專利名稱：用于表面離子光譜學(xué)的采樣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進(jìn)的分析物離子和中性分子的收集和傳輸用于由鐠測量 系統(tǒng)進(jìn)行的更為有效的采樣。
背景技術(shù)：
自從20世紀(jì)60年代由Watson和Biemann發(fā)明出氣體擴散分離器并對 其作出改進(jìn)，由Ryhage發(fā)明的射流分離器已經(jīng)可以有效地從排出于氣相色 語(GC)柱的端部的氣體分子中去除載氣。GC實驗中通常使用的氣體包括 氦、氫、和氮。在文獻(xiàn)中描述的全部實例中，經(jīng)過射流分離器的粒子存在作 為中性原子和分子。離開射流分離器的分子直接進(jìn)入質(zhì)譜儀(MS， mass spectrometer),這里它們在電離源中電離，操作是在高真空度狀態(tài)下進(jìn)行的。 GC/MS中使用的射流分離器的主要功能是去除載氣同時加濃分析物分子的 中性分子進(jìn)入質(zhì)語儀的流動。
對比于GC裝置，大氣壓電離(API)裝置在質(zhì)i普^f義高真空系統(tǒng)外生成 離子。事實如此，大部分API源MS裝置在存在電場的情況下生成離子。電 場也用以朝向MS的入口導(dǎo)向電離過程中所生成的離子。在電噴霧電離 (DESI)和其它的解吸電離技術(shù)中，在大氣壓力下的離子的產(chǎn)生能夠在地電 位下用樣品完成。例如，通常沒有系統(tǒng)的部件能夠被施加電勢以選擇性地聚 焦離子朝向質(zhì)譜儀入口。在這些情況中，離子傳輸進(jìn)入MS的入口很大程度 上依賴于吸引離子進(jìn)入MS入口的真空的作用。MS源通常包含多個由小的 孔口分離的抽運階段，孔口用于減小沿路徑的氣體壓力使得所關(guān)注的離子行 進(jìn)至用于質(zhì)量分析的可接受水平，這些孔口在電勢施加到它們的表面時作為 離子聚焦透鏡進(jìn)行操作。
允許分子從表面解吸和電離、液體的直接電離和氣態(tài)分子的電離的解吸 電離源最近由Codyetal開發(fā)出。這種方法利用了包括氦、氮和其它能夠如 載氣一樣長時間亞穩(wěn)態(tài)地存在的氣體的低質(zhì)量原子或分子。這些載氣粒子在 發(fā)生電離的大氣中以高的凈谷度存在。盡管這種電離方法為分析物樣品的快速分析提供了若干優(yōu)點，采用這種 技術(shù)用于多種樣品和多種實驗環(huán)境仍有所保留。例如，其有利于通過提高樣 品相關(guān)的離子從它們的生成點至質(zhì)譜儀的質(zhì)譜分析器的傳輸效率而增加解 吸電離技術(shù)的敏感性。而且，將希望能夠在距離質(zhì)譜儀顯著遠(yuǎn)的距離處引導(dǎo) 分析物樣品處的解吸電離源。另外，如果可以利用該技術(shù)，解吸電離將對于 大部分質(zhì)譜儀中所遇到的傳統(tǒng)高真空度電離源具有更多的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例包括用于收集并傳輸形成在載氣內(nèi)的分析物離子至質(zhì)
譜儀的入口的裝置和方法。在本發(fā)明的實施例中，載氣包括亞穩(wěn)中性激發(fā) 態(tài)粒子；帶電荷的和中性分子。在本發(fā)明的其它實施例中，射流分離器用以 更為有效地傳輸離子和分子進(jìn)入質(zhì)傳儀的高真空區(qū)。對比于先前的技術(shù)，先 前的技術(shù)僅描述了使用射流分離器用于加濃分子進(jìn)入MS的傳輸；在本發(fā)明 的實施例中，射流分離器用以通過從載氣中分離這些離子而選擇性地加濃離 子的傳輸。使用射流分離器，能夠通過允許每單位時間進(jìn)行顯著更大載氣體 積的采樣而增加解吸電離技術(shù)的敏感性，其中載氣在其入口處的每單位體積 的離子的裕度是均勻的。而且，使用射流分離器作為抽運解吸電離源的第一 真空段允許在距離質(zhì)譜儀顯著遠(yuǎn)的距離處更有效地收集分析物。另外，采用 射流分離器，解吸電離源能夠耦接于傳統(tǒng)的高真空度電離源質(zhì)語儀。
在外部離子源已知用于MS的同時，傳輸足夠的離子至MS的問題通常 會導(dǎo)致降低的敏感性。在大氣壓或接近大氣壓的壓力下操作的外部電離源使 問題惡化，因為MS典型地在高的真空度下操作。射流分離器先前用以在中 性分析物分子進(jìn)入MS之前從載氣分離所關(guān)注的分析物。但是，射流分離器 與外部離子源一起使用用以引入離子進(jìn)入MS的原理以前并不為人看好。由 此在本發(fā)明的一個實施例中，氣體分離器包括外部離子源和射流分離器。在 實施例中，這樣的分離器用在MS中。在本發(fā)明的多種實施例中，氣體分離 器能夠是任何能夠從傳輸進(jìn)入高真空區(qū)域的帶電粒子中萃取小的中性原子 的裝置。在本發(fā)明的可選實施例中，電場能夠施加到氣體分離器的表面以改 進(jìn)離子進(jìn)入MS的傳輸。
在本發(fā)明的多種實施例中，氣體分離器包括離子源；在管和真空管之 間帶有間隙的多個管。典型地，氣體分離器包括入口管和出口管，其中入管的近端最接近于外部電離源并且遠(yuǎn)端距離外部電離源最遠(yuǎn)。真空可以施加 在至少一個遠(yuǎn)端管的出口處并且還能夠施加在多個管之間的一個或多個間 隙處。在多個實施例中，絲網(wǎng)屏能夠關(guān)閉多個管之間的間隙。
入口管的近端一般距離外部電離源在大約10-3m的下限和大約10"m的 上限之間的z-軸距離。用于加熱的加熱器、入口管的近端和/或遠(yuǎn)端及出口
管的近端和/或遠(yuǎn)端能夠用于氣體分離器。在本發(fā)明的可選實施例中，能夠施 加一種或多種電勢至一個或多個入口和/或出口管上的一個或多個電容性
(capacitive )表面。


本發(fā)明的多種實施例將基于如下圖表詳細(xì)描述，其中
圖1是先前技術(shù)的射流分離器用于傳統(tǒng)GC/MS裝置的簡圖2是帶有傳統(tǒng)GC/MS高真空電離源的先前技術(shù)的射流分離器的示意
