正交流离子陷阱阵列的制作方法

本公开总体上涉及质谱领域，包含正交流离子陷阱阵列。

背景技术：

因为如四极杆质谱仪等过滤型质谱装置一次传输单个m/z比率的离子，而其余离子被浪费掉，所以所述装置的效率(占空比)很低。当对复杂样品进行分析时，可以通过在离子之间进行切换来同时针对多种分析物(n)，并且将占空比限制为1/n。当四极杆一次仅分析一个m/z目标时，在陷阱中累积宽范围的离子并且基于m/z选择性地使所述离子喷射到四极杆可以避免损失或丢失离子。然而，质量分辨离子陷阱限于每秒分析约10⁷到约10⁹个离子，这明显低于每秒可以产生约10¹⁰个或更多个离子的现有离子源的亮度。如此，与四极杆在m/z比率之间进行循环的正常流通方案相比，无法处理整个离子源电流将与潜在增益相悖。

另外，被称为ms/ms的串联质谱是一种使源自样品的前体离子在受控条件下经受碎裂从而产生产物离子的广泛使用的分析技术。产物离子质谱图含有可用于结构测定并且鉴定具有高特异性的样品组分的信息。离子陷阱和四极杆可以用于选择根据m/z分组的前体离子进行碎裂和碎片离子分析。

根据前述内容可以理解，需要用于在碎裂和/或质量分析之前分离离子的改进的系统和方法。

技术实现要素：

在第一方面，一种离子分离装置可以包含：多个电极，所述多个电极以二维网格的方式布置；气体供应，所述气体供应被配置成沿所述第一方向提供气流；和离子入口，所述离子入口被布置成接收离子。所述多个电极可以被配置成产生一个或多个其量值沿第一方向不断增大的赝势垒。可以通过所述气流向所述离子施加的拖拽力与所述多个电极的赝势梯度相反。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子入口可以被定位成接收与所述第一方向正交的离子。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子入口可以被定位成接收与所述第一方向对齐的离子。

在所述第一方面的各个实施例中，所述多个电极可以被进一步配置成从rf电源接收rf电压。在特定实施例中，所述rf电源可以被配置成沿所述第一方向供应幅度不断增大的rf电压。

在所述第一方面的各个实施例中，所述第一方向上的电极之间的间隔、所述二维网格的行之间的间隔、所述电极的间距、所述电极的宽度或其任何组合可以沿所述第一方向发生变化，以实现所述赝势垒的所述不断增大的量值。

在所述第一方面的各个实施例中，工作气压可以介于约10^-4托与约10²托之间。在特定实施例中，所述工作气压可以介于约1托与约20托之间。在其它实施例中，所述工作气压可以介于约10^-3托与约1托之间。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子可以连续地通过所述二维阵列传输。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子可以在所述离子分离装置内达到平衡，使得所述离子迁移到某个赝势阱，在所述赝势阱中，所述赝势垒的量值足以抵抗由所述气流产生的所述拖拽力而俘获所述离子。

在所述第一方面的各个实施例中，所述离子分离装置可以进一步包含保护电极，所述保护电极被配置成将所述离子和所述气流限制在所述二维阵列内。在特定实施例中，所述保护电极可以被进一步配置成通过施加dc脉冲使离子在平行于所述电极的长轴且与所述气流正交的方向上从所述二维阵列中喷射。

在所述第一方面的各个实施例中，所述多个电极可以被进一步配置成从dc电源接收dc电压。在特定实施例中，所述dc电压可以产生dc梯度以使离子从所述二维阵列中喷射。

在第二方面，一种质谱仪系统可以包含：离子源，所述离子源被配置成产生离子；离子分离装置；和质量分析仪，所述质量分析仪被配置成测量所述离子的质荷比。所述离子分离装置可以包含：多个电极，所述多个电极以二维网格的方式布置，其中所述多个电极被配置成产生一个或多个其量值沿第一方向不断增大的赝势垒；气体供应，所述气体供应被配置成沿所述第一方向提供气流；和离子入口，所述离子入口被布置成接收所述离子，其中所述气流向所述离子施加的拖拽力与所述多个电极的赝势梯度相反。

