相關(guān)申請案

本申請案要求2014年12月30日申請的題為“電子誘導(dǎo)解離裝置及方法(electroninduceddissociationdevicesandmethods)”的第62/098,019號美國臨時申請案的優(yōu)先權(quán)，所述美國臨時申請案以全文引用方式并入本文中，且要求2015年1月22日申請的題為“電子誘導(dǎo)解離裝置及方法(electroninduceddissociationdevicesandmethods)”的第62/106,346號美國臨時申請案的優(yōu)先權(quán)，所述美國臨時申請案以全文引用方式并入本文中。

本文的本教示涉及離子反應(yīng)裝置，且更特定來說，涉及用于執(zhí)行電子誘導(dǎo)解離(eid)的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

離子反應(yīng)通常涉及帶正電或負電離子與另一帶電物種(其可為另一帶正電或帶負電離子或電子)的反應(yīng)。在電子誘導(dǎo)解離(eid)中，例如，由離子捕獲電子，這可導(dǎo)致離子破碎。eid已用于使生物分子在質(zhì)譜法(ms)中解離，且已提供覆蓋從液相色譜法-質(zhì)譜儀/質(zhì)譜儀(lc-ms/ms)中的常規(guī)蛋白質(zhì)組學(xué)到自上而下分析(無消化)、從頭測序(異常氨基酸測序發(fā)現(xiàn))、翻譯后修飾研究(糖基化、磷酸化等等)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(蛋白質(zhì)的功能研究)且還包含小分子識別的廣泛范圍的可能應(yīng)用的能力。

在首次報告使用具有0到3ev的動能的電子的電子捕獲解離(ecd)之后，也已開發(fā)了其它電子誘導(dǎo)技術(shù)，其包含電子轉(zhuǎn)移解離(etd)(使用試劑陰離子)、熱ecd(具有5到10ev的動能的電子)、電子電離解離(eid)(具有大于13ev的動能的電子)、活化離子ecd(ai-ecd)、電子分離解離(edd)(負離子上具有大于3ev的動能的電子)、負etd(使用試劑陽離子)及負離子ecd(niecd，使用負離子上的電子)、來自有機物的離子的電子碰撞激發(fā)(eieio，單個帶電的陽離子上具有大于3ev的動能的電子)。對于帶正電前驅(qū)離子利用ecd、etd、熱ecd、ai-ecd及eieio，而對于帶負電前驅(qū)離子利用其它電子誘導(dǎo)技術(shù)，例如niecd。eid可用于使具有兩個極性的前驅(qū)離子解離，包含單個帶電的前驅(qū)物。因為其發(fā)現(xiàn)，這些離子反應(yīng)技術(shù)已變得對分析生物分子物種(例如肽、蛋白質(zhì)、聚糖及翻譯后修飾肽/蛋白質(zhì))十分有用。舉例來說，ecd允許對蛋白質(zhì)/肽進行自上而下分析及對其進行從頭測序。質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)(ptr)還可用于降低離子的電荷狀態(tài)，其中質(zhì)子從一種帶電物種轉(zhuǎn)移到另一帶電物種。

將這些電子誘導(dǎo)解離認為是與常規(guī)碰撞誘導(dǎo)或活性解離(cid或cad)互補且已并入到先進的ms裝置中。

在ecd中，低能量電子(通常<3ev)由正離子捕獲。歷史上，在傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀(ft-icr)中執(zhí)行ecd，這是因為對于離子限制，ft-icr通常利用靜電磁場使得避免將自由電子加熱。然而，此類裝置需要相對長的相互作用時間且涉及構(gòu)建起來比較貴的大儀器。已發(fā)現(xiàn)試圖在涉及射頻(rf)離子俘獲的較小應(yīng)用中使用ecd會致使電子歸因于俘獲rf場而加速。因此，場通常轉(zhuǎn)向etd，其使用帶負電試劑離子作為電子源，或在線性rf離子俘獲中使用磁場實施ecd。

在本教示中，應(yīng)理解，下文中的術(shù)語ecd的使用涵蓋所有形式的電子相關(guān)解離技術(shù)，且不限于具有0到3ev的動能的電子的ecd的使用。而是，術(shù)語ecd在本教示內(nèi)的使用表示電子相關(guān)解離技術(shù)，且應(yīng)理解，其包含所有形式的電子相關(guān)解離現(xiàn)象，包含熱ecd、eid、edd、eieio及負ecd。

在常規(guī)上，ecd及etd在前驅(qū)離子與試劑離子之間需要相對長的反應(yīng)時間以實現(xiàn)(“去電離”或電離)/解離。雖然已描述以“流動通過”模式(前驅(qū)離子以此模式連續(xù)流動通過反應(yīng)區(qū)域)執(zhí)行離子反應(yīng)的裝置，但此類裝置通常會受害于較差的反應(yīng)效率。舉例來說，據(jù)報告，exd產(chǎn)物離子信號/總前驅(qū)離子信號可小于1％。參見沃伊諾夫v.g.(voinov,v.g.)；戴恩策m.l.(deinzer,m.l.)；巴洛夫斯基d.f.(barofsky,d.f.)2009年第81期的anal.chem.，第1238到1243頁。因此，線性離子俘獲已用于在離子反應(yīng)事件期間同時俘獲前驅(qū)離子及試劑離子，例如，使用共享相同端口(或相同端透鏡電極)的電子注入及前驅(qū)離子注入/提取。然而，俘獲操作通常需要多個步驟，且與通常以連續(xù)流動通過方式進行操作的常規(guī)的基于cid的四極飛行時間質(zhì)譜儀(qtof)具有較差兼容性。此外，工作循環(huán)因為當(dāng)俘獲一個分析物離子群體時，剩余分析離子束變得無用而減少。

最近，據(jù)報告，新的ecd裝置利用分支rf離子俘獲結(jié)構(gòu)，其中通過對離子與電子束兩者的獨立控制，可將低能量電子束以正交方式注入到分析離子束中。參見2014年5月29日申請的第pct/ib2014/00893號pct申請案，其以全文引用方式并入本文中。此裝置可以“流動通過”模式或同時俘獲模式進行操作，雖然據(jù)報告，前驅(qū)離子與電子束的相交區(qū)域處的短離子俘獲周期可提高ecd效率，同時在以信息相依采集工作流進行操作時仍提供高達每秒五個ecd光譜。

