CN116868306A - 质谱仪的真空腔室中的压强控制 - Google Patents

Abstract

在一个方面中，公开了一种用于在质谱系统中使用的离子导向器，其包括：入口，用于接收气流中夹带的多个离子；以及多个杆，布置成多极配置以便提供使接收到的离子可以穿过的通道。至少一个杆被配置为向其施加DC和/或RF电压，用于在通道内产生适合于聚焦离子的电磁场，以及控制器被配置为将离子导向器的操作压强维持在预定范围内。

Description

质谱仪的真空腔室中的压强控制

相关申请

本申请要求于2021年1月25日提交的标题为“Q0 Pressure Control(Q0压强控制)”的美国临时申请No.63/141,252的优先权，该申请整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开一般地涉及一种用于在质谱系统中使用的离子导向器，以及更具体地涉及这样的离子导向器，其中可以调节离子导向腔室内的操作压强，以便将压强维持在预定范围内或特定压强处。

背景技术

质谱(MS)是一种用于测量样品中分子的质荷比的分析技术，既有定性应用也有定量应用。MS可以用于识别未知化合物，确定分子中元素的同位素组成，通过观察特定化合物的碎片来确定该特定化合物的结构，以及定量样品中特定化合物的量。质谱仪检测作为离子的化学实体，使得在采样过程期间必须发生将分析物转化为带电离子。由于大多数MS应用的准确度和灵敏度要求，复杂样品通常在电离之前承受分离技术。

在许多质谱仪中，离子经由质谱仪的采样孔口被接收并经由一个或多个离子导向器被引导至质谱仪的一个或多个下游部件。一些质谱仪包括大的采样孔口(例如，1.55mm直径)以适应更高的气体吞吐量，并且因此适应更高的进入离子通量。为了处理高气流，这样的质谱仪需要高速泵来对谱仪的各种腔室进行有效排空。腔室(例如，离子导向器所在的腔室)的操作压强增加超过某个阈值可能不利地影响用于排空该腔室的一个或多个泵的操作，例如，它可能导致(一个或多个)泵的过热。

进一步地，在一些质谱仪中，例如经由加热质谱仪的采样孔口加热进入的气体以改善去簇(declustering)和去溶剂化以进行离子的释放。对进入的气体的这种加热可以导致下游腔室(例如，离子导向器所在的腔室)中的操作压强降低。操作压强降低超过某个限度可能会不利地影响质谱仪的操作，例如，由于无效的碰撞冷却而导致离子传输的显著降低。

因此，存在对用于调整质谱仪的腔室(例如，其中设置有离子导向器的腔室)内的操作压强的方法和系统的需要。

发明内容

在一方面中，公开了一种用于在质谱系统中使用的包含离子导向器的差动泵送真空级，其包括：入口，其用于接收气流中夹带的多个离子；以及多个杆，其布置为多极配置以便提供使接收的离子能够穿过的通道，其中杆中的至少一个杆被配置为向其施加DC和/或RF电压，用于在该通道内产生适合于聚焦离子的电磁场；以及控制器，其被配置为将离子导向器的操作压强维持在预定范围内。

在一些实施例中，入口具有等于或大于约0.6mm的至少一个尺寸(例如，在圆形入口的情况下的直径)，例如在约1mm至约1.5mm的范围内。以示例的方式，入口的尺寸(例如，其直径)可以在约0.72mm至约4mm的范围内。相对于传统的入口的直径，质谱仪的入口的这样大的直径允许将更高气流引入到质谱仪中，由此增加了质谱仪的离子检测灵敏度。在一些实施例中，入口包括板中的孔，而在其他实施例中，入口包括毛细管或管道。在其他实施例中，入口可以包括多个孔和/或管道。

在一些实施例中，压强规可操作地耦合至差动泵送真空级，用于测量差动泵送真空级内的操作压强并生成指示测量的压强的信号。

在一些实施例中，反馈电路与压强规通信。反馈电路可以被配置为响应于由压强规生成的信号来施加控制信号，以便将操作压强维持在预定范围内或预定值处。

在一些实施例中，对差动泵送真空级所维持于的压强的预定范围和/或预定值进行选择以便优化通过离子导向器的具有在多个特定值处或在期望范围中的m/z比(或在单个期望值处的m/z比)的离子的传输和/或实现一个或多个簇离子的优化去簇。

在一些实施例中，差动泵送真空级可以包括开口，用于在差动泵送真空级与用于向差动泵送真空级施加负压的泵之间提供流体连接。在一些这样的实施例中，控制器可以被配置成控制设置在开口(差动泵送真空级腔室通过该开口耦合到泵)中的可调节限流器，以用于调节该腔室和泵之间的流导。以示例的方式，这样的限流器可以包括可调节孔，其尺寸可以例如响应于由反馈系统生成的控制信号来调节，以便将差动泵送真空级中的压强维持在期望范围内或特定值处。以示例的方式，在一些实施例中，差动泵送真空级内的压强可以被维持在约3mTorr至约12mTorr的范围内，诸如在约4mTorr至约10mTorr的范围内，尽管也可以采用任何其他期望的范围。以进一步示例的方式，差动泵送真空级内的压强可以维持在约1-10Torr的范围内，诸如在1.8-8Torr的范围内。

差动泵送真空级可以与差动泵送真空级被包含在其中的质谱仪的上游采样孔口流体连通，以便接收由上游离子源产生的离子。在一些实施例中，差动泵送真空级可以是包含串联定位的多个离子导向器的多个差动泵送真空级之一。在一些这样的实施例中，差动泵送真空级可以从另一个上游差动泵送真空级接收离子。在一些实施例中，一个或多个离子导向器可以位于2个或更多个差动泵送真空级中。

在一些实施例中，其中包含差动泵送真空级的质谱仪可以包括用于加热采样孔口周围的表面的加热器，从而加热携带离子通过采样孔口的气体，该采样孔口可以被实现为例如质谱仪的通过其离子被引入质谱仪中的管道、毛细管和/或管。

在一些实施例中，可以采用温度传感器来测量加热表面的温度和/或加热气体在穿过孔口时的温度和/或在孔口下游位置处的温度。反馈电路系统可以采用温度测量值来计算包含至少一个离子导向器的下游差动泵送真空级内的操作压强。以示例的方式，操作压强的这种计算可以基于测量温度和操作压强之间的相关性的先前校准来实现。然后可以采用控制器来调节差动泵送真空级中的压强，以便将其维持在预定范围内或预定值处。在一些实施例中，控制器可以被配置为接收温度测量值并将温度测量值与差动泵送真空级内的操作压强相关联。控制器还可以提供控制信号以将差动泵送真空级中的压强维持在期望范围内和/或期望值处。

