H - Electricity – 01 – J
Patent
H - Electricity
01
J
H01J 49/04 (2006.01) G01N 27/64 (2006.01) H01J 49/40 (2006.01) H01J 49/42 (2006.01)
Patent
CA 2539899
A method and apparatus enabling increased sensitivity in ion mobility spectrometry/mass spectrometry instruments which substantially reduces or eliminates the loss of ions in ion mobility spectrometer drift tubes utilizing a device for transmitting ions from an ion source which allows the transmission of ions without significant delay to an hourglass electrodynamic ion funnel at the entrance to the drift tube and/or an internal ion funnel at the exit of the drift tube. An hourglass electrodynamic funnel is formed of at least an entry element, a center element, and an exit element, wherein the aperture of the center element is smaller than the aperture of the entry element and the aperture of the exit elements. Ions generated in a relatively high pressure region by an ion source at the exterior of the hourglass electrodynamic funnel are transmitted to a relatively low pressure region at the entrance of the hourglass funnel through a conductance limiting orifice. Alternating and direct electrical potentials are applied to the elements of the hourglass electrodynamic funnel thereby drawing ions into and through the hourglass electrodynamic funnel thereby introducing relatively large quantities of ions into the drift tube while maintaining the gas pressure and composition at the interior of the drift tube as distinct from those at the entrance of the electrodynamic funnel and allowing a positive gas pressure to be maintained within the drift tube, if desired. An internal ion funnel is provided within the drift tube and is positioned at the exit of said drift tube. The advantage of the internal ion funnel is that ions that are dispersed away from the exit aperture within the drift tube, such as those that are typically lost in conventional drift tubes to any subsequent analysis or measurement, are instead directed through the exit of the drift tube, vastly increasing the amount of ions exiting the drift tube.
La présente invention a trait à un procédé et un appareil permettant une sensibilité accrue dans des instruments de spectrométrie de mobilité ionique/spectrométrie de masse qui réduit sensiblement ou élimine la perte d'ions dans les tubes de glissement de spectromètre de mobilité ionique au moyen d'un dispositif pour la transmission d'ions depuis une source d'ions qui permet la transmission d'ions sans retard important vers un entonnoir d'ions électrodynamique en forme de sablier à l'entrée du tube de glissement et/ou un entonnoir d'ions interne à la sortie du tube de glissement. Un entonnoir électrodynamique en forme de sablier est constitué d'au moins un élément d'entrée, d'un élément central, et d'un élément de sortie, dans lequel l'ouverture de l'élément central est inférieur à l'ouverture de l'élément d'entrée et à l'ouverture des éléments de sortie. Des ions générés dans une zone de pression relativement haute par une source d'ions à l'extérieur de l'entonnoir électrodynamique en forme de sablier sont transmis à une zone de pression relativement basse à l'entrée de l'entonnoir en forme de sablier à travers un orifice de limitation de conductance. Des potentiels électriques continu et alternatif sont appliqués aux éléments de l'entonnoir électrodynamique en forme de sablier aspirant ainsi les ions dans et à travers l'entonnoir électrodynamique en forme de sablier permettant ainsi l'introduction de quantités relativement grandes d'ions dans le tube de glissement tout en maintenant la différence de la pression de gaz et de la composition à l'intérieur du tube de glissement par rapport à celles au niveau de l'entrée de l'entonnoir électrodynamique et permettant le maintien d'une pression de gaz positive à la sortie dudit tube de glissement, le cas échéant. Un entonnoir d'ions interne est prévu au sein dudit tube de glissement et est positionné à la sortie dudit tube de glissement. L'avantage procuré par l'entonnoir d'ions interne est que les ions sont dispersés en éloignement de l'ouverture de sortie au sein du tube de glissement, de sorte que ceux qui sont normalement perdus dans des tubes de glissement classiques à toute analyse ou mesure ultérieure, sont plutôt orientés à travers la sortie dudit tube de glissement, accroissant considérablement la quantité d'ions présents dans le tube de glissement.
Shvartsburg Alexandre A.
Smith Richard D.
Tang Keqi
Battelle Memorial Institute
Fetherstonhaugh & Co.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1813988