因此，仍需要用于在高離子反應(yīng)效率下以純“流動通過”模式進行操作的ecd裝置及方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本教示的一些各種方面，本文提供ecd方法及系統(tǒng)，其用于前驅(qū)離子與帶電物種在增加的持續(xù)時間內(nèi)及/或沿著相對于已知離子反應(yīng)裝置基本上更長的路徑長度相互作用同時又不會俘獲前驅(qū)離子及帶電物種，借此提高離子反應(yīng)的效率及/或改進連續(xù)或“流動通過”可操作性及與常規(guī)的基于cid過程的兼容性。在各種方面中，所述方法及系統(tǒng)在離開離子反應(yīng)設(shè)備之前從其注入軸且沿著試劑物種(例如，帶電物種、離子、電子、質(zhì)子)的注入軸發(fā)射前驅(qū)離子。在一些實施例中，可執(zhí)行連續(xù)或“流動通過”離子反應(yīng)，使得實現(xiàn)tof測量的最優(yōu)工作循環(huán)。

根據(jù)本教示的各種方面，提供一種離子反應(yīng)設(shè)備，所述離子反應(yīng)設(shè)備包括：第一多個電極，其經(jīng)布置以界定其間的第一通路，所述第一通路包括經(jīng)配置以從離子源接收離子的第一軸端及安置在距至少部分沿著第一中心軸延伸的所述第一通路的所述第一軸端一距離處的第二軸端；第二多個電極，其經(jīng)布置以界定沿著第二中心軸延伸的第二通路，所述第二通路與所述第一通路在第一相交點處相交，所述第二中心軸基本上正交于所述第一中心軸；及第三多個電極，其經(jīng)布置以界定其間的第三通路，所述第三通路包括第一軸端及安置在距所述第三通路的所述第一軸端一距離處的第二軸端以將離子及所述離子的反應(yīng)產(chǎn)物中的至少一者發(fā)射出所述離子反應(yīng)設(shè)備，所述第三通路至少部分沿著基本上正交于所述第二中心軸的第三中心軸延伸且在與所述第一相交點間隔開一距離的第二相交點處與所述第二通路相交。所述第一、第二及第三多個電極經(jīng)配置以耦合到rf電壓源，其將rf電壓提供到所述第一、第二及第三多個電極的電極中的每一者。所述設(shè)備還可包含帶電物種源，其用于沿著延伸于所述第一與第二相交點之間的所述第二中心軸將帶電物種引入到所述第二通路中。在各種方面中，舉例來說，所述設(shè)備實現(xiàn)所述離子基本上沿著所述第二通路與所述帶電物種相互作用以便致使電子捕獲解離。通過非限制性實例，所述離子與所述帶電物種之間的相互作用長度可相對于以流過模式進行操作的已知ecd裝置增加，其中所述相互作用長度是至少約10mm。

在本教示的各種方面中，所述第一中心軸與所述第三中心軸可平行。另外或替代地，所述第一中心軸與所述第二中心軸延伸穿過所述第一相交點，且所述第二中心軸及所述第三中心軸可延伸穿過所述第二相交點。在各種方面中，所述第一通路的所述第一軸端與所述第三通路的所述第二軸端可共線。

根據(jù)本教示，所述帶電物種源可具有多種配置。舉例來說，所述第二通路可延伸于第一軸端與安置在距所述第二通路的所述第一軸端一距離處的第二軸端之間，其中所述帶電物種源安置在所述第二通路的所述第一或第二軸端中的一者或接近所述第二通路的所述第一或第二軸端中的一者。替代地，所述第二通路的所述軸端中的每一者可具有帶電物種源(彼此相同或彼此不同)，其中每一次僅操作所述帶電物質(zhì)源中的一者。所述帶電物種源中的一者可為電子發(fā)射體，例如，燈絲(例如，鎢、釷鎢或其它)或y2o3陰極。在各種方面中，所述設(shè)備可進一步包括磁場產(chǎn)生器，其產(chǎn)生平行于所述第二中心軸的磁場且沿著所述第二中心軸產(chǎn)生磁場。在各種方面中，所述第二通路可包含透鏡，其安置在所述第二通路的所述軸端中的至少一者處或接近所述第二通路的所述軸端中的至少一者以用于使從所述帶電物種源發(fā)出的所述帶電物種聚焦。在一些實施例中，所述帶電物種可為試劑陰離子。

在各種方面中，激光源可安置在所述第二通路的與所述帶電物種源相對的軸端處或接近所述軸端，所述激光源用于將能量(例如，紫外或紅外光)提供到所述離子或所述帶電物種。在各種實施例中，光子的注入可提供互補解離技術(shù)，例如uv光解離及紅外多光子解離(irmpd)以及ai-ecd的激活方式。

在各種方面中，所述設(shè)備還可包含離子源(例如，陽離子或陰離子的源)，其安置在所述第一通路的所述第一軸端處或接近所述第一通路的所述第一軸端以用于沿著所述第一中心軸引入所述離子。

根據(jù)本教示，所述第一、第二及第三多個電極可具有多種配置，且可包括實心棒狀電極或基本上平面電極(例如，其由印刷電路板(pcb)的表面形成)。舉例來說，所述第一多個電極可包括一組四極電極，其在四極取向上圍繞所述第一中心軸布置以用于沿著所述第一通路引導(dǎo)離子，所述第二多個電極可包括一組四極電極，其在四極取向上圍繞所述第二中心軸布置以用于沿著所述第二通路引導(dǎo)離子，且所述第三多個電極可包括一組四極電極，其在四極取向上圍繞所述第三中心軸布置以用于沿著所述第三通路引導(dǎo)離子。

根據(jù)本教示的各種方面，所述設(shè)備可進一步包含：電壓源，其用于將rf電壓提供到所述第一、第二及第三多個電極以產(chǎn)生rf場(例如，沿著由所述電極界定的所述通路中的一或多者)；及控制器，其用于控制施加于所述電極的rf電壓。在相關(guān)方面中，所述設(shè)備可進一步包括第四多個電極，其圍繞所述第一中心軸布置且安置在所述第二中心軸的與所述第一多個電極相對的側(cè)上。如下文詳細描述，所述第一多個電極中的至少一者還可包括所述第二多個電極中的一者，且所述第四多個電極中的至少一者還可包括所述第二多個電極中的一者。在一些方面中，所述控制器可經(jīng)配置以將電壓傳遞到所述第一及第四多個電極，使得：i)所述第一多個電極中的每一電極與所述第一多個電極中的另一電極配對以形成電極對，使得所述第一多個電極的每一電極對中的一個電極具有相同極性且跨越所述第一中心軸與所述第一多個電極的所述電極對中的另一電極直接相對；ii)所述第四多個電極中的每一電極與所述第四多個電極中的另一電極配對以形成電極對，使得所述第四多個電極的每一電極對中的一個電極具有所述相同極性且跨越所述第一中心軸與所述第四多個電極的所述電極對中的另一電極直接相對；及iii)所述第一多個電極中的每一電極與所述第四多個電極中的電極配對以形成電極對，使得所述第一及第四多個電極的每一電極對中的每一電極具有相反極性且跨越所述第一相交點與所述第一及第四多個電極的所述電極對中的另一電極直接相對；及iv)其中所述第一相交點與所述第一多個電極之間產(chǎn)生的所述rf場與所述第一相交點與所述第四多個電極之間產(chǎn)生的所述rf場成反相。在一些方面中，所產(chǎn)生的所述rf場是在約400khz到1.2mhz之間的頻率(例如，約800khz)下。在一些方面中，所述rf場可為峰間100到500v，但根據(jù)本教示可利用更高或更低振幅rf信號。

