WO2014117293A1 - 基于离子阱的双极性离子分析与检测的装置和方法 - Google Patents

基于离子阱的双极性离子分析与检测的装置和方法 Download PDF

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negative
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ions
current
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徐伟
贺木易
江游
黄泽建
熊行创
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北京理工大学
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    • H01J49/4225—Multipole linear ion traps, e.g. quadrupoles, hexapoles

Definitions

  • the invention relates to a mass spectrometer.
  • tiiU Hidden, involving the polarity of the 3 ⁇ 4 ⁇ off-well from the analysis and the side of the analysis 1 j detection. Background technique
  • Mass spectrometry A method of analyzing the composition and structure of a compound by measuring the ratio of small mass to mass (m/z). Mass spectrometry technology W: ⁇ . Some high-tech and sensitivity, in the field of object analysis, the benefits are highlighted. Bio-mass spectrometry (Bio-MS) *i small: the quality of the Chuan bio-divided technology, the study of tannins and peptides in the broad range of Yingchuan: such as the determination of relative quality of fl, determination of peptides, Peptides; ⁇ : column determination techniques, ⁇ ffi and .: sulfur bond localization, egg protein translation ⁇ modification, white matter fit analysis, IfiA cytoplasm's study j. In addition, the bovine material spectrum should be determined by W j 'polysaccharide 3 ⁇ 4 structure determination, oligonuclear acid and nucleic acid analysis, micro-k material identification, and drug development.
  • K phase ⁇ ⁇ ; from the f-form is also 11 new U.
  • the nano-ESI source is based on the ⁇ :, by the pulse high voltage induced force, the bipolar deviation is obtained.
  • Nishant Chetwani [3,4] A i people also entered a similar study in the factory. Jin issued a new frequency exchange field SI 3 ⁇ 4!, 3 ⁇ 4 Ding cast type got the polarity away!
  • the current technology i: the description of the lack of ''.
  • W to achieve ' (: phase away from j'- ": 'f3 ⁇ 4 ⁇ .
  • the bipolar-to-f analysis detects the device 3 ⁇ 4': also includes W to excite the AC voltage source, t:il: from f and negative from j tt I field) IJ Bu.
  • the source applies the excitation alternating current I li , k (AC) to the two non-ti poles of the 1''J axis to form an excitation alternating field, separate ⁇ and ⁇ 3 ⁇ 4 ( ⁇ '/ ⁇ : excitation communication
  • the iU field is made from the bottom of the f-well, away from the well, and the small well is 11 from the el-well, and the ions are from the ⁇ I exit; stop f from the I terminal of the negative current I k is applied to it - detected by the 3 ⁇ 4 - detector, negatively deviated from the application of £ '-I li of the flow I ⁇ extreme elbow and is ' Detecti
  • the initial ⁇ of the ⁇ ⁇ ' ⁇ . is 5 volts
  • the initial ⁇ of the negative stream is 5 volts
  • the flow of the i t 'flow and the pressure is 1000 volts / Seconds:
  • the excitation is the same as the 'flow> 1, the towel M 20 volts, the frequency is 300,000 Hz; the attack: the initial L amplitude is 380 volts, the frequency is 1000000 Hz, and the drawing speed is 1000 volts/second.
  • I'ijili pole of the f-well includes two ill poles of the ion trap y-axis and two ill poles of the well X-axis, and the small M-pole of the off-well is applied to form a bias field.
  • the negative ⁇ ' ⁇ of the small phase and the two ⁇ of the X-axis of the ion trap are applied - the ⁇ of the human phase: ⁇ .' ⁇ Flow ⁇ , a bias ⁇ field is formed by the negative ⁇ . stream ii k and the stop a stream i ) k , the negative ⁇ ⁇ flow ⁇ K n the amplitude phase of the iiHt is not, ⁇ , ', : ⁇ -"" ⁇ ii ii from f- ⁇ wA!
  • IJ Bu separation so that i kx axial force M is contracted, negative from the hy axis. / to the 3 ⁇ 4 contraction:
  • Xy is set to "x)t:fr: - one-to-b.
  • the moving range is increasing by the ifii bomb ij'i ⁇ I ⁇ ion trap, LI: V from the y-axis j to the bomb 3 ⁇ 4 ⁇ : . 3 ⁇ 4 ⁇ ' ⁇ ' from the ⁇ axis ⁇ ] ⁇ ,
  • the initial frequency of the radio frequency l ⁇ is 380 volts, the frequency is 1000000 Hz, the drawing speed is 1000 volts/second; the U/V fit is 0.075; the excitation turbulence i[ ⁇ k is 20 volts, '3 ⁇ 4 i, 3 ⁇ 4 310000 Hz,
  • a 'force' method for detecting a bipolar ionization analysis of a well comprising: applying a radio frequency ⁇ pressure to a pole of the f-well to form a W-frequency i-field: The turbulent flow is applied to the small l pole to form the tt iLi field, ⁇ >/.
  • ⁇ ion trap ⁇ if ⁇ l:, f and negative z j--: «W field is issued by the river 't: separation: stop: from 11 :
  • the non-Mi of the well is extremely ion trap ⁇ - the two non-M poles of the axis 1'4, the flow of the non-I Li pole of the ionization/well is applied) ⁇ , to form the bias field ii to the ion trap ] - Axis does not ask the pole to apply the human phase ⁇ small ⁇ Hii polarity opposite i t'i ⁇ ⁇ and negative ⁇ ' ⁇ to form the fti ⁇ li field.
  • the Zuobu Bu's respectively exit from the KJ 'well's non-dip, respectively, away from J's ⁇ , /
  • the ⁇ ⁇ the initial position of the stream lii is 5 volts, and the initial ⁇ of the negative i. stream ik is a 5 volt, the II: ⁇ current ff. and negative r'i. Zhong / 3 ⁇ 4; 1000 V / sec: the excitation AC i, web 3 ⁇ 4 20 volts, $; yJ 300000 Hz; in the radio frequency;: 3 ⁇ 4 380 volts initial amplitude, frequency Shen 3 ⁇ 4 1000000Hz, 4 I described. Speed 1000 volts / sec.
  • the ⁇ electrode applies ⁇ ' ⁇ .flow iijjK to form the itt' ⁇ ii field for the w-electrode y-axis 1'', the w-electrode application, the negative k of the human small phase, and the two poles for the ion trap X ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik ik
  • I describe the width of the ⁇ ' ⁇ .flow F; and the amplitude of the radio frequency / / _3 ⁇ 4:, £ ion ⁇ ; X
  • the axis is ⁇ curled by the i person, i'L away from y ill!
  • a method for detecting bipolar ion analysis of a base ion trap based on a K-stream voltage detection mode of a fourth-stage field of the Chuanchuan optionally, the negative flow and the amplitude of the stoppage;
  • the amplitude of the negative- ⁇ .flow voltage and the DC-stop voltage is U
  • the amplitude of the RF voltage is V
  • the stop ions and the negative ions are respectively arranged according to their mass-to-charge ratios.
  • a method for detecting bipolar ion analysis of a base T ion trap of a D-type four-stage field flow ff optionally, two different electrodes and y-axis in the X-axis direction Two different poles are applied to excite the alternating current ⁇ ffi to form an excited alternating current field.
  • the exciting alternating electric field is formed, the resonant exiting from the operating line reaches il away from the AC exciting line, and a resonant bomb is emitted from the f-well;
  • a resonant projectile exits the /well, where AC indicates the excitation of the alternating voltage.
  • the initial voltage amplitude of the RF voltage is 380 V
  • the frequency is 1000000 Hz
  • the scanning speed is 1000 volts/second
  • the U/V value is 0.075
  • the excitation alternating current is 20 volts and the frequency is 310000 ⁇ .
  • the second aspect of the present invention provides a multipolar mass spectrometry force method for bipolar ions, including:
  • an initial ⁇ ffi of the radio frequency is applied to the electrode away from the well to form a radio frequency ⁇ field; a flow voltage is applied to different electrodes away from the well to form a biased IMi field, the different poles from the f-well including the ion trap y-axis
  • the two electrodes and the two drains in the X-axis of the ion trap apply a flow to the different poles of the ion trap to form a bias.
  • the B! field includes the application of a small phase to the two poles away from the y-axis of the trap.
  • the amplitude of the flow FR and the stop current ffi is not the same, and the bit is separated from the well: the separation from the negative ion is separated in the field, so that the stop ion is compressed in the X-axis direction.
  • the negative deviation f is shrunk by fR in the y-axis direction.
  • a multi-channel wide-band excitation alternating current signal (SWIFT waveform) is applied to the pole from the X-axis direction of the well, so that the selected ion T is stabilized K, and other ions are excited to eject the mountain ion trap;
  • a bipolar-to-f-multipole mass spectrometry method comprising:
  • an initial voltage jk of the RF voltage is applied to the pole of the ion trap to form a radio frequency field; H flow pressure is applied to different drains of the well to form a bias electric field, the different i poles of the f well including Two dipoles in the y-axis from the f-well and two in the X-axis of the ion trap Electrodes, applying ⁇ .flow to different dipoles of the f-well to form a biased 'ftili field cladding W applied to the W dipoles from the y-axis of the well.
  • flow and Applying a small phase of the human body to the two poles of the X-axis of the ion trap; f'i flow iliii,:, forming the partial 'i field by the flow of the negative ⁇ .flow Jt and the ⁇ ⁇ '
  • the negative ⁇ .flow iliH,: and the iH i: flowing ⁇ ) K are not the same as the towel, the D-ion trap ⁇ II: away from and negative from the itt' ⁇ ti field for HJ Bu - 3 ⁇ 4' Separate, make the separation / ten: the X-axis direction is compressed, the negative ⁇ '- i: the y-axis direction is K-shrinked,
  • a multi-polar i?f analysis device for capturing bismuth-type bipolar separation is used, '1 ⁇ 2, iiiii:
  • the RF power source applies a time-frequency LU (the initial i
  • the 3 ⁇ 4 electric field package applies a negative Pi current of one small phase to the two iu poles of the fm y axis and a small small +11 il of the two poles from the X axis: flow pressure, the mountain said ⁇ ⁇ And the il ⁇ current IK forms the bias electric field: the negative ⁇ . galvanic) and the amplitude of the iHi' ⁇ ili/k are small, and the position is away from the well ⁇ Negatively separating the j tt electric field for HJ Bu ' cattle. Separation, so that the J' fi axis direction is reduced by i., and is shrunk from the y axis.
  • the source first applies a multi-channel to the electrode k of the X-axis of the A. 3 ⁇ 4 frequency excitation ⁇ , so that the selected ion is ' ⁇ stable ⁇ , : his ion is excited to pop the well: ⁇ , /i; multi-pass broadband excitation is applied from the y-axis of the f-well.
  • the ionic current H is applied to the non-iw'j drain of the ion trap; to form a «. field, the M poles and the ion trap X in the y-axis of the different ill-electrode ion traps from the f-well Two electrodes in the axial direction, not leaving the f-well; ⁇ ] applying a flow to the pole) ten, to form a yaw field, and to give the two poles of the ⁇ f well> ⁇ axially the flow ⁇ ' ⁇ Tun and one applied to ⁇ ⁇ wells from two X-axis direction '', the phase ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ' ⁇ : flow ili, ⁇ the flow ⁇ ' ⁇ Tun) k and the ⁇ .
