MULTI-REFLECTING TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETER WITH ORTHOGONAL ACCELERATION

• Main Authors: VERENTCHIKOV, ANATOLI N, KHASIN, YURI, YAVOR, MIKHAIL I
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 09.05.2017
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS; ELECTRICITY; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES; IRRADIATION DEVICES; NUCLEAR ENGINEERING; NUCLEAR PHYSICS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; PHYSICS; SEPARATION; TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOTOTHERWISE PROVIDED FOR; TRANSPORTING

The disclosed apparatus includes a multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer (MR-TOF MS) (11) comprising a pair of grid- free ion mirrors (12), a drift space (13), an orthogonal ion accelerator (14), an optional deflector (15), an ion detector (16), a set of periodic lenses (17), and an edge deflector (18). To improve the duty cycle of the ion injection at a low repetition rate dictated by a long flight in the MR-TOF MS, multiple measures may be taken. The incoming ion beam and the accelerator may be oriented substantially transverse to the ion path in the MR-TOF, while the initial velocity of the ion beam is compensated by tilting the accelerator and steering the beam for the same angle. To further improve the duty cycle of any multi-reflecting or multi-turn mass spectrometer, the beam may be time-compressed by modulating the axial ion velocity with an ion guide. The residence time of the ions in the accelerator may be improved by trapping the beam within an electrostatic trap. Apparatuses with a prolonged residence time in the accelerator provide improvements in both sensitivity and resolution. L~appareil de l~invention comporte un spectromètre de masse de temps de vol multiréfléchissant (MR-TOF MS) (11) comprenant une paire de miroirs ioniques sans grille (12), un espace de dérive (13), un accélérateur ionique orthogonal (14), un déflecteur optionnel (15), un détecteur ionique (16), un ensemble de lentilles périodiques (17), et un déflecteur de tranche (18). Pour améliorer le cycle d'exploitation de l'injection ionique à une faible fréquence de répétition dictée par un vol prolongé dans le MR-TOF MS, de multiples mesures peuvent être réalisées. Le faisceau ionique arrivant et l~accélérateur peuvent être orientés sensiblement perpendiculairement au trajet ionique dans le MR-TOF, alors que la vitesse initiale du faisceau ionique est compensée en inclinant l~accélérateur et en dirigeant le faisceau pour obtenir le même angle. Pour améliorer encore davantage le cycle d~exploitation de tout spectromètre de masse multitour ou multiréfléchissant, le faisceau peut être comprimé dans le temps en modulant la vitesse ionique axiale avec un guide ionique. Le temps de séjour des ions dans l~accélérateur peut être amélioré par piégeage du faisceau dans un piège électrostatique. Les appareils à temps de séjour prolongé dans l~accélérateur apportent des améliorations à la fois en terme de sensibilité et de résolution.