DE10328599A1

DE10328599A1 - Massenspektrometer

Info

Publication number: DE10328599A1
Application number: DE10328599A
Authority: DE
Inventors: Kevin Timperley Altrincham Giles; John Brian Stockport Hoyes; Steven Temple Hoddlesden Pringle; Jason Lee Stockport Wildgoose; Robert Harold Knutsford Batemann
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: GB2392304B; GB2392304A; CA2433508C; DE20309816U1; DE10328599B4; CA2433508A1; GB0314736D0

Abstract

Es ist ein Massenspektrometer mit einem Ionenbeweglichkeitstrenner (1) zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit offenbart. Der Ionenbeweglichkeitstrenner (1) weist mehrere Elektroden (3) auf, und eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen werden zunehmend an die Elektroden (3) angelegt, so daß Ionen mit einer bestimmten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit anderen Ionenbeweglichkeiten getrennt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Massenspektrometer, einen Ionenbeweglichkeitstrenner, ein Verfahren zur Massenspektrometrie und ein Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung.
Hochfrequenz-Ionenführungen (HF-Ionenführungen) werden gemeinhin zum Einsperren und Transportieren von Ionen verwendet. Herkömmlicherweise werden mehrere Elektroden bereitgestellt, wobei eine HF-Spannung zwischen benachbarte Elektroden gelegt wird, so daß eine Pseudo-Potentialmulde oder ein Pseudo-Potentialtal erzeugt wird. Die Pseudo-Potentialmulde kann so eingerichtet werden, daß sie Ionen radial einsperrt, und sie kann dadurch, daß sie als eine Ionenführung wirkt, verwendet werden, um Ionen wirksam zu transportieren.
Die HF-Ionenführung kann selbst bei verhältnismäßig hohen Drücken, bei denen es wahrscheinlich ist, daß Ionen häufige Kollisionen mit Restgasmolekülen durchmachen, wirksam als eine Ionenführung funktionieren. Wenngleich die Kollisionen mit Gasmolekülen bewirken können, daß die Ionen gestreut werden und Energie verlieren, bewirkt die von der HF-Ionenführung erzeugte Pseudo-Potentialmulde das radiale Einsperren der Ionen innerhalb der Ionenführung. HF-Ionenführungen haben daher einen Vorteil gegenüber Führungsdraht-Ionenführungen, bei denen eine Gleichspannung an einen zentralen Draht angelegt ist, der entlang des Zentrums eines leitenden Rohrs verläuft. Bei solchen Anordnungen werden Ionen in einer Umlaufbahn um den zentralen Führungsdraht gehalten, und falls Ionen zahlreiche Kollisionen mit Gasmolekülen durchmachen, verlieren sie gewöhnlich Energie und fallen schließlich in den zentralen Führungsdraht und gehen so verloren. Es ist bekannt, HF-Ionenführungen zum Transportieren von Ionen durch auf mittleren Drücken (beispielsweise 0,001–10 mbar) gehaltene Vakuumkammern zu transportieren. Beispielsweise kann die Ionenführung bereitgestellt werden, um Ionen von einer Atmosphärendruck-Ionenquelle zu einem Massenanalysator in einer auf einem verhältnismäßig niedrigen Druck gehaltenen Kammer zu übertragen.
Wenn Ionen mit Gasmolekülen kollidieren, können sie gestreut werden und kinetische Energie verlieren. Falls die Ionen eine große Anzahl von Kollisionen, beispielsweise mehr als 100 Kollisionen, durchmachen, verlieren sie im wesentlichen ihre gesamte vorwärts gerichtete kinetische Energie. Die Ionen besitzen daher eine mittlere Energie, die im wesentlichen derjenigen der umgebenden Gasmoleküle gleicht. Die Ionen scheinen sich daher infolge andauernder zufälliger Kollisionen mit Gasmolekülen innerhalb des Gases zufällig zu bewegen. Dementsprechend können unter normalen Betriebsbedingungen Ionen, die durch eine auf einem mittleren Gasdruck gehaltene HF-Ionenführung transportiert werden, im wesentlichen ihre gesamte vorwärts gerichtete kinetische Energie verlieren und einen verhältnismäßig langen Zeitraum innerhalb der Ionenführung bleiben.
In der Praxis können sich Ionen aus anderen Gründen dennoch weiter vorwärts bewegen. Es wird normalerweise angenommen, daß sich Ionen infolge der Gesamtbewegung von Gas, das die Ionen durch die Ionenführung drängt, weiter vorwärts bewegen können. Durch das fortlaufende Eindringen von Ionen in die Ionenführung hervorgerufene Raumladungseffekte und damit die elektrostatische Abstoßung von hinten ankommender Ionen können auch effektiv die Ionen durch die Ionenführung schieben. Ohne diese Einflüsse können die Ionen jedoch innerhalb der Ionenführung im wesentlichen zum Stillstand kommen und daher nicht aus dem Ausgang austreten.
Ein bekanntes Mittel zum Treiben von Ionen durch eine HF-Ionenführung bei mittleren Drücken besteht in der Verwendung eines konstanten elektrischen Gleichfelds. Zum Gewährleisten, daß die Ionen austreten, oder einfach zum Verringern ihrer Durchlaufzeit kann entlang der Ionenführung ein axialer Spannungsgradient angelegt werden. Beispielsweise kann die Ionenführung eine segmentierte Mehrpol-Stabsatz-Ionenführung sein, wobei ein Gleichspannungspotential zwischen aufeinanderfolgenden Stabsegmenten aufrechterhalten wird. Das axiale elektrische Feld bewirkt, daß die Ionen nach jeder Kollision mit einem Gasmolekül vorwärts beschleunigt werden. Ein schwaches elektrisches Feld im Bereich von 0,1 bis 1 V/cm ist für Drücke zwischen 0,001 und 0,01 mbar angemessen. Bei höheren Drücken können höhere Feldstärken verwendet werden.
Im Druckbereich oberhalb von 0,001 mbar erreichen Ionen in einem axialen elektrischen Feld ihrer Ionenbeweglichkeit entsprechende Geschwindigkeiten. Es kann daher dafür gesorgt werden, daß von einer gepulsten Ionenquelle emittierte Ionen entsprechend ihrer Ionenbeweglichkeit getrennt werden. Ionen von einer kontinuierlichen Ionenquelle können in einen Driftbereich geleitet werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Massenspektrometer vorgesehen, welches aufweist:
einen Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird entlang eines Ionenbeweglichkeitstrenners ein sich wiederholendes Muster elektrischer Potentiale überlagert, um eine periodische Wellenform zu bilden. Es wird bewirkt, daß die Wellenform in der zum Bewegen der Ionen erforderlichen Richtung und bei der dafür erforderlichen Geschwindigkeit entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners läuft.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner kann eine Wechselspannungs- oder HF-Ionenführung in der Art eines Mehrpol-Stabsatzes oder eines gestapelten Ringsatzes aufweisen. Die Ionenführung ist vorzugsweise in axialer Richtung segmentiert, so daß unabhängige transiente Gleichspannungspotentiale an jedes Segment angelegt werden können. Die transienten Gleichspannungspotentiale werden vorzugsweise einer Wechsel- oder HF-Spannung, die das radiale Einsperren von Ionen bewirkt, und/oder einer konstanten Offset-Gleichspannung überlagert. Die transienten Gleichspannungspotentiale erzeugen eine laufende Welle, die sich in axialer Richtung bewegt.
Zu jedem Zeitpunkt ist zwischen Segmenten ein Spannungsgradient erzeugt, wodurch bewirkt wird, daß Ionen in eine bestimmte Richtung geschoben oder gezogen werden. Wenn sich die Ionen in die erforderliche Richtung bewegen, tut dies auch der Spannungsgradient. Die einzelnen Gleichspannungen an jedem der Segmente können programmiert werden, um eine erforderliche Wellenform zu erzeugen. Die einzelnen Gleichspannungen an jedem der Segmente können auch so programmiert werden, daß sie sich synchron ändern, so daß die Gleichspannungs-Potentialwellenform aufrechterhalten wird, jedoch in der Richtung, in der die Ionen bewegt werden müssen, verschoben wird.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen in erheblichem Maße entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner bewegt werden, wenn die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit durch die angelegte Gleichspannung in geringerem Maße entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden als die Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit, wenn die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit mit einer höheren Geschwindigkeit als die Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Massenspektrometer vorgesehen, welches aufweist:
einen Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen. An die wenigstens eine Elektrode ist vorzugsweise eine solche Spannung angelegt, daß ein Potentialhügel oder -tal bereitgestellt ist.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit erheblich vor den Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austreten. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit erheblich nach den Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austreten.
Die Mehrzahl der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit tritt vorzugsweise eine Zeit t vor der Mehrzahl der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner aus, wobei t in einen Bereich fällt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht:
(i) < 1 μs, (ii) 1 – 10 μs, (iii) 10 – 50 μs, (iv) 50 – 100 μs, (v) 100 – 200 μs, (vi) 200 – 300 μs, (vii) 300 – 400 μs, (viii) 400 – 500 μs, (ix) 500 – 600 μs, (x) 600 – 700 μs, (xi) 700 – 800 μs, (xii) 800 – 900 μs, (xiii) 900 – 1000 μs, (xiv) 1,0 – 1,1 ms, (xv) 1,1 – 1,2 ms, (xvi) 1,2 – 1,3 ms, (xvii) 1,3 – 1,4 ms, (xviii) 1,4 – 1,5 ms, (xix) 1,5 – 1,6 ms, (xx) 1,6 – 1,7 ms, (xxi) 1,7 – 1,8 ms, (xxii) 1,8 – 1,9 ms, (xxiii) 1,9 – 2,0 ms, (xxiv) 2,0 – 2,5 ms, (xxv) 2,5 – 3,0 ms, (xxvi) 3,0 – 3,5 ms, (xxvii) 3,5 – 4,0 ms, (xxviii) 4,0 – 4,5 ms, (xxix) 4,5 – 5,0 ms, (xxx) 5 – 10 ms, (xxxi) 10 – 15 ms, (xxxii) 15 – 20 ms, (xxxiii) 20 – 25 ms und (xxxiv) 25 – 30 ms.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Massenspektrometer vorgesehen, welches aufweist:
einen Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß:
(i) Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten und einer zweiten Ionenbeweglichkeit, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential hindurchlaufen, während andere Ionen, die eine dritte verschiedene Ionenbeweglichkeit aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann
(ii) Ionen mit der ersten und der zweiten Ionenbeweglichkeit zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit der zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das erste Potential sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das erste Potential hindurchlaufen. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das erste Potential sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit durch das erste Potential hindurchlaufen. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das erste Potential sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der dritten Ionenbeweglichkeit nicht durch das erste Potential hindurchlaufen.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das zweite Potential sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das zweite Potential sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit erheblich vor den Ionen mit der ersten und der dritten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austreten. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten und der dritten Ionenbeweglichkeit erheblich nach den Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austreten.
