DE112018001623B4

DE112018001623B4 - Mehrfach reflektierendes Flugzeit Massenspektrometer

Info

Publication number: DE112018001623B4
Application number: DE112018001623.4T
Authority: DE
Inventors: Viatcheslav Artaev; Anatoly N. Verenchikov
Original assignee: Leco Corp
Current assignee: Leco Corp
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: JP6859450B2; WO2018183201A1; US20200090919A1; US11158495B2; DE112018001623T5; JP2020516013A; GB201913770D0; GB2574558B; GB2574558A

Abstract

Mehrfach reflektierendes Flugzeit Massenspektrometer (MR-TOF MS) (10), umfassend:- eine Ionenquelle (12), die eingerichtet ist, einen Ionenstrahl (14) zu erzeugen, und angeordnet ist, um die Ionen in eine erste Richtung entlang einer ersten Achse (z) zu beschleunigen;- einen orthogonalen Beschleuniger (18), der angeordnet ist, um die Ionen in einer zweiten Richtung entlang einer zweiten Achse (x) zu beschleunigen, wobei die zweite Richtung orthogonal zu der ersten Richtung ist; und- eine Ionenspiegelanordnung (20), die eine Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24), Spiegelkappen (36), eine Mehrzahl von Spiegeln (26) und einen Kantendeflektor (28) umfasst, eingerichtet zum Umkehren einer Bewegungsrichtung der Ionen entlang der ersten Achse (z), wobei die Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24) eingerichtet ist zum Bereitstellen einer Zeitfokussierung von Ionen entlang einer dritten Achse (y) unabhängig von Ionenenergie und Ionenposition,- wobei die dritte Achse (y) orthogonal zu sowohl der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung verläuft, wobei die Mehrzahl von Spiegeln (26) einen ersten Spiegel mit einer ersten konkaven Oberfläche und einen zweiten Spiegel mit einer zweiten konkaven Oberfläche umfasst,- wobei die erste konkave Oberfläche der zweiten konkaven Oberfläche gegenüberliegt, und die Spiegelkappen (36) eine erste Spiegelkappe und eine zweite Spiegelkappe umfassen, wobei der erste Spiegel und der zweite Spiegel zwischen der ersten Spiegelkappe und der zweiten Spiegelkappe angeordnet sind.