在所述第二方面的各个实施例中，所述离子入口可以被定位成接收与所述第一方向正交的离子。

在所述第二方面的各个实施例中，所述离子入口可以被定位成接收与所述第一方向对齐的离子。

在所述第二方面的各个实施例中，质谱仪系统可以进一步包含rf电源，所述rf电源被配置成向所述多个电极提供rf电压。在特定实施例中，所述rf电源可以被配置成沿所述第一方向供应幅度不断增大的rf电压。

在所述第二方面的各个实施例中，其中所述第一方向上的电极之间的间隔、所述二维网格的行之间的间隔、所述电极的间距、所述电极的宽度或其任何组合可以沿所述第一方向发生变化，以实现所述赝势垒的所述不断增大的量值。

在所述第二方面的各个实施例中，所述离子分离装置内的工作气压可以介于约10^-4托与约10²托之间。在特定实施例中，所述工作气压可以介于约1托与约20托之间。在其它实施例中，所述工作气压可以介于约10^-3托与约1托之间。

在所述第二方面的各个实施例中，所述离子可以连续地通过所述离子分离装置传输。

在所述第二方面的各个实施例中，所述离子可以在所述离子分离装置内达到平衡，使得所述离子迁移到某个赝势阱，在所述赝势阱中，所述赝势垒的量值足以抵抗由所述气流产生的所述拖拽力而俘获所述离子。

在所述第二方面的各个实施例中，所述离子分离装置进一步包含保护电极，所述保护电极被配置成将所述离子和所述气流限制在所述二维阵列内。在特定实施例中，其中所述保护电极被进一步配置成通过施加dc脉冲使离子在平行于所述电极的长轴且与所述气流正交的方向上从所述二维阵列中喷射。

在所述第二方面的各个实施例中，所述质谱仪系统可以进一步包含dc电源，所述dc电源被配置成向所述多个电极提供dc电压。在特定实施例中，所述dc电源可以被配置成施加dc梯度以使离子从所述二维阵列中喷射。

在第三方面，一种分离离子的方法可以包含：向以二维网格的方式布置的多个电极提供rf电势，使得一个或多个赝势垒的量值沿第一方向不断增大；在所述第一方向上供应气流穿过所述二维网格；将离子注入所述二维网格中；和分离所述二维网格内的所述离子，其中所述气流施加的拖拽力与所述多个电极的赝势梯度相反。

在所述第三方面的各个实施例中，所述方法可以另外包含：使离子在所述二维网格内达到平衡，使得离子俘获在所述赝势阱中的一个赝势阱中，在所述赝势阱中，所述赝势垒的量值足以抵抗由所述气流产生的所述拖拽力而俘获所述离子。

在所述第三方面的各个实施例中，所述方法可以另外包含：使所述二维网格内的工作气压保持介于约10^-4托与约10²托之间。在特定实施例中，所述工作气压可以介于约10^-3托与约1托之间。在其它实施例中，所述二维网格内的所述工作气压可以介于约1托与约20托之间。

在所述第三方面的各个实施例中，所述拖拽力可以是所述离子的碰撞截面的函数。

在所述第三方面的各个实施例中，气流速度可以介于约10m/s与约200m/s之间。

在所述第三方面的各个实施例中，所述赝势垒可以是质荷比的函数。

在所述第三方面的各个实施例中，所述离子穿过所述二维网格的移动可以是碰撞截面和质荷比的函数。在特定实施例中，所述离子穿过所述二维网格的移动可以进一步取决于气流速度和气体粘性。

在所述第三方面的各个实施例中，注入所述离子可以包含在与所述第一方向正交的路径中注入所述离子。

在所述第三方面的各个实施例中，注入所述离子可以包含在与所述第一方向对齐的路径中注入所述离子。

在所述第三方面的各个实施例中，所述方法可以进一步包含：使所述离子在平行于所述电极的长轴且与所述气流正交的方向上从所述二维网格中喷射。在特定实施例中，喷射所述离子可以包含使所述离子基本上同时从两个或更多个所述多个赝势阱中喷射。

