CN109564846A - 控制离子引导器中的离子温度 - Google Patents

Abstract

提供一种引导离子的方法，包括：提供包括多个电极的离子引导器；通过向所述多个电极施加一个或多个电压而将离子径向限制在所述离子引导器内；沿所述离子引导器的至少一部分施加正交DC场，以便在离子行经所述离子引导器时控制离子的温度；以及向所述多个电极施加静电驱动电位以沿所述离子引导器的轴向长度推动离子，其中，以DC行波电位或其他瞬态DC电位的形式施加所述静电驱动电位。

Description

控制离子引导器中的离子温度

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月26日提交的第1614540.1号英国专利申请的优先权和权益。该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明总体涉及质谱法和质谱分析方法，更具体地涉及离子引导器和引导离子的方法。

背景技术

非共价结合溶剂和盐络合物的形成可能导致在大气电离离子源中表征较大双分子离子的问题。提高这些离子的温度可以选择性地去除这些弱结合的加合物并提供更高质量的质谱数据。背景溶剂簇也可能影响小分子分析中的检测极限。

已经描述了诸如多极离子阱中的RF边界活化和碰撞活化的方法。参考“Trappingmode dipolar DC collisional activation in the RF-only ion guide of a linearion trap/time-of-flight instrument for gaseous bio-ion declustering”(Journalof Mass Spectrometry,第48卷,第9期,第1059-1065页,2013)。另外，由于RF加热，在仅RF离子漏斗技术中观察到去溶剂化或去聚集。参考“The ion funnel:Theory,implementations,and applications”(Mass Spectrometry Reviews,第29卷,第2期,第294-312页,2010)。

US2011/0127417(Ibrahim)公开了用于带电粒子的碰撞活化的系统和方法。

WO2012/174198(Bennett)公开了用于通过电动多极设备传输的离子的偶极DC碰撞活化的方法和装置。

Webb等在“Implementation of dipolar direct current(DDC)collision-induced dissociation in storage and transmission modes on a quadrupole/time-of-flight tandem mass spectrometer”(Rapid Communications in MassSpectrometry,第25卷,第17期,2011年9月15日,第2500-2510页)中公开了方法和装置。

US 9324548(Benter)公开了增加质谱仪中离子内能的方法和装置。

WO 2004/023516(Micromass)公开了一种质谱仪。

期望改善在离子通过离子引导器时控制离子温度的方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种引导离子的方法，包括：

提供包括多个电极的离子引导器；

通过向多个电极施加一个或多个电压而将离子径向限制在离子引导器内；

以及

沿离子引导器的至少一部分施加正交DC场，以便在离子行经所述离子引导器时控制(例如，升高或降低)离子的温度。

该方法还可以包括向所述多个电极施加静电驱动电位以沿离子引导器的轴向长度推动离子。

在各种实施例中，离子引导器(例如堆叠式环形离子引导器或分段式多极离子引导器)可以在通过使用正交DC场使离子通过离子引导器时提供受控的离子加热。

当离子(例如，不同离子组)行经离子引导器时，静电驱动电位可以控制离子经历的通过时间或加热量。例如，静电驱动电位可以变化(例如，增大或减小)以改变(例如，减少或增加)离子(例如，不同离子组)在行经离子引导器时经历的通过时间或加热量。

静电驱动电位可以是施加到电极的瞬态DC电位的形式(诸如行波)或静态DC驱动电位。静电驱动电位的大小或速度可以用于控制(例如，增加或减少)离子在离子引导器内的通过时间、漂移时间或停留时间，并因此控制加热的持续时间。

US 2011/0127417(Ibrahim)没有公开或暗示使用静电驱动电位来控制(例如，调节)不同离子组在行经离子引导器时所经历的通过时间或加热量。

可以通过改变不同离子组在行经离子引导器时经历的静电驱动电位来调节不同离子组的加热持续时间。

将离子径向限制在离子引导器内的步骤可以包括将一个或多个AC或RF电压施加到多个电极，使得它们可选地形成AC或RF电极。

可以通过增大正交DC场的幅度或强度来升高离子在行经离子引导器时的温度。可以通过减小正交DC场的幅度或强度来降低离子在行经离子引导器时的温度。

可以以DC行波电位或其他瞬态DC电位的形式施加静电驱动电位。替代地，可以以静态DC电压的形式施加静电驱动电位，例如其中，向电极施加静态DC电压，其沿离子引导器的长度(例如，从上游端到下游端)逐渐减小。

正交DC场的幅度或强度可以小于、大于或基本上等于约5V、10V、15V、20V、25V或30V。

附加地或替代地，静电驱动电位的电压或幅度可以小于、大于或基本上等于约5V、10V、15V、20V、25V或30V。

如本文所使用的，“正交”可以解释为与离子的行进方向或流动方向(例如离子的瞬时行进方向)正交。正交DC场可以沿单个正交方向推动离子。这可以与径向力不同，例如，径向力通常沿所有径向方向径向向外推动离子。

可以施加正交DC场(和/或可以布置和配置多个电极)，使得沿与离子行进方向正交的方向(例如，朝向用于将离子径向限制在离子引导器内的电极(例如，AC或RF电极))推动行经离子引导器的离子。

可以施加正交DC场(和/或可以布置和配置多个电极)，使得离子通过离子引导器所采用的平均路径沿径向(或正交)方向(例如，朝向用于将离子径向限制在离子引导器内的电极(例如，AC或RF电极))移位。

该方法还可以包括使离子传输通过离子引导器(例如，连续地)，并且选择性地施加正交DC场，以便在所选离子行经离子引导器时控制(例如，升高或降低)所选离子的温度。可以基于一种或多种物理化学特性(例如保留时间、质量、质荷比或离子迁移率)选择离子。

该方法还可以包括使离子传输通过离子引导器(例如，连续地)，并且当不同离子行经离子引导器时改变施加到不同离子的正交DC场的幅度或强度，例如在整个实验运行(诸如单一色谱分离)过程中。

该方法还可以包括向多个电极施加静电驱动电位以沿离子引导器的轴向长度推动离子；并且

(i)改变正交DC场的幅度或强度，以在所选离子行经离子引导器时达到所选离子的期望温度；和

(ii)改变静电驱动电位的特性，以达到所选离子通过离子引导器的期望通过时间。

所选离子可以具有一种或多种物理化学特性的指定值或范围，例如保留时间、质量、质荷比或离子迁移率。

该方法还可以包括传输多个离子组通过离子引导器，并选择性地施加正交DC场，以便在所选离子组行经离子引导器时控制(例如，升高或降低)所选离子组的温度。

例如，可以在第一离子组行经离子引导器时施加正交DC场，并且可以不在第二不同离子组行经离子引导器时施加正交DC场。

该方法可以包括通过施加正交DC场来选择用于加热的离子组。

该方法还可以包括传输多个离子组通过离子引导器，并且当不同离子组行经离子引导器时改变施加到不同离子组的正交DC场的幅度或强度。

例如，正交DC场的幅度或强度可以在第一离子组行经离子引导器时设定得相对较高，并且可以在第二不同离子组行经离子引导器时设定得相对较低。

该方法可以包括选择离子组以施加具有相对较高幅度或强度(例如，高于约5V或10V)的正交DC场，和/或选择离子组以施加具有相对较低幅度或强度(例如，分别低于约5V或10V)的正交DC场。

