离子修饰的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及装置和方法，且尤其涉及光谱仪和光谱测定方法。
【背景技术】
[0002]离子迀移光谱仪(MS)能够通过将感兴趣的样本中的材料(例如分子、原子等等)电离以及测量由此产生的离子在已知电场中行进已知距离所耗费的时间来识别该材料。离子的飞行时间能够通过检测器测量，并且该飞行时间与离子迀移性相关联。离子迀移性与离子的质量和几何结构相关。由此，通过在检测器中测量离子的飞行时间，可以推断出离子的标识(identity)。这些飞行时间可以作为等离子谱图以图形或数值的方式显示。
【发明内容】
[0003]在一些情况下，一些离子能够用射频RF电场进行修饰(例如通过将其分段)，以便提供附加信息，该附加信息能够被用于推断出这些离子的标识。这在离子的测量中提供了附加的自由度，并且由此可以提升对难以区分的离子间的差异性进行解决的能力。如果测量是在存在污染物或者艰难的操作条件下进行的，或者如果样本包含了具有相似的几何结构和质量等等的样本，頂S的离子检测、离子识别及离子修饰的能力将是解决这些问题的一种途径。
【附图说明】
[0004]现在将参考附图来仅以举例的方式描述本公开的实施方式，其中:
[0005]图1是光谱仪的例图；
[0006]图2A-2E是用于示出图1所示的光谱仪的变体的光谱仪示例的示意图；以及
[0007]图3是示出操作光谱仪的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0008]本公开的实施方式涉及的是结合诸如RF之类的交变电场来有选择地施加热能，以便修饰来自感兴趣的样本的离子。与单独使用电场和热能相比，这样做能够使用较少的能量来修饰离子。这样做能够更高效地操作便携式光谱仪装置，例如手持和/或电池供电的装置。
[0009]离子迀移光谱仪能够确定样本是否包含具有第一特性(例如与感兴趣的一种或多种物质相关联的飞行时间)的离子。然后，通过操作该离子迀移光谱仪，能够对母离子施加热能以及射频RF电场，由此获取子离子。然后，所述子离子能够具有第二特性(例如第二飞行时间)，并且这样做能够基于第一特性和第二特性来确定母离子的标识或候选标识选集。
[0010]作为本公开的另一个示例，离子迀移光谱仪能够包括被配置成对处于光谱仪区域(例如与离子修饰器相邻的预先定义的区域)中的离子施加RF电场的离子修饰器；被配置成加热该区域的加热器；以及被配置成在操作离子修饰器施加RF电场之前对加热该区域的加热器进行操作的控制器。这种加热处理可被区域化，以使所述区域的加热超出光谱仪的其他区域。例如，离子修饰器可被布置成对处于光谱仪漂移室的区域的离子施加RF电场，并且加热器可被配置成对该区域的加热超出对漂移室的其他区域的加热。
[0011]图1是包含了与漂移室104通过闸门106分离的电离室102的离子迀移光谱仪(HS) 100的例图。闸门106能够控制从电离室102进入漂移室104的离子的通道。在图1中，电离源110被布置成将电离室102中的材料电离。如所示，IMS 100包括能将材料从感兴趣的样本引入电离室102的入口 108。
[0012]在图1所示的示例中，漂移室104处于电离室102与检测器118之间，以使离子能够穿过漂移室到达检测器118。该漂移室104可以包括一系列的电极102a-d，这些电极会在漂移室中施加电场，以便将离子从电离室沿着漂移室104移动至检测器118。
[0013]IMS 100可被配置成在与离子行进至检测器118的路径大致相反的方向上提供漂移气体流。举例来说，该漂移气体能够从邻近检测器118的位置朝着闸门106流动。如所示，漂移气体入口 122和漂移气体出口 124能够用于使得漂移气体穿过漂移室。例示的漂移气体包括但不限制于氮、氦、空气、再循环空气(例如经过清洁和/或干燥的空气)等等。