在所述第三方面的各个实施例中，所述方法可以进一步包含：使所述离子沿所述第一方向从所述二维网格中喷射。

附图说明

为了更完整地理解本文所公开的原理和其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中：

图1是展示了示例性质谱系统的框图。

图2a和2b是展示了根据各个实施例的示例性正交流离子陷阱阵列的图。

图3和4是示出了根据各个实施例的正交流离子陷阱阵列的赝势梯度的绘图。

图5是展示了根据各个实施例的使用正交流离子陷阱阵列分离离子的示例性方法的流程图。

图6是展示了根据各个实施例的耦合到存储单元阵列的正交流离子陷阱阵列的示例性实施例的框图。

图7是展示了根据各个实施例的使用正交流离子陷阱阵列分离离子的另一示例性方法的流程图。

图8是展示了根据各个实施例的示例性计算机系统的框图。

图9a-9i展示了示例性正交流离子陷阱阵列内的离子行为的模拟结果。

应当理解的是，附图不一定按比例绘制，附图中的对象彼此之间的关系也不一定按比例绘制。附图是旨在使本文公开的设备、系统和方法的各个实施例清楚且易于理解的描绘。适当的时候，将贯穿附图使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。而且，应当理解的是，附图不旨在以任何方式限制本发明教导的范围。

具体实施方式

本文描述了用于输送离子的系统和方法的实施例。

本文所使用的章节标题仅仅是出于组织的目的并且不应被解释为以任何方式限制所描述的主题。

在对各个实施例的这种详细描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对所公开的实施例的透彻理解。然而，本领域的技术人员将理解，可以在有或没有这些具体细节的情况下实践这些各个实施例。在其它情况下，结构和装置以框图形式示出。此外，本领域的技术人员可以容易地理解，呈现和执行方法的特定顺序是说明性的，并且设想的是，可以改变所述顺序并且所述顺序仍然保持处于本文所公开的各个实施例的精神和范围内。

本申请中所引用的所有文献和类似材料，包含但不限于专利、专利申请、论文、书籍、专著和互联网网页，出于任何目的通过引用整体明确地并入。除非另外描述，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本文所描述的各个实施例所属领域的普通技术人员通常所理解的含义。

应当理解，在本发明教导中讨论的温度、浓度、时间等之前存在隐含的“约”，使得轻微的和非实质性的偏差都处于本发明教导的范围内。在本申请中，除非另外特别说明，否则单数的使用包含复数。而且，“包括(comprise或comprises或comprising)”、“含有(contain或contains或containing)”和“包含(include或includes或including)”的使用不旨在是限制性的。应当理解，上述的总体说明和以下详细说明二者均仅为示例性和解释性的并且不限制本发明教导。

如本文所使用的，“一个/种(a/an)”也可以指“至少一个”或“一个或多个”。而且，“或”的使用是包含性的，使得当“a”为真、“b”为真或“a”和“b”二者均为真时，短语“a或b”为真。此外，除非上下文另外要求，否则单数术语应包含复数含义并且复数术语应包含单数含义。

“系统”阐述了一组真实或抽象的组件，包括整体，其中每个组件与整体内的至少另一个组件交互或与其相关。

质谱平台

质谱平台100的各个实施例可以包含如图1的框图中所示的组件。在各个实施例中，图1的元件可以合并为质谱平台100。根据各个实施例，质谱仪100可以包含离子源102、质量分析仪104、离子检测器106和控制器108。

在各个实施例中，离子源102由样品产生多个离子。离子源可以包含但不限于：基质辅助激光解吸/电离(maldi)源、电喷雾电离(esi)源、电感耦合等离子体(icp)源、电子电离源、光电离源、辉光放电电离源、热喷雾电离源等。

在各个实施例中，质量分析仪104可以基于离子的质荷比分离所述离子。例如，质量分析仪104可以包含四极杆滤质器分析仪、飞行时间(tof)分析仪、四极杆离子陷阱分析仪、静电陷阱质量分析仪(如轨道陷阱(orbitrap)质量分析仪)等。在各个实施例中，质量分析仪104还可以被配置成使离子碎裂并且基于质荷比进一步分离经过碎裂的离子。

在各个实施例中，离子检测器106可以检测离子。例如，离子检测器106可以包含电子倍增器、法拉第杯(faradaycup)等。可以通过离子检测器检测离开质量分析仪的离子。在各个实施例中，离子检测器可以是定量的，使得可以确定离子的精确计数。

在各个实施例中，控制器108可以与离子源102、质量分析仪104和离子检测器106通信。例如，控制器108可以配置离子源或启用/禁用离子源。另外，控制器108可以将质量分析仪104配置成选择要检测的特定质量范围。此外，控制器108可以如通过调整增益调整离子检测器106的灵敏度。另外，控制器108可以基于检测到的离子的极性调整离子检测器106的极性。例如，离子检测器106可以被配置成检测正离子或被配置成检测负离子。

