耦接到电源(未示出)，这样可向电极130提供电压。电极130可定位在电子源110与孔135之间，使得可提供电场，来自源的所发射电子穿过所述电场。向电极130提供的电压可在室105内(或在其靠近孔135的边缘处)提供所述电场。向电极130提供的电压的确切性质和幅值可变化，并且下文更详细地描述说明性电压。虽然示出了单个电极130，但可存在两个或更多个电极，并且它们可从共用或单独电源接收不同电压。例如，电极或透镜组件可预设在源110与孔135之间。另外，在存在单个电极的情况下，电极可定位在各种位置，如下文更详细地讨论。

在一些实施方案中，电极130可邻近电子源110定位。在其他示例中，电极130可邻近电子收集器115定位。电子源110可包括一个、两个、三个、四个或更多个灯丝，所述灯丝可布置在灯丝杯透镜组件中，如下文更详细地描述。在一些示例中，处理器可电耦接到电极130。处理器可被配置来执行导致向电极130提供电压的一个或多个指令。在一些实施方案中，可在电离源100的第一模式下向电极130提供第一电压，并且可在电离源100的第二模式下向电极130提供第二电压。如果需要，可不向电极130提供电压，并且电离源100可类似于常规的电子电离或化学电离源起作用。在电离室105的出口孔125处可存在任选的透镜或透镜组件150(参见图1C)。透镜150可被配置来将室105内的电离的分析物朝向出口孔125引导。

在某些实施方案中，电离源中存在的电极的确切数量可以是一个、两个、三个、四个或更多个。另外，电极的确切厚度、形状和几何形状也可变化。在一些示例中，电极可采取包括中央孔的圆形电极的形式，电子或离子可穿过所述中央孔。在一些实施方案中，电极可以是线性电极，所述线性电极可被定位成适合于在电极之间形成孔。也可使用复杂的电极形状和具有多于单个孔的电极。

在某些示例中，灯丝电子源中可存在的灯丝的确切数量可变化。例如，可存在一个、两个、三个、四个或更多个独立灯丝。灯丝可以是相同的或者可以是不同的。在一些示例中，处理器可控制哪个灯丝(和/或多少个灯丝)接收电压以控制从灯丝组件进行的发射。合适的灯丝包括包含钨、钨合金和在电流通过灯丝时可发射电子的其他金属的灯丝。如果需要，可同时向两个或更多个灯丝提供电压。

在某些配置中，电离源可包括可电耦接到电源的电离块。参考图2A，电离源200包括电离块205、电子源210、电子收集器215、离子排斥器220、电离块205中的入口孔206、电离块205中的出口孔207以及电极230。如图2B所示，电离块205可包括进口或端口202，所述入口或端口202被配置来接收电离气体以允许在电离块205内使用化学电离。例如，从源210发射的电子可与所引入电离气体碰撞以提供电离的气体。然后，可使用电离的气体来使通过入口孔引入至电离源200中的一个或多个分析物分子电离。再次参考图2A，电子源210通常包括在被加热时可发射电子的一个或多个灯丝。在图2A中，灯丝和电极230可以是用一个或多个杆212保持在一起的灯丝杯组件的一部分。在灯丝杯组件中还可存在一个或多个支架，诸如支架213。来自源210的所发射电子可通过孔208被引入至电离块205中。当向通常包括孔的电极230提供电压时，所发射电子行进穿过电极230所提供的电场。来自电极230的电场可改变离子的碎裂模式。向电极230提供的电压的确切性质和幅值可变化，并且下文更详细地描述说明性电压。电子收集器215可与电子源210基本上同轴定位，使得电子从电子源210朝向收集器215引导。例如，收集器215可与电子源210同轴定位或定位在电子源210对面。离子排斥器220可包括适当的电荷以排斥在块205中产生的电离的物质。例如，在块205中产生带正电离子的情况下，离子排斥器220可包括正电荷。可适当地定位块205中的出口孔207，这样块205内所产生的离子可离开块205并且向下游部件提供。虽然示出了单个电极230，但可存在两个或更多个电极，并且它们可从共用或单独电源接收不同电压。电极230可耦接到电离块205，或者可与电离块205在空间上分离，例如，定位在电离块205外部或内部。

在一些实施方案中，电极230可邻近电子源210定位。在其他示例中，电极230可邻近电子收集器215定位。电子源210可包括一个、两个、三个、四个或更多个灯丝，所述灯丝可布置在灯丝杯透镜组件中，如下文更详细地描述。在一些示例中，处理器可电耦接到电极230。处理器可被配置来执行导致向电极230提供电压的一个或多个指令。在一些实施方案中，可在电离源200的第一模式下向电极230提供第一电压，并且可在电离源200的第二模式下向电极230提供第二电压。如果需要，可不向电极230提供电压，并且电离源200可类似于常规的电子电离或化学电离源起作用。在电离块205的出口孔207处可存在任选的透镜或透镜组件250(参见图2C)。透镜250可被配置来将块205内的电离的分析物朝向出口孔207引导。

在某些实施方案中，向电离源的各种部件提供的电压的确切性质和类型可变化。在一些示例中，可向电极、电子源、电子收集器、透镜、离子排斥器等独立地提供直流电压、交流电压或射频电流。在一些示例中，可向电子源提供约60伏至约160伏的直流电压。在其他示例中，可向电子收集器提供约0伏至约10伏的直流电压。在另外的示例中，可向至少一个电极提供约0伏至约-50伏的直流电压。在某些示例中，可向电离块提供约0伏至约+50伏的直流电压。如果需要，可从共用电源或单独电源提供电压。在向电极提供直流电的情况下，可邻近电子源和/或在电离室或块内产生所得直流电场。