该方法还可以包括向多个电极施加静电驱动电位以沿离子引导器的轴向长度推动离子组；并且

(i)改变正交DC场的幅度或强度，以在离子组内的离子行经离子引导器时达到该离子的期望温度；和

(ii)改变静电驱动电位的特性，以达到离子组内的离子通过离子引导器的期望通过时间。

可以改变的静电驱动电位的特性可以包括幅度，和/或在行波DC电位的情况下，可以包括行波的速度。

离子引导器可以包括第一离子引导区域、第一离子引导区域下游的第二离子引导区域以及第二离子引导区域下游的第三离子引导区域，并且该方法还可以包括：

在第二离子引导区域中施加正交DC场，以使行经第二离子引导区域的离子沿正交方向偏转。在第一和第三离子引导区域中可以不施加正交DC场，注意这可能不排除径向(或轴向)DC场的施加。

第二离子引导区域可以包括多个电极，每个电极具有孔，在使用时离子行经该孔。替代地，第二离子引导区域可以包括分段式多极(例如，四极)离子引导器。

该方法还可以包括沿离子引导器的长度施加轴向DC场，其中轴向DC场的强度在第一离子引导区域和第二离子引导区域之间和/或在第二离子引导区域和第三离子引导区域之间增强。

该方法还可以包括传输多个离子组通过离子引导器，每组具有一种或多种物理化学特性(例如，质量、质荷比、离子迁移率中的一者或多者)的不同范围和/或可能已被色谱仪分离。该方法可以包括选择性地施加正交DC场，以便在所选离子组行经离子引导器时控制(例如，升高或降低)所选离子组的温度。所选离子组可以各自具有一种或多种物理化学特性(例如，质量、质荷比和离子迁移率中的一者或多者)的不同范围。可以不施加正交DC场，或者针对行经离子引导器的其他(例如，非所选)离子组可以关闭正交DC场，例如在同一实验运行期间，诸如在同一色谱柱的分离期间。如上所述，可以例如通过修改不同离子组在行经离子引导器时经历的静电驱动电位来调节或改变每个离子组的加热持续时间。例如，可以调节或改变静电驱动电位的大小或速度/速率，以便控制(例如，增加或减少)离子在离子引导器内的通过时间、漂移时间或停留时间，并因此控制加热的持续时间。

该方法可以包括确定第一离子组的离子迁移率范围，选择第一离子组以在离子引导器内进行加热，以及施加正交DC场以便在第一离子组行经离子引导器时控制(例如，升高或降低)第一离子组的温度。可以不施加正交DC场，或者针对行经离子引导器的其他(例如，非所选)离子组可以关闭正交DC场，例如在同一实验运行期间，诸如在同一色谱柱的分离期间。

该方法还可以包括传输多个离子组通过离子引导器，每一组具有不同范围的质荷比，并且选择性地施加正交DC场，以便在所选离子组行经离子引导器时控制(例如，升高或降低)所选离子组的温度。可以不施加正交DC场，或者针对行经离子引导器的其他(例如，非所选)离子组可以关闭正交DC场，例如在同一实验运行期间，诸如在同一色谱柱的分离期间。

该方法可以包括确定第一离子组的质荷比范围，选择第一离子组以在离子引导器内进行加热，以及施加正交DC场以便在第一离子组行经离子引导器时控制(例如，升高或降低)第一离子组的温度。

该方法可以包括确定第二离子组的质荷比范围，不选择用于在离子引导器内进行加热的第二离子组，以及在第二离子组行经离子引导器时不施加或关闭正交DC场。

第一和第二离子组可以在同一实验运行期间产生，诸如在同一色谱柱的分离期间。

该方法可以包括在离子引导器的上游设置质量过滤器或分析离子阱或质量选择性离子阱，其中质量过滤器或分析离子阱或质量选择性离子阱可以被布置和配置成根据离子的质荷比来过滤或选择离子，并且可以被进一步布置和配置成使离子以脉冲方式成组进入离子引导器中，其中每个离子组具有不同范围的质荷比。

替代地或附加地，该方法可以包括在离子引导器的上游设置离子迁移谱仪或分离器，其中离子迁移谱仪或分离器可以被布置和配置成根据离子的迁移率来过滤或选择离子，并且可以被进一步布置和配置成使离子以脉冲方式成组进入离子引导器中，其中每个离子组具有不同范围的离子迁移率。

该方法可以包括在离子引导器的上游设置一个或多个分离设备，其中一个或多个分离设备可以被布置和配置成根据一种或多种物理化学特性来分离离子，并且可以被进一步布置和配置成使离子以脉冲方式成组进入离子引导器中，其中每个离子组具有一种或多种物理化学特性的不同范围。

一种或多种物理化学特性可以包括质量、质荷比、离子迁移率和微分离子迁移率中的一者或多者。

离子引导器可以是“离子隧道离子引导器”，其包括多个电极，每个电极具有孔，在使用时离子行经该孔。换句话说，离子引导器可以是堆叠式环形离子引导器。形成离子引导器的电极可以在与离子行进方向正交的方向上分段，使得每个电极包括上段和下段。上段可以连接到DC电压源的正端子，下段可以连接到DC电压源的负端子，以便形成正交DC场。设想在这样的实施例中形成正交DC场的其他方法，例如使用如下所述的辅助电极。已经发现，对于给定幅度的正交DC电位，与其他类型的离子引导器(例如，具有相似的内部横截面和限制RF的幅度)相比，离子隧道离子引导器内的离子所经历的加热增强。换句话说，对于相同的加热量，离子通过离子引导器可以经历相同的通过时间，但正交DC电位更低。此外，离子隧道离子引导器的质荷比传输通常比其他类型的离子引导器更宽，并且离子隧道离子引导器的进入条件通常更好。

离子引导器可以包括分段式多极离子引导器，例如分段式四极、六极或八极离子引导器。

上部杆状电极对(例如，包括沿上部杆状电极对的所有区段)可以连接到DC电压源的正端子，以及下部杆状电极对(例如，包括沿下部杆状电极对的所有区段)可以连接到DC电压源的负端子，以便形成正交DC场。设想在这样的实施例中形成DC场的其他方法，例如，正交DC场可以替代地作为偶极子施加在一对相对的杆上。

