ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-АНАЛИЗАТОР Российский патент 2025 года по МПК H01J49/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к масс-спектрометрам и, в частности, к времяпролетной масс-спектрометрии.

Уровень техники

Времяпролетная масс-спектрометрия основана на методе разделения ионов по их скорости при движении в дрейфовом пространстве. Для частиц с близкими стартовыми энергиями это ведет к их сортировке по отношению M/z.

Основными характеристиками масс-анализатора (МА) являются его разрешающая способность по отношению M/z и уровень потерь ионов при их прохождении через МА. Достижение высокого разрешения для времяпролетных масс-анализаторов (ВПМА) требует увеличения длины пролета ионов и соответственно, увеличение габаритов.

Одним из факторов, влияющих на широкое распространение ВПМА, являлся высокий уровень потерь ионов, обусловленный скважностью ВПМА. Для достижения высокой чувствительности необходимо увеличивать количество ионов в стартовом ионном пакете. Но при большом количестве ионов в пакете, проходящего через МА, возникает целый ряд отрицательных эффектов, связанных с объемным зарядом, приводящим к потере разрешения и ошибкам точного измерения M/z.

Известен МА, представленный группой авторов Явор и др. в патенте US 10950425 B2, 16.03.2021, где раскрываются многопроходный масс-анализатор, использующий для изменения направления движения ионного пучка электростатические сектора, собранные в ячейки. Недостатками данного решения являются высокие потери ионов и низкая чувствительность, низкое разрешение по M/z, малая устойчивость траектории ионов.

Таким образом, существует потребность в разработке многопроходных масс-анализаторов на основе секторных электростатических полей, которые, во-первых, имели бы улучшенные характеристики, могли бы обеспечить изохронность высоких порядков, во-вторых, были бы конструктивно просты, в-третьих, имели бы небольшие размеры.

Настоящее изобретение предлагает усовершенствованный масс-анализатор.

Сущность изобретения

Техническая задача заключается в создании устройства для разделения ионов по отношению массы к заряду, обладающего высоким разрешением при малых габаритах, обеспечивающего достижение периодической пространственной фокусировки ионов в плоскости XY, позволяющей уменьшить потери ионов и увеличить чувствительность, обеспечивающего достижение фокусировки по времени (хроматической) второго порядка для разброса начальных параметров ионов по углу, координате и энергиям, что позволяет достичь высокого разрешения по M/z для более широкого разброса начальных параметров ионов, достигающего лучшей устойчивости траектории ионов при небольшой вариации взаимного расположения электродов анализатора.

Технический результат изобретения заключается в достижении периодической пространственной фокусировки ионов в плоскости XY, что уменьшает потери ионов и увеличивает чувствительность; в достижении фокусировки по времени (хроматической) второго порядка для разброса начальных параметров ионов по углу, координате и энергиям, что позволяет достичь высокого разрешения по M/z для более широкого разброса начальных параметров ионов; при этом достигается лучшая устойчивость траектории ионов при небольшой вариации взаимного расположения электродов анализатора и, таким образом достигается увеличение чувствительности и разрешения по M/z.

Технический результат достигается за счет того, что времяпролетный масс-анализатор содержит последовательно расположенные электростатические секторы и бесполевые дрейфовые промежутки, образующие хроматическую и пространственную фокусировку для разброса начальных параметров ионов в области детектирования, отличающийся тем, что траектория полета пучка ионов образует замкнутую фигуру в виде восьмерки в плоскости XY, промежуточные точки хроматической и пространственной фокусировки для разброса начальных параметров ионов расположены или а) внутри электростатических секторов, или б) внутри бесполевого дрейфового промежутка на траектории ионов.

Кроме того, хроматическая фокусировка выполнена с возможностью возникновения в промежуточных точках на траектории каждый 1-й, 2-й и т.д. оборот.

Кроме того, ионно-оптические элементы расположены и сконфигурированы таким образом, что ионный пучок проходит через всю систему, совершая тем самым один или несколько полных оборотов.

Кроме того, ионно-оптические элементы, формирующие отклонение траектории в области лепестка восьмерки, содержат два и более электростатических секторов, имеющих не менее двух различных радиусов отклонения.

Кроме того, ионно-оптические элементы расположены и сконфигурированы в систему таким образом, что в плоскости расположения детектора обеспечивается пространственная фокусировка, а также хроматическая фокусировка второго и более порядков времени пролета ионных пакетов одновременно по энергетическому и пространственному (в плоскости х-у) разбросу начальных параметров ионов.