Die Mehrzahl der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit tritt vorzugsweise eine Zeit t vor der Mehrzahl der Ionen mit der ersten und der dritten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner aus, wobei t in einen Bereich fällt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht:
(i) < 1 μs, (ii) 1 – 10 μs, (iii) 10 – 50 μs, (iv) 50 – 100 μs, (v) 100 – 200 μs, (vi) 200 – 300 μs, (vii) 300 – 400 μs, (viii) 400 – 500 μs, (ix) 500 – 600 μs, (x) 600 – 700 μs, (xi) 700 – 800 μs, (xii) 800 – 900 μs, (xiii) 900 – 1000 μs, (xiv) 1,0 – 1,1 ms, (xv) 1,1 – 1,2 ms, (xvi) 1,2 – 1,3 ms, (xvii) 1,3 – 1,4 ms, (xviii) 1,4 – 1,5 ms, (xix) 1,5 – 1,6 ms, (xx) 1,6 – 1,7 ms, (xxi) 1,7 – 1,8 ms, (xxii) 1,8 – 1,9 ms, (xxiii) 1,9 – 2,0 ms, (xxiv) 2,0 – 2,5 ms, (xxv) 2,5 – 3,0 ms, (xxvi) 3,0 – 3,5 ms, (xxvii) 3,5 – 4,0 ms, (xxviii) 4,0 – 4,5 ms, (xxix) 4,5 – 5,0 ms, (xxx) 5 – 10 ms, (xxxi) 10 – 15 ms, (xxxii) 15 – 20 ms, (xxxiii) 20 – 25 ms und (xxxiv) 25 – 30 ms.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen können erzeugen: (i) einen Potentialhügel oder -wall, (ii) eine Potentialmulde, (iii) eine Kombination aus einem Potentialhügel oder -wall und einer Potentialmulde, (iv) mehrere Potentialhügel oder -wälle, (v) mehrere Potentialmulden oder (vi) eine Kombination aus mehreren Potentialhügeln oder -wällen und mehreren Potentialmulden.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen umfassen vorzugsweise eine sich wiederholende Wellenform in der Art einer Rechteckwelle.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen erzeugen vorzugsweise mehrere Potentialspitzen oder -mulden, die durch Zwischenbereiche getrennt sind. Der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen ist vorzugsweise von Null verschieden und kann positiv oder negativ sein. Der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen kann linear oder nichtlinear sein. Der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen kann beispielsweise exponentiell zunehmen oder abnehmen.
Die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden kann im wesentlichen konstant bleiben, oder die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden kann zunehmend größer oder kleiner werden. Die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden kann linear oder nichtlinear zunehmen oder abnehmen.
Bei der Verwendung wird ein axialer Gleichspannungsgradient vorzugsweise entlang wenigstens eines Teils der Länge des Ionenbeweglichkeitstrenners aufrechterhalten, wobei sich der axiale Spannungsgradient zeitlich ändert.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner kann eine erste Elektrode, die auf einem ersten Bezugspotential gehalten wird, eine zweite Elektrode, die auf einem zweiten Bezugspotential gehalten wird, und eine dritte Elektrode, die auf einem dritten Bezugspotential gehalten wird, aufweisen, wobei: zu einer ersten Zeit t₁ eine erste Gleichspannung an die erste Elektrode angelegt wird, so daß die erste Elektrode auf einem ersten Potential oberhalb oder unterhalb des ersten Bezugspotentials gehalten wird, zu einer zweiten späteren Zeit t₂ eine zweite Gleichspannung an die zweite Elektrode angelegt wird, so daß die zweite Elektrode auf einem zweiten Potential gehalten wird, das oberhalb oder unterhalb des zweiten Bezugspotentials liegt, und zu einer dritten späteren Zeit t₃ eine dritte Gleichspannung an die dritte Elektrode angelegt wird, so daß die dritte Elektrode auf einem dritten Potential oberhalb oder unterhalb des dritten Bezugspotentials gehalten wird.
Vorzugsweise liegt zur ersten Zeit t₁ die zweite Elektrode auf dem zweiten Bezugspotential und die dritte Elektrode auf dem dritten Bezugspotential, zur zweiten Zeit t₂ die erste Elektrode auf dem ersten Potential und die dritte Elektrode auf dem dritten Bezugspotential und zur dritten Zeit t₃ die erste Elektrode auf dem ersten Potential und die zweite Elektrode auf dem zweiten Potential.
Alternativ liegt zur ersten Zeit t₁ die zweite Elektrode auf dem zweiten Bezugspotential und die dritte Elektrode auf dem dritten Bezugspotential, wird zur zweiten Zeit t₂ der ersten Elektrode nicht mehr die erste Gleichspannung zugeführt, so daß die erste Elektrode auf das erste Bezugspotential zurückgeführt wird und die dritte Elektrode auf das dritte Bezugspotential zurückgeführt wird, und liegt zur dritten Zeit t₃ die erste Elektrode auf dem ersten Bezugspotential und wird der zweiten Elektrode nicht mehr die zweite Gleichspannung zugeführt, so daß die zweite Elektrode auf das zweite Bezugspotential zurückgeführt wird.
Das erste, das zweite und das dritte Bezugspotential sind vorzugsweise im wesentlichen gleich. Vorzugsweise sind die erste, die zweite und die dritte Gleichspannung im wesentlichen gleich. Vorzugsweise sind das erste, das zweite und das dritte Potential im wesentlichen gleich.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner kann 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 Segmente aufweisen, wobei jedes Segment 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 Elektroden aufweist und wobei die Elektroden in einem Segment auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential gehalten werden. Vorzugsweise werden mehrere Segmente auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential gehalten. Vorzugsweise wird jedes Segment auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential wie das nachfolgende n-te Segment gehalten, wobei n 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 ist.
Ionen werden vorzugsweise innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners durch ein elektrisches Wechsel- oder HF-Feld radial eingesperrt. Ionen werden vorzugsweise in einer Pseudo-Potentialmulde radial innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners eingesperrt und durch einen realen Potentialwall oder eine reale Potentialmulde axial bewegt.
Bei der Verwendung können eine oder mehrere zusätzliche Wechsel- oder HF-Spannungswellenformen an wenigstens einige der Elektroden angelegt werden, so daß Ionen entlang wenigstens eines Teils der Länge des Ionenbeweglichkeitstrenners gedrängt werden. Solche Wechsel- oder HF-Spannungswellenformen kommen zu den Wechsel- oder HF-Spannungswellenformen hinzu, welche Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners radial einsperren.
Die Laufzeit der Ionen durch den Ionenbeweglichkeitstrenner ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) kleiner oder gleich 20 ms, (ii) kleiner oder gleich 10 ms, (iii) kleiner oder gleich 5 ms, (iv) kleiner oder gleich 1 ms und (v) kleiner oder gleich 0,5 ms.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner kann bei der Verwendung auf einem Druck gehalten werden, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) größer oder gleich 0,0001 mbar, (ii) größer oder gleich 0,0005 mbar, (iii) größer oder gleich 0,001 mbar, (iv) größer oder gleich 0,005 mbar, (v) größer oder gleich 0,01 mbar, (vi) größer oder gleich 0,05 mbar, (vii) größer oder gleich 0,1 mbar, (viii) größer oder gleich 0,5 mbar, (ix) größer oder gleich 1 mbar, (x) größer oder gleich 5 mbar und (xi) größer oder gleich 10 mbar. Vorzugsweise wird der Ionenbeweglichkeitstrenner bei der Verwendung auf einem Druck gehalten, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) kleiner oder gleich 10 mbar, (ii) kleiner oder gleich 5 mbar, (iii) kleiner oder gleich 1 mbar, (iv) kleiner oder gleich 0,5 mbar, (v) kleiner oder gleich 0,1 mbar, (vi) kleiner oder gleich 0,05 mbar, (vii) kleiner oder gleich 0,01 mbar, (viii) kleiner oder gleich 0,005 mbar, (ix) kleiner oder gleich 0,001 mbar, (x) kleiner oder gleich 0,0005 mbar und (xi) kleiner oder gleich 0,0001 mbar. Der Ionenbeweglichkeitstrenner wird bei der Verwendung vorzugsweise auf einem Druck gehalten, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) zwischen 0,0001 und 10 mbar, (ii) zwischen 0,0001 und 1 mbar, (iii) zwischen 0,0001 und 0,1 mbar, (iv) zwischen 0,0001 und 0,01 mbar, (v) zwischen 0,0001 und 0,001 mbar, (vi) zwischen 0,001 und 10 mbar, (vii) zwischen 0,001 und 1 mbar, (viii) zwischen 0,001 und 0,1 mbar, (ix) zwischen 0,001 und 0,01 mbar, (x) zwischen 0,01 und 10 mbar, (xi) zwischen 0,01 und 1 mbar, (xii) zwischen 0,01 und 0,1 mbar, (xiii) zwischen 0,1 und 10 mbar, (xiv) zwischen 0,1 und 1 mbar und (xv) zwischen 1 und 10 mbar.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner wird bei der Verwendung vorzugsweise auf einem Druck gehalten, bei dem auf Ionen, die durch den Ionenbeweglichkeitstrenner laufen, ein viskoser Widerstand ausgeübt wird.
Bei der Verwendung werden die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen vorzugsweise anfänglich an einer ersten axialen Position bereitgestellt und dann nachfolgend an einer zweiten und dann an einer dritten verschiedenen axialen Position entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners bereitgestellt.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bewegen sich vorzugsweise von einem Ende des Ionenbeweglichkeitstrenners zu einem anderen Ende des Ionenbeweglichkeitstrenners, so daß wenigstens einige Ionen entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners gedrängt werden.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen weisen vorzugsweise wenigstens 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 verschiedene Amplituden auf.
Die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen kann im wesentlichen zeitlich konstant bleiben, oder die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen kann sich alternativ zeitlich ändern. Beispielsweise kann die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen ent weder (i) zeitlich zunehmen, (ii) zeitlich zunehmen und dann abnehmen, (iii) zeitlich abnehmen oder (iv) zeitlich abnehmen und dann zunehmen.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner kann einen stromaufwärts gelegenen Eintrittsbereich, einen stromabwärts gelegenen Austrittsbereich und einen Zwischenbereich aufweisen, wobei: in dem Eintrittsbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen ersten Wert aufweist, in dem Zwischenbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen zweiten Wert aufweist und in dem Austrittsbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen dritten Wert aufweist.
Der Eintritts- und/oder der Austrittsbereich machen vorzugsweise einen Anteil der gesamten axialen Länge des Ionenbeweglichkeitstrenners aus, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) < 5%, (ii) 5 – 10%, (iii) 10 – 15%, (iv) 15 – 20%, (v) 20 – 25%, (vi) 25 – 30%, (vii) 30 – 35%, (viii) 35 – 40% und (ix) 40 – 45%.
Die erste und/oder die dritte Amplitude sind vorzugsweise im wesentlichen Null, und die zweite Amplitude ist vorzugsweise im wesentlichen von Null verschieden. Vorzugsweise ist die zweite Amplitude größer als die erste Amplitude und/oder ist die zweite Amplitude größer als die dritte Amplitude.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen laufen bei der Verwendung vorzugsweise mit einer ersten Geschwindigkeit entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners. Vorzugsweise bleibt die erste Geschwindigkeit (i) im wesentlichen konstant, (ii) ändert sich, (iii) nimmt zu, (iv) nimmt zu und dann ab, (v) nimmt ab, (vi) nimmt ab und dann zu, (vii) wird im wesentlichen auf Null verringert, (viii) kehrt die Richtung um, oder (ix) wird im wesentlichen auf Null verringert und kehrt dann die Richtung um.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bewirken vorzugsweise, daß einige Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners mit einer zweiten verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen. Vorzugsweise bewirken die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen, daß einige Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners mit einer dritten verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen. Vorzugsweise bewirken die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen, daß einige Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners mit einer vierten verschiedenen Geschwindigkeit entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners laufen. Vorzugsweise bewirken die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen, daß einige Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners mit einer fünften verschiedenen Geschwindigkeit entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners laufen.
Vorzugsweise wird die Differenz zwischen der ersten Geschwindigkeit und der zweiten und/oder der dritten und/oder der vierten und/oder der fünften Geschwindigkeit aus der folgenden Gruppe ausgewählt:
(i) kleiner oder gleich 50 m/s, (ii) kleiner oder gleich 40 m/s, (iii) kleiner oder gleich 30 m/s, (iv) kleiner oder gleich 20 m/s, (v) kleiner oder gleich 10 m/s, (vi) kleiner oder gleich 5 m/s und (vii) kleiner oder gleich 1 m/s.