在相關(guān)方面中，所述設(shè)備可進一步包括第五多個電極，其圍繞所述第三中心軸布置，且安置在所述第三中心軸的與所述第三組電極相對的側(cè)上，且任選地，其中所述第三多個電極中的至少一者還包括所述第二多個電極中的一者，且其中所述第五多個電極中的至少一者還包括所述第二多個電極中的一者。在相關(guān)方面中，所述控制器可經(jīng)配置以將電壓傳遞到所述第三及第五多個電極，使得：i)所述第三多個電極中的每一電極與所述第三多個電極中的另一電極配對以形成電極對，使得所述第三多個電極的每一電極對中的一個電極具有所述相同極性，且跨越所述第三中心軸與所述第三多個電極的所述電極對中的另一電極直接相對；ii)所述第五多個電極中的每一電極與所述第五多個電極中的另一電極配對以形成電極對，使得所述第五多個電極的每一電極對中的一個電極具有所述相同極性，且跨越所述第三中心軸與所述第五多個電極的所述電極對中的另一電極直接相對；iii)所述第三多個電極中的每一電極與所述第五多個電極中的電極配對以形成電極對，使得所述第三及第五多個電極的每一電極對中的每一電極具有相反極性，且跨越所述第二相交點與所述第三及第五多個電極的所述電極對中的另一電極直接相對；及iv)所述第二相交點與所述第三多個電極之間產(chǎn)生的所述rf場與所述第二相交點與所述第五多個電極之間產(chǎn)生的所述rf場成反相。

根據(jù)一些方面，所述設(shè)備可進一步包含：柵電極，其安置在所述第一通路的所述第一軸端處以用于控制引入所述離子；電極，其安置在所述第一通路的所述第二軸端處，所述電極具有施加于其的具有與所述離子相同的所述極性的dc電勢(例如，以便排斥所引入的離子)；柵電極，其安置在所述第三通路的所述第二軸端處以用于控制移除所述離子及所述離子的反應(yīng)產(chǎn)物中的至少一者；及電極，其安置在所述第三通路的所述第一軸端處，所述柵極具有施加于其的具有與所述離子相同的所述極性的dc電勢(例如，以便排斥所述離子或所述離子的反應(yīng)產(chǎn)物)。在一些實施例中，所述柵電極可為可在斷開與閉合位置之間切換的，其中當(dāng)處于斷開位置時，允許傳遞離子或離子反應(yīng)的產(chǎn)物，且在閉合位置時，不允許傳遞所述離子或離子反應(yīng)的產(chǎn)物。所述控制器還可控制所述柵極斷開及所述柵極閉合時的時間量。在一些實施例中，例如，所述柵極可持續(xù)斷開。

根據(jù)本教示的各種方面，提供一種用于執(zhí)行離子反應(yīng)的方法，所述方法包括：將多個離子引入到至少部分沿著第一中心軸延伸且由第一多個電極界定的第一通路中，所述第一通路包括經(jīng)配置以從離子源接收離子的第一軸端及安置在距所述第一通路的所述第一軸端一距離處的第二軸端；將所述離子發(fā)射到沿著第二中心軸延伸且由第二多個電極界定的第二通路中，所述第二通路在第一相交點處與所述第一通路相交，所述第二中心軸基本上正交于所述第一中心軸；將所述離子發(fā)射到沿著第三中心軸延伸且由第三多個電極界定的第三通路中，所述第三通路在與所述第一相交點間隔開一距離的第二相交點處與所述第二通路相交，所述第三中心軸基本上正交于所述第二中心軸；及沿著延伸于所述第一與第二相交點之間的所述第二中心軸將帶電物種引入到所述第二通路中，以便允許沿著所述第二通路發(fā)射的所述離子與所述帶電物種相互作用。

在各種方面中，所述方法還可包含提供平行于所述第二中心軸的磁場例如以控制電子沿著第二通路的路徑。在一些方面中，所述方法可另外包含使用安置在所述第二通路的一或多個軸端處或接近所述一或多個軸端的透鏡使帶電物種聚焦。借助于非限制性實例，可通過沿著所述第一及第二通路發(fā)射帶正電前驅(qū)離子、沿著所述第二通路引入電子、及沿著所述第三通路發(fā)射所述前驅(qū)離子及/或所述反應(yīng)產(chǎn)物執(zhí)行電子捕獲解離。在各種方面中，所述第三多個電極可經(jīng)配置以具有施加于其的rf電壓，以便選擇性地過濾在離子反應(yīng)裝置外發(fā)射(例如，到下游檢測器或質(zhì)量分析器)的離子。

本文闡述本申請人的教示的這些及其它特征。

附圖說明

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，下文描述的圖式僅出于說明的目的。所述圖式不希望以任何方式限制本申請人的教示的范圍。

圖1示意性地說明根據(jù)本教示的各種實施例的方面的離子反應(yīng)裝置的俯視橫截面圖，所述離子反應(yīng)裝置具有示范性帶電物種源，其經(jīng)配置以沿著所述離子反應(yīng)裝置的部分發(fā)射帶電物種以用于在其中實現(xiàn)離子反應(yīng)。

圖2以示意圖說明用于圖1的離子反應(yīng)裝置中的示范性多個四極電極。

圖3以示意圖說明施加于多個電極中的一些電極以用于沿著穿過離子反應(yīng)裝置的通路產(chǎn)生rf場的示范性電勢。

圖4示意性地說明圖1的離子反應(yīng)裝置的另一視圖。

圖5說明由圖1的設(shè)備中的多個電極產(chǎn)生的示范性rf場的simeon模型。

圖6說明根據(jù)本申請人的教示的各種方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置，其中離子反應(yīng)裝置的離子入口與出口共線。

圖7以示意圖說明施加于多個電極中的一些電極以用于沿著穿過圖6的離子反應(yīng)裝置的通路產(chǎn)生rf場的示范性電勢。

圖8說明根據(jù)本申請人的教示的各種方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置，其中離子反應(yīng)裝置的離子出口經(jīng)配置以利用反轉(zhuǎn)邊緣場過濾從其發(fā)射的離子。

圖9以示意圖說明施加于多個電極中的一些電極以用于沿著穿過圖8的離子反應(yīng)裝置的通路產(chǎn)生rf場的示范性電勢。

圖10說明利用圖8的離子反應(yīng)裝置中產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)邊緣場在前驅(qū)物種與產(chǎn)物離子物種之間進行過濾的示范性模擬。

