质谱仪的制作方法

专利名称：质谱仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种质谱仪、一种质谱测定方法、一种离子捕获器和一种捕获离子的 方法。
背景技术：
包括一个中心环电极和两个端盖电极的3D或保罗离子捕获器是众所周知的，并 且为许多类型的离子分析提供强大且相对廉价的工具。包括用于将离子轴向地限制于离子捕获器内的两个电极和四极杆集的2D或线性 离子捕获器(“LIT”)也是众所周知的。商业线性离子捕获器的灵敏度和动态范围近年来 已得到显著的改进。轴向地(而不是径向地)喷出离子的线性离子捕获器特别适合于合并 到具有线性离子路径几何构型的混合质谱仪中。然而，大多数商业线性离子捕获器在径向 方向上喷出离子，这造成相当大的设计难度。

发明内容
因此，希望提供一种改进的离子捕获器，其中从该离子捕获器轴向地喷出离子。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，该离子捕获器包括第一电极集，包括第一多个电极；第二电极集，包括第二多个电极；第一设备，被布置成并且适合于向第一多个电极中的一个或多个电极和/或向第 二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，使得(a)具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将这些离子中的至少一些离子 限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场；并且(b)具有在第二不同范围内的径向位移的离子经历(i)基本上为零的DC捕获场、 零DC势垒或零势垒场，使得这些离子中的至少一些离子不被限制于离子捕获器内、至少一 个轴向方向上；和/或(ii)用来在至少一个轴向方向上提取或加速这些离子中的至少一些 离子和/或提取或加速这些离子中的至少一些离子使之退出离子捕获器的DC提取场、加速 DC电势差或提取场；以及第二设备，被布置成并且适合于变化、增大、减小或变更至少一些离子在离子捕获 器内的径向位移。第二设备可以被布置成(i)引起在第一时间具有落在第一范围内的径向位移的至少一些离子在第二后续 时间具有落在第二范围内的径向位移；且/或(ii)引起在第一时间具有落在第二范围内的径向位移的至少一些离子在第二后 续时间具有落在第一范围内的径向位移。根据一个次优选实施例(i)第一电极集和第二电极集包括同一套电极的多个电 隔离的部分，且/或其中第一电极集和第二电极集由同一套电极机械地形成；且/或(ii)第一电极集包括一套电极的具有电介质涂层的区域，而第二电极集包括同一套电极的不同 区域；且/或(iii)第二电极集包括一套电极的具有电介质涂层的区域，而第一电极集包括 同一套电极的不同区域。第二电极集优选地被布置于第一电极集的下游。第一电极集的下游端 与第二电极集的上游端之间的轴向间距优选地选自于(i) < Imm ； (ii) l-2mm ； (iii) 2_3mm ； (iv) 3-4mm ； (ν) 4_5mm ； (vi) 5-6mm ； (vii) 6_7mm ； (viii) 7-8mm ； (ix) 8-9mm ； (χ) 9-10mm ； (xi) 10-15mm ； (xii) 15_20mm ； (xiii) 20_25mm ； (xiv) 25_30mm ； (xv) 30_35mm ； (xvi)35-40mm;(xvii)40-45mm;(xviii)45-50mm;以及(xix) > 50mm。
第一电极集优选地与第二电极集基本上相邻和/或同轴地布置。第一多个电极优选地包括多极杆集、四极杆集、六极杆集、八极杆集或者具有多于 八个杆的杆集。第二多个电极优选地包括多极杆集、四极杆集、六极杆集、八极杆集或者具 有多于八个杆的杆集。根据一个次优选实施例，第一多个电极可以包括具有孔的多个电极或至少5、10、 15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、 160、170、180、190或200个电极，在使用时离子穿过这些孔。根据一个次优选实施例，第二 多个电极可以包括具有孔的多个电极或至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、 70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190 或 200 个电极，在使用 时离子穿过这些孔。根据该次优选实施例，第一电极集具有第一轴向长度，而第二电极集具有第二轴 向长度，且其中第一轴向长度显著大于第二轴向长度，且/或其中第一轴向长度与第二轴 向长度之比至少是 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、 45 或 50。第一设备优选地被布置成并且适合于向第一多个电极中的一个或多个电极和/ 或向第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，以便在使用时在第一电 极集内和/或在第二电极集内产生随着第一径向方向上的自第一电极集和/或第二电极集 的中心纵轴算起的径向位移而增大和/或减小和/或变化的电势。第一设备优选地被布置 成并且适合于向第一多个电极中的一个或多个电极和/或向第二多个电极中的一个或多 个电极施加一个或多个DC电压，以便在使用时产生随着第二径向方向上的自第一电极集 和/或第二电极集的中心纵轴算起的径向位移而增大和/或减小和/或变化的电势。第二 径向方向优选地与第一径向方向正交。根据该优选实施例，第一设备可以被布置成并且适合于向第一多个电极中的一个 或多个电极和/或向第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，以便在至 少一些正和/或负离子具有大于或小于第一值的自第一电极集和/或第二电极集的中心纵 轴算起的径向位移的情况下将所述离子轴向地限制于离子捕获器内。根据该优选实施例，第一设备优选地被布置成并且适合于在使用时在沿着离子捕 获器的长度的一个或多个轴向位置产生一个或多个径向依赖性的轴向DC势垒。一个或多 个径向依赖性的轴向DC势垒优选地基本上防止离子捕获器内的正和/或负离子中的至少 一些或者至少 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、 70%、75%、80%、85%、90%或95%轴向地越过一个或多个轴向DC势垒和/或从离子捕获器中被轴向地提取。第一设备优选地被布置成并且适合于向第一多个电极中的一个或多个电极和/或向第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，以便在使用时产生在至 少一些正和/或离子具有大于或小于第一值的自第一电极和/或第二电极的中心纵轴算起 的径向位移的情况下用来提取或加速所述离子使之退出离子捕获器的提取场。第一设备优选地被布置成并且适合于在使用时在沿着离子捕获器的长度的一个 或多个轴向位置产生一个或多个轴向DC提取电场。一个或多个轴向DC提取电场优选地 引起离子捕获器内的正和/或负离子中的至少一些或者至少5 %、10 %、15 %、20%、25 %、 30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或 95%轴向地 越过DC捕获场、DC势垒或势垒场和/或从离子捕获器中被轴向地提取。根据该优选实施例，第一设备被布置成并且适合于在使用时产生用来将这些离 子中的至少一些离子限制于至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中 离子优选地具有在从下列范围中选择的范围内的自第一电极集和/或第二电极集的中心 纵轴算起的径向位移(i)0-0. 5mm ； (ii)0. 5-1. Omm ； (iii) 1. 0-1. 5mm ； (iv) 1. 5-2. Omm ； (ν) 2. 0-2. 5mm ； (vi) 2. 5-3. Omm ； (vii) 3. 0-3. 5mm ； (viii) 3. 5-4. Omm ； (ix) 4. 0-4. 5mm ； (χ) 4. 5-5. Omm ； (xi) 5. 0-5. 5mm ； (xii) 5. 5-6. Omm ； (xiii) 6. 0-6. 5mm ； (xiv) 6. 5-7. Omm ； (xv) 7. 0 -7. 5mm ； (χ ν i) 7. 5-8. Omm ； (χ ν i i) 8. 0-8. 5mm ； (xviii) 8. 5-9. Omm ； (xix)9. 0-9. 5mm ； (χχ)9· 5-10. Omm ；以及(xxi) > 10. 0mm。根据该优选实施例，第一设备被布置成并且适合于在至少一个位置提供基本上为 零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场，使得这些离子中的至少一些离子不被限制于离子捕 获器内、至少一个轴向方向上，且其中离子优选地具有在从下列范围中选择的范围内的自 第一电极集和/或第二电极集的中心纵轴算起的径向位移(i)0-0. 5mm ； (ii)0. 5-1. Omm ； (iii) 1. 0-1. 5mm ； (iv) 1. 5-2. Omm ； (ν) 2. 0-2. 5mm ； (vi) 2. 5-3. Omm ； (vii) 3. 0-3. 5mm ； (viii) 3. 5-4. Omm ； (ix) 4. 0-4. 5mm ； (χ) 4. 5-5. Omm ； (xi) 5. 0-5. 5mm ； (xii) 5. 5-6. Omm ； (xiii) 6. 0-6. 5mm ； (xiv) 6. 5-7. Omm ； (xv) 7. 0-7. 5mm ； (xvi) 7. 5-8. Omm ； (xvii) 8. 0-8. 5mm ； (xviii) 8. 5-9. Omm ； (xix) 9. 0-9. 5mm ； (xx) 9. 5-10. Omm ；以及(xxi) > 10. 0mm。第一设备优选地被布置成并且适合于在使用时产生用来在至少一个轴向方向上 提取或加速这些离子中的至少一些离子和/或提取或加速这些离子中的至少一些离子使之 退出离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差或提取场，且其中离子具有在从下列范围中选 择的范围内的自第一电极集和/或第二电极集的中心纵轴算起的径向位移(i)0-0. 5mm； (ii) 0. 5-1. Omm ； (iii) 1. 0-1. 5mm ； (iv) 1. 5-2. Omm ； (ν) 2. 0-2. 5mm ； (vi) 2. 5-3. Omm ； (vii) 3. 0-3. 5mm ； (viii) 3. 5-4. Omm ； (ix) 4. 0-4. 5mm ； (χ) 4. 5-5. Omm ； (xi) 5. 0-5. 5mm ； (xii) 5. 5-6. Omm ； (xiii) 6. 0-6. 5mm ； (xiv) 6. 5-7. Omm ； (xv) 7. 0-7. 5mm ； (xvi) 7. 5-8. Omm ； (xvii) 8. 0-8. 5mm ； (xviii) 8. 5-9. Omm ； (xix) 9. 0-9. 5mm ； (xx)9. 5-10. Omm ；以及(xxi) > 10. Omm0第一多个电极优选地具有内接半径rl和第一纵轴，且/或其中第二多个电极具有 内接半径r2和第二纵轴。第一设备优选地被布置成并且适合于产生用来将这些离子中的至少一些离子限 制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中DC捕获场、DC势垒或势垒场随着在第一径向方向上自第一纵轴和/或第二纵轴起一直向第一内接半 径 rl 和 / 或第二内接半径 r2 的至少 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、 50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,95%^； 100 % 增大半径或位移而增大 和/或减小和/或变化。第一设备优选地被布置成并且适合于产生用来将这些离子中的至少一些离子限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中DC捕获场、 DC势垒或势垒场随着在第二径向方向上自第一纵轴和/或第二纵轴起一直向第一内接半 径 rl 和 / 或第二内接半径 r2 的至少 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、 50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,95%^； 100 % 增大半径或位移而增大 和/或减小和/或变化。第二径向方向优选地与第一径向方向正交。第一设备优选地被布置成并且适合于在至少一个位置提供基本上为零的DC捕获 场、零DC势垒或零势垒场，使得这些离子中的至少一些离子不被限制于离子捕获器内、至 少一个轴向方向上，且其中基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场随着在第一径向 方向上自第一纵轴和/或第二纵轴起一直向第一内接半径rl和/或第二内接半径r2的至 少 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、 80%、85%、90%、95%或100 %增大半径或位移而延伸。第一设备优选地被布置成并且适 合于在至少一个位置提供基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场，使得这些离子中 的至少一些离子不被限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上，且其中基本上为零的DC 捕获场、零DC势垒或零势垒场随着在第二径向方向上自第一纵轴和/或第二纵轴起一直向 第一内接半径rl和/或第二内接半径r2的至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、 40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 或 100% 增大半径或 位移而延伸。第二径向方向优选地与第一径向方向正交。第一设备被布置成并且适合于产生用来在至少一个轴向方向上提取或加速这些 离子中的至少一些离子和/或提取或加速这些离子中的至少一些离子使之退出离子捕获 器的DC提取场、加速DC电势差或提取场，且其中DC提取场、加速DC电势差或提取场随着 在第一径向方向上自第一纵轴和/或第二纵轴起一直向第一内接半径rl和/或第二内接 半径 r2 的至少 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、 70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%增大半径或位移而增大和/或减小和/或变化。 第一设备优选地被布置成并且适合于产生用来在至少一个轴向方向上提取或加速这些离 子中的至少一些离子和/或提取或加速这些离子中的至少一些离子使之退出离子捕获器 的DC提取场、加速DC电势差或提取场，且其中DC提取场、加速DC电势差或提取场随着在 第二径向方向上自第一纵轴和/或第二纵轴起一直向第一内接半径rl和/或第二内接半 径 r2 的至少 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、 70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%增大半径或位移而增大和/或减小和/或变化， 其中第二径向方向与第一径向方向正交。根据该优选实施例，在沿着离子捕获器的长度并且位于第一电极集和/或第二电 极集的轴向中心的上游和/或下游至少χ mm处的一个或多个轴向位置产生用来将这些离 子中的至少一些离子限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势 垒场，其中 χ 选自于(i) < 1 ； (ii)l-2 ;(iii)2-3 ； (iv) 3-4 ； (ν) 4-5 ； (vi) 5-6 ； (vii) 6-7 ；(viii)7-8 ； (ix)8-9 ； (χ) 9-10 ； (xi) 10-15 ； (xii) 15-20 ； (xiii) 20-25 ； (xiv) 25-30 ； (XV) 30-35 ; (xvi) 35-40 ; (xvii) 40-45 ; (xviii) 45-50 ；以及(xix) >50。根据该优选实施例，在沿着离子捕获器的长度并且位于第一电极集和/或第 二电极集的轴向中心的上游和/或下游至少y mm处的一个或多个轴向位置提供零DC 捕获场、零DC势垒或零势垒场，其中y选自于⑴< 1 ； (ii) 1-2 ； (iii) 2-3 ； (iv) 3-4 ； (ν) 4-5 ； (vi)5-6 ； (vii)6-7 ； (viii)7_8 ； (ix)8_9 ； (x)9_10 ； (xi) 10-15 ； (xii) 15-20 ； (xiii)20-25 ； (xiv)25-30 ； (xv)30-35 ； (xvi)35-40 ； (xvii)40-45 ； (xviii)45-50 ；以及 (xix) > 50。根据该优选实施例，在沿着离子捕获器的长度并且位于第一电极集和/或第二电极集的轴向中心的上游和/或下游至少ζ mm处的一个或多个轴向位置产生用来在至少一 个轴向方向上提取或加速这些离子中的至少一些离子和/或提取或加速这些离子中的至 少一些离子使之退出离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差或提取场，其中ζ选自于 ⑴ < 1 ； (ii) 1-2 ； (iii) 2-3 ； (iv)3-4 ； (ν) 4-5 ； (vi)5_6 ； (vii)6_7 ； (viii)7_8 ； (ix)8_9 ； (χ) 9-10 ； (xi) 10-15 ； (xii) 15-20 ； (xiii) 20-25 ； (xiv) 25-30 ； (xv) 30-35 ； (xvi) 35-40 ； (xvii) 40-45 ； (xviii) 45-50 ；以及(xix) >50。第一设备优选地被布置成并且适合于向第一多个电极中的一个或多个电极和/ 或向第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，使得(i)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，DC捕获场、DC势垒或势 垒场的径向和/或轴向位置保持基本上恒定；且/或(ii)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，基本上为零的DC捕获 场、零DC势垒或零势垒场的径向和/或轴向位置保持基本上恒定；且/或(iii)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，DC提取场、加速DC电 势差或提取场的径向和/或轴向位置保持基本上恒定。第一设备优选地被布置成并且适合于向第一多个电极中的一个或多个电极和/ 或向第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，以便(i)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫描 DC捕获场、DC势垒或势垒场的径向和/或轴向位置；且/或(ii)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫 描基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场的径向和/或轴向位置；且/或(iii)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫 描DC提取场、加速DC电势差或提取场的径向和/或轴向位置。第一设备优选地被布置成并且适合于向第一多个电极中的一个或多个电极和/ 或向第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，使得(i)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，DC捕获场、DC势垒或势 垒场的幅度保持基本上恒定；且/或(ii)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，基本上为零的DC捕获 场、零DC势垒或零势垒场保持基本上为零；且/或(iii)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，DC提取场、加速DC电 势差或提取场的幅度保持基本上恒定。