  • the bipolar separation analysis of the ⁇ ion trap is detected by S 1 , the base ⁇ .
  • the polar ion split from the f-well is detected by the '-J test. •
  • the selected off-H of the well ⁇ is measured by the analysis of f.
  • the present invention fHj is advantageous and effective i:
  • the polar ion separation of the ⁇ -trap of the present invention is measured by the ft measurement and the / method, and the -subsequent separation and speculation are performed: negative, ⁇ , " ⁇ should f-well and two
  • the invention is ii away from ⁇ '- ⁇ , ⁇ : over the negative ion of w ⁇ simultaneously detected! I, ⁇ H ;:, can also be twisted to react with f.
  • stage field A flow a schematic diagram of the measurement
  • 8a paste 8b is a two-stage field ⁇ .
  • Flow detection cast type 3 ⁇ 4 example ⁇ imitation ⁇ ion out of the trajectory and mass spectrum ⁇ ⁇ 9a frequency% for the four-stage field ⁇ ⁇ .
  • Flow 11 detection of the application of imitation i ii X-axis and Y-axis ill rail
  • J quality 3 ⁇ 4 analysis ⁇ ⁇ detection il: negative ions, for example, . ⁇ ⁇ ⁇ linear ion trap and: ⁇ ion trap.
  • the drain of the ⁇ well is applied to form a radio frequency field; “the source of the turbulent pressure, the ⁇ ⁇ applies a 3 ⁇ 4 flow to the small i-pole of the well; to form a bias field, bit J-, 3 ⁇ 4 ⁇ il in the well: away f and negative separation / ' / soil partial 3 ⁇ 4' 111 field for Chuanbu - soil separation: ⁇ : from the elbow away from the electrode of the well 1 ⁇ 2 detection il: ion of the first detector: ten: negative separation ⁇ ' ⁇ , 'F-trap's bungee outside' ⁇ 3 ⁇ 4 detection & away i-mv: detector.
  • the bipolar ionization analysis of the trap is performed by applying a divisor to the drain of the well to form a radio frequency
  • the pole applies the ⁇ stream lUik to form the partial 3: the ⁇ field, which is located in the well II: from the ⁇ '- and the negative ion field as the Chuanbu 'score--; II: the ion from K-I: the negative polarity is applied 1: Rogue)
  • the extreme exit of the ⁇ is detected and the negative ions are from: I ⁇ . Apply ⁇ 11 ⁇ : Polarity I' ⁇ . Flow IUI k I tt extreme! I i j ⁇ ' was speculated ⁇
  • Level field flow 1:: Test cast Four-level field ⁇ ' ⁇ : Flow Test School ⁇ , ⁇ ⁇ will be attached to the ⁇ / description. ( 1 )
  • the excitation alternating current H is applied; to form the excited alternating current i field.
  • the separated il from J ', ⁇ ' ⁇ /10: the excited alternating field
  • the W Bu's are respectively emitted from different poles of the ⁇ well, and the ⁇ 3 ⁇ 4 is separated from the well.
  • the energy U from j'-exit, the application of the t'l: the flow L W of the off-axis is not ⁇ [ ⁇ ⁇ .. open u, from f from the electrode on the 1 shot.
  • R medium e ri ffi, m is ionic! t !-. r,> off-product trap ' ⁇ ⁇ is frequency: ft frequency, V time-frequency, ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇
  • FIG. 5 shows /fti a four-stage field according to an embodiment of the present invention: the principle of the kiln k detection calibration method. ⁇ 5, four borders
  • the domain formed is XV ⁇ ', fixed, stable in the f-well, in the ⁇ XV stable.
  • ⁇ ⁇ can a radical, q ⁇ it'i, so that, ⁇ different states.
  • qJS increase people, such as ⁇ 5 ⁇ right Part of the description, stop: from f along II: operation line advance, negative from negative operation line liii into, '''I ion a u , q,, il'ilii out 3 ⁇ 4 timing, R: / t: --
  • the constant vibration of the k is constantly increasing the number of people iiu bomb II away from J'l
  • V lillkifl that is, according to the operation line
  • q u value increase il: away from fH: operation line Advance. ft away from f along the negative operating line 3 ⁇ 4 in. Ion, q u fl'i exceeds xy stability, II ⁇ : a square l ('JI-.1 ⁇ ⁇ amplitude constantly J people lilj elbows out of the f-well.
  • ⁇ is used to excite the exchange if; the source is applied to the drain of the f-well to excite the alternating current ⁇ H;: AC to form the excited alternating field., applying the excited alternating current ill) K AC fn. 'ii ⁇ : operation line Ti'j' enters ⁇ il: when it is excited from the f AC line, it emits 'll resonance pop-up, 3 ⁇ 4 ⁇ well; " ⁇ i > negative operation line t'liiil: when ⁇ ft is off the f-AC excitation line, the hairpin The resonant bomb emits an ion trap.
  • the ⁇ ion is compressed in the x-axis direction, and the negative ion is compressed on the y-axis
  • the ⁇ ion is compressed in the x-axis direction, and the negative ion is compressed on the y-axis
  • the cloud is uniformly distributed from the ⁇ cloud, and the enthalpy: stream i) K is separated from the cloud tendency distribution D-on the y-axis, and the negative-cloud tends to be distributed on the X-axis.
  • a detector In the X-axis direction, a detector is provided, and a detector is arranged in the y-axis direction. The ions are detected from the y-axis force and are detected, and are separated from the X-axis direction and detected.
  • an alternating current source can be excited to apply an excitation alternating current pressure to the different dipoles of the X-axis force and two different dipoles of the y-axis to form an excited alternating current ik field, forming an excited alternating field/ ⁇ "1" stops moving along the operating line to reach the AC excitation line, and the resonant bomb emits the ion trap; after the negative ion enters the negative ion AC excitation line along the negative operating line liii, a resonance projectile emerges from the trap, and the resonance occurs.
  • the AC meter does not excite the AC W;
  • the flow-pressure detection method can also perform selective mass spectrometry operations.
  • the dynamic frequency of the X y direction is controllable.
  • the nj multi-channel wide-band excitation signal selects any polarity. Any mass-to-charge ratio is used as a “stage” J multi-stage mass spectrometry, especially for D- ⁇ ⁇ ⁇ the same mass-to-charge ratio but polarity Separate detection without M ( Figures 7a to 7f).
  • the four-stage flow field can first control the 1-frequency of the ions in the 1 jy direction of the X direction, so that the frequency value is not phased, and then the ions of the M-polarity can be controlled in the X direction. Frequency. Make the frequency value not phase. ⁇ This can realize the phase In] mass-to-charge ratio different i ll polarity from the X direction and y direction J1. ⁇ different into the same dynamic frequency, they do not ask ⁇ At the dynamic frequency, it is possible to achieve their selective separation analysis. For example, - the implementation is:
  • a multi-pass ⁇ wide-band excitation turbulence signal AC is applied in the X-axis direction, so that the selected ion is diced-stabilized, and K-he is excited to eject the ion trap: then y Axis direction I: Apply a multi-channel wide-band excitation communication letter ' ⁇ , and advance to determine the selected ⁇ , exclude ⁇ ⁇ disturb ⁇ .
  • Synthetic L describes two steps, / ⁇ x, y two times the excitation domain ⁇ (two color "x-domain weight ⁇ 3 ⁇ 4 part" of the ions are stably stored, achieving a specific choice. As shown in Figure 7d .
  • h (b) and (c) can be performed simultaneously.
  • Ffl 8a and FIG. 8b respectively show simulated ion exit trajectories and mass spectrometers in the f:stage field flow detection mode embodiment; 9a and FIG. 9b respectively show no four-stage field.
  • Flow enthalpy detection cast embodiment The exit trajectory in the X-axis and Y-axis.
  • the Matlab program is used to perform the simulation of the trajectory from the f-track.
  • the trajectories of ions with a mass-to-charge ratio of 180 are shown, and the mass-to-charge ratio is -200.
  • Imitation 3 ⁇ 4 experimental parameters Select 3 ⁇ 4 sub-quality ⁇ ratio is 180, -200, 300 kinds ⁇ ⁇ ⁇ RF initial i 3 ⁇ 4 380V, 1000000Hz; flow initial! ffi 5V ; drawing speed lOOOV/s; excitation AC voltage 20V, 300000 Hz.
