イオンを捕捉する方法および装置
本発明は、イオンを捕捉する方法およびイオントラップアセンブリに関する。本発明は特に、質量分析計内でイオンの質量分析を行なう前に、イオントラップ内で気体を利用するイオンの捕捉に用途がある。本発明は、各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリのターゲットイオントラップ内でイオンを捕捉する方法を提供し、これによりイオンが捕捉されることなく繰り返しボリュームを通過して、ターゲットイオントラップに流入および流出することが可能である。電位を用いて、イオントラップアセンブリの各々の端部からイオンを反射することができる。オプションとして、電位井戸および／または気体利用冷却を用いて、ターゲットイオントラップ内でイオンを安定させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを捕捉する方法およびイオントラップアセンブリに関する。特に、本発明は、質量分析計内でイオンの質量分析を行なう前にイオントラップ内で気体を利用したイオンの捕捉に用途がある。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなイオントラップを用いて、流入するイオン流に対するバッファを提供して、特定の質量分析器に十分な空間、角度、および時間的特徴を有するパケットを準備するために用いることができる。質量分析器の例として、単一または多反射飛行時間（ＴＯＦ）、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（ＦＴＩＣＲ）、静電トラップ（例えばオービトラップ型）、または更なるイオントラップが含まれる。
【０００３】
イオントラップを備えた典型的な質量分析計のブロック図を図１に示す。質量分析計は、分析対象のイオンを生成して、後続の分析に利用できる所望の量だけイオンが集められる単一のイオントラップに供給するイオン源を含んでいる。第１の検知器がイオントラップに隣接して設けられているため、コントローラの指示の下で質量スペクトルを取得することができる。質量分析計全体もまたコントローラの指示の下で動作する。質量分析計は一般に、内部を真空にすべく１個以上のポンプを備えた真空室内に設けられている。
【０００４】
イオンを搬送または貯蔵するためにＲＦ場を用いたイオン貯蔵器は、図１に示すもののように質量分析計における標準となった。図２ａに、ＤＣ、ＲＦおよびＡＣ場の組合せを用いてイオンを捕捉する線形イオントラップ装置内の４本の電極の典型的な構成を示す。細長い電極がｚ軸に沿って伸びており、電極はｘ、ｙ軸で一対になっている。図２ａから分かるように、４本の細長い電極の各々はｚ軸に沿って３分割されている。
【０００５】
図２ｂと２ｃに、電極に印加される典型的な電位を示す。貯蔵器内での捕捉は、ＤＣおよびＲＦ場の組合せを用いて実現される。電極は、双曲線等電位を近似すべく整形されていて、捕捉装置に流入するかまたは生成されるイオンの収容を支援する四重極ＲＦ場を生成する。図２ｃに、ｘ軸電極がｙ軸電極とは逆極性の電位を有するようにＲＦ電位が対向する電極に印加されることを示す。この捕捉は、高められたＤＣ電位を、各々の分割電極の長い中心部に比べて短い端部に印加することにより支援される。これにより、電位の井戸がＲＦ場に重ね合わされる。
【０００６】
ＡＣ電位もまた電極に印加されてイオンの選択を支援するＡＣ場成分を生成することができる。
【０００７】
イオンは一旦捕捉された後で、質量分析器へイオントラップの端部から軸方向に、または一方の電極の中央に設けられた開口部を通って直角に放出することができる。
【０００８】
この種のイオントラップは米国特許第ＵＳ５，４２０，４２５号により詳細に記述されている。
【０００９】
イオントラップを気体で満たし、気体との低エネルギー衝突によりイオンが初期運動エネルギーを失うことによりイオンの捕捉が支援できるようにすることができる。イオンは十分にエネルギーを失った後で、イオントラップ内に形成された電位井戸内で捕捉される。第１通過の間に捕捉されなかったイオンは通常、隣接するイオン光学系で失われる。
【００１０】
大多数のイオンの場合、広範な質量および構造にわたって気体の圧力とイオンが移動した距離の積（Ｐ×Ｄ）が約０．２〜０．５ｍｍＴｏｒｒを上回ったならば、大幅に運動エネルギーが失なわれる。大多数の実用的な３Ｄおよび線形イオントラップは、約１ｍＴｏｒｒ以下の圧力で動作する。これには、過度のイオン損失を避けるために十分に長い経路長を提供すべく長さ１００〜１５０ｍｍのイオントラップが必要となる。しかし、そのように長いイオントラップは結果として例えば極端に厳しい製造要件を必要とするため、好ましくない。従って、実用的なイオントラップは、イオンの捕捉効率とシステムの長さとの間の妥協を要する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
背景技術に対し、本発明は第１の態様において、ターゲットイオントラップ内でイオンを捕捉する方法であって、各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリ内へイオンを導入するステップと、イオンが捕捉されることなくターゲットイオントラップに流入、通過、および流出できるようにするステップと、当該ターゲットイオントラップに２回流入するようにイオンを誘導するステップとを含んでいる。
【００１２】
本発明は、特定のイオン光学的条件下で、一連のボリュームを通るイオンを複数回通過させることにより上述の妥協を回避し得るとの知見を利用するものであり、各々の通過におけるイオン損失は小さい。１個のボリューム内で捕捉が生じるのは、イオンの運動エネルギーが余りに低いためにイオンがもはや当該ボリュームから出られない場合の最終段階だけである。複数のボリュームを用いる場合、イオンを最終的に保存する必要があるボリュームを「ターゲットイオントラップ」と呼ぶことがある。
【００１３】
ボリュームは、例えばイオントラップ、イオン反射器、イオン光学系（イオンが通過する際にイオンを単に誘導するだけの機能を果たす）等の別々の部品に対応することを意図している。いくつかの部品は、複合的であって複数のボリュームを含んでいてよい。例えば、ターゲットイオントラップは、単一のボリュームを含んでいても、あるいは電極により分離された一対のトラップボリュームを含んでいてもよい。電極の電圧をスイッチオン／オフすることにより、単一のトラップボリュームまたは一対のトラップボリュームを生成することができる。イオントラップアセンブリは、イオン取り扱い部品のより大きい集合体の一部、例えば、イオン源、更なるイオントラップまたは貯蔵器、イオン光学系等を含む装置の構成要素であってよい。
【００１４】
ターゲットイオントラップおよび他のボリュームを含むイオントラップアセンブリを提供することは、イオンがターゲットイオントラップ自体の長さよりも長い経路を横断しながらエネルギーに失うことを意味する。これにより、０．２〜０．５ｍｍのＴｏｒｒよりはるかに小さいＰ×Ｄ（Ｄはターゲットイオントラップの長さ）が得られる。イオンがターゲットイオントラップに確実に戻るようにすることは、その内部でイオンを回収できることを意味する。