在一些实施例中，代替使用可调节限流器或除了使用可调节限流器之外，还可以调节用于排空差动泵送真空级腔室(例如，离子导向腔室)的泵的泵速，以便将差动泵送真空级中的操作压强维持在期望范围内和/或期望值处。在一些实施例中，泵速的这种调节可以响应于由可操作地耦合到一个或多个差动泵送真空级腔室的压强传感器获得的压强数据来执行。例如，这可以通过调节粗抽泵的频率来实现。

在一些实施例中，控制器可以被配置为接收与质谱系统的一个或多个加热元件相关联的一个或多个温度设置，并基于此调节离子导向器的操作压强。例如，在一些方面中，控制器可以被配置为基于将温度设置与操作压强相关联的校准数据来计算操作压强。在一些相关方面中，控制器可以被配置为将所述计算的操作压强与预定压强范围进行比较，以确定所述计算的操作压强是否位于所述预定范围之外。

在相关方面中，公开了一种质谱系统，其包括具有用于接收气流中夹带的多个离子的采样孔口、毛细管、管或管道的采样板，以及位于所述采样孔口、毛细管、管或管道的下游的至少一个离子导向器。离子导向器可以包括：入口端口，其用于接收包含多个离子的气流；多个杆，其布置为多极配置(例如，四极配置)以便提供使所接收的离子能够穿过的通道，其中至少一个杆被配置为向其施加DC和/或RF电压，以用于在通道内产生适合于聚焦离子的电磁场。包含至少一个离子导向器的差动泵送真空腔室还可以包括可调节限流器以用于调节腔室和用于向该腔室施加负压的泵之间的气流的流导，从而调节离子导向器的操作压强。

离子导向器还可以包括出口，聚焦的离子通过该出口离开离子导向器。质量分析器可以设置在离子导向器的下游，用于接收离开离子导向器的离子并提供对那些离子的质量分析。在一些实施例中，离子导向器的杆可以用环状电极代替。

在上面的质谱仪的一些实施例中，质谱仪的孔口可以具有至少一个尺寸，例如直径，其等于或大于约0.6mm，例如在约1mm至约4mm的范围内(例如，约1.5mm)。尽管入口可以具有多种不同的截面轮廓，但在许多实施例中，入口是圆形的，其中直径在上述范围内。

上面的质谱仪还可以包括反馈电路，该反馈电路被配置为基于压强数据施加一个或多个控制信号，以便将离子导向腔室中的操作压强维持在预定范围内和/或预定值处，该压强数据指示包含离子导向器的腔室内的操作压强。

在上面的质谱仪的一些实施例中，压强规可操作地耦合到至少一个离子导向腔室，以测量离子导向腔室内的操作压强并生成指示所测量的操作压强的信号。压强规还可以可操作地耦合到反馈电路以将压强测量信号传输到反馈电路。反馈电路进而可以被配置为将控制信号施加到粗抽泵和/或可调节限流器之一，以便将离子导向器的操作压强维持在期望范围内和/或期望值处。

在一些实施例中，差动泵送真空级包括用于提供与泵的流体连接的开口，该泵被配置为向离子导向腔室施加负压。在一些这样的实施例中，可调节限流器可以是具有可调节孔的隔膜的形式，该可调节孔被定位成以便调节通过将离子导向腔室连接到泵的开口的流导。

在一些这样的实施例中，反馈电路可以生成一个或多个控制信号，用于改变可调节孔的尺寸(例如，直径)，以便将操作压强维持在期望范围内和/或期望值处。以示例的方式，预定压强范围可以是从约3mTorr到约12mTorr。例如，在一些实施例中，预定压强范围可以是约1-10Torr。应当理解的是，例如取决于具体应用，也可以采用其他压强范围。例如，离子导向器位于其中的腔室的目标压强可以取决于位于差动泵送真空级内的离子导向器的具体设计(例如，其长度和/或机械设计)而变化。

在一些实施例中，质谱仪可以包括用于加热携带离子进入离子导向器的气体的加热器。例如，加热器可以热耦合到质谱仪的可以形成在孔口板中的孔口，用于加热该孔口板，并且因此加热流过孔口的气体。幕板可以设置在孔口板的上游并且可以包括用于接收来自上游离子源的离子的孔。可以采用幕气流机构来将气体引导到幕板和孔口板之间的空间中。在一些这样的实施例中，可以采用温度传感器来测量加热的孔口板和/或加热的气体的温度。反馈控制电路系统可以接收由温度传感器生成的温度数据并且可以将测量的温度与离子导向器中的操作压强相关联(例如，基于先前的校准数据)。

反馈控制电路系统还可以被配置为将控制信号施加到各种元件，例如，以控制泵的速度和/或形成在将离子导向腔室与泵分开的隔膜中的可调节孔的尺寸。额外的加热器可以被包含在离子源中或幕室内的其他结构上。加热的孔口板也可以用加热的管、管道或入口毛细管代替。

在一些实施例中，质谱仪可以包括串联设置的多个离子导向器，其中至少一个离子导向器(在一些实施例中，所有离子导向器)包括根据本教导的用于将离子导向器的操作压强维持在预定范围内和/或预定值处的系统。在一些这样的实施例中，每个离子导向腔室内的操作压强独立于其他离子导向器中的操作压强而被控制。在一些实施方式中，离子导向腔室中的操作压强从最靠近质谱仪的离子接收孔口定位的离子导向腔室到最远离该孔口定位的离子导向腔室减小。在一些实施例中，可以采用对离子导向腔室内的操作压强的控制来将该离子导向器以及布置在该离子导向器下游的多个离子导向器内的操作压强维持在期望压强范围内和/或值处。

在一些实施例中，质谱仪系统可以包括与入口孔口流体连通(和/或密封到其)的(一个或多个)附加结构。例如，接口(例如，纳米流接口或差分迁移率谱仪(DMS))可以定位在质谱仪的入口孔口的上游(例如，在幕板和孔口板之间的幕室中)。例如，在一个实施例中，可以采用具有加热层流腔室的纳米流接口，诸如在美国专利第7,462,826和7,098,452号中描述的之类，这些专利整体通过引用并入本文。在另一实施例中，可以采用诸如美国专利第8,084,736号中描述的DMS，该专利整体通过引用并入本文。在许多实施例中，添加这样的上游接口可能导致对质谱仪孔口的前面的直接加热，而这又转而导致在不实施本教导的压强调节机构的情况下在下游的差动泵送真空级中的不期望的压强波动。