  • Imitation ft experimental parameters choose from ⁇ ' ⁇ ratio 180 ⁇ -200,300 ⁇ ': species away from f; RF 'li pressure initial ⁇ ) ⁇ 380V, drawing 000Hz, ⁇ drawing speed 1000V / S; ⁇ 3 3 ⁇ 4 initial The voltage is 28.5V (380*0.075), the drawing speed is 1000V/s, the U/V value is 0.075; the excitation AC ⁇ H;: 20V, 310000 Hzo

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Abstract

基于离子阱的双极性离子分析与检测的装置和方法，包括：多个离子阱的电极；射频电压源，用于给离子阱的电极施加射频电压以形成射频电场；直流电压源，用于给离子阱的不同电极施加直流电压以形成偏置电场，位于离子阱中的正离子和负离子在偏置电场作用下发生分离；在在正离子出射的离子阱的电极外设置检测正离子的第一检测器；在负离子出射的离子阱的电极外设置检测负离子的第二检测器。可以以采用二极场直流电压检测模式和四极场直流电压检测模式。改进了传统生物质谱方法中单一的正离子或负离子操作模式，使正、负离子模式同时进行，在不损失分辨率情况下，提高分析速度，减少样品用量，改善样品定量分析准确性。

Description

基于离子阱的双极性离子分析与检测的装置和方法 技术领域
本发明涉及 -种质谱仪. tiiU.休地, 涉及 ¾Γ·离 -阱的 极性离于分析1 j检测的装 和方 。 背景技术
质 分析法 (mass spectrometry ) 将化合物按小 M质 比 （m/z)进 ί」'·分离检测， 实现成分和 结构鉴別的 -种分析方法。 质谱技术 W : Α.有的高特^忭和灵敏度， 在 物分析领域中的 ¾耍地 Η益凸显。 物 (Bio-mass spectrometry, Bio-MS) *i小:川 生物分 分折的质^技术， ΙΊ质和多肽研究中 着广泛的应川: 如 fl质相对分 f质 测定、 肽¾测定、 肽;†:列测定技术、 巯 ffi和 .：硫键定位、 蛋 质翻译 Γϊ修饰、 定 白质 fit分析、 IfiA质相' 作 j研究^。 此外， 牛.物质 谱还应 W j '多糖¾构测定、 寡核 ίΐ·酸和核酸分析、 微' k物鉴 、 药物研发 领域。
作随若质 ii技术的发展， K相 ·Χ;离 f化方式也 11新 U 。 1午多研究人¾/|： 人的基础上 Γ·发; Ιί 丫双极性离 化力 . 可同时将 品离 f化形成 ιΙ·:、 ft离子。 Huang H;人 i: nano-ESI 源的 ½础 上加以 ΛϋΙ:， 通过脉冲高压诱导力 茯得了样 的双极性离 f。 Nishant Chetwani[3,4】Ai人也进 厂类似的研究. 斤发出一种新 的 频交流 场 SI ¾!, ¾丁 投式获 极性离！'、 性离于通常采 ^'种 同的止、 ¾¾f投式分別进 /½测。 » -；[¾"> 也仃研究人 致力 Γ·ίί·¾ 极性离 时检测的^法： 01^[5] 人¾ 一种½ 极性泰勒锥的 WKtt.离子同步检
Tsai[6]if人开 ¾ ί 巾基了 -双极^ '时问检测器（ TOF) ff^乂极性离子检测 ， 并屮 I'+li ; t 利。之前的 I：作 利 两袞质 质 ：分折器进 ί」'Ίΐ:&¾ ·的分別检测： ^ 足一套质 质 W:分 析器两次质 ^分析， -次分析 II：离 r- -次分折负离 r-,现仃处理力-式¾采川不 M操作参数分別进 ii:离 校式 测和负离 -模式检测， 得除一种极性 J'-的怙况卜继续进 ί』·
Figure imgf000003_0001
致样品 j :增人、 检测效率降低。
发明内容
本发叫所 解 的技术 M题 服现仃技术的 i:述缺' 'Λ. 提供基 Γ离 阱的 极性离 f-^y^'-j 检测装 S和//法, W以实现' (：相离 j'- ": 'f¾屮 . m ί 物离 f的 Μ时监测丄 j分析.. )■ 次质谱分析 M时检测 ii:负离 ， u 次忭分离和检测 't:物 t ',中的 ιΐ·:负离 减少样品 ：， 捉 ή 分析速皮， 品定 ¾分祈准确忭。
根据本 叫的第 -方面. ti j' 种 离 ：离子分析' jn'ii的装 s 包 M: f 阱， 离 个屯极： !'li)k源 、RF')， ΙΙΠΆ^ j'-阱的 极施加^频 Ik (V) 以形成射频
'ίΐ场: i'i流 I U、源， Μ-ΓΓ·给离 f阱的小卜''： 极施加 ιϊ.流1 i;. (u) 以形成 tt¾'j 场， 位丁 Ί Γ阱' I1 的 :离子和负, 屯场作 J卜 分离: 1：|1：,'¾ Λ'Ι'ϋ的离 f阱的 极外& ϋ检测 il. J'.的 第一检测器： 负离 ί 射的离 -阱的 极外设置检测 ί , 的第 ....―.检测器。
"j'选杼地， ½ r离子阱的双极件离 f分析 4/检测的¾¾' -以采 UJ_ 级场 t'i.流屯压检测投式。 所 述离子阱的不 1' ."J 极为离 f阱 M ·轴 |nJ的两个不同 I 极， 所述给离子阱的不 M 极施加 K流 liiik以 形成偏置 场为给离 f阱的同一轴 1 的 个不同屯枨分別施加人小相 不 M 极性相反的 流 屯压和负 A流 以形成 ifia!u场， r离于阱屮的 ||.:离. 和负离子在 « ft' 场作 卜发 ：分离 分别向1 n 极忭相反的屯极 ¾近， i 离 f向施加负 ί'ί.流电/κ的屯极靠近， 负离于向施加 ϋ·:ώ流
Jk的电极 ^近。 所述双极性离 f分析 检测的装 ¾':还包 W激发交流 压源， t:il:离 f和负离 j tt I 场作) I J 卜.发 '\-分离之 Γί， 激 ¾交流屯 J V,源给所述 1' 'J .轴向的两个不 ti极施加激发交流 I li , k (AC) 以形成激发交流 场， 分离的 Ιίϋ和 ί¾( ί'/ΐ:激发交流 iU场的作川 卜-分别从离 f阱的个 屯极出射， 离于阱， ^所述离 f阱问一轴向的 W个小同屯极上冇 11, 所述离子从所述』ί·Ι I 出射； 止离 f从施加负 流电 I k的 I 极端出 it-被 ¾ -检测器检测， 负离 ·从施加 £ '—流屯 I Κ的 I li 极端出肘并被 '.检测器检测。
所述 ι ι'ί.流屯 的初始伉为 5 伏, 所述负 .流 的仞始佰为一 5 伏， 所述 i t'流 和 ίΛ ί. 流 压的 描逨度为 1000伏 /秒： 所述激发仝 '流 )1、:的巾 M 20伏、 频率 300000 Hz; 所述襲 屯 :的初始 L 幅度为 380伏、 频率为 1000000Hz, |描速度 1000伏 /秒。
可选杼地， >ί Γ离 f阱的双极忭离 f分析 检测的 ϊ¾可以采 W四级场 ΙΪ.流 ill压检测投式。 所 述离 f阱的 I'ijili极包括离子阱 y轴 ^的两个 ill极和^ 阱 X轴向的两个 ill极， 所述给离 阱的小 M 极施加 Γί流 以形成偏. 场为给离子阱 y轴 |1的 W个电极施加 ·人小相 的负 ί'ι.流屯 k和 给离子阱 X轴 的两个屯极施加 -人小相 的 ιΐ·:ι.'ί.流 υκ, 由所述负 ΐί.流 ii k和所述止 a流 i )k形 成偏置屯场， 所述负 ι'ϊ流^ K n所述 iiHt 的幅 相 不 , {、',:丁-「 阱屮的 ii离 f-^wA! m f在偏 场作) IJ卜发生分离， 使 i kx轴力 M被 缩， 负离 hy轴./ 向被 ¾缩: )IJ所述 「1:流屯 ff.Hi /式和所述射频 i描/ J式，增人所述 ΙΪ.流 压的幅度和增人所述射频屯 ， li:离于 Λ X轴 ^被压缩的 'f?人, ft离 y轴 被 缩的 增人， :离 f倾向 J .从 y轴 方向出射， ί'-倾向 Γ从 X轴 7/i"川 i!W. ^所述 , f离汁. xy 定「x )t:fr: -个 —向 卜.的 动 幅不断增人 ifii弹 ij'i ί I Ϊ离子阱 , LI： V从 y轴 j向弹 ¾■： . ¾ ι'^' 从 χ轴方 Ιί·]弹 Ή ,
对 级场 t'-ί.流 k检测 t :式的 ¾t Γ离」'·阱的双极性离子分析 检测的装 3S 可选抒地， 所述负 R流 ) K和所述 流 ι^ 的 fri/^'J以相 ， 所述 iu'i.流屯 ¾和所述 !1: ^流屯 的幅皮为 U, 所述射频 ililk的幅度 V- ϊ: U, V 定时， 让:「 ΠίΛ, ·按其质 比 1''」分別排列丁 il:离】' -操 作线和负离 保持 Li/v小¾1"']时增人 U、 V 'iilkii'i, 止离 f沿 il:操作线 进， (-·ά ft操作线 ι)ϊϋί·. 'ι所述离 f离玎 ·χ>'ϋΙχ时.其 |: - H I二的 动振幅小断 人 ιίυ'弹射出离 ·阱。
对 I · ¾川叫级场 ι-ί.流 L ffi ½ ή式的 ¾ Γ离 -J-阱的乂乂 \-离 分 fir 1 J ½测的装 ¾ , 可选 地， 还 ϊ' 以包括激发交流电压源， 在 1.1.·离丫-和负离 · J 土偏 :屯场作 J卜'发生分离之后， 激发交流 ik/k源 给所述 X轴 ' ' 的 个不同电极和 y轴向的 个不 M!li极施加激发交流 ) f、:以形成激发交流 ik场， 在形成激发交流 场 ， ^ι 离 Πιΐ:操作线前进达到 AC激发线时， 发' h共振弹射出离 阱: 负离 ·"-沿负操作线 Ιΐίί进到达 ί¾离 ί AC激发线 ， 发^共振弹射出离 f阱， 中 AC农小 交流屯 、：。
所述射频 l ^的初始 380伏、 频率 1000000Hz, 描速度 1000伏 /秒; U/V fit为 0.075； 激发夂流 i[^k的幅度为 20伏、 '¾ i,¾ 310000 Hz,
根据本发明的第 ：方面， 提供 '种¾ 离 ·阱的双极性离 分析 检测的力 '法， 包括： 给离 f阱的 极施加射频屯压以形成 W频 i 场: 给离子阱的小 l 极施加 ΐΐ流 以形成 tt iLi场， {>/. Γ离子阱屮 if^l:, f和负离 j d-:«W 场作川下发' t:分离: 止:离于从 11:上施加 ^负极性¾流 ：的 电极端出射 被 ^测， 负离 f从 Κ I·.施加^ i 极性 流 I H、：的 极端出射 ji被检测。
