述电压发生器还能够向所述多个电极提供直流电压，以诸如在各电极处建立偏置电势，或者将所述离子导向装置用作针对例如有限质荷比范围的离子的(窄带)带通滤波器。
[0031 ]本公开还示出了一种射频离子导向装置构造，其基本允许被排斥的离子撞击相比于完整极杆电极从离子导向轴偏离的极杆电极的表面，从而使所述表面上的沉积物对离子导向装置内部的电场可能造成的任何不利影响最小化。
[0032]在第二方面，本发明涉及一种射频离子导向装置，其具有围绕轴安装的多个电极，以及将射频电压施加至所述多个电极以对离子进行径向限制的射频电压产生器，其中在所述离子导向装置的入口端接收离子，并且其中所述多个电极中的每个电极具有位于面向所述离子导向装置内部的表面上的凹进结构，所述凹进结构位于离子导向装置的入口端。
[0033]在多个不同的实施例中，所述离子导向装置还包括导电网格，其至少可覆盖所述凹进结构的一部分，从而至少部分地恢复每个电极的面向所述离子导向装置内部的电势定义表面。
[0034]所述凹进结构可包括细长的凹槽或凹穴。
【附图说明】
[0035]通过参照附图可以更好地理解本发明。附图中的部件无需符合比例，而是着重于说明本发明的原理(通常为示意性的)。
[0036]图1示出了直线四极杆离子导向装置的示例性实施方式。
[0037]图2示出了包括两个射频离子导向装置的三重四极杆质谱仪的示例性实施方式。
[0038]图3示出了其内表面上受到污染的极杆电极的图形表示。
[0039]图4和图4A至4H示出了根据本公开第一方面的射频离子导向装置和相应的电极的示例性实施例。
[0040]图5示出了弯曲的射频离子导向装置的示例性实施例。
[0041]图6示出了通过计算机仿真获得的示例性离子传输曲线。
[0042]图7示出了根据本发明第二方面的射频离子导向装置和相应的电极设计的示例性实施例。
【具体实施方式】
[0043]虽然已经参照本发明的许多实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当认识到，可以在不背离所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下进行各种形式和细节的修改。
[0044]射频离子导向装置可以非常大的传输效率(对于宽质量范围接近100%)进行操作。然而，质量范围在低端(低质量截止值)处受到限制，从而将不会发射质荷比m/z低于该截止值的所有离子，结果是这些离子(在它们没有穿过电极之间的缝隙的情况下)撞击离子导向装置电极。离子轨迹仿真显示这些离子中的大部分受到排斥并且撞击离子导向装置的入口部分，这一点也得到了如下观测结果的支持:大部分离子导向装置污染发生在离子导向装置的入口区域，如图3所示。
[0045]根据第一方面，本发明的一个构思是使位于离子导向装置入口处的电极结构的中心部分开放，从而使得大部分被排斥的离子能够穿过并远离电极。通过这种方式，可将被排斥的离子抽走，而无需承担所述离子对面向离子导向装置内部和/或轴的灵敏的电势定义电极表面的一部分进行撞击的风险。开放部分应当遵从这样的尺寸限制，其使得离子导向装置中心部分中的电场(其负责径向限制满足稳定性标准的离子)不能受到明显扰动。当满足这些要求时，有用离子或受关注离子的离子传输不会受到显著影响。
[0046]在图4中呈现了实施上述构思的第一示例性方法，其中示出了具有围绕中心轴410放置的四个极杆电极405的四极杆装置400。本示例中的极杆电极405为直杆，并且基本具有方形横截面，从而使得各电极405之间的内部宽度也具有实质上为方形的剖面。
[0047]如图4所示，在入口端415，每个极杆电极405都有两个齿420以及两个齿420之间的中间缝隙425(类似于开放的纵向槽)。由于这个形状与音叉相似，因此本实施例将被称为叉状入口端配置。齿420将进入(例如，切入)本来完整的极杆电极405的主体之中，从而使得每个齿都会提供一条从电极405之间的中心轴410到外部的直接路径。由于可以将四个极杆电极405看作围绕中心轴410布置的相对的两对，因此这意味着两个相对的电极405的两个缝隙425实质上排列为平行于包含中心轴410的第一平面，同时另外两个相对的电极405的缝隙425也同样实质上排列为平行于包含中心轴410的第二平面，其中第二平面与第一个平面成一定角度，也就是说在这种情况下垂直地定向。