圖3是先前技術(shù)的典型API-MS的示意圖4 (A)是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的作為傳輸離子進(jìn)入帶有基于分 液器API的MS的裝置的射流分離器的示意圖4 (B)是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的作為傳輸離子進(jìn)入帶有毛細(xì)管 型API的MS的裝置的射流分離器的示意圖4 (C)是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的集成于傳統(tǒng)API-MS的射流分 離器的示意圖5是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的裝配有入口管和出口管的射流分離器 的示意圖6示出了本發(fā)明的實施例的示意圖，其中射流分離器連接于采樣管； 圖7示出了依據(jù)本發(fā)明的實施例的在其入口處帶有網(wǎng)格的射流分離器的 示意圖8示出了依據(jù)本發(fā)明的實施例的在采樣管的入口處帶有網(wǎng)格的射流分 離器的示意圖9示出了依據(jù)本發(fā)明的實施例的在入口管和出口管之間帶有網(wǎng)格的射 流分離器的示意圖10是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的射流分離器的示意圖，該射流分離器帶有采樣管和網(wǎng)格及在網(wǎng)格和射流分離器之間的位置處連接至采樣管的 樣品;
圖11示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的擴散分離器的示意圖12示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合并了能夠被施加電勢的絲網(wǎng) 籠的擴散型分離器的示意圖13示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合并了能夠被施加電勢的篩網(wǎng) 圓筒的擴散型分離器的示意圖14示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的裝配了具有與圖4(C)相比更 厚的直徑的管的入口管和出口管的射流分離器的示意圖15示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的裝配了具有與圖4(C)相比更 厚的直徑的管的入口管和出口管的射流分離器的示意圖16示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的裝配了具有不同長度的入口管 和出口管的射流分離器的示意圖17示出了依據(jù)本發(fā)明的一個實施例的射流分離器的示意圖，其中氣 體分離器的出口管橫越多于一個分液器；
圖18 (i) - (vi)是從電離區(qū)采樣的相對裕度的離子的作為施加到氣體 分離器的入口管和出口管的表面的電勢的函數(shù)的質(zhì)譜圖跡線；
圖19 (i) - (vi)是從電離區(qū)采樣的相對裕度的離子的作為施加在氣體 分離器的入口管和出口管之間相對真空度的函數(shù)的總的離子色i普圖跡線；和
圖20示出了從應(yīng)用真空至氣體分離器之后(i)和應(yīng)用真空至氣體分離 器之前(ii)的環(huán)境大氣的電離所得到的質(zhì)譜圖。
具體實施例方式
術(shù)語射流分離器將用指代先前技術(shù)。術(shù)語氣體分離器將不會用以指代先 前技術(shù)。術(shù)語射流分離器也可以用以指代帶電荷的粒子和/或中心分子分離 器。術(shù)語氣體分離器將用以指代帶電荷和/或中性粒子分離器。術(shù)語'入口管， 將用以指代氣體分離器的低真空度側(cè)。術(shù)語'出口管'將用以指代氣體分離 器的高真空度側(cè)。術(shù)語'出口管，將用以指代氣體分離器的高真空度側(cè)。
如美國專利序號第6,949,741號中描述的用于分析物的電離的非》文射性 大氣壓電離(MI)方法的最近的發(fā)展允許對于分析物的實時直接分析 (DART ),美國專利序號第6,949,741號在下文中參考為，741專利并且這里依據(jù)授權(quán)范圍清楚地并入它的全部內(nèi)容。，741專利公布了使用包括亞穩(wěn)中性
激發(fā)態(tài)粒子的用于對來自表面、液體和的分子的解吸電離的裝置。在，741專
利中描述的裝置利用了大量的典型地為氦和/或氮的載氣，雖然可以使用其它 能夠產(chǎn)生亞穩(wěn)中性激發(fā)態(tài)粒子的惰性氣體。
自從20世紀(jì)60年代由Watson和Biemann發(fā)明了氣體擴散分離器并作 出改進(jìn)，由Ryhage發(fā)明的射流分離器(美國專利序號3,633,027,這里依據(jù) 授權(quán)范圍清楚地并入它的全部內(nèi)容)已經(jīng)可以有效地從排出氣相色譜(GC ) 柱的端部的氣體分子流去除載氣。射流分離器裝置使得氣相色譜/質(zhì)譜 (GC/MS)系統(tǒng)的商業(yè)開發(fā)成為可能。在GC/MS中，穿過大口徑GC柱的 氣流為每分鐘20到30毫升。這些設(shè)備的廣泛使用始自20世紀(jì)70年代，并 且直到20世紀(jì)80年代，當(dāng)時低流量GC柱i殳備^皮釆用作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由此 不需要射流分離器。GC實驗中通常使用的氣體包括氦；氫；和氮。從射 流分離器排出的分子直接進(jìn)入質(zhì)譜儀，在質(zhì)譜儀中它們由電離源電離，其在 高真空的狀態(tài)下操作。大氣壓的真空度是760托耳(torr)。 一般地，該壓力 范圍中'近似地，包括從低于IO"大氣壓(7.6xl03torr)到大氣壓(7.6 x 101 torr)的壓力范圍。低于10-3torr的真空將構(gòu)成高真空度。 一般地，該壓力 范圍'近似i也，包^舌/人5xl(T3 torr至5xl(T6 torr的壓力范圍。低于l(T6torr 的真空將構(gòu)成甚高真空度。 一般地，該壓力范圍'近似地，包括從低于5xl(T6 torr至5xl0力torr的壓力范圍。下面，短語'高真空度'包括高真空度和甚 高真空度。射流分離器的主要功能是去除載氣同時增加包括分析物分子的中 性分子進(jìn)入質(zhì)諳儀的傳輸效率。在由Ryhage在射流分離器中引入改進(jìn)之后， Dawes et al.在美國專利序號第5,137,553中詳細(xì)描述了分子分離器及在美國 專利序號第4,654,052中詳細(xì)描述了可變分子分離器，這里依據(jù)授權(quán)范圍清 楚地并入它們的全部內(nèi)容。