可选抒地， ½ Γ离子阱的 Λ极 tt:离 f分析 检；则的 -法 ^以采 ―级场 ί.流屯压检测投式。 所 述离 阱的不 Mi 极为离子阱 Μ -轴1'4的两个不 M 极， 所述给离/阱的不 I Li极施加 流 ) ι、:以 形成偏 场 ii 给离子阱的「] -轴向的 个不问 极分別施加人小相 ^小^ Hii极性相反的 i t'i 流电 ΓΚ和负 ι'ιΊί 以形成 fti^li场. 位 ]'离于阱屮的 II：离 和负离 - I;偏 Ά1屯场作 卜发' t分 ΪΤ分別向 ^ΪΙίί极件相反的 极^近， il：离子向施加负 ι'ί.流 iliff.的 极 ¾近. ί¾离子向施加 ιΙ·:ϊί.流 ililfi的 极 '；近： 给所述同一轴向的 个不同屯极施加激¾交流 压以形成激发交流电场， ^分离 的 离子和负离 激发交流 ill场的作川 卜'分別从 K J '阱的不冋 极出射， 离 J「离亍阱， /|:所述' f-阱同一轴 的 个不冋屯极上 Πί·ΐ I， 所述离 f从所述 「U出射： ：离 ·从施加负良流 II：的屯 极端出射 ―被½«， f 离 f从施加 II； ί.流屯) 1;：的屯极端山 并被检测。
所述 ι ιΊ:流 lii 的初始位为 5 伏， 所述负 i.流 i k的初始伉为一 5 伏， 所述 II： ^流电 ff.和负 r'i. 流 ili压的 1描迚 /¾；为 1000伏 /秒: 所述激发交流 i、的幅 ¾ 20伏、 $ ;y-J 300000 Hz; 所述射频 i n;:的初始 幅度¾ 380伏、 频申. ¾ 1000000Hz, 4 I描速 1000伏 /秒。
π丁选抒地, ½ Γ.离 f阱的 W极 fk离 f分析 检测的 '法可以采川四级场 t'i.流 检测投式. , 所 述离 · 阱的 ΙΦϋ极包拈离子阱 y轴 的 个 极和 ' Γ·阱 X轴向的 个 ili极. 所述给离 ί'-阱的小
Μ电极施加 ι'ί.流 iijjK以形成 itt'^ii场为给离子阱 y轴 1''，]的 w个 极施加 ·人小相 的负 k和 给离子阱 X 响的两个 极施加 人小 +11 的 ιΙ·:ΙΪ流 i k, 由所述负 ίί流 iti) 和所述 iJ」 流 i lk形 成偏 i 场, 所述负 t¾流屯 ffi和所述 ι ίί流屯 ¾的幅度扣 不 . 位 Γ^ ·阱屮的止离 f和 离 ttSili½i1")IJ 卜'发 分离. 使 :离 i i: X轴 缩， 负离于 i: y轴 ―向被 缩： ¾川所述 ιϊ_流屯 ii.: I描 /JA和所述射频1 Ll) I描 增人所述 ι'ί.流 F的幅; 和^人所述射频屯 的幅 /_¾：， £离子 ύ; X轴 被 ίΚ缩的 i 人， i'L离 y ill! 被 缩的 ¾度^人， ：离 i1倾向 Γ从 y轴 方向出射， 负离于倾向丁-从 x轴 向出射， 当所述离于离开 xy稳定 时， 其在一个方向上的运动振 幅不断增人而弹射出离子阱， 正离子从 y轴方向弹射， 负离子从 X轴方向弹射。
对 采川四级场 K流电压检测模式的基 Γ离子阱的双极性离子分析 检测的方法， 可选择地， 所述负 ΐί流屯压和所述止 ΪΤ.流屯压的幅度相 ;， 所述负—宵.流电压和所述止直流电压的幅度为 U , 所 述射频屯压的幅度为 V； 在 U、 V—定时， 止离子和负离子按其质荷比不同分别排列 T止离子操作 线和负离 操作线 保持 U/V不变间时增人 U、 V屯压值， 止离于沿止操作线 ήίί进， 负离于沿负 操作线前进， 所述离子离开 xy稳定 K时， 其在一个方向上的运动振幅不断增人而弹射山离 f-阱。
对丁 ·采 四级场 流电 ff:检测投式的基 T离子阱的双极性离子分析 检测的方法， 可选杼地， 给所述 X轴方向的两个不同电极和 y轴向的两个不同 极施加激发交流屯 ffi以形成激发交流屯场， 在形成激发交流电场后， 止离 沿止操作线前进达到 il 离于 AC激发线时， 发生共振弹射出离 f 阱； 负离 f沿负操作线前进到达负离于 AC激发线后， 发生共振弹射出离 /·阱， 其中 AC表示激发 交流电压。
所述射频电压的初始电 幅度为 380 V、频率为 1000000Hz,扫描速度 1000伏 /秒； U/V值为 0.075； 激发交流电 ) 的幅度为 20伏、 频率为 310000 Ηζ。
根据本发明的第二方 ι¾提供了 种双极性离子的多极质谱分析力-法， 包括：
先， 给离于阱的电极施加射频 的初始屯 ffi以形成射频屯场； 给离于阱的不同电极施加 流电压以形成偏 IMi场， 所述离 f阱的不同 极包括离子阱 y轴向的两个电极和离子阱 X轴向的两 个屯极， 给离子阱的不同 极施加 流屯 以形成偏. B!屯场包括给离亍阱 y轴向的两个 极施加一 人小相 的负 _ 流电 FR和给离子阱 X轴向的两个电极施加一人小相 的 流电压， 由所述负 流 电压和所述止 S流屯压形成所述偏 ffi屯场； 所述负 ΐί.流屯 FR和所述止¾流电 ffi的幅度相 不 ， 位丁 -离于阱中的止:离于和负离子在偏 . 场作 下发生分离， 使止离子在 X轴方向被压缩， 负离 f 在 y轴方向被 fR缩，
然后， 在离 阱的 X轴方向的 极上施加多通逍宽频激发交流信号 ( SWIFT waveform ) , 使被 选抒的离子处 T稳定 K， 其他离子被激发弹射山离子阱；
接着， /士:离 f阱的 y轴方向的 极上施加多通逍宽频激发交流信号， 从稳定存储 Γ离子阱中的 离子进一步确定所选离于， 使所选离子处 Γ稳定 IX：， 其他离 ·被激发弹射出离十阱；
然后， 采 ·ιυ前面所述的任一基 Γ离 f阱的双极性离 f分析1 j检测的方法对存 ί Τ·离 f阱中的所选离 子进行 极性离- f-分析 - 检测。
根据木发明的第四 ί面， 提供了一种双极性离 f-的多极质谱分析方法， 包括：
首先， 给离子阱的 极施加射频屯压的初始电 j k以形成射频屯场； 给离于阱的不同屯极施加 H 流屯压以形成偏― 电场， 所述离 f阱的不同 i极包括离 f-阱 y轴向的两个屯极和离子阱 X轴向的两 个电极， 给离 f阱的不同屯极施加 Γί.流 以形成偏 'ftili场包拈给离 阱 y轴向的 W个屯极施加 · 人小相 ^的负 |'|：流屯 Ηΐ和给离子阱 X轴 的两个 极施加 ·人小相 的 il; f'i流 iliii、：， 由所述负 ί.流 屯 Jt和所述 ι ί'ί流 压形成所述偏 'i 场； 所述负 ί.流 iliH、：和所述 iH i：流屯 )K的巾 度相 不 ， 丁 -离子阱屮的 II：离于和负离 itt'^ti场作 HJ 卜- ¾' 分离， 使止离 / 十: X轴方向被压缩， 负离 ί'- i:y轴方向被 K缩，
然 M时 |:离 -阱的 X轴 ^的 iU极 h施加多通; 宽频激发信号和 ：离 Γ·阱的 y轴方 [【'']的 极上施加多通逍¾频激发信 '，」， 使敁选抒的离子处 Γ X:, K他离 ·被激发弹射出阱：
接着, 采川 i]y [in所述的任一 >>*- J - r¾ 阱的 «极性离 f分折 ^检测的方 对 储 Γ离于阱 ή '的所 选离 进 ^双极性离 f分析 检测。
根据本发明的第 方面， 捉供丫 -种双极性离 的多极质 i?f分析装 '½， iiiii:
射频电 ^源， 给离于阱的屯极施加时频 LU (的初始 i|i) 以形成射频电场：
流屯 源, 给离 ·阱的小 I'ijiU极施加 ϋ流 L H、.以形成 «1*电场， 所述离 f阱的小向屯极包拈 离 f- y轴向的 个电极和离子阱 X轴向的两个屯极， 离 /阱的不同屯极施加 ΐΐ流 以形成 itt
¾电场包拈给离 f-m y轴向的两个 iu极施加一人小相 的负 Pi流电 和给离 X轴向的两个 极 施加 人小 +11 的 il: 流 压, 山所述 ίύ ί流电) 和所述 il ^流电 IK形成所述偏 电场： 所述负 ιϊ. 流电) 和所述 iHi'^ili/k的幅度相 ^小 ， 位 Γ离 阱屮的 ^离于和负离 j tt 电场作 HJ 卜' 牛.分离， 使 J' fi 轴方向被 i .缩， 离于在 y轴 // 被 缩，
激发信 ' 源， t; :离子和负离 偏 :电场作川 卜'发 .分离之 ， 激发 ί,ϊ'')源 先给 A离丫 的 X轴方^的电极 k施加多通道' !¾频激发 ^号， 使被选抒的离子处 'Γ·稳定 Κ, :他离子被激发弹 出阱： 然 Γί， /i;离 f阱的 y轴方 的 极 h施加多通 宽频激发交流 ， 从 ί定存储 T离 阱' I' 的离 ί'-进 -歩确 ¾所选离亍， 使所选 ^ .处 y- ^ , 他离 被激发弹射出阱；
前而所述的仃： 离 f阱的 极件 分析 ½测的装 , 所述 ¾ r离 J'-阱的双极性离 ·分 析 'J检测的 ¾¾'MJ Γ对存储 Τ·离 ·阱屮的所选离 ·ϋΗ」'· 极忭离 f分析 检测。
根据本发 iijj的 八方面， t¾fjt f -种 W极件离 ·的 极质 i'分折装 :
射频 I ) k . 给离 f阱的电 w施 /jii肘频 的n始 I yj k以形成射频 I 场:
S流^ k源， 给离子阱的不 iw'j屯极施加 流电 H；以形成 «. 场, 所述离 f阱的不同 ill极 拈 离子阱 y轴向的 M个 极和离子阱 X轴向的两个电极， 给离 f阱的不 Ι;ί] 极施加 流屯)十、:以形成偏 ΐΜΐ场包拈给^ f阱 >·轴向的两个 极施 ¾υ· -人小 的 ι'ί流屯 和给离 Γ·阱 X轴向的两个 施加一人'」、相 Λΐ的 ι ι'ι：流 ili , Πι所述 π'ί.流屯) k和所述 ι ιϊ流电 形成所述 场: 所述 流屯 和所述 ιΐ·: ί.流 的幅 ¾4ΐΓ:ϋ小 , 位 r离 η屮的 ii:离 f和负离 r/htts:电场作川 卜'¾；
'k分离， 使 i li X轴方向被) k缩. ί/Ί,¾ Ι± y轴 Ά被) 缩， 激发信号源， A-：止:离 f和负离 f t:tt¾电场作川 卜'发 :分离之后， 同时 离子阱的 X轴方向 的电极上.施加多通道宽频激发信 和 h离 f阱的 y轴 ' 的 ill极 h施加多通 宽频激发信 ， 使被 选抒的离 -处 J.U 其他离 f被激发弹时出阱:
前面所述仔 « Γ离子阱的双极件离 分析' 检测的装 S1, 所述基 Γ.离 f阱的 极性离子分折 '-J检测的装¾川 Γ对存储 Γ离】'·阱屮的所选离 进 H极忡离 f分析 检测。
现^技术相比， 本发明 fHj如卜优点和有 效 i :