在将电离源配置为化学电离源的示例中，引入至电离室或块中的确切气体可变化。在一些示例中，电离气体可以是甲烷、氨气、氢气、异丁烯、二甲醚、丙酮、乙醛、苯、碘甲烷、二异丙醚、氮气、氯苯、氙气、氩气、氧硫化碳、二硫化碳、一氧化碳、氮氧化物、一氧化二氮中的一者或多者及它们的混合物。通常以高浓度(例如，分析物浓度的100倍、200倍、500倍或1000倍或更高)引入电离气体，以促进电离气体与来自电子源的电子之间的碰撞并避免任何分析物分子与从电子源发射的电子直接碰撞。电离气体可用来将分析物物质电离的确切方法可改变，并且包括但不限于质子转移、亲电加成、阴离子提取、电子俘获/附着和/或电荷交换。

在某些实施方案中，本文所述的电离源可包括多于一个电极。参考图3A，电离源被示出为包括电离块305、呈一个或多个金属线灯丝形式的电子源310、电子收集器315、离子排斥器320、第一电极330、第二电极331和出口透镜350。从电子源发射的电子可行进穿过电极330中的孔和块305中的孔308。电子收集器315可与电子源310同轴定位，并且可邻近电极331定位，所述电极331可接收电压并提供靠近收集器315的电场。离子排斥器320可邻近入口孔306定位，并且透镜组件350可邻近出口孔307定位。电子源310和电极330可一起存在于通过支撑结构312、313保持在一起的灯丝组件中。如果需要，并且如图3B所示，另外的电极332可邻近收集器315存在或者可定位在源中的其他位置。

在一些示例中，本文所述的电离源可包括一个或多个磁体。参考图4A，电离源被示出为包括灯丝杯电极组件410、离子排斥器420、电子收集器430和出口透镜组件450。第一磁体450被示出为邻近电子收集器430定位。不希望受到任何特定理论的束缚，磁体450可将磁场提供到电离块405中，这可改变电子和/或任何离子的轨迹，例如可增加电离块405内的离子的路径长度。如果需要，如图4B所示，还可存在第二磁体460，以帮助将磁场提供到电离块405中。磁体450、460可独立地是暂时磁体、永磁体、超导磁体、稀土磁体，或者可采取其他形式。在一些实施方案中，磁体450、460可各自是暂时磁体，所述暂时磁体可电耦接到电源，使得向磁体提供的电流导致将磁场提供到电离块405中。

在一些示例中，电离室和/或电离块的确切形状和尺寸可变化。尽管图1A至图4B示出大体正方形的室或块，但正方形不是必需的。参考图5A，示出包括电子源/电极组件510、离子排斥器512、电子收集器514和出口透镜516的矩形电离块505。参考图5B，示出包括电子源/电极组件520、离子排斥器522、电子收集器524和出口透镜526的圆形电离块515。参考图5C，示出包括电子源/电极组件530、离子排斥器532、电子收集器534和出口透镜536的五边形电离块525。参考图5D，示出包括电子源/电极组件540、离子排斥器542、电子收集器544和出口透镜546的六边形电离块535。也可使用电离块的另外的形状和配置。通过选择具有多于四条边的形状，可改变电极的定位，并且可在电极与源的其他部件之间实现另外的空间分离。

在一些示例中，本文所述的电离源可直接耦接到质量分析器。在图6中示出一个图示，其中电离源直接耦接到质量分析器675，在它们之间没有任何介入部件。源包括电离块605、包括电子源和电极的灯丝杯透镜组件610、电子收集器615、离子排斥器620和透镜650(或透镜组件)。示出输送管线602，所述输送管线602可耦接到诸如样品引入装置(未示出)的上游部件。出口透镜组件可邻近质量分析器675的加口定位，这样离开块605的离子被直接提供到质量分析器675的第一级。如果需要，一个或多个另外的透镜(或其他部件)可放置在透镜650与质量分析器675的进口之间。

在某些实施方案中，本文所述的电离源可与各种不同类型的质量分析器一起使用。例如并且参考图7，样品引入装置705可流体耦接到电离源710。质量分析器720流体耦接到电离源710，并且检测器730流体耦接到质量分析器720。处理器750被示出为电耦接到电离源710、质量分析器720和检测器730中的每一者。如果需要，处理器750也可电耦接到任选的样品引入装置705。可使用一个或多个真空泵和/或真空泵级在减小的压力下操作质量分析器720和检测器730，如下文更详细地指出。样品引入装置705可以是GC系统、LC系统、雾化器、烟雾器、喷嘴或喷头或者可向电离源710提供气体或液体样品的其他装置。在使用固体样品的情况下，样品引入装置705可包括直接样品分析(DSA)装置或可从固体样品引入分析物物质的其他装置。电离源710可以是本文所述的电离源中的任一者或其他合适的电离源。质量分析器720一般可根据样品性质、期望分辨率等而采取多种形式，并且下文进一步讨论示例性质量分析器。检测器730可以是可与现有质谱仪一起使用的任何合适的检测装置(例如，电子倍增器、法拉第杯、涂胶照相底片、闪烁检测器等)以及本领域普通技术人员鉴于本公开的益处将会选择的其他合适的装置。处理器750通常包括微处理器和/或计算机以及合适的软件以用于分析引入至MS装置700中的样品。如果需要，处理器750可访问一个或多个数据库以用于确定引入至MS装置700中的物质的化学身份。本领域已知的其他合适的另外的装置也可与MS装置700一起使用，包括但不限于自动进样器，诸如可从PerkinElmerHealth Sciences公司商购获得的AS-90plus和AS-93plus自动进样器以及可从PerkinElmer Health Sciences公司商购获得的热解吸器。

