[發明專利]用于在靜電線性離子阱中捕獲離子的設備和方法

在審

• 申請號: 201980051693.8
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN112673452A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: M·F·賈羅德
• 申請（專利權）人: 印地安納大學理事會
• 主分類號: H01J49/42
• 分類號: H01J49/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 史婧;王瑋

本發明提供了一種用于俘獲離子以進行其測量的系統，所述系統可以包括：靜電線性離子阱（ELIT）；離子源，所述離子源用于將離子供應給所述ELIT；處理器，所述處理器可操作地耦合到ELIT；以及存儲器，所述存儲器具有存儲在其中的指令，所述指令可由所述處理器執行以產生至少一個控制信號來打開所述ELIT，從而允許由所述離子源供應的離子進入所述ELIT；確定與從所述離子源流入打開的所述ELIT中的離子的頻率對應的離子進入頻率；生成或接收目標離子電荷值；根據所述目標離子電荷值和確定的離子進入頻率確定最佳閾值；以及產生至少一個控制信號，以在所述ELIT內的離子的電荷超過所述最佳閾值時關閉所述ELIT，從而在所述ELIT中俘獲所述離子。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年6月4日提交的美國臨時專利申請號62/680,296的優先權和權益，該申請的公開內容通過引用全部并入本文。

政府權利

本發明是在由美國國家科學基金會授予的CHE1531823下的政府支持下進行的。美國政府在本發明中享有某些權利。

技術領域

本公開大體上涉及電荷檢測質譜分析儀器，并且更具體地涉及用這些儀器進行質量和電荷測量。

背景技術

質譜分析提供通過根據離子質量和電荷分離物質的氣態離子來鑒定化學成分。已經開發了各種儀器和技術來確定這種分離的離子的質量，并且一種這樣的技術被稱為電荷檢測質譜分析（CDMS）。在CDMS中，根據測量的離子質荷比（通常被稱為“m/z”）和測量的離子電荷來測量離子質量。

利用早期CDMS檢測器的m/z和電荷測量的高度不確定性已經導致了靜電線性離子阱（ELIT）檢測器的開發，在該檢測器中，使離子通過電荷檢測圓筒來回振蕩。離子多次通過這樣的電荷檢測圓筒為每個離子提供多次測量，并且結果已經表明，電荷測量的不確定性以n^1/2降低，其中，n是電荷測量的次數。然而，在電荷檢測器上拾取的外來和/或其他電荷可能對區分有效和可檢測的電荷與電荷檢測器噪聲帶來挑戰，并且當電荷信號水平接近電荷檢測器的噪聲基底時，這種影響會變得甚至更加明顯。因此，期望尋求ELIT設計和/或操作的改進，這些改進將有效的、可檢測的電荷測量范圍擴展到超過使用當前ELIT設計可獲得的測量。

發明內容

本公開可以包括所附權利要求中所敘述的特征中的一個或多個和/或以下特征中的一個或多個以及其組合。在第一方面，用于俘獲離子以進行其測量的系統可以包括：靜電線性離子阱（ELIT）；離子源，該離子源被配置成將離子供應給ELIT；處理器，該處理器可操作地耦合到ELIT；以及存儲器，該存儲器具有存儲在其中的指令，該指令在由至少一個處理器執行時使所述至少一個處理器：（i）產生至少一個控制信號以打開ELIT，從而允許由離子源供應的離子進入ELIT；（ii）確定與從離子源流入打開的ELIT中的離子的頻率對應的離子進入頻率；（iii）生成或接收目標離子電荷值；（iv）根據目標離子電荷值和確定的離子進入頻率確定最佳閾值；以及（v）產生至少一個控制信號，以在ELIT內的離子的電荷超過最佳閾值時關閉ELIT，從而在ELIT中俘獲離子。

在第二方面，提供了一種在靜電線性離子阱（ELIT）中俘獲由離子源供應的離子以進行其測量的方法。該方法可以包括：（1）利用處理器產生至少一個控制信號以打開ELIT，從而允許由離子源供應的離子進入ELIT；（ii）利用處理器確定與從離子源流入打開的ELIT中的離子的頻率對應的離子進入頻率；（iii）利用處理器生成或接收目標離子電荷值；（iv）利用處理器根據目標離子電荷值和確定的離子進入頻率確定最佳閾值；以及（v）利用處理器產生至少一個控制信號，以在ELIT內的離子的電荷超過最佳閾值時關閉ELIT，從而在ELIT中俘獲離子。

在第三方面，用于分離離子的系統可以包括：在上述方面中的任一者中描述的離子俘獲系統，其中，離子源被配置成從樣品生成離子；以及至少一個離子分離儀器，該離子分離儀器被配置成根據至少一個分子特性分離所生成的離子，其中，離開所述至少一個離子分離儀器的離子被供應給ELIT。