【００１５】
本方法は好適には、ターゲットイオントラップに２回流入するようにイオンを反射するステップと、オプションとして、当該ターゲットイオントラップに３回流入するようにイオンを２回反射するステップとを含んでいる。これは、イオントラップアセンブリの一端部に第１の電位を設け、イオントラップアセンブリの他の端部に第２の電位を設けて、イオンをいずれかの端部で反射して、繰り返しターゲットイオントラップを横断させることにより実現できる。このような方法で、イオンは繰り返しイオントラップアセンブリを横断し、イオンがエネルギーを失うよりもはるかに長い経路長を提供する。これは特に、通常は長い停止経路（極端な場合、数十回の反射）を要する、重いペプチドおよびタンパク質に対して有効である。
【００１６】
オプションとして、イオントラップアセンブリの両端にＲＦ電位を印加することにより、イオンが所謂「擬似電位」または「有効電位」により捕捉されるようにできる。この疑似電位は、質量への高い依存度を示し、陽および陰の両極性のイオンを同時に捕捉するために用いることができる。
【００１７】
イオンがターゲットイオントラップ内で確実に捕捉されるように、陽イオンの場合、ターゲットイオントラップが全ての気体で満たされたボリュームの中で最も低い電位にあって電位井戸を形成するようにイオントラップアセンブリに電位を印加するのが好適である。このような方法で、イオンは、エネルギーを失うにつれてターゲットイオントラップ内で安定する傾向がある。一方、通過毎の衝突回数が無視できるイオントラップアセンブリ内のボリューム（すなわちかなり良好な真空に維持されたボリューム）にはそのような制約がない。すなわちそれらの電位は、ターゲットトラップの電位より低くても高くてもよい。
【００１８】
ターゲットイオントラップはオプションとして、一連のボリュームの第１および第２のボリュームを含んでいて、本方法は、ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することにより電位井戸を形成するように、且つイオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁を形成するように電位をイオントラップアセンブリに印加するステップと、イオントラップアセンブリにイオンを導入し、続いてこれらのイオンがイオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁により反射されることにより、これらのイオンが繰り返しターゲットイオントラップを横断しながらエネルギーを失って最終的にターゲットイオントラップ内で安定させるステップと、その後第１および第２のボリュームの間に作用すべく電位を印加することにより、ターゲットイオントラップ内で安定しているイオンを、一方は第１のボリュームに捕捉されていて他方は第２のボリュームに捕捉されている２個のグループに分割するステップとを含んでいる。
【００１９】
このような方法により、２個以上のイオン束を閉じ込める便利な方向を提供する。イオン束は次いで、別々に処理され（例えば、異なる質量分析計へ送られ）ても、または同様に処理され（例えば、一対の後続パケットとして同一検知器へ送られ）てもよい。本方法は、検知器のクロス較正を改良し、且つより優れた定量分析を提供することができる。
【００２０】
第１および第２のボリュームは互いに隣接していてよい。例えば、ターゲットイオントラップは、捕捉電位を間に設けることにより分離された２個のボリュームを含んでいてよい。イオントラップの周辺回りに伸びる電極を用いて、当該電位を提供することができる。あるいは、第１および第２のボリュームは、イオンガイド等の更なるボリュームまたはボリューム群により分離することができる。この意味で、ターゲットイオントラップは複合的であり、２個の別々のイオントラップを含んでいる。イオン束を分割する場合、分割ボリュームの電位を第１および第２のボリュームよりも高くすることができ、これにより第１および第２のボリュームに電位井戸が生成される。
【００２１】
本発明は、第２の態様において、各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリのターゲットイオントラップ内でイオンを捕捉する方法であって、本方法は、当該イオントラップアセンブリに電位を印加して、（ｉ）ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することによりターゲットイオントラップ内で電位井戸を形成し、（ｉｉ）ターゲットイオントラップに隣接する１個以上のボリュームがターゲットイオントラップよりも電位が高く、（ｉｉｉ）イオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁を形成するステップと、イオントラップアセンブリ内へイオンを導入し、続いて電位障壁によりイオントラップアセンブリのいずれかの端部でイオンを反射することにより、イオンがターゲットイオントラップを繰り返し横断しながらエネルギーを失うにつれて電位井戸内で安定するステップとを含んでいる。
【００２２】
本方法はオプションとして、少なくとも１個のボリュームに気体を導入することにより気体を利用してイオンを捕捉するステップを更に含んでいてよい。これは、ターゲットイオントラップ内に形成された電位井戸内でイオンが安定するようにイオンのエネルギー損失を支援する好適な方法を表わすものである。０．１ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒの圧力範囲が好適であり、０．５ｍＴｏｒｒ〜２ｍＴｏｒｒが更に好適である。
【００２３】
本方法はオプションとして、ターゲットイオントラップに隣接するボリュームに気体を導入するステップを更に含んでいてよい。好適には、ターゲットイオントラップ内の圧力が隣接するボリューム内より低いように、気体または各種の気体がターゲットイオントラップおよび隣接するボリュームに導入される。
【００２４】
考察された一つの実施形態によれば、本方法は更に、イオン貯蔵器からイオンを解放してイオントラップアセンブリに流入させる前に、イオン貯蔵器にイオンを捕捉するステップを含んでいてよい。本方法はオプションとして、イオンを繰り返しイオン貯蔵器内で捕捉し、これらをイオントラップアセンブリ内へ解放することにより、最終的にターゲットイオントラップ内で安定するイオンの個数を連続的に増加させるステップを含んでいてよい。
【００２５】
イオントラップアセンブリはオプションとして、一連のボリューム群を往復的に通過するイオンの動きに概ね一致する長軸を有し、本方法は更に、ターゲットイオントラップに捕捉されているイオンを、当該イオントラップからほぼ直角に放出するステップを含んでいる。イオンは例えば、静電（オービトラップ）型分析装置あるいは、単一または多反射飛行時間型の質量分析器の等の質量分析器の入口内へ放出することができる。湾曲したターゲットイオントラップを用いて、自身から直角に放出されるイオンを集中しやすくすることができる。
【００２６】