對比于GC/MS設(shè)備，API-MS提供了用以在質(zhì)語儀高真空度系統(tǒng)外生成 離子的裝置。事實如此，大部分的API源設(shè)備在電場存在的情況中產(chǎn)生離子。 電場還用以引導(dǎo)在電離處理期間形成的離子朝向質(zhì)語儀(MS)的入口。電 場典型地通過布置電勢在針上或布置電勢在包含分析物分子的溶液穿過其 中流動的管上而得以建立。在這些API-MS設(shè)備中，高真空入口被集合進(jìn)入 設(shè)備的設(shè)計，該設(shè)計使得容易減小氣流及聚焦離子進(jìn)入質(zhì)語儀的高真空室。 聚焦離子進(jìn)入質(zhì)譜儀的作用在施加到入口的電勢和施加到發(fā)生電離的針的電勢協(xié)同作用以選擇性地傳輸離子進(jìn)入質(zhì)譜儀時得以完成，同時大部分中性 分子和大氣氣體擴散離開而進(jìn)入到環(huán)境大氣。
由Cody et al.開發(fā)并在，741專利中描述的DART⑧電離源是用于大氣壓 力下的離子的解吸的方法。DART⑧利用了包括氦、氮和其它能夠如載氣一 樣亞穩(wěn)存在的低質(zhì)量原子或分子。這些載氣粒子在發(fā)生DART⑧電離的大氣 中以高的^谷度存在。
在DART⑧和DESI中，在大氣壓力下的離子的產(chǎn)生能夠采用處于地電 勢的樣品完成。在解吸這些電離源的實例中，存在以下情況，其中，無系統(tǒng) 的部分能夠被施加電勢以選擇性地聚焦離子朝向質(zhì)語儀入口 。處理很大程度 上依賴于真空的作用以抽運離子進(jìn)入MS的入口。在API-MS中的先前的技 術(shù)包括許多系統(tǒng)，其中單個透鏡及多個透鏡用作離子聚焦構(gòu)件，其定位在離 子形成區(qū)域，用以影響大氣壓力下的電離后的離子聚焦。形成在大氣壓力區(qū) 的離子由于施加到這些聚焦構(gòu)件的作用而被選擇性地抽運至或被強制朝向 質(zhì)語儀入口。大氣壓力源通常包括由小的孔口分隔的多個抽運階段。多個抽 運階段用作沿相關(guān)離子行進(jìn)的路徑減小氣體壓力至可接受的水平用于質(zhì)量 分析。當(dāng)電勢施加到孔口的表面時，孔口也操作作為離子聚焦透鏡?？蛇x的 API-MS設(shè)計使用長的具有窄的直徑的毛細(xì)管以減d 、氣體壓力而替代多個構(gòu) 件階段。在這些設(shè)計中，環(huán)繞毛細(xì)入口的區(qū)域為可以施加電勢的金屬覆層的 玻璃表面或者金屬件。
圖1示出了先前4支術(shù)的射流分離器120，其包括入口側(cè)130和出口側(cè)140。 分散在載氣分子流束中的分析物流束行進(jìn)穿過內(nèi)徑112，在孔口 114處排出 射流分離器110的入口側(cè)。分析物分子穿過間隙105并^^皮吸入穿過孔口 124 進(jìn)入射流分離器117的出口側(cè)的內(nèi)徑122 。輕質(zhì)載氣分子 一旦排出入口端114 則由真空180形成的區(qū)域160中的與室162的外側(cè)的區(qū)域155相比更低的相 對壓力所抽運。
圖2示出了先前技術(shù)的離子直接傳輸至質(zhì)譜儀的源區(qū)240，其中圍繞傳 統(tǒng)電離源252的區(qū)域處于高真空度下。典型地，中性分子和氣體排出230色 譜柱進(jìn)入傳統(tǒng)射流分離器220,此處氣體得以在真空280下選擇性地去除同 時重質(zhì)分子進(jìn)入源252,它們在源252處離子化并且隨后由于源252中的電 場的作用而被推擠穿過一系列透鏡254用于在進(jìn)入質(zhì)譜分析器248用于分析 前聚焦。圖3示出了先前技術(shù)的用于直接傳輸離子進(jìn)入大氣壓電離質(zhì)譜儀
(API-MS )設(shè)備的質(zhì)譜儀真空入口的裝置。用于API-MS的電離源典型地包 括施加了電勢322的針或者管326。針326與一系列一個或多個分液器332、 334的孔口 328對齊，孔口 328在電勢336、 338被施加至分液器332、 334 的表面時操作作為離子聚焦透鏡以引導(dǎo)離子進(jìn)入一個或多個對齊的質(zhì)譜分 析器342、 344以允許傳輸離子至離子檢測器352?？卓诹硗庠诔檫\階段之間 提供了邊界，其用以減小沿相關(guān)離子行進(jìn)的路徑的氣壓至可接受的水平用于 質(zhì)譜分析器348和離子檢測器352以適當(dāng)?shù)刈饔谩?br> GC/MS實驗中的傳統(tǒng)射流分離器使用真空從載氣中隔離出分析物分子。 在DART⑧實驗中，分析物離子存在于載氣。射流分離器典型地設(shè)計以選擇
用的典型載氣。DART⑧MS實驗具有可用的真空。非預(yù)期地，發(fā)現(xiàn)射流分離 器能夠作用以不僅分離載氣氣流中的分析物分子，而且還為載氣氣流中的分 析物分子充電正電荷或負(fù)電荷。
在本發(fā)明的實施例中，通過載氣的氣流中的解吸電離形成的離子^皮引導(dǎo) 朝向包含分析物分子的目標(biāo)。在本發(fā)明的實施例中，目標(biāo)能夠包括一個或多 個如下種類的物體固體；液體；和氣體。圖4 ( A)示出了本發(fā)明的實施 例，其中從目標(biāo)生成的分析物離子穿過射流分離器420，進(jìn)入孔口 428，及 一系列一個或多個施加了聚焦電勢436、 438的分液器432、 434,進(jìn)入質(zhì)譜 分析器448，并影響到離子檢測器452。
在本發(fā)明的實施例中，圖4 (B)示出的分析物離子形成在射流分離器 430的入口側(cè)的近端。在本發(fā)明的實施例中，離子將由于真空480而被吸入 射流分離器。在本發(fā)明的實施例中，設(shè)備能夠在大氣壓力下操作射流分離器 入口側(cè)430。在本發(fā)明的另外的實施例中，入口側(cè)430能夠在升高的壓力下 操作。在本發(fā)明的可選實施例中，入口側(cè)430能夠在降低的壓力下操作。