Description

Technischer Bereich
Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Flugzeit Massenspektrometer.
Hintergrund
Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung und ist nicht unbedingt Stand der Technik.
Es kann in der Massenspektrometrie und auch in der Flugzeit-Massenspektrometrie (TOFMS) von Vorteil sein, ein Design zu haben, das ein hohes Auflösungsvermögen (Auflösung), eine hohe Ionenübertragung (um eine hohe Empfindlichkeit zu erreichen) und ein angemessen dimensioniertes Instrument für einen praktikablen Einsatz in bestimmten Anwendungen (z.B. in einem wissenschaftlichen Labor, in einer Fabrikhalle, in einem Fahrzeug, in einem Raumschiff usw.) zur Verfügung stellt.
In TOFMS kann es wichtig sein, relevante Aberrationskoeffizienten auf einem niedrigen Wert oder auf Null zu halten. Niedrige Aberrationskoeffizienten können durch eine spezielle Anordnung der Geometrie, Position und elektrischen Potentiale der lonenspiegelelektroden, die auf sie und andere Elemente der Ionenoptik wirken, erreicht werden.
Die Aberrationskoeffizienten können aus den Bewegungsgleichungen unter Verwendung der Aberrationserweiterung (abberation expansion) abgeleitet werden. Die Ordnung (order) der Aberrationen definiert ihren Beitrag zu den Gesamtabweichungen und damit zu dem Auflösungsvermögen des TOFMS. Es wird auch als eine Ordnung der Fokussierung beschrieben. Wenn beispielsweise ein hochauflösender TOF-Massenanalysator eine Fokussierung zweiter Ordnung in der Y-Achse aufweist, bedeutet dies, dass die Zeitaberration erster und zweiter Ordnung für die Y-Achse Null sind. Praktischer ausgedrückt bedeutet dies, dass Ionen, die von leicht unterschiedlichen Positionen auf der Y-Achse ausgehen, die gleiche TOF aufweisen (mit Ausnahme anderer Aberrationseinflüsse). Wie hierin verwendet wird, bezieht sich die Y-Achse auf die Ebene quer zur Ionenpfadebene.
Das Erreichen der Zeitfokussierung in der Y-Achse bedeutet, dass Ionen gleichzeitig (oder fast gleichzeitig) zum Detektor gelangen können, auch wenn sie verschiedene Y-Parameterwerte haben. Wenn beispielsweise Ionen an verschiedenen Punkten entlang der Y-Achse beginnen, weil im TOFMS Design die Zeitfokussierung für Y erreicht wird, können alle Ionen, die gleichzeitig ihren Weg beginnen, gleichzeitig oder fast gleichzeitig zum Detektor gelangen. Dieser „fast“ Faktor wird durch den Wert des entsprechenden Aberrationskoeffizienten definiert - abzüglich dieses Wertes, abzüglich der Differenz in der Ankunftszeit der Ionen. Wenn der Zeitaberrationskoeffizient Null ist, dann ist die Ankunftszeit der Ionen trotz unterschiedlicher Ausgangsbedingungen bei entsprechendem Parameter gleich. Die Druckschrift DE 11 2010 005 323 T5 betrifft allgemein das Gebiet der massenspektroskopischen Analyse, elektrostatische Fallen und Multi pass-F lugzeitmassenspektrometer und betrifft insbesondere die Vorrichtung, einschließlich offener elektrostatischer Fallen mit einem nicht festgelegten Flugweg, und Anwendungsverfahren. Aus der DE 10 2010 062 529 A1 ist ein Laufzeit-Massenspektrometer bekannt, das einen Ionenbeschleuniger zum Aufnehmen von Ionen, die in einer Wanderungsrichtung wandern, und zum Beschleunigen der Ionen in einer zur Wanderungsrichtung senkrechten Beschleunigungsrichtung, einen in Bezug auf die Wanderungsrichtung nach dem Ionenbeschleuniger angeordneten lonendetektor; und eine zwischen dem Ionenbeschleuniger und dem Ionendetektor angeordnete lonenspiegelanordnung umfasst. Die Druckschrift US 2007/0029473 A1 offenbart einen Massenspektrometer mit Mehrfachreflexions-Flugzeitmessung (MRTOF MS) und ein Analyseverfahren, wobei die Flugbahn der Ionen entlang einer Trajektorie durch elektrostatische Spiegel gefaltet wird. Schließlich umfasst die in der US 2007/0176090 A1 beschriebene Vorrichtung ein Multireflexions-Flugzeit-Massenspektrometer (MR-TOF MS) und einen orthogonalen Beschleuniger.
Allgemeine Beschreibung
Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenlegung des gesamten Umfangs oder aller seiner Merkmale.
Die Erfindung ist definiert durch den unabhängigen Anspruch 1 und den unabhängigen Anspruch 12. Ein Aspekt der Offenbarung ist ein mehrfach reflektierendes Flugzeit Massenspektrometer (MR-TOF MS), umfassend eine Ionenquelle, die eingerichtet ist, einen Ionenstrahl zu erzeugen, und angeordnet ist, um die Ionen in eine erste Richtung entlang einer ersten Achse (z) zu beschleunigen; einen orthogonalen Beschleuniger, der angeordnet ist, um die Ionen in einer zweiten Richtung entlang einer zweiten Achse (x) zu beschleunigen, wobei die zweite Richtung orthogonal zu der ersten Richtung ist; und eine Ionenspiegelanordnung, die eine Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden, Spiegelkappen, eine Mehrzahl von Spiegeln und einen Kantendeflektor umfasst, eingerichtet zum Umkehren einer Bewegungsrichtung der Ionen entlang der ersten Achse (z), wobei die Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden eingerichtet ist zum Bereitstellen einer Zeitfokussierung von Ionen entlang einer dritten Achse (y) unabhängig von Ionenenergie und Ionenposition, wobei die dritte Achse (y) orthogonal zu sowohl der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung verläuft, wobei die Mehrzahl von Spiegeln einen ersten Spiegel mit einer ersten konkaven Oberfläche und einen zweiten Spiegel mit einer zweiten konkaven Oberfläche umfasst, wobei die erste konkave Oberfläche der zweiten konkaven Oberfläche gegenüberliegt, und die Spiegelkappen eine erste Spiegelkappe und eine zweite Spiegelkappe umfassen, wobei der erste Spiegel und der zweite Spiegel zwischen der ersten Spiegelkappe und der zweiten Spiegelkappe angeordnet sind.
Die Umsetzung der Offenbarung kann eines oder mehrere der folgenden optionalen Merkmale umfassen. In einigen Ausführungsformen ist die Ionenquelle konfiguriert, um einen kontinuierlichen Ionenstrahl zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen ist mindestens eine der Mehrzahl von Elektroden konfiguriert, um eine räumliche Fokussierung der Ionen in der ersten Achse bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen ist mindestens eine der Mehrzahl von Elektroden konfiguriert, um eine räumliche Fokussierung der Ionen in der dritten Achse bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Spiegelanordnung ferner einen Kantendeflektor, der konfiguriert ist, um die Richtung der Ionen entlang der ersten Achse umzukehren.
In einigen Ausführungsformen ist die Ionenquelle ausgewählt aus der Gruppe gebildet aus ESI, APPI, APCI, ICP, EI, CI, SIMS und MALDI.
In einigen Ausführungsformen bildet die lonenspiegelanordnung ein zweidimensionales elektrostatisches Feld. Die Ionenspiegel können eine oder mehrere Spiegelelektroden mit Parametern umfassen, die selektiv einstellbar und so eingestellt sind, dass sie weniger als 0,001% Schwankungen der Flugzeit innerhalb von mindestens 10% Energieverteilung für ein Paar von Ionenreflexionen durch die Ionenspiegel bereitstellen. Die lonenspiegelanordnung kann ein zweidimensionales elektrostatisches Feld mit einer planaren Symmetrie oder ein zweidimensionales elektrostatisches Feld mit einer hohlen zylindrischen Symmetrie bilden.
In einigen Ausführungsformen enthält das MR-TOF MS keine Linsen zur Fokussierung der Ionen in Z-Richtung.
In einigen Ausführungsformen sind die Ionenquelle, der orthogonale Beschleuniger und die lonenspiegelanordnung angeordnet, derart, dass die lonenspiegelanordnung die Ionen zwischen 6 und 12 mal reflektiert, bevor sie den Detektor kontaktieren. Die Ionenspiegelanordnung kann die Ionen 10 mal reflektieren, bevor sie den Detektor kontaktieren.
In einigen Ausführungsformen ermöglicht die Ionenspiegelanordnung eine räumliche Fokussierung der Ionen in Y-Richtung und auch eine zeitliche Fokussierung in Y-Richtung. Das MR-TOF MS kann auch eine größere Breite des Ionenpakets in Z-Richtung ermöglichen, was eine Erhöhung des Taktzyklus (duty cycle) ermöglichen kann.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung stellt ein Verfahren der massenspektrometrischen Analyse zur Verfügung. Das Verfahren umfasst:

