在又一個(gè)實(shí)施例中，中空柱狀對(duì)稱的一個(gè)或兩個(gè)鏡的靜電場(chǎng)可周期性（空間上而 非時(shí)間上）在正切Z方向上被調(diào)制并且結(jié)合無場(chǎng)空間中的正切周期性透鏡或正切周期性調(diào) 制的浸沒透鏡。
[0094] 為了進(jìn)一步提高目標(biāo)為R~1，000, 000的分辨力R，可通過提高小（d= 2-3mm)孔 氣態(tài)離子引導(dǎo)內(nèi)的離子限制并且通過使用分析器中的較高加速能量并伴隨加速場(chǎng)強(qiáng)度的 成比例增大來減少周轉(zhuǎn)時(shí)間。
[0095] 在2X〇= 1080,窗口高度是H= 30mm，中間表面的直徑是2R= 320mm并且周期性 透鏡的節(jié)距是P=l〇mm的圖11的離子反射鏡的情況下，對(duì)特定中空柱狀MR-T0R分析器進(jìn) 行數(shù)值估計(jì)。這種分析器具有l(wèi)〇〇m的飛行路徑。所選擇的參數(shù)使徑向離子路徑偏差的效果 減至最小并且滿足標(biāo)準(zhǔn)R>2XQ/3且R>50*2X。*a2,其中，a~p/2X。是分析器中的離子軌跡 傾斜角度，如以引用方式并入本文中的W02011086430和共同待決的申請(qǐng)223322-313911中 公開地。優(yōu)選地，中空柱狀分析器具有至少一個(gè)徑向轉(zhuǎn)向電極，用于將離子轉(zhuǎn)向至中間柱狀 表面上的離子反射點(diǎn)，如所述申請(qǐng)中公開的。本發(fā)明的與三階空間聚焦結(jié)合的這些預(yù)備將 確保柱狀MR-T0R分析器的最小空間偏差，該空間偏差是在針對(duì)之前假設(shè)的離子包擴(kuò)展（高 斯能量分布〇K= 0.011K。和全高度下的均一Y分布2￥。= 0. 133H)在2AT/T/1E-6下進(jìn) 行的模擬中評(píng)估的。
[0096] 估計(jì)推薦的柱狀分析器中通過周轉(zhuǎn)時(shí)間而設(shè)置的分辨力極限。在優(yōu)選地加速能量 8kV的情況下，最大電壓（第五電極上）是大約18.5kV，S卩，小得（<20kV)足以避免電擊穿。 然后，經(jīng)計(jì)算，m/z=lOOOamu離子的典型飛行時(shí)間是T(j= 2. 5ms。由于通過R~1，000, 000 的分析器像差設(shè)置的對(duì)相對(duì)能量速度的AK/K。~7%的限制，可以使對(duì)應(yīng)于AX= 1.5mm 的連續(xù)離子束大小，正交加速計(jì)的場(chǎng)強(qiáng)度是E= 400V/mm。如果使用小孔四阱離子引導(dǎo)件， 則對(duì)于lOOOamu離子而言，可以使輸出束直徑大致是0. 3_。經(jīng)估計(jì)，對(duì)于lOOOamu，在熱量 kT= 0. 026eV，VRF= 1000V且參數(shù)q= 0. 01下經(jīng)過離子引導(dǎo)件的束直徑是d^AkT/qV^， 這允許進(jìn)行50amu的四阱小質(zhì)量切斷。通過加速計(jì)前方連續(xù)離子束的正確伸縮調(diào)焦并且在 靜電透鏡中（四阱和加速計(jì)之間）保留相位空間AX*AVx，正交加速計(jì)中的lOOOamu離子 的橫向速率擴(kuò)展△Vx可相對(duì)于熱速率減小大約5倍（1. 5mm/0. 3mm)并且（由于相反方向上 的速率），可以減小至24m/s。然后，與A= 4E+10m2/s的加速度對(duì)應(yīng)的400V/mm脈動(dòng)場(chǎng)中 的周轉(zhuǎn)時(shí)間將引起周轉(zhuǎn)時(shí)間AVx/A= 0. 6ns。由于L= 100mMR-T0F中的lOOOamu 離子的2. 5ms飛行時(shí)間，預(yù)期此周轉(zhuǎn)時(shí)間使分辨力限于大約2E+6的級(jí)別。換句話講，柱狀 中空分析器中的飛行路徑的擴(kuò)展和加速電壓的增大并沒有減輕周轉(zhuǎn)時(shí)間限制并且有機(jī)會(huì) 使MR-T0F分析器中R>lE+6。
[0097] 然而，由于柱狀MR-T0F中的飛行時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致正交加速計(jì)預(yù)期的占空比變得非 常低一在0. 1 %和0. 2 %之間，哪怕是用的以引用方式并入本文中的US2007176090中公開 的雙正交提取的方法。為了去除MR-T0F分析器的分辨力和靈敏度之間的限制聯(lián)系，正交加 速計(jì)應(yīng)該采用以引用方式并入本文中的W02011135477中公開的頻繁編碼脈動(dòng)的方法?？?供選擇地，在使用MR-T0F分析器作為MS-MS串聯(lián)的第二級(jí)的情況下，優(yōu)選地，可用具有脈沖 徑向噴射的線性離子阱來取代正交加速計(jì)。取代變得是可以進(jìn)行的，因?yàn)樵茧x子束的小 強(qiáng)度避免了脈沖阱中和MR-T0F分析器中的空間電荷飽和。此阱應(yīng)該沿著Z軸取向，傾斜 角度a/2,之后用偏轉(zhuǎn)器將離子轉(zhuǎn)向角度a/2,其中，分析器中的離子軌跡傾斜角是a~ P/2X。，在數(shù)值示例中，等于1/100。優(yōu)選地，為了避免與離子軌跡干擾并且為了減小MR-T0F 上的氣體負(fù)載，阱之后是用靜電扇形形成的同步彎曲入口，如以引用方式并入本文中的創(chuàng) 造者在US7326925中描述的。
[0098] 共軸離子反射鏡