在一些实施例中，根据本教导的质谱系统可以包括具有安装在第一压强级中的例如在美国专利No.10,475,633(该专利整体通过引用并入本文)中被称为如所描述的DJET离子导向器的离子导向器的3级接口。在一些实施例中，质谱系统可以包括在第二真空级和第三真空级中的四极离子导向器。在一些实施例中，根据本教导的压强调节系统可以在三个真空级中的一个或多个真空级中操作。

在相关方面中，公开了一种质谱系统，其包括具有用于接收气流中夹带的多个离子的采样孔口的采样板，以及定位在采样孔口下游的至少一个离子导向器。离子导向器可以包括：入口端口，其用于接收包含多个离子的气流；多个杆，其布置为多极配置以便提供使接收的离子能够穿过的通道，至少一个所述杆被配置为其被施加DC和/或RF电压以在所述通道内产生适合于聚焦离子的电磁场；压强调节元件，其用于调节离子导向器的操作压强；以及出口端口，聚焦的离子通过该出口端口离开离子导向器；以及至少一个下游的质量分析器，其用于接收聚焦的离子并被配置为提供对那些离子的质量分析。

在相关方面中，公开了一种质谱仪系统，其包括包含离子导向器的差动泵送腔室和用于调节离子导向器的操作压强的压强调节元件。例如，可以使用布置为多极配置的多个杆或者串联放置并且具有离子能够通过的对齐开口的多个环状电极来实现离子导向器。

通过参考下面的详细描述并结合在下面进行了简要描述的相关附图，可以获得对本教导的各个方面的进一步理解。

附图说明

图1示意性地描绘了根据本教导的一实施例的离子导向器；

图2示意性地描绘了根据本教导的另一实施例的离子导向器；

图3A示意性地描绘了适合在本教导的实施例中使用的控制电路系统的实施方式；

图3B示意性地描绘了根据本教导的一实施例的质谱仪，其中包含根据本教导的一实施例的多个离子导向器；

图4示意性地描绘了根据另一实施例的质谱仪；

图5示意性地描绘了根据另一实施例的质谱仪，其中根据本教导的一实施例的三个离子导向器串联定位，并且分隔第二腔室和第三腔室的孔具有可调节的截面面积；

图6示意性地描绘了根据一实施例的质谱仪，其中利用耦合到质谱仪的孔口板的温度传感器来测量穿过孔口的气体的温度并将测量的温度与一个或多个下游的离子导向器内的操作压强相关联；

图7示意性地描绘了根据另一实施例的质谱仪，其中通过调节用于向该离子导向器施加负压的泵的速度来将多个离子导向器中的每个离子导向器内的压强维持在期望的范围内；

图8A是根据一实施例的质谱仪的局部示意图，其中纳米流接口位于幕板和孔口板之间；

图8B是根据本教导的质谱仪的另一实施例的局部示意图，其中DMS被放置在质谱仪的孔口的上游；

图8C示意性地描绘了根据本教导的一实施例的用户界面，其可以用于录入感兴趣的m/z比；

图9A示出了在Q0压强维持在3.7mTorr的情况下测量的利血平电离图；

图9B示出了在Q0压强维持在2.7mTorr的情况下测量的利血平电离图；

图10A和图10B描绘了根据本教导的一实施例的经由将利血平流动注射到质谱仪中获得的利血平的一系列峰；

图11A和图11B示出了根据本教导的一实施例的经由将米诺地尔流动注射到质谱仪中获得的米诺地尔的一系列峰；

图12A示出了作为在采样孔口上游的加热入口上测量的温度的函数的测量的Q0压强；

图12B呈现了在维持Q0离子导向器内的操作压强在3mTorr之上的同时，在各个加热入口气体温度下的利血平离子信号；

图13A示出了作为具有不同层流腔室内部直径的加热入口的温度的函数的Q0的操作压强的变化；

图13B示出了在图13A所描绘的条件下测量的利血平离子信号；

图14A示出了使用试验板飞行时间质谱系统获得的具有约3108的m/z的铯簇离子的质谱，该系统具有被配置为用于接收非常大的分子的3级DJET前端和压强小于5mTorr的Q0离子导向器；以及

图14B示出了在Q0离子导向器的压强为7mTorr的情况下获得的铯簇离子的质谱。

具体实施方式

本教导一般地涉及包含离子导向器的一个或多个差动泵送真空级，该一个或多个差动泵送真空级包括用于将操作压强维持在预定范围内和/或预定值处的系统。如下面更详细讨论的，在一些实施例中，这样的差动泵送真空级内的压强是直接测量的或根据差动泵送真空级腔室(例如，离子导向腔室)内和/或差动泵送真空腔室的上游(例如，离子导向腔室的上游)的一个或多个位置处(例如，在包含差动泵送真空级的质谱仪的加热的入口孔口处)的一个或多个温度测量值推断出的。在一些实施例中，可以用加热管代替入口孔口。控制器(包括反馈电路系统)可以将控制信号施加到压强调节元件，该压强调节元件可操作地耦合到离子导向腔室以调节离子导向腔室内的压强，以便将该压强维持在期望范围内和/或期望值处。在以下实施例中，参考离子导向器描述了本教导，但是应当理解的是，本教导还可以用于控制各差动泵送真空级内的操作压强。

图1示意性地描绘了根据一实施例的差动泵送真空级100，该差动泵送真空级100包括腔室101，在该腔室101中，多个杆102根据四极配置来布置以提供通道104，经由真空级的入口端口106接收的离子通过该通道104到达出口端口108，离子通过该出口端口108离开真空级。尽管在这个实施例中多个杆102根据四极配置来布置，但在其他实施例中，杆可以根据其他多极配置来布置，诸如例如六极、八极、十极或十二极配置之类。

DC电压源110和RF电压源112将DC和/或RF电压施加到离子导向器的一个或多个杆，以在通道内提供电磁场，该电磁场可以提供对感兴趣的离子的径向约束。以示例的方式，RF电压可以具有在约200kHz至约6MHz的范围内(例如，在约1MHz至约5MHz的范围内)的频率，以及在约0至约500伏的范围内(例如在约10伏至约400伏的范围内，或者在约100伏至约300伏的范围内)的幅度。进一步地，在一些实施例中，DC电压可以具有在约0伏至约1000伏的范围内(例如在约10伏至约500伏的范围内或者在约100伏至约300伏的范围内)的幅度。