质谱系统100的各个实施例可以包含正交流离子陷阱阵列200，如图2a和2b的框图所示。正交流离子陷阱阵列200可以包含多个电极202a-212a和202b-212b。电极可以以二维网格的方式布置，使得电极202a-212a形成第一行电极214a，并且电极202b-212b形成第二行电极214b，所述第二行电极与所述第一行电极214a平行且对齐。四个相邻电极(如202a、202b、204a和204b)的每个矩形布置都可以充当离子陷阱，所述离子陷阱使用赝势阱将离子俘获在电极之间的空间216中。为了实现这一点，可以以交替的极性向所述电极中的每个电极施加rf电势，使得电极202a和204b的极性与202b和204a的极性相反，如图2中通过符号“+”和“-”所示。

在各个实施例中，行214a和214b可以在第一方向(x)上延伸，行214a和214b可以在第二方向(y)上彼此间隔开，并且电极可以在第三方向(z)上延伸。在各个实施例中，可以在所述多个电极202a-212a和202b-212b的每一端定位保护电极218a和218b。可以向保护电极218a和218b施加dc电压以将离子限制在z方向上。在替代性实施例中，可以将所述多个电极中的每个电极分段(未示出)，并且可以向每个段施加dc电势以将离子限制在z方向上。另外，可以利用dc电压的变化使离子在z方向上喷射。可以使离子同时从多个赝势阱中喷射。可替代地，可以用经过分段的电极202a-212a和202b-212b或通过将保护电极218a和218b分段来单独寻址赝势阱。

在各个实施例中，向电极施加的rf电势的幅度可以沿气流的方向(x方向)增大。具体地，电极的rf幅度为：212a＞210a＞208a＞206a＞204a＞202a。图3是等梯度场线的图示，并且图4是沿示例性装置的长度的rf电场的图示。第一电极对的rf幅度为100v，其中对于每个连续的电极对，rf幅度增大20v，直到最终电极对的rf幅度为200v。如图4中可见，即使阱极小值基本相同(约0v/mm)，每个连续的局部极大值(rf电场势垒的高度)也沿x方向增大。

在各个实施例中，电极可以具有平面电极几何形状，以允许非湍流层状气流跨整个通道传播。

在替代性实施例中，沿x方向的rf幅度可以是恒定的，但是可以例如通过改变x和/或y方向上的间隔改变电极几何形状，以实现不断增大的赝势垒。

赝势垒可能对离子产生在负x方向上推动的力。赝势是离子的质荷比(m/z)和rf电压的幅度(vrf)两者的函数。赝势v^*可以根据等式1定义，其中z是离子电荷状态，e是基本电荷，erf是rf电场，并且ω是角rf频率。

等式1v^*＝eerf²/(4(m/z)ω2)

离子与气流的相互作用可能产生拖拽力，所述拖拽力起到使离子在正x方向上移动的作用。拖拽力与碰撞截面或投影面积a相关，并且是气体数密度n、气体的分子质量m2和粒子速度v的函数。

等式2

在离子迁移率的背景下，拖拽力和气流速度与迁移率系数k的比率成比例。由于截面与z/k成比例，因此两个表达式采用类似的形式。

等式3f拖拽＝ze^v气体/k

在四极场中，离子被径向地限制在赝势阱中，如在216处。可以使用气流迫使迁移率低的离子跨赝势垒从一个阱移动到另一个阱。由于等式3表明对迁移率低的离子施加的拖拽力较大，因此可以迫使这些离子进一步向限制电势的上方移动。重要的是，要注意，迁移率低的离子可能不仅经历较大的拖拽力，而且可能被较低的赝势垒俘获。这些因素在一起可以使m/z高和/或k低的离子克服赝势垒并且横向移动到离子陷阱中的相邻阱中。重要的是，赝势垒的量值可能由于rf电压不断增大或几何形状不断改变而横向增大。当拖拽力无法克服限制电势时，这可能使m/z高和/或k低的离子最终受到限制。这还可能通过增大高质量离子的稳定性参数q来更好地限制所述离子。相反，迁移率高的离子可能不受气流的影响，并且因此可能不会横向迁移或可能进行较小程度的横向迁移。