该方法还可以包括向离子引导器供应缓冲气体。

离子引导器可以形成碰撞、碎裂或反应室的一部分。

该方法可以包括在第一操作模式(其中，离子(例如，未被选择用于加热的离子)不经由正交DC场进行加热(例如，不施加正交DC场或将正交DC场设定为相对较低的幅度或场强))和第二操作模式(其中，离子(例如，被选择用于加热的离子)经由正交DC场进行加热(例如，施加正交DC场和/或将正交DC场设定为相对较高的幅度或场强))之间切换。

该方法还可以包括使用一个或多个辅助电极施加正交DC场。例如，施加到一个或多个辅助电极的唯一电压或电位可以是正交DC场。

在离子行经离子引导器时控制离子的温度可以包括以足以使离子(例如，选择用于加热的离子)达到设定、给定或预定温度的强度和/或时间施加正交DC场。设定、给定或预定温度可以是足以从使用中的所选离子中除去加合物分子的温度。

换句话说，该方法可以是加热离子以选择性地从离子中除去加合物分子的方法，例如从离子中去除弱和/或共价结合加合物，例如在其行经离子引导器时。

本文描述的所有方法可以作为单一实验运行的一部分进行，例如单一分离循环。一个示例是单一色谱分析，诸如单一色谱柱的分离。在该示例中，加合物可以在这种色谱分离中附着于离子(例如，肽或蛋白质离子)，并且在质谱仪中检测离子之前可能难以除去这些加合物。本文公开的方法解决了该问题，而且还解决了许多其他问题，其中当离子行经离子引导器时控制离子的加热可以是有益的。

根据本发明的一个方面，提供一种质谱分析方法，包括如上所述的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种装置，包括：

包含多个电极的离子引导器；以及控制系统，其中控制系统被布置为并适于：

在使用时向所述多个电极施加一个或多个电压，以将离子径向限制在所述离子引导器内；

在使用时沿所述离子引导器的至少一部分施加正交DC场，以便在离子行经所述离子引导器时控制离子的温度；并且

向所述多个电极施加静电驱动电位以沿离子引导器的轴向长度推动离子，其中所述静电驱动电位以DC行波电位或其他瞬态DC电位的形式施加。

根据本发明的一个方面，提供一种装置，包括：

离子引导器，包括多个电极；

第一电压源，被布置和配置为在使用时向多个电极施加一个或多个电压，以将离子径向限制在离子引导器内；以及

第二电压源，被布置和配置为在使用时沿离子引导器的至少一部分施加正交DC场，以便在离子行经离子引导器时控制(例如，升高或降低)离子的温度。

根据本发明的一个方面，提供一种质谱仪，例如包括如上所述的装置的质谱仪。

质谱仪可以包括选自由以下构成的组的离子源：(i)电喷雾电离(“ESI”)离子源；(ii)大气压力光电离(“APPI”)离子源；(iii)大气压力化学电离(“APCI”)离子源；(iv)基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)离子源；(v)激光解吸电离(“LDI”)离子源；(vi)大气压力电离(“API”)离子源；(vii)硅上解吸电离(“DIOS”)离子源；(viii)电子撞击(“EI”)离子源；(ix)化学电离(“CI”)离子源；(x)场电离(“FI”)离子源；(xi)场解吸(“FD”)离子源；(xii)电感耦合等离子体(“ICP”)离子源；(xiii)快速原子轰击(“FAB”)离子源；(xiv)液体二次离子质谱(“LSIMS”)离子源；(xv)解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源；(xvi)镍-63放射性离子源；(xvii)大气压力基质辅助激光解吸电离离子源；(xviii)热喷雾离子源；(xix)大气采样辉光放电电离(“ASGDI”)离子源；(xx)辉光放电(“GD”)离子源；(xxi)撞击器离子源；(xxii)实时直接分析(“DART”)离子源；(xxiii)激光喷雾电离(“LSI”)离子源；(xxiv)声波喷雾电离(“SSI”)离子源；(xxv)基质辅助入口电离(“MAN”)离子源；(xxvi)溶剂辅助入口电离(“SAN”)离子源；(xxvii)解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源；(xxviii)激光烧蚀电喷雾电离(“LAESI”)离子源；以及(xxix)表面辅助激光解吸电离(“SALDI”)。

质谱仪可以包括一个或多个连续或脉冲离子源。

质谱仪可以包括一个或多个离子引导器，包括上述离子引导器，但也可以包括其他适当的离子引导器。

质谱仪可以包括一个或多个离子迁移率分离设备和/或一个或多个场非对称离子迁移谱仪设备。

质谱仪可以包括一个或多个离子阱或一个或多个离子捕获区域。

质谱仪或离子引导器(如上所述并根据本发明)可以包括选自由以下构成的组的一个或多个碰撞、碎裂或反应室：(i)碰撞诱导解离(“CID”)碎裂设备；(ii)表面诱导解离(“SID”)碎裂设备；(iii)电子转移解离(“ETD”)碎裂设备；(iv)电子捕获解离(“ECD”)碎裂设备；(v)电子碰撞或撞击解离碎裂设备；(vi)光诱导解离(“PID”)碎裂设备；(vii)激光诱导解离碎裂设备；(viii)红外辐射诱导解离设备；(ix)紫外线辐射诱导解离设备；(x)喷嘴-撇渣器界面碎裂设备；(xi)源内碎裂设备；(xii)源内碰撞诱导解离碎裂设备；(xiii)热源或温度源碎裂设备；(xiv)电场诱导碎裂设备；(xv)磁场诱导碎裂设备；(xvi)酶消化或酶降解碎裂设备；(xvii)离子-离子反应碎裂设备；(xviii)离子-分子反应碎裂设备；(xix)离子-原子反应碎裂设备；(xx)离子-亚稳态离子反应碎裂设备；(xxi)离子-亚稳态分子反应碎裂设备；(xxii)离子-亚稳态原子反应碎裂设备；(xxiii)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-离子反应设备；(xxiv)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-分子反应设备；(xxv)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-原子反应设备；(xxvi)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-亚稳态离子反应设备；(xxvii)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-亚稳态分子反应设备；(xxviii)用于使离子反应以形成加合物或产物离子的离子-亚稳态原子反应设备；以及(xxix)电子电离解离(“EID”)碎裂设备。