在某些实施方案中，MS装置700的质量分析器720可根据期望分辨率和所引入样品的性质而采取多种形式。在某些示例中，质量分析器是扫描质量分析器、磁扇区分析器(例如，用于在单聚焦和双聚焦MS装置使用)、四极质量分析器、离子阱分析器(例如，回旋加速器、四极离子阱)、飞行时间分析器(例如，基质辅助激光解吸电离飞行时间分析器)以及可分离具有不同质荷比的物质的其他合适的质量分析器。如下文更详细地指出，质量分析器可包括串联布置的两个或更多个不同装置(例如，串联的MS/MS装置或三重四极装置)，以选择和/或识别从电离源710接收的离子。

在某些其他示例中，本文公开的电离源可与质谱中使用的现有电离方法一起使用。例如，可组装具有双源的MS仪器，其中一个源是本文所述的电离源，而另一源是不同的电离源。参考图8，第一电离源810和第二电离源815被示出为流体耦接到质量分析器820，所述质量分析器820本身流体耦接到检测器830。在源810、815与质量分析器820之间可存在接口、阀或其他部件以控制这些部件之间的流体流动。电离源810、815中的一者或两者可以是本文所述的电离源中的一者。在一些示例中，电离源810、815中的一者是本文所述的电离源中的一者，而电离源810、815中的另一者是不同的电离源。不同的电离源可以是诸如电子撞击源、化学电离源、场电离源、解吸源(诸如被配置用于快速原子轰击、场解吸、激光解吸、等离子体解吸、热解吸、电流体动力学电离/解吸等的那些源)、热喷雾或电喷雾电离源或其他类型的电离源。通过在单个仪器中包括两个不同的电离源，用户可选择可使用哪些特定的电离方法。

根据某些其他示例，此处公开的MS装置可与一种或多种其他分析技术连接。例如，MS系统可与用于执行液相色谱法、气相色谱法、毛细管电泳法和其他合适的分离技术的一个或多个装置连接。当将MS装置耦接到气相色谱仪时，可能期望包括合适的接口(例如，捕集阱、射流分离器等)，以将样品从气相色谱仪引入至MS装置中。当将MS装置耦接到液相色谱仪时，可能也期望包括合适的接口以考虑液相色谱法和质谱法中所使用体积的差异。例如，可使用拆分接口，使得仅将离开液相色谱仪的少量样品引入至MS装置中。从液相色谱仪离开的样品也可沉积在合适的线、杯或室中，以用于运输至MS装置的电离源中。在某些示例中，液相色谱仪可包括热喷雾，所述热喷雾被配置来在样品通过受热毛细管时使样品气化和雾化。鉴于本公开的益处，本领域普通技术人员将容易选择用于将液体样品从液相色谱仪引入至MS装置中的其他合适的装置。

在某些示例中，包括电离源的MS装置可连接至可包括或可不包括其自己的电离源的至少一个其他MS装置，以用于串联的质谱法分析。例如，一个MS装置可包括第一类型的质量分析器并且第二MS装置可包括与所述第一MS装置不同或类似的质量分析器。在其他示例中，第一MS装置可操作来隔离分子离子，并且第二MS装置可操作来使隔离的分子离子破碎/对其进行检测。本领域普通技术人员能够设计经连接的MS/MS装置，其中至少一个MS装置包括如本文所述的电离源。在一些示例中，MS装置可包括可被配置成相同或不同的两个或更多个四极。例如，如所附示例中所示的三重四极组件可用于从离开电离源的离子束选择离子。

在某些示例中，本文的方法和系统可包括或使用处理器，所述处理器可以是系统或仪器的一部分，或者存在于与仪器一起使用的相关联装置(例如，计算机、膝上型计算机、移动装置等)中。例如，处理器可用于控制向电极、电离块、离子排斥器、电子收集器等提供的电压，可控制质量分析器且/或可由检测器使用。此类过程可由处理器自动执行而无需用户干预，或者用户可通过用户接口输入参数。例如，处理器可使用信号强度和碎片峰值连同一个或多个校准曲线来确定样品中存在的每种分子的特性和量。在某些配置中，处理器可存在于一个或多个计算机系统和/或常见硬件电路(包括例如用于操作所述系统的微处理器和/或合适的软件)中，例如以控制样品引入装置、电离装置、质量分析器、检测器等。在一些示例中，检测器本身可包括其自己的相应处理器、操作系统和其他功能，以允许检测各种分子。处理器可与所述系统成一体或者可存在于一个或多个附件板、印刷电路板或计算机上，所述一个或多个附件板、印刷电路板或计算机电耦接到所述系统的部件。处理器通常电耦接到一个或多个存储器单元以从系统的其他部件接收数据并允许根据需要或期望调节各种系统参数。处理器可以是通用计算机的一部分，诸如基于Unix的处理器、IntelPENTIUM型处理器、Motorola PowerPC、Sun UltraSPARC、Hewlett-Packard PA-RISC处理器或任何其他类型的处理器。可根据所述技术的各种实施方案使用任何类型的计算机系统中的一种或多种。此外，所述系统可连接到单个计算机或者可分布在由通信网络附接的多个计算机之中。应了解，可执行包括网络通信的其他功能，并且所述技术不限于具有任何特定的功能或功能集。各种方面可实现为在通用计算机系统中执行的专用软件。计算机系统可包括连接到一个或多个存储器装置(诸如硬盘驱动器、存储器或用于存储数据的其他装置)的处理器。存储器通常用于在系统操作期间存储程序、校准曲线、分析物峰值和数据值。计算机系统的部件可由互连装置进行耦接，所述互连装置可包括一个或多个总线(例如，在集成在同一机器内的部件之间)和/或网络(例如，在驻留在单独的不同机器上的部件之间)。互连装置允许在所述系统的部件之间交换通信(例如，信号、数据、指令)。计算机系统通常可在处理时间(例如，几毫秒、几微秒或更少)内接收和/或发布命令，以允许快速控制所述系统。例如，可实现计算机控制以控制样品引入、电极电压、离子排斥器电压、电子收集器电压、电离块电压、向质量分析器的部件提供的电压、检测器参数等。处理器通常电耦接到电源，所述电源可以是例如直流电源、交流电源、电池、燃料电池或者其他电源或电源组合。电源可由所述系统的其他部件共享。所述系统还可包括一个或多个输入装置(例如，键盘、鼠标、轨迹球、传声器、触摸屏、手动开关(例如，超控开关))和一个或多个输出装置(例如，打印装置、显示屏、扬声器)。另外，所述系统可包含将计算机系统连接到通信网络的一个或多个通信接口(除了互连装置之外或替代互连装置)。所述系统还可包括合适的电路以转换从所述系统中存在的各种电气装置接收的信号。此种电路可存在于印刷电路板上，或者可存在于单独的板或装置上，所述单独的板或装置通过合适的接口(例如，串行ATA接口、ISA接口、PCI接口等)或通过一个或多个无线接口(例如，蓝牙、Wi-Fi、近场通信或其他无线协议和/或接口)电耦接到印刷电路板。