图5是展示了根据所讨论的原理的用于分离离子的方法500的流程图。在502处，可以初始化穿过正交流离子陷阱阵列的气流。在各个实施例中，可以使正交流离子陷阱阵列内的气压保持介于约10^-4托与约10²托之间，如介于约1托与约20托之间。可以使气流速度保持介于约10m/s与约200m/s之间。在504处，可以向电极施加rf电势。具体地，电极的rf幅度可以沿气流的方向增大。在各个实施例中，可以基于所关注的离子的迁移率系数和m/z调整气流和rf幅度。

在506处，可以将离子注入到正交流离子陷阱阵列中。在各个实施例中，可以将离子以离子包而不是连续离子流的形式注入到陷阱阵列中。在各个实施例中，可以在平行于电极且垂直于气流的方向上将离子注入到第一离子陷阱中。

在508处，时间延迟可以允许离子到达平衡位置。在各个实施例中，时间延迟可以不大于约1000毫秒。但是，在分离m/z较大的离子时，更短的时间延迟可能是令人期望的。

在各个实施例中，平衡时间可能受作为横向位置的函数的rf电压增大的影响。图9a-9i中含有的模拟利用线性rf电压增大，所述线性rf电压增大产生随距离的平方而增大的俘获电势。根据位置改变赝势曲线可以允许调整相对分离时间尺度，并且还可以允许改变每个阱中的电荷容量。用于改变分离时间尺度的另一种方式可以涉及改变装置的几何形状。几何形状改变可以包含改变陷阱的高度和/或改变沿分离维度的高度(即：将阵列的两个平面相对于彼此成小角度放置)、改变电极的宽度和间隔、改变沿轴向方向的高度以加速从陷阱中进行的喷射或其任何组合。

在510处，可以使离子从陷阱中喷射。在各个实施例中，可以使离子在平行于电极且垂直于气流的方向上喷射。在各个实施例中，可以通过施加dc梯度或dc脉冲使离子从陷阱中喷射。这可以通过降低端部电极之一的dc电势和/或升高另一个端部电极的dc电势来实现。可替代地，当使用经过分段的电极时，可以通过向电极的一端上的段施加高压并且向电极的另一端上的段施加低压来向经过分段的电极施加dc梯度。在各个实施例中，可以使离子基本上同时从正交流离子陷阱阵列的陷阱中喷射，如喷射到存储单元阵列中。当使用存储单元阵列时，可以临时存储离子，并且可以按顺序释放和分析每个单独的离子包。在512处，可以对离子进行分析。

在各个实施例中，正交流离子陷阱阵列可以与存储单元阵列结合使用。图6是展示了耦合到存储单元阵列604的正交流离子陷阱阵列602的框图。离子陷阱阵列602可以包含多个阱位置606、608、610、612和614，所述多个阱位置可以与存储单元阵列604的多个存储单元616、618、620、622和624对齐。离子可以进入离子陷阱阵列中，并且可以根据离子的迁移率系数和m/z迁移到不同的阱位置。离子可以从阱位置606、608、610、612和614转移到对应的存储单元。在各个实施例中，来自多个阱的离子可以基本上同时转移。可替代地，来自阱的离子可以独立转移。在各个实施例中，离子可以存储在存储单元阵列中，等待进一步分析。例如，可以单独访问每个存储单元以分析容纳于其中的离子。

在各个实施例中，不同的离子种类在样品中可以具有不同的丰度，使得第一阱包含一个或多个低丰度离子种类，而第二阱可以包含较高丰度离子种类。使用存储单元来累积离子并且根据阱进行不同数量的转移可以补偿离子丰度的初始差异。例如，第二阱的高丰度离子基本上可以在一个或两个循环中填充存储单元阵列的对应单元，而第一阱的低丰度离子可能需要更多个循环才能达到存储单元阵列的对应单元的容量。系统可以减小第二阱的累积数量，同时增大第一阱的累积数量。

图7是展示了根据所讨论的原理的用于分离离子的方法700的流程图。在702处，可以初始化穿过正交流离子陷阱阵列的气流。在各个实施例中，可以使正交流离子陷阱阵列内的气压保持介于约10^-4托与约10²托之间，如介于约10^-3托与约1托之间。在704处，可以向电极施加rf电势。具体地，电极的rf幅度可以沿气流的方向增大。在各个实施例中，可以基于所关注的离子的迁移率系数和m/z调整气流和rf幅度。