本発明は第３の態様において、各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームと、電位を担持すべく構成された電極と、当該電極において（ｉ）ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することによりターゲットイオントラップ内で電位井戸を形成し、（ｉｉ）ターゲットイオントラップに隣接する１個以上のボリュームがターゲットイオントラップよりも電位が高く、（ｉｉｉ）電位障壁がイオントラップアセンブリのいずれかの端部で形成されるように電位を設定するコントローラとを含むイオントラップアセンブリである。
【００２７】
オプションとして、イオントラップアセンブリはターゲットイオントラップに隣接して設けられたボリュームの１個に対応するイオン光学系を含んでいても、あるいはターゲットイオントラップに隣接して設けられたボリュームの１個に対応するイオン反射器を含んでいてよい。
【００２８】
本発明はまた、イオン源およびトラップアセンブリにも拡張され、イオン源、当該イオン源の下流に設けられたオプションのイオン貯蔵器、および下流に設けられた上述のようなイオントラップアセンブリとを含んでいる。コントローラは、イオン貯蔵器に電位を設定して、イオン源により生成されたイオンを捕捉し、次いで捕捉されたイオンを解放してイオントラップアセンブリに流入させるべく構成されていてよい。イオン源（例：電子スプレー）は圧力がより高い領域（例：差動排気および電圧によりイオンを強制的に通過させる大気対真空界面）含んでいる場合が多く、これらの領域が実際にイオントラップアセンブリの一部を構成して、イオンがターゲットイオントラップ内で安定する前に内部を通過して複数回反射される１個以上のボリュームを形成することができる。
【００２９】
本発明はまた、上述のようなイオントラップアセンブリまたはイオン源およびトラップアセンブリを含む質量分析計に拡張される。
【００３０】
本発明をわかりやすくするために、図面を例示目的でのみ参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
実物大ではないが、オービトラップ型の質量分析計１０を図３ａに示す。質量分析計１０の構成は一般に線形であって、長さ方向の（ｚ）軸に沿ってイオンが通過する。分光計１０の前面はイオン源１２を含んでいる。イオン源１２は必要に応じて各種の公知の種類、例えば電子スプレー、ＭＡＬＤＩその他任意の公知の種類から選択することができる。イオン光学系１４はイオン源１２に隣接して設けられており、これに線形イオントラップ１６が続く。更なるイオン光学系１８がイオントラップ１６の先に設けられており、これにゲート２０、２４で両端の境界を定められた湾曲四重極線形イオントラップ２２が続く。当該イオントラップ２２が、質量分析のためにイオンがその後放出される前にここに蓄積される意味でターゲットイオントラップである。イオン反射器２６が、下流のゲート２４に隣接して設けられている。イオン光学系１８、イオントラップ２２、およびイオン反射器２６は、イオントラップアセンブリを含んでいて、これらの要素の各々が当該アセンブリの別々のボリュームに対応している。
【００３２】
ターゲットイオントラップ２２はイオンを、ターゲットイオントラップ２２の電極に設けられた開口部を通り、イオントラップ２２からのイオンビームエマージェントの集中を支援する更なるイオン光学系２８を通って、オービトラップ質量分析計３０への入口の方向へ直角に放出すべく構成されている。
【００３３】
動作時に、イオンはイオン源１２内で生成され、イオン光学系１４を通って搬送されてイオントラップ１６内に一時的に蓄積される。イオントラップ１６は１ｍＴｏｒｒのヘリウムを含んでいて、イオンが気体分子と衝突した際に運動エネルギーの一部を失わせる。
【００３４】
（イオントラップ１６内に十分な量のイオンが蓄積できるように選ばれた）一定の遅延時間後、あるいは、イオントラップ１６内で十分な量のイオンが検出された後で、イオンがイオントラップ１６から放出されて、イオン光学系１８を通ってターゲットイオントラップ２２内へ移動する。十分なエネルギーを有するイオンは、ターゲットイオントラップ２２を通過してイオン反射器２６内へ流入し、そこで反射されてターゲットイオントラップ２２へ戻る。イオンのエネルギーに応じて、ゲート２０により、あるいはゲート２０の電位に打ち勝ってその先まで進み続けるのに十分なエネルギーを有する場合、イオントラップ１６のより高い電位により反射されることができる。これについて以下により詳細に述べる。
【００３５】
冷却気体がイオン反射器２６内へ導入され、そこからターゲットイオントラップ２２内へ流入することができる。冷却気体として、窒素、アルゴン、ヘリウムその他任意の適切な気体状の物質を用いることができるが、本実施形態のイオントラップ１６にはヘリウムが、またイオントラップ２２には窒素が好適である。この構成から、イオン反射器２６内に１ｍＴｏｒｒの窒素、およびターゲットイオントラップ２２内に０．５ｍＴｏｒｒの窒素が得られる。すなわち、ターゲットイオントラップ２２内の方が反射器２６内よりも圧力が低い。使用するポンプ装置（ポンプポートおよび矢印３２で示す）は、イオントラップ１６をターゲットイオントラップ２２から分離するイオン光学系１８が実質的に気体を含まないことを保障する。
【００３６】
図３ｂに、イオン源１２からイオン反射器２６へのイオン経路に沿って生じている電位を示す。当該電位は、イオン源１２、イオン光学系１４、１８、イオントラップ１６、２２、ゲート２０、２４、およびイオン反射器２６に存在する電極に適切な電圧を印加することにより生成される。図から分かるように、イオンはイオン源１２内の高電位から始めて、ターゲットイオントラップ２２内で最も低い値まで概ね減少する電位を辿ることにより、必要に応じてターゲットイオントラップ２２内でイオンを捕捉する電位井戸を形成する。
【００３７】
実際、最低電位はイオン光学系１８に現れる。イオン光学系１８内に気体が存在しないため、イオンはエネルギーを失うことなく単にイオン光学系１８を通って飛行するに過ぎない。このように、イオン光学系１８の電位は、イオンが内部を通る際のイオン損失が必ず最小限になるように最適化されている。この場合、イオン光学系１８の電位は、イオントラップ２２の電位を下回るため、ターゲットイオントラップ２２内に捕捉されたイオンがイオン光学系１８へ逃げないことを保証するために、両者の間の電位を高めることが必要である。
【００３８】
イオン源１２により生成されたイオンは電位勾配４０を辿り、遠端にある高電位４６および近端における電位降下４２によりイオントラップ１６内に形成された電位井戸４４に捕捉される。そのように捕捉されたイオンは、イオントラップ１６内でヘリウムとの衝突によりエネルギーを失う場合がある。イオントラップ１６はまた、質量分析実験を実行すべく動作可能な検知器を含んでいてよい。
【００３９】