在这个实施例中，差动泵送真空级100包括用于调节离子导向腔室内的操作压强的可调节限流器114。在这个实施例中，限流器114为设置在腔室101的开口115处的隔膜的形式，其将腔室101耦合到泵117(例如，涡轮泵、旋片泵、粗抽泵或任何其他合适的泵或泵的组合)以用于将腔室内的压强维持在期望范围中或期望值处。隔膜114包括可调节孔114a，其中可以调节孔的直径来控制腔室和泵之间的流导，由此调节腔室内的操作压强。

在这个实施例中，耦合到离子导向腔室101的压强传感器116测量离子导向腔室内的操作压强并生成指示压强测量值的信号。反馈控制电路系统118可操作地连接到压强传感器116和可调节孔114a。反馈控制电路系统118接收来自压强传感器的压强测量信号，并且将控制信号施加到可调节孔以改变孔的直径，以便将离子导向腔室内的操作压强带入期望的压强范围或期望的压强值处。

例如，当测量的压强超过预定阈值时，反馈控制电路系统118可以向可调节孔114a施加控制信号以增加孔的直径，由此增强通过孔的流导，并因此将腔室内的压强降低到期望的范围内。或者，当测量的压强低于预定阈值时，反馈控制电路系统118可以将控制信号施加到可调节孔114a以减小孔的直径，由此减小通过孔的流导，并因此将腔室内的压强增加到期望的范围内。在这样的实施例的一些实施方式中，在调整孔的尺寸(例如，孔的直径)以控制离子导向腔室内的操作压强的同时，泵的速度保持基本上恒定。如下面更详细讨论的，在其他实施例中，在调节泵的速度以将离子导向腔室中的操作压强维持在预定范围内或预定值处的同时，将离子导向腔室连接到泵的开口的尺寸可以固定。进一步地，在一些实施例中，将离子导向腔室连接到泵的端口的尺寸和泵的速度两者都可以被调节，以便将离子导向腔室内的压强维持在预定范围内或预定值处。在一些实施例中，端口的尺寸和泵速可以被维持恒定，并且可以例如通过采用可调节的入口端口直径来调节入口端口导率。

例如，在一些实施例中，反馈控制电路系统118控制可调节孔的直径，以便将离子导向腔室内的压强维持在约1Torr至约10Torr的范围内，例如，在约4–8Torr的范围内，或者在约3–12mTorr的范围内，尽管也可以采用其他压强范围。

如上面所提到的，在一些实施例中，代替采用设置在将离子导向腔室连接到泵的开口处的可调节孔或在采用该可调节孔之外，还可以响应于由压强传感器产生的压强测量信号来调节泵的速度，以便将离子导向腔室中的操作压强维持在期望范围内或期望值处。

例如，图2示意性地描绘了根据这样的实施例的差动泵送真空腔室200，该差动泵送真空腔室200类似于之前的实施例，包括真空腔室101，在该真空腔室101中，多个杆102根据四极配置来布置以提供通道104，经由真空级的入口端口106接收的离子通过该通道104到达出口端口108，离子通过该出口端口108离开离子导向器。尽管在这个实施例中多个杆102根据四极配置来布置，但在其他实施例中，杆可以根据其他多极配置来布置，诸如例如六极配置、八极、十极或十二极之类。在其他实施例中，离子导向器可以包括一系列环状电极。

继续参考图2，与之前的实施例类似，离子导向腔室101还包括开口202，该开口202将离子导向腔室流体地耦合到泵117，用于将离子导向腔室内的操作压强维持在预定压强范围内或预定值处。在这个实施例中，不是使用可调节孔，而是反馈控制电路系统118被配置为将控制信号施加到泵117，用于响应于由压强传感器116产生的压强测量信号来调节泵的速度，以便将离子导向腔室中的操作压强维持在预定范围内或预定值处。例如，当由压强传感器116生成的压强测量信号指示离子导向腔室中的压强大于预定阈值时，反馈控制电路系统118向泵117施加控制信号，以便增加泵的速度，从而降低离子导向腔室中的操作压强，以便将离子导向腔室中的操作压强带入期望的压强范围或值中。

或者，当由压强传感器116产生的压强测量信号指示离子导向腔室中的压强小于预定阈值时，反馈控制电路系统118向泵117施加控制信号，以便降低泵的速度，从而增加离子导向腔室中的操作压强，以便将离子导向腔室中的压强带入期望的压强范围或值中。

在本教导的实践中可以采用各种商业上可获得的压强传感器。以非限制性示例的方式，压强传感器可以包括电容压强计，诸如电容测压计(Baratron)之类，以测量从约1-1000Torr的压强。在一些实施例中，这样的电容压强计可以适用于质谱仪的第一差动泵送真空腔室和/或第二差动泵送真空腔室。对于维持在较低压强的腔室，在一些实施例中，以非限制性示例的方式，压强传感器可以是皮拉尼规、热电偶规或热丝离子规。

进一步地，反馈控制电路系统118可以使用如本教导所告知的本领域已知技术来实现。以说明的方式，图3A示意性地描绘了反馈控制电路系统118的一种这样的实施方式，其中比较器120(例如运算放大器)在其数据输入118a处接收压强信号并将该压强信号与施加到其参考输入118b的参考信号进行比较。如果测量的压强信号与参考信号之间的差大于预定阈值，则比较器生成输出控制信号用于施加到可调节限流器和/或泵。如本领域已知的，由比较器产生的输出信号可以被放大和/或以其他方式被配置为确保建立稳定的反馈回路，以用于将离子导向腔室中的操作压强维持在预定范围内和/或预定值处。

如下面更详细讨论的，在一些实施例中，多个离子导向器可以串联放置，并且通过采用本教导可以将离子导向器中的一个或多个(并且在一些情况下全部)离子导向器内的压强维持在期望的范围内。在一些实施例中，每个离子导向腔室中的操作压强可以独立于其他离子导向腔室中的压强被控制。在一些其他实施例中，对离子导向腔室中的压强的控制可以通过使用本教导控制一个或多个上游离子导向腔室中的压强来实现。

根据本教导的离子导向器可以被包含在各种质谱仪中，包括但不限于四极杆、三重四极杆、飞行时间谱仪、离子阱及其组合。以示例的方式，图3B示意性地描绘了这样的质谱仪300，该质谱仪300包括具有开口301a的幕板301和具有开口302a的孔口板302，由上游离子源产生的离子可以穿过开口301a和302a到达质谱仪的下游部件。根据本教导的各种方面，幕气供应源(该图中未示出)可以在幕板301和孔口板302之间提供(例如N₂的)幕气流，以通过去簇和排出大的中性颗粒来帮助保持质谱仪系统的下游部分清洁。