本发明捉供的 Ϊ- 阱的 极性离子分离 ft测装' 和 //法， 实现了 -次性分离和捡测 t物 申 中的 ：、 负, ί、 "ί应 f-阱及二维离』'·阱屮。 本发明 ii离 ί'-反 ι、ν:过 w屮的 止负离子同时检测的！ I的， ^ H ;:的 时， 也可以拧制离 f反应进 。 采川的乂极性离子分析 投式， 使检测过^中的复杂 iL:负离 f反'、：及双极性离 多级质谱分析成为 ι'Γ能， 所获得的双极性 质 常规质 相比, 增加 离 -极性的第 3维 现冇技术 ffl比， 将 ：、 负离/ -投式的 M时进行， 使 -级质谱的分析速 ^捉 -倍' 而样 1U【,!:减少 50%。 本发 减少了样品 极件选杆 过^中的¾托， 效 ¾¾定^检测的准确性。 在 ίΜΓΐ质柃测的^ 4沖, X乂极忭投式可提高不 Μ极性 肽段的覆^率， 使数据1^比对结¾^为'11^。
附图说明 应说明的^ , 卜而描述中的附 |仅小 地示山 J' - 施例， 并没仃包 W i "可能的实施例。 m la小出 j'的双极性离iVt：没仃偏 Ή屯场作 4J卜均 讣布 ft离 f阱屮的小', ':1 ：
lb ΙΙΪ 双极性离于 ιΐ偏 'fi 场作 W卜'发'卜：分^的小 H
阁 2a ill 2b小 Ί'Ι',了 -:级场 ίί流 i ;柃测投式的 t'i流 i ;的高低对乂极性 J'-分离的影响; m 3小出丫根据本发明实施例的 ：级场 A流屯 :½测投 的示意图；
m 4示,' || 报据本发明实施例的离 /"·阱稳定 n:i
m 5 ΆΙ', /报据本发明实施例的叫级场 a流 检';则投式的原理小'意1冬 I：
m 6a illl^l 6b小 ·!Ι',了根据 4、¾^ΐ施例的 级场 ΙΪ.流Ιΐ) .柃测投式的小
7a Ι¾ 7f为 级场 .流 lk½;则投式卜.' ：级质 选扦性操作^ ,'3、 ；
8a糊 8b分別为二级场 ίί.流 检测投式¾施例屮仿 Κ离子出时轨迹和质谱^ 阁 9a頻 %分别为为四级场 Γί.流 11、.检测投 施例屮仿 离 i ii X轴 和 Y轴向的 ill 轨
. 。
具体实施方式
¾使木发叫的 11的、 技术/ /¾和优点 加洁楚， 卜 liii^fy附图描述本发明的小例性实施例的技 术方 ¾。 然, 所描述的实施例 ^木发明的 部分 施例， ιίιϊ不是令部的 ¾施例。 所描述的实施 例仅 HJTffl示说明， 而不] έ对本发明范 的限制。 ¾ Γ本发明的实施例， 本领域 通技术人员存：没 仃作出创造忭 ')y动 提卜所获 的所仃 π:他实施例， 都 Ί'4 J'木发明保护的范 Π;1。
为了叙述, 'ίΐ, 本文中所称的 "X轴"、 "y轴" 6a屮的 "X轴"、 "y轴" 方向一致， "x"、 "y"的定义 'j l'iifjA 标系〉 义相 fiiJ†不对本发 i'川 ' 构起限定作川。
(J其他质 ½检测器相比, 离 f阱 jL i体枳小、 分辨申 特点, 特别迠川 种样品的 级和 多级质谱检测。 山丁其 J1.冇的诸 优势， 本发明 i U了 Γ离子阱的双极忭离子分析 4检测的 技术方案. "J 次质¾分析冋时检测 il：负离子， 例如， .迠川 Γ线性离子阱及 ：维离子阱。
根据本发明的 ¾施例. ·Γ·离 ·阱的双极性离 f分析^检测的装置， 包拈: 离子阱， 离 f阱 拈多个 极； 射频屯 )k源， 川 Γ给, Γ·阱的屯极施加 频 以形成射频 场； "流屯压源， 川 Γ 给离 阱的小 i 极施加¾流 1；以形成偏 场， 位 J-,¾ ·阱中的 il:离 f和负离丫' /土偏¾'111场作 川 卜 -发土分离: ιΙ:离 出肘的离 ·阱的电极外½ 检测 il：离子的第 -检测器: 十:负离 Λ'Ιί射的, ' f阱的屯极外' ΰ¾检测 &离 i-mv：检测器。
根据本发明的实施例， ¾丁离 阱的双极性离 分析 '·」检测方法包拈： 给离 阱的屯极施加財 频屯压以形成射频 |{1场： 给离子阱 1¾不 ^ 极施加 ί流 lUik以形成偏 3：屯场， 位 Γ离于阱中的 II：离 ί'-和负离子 场作川 卜'发 分 -; II：离子从 K- I：施加 负极性 1:流屯 )Κ的 极端出射并被检 ， 负离子从 : I ·.施加^ 11 ·:极性 I' ί.流 I U I k的 I tt极端！ I i j ί'被柃测 ^
作 ¾木发 "I]的 ΠΓ选实施例， 本 ¾ n)j的 >ΐ丁-离子 的 α极 n.离 f分析 ^扮测装 ¾和方 w以 ¾川
.级场 流 )1:：检测投式 四级场 ι'ι:流 检测校 Λ， 卜 ιίιί将结 附阁对 ϋΗ/描述。 （ 1 )
：级场 Κ流 k½测校式
：、 负 W种离子产'上后. 川^极性离子传输 ' 将离 ί·导入离 阱, 乂乂极忭离子 0：^频' lL 场作 W下均 ^分 ft离 ί·阱屮， 如 la所小。 励, 以迪过射频 源 RF给离 f阱的 极施加 財频屯压以形成 ^频屯场。 W极性离 Γ·ίϋ括 II：离 , ί- 細 la中， /h离 f阱的 极上没^施 加 .ί.流 iJk DC, i i 轴 li'j的 W个 同屯极 I .分別施加人小相 UHHi极性相反的 [流 ikDC, 形成 ·itt' 场， ii:离 ί·和负离 ±此偏 ¾'. 场作 llj卜发尘分离, 极性相反的 个¾ 近, II：离 向施加负的 流 ：的 ill极 ^近， 负离„施加 £的 .流 ili/k的 极 近，
Figure imgf000009_0001
lb所 'J"
ΙΪΙ 2a和 2b小 丫 级场 流屯) 1;:½测模式的 ίί.流 ' H; DC对双极性 ¾ Γ·分布的影响。 2a 和 2b所^, Bii ff l' 流屯 DC的 Jfi人. X乂极性ϊ¾ ·的分 ^逐渐增人, +Π&极忭屯极问的 ^ 逐渐减小， 山此 ¾ 射的概牛¾之^人.，
3 小 †u据本发明实施例的 ：级场 ύ:流 11..检测投式的示意阁。 ni¾ 3所不， f-m¾
.轴向的 rt.个小 |.;J ill极 卜-分別施加人小扣 不^ i 1 ½'「k W反的. 流 ) k DC， 形成一偏 i.U场 , 例 如通过 . 流 ' rn源给离十阱的 ' x轴 li'j的不 极施加人小相 不 ^ίΐι.极性相反的 流屯 :
DC, 形成 «ft'ju场。止离子和负离 I:此偏 a:电场作 J卜¾ ^分离， 向1 ji'i 极性相反的 极¾；近，
11:离于向施加负的 流屯 (K的 极 fr:近， 负离十向施 jllil:的 ί.流屯压的 极 Vf':近。 1¾冋一轴 的小 屯极外分別 检测器。 ^：11；,¾ nilft离子上 ift' ili场作) IJ卜发 ΐ分离之 ίΰ. 在同一轴向的不 Μ 屯极施加激发交流 /K AC，则 f从负极性屯极端出时并被检测，负离 f从 ffl反 向山射及检测， 即实现双极忡 f的分离^检测。 例如通过激发交流 ili)k源给离子阱的问 · X轴向的不同屯极施加 激发交流电 H;以形成激发交流 i 场. 分离的 il:离 J ' , 】'·/十:激发交流 场的作 W卜'分别从, ί 阱的不同 极出射， ί¾开离 阱。 11'：^ J'-从施加负的 ί_流 的屯极出射， iJ J'-从施加止的 Ι'ί.流 iliJfi的 极 射。 例如， 在止:离 ri W的离于阱的 极外 检测止离 f的 检测器， {ϊ-.ΙΛ^ f
！ 1 ',射的离亍阱的 I li极外 ¾ - 检测负离 (-的第 -检测器。
了能 U:离 j'-出射, 施加所述 t'l:流 L W的离 -轴向的 个不 Μι[ι极 ί·. 开 u, 离 f从 所述电极上的 1 射。
(2.) 级场 ί流 l ffi检测投式
离于 1:离 f阱屮的 ½动轨迹 '；/ Mathieu方 ft VYj' 形式，可通过求解 athieu力 ί'进行理论推 导， 满足以 卜 -阶微分方 ί :
Figure imgf000010_0001
其屮 u为离 Γ·阱屮离 ½动轨迹， u jx, y, ζ, ξ 频 ik) 的角频率 Ω相. X；的参数 （ξ=Ωί/2). t ¾时间， 参 ¾a„ 、 qu为別;j:
-
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0003
R:中 e ri ffi, m为离子质! t!-. r,> 离产阱 'Γ· Ω为 频 ：的 ft频申, V 时频 幅 , υ ¾ ΰ流屯
通过现论 知， 参数 a,, 、 q, ^足 定 i 'W. ¾f以一定振幅 h¾ f阱屮^动， 处 ¾ iii状态。 以 q„为横坐 、 为纵 作 将符 条件的 域称为 ¾'ίΚ。 使离 ffr:X方 Ιίι】 的部分为 使离子 '向 定的部分 ¾y ¾ ， χ稳定 IX '-J y稳 ^：的交 ·为 xy ½ x 定^,如^ 4所小。
5示出 /fti据本发明实施例的四级场 Ώ:流电k检测校式的原理^意^。 \ 5中， 四条边界
ΙΐΙ成的 域为 XV ίί'、定 ， 稳定 储 f阱中的离 Γ·处 Γ· XV稳定 中。 通过 Λ变 ν、 υ可以 a„、 q„数 it'i, 使, 处 Γ不同的 状态。
在没 H离 /·阱的 极施加 ί流 lU)K的怙况卜'， Ι'ί.流 ffi幅 U为 0， ¾据公式 (2) 可 1， a„ =0, 离 和负离 f 横坐标 qu 1·.， 如 | | 5中的 Λ·:边部分的所示。
在给离 f阱的屯极施加良流 的怙况卜， 不 )； r o。 在 u、 V --' 时, ili离于和负离 f按 ίΐ质荷比不 M (1人1 —其 、 q,,ii.不 |_j, )分別排列丁 d: f十 H1:线和负离丫操作线卜.. 例如保持 U/V 不变同时增人 U、 V屯R值 （即按操作线 描屯压）. 致 a,, 、 qJS增人， 如^ 5屮的右边部分的 所示， 止：离 f沿 II：操作线前进， 负离 负操作线 liii进， '''I离子 au 、 q,,il'ilii出 ¾定 时， R:/t: --个 一向 k的 ^动振 fe不断增人 iiu弹 II离 J'l
ΰΓ选抒地. 以采 W U/V Nj'i^'j时增人 υ、 V lillkifl (即按操作线 |描 Η;.)， 导致 、 qu 值增人， il:离 fH:操作线前进. ft离 f沿负操作线 ¾进. 离子 、 qufl'i超出 xy稳定 时， II <:一个方 l('J I -.的 1ώ动振幅不断 J 人 lilj弹肘出离 f阱。
例如， "ί以通过激发交流 i f;:源给离 f阱的屯极施加激发交流屯 H;: AC 以形成激发交流 场 .， 施加激发交流 ill)K AC fn. 'ii ^ΛιΙ:操作线 ti'j'进到込 il:离 f AC激¾线时， 发' ll共振弹 出 ,¾Ύ阱; "Ί i >负操作线 t'liiil：到込 ft离 f- AC激发线时， 发 ΐ共振弹射出离子阱。