イオントラップ１６内に十分な量のイオンが蓄積された場合、電位４６を図３ｂの破線で示す電位から実線で示す電位まで下げることにより解放される。イオンがイオントラップ１６から出て、イオントラップ２２内で後続する貯蔵のプロセスが完了したならば、電位４６は破線に一致するまで高められる。その後、トラップ１６は再び充填の準備ができる。あるいは、イオントラップ１６全体のＤＣオフセットを高めることにより、イオンがイオントラップ１６に再流入するのを防止できる。イオントラップ１６をすなわち一定に設定された実線で示す電位４６で送信モードだけに用いることもできる。
【００４０】
イオントラップ１６から出るイオンの概略的な経路を４８で示す。イオンは、イオン光学系１８およびターゲットイオントラップ２２を横断し、ターゲットイオントラップ２２およびイオン反射器２６内に存在する窒素との衝突を通じて運動エネルギーを失いながらイオン反射器２６に流入する。
【００４１】
最終的に、イオンはイオン反射器２６に設けられた極めて大きい電位４８により反射される。図から分かるように、イオン反射器２６内の電位は指数的に上昇すべく構成されている。１回反射されたイオンは、再びターゲットイオントラップ２２を横断し、自身の運動エネルギーがゲート２０上の電位５０を上回るため、続いてイオン光学系１８に入ってイオントラップ１６とイオン光学系１８の間の急峻な電位勾配５２により反射される。イオントラップ２２およびイオン反射器２６内でのエネルギー損失が十分小さい場合、イオンはイオントラップ１６に再び入り、気体との衝突で若干のエネルギーを失って、電位障壁４２により反射されることも可能である。このように、イオンはターゲットイオントラップ２２へ送り返されて、イオン反射器２６に生じている電位４８によりもう１回反射される。イオンは、ターゲットイオントラップ２２を通って逆方向へ反射され、イオン反射器２６に生じている電位４８によりもう１回反射される。
【００４２】
図３ｂにおいて、３回反射されたイオンは、再びターゲットイオントラップ２２を横断するが、今回は気体分子との衝突で余りに多くのエネルギーを失っているためゲート２０上の電位障壁５０に打ち勝つことができない。このように、イオンは、反射されてターゲットイオントラップ２２内へ戻る。ゲート２４およびイオン反射器２６への入口の電位は、ターゲットイオントラップ２２より僅かに高い。結果として生じた電位勾配５４によりイオンが反射され、これにより、ゲート２０および２４の間に形成されたターゲットイオントラップ２２の電位井戸５６内に捕捉される。
【００４３】
イオンは、イオントラップ１６からのイオンの１回または連続的な注入だけを用いてターゲットイオントラップ２２内に蓄積することができる。あるいは、イオントラップ１６からの２回以上の注入を用いてより多くのイオンをターゲットイオントラップ２２内に蓄積することができる。これは、イオントラップ１６の端に生じている電位４６の適切なゲート制御により実現することができる。
【００４４】
イオンがターゲットイオントラップ２２内に蓄積されたならば、例えば以下のような各種の異なる方法で操作することができる。
１．イオンをイオントラップ１６へ戻して、例えば検知器による検出または分裂等、更なる処理を受けることができる。（下記参照）
２．イオンをイオン反射器２６を通過させて、更に下流にある別の質量分析器またはフラグメンタ等へ送ることができる。
３．イオンをターゲットイオントラップ２２の軸から、例えばオービトラップ３０等の質量分析器の方へパルス送出することができる。
【００４５】
後者の目的のために、電位５０、５４を破線のピーク５０’、５４’で示す電位まで上昇させて、イオンを強制的にトラップ２２の中央へ向かって移動させることができる。このような「搾り出し」の間に増大したイオンエネルギーは、ターゲットイオントラップ２２内の気体との衝突により急激に消失する。
【００４６】
ターゲットイオントラップ２２内に蓄積されたイオンは、電極間の隙間を通って、または電極に設けられた開口部を通って、矢印５８で示すように曲率中心へ向かって放出される。放出は、本明細書に全文を引用しているＷＯ０５／１２４８２１Ａ２に記載された方法を用いて実行される。上述のようにイオンを束ねることで、開口部を通過するイオンビームの幅が狭まる。ターゲットイオントラップ２２の湾曲は、イオンをオービトラップ質量分析計３０の入口開口部に集中させる役割を果たし、イオン光学系２８により集中を支援する。
【００４７】
上述の実施形態は、圧力ゲインを提供することにより、複数回の反射によりターゲットイオントラップ２２内で低い気体圧力を維持して、一定の衝突減衰が得られる。この圧力ゲインは反射回数にほぼ等しく、これはすなわち１回通過する毎にイオントラップアセンブリから失われたイオンの割合で０．３〜０．５を除算した値にほぼ等しい。どのイオントラップアセンブリでもイオン損失の大半は、ボリュームを概ね分離する電極に設けられた開口部で生じる。従って、透過率の高いイオン光学系は、特に開口部を定める電極に関する最適性能を得るために重要である。イオン冷却にも関与する他の捕捉領域については、それらの領域がターゲットイオントラップ２２内よりも高い気体圧力を有する場合、圧力ゲインが極めて高くなる可能性がある。
【００４８】
好適には、イオン光学系はＲＦガイドや周期的レンズ等、広範に変動するエネルギーのイオンを搬送できなければならない。実験を通じて、内径がｒ０を０．３〜０．４を上回り、且つ厚さがｒ０を大幅に下回る開口部により分離された内接半径がｒ０のＲＦ多重極の場合にイオン損失を少なくできることが分かった。
【００４９】
例えば、上述の実施形態において、線形トラップ１６の長さは通常５０〜１００ｍｍ、イオン光学系１８の長さは約３００ｍｍ、ターゲットイオントラップ２２の軸長は約２０ｍｍ、イオン反射器２６の長さは約３０ｍｍである。ターゲットイオントラップ２２は０．５ｍＴｏｒｒの窒素を含んでいるためＰ×Ｄ＝０．０１ｍｍＴｏｒｒが得られ、イオン反射器は１ｍＴｏｒｒの窒素を含んでいるためＰ×Ｄ＝０．０３ｍｍＴｏｒｒが得られる。
【００５０】
ゲート２０、２４に設けられた開口部の内径は２．５〜３ｍｍである一方、それらの厚さは１ｍｍを超えない。線形イオントラップ１６の内接直径は８ｍｍ、ターゲット湾曲線形イオントラップ２２の内接直径は２×ｒｃｌｔ＝６ｍｍ、イオン光学系１８の内接直径は５．５ｍｍである。通常、捕捉は数ｍｓの時間尺度で生じる。
【００５１】
全体的に、オービトラップ質量分析器３０へ向けて差動排気をより効率的に行なうだけでなく、壊れやすいイオンを安全に直角にパルス送出できるようにするためにターゲットイオントラップ２２内の圧力が低いことが好ましい。高エネルギーでのイオンの分裂を回避すべく、（イオンの質量、電荷、構造その他のパラメータに応じて）Ｐｃｌｔ＊ｒｃｌｔ＜１０−３〜１０−２ｍｍＴｏｒｒが必要である。ｒｃｉｔ＝３ｍｍの場合、これはＰｃｌｔ＜（０．３〜３）×１０−３Ｔｏｒｒを意味する。
【００５２】
上述の実施形態から得られる圧力ゲインが性能を向上させることが分かっている。従来は、ｍ／ｚ５００を超えるイオントラップにおいて顕著な性能低下が見られた。現在、ｍ／ｚ２０００まで性能低下は見られない。
【００５３】
上述の実施形態は、単に本発明の可能な実装例の一つに過ぎない。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく本実施形態に対する変型が可能なことが理解されよう。
【００５４】