Die erste Geschwindigkeit wird vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) 10 – 250 m/s, (ii) 250 – 500 m/s, (iii) 500 – 750 m/s, (iv) 750 – 1000 m/s, (v) 1000 – 1250 m/s, (vi) 1250 – 1500 m/s, (vii) 1500 – 1750 m/s, (viii) 1750 – 2000 m/s, (ix) 2000 – 2250 m/s, (x) 2250 – 2500 m/s, (xi) 2500 – 2750 m/s und (xii) 2750 – 3000 m/s. Die zweite und/oder die dritte und/oder die vierte und/oder die fünfte verschiedene Geschwindigkeit werden vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) 10 – 250 m/s, (ii) 250 – 500 m/s, (iii) 500 – 750 m/s, (iv) 750 – 1000 m/s, (v) 1000 – 1250 m/s, (vi) 1250 – 1500 m/s, (vii) 1500 – 1750 m/s, (viii) 1750 – 2000 m/s, (ix) 2000 – 2250 m/s, (x) 2250 – 2500 m/s, (xi) 2500 – 2750 m/s und (xii) 2750 – 3000 m/s.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen weisen vorzugsweise eine Frequenz auf, wobei die Frequenz (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen weisen vorzugsweise eine Wellenlänge auf, wobei die Wellenlänge (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.
Die zwei oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die zwei oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen können gleichzeitig entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners laufen. Es kann dafür gesorgt werden, daß die zwei oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die zwei oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen (i) in die gleiche Richtung laufen, (ii) in entgegengesetzte Richtungen laufen, (iii) sich aufeinander zu bewegen oder (iv) sich voneinander fort bewegen.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen können entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners laufen, und es ist wenigstens eine im wesentlichen stationäre transiente Gleichspannung oder Gleichspannungs-Wellenform an einer Position entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners bereitgestellt.
Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen werden vorzugsweise wiederholt erzeugt und bei der Verwendung entlang des Ionen beweglichkeitstrenners laufen gelassen, wobei die Frequenz des Erzeugens der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.
Ein kontinuierlicher Ionenstrahl kann an einem Eingang des Ionenbeweglichkeitstrenners empfangen werden, oder es können Ionenpakete an einem Eingang des Ionenbeweglichkeitstrenners empfangen werden.
Ionenimpulse treten vorzugsweise aus einem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners aus. Das Massenspektrometer weist vorzugsweise einen Ionendetektor auf, der so eingerichtet ist, daß er bei der Verwendung im wesentlichen phasensynchronisiert mit den Impulsen der aus dem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners austretenden ist. Das Massenspektrometer weist vorzugsweise auch einen Flugzeit-Massenanalysator auf, der eine Elektrode zum Einbringen von Ionen in einen Driftbereich aufweist, wobei die Elektrode dafür eingerichtet ist, bei der Verwendung im wesentlichen synchronisiert mit den aus dem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners austretenden Ionenimpulsen mit Energie versorgt zu werden.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt, welche umfaßt: (i) einen Ionentrichter, welcher mehrere Elektroden aufweist, in denen sich Öffnungen befinden, von denen Ionen durchgelassen werden, wobei die Durchmesser der Öffnungen zunehmend kleiner oder größer werden, (ii) einen Ionen tunnel, welcher mehrere Elektroden aufweist, in denen sich Öffnungen befinden, von denen Ionen durchgelassen werden, wobei der Durchmesser der Öffnungen im wesentlichen konstant bleibt, und (iii) einen Stapel von Platten-, Ring- oder Drahtschleifenelektroden.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner weist mehrere Elektroden auf, wobei jede Elektrode eine Öffnung aufweist, von der bei der Verwendung Ionen durchgelassen werden. Jede Elektrode kann eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung aufweisen. Jede Elektrode kann eine einzige Öffnung aufweisen, von der bei der Verwendung Ionen durchgelassen werden.
Der Durchmesser der Öffnungen von wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der den Ionenbeweglichkeitstrenner bildenden Elektroden wird vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) kleiner oder gleich 10 mm, (ii) kleiner oder gleich 9 mm, (iii) kleiner oder gleich 8 mm, (iv) kleiner oder gleich 7 mm, (v) kleiner oder gleich 6 mm, (vi) kleiner oder gleich 5 mm, (vii) kleiner oder gleich 4 mm, (viii) kleiner oder gleich 3 mm, (ix) kleiner oder gleich 2 mm und (x) kleiner oder gleich 1 mm.
Wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der den Ionenbeweglichkeitstrenner bildenden Elektroden weisen vorzugsweise Öffnungen auf, die im wesentlichen die gleiche Größe oder Fläche aufweisen.
Gemäß einer weniger bevorzugten Ausführungsform kann der Ionenbeweglichkeitstrenner einen segmentierten Stabsatz aufweisen.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner besteht vorzugsweise aus: (i) 10 – 20 Elektroden, (ii) 20 – 30 Elektroden, (iii) 30 – 40 Elektroden, (iv) 40 – 50 Elektroden, (v) 50 – 60 Elektroden, (vi) 60 – 70 Elektroden, (vii) 70 – 80 Elektroden, (viii) 80 – 90 Elektroden, (ix) 90 – 100 Elektroden, (x) 100 – 110 Elektroden, (xi) 110 – 120 Elektroden, (xii) 120 – 130 Elektroden, (xiii) 130 – 140 Elektroden, (xiv) 140 – 150 Elektroden oder (xv) mehr als 150 Elektroden.
Die Dicke von wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Elektroden ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt:
(i)kleiner oder gleich 3 mm, (ii) kleiner oder gleich 2,5 mm, (iii) kleiner oder gleich 2,0 mm, (iv) kleiner oder gleich 1,5 mm, (v) kleiner oder gleich 1,0 mm und (vii) kleiner oder gleich 0,5 mm.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner hat vorzugsweise eine aus der folgenden Gruppe ausgewählte Länge:
(i) kleiner als 5 cm, (ii) 5 – 10 cm, (iii) 10 – 15 cm, (iv) 15 – 20 cm, (v) 20 – 25 cm, (vi) 25 – 30 cm und (vii) größer als 30 cm.
Wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Elektroden sind vorzugsweise sowohl an eine Gleichspannungs- als auch an eine Wechsel- oder HF-Spannungsversorgung angeschlossen. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden axial benachbarten Elektroden Wechsel- oder HF-Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180° zugeführt.
Das Massenspektrometer kann eine Ionenquelle aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche umfaßt: (i) eine Elektrospray-Ionenquelle ("ESI-Ionenquelle"), (ii) eine chemische Atmosphärendruckionisations-Ionenquelle ("APCI-Ionenquelle"), (iii) eine Atmosphärendruck-Photoionisations-Ionenquelle ("APPI-Ionenquelle"), (iv) eine matrixunterstützte Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle ("MALDI-Ionenquelle"), (v) eine Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle ("LDI-Ionenquelle"), (vi) eine induktiv gekoppelte Plasmaionenquelle ("ICP-Ionenquelle"), (vii) eine Elektronenstoß-Ionenquelle ("EI-Ionenquelle"), (viii) eine chemische Ionisations-Ionenquelle ("CI-Ionenquelle"), (ix) eine Ionenquelle mit schnellem Atombeschuß ("FAB-Ionenquelle") und (x) eine Flüssigkeits-Sekundärionen-Massenspektrometrie-Ionenquelle ("LSIMS-Ionenquelle"). Die Ionenquelle kann entweder eine kontinuierliche oder eine gepulste Ionenquelle sein.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit vorgesehen, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit vorgesehen, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleich spannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit vorgesehen, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß:
(i) Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten und einer zweiten Ionenbeweglichkeit, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential hindurchlaufen, während andere Ionen, die eine dritte verschiedene Ionenbeweglichkeit aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann
(ii) Ionen mit der ersten und der zweiten Ionenbeweglichkeit zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit der zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden und
zunehmendes Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder einer oder mehrerer transienter Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden und
zunehmendes Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder einer oder mehrerer transienter Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit einer zweiten ver schiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden,
zunehmendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten und einer zweiten Ionenbeweglichkeit, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential hindurchlaufen, während andere Ionen, die eine dritte verschiedene Ionenbeweglichkeit aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann
zunehmendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen mit der ersten und der zweiten Ionenbeweglichkeit zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit der zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden und
zunehmendes Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder einer oder mehrerer transienter Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeitstrenner getrennt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden und
zunehmendes Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder einer oder mehrerer transienter Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden,
zunehmendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten und einer zweiten Ionenbeweglichkeit, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential hindurchlaufen, während andere Ionen, die eine dritte verschiedene Ionenbeweglichkeit aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann
zunehmendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen mit der ersten und der zweiten Ionenbeweglichkeit zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit der zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ionenbeweglichkeitstrenner vorgesehen, in dem Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit getrennt werden und entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners verschiedene im wesentlichen statische oder sich im Gleichgewicht befindende axiale Positionen annehmen.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner weist vorzugsweise mehrere Elektroden auf, wobei eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, um wenigstens einige Ionen in eine erste Richtung zu drängen, und wobei ein Gleichspannungsgradient bewirkt, daß wenigstens einige Ionen in eine zweite Richtung gedrängt werden, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Die Spitzenamplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bleibt vorzugsweise im wesentlichen konstant oder verringert sich entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners.
Der Gleichspannungsgradient nimmt vorzugsweise entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners zu.
Sobald Ionen im wesentlichen statische oder sich im Gleichgewicht befindende axiale Positionen entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners angenommen haben, wird dafür gesorgt, daß wenigstens einige der Ionen zu einem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden. Es kann dafür gesorgt werden, daß wenigstens einige der Ionen zu einem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, indem: (i) der axiale Gleichspannungsgradient verringert oder erhöht wird, (ii) die Spitzenamplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen verringert oder erhöht wird, (iii) die Geschwindigkeit der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen verringert oder erhöht wird oder (iv) der Druck innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners verringert oder erhöht wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Massenspektrometer vorgesehen, das einen vorstehend beschriebenen Ionenbeweglichkeitstrenner aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung vorgesehen, bei dem bewirkt wird, daß Ionen innerhalb eines Ionenbeweglichkeitstrenners getrennt werden und entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners verschiedene im wesentlichen statische oder sich im Gleichgewicht befindende axiale Positionen annehmen.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner kann mehrere Elektroden aufweisen, wobei eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, um wenigstens einige Ionen in eine erste Richtung zu drängen, und wobei ein Gleichspannungsgradient bewirkt, daß wenigstens einige Ionen in eine zweite Richtung gedrängt werden, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Ionenbeweglichkeitstrenners zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden,
Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit in dem Ionenbeweglichkeitstrenner,
Bereitstellen eines Quadrupol-Massenfilters stromabwärts des Ionenbeweglichkeitstrenners und
Scannen des Quadrupol-Massenfilters in abgestufter Weise synchron mit dem Ionenbeweglichkeitstrenner, um Ionen mit einem gewünschten Ladungszustand weiterzuleiten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Massenspektrometer vorgesehen, welches aufweist: einen Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden, und ein Quadrupol-Massenfilter stromabwärts des Ionenbeweglichkeitstrenners, wobei das Quadrupol-Massenfilter bei der Verwendung synchron mit dem Ionenbeweglichkeitstrenner in abgestufter Weise gescannt wird, um Ionen mit einem gewünschten Ladungszustand weiterzuleiten.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, wobei:
1 ein Gleichgewicht in einem bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenner zusammen mit dem Spannungsprofil entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt,
2 Ionen innerhalb eines Ionenbeweglichkeitstrenners, während eine laufende Gleichspannung an einem Ende des bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenners beginnt, zusammen mit dem Spannungsprofil entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt,
3 die Wirkungen, die auftreten, wenn eine laufende Gleichspannungswelle Ionen hoher Beweglichkeit zu einem Ende des bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenners mitführt, zusammen mit dem Spannungsprofil entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt,
4 eine Ausführungsform, bei der alle Ionen hoher Beweglichkeit zu einem Ende des bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenners mitgeführt worden sind und die Ionen dann aus dem bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenner ausgestoßen werden, zusammen mit dem Spannungsprofil entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt,
5 im Gleichgewicht eine andere Ausführungsform, bei der der bevorzugte Ionenbeweglichkeitstrenner in zwei Bereiche unterteilt ist, die durch einen Potentialhügel getrennt sind, zusammen mit dem Spannungsprofil entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt,
6 eine Ausführungsform, bei der Ionen höherer Beweglichkeit in einen zweiten Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners mitgenommen worden sind, wobei eine laufende Gleichspannungswelle die Richtung umkehrt, zusammen mit dem Spannungsprofil entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt,
7 eine Ausführungsform eines Bandpaß-Betriebsmodus, bei dem Ionen mit einer mittleren Ionenbeweglichkeit in einer zweiten Stufe des bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenners verblieben sind, zusammen mit dem Spannungsprofil entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt,
8 eine vorbestimmte Trennung von zwei Proben zeigt,
9A eine bevorzugte laufende Gleichspannungs-Wellenform zeigt, 9B eine andere laufende Gleichspannungs-Wellenform zeigt und 9C eine weitere laufende Gleichspannungs-Wellenform zeigt und
10A die für Gramacidin-S (m/z 572) aufgezeichnete Laufzeit durch einen bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt und 10B die für Leucinenkephalin (m/z 556) aufgezeichnete Laufzeit durch einen bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenner zeigt.