根据一个实施例，第一设备优选地被布置成并且适合于向第一多个电极中的一个 或多个电极和/或向第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，以便(i)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫描 DC捕获场、DC势垒或势垒场的幅度；且/或(ii)在工作模式下，在离子从离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫 描DC提取场、加速DC电势差或提取场的幅度。第二设备优选地被布置成并且适合于向第一多个电极中的至少一些电极和/或 向第二多个电极中的至少一些电极施加一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的第一相和 /或第二相反相，以便在第一电极集内和/或在第二电极集内在至少一个径向方向上激发 至少一些离子，并且使得至少一些离子随后在至少一个轴向方向上被推动和/或从离子捕 获器轴向地喷出和/或移动通过DC捕获场、DC电势或势垒场。在至少一个轴向方向上被 推动和/或从离子捕获器轴向地喷出和/或移动通过DC捕获场、DC电势或势垒场的离子 优选地沿着形成于第二电极集内的离子路径移动。第二设备优选地被布置成并且适合于向第一多个电极中的至少一些电极和/或 向第二多个电极中的至少一些电极施加一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的第一相和 /或第二相反相，以便在第一电极集和/或第二电极集内以质量或质荷比有选择的方式径 向地激发至少一些离子，从而以质量或质荷比有选择的方式增大至少一些离子在第一电极 集和/或第二电极集内在至少一个径向方向上的径向移动。优选地，一个或多个激发电压、AC电压或挠电压具有从下列幅度中选择的幅度 (i) < 50mV峰到峰值；(ii)50-100mV峰到峰值；(iii) 100_150mV峰到峰值；(iv) 150_200mV 峰到峰值；(v) 200-250mV峰到峰值；(vi) 250-300mV峰到峰值；(vii) 300-350mV峰到峰 值；(viii) 350-400mV 峰到峰值；(ix) 400_450mV 峰到峰值；(x) 450-500mV 峰到峰值；以 及(xi) > 500mV峰到峰值。优选地，一个或多个激发电压、AC电压或挠电压具有从下 列频率中选择的频率⑴ < IOkHz ； (ii) 10-20kHz ； (iii) 20_30kHz ； (iv) 30-40kHz ； (ν) 40-50kHz ； (vi) 50-60kHz ； (vii)60—70kHz ； (viii) 70-80kHz ； (ix) 80-90kHz ； (χ)90-100kHz(xi)IOO-IlOkHz ； (xii)110_120kHz ； (xiii)120_130kHz ； (xiv)130_140kHz ； (XV) 140-150kHz ； (xvi) 150-160kHz ； (xvii) 160-170kHz ； (xviii) 170-180kHz ； (xix) 180-190kHz ； (xx)190_200kHz ；以及(xxi)200_250kHz ； (xxii) 250_300kHz ； (xxiii) 300-350kHz ； (xxiv) 350-400kHz ； (xxv)400-450kHz ； (xxvi)450-500kHz ； (xxvii) 500-600kHz ； (xxviii)600-700kHz ； (xxix) 700-800kHz ； (xxx)800-900kHz ； (xxxi)900-1000kHz ；以及(xxxii) > IMHz。根据该优选实施例，第二设备被布置成并且适合于维持向第一多个电极中的至少 一些电极和/或第二多个电极中的至少一些电极施加的一个或多个激发电压、AC电压或挠 电压的频率和/或幅度和/或相位基本上恒定。根据该优选实施例，第二设备被布置成并且适合于变化、增大、减小或扫描向第一 多个电极中的至少一些电极和/或第二多个电极中的至少一些电极施加的一个或多个激 发电压、AC电压或挠电压的频率和/或幅度和/或相位。 第一电极集优选地包括第一中心纵轴，且其中(i)沿着第一中心纵轴有直接视线；且/或
(ii)沿着第一中心纵轴基本上无物理轴向阻碍；且/或(iii)在使用时沿着第一中心纵轴传输的离子是以基本上100%的离子传输效率传输的。第二电极集优选地包括第二中心纵轴，且其中(i)沿着第二中心纵轴有直接视线；且/或(ii)沿着第二中心纵轴基本上无物理轴向阻碍；且/或(iii)在使用时沿着第二中心纵轴传输的离子是以基本上100%的离子传输效率传输的。根据该优选实施例，第一多个电极单独地和/或组合地具有第一横截面面积和/ 或形状，且其中第二多个电极单独地和/或组合地具有第二横截面面积和/或形状，其中第 一横截面面积和/或形状在沿着第一电极集和第二电极集的轴向长度的一个或多个点处 与第二横截面面积和/或形状基本上相同，且/或其中第一多个电极的下游端的第一横截 面面积和/或形状与第二多个电极的上游端的第二横截面面积和/或形状基本上相同。根据一个次优选实施例，第一多个电极单独地和/或组合地具有第一横截面面 积和/或形状，且其中第二多个电极单独地和/或组合地具有第二横截面面积和/或形 状，其中在沿着第一电极集和第二电极集的轴向长度的一个或多个点处和/或在第一多个 电极的下游端和第二多个电极的上游端，第一横截面面积和/或形状与第二横截面面积 和 / 或形状之比选自于⑴ < 0. 50 ； (ii)0. 50-0. 60 ； (iii)0. 60-0. 70 ； (iv)0. 70-0. 80 ； (ν)0· 80-0. 90 ； (vi)0. 90-1. OO ； (vii) 1. 00-1. 10 ； (viii) 1. 10-1. 20 ； (ix) 1. 20-1. 30 ； (χ) 1. 30-1. 40 ； (xi) 1. 40-1. 50 ；以及(xii) > 1. 50。根据该优选实施例，离子捕获器优选地还包括布置于第一电极之间的第一多个叶 片电极或副电极和/或布置于第二电极集之间的第二多个叶片电极或副电极。第一多个叶片电极或副电极和/或第二多个叶片电极或副电极优选地各自包括 布置于第一平面内的第一组叶片电极或副电极和/或布置于第二平面内的第二组电极。第 二平面优选地与第一平面正交。第一组叶片电极或副电极优选地包括布置于第一电极集的第一纵轴和/或第二 电极集的第二纵轴的一侧的第一套叶片电极或副电极以及布置于第一纵轴和/或第二纵 轴的相对侧的第二套叶片电极或副电极。第一套叶片电极或副电极和/或第二套叶片电极 或副电极优选地包括至少 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、 22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、45、50、55、60、65、70、 75、80、85、90、95或100个叶片电极或副电极。第二组叶片电极或副电极优选地包括布置于第一纵轴和/或第二纵轴的一侧的 第三套叶片电极或副电极以及布置于第一纵轴和/或第二纵轴的相对侧的第四套叶片电 极或副电极。第三套叶片电极或副电极和/或第四套叶片电极或副电极优选地包括至少1、 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、 30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95 或 100 个叶片 电极或副电极。优选地，第一套叶片电极或副电极和/或第二套叶片电极或副电极和/或第三套 叶片电极或副电极和/或第四套叶片电极或副电极被布置于构成第一电极集和/或第二电极集的不同电极对之间。离子捕获器优选地还包括被布置成并且适合于向下列电极施加一个或多个第一DC电压和/或一个或多个第二 DC电压的第四设备⑴叶片电极或副电极中的至少一些叶 片电极或副电极；和/或(ii)第一套叶片电极或副电极；/或(iii)第二套叶片电极或副 电极；和/或(iv)第三套叶片电极或副电极；和/或(ν)第四套叶片电极或副电极。一个或多个第一 DC电压和/或一个或多个第二 DC电压优选地包括一个或多个瞬 态DC电压或电势和/或一个或多个瞬态DC电压或电势波形。一个或多个第一 DC电压和/或一个或多个第二 DC电压优选地引起(i)离子沿着离子捕获器的轴向长度的至少一部分朝着离子捕获器的入口或第一 区域和/或在轴向方向上被推动、驱动、加速或推进；且/或(ii)已在至少一个径向方向上被激发的离子沿着离子捕获器的轴向长度的至少 一部分朝着离子捕获器的出口或第二区域和/或在相反轴向方向上被推动、驱动、加速或 推进。一个或多个第一 DC电压和/或一个或多个第二 DC电压优选地具有基本上相同的 幅度或不同的幅度。一个或多个第一 DC电压和/或一个或多个第二 DC电压的幅度选自于 (i) < IV ； (ii)l-2V ； (iii)2-3V ； (iv)3-4V ； (v) 4-5V ； (vi) 5-6V ； (vii) 6-7V ； (viii)7-8V ； (ix)8-9V ； (χ)9-10V ； (xi)10-15V ； (xii)15-20V ； (xiii) 20-25V ； (xiv) 25-30V ； (XV) 30-35V ； (xvi) 35-40V ； (xvii) 40-45V ； (xviii) 45-50V ；以及(xix) > 50V。第二设备优选地被布置成并且适合于向下列电极施加一个或多个激发电压、AC电 压或挠电压的第一相和/或第二相反相(i)叶片电极或副电极中的至少一些叶片电极或 副电极；和/或(ii)第一套叶片电极或副电极；和/或(iii)第二套叶片电极或副电极； 和/或(iv)第三套叶片电极或副电极；和/或(ν)第四套叶片电极或副电极；以便在第一 电极集和/或第二电极集内在至少一个径向方向上激发至少一些离子，并且使得至少一些 离子随后在至少一个轴向方向上被推动和/或从离子捕获器轴向地喷出和/或移动通过DC 捕获场、DC电势或势垒场。在至少一个轴向方向上被推动和/或从离子捕获器轴向地喷出和/或移动通过DC 捕获场、DC电势或势垒场的离子优选地沿着形成于第二电极集内的离子路径移动。根据该优选实施例，第二设备被布置成并且适合于向下列电极施加一个或多个激 发电压、AC电压或挠电压的第一相和/或第二相反相(i)叶片电极或副电极中的至少一些 叶片电极或副电极；和/或(ii)第一套叶片电极或副电极；和/或(iii)第二套叶片电极 或副电极；和/或(iv)第三套叶片电极或副电极；和/或(ν)第四套叶片电极或副电极； 以便在第一电极集和/或第二电极集内以质量或质荷比有选择的方式径向地激发至少一 些离子，从而以质量或质荷比有选择的方式增大至少一些离子在第一电极集和/或第二电 极集内在至少一个径向方向上的径向移动。优选地，一个或多个激发电压、AC电压或挠电压具有从下列幅度中选择的幅度 (i) < 50mV峰到峰值；(ii)50-100mV峰到峰值；(iii) 100_150mV峰到峰值；(iv) 150_200mV 峰到峰值；(v) 200-250mV峰到峰值；(vi) 250-300mV峰到峰值；(vii) 300-350mV峰到峰值； (viii) 350-400mV 峰到峰值；(ix) 400-450mV 峰到峰值；(x) 450-500mV 峰到峰值；以及(xi) > 500mV峰到峰值。
优选地，一个或多个激发电压、AC电压或挠电压具有从下列频率中 选择的频率(i) < IOkHz ； (ii)10-20kHz ； (iii)20-30kHz ； (iv)30-40kHz ；
(v)40-50kHz ；(vi) 50-60kHz ； (vii) 60-70kHz ； (viii) 70-80kHz ；(ix)80-90kHz ； (χ)90-100kHz(xi)IOO-IlOkHz ； (xii)110_120kHz ； (xiii)120_130kHz ； (xiv) 130-140kHz ； (XV) 140-150kHz ； (xvi) 150-160kHz ； (xvii) 160-170kHz ； (xviii) 170-180kHz ； (xix) 180-190kHz ； (xx)190_200kHz ；以及(xxi)200_250kHz ； (xxii) 250_300kHz ； (xxiii) 300-350kHz ； (xxiv) 350-400kHz ； (xxv) 400-450kHz ； (xxvi)450-500kHz ； (xxvii) 500-600kHz ； (xxviii)600-700kHz ； (xxix)700-800kHz ； (xxx)800-900kHz ； (xxxi)900-1000kHz ；以及(xxxii) > IMHz。第二设备可以被布置成并且适合于维持向多个叶片电极或副电极中的至少一些 叶片电极或副电极施加的一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的频率和/或幅度和/或 相位基本上恒定。第二设备可以被布置成并且适合于变化、增大、减小或扫描向多个叶片电极或副 电极中的至少一些叶片电极或副电极施加的一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的频率 和/或幅度和/或相位。第一多个叶片电极或副电极优选地单独地和/或组合地具有第一横截面面积和/ 或形状。第二多个叶片电极或副电极优选地单独地和/或组合地具有第二横截面面积和/ 或形状。第一横截面面积和/或形状优选地在沿着第一多个叶片电极或副电极和第二多个 叶片电极或副电极的长度的一个或多个点处与第二横截面面积和/或形状基本上相同。第一多个叶片电极或副电极可以单独地和/或组合地具有第一横截面面积和 /或形状，且其中第二多个叶片电极或副电极单独地和/或组合地具有第二横截面面积 和/或形状。在沿着第一多个叶片电极或副电极和第二多个叶片电极或副电极的长度 的一个或多个点处，第一横截面面积和/或形状与第二横截面面积和/或形状之比选 自于⑴ < 0. 50 ； (ii)0. 50-0. 60 ； (iii)0. 60-0. 70 ； (iv)0. 70-0. 80 ； (v)0. 80-0. 90 ；
(vi)0.90-1. OO ； (vii) 1. 00-1. 10 ； (viii) 1. 10-1. 20 ； (ix) 1. 20-1. 30 ； (χ) 1. 30-1. 40 ； (xi) 1. 40-1. 50 ；以及(xii) > 1. 50。离子捕获器优选地还包括被布置成并且适合于向第一电极集施加第一 AC或RF电 压和/或向第二电极集施加第二 AC或RF电压的第三设备。第一 AC或RF电压和/或第二 AC或RF电压优选地在第一电极集和/或第二电极集内产生用来将离子径向地限制于离子 捕获器内的伪势阱。第一 AC或RF电压和/或第二 AC或RF电压优选地具有从下列幅度中选择的幅 度(i) < 50V 峰到峰值；(ii) 50-100V 峰到峰值；(iii) 100-150V 峰到峰值；(iv) 150-200V 峰到峰值；(v) 200-250V峰到峰值；(vi)250-300V峰到峰值；(vii) 300-350V峰到峰值； (viii)350-400V 峰到峰值；(ix) 400-450V 峰到峰值；(x)450_500V 峰到峰值；以及(xi) > 500V峰到峰值。第一 AC或RF电压和/或第二 AC或RF电压优选地具有从下列频率中选择的频 率(i) < IOOkHz ； (ii)100_200kHz ； (iii)200_300kHz ； (iv)300_400kHz ； (ν)400_500kHz ； (vi) 0. 5-1. OMHz ； (vii) 1. 0-1. 5MHz ； (viii) 1. 5-2. OMHz ； (ix) 2. 0-2. 5MHz ； (χ) 2. 5-3. OMHz ； (xi) 3. 0-3. 5MHz ； (xii) 3. 5-4. OMHz ； (xiii) 4. 0-4. 5MHz ；(xiv) 4. 5-5. OMHz ； (xv) 5. 0-5. 5MHz ； (xvi) 5. 5-6. OMHz ； (xvii) 6. 0-6. 5MHz ； (xviii) 6. 5-7. OMHz ； (xix) 7. 0-7. 5MHz ； (xx) 7. 5-8. OMHz ； (xxi) 8. 0-8. 5MHz ； (xxii)8. 5-9. OMHz ； (xxiii)9. 0-9. 5MHz ； (xxiν)9. 5-10. OMHz ；以及(xxv) > 10. OMHz。根据该优选实施例，第一 AC或RF电压和第二 AC或RF电压具有基本上相同的幅 度和/或相同的频率和/或相同的相位。根据一个次优选实施例，第三设备可以被布置成并且适合于维持第一 AC或RF电 压和/或第二 AC或RF电压的频率和/或幅度和/或相位基本上恒定。根据该优选实施例，第三设备被布置成并且适合于变化、增大、减小或扫描第一 AC 或RF电压和/或第二 AC或RF电压的频率和/或幅度和/或相位。根据一个实施例，第二设备被布置成并且适合于通过共振喷出和/或质量选择不 稳定性和/或参数激发来激发离子。第二设备优选地被布置成并且适合于通过向第一多个电极和/或第二多个电极 中的至少一些电极施加一个或多个DC电势来增大离子的径向位移。离子捕获器优选地还包括被布置于第一电极集和/或第二电极集的上游和/或下 游的一个或多个电极，其中在工作模式下一个或多个DC和/或AC或RF电压被施加于一个 或多个电极，以便将至少一些离子轴向地限制于离子捕获器内。在工作模式下，至少一些离子优选地被布置成被捕获或隔离于离子捕获器的一个 或多个上游和/或中间和/或下游区域中。在工作模式下，至少一些离子优选地被布置成在离子捕获器的一个或多个上游和 /或中间和/或下游区域中被裂解。离子优选地被布置成通过下列方式来裂解(i)碰撞诱 发解离(“CID”)； (ii)表面诱发解离(“SID”)； (iii)电子转移解离；(iv)电子捕获解离； (ν)电子碰撞或冲击解离；(vi)光诱发解离(“PID”)； (vii)激光诱发解离；(viii)红外 辐射诱发解离；(ix)紫外辐射诱发解离；(χ)热或温度解离；(xi)电场诱发解离；(xii)磁 场诱发解离；(xiii)酶消化或酶降解解离；(xiv)离子-离子反应解离；(xv)离子-分子反 应解离；(xvi)离子_原子反应解离；(xvii)离子_亚稳离子反应解离；(xviii)离子-亚 稳分子反应解离；(xix)离子-亚稳原子反应解离；以及(xx)电子电离解离(“EID”)。根据一个实施例，离子捕获器在工作模式下被维持于从下列压力中选择的压力 ⑴ > IOOmbar ； (ii) > IOmbar ； (iii) > Imbar ； (iv) > 0. Imbar ； (v) > lCT2mbar ； (vi) > lCT3mbar ； (vii) > lCT4mbar ； (viii) > lCT5mbar ； (ix) > lCT6mbar ； (χ) < IOOmbar ； (xi)
<IOmbar ； (xii) < lmbar ； (xiii) < 0. Imbar ； (xiv) < lCT2mbar ； (xv) < lCT3mbar ； (xvi)
<lCT4mbar ； (xvii) < lCT5mbar ； (xviii) < lCT6mbar ； (xix) 10-IOOmbar ； (xx) 1-lOmbar ； (xxi)0. 1-lmbar ； (xxii) 1(T2 至 KT1Hibar ； (xxiii) 1(Γ3 至 10_2mbar ； (xxiν) 1(Γ4 至 l(T3mbar ； 以及(xxv)l(Γ5 至 1 (T4mbar。 在工作模式下，至少一些离子优选地被布置成当它们经过离子捕获器的长度的至 少一部分时根据它们的离子迁移率或离子迁移率随电场强度的变化率在时间上被分离。根据一个实施例，离子捕获器优选地还包括用于使离子以脉冲形式进入离子捕获 器和/或用于将基本上连续的离子束转换成脉冲式离子束的设备或离子门。根据一个实施例，第一电极集和/或第二电极集被轴向分段成多个轴向段或者至 少 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个轴向段。在工作模式下，多个轴向段中的至少一些轴向段优选地被维持于不同的DC电势，且/或其中一个或多个瞬态 DC电势或电压或者一个或多个瞬态DC电势或电压波形被施加于多个轴向段中的至少一些 轴向段，使得至少一些离子被捕获于一个或多个轴向DC势阱中，且/或其中至少一些离子 在第一轴向方向和/或第二相反轴向方向上被推动。在工作模式下(i)离子在基本上不向离子传递轴向能量的情况下和/或在轴向方向上从离子捕获器基本上绝热地喷出；且/或(ii)离子以从下列范围中选择的范 围内的平均轴向动能在轴向方向上从离子捕获器轴向地喷出(i) < leV;(ii)l-2eV; (iii)2-3eV；(iv)3_4eV；(ν)4_5eV ； (vi)5_6eV ； (vii)6_7eV ； (viii)7_8eV ； (ix)8_9eV ； (χ) 9-10eV ； (xi) 10_15eV ； (xii) 15_20eV ； (xiii) 20_25eV ； (xiv) 25_30eV ； (xv) 30_35eV ； (xvi) 35-40eV;以及(xvii) 40_45eV ；且/或(iii)离子在轴向方向上从离子捕获器轴 向地喷出，且其中轴向动能的标准偏差处于从下列范围中选择的范围内(i) < leV； (ii) l-2eV ； (iii)2_3eV ； (iv)3-4eV ； (v)4-5eV ； (vi)5-6eV ； (vii)6-7eV ； (viii)7-8eV ； (ix)8-9eV；(x)9-10eV ； (xi)10_15eV ； (xii)15_20eV ； (xiii)20_25eV ； (xiv)25-30eV ；