在这个实施例中，穿过孔口板的入口的离子经由离子导向器1的入口1a进入离子导向器1(这里也称为DJET)。离子导向器1包括一组布置成十二极配置的杆312，以便为离子穿过离子导向器提供通道。以本领域已知的方式将DC和/或RF电压施加到这些杆中的一个或多个杆，结合气体动力学可以允许离子导向器聚焦离子以用于向下游的离子导向器传输，如下面所讨论的。在这个实施例中，离子导向器内的操作压强可以维持在约4Torr至约8Torr的范围内。

开口(本文中也称为端口)314将离子导向器1连接到可以向离子导向腔室施加负压的泵(在该图中未示出)，诸如旋片泵或粗抽泵之类。在这个实施例中，诸如上面讨论的可调节限流器114之类的可调节限流器(在该图中未示出)可以被设置在开口314中，以允许调节离子导向腔室和泵之间的流体连接的流导。采用压强传感器316来测量离子导向腔室内的操作压强并将指示测量的压强的信号传输至控制器318(本文中也称为反馈控制电路)，该控制器318转而可以例如以上面讨论的方式调节限流器的孔的尺寸，以将操作压强维持在期望压强范围内或特定期望压强处。具体地，在这个实施例中，控制器可以被配置为将离子导向腔室中的操作压强维持在约4Torr至约8Torr的范围中。

继续参考图3B，离子经由离子导向器1的出口1b离开离子导向器1，以经由离子导向器2的入口2a到达下游的离子导向器2(本文中也称为QJET)。离子透镜IQ00将离子导向器1和离子导向器2分开，且离子透镜IQ00包括供离子穿过的孔。离子透镜IQ00和离子导向器1的杆之间的DC电压差可以加速离子并因此增加它们的动能，这转而可以促进至少一部分加合离子(当存在于离子流中时)的去簇，因为离子在进入离子导向器2时遭受气体膨胀，其被保持在较低的压强下。

离子导向器2包括四个杆320，该四个杆320设置在真空腔室中并且相对于彼此布置成四极配置，以提供用于离子从中通过而传输的通道。形成在包含离子导向器2的腔室的壁中的开口321提供离子导向器2腔室和泵(未示出)之间的流体耦合，该泵可操作以排空离子导向腔室。可调节限流器(在该图中未示出)被设置在开口321内，以允许调节离子腔室和泵之间的流导，由此调节离子导向腔室内的操作压强。

更具体地，压强传感器322可操作地耦合到离子导向腔室以测量腔室内的操作压强并生成指示压强的信号。与压强传感器322通信的控制器324接收来自压强传感器的压强测量信号，并响应于接收到的信号将控制信号施加到可调节限流器的可调节孔，以便将离子导向腔室内的操作压强维持在约1.5Torr至约4Torr的范围中，尽管在其他实施例中也可以采用其他压强范围。与离子导向器1类似，离子导向器2可以采用气体动力学和电磁场的组合来提供离子的聚焦。

离开离子导向器2的出口2b的离子穿过离子透镜IQ0中的开口以经由第三离子导向器Q0的入口进入第三离子导向器Q0，其中离子导向器Q0可以提供离子的附加聚焦。更具体地，类似于离子导向器2，离子导向器Q0包括四个杆350，该四个杆350被设置在真空腔室中并被布置成四极配置，从而提供用于离子传输的通道。再次，可以将RF和DC电压施加到离子导向器Q0的一个或多个杆，以生成用于离子的径向约束和聚焦的四极电磁场。设置在离子导向腔室的壁中的开口327允许将离子导向腔室耦合到泵(在该图中未示出)以用于向离子导向腔室施加负压。

在这个实施例中，离子导向腔室Q0内的操作压强被维持为低于离子导向器1和2中的相应的操作压强。更具体地，在这个实施例中，离子导向器Q0内的操作压强被维持在约3mTorr至约12mTorr的范围中，尽管在其他实施例中可以采用其他压强范围。

压强传感器329可操作地耦合到离子导向器Q0的腔室以测量该腔室内的操作压强并生成指示所测量的压强的信号。压强传感器可以将其测量的信号传输到控制器331，该控制器331转而可以调节位于开口327中的可调节限流器的可调节孔，由此控制离子导向器和泵之间的流导。如上面详细讨论的，当由压强传感器生成的压强测量信号指示操作压强在预定高阈值之上时，控制器可以向限流器施加控制信号以增大限流器的孔的尺寸(例如，直径)，以便增强腔室与泵之间的流导，由此降低腔室内的压强。或者，当压强传感器指示操作压强在预定低阈值之下时，控制器可以向限流器施加控制信号以减小孔的尺寸，由此减小离子腔室和泵之间的流导，由此增加离子导向腔室内的操作压强。

离子可以经由Q0离子导向器的出口Q02离开Q0离子导向器，以到达质谱仪的下游部件。例如，设置在Q0离子导向器下游的一个或多个滤质器和/或质量分析器可以接收离开Q0离子导向器的离子。例如，设置在Q0离子导向器下游的滤质器(在该图中未示出)可以接收离子并且可以选择具有在期望窗口内的m/z比的离子。滤质器可以包括单个滤质器或相对于彼此串联放置的多个滤质器(和/或质量分析器)。这样的质量分析器可以包括但不限于单四极杆、三重四极杆、飞行时间分析器、一个或多个离子阱、碰撞池或其组合。

如上面所提到的，在一些实施例中，不是使用可调节限流器，而是可以调节用于向离子导向腔室施加负压的泵的速度，以确保离子导向腔室内的压强保持在期望压强范围内或期望压强值处。以示例的方式，图4示意性地描绘了包括上面结合图3B讨论的串联定位的三个离子导向器的质谱仪400。然而，在谱仪400中，不是调节可调节限流器的孔用于调节离子导向腔室内的压强，而是可以调节耦合到离子导向腔室的泵的速度用于调节离子导向腔室内的压强。

更具体地，泵401流体地耦合到离子导向器1的腔室，用于向离子导向腔室施加负压。控制器402接收由压强传感器316生成的压强测量数据，并被配置为响应于压强测量数据而向泵401施加控制信号，以调节泵的速度，以便将离子导向器1内的压强维持在预定压强范围内。例如，在这个实施例中，离子导向器1中的压强维持在约4Torr至约8Torr的范围中。

类似地，离子导向器2包括耦合到离子导向器2的离子导向腔室的泵404，以及控制器406接收由压强传感器322产生的压强数据并向泵404施加一个或多个控制信号以调节泵的速度，用于将离子导向腔室中的压强维持在期望的压强范围内，在这个实施例中，在约1.5Torr至约4Torr的范围中。