在本發(fā)明的一個實施例中，DART⑧源產(chǎn)生大量體積的氦、具有相同體 積的氣體分子和相關(guān)分析物離子。載氣質(zhì)量和相關(guān)分析物的質(zhì)量之間的差異 能夠是一到若干個數(shù)量級。由此輕質(zhì)載氣能夠充分地由射流分離器基于相對 動量的差異而從輕質(zhì)分析物離子中分離。在本發(fā)明的另外的實施例中，射流 分離器能夠優(yōu)選地加濃大氣中的重質(zhì)離子流，同時去除已經(jīng)形成以影響來自 表面的樣品的電離的輕質(zhì)溶液分子和溶液相關(guān)離子。在本發(fā)明的另外的實施例中，射流分離器能夠優(yōu)選地加濃大氣中的重質(zhì)離子流，同時去除已經(jīng)形成 以影響源于用以生成試劑離子的初始源的樣品的電離的輕質(zhì)溶液分子和溶 液相關(guān)離子。在本發(fā)明的一個實施例中，如下的選自包括曱醇、二曱基亞砜、
水(H20)溶劑分子的組中的一種或多種載氣用于DART⑧并用射流分離器
分離出。
在本發(fā)明的實施例中，并入射流分離器使得能夠收集大體積的包含離子 的氣體用于傳輸這些離子到質(zhì)譜儀的高真空室。如在圖4(B)中所示，在 本發(fā)明的實施例中，大體積的氣體進(jìn)入射流(氣體)分離器的入口 430和出 口 440側(cè)之間的間隙405，而重質(zhì)離子和非電離分子以高于輕質(zhì)氣體分子和 原子的效率穿過從入口至出口側(cè)的間隙。在本發(fā)明的實施例中，射流(氣體) 分離器包括兩個或多個大體上同軸的帶有內(nèi)徑412和422的管410和417。 在本發(fā)明的實施例中，管可以在其各自的端部414和424具有減小的外側(cè)直 徑。射流(氣體)分離器位于區(qū)域462處，由于真空480的作用，其與外側(cè) 區(qū)域455相比較處于降低的壓力460下。在本發(fā)明的一個實施例中，射流分 離器用作用于傳統(tǒng)非API-MS設(shè)備的入口。在本發(fā)明的另外的實施例中，射 流分離器用作用于API-MS設(shè)備的入口 。
在本發(fā)明的實施例中，質(zhì)譜儀源可以不用電離裝置操作。在本發(fā)明的可 選實施例中，質(zhì)語儀具有的電離裝置包括但不局限于采用正電離或負(fù)電離模 式的電子轟擊、化學(xué)電離、和解吸化學(xué)電離。
圖4 (C)示出了本發(fā)明的實施例，其中圖3中的電離源已經(jīng)被修改這 樣使得設(shè)備的真空階段450包括用射流(氣體)分離器420的出口側(cè)內(nèi)管孔 口 422代替它的分液器442型孔口 ，用以形成至第一中度真空區(qū)450的入口 ， 真空區(qū)450由另外的孔口 432和分液器444與包含質(zhì)譜分析器的質(zhì)譜儀460 的高真空區(qū)分離。在本發(fā)明的實施例中，射流分離器的入口側(cè)430能夠在大 氣壓力下并且真空得以施加在480。
圖17示出了本發(fā)明的實施例，其中圖3中示出的設(shè)備的API區(qū)已經(jīng)修 改使得氣體分離器的出口管1740直接耦接至質(zhì)譜儀1760的高真空區(qū)，而旁 路了兩個分液器1742、 1744使得進(jìn)入氣體分離器的氣體和分子承受來自氣 體分離器真空泵1780和質(zhì)語儀系統(tǒng)1760的真空。
氣體分離器能夠包括組合于外部離子源的射流分離器。氣體分離器具有 優(yōu)點，其能夠增加從外部離子源傳輸進(jìn)入質(zhì)譜儀的離子數(shù)量，而不會惡化地影響到質(zhì)譜儀的性能。通過增加用以從外部離子源傳輸離子進(jìn)入質(zhì)譜儀的管 的直徑，能夠傳輸更多的離子。通過合并氣體分離器進(jìn)入管以傳遞離子至質(zhì) 譜儀，能夠最小化對于質(zhì)譜儀的高真空區(qū)的干擾(或者其它的情況，未受干 擾)。氣體分離器能夠作用用以抽離存在于正從外部離子源傳輸至質(zhì)譜儀的 離子流中的中性原子和小分子。
實例l-施加電勢至射流分離器
圖5示出了本發(fā)明的實施例，其中射流分離器的入口側(cè)和出口側(cè)能夠 以地電勢、正電勢或負(fù)電勢進(jìn)行操作。在本發(fā)明的實施例中，構(gòu)成射流分離
器的一個或多個管能夠選擇性地充電，射流分離器能夠設(shè)計帶有入口 530和 出口 540以允i午均勻施加電勢522和524并且由此施加真空580下的間隙505 中的均勻場。在本發(fā)明的實施例中，施加到入口和出口管的金屬表面的電勢 能夠是相同的電勢以提供最大化的離子傳輸。在本發(fā)明的可選實施例中，施 加到入口 522和出口線524的金屬表面的電勢能夠相互不同以提供最大化的 離子傳輸。在本發(fā)明的可選的實施例中，間隙505可以增加長度以提供最大 化的離子傳輸。在本發(fā)明的可選實施例中，入口 530和出口 540的直徑可以 具有彼此不同的內(nèi)徑512、 522以提供最大化的離子傳輸。
圖14示出了本發(fā)明的實施例，其中入口管1430和出口管1440具有相 對各個管的內(nèi)徑1412、 1422的大的直徑。在本發(fā)明的另外的實施例中，圖 15,入口 1530管的內(nèi)徑1512和出口 1540管的內(nèi)徑1522能夠不同。在本發(fā) 明的另外的實施例中，圖16,入口 1630管和出口 1640管的長度能夠不同以 提供氣體和分子的更為有效的收集用于分析。
在實例1中，射流分離器能夠用氣體分離器代替。
實例2-處理高的載氣體積
圖6用射流分離器入口延伸采樣管690示出了本發(fā)明的實施例。在本發(fā) 明的實施例中，射流分離器入口延伸采樣管690提高了從更長的距離抽吸包 括亞穩(wěn)中性激發(fā)態(tài)粒子、氣體分子、樣品相關(guān)的分子和樣品相關(guān)的離子的載 氣進(jìn)入質(zhì)語儀的能力。在本發(fā)明的實施例中，射流分離器入口延伸采樣管690 是線性的。在本發(fā)明的實施例中，射流分離器入口延伸釆樣管6卯是彎曲的。 在本發(fā)明的實施例中，射流分離器入口延伸采樣管690是易曲的。在本發(fā)明的實施例中，射流分離器入口延伸采樣管690被加熱。在本發(fā)明的實施例中，