稳定存储 Γ离子阱中的离 处 Γ· xy ¾定^屮， iJA变 V、 U "T以使双极件离子沿不 I')]操作线 。 例如， 沿 操作线 描的 ¾离子进入 X不 ¾ ， ^致其在 X 振幅增人， J - 从 x方向山 则沿 il:离 ·ί 作线^描进入 y小 -， 倾向丁从 y -向山射。 通过时顿 ¾和/ 激¾ 流 11;： AC使 ί·和 ¾离子分別从 y、x 向出射，实现^ (极性离 '的分离'
6a, 6b 小出 Γ根据本发叨¾施例的四级场 ίί_流 测模式的小β Ι。 如阁 6a、 6b所小， 离十阱 y轴 的 个 极七施) JI1 -人小相^的负 i'L ' Π、：， 在 X轴 ii'j的 W个 极
Figure imgf000011_0001
-人小川 Λΐ的止 t'l：流 11-.， 形成 -偏 ¾ 场. 1'1：流' 压和 i l'l:流屯) k的幅度" ί以扣 成不 。 《极忭离 Γ 4:此偏置 场作川 卜发 _ 分离， i'iiil:离 -1¾ \轴 ^」被)1;缩. Hf :y轴 被 缩， 如^ 6a所 小-。 例如， 采川 U/V 定值的力 进 i l描， 保持 U/V小变 Μ时增人 U、 V ik 值,^致 、 ς,,ίι'ϊ 人， 双极忭 各 Π '向 缩 度增人， 倾 Γ从 不同的轴向出射。 /+:x、 y轴力-向分別 置检测器. 施加激发交流 AC. 则 ιΓ.极性 从 > 轴方向出射 】被检测， 负极性 ,¾Ύ·从 X 轴力―向山財¾^测， 即实现《极性¾ J' -的分离1; /检》， 如 l 6b所示。
例如， 通过 ί.流 iliffi源给离 轴向的 W个 极施 (Jii 人小相 的 ίΰ ιϊ·流 、 .和给 X轴向的 W个屯极施加 人小相 的 ι:流 以形成偏 场， II：离 和负离 场作川 卜发' k分 离， 使^离子在 x轴方向被压缩， 负离亍在 y轴方 |0j被压缩。 如图 6a所示离亍云幵始均匀分布， 加 ώ:流 i)K 止离于云倾向分布丁-在 y轴， 负离 -云倾向分布丁在 X轴。 土 X轴方向设 a检测器， 在 y轴方向设置检测器， 止:离子从 y轴力向出射而被检测， 负离丫.从 X轴方向出射而被检测。
例如可以激发交流 i li压源给所述 X轴力 -向的 个不同屯极和 y轴向的两个不同屯极施加激发交 流屯压以形成激发交流 ik场， 在形成激发交流 场/ ΤΪ , "1止离于沿 操作线前进达到 离于 AC激 发线时， 发 .共振弹射出离子阱； 负离子沿负操作线 liii进到达负离子 AC激发线后， 发生共振弹射 出离 -阱， 其屮 AC表不激发交流电 W；.。
为了能 U:离 出射， 在离子阱 y轴向的 | 个 ill极和 X轴向的 个 ik极上. 开口， 离丫-从所述开 口出射。
在四级场 .流屯压检测投式卜'， 也可进行有选杼性的 级质谱操作。 根据离子阱理论， 通过调 四极射频屯压幅度、 射频屯 1K频率、 ΰ:流 iliiD f阱尺寸， 使离十在 X y 向的 动频率可 控。 基 Γ此， nj利 多通道宽频激发信 ^选择任意极性. 任意质荷比的离于作 Λ母离子进行」级 ' J 多级质谱分析， 尤其适用丁 ·ΐ 仃相同质荷比但极性不 M离于的分别检测 （如图 7a至 7f)。 四级宜流 屯场首先可以控制 -个离子在 X方向1 j y方向的 1 动频率， 使得其频率值不 成相^， 其次可以控 制不 M极性的离子在 X方向" ' j y方向的 ½动频率. 使得其频率值不 成相^。 这样就可以实现相 In] 质荷比不同 i ll荷极性的离于 X方向和 y方向 J1.仃不同成相同的 动频率， 它们 j 不问的 ^ 动频率时， 就可以实现它们的选抒性分离 分析 例如， -实现方式为:
在 -级质谱的基础 h , 首先在 X轴方向上施加多通逍宽频激发夂流信号 AC, 使被选抒的离子处 丁 -稳定 ， K-他离亍被激发弹射出离子阱: 接着 y轴方向 I：施加多通道宽频激发交流信 '·} , 进 - 步确定所选离 ί、 排除 Τ·扰离 ·/·。 经过选抒过 获得的母离 f进行二级质谱扫描， "了获得特定质荷 比1；；极性的离子质谱图。
卜^ ¾合附图 7a 7f描述 /|:四级场— :流屯 、：检测投式下选抒性的多级质 if^分析的实例。
如图 7a所不， 在 U/V比位 - ·定时， £负¾ ί'_桉風:质荷比不问 ( al( 、 qJ 不问） 分别排列 Γ两 条纖！二， 尽管作为例子十:阁中示 ,中,了在 XY稳定「X：中打5个离子, 其中二个止离子 (位丁 qu轴卜 方）， 二个负离子了 （位 i q„轴 I . /J )， 似足本发明不 ½限丁 5个离子。 MT以采 W例如本发明任 丁离子阱的 极性离子分折 检测的装 、 //法 现 技术仃何方法对 IS 7a所小霍丁. xy稳定 的离 ί进 ίί· ·级质谱分析和检测， 1冬 I 7b足一级质 i' 分析和检测的质 姻， 土图 7b中， 十:横 标的 上方 离 f的质谱 I冬 1， 横坐标的 卜方 负离子的质¾图。 其屮 au 、 qu为离 f阱稳定性图中的纵 ^标和横坐标。
£- -级质 i?f的基础上， 4以进 二级 多级质谱分析， 如附图 7c 7f所示。
首先， （a ) 给离于阱的屯极施加射频电 /k以形成射频屯场； 给离 f阱 y轴向的 个屯极施加 人小相 ^的负 ¾流电压和给离于阱 X 轴向的两个电极施加一人小相等的止 流屯压以形成偏 ! 场， 位丁离子阱中的 ιΙ·:离 和负离子在偏！: 场作川 卜'发生分离， 使正离 f 4: X轴方向被压缩, 负 离子在 y轴 向被压缩， 所述负直流 压和所述 d: 流屯; K的幅度相 不 ，
然后， （b)在离 阱屯极的 X方向上施加多通道宽频激发信号， 则处 T激发信 ^区域内 （深色「< 域） 的离丫 、-稳定出阱， 处 ri 激发信号 域 （ 色 域） 内的离子稳定存储 Τ·离子阱中， 即实现 了一次特定质 ¾数的离于选抒， 如附 l 7c所示。
接着， （c)在离子阱 极的 y方向 h施加多通逍宽频激发信 , 则处丁 -激发信兮 域内的离子 不稳定出阱， 处于非激发信号^:域内的离 f稳定存储 Γ离子阱中， 如附图 7c所示。
综合 L述两步， /丄 x、 y两次言激发 域屮 （两次 色「x—域重 ·¾部分） 的离子得以稳定存储， 实 现了特定离于的选择。 如附^ 7d所示。
然后， (d) 保持 U/V定位同时增人 U、 V itiffitff. (按操作线^描屯压）， 导致 、 qjfi增人， 图中 现为正、 负离子分别沿止、 负操作线前进， 离子 a,, 、 qu值超出 xy稳定 时， 其在一方向 h 动振幅不断增人而弹射出阱， 实现特定选抒离于的检测， 如图 7e所示。 m 7f示出对)、:ί·¾ 7e ift ,
作为可供选抒的方案， h述歩骤 (b)和 （c) 可以同时进行。
为充分说明本发明的特性以及实施本发明的方式， 卜 ΰΐί给出实施例。 ffl 8a和图 8b分别示出 f ：级场 流 检测模式实施例中仿真离子出射轨迹和质谱阁; 9a和图 9b分別不出了四级场. 流屯压检测投式实施例中仿 离 f在 X轴 和 Y轴向的出射轨迹。
以下实施例均采 Matlab编^程序， ^进行离 f轨迹仿 ¾实验， 分别示出了质荷比为 180的离 子的 动轨迹， 质荷比为 -200的离十的^动轨迹、 质荷比为 300的离子的½动轨迹。
( 1 ) 二级场 流 压检测投式实施例：
仿¾实验参数： 选取¾子质^比为 180、 -200、 300 种离 · ·; 射频初始 i ¾ 380V、 1000000Hz; 流初始 ! ffi 5V; 描速度 lOOOV/s; 激发交流屯压 20V、 300000 Hz.
仿 fl.实验结 ¾: 如 8， 质荷比为 180、 300的, 子从 y轴负 ΐ·轴方向出射， 而质荷比为 -200的 离子从 y轴 11·:†··轴方向出射， 两个方向的出射效率均为 100%。
(2) 级场 ¾流屯压检测投式实施例：
仿 ft实验参数：选取离 ί'ϋ比 180^-200,300 ■':种离 f；射频 'li压的初始屯) Κ为 380V、画 000Hz, ^描速度 1000V/S; .ΪΙ流 ¾的初始电压为 28.5V (380*0.075), 描速度 1000V/s, U/V值为 0.075; 激发交流屯 H;:20V、 310000 Hzo
仿ϊ实验结果： 如阁 9， 质荷比 ΛΜ80、 300的^ 从 χ轴方向出射， 而质荷比为 -200的离/ -从 y轴力'向 Ji射， ιί;离 f的出射效率较^。 以 h对本发明的实施例的描述仅 丁说明本发明的技术方案， 而不 ^对本发明范 的限制， 本 发明力不限 7'·所公幵的这些实施例 . 本领域的技术人 可以对前述各实施例所记载的技术方案进 ίί· 修改， 或者对其屮部分技术特征进行 同替换， 而这些修改或替换都应落入本发明的保护范 I 。 参考文献
[l]Guangm i ng Huang, Guangtao and R. Graham Cooks. Induced Nanoeleclrospray lonizat ion for Matri χ-Tolerant and Hi h-Throughput Mass Spectrometry. Ange . Chem. , 2011, 50: 9907 - 9910
[2]Guangming Huang, Guangtao Li， Jason Ducan, Zheng Ouyang, and R. Graham Cooks. Synchronized Inductive De sor tion Electrospray Ionization Mass Spectrometry. Angew. Chem » 2011, 50： 2503 - 2506
[3]Nishant Chetwani, Catherine A.Cassou, David B.Go, and Hsueh-Chi Chang.High- Frequency AC Hlectrospray ionization Source for Mass Spectrometry of Biomol ecules. Am Soc Mass Spectrom, 2010,21:1852 - 1856
[4]Ni shant Chetwani, Catherine Λ， Cassou, David B. o, and Hsueh-Chia Chang. Frequency Dependence of Alternating Current Filectrospray ionization Mass Spectrometry.
