多维离子分离的制作方法

文档序号:12288677阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种被配置为在低于环境气压下操作的离子分离设备,包括:

具有穿过其中在第一方向上延伸的轴线的离子入口孔,以及离子出口孔;其中所述入口孔和所述出口孔在所述第一方向和第二正交方向上彼此在空间上分离;

用于在所述第一方向上推进离子通过所述设备的装置;和

用于在所述第二方向上推进离子以使离子根据第一物理化学性质在所述第二方向上分离,使得具有所述物理化学性质的第一值或第一值范围的离子通过所述出口孔离开所述设备并且具有所述物理化学性质的不同值或不同值范围的其他离子不通过所述出口孔离开所述设备的装置。

2.根据权利要求1所述的设备,其中所述低于环境气压是低于大气压的压力并且还可以选自由以下项组成的组:≥10-4毫巴;≥5×10-4毫巴;≥10-3毫巴;≥5×10-3毫巴;≥10-2毫巴;在10-4毫巴与10-1毫巴之间;在10-4毫巴与10-2毫巴之间;≤10-1毫巴;≤5×10-2毫巴;≤10-2毫巴;≤5×10-3毫巴;以及≤10-3毫巴。

3.根据权利要求1或2所述的设备,其中所述设备被配置成使得基本上没有气流通过所述设备;和/或使得离子不被气流驱动通过所述设备。

4.根据权利要求1、2或3所述的设备,包括一个或多个RF电压源,其被安排和配置为向所述设备施加RF电压,以将离子在至少一个维度上限制在所述设备内。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中具有不同第一物理化学性质值的离子以不同的速率在所述第二方向上被驱动。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中使不同的离子以不同的速率在所述第一和/或第二方向上行进,使得具有所述第一物理化学性质值(一个或多个)的所述离子到达并通过所述出口孔,而具有所述不同物理化学性质值(一个或多个)的离子不到达所述出口孔。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备,包括用于通过向所述设备施加RF和/或DC电压而在与所述第一和第二方向正交的第三方向上将离子限制在所述设备内的装置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述入口孔在所述第一方向上,在所述第二方向上以及在与所述第一和第二方向都正交的第三方向上与所述出口孔间隔开;

其中所述设备包括用于在所述第三方向上在所述设备内推进离子的装置;和

(i)其中,在使用中,所述用于在所述第三方向上推进离子的装置使离子根据第二不同的物理化学性质在所述第三方向上分离,使得具有所述第二物理化学性质的第一值或第一值范围的离子通过所述出口孔离开所述设备,并且具有所述第二物理化学性质的不同值或不同值范围的其他离子不通过所述出口孔离开所述设备;或者

(ii)其中,在使用中,所述用于在第二和第三方向上推进离子的装置都使离子根据相同的第一物理化学性质但以不同的速率分离,并且使得具有所述第一物理化学性质的第一值或第一值范围的离子通过所述出口孔离开所述设备,并且具有所述第一物理化学性质的不同值或不同值范围的其他离子不通过所述出口孔离开所述设备。

9.根据权利要求8所述的设备,还包括用于在所述第一方向上推进离子通过所述设备的装置,其中所述用于在所述第一方向上推进离子的装置,所述用于在所述第二方向上推进离子的装置,以及所述用于在所述第三方向上推进离子的装置,或者

(i)使具有所述第一和第二物理化学性质的值的第一组合的离子通过所述出口孔离开所述设备,而具有所述第一和第二物理化学性质的值的第二不同组合的其他离子不通过所述出口孔离开所述设备;或者

(ii)使具有所述第一物理化学性质的第一值或第一值范围的离子通过所述出口孔离开所述设备,并且具有所述第一物理化学性质的不同值或不同值范围的其他离子不通过所述出口孔离开所述设备。

10.根据权利要求8或9所述的设备,其中使不同类型的离子以不同的速率在所述第一和/或第二和/或第三方向上行进,使得所述离子中一些到达并通过所述出口孔,而其他不同类型的离子不到达所述出口孔。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述设备被配置为使得离子在所述第一和第二方向上,或在所述第二和第三方向上,或在所述第一、第二和第三方向的所有上同时分离。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述出口孔被安排在所述设备的壁中,使得不传输通过所述出口孔的离子与所述壁碰撞。

13.根据前述权利要求中任一项所述的设备,包括用于随着时间改变在所述第一和/或第二和/或第三方向上推进离子的力的控制装置,使得具有所述第一和/或第二物理化学性质的不同值的离子在不同时间离开给定的出口孔。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述设备包括与所述入口孔同轴的另一个出口孔,用于允许离子以基本上直线的方式从所述入口孔传递到所述另一个出口孔。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述设备包括在所述第一方向上与所述入口孔间隔开的多个出口孔,并且

i)其中所述多个出口孔在所述第二方向上与所述入口孔间隔开不同的距离;和/或

ii)其中所述多个出口孔在与所述第一和第二方向正交的第三方向上与所述入口孔间隔开不同的距离;和/或

iii)其中所述多个出口孔中的至少一个在所述第二方向上与所述入口孔间隔开,并且所述多个出口孔中的至少另一个在所述第三方向上与所述入口孔间隔开。

16.根据权利要求15所述的设备,包括用于随着时间改变在所述第一和/或第二和/或第三方向上推进离子的力的控制装置,使得具有所述第一和/或第二物理化学性质的相同值的离子在不同的时间离开不同的出口孔。

17.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述第一物理化学性质是离子迁移率并且离子根据它们的离子迁移率在所述第一和/或第二和/或第三方向上分离;或者

其中所述离子根据不同的分离技术在所述第一和/或第二和/或第三方向上分离,所述不同的分离技术任选地选自:低电场离子迁移率分离;高电场离子迁移率分离;差分迁移率分离;和通过使用势垒驱动离子通过气体的离子迁移率分离。

18.根据前述权利要求中任一项所述的设备,包括用于通过在所述第一方向移动一个或多个DC电压而在所述第一方向上驱动离子的装置。

19.一种离子迁移谱仪或质谱仪,包括根据前述权利要求中任一项所述的设备。

20.一种使用根据任一前述权利要求所述的设备在低于环境气压下分离离子的方法,包括在所述第一方向上推进离子,并且当所述离子在所述第一方向上行进时在所述第二方向上推进离子使得离子在所述第二方向上根据物理化学性质分离并且使得具有所述物理化学性质的第一值或第一值范围的离子通过所述出口孔离开所述设备,并且具有所述物理化学性质的不同值或不同值范围的其他离子不通过所述出口孔离开所述设备。

21.一种离子迁移率光谱测定或质谱测定的方法,包括根据权利要求20所述的方法。

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