(xv)30-35eV ； (xvi) 35_40eV ； (xvii) 40_45eV ；以及(xviii) 45_50eV。根据一个实施例，在工作模式下，具有不同质荷比的多个不同种类的离子在基本 上相同和/或显著不同的轴向方向上从离子捕获器同时轴向地喷出。在工作模式下，向第一多个电极中的至少一些电极和/或第二多个电极中的至 少一些电极施加附加AC电压。优选地在附加AC电压上对一个或多个DC电压进行调制， 使得至少一些正和负离子被同时限制于离子捕获器内和/或从离子捕获器同时轴向地喷 出。优选地，附加AC电压具有从下列幅度中选择的幅度(i) < IV峰到峰值；(ii)l-2V 峰到峰值；(iii)2-3V峰到峰值；(iv)3-4V峰到峰值；(v) 4-5V峰到峰值；(vi) 5-6V峰到 峰值；(vii) 6-7V峰到峰值；(viii) 7-8V峰到峰值；(ix)8_9V峰到峰值；(x)9_10V峰到峰 值；以及(xi) > IOV峰到峰值。优选地，附加AC电压具有从下列频率中选择的频率⑴ < IOkHz ； (ii) 10-20kHz ； (iii) 20_30kHz ； (iv) 30_40kHz ； (ν) 40_50kHz ； (vi) 50_60kHz ； (vii)60-70kHz ； (viii)70-80kHz ； (ix)80-90kHz ； (x)90-100kHz ； (xi)IOO-IlOkHz ； (xii)110-120kHz ； (xiii)120-130kHz ； (xiv) 130-140kHz ； (xv) 140-150kHz ；
(xvi)150-160kHz ； (xvii) 160-170kHz ； (xviii) 170-180kHz ； (xix) 180-190kHz ； (XX) 190-200kHz ；以及(xxi)200_250kHz ; (xxii)250_300kHz ; (xxiii)300_350kHz ； (xxiv) 350-400kHz ； (xxv)400-450kHz ； (xxvi) 450-500kHz ； (xxvii) 500-600kHz ； (xxviii)600-700kHz ； (xxix)700_800kHz ； (xxx)800_900kHz ； (xxxi)900_1000kHz ；以及 (xxxii) > IMHz。离子捕获器还优选地被布置成并且适合于在至少一个非捕获工作模式下工作，其 中(i)向第一电极集和/或向第二电极集施加DC和/或AC或RF电压，使得离子捕 获器作为纯RF的离子引导器、或者不将离子轴向地限制于其内部的离子引导器来工作；且 /或(ii)向第一电极集和/或向第二电极集施加DC和/或AC或RF电压，使得离子捕 获器作为质量过滤器或质量分析器来工作，以便质量有选择地传输一些离子而显著衰减其 它离子。
根据一个次优选实施例，在工作模式下可以径向地激发不希望在瞬间轴向地喷出 的离子，且/或不再径向地激发或者在更小程度上径向地激发希望在瞬间轴向地喷出的离 子。希望在瞬间从离子捕获器轴向地喷出的离子优选地从离子捕获器质量有选择地 喷出，且/或不希望在瞬间从离子捕获器轴向地喷出的离子优选地不从离子捕获器质量有 选择地喷出。根据该优选实施例，第一电极集优选地包括第一多极杆集(例如四极杆集)，而第 二电极集优选地包括第二多极杆集(例如四极杆集)。优选地向第一多极杆集和向第二多 极杆集施加AC或RF电压的基本上相同的幅度和/或频率和/或相位，以便将离子径向地 限制于第一多极杆集和/或第二多极杆集内。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，该离子捕获器包括第一设备，被布置成并且适合于产生用来将具有第一径向位移的离子轴向地限制于离子捕获器内的第一 DC电场以及用来从离子捕获器提取或轴向地加速具有第二径向位 移的离子的第二 DC电场；以及第二设备，被布置成并且适合于质量有选择地变化、增大、减小或扫描至少一些离 子的径向位移，使得这些离子从离子捕获器轴向地喷出，而其它离子保持轴向地限制于离 子捕获器内。根据本发明的一个方面，提供了一种包括如上所述的离子捕获器的质谱仪。该质谱仪优选地还包括(a)离子源，被布置于离子捕获器的上游，其中离子源选自于(i)电喷雾电离 (“ESI”)离子源；(ii)大气压光电离(“APPI”)离子源；(iii)大气压化学电离(“APCI”) 离子源；(iν)基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)离子源；(ν)激光解吸电离(“LDI”)离 子源；(vi)大气压电离(“API”)离子源；(vii)硅上解吸电离(“DI0S”)离子源；(viii) 电子冲击(“EI，，)离子源；(ix)化学电离(“Cl”)离子源；(χ)场电离(“FI，，)离子源； (xi)场解吸(“FD”)离子源；(xii)感应耦合等离子体(“ICP”)离子源；(xiii)快原子 轰击(“FAB”)离子源；(xiv)液体二次离子质谱学(“LSIMS”)离子源；(xv)解吸电喷雾 电离(“DESI”)离子源；(xvi)镍-63放射性离子源；(xvii)大气压基质辅助激光解吸电 离离子源；以及(xviii)热喷雾离子源；和/或(b) 一个或多个离子引导器，被布置于离子捕获器的上游和/或下游；和/或(c) 一个或多个离子迁移率分离设备和/或一个或多个场不对称离子迁移率谱仪 设备，被布置于离子捕获器的上游和/或下游；和/或(d) 一个或多个离子捕获器或者一个或多个离子捕获区，被布置于离子捕获器的 上游和/或下游；和/或(e) 一个或多个碰撞、裂解或反应单元，被布置于离子捕获器的上游和/或下游， 其中一个或多个碰撞、裂解或反应单元选自于(i)碰撞诱发解离(“CID”)裂解设备；(ii) 表面诱发解离(“SID”)裂解设备；(iii)电子转移解离裂解设备；(iv)电子捕获解离裂解 设备；(ν)电子碰撞或冲击解离裂解设备；(vi)光诱发解离(“PID”)裂解设备；(vii)激 光诱发解离裂解设备；(viii)红外辐射诱发解离设备；(ix)紫外辐射诱发解离设备；(χ) 喷嘴-分液器接口裂解设备；(xi)内源裂解设备；(xii)离子源碰撞诱发解离裂解设备；(Xiii)热或温度源裂解设备；(XiV)电场诱发裂解设备；(XV)磁场诱发裂解设备；(XVi) 酶消化或酶降解裂解设备；(XVii)离子-离子反应裂解设备；(XViii)离子_分子反应裂 解设备；(xix)离子-原子反应裂解设备；(XX)离子_亚稳离子反应裂解设备；(xxi)离 子-亚稳分子反应裂解设备；(xxii)离子-亚稳原子反应裂解设备；(xxiii)用于使离子反 应以形成加合或产物离子的离子-离子反应设备；(xxiv)用于使离子反应以形成加合或产 物离子的离子_分子反应设备；(XXV)用于使离子反应以形成加合或产物离子的离子_原 子反应设备；(xxvi)用于使离子反应以形成加合或产物离子的离子_亚稳离子反应设备； (xxvii)用于使离子反应以形成加合或产物离子的离子-亚稳分子反应设备；(xxviii)用 于使离子反应以形成加合或产物离子的离子-亚稳原子反应设备；以及(xxix)电子电离解 离(“EID”)裂解设备；和/或
(f)从下列质量分析器中选择的质量分析器(i)四极质量分析器；(ii) 2D或线性 四极质量分析器；(iii)保罗(Paul)或3D四极质量分析器；(iv)彭宁(Perming)捕获器 质量分析器；(ν)离子捕获器质量分析器；(vi)磁式扇形质量分析器；(vii)离子回旋共振 (“ICR”)质量分析器；(viii)快速傅里叶变换离子回旋共振(“FTICR”)质量分析器；(ix) 静电或轨道捕获器质量分析器；(x)傅里叶变换静电或轨道捕获器质量分析器；(xi)傅里 叶变换质量分析器；(xii)飞行时间质量分析器；(xiii)正交加速飞行时间质量分析器；以 及(xiv)线性加速飞行时间质量飞行器；和/或(g) 一个或多个能量分析器或静电能量分析器，被布置于离子捕获器的上游和/ 或下游；和/或(h) 一个或多个离子检测器，被布置于离子捕获器的上游和/或下游；和/或(i) 一个或多个质量过滤器，被布置于离子捕获器的上游和/或下游，其中一个或 多个质量过滤器选自于(i)四极质量过滤器；(ii) 2D或线性四极离子捕获器；(iii)保罗 或3D四极离子捕获器；(iv)彭宁离子捕获器；(ν)离子捕获器；(vi)磁式扇形质量过滤器； 以及(vii)飞行时间质量过滤器。根据本发明的一个方面，提供了一种双模式设备，该双模式设备包括第一电极集和第二电极集；第一设备，被布置成并且适合于当双模式设备在第一工作模式下工作时在沿着离 子捕获器的位置产生用来将具有第一径向位移的离子轴向地限制于离子捕获器内并且从 离子捕获器提取具有第二径向位移的离子的DC电势场；第二设备，被布置成并且适合于当双模式设备在第一工作模式下工作时质量有选 择地变化、增大、减小或扫描至少一些离子的径向位移，使得至少一些离子从离子捕获器轴 向地喷出而其它离子保持轴向地限制于离子捕获器内；以及第三设备，被布置成并且适合于向第一电极集和/或向第二电极集施加DC和/或 RF电压，使得当双模式设备在第二工作模式下工作时，双模式设备作为质量过滤器或质量 分析器来工作，或者作为向前传输离子而不轴向地限制离子的纯RF的离子引导器来工作。根据本发明的一个方面，提供了一种捕获离子的方法，该方法包括提供包括第一多个电极的第一电极集和包括第二多个电极的第二电极集；向第一多个电极中的一个或多个电极和/或向第二多个电极中的一个或多个电 极施加一个或多个DC电压，使得具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将这些离子中的至少一些离子限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中具有在第二不同范围内的径向位移的离子经历(i)基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场，使得这些离子中的至少一些离子不被限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上；和/或(ii)用来在至少一个轴向方向上提取或加速这些离子中的至少一些离子和/或提取或加速这些离子中的至少一些离子使之退出离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差 或提取场；并且变化、增大、减小或变更至少一些离子在离子捕获器内的径向位移。根据本发明的一个方面，提供了一种包括如上所述的捕获离子的方法的质谱测定 方法。根据本发明的一个方面，提供了一种可由包括离子捕获器的质谱仪的控制系统执 行的计算机程序，该计算机程序被布置成引起控制系统(i)向离子捕获器的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，使得在离子捕获器 内具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将这些离子中的至少一些离子限制于离 子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中具有在第二不同 范围内的径向位移的离子经历(a)基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场，使得 这些离子中的至少一些离子不被限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上；和/或(b)用 来在至少一个轴向方向上提取或加速这些离子中的至少一些离子和/或提取或加速这些 离子中的至少一些离子使之退出离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差或提取场；并且(ii)变化、增大、减小或变更至少一些离子在离子捕获器内的径向位移。根据本发明的一个方面，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括存储于计算机可读介质上的计算机可执行指令，这些指令被布置成可由包括离子捕获器的质 谱仪的控制系统执行，以便引起控制系统(i)向离子捕获器的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，使得在离子捕获器 内具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将这些离子中的至少一些离子限制于离 子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中具有在第二不同 范围内的径向位移的离子经历(a)基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场，使得 这些离子中的至少一些离子不被限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上；和/或(b)用 来在至少一个轴向方向上提取或加速这些离子中的至少一些离子和/或提取或加速这些 离子中的至少一些离子使之退出离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差或提取场；并且(ii)变化、增大、减小或变更至少一些离子在离子捕获器内的径向位移。计算机可读介质优选地选自于(i)ROM； (ii)EAROM ； (iii)EPROM ； (iv)EEPROM ； (ν)闪存；以及(vi)光盘。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，该离子捕获器包括第一电极集，包括具有第一纵轴的第一多个电极；第二电极集，包括具有第二纵轴的第二多个电极，第二电极集被布置于第一电极集的下游；第一设备，被布置成并且适合于向第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或 多个DC电压，以便在使用时产生具有随着在第一径向方向上自第二纵轴起增大半径或位移而减小的电势的势垒场；以及第二设备，被布置成并且适合于在第一电极集内在至少一个径向方向上激发至少 一些离子和/或增大至少一些离子在第一电极集内在至少一个径向方向上的径向位移。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，该离子捕获器包括多个电极；第一设备，被布置成并且适合于向多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个 DC电压，以产生用来轴向地限制具有第一径向位移的至少一些离子并且用来轴向地提取具 有第二径向位移的至少一些离子的DC场。
离子捕获器优选地还包括第二设备，被布置成并且适合于激发至少一些离子，使 得这些离子中的至少一些离子的径向位移变化、增大、减小或变更，使得这些离子中的至少 一些离子从离子捕获器被轴向地提取。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，该离子捕获器包括多个电极；设备，被布置成并且适合于在离子捕获器的第一区域内维持正DC电场，使得防止 第一区域内的正离子在轴向方向上退出离子捕获器，且其中该设备被布置成并且适合于在 离子捕获器的第二区域内维持零或负DC电场，使得第二区域内的正离子自由地在轴向方 向上退出离子捕获器或者在轴向方向上被推动、吸引或提取从而退出离子捕获器。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，该离子捕获器包括多个电极；设备，被布置成并且适合于在离子捕获器的第一区域内维持负DC电场，使得防止 第一区域内的负离子在轴向方向上退出离子捕获器，且其中该设备被布置成并且适合于在 离子捕获器的第二区域内维持零或正DC电场，使得第二区域内的负离子自由地在轴向方 向上退出离子捕获器或者在轴向方向上被推动、吸引或提取从而退出离子捕获器。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，其中在工作模式下离子在轴向 方向上从离子捕获器基本上绝热地喷出。根据该优选实施例，紧接在轴向地喷出之前，离子捕获器内的离子具有第一平均 能量E1，且其中紧接在从离子捕获器轴向地喷出之后，离子具有第二平均能量E2，其中El 基本上等于E2。优选地，紧接在轴向地喷出之前，离子捕获器内的离子具有第一能量范 围，且其中紧接在从离子捕获器轴向地喷出之后，离子具有第二能量范围，其中第一能量范 围基本上等于第二能量范围。优选地，紧接在轴向地喷出之前，离子捕获器内的离子具有 第一能量展宽ΔΕ1，且其中紧接在从离子捕获器轴向地喷出之后，离子具有第二能量展宽 ΔΕ2，其中ΔΕ1基本上等于ΔΕ2。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，其中在工作模式下在离子捕获 器的出口区产生径向依赖性的轴向DC势垒，其中DC势垒在第一径向位移处是非零的、是正 的或者是负的，而在第二径向位移处基本上是零、是负的或者是正的。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，该离子捕获器包括第一设备，被布置成并且适合于产生(i)第一轴向DC电场，用来将具有第一径向位移的离子轴向地限制于离子捕获器 内；以及
(ii)第二轴向DC电场，用来从离子捕获器提取或轴向地加速具有第二径向位移 的离子；以及第二设备，被布置成并且适合于质量有选择地变化、增大、减小或扫描至少一些离 子的径向位移，使得离子从离子捕获器轴向地喷出，而其它离子保持轴向地限制于离子捕 获器内。根据本发明的一个方面，提供了一种质谱仪，该质谱仪包括一种设备，其中该设备 包括基本上无物理轴向阻碍的RF离子引导器并且被配置成使得在使用时在至少两个工作 模式或状态之间切换所施加的电场，其中在第一工作模式或状态下该设备向前传输在一质 量或质荷比范围内的离子，且其中在第二工作模式或状态下该设备作为如下线性离子捕获 器来工作其中离子在至少一个径向方向上质量有选择地移位并且借助一个或多个径向依 赖性的轴向DC势垒在轴向方向上绝热地喷出。根据本发明的一个方面，提供了一种离子捕获器，其中在工作模式下离子以 从下列范围中选择的范围内的平均轴向动能在轴向方向上从离子捕获器轴向地喷出 ⑴ < IeV ； (ii) l-2eV ； (iii)2_3eV ； (iv)3-4eV ； (v) 4-5eV ； (vi)5-6eV ； (vii)6-7eV ； (viii)7-8eV ； (ix)8-9eV ； (x)9-10eV ； (xi) 10-15eV ； (xii) 15-20eV ； (xiii) 20-25eV ； (xiv) 25-30eV ； (xv) 30_35eV ； (xvi) 35_40eV ；以及(xvii) 40_45eV。根据本发明的一个方面，提供一种离子捕获器，其中在工作模式下离子在轴向方 向上从离子捕获器轴向地喷出，且其中轴向动能的标准偏差处于从下列范围中选择的范围 内(i) < IeV ； (ii) l_2eV ； (iii)2_3eV ； (iv) 3-4eV ； (ν) 4-5eV ； (vi)5-6eV ； (vii)6-7eV ； (viii)7-8eV ； (ix)8-9eV ； (x)9-10eV ； (xi) 10-15eV ； (xii) 15-20eV ； (xiii) 20-25eV ； (xiv) 25-30eV ； (xv) 30_35eV ； (xvi) 35_40eV ； (xvii) 40_45eV ；以及(xviii) 45_50eV。根据本发明的一个方面，提供一种离子捕获器，该离子捕获器包括第一多极杆集，包括第一多个杆电极；第二多极杆集，包括第二多个杆电极；第一设备，被布置成并且适合于向第一多个杆电极中的一个或多个杆电极和/或 向第二多个杆电极中的一个或多个杆电极施加一个或多个DC电压，使得(a)具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将这些离子中的至少一些离子 限制于离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场；并且(b)具有在第二不同范围内的径向位移的离子经历(i)基本上为零的DC捕获场、 零DC势垒或零势垒场，使得这些离子中的至少一些离子不被限制于离子捕获器内、至少一 个轴向方向上；和/或(ii)用来在至少一个轴向方向上提取或加速这些离子中的至少一些 离子和/或提取或加速这些离子中的至少一些离子使之退出离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差或提取场；以及第二设备，被布置成并且适合于变化、增大、减小或变更至少一些离子在离子捕获 器内的径向位移。离子捕获器优选地还包括第一多个叶片电极或副电极，被布置于构成第一多极杆集的杆之间；和/或第二多个叶片电极或副电极，被布置于构成第二多极杆集的杆之间。根据本发明的一个实施例，提供了一种包括相对高传输的RF离子引导器或离子捕获器的质谱仪。该离子引导器或离子捕获器的特别有利之处在于离子捕获器的中心纵 轴不受电极阻碍。这与已知离子捕获器形成对照，在已知离子捕获器中，提供横穿离子捕获 器中心纵轴的十字线电极，因此显著减小了经过离子捕获器的离子传输。