[5]Han-Kwang Chen, Chi -Kai Chang, Chih - Che Wu, ing-Chia Huang, and Yi-Shcng Wang. Synchronized Dua卜 Polarity Electrospray lonizat. ion Mass Spectrometry. Am Soc Mass Spectrom 2009, 20： 2254 - 2257
L6]Shang-Ting Tsai, Chiu Wen Ch nT , Ling Chu Lora Huang, Min^Chia Huang, Chung-Hsuan Chen, and Yi-Sheng Wang. Simultaneous Mass Analysis of Positive and Negative Ions tsing a Dual -Polarity Time οΓ- Fl ight Mass Spectrometer, Anal. Chem.2006, 78: 7729-7734

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种 离子阱的双极性离于分析 检测的装 ¾!， 包括：
离 ·阱， 离子阱包括多个屯极；
射频屯压源 ( F ) , W丁给离十阱的屯极施加射频 压 ( V ) 以形成射频电场；
W.流屯压源， Τ给离于阱的不同屯极施加 ¾流屯压 (U) 以形成偏 ¾ 场， 位 Γ离子阱中的 止离 f和负离 f- /土偏 a:屯场作 w 卜发 分离；
A止离子出射的离 -阱的屯极外设 检测 离子的第 -检测器；
在负离于出射的离 ·阱的屯极外 ^检测负离于的第二检测器。
2、 如权利耍求 1所述的 极性离子分析 检测的裝 其特征
所述离子阱的不冋电极为离子阱同 -轴向的 个不问电极， 所述给离 阱的不同电极施加 H流 屯¾以形成偏 屯场为给离子阱的问一轴向的两个不同 极分别施加人小相 成不^ H口极性相反的 止 .流屯压和负 ϋ.流电) 以形成 «置屯场， 位. Γ离于阱屮的 ι 离子和负离子在偏置电场作 nj下发生 分离并分別向 ['J 极性 ffl反的 极 ¾近， il :离子向施加负¾流 压的电极靠近， 负离 f向施加 ι ¾流|[1压的 极靠近：
其特征还在 J-: 所述双极性离子分析 ^检测的装. 还包括激发交流电 )κ源， 在止离丫 -和负离于 在偏 屯场作川 卜 '发生分离之 ， 激发交流屯压源给所述同一轴向的两个不同 极施加激发交流电
Jk ( AC ) 以形成激发交流 lii场， 已分离的止:离 Γ·和负 ¾ 士:激发交流屯场的作 W 卜'分別从 t ' f阱的 不同 极出射， 离开离 /·阱， k所述离 ·阱同一轴向的两个不同 极 1:有开门, 所述离 f从所述幵 口出射；
iJ 离子从从施加负 K流屯压的电极端 111射并被第一检测器检测， 负离子从施加止. 流屯压的屯 极端出射并被第 ：检测器检测。
3、 如权利要求 2所述的双极性离 f分析 -'-j检测的装 KS K-特征在 T:
所述 d H.流屯 ff.的初始位为 5伏， 所述负 流屯压的初始俏为一 5 伏， 所述止 流屯压和负 流屯 .的 4」描速度为 1000伏 /秒： 所述激发夂流屯 )1;的幅 1 为 20伏、 频率为 300000 Hz; 所述射频 的初始电 Ik幅度为 380伏、 频率为 Ι ΟΟΟΟΟΟΗζ, ί」描速 /¾； 1000伏 /秒。
4、 如权利耍求 1所述的双极性离子分析1 j检测的装^ , 其特征在丁 '：
所述离子阱的不 M 极包拈离 m y轴向的两个 0i极和离子阱 X轴向的两个^极， 所述给离子 阱的不 M屯极施加] 流电 以形成偏 ¾:屯场为给离 阱 y轴向的两个 极施加一人小相^的负 流 电 ifi和给离 -阱 X轴向的两个 极施加 -人小 ffl^的止 流屯 jk, ώ所述负宵 .流 压和所述止 Ή流 电) k形成 电场， 所述负 ή流屯 和所述止:: Γί流 的幅 相 ^成不^ , 位 J ,¾ ·阱中的 01离子 和负离于土偏 屯场作用下发生分离， 使止离子在 X轴方向被压缩， 负离于在 y轴方向被压缩， 采用所述 .rt流电 ί·Κ^描方式和所述射频 i 压 描 ―式， 增人所述 ΐί.流电压的幅度和增人所述射 频屯压的幅度， 止离子/ ±: χ轴方向被压缩的¾度增人， 负离子在 y轴方向被压缩的程度增人， 止离 子倾向 Γ从 y轴方向出射， 负离 倾向丁 -从^轴力 -向出射， ^所述离于离开 xy稳定区时， 其在一个 方向 h的 动振幅不断增人而弹射出离子阱， 止 ,¾,· /从 轴 )1向弹射， 负离丫-从 X轴方向弹射。
5、 如权利耍求 4所述的双极性离于分析. Lj检测的装' ffi， 其特征在 J " :
所述负 流屯^和所述 流电压的幅度相 ,所述负 S流电 iR和所述 ι ύ:流 jk的幅度为 U , 所述射频屯 的幅度为 V； 在 U、 V ·定吋， 离丫和负离子按其质荷比不同分别排列丁 '止离子操 作线和负离子操作线上： 保持 U/V不变同吋增人 U、 V iliff.值， 止离子沿 ι1·:操作线前进， 负离子沿 负操作线 进， ^所述离亍离开 稳定^吋，其 i;一个方向上的 动振幅不断增人而弹射出离丫 -阱。
6、 如权利耍求 5所述的双极性离于分析 检测的装 _， 其特征在丁 ·： 所述双极性离 f分析 Lj检 测的装 S还包括激发交流 i压源， 激发交流电 F 源给所述 X轴方向的两个不同 极和 y轴向的两个 不同电极施加激发交流电 以形成激发交流电场， 在形成激发交流屯场后， 当止离子沿止操作线前 进达到 11:离丫 AC激发线吋， 发生共振弹射出离 /·阱： 负离子沿负操作线前进到达负离子 AC激发 线 ， 发生共振弹射出离子阱， 其屮 AC ^示激发交流屯压。
7、 如权利耍求 6所述的双极性离 f分析 检测的装置， 其特征在 ]'· :
所述射频 压的初始电压幅度为 380伏、 频率为 1000000Hz, 扫描速度 1000伏 /秒： U/V值为 0.075； 激发交流 i压的幅度为 20伏、 频率为 310000 Hz。
8、 --种基 Τ·离 f阱的双极性离 f分析 '：；检测的 ―法， 包括：
给离于阱的屯极施加射频屯 Η、:以形成肘频 场；
给离 f ·阱的不同 tU极施加 ¾流屯压以形成 « ¾： 场， 位 Τ·离于阱中的 £离子和负离 /·在偏置 场作川下发 分离；
离子从其 h施加 fi负极性 .流电 /Κ的 极端出射并被检测， 负离 ί·从其上施加 Ί1:极性 ΐΐ流 电压的屯极端出射 波检测。
9、 如权利要求 8所述的方法， 其特征
所述离子阱的不问 极为离 阱 · 轴向的两个小同 1U极， 所述给离 f阱的不同电极施加 ίί流 屯^以形成偏 电场包括给离子阱的问一轴向的两个不 Μ 极分别施加人小相 ^成不 但极性相反 的止 流 ill压和负 流 lUff—以形成 « 屯场， 位 Γ.离 f阱 '的 离子和负离子 /i偏 1屯场作川 ¾ 生分离并分別向 ¾ ϋ 极性相反的 iu极^近, 止:离子向施加负 .流电压的电极 ¾近， 负离子向施加 £tt流电 jk的 极靠近;
其特 iih还 1： Γ： 给所述同一轴向的 个不 M屯极施加激发交流屯 Ik以形成激发交流屯场， 已分 离的止离于和负离于在激发交流屯场的作 HJ 卜'分别从离亍阱的不冋屯极出射， 离幵离十阱， 在所述 离 -阱问一轴向的 个不同 iU极.卜 开口. 所述离 f-从所述幵口出射；
il离子从施加负直流 《的屯极端出射 被检测， 负离子从施加 流 ff.的屯极端出射并被 检测。
10、 如权利耍求 9所述的方法， 其特征在 Γ:
所述 ι1·: ύ:流屯/ 的初始 ffi为 5 伏， 所述负 | :流 )k的初始仿为一 5 伏， 所述止 :流屯 和负 ft: 流 l ff:的扫描速度为 1000伏 /秒； 所述激发交流 的幅度为 20伏、 频率为 300000 Hz: 所述射频 屯压的初始 佧：幅度为 380伏、 频率为 1000000Hz, 扫描速度 1000伏 /秒。
1 1、 如权利耍求 9所述的方法， 其特征在丁. :
所述离子阱的不问电极包括离子阱 >'轴向的两个^极和离丫-阱 X轴向的两个 极， 所述给离子 阱的不 M屯极施加 流屯压以形成偏置屯场为给离 i '阱 y轴向的两个屯极施加一人小相^的负 H流 屯 J 和给离子阱 X轴向的两个 i极施加 -人小相 A: 的 ιΙ·: ϋ.流 压， 由所述负. 流电压和所述止！1 [流 屯压形成 场， 所述负 ¾流屯压和所述止 流 i 压的幅度相 ^不 ， 位 Τ·离 -·/·阱中的止离子 和负离 偏 S 场作川卜'发 分离， 使 ι1·:离亍 1-： X轴方向被 ffi缩， 负离子在 y轴力—向被压缩，
¾用所述 ΐΐ流 压扫描 A式和所述射频电 ft 描方 ， 增人所述 .流 压的幅度和增人所述射 频屯 ff.的幅度， 离于在 X轴方向被 ik缩的 f¥_皮增人， 负离子 /i y轴方向被 H、：缩的^度增人， ij:离 子倾向 Γ·从 y轴方向出射， 负离 /倾向 j '从 X轴/ /向 !L!射， 所述离丫-离 JT xy稳定 时， 其在 个 方向上的 动振幅不断增人而弹射出离于阱， 止离 f从 y轴方向弹射， 负离子从 X轴方向弹射。
12、 如权利耍求 n所述的 A法， 其特征在 T:
所述负 流电压和所述 ι!·:¾流 tWR的帻度相 f ,所述负 流屯压和所述止: 流屯压的幅 为 U, 所述射频电 ik的 te度为 V； 在 U、 V - '定吋， ι 离于和负离亍按其质荷比不问分别排列丁 _止离子操 作线和负离子操作线 k; 保持 u/v不变 吋增人 υ、 ν ΐ ;:值， 止: ¾ 沿止:操作线前进， 负离 -沿 负操作线前进， 所述离 ·ί·离幵 xy稳定 [X:吋.其 1·: -个 //向 h的运动振幅不断增人而弹射出离 f阱。
13、 如权利耍求 12所述的方法， 其特征在 Γ :
给所述 X轴方向的两个不同屯极和 y轴向的两个不 极施加激发交流屯压以形成激发交流屯 场， 在形成激发交流屯场 ， ll:离 f沿止操作线前进达到止：离 · AC激发线吋， 发生共扳弹射出 ι¾ί /-阱; 负离子沿负操作线前进到込负离 V AC激发线 ^， 发 H振弹射出离子阱， 其中 AC农示 激发交流屯压。
14、 如权利耍求 13所述的力法， 其特征 丁 :
所述射频 i 压的初始 压幅度为 380V、频申.为 1000000Hz, 4」描速皮 1000伏 /秒； U/V值为 0.075； 激发交流 iliffi的幅度为 20伏、 频率 310000 Hzo
15、 - -种双极性离于的多极质 分析力 -法， titt:
首先， 给^ J ^阱的屯极施加射频 11、：的初始 )1；以形成肘频屯场： 给离 阱的不同屯极施加 ΙΪ. 流屯压以形成 tt'ffi屯场， 所述离 ·阱的个 jili极包 W离 y轴向的 W个 iti极和离子阱 X轴 的 个屯极， 给离 ·阱的小同屯极施加 ί.流屯 以形成 屯场 ti拈给离子阱 )'轴 | 的两个屯极施加 - 人小相 的负 fi.流 和给离于阱 X轴 14的两个 ill极施加 -人小相^的 流 ill压， 由所述负 t'i.流 压和所述 Li! t'i流 l Ifi形成所述偏 fi'iU场: 所述负 Γ」.流 !U 和所述止： 1：流屯 的幅度相 不 ， 丁离子阱屮的 il:离- f和负离 i itt'fti 场作 W卜 '发' I·:分^, 使 £离子在 X轴 '向被 ffi缩, 负离 /l: y轴方向被) k缩，
然后, f阱的 X轴方向的 极 h施加多通 ifi宽频激发交流信 · , 使被选抒的离于处 Γ¾ΐ ， 其他离 被激发弹射出阱- 接着， f阱的 y轴 // ^的 ill极 I·.施加多通^¾频激¾交流信^. 从稳 ¾ 储 Τ·离子阱屮的 f进一歩确 所选离 使所选^ Γ·处 Γ¾定「 il:他离 敁激发弹射出阱；
然后， 采 W如权利 'ϋί求 8-14所述的仃： -权利要求所述的力法对存储 离 阱屮的所选离 ·进 ίί乂 极性离 f分析 ½測
16、 -种双极性离子的多极质 «:分析 //法， 包