射流分離器入口延伸采樣管690在環(huán)境溫度下操作。在本發(fā)明的實施例中， 射流分離器入口延伸采樣管690是金屬、易曲金屬、陶瓷、塑料、易曲塑料 或它們的組合。在本發(fā)明的實施例中，射流分離器入口延伸采樣管的長度能 夠在10毫米到IO米或者更大的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的實施例中，射流分離器 入口延伸采樣管690能夠由非針織材料構(gòu)成。在本發(fā)明的實施例中，射流分 離器入口延伸采樣管690能夠由一種或多咱針織材料構(gòu)成。在先前技術(shù)中， 具有有限的直徑和短的長度的毛細(xì)傳輸線已經(jīng)被用以實現(xiàn)由電勢和真空的 組合作用而直接傳輸表面電離期間生成的離子進(jìn)入質(zhì)譜儀。在本發(fā)明的實施 例中，帶有窄的入口側(cè)內(nèi)徑612的射流分離器被用以限制氣流進(jìn)入質(zhì)譜儀 622,從而允許射流分離器620最佳地加濃用于傳輸至質(zhì)語儀的離子。在本 發(fā)明的實施例中，帶有寬的內(nèi)徑612的射流分離器被用在入口側(cè)上以提高進(jìn) 入射流分離器620的氣流，而不論其是否理想地作用為射流分離器，這是 由于能夠接受低于用于傳輸至質(zhì)譜儀的離子的最佳加濃以改進(jìn)包含離子的 氣流穿過射流分離器入口延伸采樣管690。在本發(fā)明的實施例中，射流分離 器入口延伸采樣管入口內(nèi)徑692和出口內(nèi)徑694能夠不同用以提高離子在載 氣和大氣中傳輸橫過一定距離的效率。
在實例2中，射流分離器能夠用氣體分離器替換。
實例3-射流分離器的金屬網(wǎng)增強
圖7示出了本發(fā)明的實施例，其中由質(zhì)譜儀經(jīng)由射流分離器進(jìn)行的對于 用于采樣的離子的收集通過添加環(huán)繞在解吸電離實驗中的電離區(qū)的網(wǎng)格而 得以改進(jìn)。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)格由一端開口的網(wǎng)籠70制成。在本發(fā) 明的實施例中，網(wǎng)籠是圓柱形狀。在本發(fā)明的實施例中，風(fēng)格由金屬制成。 在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)籠是絲。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠能夠在地電 勢下操作。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠能夠在正電勢772下操作，如用于 抑制從樣品生成的相關(guān)離子所要求的。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠能夠在 負(fù)電勢772下操作，如用于抑制從樣品生成的相關(guān)離子所要求的。在本發(fā)明 的實施例中，絲網(wǎng)籠接觸于射流分離器的入口管和出口管中的 一 個或兩個。 在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠不接觸于射流分離器的入口管或者出口管。在 本發(fā)明的實施例中，絲的網(wǎng)籠770包圍并從射流分離器入口 730的端部延伸用以提高收集在射流分離器720的入口處生成的離子的效率。在本發(fā)明的實
施例中，網(wǎng)籠能夠通過重疊入口管或出口管以完全地架橋于間隙705得以支 撐，或者安裝作為管的物理延伸。
圖8示出了本發(fā)明的實施例，其中環(huán)繞解吸電離實驗中的電離區(qū)的網(wǎng)格 從射流分離器820中去除。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)格由開放端部的網(wǎng)籠870 制成。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)籠為圓柱形狀。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)格 由金屬制成。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)籠是絲。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng) 籠能夠在地電勢下操作。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠能夠在正電勢872下 操作，如用于抑制從樣品生成的相關(guān)離子所要求的。在本發(fā)明的實施例中， 絲網(wǎng)籠能夠在負(fù)電勢872下操作，如用于抑制從樣品生成的相關(guān)離子所要求 的。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠接觸于射流分離器的入口管和出口管中的 一個或兩個。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠不接觸于射流分離器的入口管或 者出口管。在本發(fā)明的實施例中，絲的網(wǎng)籠包圍并從射流分離器入口延伸采 樣管890的端部延伸用以提高收集在遠(yuǎn)離于射流分離器820的入口的位置處 生成的離子的效率。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)籠能夠安裝在射流分離器入口 延伸采樣管892和射流分離器820的入口 894之間的位置處。在本發(fā)明的實 施例中，絲網(wǎng)籠作用以強化離子在入口管812和出口管822之間的傳輸。在 本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)籠能夠通過重疊入口管或出口管以完全地架橋于間隙 805而得以支撐，或者安裝作為管的物理延伸。
在實例3中，射流分離器能夠由氣體分離器替代
實例4-施加場至金屬網(wǎng)
