技术特征：
1.一种电荷检测质谱仪，其包括：离子源，其配置成从样品中生成离子，离子阱，其配置成在其中接收和储存生成的离子并从其中选择性地释放储存的离子，静电线性离子阱(elit)，其与所述离子阱间隔开，所述elit包括第一离子镜和第二离子镜以及定位在所述第一离子镜与所述第二离子镜之间的电荷检测圆柱体，以及器件，其用于选择性地将所述离子阱控制成从所述离子阱中释放所述储存的离子中的至少一些，以朝向所述elit行进并行进到所述elit中，并且用于以如下的方式控制所述第一离子镜和所述第二离子镜：所述方式在所述elit中俘获在其中行进的所述离子中的单个离子，并且使俘获的离子在每次穿过所述电荷检测圆柱体并在其上感应对应的电荷时在所述第一离子镜与所述第二离子镜之间来回振荡。2.根据权利要求1所述的电荷检测质谱仪，所述电荷检测质谱仪进一步包括：电荷敏感放大器，其具有输出部和联接到所述电荷检测圆柱体的输入部，所述放大器响应于由穿过所述电荷检测圆柱体的所述俘获的离子在所述电荷检测圆柱体上感应的电荷的检测，以在所述放大器的所述输出部处产生对应的电荷检测信号，以及器件，所述器件用于处理多个所述电荷检测信号，以从其确定所述俘获的离子的质量和电荷。3.根据权利要求1所述的电荷检测质谱仪，所述电荷检测质谱仪进一步包括定位在所述离子阱与所述elit之间的质荷比过滤器，所述质荷比过滤器配置成仅使离子穿过其中，所述离子具有高于质荷比阈值、低于质荷比阈值或在选择的质荷比范围内的质荷比。4.一种电荷检测质谱仪，其包括：离子源，其配置成从样品中生成离子，至少一个电压源，其配置成产生多个输出电压，离子阱，其联接到所述多个输出电压的第一组，并且配置成响应其俘获状态，以在其中接收和储存生成的离子，并且配置成响应其传输状态，以从其中选择性地释放储存的离子，静电线性离子阱(elit)，其与所述离子阱间隔开，所述elit包括前离子镜和后离子镜以及定位在它们之间的电荷检测圆柱体，所述前离子镜和所述后离子镜各自分别联接到所述多个输出电压的第二组和第三组，并且配置成响应于其传输状态，以使离子传输穿过其，并且配置成响应于其反射状态，以将从所述电荷检测圆柱体进入其中的离子反射回到所述电荷检测圆柱体中，以及处理电路，其用于将所述第一组电压控制至其所述传输状态，以使所述离子阱从其中释放所述储存的离子中的至少一些，以经由所述前离子镜朝向所述elit行进并行进到所述elit中，并且此后，以将后接有第二组电压的第三组电压控制至其所述反射状态，以俘获在其中行进的所述离子中的单个离子，并使所述俘获的离子在每次穿过所述电荷检测圆柱体并在其上感应对应的电荷时在所述前离子镜与所述后离子镜之间来回振荡。5.根据权利要求4所述的电荷检测质谱仪，所述电荷检测质谱仪进一步包括电荷敏感放大器，其具有输出部和联接到所述电荷检测圆柱体的输入部，所述放大器响应于由穿过所述电荷检测圆柱体的所述离子在所述电荷检测圆柱体上感应的电荷的检测，以在所述放大器的所述输出部处产生电荷检测信号，其中，所述处理电路配置成处理多个所述电荷检测信号，以从其确定所述俘获的离子
的质量和电荷。6.根据权利要求4所述的电荷检测质谱仪，所述电荷检测质谱仪进一步包括定位在所述离子阱与所述elit之间的质荷比过滤器，所述质荷比过滤器配置成仅使离子穿过其中，所述离子具有高于质荷比阈值、低于质荷比阈值或在选择的质荷比范围内的质荷比。7.根据权利要求4所述的电荷检测质谱仪，其中，所述处理电路配置成将所述第一组电压从其所述俘获状态控制至所述传输状态达脉冲宽度持续时间，并且配置成响应于所述脉冲宽度持续时间的到期，以将所述第一组电压从其所述传输状态控制至所述俘获状态。8.根据权利要求7所述的电荷检测质谱仪，其中，在自所述第一组电压从其所述俘获状态至所述传输状态的控制的第一延迟时间到期时，所述处理电路配置成将所述第三组电压从其所述传输状态控制至所述反射状态，并且其中，在自所述第一组电压从其所述俘获状态至所述传输状态的控制的第二延迟时间到期时，所述处理电路配置成将所述第二组电压从其所述传输状态控制至所述反射状态，所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。