在相关方面，具有在约200amu到约 2000amu的范围中的质量的离子可在所述离子迀移谱仪的输出端处实质上未被分辨。以此 方式，所述微分离子迀移谱仪以宽带通模式（而非现有技术中所使用的离子分辨模式）操 作。在一些方面，所述离子迀移谱仪可配置成气体流与单元尺寸经缩放以提供足够低的分 辨率从而为所关注的广泛质量范围提供大于50%的传输效率。
[0043] 在一些实施例中，通过所述离子迀移谱仪的气体流动速率可经选择以确保所关 注的离子穿越所述迀移谱仪时的损失（如果存在）最小，例如，损失小于约50%，小于约 20%，或小于约10%，同时高质量及低质量离子被滤除。在各种方面，所述方法可包括选择 通过所述离子迀移谱仪的漂移气体的流动速率使得穿越时间小于约lms，且为广泛质量范 围提供大于约50 %的传输效率。通过实例的方式，当使用1x10x30mm的电极尺寸时，通过所 述离子迀移谱仪的漂移气体的流动速率可为大于约5L/min以为广泛质量范围提供大于约 50 %的效率。
[0044] 根据另一方面，本发明申请者的教示的某些实施例涉及一种操作质谱仪系统的方 法，所述质谱仪系统包含离子迀移谱仪及与所述离子迀移谱仪流体连通的质谱仪。根据所 述方法，样本可经电离以产生多个带电物质且所述带电物质可被引入所述离子迀移谱仪的 输入端。具有在约200amu到约2000amu的范围中的质量的所述带电物质的离子可优选地 被运送到所述离子迀移谱仪的输出端，操作离子迀移谱仪（例如，施加非零DC及/或RF电 压到所述离子迀移谱仪）的气体流及单元尺寸经配置以为广泛质量范围提供大于50%的 传输效率。
[0045] 根据一些方面，本发明教示的某些实施例涉及一种用于分析离子的系统，其包括 离子源（例如，大气压力离子源）及具有用于从所述离子源接收离子的输入端及输出端的 离子迀移谱仪，所述离子迀移谱仪具有内部操作压力、电极、及用于向所述电极提供DC及 RF电压的至少一个电压源。所述系统进一步包含质谱仪，其与所述微分迀移谱仪流体连 通，用于从所述微分迀移谱仪的所述输出端接收所述离子。控制器可操作地耦合到所述离 子迀移谱仪及经配置以控制所述DC及RF电压，使得所述离子迀移谱仪优选地将具有在约 200amu到约2000amu的范围中的质量的离子运送到所述离子迀移谱仪的所述输出端。在一 些方面，所述控制器可经配置以操作所述离子迀移谱仪，使之针对广泛质量范围具有大于 50 %的传输效率。
[0046] 在一些方面，所述控制器可经配置以调制施加到所述电极的RF及DC电势以便于 产生接近所述离子迀移谱仪的输入端的边缘场，所述边缘场经配置以从自所述离子源接收 的离子中过滤具有大于约2000amu(例如，在约2000amu到约2, 000,OOOamu的范围中）或 小于约200amu的质量的离子。替代地或额外地，所述控制器可经配置以调制施加到所述电 极的DC及RF电势，使得在从所述源接收的离子被运送通过所述离子迀移谱仪时具有小于 约200amu的质量的离子被过滤。
[0047] 在各种方面，真空室可围绕所述质谱仪，用于将所述质谱仪维持在低于所述离子 迀移谱仪的内部操作压力的真空压力下，所述真空室可操作以吸取包含离子的漂移气流通 过所述微分迀移谱仪且进入真空。多个差动栗送真空级（包含离子运送光学系统）可安置 在大气压力进口与含有质量分析器的高真空区域之间。所述系统可额外地包含气体端口以 用于修改通过所述离子迀移谱仪的气体流动速率，所述气体端口定位在所述离子迀移谱仪 与所述质谱仪之间。在相关方面，所述控制器可经配置以调制通过所述离子迀移谱仪的气 体流动速率及至少一个电压源，使得所述离子迀移谱仪可在低分辨率模式（其中针对广泛 质量范围的离子的传输效率大于50%)与高分辨率模式（其中可基于离子在所述离子迀移 谱仪中的迀移率而分辨离子）之间调制。在一些方面，所述低分辨率模式中的气体流动速 率大于高分辨率模式中的气体流动速率。举例来说，所述低分辨率模式中的气体流动速率 可大于约5L/min。通过实例的方式，所述低分辨率模式中的气体流动速率可随单元尺寸缩 放以提供大于50%的传输效率。