质谱仪可以包括选自由以下构成的组的质量分析器：(i)四极质量分析器；(ii)2D或线性四极质量分析器；(iii)保罗(Paul)或3D四极质量分析器；(iv)潘宁(Penning)阱质量分析器；(v)离子阱质量分析器；(vi)磁性扇形质量分析器；(vii)离子回旋共振(“ICR”)质量分析器；(viii)傅立叶变换离子回旋共振(“FTICR”)质量分析器；(ix)布置成产生具有四对数电位分布的静电场的静电质量分析器；(x)傅立叶变换静电质量分析器；(xi)傅立叶变换质量分析器；(xii)飞行时间质量分析器；(xiii)正交加速飞行时间质量分析器；以及(xiv)线性加速飞行时间质量分析器。质量分析器可以位于离子引导器的上游。

质谱仪可以包括一个或多个能量分析器或静电能量分析器。

质谱仪可以包括一个或多个离子检测器。

质谱仪可以包括选自由以下构成的组的一个或多个质量过滤器：(i)四极质量过滤器；(ii)2D或线性四极离子阱；(iii)保罗或3D四极离子阱；(iv)潘宁离子阱；(v)离子阱；(vi)磁性扇形质量过滤器；(vii)飞行时间质量过滤器；以及(viii)维恩(Wien)过滤器。质量过滤器可以位于离子引导器的上游。

质谱仪可以包括：用于以脉冲方式传送离子的设备或离子门；和/或用于将基本上连续的离子束转换成脉冲离子束的装置。

质谱仪可以包括C阱和质量分析器，质量分析器包括外部筒状电极和同轴内心轴状电极，其形成具有四对数电位分布的静电场，其中在第一操作模式中，离子被传输到C阱，然后注入质量分析器中，并且其中在第二操作模式中，离子被传输到C阱，然后传输到碰撞室或电子转移解离设备，其中至少一些离子被碎裂成碎片离子，然后，在将碎片离子注入质量分析器之前，将碎片离子传输到C阱。

质谱仪或离子引导器(如上所述并根据本发明)可以包括堆叠式环形离子引导器，其包括多个电极，每个电极具有孔，在使用时离子行经该孔，并且其中电极的间隔沿离子路径的长度增加，并且其中离子引导器的上游部分中的电极中的孔具有第一直径，并且其中离子引导器的下游部分中的电极中的孔具有比第一直径小的第二直径，并且其中相反相位的AC或RF电压在使用中被施加到连续电极。

质谱仪或离子引导器(如上所述并根据本发明)可以包括被布置为并适于向电极供应AC或RF电压的设备。AC或RF电压可选地具有选自由以下构成的组的幅度：(i)峰峰值约<50V；(ii)峰峰值约为50-100V；(iii)峰峰值约为100-150V；(iv)峰峰值约为150-200V；(v)峰峰值约为200-250V；(vi)峰峰值约为250-300V；(vii)峰峰值约为300-350V；(viii)峰峰值约为350-400V；(ix)峰峰值约为400-450V；(x)峰峰值约为450-500V；以及(xi)峰峰值>约500V。

AC或RF电压可以具有选自由以下构成的组的频率：(i)<约100kHz；(ii)约100-200kHz；(iii)约200-300kHz；(iv)约300-400kHz；(v)约400-500kHz；(vi)约0.5-1.0MHz；(vii)约1.0-1.5MHz；(viii)约1.5-2.0MHz；(ix)约2.0-2.5MHz；(x)约2.5-3.0MHz；(xi)约3.0-3.5MHz；(xii)约3.5-4.0MHz；(xiii)约4.0-4.5MHz；(xiv)约4.5-5.0MHz；(xv)约5.0-5.5MHz；(xvi)约5.5-6.0MHz；(xvii)约6.0-6.5MHz；(xviii)约6.5-7.0MHz；(xix)约7.0-7.5MHz；(xx)约7.5-8.0MHz；(xxi)约8.0-8.5MHz；(xxii)约8.5-9.0MHz；(xxiii)约9.0-9.5MHz；(xxiv)约9.5-10.0MHz；以及(xxv)>约10.0MHz。

质谱仪可以包括离子源上游的色谱或其他分离设备。色谱分离设备可以包括液相色谱或气相色谱设备。替代地，分离设备可以包括：(i)毛细管电泳(“CE”)分离设备；(ii)毛细管电色谱(“CEC”)分离设备；(iii)基本上刚性的陶瓷基多层微流体基底(“瓷砖”)分离设备；或(iv)超临界流体色谱分离设备。

质谱仪的离子引导器或如上所述并根据本发明的离子引导器可以保持在选自由以下构成的组的压力下：(i)<约0.0001毫巴；(ii)约0.0001-0.001毫巴；(iii)约0.001-0.01毫巴；(iv)约0.01-0.1毫巴；(v)约0.1-1毫巴；(vi)约1-10毫巴；(vii)约10-100毫巴；(viii)约100-1000毫巴；以及(ix)>约1000毫巴。

分析物离子可以在电子转移解离碎裂设备中经历电子转移解离(“ETD”)碎裂。可以使分析物离子与离子引导器(例如，如上所述并根据本发明)或碎裂设备内的ETD试剂离子相互作用。

可选地，为了实现电子转移解离：(a)分析物离子被碎裂或被诱导解离并在与试剂离子相互作用时形成产物或碎片离子；和/或(b)电子从一个或多个试剂阴离子或带负电离子转移到一个或多个多电荷分析物阳离子或带正电离子上，因此至少一些多电荷分析物阳离子或带正电离子被诱导解离并形成产物或碎片离子；和/或(c)分析物离子被碎裂或被诱导解离并在与中性反应气体分子或原子或非离子试剂气体相互作用时形成产物或碎片离子；和/或(d)电子从一个或多个中性、非离子或不带电碱性气体或蒸气转移到一个或多个多电荷分析物阳离子或带正电离子，因此至少一些多电荷分析物阳离子或带正电离子被诱导解离并形成产物或碎片离子；和/或(e)电子从一个或多个中性、非离子或不带电超强碱试剂气体或蒸气转移到一个或多个多电荷分析物阳离子或带正电离子上，因此至少一些多电荷分析物阳离子或带正电离子被诱导解离并形成产物或碎片离子；和/或(f)电子从一个或多个中性、非离子或不带电碱金属气体或蒸气转移到一个或多个多电荷分析物阳离子或带正电离子上，因此至少一些多电荷分析物阳离子或带正电离子被诱导解离并形成产物或碎片离子；和/或(g)电子从一个或多个中性、非离子或不带电气体、蒸气或原子转移到一个或多个多电荷分析物阳离子或带正电离子上，因此至少一些多电荷分析物阳离子或带正电离子被诱导解离并形成产物或碎片离子，其中一个或多个中性、非离子或不带电气体、蒸气或原子选自由以下构成的组：(i)钠蒸气或原子；(ii)锂蒸气或原子；(iii)钾蒸气或原子；(iv)铷蒸气或原子；(v)铯蒸气或原子；(vi)钫蒸气或原子；(vii)C60蒸气或原子；以及(viii)镁蒸气或原子。