9.根据权利要求8所述的电荷检测质谱仪，其中，俘获在所述elit中的所述离子的质荷比与所述第一延迟时间和所述第二延迟时间的总和成比例，并且其中，所述第一延迟时间和所述第二延迟时间的所述总和由所述处理电路控制成选择俘获在所述elit中的离子的质荷比的对应范围。10.一种操作电荷检测质谱仪的方法，所述电荷检测质谱仪包括静电线性离子阱(elit)和离子阱，所述静电线性离子阱(elit)具有定位在前离子镜与后离子镜之间的电荷检测圆柱体，所述离子阱与所述前离子镜间隔开，所述方法包括：从样品中生成离子，将生成的离子储存在所述离子阱中，将所述离子阱控制成从其中释放储存的离子中的至少一些并且经由所述前离子镜朝向所述elit行进并行进到所述elit中，在将所述离子阱控制成释放储存的离子之后，将所述后离子镜控制至反射状态，在所述反射状态下，所述后离子镜将从所述电荷检测圆柱体进入其中的离子向后反射穿过所述电荷检测圆柱体并朝向所述前离子镜，以及在将所述后离子镜控制至其所述反射状态之后，将所述前离子镜控制至反射状态，在所述反射状态下，所述前离子镜将从所述电荷检测圆柱体进入其中的离子向后反射穿过所述电荷检测圆柱体并朝向所述后离子镜，以在所述elit中俘获从所述离子阱中释放的所述离子中的单个离子，使得所述俘获的离子在每次穿过所述电荷检测圆柱体并在其上感应对应的电荷时在所述前离子镜与所述后离子镜之间振荡。11.根据权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括利用处理器来处理多个所述感应电荷的检测，以从其确定所述俘获的离子的质量和电荷。12.根据权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括在仅使具有高于或低于质荷比阈值的质荷比或者具有在选择的质荷比范围内的质荷比的离子进入所述elit之前，过滤从所述离子阱中释放的所述离子。13.根据权利要求10所述的方法，其中，能够俘获在所述elit内的离子的质荷比范围随所述离子阱与所述elit之间的距离以及所述elit的内部轴向尺寸而变化。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括通过在所述离子阱与所述elit之间建立对应的距离，将所述谱仪配置成用于在所述elit内俘获选择范围的离子质荷比。15.一种电荷检测质谱仪，其包括：离子源，其配置成从样品中生成离子，离子阱，其配置成在其中接收和储存生成的离子并从其中选择性地释放储存的离子，静电线性离子阱(elit)，其与所述离子阱间隔开，所述elit包括第一离子镜和第二离子镜以及定位在它们之间的电荷检测圆柱体，其中所述第一离子镜面向所述离子阱，所述离子阱的离子出口以第一距离与所述电荷检测圆柱体的面向所述第一离子镜的第一端部间隔开，并且所述电荷检测圆柱体在其所述第一端部与所述电荷检测圆柱体的面向所述第二离子镜的第二端部之间的长度限定第二距离，选择所述第一距离和所述第二距离以限定能够俘获在所述elit内的离子的质荷比范围，以及器件，其用于选择性地将所述离子阱控制成从其中释放所述储存的离子中的至少一些，以朝向所述elit行进并行进到所述elit中，并且用于以如下的方式控制所述第一离子镜和所述第二离子镜：所述方式在所述elit中俘获在其中行进的所述离子中的至少一个，并且使所述至少一个俘获的离子在每次穿过所述电荷检测圆柱体并在其上感应对应的电荷时在所述第一离子镜与所述第二离子镜之间来回振荡。16.根据权利要求15所述的电荷检测质谱仪，所述电荷检测质谱仪进一步包括电荷敏感放大器，其具有输出部和联接到所述电荷检测圆柱体的输入部，所述放大器响应于由穿过所述电荷检测圆柱体的所述至少一个离子在所述电荷检测圆柱体上感应的电荷的检测，以在所述放大器的所述输出部处产生电荷检测信号，其中，所述处理电路配置成处理多个所述电荷检测信号，以从其确定所述至少一个俘获的离子的质量和电荷。