[0048] 根据一些方面，本发明申请者的教示的某些实施例涉及一种质谱仪系统，其包含 定位在高真空室中的质量分析器，所述质量分析器用于分析在大气压力下形成且通过中间 大气压力室被引导到所述分析器的样本离子。所述中间大气压力室可包含：至少一对彼此 相对的电极，其界定所述离子行进通过的路径，所述路径包含散焦边缘电场的区域；与所述 相对电极相关联的装置，其用于偏转进入所述多个电极的输入端的气流内的具有大于第一 阈值的m/z的带电集群及/或碎肩，所述偏转防止所述带电集群及/或碎肩进入所述高真 空室；与所述相对电极相关联的装置，其用于偏转具有低于第二阈值的m/z的不需要的离 子，使得防止所述较低m/z的离子进入所述高真空室；及用于提供通过所述多个电极的高 体积气体流的装置，所述气体流经配置用于将所述离子运送到所述质谱仪，使在较低m/z 与较高m/z之间的m/z范围中的离子的损失最小。
[0049] 本文阐述本发明申请者的教示的这些及其它特征。
【附图说明】
[0050] 所属领域的技术人员应理解，以下所描述的图式仅用于说明目的。不希望所述图 式以任何方式限制本发明申请者的教示的范围。
[0051] 图1 (A)描绘含有利血平（609. 2m/z)的样本的MS/MS数据，其中Q1过滤小于约 lOOOm/ζ的离子且Q2中的碰撞能量=47eV。
[0052] 图1 (B)描绘来自含有利血平（609. 2m/z)的样本的"星状扫描（asteroidscan) " 的数据，其中Q1过滤小于约l〇〇〇m/Z的离子且Q2中的碰撞能量=50eV。
[0053] 图1 (C)描绘来自含有利血平（609. 2m/z)的样本的"星状扫描"的数据，其中Q1过 滤小于约l〇〇〇m/z的离子且Q2中的碰撞能量=100eV。
[0054] 图2以示意图的方式说明根据本发明申请者的教示的各种方面的包含微分迀移 谱仪的示范性质谱分析系统。
[0055] 图3展示根据本发明申请者的教示的各种方面的矩形平面DMS传感器的示意图。
[0056] 图4a展示根据本发明申请者的教示的各种方面的独立DMS传感器的示意图。
[0057] 图4b展示根据本发明申请者的教示的具有作为离子检测器的质谱仪的DMS的示 意图及非对称波形的描绘。
[0058] 图5展示根据本发明申请者的教示的耦合到质谱仪的商用DMS的实例。
[0059] 图6a及6b展示说明根据本发明申请者的教示的在耦合到质谱仪的DMS中停留时 间对分辨率的影响的电离图。
[0060] 图7a到d展示说明根据本发明申请者的教示的由于改变间隙高度而引起的DMS 装置的峰值容量的改变的电离图。
[0061] 图8展示根据本发明申请者的教示证明离子传输随着分离电压增加而增加的在 不同分离电压时的甲基组胺的电离图。
[0062] 图9a到c展示根据本发明申请者的教示的来自带电碎肩的污染。
[0063] 图10a到b展示根据本发明申请者的教示的来自质谱仪的进口孔及在真空内的透 镜元件。
[0064] 图11展示根据本发明申请者的教示的DMS场对碎肩材料的过滤。
[0065] 图12展示根据本发明申请者的教示的DMS电极之间的间隙高度对传输、分辨率及 峰值容量的影响。
[0066] 图13展示根据本发明申请者的教示的施加到DMS电极的分离电压对传输、分辨率 及峰值容量的影响。