Кроме того, электростатические сектора выполнены цилиндрическими.

Кроме того, в качестве источника ионов использован импульсный ионный источник типа MALDI.

Кроме того, дополнительно содержит импульсный ионный ускоритель, выполненный с возможностью формирования коротких ионных пакетов на входе в масс-анализатор.

Кроме того, конфигурация ионно-оптических элементов может быть несимметричной по оси X, Y или по одновременно по осям X и Y.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - Ионно-оптическая схема известного из уровня техники решения US 10950425 B2, в котором ионы проходят, по существу, овальную траекторию;

Фиг. 2 - Вариант геометрии типа симметричная «восьмерка» с тремя разными секторами (1, 2, 3) и бесполевыми промежутками (4, 5, 6, 7);

Фиг. 3 - Вариант геометрии типа несимметричная «восьмерка» с шестью разными секторами (8, 9, 10, 11, 12, 13) и бесполевыми промежутками (14, 15, 16, 17, 18, 19);

Фиг. 4 - Вариант геометрии типа симметричная «восьмерка» с двумя разными секторами (20, 21) и бесполевыми промежутками (22, 23);

Фиг. 5 - Вариант геометрии типа несимметричная «восьмерка» с четырьмя разными секторами (24, 25, 26, 27) и бесполевыми промежутками (28, 29, 30, 31);

Фиг. 6 - Предпочтительный вариант изобретения. Геометрия типа симметричная «восьмерка» с двумя разными секторами (32, 33) и бесполевыми промежутками (34, 35); А) - 3D-вид, Б) - XY-плоскость; С) - Вид траекторий на 1-м обороте для ионов с начальным разбросом по энергиям. Стрелкой обозначена точка фокуса;

Фиг. 7 - Модельный пик, полученный для предпочтительного варианта изобретения представленного на Фиг 6. Пик получен для 12 оборотов для совокупного разброса начальных параметров ионов с распределением Гаусса с параметрами на полувысоте: ½ΔЕ=280 еВ, ½Δα=1° по радиальному углу, ½Δr=2.5 мм - по радиальной координате;

Фиг. 8 - Зависимость времени пролета от энергетического разброса ионов для предпочтительного варианта изобретения, представленного на Фиг 6;

Фиг. 9 - Зависимость времени пролета от углового разброса ионов для предпочтительного варианта изобретения, представленного на Фиг 6;

Фиг. 10 - Вид траекторий 1-го и 2-го оборота для разных разбросов начальных параметров ионов: ΔЕ - по энергии, Δα - по радиальному углу;

Фиг. 11 - Вид временных фронтов для разных оборотов и для разных разбросов начальных параметров ионов: ΔЕ - по энергии, Δα - по радиальному углу, Δr - по радиальной координате;

Фиг. 12 Цилиндрическая система координат для описания движения заряженных частиц в электростатических секторах.

Осуществление изобретения

Времяпролетный масс-анализатор обычно входит в состав масс-спектрометра, включающего помимо масс-анализатора вакуумную камеру, источник ионов и детектор ионов. Заявленный времяпролетный масс-анализатор содержит область пролета ионов, причем область пролета ионов содержит систему последовательно расположенных ионно-оптических элементов, представляющих собой промежутки электростатических секторов и дрейфовые промежутки, образующие хроматическую и пространственную фокусировку для разброса начальных параметров ионов, а также формирующие замкнутую траекторию полета ионов в виде лепестков, расположенных относительно центра указанной системы.

При этом ионно-оптические элементы могут быть расположены и сконфигурированы так, чтобы ионный пучок имел замкнутую траекторию полета, например, в виде восьмерки в плоскости (х-у) или аналогичной фигуры с 4 лепестками.

Хроматическая фокусировка может возникать в промежуточных точках на траектории, например, каждый 2-й оборот.

Хроматическая фокусировка может возникать в промежуточных точках на траектории, например, каждый 2-й оборот.

Ионно-оптические элементы могут быть расположены и сконфигурированы таким образом, что ионный пучок будет проходить через систему, совершая тем самым один или несколько полных оборотов.

Группа ионно-оптических элементов, формирующая отклонение траектории в области лепестка, может содержать два и более электростатических секторов, имеющих не менее двух различных радиусов отклонения.

Группа ионно-оптических элементов, формирующая отклонение траектории в области лепестка, может содержать электростатические сектора, имеющие различные радиусы отклонения в разных лепестках.