圖11以示意圖說明根據(jù)本申請人的教示的各種實施例的方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置，其中多個電極包括印刷電路板(pcb)的導(dǎo)電表面。

圖12以示意圖說明根據(jù)本申請人的教示的各種實施例的方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置，其中多個電極包括印刷電路板(pcb)的導(dǎo)電表面。

具體實施方式

應(yīng)了解，為了清楚起見，以下論述將闡明本申請人的教示的實施例的各種方面，同時在任何便于或適于這么做地方省略某些特定細節(jié)。舉例來說，在替代實施例中可稍微縮減對相似或類似特征的論述。眾所周知的理念或概念也是為了簡潔起見不再詳細論述。技術(shù)人員應(yīng)認識到，在每個實施方案中，申請人的教示的一些實施例可能無需具體描述的細節(jié)中的某些細節(jié)，本文闡述所述一些實施例以僅提供對所述實施例的透徹理解。類似地，應(yīng)明白，根據(jù)常見的一般知識，所描述的實施例可能易受更改或變化的影響而不會背離本發(fā)明的范圍。不應(yīng)將實施例的以下詳細描述認為是以任何方式限制本申請人的教示的范圍。

本文提供用于使前驅(qū)離子與帶電物種相互作用的方法及系統(tǒng)。盡管常規(guī)離子反應(yīng)裝置通常需要在足以產(chǎn)生充分離子反應(yīng)(例如，ecd)的一定持續(xù)時間內(nèi)同時俘獲前驅(qū)離子及試劑離子，但本文描述的所述方法及系統(tǒng)可使前驅(qū)離子與試劑離子能夠在增加的持續(xù)時間內(nèi)及/或沿著基本上更長路徑長度相互作用而不會被俘獲，借此提高離子反應(yīng)的效率及/或改進連續(xù)或“流動通過”可操作性及與常規(guī)的基于cid的過程的兼容性。在各種方面中，最初沿著注入軸進入離子反應(yīng)裝置的前驅(qū)離子在離開離子反應(yīng)設(shè)備之前沿著試劑物種(例如，帶電物種、離子、電子、質(zhì)子)的注入軸發(fā)射。在一些實施例中，可執(zhí)行連續(xù)或“流動通過”離子反應(yīng)使得實現(xiàn)tof測量的最優(yōu)工作循環(huán)。在各種方面中，所述設(shè)備包括第一、第二及第三通路，其中每一者至少部分沿著中心軸延伸，且其中第二中心軸正交于第一及第三中心軸。接著，可在試劑離子經(jīng)由第二通路發(fā)射時，將沿著所述第一軸進入所述離子反應(yīng)裝置的前驅(qū)離子引入到所述第二通路中，借此提高在離子反應(yīng)裝置內(nèi)發(fā)生離子反應(yīng)而不會同時俘獲物種的可能性。

現(xiàn)參考圖1到5，以示意圖描繪根據(jù)本教示的各種方面的示范性離子反應(yīng)裝置100。示范性離子反應(yīng)單元通常包括：入口102，其經(jīng)配置以從離子源(未展示)接收前驅(qū)離子；多個電極，其用于通過產(chǎn)生rf場沿著多個通路引導(dǎo)所述前驅(qū)離子；帶電物種源104，其用于產(chǎn)生所述前驅(qū)離子將與其發(fā)生反應(yīng)的試劑離子；及出口，其用于發(fā)射所述離子(前驅(qū)離子或反應(yīng)之后的產(chǎn)物離子到下游質(zhì)量分析器或檢測器)。任選地，且如圖1中所展示，離子反應(yīng)裝置100可另外包含用于在離子反應(yīng)裝置100內(nèi)產(chǎn)生磁場的磁場產(chǎn)生器106(例如，永磁體或電磁體)。任選地，可針對ai-ecd添加呈光子或光形式的能量，例如通常呈從激光源(未展示)獲得的光的形式，所述激光源產(chǎn)生在光譜的紫外或紅外部分中的光以執(zhí)行互補解離技術(shù)，例如uv光解離及紅外多光子解離(irmpd)。如圖1中所展示，離子反應(yīng)單元100也可(例如，在亞大氣壓下)容置于真空腔室107內(nèi)，其中加入例如氦氣(he)或氮氣(n2)等氣體以使離子在反應(yīng)單元內(nèi)的移動變慢。通常，借助于非限制性實例，冷卻氣體的壓力可在10^-2到10^-4托之間。

在離子反應(yīng)單元100內(nèi)，前驅(qū)離子沿著沿著中心軸(a)延伸的第一通路發(fā)射，其由通過環(huán)繞第一通路的電極產(chǎn)生的rf場引導(dǎo)且朝向第一相交點112，在此之后，前驅(qū)離子歸因于其動量繼續(xù)沿著中心軸(a)，或經(jīng)轉(zhuǎn)向以遵循沿著橫向于或正交于第一軸(a)的第二中心軸(b)延伸的第二通路。如本文另外論述，電極可安置在第一通路的與入口102相對的軸端處，從而電極可具有施加于其的dc電壓，以便進行排斥(例如，使沿著第一通路引入到反應(yīng)單元100中的離子變慢)。舉例來說，如果前驅(qū)離子是陽離子，那么電極可維持在正dc電壓下，使得前驅(qū)離子朝向相交點112排斥返回。同樣地，入口102處的柵電極可相對于環(huán)繞第一通路的中心軸(a)的電極正偏壓，使得防止已注入的離子通過入口102彈出。

