[发明专利]用于电子捕获解离的电子束节流

说明书

在一方面，公开了一种用于在质谱仪中使用的电子‑离子反应模块(例如，电子捕获解离模块)，该电子‑离子反应模块包括：腔室；电子源，用于产生电子并将电子引入腔室中；栅极电极，相对于电子源和腔室定位；以及DC电压源，操作地耦接到栅极电极，用于向栅极电极施加控制电压。电子‑离子相互作用模块还可以包括控制器，该控制器可操作地耦接到DC电压源并被配置用于调整施加到栅极电极的DC电压以调整进入腔室中的电子流。

相关美国申请

本申请要求于2018年10月9日提交的美国临时申请No.62/743,265的优先权的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本教导涉及用于质谱仪中的电子-离子相互作用的系统和方法。

背景技术

本教导总体上涉及适合在质谱法中使用的用于电子捕获解离的系统和方法。

诸如MS/MS之类的串联质谱法涉及质量选择的多个阶段，其中在某些阶段之间发生离子碎裂。离子碎裂的一种方法包括电子捕获解离(ECD)。在ECD中，离子可以捕获一个或多个电子，并且随后经历解离为碎片产物离子。充足数量的电子对于高碎裂产率是必要的。然而，如果反应腔室中的电子的数量太高，则可以造成碎裂的产物离子的不期望的中和及其内部碎裂，这可以显著降低信噪(S/N)比。另外，电子捕获效率与离子电荷的平方成比例。因此，对于具有不同电荷状态的离子而言，用于电子捕获的最佳条件可以是不同的。另外，用于电子捕获的最佳条件可以根据反应设备中的离子的总数量而变化。因此，期望的是具有用于基于所研究的化合物的性质来调整电子辐照的方法和系统。

调整电子辐照的一种常规方式是通过改变流过电子发射灯丝的电流来调节电子发射灯丝的温度。但是，这种方法可以是缓慢的、非线性的，并且可以由于灯丝发射表面的磨损而表现出因仪器而异的可变性。

因此，需要用于在质谱仪中实现电子-离子相互作用的改进的方法和系统，并且更具体地，需要用于电子捕获解离的改进的方法和系统。

发明内容

在一方面中，公开了一种用于在质谱仪中使用的电子-离子反应模块(例如，电子捕获解离模块)，该电子-离子反应模块包括：腔室；电子源，用于产生电子并将电子引入腔室中；栅极电极，相对于电子源和腔室定位；以及DC电压源，操作地耦接到栅极电极，用于向栅极电极施加控制电压。该电子-离子相互作用模块还可以包括控制器，该控制器可操作地耦接到DC电压源并被配置用于调整施加到栅极电极的DC电压以调整进入腔室中的电子流。

在一些实施例中，控制器可以通过在多个离散电压电平之间切换施加到栅极电极的DC电压来调整DC电压。举例来说，所述离散电压电平中的一个电压电平可以对应于栅极的在其期间栅极允许将电子引入所述腔室中的状态(本文的“开启状态”)，并且所述离散电压电平中的另一个电压电平可以对应于所述栅极的在其期间栅极禁止将电子引入所述腔室中的另一状态(本文的“关闭状态”)。控制器可以调整“开启”电压和“关闭”电压的周期性，以便调整被引入腔室中的电子电流。在一些实施例中，离散电压电平在0伏至约100伏的范围内。在一些这样的实施例中，向栅极电极施加“开启”电压和“关闭”电压可以使电子电流在消失值(vanishing value)和高达约5μA的值之间切换。

在一些实施例中，控制器可以以例如在约100Hz至约100kHz的范围内的切换频率在离散电平之间切换施加到栅极电极的DC电压。

在一些实施例中，控制器可以调整施加到栅极电极的DC电压，以便实现腔室中的暴露于电子的离子的至少约50％碎裂。

在一些实施例中，电子-离子反应模块可以包括用于接收离子的第一入口端口以及用于接收电子的第二入口端口。在一些这样的实施例中，电子-离子相互作用模块的栅极电极被定位成靠近用于将电子引入腔室中的入口端口。