该优选设备可以作为双模式设备来工作，并且可以在至少两个不同工作模式或状 态之间切换。例如，在第一工作模式或状态下，该优选设备可以作为常规质量过滤器或质量 分析器来工作，使得仅向前传输具有特定质量或质荷比的离子或者质荷比在特定范围内的 离子。优选地显著衰减其它离子。在第二工作模式或状态下，该优选设备可以作为如下线 性离子捕获器来工作其中离子优选地在至少一个径向方向上质量有选择地移位，随后离 子优选地轴向绝热地、质量有选择地喷出从而通过径向依赖性的轴向DC势垒。优选离子捕获器优选地包括RF离子引导器或RF杆集。离子捕获器优选地包括彼 此相邻或紧靠并且同轴地布置的两个四极杆集。第一四极杆集优选地被布置于第二四极杆 集的上游。第二四极杆集优选地比第一四极杆集显著更短。根据该优选实施例，优选地在该优选设备的至少一端产生一个或多个径向依赖性 的轴向DC势垒。优选地通过向构成第二四极杆集的杆中的一个或多个施加一个或多个DC 电势来产生一个或多个轴向DC势垒。一个或多个径向依赖性的DC势垒的轴向位置优选地 在离子从离子捕获器喷出之时保持基本上固定。然而，还可设想如下其它次优选实施例其 中一个或多个径向依赖性的DC势垒的轴向位置可以随时间变化。根据该优选实施例，一个或多个轴向DC势垒的幅度优选地保持基本上固定。然 而，还可设想如下其它次优选实施例其中一个或多个轴向DC势垒的幅度可以随时间变 化。势垒场的幅度优选地在第一径向方向上变化，使得轴向DC势垒的幅度优选地随 着在第一径向方向上增大半径而减小。轴向DC势垒的幅度还优选地在第二不同(正交) 径向方向上变化，使得轴向DC势垒的幅度优选地随着在第二径向方向上增大半径而增大。通过在离子引导器或离子捕获器内施加或产生辅助时变场，优选离子捕获器内的 离子优选地质量有选择地移位。该辅助时变场优选地包括优选地通过向构成RF离子引导 器或离子捕获器的电极对之一施加辅助AC电压而产生的电场。根据一个实施例，通过选择或布置辅助时变场的频率使之与一个或多个离子在离 子引导器内振荡的质量依赖性的特征频率接近或基本上对应，一个或多个离子优选地质量 有选择地径向移位。质量依赖性的特征频率优选地与一个或多个离子在离子捕获器内的长期频率相 关、对应或基本上相等。离子在该优选设备内的长期频率是离子质荷比的函数。对于纯RF 四极，可通过如下等式对长期频率取近似
0189<formula>formula see original document page 36</formula>
其中m/z是离子的质荷比，e是电子电荷，V是峰值RF电压，Rtl是杆集的内接半径， Ω是RF电压的角频率。


现在仅通过例子并参照以下附图来描述本发明的各种实施例，在附图中
图1示出了根据本发明一个优选实施例的离子捕获器的示意图；图2示出了在根据本发明实施例的离子捕获器的出口处布置的出口电极之间的 势能绘图，并且示出了径向依赖性的轴向DC电势的例子；图3示出了图2中所示势能绘图的沿着线y = 0并且在两个y电极的中途位置的 截面；图4示出了根据另一个实施例的离子捕获器的示意图，在该离子捕获器中，在相 邻杆电极之间提供轴向分段的叶片电极；图5在(χ = y)、ζ平面内示出了图4中所示的实施例，并且示出了叶片电极优选 地如何在轴向方向上分段；图6A示出了优选地向布置于(χ = _y)、ζ平面内的各个叶片电极施加的DC电势 序列，图6B示出了也优选地向布置于(χ = -y)、z平面内的各个叶片电极施加的又一些DC 电势序列；图7A对应地示出了优选地向布置于(χ = y)、z平面内的各个叶片电极施加的DC 电势序列，图7B示出了也优选地向布置于(χ = y)、z平面内的各个叶片电极施加的又一些 DC电势序列；图8示出了在χ、ζ平面内示出的离子捕获器的SIMION(RTM)仿真，其中向杆电极 对之一施加频率为69. 936kHz的辅助AC电压以便激发质荷比为300的离子；图9示出了在χ、ζ平面内示出的离子捕获器的SIMION(RTM)仿真，其中向杆电极 对之一施加频率为70. 170kHz的辅助AC电压以便激发质荷比为299的离子；图10示出了在χ、ζ平面内示出的包括叶片电极的离子捕获器的SIMION(RTM)仿 真，其中在叶片电极之间施加AC电压并且向叶片电极施加幅度相等的两个DC电势序列；图11示出了在χ、ζ平面内示出的包括叶片电极的离子捕获器的SIMION(RTM)仿 真，其中在叶片电极之间施加AC电压并且向叶片电极施加幅度不同的两个DC电势序列；图12示出了根据一个实施例的包括优选离子捕获器和离子检测器的质谱仪；图13示出了根据一个实施例的包括在优选离子捕获器和离子检测器的上游布置 的质量过滤器或质量分析器的质谱仪；图14示出了根据一个实施例的包括在质量过滤器或质量分析器的上游布置的优 选离子捕获器的质谱仪；并且图15示出了一些实验数据。
具体实施例方式现在参照图1描述本发明的一个实施例。优选地提供如下离子捕获器，该离子捕 获器包括一个或多个入口电极1 ；第一主四极杆集，其包括两对双曲型电极2、3 ；以及短的 第二四极杆集(或后置过滤器)，其布置于主四极杆集的下游。较短的第二四极杆集优选地 包括可以视为构成两对喷出电极4、5的两对双曲型电极4、5。短的第二四极杆集4、5或后 置过滤器优选地被布置成支持离子从离子捕获器的轴向喷出。在工作模式下，通过以脉冲方式控制入口电极1或者优选地布置于离子捕获器的 上游的其它离子光学部件如离子门(未示出)，离子优选地以脉冲形式周期性地进入离子 捕获器中。由于RF电压被施加于优选地构成第一主四极杆集的两对电极2、3，以脉冲形式进入离子捕获器中的离子优选地被径向地限制于离子捕获器内。离子优选地在离子捕获器 内被径向地限制于伪势阱内。所施加的RF电压的一相优选地被施加于构成第一主四极杆 集的一对杆电极2，而所施加的RF电压的相反相优选地被施加于构成第一主四极杆集的另 一对杆集电极3。通过一旦离子已进入离子捕获器就向入口电极1施加DC电压并且还向布 置于离子捕获器的出口处的至少一对喷出电极4、5施加DC电压，离子优选地被轴向地限制 于离子捕获器内。两对喷出电极4、5优选地被维持于与构成主四极杆集的杆电极2、3相同 的RF电压。向主杆电极2、3和向出口电极4、5施加的RF电压的幅度和频率优选地相同。 离子因此优选地被径向地和轴向地限制于离子捕获器内。离子捕获器内的离子优选地由于与存在于离子捕获器内的背景气体的碰撞而失 去动能，使得离子捕获器内的离子在一段时间后可以视为处于热能。结果，离子优选地沿着 离子捕获器的中心轴形成离子云。离子捕获器可以在许多种不同工作模式下工作。该设备优选地被布置成作为质量 或质荷比有选择的离子捕获器来工作。在此工作模式下，优选地向布置于离子捕获器的出 口处的至少一对出口电极或喷出电极4、5施加一个或多个DC电压。向至少一对喷出电极 4、5施加一个或多个DC电压优选地导致在离子捕获器的出口区产生径向依赖性的轴向DC 势垒。现在参照图2更详细地描述径向依赖性的轴向DC势垒的形状。图2示出了根据一个实施例的在两对出口电极4、5之间生成的电势面，其中向一 对端电极4施加相对于施加于主杆电极2、3的DC偏置而言为+4V的电压。向另一对端电 极5施加相对于施加于主杆电极2、3的DC偏置而言为-3V的电压。向两对端电极或出口电极4、5施加的两个不同DC电压的组合优选地导致在离子 捕获器的出口处、沿着中心纵轴产生+0. 5V的轴上势垒。DC势垒优选地足以使处于热能的 带正电的离子(即阳离子)被轴向地捕获于离子引导器内。如图2中所示，轴向捕获电势 优选地在y径向方向上随半径增大、而在χ径向方向上随半径减小。图3示出了径向依赖性的DC电势在标准坐标系中当y等于零时的χ方向上(即， 沿着两个y电极的中途线)如何随半径变化。X = 0且y = 0处的轴上电势为+0. 5V，并且 显然该电势随着χ的绝对值的增大而以二次方减小。该电势保持为正的，并因此具有如下 效应只要带正电的离子在χ径向方向上不径向移动约2mm以上，就将所述离子轴向地限制 于离子捕获器内。在2mm的半径处，该DC电势下降至向构成主四极杆集的两对双曲型杆电 极2、3施加的DC偏置电势的DC电势以下。结果，在χ方向上径向移动大于2mm的离子当 靠近布置于离子捕获器的出口区的提取电极或出口电极4、5时将经历提取场。该提取场优 选地用来加速径向移动大于2mm的离子使之轴向地退出离子捕获器。增大离子在离子捕获器内在χ方向上的径向移动(使得离子随后经历轴向提取 场)的一种方式是在构成主四极杆集2、3的一对杆电极3之间施加小的AC电压(或挠 (tickle)电压)。向该对电极3施加的AC电压优选地在两个杆电极3之间在χ方向上产 生电场。该电场优选地影响离子在电极3之间的移动，并且优选地引起离子在χ方向上以 所施加的AC场的频率振荡。如果所施加的AC场的频率与离子在该优选设备内的长期频率 (见上面的等式1)匹配，则这些离子然后将优选地变得与所施加的场共振。当在χ方向上 的离子移动幅度变得大于轴向势垒在χ方向上的宽度时，离子不再被轴向地限制于离子捕 获器内，而代之以经历提取场并从离子捕获器轴向地喷出。
优选地向端电极4、5施加RF电压，使得当从离子捕获器轴向地喷出离子时，离子保持径向地受限制。径向依赖性的轴向DC势垒的位置优选地保持固定。然而，还可设想如下其它次优选实施例其中径向依赖性的轴向势垒的位置可以随时间变化以实现具有特定质荷比或质 荷比在特定范围内的离子的喷出或向前传送。图4示出了根据本发明另一个实施例的离子捕获器。根据此实施例，离子捕获器优选地还包括多个在轴向上分段的叶片电极6、7。图4示出了离子捕获器在x、y平面内的 截面，并且示出了在构成离子捕获器的主杆电极2、3之间可以如何提供两对叶片电极6、7。 叶片电极6、7优选地被定位成处于双曲型杆电极2、3之间的两个不同的零电势平面内。叶 片电极6、7优选地仅造成所述场在离子捕获器内的最小失真。一对叶片电极6优选地被布置成处于χ = y平面内，而另一对叶片电极7优选地 被布置成处于X = -y平面内。两对叶片电极6、7优选地终止于离子捕获器的中心轴之前、 内接半径r处。因此，沿着离子捕获器中心纵轴的轴向离子引导区优选地保持不受限制或 不受阻碍(即，优选地存在沿着离子捕获器中心轴的清晰视线)。相比之下，已知离子捕获 器具有横穿离子捕获器中心纵轴提供的十字线电极，其结果是经过离子捕获器的离子传输 减小。图5在(x = y)、z平面内示出了图4中所示的离子捕获器。进入离子捕获器的离 子优选地由向主杆电极2、3施加RF电压而产生的伪势场径向地限制。离子优选地由优选 地向一个或多个入口电极8和向出口电极9施加的DC电势限制于轴向方向上。一个或多 个入口电极8优选地被布置于离子捕获器的入口处，出口电极9优选地被布置于离子捕获 器的出口处。布置于χ = y平面内的叶片电极6和布置于χ = _y平面内的叶片电极7优选地 沿着ζ轴分段。根据图5中所示的特定实施例，叶片电极6、7可以轴向分段成包括沿着该 优选设备的长度布置的二十个单独的分段电极。然而，还可设想如下其它实施例其中叶片 电极可以轴向分段成不同数目的电极。第一叶片电极(#1)优选地被布置于离子捕获器的入口端，而第二十叶片电极 (#20)优选地被布置于离子捕获器的出口端。根据一个实施例，优选地根据预定序列向叶片电极6、7施加DC电势。图6A和6B 图示了在从T = TO到后续时间T = T21的时间段内优选地向布置于X = _y平面内的分段 叶片电极7依次施加的DC电压序列。在初始时间T = T0，所有分段叶片电极9优选地被维 持于优选地与向主杆电极2、3施加的DC偏置相同的DC偏置电势(例如零)。在后续时间 Tl，优选地向布置于χ =-y平面内的第一叶片电极(#1)施加正DC电势。在后续时间T2， 优选地向布置于χ = _y平面内的第一和第二叶片电极(#1、#2)施加正DC电势。优选地形 成并重复该序列，使得DC电势优选地被逐渐施加于更多叶片电极7，直到在后续时间T20， DC电势优选地被施加于布置于χ = _y平面内的所有叶片电极7。最后，在后续时间T21，优 选地从所有叶片电极7基本上同时地去除向布置于χ = -y平面内的叶片电极7施加的DC 电势。为了分析带负电的离子(即阴离子)，优选地向叶片电极7施加负DC电势而不是正 DC电势。在优选地向布置于χ = _y平面内的叶片电极7施加正DC电势的同时，还优选地向布置于X = y平面内的叶片电极6施加正DC电势。图7A和7B图示了在从T = TO到后 续时间T = T21的时间段内优选地向布置于χ = y平面内的分段叶片电极6依次施加的DC 电压序列。在初始时间T = T0，所有分段叶片电极6优选地被维持于优选地与向主杆电极 2、3施加的DC偏置相同的DC偏置电势(即零)。在后续时间T1，优选地向布置于x = y平 面内的第二十个叶片电极(#20)施加正DC电势。在后续时间T2，优选地向布置于χ = y平 面内的第十九个和第二十个叶片电极(#19、#20)施加正DC电势。优选地形成并重复该序 列，使得DC电势优选地被逐渐施加于更多叶片电极6，直到在后续时间T20，DC电势优选地 被施加于布置于χ = y平面内的所有叶片电极6。最后，在后续时间T21，优选地从所有叶 片电极6基本上同时地去除向布置于χ = -y平面内的叶片电极6施加的DC电势。为了分 析带负电的离子(即阴离子)，优选地向叶片电极6施加负DC电势而不是正DC电势。
对于相对于离子捕获器的中心轴而言平均起来随机分布的被捕获的带正电的离 子，在上文参照图6A-B和图7A-B描述的序列之后向布置于χ = _y平面内的分段叶片电 极7施加DC电势并且同时向布置于χ = y平面内的分段叶片电极6施加DC电势的作用在 于在朝着离子捕获器的入口的方向上和在朝着优选设备的出口的方向上均等地推动位于 离子捕获器的中心轴上的离子。结果，位于离子捕获器的中心轴上的离子将经历零净力并 且平均起来不会在任一方向上获得能量。然而，从中心轴朝着布置于X = _y平面内的叶片电极6或者朝着布置于X = y平 面内的叶片电极7径向地移位的离子将优选地当这两个系列的DC电势被依次和同时地施 加于叶片电极6、7时在一个方向上获得能量。被径向地激发的离子因此优选地由施加于叶 片电极6、7的瞬态DC电势朝着离子捕获器的出口传输或推动。根据一个实施例，还优选地在布置于χ = _y平面内的叶片电极7的所有相对段之 间施加小的AC电压或挠电压。根据此实施例，优选地向布置于中心轴的一侧的所有叶片电 极施加AC电压的一相，而优选地向布置于中心轴的另一侧的所有叶片电极施加AC电压的 相反相。向叶片电极7施加的AC电压或挠电压的频率优选地对应于优选设备内的希望从 离子捕获器轴向地喷出的一个或多个离子的长期频率(见等式1)。AC电压的施加优选地 引起离子增大它们在χ =-y平面内(即在一个径向方向上)的振荡幅度。因此，这些离子 平均起来将优选地经历比实现朝着优选设备的入口加速的相应场更强的朝着优选设备的 出口加速的场。在离子获取了足够的轴向能量后，离子优选地克服由出口电极9提供的径 向依赖性的DC势垒。出口电极9优选地被布置成以如上所述方式产生径向依赖性的DC势 垒。还可设想如下其它实施例其中可以在第一轴向方向上推动、导引、加速或推进质荷比 在第一范围内的离子，而可以在第二不同轴向方向上同时或者以别的方式推动、导引、加速 或推进质荷比在第二不同范围内的其它离子。第二轴向方向优选地与第一轴向方向正交。包括分段叶片电极6、7的离子捕获器(其中向叶片电极6、7依次地施加一个或多 个DC电压序列)优选地具有如下优点通过向叶片电极6、7施加瞬态DC电压或电势，径向 地被激发的离子然后被主动输送到离子捕获器的出口区。然后，离子优选地无论它们沿着 离子捕获器ζ轴的初始位置如何都无延迟地从离子捕获器轴向地喷出。如上文参照图6A-6B和图7A-7B所述优选地向叶片电极6、7施加的DC电压或电 势的序列仅图示了 DC电势序列的一个具体组合，其可以被施加于分段叶片电极6、7以便在 离子在径向方向上被激发后沿着离子捕获器的长度推动或平移离子。然而，还可设想如下其它实施例其中可以向叶片电极集6、7中的一个或多个施加不同的DC电势序列而得到类 似的结果。如上文所述包括分段叶片电极6、7的离子捕获器可以在各种不同工作模式下工 作。例如，在一种工作模式下，向布置于X = y平面内的分段叶片电极6施加的瞬态DC电 压的幅度可以被布置成使得该幅度大于向布置于χ = -y平面的分段叶片电极7施加的瞬 态DC电压的幅度。结果，将朝着离子捕获器的入口区推动相对于离子捕获器的中心轴而言 平均起来随机分布的离子。通过适当施加优选地向入口电极8施加的DC电压，离子可以被 捕获于离子捕获器的局部化区域内。通过施加优选地在布置于χ = _y平面内的叶片电极7 之间施加的辅助AC电压或挠电压，在χ = _y平面内充分地移位的离子优选地引起离子朝 着优选设备的出口加速。然后，离子优选地在轴向方向上从离子捕获器喷出。还可设想本发明的如下其它实施例其中可以通过随时间变化或扫描与离子的共 振质荷比相关的一个或多个参数从离子捕获器依次地释放或喷出质荷比不同的离子。例 如，参照等式1，可以随时间变化向杆电极对2、3之一和/或向叶片电极集6、7之一施加的 辅助AC电压或挠电压的频率，而可以维持向杆电极2、3施加的主RF电压的幅度V和/或 主RF电压的频率Ω基本上恒定(以便将离子径向地限制于离子捕获器内)。 根据另一个实施例，可以随时间变化向主杆电极2、3施加的主RF电压的幅度V，而可以维持向主杆电极2、3施加的辅助AC电压或挠电压的频率和/或主RF电压的频率Ω 基本上恒定。根据另一个实施例，可以随时间变化向主杆电极2、3施加的主RF电压的频率Ω， 而可以维持向主杆电极2、3施加的辅助AC电压或挠电压的频率和/或主RF电压的幅度V 基本上恒定。根据另一个实施例，可以按任何组合变化向杆电极2、3施加的主RF电压的频率Ω 和/或辅助AC电压或挠电压的频率和/或主RF电压的幅度V。图8示出了基本上如上文参照图1所示和所述那样布置的优选离子捕获器内的离 子行为的SIMON S(RTM)仿真的结果。将杆电极2、3的内接半径Rtl建模为5mm。将入口电 极1建模为偏置于+IV的电压，而将杆集电极2、3建模为偏置于OV的电压。将向杆电极2、 3和向出口电极4、5施加的主RF电压设定于150V(零到峰幅度)和IMHz的频率。向一对 主杆集电极3和向一对端电极5施加同相RF电压。向另一对主杆集电极2和向另一对端 电极4施加RF电压的相反相。将该对y端电极4偏置于+4V的电压，而将该对χ端电极5 偏置于-3V。将背景气压建模为10_4托(1. 3X ΙΟ"4毫巴)氦(阻力与离子速度成线性比例 的阻力模型)。将初始离子轴向能量设定于0. IeV0在初始时间零，将五个离子建模为在离子捕获器内予以提供。将离子建模为具有 298、299、300、301和302的质荷比。然后，立即使离子经受通过以69. 936kHz的频率在该对 χ杆电极3之间施加30mV(峰到峰)的正弦AC电势差而生成的辅助或激发AC场。在这些 仿真条件下，质荷比为300的离子的径向移动增大，使得它大于布置于离子捕获器的出口 处的轴向DC势垒的宽度。结果，在1. 3ms之后，质荷比为300的离子从离子捕获器被提取 或轴向地喷出。允许仿真持续IOms左右，在该时间内，无其它离子从离子捕获器被提取或 喷出。进行第二仿真并且在图9中示出了结果。保持所有参数与上文参照图8描述的前一仿真相同，不同之处在于向该对X杆电极3施加的所施加的辅助或激发AC电压或挠电 压的频率从69. 936kHz增大至70. 170kHz。在此仿真中，这一次是质荷比为299的离子喷 出，而所有其它离子保持限制于离子捕获器内。此结果与等式1很好地一致。图10示出了另一个SIMION 8 (RTM)仿真的结果，其中对包括与图5中所示分段叶 片电极相似的分段叶片电极6、7的离子捕获器的工作进行建模。将离子捕获器建模为在如 下模式下工作，在该模式下，以与如上文参照图6A-B和图7A-B所示和所述的方式基本上类 似的方式向叶片电极6、7施加DC电势序列。将叶片电极6、7建模为包括两个电极集。一个叶片电极集6布置于x = y平面内， 而另一个叶片电极集7布置于χ =-y平面内。每个叶片电极集包括两条电极，其中第一条 电极布置于中心离子引导区的一侧，而第二条电极布置于中心离子引导区的另一侧。第一 和第二条电极被布置成共面。每条电极包括二十个单独的叶片电极。每个叶片电极沿着ζ 轴(或轴方向)延伸1mm。在相邻叶片电极之间维持Imm间距。将四极杆集的内接半径R。 设定于5mm，而将由两对叶片电极6、7产生的内接半径设定于2. 83mm。将+2V的DC偏置建模为施加于入口电极8，并且还将施加于出口电极9的DC偏置 建模为+2V。将向主杆电极2、3施加的DC偏置设定于0V。