[0014]检测器118可被耦合成向特性确定器200提供信号。该特性确定器200能够使用来自检测器118的电流来推断出离子已经达到检测器118，并且离子的特性能够基于该离子从闸门106沿着漂移室104到达检测器118的时间而被确定。检测器118的示例被配置成提供用于指示离子已经到达检测器118的信号。举例来说，该检测器可以包括可被带电以捕获离子的法拉第盘(faraday plate)。
[0015]电极120a_d可被布置成将离子引导至检测器118，举例来说，电极120a_d可以包括围绕漂移室104布置而将离子聚焦到检测器118的环形物。虽然图1的示例包括多个电极120a-d，但在一些示例也可以只使用两个电极，或者可以将单个电极与检测器118结合使用，以便通过施加电场来将离子引导至检测器118。其他的电极配置也是可行的，其示例包括但不限制于具有其他几何结构形状的电极以及具有连续涂层之类的电阻和/或导电(例如电阻性导电体)涂层的电极。
[0016]射频RF电极126可被布置成横跨漂移室104，以使从电离室传递至检测器的离子经过RF电极。该RF电极可以包括导体网格，所述导体网格可以包括金属，例如镍。在一个示例中，该导体的直径可以是20微米。并且在一个示例中，这些导体可以间隔30微米。RF电极可以包括相互间隔的两个电极，例如两个网格。在一个示例中，这两个网格之间的间隔可以是250微米。RF电极可以使处于漂移室104的区域的离子遭遇到RF电场。如果RF电极126包括两个电极，那么该区域可以由这两个电极之间的间隔来提供。
[0017]在图1中，RF电极126包括加热器127，其被布置成向漂移室的区域提供热能，该区域中，RF电极被布置以使离子遭遇到RF电场。在图1的示例中，加热器127包括可作为RF电极126的一部分的电阻性电导体。
[0018]在图1所示的示例中，特性确定器200与控制器202耦合，并且该控制器能被配置成有选择地控制向RF电极126施加的RF电压；以及控制加热器127的加热。相应地，该控制器202能够基于特性确定器200所确定的离子特性来控制热能和/或RF电场的施加。
[0019]光谱仪100可以包括防护装置123，该防护装置可以包括被布置成通过提供等电位丝网来禁止与离子相关联的电场在离子实际到达检测器之前到达该检测器的导体。这样做可以禁止检测器在离子到达检测器118之前错误地检测到离子的到来。该防护装置123可以用以网格的形式布置的导电材料来提供。并且该防护装置123可以与选定的电压相耦合，例如由控制器202耦合。
[0020]光谱仪100可以包括用于感测漂移室104中的温度并且基于感测到的温度来向控制器202提供信号的传感器105。该传感器105可被部署在漂移室104中，举例来说，该传感器105可以附在漂移室的壁部。该温度传感器105可以包括任何传感器，例如包含了热敏电阻或热电偶的电学传感器(例如电子传感器)。控制器202可被配置成获取来自温度传感器105的信号，并且会在温度低于选定的阈值温度的情况下启用加热器127施加热能的操作。举例来说，该控制器202可被配置成除非温度低于选定的阈值温度，否则不操作加热器127。
[0021]在光谱仪100的工作过程中，来自样本的材料能够经由入口 108而被引入电离室104，并且会在电离室中由电离源110电离。然后，控制器202能够通过操作闸门106来将离子引入漂移室104，由此特性确定器202能够确定离子的特性(例如基于离子在漂移室104中的飞行时间)。
[0022]在特性确定器200确定来自样本的离子具有选定特性(例如与感兴趣的物质相关联的飞行时间)的情况下，控制器202可被配置成执行推断这些离子的标识的判定处理。该判定处理可以包括获取来自样本的更多离子，并且通过操作闸门106来将这些离子引入漂移室104。然后，控制器202能够通过操作RF电极126或加热器127来修饰离