Ионно-оптические элементы могут быть расположены и сконфигурированы в систему, после совершения нескольких полных прохождений которой обеспечивается фокусировка второго и более порядков времени пролета ионного пучка одновременно по энергетическому и пространственному (в плоскости х-у) разбросам.

Полученная фокусировка по разбросу начальных параметров ионов может иметь различный порядок для разных параметров времени пролета ионного пучка одновременно по энергетическому и пространственному (в плоскости х-у) разбросам.

Электростатические сектора могут быть выполнены цилиндрическими секторами.

Получение хроматической и пространственной фокусировки может достигаться за счет оптимизации геометрии и режимов питания электродов ионно-оптической системы МА, повышенная устойчивость траекторий ионов может достигаться за счет построения конфигурации ионно-оптической системы МА таким образом, чтобы хроматические и пространственные отклонения ионов, возникающие при прохождении половины оборота, компенсировались при прохождении второй половины оборота. Например, такая конфигурация возникает для геометрии ионно-оптической системы, которая формирует характерный вид траекторий в виде восьмерки. Компенсация хроматических и пространственных отклонений осуществляется при этом за счет зеркальности, где возникшее отклонение будет иметь на следующем обороте противоположный знак.

Далее для краткости термин пространственная и хроматическая фокусировка N-гo порядка для разброса начальных параметров ионов по углу, координате и энергиям, будем заменять термином множественная фокусировка.

В результате моделирования предпочтительного варианта изобретения, представленного на фиг 2, для 12 оборотов пролета, был получен модельный пик (см. фиг. 4) для совокупного разброса начальных параметров ионов с распределением Гаусса. Параметры распределения на полувысоте следующие: ½ΔЕ=280 еВ, ½Δα=1° по радиальному углу, ½Δr=2.5 мм - по радиальной координате. Параметры распределения ионов соответствуют характерной исходной совокупности параметров ионов на входе в МА. Полученное разрешение R-78000 соответствует аберрационному пределу МА в данной конфигурации.

В качестве формирователя ионного пакета предпочтительно использовать ортогональный ускоритель ионов (OA).

Для достижения технического результата изобретения необходимо рассчитать конфигурацию или геометрию ионно-оптической системы таким образом, чтобы в плоскости детектора присутствовала временная фокусировка 2-го и более высокого порядка для разброса начальных параметров ионов по энергии и пространственному разбросу (углу и координате). Эта фокусировка может возникать и в промежуточных точках на траектории, например, каждый 2-й оборот.

Для реализации изобретения и для его расчета, чередующуюся последовательность секторных полей и бесполевых (дрейфовых) промежутков удобно компоновать в группы, которые могут быть расположены симметрично относительно центральной плоскости ZY или относительно центральной точки. Как вариант, эти группы могут быть расположены вокруг центральной точки, обеспечивая движение траекторий в виде лепестков, в частности в виде восьмерки.

В отличие от прототипа (фиг. 1), настоящее изобретение не требует, чтобы ионно-оптические элементы в каждой ионно-оптической ячейке были сконфигурированы таким образом, чтобы добиваться такой фокусировки ионов как изложено в формуле прототипа (3 абзац независимого пункта), а именно, идущих параллельно в месте входа иона ячейки, в точку в месте выхода ионов ячейки, и наоборот. Также в прототипе декларируется симметрия (6 абзац независимого пункта), что в настоящем изобретении не является обязательным для наличия фокусировки второго порядка в МА секторными полями. Также, в методике поиска оптимальной конфигурации системы в прототипе накладывается условие наличия фокусировки 1-го порядка в каждой ячейке, однако в подходе настоящего изобретения это условие не накладывается, что дает дополнительный простор для поиска удобных конфигураций.

Для описания пучков заряженных частиц, удерживаемых на некотором основном пути, удобен подход степенных разложений. В большинстве устройств, в которых генерируются статические поля для разделения заряженных частиц (по времени или пространству), работают именно с такими пучками. Данный подход аналогичен световой оптике и формирует общий «язык» теории аберраций.

Рассматривается пучок заряженных частиц, ограниченный некоторым основным путем, этот путь называется оптической осью и является траекторией некоторой эталонной частицы с определенными массой, зарядом и энергией. Далее вводятся локальные декартовы координаты (х, у) в каждую плоскость профиля. Тогда произвольная частица будет характеризоваться в каждой плоскости профиля следующими параметрами:

- Координаты х, у,

- Угловые координаты α = tg(α) и b = tg(β),

- Отклонение длины пути пролета между рассматриваемой частицей и опорной частицей l = (T - T₀)v₀, где Т - время пролета произвольной частицы, Т₀, v₀ - время и скорость пролета эталонной частицы,

- Относительное отклонение кинетической энергии δ=(U-U₀)/U₀, где U - кинетическая энергия ионов в плоскости отклонения X-Y, a U₀ - кинетическая энергия для ионов, движущихся вдоль ионнооптической оси.