符先， 给^ f阱的电极施加射频 i 的初始屯 、以形成射频屯场: 给, f阱的不问电极施加 Ι'ί. 流屯 ff.以形成偏 W.ili场， 所述离 ·阱的 4、 屯极包拈, ' m y轴向的 个 极和离子阱 X轴^的 W 个屯极， 给^ -阱的不 极施加 ι'ί流 以形成偏？ ΐ 场包括给离子阱 y轴 的两个电极施加 · 人小相 的负 |.流 ik k和给离 X ill 的两个 0!极施加 -人小相 的【Ι·: !:流 由所述负 ι'ί流 L n、:和所述 ι ι:流屯) 形成所述 ffi' 'li场: 所述负 t'i.流 iU 和所述止. ΐΐ流 i k的幅度相 ； 不 'ΐ， 丁离子阱屮的 ：离 f和负离 - 卜:« ' 场作¾ 卜发' I：分 使 ii:离子 ι¾: X轴/ j向被 )Κ缩， m V
/^轴方^被 ：缩，
然 ， l"'J时 讲的 X轴 的屯极 t施加多通 jii宽频激发信 '' 和 mm y轴 JI 的 iii 极 I-.施加多 ifiiiTii:频激发 f . 使 选伃的离 处 η·κ. 他离子被激发弹射出阱:
接着. 采 Hj如权利耍求 8-14 所述的任 权利 求所述的方法对存储 Γ离 阱中的所选^ / «极性离 f分析 i 检测。
16、 ί巾 乂极忭离 -的多极 if分析装 包 :
射频屯) . 给离 {-阱的 i li极施 I財频 I 的 i,'J始 I ti I k以形成射频 I U场：
ή:流 )|.:源， 给离 阱的小 MiUK施加! ¾¾屯 .以形成 »¾：屯场 , 所述离 -阱的不冋 离子阱 y轴 个 i[i极和离 f- X轴 的两个 极， ·阱的不问 i ¾施加 ι'ί.流屯压以形成
'ft屯场包《给 f-m- y轴向的 w个屯极施加一人小 ίι勺 ft ΙΊ:流屯压和给,' X轴向的 [^个 Hi极 施加一人小相 的 流屯压， 由所述负. Ή流屯 所述 流 压形成所述偏置 ili场； 所述负 . 流 压和所述止 流 lUffi.的幅度相 成不 , 位 Γ·离 f-阱中的 离于和负离子/十:偏置电场作川下发 生分离， 使止:离于 X轴方向被压缩， 负离子在 y轴方向被压缩，
激发信 Ί 源， it止:离 /·和负离子在偏 场作 W 卜'发生分离之/ ΰ , 激发信号源首先给在离子阱 的 X轴方向的电极上施加多通逍宽频激发信 ， 使被选抒的离子处 Γ稳定 ， 其他离子被激发弹射 出阱： 然 ， t:离子阱的 轴方向的电极上施加多通逍宽频激发交流信号， 从稳定存储丁离 阱屮 的离 f进一步确定所选离 r. 使所选离 处丁稳定 ^， 其他离 /-被激发弹射出阱；
如权利耍求 1一 7的任一权利耍求所述的基 1 阱的双极性离子分析1 j检测的装 S,所述基 T 离子阱的双极性离子分析 检测的装 ΓΓ对存储 T离丫-阱屮的所选离子进行双极性离于分析 检 π、 -种双极性离 f的多极质谱分析装 ¾S 包
射频屯 ff.源， 给离子阱的屯极施加 频 I U 的初始 I k压以形成射频 场；
流屯压源， 给离子阱的不同屯极施加 ¾流屯 以形成偏' fi屯场， 所述离于阱的不同屯极包括 离子阱 y轴向的两个屯极和离 f阱 X轴向的 个屯极， 给离 /-阱的不同屯极施加直流屯压以形成偏 电场包括给离 i y轴向的 个 极施加 人小相 的 ft S流屯 ff.和给离子阱 X轴向的 个屯极 施加一人小相 的止: a流电 ) i；， \ 所述负 .宵.流电 ) ίΙ I所述止 流屯 Hi形成所述偏 K电场； 所述负 U 流电 Ik和所述 ιΙ ·: 流 iU压的幅度相 ^成不 Λ.；， 位 Γ离子阱屮的止离 和负离子在偏^电场作川 卜-发 生分离， 使止:离子在 X轴方向被 Η (缩， 负离子 /i: y轴方向被压缩，
激发 号源， /士: ι1 ·:离子和负离 屯场作 W 卜'发 1:分离之 Γί， 冋时给在离子阱的 X轴方向 的屯极上施加多通道宽频激发信号和在离子阱的 y轴方向的 ill极上施加多通道宽频激发信号， 使被 选抒的离子处丁稳定 ， 其他离 f被激发弹射出阱：
如权利耍求 1一 7的任一权利耍求所述的某 Τ·离 f阱的双极性离子分析1 检测的装 所述基 Γ 离子阱的双极性离丫-分析 检 i则的装 : Π'对存储 T离子阱屮的所选离 f进 双极性离子分析1 j检
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105428199A (zh) * 2015-12-28 2016-03-23 中国计量科学研究院 质谱分析方法及具有大气压接口的质谱分析装置
WO2016054402A3 (en) * 2014-10-02 2016-06-02 908 Devices Inc. Mass spectrometry by detecting positively and negatively charged particles
CN105931943A (zh) * 2016-05-10 2016-09-07 中国计量科学研究院 基于线性离子阱的离子反应控制方法和离子反应控制装置
CN106165060A (zh) * 2014-08-15 2016-11-23 中国计量科学研究院 一种新型矩形离子阱装置及存储与分离离子的方法
CN106486337A (zh) * 2015-08-27 2017-03-08 北京理工大学 一种提高待测物质质谱检测灵敏度的方法和系统

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106463334B (zh) 2014-04-11 2018-04-17 英国质谱公司 离子进入/离开装置
DE102015208188A1 (de) * 2015-05-04 2016-11-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur massenspektrometrischen Untersuchung eines Gases und Massenspektrometer
WO2017070478A1 (en) * 2015-10-23 2017-04-27 Purdue Research Foundation Ion traps and methods of use thereof
CN106024572B (zh) * 2016-07-22 2017-09-19 中国科学院合肥物质科学研究院 一种双极性质子转移反应质谱的有机物检测装置及检测方法
US10242857B2 (en) * 2017-08-31 2019-03-26 The University Of North Carolina At Chapel Hill Ion traps with Y-directional ion manipulation for mass spectrometry and related mass spectrometry systems and methods
GB201802917D0 (en) 2018-02-22 2018-04-11 Micromass Ltd Charge detection mass spectrometry
CN108538702B (zh) * 2018-05-29 2019-10-11 清华大学深圳研究生院 在离子阱中同时进行正负离子分析的方法
CN108956751B (zh) * 2018-06-28 2021-08-17 中国计量科学研究院 一种测定气相分子位点间距离的方法
EP4128284A4 (en) * 2020-04-03 2024-03-27 Sushanta Mitra SYSTEM AND METHOD FOR LIMITING ANXIETY CURRENT OF ENCLOSED IONS
WO2021207494A1 (en) 2020-04-09 2021-10-14 Waters Technologies Corporation Ion detector
CN114184668B (zh) * 2020-09-15 2024-03-26 广州禾信康源医疗科技有限公司 微生物鉴定方法和双极性标准谱图生成方法
CN113325062A (zh) * 2021-04-28 2021-08-31 中国计量科学研究院 基于离子阱的扫描装置及扫描方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101802966A (zh) * 2007-07-12 2010-08-11 英国质谱公司 质谱仪
CN101777483B (zh) * 2009-12-29 2012-03-07 聚光科技(杭州)股份有限公司 一种提高3d离子阱检测效率的方法和装置
CN102103973B (zh) * 2009-12-18 2012-11-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种双极型离子迁移管

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6392225B1 (en) 1998-09-24 2002-05-21 Thermo Finnigan Llc Method and apparatus for transferring ions from an atmospheric pressure ion source into an ion trap mass spectrometer
GB0511083D0 (en) * 2005-05-31 2005-07-06 Thermo Finnigan Llc Multiple ion injection in mass spectrometry
GB2476964A (en) * 2010-01-15 2011-07-20 Anatoly Verenchikov Electrostatic trap mass spectrometer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101802966A (zh) * 2007-07-12 2010-08-11 英国质谱公司 质谱仪
CN102103973B (zh) * 2009-12-18 2012-11-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种双极型离子迁移管
CN101777483B (zh) * 2009-12-29 2012-03-07 聚光科技(杭州)股份有限公司 一种提高3d离子阱检测效率的方法和装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106165060A (zh) * 2014-08-15 2016-11-23 中国计量科学研究院 一种新型矩形离子阱装置及存储与分离离子的方法
WO2016054402A3 (en) * 2014-10-02 2016-06-02 908 Devices Inc. Mass spectrometry by detecting positively and negatively charged particles
CN107004565A (zh) * 2014-10-02 2017-08-01 九零八图案公司 通过检测带正电的和带负电的粒子的质谱测定法
US9905407B2 (en) 2014-10-02 2018-02-27 908 Devices Inc. Mass spectrometry by detecting positively and negatively charged particles
CN107004565B (zh) * 2014-10-02 2020-04-07 九零八图案公司 通过检测带正电的和带负电的粒子的质谱测定法
US11501961B2 (en) 2014-10-02 2022-11-15 908 Devices Inc. Mass spectrometry by detecting positively and negatively charged particles
CN106486337A (zh) * 2015-08-27 2017-03-08 北京理工大学 一种提高待测物质质谱检测灵敏度的方法和系统
CN106486337B (zh) * 2015-08-27 2018-05-11 北京理工大学 一种提高待测物质质谱检测灵敏度的方法和系统
CN105428199A (zh) * 2015-12-28 2016-03-23 中国计量科学研究院 质谱分析方法及具有大气压接口的质谱分析装置
CN105931943A (zh) * 2016-05-10 2016-09-07 中国计量科学研究院 基于线性离子阱的离子反应控制方法和离子反应控制装置

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