[发明专利]逆流均匀场离子迁移率谱仪

说明书

一种离子迁移率装置包含多个电极和电源。所述多个电极沿着从第一端延伸到第二端的轴线布置。所述多个电极被配置成在所述第二端处接收气体流动，并且提供从所述第二端到所述第一端的气体流动的扩展，使得所述第二端处的第一气体速度大于所述第一端处的第二气体速度。所述电源被配置成：在俘获和平衡时间段期间向所述多个电极施加第一电势以产生第一电场；并且在喷射时间段内向所述电极施加第二电势以产生第二电场，所述第二电场大于所述第一电场。

技术领域

本公开总体上涉及离子色谱领域，其包含逆流均匀场离子迁移率谱仪。

背景技术

离子迁移率谱(IMS)是用于基于其在载流子缓冲气体中的迁移率分离和标识气相中的电离分子的分析技术。IMS仪器可以是非常敏感的独立装置，但通常与质谱、气相色谱或高效液相色谱结合使用，以实现多维分离。

IMS可以用于现代质谱仪的源区，以基于离子形状和尺寸(碰撞横截面，CCS)提供另外分离维度。在与俘获质谱(MS)仪器一起使用时，IMS仪器可以通过束型仪器的标准操作模式或选择性累积模式几乎与任何质量分析仪联接。

发明内容

在第一方面，一种离子迁移率装置可以包含多个电极和电源。所述多个电极可以沿着轴线布置。所述轴线可以从第一端延伸到第二端。所述多个电极可以被配置成在所述第二端附近接收气体流动，并且提供从所述第二端到所述第一端的气体流动的扩展，使得所述第二端处的第一气体速度大于所述第一端处的第二气体速度。所述电源可以被配置成在俘获和平衡时间段期间向所述多个电极施加第一电势以产生第一电场，并且在喷射时间段期间向所述电极施加第二电势以产生第二电场。所述第一电场沿着所述轴线的长度可以是均匀的，并且所述第二电场沿着从所述第一端到所述第二端的所述轴线的长度可以是均匀的。所述第二电场可以大于所述第一电场。在所述俘获和平衡时间段期间，离子可以基于其离子迁移率沿着所述轴线分离到平衡位置，在所述平衡位置中，由所述电场施加的力与由所述气体流动施加的拖曳力平衡，并且在所述喷射时间段期间，离子可以被所述第二电场驱动穿过所述第二端，使得维持了在所述俘获和平衡时间段期间实现的所述分离。

在第一方面的各个实施例中，所述气体流动在所述俘获和平衡时间段以及所述喷射时间段期间可以是恒定的。

在第一方面的各个实施例中，所述多个电极可以形成通道，所述通道的横截面从所述第二端到所述第一端增大。

在第一方面的各个实施例中，所述多个电极可以形成具有均匀横截面的通道。在特定实施例中，所述多个电极的至少一个子集创建用于所述气体流动的远离所述通道的流动路径。

在第一方面的各个实施例中，所述多个电极的至少一个子集可以具有在从所述第二端到所述第一端的方向上延伸的减小的长度或直径。

在第二方面，一种方法可以包含将离子提供到离子迁移率装置的第一端。所述离子迁移率装置可以包含多个电极，所述多个电极沿着从第一端延伸到第二端的轴线布置。所述方法还可以包含在所述离子迁移率装置的所述第二端附近提供气体流动。所述多个电极可以被配置成提供从所述第二端到所述第一端的所述气体流动的扩展，使得气体流动速度从所述第二端到所述第一端减小。所述方法可以进一步包含：在与所述气体流动相反的方向上以第一量级施加电场，所述电场沿着所述轴线是均匀的；以及基于分离的离子迁移率沿着所述轴线将所述离子分离到平衡位置，所述平衡位置是由所述电场施加的力与由所述气体流动施加的拖曳力平衡的位置。所述方法可以进一步包含通过将所述电场增加到第二量级来通过所述第二端喷射离子。

在第二方面的各个实施例中，所述方法可以进一步包含对样品进行电离以产生所述离子。

在第二方面的各个实施例中，所述方法进一步包含在所述离子被喷射之后对所述离子进行分析。

在第二方面的各个实施例中，所述气体流动可以是均匀的。

在第二方面的各个实施例中，所述多个电极可以形成具有可变横截面的通道。