H - Electricity – 01 – J
Patent
H - Electricity
01
J
H01J 49/02 (2006.01) C12Q 1/68 (2006.01)
Patent
CA 2196291
A mass spectrometer with phonon sensitive cryogenic particle detector (1) to determine the masses of macromolecules, including proteins, large peptides, long DNA-fragments and polymers. The kinetic energy of the electrostatically accelerated charged macromolecule (6) is absorbed in the cryogenic particle detector (1) thereby exciting phonons (7) which are detected by phonon sensors (2). The macromolecules are detected in the single particle counting mode with a sensitivity independent of their respective masses. In one embodiment, the mass spectrometer contains a single-channel cryogenic particle detector providing high sensitivity. In another embodiment, the mass spectrometer contains a spatially resolving multi-channel cryogenic detector array providing both high sensitivity and high throughput. In the latter embodiment, said mass spectrometer consists of a vacuum vessel in which is a magnet (48), a mass separator (50), a feed through (51) and a phonon sensitive cryogenic detector array (53). Said cryogenic detector array (53) consists of an absorber (42) and a specified number of phonon sensors (43). The mass separator (50) is placed in the magnetic field of the magnet (48) and is, together with the feed through (51), on electrical potential (U1), but electrically insulated from the magnet. The cryogenic detector array is on electrical ground potential (U2). The macromolecules are accelerated by the voltage difference U1-U2 and reach the cryogenic detector array (53) with a kinetic energy proportional to U1-U2. Said cryogenic detector array (53) is cooled to its operating temperature T2 by being thermally mounted to a cold finger (54) of the cryostat (58) with bath temperature T2. Said cryogenic detector array (53) is shielded from the magnetic field of the magnet (48) by a magnetic shield (52). The mass of the macromolecule is determined by the spatial and time information provided by said cryogenic detector array (53).
Un spectromètre de masse comportant un détecteur de particules cryogénique sensible aux phonons (1) permet de déterminer les masses de macromolécules dont les protéines, les grands peptides, les longs fragments d'ADN et les polymères. L'énergie cinétique de la macromolécule chargée (6) soumise à accélération par effet électrostatique est absorbée dans le détecteur de particules cryogénique (1), ce qui excite les phonons (7) qui sont détectés par les capteurs de phonons (2). La détection des macromolécules se fait en mode de comptage des particules séparées avec une sensibilité indépendante de leurs masses respectives. Dans un mode de réalisation, le spectromètre de masse contient un détecteur de particules mono-canal cryogénique conférant une sensibilité élevée. Dans un autre mode de réalisation, le spectromètre de masse comporte un ensemble de détecteurs multi-canal cryogéniques à résolution spatiale, conférant à la fois une sensibilité élevée et un débit important. Dans ce mode de réalisation, ledit spectromètre de masse se compose d'une enceinte à vide dans laquelle se trouvent un aimant (48), un séparateur de masses (50), une chambre de pré-accélération (51), et un ensemble de détecteurs cryogéniques (53) sensibles aux phonons. Ledit ensemble de détecteurs cryogéniques (53) est constituée d'un absorbeur (42) et d'un nombre déterminé de capteurs de phonons. Le séparateur de masses (50) est placé dans le champ magnétique de l'aimant (48) et relié, ainsi que la chambre de pré-accélération (51), au potentiel électrique U1, tout en étant électriquement isolé de l'aimant. L'ensemble de détecteurs cryogéniques est relié au potentiel U2 de la masse. Les macromolécules sont accélérées par la différence de tension U1-U2 et atteignent l'ensemble de détecteurs cryogéniques (53) avec une énergie cinétique proportionnelle à U1-U2. Ledit ensemble de détecteurs cryogéniques (53) est refroidi à la température de service T2 grâce au plongeur réfrigérant (54) du cryostat (58) caractérisé par une température de bain T2 sur lequel il est monté. Ledit ensemble de détecteurs cryogéniques 53 est protégé contre le champ magnétique de l'aimant (48) par un blindage anti-magnétique (52). La masse de la macromolécule est déterminée à partir des informations spatio-temporelles fournies par ledit ensemble de détecteurs cryogéniques (53).
Comet Holding Ag
Sim & Mcburney
Twerenbold Damian
LandOfFree
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