[0099] 改進(jìn)的離子反射鏡可應(yīng)用于以引用方式并入本文中的GB2080021、US5017780、 US6013913A、US5880466和US6744042中公開的具有飛行時(shí)間或圖像電流檢測(cè)器的共軸多 反射分析器。已知用柱狀二維靜電場(chǎng)提供與平面二維場(chǎng)非常近似的性質(zhì)?；谏鲜龅碾x子 光學(xué)研究，變得顯而易見的是，預(yù)期用至少單個(gè)聚焦透鏡并且優(yōu)選地浸沒透鏡提高共軸多 反射分析器的空間和能量接受度。這種飛行時(shí)間或靜電阱分析器應(yīng)該包括：(a)通過無場(chǎng) 區(qū)域分開的兩個(gè)平行對(duì)準(zhǔn)的無柵共軸離子反射鏡，所述離子反射鏡被布置成將離子在共軸 方向上反射；(b)所述離子反射鏡，其帶有具有相比于無場(chǎng)空間電勢(shì)的加速電勢(shì)的至少一 個(gè)電極；(c)至少一個(gè)靜電透鏡，其被布置成將離子聚焦在徑向方向上并且布置在所述離 子反射鏡之間。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)透鏡是浸沒的。優(yōu)選地，離子反射鏡-浸沒透鏡布置 是對(duì)稱的。
[0100] 盡管參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該請(qǐng)求，可在不脫離 附圖闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種同步飛行時(shí)間、開放阱、或靜電阱分析器，包括： 通過無場(chǎng)區(qū)域分開的兩個(gè)平行且對(duì)準(zhǔn)的無柵離子反射鏡，所述離子反射鏡被布置成將 離子在第一 X方向上反射，所述離子反射鏡大體在橫向漂移Z方向上伸長(zhǎng)，以形成平面對(duì)稱 或中空柱狀對(duì)稱的二維靜電場(chǎng)E(X，Y)，其中，所述離子反射鏡帶有相比于無場(chǎng)空間電勢(shì)具 有加速電勢(shì)的至少一個(gè)電極；以及 至少一個(gè)靜電透鏡，被布置成將離子聚焦在Y方向上，所述透鏡在所述橫向Z方向上伸 長(zhǎng)并且布置在所述離子反射鏡之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)透鏡是（i)平面對(duì)稱；（ii)中空柱 狀對(duì)稱。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)透鏡是通過（i)帶有平行表面 的成對(duì)平坦電極的集合；（iii)平面孔隙狹縫電極的集合；（iii)成對(duì)共軸環(huán)電極的集合； (iv)共軸環(huán)形孔隙狹縫的集合形成的。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的設(shè)備，其中，所述透鏡的數(shù)量是兩個(gè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的設(shè)備，其中，所述透鏡通過無場(chǎng)空間（屏蔽件）與所述鏡 像場(chǎng)以及與彼此分開。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的設(shè)備，其中，所述透鏡是浸沒透鏡。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的設(shè)備，其中，離子以比所述透鏡之間的無場(chǎng)空間高的動(dòng)能 穿過將所述透鏡和所述離子反射鏡分開的無場(chǎng)空間。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的設(shè)備，其中，周期性透鏡的集合布置在所述離子反射鏡之 間，用于將離子限制在所述伸長(zhǎng)的方向上。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的設(shè)備，其中，所述透鏡與所述周期性透鏡疊加，從而形成 將離子聚焦在兩個(gè)橫向方向上的透鏡的集合。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9所述的設(shè)備，其中，至少一個(gè)離子反射鏡具有在離子反射鏡的 伸長(zhǎng)方向Z上提供周期性的弱場(chǎng)的特征。11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的設(shè)備，還包括帶有編碼頻率脈沖的正交加速計(jì)。12. 根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的設(shè)備，還包括徑向脈沖線性離子阱和彎曲靜電扇區(qū)入 □〇13. -種同步飛行時(shí)間或靜電阱分析器，包括： (a) 通過無場(chǎng)區(qū)域分開的兩個(gè)平行且對(duì)準(zhǔn)的無柵共軸離子反射鏡，所述離子反射鏡被 布置成將離子在共軸方向上反射； (b) 所述離子反射鏡帶有相比于無場(chǎng)空間電勢(shì)具有加速電勢(shì)的至少一個(gè)電極； (c) 至少一個(gè)靜電透鏡，其被布置成將離子聚焦在徑向方向上并且布置在所述離子反 射鏡之間。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)透鏡是浸沒透鏡。
【專利摘要】為了提高多反射飛行時(shí)間、開放阱和靜電阱分析器的空間和能量接受度，公開了一種新型離子反射鏡。通過在離子反射鏡之間裝入浸沒透鏡，允許達(dá)到第五階時(shí)間-能量聚焦，同時(shí)達(dá)到第三階時(shí)間-空間聚焦，包括能量-空間交叉項(xiàng)。優(yōu)選地，分析器具有用于擴(kuò)展飛行路徑的中空柱狀幾何形狀。飛行時(shí)間分析器優(yōu)選地裝入空間上調(diào)制的離子反射鏡場(chǎng)，以在正切方向上進(jìn)行同步離子聚焦。
【IPC分類】H01J49/40
【公開號(hào)】CN105009251
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380074507
【發(fā)明人】A·韋列奇科夫, M·雅沃爾
【申請(qǐng)人】萊克公司
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2013年3月14日
【公告號(hào)】DE112013006811T5, WO2014142897A1