例えば、図４ａ〜４ｅに、利用可能なイオン光学系およびイオントラップの異なる構成を示す。図４ａに、イオン光学系６０にターゲットイオントラップ６２が続く簡単なイオントラップ構成を示す。イオンは、イオン源（図示せず）により生成されて６４でイオン光学系６０内へ注入される。イオンは、矢印６６、６８で示すように、イオントラップ装置の両端部で反射される。ターゲットイオントラップ６２は、気体を利用した捕捉を実行すべく気体を含んでいる。イオン光学系６０の電位はターゲットイオントラップ６２の電位より高く保たれる。ターゲットイオントラップ６２の電位井戸に捕捉されたイオンは、７０に示すように軸方向に、あるいは７２に示すように直角に放出することができる。
【００５５】
図４ｂに、２組のイオン光学系８２、８４に挟まれたターゲットイオントラップ８０を含むイオントラップ構成を示す。イオン光学系８４はイオン反射器として機能する。イオンは８６から注入され、８８、９０に示すようにイオン光学系８２、８４の両端部で反射される。ターゲットイオントラップ８０は気体を含んでいる。捕捉されたイオンは、ターゲットイオントラップ８０により形成された電位に集められ、９２から直角に放出したり、または９４に示すようにイオン光学系８４を通って軸方向に放出することができる。
【００５６】
図４ｃに、１００から注入されたイオンがイオン光学系１０２、気体で満されたイオントラップ１０４、イオン光学系１０６、および気体で満たされたターゲットトラップ１０８を順に通過するイオントラップ構成を示す。イオンは、１１０でターゲットトラップ１０８の遠端により、および１１２でイオントラップ１０４の遠端により反射される。ターゲットイオントラップ１０８により生成された電位に捕捉されたイオンは、１１４から軸方向にまたは１１６から直角に放出することができる。
【００５７】
図４ｄに、１２０から注入されたイオンがイオン光学系１２２、気体で満たされたイオントラップ１２４、イオン光学系１２６、気体で満たされたターゲットイオントラップ１２８、およびイオン反射器１３０を順に通過するイオントラップ装置を示す。イオンは、イオン反射器１３０により１３２で、およびイオントラップ１２４の遠端１３４で反射される。ターゲットイオントラップ１２８により生成された電位に捕捉されたイオンは、１３６でトラップ１２８から直角に放出したり、イオン反射器１３０を通って１３８から軸方向に放出することができる。
【００５８】
図４ｅは、ターゲットイオントラップ１２８およびイオン反射器１３０の両方が気体で満たされている点を除いて図４ｄとほぼ一致している。このように、図４ｅのイオントラップ構成は、図３ａに示すものと同一である。本発明の全ての実施形態において、ターゲットイオントラップ２２を通る１回のイオン通過での衝突の結果、イオンビームの実質的に無視できる割合(通常は１０％未満)を捕捉する点に注意することが重要である。本発明を適用することにより、１回の通過と比較して捕捉効率が少なくとも２〜５倍向上する。これにより本発明は、１回および複数回捕捉する各種の公知の構成から区別される。
【００５９】
上述の捕捉原理は、構造に関係なく任意の種類のトラップに適用可能であり、従って、電極または多重極の拡張された組、直径が一定または変動する開口部、ＲＦおよびＤＣ印加電位を有する螺旋形または円形の電極、および電磁気トラップ等が含まれる。気体利用の捕捉が好適であるが、断熱捕捉等の他の構成を用いてもよい。また、イオントラップ電位を高めて、イオントラップ内でイオン雲圧縮を実行することができる。
【００６０】
気体を利用して捕捉を行なう場合、使用する気体の選択およびこれらの気体の圧力を自由に変更することができる。必要に応じて反応性気体（メタン、水蒸気、酸素等）または非反応性気体（希ガス、窒素等）を用いてもよい。
【００６１】
提案された捕捉方法の他の利用法を考案することができる。例えば、図３ａまたは図４ｂの構成を用いて、イオントラップ１６または１０４の長さ（従ってコスト）を増やす必要なくイオン源１２から流入するイオンの捕捉効率を高めることができる。この場合、大部分のイオンは、最初にターゲットトラップ２２または１０８に捕捉され、続いてイオントラップ１６または１０４へ還送することができる。
【００６２】
通常、イオントラップ１６、２２およびイオン光学系１４、１８のＤＣオフセットを変更するだけで、イオンは一つのイオントラップから別イオントラップまで移動することができる。この観点から、「ターゲットトラップ」という用語は、（質量分析の前に貯蔵すべく用いる最終イオントラップに対して）イオンが衝突冷却を用いて捕捉されるターゲットを意味するものと解釈すべきである。これはまた、イオン損失の診断および最小化も可能にする。例えば、一定数のイオンをイオントラップ１６からイオントラップ２２内へ移動させ、次いでイオントラップ１６へ戻し、更にイオントラップ１６内に設けられた検知器または複数の検知器を用いて計測することができる。イオントラップ１６への移動の有無に拘わらず同一検知器（群）により集められた質量スペクトルの比較により、各々の質量ピークについてイオン透過の正確な測定が可能になる。
【００６３】
複数回通過捕捉により開かれた他の可能性としてイオンビームの分割がある。例えば、２個のイオントラップが全く同一のＤＣオフセットを有し、且つそれらを分離する電位障壁が存在しない場合、イオン雲はこれらのトラップ間で分散される。イオントラップ間に電位障壁を生成することでイオンの個数が２分割される。これは、各々のトラップに異なる検知器を使用する場合、各々の検知器のクロス較正を向上させ、且つ定量分析の向上が可能になるため、有用である。例えば、イオン個数の第１部分をターゲットイオントラップ２２の第１の部分に分割して、関連付けられた検知器で測定される前にそこで捕捉することができる。測定されたイオン個数は次いで、ターゲットイオントラップ２２の第２の部分に貯蔵されて後でオービトラップ３０へ放出され得るイオンの正確な個数を予測するために利用することができる。これにより、オービトラップ３０内において、得られた質量スペクトルの質量較正に修正を施すことができる。これは、ＭＡＬＤＩ等の比較的不安定なイオン源と合わせて用いる場合に利点がある。
【００６４】
上述の実施形態におけるイオントラップのいずれも、電位が適切に設定されている場合、ターゲットイオントラップとして動作可能であるため、これはまた、図４の破線矢印により模式的に示すように、各々のイオントラップが他の質量分析器と軸方向または直角に連結できることを意味する。このような質量分析器は、ＴＯＦ、ＦＴＩＣＲ、静電トラップその他任意の種類のイオントラップであることが好適であるが、四重極質量分析器、イオン移動度スペクトロメータ、または磁気セクターを用いてもよい。質量分析器は、図３または４に示す任意のイオン光学系の不可欠な部分をなす。
【００６５】
上の説明は、陽イオンの捕捉に関連して述べたものである。しかし、当業者は、本発明が陰イオンの捕捉にも容易に適用できることが理解されよう。電位（特に極性）の適合が必要であるが、このような適合は直接的であって当業者の技術で十分対応できる。
【００６６】