1 zeigt einen bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenner 1 mit mehreren Elektroden 3, die jeweils eine Öffnung aufweisen, von denen Ionen durchgelassen werden können. Benachbarte Elektroden 3 sind vorzugsweise mit entgegengesetzten Phasen einer Wechsel- oder HF-Spannungsversorgung verbunden. Der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 wird vorzugsweise unter einem solchen Druck gehalten, daß die ihn in Längsrichtung durchquerenden Ionen viele Kollisionen mit Gasmolekülen durchmachen. Der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 kann gemäß einer Ausführungsform von einer Elektrospray- oder MALDI-Ionenquelle erzeugte Ionen empfangen. Eine oder mehrere Endplatten 2a, 2b des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 können auf einer in bezug auf die anderen Elektroden 3 leicht positiven Spannung gehalten werden, so daß Ionen, die einmal in den Ionenbeweglichkeitstrenner 1 eingetreten sind, wirksam darin eingefangen werden und den Potentialwall an einem oder beiden Enden nicht überwinden können. Nach einem bestimmten Zeitraum kann innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 ein Gleichgewicht erreicht werden, so daß Ionen aller Massen und Beweglichkeiten entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind. Wie in 2 dargestellt ist, kann gemäß einer Ausführungsform ein Spannungsimpuls Vg an die erste Elektrode der Ionenführung neben einer der Endplatten 2a angelegt werden, so daß einige Ionen durch den angelegten Spannungsimpuls Vg entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 gedrückt werden. Die lokale Feldänderung ist durch: Vdrift = KE(x) gegeben, wobei V_drift die Driftgeschwindigkeit eines Ions ist, K die Beweglichkeit des Ions ist und E(x) das von der angelegten Spannung hervorgerufene elektrische Feld ist. Das von der angelegten Spannung hervorgerufene elektrische Feld nimmt innerhalb weniger Elektrodenabstände schnell auf einen vernachlässigbaren Wert ab.
Der Spannungsimpuls Vg wird dann vorzugsweise schnell auf die nächste benachbarte Elektrode umgeschaltet. Ein Ion, das genug Zeit hatte, um wenigstens einen Elektrodenabstand zu driften, erfährt daher die gleiche Kraft und bewegt sich wiederum entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 in die Richtung, in die der Spannungsimpuls Vg läuft. Ionen mit einer niedrigeren Ionenbeweglichkeit haben jedoch möglicherweise nicht genug Zeit gehabt, um weit genug zu driften, um den Einfluß der Spannung zu spüren, wenn sie auf die benachbarte Elektrode umgeschaltet wird. Dementsprechend werden diese Ionen mit einer niedrigeren Beweglichkeit von dem laufenden Spannungsimpuls Vg oder der laufenden Spannungswellenform im wesentlichen zurückgelassen.
Der Spannungsimpuls Vg läuft vorzugsweise von Elektrode zu Elektrode entlang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1, wobei er jene Ionen mitführt, die eine ausreichend hohe Ionenbeweglichkeit aufweisen. Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, kann der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 daher gemäß einer Ausführungsform als ein Hochpaßfilter für die Ionenbeweglichkeit wirken, so daß Ionen mit Ionenbeweglichkeiten, die einen bestimmten Wert übersteigen, bevorzugt aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 ausgestoßen werden, während Ionen mit niedrigeren Ionenbeweglichkeiten innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 im wesentlichen eingefangen bleiben.
Die Wobbelzeit T_sweep des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 kann dann verringert werden, um eine etwas niedrigere (mittlere) Ionenbeweglichkeit auszuwählen, so daß diese Ionen, die eine mittlere Ionenbeweglichkeit aufweisen, dann vom Ionenbeweglichkeitstrenner 1 ausgestoßen werden können. Durch allmähliches weiteres Verringern der Wobbelzeit kann ein vollständiger Beweglichkeits-Scann aufgebaut werden, bis der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 im wesentlichen von Ionen geleert ist.
Gemäß einem anderen Betriebsmodus kann die Spannung des Spannungsimpulses Vg bei jedem Wobbeln zunehmend erhöht werden, wodurch Ionen mit zunehmend abnehmenden Ionenbeweglichkeiten in gleicher Weise gesammelt werden. Es wird beim Betrachten der vorstehenden Gleichung verständlich werden, daß die Geschwindigkeit eines Ions beim Verdoppeln der Spannung verdoppelt wird.
Die Auflösung des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 wird teilweise durch die Wobbelzeit T_sweep oder das Spannungsinkrement bestimmt. Je kleiner die Stufe (also die Verringerung der Wobbelzeit oder die Erhöhung der Spannung des Spannungsimpulses) zwischen den benachbarten Wobbelvorgängen wird, desto größer wird die Auflösung des Ionenbeweglichkeitstrenners 1. 4 zeigt Ionen am Ende eines Spannungswobbelvorgangs, die aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 ausgestoßen werden.
Der vorstehend beschriebene Betriebsmodus kann ein Beweglichkeitsspektrum durch eine Reihe weiterer Hochpaß stufen aufbauen. Die Isolation eines bestimmten Bereichs von Ionenbeweglichkeiten, d.h. eine Bandpaßoperation, kann jedoch auch unter Verwendung einer zweistufigen Vorrichtung erreicht werden. Wie in 5 dargestellt ist, kann durch die Wirkung eines entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 laufenden Spannungsimpulses Vg dafür gesorgt werden, daß Ionen mit einer Innenbeweglichkeit, die einen bestimmten Wert übersteigt, entlang einem Abschnitt des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 laufen. Die Ionen laufen dann von einem ersten Bereich 4 zu einer Elektrode, die auf einem bestimmten Potential 6 gehalten wird, und in einen zweiten Bereich 5, der vorzugsweise im wesentlichen keine Ionen aufweist. Wie in 6 dargestellt ist, kann der laufende Spannungsimpuls Vg, sobald einige Ionen in den zweiten Bereich 5 überführt worden sind, umgekehrt werden, um einige Ionen aus dem zweiten Bereich 5 an derselben (oder einer anderen) Elektrode, die auf einem vorzugsweise niedrigeren Potential 6' gehalten wird, vorbei und zurück in den ersten Bereich 4 zu führen. Der umgekehrte Wobbelvorgang kann schneller ablaufen und/oder eine höhere Spannung aufweisen als der vorwärts gerichtete Wobbelvorgang, so daß, wie in 7 dargestellt ist, Ionen, deren Ionenbeweglichkeiten innerhalb eines gewünschten Bereichs liegen, in dem zweiten Bereich 5 eingesperrt bleiben können.
Die Auflösung des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 wurde modelliert, um die Wirkung der Diffusion von Ionen aufzunehmen. Es ist bekannt, daß Diffusionseffekte die Auflösung herkömmlicher Driftrohr-Ionenbeweglichkeitstrenner beeinträchtigen, und die Beziehung zwischen der Länge des Driftrohrs und dem Abfall der angelegten axialen Spannung ist durch
gegeben, wobei mod X die räumliche Ausbreitung infolge der Diffusion ist, L die Länge des Driftrohrs ist und V der Abfall der angelegten axialen Spannung ist.
Zum Erhöhen des Auflösungsvermögens eines herkömmlichen Beweglichkeitsspektrometers können längere Driftrohre und höhere Spannungen eingesetzt werden. Ein Vorteil des bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenners 1 besteht jedoch darin, daß die erforderliche Spannung verhältnismäßig niedrig gehalten werden kann, beispielsweise bei 10 V bei einem Druck von 2 mbar. Weiterhin braucht die niedrige Spannung (10 V) nur zu einem Zeitpunkt auf eine einzige Elektrode angewendet zu werden. Der bevorzugte Ionenbeweglichkeitstrenner 1 kann daher unter Verwendung einer Niederspannungsquelle eine Ionenbeweglichkeitstrennung erreichen, während ein herkömmliches Driftrohr-Ionenbeweglichkeitsspektrometer etwa 1000 V benötigen würde, um eine vergleichbare Ionenbeweglichkeitstrennung zu erreichen.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 wurde als eine Reihe von Elektroden modelliert, wobei eine Spannung auf jeder Elektrode für einen bestimmten Zeitraum vorhanden ist. Die Diffusion wurde in das Modell als eine zufällige Streuungskomponente über die Zeit des Vorhandenseins der Spannung an einem Element eingeführt. Das Ergebnis dieser Simulation ist in 8 dargestellt, und es sagt die vollständige Trennung von Gramacidin S (m/z 572) und Leucinenkephalin (m/z 556) voraus. Das Modell beruhte auf dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 mit 100 Elektroden, wobei eine Spannung von 7 V entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 zunehmend angelegt wurde. Dieses Ergebnis ist mit der Funktionsweise vergleichbar, die bei einem herkömmlichen Driftrohr-Ionenbeweglichkeitstrenner mit ähnlichen Abmessungen erwartet werden kann.
Weitere Verbesserungen der Auflösung können erreicht werden, indem die Ionen durch dasselbe Volumen einige Male vor und zurück mitgeführt werden. Dies bewirkt, daß die effektive Länge des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 erhöht wird, ohne daß seine physikalischen Abmessungen tatsächlich vergrößert werden. Es kann daher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Ionenbeweglichkeitstrenner bereitgestellt werden, der kompakter ist als ein herkömmliches Ionenbeweglichkeitsspektrometer. Wie verständlich sein wird, ermöglicht eine größere Anzahl von Durchgängen durch den Ionenbeweglichkeitstrenner 1 eine größere Isolation der gewünschten Ionenspezies.
Ionen können nach dem Durchlaufen der laufenden Spannungswelle aus dem durchlaufenen Volumen entnommen werden, indem die Wechsel- oder HF-Spannung abgeschaltet wird und ermöglicht wird, daß die Ionen aus diesem Abschnitt des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 herausdiffundieren. Nach einer gewünschten Anzahl von Durchläufen durch dasselbe Volumen können die Ionen zur nachfolgenden Massenanalyse aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 austreten gelassen werden.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann vorzugsweise bei sich 100% nähernden Tastverhältnissen arbeiten, weil dafür gesorgt werden kann, daß nur Ionen mit einer gewünschten Ionenbeweglichkeit ausgestoßen werden, während die Ionen zur weiteren Analyse gespeichert werden. Dies steht im Gegensatz zu einem Ionenbeweglichkeitsspektrometer mit asymmetrischem Feld (FAIMS), das eine abtastende Vorrichtung ist, bei der Ionen, die nicht durchgelassen werden, an den Wänden der Vorrichtung verlorengehen.
Eine Ladungszustands-Trennvorrichtung, bei der ein Quadrupol synchron mit der Ausgabe eines Driftrohrs abgetastet wird, ist der Gegenstand der anhängigen Anmeldung. Es können jedoch Ionentransmissionsverluste auftreten, wenn Ionen, die mit einer stabilen Flugbahn in den Quadrupol eintreten, nach Durchlaufen eines Teils des Wegs durch den Quadrupol instabil werden und so verlorengehen.