由于上文描述的作用于第一通路中的前驅(qū)離子的力，連續(xù)引入到第一通路中的前驅(qū)離子失去動能(例如，通過由柵極/阻擋電極進行的排斥及與冷卻空氣的相互作用)，且因此沿著第二中心軸(a)被引入(例如，泄漏)到第二通路中，所述第二中心軸(a)還由使前驅(qū)離子沿著第二中心軸(b)聚焦的多個電極環(huán)繞。舉例來說，前驅(qū)離子可由通過帶電物種源104沿著安置在第二通路的軸端處的第二中心軸(b)注入到第二通路中的試劑離子束或云較弱地俘獲。因此，前驅(qū)離子、帶電物種(及任選地，由光源產(chǎn)生的光子)在前驅(qū)離子橫越第二通路時相互作用。取決于所利用的反應(yīng)物的性質(zhì)，相互作用可致使發(fā)生數(shù)種現(xiàn)象，其導(dǎo)致形成產(chǎn)物離子，接著其可通過第三通路的出口108與潛在地其它未經(jīng)反應(yīng)前驅(qū)離子一起從離子反應(yīng)單元100提取或彈出。舉例來說，在第二相交點123(例如，第二中心軸(b)與正交于其的第三中心軸(c)之間的相交點)處，前驅(qū)離子或產(chǎn)物離子可在安置在第三通路的與出口108相對的軸端處的電極的影響下進入第三通路。舉例來說，電極可具有施加于其的dc電壓，以便排斥前驅(qū)離子朝向出口，而出口108處的柵電極可相對于環(huán)繞第三通路的電極偏壓以便促進從離子反應(yīng)單元100提取前驅(qū)離子或產(chǎn)物離子。舉例來說，如果前驅(qū)離子及/或產(chǎn)物離子是陽離子，那么電極可維持在正dc電壓下，使得前驅(qū)離子朝向相交點123排斥返回，而出口108處的柵電極可相對于環(huán)繞第三通路的中心軸(c)的電極負偏壓，使得第二相交點123處的離子傾向于朝向出口108移動。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，接著，從離子反應(yīng)裝置100提取的離子可經(jīng)受由質(zhì)譜系統(tǒng)的下游元件進行進一步分析或檢測。因為增加的路徑長度及/或前驅(qū)離子與帶電物種(例如，電子、試劑離子)沿著第二通路(即，沿著中心軸(b))的持續(xù)時間，所以離子可連續(xù)地引入且從離子反應(yīng)單元100的出口108提取，而無需在離子反應(yīng)裝置100內(nèi)俘獲離子。在各種方面中，不僅是增加的相互作用長度提高反應(yīng)效率(即，更多前驅(qū)離子經(jīng)受離子反應(yīng))，應(yīng)了解，缺乏俘獲步驟避免使離子集成一束，借此改進與常規(guī)的基于cid的過程及/或相對高容積樣本源(例如，具有相對高容積流速的液相色譜)的兼容性。

一般來說，離子源(未展示)經(jīng)配置以產(chǎn)生前驅(qū)離子，其可由離子反應(yīng)裝置100接收以與由帶電物種源產(chǎn)生的帶電物種進行反應(yīng)。應(yīng)了解，鑒于本教示，離子源可為所屬領(lǐng)域中已知的任何離子源，或之后可根據(jù)本教示開發(fā)及修改所述離子源，其包含例如連續(xù)離子源、脈沖離子源、電噴霧電離(esi)源、大氣壓化學(xué)電離(apci)、大氣壓光電離(appi)、實時直接分析(dart)、解吸電噴霧(desi)、源、電感耦合等離子(icp)離子源、基質(zhì)輔助激光解吸/電離(maldi)離子源、輝光放電離子源、電子碰撞離子源、化學(xué)電離源或光電離離子源以及其它。借助于非限制性實例，樣本可另外經(jīng)受自動或在線樣本制備，其包含液相色譜分離。

一般來說，前驅(qū)離子可為帶正電(陽離子)或帶負電(陰離子)的任何離子，且?guī)щ娢锓N可為電子或帶正電或帶負電且能夠與前驅(qū)離子發(fā)生反應(yīng)的離子。舉例來說，當(dāng)離子是陽離子且?guī)щ娢锓N是電子時，陽離子可捕獲電子且經(jīng)受電子捕獲解離，其中離子與帶電物種之間的相互作用導(dǎo)致形成產(chǎn)物離子或原始前驅(qū)離子的碎片。從離子反應(yīng)單元彈出的物種流可由前驅(qū)離子、產(chǎn)物離子及在一些情況下帶電物種中的一或多者或其混合物組成。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，可以根據(jù)本教示的方法及系統(tǒng)執(zhí)行各種電子相關(guān)聯(lián)破碎現(xiàn)象，例如熱ecd、電子電離解離(eid)、活化離子ecd(ai-ecd)、電子分離解離(edd)、eieio及負離子ecd。舉例來說，可在前驅(qū)離子是陽離子時實施ecd及熱ecd，而例如在前驅(qū)離子是陰離子的情況下可使用eid。鑒于本教示，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，還可在適當(dāng)?shù)剡x擇帶電物種的情況下實施質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

當(dāng)帶電物種是電子時，例如，電子源104可為燈絲(例如鎢或釷鎢燈絲)或其它電子源(例如y2o3陰極)。通常使用燈絲電子源，這是因為其不太貴，但其不如在氧氣殘留氣體上那樣穩(wěn)健。另一方面，y2o3陰極是昂貴的電子源，但其比在氧氣上更穩(wěn)健，所以其對于使用自由基-氧反應(yīng)執(zhí)行從頭測序來說是有用的。在操作中，通常施加1到3a的電流以加熱電子源，此舉產(chǎn)生1到10瓦(w)的熱功率?？砂惭b電子源的散熱系統(tǒng)以還將所利用磁體(如果存在)的溫度保持低于其居里溫度，永久磁體在此居里溫度下失去磁性。還可利用使磁體冷卻的其它已知方法。

再次具體參考圖1，在橫截面示意圖中，示范性反應(yīng)裝置包括外殼107，其含有用于控制離子通過離子反應(yīng)裝置100的移動的各種電極。外殼107經(jīng)配置以耦合到離子源(未展示)及在沿著由多個電極110a到d、140a到d界定的第一中心軸(a)延伸的第一通路的入口端102處接收前驅(qū)離子。此通路為離子提供進入到離子反應(yīng)設(shè)備100中的路徑。如下文詳細論述，第一通路的每一端可包含電極，可將dc電壓施加于所述電極例如以控制離子在第一通路內(nèi)的軸向移動。

示范性設(shè)備100包括在四極類型布置中圍繞第一中心軸(a)布置的第一多個大體上l形電極110a到d。雖然在此處具體體現(xiàn)四極，但也可利用多極的任何布置，其包含六極、八極等等。在圖1中，僅描繪四個四極電極中的兩者110a、b，另兩個電極110c、d在所描繪電極正上方(參見圖2及4)。如圖3中所展示，電極110a到d連接到rf電壓源及控制器(未展示)，其用于將rf電壓提供到電極110a到d以在其間產(chǎn)生rf場以引導(dǎo)離子朝向第一中心軸(a)(例如，四極的中點)。舉例來說，第一多個電極110a到d中的每一電極可具有施加于其的rf電壓，使得每一電極跨越第一中心軸(a)與具有相同極性的第一組電極的另一電極直接相對。即，如圖4中最佳展示，電極110b具有與電極110c相同的極性。施加于四極的rf頻率可在大約400khz到1.2mhz的范圍內(nèi)(例如，約800khz)，全部都是非限制性實例。

再次參考圖1，沿著中心軸(a)延伸的第一通路還可由與第一多個電極110a到d分離開達一小距離(即，達沿著第二中心軸(b)延伸的第二通路的寬度)的一組額外電極140a到d(在圖1中僅展示其中兩者)環(huán)繞。為了方便起見，本文將此組電極140a到d稱為第四組電極。