実際、本発明は、両方の極性を捕捉可能な電位障壁を用いる前提で両方の極性のイオンを同時に捕捉するために利用可能である。このような電位障壁は、（イオントラップ内で任意の極性のイオンを保持するＲＦ場と同様の）ＲＦ場の「疑似電位」（「有効電位」としても知られる）により生成することができる。例えば、ＲＦ電圧をターゲットトラップ２２の端部（群）における開口部に印加してよく、あるいは２個の多重極のオフセット間にＲＦ電圧が存在してもよい。
【００６７】
イオンがＲＦ場内で移動する場合、それらの運動は、滑らかな「平均化された」軌道に重ね合わされた、ＲＦ場の周波数における高周波リップルと考えることができる。ランダウ（Ｌａｎｄａｕ）およびリフシッツ（Ｌｉｆｓｈｉｔｚ）（力学、パーガモンプレス（Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ）、オックスフォード、英国、１９６９）に示されているように、そのような「滑らかな」軌道に沿った質量対電荷比がｍ／ｑであるイオンの運動は、特定の条件下（例：リップルが比較的小さい場合）で疑似電位の運動に等価である。
【数１】
ここに、＜．．．＞はＲＦ場の周期にわたる平均、｜．．．｜はベクトルの絶対値を意味し、∇ΦはＲＦ電位の勾配である。疑似電位を用いて、ＤＣ電位と同程度有効な電位井戸または障壁を生成することができる。疑似電位は、場の勾配の２乗平均に比例し、且つｍ／ｑに反比例するため、強い質量依存性を示す。質量の選択が必要な場合に、疑似電位の質量依存が強いことを利用すれば好都合である。主な違いは、疑似電位井戸または障壁は負および正に帯電した粒子の両方に同様に作用するため、両方の極性のイオンを同時に捕捉することができる。疑似電位はまた、ＤＣ電位と結合することができる。明らかに、疑似電位はまた、一つの極性のイオンだけを捕捉するために用いてもよい。
【００６８】
上述の実施形態において、イオンの捕捉が必要な場合、ターゲットトラップ２２の端部開口部で、またはＲＦ多重極（例：多重極のＤＣオフセットの頂部）の間であってもＲＦ電圧をスイッチオンすることができる。例えば、ＤＣ電位井戸だけを用いて陽イオンをターゲットトラップ２２の一端部の近くに貯蔵することができる。次いで、追加的なイオン源または同一イオン源１２からさえも陰イオンを（ターゲットトラップ２２を除く全てのイオン経路に沿って電圧極性が反転した後で）放出して、ターゲットトラップ２２の他の端部の近くに貯蔵することができる。イオンは、更なるイオン源から導入することができる。その後、ＲＦはターゲットトラップ２２の両端部でスイッチオンされ、ＤＣ電位井戸が除去される。両方の極性のイオンは、同じトラップボリュームを共有し始めて、例えばＷＯ２００５／０９０９７８およびＷＯ２００５／０７４００４に記載されているように互いに引き合い、その結果イオン間相互作用が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】質量分析計のブロック図である。
【図２ａ】線形四重極イオントラップの斜視図である。
【図２ｂ】イオントラップの動作に用いるＤＣ、ＡＣおよびＲＦ電位の構成図である。
【図２ｃ】イオントラップの動作に用いるＤＣ、ＡＣおよびＲＦ電位の構成図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態によればイオントラップアセンブリを含むオービトラップ型質量分析計の平面図である。
【図３ｂ】使用中のイオントラップアセンブリに印加される電位を示すグラフである。
【図４ａ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【図４ｂ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【図４ｃ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【図４ｄ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【図４ｅ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを捕捉する方法およびイオントラップアセンブリに関する。特に、本発明は、質量分析計内でイオンの質量分析を行なう前にイオントラップ内で気体を利用したイオンの捕捉に用途がある。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなイオントラップを用いて、流入するイオン流に対するバッファを提供して、特定の質量分析器に十分な空間、角度、および時間的特徴を有するパケットを準備するために用いることができる。質量分析器の例として、単一または多反射飛行時間（ＴＯＦ）、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（ＦＴＩＣＲ）、静電トラップ（例えばオービトラップ型）、または更なるイオントラップが含まれる。
【０００３】
イオントラップを備えた典型的な質量分析計のブロック図を図１に示す。質量分析計は、分析対象のイオンを生成して、後続の分析に利用できる所望の量だけイオンが集められる単一のイオントラップに供給するイオン源を含んでいる。第１の検知器がイオントラップに隣接して設けられているため、コントローラの指示の下で質量スペクトルを取得することができる。質量分析計全体もまたコントローラの指示の下で動作する。質量分析計は一般に、内部を真空にすべく１個以上のポンプを備えた真空室内に設けられている。
【０００４】
イオンを搬送または貯蔵するためにＲＦ場を用いたイオン貯蔵器は、図１に示すもののように質量分析計における標準となった。図２ａに、ＤＣ、ＲＦおよびＡＣ場の組合せを用いてイオンを捕捉する線形イオントラップ装置内の４本の電極の典型的な構成を示す。細長い電極がｚ軸に沿って伸びており、電極はｘ、ｙ軸で一対になっている。図２ａから分かるように、４本の細長い電極の各々はｚ軸に沿って３分割されている。
【０００５】
図２ｂと２ｃに、電極に印加される典型的な電位を示す。貯蔵器内での捕捉は、ＤＣおよびＲＦ場の組合せを用いて実現される。電極は、双曲線等電位を近似すべく整形されていて、捕捉装置に流入するかまたは生成されるイオンの収容を支援する四重極ＲＦ場を生成する。図２ｃに、ｘ軸電極がｙ軸電極とは逆極性の電位を有するようにＲＦ電位が対向する電極に印加されることを示す。この捕捉は、高められたＤＣ電位を、各々の分割電極の長い中心部に比べて短い端部に印加することにより支援される。これにより、電位の井戸がＲＦ場に重ね合わされる。
【０００６】
ＡＣ電位もまた電極に印加されてイオンの選択を支援するＡＣ場成分を生成することができる。
【０００７】
イオンは一旦捕捉された後で、質量分析器へイオントラップの端部から軸方向に、または一方の電極の中央に設けられた開口部を通って直角に放出することができる。
【０００８】
この種のイオントラップは米国特許第ＵＳ５，４２０，４２５号により詳細に記述されている。
【０００９】
イオントラップを気体で満たし、気体との低エネルギー衝突によりイオンが初期運動エネルギーを失うことによりイオンの捕捉が支援できるようにすることができる。イオンは十分にエネルギーを失った後で、イオントラップ内に形成された電位井戸内で捕捉される。第１通過の間に捕捉されなかったイオンは通常、隣接するイオン光学系で失われる。