Es wird eine Ausführungsform erwogen, bei der ein Quadrupol-Massenfilter stromabwärts eines bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenners 1 bereitgestellt ist und auf ein diskretes Masse-Ladungs-Verhältnis-Transmissionsfenster gelegt ist, um eine Anpassung an den gewünschten Beweglichkeitsbereich vorzunehmen, der vom bevorzugten Ionenbeweglichkeitstrenner 1 ausgestoßen wird. Dies bedeutet, daß die gewünschten Ionen über die gesamte Vorrichtung in dem Quadrupol-Massenfilter stabil sind. Die Entsprechung eines abtastenden Experiments kann daher stufenweise ausgeführt werden, ohne daß ein Verlust des Tastgrads auftritt, weil die nicht ausgestoßenen Ionen noch im Ionenbeweglichkeitstrenner 1 gespeichert sind.
Ein herkömmliches Driftrohr-Ionenbeweglichkeitsspektrometer erfordert die Verwendung einer Einfangstufe, um einen hohen Tastgrad zu erhalten, wenn eine kontinuierliche Ionenquelle verwendet wird. Ionen können unter Verwendung von Gatterimpulsen, die verglichen mit den Driftzeiten der Ionen schmal sind, in das herkömmliche Driftrohr-Ionenbeweglichkeitsspektrometer eingelassen werden. Ein Ionenbeweglichkeitsspektrometer, das Ionen auf einer Zeitskala von Millisekunden dispergiert, benötigt daher einen Gatterimpuls in der Größenordnung von Millisekunden, um die beste Auflösung zu erreichen. Die Verwendung solcher Gatterimpulse führt am Eingang des Ionenbeweglichkeitsspektrometers zu einer Ionenbeweglichkeitsunterscheidung, die zu einer verringerten Empfindlichkeit und zu verschobenen Spektren führt. Dagegen benötigt der Ionenbeweglichkeitstrenner gemäß der bevorzugten Ausführungsform keinen schmalen Gatterimpuls, weil er mit einem längeren Ionenimpuls gefüllt werden kann, so daß er solche Probleme nicht aufweist, die stets bei herkömmlichen Anordnungen auftreten. Eine Ionenfalle oder eine andere Vorrichtung zum periodischen Freigeben eines Ionenimpulses in das Ionenbeweglichkeitsspektrometer 1 kann dennoch bevorzugt bereitgestellt werden.
Zusätzlich zu Ausführungsformen, bei denen ein einziges transientes Gleichspannungspotential oder ein einziger transienter Gleichspannungsimpuls Vg entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 bewegt wird, kann gemäß anderen Ausführungsformen eine laufende Gleichspannungswelle mit einer sich wiederholenden Wellenform zum Trennen von Ionen nach ihren Ionenbeweglichkeiten verwendet werden. Die Amplitude und die Geschwindigkeit der einen oder mehreren Gleichspannungswellenformen können so eingerichtet werden, daß Ionen nicht auf einem einzigen Spannungsimpuls entlang dem Driftbereich reiten, sondern vielmehr über die Spitze der nachfolgenden Impulse rollen, wodurch sie eine Folge von kleinen Anstößen empfangen, woraus sich eine Gesamtdrift in der Wellenrichtung ergibt. Die Durchlauf zeit eines Ions durch den Ionenbeweglichkeitstrenner 1 hängt daher von seiner Ionenbeweglichkeit ab.
Gemäß dieser Ausführungsform kann eine Ionenführung mit einer laufenden Welle verwendet werden, um den Driftbereich bereitzustellen. Die Ionenführung kann entweder einen Plattenstapel oder einen segmentierten Mehrpol-Stabsatz umfassen. Ein Ionenfallenbereich stromaufwärts des Driftbereichs kann mit einem Ionengatter versehen sein, um periodisch Ionenbündel impulsförmig aus der Ionenfalle in den Driftbereich austreten zu lassen.
9A zeigt eine laufende Gleichspannungs-Wellenform mit einem periodischen Impuls einer konstanten Amplitude und einer konstanten Geschwindigkeit. 9B zeigt eine andere Gleichspannungspotential-Wellenform, bei der ein umgekehrter Gleichspannungsgradient der laufenden Gleichspannungs-Wellenform überlagert ist, so daß das Feld zwischen den Impulsen bewirkt, Ionen zum stromaufwärts gelegenen Ionengatter oder zum Eingang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 zurückzubewegen. Eine solche Gleichspannungs-Wellenform kann die Trenneigenschaften des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 verbessern und verwendet werden, um zu verhindern, daß Ionen mit einer Ionenbeweglichkeit, die einen bestimmten Wert unterschreitet, mit der laufenden Gleichspannungswelle laufen und aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 austreten. 9C zeigt eine weitere Gleichspannungspotential-Wellenform, bei der die Höhe der Spannungsimpulse entlang dem Driftbereich abnimmt, wenn das Potential infolge eines axialen Gleichspannungsgradienten zunimmt. Eine solche Wellenform kann auch die Trennung verbessern.
Bei der in 9C dargestellten Gleichspannungs-Wellenform können Ionen mit einer bestimmten Ionenbeweglichkeit Gleichgewichtspunkte entlang dem Driftbereich finden, in denen der von der laufenden Gleichspannungswelle hervorgerufene Bewegung von dem umgekehrten axialen Gleichspannungsgradienten entgegengewirkt wird. Ionen mit einer anderen Beweglichkeit können daher entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 andere Gleichgewichtspunkte finden. Es kann daher eine statische Beweglichkeitstrennung erzeugt werden, und Ionen mit einer ähnlichen Beweglichkeit können sich in spezifischen Bereichen sammeln. Diese Ionen können in einem Bandpaßvorgang übertragen werden. Der in 9C dargestellte Betriebsmodus, bei dem eine Spannungswellenform verwendet wird, benötigt nicht unbedingt ein Ionengatter, weil er mit einem kontinuierlichen Ionenstrahl arbeiten kann. Weiterhin kann das axiale Gleichspannungsfeld konstant sein oder sich mit der Position ändern. Dies kann durch Anlegen von Potentialen an die die Ionenführung bildenden Elektroden erreicht werden, welche linear oder nichtlinear zunehmen. Alternativ kann die Amplitude der laufenden Gleichspannungswelle linear oder nichtlinear zunehmen, wenn sie vom Eingang zum Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 läuft. Das axiale Gleichspannungsfeld und die Amplitude der laufenden Welle können sich mit der Position ändern. Bei einer speziellen Ausführungsform kann das axiale Gleichspannungsfeld vom Eingang zum Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners kontinuierlich zunehmen, während die Amplitude der laufenden Gleichspannungswelle im wesentlichen konstant bleibt.
Der axiale Gleichspannungsgradient, die Amplitude der laufenden Welle und die Geschwindigkeit der laufenden Gleichspannungswelle können sich auch zeitlich ändern. Daher können Ionen mit unterschiedlichen Beweglichkeiten zuerst entlang der Ionenführung räumlich getrennt und dann entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 zum einen oder zum anderen Ende bewegt werden. Es kann daher bewirkt werden, daß Ionen in zunehmender oder abnehmender Ordnung entsprechend ihrer Beweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 austreten.
Ionen, die entsprechend ihrer Ionenbeweglichkeit getrennt worden sind, können veranlaßt werden, sich zum Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 zu bewegen, indem entweder der Gleichspannungs-Potentialgradient verringert wird oder indem die Amplitude der laufenden Gleichspannungswelle vergrößert wird. Diese Ionen können auch durch Verringern der Geschwindigkeit der laufenden Gleichspannungswelle oder durch Verringern des Gasdrucks zum Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 bewegt werden. Es kann auch durch Ändern einer Kombination dieser Steuerungen bewirkt werden, daß sich Ionen bewegen. Gemäß einer Ausführungsform können Ionen veranlaßt werden, den Ionenbeweglichkeitstrenner 1 in der Ordnung ihrer Ionenbeweglichkeit, beginnend mit Ionen der höchsten Beweglichkeit, zu verlassen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann entweder durch Erhöhen des Gleichspannungs-Potentialgradienten und/oder durch Verringern der Amplitude der laufenden Gleichspannungswelle und/oder durch Erhöhen der Geschwindigkeit der Gleichspannungswelle und/oder durch Erhöhen des Gasdrucks bewirkt werden, daß sich die getrennten Ionen zum Eingang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegen. Gemäß dieser Ausführungsform kann bewirkt werden, daß Ionen über das, was zunächst der Eingang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 war, in der Ordnung ihrer Beweglichkeit, beginnend mit Ionen, die die niedrigste Ionenbeweglichkeit aufweisen, von dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 emittiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform können die Impulsamplitude, die Wellengeschwindigkeit, der Druck und der axiale Gradient während des Betriebs geändert werden, um die Trennung zu verbessern.
Wenngleich der vorstehend beschriebene Ionenbeweglichkeitstrenner 1 für die Analyse einer Substanz durch Messen der Beweglichkeit ihrer Komponententeile isoliert verwendet werden kann, kann er auch zur Trennung, Sammlung und Speicherung von Komponenten einer Substanz verwendet werden. Der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 kann Teil eines Massenspektrometers oder eines Tandem-Massenspektrometers sein. Die Kombination mit einem Massenspektrometer bietet eine Möglichkeit einer spezifischeren Analyse. Sie bietet auch eine Möglichkeit zur Trennung, Sammlung und Speicherung von Komponententeilen einer Substanz und damit ein Mittel, wodurch mehr Komponenten einer Substanz in einem Massenspektrometer nacheinander mit größeren Einzelheiten analysiert werden können.
Es kann ein umgekehrter axialer Spannungsgradient verwendet werden, um die Trennung zu verbessern, indem Ionen ständig zurückgeführt werden, die von der laufenden Gleichspannungswelle nicht zum Eingang des Trennungsbereichs mitgeführt worden sind.
Es werden nun experimentelle Daten vorgestellt. Ionen wurden zunächst in einer Ionentunnel-Ionenfalle gesammelt, die aus einem Stapel mit 90 Ringelektroden bestand, die jeweils 0,5 mm dick waren und 1,0 mm beabstandet waren. Die zentrale Öffnung jedes Rings wies einen Durchmesser von 5,0 mm auf, und die Gesamtlänge der Ionentunnel-Ionenfalle betrug 134 mm. Eine 2,1-MHz-HF-Spannung wurde zwischen benachbarten Ringen angelegt, um den Ionenstrahl radial innerhalb der Ionenfalle einzuschließen. Ionen wurden in der Ionentunnel-Ionenfalle gehalten, indem das Gleichspannungspotential an jedem Ende der Ionenfalle um etwa 5 V erhöht wurde. Der Druck in der Ionentunnel-Ionenfalle wurde bei etwa 10^–3 mbar gehalten.
Ionen wurden unter Verwendung einer Elektrospray-Ionenquelle kontinuierlich erzeugt und kontinuierlich in die Ionentunnel-Ionenfalle geleitet. Das Gleichspannungspotential am Austrittsende der Ionenfalle wurde periodisch verringert, um zu ermöglichen, daß Ionen aus der Ionenfalle austreten. Ionen wurden 11 ms lang wiederholt gesammelt und gespeichert und dann über einen Zeitraum von 26 ns freigegeben. Die die Ionenfalle verlassenden Ionen wurden durch eine Potentialdifferenz von 3 V beschleunigt und dann durch eine Quadrupol-Stabsatz-Ionenführung geleitet. Der Quadrupol arbeitete so, daß nur eine HF-Spannung an die Stäbe angelegt war, so daß er als eine Ionenführung und nicht als ein Massenfilter wirkte. Die aus der Quadrupol-Stabsatz-Ionenführung austretenden Ionen traten dann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einen Ionenbeweglichkeitstrenner 1 ein.