在某些实施方案中，本文描述的系统中所使用的存储系统通常包括计算机可读且可写的非易失性记录介质，可由程序使用的软件代码可存储在所述介质中以便由处理器执行，或者信息可存储在所述介质上或其中以便由程序处理。介质可以是例如硬盘、固态驱动器或闪速存储器。将由处理器执行的程序或指令可位于本端或远端，并且可由处理器根据需要通过互连机制、通信网络或其他方式检索。通常，在操作中，处理器致使将数据从非易失性记录介质读取到另一存储器中，所述另一存储器与所述介质相比允许处理器更快地访问信息。此存储器通常是易失性随机存取存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)或静态存储器(SRAM)。此存储器可位于存储系统中或存储器系统中。处理器通常在集成电路存储器内操纵数据，然后在处理完成之后将数据复制到介质。已知用于管理介质与集成电路存储器元件之间的数据移动的多种机制，并且所述技术不限于此。所述技术也不限于特定的存储器系统或存储系统。在某些实施方案中，所述系统还可包括专门编程的专用硬件，例如，专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。所述技术的各方面可以软件、硬件或固件或它们的任何组合实现。此外，此类方法、动作、系统、系统元件及其部件可实现为上述系统的一部分或实现为独立部件。尽管通过举例的方式将特定系统描述为可在其上实践所述技术的各种方面的一种类型的系统，但应了解，各方面不限于在所描述的系统上实现。各种方面可在具有不同架构或部件的一个或多个系统上实践。所述系统可包括可使用高级计算机编程语言编程的通用计算机系统。所述系统也可使用专门编程的专用硬件实现。

在所述系统中，处理器通常是可商购获得的处理器，诸如可从Intel公司购得的众所周知的Pentium级处理器。许多其他处理器也是可商购获得的。这种处理器通常执行操作系统，所述操作系统可以是例如：可从Microsoft公司购得的Windows 95、Windows 98、Windows NT、Windows 2000(Windows ME)、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8或Windows 10操作系统；可从Apple购得的MAC OS X，例如Snow Leopard、Lion、Mountain Lion或其他版本；可从Sun Microsystems购得的Solaris操作系统；或可从各种来源购得的UNIX或Linux操作系统。可使用许多其他的操作系统，并且在某些实施方案中，一组简单的命令或指令可充当操作系统。此外，处理器可被设计为量子处理器，所述量子处理器被设计来使用一个或多个量子位执行一个或多个功能。

在某些示例中，处理器和操作系统可一起限定可使用高级编程语言写入应用程序的平台。应理解，所述技术不限于特定的系统平台、处理器、操作系统或网络。而且，鉴于本公开的益处，对于本领域技术人员来说应显而易见的是，本技术不限于特定的编程语言或计算机系统。此外，还应了解，也可使用其他适当的编程语言和其他适当的系统。在某些示例中，硬件或软件可被配置来实现认知架构、神经网络或其他合适的实现方式。如果需要，计算机系统的一个或多个部分可分布在耦接到通信网络的一个或多个计算机系统上。这些计算机系统也可以是通用计算机系统。例如，各种方面可分布在一个或多个计算机系统之中，所述一个或多个计算机系统被配置来向一个或多个客户端计算机提供服务(例如，服务器)或执行总体任务作为分布式系统的一部分。各种方面可在客户端-服务器或多层系统上执行，所述系统包括根据各种实施方案执行各种功能的分布在一个或多个服务器系统之中的部件。这些部件可以是使用通信协议(例如，TCP/IP)通过通信网络(例如，互联网)通信的可执行的中间(例如，IL)代码或解译(例如，Java)代码。还应了解，所述技术不限于在任何特定的系统或系统群组上执行。而且，应了解，所述技术不限于任何特定的分布式架构、网络或通信协议。

在一些实例中，各种实施方案可使用面向对象的编程语言(诸如SQL、SmallTalk、Basic、Java、Javascript、PHP、C++、Ada、Python、iOS/Swift、Ruby on Rails或C#(C-Sharp))来编程。也可使用其他面向对象的编程语言。替代地，可使用函数式编程语言、脚本编程语言和/或逻辑式编程语言。各种配置可在非编程环境(例如，当在浏览器程序的窗口中查看时呈现图形用户界面(GUI)的各方面或执行其他功能的以HTML、XML或其他格式创建的文件)中实现。某些配置可实现为编程或非编程元件或它们的任何组合。在一些实例中，所述系统可包括远程接口，诸如移动装置、平板计算机、膝上型计算机或可通过有线或无线接口通信并根据需要允许远程操作所述系统的其他便携式装置上存在的接口。