- Bilden eines Ionenstrahls in einer Ionenquelle ;
- Beschleunigen der Ionen in eine erste Richtung entlang einer ersten Achse (z);
- Beschleunigen der Ionen mit einem orthogonalen Beschleuniger in eine zweite Richtung entlang einer zweiten Achse (x), wobei die zweite Richtung orthogonal zu der ersten Richtung ist;
- Reflektieren der Ionen mindestens einmal mit einer Ionenspiegelanordnung, die eine Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden, Spiegelkappen, eine Mehrzahl von Spiegeln und einen Kantendeflektor umfasst, eingerichtet zum Umkehren einer Bewegungsrichtung der Ionen entlang der ersten Achse (z), wobei die Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektrodeneingerichtet ist zum Bereitstellen einer Zeitfokussierung von Ionen entlang einer dritten Achse unabhängig von Ionenenergie und Ionenposition;
- wobei die dritte Achse (y) orthogonal zu sowohl der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung verläuft, wobei die Mehrzahl von Spiegeln einen ersten Spiegel mit einer ersten konkaven Oberfläche und einen zweiten Spiegel mit einer zweiten konkaven Oberfläche umfasst,
- wobei die erste konkave Oberfläche der zweiten konkaven Oberfläche gegenüberliegt, und die Spiegelkappen eine erste Spiegelkappe und eine zweite Spiegelkappe umfassen, wobei der erste Spiegel und der zweite Spiegel zwischen der ersten Spiegelkappe und der zweiten Spiegelkappe angeordnet sind und
- Erfassen einer Ankunftszeit der Ionen mit einem Detektor.

Dieser Aspekt kann eine oder mehrere der folgenden optionalen Merkmale umfassen.
In einigen Ausführungsformen ist der Ionenstrahl kontinuierlich.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren das räumliche Fokussieren der Ionen in der ersten Achse mit mindestens einer der Mehrzahl von Elektroden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren das räumliche Fokussieren der Ionen in der dritten Achse mit mindestens einer der Mehrzahl von Elektroden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ein Reflektieren der Ionen mit einem Kantendeflektor, um die Richtung der Ionen entlang der ersten Achse umzukehren.
In einigen Ausführungsformen ist die Ionenquelle ausgewählt aus der Gruppe gebildet aus ESI, APPI, APCI, ICP, EI, CI, SIMS und MALDI.
In einigen Ausführungsformen bildet die Ionenspiegelanordnung ein zweidimensionales elektrostatisches Feld. Die Ionenspiegel können eine oder mehrere Spiegelelektroden mit Parametern umfassen, die selektiv einstellbar und so eingestellt sind, dass sie weniger als 0,001% Schwankungen der Flugzeit innerhalb von mindestens 10% Energieverteilung für ein Paar von Ionenreflexionen durch die Ionenspiegel bereitstellen. Die Ionenspiegelanordnung kann ein zweidimensionales elektrostatisches Feld mit einer planaren Symmetrie oder ein zweidimensionales elektrostatisches Feld mit einer hohlen zylindrischen Symmetrie bilden.
Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein mehrfachreflektierendes Flugzeit-Massenspektrometer (MR-TOF MS) zur Verfügung, das eine Ionenquelle, einen orthogonalen Beschleuniger und eine Ionenspiegelanordnung umfasst. Die Ionenquelle ist eingerichtet, einen Ionenstrahl zu erzeugen und angeordnet, um die Ionen in eine erste Richtung entlang einer ersten Achse zu beschleunigen. Der orthogonale Beschleuniger ist angeordnet, um die Ionen in eine zweite Richtung entlang einer zweiten Achse zu beschleunigen. Die zweite Richtung ist orthogonal zu der ersten Richtung. Die Ionenspiegelanordnung umfasst eine Mehrzahl von rasterlosen bzw. gitterlosen planaren Spiegeln und eine Mehrzahl von Elektroden. Die Mehrzahl von Elektroden ist angeordnet, um eine Zeitfokussierung von Ionen in einer dritten Achse im Wesentlichen unabhängig von der Ionenenergie und der Ionenposition zur Verfügung zu stellen.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur massenspektrometrischen Analyse zur Verfügen, das ein bilden eines Ionenstrahls in einer Ionenquelle, ein Beschleunigen der Ionen in einer ersten Richtung entlang einer ersten Achse, ein Beschleunigen der Ionen mit einem orthogonalen Beschleuniger in einer zweiten Richtung entlang einer zweiten Achse, wobei die zweite Richtung orthogonal zur ersten Richtung ist; ein Reflektieren der Ionen mindestens einmal mit einer Ionenspiegelanordnung, die eine Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegeln umfasst, wobei die Ionenspiegelanordnung eine Mehrzahl von Elektroden umfasst, die angeordnet sind, um eine Zeitfokussierung der Ionen in einer dritten Achse im Wesentlichen unabhängig von Ionenenergie und Ionenposition zur Verfügung zu stellen; und Erfassen der Ankunftszeit der Ionen mit einem Detektor.
Weitere Bereiche von Anwendungen ergeben sich aus der hierin enthaltenen Beschreibung. Die Beschreibung und die konkreten Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter Konfigurationen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

1 ist eine Querschnittsansicht eines mehrfach reflektierenden Flugzeit Massenspektrometers gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine Systemtische Darstellung eines mehrfach reflektierenden Flugzeit Massenspektrometers gemäß der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt Peakformen an einem Detektor für ein mehrfach reflektierendes Flugzeit Massenspektrometer mit E = 200 V/mm bei verschiedenen Strahldurchmessern gemäß der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt Peakformen an einem Detektor für ein MR-TOF MS mit E = 300 V/mm bei verschiedenen Strahldurchmessern gemäß der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur massenspektrometrischen Analyse gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.

Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen die entsprechenden Teile in den Zeichnungen.
Detaillierte Beschreibung
Beispielkonfigurationen werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Beispielkonfigurationen werden zur Verfügung gestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und den Umfang der Offenbarung vollständig an diejenigen der gewöhnlichen Kunstfertigkeit vermittelt. Spezifische Details wie Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren werden dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Konfigurationen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Für diejenigen, die über gewöhnliche Fachkenntnisse verfügen, wird sich zeigen, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass Beispielkonfigurationen in vielen verschiedenen Formen dargestellt werden können und dass die spezifischen Details und die Beispielkonfigurationen nicht so ausgelegt werden sollten, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränken.
Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter exemplarischer Konfigurationen und ist nicht als Einschränkung gedacht. Wie hierin verwendet, können die Einzelartikel „ein“, und „der/die/das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nichts anderes bestimmt. Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „enthalten“ und „haben“ sind inklusive und spezifizieren daher das Vorhandensein von Merkmalen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten, schließen aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon aus. Die hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Operationen sind nicht so auszulegen, dass sie notwendigerweise ihre Erfüllung in der jeweils besprochenen oder veranschaulichten Reihenfolge erfordern, es sei denn, sie sind ausdrücklich als eine Erfüllung der Reihenfolge gekennzeichnet. Es können zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „eingeschaltet“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“, „befestigt an“, oder „gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, kann es direkt auf dem anderen Element oder der anderen Schicht angebracht oder mit diesem gekoppelt sein, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu, wenn ein Element als „direkt an“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“, „direkt angebracht an“, oder „direkt gekoppelt mit“ ein anderes Element oder eine andere Schicht bezeichnet wird, dürfen keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen den Elementen verwendet werden, sollten in ähnlicher Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen“ und „direkt dazwischen“, „angrenzend“ und „direkt angrenzend“ etc.). Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Punkte.
Die Begriffe erste, zweite, dritte etc. können hierin verwendet werden, um verschiedene Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben. Diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte sollten nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe dürfen nur verwendet werden, um ein Element, eine Komponente, eine Region, eine Region, eine Schicht oder einen Schnitt von einer anderen Region, einer anderen Schicht oder einem anderen Schnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und andere numerische Begriffe bedeuten keine Sequenz oder Reihenfolge, es sei denn, sie werden durch den Kontext eindeutig angegeben. So könnte ein erstes Element, eine Komponente, eine Region, eine Schicht oder ein Abschnitt, die im Folgenden besprochen werden, als ein zweites Element, eine Komponente, eine Region, eine Schicht oder ein Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der exemplarischen Konfigurationen abzuweichen.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 umfasst ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein mehrfach reflektierendes Flugzeit Massenspektrometer (MR-TOF MS) 10. Das MR-TOF MS 10 kann eine Ionenquelle 12, einen orthogonalen Beschleuniger (OA) 18, ein Paar von Ionenspiegelanordnungen 20 und einen Detektor 22 umfassen.
Die Ionenquelle 12 kann angeordnet sein, um einen Strahl von Ionen 14 in eine erste Richtung und entlang einer ersten Achse, nachfolgend Z-Achse genannt, zu beschleunigen. Während des Betriebs kann der Ionenstrahl 14 in den orthogonalen Beschleuniger 18 gerichtet werden. Wie hierin verwendet, kann der von der Ionenquelle 12 erzeugte und in den orthogonalen Beschleuniger 18 gerichtete Ionenstrahl im Allgemeinen als Ionenstrahl 14 bezeichnet werden, während der Ionenstrahl nach der Beschleunigung durch den orthogonalen Beschleuniger 18 im Allgemeinen als Ionenstrahl 15 bezeichnet werden kann.
Als Ionenquelle 12 kann jedes geeignete Mittel zur Erzeugung von Ionen 14 verwendet werden. So kann beispielsweise die Ionenquelle 12 einen kontinuierlichen oder quasi-kontinuierlichen Strahl aus Ionen 14 erzeugen. Die Ionenquelle 12 kann auch eine Elektrospray Ionisation (ESI), eine Atmosphärendruck Ionisation (APCI), eine Atmosphärendruck Photoionisation (APPI), eine Elektroneneinwirkung (EI), eine chemische Ionisation (CI), eine induktiv gekoppelte Plasma Ionisation (ICP), eine Sekundärionen Massenspektrometrie (SIMS) und eine matrixgestützte Laserdesorption/-Ionisation (MALDI) sein.
Der orthogonale Beschleuniger 18 zum Beschleunigen der Ionen 14 entlang der X-Achse kann jeder geeignete Ionenbeschleuniger sein, der in der Technik bekannt ist. So kann beispielsweise der orthogonale Beschleuniger 18 elektromagnetische Felder nutzen, um die Geschwindigkeit der Ionen 14 zu erhöhen. Zum Beispiel der orthogonale Beschleuniger 18, der in Guilhaus et al., Pat. Nr. US 5 117 107 A , die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist, kann verwendet werden, um die Ionen 14 entlang der X-Achse zu beschleunigen.
Der orthogonale Beschleuniger 18 kann angeordnet sein, um die Ionen 14 in einer zweiten Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung ist, und entlang einer zweiten Achse, nachfolgend als X-Achse bezeichnet, zu beschleunigen. So kann beispielsweise der orthogonale Beschleuniger 18 die Ionen 14 mit einer Energie E beschleunigen. In einigen Ausführungsformen ist die Energie E im Wesentlichen gleich 500 Volt pro Millimeter.
Der orthogonale Beschleuniger 18 kann zu einem Massenanalysator 34 ausgerichtet sein. Ein solches System wird als normales orthogonales System bezeichnet. Bei Verwendung eines normalen orthogonalen Systems (schemes) ist es möglicherweise nicht erforderlich, ein Ionenpaket 32 zu lenken, was mehrere Aberrationen in Bezug auf den gelenkten Ionenstrahl 15 beseitigen kann. Die Ionenpakete 32 können sich in Y-Richtung verengen, was zu einer deutlichen Reduzierung der Kreuztermaberrationen führen kann. Das normale orthogonale System kann bedeuten, dass Linsen zur Fokussierung von Ionenpaketen 32 in Z-Richtung längere Ionenpakete 32 in Z-Richtung ermöglichen. Das normale orthogonale System kann eine hohe Auflösung bei viel kürzeren Ionenpfaden 16 ermöglichen, was eine häufigere Pulsung ermöglichen kann. Die Kombination aus höherer Pulsfrequenz und längeren Ionenpaketen 32 kann eine Erhöhung der Empfindlichkeit und des Dynamikbereichs ermöglichen.
