Линейная ионная ловушка и способ управления движением иона с использованием асимметричного удерживающего поля

Изобретение относится к масс-спектрометрическим системам, а именно к ионным ловушкам масс-анализаторов. Линейная ионная ловушка содержит четыре электрода и использует асимметричное удерживающее поле, центр которого смещен относительно геометрического центра ловушки. Асимметричное удерживающее поле может включать основной переменный потенциал, обеспечивающий квадрупольную составляющую, и дополнительный переменный потенциал. Основной переменный потенциал прикладывают между противолежащими парами электродов, а дополнительный переменный потенциал подают на одну из пар электродов. Дополнительный переменный потенциал может вносить дипольную составляющую для придания удерживающему полю асимметричности. Дополнительный переменный потенциал может вносить также гексапольную составляющую, используемую для создания нелинейного резонанса. На ту же пару электродов может быть подан вспомогательный переменный потенциал, используемый в качестве дополнительного переменного потенциала, усиливающего резонансное возбуждение. Рабочая точка для выведения иона может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить возможность использования условия чистого (несвязанного) резонанса для увеличения амплитуды осцилляции иона предпочтительно в одном направлении. Ионы, захваченные комбинированным полем, могут выводиться с селекцией по массе в единственном направлении через отверстие в одном из электродов. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 26 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Способ управления движением иона, включающий:
(a) генерирование удерживающего ионы поля, имеющего квадрупольную составляющую, формируемую путем подачи основного переменного потенциала на электродную систему линейной ионной ловушки, имеющую центральную ось и содержащую пару противолежащих электродов, расположенных с взаимным смещением на оси, ортогональной центральной оси электродной системы;
(b) подачу на указанную пару электродов дополнительного переменного потенциала для смещения центральной оси удерживающего поля с центральной оси электродной системы вдоль оси, на которой расположена пара электродов;
(c) создание в удерживающем поле условия нелинейного резонанса и
(d) подачу на указанную пару электродов постоянного потенциала смещения с обеспечением возможности возбуждения движения иона, по существу, вдоль оси, на которой расположена пара электродов, преимущественно в единственном направлении по указанной оси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что основной переменный потенциал и дополнительный переменный потенциал подают с, по существу, одинаковыми частотами.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает увеличение амплитуды движения иона в удерживающем поле, по существу, вдоль оси, на которой расположена пара электродов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает выведение иона из удерживающего поля, по существу, в единственном направлении по оси, на которой расположена пара электродов, путем настройки рабочей точки иона на точку, в которой выполняется условие нелинейного резонанса.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу дополнительного переменного потенциала осуществляют с добавлением к удерживающему полю мультипольной составляющей, которая создает в удерживающем поле условие нелинейного резонанса.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает выведение множества ионов с различными значениями отношения m/z из удерживающего поля, по существу, в единственном направлении по оси, на которой расположена пара электродов, путем сканирования параметра составляющей поля, посредством которого ионы с различными значениями отношения m/z последовательно достигают рабочей точки, соответствующей выполнению условия нелинейного резонанса.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает подачу на указанную пару электродов вспомогательного переменного потенциала для добавления к удерживающему полю резонансной дипольной составляющей, при этом частота вспомогательного переменного потенциала совпадает с частотой, соответствующей условию нелинейного резонанса.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на указанную пару электродов подают постоянный потенциал смещения, обеспечивающий смещение рабочей точки иона в точку в пространстве a-q, в которой возможно резонансное возбуждение иона для увеличения его осцилляций преимущественно в единственном направлении по оси, на которой расположена пара электродов.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что точка, в которую смещают рабочую точку, соответствует β_у=2/3, где у соответствует оси электродной пары.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает обеспечение присутствия во внутреннем пространстве, образованном электродной системой, ионов при воздействии на них удерживающего поля и впуск ионов во внутреннее пространство, по существу, по центральной оси электродной системы с одновременной или последующей подачей дополнительного переменного потенциала, обеспечивающего смещение ионов с центральной оси электродной системы и их осцилляции в ограниченных пределах относительно смещенной центральной оси удерживающего поля.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает обеспечение присутствия во внутреннем пространстве, образованном электродной системой, ионов при воздействии на них удерживающего поля и подачу на электродную систему сигнала в форме мультичастотных импульсов, частотный состав которых обеспечивает выведение из электродной системы ионов с нежелательными значениями отношения m/z.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что электродную систему выполняют сегментированной в направлении центральной оси на переднюю секцию, центральную секцию и заднюю секцию, при этом основной переменный потенциал подают на переднюю секцию, центральную секцию и заднюю секцию, а дополнительный переменный потенциал подают, по меньшей мере, на центральную секцию.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что включает подачу постоянного потенциала смещения на пару электродов в передней секции, центральной секции и задней секции.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что включает обеспечение присутствия во внутреннем пространстве, образованном электродной системой, ионов при воздействии на них удерживающего поля и последующую подачу дополнительного переменного потенциала на переднюю и заднюю секции с обеспечением однородного смещения центральной оси удерживающего поля в передней, центральной и задней секциях.

15. Линейная ионная ловушка, содержащая:
(а) электродную систему, формирующую внутреннее пространство, вытянутое вдоль ее центральной оси, и содержащую первую пару противолежащих электродов, расположенных с взаимным смещением на первой оси, расположенной радиально относительно центральной оси, и вторую пару противолежащих электродов, расположенных с взаимным смещением на второй оси, расположенной радиально относительно центральной оси,
(b) средство подачи на электродную систему основного переменного потенциала для генерирования удерживающего поля, имеющего квадрупольную составляющую;
(c) средство подачи на первую пару электродов дополнительного переменного потенциала для смещения центральной оси удерживающего поля вдоль первой оси и для создания в удерживающем поле условия нелинейного резонанса и
(d) средство подачи на первую пару электродов постоянного потенциала с обеспечением возможности возбуждения посредством условия нелинейного резонанса, движения иона, по существу, вдоль первой оси и преимущественно в единственном направлении вдоль первой оси.

16. Ловушка по п.15, отличающаяся тем, что средство подачи дополнительного переменного потенциала вносит в удерживающее поле дипольную составляющую удерживающего поля, имеющую ту же частоту, что и основной переменный потенциал, для смещения центральной оси удерживающего поля.

17. Ловушка по п.15, отличающаяся тем, что содержит средство подачи постоянного потенциала, обеспечивающее смещение рабочей точки иона в точку в пространстве a-q, в которой возможно резонансное возбуждение иона для увеличения его осцилляции преимущественно в единственном направлении вдоль первой оси.

18. Ловушка по п.15, отличающаяся тем, что точка, в которую смещают рабочую точку, соответствует β_у=2/3, где у соответствует первой оси.

19. Ловушка по п.15, отличающаяся тем, что содержит средство выведения всех ионов, соответствующих заданному интервалу отношений m/z, по существу, в единственном направлении вдоль первой оси.

20. Ловушка по п.15, отличающаяся тем, что содержит средство подачи на первую пару электродов переменного потенциала возбуждения с частотой, обеспечивающей выполнение условия нелинейного резонанса.