[0067] 图14展示根据本发明申请者的教示的离子在DMS中的停留时间对传输、分辨率及 峰值容量的影响。
[0068] 图15展示根据本发明申请者的教示的RT指数对传输、分辨率及峰值容量的影响。
[0069] 图16展示根据本发明申请者的教示的过滤器对污染的消除。
[0070] 图17展示根据本发明申请者的教示的污染物过滤器与高分辨率DMS的比较。
[0071] 图18a到d展示根据本发明申请者的教示的将污染物保持在真空系统及质谱仪的 离子入口孔隙之外。
[0072] 图19展示根据本发明申请者教示的在DMS单元的入口区域中的离子及带电粒子 轨迹的模拟。
【具体实施方式】
[0073] 应了解，为清楚起见，以下论述将阐明本发明申请者的教示的实施例的各种方面， 同时在方便或适当处省略某些特定细节。举例来说，替代实施例中的相似或类似特征的论 述可稍作简述。为简洁起见，也不可对众所周知的想法或概念作任何详细的论述。所属领域 的技术人员应认识到，本发明申请者的教示的一些实施例可无需在每一个实施方案中特定 描述的某些细节，本文对所述细节的阐释仅为提供对所述实施例的透彻理解。类似地，应明 白，在不脱离本发明的范围的情况下可根据公知常识对所描述的实施例做修改或更改。下 文对实施例的详细描述不应被视为以任何方式限制本发明申请者的教示的范围。
[0074] 本文提供用于利用离子迀移谱仪来执行质谱分析法的方法及系统。根据本发明申 请者的教示的各种方面，本文所描述的方法及系统可通过将不需要的带电材料偏转到位于 仪器的大气区域中的非关键表面来有效减少进入真空系统的此带电材料的量，其中所述非 关键表面可易于接触、清洁及/或替换。在一些方面，真空系统组件的保养之间的间隔可增 加至少一个数量级。
[0075] 尽管离子迀移谱仪的操作参数常规地经配置以优化分辨率（例如，通过分离同量 异位物质），但本教示提供在低分辨率模式中操作的离子迀移谱仪来优化所关注的物质通 过所述迀移谱仪的穿越，且借此提高灵敏度，同时滤除不需要的高质量及低质量物质。
[0076] 如上文指出，本教示是部分地基于以下发现：使用在大气压力下操作的电离源 (例如，电喷雾及化学电离源）可导致形成高质量离子（例如，充电溶剂集群），其可通过包 含帘幕气体保护的质谱仪进口。现参考图1 (a)，展示产物离子色谱，其中含有l〇Pg/uL的利 血平的样本经受大气压力电离，且利用ABSciex销售的QTRAP? 5500系统对其进行MS/ MS分析（而不是利用根据本教示的前端离子迀移谱仪）。碰撞能量是47eV。观察利血平离 子的碎片，其具有丰富的子离子，包含m/z174及195。
[0077] 图1 (b)及1 (c)展示实验结果，其中Q1经配置以在m/z1250处开始分辨，使得m/ z小于约1000的离子被过滤。剩余离子及带电粒子被运送到Q3,且在检测产物离子的光谱 时经受从OeV斜升到150eV的碰撞能量。正如预期的那样，在OeV时，由于利血平离子低于 过滤器阈值，因此未观察到离子信号（XIC未展示）。然而，随着碰撞能量增加，产物离子扫 描指示利血平前体离子（609. 2m/z)以及利血平的普通产物离子（例如，195.lm/z)两者的 若干峰值特性的存在。在不受特定理论约束的情况下，这些峰值的存在被认为是证明：尽管 Q1经设置以过滤利血平前体离子及其它具有小于约1000的m/z的离子，然而前体利血平离 子仍作为大质量带电残留物的部分进入Q2。如由所属领域的技术人员依据本教示应理解： 在高浓度样本的电喷雾电离期间形成的此类带电残留物合并大量超越质谱仪的质量范围 的质量（即，未在OeV时观察到信号的原因）。此类高质量带电残留物的存在不仅可降低信 噪比（例如，通过产生不需要的、意外的或干扰产物离子），而且可污染容纳质量分析器组 件或离子光学系统的真