17.根据权利要求15所述的电荷检测质谱仪，所述电荷检测质谱仪进一步包括定位在所述离子阱与所述elit之间的质荷比过滤器，所述质荷比过滤器配置成仅使离子穿过其中，所述离子具有高于质荷比阈值、低于质荷比阈值或在选择的质荷比范围内的质荷比。18.根据权利要求15所述的电荷检测质谱仪，其中，所述处理电路配置成将第一组电压从其所述俘获状态控制至所述传输状态达脉冲宽度持续时间，并且配置成响应于所述脉冲宽度持续时间的到期，以将所述第一组电压从其所述传输状态控制至所述俘获状态。19.根据权利要求18所述的电荷检测质谱仪，其中，在自所述第一组电压从其所述俘获状态至所述传输状态的控制的第一延迟时间到期时，所述处理电路配置成将第三组电压从其所述传输状态控制至所述反射状态，并且其中，在自所述第一组电压从其所述俘获状态至所述传输状态的控制的第二延迟时间到期时，所述处理电路配置成将第二组电压从其所述传输状态控制至所述反射状态，所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。20.一种操作电荷检测质谱仪的方法，所述电荷检测质谱仪包括静电线性离子阱(elit)和离子阱，所述静电线性离子阱(elit)具有定位在前离子镜与后离子镜之间的电荷检测圆柱体，所述离子阱与所述前离子镜间隔开，所述方法包括：选择所述离子阱的离子出口与所述电荷检测圆柱体的面向所述elit的所述前离子镜的端部之间的第一距离，以及所述电荷检测圆柱体的相反端部之间的第二距离，以建立能
够俘获在所述elit内的离子的质荷比范围，从样品中生成离子，将生成的离子储存在所述离子阱中，将所述离子阱控制成从其中释放储存的离子中的至少一些并且经由所述前离子镜朝向所述elit行进并行进到所述elit中，在将所述离子阱控制成释放储存的离子之后，将所述后离子镜控制至反射状态，在所述反射状态下，所述后离子镜将从所述电荷检测圆柱体进入其中的离子向后反射穿过所述电荷检测圆柱体并朝向所述前离子镜，以及在将所述后离子镜控制至其所述反射状态之后，将所述前离子镜控制至反射状态，在所述反射状态下，所述前离子镜将从所述电荷检测圆柱体进入其中的离子向后反射穿过所述电荷检测圆柱体并朝向所述后离子镜，以在所述elit中俘获从所述离子阱中释放的所述离子中的至少一个，使得所述至少一个俘获的离子在每次穿过所述电荷检测圆柱体并在其上感应对应的电荷时在所述前离子镜与所述后离子镜之间振荡。21.根据权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括利用处理器来处理多个所述感应电荷的检测，以从其确定所述至少一个俘获的离子的质量和电荷。22.根据权利要求20所述的方法，所述方法进一步包括在仅使具有高于或低于质荷比阈值的质荷比或者具有在选择的质荷比范围内的质荷比的离子进入所述elit之前，过滤从所述离子阱中释放的所述离子。
技术总结
一种电荷检测质谱仪包括：离子阱，该离子阱配置成在其中接收和储存离子并从其中选择性地释放储存的离子；和静电线性离子阱(ELIT)，该静电线性离子阱(ELIT)与离子阱间隔开，ELIT包括第一离子镜和第二离子镜以及定位在它们之间的电荷检测圆柱体；以及器件，该器件用于选择性地将离子阱控制成从其中释放储存的离子中的至少一些，以朝向ELIT行进并行进到ELIT中，并且用于以如下的方式控制第一离子镜和第二离子镜：该方式在ELIT中俘获在其中行进的离子中的单个离子，并且使俘获的离子在每次穿过电荷检测圆柱体并在其上感应对应的电荷时在第一离子镜与第二离子镜之间来回振荡。荷时在第一离子镜与第二离子镜之间来回振荡。荷时在第一离子镜与第二离子镜之间来回振荡。
技术研发人员：M
受保护的技术使用者：印地安纳大学理事会
技术研发日：2020.09.22
技术公布日：2022/6/24