圖9示出了本發(fā)明的實施例，其中射流分離器920的入口側(cè)930和和出 口側(cè)940之間的間隙由網(wǎng)格970伸展過。在本發(fā)明的實施例中，電勢932和 942分別地施加到射流分離器920的入口側(cè)930和出口側(cè)940。在本發(fā)明的 實施例中，網(wǎng)格由開放端部的網(wǎng)籠970制成，以允許氣體原子和中性分子通 過至射流分離器920的低壓真空區(qū)980。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)籠是圓柱 形狀。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)格由金屬制成。在本發(fā)明的實施例中，網(wǎng)籠 是絲。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠能夠在地電勢972下操作。在本發(fā)明的 實施例中，絲網(wǎng)籠能夠在正電勢972下操作，如用于抑制從樣品生成的相關(guān) 離子所要求的。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠能夠在負(fù)電勢972下操作，如用于抑制從樣品生成的相關(guān)離子所要求的。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠電 性地和或物理地接觸于射流分離器的入口管和出口管中的一個或兩個。在本 發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠不電性地和/或物理地接觸于射流分離器的入口管或 者出口管。在本發(fā)明的實施例中，絲網(wǎng)籠內(nèi)的電場是均勻的。在本發(fā)明的實 施例中，絲網(wǎng)籠內(nèi)的電場是非均勻的。在本發(fā)明的實施例中，；茲場產(chǎn)生在網(wǎng) 籠內(nèi)。產(chǎn)生在網(wǎng)籠內(nèi)的離子被限制在網(wǎng)籠的體積內(nèi)較長的時間，由此提高電 勢用于收集它們在一定體積的氣體中，氣體被吸入射流分離器的入口。在本
發(fā)明的可選實施例中，絲網(wǎng)籠并不伸展過射流分離器920的入口側(cè)930和出 口側(cè)940之間的間隙。
在實例4中，射流分離器能夠由氣體分離器所替代
實例5-離子導(dǎo)向的應(yīng)用
在本發(fā)明的另外的實施例中，離子導(dǎo)向伸展過射流分離器的入口側(cè)和出 口側(cè)之間的間隙。在本發(fā)明的實施例中，直流電壓施加到離子導(dǎo)向。在本發(fā) 明的另外的實施例中，射頻電壓施加到離子導(dǎo)向。
在實例5中，射流分離器能夠由氣體分離器所替代。在本發(fā)明的實施例 中，氣體分離器還包括離子導(dǎo)向。離子導(dǎo)向的優(yōu)點在于離子沿導(dǎo)向的長度有 效地傳輸同是原子和中性分子不受影響并且由此真空將極大程度地趨向于 剝離中性分子，避免其進(jìn)入氣體分離器的出口側(cè)。由此離子導(dǎo)向增加了離子 從氣體分離器的入口管至出口管的傳輸。
實例6-通過加熱的分子的汽化
在本發(fā)明的實施例中，收集分子用于傳輸至電離區(qū)是通過使入口吸管的 末端處的區(qū)域受包括熱燈、火焰、多種類型的激光、通過使用電路而激活的 熱源和其它能夠施加熱至表面的熱源的高溫源的作用而完成的。在本發(fā)明的 實施例中，由射流分離器提供的真空的作用而收集的樣品分子隨后由解吸電 離源的作用而電離，同時包含亞穩(wěn)中性激發(fā)態(tài)粒子的載氣、空氣分子、樣品 相關(guān)的分子和樣品相關(guān)的離子沿傳輸管混合。
在實例6中，射流分離器能夠由氣體分離器替代。
實例7-封閉系統(tǒng)中的分子的汽化在本發(fā)明的實施例中，揮發(fā)的分子以均勻、非聚焦的方式分散在圍繞樣 品的大氣中。氣體流束用以迫使包括汽化分子的氣體穿過出口進(jìn)入采樣管， 在采樣管中存在包含由解吸電離源生成并被抽吸朝向射流分離器的入口的 亞穩(wěn)中性激發(fā)態(tài)粒子。汽化分子與解吸電離載氣的相互作用導(dǎo)致這些分子在 采樣管中的電離并且隨后傳輸進(jìn)入射流分離器的入口用于在它們傳輸進(jìn)入 質(zhì)語儀時加濃。
在實例7中，射流分離器能夠由氣體分離器替代。
實例8 -封閉系統(tǒng)中的分子的汽化
圖IO示出了本發(fā)明的實施例，其中樣品封閉在室1092中，揮發(fā)分子在 室1092中免于分散進(jìn)入室的體積的大氣中。樣品室可以完全地環(huán)繞樣品或 者以這樣的方式構(gòu)成使得其放置在比如平面表面的物體上時形成圍隔。樣品 可以處于環(huán)境溫度下，承受包括熱燈、火焰、多種類型的激光、通過使用電 路而激活的熱源和其它能夠施加熱至表面的熱源的高溫源的作用或者在極 易揮發(fā)的樣品的情況中被冷凍。汽化分子或者由它們自己的作用或者可以由 于源自裝置1096的氣流而迫^_穿過管1098排出而離開室1092穿過管1094 進(jìn)入室以穿過管1098排出，在沿傳輸管1090的源1070和射流分離器1020 之間的某一點處進(jìn)入傳輸管1090的體積。管1090附接至源1070，源1070 產(chǎn)生包含亞穩(wěn)中性激發(fā)態(tài)粒子的載氣，載氣在其末端處流入所附接的傳輸管 1090。采樣管1090中的揮發(fā)的樣品分子和包含亞穩(wěn)中性激發(fā)態(tài)粒子的相互 作用導(dǎo)致樣品分子沿采樣管的體積的電離。形成在1090的體積中的離子進(jìn) 入射流分離器的入口 1012用于在它們傳輸進(jìn)入質(zhì)譜儀時加濃。
在可選構(gòu)造中，圖11，我們想象了擴散型氣體分離器1120的使用。在 該裝置中，具有可變內(nèi)徑的入口管1130附接至多孔玻璃管1183,出口管1140 附接至多孔玻璃管1183以允許包含離子的氣流穿過氣體分離器的長度。多 孔玻璃管由連接到真空泵1180的真空室1162包圍。氣體和離子穿過入口 1130進(jìn)入氣體分離器行進(jìn)朝向質(zhì)譜儀。在包含樣品的氣體通過多孔區(qū)時，較 'J 、的氣體分子和原子由于擴散得以去除而穿透進(jìn)入低真空區(qū)1162 。
在可選構(gòu)造中，圖12，能夠施加電勢1224的金屬網(wǎng)圓柱1283定位在多 孔管的體積內(nèi)以使得能夠在離子行進(jìn)穿過管的體積內(nèi)的氣體分離器時通過 圍繞離子保持相等的電勢而保持離子，同時允許中性載氣擴散進(jìn)入抽運區(qū)在本發(fā)明的可選實施例中，圖13，多孔玻璃管、塑料篩、玻璃、可加工 玻璃及陶瓷、和能夠施加金屬膜及涂覆的多孔陶瓷、金屬網(wǎng)、玻璃內(nèi)襯金屬 管、金屬覆層熔凝硅石、金屬覆層可加工玻璃、和電勢1324能夠施加到其 內(nèi)直徑表面上的金屬覆層陶瓷1343被用以當(dāng)離子擴散穿過多孔管進(jìn)入抽運 區(qū)1362時在抽離中性粒子的同時保持這些離子。