多电荷分析物阳离子或带正电离子可以包括肽、多肽、蛋白质或生物分子。

可选地，为了实现电子转移解离：(a)试剂阴离子或带负电离子衍生自多环芳烃或取代的多环芳烃；和/或(b)试剂阴离子或带负电离子衍生自由以下构成的组：(i)蒽；(ii)9,10二苯基蒽；(iii)萘；(iv)氟；(v)菲；(vi)芘；(vii)荧蒽；(viii)；(ix)三亚苯；(x)二萘嵌苯；(xi)吖啶；(xii)2,2'联吡啶；(xiii)2,2'二喹啉；(xiv)9-蒽腈；(xv)二苯并噻吩；(xvi)1,10'-菲咯啉；(xvii)9'蒽甲腈；以及(xviii)蒽醌；和/或(c)试剂离子或带负电离子包括偶氮苯阴离子或偶氮苯基阴离子。

电子转移解离碎裂的过程可以包括使分析物离子与试剂离子相互作用，其中试剂离子包括二氰基苯、4-硝基甲苯或甘菊环。

可以设置色谱检测器，其中色谱检测器包括：

破坏性色谱检测器，可选地选自由以下构成的组：(i)火焰电离检测器(FID)；(ii)基于气溶胶的检测器或纳米数量分析物检测器(NQAD)；(iii)火焰光度检测器(FPD)；(iv)原子发射检测器(AED)；(v)氮磷检测器(NPD)；以及(vi)蒸发光散射检测器(ELSD)；或

非破坏性色谱检测器，可选地选自由以下构成的组：(i)固定或可变波长UV检测器；(ii)热导检测器(TCD)；(iii)荧光检测器；(iv)电子捕获检测器(ECD)；(v)电导率监测器；(vi)光电离检测器(PID)；(vii)折射率检测器(RID)；(viii)无线电流量检测器；以及(ix)旋光检测器。

质谱仪可以以各种操作模式操作，包括：质谱仪(“MS”)操作模式；串联质谱仪(“MS/MS”)操作模式；母体或前体离子交替碎裂或反应以产生碎片或产物离子，而不是碎裂或反应或碎裂或反应至更低程度的操作模式；多反应监测(“MRM”)操作模式；数据相关分析(“DDA”)操作模式；数据独立分析(“DIA”)操作模式、定量操作模式或离子迁移谱(“IMS”)操作模式。

可以设置控制系统以执行以上关于根据本发明的任何方面或实施例的方法描述的任何或所有方法步骤。

附图说明

现在将仅通过示例并参考附图描述各种实施例，其中：

图1示出涉及分成三部分的离子引导器的本发明的非限制性实施例；

图2示意性地示出如何可以将AC或RF限制电位施加于图1的实施例中描述的离子引导器的电极；

图3示意性地示出如何可以将正交DC场施加于图1的实施例中描述的离子引导器的电极；

图4示出涉及分段式四极离子引导器的本发明的非限制性实施例；

图5是示出在三种不同场景下关于图1所述的离子引导器内的离子加热的计算机生成模型的结果的曲线图；以及

图6是示出使用相同计算机生成模型在图5的不同场景下的离子的平均温度的曲线图。

具体实施方式

本公开总体涉及一种引导离子的方法，其中设置包括多个电极的离子引导器。通过向多个电极施加一个或多个电压，离子被径向限制在离子引导器内，并且沿离子引导器的至少一部分施加正交DC场，以便在离子行经离子引导器时控制(例如，升高或降低)离子的温度。静电驱动电位可以施加到多个电极以沿离子引导器的轴向长度推动离子。

在各种实施例中，离子引导器(例如堆叠式环形离子引导器或分段式多极离子引导器)可以在通过使用正交DC场使离子通过离子引导器时提供受控的离子加热。静电驱动电位可以是施加到电极的瞬态DC电位的形式(诸如行波)或静态DC驱动电位。

静电驱动电位的大小或速度(或其他参数)可以用于控制(例如，增加或减少)离子在离子引导器内的通过时间、漂移时间或停留时间，并因此控制加热的持续时间。

静电驱动电位可以施加到多个电极以沿离子引导器的轴向长度推动离子，并且：(i)改变正交DC场的幅度以在离子行经离子引导器时达到期望的离子温度；以及(ii)改变静电驱动电位的特性以达到离子通过离子引导器的期望通过时间。可以改变的静电驱动电位的特性可以包括幅度，和/或在行波DC电位的情况下，可以包括行波的速度。

离子引导器可以设置为碰撞或反应室的一部分(或者它可以是碰撞或反应室)，其中，例如，可以通过调节施加于电极的一个或多个径向RF电压、调节离子温度(通过调节正交DC电位)以及调节离子经历这种升高的温度的时间(通过调节静电驱动电位)的组合来调节解离量。如上所述，这两个参数(温度和加热持续时间)可以针对不同离子组(例如在不同保留时间和质荷比下的离子组)进行优化。

可以将离子连续引入离子引导器中，例如作为液相色谱(“LC”)运行的一部分，其中可以选择具有特定保留时间的离子进行加热。替代地，离子可以以脉冲方式成组进入离子引导器中，其中每组中的离子可以具有指定范围的质荷比，使得可以对不同组中的离子应用不同的加热。

在各种实施例中，具有特定保留时间的离子可以作为加热的目标。目标离子可以包括具有弱和/或共价结合的加合物的离子。本文描述的方法可以特别用于高分子量生物分子，诸如蛋白质和蛋白质复合物。

图1示出本发明的实施例，其中装置包括离子引导器10，其可以分成三个离子引导区域12、14和16。

在所有离子引导区域12、14和16中，可以通过施加AC或RF电压或电位来径向地包含离子。这形成将离子径向限制在离子引导区域12、14和16内的伪电位。通过使用AC或RF电压或电位和DC限制的组合，也可以径向地包含离子。

通过施加静电驱动电位，例如行波电位或其他瞬态DC电位，通过静态DC电位(例如，电压斜坡)或这些电位的组合，可以从每个部分的入口端到出口端推动离子。

参考图1，离子引导器10的第一区域12可以由一系列堆叠式环形电极构成，其中AC或RF电压可以施加到电极上，以便将离子径向限制在第一部分12内。离子引导器10的第三区域16也可以包括一系列堆叠式环形电极，并且可以以与第一区域1相同的方式配置和操作。