继续参考图4，离子导向器Q0还包括用于向离子导向腔室施加负压的泵408、压强传感器329和控制器410，该控制器410接收来自压强传感器329的压强数据并向泵408施加控制信号以调节泵的速度，以便将操作压强维持在期望压强范围中，例如在这个实施例中，在约3mTorr至约12mTorr的压强范围内。在一些实施例中，不是采用三个压强控制器402、406和410，而是可以采用一个或任意两个压强控制器的组合。例如，单个压强控制器可以被配置为接收来自多个压强传感器的压强数据并计算用于施加到与离子导向器关联的每个泵的必要控制信号。或者，可以采用两个压强控制器，其中一个压强控制器被配置为向与离子导向器中的一个离子导向器相关联的泵提供控制信号，而另一个压强控制器可以向两个泵提供控制信号，这两个泵中的每一个泵与另两个泵之一相关联。

在一些实施例中，本教导可以用于同时调整彼此流体连通的多个离子导向器内的操作压强。以示例的方式，图5示意性地描绘了包括相对于彼此串联放置的上面的三个离子导向器1、2和Q0的质谱仪500。然而，与离子导向器中的压强保持彼此独立的上面的实施例不同，在这个实施例中，IQ0的可调节透镜孔501可以用于进一步调节Q0中的压强。

压强传感器502测量Q0离子导向器中的操作压强，并将压强数据传输到控制器504，该控制器504如本文所讨论地配置，以响应于接收到的压强数据将控制信号施加到可调节IQ0透镜孔501，以便调节与限流器相关联的IQ0透镜的孔直径，从而将Q0离子导向器内的操作压强维持在期望压强范围内，例如，在这个实施例中，在约3mTorr至约12mTorr的范围中。进一步地，离子导向器1和离子导向器2内的操作压强以上面讨论的方式被维持在期望的范围中。

在一些实施例中，除了采用压强传感器之外或代替采用压强传感器，还可以采用一个或多个温度传感器来测量相对于离子导向器的一个或多个选定位置处的温度。然后可以采用温度测量值来计算离子导向器内的压强，例如通过采用先前获得的温度-压强校准数据。以示例的方式，这样的温度传感器可以定位在离子导向腔室内。或者，这样的温度传感器可以定位在离子导向腔室的外部。

例如，图6示意性地描绘了根据这样的实施例的质谱仪600，其中温度传感器602在孔口板302的孔口附近热耦合到孔口板302以测量孔口板的温度，在这个实施例中该孔口板由加热器604加热。温度传感器602与控制器606通信以向控制器提供温度数据。在这个实施例中，控制器被配置为将接收到的温度数据与离子导向器1、离子导向器2或Q0内的气压相关联。

一般来说，随着孔口板的温度升高，夹带离子并穿过孔口板的孔口到达离子导向器1的气体的温度也升高。进一步地，气体温度的升高导致采样入口处的气体数密度降低，并因此导致进入下游低压级的气体导率降低。然后控制器606将计算出的操作压强与期望压强范围或压强值进行比较，并基于这样的比较将控制信号施加到位于离子导向腔室的壁中的将离子导向腔室耦合到泵(未示出)的开口607中的限流器，以便将离子导向器1的腔室内的压强维持在期望范围和/或值。在一些实施例中，温度传感器602测量夹带离子的气体的温度。在其他实施例中，温度传感器602测量幕室、源区域或真空区域中的其他部件的温度。

在一些实施例中，来自温度传感器的数据也可以用于计算下游离子导向器2和Q0中的操作压强，以及使用计算出的压强来调节将腔室流体耦合到相应的泵的开口中的限流器的孔的尺寸，以将这些离子导向器中的压强维持在期望的范围内。或者，可以例如以上面讨论的方式使用压强传感器将下游离子导向器2和Q0内的压强维持在期望范围内。

进一步地，在一些实施例中，上游离子导向器内的操作压强的有源控制可以用于不仅将该离子导向器中的压强而且将一个或多个下游离子导向器中的压强维持在预定范围内，而无需有源地控制那些下游离子导向器内的操作压强。例如，图7示意性地描绘了这样的质谱仪700，该质谱仪700包括串联放置的离子导向器1、2和Q0。在这个实施例中，以根据本教导的方式有源地控制离子导向器1内的操作压强，而每个下游离子导向器2和Q0中的操作压强是通过依赖于离子导向器1中的操作压强的有源维持而被无源地控制在期望范围内和/或期望值的。上面讨论了可以用于维持包含离子导向器的腔室内的期望操作压强的各种方法的一些示例，例如压强传感器或温度传感器的使用。在这个实施例中，离子导向器2腔室或Q0腔室不连接至压强传感器。或者，可以在两个腔室中的一个或两个中应用压强传感器，以在调节离子导向器1中的操作压强时监测压强变化。

图8A是根据一实施例的质谱仪的局部示意图，其中纳米流接口801位于幕板301和孔口板302之间。纳米流接口801包括大口径加热层流腔室800，其可以在大气压下密封至幕板和入口孔口之间的真空入口。流腔室接收来自离子源803的离子和流过腔室的传输气体，该传输气体被真空抽力抽吸穿过入口孔口，流腔室将接收到的离子传送至质谱仪的离子导向器1。

传输气体的成分可以变化，诸如氮气或具有不同量的气体或簇试剂(气体改性剂)的氮气之类。层流腔室包括附加的陶瓷加热器，该陶瓷加热器可以将管温度从50℃调节到约300℃，从而提高传输气体的温度。在一些实施例中，传输气体通过质谱仪的入口孔口的流速可以在例如约0.5至约30L/min的范围中。

图8B是根据本教导的质谱仪900的另一实施例的局部示意图，该质谱仪900包括放置在幕板301和接口孔口板302之间的大气区域中的差分迁移率谱仪(DMS)902。DMS 902包括一对电极904，其安装在仪器的幕室内并密封到真空入口孔口。传输气体流经池，通过入口孔口的真空抽力从幕室中被抽出。传输气体的成分可以变化，诸如氮气或具有不同量的附加气体或簇试剂(气体改性剂)的氮气之类。幕板包括陶瓷热交换器903以加热传输气体。DMS热交换器温度可以被设置为150℃至300℃，以有效地将传输气体加热至100℃至200℃左右。也可以使用其他更高或更低的温度。质谱仪系统900可以包括其他特征，诸如用于将DMS电极与孔口板分开的附加腔室之类。附加腔室可以包括如美国专利8,084,736中所描述的接合腔室，该专利通过引用并入。