Der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 bestand aus einer ähnlichen Ionentunnelanordnung wie diejenige, die zum anfänglichen Sammeln und Speichern von der Ionenquelle emittierter Ionen verwendet wird. Der Ionenbeweglichkeitstrenner 1 bestand aus einem Stapel von 122 Ringelektroden, die jeweils 0,5 mm dick waren und um 1,0 mm beabstandet waren. Die zentrale Öffnung innerhalb jedes Rings wies einen Durchmesser von 5,0 mm auf, und die Gesamtlänge des Ringstapels betrug 182 mm. Zwischen benachbarte Ringe wurde eine 2,4-MHz-HF-Spannung angelegt, um die Ionen radial innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 einzusperren. Der Druck im Ionenbeweglichkeitstrenner 1 betrug etwa 2 × 10^–2 mbar. Eine laufende Gleichspannungswelle wurde an den Ionenbeweglichkeitstrenner 1 angelegt und bestand aus einem regelmäßigen periodischen Impuls konstanter Amplitude und Geschwindigkeit.
Die laufende Gleichspannungswelle wurde durch Anlegen einer Gleichspannung an eine einzige Ringelektrode erzeugt, und jeder nachfolgende Ring wurde um neun Ringe entlang dem Ringstapel versetzt. Daher bestand eine Wellenlänge λ der Gleichspannungs-Wellenform aus einer Elektrode mit einem erhöhten Gleichspannungspotential, der acht Elektroden folgten, die auf einem niedrigeren Potential (Bezugspotential) gehalten wurden. Demgemäß entsprach die Wellenlänge λ der Länge von 9 Elektroden oder 13,5 mm, und der gesamte Ionenbeweglichkeitstrenner entsprach etwa 13,5λ. Die laufende Gleichspannungswelle wurde durch Anlegen von in etwa 0,65 V an jede Ringelektrode für 5 ns erzeugt, bevor die angelegte Spannung zur nächsten (benachbarten) Ringelektrode verschoben wurde. Demgemäß betrug die Wellenperiode oder die Zykluszeit t 45 ns. Dies wurde entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner 1 gleichmäßig wiederholt. Demgemäß betrug die Geschwindigkeit der Gleichspannungswelle konstant 300 m/s.
Am Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners 1 liefen die Ionen durch einen zweiten Quadrupol-Stabsatz. Dieser wurde in einem HF- oder Gleichspannungsmodus (also einem Massenfiltermodus) betrieben und war dafür eingerichtet, Ionen mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis durchzulassen. Die Ionen wurden unter Verwendung eines stromabwärts des zweiten Quadrupol-Stabsatzes positionierten Ionendetektors erfaßt.
Eine Mischung von Gramacidin-S (Molgewicht 1142 Dalton) und Leucinenkephalin (Molgewicht 555 Dalton) wurde kontinuierlich in eine Elektrospray-Ionenquelle eingeführt. Einfach geladene protonierte Ionen von Leucinenkephalin (m/z 556) und doppelt geladene protonierte Ionen von Gramacidin-S (m/z 572) wurden in der stromaufwärts gelegenen Ionenfalle gesammelt und gespeichert. Diese Ionen wurden periodisch freigelassen, und ihre Laufzeiten zum Ionendetektor wurden aufgezeichnet und sind in den 10A und 10B dargestellt. Für jede Messung wurde der zweite Quadrupol-Massenfilter so abgestimmt, daß er nur entweder m/z 556 für Leucinenkephalin oder m/z 572 für Gramacidin-S durchließ.
Die Spur für Gramacidin-S ist in 10A dargestellt und zeigt, daß die Spitzenankunftszeit für Ionen etwa 2,2 ms nach dem Freigeben aus der stromaufwärts gelegenen Ionenfalle lag. Die entsprechende Spur für Leucinenkephalin ist in 10B dargestellt und zeigt, daß die entsprechende Spitzenankunftszeit etwa 3,1 ms nach dem Freigeben aus der stromaufwärts gelegenen Ionenfalle lag. Zeitcursor zeigten, daß die Laufzeit für Gramacidin-S etwa 940 ns kürzer war als für Leucinenkephalin. Dies gilt trotz der Tatsache, daß der m/z-Wert für Gramacidin-S (572) etwas größer ist als derjenige für Leucinenkephalin (556) und daß das Gramacidin-S-Molekül (Molgewicht 1142 Dalton) auch größer ist als das Leucinenkephalinmolekül (Molgewicht 555 Dalton). Es kann jedoch eine kürzere Laufzeit für Gramacidin-S erwartet werden, weil das Ion mit m/z 572 doppelt geladen ist und infolge des elektrischen Felds der laufenden Welle eine zweimal so große Kraft erfährt als das einfach geladene Leucinenkephalinion mit m/z 556.
Wenngleich das doppelt geladene Gramacidin-S-Ion eine zweimal so große Kraft spürte, spürte es keinen zweimal so großen viskosen Widerstand, weil seine Querschnittsfläche nicht zweimal so groß ist wie diejenige von Leucinenkephalin. Es kann geschätzt werden, daß ihre jeweiligen Querschnittsflächen etwa im Verhältnis (1144/556)^2/3 zueinander stehen, was in etwa 1,6 ist. Daher ist das Gramacidin-S-Ion bei Vorhandensein des gleichen elektrischen Felds und des gleichen hohen Gasdrucks mobiler als das Leucinenkephalinion. Folglich werden Gramacidin-S-Ionen stärker durch die laufende Gleichspannungs-Wellenform beeinflußt als Leucinenkephalinionen. Folglich wurde herausgefunden, daß die Laufzeit für Gramacidin-S-Ionen durch den Ionenbeweglichkeitstrenner 1 kleiner war als diejenige für Leucinenkephalin. Tatsächlich ist die Gesamtlaufzeit für Gramacidin-S-Ionen trotz der Tatsache, daß die Leucinenkephalinionen mit kleineren Masse-Ladungs-Verhältnissen etwas schneller durch die beiden Quadrupole laufen, kleiner als diejenige für Leucinenkephalin.
Dieses Experiment zeigt auch, wie zwei Ionen mit im wesentlichen ähnlichen Masse-Ladungs-Verhältnissen, die jedoch unterschiedliche Ladungszustände (z-Werte) auf weisen, gemäß der bevorzugten Ausführungsform durch den Ionenbeweglichkeitstrenner mit einer laufenden Welle getrennt werden können.
Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachleute verstehen, daß verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne von dem in den anliegenden Ansprüchen dargelegten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Massenspektrometer, welches aufweist: einen Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden.
Massenspektrometer nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen im wesentlichen entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner bewegt werden, wenn die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden.
Massenspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit durch die angelegte Gleichspannung in geringerem Maße entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner bewegt werden als die Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit, wenn die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden.
Massenspektrometer nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit mit einer höheren Geschwindigkeit als die Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner bewegt werden.
Massenspektrometer, welches aufweist: einen Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach Anspruch 5, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach Anspruch 5 oder 6, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei an die wenigstens eine Elektrode eine solche Spannung angelegt ist, daß ein Potentialhügel oder -tal bereitgestellt ist.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 8%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit erheblich vor den Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austreten.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit erheblich nach den Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austreten.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit eine Zeit t vor der Mehrzahl der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austritt, wobei t in einen Bereich fällt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) < 1 μs, (ii) 1 – 10 μs, (iii) 10 – 50 μs, (iv) 50 – 100 μs, (v) 100 – 200 μs, (vi) 200 – 300 μs, (vii) 300 – 400 μs, (viii) 400 – 500 μs, (ix) 500 – 600 μs , (x) 600 – 700 μs , (xi) 700 – 800 μs , (xii) 800 – 900 μs, (xiii) 900 – 1000 μs, (xiv) 1,0 – 1,1 ms, (xv) 1,1 – 1,2 ms, (xvi) 1,2 – 1,3 ms, (xvii) 1,3 – 1,4 ms, (xviii) 1,4 – 1,5 ms, (xix) 1,5 – 1,6 ms, (xx) 1, 6 – 1, 7 ms, (xxi) 1,7 – 1,8 ms, (xxii) 1,8 – 1,9 ms, (xxiii) 1,9 – 2,0 ms, (xxiv) 2,0 – 2,5 ms, (xxv) 2,5 – 3, 0 ms, (xxvi) 3, 0 – 3,5 ms, (xxvii) 3,5 – 4,0 ms, (xxviii) 4,0 – 4,5 ms, (xxix) 4,5 – 5,0 ms, (xxx) 5 – 10 ms, (xxxi) 10 – 15 ms, (xxxii) 15 – 20 ms, (xxxiii) 20 – 25 ms und (xxxiv) 25 – 30 ms.
Massenspektrometer, welches aufweist: einen Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß: (i) Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten und einer zweiten Ionenbeweglichkeit, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential hindurchlaufen, während andere Ionen, die eine dritte verschiedene Ionenbeweglichkeit aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann (ii) Ionen mit der ersten und der zweiten Ionenbeweglichkeit zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit der zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach Anspruch 12, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das erste Potential derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das erste Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach Anspruch 12 oder 13, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs- Wellenformen und das erste Potential derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit durch das erste Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 12, 13 oder 14, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das erste Potential derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der dritten Ionenbeweglichkeit nicht durch das erste Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das zweite Potential derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das zweite Potential derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit erheblich vor den Ionen mit der ersten und der dritten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austreten.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen derart sind, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Ionen mit der ersten und der dritten Ionenbeweglichkeit erheblich nach den Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austreten.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei die Mehrzahl der Ionen mit der zweiten Ionenbeweglichkeit eine Zeit t vor der Mehrzahl der Ionen mit der ersten und der dritten Ionenbeweglichkeit aus dem Ionenbeweglichkeitstrenner austritt, wobei t in einen Bereich fällt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht : (i) < 1 μs , (ii) 1 – 10 μs , (iii) 10 – 50 μs , (iv) 50 – 100 μs , (v) 100 – 200 μs , (vi) 200 – 300 μs , (vii) 300 – 400 μs , (viii) 400 – 500 μs , (ix) 500 – 600 μs , (x) 600 – 700 μs , (xi) 700 – 800 μs , (xii) 800 – 900 μs , (xiii) 900 – 1000 μs , (xiv) 1,0 – 1,1 ms, (xv) 1,1–1,2 ms, (xvi) 1,2 – 1,3 ms, (xvii) 1,3 – 1,4 ms, (xviii) 1,4 – 1,5 ms, (xix) 1,5 – 1,6 ms, (xx) 1,6 – 1,7 ms, (xxi) 1,7 – 1,8 ms, (xxii) 1,8 – 1,9 ms, (xxiii) 1,9 – 2,0 ms, (xxiv) 2, 0 – 2,5 ms, (xxv) 2,5 – 3,0 ms, (xxvi) 3,0 – 3,5 ms, (xxvii) 3,5 – 4,0 ms, (xxviii) 4,0 – 4,5 ms, (xxix) 4,5–5,0 ms, (xxx) 5 – 10 ms, (xxxi) 10 – 15 ms, (xxxii) 15 – 20 ms, (xxxiii) 20 – 25 ms und (xxxiv) 25 – 30 ms.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen erzeugen: (i) einen Potentialhügel oder -wall, (ii) eine Potentialmulde, (iii) eine Kombination aus einem Potentialhügel oder -wall und einer Potentialmulde, (iv) mehrere Potentialhügel oder -wälle, (v) mehrere Potentialmulden oder (vi) eine Kombination aus mehreren Potentialhügeln oder -wällen und mehreren Potentialmulden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen eine sich wiederholende Wellenform aufweisen.
Massenspektrometer nach Anspruch 22, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen eine Rechteckwelle umfassen.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen mehrere Potentialspitzen oder -mulden erzeugen, die durch Zwischenbereiche getrennt sind.
Massenspektrometer nach Anspruch 24, wobei der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen von Null verschieden ist.
Massenspektrometer nach Anspruch 25, wobei der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen positiv oder negativ ist.
Massenspektrometer nach Anspruch 25 oder 26, wobei der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen linear ist.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 25 oder 26, wobei der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen nichtlinear ist.
Massenspektrometer nach Anspruch 28, wobei der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen exponentiell zunimmt oder abnimmt.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 24 bis 29, wobei die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden im wesentlichen konstant bleibt.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 24 bis 29, wobei die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden zunehmend größer oder kleiner wird.