- Относительное отклонение массы у Таким образом движение частицы описывается ее вектором положения. Предполагая, что начальные отклонения (х₀,а₀,у₀,b₀,γ₀,δ₀,l₀) малы мы можем представить функции в виде степенного ряда (называемого аберрационным разложением) по этим начальным параметрам. Коэффициенты при членах первого порядка называются параксиальные (линейные) коэффициенты, а коэффициенты при высших членах называются аберрационными коэффициентами. Эти коэффициенты удобно записывать в матричном виде. В таком случае, новый вектор положения в произвольной плоскости профиля связан с вектором начального положения при помощи так называемой трансфер матрицы. Ниже приведен вид трансфер матрицы в случае аппроксимации первого порядка.

Трансфер матрицу для каждого оптического компонента системы можно рассчитать численно, если заданы его физические параметры. Если система состоит из нескольких ионно-оптических компонентов, таких как электрические секторы, квадрупольные линзы и дрейфовые пространства, полную матрицу переноса можно получить, перемножив матрицы переноса отдельных элементов:

Для облегчения поиска оптимальной системы, в которой будет достигаться необходимые оптические свойства, вводятся симметричные геометрии. То есть, вводя симметрию в расположение ионно-оптических компонентов, при специально подобранном отношении параметров данной системы, можно достичь условий множественной фокусировки. Как правило, симметричная система состоит из двух основных: узлов (ячеек). Например, систему, состоящую из четырех элементов, можно понимать, как дважды симметричную систему из двух ячеек.

Можно вывести плоско-симметричную матрицу и точечно-симметричную матрицу из трансфер матрицы на основе концепции обратной матрицы. Каждая из этих симметрий может иметь промежуточное изображение или может не иметь его.

В цилиндрическом электростатическом секторе в качестве оптической оси выбирается дуга радиусом , которая со ответствует нулевой эквипотенциале. Ионнооптическая ось - это траектория частицы с массой зарядом и кинетической энергией соответственно скорость такой частицы Используется цилиндрическая координатная система , показанная на фиг. 12. Оптическая ось соответствует дуге круга с Траектория произвольной частицы с зарядом е, массой и кинетической энергией описывается координатами как функциями ω. δ и γ относительные отклонения энергии и массы соответственно.

Как известно, электрический потенциал цилиндрического конденсатора пропорционален log r. Выражение для него можно записать как:

Используя разложение в ряд Тейлора формулу (2), можно представить как:

Отклонение длины пути для цилиндрического сектора можно записать следующим образом:

В цилиндрических координатах дифференциальный элемент ds представим как:

Где точка обозначает d/dω. Используя выражения для углов входа опорной частицы можно переписать выражение (5) следующим образом:

Уравнение для скорости частицы может быть получено из закона сохранения энергии:

Уравнение для отклонения длины пути (4) выражается через функции x(ω), у(ω), tg(α₀), tg(β₀), δ и γ, выражения для которых могут быть получены путем решения уравнений движения для заряженной частицы в цилиндрическом конденсаторе. Подробные выражения приводятся для тороидального конденсатора и могут быть изменены для цилиндрического (Т. Sakurai, Т. Matsuo, and Н. Matsuda, // Int. J. Mass Spectrom. Ion Process, vol. 68, no. 1-2, pp.127-154, 1986).

В предыдущей секции говорилось о расчете времени пролета ионов через электростатические сектора. Стоит отметить, что эти рассуждения верны в области идеального поля, то есть предполагается, что граница поля сектора совпадает с геометрической границей. В реальности ион, проходя через электростатический сектор, пролетает через входное и выходное краевые поля. В этих областях напряженность постепенно падает от значения внутри сектора до нуля снаружи. Это приводит к тому, что траектория ионов отклоняется от идеальной.

Для того, чтобы ограничить эту переходную область обычно применяют так называемые полезадающие (краевые) электроды. Одним из таких электродов является шунт Герцога. Он определяет эффективную границу, где можно предположить, что поле резко обрезается, если речь идет об оптических свойствах первого порядка. Шунт Герцога не устраняет эффекты второго порядка, связанные с аберрациями изображения. При расчете траекторий с точностью до 2-го порядка и выше, необходимо включать в расчет влияние краевых полей.