在實例8中，射流分離器能夠由氣體分離器替代。
實例9-離子穿過氣體分離器的傳輸
應(yīng)用相等的電勢必至氣體分離器的入口管和出口管的結(jié)果示出在圖18 中，其中質(zhì)子化奎寧分子離子的質(zhì)譜圖作為施加到氣體分離器管的內(nèi)表面和 外表面的電勢的函數(shù)繪制出。插入在玻璃熔點管中的lng查寧樣品被引入到 DART⑧之前并在大氣壓力下電離。施加到入口管和出口管的電勢升高并且 隨時間測量分子的裕度。施加到管的用于每種樣品的電壓標(biāo)明在每個系列的 峰上，其中(i)表示所施加的0V電壓，(ii)表示50V, (iii)表示200V， (iv ) 表示300V, ( v )表示400V及(vi)表示500V。這表明了非預(yù)期的結(jié)果， 即施加到氣體分離器的(相對高的)電勢能夠增加從大氣電離源傳輸進(jìn)入質(zhì) 譜儀分析器區(qū)的離子的數(shù)目。實驗還表明，在較低的從0到50V的電勢范圍 內(nèi)的質(zhì)子化分子的相對裕度相對于在較高的從100到400V的電勢范圍內(nèi)的 質(zhì)子化分子的相對裕度有所減小。
在大氣壓電離區(qū)和質(zhì)譜儀的高真空入口之間放置彼此同軸的兩個管導(dǎo) 致總體的這些離子傳輸進(jìn)入質(zhì)語儀用于分析。在實驗中，我們明白在氣體分 離器中存在兩個不同的真空源。在氣體載運中性原子和分子時，帶電荷的原 子和分子及亞穩(wěn)原子和分子排出入口管，它們能夠或者^C吸引進(jìn)入出口管而 傳輸至質(zhì)語儀或者被吸《I進(jìn)入分離器的低壓區(qū)而排出進(jìn)入真空泵。各個區(qū)的 壓差組合以清空入口管。繪制在圖19中的實驗結(jié)果示出了增加施加在入口 管和出口管之間的區(qū)域中的真空對于離子傳輸進(jìn)入質(zhì)譜儀的影響。閥被用以
調(diào)節(jié)施加至氣體分離器的真空度。在圖19中，區(qū)域(i)中的TIC跡線對應(yīng) 于閥的0轉(zhuǎn)，區(qū)域(ii)對應(yīng)于閥的1轉(zhuǎn)，區(qū)域(iii)對應(yīng)于閥的2轉(zhuǎn)，區(qū) 域(iv)對應(yīng)于閥的3轉(zhuǎn)，區(qū)域(v)對應(yīng)于閥的4轉(zhuǎn)及區(qū)域(vi)對應(yīng)于閥 的5轉(zhuǎn)。實驗表明了非預(yù)期的結(jié)果，即施加到氣體分離器的真空能夠增加從大氣電離源傳輸至質(zhì)譜儀分析區(qū)的離子的數(shù)目。結(jié)果還示出，隨著閥打開和 真空度增加，離子傳輸進(jìn)入質(zhì)譜儀增加(見區(qū)域(ii)、 (iii)和(iv))。但是， 閥的進(jìn)一步的打開會導(dǎo)致傳輸減少，如在區(qū)域(V)和(Vi)中所示。數(shù)據(jù)還 顯示隨著真空度進(jìn)一步增加，其影響使得更多的樣品離子轉(zhuǎn)向離開質(zhì)譜儀。 所觀察到的閥作為氣體分離器的入口管和出口管之間的距離的函數(shù)而變化。 對于特定的幾何形狀，能夠調(diào)節(jié)真空度以離子穿過氣體分離器的出口管進(jìn)入 質(zhì)譜儀的最佳傳輸。
DART⑧源使得材料的電離能夠遠(yuǎn)離于質(zhì)譜儀的API入口進(jìn)行，但是例
如距離增加的情況中，從環(huán)境大氣得到的離子的裕度相對于從相關(guān)樣品得到
的離子的裕度是顯著的。通過延伸DART⑧源操作區(qū)離開最接近的質(zhì)譜儀的 API-入口區(qū)域使得能夠使用長的入口管用于采樣遠(yuǎn)距離區(qū)域以降低存在于 環(huán)境大氣中的分子的作用，如圖20中示出的，其中示出了帶有(i)和不帶 有(ii)氣體分離器功用的所生成的質(zhì)譜圖的比較。在圖20 (ii)中，從標(biāo) 準(zhǔn)實驗室空氣得到的離子在質(zhì)譜圖中占有重要位置，而一旦真空(圖20(i)) 以真空打開狀態(tài)而施加到入口管和出口管之間的區(qū)域，這些離子以降低的水 平存在。實驗表明了非預(yù)期的結(jié)果，即增加所采樣的氣體在入口管的開口處 的體積能夠增加從大氣電離源傳輸進(jìn)入質(zhì)譜儀分析區(qū)的離子的數(shù)目并且由 此增加分析的總體敏感性。
優(yōu)點
氣體分離器的優(yōu)點能夠是增加所釆樣的并能夠引入MS的高真空區(qū)域的 氣體的體積。因為原子和小的中心分子能夠從氣體分離器中的離子剝離，高 真空度不受影響，同時增加分析的敏感性。
使用
氣體分離器能夠組合于多種大氣電離源，其包括DART ; DESI;和 用在MS中的大氣壓MALDI 。在每個實例中，通過增加引入MS的離子的 數(shù)目，技術(shù)的敏感性能夠增加。氣體分離器也能夠用在若干其它的依賴于傳 輸在近似于大氣壓力或低真空下形成的離子至高真空區(qū)用于檢測的裝置中。 氣體分離器也能夠用在表面科學(xué)分光鏡裝置中，其優(yōu)選地在超高真空下操
作，在超高真空中通過處理形成離子，在處理中引入氣體將是有害的，并且因此去除氣體將是有利的。氣體分離器也能夠用于其它合適的檢測器，其包
才舌4立曼光i普孑義(raman spectrometer); 電/f茲吸4文光i普4義(electromagnetic absorption spectrometer ); 電》茲發(fā)射光"i普4義 (electromagnetic emission spectrometer); 禾口表面才全測光i普4義(surface detection spectrometer)。 能句多用 于氣體分離器的分析物檢測器種類并不局限于特定種類，而包括具有本領(lǐng)域
普通技術(shù)的人員能夠設(shè)想而無不當(dāng)實驗的那些檢測器。
絲網(wǎng)籠包括多孔管，其中孔能夠機加工或可選地為多孔陶資等。如這里 所使用的，如果沒有另外說明，術(shù)語"基于"表示"至少部分基于"。
電容性表面是能夠充電具有電勢的表面。如果施加到表面的電勢保持實 驗的典型持續(xù)時間，表面能夠得以充電具有電勢，其中表面處的電勢大于施 加到表面的電勢的50%。