【００１０】
大多数のイオンの場合、広範な質量および構造にわたって気体の圧力とイオンが移動した距離の積（Ｐ×Ｄ）が約０．２〜０．５ｍｍＴｏｒｒを上回ったならば、大幅に運動エネルギーが失なわれる。大多数の実用的な３Ｄおよび線形イオントラップは、約１ｍＴｏｒｒ以下の圧力で動作する。これには、過度のイオン損失を避けるために十分に長い経路長を提供すべく長さ１００〜１５０ｍｍのイオントラップが必要となる。しかし、そのように長いイオントラップは結果として例えば極端に厳しい製造要件を必要とするため、好ましくない。従って、実用的なイオントラップは、イオンの捕捉効率とシステムの長さとの間の妥協を要する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
背景技術に対し、本発明は第１の態様において、ターゲットイオントラップ内でイオンを捕捉する方法であって、各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリ内へイオンを導入するステップと、イオンが捕捉されることなくターゲットイオントラップに流入、通過、および流出できるようにするステップと、当該ターゲットイオントラップに２回流入するようにイオンを誘導するステップとを含んでいる。
【００１２】
本発明は、特定のイオン光学的条件下で、一連のボリュームを通るイオンを複数回通過させることにより上述の妥協を回避し得るとの知見を利用するものであり、各々の通過におけるイオン損失は小さい。１個のボリューム内で捕捉が生じるのは、イオンの運動エネルギーが余りに低いためにイオンがもはや当該ボリュームから出られない場合の最終段階だけである。複数のボリュームを用いる場合、イオンを最終的に保存する必要があるボリュームを「ターゲットイオントラップ」と呼ぶことがある。
【００１３】
ボリュームは、例えばイオントラップ、イオン反射器、イオン光学系（イオンが通過する際にイオンを単に誘導するだけの機能を果たす）等の別々の部品に対応することを意図している。いくつかの部品は、複合的であって複数のボリュームを含んでいてよい。例えば、ターゲットイオントラップは、単一のボリュームを含んでいても、あるいは電極により分離された一対のトラップボリュームを含んでいてもよい。電極の電圧をスイッチオン／オフすることにより、単一のトラップボリュームまたは一対のトラップボリュームを生成することができる。イオントラップアセンブリは、イオン取り扱い部品のより大きい集合体の一部、例えば、イオン源、更なるイオントラップまたは貯蔵器、イオン光学系等を含む装置の構成要素であってよい。
【００１４】
ターゲットイオントラップおよび他のボリュームを含むイオントラップアセンブリを提供することは、イオンがターゲットイオントラップ自体の長さよりも長い経路を横断しながらエネルギーに失うことを意味する。これにより、０．２〜０．５ｍｍのＴｏｒｒよりはるかに小さいＰ×Ｄ（Ｄはターゲットイオントラップの長さ）が得られる。イオンがターゲットイオントラップに確実に戻るようにすることは、その内部でイオンを回収できることを意味する。
【００１５】
本方法は好適には、ターゲットイオントラップに２回流入するようにイオンを反射するステップと、オプションとして、当該ターゲットイオントラップに３回流入するようにイオンを２回反射するステップとを含んでいる。これは、イオントラップアセンブリの一端部に第１の電位を設け、イオントラップアセンブリの他の端部に第２の電位を設けて、イオンをいずれかの端部で反射して、繰り返しターゲットイオントラップを横断させることにより実現できる。このような方法で、イオンは繰り返しイオントラップアセンブリを横断し、イオンがエネルギーを失うよりもはるかに長い経路長を提供する。これは特に、通常は長い停止経路（極端な場合、数十回の反射）を要する、重いペプチドおよびタンパク質に対して有効である。
【００１６】
オプションとして、イオントラップアセンブリの両端にＲＦ電位を印加することにより、イオンが所謂「擬似電位」または「有効電位」により捕捉されるようにできる。この疑似電位は、質量への高い依存度を示し、陽および陰の両極性のイオンを同時に捕捉するために用いることができる。
【００１７】
イオンがターゲットイオントラップ内で確実に捕捉されるように、陽イオンの場合、ターゲットイオントラップが全ての気体で満たされたボリュームの中で最も低い電位にあって電位井戸を形成するようにイオントラップアセンブリに電位を印加するのが好適である。このような方法で、イオンは、エネルギーを失うにつれてターゲットイオントラップ内で安定する傾向がある。一方、通過毎の衝突回数が無視できるイオントラップアセンブリ内のボリューム（すなわちかなり良好な真空に維持されたボリューム）にはそのような制約がない。すなわちそれらの電位は、ターゲットトラップの電位より低くても高くてもよい。
【００１８】
ターゲットイオントラップはオプションとして、一連のボリュームの第１および第２のボリュームを含んでいて、本方法は、ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することにより電位井戸を形成するように、且つイオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁を形成するように電位をイオントラップアセンブリに印加するステップと、イオントラップアセンブリにイオンを導入し、続いてこれらのイオンがイオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁により反射されることにより、これらのイオンが繰り返しターゲットイオントラップを横断しながらエネルギーを失って最終的にターゲットイオントラップ内で安定させるステップと、その後第１および第２のボリュームの間に作用すべく電位を印加することにより、ターゲットイオントラップ内で安定しているイオンを、一方は第１のボリュームに捕捉されていて他方は第２のボリュームに捕捉されている２個のグループに分割するステップとを含んでいる。
【００１９】
このような方法により、２個以上のイオン束を閉じ込める便利な方向を提供する。イオン束は次いで、別々に処理され（例えば、異なる質量分析計へ送られ）ても、または同様に処理され（例えば、一対の後続パケットとして同一検知器へ送られ）てもよい。本方法は、検知器のクロス較正を改良し、且つより優れた定量分析を提供することができる。
【００２０】
第１および第２のボリュームは互いに隣接していてよい。例えば、ターゲットイオントラップは、捕捉電位を間に設けることにより分離された２個のボリュームを含んでいてよい。イオントラップの周辺回りに伸びる電極を用いて、当該電位を提供することができる。あるいは、第１および第２のボリュームは、イオンガイド等の更なるボリュームまたはボリューム群により分離することができる。この意味で、ターゲットイオントラップは複合的であり、２個の別々のイオントラップを含んでいる。イオン束を分割する場合、分割ボリュームの電位を第１および第２のボリュームよりも高くすることができ、これにより第１および第２のボリュームに電位井戸が生成される。