离子引导器10的中间第二区域14也可以包括一系列堆叠式环形电极，但是可以附加地以使得DC场可以与离子行经离子引导器10的行进方向正交地施加的方式来配置和操作。可以将AC或RF电压施加到电极上，以便将离子径向限制在第一区域12内。第一区域12可以在第二区域14的上游，并且第三区域16可以在第二区域14的下游。

正交DC场的施加可以具有促使离子朝向电极行经第二区域14的效果，使得离子行经第二区域14所采用的平均路径比没有施加DC场时更接近电极。例如，离子行经第二区域14所采用的平均路径可以比离子行经第一区域12和第三区域16(通常可以更靠近离子引导器10的中心轴线)所采用的平均路径更接近电极。

根据本发明，在该第二区域14内，可以控制穿过离子引导器的离子的温度。

离子引导区域12、14和16可以包含缓冲气体以实现离子的碰撞冷却和碰撞活化，并且可以保持在10-4毫巴至5毫巴的压力下。

图1示出穿过离子引导区域12、14和16的离子的路径18。可以理解，离子行经第一区域12，然后穿过第二区域14，此时通过正交DC场使离子偏离轴线偏转，从而使得离子更靠近第二离子引导区域14的电极行进。一旦离子离开第二区域14，则它们进入第三区域16，并且因为可以不在第三区域16中施加正交DC场，所以离子移回到离子引导器10的中心轴或纵轴。

本公开的最广泛方面涉及使用正交DC场来在离子穿过离子引导器10时控制离子的温度。除了这些优点之外，图1中所示的离子引导区域的特定布置也可以实现高效的离子传输。例如，离子可以在被输送到第二离子引导区域14之前置于第一离子引导区域12中，使得离子损耗减少。离开第二离子引导区域14的离子可以在进入第三离子引导区域16时松弛(使得离子所采用的平均路径返回到离子引导器20的中心轴)，从而通过任何下游部件(诸如，质谱仪的气体传导孔)实现高效的提取。

可以在第一离子引导区域12、第二离子引导区域14和第三离子引导区域16中的每一个中施加轴向DC场。DC电位可以在第一离子引导区域12和第二离子引导区域14之间以及第二离子引导区域14和第三离子引导区域16之间下降，如图1中示意性所示(为了说明的目的，这是关于正离子示出的)。

轴向DC场的强度可以在第一离子引导区域12和第二离子引导区域14之间和/或在第二离子引导区域14和第三离子引导区域16之间增强。这可以确保离子从一个区域到下一区域的高效传输。

在各个实施例中，关于图1示出和描述的离子引导区域12、14和16的布置可以位于质谱仪的碰撞室区域中，例如位于四极质量过滤器的下游并且在飞行时间质量分析器的上游。

图2示出电极布置的示意图，该电极布置可以以纵向截面的形式用于关于图1所示和所述的布置中。

堆叠式环形离子引导器20可以形成离子引导区域12、14和16中的任何一个或全部，并且可以包括多个电极22，每个电极具有孔，在使用时离子行经该孔。电压源24可以向离子引导器20中的每个电极22施加AC或RF电压或电位，其中相反相位的AC或RF电压可以施加到相邻电极上，如图2中示意性所示。另外，一个或多个瞬态DC电压可以施加到电极上，例如以形成DC行波，其可以将离子从引导器的一个轴向端推向另一轴向端。

图3示出如何配置第二离子引导区域14以便允许以第二离子引导区域14的示意性径向截面的形式在该区域中施加正交DC场的示例。

每个环形电极30可以在与离子行进方向正交的方向上分段。可以设置DC电压源36。这使得环形电极30的上段32能够连接到DC电压源36的正端子，并且使得环形电极30的下段34能够连接到DC电压源36的负端子。因此，如本文所述，可以在上段32和下段34之间施加正交DC场，这可以使离子从中心轴偏转并朝向环形电极30的表面偏转。

可以将相同相位的AC或RF电压施加到交替的轴向电极，如图2所示和所述，以便将离子径向限制在第二离子引导区域14内。

图4示出装置包括分段式四极离子引导器40的本公开的实施例。四极离子引导器40包括四个杆状电极42、44，并且每个杆状电极42、44可以分成区段46。这使得静电驱动电位能够施加到杆状电极42、44上，以将离子从所述离子引导器的入口端推向所述离子引导器的出口端。例如，可以施加行波电位或其他瞬态DC电位、静态DC电位(例如，电压斜坡)或这些电位的组合以沿四极离子引导器40推动离子。

可以设置AC或RF电压源(未示出)，以便向每个分段杆42、44施加AC或RF电压，其中相同相位的AC或RF电压可以施加到相对的杆对，这可以产生径向约束力。

可以设置DC电压源48。这使得上部杆状电极对42(包括沿上部杆状电极对42的所有区段46)能够连接到DC电压源48的正端子，并且使得下部杆状电极对44(包括沿下部杆状电极对42的所有区段46)能够连接到DC电压源48的负端子。因此，可以在上部杆状电极对42和下部杆状电极对44之间施加正交DC场，这可以使离子从中心轴偏转并朝向杆状电极42、44偏转。正交DC场可以替代地作为偶极子施加在一对相对的杆上。在图4的实施例中，可以不存在由于将RF限制场施加到杆上而产生的轴向力分量。

设想各种实施例，其中可以使用其他类型的分段式多极离子引导器。例如，四极离子引导器可以用诸如六极或八极离子引导器的多极离子引导器代替，所有这些都可以不具有RF限制场的轴向分量。

在各种实施例中，关于图4示出和描述的分段式四极离子引导器40可以以与关于权利要求1所示和所述的堆叠式环形离子引导器类似的方式分成三个离子引导区域。在这些实施例中，杆状电极的每个轴向区段46可以类似于堆叠式环形电极之一。

在各种实施例中，关于图4示出和描述的分段式四极离子引导器40可以用作中心离子引导区域14，其中其他离子引导器(例如，堆叠式环形离子引导器)放置在分段式四极离子引导器的上游和下游，以分别形成第一离子引导区域12和第三离子引导区域16。

在这里描述的其中设置多个离子引导区域(例如，上述离子引导区域12、14和16)的任何方面和实施例中，装置和/或每个离子引导区域可以被配置成使得各个AC或RF和/或DC电压可以单独控制，例如通过使单独的AC或RF和/或DC电压源用于每个离子引导区域。

例如，在可单独控制的DC电压的情况下，这可以意味着每个离子引导区域(例如，上述离子引导区域12、14和16)中的轴向驱动力可以是独立可控的。例如，施加到每个离子引导区域12、14和16上的DC行波的速度和/或幅度可以是可单独控制的，以便例如在每个区域内和/或在离子引导器上获得期望的传输和加热特性。