如同電極110a到d，第四組電極140a到d可連接到rf電壓源及控制器，其還用于將rf電壓提供到電極140a到d以在其間產(chǎn)生rf場以引導(dǎo)離子朝向第一中心軸(a)(例如，四極的中點)。舉例來說，第四組電極140a到d中的每一電極可具有施加于其的rf電壓，使得第四組電極140a到d中的每一電極跨越第一中心軸(a)與具有相同極性的第四組電極的另一電極直接相對。即，如圖2及4中最佳展示，電極140a具有與電極140c相同的極性。此外，第一組電極110a到d及第四組電極140a到d中的每一電極可跨越第一相交點112與具有相反極性的另一組電極的電極直接相對。舉例來說，如圖2及4中最佳展示，電極140a具有電極110d的相反極性。

如圖5中所展示，第一組電極110a到d及第四組電極140a到d的上述配置導(dǎo)致沿著使離子圍繞第一中心軸(a)聚焦的第一通路產(chǎn)生rf場(例如，在第一中心軸(a)上不存在rf場)且使得第一相交點112與第一組電極110a到d之間產(chǎn)生的rf場與第一相交點112與第四組電極140a到d之間產(chǎn)生的rf場成反相。

如上所述，第一組電極110a、d與第四組電極140a、d之間的分離距離形成其間的小間隙，其還表示沿著第二中心軸(b)延伸的第二通路的部分。此第二通路為在離子反應(yīng)裝置100內(nèi)輸送帶電物種提供路徑。如圖1中所展示，第一與第二通路基本上正交于彼此且在相交點112處交匯，此相交點沿著第一中心軸(a)及第二中心軸(b)。此外，如圖1中所展示，第二通路還由在四極類型布置中圍繞第二中心軸(b)布置的l形電極界定，為了方便起見，本文將所述l形電極稱為第二組電極。此外，雖然具體描繪了四極，但也可利用多極的任何布置，其包含六極、八極等等。具體來說，所描繪配置中的第二組電極包括電極110b、d(其也是第一組電極的成員)、140b、d(其也是第四組電極的成員)、電極130a、c(其也是第三組電極的成員)及電極150a、c(其也是第五組電極的成員)。在圖1中，僅描繪了第二組電極中的八個四極電極中的四者，另四個電極在所描繪電極正上方(參見圖2及4)。如圖3中所展示，第二組電極的電極連接到rf電壓源及控制器，其用于將rf電壓提供到第二組電極以在其間產(chǎn)生rf場以引導(dǎo)離子朝向第二中心軸(b)(例如，四極的中點)。舉例來說，沿著第二組電極的第二中心軸(b)的鄰近電極可具有相同極性，且直接跨越第二中心軸(b)的電極也可具有相反極性，而第二組電極的其它電極具有相反極性。即，電極110d可具有與150c相同的極性(事實上，可將這兩個電極認為是單個u形電極)，且具有與電極140b及130a相同的極性。再次參考圖5，第二組電極的上述配置導(dǎo)致沿著使離子沿著第二中心軸(b)聚焦的第二通路產(chǎn)生rf場(例如，在第二中心軸(b)上不存在rf場)。

再次參考圖1，示范性設(shè)備100還包括在四極類型布置中圍繞第三中心軸(c)布置的第三組大體上l形電極130a到d。雖然在此處具體體現(xiàn)四極，但也可利用多極的任何布置，其包含六極、八極等等。在圖1中，僅描繪了四個四極電極中的兩者130a、b，另兩個電極130c、d在所描繪電極正上方(參見圖2及4)。如圖3中所展示，電極130a到d連接到rf電壓源及控制器(未展示)，其用于將rf電壓提供到電極130a到d以在其間產(chǎn)生rf場以引導(dǎo)離子朝向第三中心軸(c)(例如，四極的中點)。舉例來說，第三多個電極130a到d中的每一電極可具有施加于其的rf電壓，使得每一電極跨越第三中心軸(c)與具有相同極性的第三組電極的另一電極直接相對。即，如圖4中最佳展示，電極130a具有與電極130d相同的極性。

再次參考圖1，沿著第三中心軸(c)延伸的第三通路還可由與第三多個電極130a到d分離開達一定小距離(即，達沿著第二中心軸(b)延伸的第二通路的寬度)的一組額外電極150a到d(在圖1中僅展示其中兩者)環(huán)繞。為了方便起見，本文將此組電極150a到d稱為第五組電極。

如同電極130a到d，第五組電極150a到d可連接到rf電壓源及控制器，其用于將rf電壓提供到電極150a到d以在其間產(chǎn)生rf場以引導(dǎo)離子朝向第三中心軸(c)(例如，四極的中點)。舉例來說，第五組電極150a到d中的每一電極可具有施加于其的rf電壓，使得第五組電極150a到d中的每一電極跨越第三中心軸(c)與具有相同極性的第五組電極的另一電極直接相對。即，如圖2及4中最佳展示，電極150c具有與電極150b相同的極性。此外，第三組電極130a到d及第五組電極150a到d中的每一電極可跨越第二相交點123與具有相反極性的另一組電極的電極直接相對。舉例來說，如圖2及4中最佳展示，電極150c具有電極130b的相反極性。

因此，如圖5中所描繪，第三組電極130a到d及第五組電極150a到d的上述配置導(dǎo)致沿著使離子圍繞第三中心軸(c)聚焦的第三通路產(chǎn)生rf場(例如，在第三中心軸(c)上不存在rf場)，且使得第二相交點123與第三組電極130a到d之間產(chǎn)生的rf場與第二相交點123與第五組電極150a到d之間產(chǎn)生的rf場成反相。

再次具體參考圖1，外殼107可提供出口108，舉例來說，其安置在第三中心軸(c)上以用于將離子反應(yīng)裝置100外的離子發(fā)射到下游質(zhì)量分析器或檢測器以對前驅(qū)離子及/或由前驅(qū)離子與帶電物種之間沿著第二通路的相互作用產(chǎn)生的產(chǎn)物離子進行進一步分析。即，第三通路為離子提供離開離子反應(yīng)設(shè)備100的路徑。此外，如本文另外論述，第三通路的每一端可包含電極，dc電壓可施加于所述電極以例如用于控制離子在第三通路內(nèi)的軸向移動。舉例來說，與所述出口相對的軸端可具有與前驅(qū)離子或產(chǎn)物離子具有相同極性的dc電勢，其經(jīng)施加使得第二相交點123處的離子由靜電勢驅(qū)動朝向出口108。