Die Ionenspiegelanordnung 20 kann eine Mehrzahl von Ionenspiegeln 26, eine Mehrzahl von Spiegelelektroden 24 und einen Kantendeflektor 28 umfassen. Die Spiegelanordnung 20 kann eingerichtet sein, die Ionen 15 in Y-Richtung zeitlich zu fokussieren. So können beispielsweise die Elektroden 24 angeordnet sein, um eine Zeitfokussierung der Ionen 15 entlang einer dritten Achse, nachstehend als Y-Achse bezeichnet, im Wesentlichen unabhängig von der Ionenenergie und der Ionenposition zur Verfügung zu stellen. Elektroden für zeitfokussierende Ionen in Y-Richtung sind in der Technik bekannt und werden beispielsweise in Verenchikov et al., Pat. Nr. US 7 385 187 B2 beschrieben, das hierin durch Verweis in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
Die Ionenspiegelanordnung 20 kann dann die Ionen 15 reflektieren. So kann beispielsweise die Mehrzahl der Ionenspiegelelektroden 24 zwei Sätze von sieben Ionenspiegelelektroden 24-1 - 24-7 umfassen. So kann beispielsweise die Ionenspiegelanordnung 20 so angeordnet sein, dass die Ionen 15 reflektiert werden und sich in entgegengesetzter Richtung entlang der X-Achse bewegen. Die Ionen 15 können dann den Detektor 22 kontaktieren, der die Menge der Ionen 5 und eine Laufzeit bzw. Flugzeit der Ionen 15 misst. Die Ionenspiegelanordnung 20 kann Spiegelabdeckungen bzw. -kappen (caps) 36 umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst einer der Ionenspiegel 26 die Spiegelabdeckung 36. So können beispielsweise die Spiegelabdeckungen 36 an einer der Ionenspiegelelektroden 24 anliegen.
Die Ionenspiegelelektroden 24 können symmetrische, rasterlose bzw. gitterlose planare Spiegel oder symmetrische, hohle zylindrische Spiegel sein. Die Ionenspiegel 26 können so geformt sein, dass die Ionenpakete 32 in Z-Richtung fokussiert sind. So können beispielsweise die Ionenspiegel 26 eine konkave Oberfläche umfassen, die einer konkaven Oberfläche eines anderen Ionenspiegels 26 oder dem Kantendeflektor 28 zugewandt ist. Eine der Elektroden 24 der Ionenspiegelanordnung 20, z.B. die letzte Elektrode 24, kann so angeordnet sein, dass eine räumliche Fokussierung der Ionen 15 in Z-Richtung erzeugt wird.
Fokussierspiegelanordnungen hoher Ordnung zur Verringerung von Laufzeitaberrationen können in die Spiegelanordnung 20 integriert werden. Die Ionenspiegelanordnung hoher Ordnung kann ein zweidimensionales elektrostatisches Feld entweder mit einer planaren Symmetrie oder einer hohlzylindrischen Symmetrie sein, und die Ionenspiegelanordnung 20 kann eine oder mehrere Spiegelelektroden 24 mit Parametern umfassen, die selektiv einstellbar und eingestellt sind, um weniger als 0,001% Variationen der Flugzeit innerhalb von mindestens 10% Energieverteilung für ein Paar von Ionenreflexionen durch die Ionenspiegelanordnung 20 bereitzustellen. Solche Fokussierspiegelanordnungen hoher Ordnung werden in dem Stand der Technik beschrieben, zum Beispiel in Verenchikov et al., Pat. Nr. US 9 396 922 B2 das hierin durch Verweis aufgenommen wird.
Der Kantendeflektor 28 kann die Ionen 15 in Z-Richtung reflektieren. Wenn die Spiegelanordnung 20 einen Kantendeflektor 28 umfasst, kann sich der Detektor 22 auf der gleichen Seite des Massenanalysators 34 wie der orthogonale Beschleuniger 18 befinden, während sich der Kantendeflektor 28 auf einer vom orthogonal Beschleuniger 18 gegenüberliegenden Seite des Massenanalysators 34 befinden kann. Der Detektor 22 kann auch auf der gegenüberliegenden Seite des Massenanalysators 34 vom orthogonalen Beschleuniger 18 angeordnet sein. In diesem Fall kann der Kantendeflektor 28 entfallen.
Das MR-TOF MS 10 kann linsenlos sein. So darf beispielsweise das MR-TOF MS 10 keine Linsen enthalten, die die Ionen in Z-Richtung fokussieren. Das Fehlen von Linsen kann eine signifikante Erhöhung des Taktzyklus bzw. Arbeitszyklus durch Vergrößerung einer Breite W₁ des Ionenpakets 32 in Z-Richtung ermöglichen. Dies kann auch die Füllzeit des orthogonalen Beschleunigers 18 erhöhen. Ein MR-TOF MS 10 ohne Linsenanordnung kann weniger kosten als ein entsprechendes Instrument, das eine Linsenanordnung enthält.
Unter Bezugnahme auf 1 wird nun das MR-TOF MS 10 dargestellt. Der Weg der Ionen 16 von dem Ionenstrahl 15 ist auch in 1 dargestellt. In 1 sind die Ionenquelle 12, der orthogonale Beschleuniger 18 und die Ionenspiegelanordnung 20 so angeordnet, dass die Ionenspiegelanordnung 20 die Ionen 15-mal reflektiert, bevor sie den Detektor 22 kontaktieren, wobei die Ionen 15 jedoch zwischen sechs und zwölfmal reflektiert werden können, bevor sie den Detektor 22 kontaktieren. Das MR-TOF MS 10 von 1 umfasst den Detektor 22, der sich auf der gleichen Seite des Instruments wie der orthogonale Beschleuniger 18 befindet. Das in 1 dargestellte MR-TOF MS 10 umfasst den Kantendeflektor 28, der die Richtung der Ionen 15 in Z-Richtung umkehrt, um die Ionen 15 zurück zum Detektor 22 zu reflektieren. Das MRTOF MS 10 kann bestimmte Parameter für den Betrieb des MR-TOF MS 10 umfassen, aber die Parameter können variiert werden, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen.
Unter Bezugnahme auf 2 kann das MR-TOF MS 10 einen Abstand D₁ zwischen den Ionenspiegeln 24 von 600 - 650 mm definieren. Die Fensterbreite W₂ der Ionenspiegel 24 beträgt 340 mm. 2 zeigt einen Abstand von 20 mm für die Breite W₃ eines Ionenflussweges oder -Bündels 30. Das in 2 dargestellte MR-TOF MS 10 kann bestimmte Parameter für den Betrieb des MR-TOF MS 10 umfassen, aber die Parameter können variiert werden, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen.
Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Verfahren 100 der massenspektrometrischen Analyse dargestellt. Bei Schritt 102 kann das Verfahren 100 ein Bilden eines Ionenstrahls 14 in der Ionenquelle 12 umfassen. Bei Schritt 104 kann das Verfahren ein Beschleunigen der Ionen 14 in eine erste Richtung entlang der ersten Achse umfassen. So kann beispielsweise bei Schritt 104 das Verfahren das Beschleunigen der Ionen 14 entlang der Z-Achse umfassen. Bei Schritt 106 kann das Verfahren ein Beschleunigen der Ionen 14 mit dem orthogonalen Beschleuniger 18 in eine zweite Richtung entlang einer zweiten Achse umfassen. So kann beispielsweise bei Schritt 106 das Verfahren das Beschleunigen der Ionen 14 entlang der X-Achse umfassen. Die zweite Richtung kann orthogonal zu der ersten Richtung sein. Bei Schritt 108 kann das Verfahren ein Reflektieren der Ionen 15 mindestens einmal mit der Ionenspiegelanordnung 20 umfassen. Bei Schritt 110 kann das Verfahren ein Erfassen der Ankunftszeit der Ionen mit dem Detektor 22 umfassen.
Das Verfahren kann ein Verwenden eines kontinuierlichen oder quasi-kontinuierlichen Ionenstrahls 14 umfassen. Die Ionenquelle 12 kann auch ausgewählt sein aus der Gruppe gebildet aus ESI, APPI, APCI, ICP, EI, CI, SIMS und MALDI.
Bei Schritt 112 kann das Verfahren auch ein Verwenden mindestens eines der Ionenspiegel 26 zum räumlichen Fokussieren der Ionen 15 in Z-Richtung umfassen. Bei Schritt 114 kann das Verfahren ein Reflektieren der Ionen 15 mit dem Kantendeflektor 28 umfassen, um die Richtung der Ionen 15 entlang der ersten Achse umzukehren. Bei Schritt 116 kann das Verfahren auch ein Verwenden von Spiegeln hoher Ordnung umfassen, um ein zweidimensionales elektrostatisches Feld entweder mit einer planaren Symmetrie oder einer hohlen zylindrischen Symmetrie zu bilden. Die Ionenspiegelanordnung 20 kann eine oder mehrere der Spiegelelektroden 24 mit Parametern umfassen, die selektiv einstellbar und eingestellt sind, um weniger als 0,001% Variationen der Flugzeit innerhalb von mindestens 10% Energieverteilung für ein Paar von Ionenreflexionen durch die Ionenspiegel 26 bereitzustellen.