将向杆电极2、3和向出口电极 9施加的RF电势的幅度设定于450V(零到峰)，而将RF电势的频率设定于1MHz。将背景 气压设定于10_4托(1.3X10_4毫巴)氦(阻力模型)。将离子初始轴向能量设定于0. IeV0 向叶片电极6、7施加瞬态DC电压，其中对分段叶片电极6、7的每次DC电压施加之间的时 间步长被设定于0. 1 μ S。将施加于两个分段叶片电极集6、7的DC电压的幅度设定于4V。在时间零，将六个正离子建模为在离子捕获器内予以提供。将离子建模为具有 327、328、329、330、331和332的质荷比。然后，立即使离子经受通过在布置于χ = _y平面 内的叶片电极7之间施加160mV(峰到峰)的正弦AC电势差而生成的辅助或激发AC场。将 辅助或激发AC电压的频率设定于208. 380kHz。在这些仿真条件下，质荷比为329的离子的 径向移动在χ = _y平面内增大，其结果是离子然后由于施加于叶片电极6、7的瞬态DC电 压而在ζ轴上获得轴向能量。质荷比为329的离子朝着出口电极9加速。离子获得足以克 服由出口电极9施加的DC势垒的轴向能量。结果，在约0. 65ms之后，质荷比为329的离子 从离子捕获器被提取或轴向地喷出。其它离子保持被捕获于离子捕获器内。图11示出了具有分段叶片电极6、7的离子捕获器的第二 SIMION S(RTM)仿真的 结果。在与上文参照图10描述的模式类似的模式下布置和操作离子捕获器。然而，根据此 仿真，向出口电极9施加的DC偏置减小至0V。将向布置于X = _y平面内的叶片电极7逐 渐施加的DC电压的幅度设定于3. 5V，而将向布置于χ = y平面内的叶片电极6逐渐施加的 DC电压的幅度设定于4. 0V。在布置于χ = -y平面内的叶片电极7之间施加的辅助或激发 AC电压的幅度被设定于120mV(峰到峰)并且具有207. 380kHz的频率。质荷比不同的六个离子在初始时被限制于与入口电极8接近的离子捕获器的上 游端。质荷比为329的离子的径向移动在χ = _y平面内增大，直到朝着优选设备的出口加 速该离子的平均力超过朝着优选设备的入口加速该离子的平均力为止。示出了质荷比为 329的离子在约0. 9ms之后退出优选设备。 根据本发明的一个实施例，优选设备可以在多种不同模式下工作。例如，在一种工 作模式下，优选设备可以作为线性离子捕获器来工作。在另一种工作模式下，优选设备可以通过向杆电极施加适当RF和分辨DC电压而作为常规四极杆集质量过滤器或质量分析器来 工作。可以向出口电极施加DC电压以便提供也称为Brubaker透镜或后置滤波器的延迟DC 斜波。根据另一个实施例，优选设备可以作为隔离单元和/或作为裂解单元来工作。离 子群可以被布置成进入优选设备。然后可以施加辅助AC电压或挠电压以隔离离子。辅助 AC电压或挠电压优选地包含与各种质荷比的离子的长期频率对应的频率，但是不包括希望 在初始时被隔离并保留在离子捕获器内的离子所对应的长期频率。辅助AC电压或挠电压 优选地用来激发在共振上不想要或不希望的离子，从而它们优选地从杆或系统脱离。然后， 剩余的被隔离的离子优选地轴向地喷出和/或在优选设备内经受一个或多个裂解过程。根据一个实施例，可以使离子在优选设备内经受包括碰撞诱发解离(“CID”)、电 子转移解离(“ETD”)或者电子俘获解离(“ECD”)的一个或多个裂解过程。可以重复这 些过程以有助于进行MSn实验。可以以质量有选择的或非质量有选择的方式向布置于下游 的又一优选设备释放所产生的碎片离子。还可设想如下其它实施例其中优选设备可以作为例如如图12中所示的独立设 备来工作。根据这一实施例，离子源11可以布置于优选设备10的上游，而离子检测器12 可以布置于优选设备10的下游。离子源11优选地包括脉冲式离子源，比如激光解吸电离 (“LDI”)离子源、基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)离子源或硅上解吸电离(“DI0S”)离子源。可替选地，离子源11可以包括连续离子源。如果提供连续离子源，则可以优选地 在优选设备10的上游提供附加离子捕获器13。离子捕获器13优选地用来存储离子、然后优 选地朝着设备10中定期地释放离子。连续离子源可以包括电喷雾电离(“ESI”)离子源、大 气压化学电离(“APCI”)离子源、电子冲击(“EI”)离子源、大气压光电离(“APPI”)离子源、 化学电离(“Cl”)离子源、解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源、大气压MALDI (“AP-MALDI”) 离子源、快速原子轰击(“FAB”)离子源、液体二次离子质谱学(“LSIMS”)离子源、场电离 (“FI”)离子源或场解吸(“FD”)离子源。可以可替选地使用其它连续或伪连续离子源。根据一个实施例，可以合并优选设备以构成混合质谱仪。例如，根据图13中所示 的实施例，可以在优选设备10的上游提供与裂解设备13组合的质量分析器或质量过滤器 14。亦可以在优选设备10的上游提供离子捕获器(未示出)以便存储离子、然后朝着优选 设备10中定期地释放离子。裂解设备130可以在某些工作模式下被配置成作为离子捕获 器或离子引导器来工作。根据图13中所示的实施例，首先已由质量分析器或质量过滤器14 质量有选择地传输的离子然后可以在裂解设备13中裂解。所得碎片离子然后优选地由优 选设备10进行质量分析，而从优选设备10轴向地喷出的离子然后优选地由下游离子检测 器12检测。图13中所示质量分析器或质量过滤器14优选地包括四极杆集质量过滤器或其它 离子捕获器。可替选地，质量分析器或质量过滤器14可以包括磁式扇形质量过滤器或质量 分析器或者轴向加速飞行时间质量分析器。裂解设备13优选地被布置成通过碰撞诱发解离(“CID”)、电子俘获解离(“ECD”)、 电子转移解离(“ETD”)或者通过表面诱发解离(“SID”)来裂解离子。图14示出了根据另一个实施例的质谱仪。根据这一实施例，优选设备10优选地被布置于裂解设备13和质量分析器15的上游。裂解设备13优选地被布置于优选设备10 的下游和质量分析器15的上游。离子捕获器(未示出)可以布置于优选设备10的上游以 便存储、然后朝着优选设备10定期地释放离子。图14中所示的几何构型优选地允许以依 赖于质量的方式从优选设备10轴向地喷出离子。从优选设备10轴向地喷出的离子然后优 选地在裂解设备13中裂解。所得碎片离子然后优选地由质量分析器15分析。上文参照图14示出和描述的实施例优选地有助于进行并行MS/MS实验，其中然后 优选地裂解以依赖于质量的方式退出优选设备10的离子。这允许高占空比地实现碎片离 子向母体离子的分配。裂解设备13可以被布置成通过碰撞诱发解离(“CID”)、电子俘获 解离(“ECD”)、电子转移解离(“ETD”)或者表面诱发解离(“SID”)来裂解离子。布置 于裂解设备13的下游的质量分析器15优选地包括飞行时间质量分析器或者另一离子捕获 器。根据其它实施例，质量分析器15可以包括磁式扇形质量分析器、四极杆集质量分析器 或者基于傅里叶变换的质量分析器，比如轨道捕获质谱仪。还可设想本发明的如下其它实施例其中可以通过与施加共振辅助AC电压或挠 电压不同的手段在离子捕获器内将离子径向移位。例如，离子可以通过质量选择不稳定性 和/或通过参数激发和/或通过向一个或多个杆电极2、3和/或向一个或多个叶片电极6、 7施加DC电势来径向移位。根据一个次优选实施例，可以以依次和/或同时的方式从离子捕获器的一端或两 端轴向地喷出离子。根据一个实施例，优选设备可以被配置成使得具有不同具体质荷比的多个不同种 类的离子可以基本上同时并且因此以基本上并行的方式从离子捕获器轴向地喷出。优选设备可以在提升的压力下工作，使得可以在工作模式下在离子通过优选设备 或者从优选设备喷出时根据离子的离子迁移率在时间上分离离子。如上文参照图13和图14描述的混合实施例还可以包括基于离子迁移率的分离 级。可以在优选设备10内和/或在可以例如位于优选设备10的上游和/或下游的一个或 多个单独的离子迁移率设备内根据离子的迁移率来分离离子。根据一个实施例，可以通过对主四极杆电极进行分段而不是通过提供附加的叶片 电极来提供位置随时间变化的一个或多个径向依赖性的DC势垒。可以按基本上如上所述 的序列向各个段施加DC电势。其中一对或全部两对四极杆之间的AC挠电压激发将导致质 量有选择的轴向喷出。根据一个实施例，不同的径向依赖性的势垒的位置可以随时间变化。根据一个实施例，可以实施对径向依赖性的势垒位置随时间的变化进行描述的不 同序列。根据一个实施例，势垒场的轴向位置可以沿着优选设备的长度的全部或一部分变 化。在向优选设备内的不同电极段施加DC电势之间的时间间隔可以在优选设备的工 作期间的任何点变化。在不同时间向不同电极段施加的DC电压的幅度可以在优选设备的工作期间的任 何点变化。根据该优选实施例，可以同时向同一平面内的相对叶片电极施加相同的DC电势。然而，根据其它实施例，可以不更改工作原理而按其它更复杂的序列施加一个或多个DC电压。对于其中一个或多个径向依赖性的DC势垒被布置成位置随时间变化的实施例，优选设备可以与处于优选实施例的下游的能量分析器结合使用。能量分析器可以例如包括 静电分析器(“ESA”)或施加有适当DC电势的网格。对于其中一个或多个径向依赖性的DC势垒被布置成位置随时间变化的实施例， 优选设备亦可用来基本上同时地限制和/或分离正和负离子。根据一个实施例，RF四极可以添加附加的DC电势，从而导致对等式1的修改。该优选实施例的一个优点在于退出设备或离子捕获器的离子的能量展宽优选地 相对低并且轮廓分明。这归因于如下事实根据该优选实施例，在喷出过程中，无轴向能量 从主径向限制RF电势传递给离子。这与其它已知离子捕获器形成对照，在这些已知离子捕 获器中，从限制RF电势到受限制的离子的轴向能量转移是喷出过程所不可或缺的。此轴向 能量转移可能由于主RF电势和DC势垒电极的互作用而发生在设备出口处的边缘场区域 中。因此，该优选实施例在离子将被传递给下游设备如下游质量分析器或者碰撞或反 应气体单元的情况下特别有利，下游设备的验收准则可能使得设备的总体传输和/或性能 受到输入离子动能的大展宽的不利影响。使用与上文参照图8描述的SIMON 8 (RTM)仿真类似的SIMON 8 (RTM)仿真来记录 退出基本上如上文参照图1所述那样布置的离子捕获器的一组离子的动能。将杆电极2、3 的内接半径R。建模为4. 16mm。将入口电极1建模为偏置于+IV的电压，而将杆集电极2、3 建模为偏置于OV的电压。将施加于杆电极2、3和出口电极4、5的主RF电压设定于800V(零 到峰幅度)和IMHz的频率。向一对主杆集电极3和向一对端电极5施加同相RF电压。向 另一对主杆集电极2和向另一对端电极4施加RF电压的相反相。将该对y端电极4偏置 于+4V的电压，而将该对χ端电极5偏置于-2V。将背景气压建模为10_4托(1.3X10_4毫 巴)氦(阻力与离子速度成线性比例的阻力模型)。将初始离子轴向能量设定于0. IeV0
在初始时间零，将质荷比为609的300个离子建模为在离子捕获器内予以提供。以 240kHz的频率在该对χ杆电极3之间施加200mV(峰到峰)的正弦AC电势差。然后，将施 加于杆电极的RF电压从它的初始值斜升至1000V(零到峰幅度)。在这些仿真条件下，离子 的径向移动增大，使得它大于布置于离子捕获器的出口处的轴向DC势垒的宽度。结果，离 子轴向地退出离子捕获器。在距端电极5的端部4mm的距离处测量离子的动能。离子的平 均动态为2eV，而动能的标准偏差为2. 7eV。为了比较，使用SIMION 8 (RTM)对可替选的已知轴向喷出技术进行建模。所用相 关参数与上述参数相同，并且将设备出口端的边缘场透镜设定为+2伏的DC电压。在这一 情形下，离子的平均动能为49. leV，而动能的标准偏差为56. 7eV。图15示出了根据该优选实施例的实验离子捕获器所得到的数据。将实验离子捕 获器安装到经修改的三重四极质谱仪中。使用正离子电喷雾电离来引入牛胰岛素样品，并 且使用离子捕获器的上游的四极质量过滤器来选择呈4+电荷状态的离子。在以每秒2Da 的扫描速率进行主限制RF幅度的分析扫描之前，将离子捕获器填充以离子约两秒。向一对 出口电极供应+20伏DC电压而向另一套出口电极供应-14伏DC电压以产生径向依赖性的势垒。示出了将4+电荷状态的同位素包络包含在内的窄质荷比区域的质谱。在这些条件 下，达到约23，800的质量分辨力。根据一个实施例，可以使用单个多极杆集作为线性离子 捕获器。可考虑若干具体机械构造。根据一个实施例，可以提供实心金属杆，其中杆的至少一个或多个区域包括由导 电涂层覆盖的电介质涂层。涂层的厚度优选地使得杆的外径不显著增大。然后，可以向导 电涂覆区域施加DC电压以形成一个或多个轴向DC势垒，而意图使施加于主杆的RF电压通 过仅有轻微衰减的涂层来形成RF四极场。还可设想与上述实施例基本上相同的另一个实施例，不同之处在于代替实心金 属杆，可以使用具有导电涂层的陶瓷、石英或类似的杆。最后，还可设想与上述两个实施例基本上相同的又一个实施例，不同之处在于代 替电介质及导电涂层，细的电绝缘线盘绕在杆上或者盘绕在形成于杆表面内的凹槽中。
虽然已参照优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将明白，可以进行 形式和细节上的各种修改而不脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的范围。
权利要求
一种离子捕获器，包括第一电极集，包括第一多个电极；第二电极集，包括第二多个电极；第一设备，被布置成并且适合于向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，使得(a)具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将所述离子中的至少一些离子限制于所述离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场；并且(b)具有在第二不同范围内的径向位移的离子经历(i)基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场，使得所述离子中的至少一些离子不被限制于所述离子捕获器内、所述至少一个轴向方向上；和/或(ii)用来在所述至少一个轴向方向上提取或加速所述离子中的至少一些离子和/或提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出所述离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差或提取场；以及第二设备，被布置成并且适合于变化、增大、减小或变更至少一些离子在所述离子捕获器内的径向位移。
2.如权利要求1所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布置成(i)引起在第一时间具有落在所述第一范围内的径向位移的至少一些离子在第二后续 时间具有落在所述第二范围内的径向位移；且/或( )引起在第一时间具有落在所述第二范围内的径向位移的至少一些离子在第二后 续时间具有落在所述第一范围内的径向位移。
3.如权利要求1或2所述的离子捕获器，其中(i)所述第一电极集和所述第二电极集包括同一套电极的多个电隔离的部分，且/或 其中所述第一电极集和所述第二电极集由同一套电极机械地形成；且/或( )所述第一电极集包括一套电极的具有电介质涂层的区域，而所述第二电极集包括 所述同一套电极的不同区域；且/或(iii)所述第二电极集包括一套电极的具有电介质涂层的区域，而所述第一电极集包 括所述同一套电极的不同区域。
4.如权利要求1、2或3所述的离子捕获器，其中所述第二电极集被布置于所述第一电 极集的下游。
5.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一电极集的下游端与所述第二 电极集的上游端之间的轴向间距选自于⑴< Imm ； (ii) l-2mm ； (iii)2_3mm ； (iv) 3-4mm ； (ν)4-5mm ；(vi)5-6mm ； (vii)6-7mm ； (viii)7-8mm ； (ix)8-9mm ； (χ)9-lOmm ； (xi)10_15mm ； (xii)15-20mm；(xiii)20_25mm ； (xiv)25_30mm ； (xv)30_35mm ； (xvi)35_40mm ； (xvii) 40_45mm ; (xviii) 45_50mm ；以及(xix) > 50mmo
6.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一电极集与所述第二电极集基 本上相邻和/或同轴地布置。
7.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中(a)所述第一多个电极包括多极杆集、四极杆集、六极杆集、八极杆集或者具有多于八 个杆的杆集；且/或(b)所述第二多个电极包括多极杆集、四极杆集、六极杆集、八极杆集或者具有多于八个杆的杆集。
8.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中(a)所述第一多个电极包括具有孔的多个电极或至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、 50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190 或 200 个电极，在使用时离子穿过这些孔；且/或(b)所述第二多个电极包括具有孔的多个电极或至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、 50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190 或 200 个电极，在使用时离子穿过这些孔。
9.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一电极集具有第一轴向长度， 而所述第二电极集具有第二轴向长度，且其中所述第一轴向长度显著大于所述第二轴向长 度，且/或其中所述第一轴向长度与所述第二轴向长度之比至少是2、3、4、5、6、7、8、9、10、 11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45 或 50。
10.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电 极施加一个或多个DC电压，以便在使用时在所述第一电极集内和/或在所述第二电极集内 产生随着第一径向方向上的自所述第一电极集和/或所述第二电极集的中心纵轴算起的 径向位移而增大和/或减小和/或变化的电势。
11.如权利要求10所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于向所述 第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电极施加 一个或多个DC电压，以便在使用时产生随着第二径向方向上的自所述第一电极集和/或所 述第二电极集的中心纵轴算起的径向位移而增大和/或减小和/或变化的电势，其中所述 第二径向方向与所述第一径向方向正交。
12.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电 极施加一个或多个DC电压，以便在至少一些正和/或负离子具有大于或小于第一值的自所 述第一电极集和/或所述第二电极集的中心纵轴算起的径向位移的情况下将所述离子轴 向地限制于所述离子捕获器内。
13.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 在使用时在沿着所述离子捕获器的长度的一个或多个轴向位置产生一个或多个径向依赖 性的轴向DC势垒，其中所述一个或多个径向依赖性的轴向DC势垒基本上防止所述离子捕 获器内的正和/或负离子中的至少一些或者至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、 40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90% 或 95% 轴向地越过所述一 个或多个轴向DC势垒和/或从所述离子捕获器中被轴向地提取。
14.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电 极施加一个或多个DC电压，以便在使用时产生在至少一些正和/或离子具有大于或小于第 一值的自所述第一电极和/或所述第二电极的中心纵轴算起的径向位移的情况下用来提 取或加速所述离子使之退出所述离子捕获器的提取场。
15.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于在使用时在沿着所述离子捕获器的长度的一个或多个轴向位置产生一个或多个轴向DC提 取电场，其中所述一个或多个轴向DC提取电场引起所述离子捕获器内的正和/或负离子中 的至少一些或者至少 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、 65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%轴向地越过所述DC捕获场、DC势垒或势垒场和/ 或从所述离子捕获器中被轴向地提取。