在某些示例中，处理器还可包括或可以访问关于分子、分子碎裂模式等的信息数据库，所述信息数据库可包括分子量、质荷比和其他常见信息。存储在存储器中的指令可执行所述系统的软件模块或控制例程，这实际上可提供所述系统的可控制模型。处理器可使用从数据库访问的信息以及在处理器中执行的一个或多个软件模块来确定用于系统的不同部件的控制参数或值，例如，不同的电极电压、不同的质量分析器参数等。使用接收控制指令的输入接口以及链接到系统中不同系统部件的输出接口，处理器可对系统执行主动控制。例如，处理器可控制检测器、样品引入装置、电离源、电极、质量分析器和系统的其他部件。

在一些示例中，本文描述的电离源中所使用的电极也可在场电离或场解吸源中使用。参考图9，示出了发射器900，所述发射器900可包括晶须、细尖端等。发射器900电耦接到电源905。电极910放置在发射器900与质量分析器920的进口922之间。电极910也可电耦接到电源905。发射器900可被浸入样品中并可将样品中的分析物保留在发射器900的表面上。当从电源905向发射器900提供电压时，可提取来自分析物分子的电子，并且可将分析物电离。电离的分析物可通过电极910运输并进入质量分析器920的进口922中。当向电极910施加电压时，由电极910提供的电场可进一步控制或调节分析物分子的电离。替代地，可不向电极910提供电压，并且发射器900可使用常规的场解吸/电离来将分析物分子电离。尽管未示出，但处理器可电耦接到电极910并且被配置来在场电离源的第一模式下向电极910提供第一电压并可被配置来在场电离源的第二模式下向电极910提供第二电压。发射器900可采用许多不同的配置，包括单尖发射器、金属线发射器或叶片发射器、细金属线等。

在一些实施方案中，本文描述的电离源可流体耦接到一个或多个分离系统。参考图10A，示出流体耦接到气相色谱系统的电离源。气相色谱系统包括注射器1005，所述注射器1005流体连接到柱1010和流动相。柱1010定位在烘箱1015中，以控制流动相和分析物的温度并使分析物保持处于气态形式。输送管线1030将柱1010流体耦接到电离源的进口。如果需要，还可加热输送管线1030以将来自柱1010的洗脱的分析物维持处于气相。电离源可以是本文所述的电离源中的任一者。例如，电离源可包括电离块1055、电子源/电极组件1060、离子排斥器1070、电子收集器1080和出口透镜1090。当各个分析物从柱1010洗脱时，它们可向电离块1055提供，在电离块1055处可使用来自源/电极组件1060的电子使其电离。电离的分析物可通过电离块1055的出口孔朝向出口透镜1090离开，并且向诸如像质量分析器的下游部件提供。如果需要，在柱1010与电离块1055之间可存在另外的部件，例如，接口、分离器、光学检测单元、浓缩室、过滤器等。

在一些实施方案中，电离源可流体耦接到液相色谱(LC)系统。参考图11，LC系统包括通过一个或多个泵1110流体耦接到柱1120的注射器1105。注射器1105和/或柱1120还流体耦接到流动相(即，液体)，并且一个或多个泵1110可用于对LC系统加压。柱1120通常包括固定相，所述固定相经选择以分离所引入样品中的两种或更多种分析物。在各个分析物从柱1120中洗脱时，它们可向电离源的进口提供以进行电离。尽管柱1120被示出为直接耦接到电离块1155的进口，但可改为使用一个或多个输送管线、接口等。例如，如果需要可使用分流器。在柱1120与电离块1155之间还可存在另外的部件，例如，接口、分离器、光学检测单元、浓缩室、过滤器等。输送管线1130将柱1120流体耦接到电离源的进口。如果需要，也可加热输送管线1130。电离源可以是本文所述的电离源中的任一者。例如，电离源可包括电离块1155、电子源/电极组件1160、离子排斥器1170、电子收集器1180和出口透镜1190。当各个分析物从柱1120洗脱时，它们可向电离块1155提供，在电离块1055处可使用来自源/电极组件1160的电子使其电离。电离的分析物可通过电离块1155的出口孔朝向出口透镜1190离开，并且向诸如像质量分析器的下游部件提供。

在某些示例中，本文所述的电离源在一种或多种方法中可用于电离和/或分析一种或多种分析物。例如，可将分析物引入至电离室中，所述电离室包括电子源和电子收集器，所述电子收集器与所述电子源同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子。电离源可包括被配置来在向至少一个电极提供电压时提供电场的至少一个电极。如果需要，也可将电离气体引入至电离室中。在一些实施方案中，可选择向至少一个电极提供的电压以增加通过所引入分析物的电离产生的母分析物离子的产量。例如，可向电极提供电压来减少入射电子的能量并降低特定分析物的碎裂水平。这个过程可增加前体离子或母离子的产生并减少子离子的形成。通过增加前体离子的产生，可实现对分析物的更准确定量。

在某些实施方案中，可与从电子源到电子收集器的电子流正交地将分析物引入至电离块中，但这种取向不是必需的。在一些示例中，将第一分析物引入至电离室中，并且在第一分析物被引入至电离室中时向至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物。电离的第一分析物可通过电离室的出口孔离开电离室。然后可将第二分析物引入至电离室中，并且在第二分析物被引入至电离室中时向至少一个电极提供第二电压以提供电离的第二分析物。所提供第一电压可不同于所提供第二电压。以这种方式，可选择针对各个分析物的电极电压以进一步控制不同分析物的碎裂。

在一些示例中，可将本文所述的电离源包装在套件中，所述套件任选地具有用于使用电离源来将分析物电离的说明。例如，如本文所述的电离源可与用于使用电离源和任何相关电极来使一种或多种分析物电离的信息一起呈现。在期望进行化学电离的情况下，电离方法可任选地实现电离气体。