Ein erstes Beispiel für das MR-TOF MS 10 wird durch die in Tabelle 1 beschriebenen Parameter beschrieben. Die nachfolgend beschriebenen Parameter können variiert werden, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen. In diesem speziellen Beispiel wurde der Kantendeflektor 28 verwendet. Tabelle 1. Parameter eines ersten Beispiels MR-TOF MS 10.

Ionenspiegel:

Kappe zu Kappe Abstand D₁ = 600 mm

Kammerlänge D₂ = 700 mm

Spiegel Y-Fenster: 20 - 22 mm

Tlkkk = 0; Niedrige T|kkk erlaubt R = 120 K

Bei dK/K = 6,5 % und dY < 4,5 mm

Duale Spiegel Linse ermöglicht K = 9,2 keV bei M4 = -15 kV

M1 = +3 kV, M3 = -1 kV

Spiegel Z-Breite:

Spiegelkante = 35 mm

5 Reflexionen (ein Weg) × 40 mm = 200 mm

Fensterbreite W₂ = 270 mm

Kammerbreite W₄ = 320 mm

Flugzeit:

Leff: 600 mm/refl (Reflektor)

LGesamt: 6 m

K = 9,2 keV; V(1000 amu) = 43 m/ms

T(1000 amu) = 140 µs

Arbeitszyklus und Neigung:

Druck (Push): 2400 V; OA Abstand = 6 mm; E = 500 V/mm

Neigung: 67 mrad

KStrahl = 9200/(40/600)^2 = 41 eV

V(1000 amu) = 2,86 mm/µs

Z Paket: 20 mm; T_OA: 7 µs; DC = 5 %.