在706处，可以将离子注入到正交流离子陷阱阵列中。在各个实施例中，可以将离子以离子包而不是连续离子流的形式注入到陷阱阵列中。在各个实施例中，可以在平行于电极且垂直于气流的方向上将离子注入到第一离子陷阱中。

在708处，离子沿陷阱阵列的长度移动并随气流离开。在各个实施例中，气流可以足够大，以至于离子不会被不断增大的赝势垒俘获，而是有区别地减慢速度。迁移率系数较大和/或m/z较大的离子可能先离开陷阱阵列，而迁移率系数较小和/或m/z较小的其它离子可能稍后离开陷阱(延迟更大)。然后可以聚焦离开陷阱阵列的离子并引导所述离子以共进一步处理。

任选地，在710处，可以使任何剩余的离子从陷阱中喷射。在各个实施例中，可以使离子在平行于电极且垂直于气流的方向上喷射。在各个实施例中，可以通过施加dc梯度或dc脉冲使离子从陷阱中喷射。这可以通过降低端部电极之一的dc电势和/或升高另一个端部电极的dc电势来实现。可替代地，当使用经过分段的电极时，可以通过向电极的一端上的段施加高压并且向电极的另一端上的段施加低压来向经过分段的电极施加dc梯度。可替代地，可以使离子径向地从陷阱中喷射。

在712处，可以对离子进行分析。

计算机实施的系统

图8是展示了计算机系统800的框图，可以在所述计算机系统上实施本发明教导的实施例，因为所述计算机系统可以形成图1所描绘的质谱平台100的控制器108的全部或一部分。在各个实施例中，计算机系统800可以包含总线802或用于传送信息的其它通信机制以及与总线802耦合以处理信息的处理器804。在各个实施例中，计算机系统800还可以包含存储器806，所述存储器可以是随机存取存储器(ram)或其它动态存储装置，所述存储器耦合到总线802以确定库调用和待由处理器804执行的指令。存储器806还可以用于在执行待由处理器804执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。在各个实施例中，计算机系统800可以进一步包含耦合到总线802以存储处理器804的静态信息和指令的只读存储器(rom)808或其它静态存储装置。可以提供如磁盘或光盘等存储装置810并且将所述存储装置耦合到总线802以存储信息和指令。

在各个实施例中，计算机系统800可以通过总线802耦合到如阴极射线管(crt)或液晶显示器(lcd)等显示器812以向计算机用户显示信息。可以将包含字母数字键和其它键的输入装置814耦合到总线802以向处理器804传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入装置是如鼠标、轨迹球或光标方向键等光标控件816，所述光标控件用于向处理器804传送方向信息和命令选择并且用于控制显示器812上的光标移动。这种输入装置通常在两条轴线(第一轴线(即，x)和第二轴线(即，y))上具有两个自由度，所述自由度允许所述装置在平面中指定位置。

计算机系统800可以执行本发明教导。与本发明教导的某些实施方案一致，计算机系统800可以响应于处理器804执行一个或多个由存储器806中含有的一条或多条指令构成的序列而提供结果。可以将这种指令从另一个计算机可读介质(如存储装置810)读入到存储器806中。执行存储器806中含有的指令序列可以使处理器804执行本文中所描述的过程。在各个实施例中，存储器中的指令可以对可在处理器内获得的逻辑门的各种组合的使用进行排序以执行本文中所描述的过程。可替代地，可以使用硬接线电路系统代替软件指令或结合软件指令使用硬接线电路系统来实施本发明教导。在各个实施例中，硬连线电路系统可以包含以必要的顺序操作以执行本文所描述的方法的必要逻辑门。因此，本发明教导的实施方案不限于硬件电路系统和软件的任何具体组合。

如本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供给处理器804以供执行的任何介质。这种介质可以采用多种形式，包含但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质的实例可以包含但不限于光盘或磁盘，如存储装置810。易失性介质的实例可以包含但不限于动态存储器，如存储器806。传输介质的实例可以包含但不限于同轴电缆、铜线和光纤，包含包括总线802的导线。

非暂时性计算机可读介质的常见形式包含例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其它磁性介质、cd-rom、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理介质、ram、prom和eprom、闪存eprom、任何其它存储器芯片或盒或计算机可读取的任何其它有形介质。