描述了所述技术的某些特定示例，以促进对本文描述的技术的更好理解。

实施例1

气相色谱法仪器可流体耦接到电离源，所述电离源本身流体耦接到三重四极质量分析器。参考图12，电离源/质量分析器组件包括流体耦接到电离块1205的进口孔的输送管线1202。电子源/电极组件1210(例如，灯丝杯组件)流体耦接到电离块1205。电子收集器1215被定位来从电子源/电极组件1210接收电子。离子排斥器1220邻近块1205的进口孔定位，并且出口透镜组件1250邻近块1205的出口孔定位。透镜组件1250流体耦接到第一四极1260(Q1)，所述第一四极1260可被配置来选择离子。第一四极1260流体耦接到第二四极1270，所述第二四极1270可被配置为碰撞单元(CC)。第二四极1270流体耦接到第三四极1280(Q2)，所述第三四极1280可被配置来选择离子。第三四极1280流体耦接到检测器1290，所述检测器1290可检测所选离子。电离块1205可在各种压力(包括例如约10-6至10-4托，例如约10-5托)下操作。位于电离块下游的部件通常在比电离块1205中存在的压力小的压力下操作。例如，四极1260、碰撞单元1270、四极1280和检测器1290的压力可以是约10-5托、10-6托或更小。

实施例2

在图13中示出电离源的图示以更好地示出电极相对于灯丝的定位。电离源包括：电离块1305、包括三个灯丝的灯丝组件1330、还充当支架并定位在灯丝组件1330与电离块1305之间的电极1340、离子排斥器1310以及电子收集器1350。

实施例4

图14示出使用常规电子电离(EI)获得的甲苯(C7H8)的NIST谱。作为参考，在图14中，91amu/92amu的峰值比为1.3，并且91amu/65amu的峰值比为8.3。

参考图15，向灯丝杯组件的电极提供-10伏的电压。91amu/92amu的峰值比为1.4，并且91amu/65amu的峰值比为30。与使用常规EI的峰值比相比，通过向电极提供所选电压而产生的质量为65的碎片更少。

参考图16，向灯丝杯组件的电极提供-14伏的电压。91amu/92amu的峰值比为0.2，并且91amu/65amu的峰值比为85。与使用常规EI的峰值比相比，通过向电极提供所选-14伏电压而产生的碎片更少。此外，与使用-10伏产生的质量65碎片的量相比，-14伏的较高电压导致的质量65碎片的量减少。还观察到母离子形成的增加。

实施例5

图17示出使用常规电子电离(EI)获得的乙苯(C8H10)的NIST谱。作为参考，在图17中，91amu/106amu的峰值比为3.54。参考图18，向灯丝杯组件的电极提供-15伏的电压。测得的91amu/106amu的峰值比为0.45，这表明当向灯丝杯组件电极提供所选电压时，存在的母离子的量增加。

当介绍本文公开的示例的要素时，冠词“一个(a)”、“一种(an)”、“该(the)”和“所述(said)”意图表示存在所述要素中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是开放式的，且意指除了所列要素以外，可能还有另外的要素。鉴于本公开的益处，本领域普通技术人员将认识到，示例的各种部件可与其他示例中的各种部件互换或替换。

虽然上文已描述某些方面、示例和实施方案，但鉴于本公开的益处，本领域普通技术人员将认识到，添加、替换、修改和改变所公开的示例性方面、示例和实施方案是可能的。

Claims (70)

1.一种电离源，其包括：

电离块，所述电离块包括被配置来接收分析物的入口孔和被配置来允许电离的分析物离开所述电离块的出口孔；

电子源，所述电子源流体耦接到所述电离块中的第一孔；

电子收集器，所述电子收集器与所述电子源基本上同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子；

离子排斥器，所述离子排斥器邻近所述电离块中的所述入口孔定位并且基本上正交于所述电子源定位；以及

至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。

2.如权利要求1所述的电离源，其中所述至少一个电极邻近所述电子源定位。

3.如权利要求1所述的电离源，其中所述至少一个电极邻近所述电子收集器定位。

4.如权利要求1所述的电离源，其中所述电子源包括存在于灯丝杯透镜组件中的多个独立灯丝。

5.如权利要求4所述的电离源，其还包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述电离源的第一模式下向所述至少一个电极提供第一电压并且被配置来在所述电离源的第二模式下向所述至少一个电极提供第二电压。

6.如权利要求4所述的电离源，其还包括至少一个透镜，所述至少一个透镜邻近所述出口孔定位并且被配置来将所述电离块中的所述电离的分析物朝向所述出口孔引导。

7.如权利要求4所述的电离源，其还包括第二电极，其中所述至少一个电极邻近所述电子源定位，并且所述第二电极邻近所述电子收集器定位。

8.如权利要求4所述的电离源，其还包括至少一个磁体，所述至少一个磁体邻近所述电离块且在其外部定位。

9.如权利要求1所述的电离源，其中所述至少一个电极被配置来接收直流电压以提供直流电场。

10.如权利要求1所述的电离源，其中所述电离块被配置来直接耦接到质量分析器。

11.一种化学电离源，其包括：

电离块，所述电离块包括被配置来接收分析物的入口孔和被配置来允许电离的分析物离开所述电离块的出口孔，其中所述电离块被配置来通过所述电离块中的进口接收电离气体；

电子源，所述电子源流体耦接到所述电离块中的第一孔；

电子收集器，所述电子收集器与所述电子源基本上同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子；

离子排斥器，所述离子排斥器邻近所述电离块中的所述入口孔定位并且基本上正交于所述电子源定位；以及

至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。

12.如权利要求11所述的化学电离源，其中所述电离块被配置来耦接到真空源。

13.如权利要求12所述的化学电离源，其中所述至少一个电极邻近所述电子源定位。

14.如权利要求12所述的化学电离源，其中所述至少一个电极与所述电子源同轴定位。

15.如权利要求12所述的化学电离源，其中所述电子源包括存在于灯丝杯透镜组件中的多个独立灯丝。

16.如权利要求15所述的化学电离源，其还包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述化学电离源的第一模式下向所述至少一个电极提供第一电压并且被配置来在所述化学电离源的第二模式下向所述至少一个电极提供第二电压。