Strahl Z Divergenz = 1 mrad; dZ = 6 mm

100% Übertragung zum Detektor (ZStufe = 40 mm)

Keine periodische Linse, verwenden Sie Kollimatoren in Z

Drehen um Vs dK:

Strahl: 1,2 mm; dK: 480 eV

Strahlabweichung: 1 deg = 17 mrad

dVx: 49 m/s; T_TA: 0,98 ns

Auflösung:

Detektor 0,5 ns (MagTOF), DAS: 4 Gss, dT = 0,7 ns

R_TA: 71 K; dT: 0,98 ns

R_K > 120 K; dTA < 0,58 ns (dY = 4 mm, dK/K = 6,5 %)

FWHM: 1.35 ns; R = 52 K

ABER: dX Zeitfront: 23 mm * 67/1000 = 1,5 mm;

Paket = 1,36 ns (erworben w/o Zentroide)

In einem zweiten Beispiel kann das MS-TOF MS 10 auf planaren Spiegelelektroden 24 mit der Fensterbreite W₂ von 340 mm und der horizontalen Position des orthogonalen Beschleunigers (OA) 18 (d.h. Z-Richtung des kontinuierlichen Ionenstrahls) basieren. Die Parameter des MS-TOF 10 in diesem Beispiel entsprechen den in 2 dargestellten Spezifikationen. Die Höhe des Spiegelfensters in der Y-Achse beträgt 24 mm. Sowohl der Detektor 22 als auch die primären Fokuspositionen des OA 18 wurden so angenommen, dass sie sich in einer Medianebene des Massenanalysators 34 (in der Mitte zwischen zwei Spiegeln) befinden. Das in 2 dargestellte 3-Wendungen-System (6-Reflexion) kann für die 20 mm Breite W₃ des Ionenbündel 30 und den Z-Versatz einer Außenkante des Ionenbündels 30 von der inneren Begrenzung des Spiegelfensters von 25 mm realisiert werden, was die TOF-Verzerrung durch die Spiegelfringingfelder (mirror fringing fields) von < 0,3 ns garantiert. Die Kante = 35 mm von der Mitte des Ionenstiftes 30 bis zur inneren Begrenzung des Spiegelfensters, und die ZStufe = 90 mm. Mit der ionenkinetischen Energie von K = 8000 eV und dem Abstand D₁ zwischen den Spiegelkappen 36 von 600 - 650 mm, beträgt die kinetische Energie des kontinuierlichen Ionenstrahls 14 30 eV - 40 eV. Das Ziel der Konstruktion ist es, das Massenauflösungsvermögen des Analysators R > 20 000 mit einem möglichst maximalen Durchmesser des kontinuierlichen Ionenstrahls 15 zu erhalten.
Um eine geeignete Extraktionsfeldstärke des OA 18 zu wählen, wurden am Detektor in dem 3-Wendungen-Analysator Zeitpeakformen von Ionen der Masse m = 1000 a.m.u. berechnet, wobei der Ionenspiegel mit TOF Fokussierung in Energie der 5. Ordnung unter der Annahme von Null-Längen-Spalten (zero-length-gaps) zwischen den benachbarten Elektroden in zwei Fällen optimiert wurde: E = 200 V/mm (siehe 3) und E = 300 V/mm (siehe 4) und mit fünf verschiedenen kontinuierlichen Strahlparametern in dem OA 18: d = 2 mm, a = ±0,75 °; d = 2,5 mm, a = ±1°; d = 3 mm, a = ±1,125°; d = 3,5 mm, a = ±1,3°; d = 4 mm, a = ±1,5°. In dieser Testsimulation wurde der Ionenspiegel 24 „von selbst“ optimiert, ohne die durch den OA 18 verursachten Aberrationen zu berücksichtigen.
Die entsprechenden Peakformen sind in 3 (für E = 200 V/mm) und 4 (für E = 300 V/mm) dargestellt. Wie aus den 3 - 4 ersichtlich ist, bleibt das Massenauflösungsvermögen bei voller Breite bei Halbmaximum (FWHM) und bei einer Peakbasis für beide Werte der Extraktionsfeldstärken bei großen kontinuierlichen Strahldurchmessern ähnlich. Dies wird durch die Kompensation einer kleineren Anfangszeitbreite des Signals an dem primären Fokus des OA 18 bei E = 300 V/mm durch Aberrationen, die durch eine größeren Energieausbreitung verursacht werden. Mit zunehmendem Durchmesser des kontinuierlichen Ionenstrahls 15 wird jedoch in Fällen, in denen der Beitrag der Aberrationen abnimmt, der größere Wert der extrahierenden Feldstärke bevorzugt.
Die vorstehende Offenbarung wurde zur Veranschaulichung und zum Beispiel aus Gründen der Klarheit und des Verständnisses sowie mit Bezug auf verschiedene spezifische Beispiele und Techniken ausführlich beschrieben. Im Rahmen der beigefügten Ansprüche können jedoch viele Variationen und Änderungen vorgenommen werden. Daher ist es verständlich, dass die obige Beschreibung illustrativ und nicht einschränkend sein soll. Der Umfang der nachstehend beigefügten Ansprüche sollte den gesamten Umfang der Äquivalente berücksichtigen, auf die diese Ansprüche Anspruch haben.