Massenspektrometer nach Anspruch 31, wobei die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden entweder linear oder nichtlinear zunimmt oder abnimmt.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Verwendung ein axialer Gleichspannungsgradient entlang wenigstens einem Teil der Länge des Ionenbeweglichkeitstrenners aufrechterhalten wird und wobei sich der axiale Spannungsgradient zeitlich ändert.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner eine erste Elektrode, die auf einem ersten Bezugspotential gehalten wird, eine zweite Elektrode, die auf einem zweiten Bezugspotential gehalten wird, und eine dritte Elektrode, die auf einem dritten Bezugspotential gehalten wird, aufweist, wobei: zu einer ersten Zeit t₁ eine erste Gleichspannung an die erste Elektrode angelegt wird, so daß die erste Elektrode auf einem ersten Potential oberhalb oder unterhalb des ersten Bezugspotentials gehalten wird, zu einer zweiten späteren Zeit t₂ eine zweite Gleichspannung an die zweite Elektrode angelegt wird, so daß die zweite Elektrode auf einem zweiten Potential gehalten wird, das oberhalb oder unterhalb des zweiten Bezugspotentials liegt, und zu einer dritten späteren Zeit t₃ eine dritte Gleichspannung an die dritte Elektrode angelegt wird, so daß die dritte Elektrode auf einem dritten Potential oberhalb oder unterhalb des dritten Bezugspotentials gehalten wird.
Massenspektrometer nach Anspruch 34, wobei: zu der ersten Zeit t₁ die zweite Elektrode auf dem zweiten Bezugspotential liegt und die dritte Elektrode auf dem dritten Bezugspotential liegt, zu der zweiten Zeit t₂ die erste Elektrode auf dem ersten Potential liegt und die dritte Elektrode auf dem dritten Bezugspotential liegt und zu der dritten Zeit t₃ die erste Elektrode auf dem ersten Potential liegt und die zweite Elektrode auf dem zweiten Potential liegt.
Massenspektrometer nach Anspruch 34, wobei: zu der ersten Zeit t₁ die zweite Elektrode auf dem zweiten Bezugspotential liegt und die dritte Elektrode auf dem dritten Bezugspotential liegt, zu der zweiten Zeit t₂ der ersten Elektrode nicht mehr die erste Gleichspannung zugeführt wird, so daß die erste Elektrode auf das erste Bezugspotential zurückgeführt wird und die dritte Elektrode auf das dritte Bezugspotential zurückgeführt wird, und zu der dritten Zeit t₃ die erste Elektrode auf dem ersten Bezugspotential liegt und der zweiten Elektrode nicht mehr die zweite Gleichspannung zugeführt wird, so daß die zweite Elektrode auf das zweite Bezugspotential zurückgeführt wird.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 34 bis 36, wobei das erste, das zweite und das dritte Bezugspotential im wesentlichen gleich sind.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 34 bis 37, wobei die erste, die zweite und die dritte Gleichspannung im wesentlichen gleich sind.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 34 bis 38, wobei das erste, das zweite und das dritte Potential im wesentlichen gleich sind.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 Segmente aufweist, wobei jedes Segment 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 Elektroden aufweist und wobei die Elektroden in einem Segment auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential gehalten werden.
Massenspektrometer nach Anspruch 40, wobei mehrere Segmente auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential gehalten werden.
Massenspektrometer nach Anspruch 40 oder 41, wobei jedes Segment auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential wie das nachfolgende n-te Segment gehalten wird, wobei n 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 ist.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Ionen durch ein elektrisches Wechsel- oder HF-Feld radial innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners eingesperrt werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Ionen in einer Pseudo-Potentialmulde radial innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners eingesperrt werden und durch einen realen Potentialwall oder eine reale Potentialmulde axial bewegt werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere Wechsel- oder HF-Spannungswellenformen an wenigstens einige der Elektroden angelegt werden, so daß Ionen entlang wenigstens einem Teil der Länge des Ionenbeweglichkeitstrenners gedrängt werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Laufzeit der Ionen durch den Ionenbeweglichkeitstrenner aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) kleiner oder gleich 20 ms, (ii) kleiner oder gleich 10 ms, (iii) kleiner oder gleich 5 ms, (iv) kleiner oder gleich 1 ms und (v) kleiner oder gleich 0,5 ms.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner bei der Verwendung auf einem Druck gehalten wird, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) größer oder gleich 0,0001 mbar, (ii) größer oder gleich 0,0005 mbar, (iii) größer oder gleich 0,001 mbar, (iv) größer oder gleich 0,005 mbar, (v) größer oder gleich 0,01 mbar, (vi) größer oder gleich 0,05 mbar, (vii) größer oder gleich 0,1 mbar, (viii) größer oder gleich 0,5 mbar, (ix) größer oder gleich 1 mbar, (x) größer oder gleich 5 mbar und (xi) größer oder gleich 10 mbar.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner bei der Verwendung auf einem Druck gehalten wird, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) kleiner oder gleich 10 mbar, (ii) kleiner oder gleich 5 mbar, (iii) kleiner oder gleich 1 mbar, (iv) kleiner oder gleich 0,5 mbar, (v) kleiner oder gleich 0,1 mbar, (vi) kleiner oder gleich 0,05 mbar, (vii) kleiner oder gleich 0,01 mbar, (viii) kleiner oder gleich 0,005 mbar, (ix) kleiner oder gleich 0,001 mbar, (x) kleiner oder gleich 0,0005 mbar und (xi) kleiner oder gleich 0,0001 mbar.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner bei der Verwendung auf einem Druck gehalten wird, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) zwischen 0,0001 und 10 mbar, (ii) zwischen 0,0001 und 1 mbar, (iii) zwischen 0,0001 und 0,1 mbar, (iv) zwischen 0,0001 und 0,01 mbar, (v) zwischen 0,0001 und 0,001 mbar, (vi) zwischen 0,001 und 10 mbar, (vii) zwischen 0,001 und 1 mbar, (viii) zwischen 0,001 und 0,1 mbar, (ix) zwischen 0,001 und 0,01 mbar, (x) zwischen 0,01 und 10 mbar, (xi) zwischen 0,01 und 1 mbar, (xii) zwischen 0,01 und 0,1 mbar, (xiii) zwischen 0,1 und 10 mbar, (xiv) zwischen 0,1 und 1 mbar und (xv) zwischen 1 und 10 mbar.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner bei der Verwendung auf einem Druck gehalten wird, bei dem auf Ionen, die durch den Ionenbeweglichkeitstrenner laufen, ein viskoser Widerstand ausgeübt wird.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Verwendung die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen anfänglich an einer ersten axialen Position bereitgestellt werden und dann nachfolgend an einer zweiten und dann einer dritten verschiedenen axialen Position entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner bereitgestellt werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen von einem Ende des Ionenbeweglichkeitstrenners zu einem anderen Ende des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegen, so daß wenigstens einige Ionen entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner gedrängt werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen wenigstens 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 verschiedene Amplituden aufweisen.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen zeitlich im wesentlichen konstant bleibt.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 53, wobei sich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen zeitlich ändert.
Massenspektrometer nach Anspruch 54, wobei die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen entweder (i) zeitlich zunimmt, (ii) zeitlich zunimmt und dann abnimmt, (iii) zeitlich abnimmt oder (iv) zeitlich abnimmt und dann zunimmt.
Massenspektrometer nach Anspruch 55, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner einen stromaufwärts gelegenen Eintrittsbereich, einen stromabwärts gelegenen Austrittsbereich und einen Zwischenbereich aufweist, wobei: in dem Eintrittsbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen ersten Wert aufweist, in dem Zwischenbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen zweiten Wert aufweist und in dem Austrittsbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen dritten Wert aufweist.
Massenspektrometer nach Anspruch 57, wobei der Eintrittsbereich und/oder der Austrittsbereich einen Anteil der gesamten axialen Länge des Ionenbeweglichkeitstrenners ausmachen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) < 5%, (ii) 5 – 10%, (iii) 10 – 15%, (iv) 15 – 20%, (v) 20 – 25%, (vi) 25 – 30%, (vii) 30 – 35%, (viii) 35 – 40% und (ix) 40 – 45%.
Massenspektrometer nach Anspruch 57 oder 58, wobei die erste und/oder die dritte Amplitude im wesentlichen null sind und die zweite Amplitude im wesentlichen von Null verschieden ist.
Massenspektrometer nach Anspruch 57, 58 oder 59, wobei die zweite Amplitude größer ist als die erste Amplitude und/oder die zweite Amplitude größer ist als die dritte Amplitude.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bei der Verwendung mit einer ersten Geschwindigkeit entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen.
Massenspektrometer nach Anspruch 61, wobei die erste Geschwindigkeit (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt, (vi) abnimmt und dann zunimmt, (vii) im wesentlichen auf Null verringert wird, (viii) die Richtung umkehrt oder (ix) im wesentlichen auf Null verringert wird und dann die Richtung umkehrt.
Massenspektrometer nach Anspruch 61 oder 62, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bewirken, daß einige Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners mit einer zweiten verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen.
Massenspektrometer nach Anspruch 61, 62 oder 63, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bewirken, daß einige Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners mit einer dritten verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 61 bis 64, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bewirken, daß einige Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners mit einer vierten verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 61 bis 65, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bewirken, daß einige Ionen innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners mit einer fünften verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 61 bis 66, wobei die Differenz zwischen der ersten Geschwindigkeit und der zweiten und/oder der dritten und/oder der vierten und/oder der fünften Geschwindigkeit aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) kleiner oder gleich 50 m/s, (ii) kleiner oder gleich 40 m/s, (iii) kleiner oder gleich 30 m/s, (iv) kleiner oder gleich 20 m/s, (v) kleiner oder gleich 10 m/s, (vi) kleiner oder gleich 5 m/s und (vii) kleiner oder gleich 1 m/s.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 61 bis 67, wobei die erste Geschwindigkeit aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) 10 – 250 m/s, (ii) 250–500 m/s, (iii) 500 – 750 m/s, (iv) 750 – 1000 m/s, (v) 1000 – 1250 m/s, (vi) 1250 – 1500 m/s, (vii) 1500 – 1750 m/s, (viii) 1750 – 2000 m/s, (ix) 2000 – 2250 m/s, (x) 2250 – 2500 m/s, (xi) 2500 – 2750 m/s und (xii) 2750 – 3000 m/s.
Massenspektrometer nach Anspruch 61 – 68, wobei die zweite und/oder die dritte und/oder die vierte und/oder die fünfte Geschwindigkeit aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: (i) 10 – 250 m/s, (ii) 250 – 500 m/s, (iii) 500 – 750 m/s, (iv) 750 – 1000 m/s, (v) 1000 – 1250 m/s, (vi) 1250 – 1500 m/s, (vii) 1500 – 1750 m/s, (viii) 1750 – 2000 m/s, (ix) 2000 – 2250 m/s, (x) 2250 – 2500 m/s, (xi) 2500 – 2750 m/s und (xii) 2750 – 3000 m/s.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen eine Frequenz aufweisen, wobei die Frequenz (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen eine Wellenlänge aufweisen, wobei die Wellenlänge (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwei oder mehr transiente Gleichspannungen oder zwei oder mehr transiente Gleichspannungs-Wellenformen gleichzeitig entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen.
Massenspektrometer nach Anspruch 72, wobei die zwei oder mehreren transienten Gleichspannungen oder die zwei oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen dafür eingerichtet sind, sich (i) in dieselbe Richtung zu bewegen, (ii) sich in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen, (iii) sich aufeinander zu zu bewegen oder (iv) sich voneinander fort zu bewegen.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen und wenigstens eine im wesentlichen stationäre transiente Gleichspannung oder Gleichspannungs-Wellenform an einer Position entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner bereitgestellt ist.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen wiederholt erzeugt werden und bei der Verwendung entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner laufen gelassen werden und wobei die Frequenz des Erzeugens der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Verwendung ein kontinuierlicher Ionenstrahl an einem Eingang des Ionenbeweglichkeitstrenners empfangen wird.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 75, wobei bei der Verwendung Ionenpakete an einem Eingang des Ionenbeweglichkeitstrenners empfangen werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Verwendung Ionenimpulse aus einem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners austreten.