图5示出在三种不同场景下如上所述的离子引导器的第二离子引导区域14内的离子加热的计算机生成(“SIMION”)模型的结果。更具体地，图5示出对于通过正交分段堆叠式环形离子引导器(例如如图2和图3所示)的质量范围而在70mm距离上的通过时间的曲线图。

该模型中的离子引导区域14保持2.5托(333帕)的氮气压力。在125V(0-pk)和2.5MHz的频率下施加限制RF电压。离子引导器的内径为5mm，每个环形电极为0.5mm厚，板与板之间的间距为1mm。施加DC行波形式的静电驱动电位，其中每个波跨两个相邻板，并且波被五个板分离。

图5中的第一曲线50示出离子在70mm堆叠式环形离子引导器上的通过时间，其中行波的速度设定为150m/s并且行波的幅度设定为20V。在质量范围内观察到从0.5ms到4.7ms的通过时间，并且这些通过时间通常反映不同的碰撞横截面，并且因此反映作为该模型的一部分而包括的具有不同质荷比的离子的迁移率。

第二曲线52表示与第一曲线50相同的条件，但是在上部电极区段和下部电极区段(参见例如图3中的区段32、34)之间施加5V的正交DC场。如本文所讨论的，这在离子行经离子引导区域时升高离子的温度。从图5中可以看出，离子通过第二区域14的通过时间也增加。

可以看出，在一些情况下，正交DC场的施加可以导致通过时间的大幅增加。已经发现，可以通过改变施加到离子引导区域的AC或RF电压的特性(例如，静电驱动电位的幅度)来控制离子通过离子引导区域的通过时间。

例如，在图5的情况下，并且参考第三曲线54，DC行波的幅度增加到30V，并且可以看出，这具有减少离子将经历由于施加正交DC场而升高的温度的时间的效果。例如，与第二曲线52相比，在第三曲线54中可以看到更宽范围的质荷比。

因此，在各种实施例中，可以通过正交DC场的施加(和变化)来控制离子的温度，并且可以通过施加到离子引导区域的AC或RF电压的变化来控制离子经历该温度的时间。

图6是示出使用相同计算机生成模型在图5的不同场景下的离子的平均温度的曲线图。

第一曲线60对应于图5的第一曲线50，其中没有在电极区段上施加正交DC场。在这种情况下，离子接近室温，正如这种类型的离子引导器所预期的那样，其在轴向上具有最小的RF分量。

第二曲线62对应于图5的第二曲线52，其中在上部电极区段和下部电极区段之间施加5V正交DC场。这以质量相关方式升高了行经离子引导区域的离子的温度，其中具有更低质荷比的离子比具有更高质荷比的离子经历更高的温度。

第三曲线64对应于图5的第三曲线54，其中DC行波的幅度增加到30V，以便减少离子通过离子引导区域的通过时间。虽然这也略微升高了行经离子引导区域的离子的温度，但是这种增加不如通过施加正交DC场所实现的那样显著。

对于给定布置(例如，RF限制场的几何形状和幅度/频率)，可以控制离子引导器内的离子所经历的平均温度以及离子经历该温度的持续时间。可以通过施加和改变静电驱动电位和正交DC场来实现该控制。

还对分段式四极离子引导器(例如，如关于图4所示和所述的分段式四极离子引导器)进行建模，其中建模的四极杆组具有2.5mm的内切半径和70mm的长度，区段的长度为2.75mm，并且区段间的间隔为0.25mm。施加幅度为500V(0-pk)并且频率为2MHz的径向限制场(RF)(对于质量500，q＝0.4)。

行波DC电压以150m/s的速度和20V的幅度施加到四极杆的区段上。没有正交DC场施加在四极杆上。观察到质荷比为500的离子具有接近的热温度和2.6ms的漂移时间。

将正交DC场施加到四极离子引导器的电极区段，其中幅度或场强为10V。上述其他条件保持相同的值。通过离子引导器的离子的温度增加到约500K。此外，离子通过四极杆的通过或漂移时间延长到3.8ms。正交DC场的幅度或强度进一步增加到15V，并且这将温度增加到约900K并且将漂移时间增加到5.5ms。

增加施加到四极杆的区段上的行波脉冲幅度具有减少漂移或通过时间的效果。可以调节行波的幅度，使得当由于正交DC场而被加热时离子通过四极杆的漂移或通过时间与没有施加正交DC场时基本相同(温度基本不受影响)。

因此，在分段式四极离子引导器中实现与上面关于正交分段堆叠式环形离子引导器所讨论的那些类似的效果。也就是说，离子通过四极离子引导器的通过时间随着施加正交DC场时增强的加热而增加。

已经发现，与堆叠式环形离子引导器相比，相对于通过时间，由于正交DC电位而引起的离子的温升在分段式四极杆中可能更大。因此，如果离子通过离子引导器的通过时间需要尽可能短，则可以使用分段式四极杆(或其他多极杆)。

可以设想，可以使用其他离子引导器，同时仍然落入本公开的最宽范围内。例如，离子引导器可以是夹层板型设备，其包括：一系列相对的AC或RF板状电极，其可以沿夹层板状离子引导器的长度延伸；以及一系列上部和下部DC板状电极。静电驱动电位可以施加到上部DC板状电极和下部DC板状电极，而正交DC场可以施加在上部板状电极和下部板状电极上。径向限制AC或RF场可以施加到AC或RF板状电极上，例如以沿第一方向径向限制离子，其中可以在第二不同方向上实现DC限制。

离子引导器可以是环形或弯曲离子引导器，其中离子引导器可以沿其至少一部分弯曲。替代地，离子引导器可以是同轴(或直线)离子引导器，如关于图1至图4所示和所述。相反，图1至图4中所示的离子引导器可以是弯曲的或环形的，并且将应用与以上关于离子加热和通过时间所述相同的原理。

根据各种实施例，可以设置离子迁移谱仪或分离器，并且离子迁移谱仪或分离器包括根据上文和这里所述的任何方面或实施例的离子引导器。离子可以连续地被馈送或以脉冲方式进入离子迁移谱仪或分离器中，并且根据它们在离子引导器中的离子迁移率进行分离，使得正交DC场可以施加到离子迁移率分离区域。

设想各种实施例，其中将离子转移到离子迁移谱仪或分离器中，例如可以使多个离子组以脉冲方式进入离子迁移谱仪或分离器中，并且对不同离子(例如，不同的离子组)应用的加热可以改变(例如，通过改变静电驱动电位和/或正交DC场的特性)，以便可以控制离子引导器内所选离子(例如，特定离子组中的离子)所经历的平均温度，以及这些离子经历此温度的持续时间。所选离子可以具有特定保留时间或质荷比。