在一些实施例中，可以基于一个或多个感兴趣目标离子的(一个或多个)m/z比来选择一个或多个离子导向器期望操作至的压强(或压强范围)以用于优化传输。参考图8C，在一些实施例中，用户界面1000可以例如由操作员使用来录入一个或多个感兴趣的m/z比。例如，在这个实施例中，窗口形式的图形元素1002可以允许录入一个或多个感兴趣的m/z比。用户界面可以将输入传输到控制器1003，该控制器1003然后可以确定与质谱仪的各个级相关联的优化压强，用于对具有感兴趣的(一个或多个)m/z比的(一个或多个)离子进行质量分析。

提供以下示例以用于进一步阐明本教导的各种方面，并且并不旨在必然指示实践本教导的优化方式和/或可以获得的优化结果。

示例

采用具有原型DMS的类似于上面结合图3B讨论的质谱仪300的原型SCIEX 7500质谱仪来测量在Q0离子导向器的不同操作压强下的利血平电离图。孔口板的孔的直径为约1.55mm，从而展现出相对于典型的孔口直径增加了多于四倍的气体吞吐量。

图9A示出了在Q0压强维持在3.7mTorr且泵端口上安装有8mm限流器的情况下测量的利血平电离图，以及图9B示出了在Q0压强维持在2.7mTorr(未应用泵限流器)且以10μL/min输注利血平的情况下测量的利血平电离图。应用DMS，其中池加热器设置为300℃，且采样入口温度设置为200℃。将Q0压强优化至大于3mTorr导致37％的信号增加。

图10A和图10B各自描绘了经由将利血平流动注射到安装有DMS的质谱仪中而获得的利血平的一系列峰。图10A中所示的谱是在Q0离子导向器的压强设置为3.4mTorr的情况下获得的，以及图10B中所示的谱是在Q0离子导向器的压强设置为2.7mTorr的情况下获得的。Q0压强的优化将信号强度从7.5x10⁶cps增加到了9.7x10⁶cps。

图11A和图11B示出了经由将米诺地尔流动注射到安装有DMS的质谱仪中而获得的米诺地尔的一系列峰。图11A中所示的数据是在Q0离子导向器的操作压强维持在3.3mTorr的同时获得的，以及图11B中所示的数据是在Q0离子导向器的操作压强维持在2.8mTorr的同时获得的。这些数据还表明，Q0离子导向器的操作压强从3.3mTorr降低到2.8mTorr导致信号强度降低(即平均峰面积从8.71x10⁵降低至7.24x10⁵)。将Q0压强优化至大于3mTorr给予了20％的信号增加。

图12A示出了在配备有定制纳米流接口的原型SCIEX 7500系统上测量的作为施加到连接至加热层流腔室的加热器主体的温度的函数的Q0压强。该系统包括泵送配置，建立该泵送配置以确保Q0压强在最高温度设置(即400℃)下将保持大于3mTorr。数据示出了随着加热入口温度的升高，Q0压强降低。以示例的方式，在一些实施例中，这样的数据可以用于将温度测量数据关联到压强数据，并且以本文讨论的方式使用压强数据以将一个或多个离子导向器内的压强维持在期望的范围内。

在一些实施例中，质谱仪的一个或多个操作参数，例如，与用于向质谱仪的一个或多个部件(例如，包含离子源的电离室、孔口板、DMS)施加热量的一个或多个加热器相关联的一个或多个温度设置可以用来确定质谱仪的一个或多个离子导向器中的压强并调节该压强，例如，经由调节将离子导向器流体耦合到泵的可调节孔的尺寸和/或调节泵速(如果需要这样的调节)以将离子导向器内的操作压强带入期望的范围中。例如，质谱仪的操作参数和感兴趣的离子导向器内的压强之间的相关性可以从先前生成的校准曲线导出。以示例的方式，在一些实施例中，这样的校准曲线可以通过测量离子导向器内的操作压强作为操作参数的多个值的函数来生成，操作参数例如为与向质谱仪的部件(例如，质谱仪的孔口板)施加热量的加热器相关联的温度设置。在一些实施例中，这样的校准曲线可以通过跨相同类型的多个质谱仪收集校准数据来构建，以生成可以在操作该类型的质谱仪时使用的复合校准曲线。

以示例的方式，在一些实施例中，这样的校准曲线可以提供与质谱仪系统的一个或多个加热元件的操作相关联的温度设置和感兴趣的离子导向器的压强之间的关系。可以单独或组合地考虑其操作(例如，温度设定)的这样的加热元件的示例包括离子源加热器、DMS热交换器、用于加热质谱仪的孔口板的加热元件、加热管、管道、或入口毛细管、去溶剂化池、以及具有加热的层流腔室的纳米流接口，所有这些都以非限制性示例的方式。如本文另外讨论的，控制器可以与加热元件通信以接收温度设置和调节离子导向器的压强，例如，经由调节将离子导向器流体耦合到泵的可调节孔的尺寸和/或泵的速度。例如，控制器可以基于温度设置使用校准数据来计算离子导向器内的压强，并将计算出的压强与预定压强范围进行比较以确定计算出的压强是否位于该范围内。如果控制器确定计算出的压强位于预定范围之外，则控制器可以实行孔尺寸和/或泵速的变化以将离子导向器内的压强带入预定范围中。以示例的方式，如果控制器确定计算的压强超过预定阈值，则控制器可以调节可调节压强和/或泵速以将离子导向器内的压强降低到预定阈值以下，如本文另外讨论的。

图12B示出了在这些条件下获得的利血平离子信号，从而展现出随着温度升高至其最高温度设置400℃，信号强度增加。增加的热量改善了去溶剂化/去簇，以改善利血平离子信号。

使用不同的泵送配置重复进行利血平离子强度数据的收集，该泵送配置在加热入口的最高温度设置下导致Q0离子导向器中的压强低于3mTorr。图13A示出了Q0的操作压强的变化作为不同内部直径的层流腔室的加热入口上的温度的函数，以及图13B示出了在这些条件下测量的利血平离子信号。图13B中呈现的数据显示利血平离子强度随着加热入口处温度升高至温度200℃而增加。然而，当入口温度超过200℃时，由于作为低Q0压强的结果的碰撞冷却不足，利血平离子信号开始下降。