16.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 在使用时产生用来将所述离子中的至少一些离子限制于所述至少一个轴向方向上的DC捕 获场、DC势垒或势垒场，且其中所述离子具有在从下列范围中选择的范围内的自所述第一 电极集和/或所述第二电极集的中心纵轴算起的径向位移(i)0-0. 5mm ； (ii)0. 5-1. Omm ； (iii) 1. 0-1. 5mm ； (iv) 1. 5-2. Omm ； (ν) 2. 0-2. 5mm ； (vi) 2. 5-3. Omm ； (vii) 3. 0-3. 5mm ； (viii) 3. 5-4. Omm ； (ix) 4. 0-4. 5mm ； (χ) 4. 5-5. Omm ； (xi) 5. 0-5. 5mm ； (xii) 5. 5-6. Omm ； (xiii) 6. 0-6. 5mm ； (xiv) 6. 5-7. Omm ； (xv) 7. 0-7. 5mm ； (xvi) 7. 5-8. Omm ； (xvii) 8. 0-8. 5mm ；(xviii)8. 5-9. Omm ； (xix) 9. 0-9. 5mm ； (xx) 9. 5-10. Omm ；以及(xxi) > 10. 0mm。
17.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 使得在至少一个位置提供基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场，使得所述离子 中的至少一些离子不被限制于所述离子捕获器内、所述至少一个轴向方向上，且其中所述 离子具有在从下列范围中选择的范围内的自所述第一电极集和/或所述第二电极集的中 心纵轴算起的径向位移(i)0-0. 5mm ； (ii)0. 5-1. Omm ； (iii) 1. 0-1. 5mm ； (iv) 1. 5-2. Omm ； (ν) 2. 0-2. 5mm ； (vi) 2. 5-3. Omm ； (vii) 3. 0-3. 5mm ； (viii) 3. 5-4. Omm ； (ix) 4. 0-4. 5mm ； (χ) 4. 5-5. Omm ； (xi) 5. 0-5. 5mm ； (xii) 5. 5-6. Omm ； (xiii) 6. 0-6. 5mm ； (xiv) 6. 5-7. Omm ； (xv) 7. 0-7. 5mm ； (xvi) 7. 5-8. Omm ； (xvii) 8. 0-8. 5mm ； (xviii) 8. 5-9. Omm ；(xix)9. 0-9. 5mm ； (xx)9. 5-10. Omm ；以及(xxi) > 10. 0mm。
18.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合 于在使用时产生用来在所述至少一个轴向方向上提取或加速所述离子中的至少一些离子 和/或提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出所述离子捕获器的DC提取场、力口 速DC电势差或提取场，且其中所述离子具有在从下列范围中选择的范围内的自所述第一 电极集和/或所述第二电极集的中心纵轴算起的径向位移(i)0-0. 5mm ； (ii)0. 5-1. Omm ； (iii) 1. 0-1. 5mm ； (iv) 1. 5-2. Omm ； (ν) 2. 0-2. 5mm ； (vi) 2. 5-3. Omm ； (vii) 3. 0-3. 5mm ； (viii) 3. 5-4. 0mm ； (ix) 4. 0-4. 5mm ； (χ) 4. 5-5. 0mm ； (xi) 5. 0-5. 5mm ； (xii) 5. 5-6. 0mm ； (xiii) 6. 0-6. 5mm ； (xiv) 6. 5-7. 0mm ； (xv) 7. 0-7. 5mm ； (xvi) 7. 5-8. 0mm ； (xvii) 8. 0-8. 5mm ； (xviii) 8. 5-9. 0mm ； (xix) 9. 0-9. 5mm ； (xx) 9. 5-10. 0mm ；以及(xxi) > 10. 0mm。
19.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一多个电极具有内接半径rl 和第一纵轴，且/或其中所述第二多个电极具有内接半径r2和第二纵轴；并且其中所述第一设备被布置成并且适合于产生用来将所述离子中的至少一些离子限制 于所述离子捕获器内、所述至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中所 述DC捕获场、DC势垒或势垒场随着在第一径向方向上自所述第一纵轴和/或所述第二纵轴 起一直向所述第一内接半径r 1和/或所述第二内接半径r2的至少5 %、10 %、15 %、20 %、 25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 或 100%增大半径或位移而增大和/或减小和/或变化；且/或其中所述第一设备被布置成并且适合于产生用来将所述离子中的至少一些离子限制 于所述离子捕获器内、所述至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中所 述DC捕获场、DC势垒或势垒场随着在第二径向方向上自所述第一纵轴和/或所述第二纵轴 起一直向所述第一内接半径r 1和/或所述第二内接半径r2的至少5 %、10 %、15 %、20 %、 25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 或 100%增大半径或位移而增大和/或减小和/或变化，其中所述第二径向方向与所述第一径 向方向正交。
20.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一多个电极具有内径半径rl 和第一纵轴，且/或其中所述第二多个电极具有内接半径r2和第二纵轴；并且其中所述第一设备被布置成并且适合于在至少一个位置提供基本上为零的DC捕获 场、零DC势垒或零势垒场，使得所述离子中的至少一些离子不被限制于所述离子捕获器 内、所述至少一个轴向方向上，且其中所述基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场 随着在第一径向方向上自所述第一纵轴和/或所述第二纵轴起一直向所述第一内接半径 rl 和 / 或所述第二内接半径r2 的至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、 50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,95%^； 100%增大半径或位移而延伸； 且/或其中所述第一设备被布置成并且适合于在至少一个位置提供基本上为零的DC捕获 场、零DC势垒或零势垒场，使得所述离子中的至少一些离子不被限制于所述离子捕获器 内、所述至少一个轴向方向上，且其中所述基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场 随着在第二径向方向上自所述第一纵轴和/或所述第二纵轴起一直向所述第一内接半径 rl 和 / 或所述第二内接半径 r2 的至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、 50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,95%^； 100% 增大半径或位移而延伸， 其中所述第二径向方向与所述第一径向方向正交。
21.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一多个电极具有内径半径rl 和第一纵轴，且/或其中所述第二多个电极具有内接半径r2和第二纵轴；并且其中所述第一设备被布置成并且适合于产生用来在所述至少一个轴向方向上提取或 加速所述离子中的至少一些离子和/或提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出 所述离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差或提取场，且其中所述DC提取场、加速DC电势 差或提取场随着在第一径向方向上自所述第一纵轴和/或所述第二纵轴起一直向所述第 一内接半径1~1和/或所述第二内接半径『2的至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、 40%,45%,50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,95%^； 100% 增大半径或 位移而增大和/或减小和/或变化；且/或其中所述第一设备被布置成并且适合于产生用来在所述至少一个轴向方向上提取或 加速所述离子中的至少一些离子和/或提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出 所述离子捕获器的DC提取场、加速DC电势差或提取场，且其中所述DC提取场、加速DC电势 差或提取场随着在第二径向方向上自所述第一纵轴和/或所述第二纵轴起一直向所述第 一内接半径1~1和/或所述第二内接半径『2的至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、 40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95% 或 100% 增大半径或 位移而增大和/或减小和/或变化，其中所述第二径向方向与所述第一径向方向正交。
22.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在沿着所述离子捕获器的长度并 且位于所述第一电极集和/或所述第二电极集的轴向中心的上游和/或下游至少χ mm 处的一个或多个轴向位置产生用来将所述离子中的至少一些离子限制于所述离子捕获 器内、所述至少一个轴向方向上的所述DC捕获场、DC势垒或势垒场，其中χ选自于(i) < 1 ； (ii) 1-2 ； (iii)2-3 ； (iv)3-4 ； (ν) 4-5 ； (vi)5_6 ； (vii)6_7 ； (viii)7_8 ； (ix)8_9 ； (χ) 9-10 ；(xi)10-15 ；(xii)15-20 ； (xiii)20-25 ； (xiv)25-30 ； (xv)30-35 ； (xvi)35-40 ； (xvii) 40-45 ； (xviii) 45-50 ；以及(xix) > 50。
23.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在沿着所述离子捕获器的长度并且 位于所述第一电极集和/或所述第二电极集的轴向中心的上游和/或下游至少ymm处的一 个或多个轴向位置提供所述零DC捕获场、所述零DC势垒或所述零势垒场，其中y选自于 ⑴ < 1 ； (ii)l-2 ； (iii)2-3 ； (iv)3-4 ； (ν) 4-5 ； (vi)5_6 ； (vii)6_7 ； (viii)7_8 ； (ix)8_9 ； (χ) 9-10 ；(xi)10-15 ；(xii)15-20 ； (xiii)20-25 ； (xiv)25-30 ； (xv)30-35 ； (xvi)35-40 ； (xvii) 40-45 ； (xviii) 45-50 ；以及(xix) > 50。
24.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在沿着所述离子捕获器的长度并且 位于所述第一电极集和/或所述第二电极集的轴向中心的上游和/或下游至少zmm处的一 个或多个轴向位置产生用来在所述至少一个轴向方向上提取或加速所述离子中的至少一 些离子和/或提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出所述离子捕获器的所述DC 提取场、所述加速DC电势差或所述提取场，其中ζ选自于(i) < 1 ； (ii) 1-2 ； (iii) 2-3 ； (iv) 3-4 ； (ν) 4-5 ； (vi) 5-6 ； (vii)6-7 ； (viii) 7-8 ； (ix)8-9 ； (x)9-10 ； (xi) 10-15 ； (xii)15-20 ； (xiii)20-25 ； (xiv)25-30 ； (xv)30-35 ；(xvi) 35-40 ； (xvii) 40-45 ； (xviii) 45-50 ；以及(xix) >50。
25.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电 极施加所述一个或多个DC电压，使得(i)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，所述DC捕获场、DC势垒 或势垒场的径向和/或轴向位置保持基本上恒定；且/或(ii)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，所述基本上为零的DC 捕获场、零DC势垒或零势垒场的径向和/或轴向位置保持基本上恒定；且/或(iii)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，所述DC提取场、加速 DC电势差或提取场的径向和/或轴向位置保持基本上恒定。
26.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电 极施加所述一个或多个DC电压，以便(i)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫描 所述DC捕获场、DC势垒或势垒场的径向和/或轴向位置；且/或(ii)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫 描所述基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场的径向和/或轴向位置；且/或(iii)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫 描所述DC提取场、加速DC电势差或提取场的径向和/或轴向位置。
27.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电 极施加所述一个或多个DC电压，使得(i)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，所述DC捕获场、DC势垒 或势垒场的幅度保持基本上恒定；且/或( )在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，所述基本上为零的DC 捕获场、所述零DC势垒或所述零势垒场保持基本上为零；且/或(iii)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，所述DC提取场、加速 DC电势差或提取场的幅度保持基本上恒定。
28.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多个电 极施加所述一个或多个DC电压，以便(i)在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫描 所述DC捕获场、DC势垒或势垒场的幅度；且/或( )在工作模式下，在离子从所述离子捕获器轴向地喷出之时，变化、增大、减小或扫 描所述DC提取场、加速DC电势差或提取场的幅度。
29.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的至少一些电极和/或向所述第二多个电极中的至少一些电极施 加一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的第一相和/或第二相反相，以便在所述第一电 极集内和/或在所述第二电极集内在至少一个径向方向上激发至少一些离子，并且使得至 少一些离子随后在所述至少一个轴向方向上被推动和/或从所述离子捕获器轴向地喷出 和/或移动通过所述DC捕获场、所述DC电势或所述势垒场。
30.如权利要求29所述的离子捕获器，其中在所述至少一个轴向方向上被推动和/或 从所述离子捕获器轴向地喷出和/或移动通过所述DC捕获场、所述DC电势或所述势垒场 的所述离子沿着形成于所述第二电极集内的离子路径移动。
31.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布置成并且适合于 向所述第一多个电极中的至少一些电极和/或向所述第二多个电极中的至少一些电极施 加一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的第一相和/或第二相反相，以便在所述第一电 极集和/或所述第二电极集内以质量或质荷比有选择的方式径向地激发至少一些离子，从 而以质量或质荷比有选择的方式增大至少一些离子在所述第一电极集和/或所述第二电 极集内在至少一个径向方向上的径向移动。
32.如权利要求29、30或31所述的离子捕获器，其中(a)所述一个或多个激发电压、AC电压或挠电压具有从下列幅度中选择的幅度(i)<50mV 峰到峰值；(ii) 50_100mV 峰到峰值；(iii) 100_150mV 峰到峰值；(iv) 150_200mV 峰 到峰值；(v) 200-250mV峰到峰值；(vi) 250-300mV峰到峰值；(vii) 300-350mV峰到峰值； (viii) 350-400mV 峰到峰值；(ix) 400-450mV 峰到峰值；(x) 450-500mV 峰到峰值；以及(xi) > 500mV峰到峰值；且/或(b)所述一个或多个激发电压、AC电压或挠电压具有从下列频率中选择的频率(i)<IOkHz ； (ii) 10-20kHz ； (iii) 20_30kHz ； (iv) 30_40kHz ； (ν) 40_50kHz ； (vi) 50_60kHz ；(vii)60-70kHz ；(viii) 70-80kHz ； (ix)80-90kHz ； (x)90-100kHz (xi)IOO-IlOkHz ； (xii) 110-120kHz ； (xiii)120-130kHz ； (xiv) 130-140kHz ； (xv)140-150kHz ； (xvi) 150-160kHz ； (xvii) 160-170kHz ； (xviii) 170-180kHz ； (xix) 180-190kHz ； (XX) 190-200kHz ；以及(xxi) 200_250kHz ；(xxii)250_300kHz ； (xxiii)300_350kHz ； (xxiv) 350-400kHz ； (xxv)400-450kHz ； (xxvi)450-500kHz ； (xxvii) 500-600kHz ； (xxviii)600-700kHz ； (xxix)700_800kHz ； (xxx)800_900kHz ； (xxxi)900_1000kHz ；以及 (xxxii) > IMHz。
33.如权利要求29-32中的任一权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布 置成并且适合于维持向所述第一多个电极中的至少一些电极和/或所述第二多个电极中 的至少一些电极施加的所述一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的频率和/或幅度和/ 或相位基本上恒定。
34.如权利要求29-33中的任一权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布 置成并且适合于变化、增大、减小或扫描向所述第一多个电极中的至少一些电极和/或所 述第二多个电极中的至少一些电极施加的所述一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的频 率和/或幅度和/或相位。
35.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一电极集包括第一中心纵轴， 且其中(i)沿着所述第一中心纵轴有直接视线；且/或( )沿着所述第一中心纵轴基本上无物理轴向阻碍；且/或(iii)在使用时沿着所述第一中心纵轴传输的离子是以基本上100%的离子传输效率 传输的。
36.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二电极集包括第二中心纵轴， 且其中(i)沿着所述第二中心纵轴有直接视线；且/或( )沿着所述第二中心纵轴基本上无物理轴向阻碍；且/或(iii)在使用时沿着所述第二中心纵轴传输的离子是以基本上100%的离子传输效率 传输的。