[0048]如同从图4的示意中明显看出的那样，在离子导向装置的操作期间，离子从面对叉状入口端415的一侧靠近离子导向装置400。将射频电压按照如结合图1(可在适当时施加偏置DC电压)说明的传统方法施加至四个极杆电极405，从而使得符合由此创建的RF场的稳定性标准的离子被离子导向装置400接受并且通过离子导向装置400传输，而质荷比m/z不在稳定性区间的离子将被排斥。被排斥离子的轨迹将会在试图进入离子导向装置400时非常迅速地变得不稳定，并会脱离稳定离子通常的中心离子路径。然而，当不稳定的离子在径向移动而不是撞击面对离子导向装置400的内部和/或轴的各极杆电极表面中的一个(使用传统离子导向装置几乎无法避免的结果)时，不稳定的离子非常可能沿径向向外穿过位于各个极杆电极405的入口端415的齿420之间的各中间缝隙425之一而无需承担撞击极杆电极表面而引起污染问题的风险。即使有些离子撞击其余电极表面的一部分，那么通过使用图4所示的配置，这种情况更可能发生在各个中间缝隙425的内侧壁之一上，然而所述内侧壁并不会直接面对离子导向装置400的内部和/或轴。如果缝隙壁上的此类撞击经过一段时间后导致沉积物的形成，则将在至少很长时间内不会对离子导向装置400的整体性能造成有害影响。
[0049]图4A示出了图4所示的实施例的变形例，其示出了具有叉状入口端的单个方形极杆电极405。在该示例中，齿间缝隙425被导电网格430(例如桥接缝隙425的一排平行细金属丝)覆盖。由于网格430导电，它可以至少恢复极杆电极405的已从完整形状发生形变的电势定义表面的一部分，所述形变是通过去除位于入口端的开放纵向槽的材料而造成的。这种情况下，可进一步减少离子导向装置中心处的电场干扰，同时仍然在细丝之间保留足够的孔隙区域，以使被RF限制电场排斥的离子从其穿过。应当理解，网格430(至少)覆盖面对离子导向装置的内部和/或轴的一侧的缝隙。这意味着在图4A的示意中的极杆电极将取代图4的装置中下方的极杆电极。
[0050]图4示出了RF离子导向装置400包括具有入口端415(含有两个齿420和一个中间缝隙425)的极杆电极405的一个示例。然而，这个概念可扩展至具有不止两个齿的极杆电极，例如，如同图4B的示例中的那样，具有3个中间缝隙的4齿(“多个分叉”)，其中视线垂直于极杆电极405的纵向延伸。这里，齿420以均匀厚度显示，但是如果齿的厚度不均匀也不会影响基本原理。例如，中间的齿可以比外部两个齿更薄。
[0051]图4的方形电极剖面仅以示例的方式示出。本领域技术人员将会理解，离子导向装置内的RF限制电场由各电极的面对离子导向装置内部和/或轴的导电表面的形状决定。因此，可以使电极更薄或更平，如图4C中针对一个电极405例示的那样。
[0052]其他实施例包括:极杆电极的叉状前端的齿与极杆电极的其余部分实质上分离，如图4D所示。这带来更大的灵活性，进而带来多样性。例如，可对分离的入口端进行加热，以进一步降低电极表面形成沉积物的倾向而无需承担散失热量被传递到离子导向装置的其他部分的风险。此外，分离的离子导向装置可用于桥接压差接口，其中叉状入口区域位于第一压力状态中(例如在离子源中)，其余部分位于第二低压状态中(例如随后的真空级中)。分离的配置还提供了向离子导向装置的入口端和随后部分施加不同的RF电压的可能性。例如，参照图2，分离的部分可采用元件206的位置和功能，S卩，从离子源中提取离子，同时可使离子导向装置的其余部分具有弯曲的形状，如元件QO所示。
[0053]更多的实施例包括:叉状前端的齿具有锥形侧壁，从而使得在面向离子导向装置内部和/或轴的一侧的缝隙或槽的宽度较小，而与之相比外面一侧的缝隙或槽的宽度更宽，如图4E所示。可以认为所述缝隙具有实质上为V型的剖面。当栗送或排气要求很高以使得需要迅速有效地抽出从上流高压离子源(例如电子电离源或化学电离源)流入离子导向装置的气体时，这种配置具有优势。另外，倾斜的锥形缝隙壁可进一步减轻污染问题，因为如果离子穿过齿间的槽开口并且最终撞击缝隙侧壁，该侧壁将以远离离子导向装置中心的方式倾斜，其能够在位于极杆电极之间的RF限制电场上提供某种屏蔽效果从而能够最大程度地减少产生影响的沉积物。
[0054]此外，本领域从业人员应当理解的是，先前附图中的杆405的方形剖面仅为示例。也可在其他配置的极杆电极中实现根据本发明的特征，例如圆形(如图4F中的入口端前视图所示，作为离子碰撞的入口)、椭圆形等。图4至图4E的