17.如权利要求15所述的化学电离源，其还包括至少一个透镜，所述至少一个透镜邻近所述出口孔定位并且被配置来将所述电离块中的所述电离的分析物朝向所述出口孔引导。

18.如权利要求15所述的化学电离源，其还包括至少一个磁体，所述至少一个磁体邻近所述电离块且在其外部定位。

19.如权利要求11所述的化学电离源，其中所述至少一个电极被配置来接收直流电压以提供直流电场。

20.如权利要求11所述的化学电离源，其中所述电离块被配置来直接耦接到质量分析器。

21.一种质谱仪系统，其包括：

电离源，所述电离源包括：

电离块，所述电离块包括被配置来接收分析物的入口孔和被配置来允许电离的分析物离开所述电离块的出口孔，

电子源，所述电子源流体耦接到所述电离块中的第一孔，

电子收集器，所述电子收集器与所述电子源基本上同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子，

离子排斥器，所述离子排斥器邻近所述电离块中的所述入口孔定位并且基本上正交于所述电子源定位，以及

至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场；以及

质量分析器，所述质量分析器流体耦接到所述电离块的所述出口孔。

22.如权利要求21所述的质谱仪系统，其还包括透镜组件，所述透镜组件定位在所述出口孔与所述质量分析器的进口之间。

23.如权利要求21所述的质谱仪系统，其中所述电子源包括存在于灯丝杯透镜组件中的多个独立灯丝。

24.如权利要求23所述的质谱仪系统，其还包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述电离源的第一模式下向所述至少一个电极提供所述电压。

25.如权利要求24所述的质谱仪系统，其中所述处理器电耦接到所述灯丝透镜杯组件并且被配置来向所述多个独立灯丝中的一者提供电压。

26.如权利要求25所述的质谱仪系统，其中所述处理器被配置来在所述电离源的第二模式下向所述至少一个电极提供第二电压。

27.如权利要求21所述的质谱仪系统，其中所述质量分析器包括流体耦接到所述出口孔的至少一个四极组件。

28.如权利要求27所述的质谱仪系统，其还包括至少一个泵级，所述至少一个泵级定位在所述电离块的所述出口孔与所述至少一个四极组件的进口之间。

29.如权利要求28所述的质谱仪系统，其中所述至少一个电极被配置来接收直流电压以提供直流电场。

30.如权利要求21所述的质谱仪系统，其还包括色谱系统，所述色谱系统流体耦接到所述电离块的所述入口孔。

31.一种质谱仪系统，其包括：

化学电离源，所述化学电离源包括：

电离块，所述电离块包括被配置来接收分析物的入口孔和被配置来允许电离的分析物离开所述电离块的出口孔，其中所述电离块被配置来通过所述电离块中的进口接收电离气体，

电子源，所述电子源流体耦接到所述电离块中的第一孔，

电子收集器，所述电子收集器与所述电子源基本上同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子，

离子排斥器，所述离子排斥器邻近所述电离块中的所述入口孔定位并且基本上正交于所述电子源定位，以及

至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场；以及

质量分析器，所述质量分析器流体耦接到所述化学电离源的所述出口孔。

32.如权利要求31所述的质谱仪系统，其还包括透镜组件，所述透镜组件定位在所述出口孔与所述质量分析器的进口之间。

33.如权利要求31所述的质谱仪系统，其中所述电子源包括存在于灯丝杯透镜组件中的多个独立灯丝。

34.如权利要求33所述的质谱仪系统，其还包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述化学电离源的第一模式下向所述至少一个电极提供所述电压。

35.如权利要求34所述的质谱仪系统，其中所述处理器电耦接到所述灯丝透镜杯组件并且被配置来向所述多个独立灯丝中的一者提供电压。

36.如权利要求35所述的质谱仪系统，其中所述处理器被配置来在所述化学电离源的第二模式下向所述至少一个电极提供第二电压。

37.如权利要求31所述的质谱仪系统，其中所述质量分析器包括流体耦接到所述出口孔的至少一个四极组件。

38.如权利要求37所述的质谱仪系统，其还包括至少一个泵级，所述至少一个泵级定位在所述电离块的所述出口孔与所述至少一个四极组件的进口之间。

39.如权利要求38所述的质谱仪系统，其中所述至少一个电极被配置来接收直流电压以提供直流电场。

40.如权利要求31所述的质谱仪系统，其还包括色谱系统，所述色谱系统流体耦接到所述电离块的所述入口孔。

41.一种将分析物电离的方法，其包括：将所述分析物引入至电离室中，所述电离室包括电子源和电子收集器，所述电子收集器与所述电子源同轴定位并且被配置来从所述电子源接收电子，其中所述电离源还包括至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。

42.如权利要求41所述的方法，其还包括：选择向所述至少一个电极提供的所述电压以增加通过所引入分析物的电离产生的母分析物离子的产量。

43.如权利要求42所述的方法，其还包括：将所述电离室配置为电离块，并且还包括：与从所述电子源到所述电子收集器的电子流正交地将所述分析物引入至所述电离块中。

44.如权利要求41所述的方法，其还包括：将第一分析物引入至所述电离室中并且在所述第一分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物；允许所述电离的第一分析物通过所述电离室的出口孔离开所述电离室；以及将第二分析物引入至所述电离室中并且在所述第二分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第二电压以提供电离的第二分析物，其中所提供第一电压不同于所提供第二电压。