37.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一多个电极单独地和/或组 合地具有第一横截面面积和/或形状，且其中所述第二多个电极单独地和/或组合地具有 第二横截面面积和/或形状，其中所述第一横截面面积和/或形状在沿着所述第一电极集 和所述第二电极集的轴向长度的一个或多个点处与所述第二横截面面积和/或形状基本 上相同，且/或其中所述第一多个电极的下游端的所述第一横截面面积和/或形状与所述 第二多个电极的上游端的所述第二横截面面积和/或形状基本上相同。
38.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一多个电极单独地和/或组 合地具有第一横截面面积和/或形状，且其中所述第二多个电极单独地和/或组合地具有 第二横截面面积和/或形状，其中在沿着所述第一电极集和所述第二电极集的轴向长度的 一个或多个点处和/或在所述第一多个电极的下游端和所述第二多个电极的上游端，所述 第一横截面面积和/或形状与所述第二横截面面积和/或形状之比选自于(i) < 0. 50 ； (ii)0. 50-0. 60 ； (iii)0. 60-0. 70 ； (iv)0. 70-0. 80 ； (v)0. 80-0. 90 ； (vi)0. 90-1. OO ；(vii) 1. 00-1. 10 ； (viii) 1. 10-1. 20 ； (ix) 1. 20-1. 30 ； (χ) 1. 30-1. 40 ； (xi) 1. 40-1. 50 ；以及 (xii) > 1. 50。
39.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，还包括布置于所述第一电极之间的第一 多个叶片电极或副电极和/或布置于所述第二电极集之间的第二多个叶片电极或副电极。
40.如权利要求39所述的离子捕获器，其中所述第一多个叶片电极或副电极和/或所 述第二多个叶片电极或副电极包括布置于第一平面内的第一组叶片电极或副电极和/或 布置于第二平面内的第二组电极，其中所述第二平面与所述第一平面正交，且其中(i)所述第一组叶片电极或副电极包括布置于所述第一电极集的第一纵轴和/或所 述第二电极集的第二纵轴的一侧的第一套叶片电极或副电极以及布置于所述第一纵轴和/ 或所述第二纵轴的相对侧的第二套叶片电极或副电极，其中所述第一套叶片电极或副电极 和/或所述第二套叶片电极或副电极包括至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、 16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、 45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95 或 100 个叶片电极或副电极；且 / 或(iii)所述第二组叶片电极或副电极包括布置于所述第一纵轴和/或所述第二纵轴 的一侧的第三套叶片电极或副电极以及布置于所述第一纵轴和/或所述第二纵轴的相对 侧的第四套叶片电极或副电极，其中所述第三套叶片电极或副电极和/或所述第四套叶片 电极或副电极包括至少 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、 23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、45、50、55、60、65、70、75、 80、85、90、95或100个叶片电极或副电极。
41.如权利要求40所述的离子捕获器，其中所述第一套叶片电极或副电极和/或所述 第二套叶片电极或副电极和/或所述第三套叶片电极或副电极和/或所述第四套叶片电极 或副电极被布置于构成所述第一电极集和/或所述第二电极集的不同电极对之间。
42.如权利要求39、40或41所述的离子捕获器，还包括被布置成并且适合于向下列电 极施加一个或多个第一 DC电压和/或一个或多个第二 DC电压的第四设备⑴所述叶片电极或副电极中的至少一些叶片电极或副电极；和/或 ( )所述第一套叶片电极或副电极；和/或(iii)所述第二套叶片电极或副电极；和/或(iv)所述第三套叶片电极或副电极；和/或 (ν)所述第四套叶片电极或副电极。
43.如权利要求42所述的离子捕获器，其中所述一个或多个第一DC电压和/或所述一 个或多个第二 DC电压包括一个或多个瞬态DC电压或电势和/或一个或多个瞬态DC电压 或电势波形。
44.如权利要求42或43所述的离子捕获器，其中所述一个或多个第一DC电压和/或 所述一个或多个第二 DC电压引起(i)离子沿着所述离子捕获器的轴向长度的至少一部分朝着所述离子捕获器的入口或 第一区域和/或在轴向方向上被推动、驱动、加速或推进；且/或( )已在至少一个径向方向上被激发的离子沿着所述离子捕获器的轴向长度的至少 一部分朝着所述离子捕获器的出口或第二区域和/或在相反轴向方向上被推动、驱动、力口 速或推进。
45.如权利要求42、43或44所述的离子捕获器，其中所述一个或多个第一DC电压和 /或所述一个或多个第二 DC电压具有基本上相同的幅度或不同的幅度，且其中所述一个或 多个第一 DC电压和/或所述一个或多个第二 DC电压的幅度选自于(i) < IV ； (ii) 1-2V ； (iii)2-3V ； (iv)3-4V ； (v)4-5V ； (vi)5-6V ； (vii)6-7V ； (viii)7-8V ； (ix)8_9V ； (x)9_10V ； (xi) 10-15V ； (xii) 15-20V ； (xiii) 20-25V ； (xiv) 25-30V ； (xv) 30-35V ； (xvi) 35-40V ； (xvii) 40-45V ； (xviii) 45-50V ；以及(xix) > 50V。
46.如权利要求39-45中的任一权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布 置成并且适合于向下列电极施加一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的第一相和/或第 二相反相⑴所述叶片电极或副电极中的至少一些叶片电极或副电极；和/或 ( )所述第一套叶片电极或副电极；和/或(iii)所述第二套叶片电极或副电极；和/或(iv)所述第三套叶片电极或副电极；和/或 (ν)所述第四套叶片电极或副电极；以便在所述第一电极集和/或所述第二电极集内在至少一个径向方向上激发至少一 些离子，并且使得至少一些离子随后在所述至少一个轴向方向上被推动和/或从所述离子 捕获器轴向地喷出和/或移动通过所述DC捕获场、所述DC电势或所述势垒场。
47.如权利要求46所述的离子捕获器，其中在所述至少一个轴向方向上被推动和/或 从所述离子捕获器轴向地喷出和/或移动通过所述DC捕获场、所述DC电势或所述势垒场 的所述离子沿着形成于所述第二电极集内的离子路径移动。
48.如权利要求39-47中的任一权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布 置成并且适合于向下列电极施加一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的第一相和/或第 二相反相⑴所述叶片电极或副电极中的至少一些叶片电极或副电极；和/或 ( )所述第一套叶片电极或副电极；和/或(iii)所述第二套叶片电极或副电极；和/或(iv)所述第三套叶片电极或副电极；和/或 (ν)所述第四套叶片电极或副电极；以便在所述第一电极集和/或所述第二电极集内以质量或质荷比有选择的方式径向 地激发至少一些离子，从而以质量或质荷比有选择的方式增大至少一些离子在所述第一电 极集和/或所述第二电极集内在至少一个径向方向上的径向移动。
49.如权利要求46、47或48所述的离子捕获器，其中(a)所述一个或多个激发电压、AC电压或挠电压具有从下列幅度中选择的幅度(i)<50mV 峰到峰值；(ii) 50_100mV 峰到峰值；(iii) 100_150mV 峰到峰值；(iv) 150_200mV 峰 到峰值；(v) 200-250mV峰到峰值；(vi) 250-300mV峰到峰值；(vii) 300-350mV峰到峰值； (viii) 350-400mV 峰到峰值；(ix) 400-450mV 峰到峰值；(x) 450-500mV 峰到峰值；以及(xi) > 500mV峰到峰值；且/或(b)所述一个或多个激发电压、AC电压或挠电压具有从下列频率中选择的频率(i)<IOkHz ； (ii) 10-20kHz ； (iii) 20_30kHz ； (iv) 30_40kHz ； (ν) 40_50kHz ； (vi) 50_60kHz ；(vii)60-70kHz；(viii) 70-80kHz ； (ix)80-90kHz ； (x)90-100kHz (xi)IOO-IlOkHz ； (xii) 110-120kHz ； (xiii)120-130kHz ； (xiv) 130-140kHz ； (xv)140-150kHz ； (xvi) 150-160kHz ； (xvii) 160-170kHz ； (xviii) 170-180kHz ； (xix) 180-190kHz ； (XX) 190-200kHz ；以及(xxi) 200_250kHz ；(xxii)250_300kHz ； (xxiii)300_350kHz ； (xxiv) 350-400kHz ； (xxv)400-450kHz ； (xxvi)450-500kHz ； (xxvii) 500-600kHz ； (xxviii)600-700kHz ； (xxix)700_800kHz ； (xxx)800_900kHz ； (xxxi)900_1000kHz ；以及 (xxxii) > IMHz。
50.如权利要求46-49中的任一权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布 置成并且适合于维持向所述多个叶片电极或副电极中的至少一些叶片电极或副电极施加 的所述一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的频率和/或幅度和/或相位基本上恒定。
51.如权利要求46-50中的任一权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布 置成并且适合于变化、增大、减小或扫描向所述多个叶片电极或副电极中的至少一些叶片 电极或副电极施加的所述一个或多个激发电压、AC电压或挠电压的频率和/或幅度和/或 相位。
52.如权利要求39-51中的任一权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一多个叶片 电极或副电极单独地和/或组合地具有第一横截面面积和/或形状，且其中所述第二多个 叶片电极或副电极单独地和/或组合地具有第二横截面面积和/或形状，其中所述第一横 截面面积和/或形状在沿着所述第一多个叶片电极或副电极和所述第二多个叶片电极或 副电极的长度的一个或多个点处与所述第二横截面面积和/或形状基本上相同。
53.如权利要求39-52中的任一权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一多个叶 片电极或副电极单独地和/或组合地具有第一横截面面积和/或形状，且其中所述第二 多个叶片电极或副电极单独地和/或组合地具有第二横截面面积和/或形状，其中在沿 着所述第一多个叶片电极或副电极和所述第二多个叶片电极或副电极的长度的一个或 多个点处，所述第一横截面面积和/或形状与所述第二横截面面积和/或形状之比选 自于⑴ < 0. 50 ； (ii)0. 50-0. 60 ； (iii)0. 60-0. 70 ； (iv)0. 70-0. 80 ； (v)0. 80-0. 90 ； (vi)0. 90-1. OO ； (vii) 1. 00-1. 10 ； (viii) 1. 10-1. 20 ； (ix) 1. 20-1. 30 ； (χ) 1. 30-1. 40 ； (xi) 1. 40-1. 50 ；以及(xii) > 1. 50。
54.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，还包括被布置成并且适合于向所述第一 电极集施加第一 AC或RF电压和/或向所述第二电极集施加第二 AC或RF电压的第三设备。
55.如权利要求54所述的离子捕获器，其中(a)所述第一AC或RF电压和/或所述第二 AC或RF电压具有从下列幅度中选择的幅 度(i) < 50V 峰到峰值；(ii) 50-100V 峰到峰值；(iii) 100-150V 峰到峰值；(iv) 150-200V 峰到峰值；(v) 200-250V峰到峰值；(vi)250-300V峰到峰值；(vii) 300-350V峰到峰值；(viii)350-400V峰到峰值；(ix) 400-450V 峰到峰值；(x)450_500V 峰到峰值；以及(xi) > 500V峰到峰值；且/或(b)所述第一AC或RF电压和/或所述第二 AC或RF电压具有从下列频率中选择的频 率(i) < IOOkHz ； (ii)100_200kHz ； (iii)200_300kHz ； (iv)300_400kHz ； (ν)400_500kHz ； (vi) 0. 5-1. OMHz ； (vii) 1.0-1. 5MHz ； (viii) 1. 5-2. OMHz ； (ix) 2. 0-2. 5MHz ； (χ) 2. 5-3. OMHz ； (xi) 3. 0-3. 5MHz ； (xii) 3. 5-4. OMHz ； (xiii) 4. 0-4. 5MHz ；(xiv)4. 5-5. OMHz ； (xv) 5. 0-5. 5MHz ； (xvi) 5. 5-6. OMHz ； (xvii) 6. 0-6. 5MHz ； (xviii) 6. 5-7. OMHz ； (xix) 7. 0-7. 5MHz ； (xx) 7. 5-8. OMHz ； (xxi) 8. 0-8. 5MHz ； (xxii)8. 5-9. OMHz ； (xxiii)9. 0-9. 5MHz ； (xxiv)9. 5-10. OMHz ；以及(xxv) > 10. OMHz ；且/ 或(c)所述第一 AC或RF电压和所述第二 AC或RF电压具有基本上相同的幅度和/或相 同的频率和/或相同的相位。
56.如权利要求54或55所述的离子捕获器，其中所述第三设备被布置成并且适合于维 持所述第一 AC或RF电压和/或所述第二 AC或RF电压的频率和/或幅度和/或相位基本 上恒定。
57.如权利要求54、55或56所述的离子捕获器，其中所述第三设备被布置成并且适合 于变化、增大、减小或扫描所述第一 AC或RF电压和/或所述第二 AC或RF电压的频率和/ 或幅度和/或相位。
58.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布置成并且适合于 通过共振喷出和/或质量选择不稳定性和/或参数激发来激发离子。
59.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第二设备被布置成并且适合于 通过向所述第一多个电极和/或所述第二多个电极中的至少一些电极施加一个或多个DC 电势来增大离子的径向位移。
60.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，还包括被布置于所述第一电极集和/或 所述第二电极集的上游和/或下游的一个或多个电极，其中在工作模式下一个或多个DC和 /或AC或RF电压被施加于所述一个或多个电极，以便将至少一些离子轴向地限制于所述离 子捕获器内。
61.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在工作模式下至少一些离子被布置 成被捕获或隔离于所述离子捕获器的一个或多个上游和/或中间和/或下游区域中。
62.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在工作模式下至少一些离子被布置 成在所述离子捕获器的一个或多个上游和/或中间和/或下游区域中被裂解。
63.如权利要求62所述的离子捕获器，其中所述离子被布置成通过下列方式来裂解 (i)碰撞诱发解离(“CID”)； (ii)表面诱发解离(“SID”)； (iii)电子转移解离；(iv) 电子捕获解离；(ν)电子碰撞或冲击解离；(vi)光诱发解离(“PID”)； (vii)激光诱发解 离；(viii)红外辐射诱发解离；(ix)紫外辐射诱发解离；(χ)热或温度解离；(xi)电场诱 发解离；(xii)磁场诱发解离；(xiii)酶消化或酶降解解离；(xiv)离子_离子反应解离；(xv)离子-分子反应解离；(xvi)离子-原子反应解离；(xvii)离子-亚稳离子反应解离；(xviii)离子-亚稳分子反应解离；(xix)离子-亚稳原子反应解离；以及(xx)电子电离解 离(“EID”)。
64.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述离子捕获器在工作模式下被维 持于从下列压力中选择的压力:(i) > IOOmbar ;(ii) > IOmbar ； (iii) > Imbar ； (iv) > 0. Imbar ； (v) > lCT2mbar ； (vi) > lCT3mbar ； (vii) > lCT4mbar ； (viii) > lCT5mbar ; (ix) > lCT6mbar ； (χ) < IOOmbar ； (xi) < IOmbar ； (xii) < lmbar ； (xiii) < 0. Imbar ； (xiv) < lCT2mbar ； (xv) < lCT3mbar ； (xvi) < lCT4mbar ； (xvii) < lCT5mbar ； (xviii) < lCT6mbar ；(xix)IO-IOOmbar ； (xx) I-IOmbar ； (xxi)0. 1-lmbar ； (xxi i) 1(T2 至 KT1Hibar ； (xxiii) 1(Γ3 至‘1 (T2mbar ； (xxiv) 1(Γ4 至 l(T3mbar ；以及(χχν) 1(Γ5 至 IO^mbar0
65.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在工作模式下至少一些离子被布置 成当它们经过所述离子捕获器的长度的至少一部分时根据它们的离子迁移率或离子迁移 率随电场强度的变化率在时间上被分离。
66.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，还包括用于使离子以脉冲形式进入所述 离子捕获器和/或用于将基本上连续的离子束转换成脉冲式离子束的设备或离子门。
67.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一电极集和/或所述第二电 极集被轴向分段成多个轴向段或者至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、 19或20个轴向段。
68.如权利要求67所述的离子捕获器，其中在工作模式下所述多个轴向段中的至少一 些轴向段被维持于不同的DC电势，且/或其中一个或多个瞬态DC电势或电压或者一个或 多个瞬态DC电势或电压波形被施加于所述多个轴向段中的至少一些轴向段，使得至少一 些离子被捕获于一个或多个轴向DC势阱中，且/或其中至少一些离子在第一轴向方向和/ 或第二相反轴向方向上被推动。
69.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在工作模式下(i)离子在基本上不向所述离子传递轴向能量的情况下和/或在轴向方向上从所述离 子捕获器基本上绝热地喷出；且/或( )离子以从下列范围中选择的范围内的平均轴向动能在轴向方向上从所述离子捕 获器轴向地喷出⑴ < IeV ； (ii)l-2eV ； (iii) 2_3eV ； (iv) 3_4eV ； (ν) 4-5eV ； (vi)5-6eV ； (vii)6-7eV；(viii)7-8eV；(ix)8-9eV ； (x)9-10eV ； (xi)10-15eV ； (xii)15-20eV ； (xiii) 20-25eV ； (xiv) 25_30eV ； (xv) 30_35eV ； (xvi) 35_40eV ；以及(xvii) 40_45eV ；且 / 或(iii)离子在轴向方向上从所述离子捕获器轴向地喷出，且其中所述轴向动能的标准 偏差处于从下列范围中选择的范围内⑴< IeV ； (ii) l-2eV ； (iii) 2-3eV ； (iv) 3-4eV ； (v)4-5eV ； (vi)5-6eV ； (vii)6-7eV ； (viii)7-8eV ； (ix)8_9eV ； (x)9_10eV ； (xi) 10_15eV ； (xii)15-20eV ；(xiii) 20-25eV ；(xiv) 25-30eV ；(xv) 30-35eV ； (xvi) 35-40eV ； (xvii)40-45eV ；以及(xviii) 45_50eV。