如圖1中所展示，第二通路的軸端含有或具有接近于其的帶電物種源(例如，電子燈絲)，以用于產(chǎn)生帶電物種以發(fā)射到延伸于第一相交點112與第二相交點123之間的第二通路中且沿著所述第二通路發(fā)射。此外，第二通路的第一軸端還可含有或具有接近于其的適當(dāng)電極柵極105a以控制電子進入到第二通路中。另外，磁場源106(例如永久磁體)可經(jīng)配置以產(chǎn)生平行于第二通路的磁場，如例如由箭頭(b)示意性地描繪。磁場還可由任何其它磁場產(chǎn)生源產(chǎn)生，且還可包含電磁體、釹磁體或用于產(chǎn)生平行于第二通路的第二中心軸(b)且與所述第二中心軸(b)一致的場的類似磁體。磁通密度可為能夠?qū)嵤┐艌鲆灾率闺娮邮劢沟娜魏蚊芏?，且其范圍例如可高達1.5t或更高，但優(yōu)選地為約0.1到1.0t。具有更高密度的磁體可更遠離電極對定位。0.1t的磁場(如由箭頭b指示)經(jīng)對準以平行于且沿著電子方向的路徑。應(yīng)了解，鑒于本教示，此磁場可在實施ecd、熱ecd、eid、edd及負ecd時(例如，在帶電物種是電子時)有用。rf場是峰間100到500v，且中心處的電子束能量是0到100ev。

還應(yīng)了解，為了防止離子從第二通路的軸端逸出，可鄰近第二通路的軸端提供阻擋電極(例如，板電極105b)，所述阻擋電極電連接到適當(dāng)電壓源(例如，dc電壓源)，使得可將與待分析/反應(yīng)的離子具有相同的極性的阻擋電勢施加于所述阻擋電極。

現(xiàn)參考圖6及7，示意性地描繪根據(jù)本教示的各種方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置600。離子反應(yīng)裝置600基本上類似于上文參考圖1中描繪的離子反應(yīng)裝置100論述的離子反應(yīng)裝置，但其不同處在于第一通路的入口602與第三通路的出口608共線。以此方式，離子反應(yīng)裝置600可經(jīng)線內(nèi)放置到已知質(zhì)譜儀系統(tǒng)中，例如，使得在對現(xiàn)存ms系統(tǒng)的最小修改的情況下離子源可耦合到入口602，且質(zhì)量分析器(例如，tof質(zhì)量分析器q3)可耦合到出口端608(例如，q3)。此外，應(yīng)了解，本文描述的離子反應(yīng)裝置可串聯(lián)插入于兩個四極過濾器之間，例如，插入于離子反應(yīng)裝置600上游(且安置在離子源與離子反應(yīng)裝置之間)的四極過濾器(q1)(其用于俘獲/引導(dǎo)/等等離子且在裝置600的入口處提供離子源)與下游四極(q2)(其可接收產(chǎn)物離子及未經(jīng)反應(yīng)離子且俘獲/引導(dǎo)/等等四極以供進一步分析或處理)之間。

如圖6中所展示，因此，可沿著注入/彈出軸(x)將前驅(qū)離子注入到至少部分沿著第一中心軸(a)延伸且在第一相交點612處與沿著第二中心軸(b)延伸的第二通路相交的第一通路中，可在試劑離子由帶電物種源604注入到其中時將所述前驅(qū)離子引入到第二通路中，且接著進入第三通路，所述第三通路在第二相交點623處與第二通路相交且至少部分沿著第三中心軸(c)延伸，其中第一中心軸(a)及第三中心軸(c)基本上正交于第二中心軸(b)。也可沿著相同注入/提取軸(x)從此第三通路提取前驅(qū)離子及/或產(chǎn)物離子。

如圖6及7中所展示，第一通路由第一組電極610a到d界定，rf電壓可施加于所述電極以用于將通過其發(fā)射的離子維持與電極610a到d基本上等距。盡管圖1的電極是基本上l形(且基本上平行于沿著其整個長度的中心軸(a))，但舉例來說，離子反應(yīng)裝置600的第一通路是彎曲的(例如，曲線)，如由第一組電極610a到d所界定。即，雖然鄰近電極610a到d之間的分離沿著其長度基本上保持恒定，但電極610a到d經(jīng)塑形使得其界定其間的非豎直通路。同樣地，第三組電極630a到d(在圖6中僅展示其中的兩者)可類似地經(jīng)修改以便產(chǎn)生彎曲的第三通路，離子在離開離子反應(yīng)裝置之前橫越通過所述第三通路。除了第二組電極的電極的形狀的改變之外，第二組電極的電極中的每一者還表示第一及第三組電極的成員。舉例來說，電極610b用作rf場產(chǎn)生電極，其用于取決于離子在離子反應(yīng)裝置600內(nèi)的位置使離子沿著第一、第二及第三中心軸聚焦。

圖6另外描繪入口透鏡電極601a、第一通路阻擋電極601b、出口透鏡電極603a及第三通路阻擋電極603b的示范性配置。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，這些電極中的每一者可具有施加于其以用于控制離子在第一或第三通路內(nèi)的軸向移動的電信號。在其中前驅(qū)陽離子與電子反應(yīng)以便形成產(chǎn)物陽離子的示范性情況中，安置在第三通路的與出口608相對的軸端處的第三通路阻擋電極603b可具有施加于其以便排斥前驅(qū)陽離子及/或產(chǎn)物陽離子朝向出口608的正dc電壓，而出口透鏡電極603a可經(jīng)負偏壓以便促進從離子反應(yīng)單元600提取前驅(qū)離子或產(chǎn)物離子。

現(xiàn)參考圖8及9，示意性地描繪根據(jù)本教示的各種方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置800。離子反應(yīng)裝置800基本上類似于上文參考圖1中描繪的離子反應(yīng)裝置100論述的離子反應(yīng)裝置，但不同之處在于可在第三通路的出口808處執(zhí)行離子的選擇性提取(即，過濾)。在所描繪的示范性實施例中，第三通路包括鄰近離子反應(yīng)裝置800的出口808的減小直徑部分，所述減小直徑部分由耦合到ac電壓源(未展示)的額外電極833a到d(僅展示其中兩者)界定。另外，第三通路還由鄰近界定第三通路的標準直徑的減小直徑部分的一組電極832a到d界定(即，跨越第三中心軸(c)分離達與電極830a/830b及810a/850b相同的距離)，電極832a到d還耦合到ac電壓源。通過以對應(yīng)于前驅(qū)離子的長期頻率的頻率施加補充ac信號，激發(fā)前驅(qū)離子(但非產(chǎn)物離子)，且其徑向振蕩幅度增加。當(dāng)徑向激發(fā)前驅(qū)離子到達電極832a到d與833a到d之間的邊界時，在其處產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)邊緣場在產(chǎn)物離子(其基本上沿著第三中心軸(c)發(fā)射)穿過時排斥前驅(qū)離子。在2012年12月6日申請、題為“用于離子俘獲質(zhì)譜法的離子提取方法(ionextractionmethodforiontrapmassspectrometry)”的第pct/ib2012/002621號pct申請案中進一步描述選擇性地過濾離子的反轉(zhuǎn)邊緣場的使用，所述pct申請案以全文引用方式并入。應(yīng)進一步了解，被排斥的前驅(qū)離子可由冷卻氣體冷卻，且進一步橫越離子反應(yīng)裝置800直到其與帶電物種(例如，圍繞第二相交點823)相互作用為止。

