[发明专利]用于控制离子污染的方法及系统

说明书

由于质谱系统的大多数离子光学器件经受离子沉积且可在受到严重污染之后表现出明显不同的行为(例如，丧失灵敏度)，因此必须定期清洁污浊的表面以维持灵敏度。虽然前端组件(例如，帘幕板、孔口板、Qjet、Q0、IQ0)的表面可相对容易清洁，但下游高真空腔室内所含有的组件(例如，Q1、IQ1)的污浊可导致极大的延迟及花费，这是因为在清洁之前必须将高真空腔室排气且基本上拆解。本文提供用于对质谱仪系统的组件的污染加以控制的方法及系统。通过在非数据获取周期期间减少污染离子的传输，本发明教示可提高吞吐量、改善稳健性及/或缩短对污浊的组件进行排气/拆解/清洁通常所需的停机时间。

相关申请案

本申请案主张2016年9月20日提出申请的标题为“用于控制离子污染的方法及系统”的美国临时申请案第62/397,202号的优先权，所述美国临时申请案以其全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明教示涉及质谱法，且更特定来说涉及用于控制及/或减少传输到质谱仪的高真空部分中的离子通量的方法及系统。

背景技术

质谱法(MS)是一种利用定量应用及定性应用两者来确定受测试物质的元素组成的分析技术。举例来说，MS可用于识别未知化合物，用于确定分子中的元素的同位素组成，及用于通过观测其片段来确定特定化合物的结构，以及用于将样本中特定化合物的量量化。

在质谱法中，通常使用离子源来将样本分子转换成离子且然后进行分隔，并通过一或多个质量分析仪进行检测。对于大多数大气压离子源来说，离子在进入安置在真空腔室中的离子引导件之前穿过入口孔。在常规的质谱仪系统中，在将离子输送到其中安置有质量分析仪的后续低压真空腔室中时，施加到离子引导件的射频(RF)信号提供碰撞冷却及沿着离子引导件的中心轴的径向聚焦。由于在大气压(例如，通过化学电离、电喷雾)下进行的电离通常是将样本内的分子电离的极为高效的手段，因此可高丰度地形成所关注分析物的离子以及干扰/污染离子及中性分子。尽管增大离子源与离子引导件之间的入口孔口的大小可增加进入离子引导件的所关注离子的数目(借此可提高MS仪器的灵敏度)，但此配置同样可使得更多不期望的分子进入真空腔室且可能进入位于高真空腔室内深处的下游的质量分析仪级，在所述高真空腔室中通过电场精确地控制所关注离子的轨迹。传输非期望的离子及中性分子可污浊/污染这些下游元件，借此干扰质谱分析及/或因必须清洁高真空腔室内的关键组件而导致成本提高或吞吐量减小。另外，一些离子源(例如，用于在整个液相色谱洗脱梯度内产生离子的电喷雾源)即使在不收集数据或将不存在所关注分析物的时间周期期间也可连续地产生进入质量分析仪的离子，这会进一步加速对质量分析仪的污染。由于利用当前大气压电离源来分析较高的样本载荷及生物学为基础的样本的污染性质，因此维持质量分析仪清洁仍是关键问题。

因此，需要改进的方法及系统来减少下游质量分析仪中的污染。

发明内容

由于在离子传输通过质谱系统的大多数离子光学器件(例如，透镜)期间所述离子光学器件会因离子散焦而经受离子沉积且可在受到严重污染之后表现出明显不同的行为(例如，丧失灵敏度)，因此必须定期清洁污浊的表面以维持灵敏度。虽然前端组件(例如帘幕板、孔口板、Qjet、IQ0)的表面可相对容易清洁，但下游高真空腔室内所含有的组件(例如，Q0、Q1、IQ1)的污浊可要耗费极大的时间及/或花费，这是因为在进行清洁之前必须将真空腔室排气且基本上拆解。本文提供用于对质谱仪系统的高真空腔室内所含有的组件的污染加以控制的方法及系统，且在一些方面中，同时维持离子源的稳定性及/或借此同时连续地生成离子。通过减少传输到容纳在质谱仪内深处的灵敏组件中的离子，本发明教示可提高吞吐量、改善稳健性及/或缩短对污浊的组件进行排气/拆解/清洁通常所需的停机时间。