45.如权利要求41所述的方法，其还包括：向所述电子源提供约60伏至约160伏的直流电压，向所述电子收集器提供约0伏至约10伏的直流电压，并且向所述至少一个电极提供约0伏至约-50伏的直流电压。

46.如权利要求41所述的方法，其还包括：将所述电子源配置成包括多个独立灯丝。

47.如权利要求46所述的方法，其还包括：使用处理器向所述多个独立灯丝中的一者提供电压以从所述多个独立灯丝中的所述一者向所述电离室中提供电子。

48.如权利要求47所述的方法，其还包括：使用所述处理器向所述至少一个电极提供所述电压。

49.如权利要求47所述的方法，其还包括：使用所述处理器向所述多个独立灯丝中的不同者提供电压以从所述多个独立灯丝中的所述不同者向所述电离室中提供电子。

50.如权利要求41所述的方法，其还包括：将所述电离室配置成具有耦接到所述电离室的第二电极。

51.一种将分析物电离的方法，其包括：将所述分析物引入至电离室中，所述电离室包括电子源和用于将电离气体引入至所述电离室中的端口，其中所述电离源还包括至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时提供电场。

52.如权利要求51所述的方法，其还包括：选择向所述至少一个电极提供的所述电压以增加通过所引入分析物的电离产生的母分析物离子的产量。

53.如权利要求51所述的方法，其还包括：将第一分析物引入至所述电离室中并且在所述第一分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物；允许所述电离的第一分析物通过所述电离室的出口孔离开所述电离室；以及将第二分析物引入至所述电离室中并且在所述第二分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第二电压以提供电离的第二分析物，其中所提供第一电压不同于所提供第二电压。

54.如权利要求51所述的方法，其还包括：将第一分析物和第一电离气体引入至所述电离室中并且在所述第一分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物；允许所述电离的第一分析物通过所述电离室的出口孔离开所述电离室；以及将第二分析物和第二电离气体引入至所述电离室中并且在所述第二分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供所述第一电压以提供电离的第二分析物。

55.如权利要求51所述的方法，其还包括：将第一分析物和第一电离气体引入至所述电离室中并且在所述第一分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第一电压以提供电离的第一分析物；允许所述电离的第一分析物通过所述电离室的出口孔离开所述电离室；以及将第二分析物和第二电离气体引入至所述电离室中并且在所述第二分析物被引入至所述电离室中时向所述至少一个电极提供第二电压以提供电离的第二分析物，其中所提供第一电压不同于所提供第二电压。

56.如权利要求51所述的方法，其还包括：向所述电子源提供约60伏至约160伏的直流电压，向所述电子收集器提供约0伏至约10伏的直流电压，并且向所述至少一个电极提供约0伏至约-50伏的直流电压。

57.如权利要求51所述的方法，其还包括：将所述电离室配置为电离块并且将所述电子源配置成包括多个独立灯丝。

58.如权利要求57所述的方法，其还包括：使用处理器向所述多个独立灯丝中的一者提供电压以从所述多个独立灯丝中的所述一者向所述电离室中提供电子。

59.如权利要求58所述的方法，其还包括：使用所述处理器向所述至少一个电极提供所述电压。

60.如权利要求58所述的方法，其还包括：使用所述处理器向所述多个独立灯丝中的不同者提供电压以从所述多个独立灯丝中的所述不同者向所述电离室中提供电子。

61.如权利要求51所述的方法，其还包括：将所述电离室配置成具有耦接到所述电离室的第二电极。

62.一种场电离源，其包括发射器，所述发射器被配置来电耦接到电源，其中所述发射器被配置来接收样品并将其保留在所述发射器的表面上，并且其中所述场电离源还包括至少一个电极，所述至少一个电极被配置来在向所述至少一个电极提供电压时邻近所述发射器提供电场。

63.如权利要求62所述的场电离源，其还包括处理器，所述处理器电耦接到所述至少一个电极并且被配置来在所述场电离源的第一模式下向所述至少一个电极提供第一电压并且被配置来在所述场电离源的第二模式下向所述至少一个电极提供第二电压。

64.如权利要求62所述的场电离源，其还包括：将所述发射器配置为单尖发射器、金属线发射器或叶片发射器。

65.一种套件，其包括：

如权利要求1至10中任一项所述的电离源；以及

用于将如权利要求1至10中任一项所述的电离源与质谱仪一起使用以对分析物进行识别、定量或识别和定量两者的说明。

66.一种套件，其包括：

如权利要求11至20中任一项所述的化学电离源；以及

用于将如权利要求11至20中任一项所述的化学电离源与质谱仪一起使用以对分析物进行识别、定量或识别和定量两者的说明。

67.一种促进分析物的电离的方法，所述方法包括：提供如权利要求1至10中任一项所述的电离源并且提供用于使用如权利要求1至10中任一项所述的电离源来将分析物电离的说明。

68.一种促进分析物的电离的方法，所述方法包括：提供如权利要求11至20中任一项所述的化学电离源并且提供用于使用如权利要求11至20中任一项所述的化学电离源来将分析物电离的说明。

69.一种方法，其包括：向电离源的电极提供电压以增强由向所述电离源提供的分析物产生的母分析物离子的形成，所述电离源包括所述电极、电子源和与所述电子源同轴定位的电子收集器。

70.一种方法，其包括：向电离源的电极提供电压以选择性地提供由向所述电离源提供的分析物产生的碎片，所述电离源包括所述电极、电子源和与所述电子源同轴定位的电子收集器。

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