70.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在工作模式下具有不同质荷比的多 个不同种类的离子在基本上相同和/或显著不同的轴向方向上从所述离子捕获器同时轴 向地喷出。
71.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在工作模式下向所述第一多个电极 中的至少一些电极和/或所述第二多个电极中的至少一些电极施加附加AC电压。
72.如权利要求71所述的离子捕获器，其中在所述附加AC电压上对所述一个或多个 DC电压进行调制，使得至少一些正和负离子被同时限制于所述离子捕获器内和/或从所述 离子捕获器同时轴向地喷出。
73.如权利要求71或72所述的离子捕获器，其中(a)所述附加AC电压具有从下列幅度中选择的幅度(i) < IV峰到峰值；(ii) 1-2V峰 到峰值；(iii) 2-3V峰到峰值；(iv) 3-4V峰到峰值；(v) 4-5V峰到峰值；(vi) 5-6V峰到峰值； (vii)6-7V峰到峰值；(viii)7-8V峰到峰值；(ix) 8-9V峰到峰值；(x) 9-10V峰到峰值；以及 (xi) > IOV峰到峰值；且/或(b)所述附加AC电压具有从下列频率中选择的频率⑴< IOkHz ;(ii)10-20kHz ； (iii) 20-30kHz ； (iv) 30-40kHz ； (ν) 40-50kHz ； (vi) 50-60kHz ； (vii) 60-70kHz ； (viii)70-80kHz ； (ix)80_90kHz ； (x)90_100kHz ； (xi)IOO-IlOkHz ； (xii)110_120kHz ； (xiii) 120-130kHz ； (xiv) 130-140kHz ； (xv) 140-150kHz ； (xvi) 150-160kHz ； (xvii) 160-170kHz ； (xviii) 170-180kHz ； (xix) 180-190kHz ； (xx) 190-200kHz ； VX 及(xxi)200-250kHz ； (xxii) 250_300kHz ； (xxiii) 300_350kHz ； (xxiv) 350_400kHz ； (xxv)400-450kHz ； (xxvi)450-500kHz ； (xxvii)500-600kHz ； (xxviii)600-700kHz ； (xxix) 700-800kHz ； (xxx) 800_900kHz ； (xxxi) 900_1000kHz ；以及(xxxii) > IMHz。
74.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述离子捕获器还被布置成并且适 合于在至少一个非捕获工作模式下工作，其中(i)向所述第一电极集和/或向所述第二电极集施加DC和/或AC或RF电压，使得所 述离子捕获器作为纯RF的离子引导器、或者不将离子轴向地限制于其内部的离子引导器 来工作；且/或( )向所述第一电极集和/或向所述第二电极集施加DC和/或AC或RF电压，使得所 述离子捕获器作为质量过滤器或质量分析器来工作，以便质量有选择地传输一些离子而显 著衰减其它离子。
75.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中在工作模式下径向地激发不希望在 瞬间轴向地喷出的离子，且/或其中不再径向地激发或者在更小程度上径向地激发希望在 瞬间轴向地喷出的离子。
76.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中希望在瞬间从所述离子捕获器轴向 地喷出的离子从所述离子捕获器质量有选择地喷出，且/或不希望在所述瞬间从所述离子 捕获器轴向地喷出的离子不从所述离子捕获器质量有选择地喷出。
77.如任一前述权利要求所述的离子捕获器，其中所述第一电极集包括第一多极杆集， 而所述第二电极集包括第二多极杆集，且其中向所述第一多极杆集和向所述第二多极杆集 施加AC或RF电压的基本上相同的幅度和/或频率和/或相位，以便将离子径向地限制于 所述第一多极杆集和/或所述第二多极杆集内。
78.一种离子捕获器，包括第一设备，被布置成并且适合于产生用来将具有第一径向位移的离子轴向地限制于所 述离子捕获器内的第一 DC电场以及用来从所述离子捕获器提取或轴向地加速具有第二径 向位移的离子的第二 DC电场；以及第二设备，被布置成并且适合于质量有选择地变化、增大、减小或扫描至少一些离子的 径向位移，使得所述离子从所述离子捕获器轴向地喷出，而其它离子保持轴向地限制于所 述离子捕获器内。
79.—种质谱仪，包括如任一前述权利要求所述的离子捕获器。
80.如权利要求79所述的质谱仪，还包括(a)离子源，被布置于所述离子捕获器的上游，其中所述离子源选自于(i)电喷雾电 离(“ESI”)离子源；(ii)大气压光电离(“APPI”)离子源；(iii)大气压化学电离(“APCI”) 离子源；(iv)基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)离子源；(ν)激光解吸电离(“LDI”)离 子源；(vi)大气压电离(“API”)离子源；(vii)硅上解吸电离(“DIOS”)离子源；(viii)电子冲击(“ΕΙ，，)离子源；(ix)化学电离(“Cl”)离子源；(χ)场电离(“FI，，)离子源； (xi)场解吸(“FD”)离子源；(xii)感应耦合等离子体(“ICP”)离子源；(xiii)快原子 轰击(“FAB”)离子源；(xiv)液体二次离子质谱学(“LSIMS”)离子源；(xv)解吸电喷雾 电离(“DESI”)离子源；(xvi)镍-63放射性离子源；(xvii)大气压基质辅助激光解吸电 离离子源；以及(xviii)热喷雾离子源；和/或(b)一个或多个离子引导器， 被布置于所述离子捕获器的上游和/或下游；和/或(c)一个或多个离子迁移率分离设备和/或一个或多个场不对称离子迁移率谱仪设 备，被布置于所述离子捕获器的上游和/或下游；和/或(d)一个或多个离子捕获器或者一个或多个离子捕获区，被布置于所述离子捕获器的 上游和/或下游；和/或(e)一个或多个碰撞、裂解或反应单元，被布置于所述离子捕获器的上游和/或下游， 其中所述一个或多个碰撞、裂解或反应单元选自于(i)碰撞诱发解离(“CID”)裂解设备； ( )表面诱发解离(“SID”)裂解设备；(iii)电子转移解离裂解设备；(iv)电子捕获解离 裂解设备；(ν)电子碰撞或冲击解离裂解设备；(vi)光诱发解离(“PID”)裂解设备；(vii) 激光诱发解离裂解设备；(viii)红外辐射诱发解离设备；(ix)紫外辐射诱发解离设备；(X) 喷嘴-分液器接口裂解设备；(xi)内源裂解设备；(xii)离子源碰撞诱发解离裂解设备； (xiii)热或温度源裂解设备；(xiv)电场诱发裂解设备；(xv)磁场诱发裂解设备；(xvi) 酶消化或酶降解裂解设备；(xvii)离子_离子反应裂解设备；(xviii)离子_分子反应裂 解设备；(xix)离子_原子反应裂解设备；(XX)离子_亚稳离子反应裂解设备；(xxi)离 子-亚稳分子反应裂解设备；(xxii)离子-亚稳原子反应裂解设备；(xxiii)用于使离子反 应以形成加合或产物离子的离子-离子反应设备；(xxiv)用于使离子反应以形成加合或产 物离子的离子_分子反应设备；(XXV)用于使离子反应以形成加合或产物离子的离子_原 子反应设备；(xxvi)用于使离子反应以形成加合或产物离子的离子-亚稳离子反应设备； (xxvii)用于使离子反应以形成加合或产物离子的离子-亚稳分子反应设备；(xxviii)用 于使离子反应以形成加合或产物离子的离子-亚稳原子反应设备；以及(xxix)电子电离解 离(“EID”)裂解设备；和/或(f)从下列质量分析器中选择的质量分析器(i)四极质量分析器；(ii)2D或线性四 极质量分析器；(iii)保罗(Paul)或3D四极质量分析器；(iv)彭宁(Perming)捕获器质 量分析器；(ν)离子捕获器质量分析器；(vi)磁式扇形质量分析器；(vii)离子回旋共振 (“ICR”)质量分析器；(viii)快速傅里叶变换离子回旋共振(“FTICR”)质量分析器；(ix) 静电或轨道捕获器质量分析器；(χ)傅里叶变换静电或轨道捕获器质量分析器；(xi)傅里 叶变换质量分析器；(xii)飞行时间质量分析器；(xiii)正交加速飞行时间质量分析器；以 及(xiv)线性加速飞行时间质量飞行器；和/或(g)一个或多个能量分析器或静电能量分析器，被布置于所述离子捕获器的上游和/ 或下游；和/或(h)一个或多个离子检测器，被布置于所述离子捕获器的上游和/或下游；和/或(i)一个或多个质量过滤器，被布置于所述离子捕获器的上游和/或下游，其中所述一 个或多个质量过滤器选自于(i)四极质量过滤器；(ii) 2D或线性四极离子捕获器；(iii) 保罗或3D四极离子捕获器；(iv)彭宁离子捕获器；(ν)离子捕获器；(vi)磁式扇形质量过滤器；以及(vi -飞行时间质量过滤器。
81.一种双模式设备，包括 第一电极集和第二电极集；第一设备，被布置成并且适合于当所述双模式设备在第一工作模式下工作时在沿着离 子捕获器的位置产生用来将具有第一径向位移的离子轴向地限制于所述离子捕获器内并 且从所述离子捕获器提取具有第二径向位移的离子的DC电势场；第二设备，被布置成并且适合于当所述双模式设备在所述第一工作模式下工作时质量 有选择地变化、增大、减小或扫描至少一些离子的径向位移，使得至少一些离子从所述离子 捕获器轴向地喷出而其它离子保持轴向地限制于所述离子捕获器内；以及第三设备，被布置成并且适合于向所述第一电极集和/或向所述第二电极集施加DC和 /或RF电压，使得当所述双模式设备在第二工作模式下工作时，所述双模式设备作为质量 过滤器或质量分析器来工作，或者作为向前传输离子而不轴向地限制离子的纯RF的离子 引导器来工作。
82.一种捕获离子的方法，包括提供包括第一多个电极的第一电极集和包括第二多个电极的第二电极集； 向所述第一多个电极中的一个或多个电极和/或向所述第二多个电极中的一个或多 个电极施加一个或多个DC电压，使得具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将所 述离子中的至少一些离子限制于所述离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC 势垒或势垒场，且其中具有在第二不同范围内的径向位移的离子经历(i)基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒场，使得所述离子中的至少一些离子 不被限制于所述离子捕获器内、所述至少一个轴向方向上；和/或( )用来在所述至少一个轴向方向上提取或加速所述离子中的至少一些离子和/或 提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出所述离子捕获器的DC提取场、加速DC电 势差或提取场；并且变化、增大、减小或变更至少一些离子在所述离子捕获器内的径向位移。
83.—种质谱测定方法，包括如权利要求82所述的捕获离子的方法。
84.一种可由包括离子捕获器的质谱仪的控制系统执行的计算机程序，所述计算机程 序被布置成引起所述控制系统(i)向所述离子捕获器的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，使得在所述离子捕 获器内具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将所述离子中的至少一些离子限制 于所述离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中具有在 第二不同范围内的径向位移的离子经历(a)基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒 场，使得所述离子中的至少一些离子不被限制于所述离子捕获器内、所述至少一个轴向方 向上；和/或(b)用来在所述至少一个轴向方向上提取或加速所述离子中的至少一些离子 和/或提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出所述离子捕获器的DC提取场、加速 DC电势差或提取场；并且( )变化、增大、减小或变更至少一些离子在所述离子捕获器内的径向位移。
85.一种计算机可读介质，包括存储于所述计算机可读介质上的计算机可执行指令，所 述指令被布置成可由包括离子捕获器的质谱仪的控制系统执行，以便引起所述控制系统(i)向所述离子捕获器的一个或多个电极施加一个或多个DC电压，使得在所述离子捕 获器内具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将所述离子中的至少一些离子限制 于所述离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场，且其中具有在 第二不同范围内的径向位移的离子经历(a)基本上为零的DC捕获场、零DC势垒或零势垒 场，使得所述离子中的至少一些离子不被限制于所述离子捕获器内、所述至少一个轴向方 向上；和/或(b)用来在所述至少一个轴向方向上提取或加速所述离子中的至少一些离子 和/或提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出所述离子捕获器的DC提取场、加速 DC电势差或提取场；并且( )变化、增大、减小或变更至少一些离子在所述离子捕获器内的径向位移。
86.如权利要求85所述的计算机可读介质，其中所述计算机可读介质选自于(i)ROM ； (ii) EAROM ； (iii) EPROM ； (iv) EEPROM ； (ν)闪存；以及(vi)光盘。
87.一种离子捕获器，包括第一多极杆集，包括具有第一纵轴的第一多个杆电极；第二多极杆集，包括具有第二纵轴的第二多个杆电极，所述第二多极杆集被布置于所 述第一多极杆集的下游；第一设备，被布置成并且适合于向所述第二杆电极中的一个或多个杆电极施加一个或 多个DC电压，以便在使用时产生具有随着在第一径向方向上自所述第二纵轴起增大半径 或位移而减小的电势的势垒场；以及第二设备，被布置成并且适合于在所述第一多极杆集内在至少一个径向方向上激发至 少一些离子和/或增大至少一些离子在所述第一多极杆集内在至少一个径向方向上的径 向位移。
88.一种离子捕获器，包括 多个电极；第一设备，被布置成并且适合于向所述多个电极中的一个或多个电极施加一个或多个 DC电压，以产生用来轴向地限制具有第一径向位移的至少一些离子并且用来轴向地提取具 有第二径向位移的至少一些离子的DC场。
89.根据权利要求88所述的离子捕获器，还包括第二设备，被布置成并且适合于激发 至少一些离子，使得所述离子中的至少一些离子的径向位移变化、增大、减小或变更，使得 所述离子中的至少一些离子从所述离子捕获器被轴向地提取。
90.一种离子捕获器，包括 多个电极；设备，被布置成并且适合于在所述离子捕获器的第一区域内维持正DC电场，使得防止 所述第一区域内的正离子在轴向方向上退出所述离子捕获器，且其中所述设备被布置成并 且适合于在所述离子捕获器的第二区域内维持零或负DC电场，使得所述第二区域内的正 离子自由地在所述轴向方向上退出所述离子捕获器或者在所述轴向方向上被推动、吸引或 提取从而退出所述离子捕获器。
91.一种离子捕获器，包括 多个电极；设备，被布置成并且适合于在所述离子捕获器的第一区域内维持负DC电场，使得防止所述第一区域内的负离子在轴向方向上退出所述离子捕获器，且其中所述设备被布置成并 且适合于在所述离子捕获器的第二区域内维持零或正DC电场，使得所述第二区域内的负 离子自由地在所述轴向方向上退出所述离子捕获器或者在所述轴向方向上被推动、吸引或 提取从而退出所述离子捕获器。
92. —种离子捕获器，其中在工作模式下离子在轴向方向上从所述离子捕获器基本上 绝热地喷出。
93.如权利要求92所述的离子捕获器，其中(i)紧接在轴向地喷出之前，所述离子捕获器内的离子具有第一平均能量E1，且其中 紧接在从所述离子捕获器轴向地喷出之后，所述离子具有第二平均能量E2，其中El基本上 等于E2;且/或( )紧接在轴向地喷出之前，所述离子捕获器内的离子具有第一能量范围，且其中紧 接在从所述离子捕获器轴向地喷出之后，所述离子具有第二能量范围，其中所述第一能量 范围基本上等于所述第二能量范围；且/或(iii)紧接在轴向地喷出之前，所述离子捕获器内的离子具有第一能量展宽ΔΕ1，且 其中紧接在从所述离子捕获器轴向地喷出之后，所述离子具有第二能量展宽ΔΕ2，其中 Δ El基本上等于ΔΕ2。
94.一种离子捕获器，其中在工作模式下在所述离子捕获器的出口区产生径向依赖性 的轴向DC势垒，其中所述DC势垒在第一径向位移处是非零的、是正的或者是负的，而在第 二径向位移处基本上是零、是负的或者是正的。
95.一种离子捕获器，包括第一设备，被布置成并且适合于产生(i)第一轴向DC电场，用来将具有第一径向位移的离子轴向地限制于所述离子捕获器 内；以及( )第二轴向DC电场，用来从所述离子捕获器提取或轴向地加速具有第二径向位移 的离子；以及第二设备，被布置成并且适合于质量有选择地变化、增大、减小或扫描至少一些离子的 径向位移，使得所述离子从所述离子捕获器轴向地喷出，而其它离子保持轴向地限制于所 述离子捕获器内。
96.一种质谱仪，包括一种设备，其中所述设备包括基本上无物理轴向阻碍的RF离子 引导器并且被配置成使得在使用时在至少两个工作模式或状态之间切换所施加的电场，其 中在第一工作模式或状态下所述设备向前传输在一质量或质荷比范围内的离子，且其中在 第二工作模式或状态下所述设备作为如下线性离子捕获器来工作其中离子在至少一个径 向方向上质量有选择地移位并且借助一个或多个径向依赖性的轴向DC势垒在轴向方向上 绝热地喷出。
97. 一种离子捕获器，其中在工作模式下离子以从下列范围中选择的范围内的 平均轴向动能在轴向方向上从所述离子捕获器轴向地喷出(i) < leV;(ii)l-2eV; (iii) 2-3eV ； (iv) 3_4eV ； (ν) 4_5eV ； (vi) 5_6eV ； (vii) 6_7eV ； (viii) 7_8eV ； (ix) 8_9eV ； (χ) 9-10eV ； (xi) 10_15eV ； (xii) 15_20eV ； (xiii) 20_25eV ； (xiv) 25_30eV ； (xv) 30_35eV ； (xvi)35-40eV ；以及(xvii) 40_45eV。
98.一种离子捕获器，其中在工作模式下离子在轴向方向上从所述离子捕获器轴向 地喷出，且其中所述轴向动能的标准偏差处于从下列范围中选择的范围内(i) < leV； (ii) l-2eV ； (iii)2_3eV ； (iv)3-4eV ； (ν) 4_5eV ； (vi)5-6eV ； (vii)6-7eV ； (viii)7-8eV ； (ix)8-9eV；(χ)9-10eV ； (xi)10_15eV ； (xii)15_20eV ； (xiii)20_25eV ； (xiv)25_30eV ； (XV) 30-35eV ； (xvi) 35_40eV ； (xvii) 40_45eV ；以及(xviii) 45_50eV。
99.一种离子捕获器，包括第一多极杆集，包括第一多个杆电极；第二多极杆集，包括第二多个杆电极；第一设备，被布置成并且适合于向所述第一多个杆电极中的一个或多个杆电极和/或 向所述第二多个杆电极中的一个或多个杆电极施加一个或多个DC电压，使得(a)具有在第一范围内的径向位移的离子经历用来将所述离子中的至少一些离子限制 于所述离子捕获器内、至少一个轴向方向上的DC捕获场、DC势垒或势垒场；并且(b)具有在第二不同范围内的径向位移的离子经历(i)基本上为零的DC捕获场、零 DC势垒或零势垒场，使得所述离子中的至少一些离子不被限制于所述离子捕获器内、所述 至少一个轴向方向上；和/或(ii)用来在所述至少一个轴向方向上提取或加速所述离子中 的至少一些离子和/或提取或加速所述离子中的至少一些离子使之退出所述离子捕获器 的DC提取场、加速DC电势差或提取场；以及第二设备，被布置成并且适合于变化、增大、减小或变更至少一些离子在所述离子捕获 器内的径向位移。
100.如权利要求99所述的离子捕获器，还包括第一多个叶片电极或副电极，被布置于构成所述第一多极杆集的杆之间；和/或第二多个叶片电极或副电极，被布置于构成所述第二多极杆集的杆之间。
全文摘要
公开了一种包括四极杆集离子捕获器(2、3)的质谱仪，其中在离子捕获器的出口(4、5)产生随着在一个径向方向上增大半径而减小的电势场。离子捕获器(2、3)内的离子在径向方向上被质量有选择地激发。已在径向方向上被激发的离子经历如下电势场，该电势场不再将离子轴向地限制于离子捕获器内，而代之以用来提取离子，并因此引起离子从离子捕获器(2、3)轴向地喷出。
文档编号H01J49/42GK101802966SQ200880106669
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月14日 优先权日2007年7月12日
发明者丹尼尔·詹姆斯·肯尼, 大卫·兰格里奇, 詹森·李·维尔德古斯, 马丁·格伦 申请人:英国质谱公司