在这种情况下，可以在第一离子组传输通过离子引导器并根据其离子迁移率分离的时间期间施加正交DC场。在第二不同离子组传输通过离子引导器并根据其离子迁移率分离的时间期间，可以不施加正交DC场，或者可以以不同的幅度或强度施加正交DC场。因此，可以选择性地加热具有特定迁移率或迁移率范围的离子。

在本文所述的任何方面或实施例中，已经认识到，经受给定正交DC场(例如，具有给定幅度)的离子的温度可以取决于离子的质荷比。为了均匀地加热具有不同质荷比的离子，例如，可以将设备定位在离子引导器的上游，其中该设备可以被布置和配置成根据质荷比来分离离子。

替代地或另外地，可以引入离子组，例如使离子组以脉冲方式进入或连续馈送到离子引导器中，并且可以控制离子引导器的参数(例如，静电驱动电位和/或正交DC场)以便改变应用于不同质荷比范围的离子的加热。该设备可以包括分析离子阱、质量过滤器或离子迁移谱仪或分离器。

在本文所述的任何方面或实施例中，可以设想，可以使用除形成离子引导器的电极之外的部件来施加正交DC场，例如通过使用辅助电极或电阻杆或涂层。

例如，可以设置常规的堆叠式环形离子引导器，其包括用于向相邻环形电极施加AC或RF电压的AC或RF电压源、以及用于以例如行波电位或其他瞬态DC电位或静态DC电位(例如，电压斜坡)或这些电位的组合的形式施加静电驱动电位的DC电压源。一对辅助电极可以位于离子引导器的相对侧，并且DC电压可以施加到电极上以沿离子引导器的至少一部分形成正交DC场。

类似的辅助电极也可以放置在分段式四极(或多极)离子引导器的相对侧上，以便沿其长度的至少一部分创建正交DC场，而不是使用杆施加正交DC场。

不希望受理论束缚，可以认为，对于同一静电驱动电位，当在设备上施加正交DC场时停留时间的增加可以归因于由迫使离子更靠近RF限制电极引起的径向速度的增加。这被认为导致更高的碰撞概率，例如与缓冲气体，因此由于增加的碰撞阻尼，所以可以降低离子的轴向速度。这可以类似于增加缓冲气体的压力。

在涉及堆叠式环形离子引导器的实施例中，随着迫使离子进一步远离设备的中心轴线，由于相邻环之间的限制RF电位，离子可以经历附加的轴向运动，但是在这种情况下，可以认为，径向速度增加是离子温度升高的主要原因。

在涉及分段式多极杆的实施例中，由于限制RF电位或正交DC场，所以可以不向离子施加轴向力。因此，基本上所有的加热效果都可以是由于靠近RF限制电极所引起的径向速度的增加。

在特定应用中，本文公开的技术可以提供选择性地从离子中去除弱和/或共价结合的加合物的方法。这可以提供更高质量的质谱数据。这可以特别用于高分子量生物分子，诸如蛋白质和蛋白质复合物。

本文描述的加热(使用正交DC场)可以在质谱仪的任何区域中进行，并且所公开的方法不依赖于特定的气流或离子捕获。

如上所述，可以简单地在不通过施加正交DC场而加热离子的第一模式和通过施加正交DC场来加热离子的第二模式之间切换离子引导器。因此，离子引导器可以用作(或切换到)标准离子引导器(在“离子引导模式”下)，作为标准碰撞或反应室，或者在标准离子迁移谱仪或分离器内或作为标准离子迁移谱仪或分离器使用，其中简单地通过将正交DC场强度切换为零来进行附加的离子加热。

所公开的各个方面和实施例可以获得改进的离子温度控制和离子加热持续时间，包括在一些示例中，连续离子束的高效传输。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (15)

1.一种引导离子的方法，包括：

提供包括多个电极的离子引导器；

通过向所述多个电极施加一个或多个电压而将离子径向限制在所述离子引导器内；

沿所述离子引导器的至少一部分施加正交DC场，以便在离子行经所述离子引导器时控制离子的温度；

向所述多个电极施加静电驱动电位以沿所述离子引导器的轴向长度推动离子并在离子行经所述离子引导器时控制离子所经历的通过时间或加热量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，以DC行波电位或其他瞬态DC电位的形式施加所述静电驱动电位。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，施加所述正交DC场使得沿与离子的行进方向正交的方向推动行经所述离子引导器的离子。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，施加所述正交DC场使得离子通过所述离子引导器所采用的平均路径沿径向方向移位。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括使离子传输通过所述离子引导器，并且选择性地施加所述正交DC场，以便在所选离子行经所述离子引导器时控制(例如，升高或降低)所选离子的温度。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括使离子传输通过所述离子引导器，并且当不同离子行经所述离子引导器时改变施加到所述不同离子的所述正交DC场的幅度。

7.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括向所述多个电极施加静电驱动电位以沿所述离子引导器的轴向长度推动离子，并且：

(i)改变所述正交DC场的幅度，以在所选离子行经所述离子引导器时达到所选离子的期望温度；和

(ii)改变所述静电驱动电位的特性，以达到所选离子通过所述离子引导器的期望通过时间。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述离子引导器包括第一离子引导区域、所述第一离子引导区域下游的第二离子引导区域以及所述第二离子引导区域下游的第三离子引导区域，并且所述方法还包括：

在所述第二离子引导区域中施加所述正交DC场，以使行经所述第二离子引导区域的离子沿正交方向偏转。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：传输多个离子组通过所述离子引导器，每个离子组具有不同范围的离子迁移率；并且选择性地施加所述正交DC场以便在所选离子组行经所述离子引导器时控制(例如，升高或降低)所选离子组的温度。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：传输多个离子组通过所述离子引导器，每个离子组具有不同范围的质荷比；并且选择性地施加所述正交DC场以便在所选离子组行经所述离子引导器时控制(例如，升高或降低)所选离子组的温度。

11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述离子引导器包括多个电极，每个电极具有孔，在使用时离子行经所述孔。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，所述离子引导器包括分段式多极离子引导器。

13.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括向所述离子引导器供应缓冲气体。

14.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述离子引导器形成碰撞、碎裂或反应室的一部分。

15.一种装置，包括：

包括多个电极的离子引导器；以及控制系统，其中，所述控制系统被布置为并适于：

在使用时向所述多个电极施加一个或多个电压，以将离子径向限制在所述离子引导器内；

在使用时沿所述离子引导器的至少一部分施加正交DC场，以便在离子行经所述离子引导器时控制离子的温度；并且

向所述多个电极施加静电驱动电位以沿所述离子引导器的轴向长度推动离子，并在离子行经所述离子引导器时控制离子所经历的通过时间或加热量。