如上面参考Q0区域所述，当压强降得太低时，提供离子的有效碰撞冷却可能是不切实际的，这转而可能导致信号丢失。同样的现象可能发生在DJET和QJET区域，其中需要分别将压强维持在约4Torr和1.8Torr以上。然而，确保压强的增加将不会太高也是重要的。对于DJET区域，高于8Torr的压强可能会因成束而导致信号不稳定。类似地，通过QJET的离子传输可能会受到高于约4Torr的压强的负面影响。Q0区域通常包括来自涡轮分子泵的额外泵送，如果压强在长时间段内大于12mTorr，该涡轮分子泵可能过热。因此，不同的离子导向器将具有不同的优化压强规范，并且限制给定泵送区域的最大压强也是重要的。

不限于任何特定理论，增加加热入口的温度导致采样入口处的气体数密度降低，由此导致质谱仪内的压强降低。在用于上面的测量的仪器中，当纳米流入口加热器设置为200℃或更高和/或离子源加热器升温至750℃左右时，气压下降是显著的。DMS硬件还提供额外的热交换器(图8B中标记为903)，其可以进一步降低DJET、QJET或Q0区域中的压强。

以进一步说明的方式，图14A示出了使用具有3级DJET前端的被配置用于接收非常大的分子的试验板飞行时间质谱系统获得的具有约3108的m/z的铯簇离子的质谱。图14A中呈现的质谱是在Q0离子导向器的压强在小于5mTorr的值的情况下获得的。

图14B示出了Q0离子导向器的压强在7mTorr的情况下获得的相同离子的质谱。这个数据示出了Q0中的优化压强可以基于感兴趣的离子的m/z比而变化。例如，在一些实施例中，用于高m/z离子(例如，具有大于约1000的m/z比的离子)的质量分析的优化Q0压强可以在约7mTorr至约10mTorr的范围中，而用于较低m/z离子的质量分析的优化Q0压强可以在约4mTorr至约7mTorr的范围中。

在一系列实验中，将使用内部直径(id)为8mm的限流器的情况下Q0中的压强与没有限流器的情况下Q0中的相应压强进行比较。在这些实验中，在没有限流器且不加热的情况下观察到6mTorr的Q0压强。当使用设置在300℃的池加热器加热DMS池时，在没有限流器的情况下观察到Q0压强小于3mTorr。使用内部直径(id)为8mm的限流器导致不加热的情况下Q0的压强为约10mTorr，以及当使用设置在300℃的池加热器加热DMS池时，压强为约4mTorr，以及当使用离子源涡轮加热器且TEM＝750℃时，压强为3mTorr或更低。

使用加热纳米流接口而不是DMS进行的类似实验示出了Q0压强的调节可以用于优化质量信号。这些结果表明，当在离子源区域和接口区域中施加不同水平的热量时，可能难以在质谱仪的3级差动泵送真空级的各个真空级中维持期望的压强范围。当系统中添加具有不同加热特性的诸如DMS或纳米流ESI接口之类的附件时，这个困难是复杂的。

本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离本教导的范围的情况下，可以对上面的实施例进行各种改变。

Claims (23)

1.一种用于在质谱系统中使用的差动泵送真空级，包括：

入口端口，用于接收气流中夹带的多个离子，

离子导向器，包括布置为多极配置的多个杆，以便提供使接收的离子能够穿过的通道，所述杆中的至少一个杆被配置为向其施加DC和/或RF电压，用于在所述通道内产生适合于聚焦离子的电磁场，以及

控制器，被配置为将离子导向器的操作压强维持在预定范围内。

2.根据权利要求1所述的差动泵送真空级，其中所述入口端口具有等于或大于约0.7mm的至少一个尺寸。

3.根据权利要求2所述的差动泵送真空级，其中所述至少一个尺寸在约1mm至约4mm的范围中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的差动泵送真空级，其中所述入口端口具有圆形轮廓，以及所述尺寸对应于所述圆形轮廓的直径。

5.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，还包括可操作地耦合到所述离子导向器的压强规以用于测量所述离子导向器内的操作压强并生成指示所述测量的压强的信号。

6.根据权利要求5所述的差动泵送真空级，还包括与所述压强规通信的反馈电路，所述反馈电路被配置为响应于由所述压强规生成的所述信号来施加控制信号以便将操作压强维持在预定范围内或预定值处。

7.根据权利要求6所述的差动泵送真空级，其中所述预定范围和预定值中的任一者对应于提供具有在预定范围中的m/z的离子的优化传输和/或提供一个或多个簇离子的优化去簇的压强范围或压强值。

8.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，其中所述离子导向器包括开口，所述开口用于提供在所述离子导向器和用于向离子导向器施加负压的泵之间的流体连接。

9.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，其中所述控制器被配置为控制可调节限流器，以便调节离子导向器的操作压强。

10.根据权利要求9所述的差动泵送真空级，其中所述可调节限流器耦合到开口，所述开口用于提供在所述离子导向器和用于向离子导向器施加负压的泵之间的流体连接，其中所述可调节限流器被配置为调节所述离子导向器和所述泵之间的流导。

11.根据权利要求10所述的差动泵送真空级，其中所述可调节限流器包括可调节孔。

12.根据权利要求11所述的差动泵送真空级，其中反馈系统响应于由压强规生成的所述信号而生成控制信号以用于改变所述可调节孔的尺寸，以便将所述操作压强维持在所述预定范围内或预定值处。

13.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，其中所述预定范围为从约3mTorr至约12mTorr。

14.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，其中所述预定范围为从约4Torr至约8Torr。

15.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，其中所述预定范围为从约1.5Torr至约4Torr。

16.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，其中所述离子导向器与所述质谱仪的上游采样孔口流体连通以用于接收所述离子。

17.根据权利要求16所述的差动泵送真空级，还包括用于加热质谱仪的所述采样孔口的加热器以用于加热将离子携带到所述离子导向器中的所述气体。

18.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，还包括密封至采样入口的DMS接口或纳米流接口。

19.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，其中所述控制器被配置为调节泵的泵速以用于将所述操作压强维持在预定范围内。

20.根据前述权利要求中任一项所述的差动泵送真空级，还包括控制器，所述控制器用于响应于在所述离子导向器处的或在所述质谱仪的位于所述离子导向器上游的一个或多个部件处的温度测量值来控制压强调节元件。

21.根据权利要求1所述的差动泵送真空级，其中所述控制器被配置为接收与质谱系统的一个或多个加热元件相关联的一个或多个温度设置，并基于该温度设置来调节所述离子导向器的操作压强。

22.根据权利要求21所述的差动泵送真空级，其中所述控制器被配置为基于将温度设置与操作压强相关联的校准数据来计算操作压强。

23.根据权利要求22所述的差动泵送真空级，其中所述控制器被配置为将所述计算的操作压强与预定压强范围进行比较，以确定所述计算的操作压强是否位于所述预定范围之外。