本發(fā)明的方法、系統(tǒng)、和部件的示范性實施例在這里已經(jīng)進(jìn)行了描述。 如在其它地方所提到的，這些示范性實施例已經(jīng)得以描述僅用于說明性的目 的，并且不是限制性的。其它的實施例是可以的并且由本發(fā)明所包括。這樣 的實施例基于這里所包含的技術(shù)對于相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是清楚明了的。 例如，可以設(shè)想，盡管上面描述的多個附圖和實施例中描述了實際的形狀， 退出入口管的外錐形或非錐形的并且進(jìn)入出口管的外徑能夠是錐形或者非 錐形。
由此，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)局限于任何上面所述的示例性實施例， 而應(yīng)該僅依據(jù)權(quán)利要求和它們的等效文本定義。
本申請要求如下申請的優(yōu)先權(quán)美國臨時專利申請序列號第60/778,874 號，標(biāo)題為"用于表面離子光譜學(xué)的采樣系統(tǒng)(A Sampling System for Use w他 Surface Ionization Spectroscopy )，，， 發(fā)明人Brian D. Musselman, 于2006年 3月3日存檔(律師代理申請案編號IONS-01 000USO);和美國臨時專利 申請序列號第11/580,323號，標(biāo)題為"用于表面離子光譜學(xué)的采樣系統(tǒng)(A Sampling System for Use with Surface Ionization Spectroscopy )，，，發(fā)明人Brian D. Musselman,于2006年10月13日存檔(律師代理申請案編號 IONS-01000US1 )。
這些申請的全部內(nèi)容在這里引入作為參考。
權(quán)利要求
1、一種氣體分離器，其包括(a)外部離子源，其生成分析物離子；和(b)射流分離器，其中所述離子進(jìn)入該射流分離器。
2、 如權(quán)利要求1所述的氣體分離器，其中，還包括所述射流分離器上 的電容性表面。
3、 一種質(zhì)譜儀，其包括如權(quán)利要求1所述的氣體分離器。
4、 一種氣體分離器，其包括(a) 外部離子源；(b) 大體上同軸的多個管，其中，所述多個管間隔成使得在所述多個管之 間存在間隙；和(c) 真空區(qū)，其中，同軸的多個管的至少一部分位于所述真空區(qū)中。
5、 如權(quán)利要求4所述的氣體分離器，其中，還包括環(huán)繞在大體上同軸 的多個管之間的多個間隙中的一個或多個絲網(wǎng)籠才各網(wǎng)。
6、 如權(quán)利要求1所述的氣體分離器，其中，所述氣體分離器由具有近 端和遠(yuǎn)端的入口管和具有近端和遠(yuǎn)端的出口管制成；其中所述入口管的近端 最接近于外部電離源并且所述入口管的遠(yuǎn)端距離外部電離源最遠(yuǎn)；其中所述 入口管的近端位于距離外部電離源的某一距離處，所述距離的范圍在大約10—3111的下限和大約10'm的上限之間。
7、 如權(quán)利要求6所述的氣體分離器，其中，還包括加熱器，其被引導(dǎo) 向所述入口管的近端、所述入口管的遠(yuǎn)端、所述出口管的近端和所述出口管 的遠(yuǎn)端中的至少一個。
8、 如權(quán)利要求4所述的氣體分離器，其中，還包括在一個或多個大體 上同軸的管上的一個或多個電容性表面，其中一個或多個電勢施加到所述一 個或多個電容性表面。
9、 如權(quán)利要求8所述的氣體分離器，其中，所述大體上同軸的多個管 中的一個或多個由選自包括玻璃、阻抗覆層玻璃、玻璃內(nèi)襯金屬管、涂覆熔 凝硅石、金屬覆層熔凝硅石、可加工玻璃、金屬覆層可加工玻璃、陶瓷、金 屬覆層陶瓷和金屬的組中的材料制成。
10、 如權(quán)利要求8所述的氣體分離器，其中，所述大體上同軸的多個管定位在近似大氣壓力的區(qū)域和近似高真空的區(qū)域之間的區(qū)域。
11、 一種質(zhì)譜儀，其包括(a) 外部離子源，其中所述外部離子源生成分析物離子；(b) 射流分離器，其中所述離子在真空下橫過所述射流分離器；和(c)質(zhì)譜分析器/離子檢測器，其中排出所述射流分離器的所述離子進(jìn)入 所述質(zhì)譜分析器/離子檢測器。
12、 一種檢測分析物的方法，其包括(a) 提供一裝置，所述裝置包括質(zhì)譜儀；外部離子源；和射流分離器；(b) 從所述外部離子源生成分析物離子；和(c) 傳遞所述分析物離子穿過所述射流分離器進(jìn)入所述質(zhì)譜儀。
13、 一種用于^^測分析物的系統(tǒng)，其包括(a) 用于電離分析物的電離源；(b) 具有兩個端部的入口側(cè)管，其中， 一個端部接近于所述電離源，所 述分析物離子穿過該一個端部進(jìn)入，并且另一端部遠(yuǎn)離所述電離源，所述分 析物離子穿過該另 一端部排出；(c) 真空區(qū)，所述分析物離子橫穿其中；(d) 具有兩個端部的出口側(cè)管，其中， 一個端部接近于所述真空區(qū)，所 述分析物離子穿過該一個端部進(jìn)入，并且另一端部遠(yuǎn)離所述真空區(qū)，所述分 析物離子穿過該另一端部排出；和(e) 分析物離子的檢測器。
14、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測器選自包括質(zhì)譜儀、 拉曼光譜儀、電磁吸收光譜儀、電磁發(fā)射光譜儀和表面檢測光譜儀的組。
全文摘要
在本發(fā)明的多種實施例中，提供一種裝置，其允許更為有效地收集和傳輸由包括亞穩(wěn)中性激發(fā)態(tài)粒子的載氣的作用所產(chǎn)生的離子進(jìn)入質(zhì)譜儀。在本發(fā)明的一個實施例中，所述裝置合并用于電離的源組合于射流分離器以有效地去除過多的載氣同時允許離子更為有效地傳輸進(jìn)入質(zhì)譜儀的真空室。在本發(fā)明的實施例中，在更大的分析物的位置和質(zhì)譜儀的位置之間的距離處改進(jìn)對于由包括亞穩(wěn)中性激發(fā)態(tài)粒子的載氣所產(chǎn)生的離子的收集成為可能。
文檔編號H01J49/00GK101449355SQ200780015974
公開日2009年6月3日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者布賴恩·D·馬塞爾曼 申請人:埃昂森斯股份有限公司