現(xiàn)參考圖10，示意性地描繪根據(jù)本教示的各種方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置1000。離子反應(yīng)裝置1000類似于上文參考圖6中描繪的離子反應(yīng)裝置600論述的離子反應(yīng)裝置，但不同之處在于通路代替地由例如形成于印刷電路板(pcb)上的多個基本上平面電極界定(在圖10中僅展示其中一者)，而不是第一、第二及第三通路由實心電極(例如，l形電極)界定。即，兩個平行pcb可安置在第一、第二及第三中心軸的相反側(cè)上，使得離子可沿著其間的通路發(fā)射。此外，如圖10中所展示，電極中的每一者可由電極部分1060分離，電極部分1060經(jīng)接地以便防止電子沿著第二通路被汲取到pcb的非導(dǎo)電電介質(zhì)部分。舉例來說，接地墊1060可包括涂覆有石墨膏的pcb的電介質(zhì)部分。

應(yīng)了解，示意性描繪的離子反應(yīng)裝置1000可另外或替代地包含本文描述的一或多個其它特征。舉例來說，通路的端可包括用于控制離子在其中的軸向運動的電極。此外，如上文參考圖1所描述，電極可基本上沿著其整個長度界定沿著中心軸延伸的基本上豎直通路。

現(xiàn)參考圖11，示意性地描繪根據(jù)本教示的各種方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置1100。離子反應(yīng)裝置1100類似于上文參考圖10論述的離子反應(yīng)裝置，但不同之處在于接地墊可經(jīng)分段使得墊1160a到d可具有施加于其的dc偏壓。舉例來說，墊1160a到c可經(jīng)正偏壓使得離子積累在第二通路周圍，而墊1160d經(jīng)負偏壓以促進提取前驅(qū)離子及/或產(chǎn)物離子。

現(xiàn)參考圖12a到d，示意性地描繪根據(jù)本教示的各種方面的另一示范性離子反應(yīng)裝置1200。如同圖10及11的離子反應(yīng)裝置，離子反應(yīng)裝置1200包括安置在平行取向上以界定其間的多個離子通路的多個基本上平面電極。如圖12a中所展示，每一pcb可包括多個電極，其界定至少部分沿著第一中心軸(a)延伸的第一通路、沿著第二中心軸(b)延伸的第二通路、及至少部分地沿著第三軸(c1、c2)延伸的兩個第三通路。圖12a中的等勢線展示rf場電勢(紅線及藍線指示rf的不同相位)。圖12b到d中的等勢線展示dc場電勢(紅線展示正電勢且藍線展示負電勢)。

最初沿著第一通路注入的離子沿著第一通路朝向與第二通路的第一相交點1212發(fā)射。然而，不同于本文描述的其它離子反應(yīng)裝置，離子可流動穿過裝置(例如，基本上不會從第一通路轉(zhuǎn)移(例如，對于常規(guī)ms/cid分析，如圖12b中所展示))，或替代地，dc電壓可施加于電極(例如，第一相交點1212處或鄰近第一相交點1212且沿著第一通路的電極1260c)以在兩個正交方向上沿著第二通路(即，沿著可發(fā)射帶電物種的通路，如圖12d中所展示)從第一通路轉(zhuǎn)移離子，此舉在離子沿著至少一個第三通路轉(zhuǎn)移之后，所述第三通路沿著在第二相交點1223a、b處正交于第二中心軸的至少一個第三中心軸至少部分延伸(如圖12c中所展示)。

最初沿著第一通路注入的離子最初在電極1210a到d的影響下沿著第一通路朝向與第二通路的第一相交點1212發(fā)射，rf信號被提供到所述電極以基本上使離子基本上沿著中心軸(a)聚焦。舉例來說，施加于電極1210a及1210b(其環(huán)繞電極1260a)的信號的反相在離子進入離子反應(yīng)裝置1200時將離子基本上維持成沿著中心軸(a)。在ms/cid操作模式(離子僅以此模式流動通過反應(yīng)單元1200(例如，無需經(jīng)受ecd))中，排斥勢dc電勢(例如，+1v)也可施加于透鏡電極1201、板電極1205a、b及電極1260a中的一或多者，使得離子的軌跡基本上維持成朝向電極1260c、d(其維持在引力電勢(例如，-1v)下)及朝向電極1203(其維持在對離子的引力電勢(例如，-2v)下)，如圖12b中所展示。

當(dāng)希望執(zhí)行ecd反應(yīng)時，例如，控制器可激活帶電物種源(其如本文另外論述那樣沿著第二通路發(fā)射帶電試劑物種，如圖12d中所展示)及沿著第一離子通路切換一或多個電極的電壓，使得離子從其轉(zhuǎn)向。舉例來說，如圖12中所展示，電極1260c的電壓可從-1v切換到+10v，其可有效地使離子沿著第二通路轉(zhuǎn)向，如圖12c中所展示?？蓪⑼哥R電極1205a、b維持在排斥勢下，使得離子在相交點1223a、b處再次沿著第三通路朝向引力電極1203轉(zhuǎn)向。即，如圖12c中所展示，第三通路可包括兩個偏移通路，其中每一者至少部分沿著基本上正交于第二通路的中心軸(c1、c2)延伸且分別在第二相交點1223a、b處與第二通路相交。

在各種實施例中，因為電子控制光學(xué)器件及離子控制光學(xué)器件完全分離，所以對兩個帶電粒子的獨立操作是可能的。對于電子，電子能量可由電子源與離子通路與帶電物種通路之間的相交點之間的電勢差控制?？赏ㄟ^使用柵電極以接通/斷開方式控制帶電物種通路。透鏡可定位在第二通路的軸端處或接近所述軸端，且在此類物種是電子時，當(dāng)所述透鏡經(jīng)正偏壓時，致使帶電物種聚焦。通過另一通路引入的離子在這些透鏡附近穩(wěn)定，因為其被正偏壓。

應(yīng)了解，可對所揭示的實施例做出眾多改變，而不背離本教示的范圍。雖然前述圖式及實例參考了具體元件，但期望僅是通過實例及說明方式，且非通過限制方式。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，可在形式及細節(jié)上對所揭示的實施例做出各種改變，而不背離由所附權(quán)利要求書涵蓋的教示的范圍。