Для поиска геометрии, в которой достигается фокусировка, решается задача минимизации функции следующего вида:

где - это вектор параметров системы (длина бесполевых промежутков, углы и радиусы секторов), - элемент итоговой трансфер матрицы системы с индексами j и i.

Для поиска минимума данной функции используются два метода: Differential evolution и Dual Annealing. На геометрические параметры системы накладываются ограничения, которые связывают эти параметры таким образом, чтобы центральная траектория замкнулась на одном обороте.

Важно подчеркнуть, что методика поиска множественной фокусировки в ионно-оптической системе масс-анализатора основана на том, что оптимум фокусировки ищется после полного прохождения нескольких оборотов. В оптимизационный алгоритм не закладываются условия достижения геометрической фокусировки после прохождения ионами половины от целого оборота или после прохождения одной ионно-оптической ячейки, как это требуется в прототипе. В отсутствии промежуточной фокусировки можно убедится, посмотрев на фиг. 10. Таким образом, в отличие от прототипа, где в расчете заложено требование наличия параллельно-точечных фокусировок и хроматических фокусировок после прохождения каждой ячейки, желаемые ионно-оптические свойства системы получаются здесь после прохождения заложенных в ходе расчета одного или нескольких полных оборотов.

Также, важно отметить, что наличие симметрий и наличие идентичных ячеек в ионно-оптической системе не является необходимым условием для достижения технического результата, т.е. наличия множественной фокусировки N-го порядка на детекторе. Наличие симметрий существенно упрощает и ускоряет расчет параметров траекторий, что не маловажно для подобных задач многопараметрической оптимизации, но не является необходимым. Конечной целью оптимизации ставится условие достижения множественной фокусировки N-го порядка именно на детекторе после нужного количества оборотов через систему. Количество оборотов выбирается из условия достижения необходимого разрешения по M/z, чтобы достичь необходимое время пролета при имеющейся итоговой длительности ионного пакета на детекторе, обусловленной начальной длительностью ионного пакета, размытием ионного пакета в детекторе и уровнем временных аберраций масс-анализатора.

Кроме этого, для поиска оптимальной конфигурации ионно-оптической системы не накладывается условие обязательного наличия фокусировки 1-го порядка при пролете каждой ячейки. Фокусировка 1-го порядка может возникать при пролете части ячейки или при пролете группы ячеек. При этом фокусировка 1-го порядка может иметь место внутри ячейки, не обязательно на входе или выходе из нее.

Важным условием нахождения оптимальной конфигурации ионнооптической системы масс-анализатора является наличие достаточного количества варьируемых параметров в системе, которые влияют на возникновение аберрационных отклонений и их компенсацию. Например, в системе, представленной на фиг. 1 (прототип) шесть варьируемых параметров, в системе фиг. 2 (представленное изобретение) - восемь варьируемых параметров.

В изложенном выше подходе, который применялся для расчета параметров системы для осуществления настоящего изобретения, к выбору ячейки, которая играет роль расчетной единицы при вычислении параметров траекторий ионов с помощью трансферных матриц , предъявляются боле мягкие требования. Ячейка, в этом смысле, приобретает, скорее условный характер, их применение всего лишь ускоряет поиск оптимальных параметров системы. В нашем случае, ячейкой может служить, например, целый оборот траектории или несколько оборотов, на которых появляется множественная фокусировка. Напомним, в прототипе, в патенте US 10950425 B2, за ячейку принимается группа секторов, которая обеспечивает параллельно точечную пространственную фокусировку, а также, при прохождении ячейки, достигается фокусировка 1-го порядка.

Таким образом, описанный выше подход для поиска оптимальных параметров ионнооптической системы масс-анализатора, который применялся для расчета параметров системы для осуществления настоящего изобретения, является более гибким и дает возможность найти самые разнообразные геометрии масс-анализаторов, отвечающие условиям наличия множественной фокусировки. На рис. 2-6 представлены некоторые варианты реализации изобретения. Одной из особенностей этих вариантов - это вид траектории в виде 8-ки с 2 лепестками или фигуры с 4, шестью и т.д. лепестками, которые образуют траектории.

Другая особенность, что в условной ячейке или на одном обороте, содержатся секторные поля с разной напряженностью на средней траектории, которые образуются несколькими цилиндрическими электростатическими секторами с разными радиусами и разными углами раствора для изменения направления движения ионного пучка в плоскости X-Y, а также ряд бесполевых промежутков. Их сочетание, т.е. последовательность секторных полей их радиусов и углов раствора, а также бесполевых промежутков и их протяженности, выстраиваются таким образом, чтобы траектории ионов замкнулась через один или несколько оборотов.