Claims

Mehrfach reflektierendes Flugzeit Massenspektrometer (MR-TOF MS) (10), umfassend: - eine Ionenquelle (12), die eingerichtet ist, einen Ionenstrahl (14) zu erzeugen, und angeordnet ist, um die Ionen in eine erste Richtung entlang einer ersten Achse (z) zu beschleunigen; - einen orthogonalen Beschleuniger (18), der angeordnet ist, um die Ionen in einer zweiten Richtung entlang einer zweiten Achse (x) zu beschleunigen, wobei die zweite Richtung orthogonal zu der ersten Richtung ist; und - eine Ionenspiegelanordnung (20), die eine Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24), Spiegelkappen (36), eine Mehrzahl von Spiegeln (26) und einen Kantendeflektor (28) umfasst, eingerichtet zum Umkehren einer Bewegungsrichtung der Ionen entlang der ersten Achse (z), wobei die Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24) eingerichtet ist zum Bereitstellen einer Zeitfokussierung von Ionen entlang einer dritten Achse (y) unabhängig von Ionenenergie und Ionenposition, - wobei die dritte Achse (y) orthogonal zu sowohl der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung verläuft, wobei die Mehrzahl von Spiegeln (26) einen ersten Spiegel mit einer ersten konkaven Oberfläche und einen zweiten Spiegel mit einer zweiten konkaven Oberfläche umfasst, - wobei die erste konkave Oberfläche der zweiten konkaven Oberfläche gegenüberliegt, und die Spiegelkappen (36) eine erste Spiegelkappe und eine zweite Spiegelkappe umfassen, wobei der erste Spiegel und der zweite Spiegel zwischen der ersten Spiegelkappe und der zweiten Spiegelkappe angeordnet sind.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 1, wobei die Ionenquelle (12) konfiguriert ist, um einen kontinuierlichen Ionenstrahl (14) zu erzeugen.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24) konfiguriert ist, um eine räumliche Fokussierung der Ionen in der ersten Achse (z) bereitzustellen.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24) konfiguriert ist, um eine räumliche Fokussierung der Ionen in der dritten Achse (y) bereitzustellen.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 1, wobei die Ionenquelle (12) ausgewählt ist aus der Gruppe gebildet aus ESI, APPI, APCI, ICP, EI, CI, SIMS und MALDI.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 1, wobei die Ionenspiegelanordnung (20) ein zweidimensionales elektrostatisches Feld bildet, und wobei die Mehrzahl von Spiegeln (26) eine oder mehrere Spiegelelektroden mit Parametern umfassen, die selektiv einstellbar und eingestellt sind, um weniger als 0,001% Änderungen der Flugzeit innerhalb von mindestens 10% Energieverteilung für ein Paar von Ionenreflexionen durch die Spiegel (26) bereitzustellen.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 6, wobei die Ionenspiegelanordnung (20) ein zweidimensionales elektrostatisches Feld mit einer planaren Symmetrie bildet.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 6, wobei die Ionenspiegelanordnung (20) ein zweidimensionales elektrostatisches Feld mit einer hohlzylindrischen Symmetrie bildet.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 1, wobei das MR-TOF MS keine Linsen zum Fokussieren der Ionen in der ersten Richtung enthält.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 1, wobei die Ionenquelle (12), der orthogonale Beschleuniger (18) und die Ionenspiegelanordnung (20) so angeordnet sind, dass die Ionenspiegelanordnung (20) die Ionen zwischen 6 und 12 mal reflektiert, bevor diese einen Detektor (22) kontaktieren.
MR-TOF MS (10) nach Anspruch 10, wobei die Ionenspiegelanordnung (20) die Ionen 10 mal reflektiert, bevor diese den Detektor (22) kontaktieren.
Verfahren zur massenspektrometrischen Analyse, umfassend: - Bilden eines Ionenstrahls (14) in einer Ionenquelle (12); - Beschleunigen der Ionen in eine erste Richtung entlang einer ersten Achse (z); - Beschleunigen der Ionen mit einem orthogonalen Beschleuniger (18) in eine zweite Richtung entlang einer zweiten Achse (x), wobei die zweite Richtung orthogonal zu der ersten Richtung ist; - Reflektieren der Ionen mindestens einmal mit einer Ionenspiegelanordnung (20), die eine Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24), Spiegelkappen (36), eine Mehrzahl von Spiegeln (26) und einen Kantendeflektor (28) umfasst, eingerichtet zum Umkehren einer Bewegungsrichtung der Ionen entlang der ersten Achse (z), wobei die Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24) eingerichtet ist zum Bereitstellen einer Zeitfokussierung von Ionen entlang einer dritten Achse unabhängig von Ionenenergie und Ionenposition; - wobei die dritte Achse (y) orthogonal zu sowohl der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung verläuft, wobei die Mehrzahl von Spiegeln (26) einen ersten Spiegel mit einer ersten konkaven Oberfläche und einen zweiten Spiegel mit einer zweiten konkaven Oberfläche umfasst, - wobei die erste konkave Oberfläche der zweiten konkaven Oberfläche gegenüberliegt, und die Spiegelkappen (36) eine erste Spiegelkappe und eine zweite Spiegelkappe umfassen, wobei der erste Spiegel und der zweite Spiegel zwischen der ersten Spiegelkappe und der zweiten Spiegelkappe angeordnet sind und - Erfassen einer Ankunftszeit der Ionen mit einem Detektor (22).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Ionenstrahl (14) kontinuierlich ist.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das räumliche Fokussieren der Ionen in der ersten Achse (z) mit mindestens einer der Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24).
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das räumliche Fokussieren der Ionen in der dritten Achse (y) mit mindestens einer der Mehrzahl von gitterlosen planaren Spiegelelektroden (24).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Ionenquelle (12) ausgewählt ist aus der Gruppe gebildet aus ESI, APPI, APCI, ICP, EI, CI, SIMS und MALDI.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Ionenspiegelanordnung (20) ein zweidimensionales elektrostatisches Feld bildet, und wobei die Mehrzahl von Ionenspiegeln (26) eine oder mehrere Spiegelelektroden mit Parametern umfassen, die selektiv einstellbar und eingestellt sind, um weniger als 0,001% Änderungen der Flugzeit innerhalb von mindestens 10% Energieverteilung für ein Paar von Ionenreflexionen durch die Ionenspiegel (26) bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Ionenspiegelanordnung (20) ein zweidimensionales elektrostatisches Feld mit einer planarer Symmetrie bildet.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Ionenspiegelanordnung (20) ein zweidimensionales elektrostatisches Feld mit einer hohlen zylindrischen Symmetrie bildet.