Massenspektrometer nach Anspruch 78, welches weiter einen Ionendetektor aufweist, der dafür eingerichtet ist, bei der Verwendung mit den aus dem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners austretenden Ionenimpulsen im wesentlichen phasensynchronisiert zu werden.
Massenspektrometer nach Anspruch 78 oder 79, welches weiter einen Flugzeit-Massenanalysator aufweist, der eine Elektrode zum Einbringen von Ionen in einen Driftbereich aufweist, wobei die Elektrode dafür eingerichtet ist, bei der Verwendung im wesentlichen synchronisiert mit den aus dem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners austretenden Ionenimpulsen mit Energie versorgt zu werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner aus der Gruppe ausgewählt ist, welche umfaßt: (i) einen Ionentrichter, welcher mehrere Elektroden aufweist, in denen sich Öffnungen befinden, von denen Ionen durchgelassen werden, wobei die Durchmesser der Öffnungen zunehmend kleiner oder größer werden, (ii) einen Ionentunnel, welcher mehrere Elektroden aufweist, in denen sich Öffnungen befinden, von denen Ionen durchgelassen werden, wobei der Durchmesser der Öffnungen im wesentlichen konstant bleibt, und (iii) einen Stapel von Platten-, Ring- oder Drahtschleifenelektroden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei jede Elektrode eine Öffnung aufweist, von der bei der Verwendung Ionen durchgelassen werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede Elektrode eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung aufweist.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede Elektrode eine einzige Öffnung aufweist, von der bei der Verwendung Ionen durchgelassen werden.
Massenspektrometer nach Anspruch 82, 83 oder 84, wobei der Durchmesser der Öffnungen von wenigstens 10%, 20%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der den Ionenbeweglichkeitstrenner bildenden Elektroden aus der Gruppe ausgewählt ist, welche umfaßt: (i) kleiner oder gleich 10 mm, (ii) kleiner oder gleich 9 mm, (iii) kleiner oder gleich 8 mm, (iv) kleiner oder gleich 7 mm, (v) kleiner oder gleich 6 mm, (vi) kleiner oder gleich 5 mm, (vii) kleiner oder gleich 4 mm, (viii) kleiner oder gleich 3 mm, (ix) kleiner oder gleich 2 mm und (x) kleiner oder gleich 1 mm.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der den Ionenbeweglichkeitstrenner bildenden Elektroden Öffnungen aufweisen, die im wesentlichen die gleiche Größe oder Fläche aufweisen.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 80, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner einen segmentierten Stabsatz aufweist.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner aus folgendem besteht: (i) 10 – 20 Elektroden, (ii) 20 – 30 Elektroden, (iii) 30 – 40 Elektroden, (iv) 40 – 50 Elektroden, (v) 50 – 60 Elektroden, (vi) 60 – 70 Elektroden, (vii) 70 – 80 Elektroden, (viii) 80 – 90 Elektroden, (ix) 90 – 100 Elektroden, (x) 100 – 110 Elektroden, (xi) 110 – 120 Elektroden, (xii) 120 – 130 Elektroden, (xiii) 130 – 140 Elektroden, (xiv) 140 – 150 Elektroden oder (xv) mehr als 150 Elektroden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Dicke von wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Elektroden aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) kleiner oder gleich 3 mm, (ii) kleiner oder gleich 2,5 mm, (iii) kleiner oder gleich 2,0 mm, (iv) kleiner oder gleich 1,5 mm, (v) kleiner oder gleich 1,0 mm und (vii) kleiner oder gleich 0,5 mm.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner eine Länge aufweist, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) kleiner als 5 cm, (ii) 5 – 10 cm, (iii) 10 – 15 cm, (iv) 15 – 20 cm, (v) 20 – 25 cm, (vi) 25 – 30 cm und (vii) größer als 30 cm.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Elektroden sowohl mit einer Gleichspannungs- als auch mit einer Wechselspannungsoder HF-Spannungsversorgung verbunden sind.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei axial benachbarten Elektroden Wechselspannungen oder HF-Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180° zugeführt werden.
Massenspektrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches weiter eine Ionenquelle aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche umfaßt: (i) eine Elektrospray-Ionenquelle ("ESI-Ionenquelle"), (ii) eine chemische Atmosphärendruckionisations-Ionenquelle ("APCI-Ionenquelle"), (iii) eine Atmosphärendruck-Photoionisations-Ionenquelle ("APPI-Ionenquelle"), (iv) eine matrixunterstützte Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle ("MALDI-Ionenquelle"), (v) eine Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle ("LDI-Ionenquelle"), (vi) eine induktiv gekoppelte Plasmaionenquelle ("ICP-Ionenquelle"), (vii) eine Elektronenstoß-Ionenquelle ("EI-Ionenquelle"), (viii) eine chemische Ionisations-Ionenquelle ("CI-Ionenquelle"), (ix) eine Ionenquelle mit schnellem Atombeschuß ("FAB-Ionenquelle") und (x) eine Flüssigkeits-Sekundärionen-Massenspektrometrie-Ionenquelle ("LSIMS-Ionenquelle").
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 92, welches weiter eine kontinuierliche Ionenquelle aufweist.
Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 92, welches weiter eine gepulste Ionenquelle aufweist.
Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden.
Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß: (i) Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten und einer zweiten Ionenbeweglichkeit, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential hindurchlaufen, während andere Ionen, die eine dritte verschiedene Ionenbeweglichkeit aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann (ii) Ionen mit der ersten und der zweiten Ionenbeweglichkeit zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit der zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Verfahren zur Massenspektrometrie, welches die folgenden Schritte aufweist: Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden und zunehmendes Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder einer oder mehrerer transienter Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden.
Verfahren zur Massenspektrometrie, welches die folgenden Schritte aufweist: Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden und zunehmendes Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder einer oder mehrerer transienter Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Verfahren zur Massenspektrometrie, welches die folgenden Schritte aufweist: Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden, zunehmendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten und einer zweiten Ionenbeweglichkeit, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential hindurchlaufen, während andere Ionen, die eine dritte verschiedene Ionenbeweglichkeit aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann zunehmendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen mit der ersten und der zweiten Ionenbeweglichkeit zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit der zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung, welches folgende Schritte aufweist: Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden und zunehmendes Anlegen einer- oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder einer oder mehrerer transienter Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung, welches folgende Schritte aufweist: Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden und zunehmendes Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder einer oder mehrerer transienter Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit durch das Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das Potential hindurchlaufen.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung, welches folgende Schritte aufweist: Empfangen von Ionen in einem Ionenbeweglichkeitstrenner mit mehreren Elektroden, zunehmendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten und einer zweiten Ionenbeweglichkeit, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential hindurchlaufen, während andere Ionen, die eine dritte verschiedene Ionenbeweglichkeit aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann zunehmendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen mit der ersten und der zweiten Ionenbeweglichkeit zu einem Bereich des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit der ersten Ionenbeweglichkeit durch das zweite Potential hindurchlaufen, während andere Ionen mit der zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen.
Ionenbeweglichkeitstrenner, wobei Ionen in dem Ionenbeweglichkeitstrenner nach ihrer Ionenbeweglichkeit getrennt werden und entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner verschiedene im wesentlichen statische oder sich im Gleichgewicht befindende axiale Positionen annehmen.
Ionenbeweglichkeitstrenner nach Anspruch 105, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist und wobei eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, um wenigstens einige Ionen in eine erste Richtung zu drängen, und wobei ein Gleichspannungsgradient bewirkt, daß wenigstens einige Ionen in eine zweite Richtung gedrängt werden, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Ionenbeweglichkeitstrenner nach Anspruch 106, wobei die Spitzenamplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen im wesentlichen konstant bleibt oder sich entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner verringert.
Ionenbeweglichkeitstrenner nach Anspruch 106 oder 107, wobei sich der Gleichspannungsgradient entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zunehmend vergrößert.
Ionenbeweglichkeitstrenner nach einem der Ansprüche 105 bis 108, wobei, sobald Ionen im wesentlichen statische oder sich im Gleichgewicht befindende axiale Positionen entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner angenommen haben, dafür gesorgt wird, daß wenigstens einige der Ionen zu einem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden.
Ionenbeweglichkeitstrenner nach Anspruch 109, wobei dafür gesorgt wird, daß wenigstens einige der Ionen zu einem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, indem: (i) der axiale Gleichspannungsgradient verringert oder erhöht wird, (ii) die Spitzenamplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen verringert oder erhöht wird, (iii) die Geschwindigkeit der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen verringert oder erhöht wird oder (iv) der Druck innerhalb des Ionen beweglichkeitstrenners verringert oder erhöht wird.
Massenspektrometer, das einen Ionenbeweglichkeitstrenner nach einem der Ansprüche 105 bis 110 aufweist.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung, bei dem bewirkt wird, daß Ionen innerhalb eines Ionenbeweglichkeitstrenners getrennt werden und entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner verschiedene im wesentlichen statische oder sich im Gleichgewicht befindende axiale Positionen annehmen.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung nach Anspruch 112, bei dem der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist und bei dem eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, um wenigstens einige Ionen in eine erste Richtung zu drängen, und wobei ein Gleichspannungsgradient bewirkt, daß wenigstens einige Ionen in eine zweite Richtung gedrängt werden, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung nach Anspruch 113, bei dem die Spitzenamplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen im wesentlichen konstant bleibt oder sich entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner verringert.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung nach Anspruch 113 oder 114, bei dem sich der Gleichspannungsgradient entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner zunehmend vergrößert.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung nach einem der Ansprüche 112 bis 115, bei dem, sobald Ionen im wesentlichen statische oder sich im Gleichgewicht befindende axiale Positionen entlang dem Ionenbeweglichkeitstrenner angenommen haben, dafür gesorgt wird, daß wenigstens einige der Ionen zu einem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden.
Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung nach Anspruch 116, bei dem dafür gesorgt wird, daß wenigstens einige der Ionen zu einem Ausgang des Ionenbeweglichkeitstrenners bewegt werden, indem: (i) der axiale Gleichspannungsgradient verringert oder erhöht wird, (ii) die Spitzenamplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen verringert oder erhöht wird, (iii) die Geschwindigkeit der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen verringert oder erhöht wird oder (iv) der Druck innerhalb des Ionenbeweglichkeitstrenners verringert oder erhöht wird.
Verfahren zur Massenspektrometrie, welches beliebige der in den Ansprüchen 112 bis 117 beanspruchten Verfahren zur Ionenbeweglichkeitstrennung umfaßt.
Verfahren zur Massenspektrometrie, welches die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Ionenbeweglichkeitstrenners zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden, Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit in dem Ionenbeweglichkeitstrenner, Bereitstellen eines Quadrupol-Massenfilters stromabwärts des Ionenbeweglichkeitstrenners und Scannen des Quadrupol-Massenfilters in abgestufter Weise synchron mit dem Ionenbeweglichkeitstrenner, um Ionen mit einem gewünschten Ladungszustand weiterzuleiten.
Massenspektrometer, welches aufweist: einen Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit, wobei der Ionenbeweglichkeitstrenner mehrere Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen zunehmend an die Elektroden angelegt werden, so daß wenigstens einige Ionen mit einer ersten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit einer zweiten verschiedenen Ionenbeweglichkeit getrennt werden, und ein Quadrupol-Massenfilter stromabwärts des Ionenbeweglichkeitstrenners, wobei das Quadrupol-Massenfilter bei der Verwendung synchron mit dem Ionenbeweglichkeitstrenner in abgestufter Weise gescannt wird, um Ionen mit einem gewünschten Ladungszustand weiterzuleiten.