Анализатор может включать импульсный ионный источник, например, типа MALDI.

Анализатор может включать импульсный ионный ускоритель, который формирует короткие ионные пакеты на входе в масс-анализатор, например, такой как ортогональный ускоритель ионов, или формирователь ионных пакетов на основе радиочастотной ионной ловушки.

Заявленный анализатор, выполненный вышеописанным образом, позволяет обеспечить достижение периодической пространственной фокусировки ионов в плоскости XY, что уменьшает потери ионов и увеличивает чувствительность; достижение фокусировки по времени (хроматической) второго и более порядков для разброса начальных параметров ионов по углу, координате и энергиям, что позволяет достичь высокого разрешения по M/z для более широкого разброса начальных параметров ионов; при этом обеспечить лучшую устойчивость траектории ионов при небольшой вариации взаимного расположения электродов анализатора, а также снизить затраты на изготовление масс-анализатора за счет более мягких требований к точности изготовления и сборки масс-анализатора.

Изобретение относится к масс-спектрометрам и, в частности, к времяпролетной масс-спектрометрии. Технический результат - уменьшение потери ионов и увеличение чувствительности и разрешения по M/z масс-спектрометра. Времяпролетный масс-анализатор содержит вакуумную камеру, источник ионов, детектор ионов и область пролета ионов, причем область пролета ионов содержит систему последовательно расположенных ионно-оптических элементов, представляющих собой промежутки электростатических секторов и дрейфовые промежутки, образующие хроматическую и пространственную фокусировку для разброса начальных параметров ионов, а также образующие замкнутую траекторию полета пучка ионов в виде лепестков, расположенных относительно центра указанной системы. Траектория полета пучка ионов образует замкнутую фигуру в виде несимметричной или симметричной восьмерки в плоскости XY, а промежуточные точки хроматической или пространственной фокусировки образуются в точках, которые находятся на траектории внутри бесполевого дрейфового промежутка. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Времяпролетный масс-анализатор, характеризующийся тем, что он содержит последовательно расположенные электростатические секторы, имеющие разные радиусы отклонения, и бесполевые дрейфовые промежутки, скомпонованы и сконфигурированы таким образом, чтобы

в плоскости детектора образовывалась хроматическая и пространственная фокусировка для разброса начальных параметров ионов, а для разброса начальных параметров ионов по энергии в ионных пакетах обеспечивалась хроматическая фокусировка второго и более порядка,

траектория полета пучка ионов образует замкнутую фигуру в виде несимметричной или симметричной восьмерки в плоскости XY,

промежуточные точки хроматической или пространственной фокусировки образуются в точках, которые находятся на траектории внутри бесполевого дрейфового промежутка.

2. Времяпролетный масс-анализатор по п. 1, выполненный с такой возможностью, что промежуточные хроматические фокусировки по начальным параметрам ионов не образуются каждую половину оборота, а образуются при прохождении одного или нескольких полных оборотов плоскости XY.

3. Времяпролетный масс-анализатор по п. 1, характеризующийся тем, что в плоскости детектора образуется пространственная фокусировка, а также хроматическая фокусировка второго и более порядка для разброса начальных параметров ионов по углу и координате в первоначальных ионных пакетах.

4. Времяпролетный масс-анализатор по п. 1, характеризующийся тем, что хроматическая фокусировка выполнена с возможностью возникновения в промежуточных точках на траектории каждый 1-й, 2-й и т.д. оборот.

5. Времяпролетный масс-анализатор по п. 1, характеризующийся тем, что ионно-оптические элементы, формирующие отклонение траектории в области лепестка восьмерки, содержат два и более электростатических секторов, имеющих не менее двух различных радиусов отклонения.

6. Времяпролетный масс-анализатор по п. 1, характеризующийся тем, что электростатические сектора выполнены цилиндрическими.

7. Времяпролетный масс-анализатор по п. 1, характеризующийся тем, что дополнительно содержит импульсный ионный ускоритель, выполненный с возможностью формирования коротких ионных пакетов на входе в масс-анализатор.

8. Времяпролетный масс-анализатор по п. 1, характеризующийся тем, что конфигурация ионно-оптических элементов выполнена с возможностью быть несимметричной по оси X, Y в отдельности или одновременно по осям X и Y.