根据各个实施例，被配置成由处理器执行以执行方法的指令存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是存储数字信息的装置。例如，计算机可读介质包含如本领域中已知用于存储软件的压缩光盘只读存储器(cd-rom)。计算机可读介质由适于执行被配置成被执行的指令的处理器访问。

在各个实施例中，本发明教导的方法可以在以如c、c++、g等常规编程语言编写的软件程序和应用中实施。

虽然结合各个实施例对本发明教导进行了描述，但是本发明教导不旨在受限于这种实施例。相反，本发明教导涵盖各种替代方案、修改和等效物，如本领域的技术人员将理解的。

此外，在描述各个实施例时，本说明书可能已经以特定的步骤序列的方式呈现了方法和/或过程。然而，在方法或过程不依赖于本文所阐述的特定步骤顺序的程度上，所述方法或过程不应限于所描述的特定步骤序列。如本领域的普通技术人员将理解的，其它步骤序列也是可能的。因此，本说明书中所阐述的特定步骤顺序不应被解释为对权利要求的限制。另外，针对所述方法和/或过程的权利要求不应限于以所编写的顺序执行其步骤，并且本领域的技术人员可以容易地理解，可以改变序列并且所述序列仍然保持处于各个实施例的精神和范围内。

本文所描述的实施例可以用包含以下的其它计算机系统配置实践：手持式装置、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子装置、小型计算机、大型计算机等。还可以在任务由通过网络连接的远程处理装置执行的分布式计算环境中实践实施例。

还应了解，本文所描述的实施例可以采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实施的操作。这些操作是需要物理量的物理操纵的操作。通常但不一定，这些量采用能够被存储、转移、组合、比较和以其它方式操纵的电或磁信号的形式。此外，所执行的操纵通常被明确称为如产生、标识、确定或比较等。

形成本文所描述的实施例的部分的任何操作都是有用的机器操作。本文所描述的实施例还涉及用于执行这些操作的装置或设备。本文所描述的系统和方法可以被专门构造为实现所需目的或者其可以是通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机。具体地，各种通用机器可以与根据本文教导编写的计算机程序一起使用，或者可能更方便的是构造用于执行所需操作的更具专用性的设备。

某些实施例还可以体现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质是可以存储数据的任何数据存储装置，所述数据此后可以通过计算机系统读取。计算机可读介质的实例包含硬盘驱动器、网络附加存储(nas)、只读存储器、随机存取存储器、cd-rom、cd-r、cd-rw、磁带以及其它光学和非光学数据存储装置。计算机可读介质还可以分布在网络耦合的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。

结果

图9a-9c含有在m/z和以平方埃(a²)为单位的碰撞截面(ccs)方面有所不同的单电荷离子的单独轨迹的模拟。模拟是在环境温度和1托氮气下进行的。rf频率为1mhz，并且气流速度为100m/s。被偏置为比杆电势高5v的dc保护电极用于产生轴向限制。在每种情况下，离子在位于左侧的阱中进入陷阱。低m/z离子(即：m/z322)暂时限制在第二阱中，但是最终，气体的力将离子推入第三阱中，在所述第三阱中，群体中的大多数在5毫秒后到达平衡位置。模拟表明，由于阱深度减小并且拖拽力增大，m/z622可以更轻松地克服第二赝势垒并到达第三阱和第四阱中的平衡位置。m/z922的结果进一步展示了分离原理，因为这些离子保留在第五阱中。最终，离子根据其质量和迁移率特性分散在陷阱内的不同阱中。值得注意的是，在给定压力和气流速度的情况下，模拟中施加的电压不足以将更高质量的离子(如m/z2122)保留在陷阱中。然而，减小压力、减小气流速度量值和/或增大rf电压可以使m/z2122(未示出)保留，从而说明能够改变固有的低k-高m/z截止值。原则上，低k-高m/z截止值可能有益于从离子束中去除不需要的种类。

图9d-9i含有在与图9a-9c中相同的条件下进行的涉及多电荷离子的模拟的结果。注意，在大致相同的m/z下，单电荷离子的迁移率较低，并且因此，所述单电荷离子横向迁移的程度更大。此趋势通过m/z600的双电荷和三电荷形式得到进一步例示。在小于10毫秒的时间尺度上，双电荷的m/z600群体中的大多数俘获在第三阱中，而三电荷的m/z600群体仍处于第二阱中。