【００２１】
本発明は、第２の態様において、各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリのターゲットイオントラップ内でイオンを捕捉する方法であって、本方法は、当該イオントラップアセンブリに電位を印加して、（ｉ）ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することによりターゲットイオントラップ内で電位井戸を形成し、（ｉｉ）ターゲットイオントラップに隣接する１個以上のボリュームがターゲットイオントラップよりも電位が高く、（ｉｉｉ）イオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁を形成するステップと、イオントラップアセンブリ内へイオンを導入し、続いて電位障壁によりイオントラップアセンブリのいずれかの端部でイオンを反射することにより、イオンがターゲットイオントラップを繰り返し横断しながらエネルギーを失うにつれて電位井戸内で安定するステップとを含んでいる。
【００２２】
本方法はオプションとして、少なくとも１個のボリュームに気体を導入することにより気体を利用してイオンを捕捉するステップを更に含んでいてよい。これは、ターゲットイオントラップ内に形成された電位井戸内でイオンが安定するようにイオンのエネルギー損失を支援する好適な方法を表わすものである。０．１ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒの圧力範囲が好適であり、０．５ｍＴｏｒｒ〜２ｍＴｏｒｒが更に好適である。
【００２３】
本方法はオプションとして、ターゲットイオントラップに隣接するボリュームに気体を導入するステップを更に含んでいてよい。好適には、ターゲットイオントラップ内の圧力が隣接するボリューム内より低いように、気体または各種の気体がターゲットイオントラップおよび隣接するボリュームに導入される。
【００２４】
考察された一つの実施形態によれば、本方法は更に、イオン貯蔵器からイオンを解放してイオントラップアセンブリに流入させる前に、イオン貯蔵器にイオンを捕捉するステップを含んでいてよい。本方法はオプションとして、イオンを繰り返しイオン貯蔵器内で捕捉し、これらをイオントラップアセンブリ内へ解放することにより、最終的にターゲットイオントラップ内で安定するイオンの個数を連続的に増加させるステップを含んでいてよい。
【００２５】
イオントラップアセンブリはオプションとして、一連のボリューム群を往復的に通過するイオンの動きに概ね一致する長軸を有し、本方法は更に、ターゲットイオントラップに捕捉されているイオンを、当該イオントラップからほぼ直角に放出するステップを含んでいる。イオンは例えば、静電（オービトラップ）型分析装置あるいは、単一または多反射飛行時間型の質量分析器の等の質量分析器の入口内へ放出することができる。湾曲したターゲットイオントラップを用いて、自身から直角に放出されるイオンを集中しやすくすることができる。
【００２６】
本発明は第３の態様において、各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームと、電位を担持すべく構成された電極と、当該電極において（ｉ）ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することによりターゲットイオントラップ内で電位井戸を形成し、（ｉｉ）ターゲットイオントラップに隣接する１個以上のボリュームがターゲットイオントラップよりも電位が高く、（ｉｉｉ）電位障壁がイオントラップアセンブリのいずれかの端部で形成されるように電位を設定するコントローラとを含むイオントラップアセンブリである。
【００２７】
オプションとして、イオントラップアセンブリはターゲットイオントラップに隣接して設けられたボリュームの１個に対応するイオン光学系を含んでいても、あるいはターゲットイオントラップに隣接して設けられたボリュームの１個に対応するイオン反射器を含んでいてよい。
【００２８】
本発明はまた、イオン源およびトラップアセンブリにも拡張され、イオン源、当該イオン源の下流に設けられたオプションのイオン貯蔵器、および下流に設けられた上述のようなイオントラップアセンブリとを含んでいる。コントローラは、イオン貯蔵器に電位を設定して、イオン源により生成されたイオンを捕捉し、次いで捕捉されたイオンを解放してイオントラップアセンブリに流入させるべく構成されていてよい。イオン源（例：電子スプレー）は圧力がより高い領域（例：差動排気および電圧によりイオンを強制的に通過させる大気対真空界面）含んでいる場合が多く、これらの領域が実際にイオントラップアセンブリの一部を構成して、イオンがターゲットイオントラップ内で安定する前に内部を通過して複数回反射される１個以上のボリュームを形成することができる。
【００２９】
本発明はまた、上述のようなイオントラップアセンブリまたはイオン源およびトラップアセンブリを含む質量分析計に拡張される。
【００３０】
本発明をわかりやすくするために、図面を例示目的でのみ参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
実物大ではないが、オービトラップ型の質量分析計１０を図３ａに示す。質量分析計１０の構成は一般に線形であって、長さ方向の（ｚ）軸に沿ってイオンが通過する。分光計１０の前面はイオン源１２を含んでいる。イオン源１２は必要に応じて各種の公知の種類、例えば電子スプレー、ＭＡＬＤＩその他任意の公知の種類から選択することができる。イオン光学系１４はイオン源１２に隣接して設けられており、これに線形イオントラップ１６が続く。更なるイオン光学系１８がイオントラップ１６の先に設けられており、これにゲート２０、２４で両端の境界を定められた湾曲四重極線形イオントラップ２２が続く。当該イオントラップ２２が、質量分析のためにイオンがその後放出される前にここに蓄積される意味でターゲットイオントラップである。イオン反射器２６が、下流のゲート２４に隣接して設けられている。イオン光学系１８、イオントラップ２２、およびイオン反射器２６は、イオントラップアセンブリを含んでいて、これらの要素の各々が当該アセンブリの別々のボリュームに対応している。
【００３２】
ターゲットイオントラップ２２はイオンを、ターゲットイオントラップ２２の電極に設けられた開口部を通り、イオントラップ２２からのイオンビームエマージェントの集中を支援する更なるイオン光学系２８を通って、オービトラップ質量分析計３０への入口の方向へ直角に放出すべく構成されている。
【００３３】
動作時に、イオンはイオン源１２内で生成され、イオン光学系１４を通って搬送されてイオントラップ１６内に一時的に蓄積される。イオントラップ１６は１ｍＴｏｒｒのヘリウムを含んでいて、イオンが気体分子と衝突した際に運動エネルギーの一部を失わせる。
【００３４】
（イオントラップ１６内に十分な量のイオンが蓄積できるように選ばれた）一定の遅延時間後、あるいは、イオントラップ１６内で十分な量のイオンが検出された後で、イオンがイオントラップ１６から放出されて、イオン光学系１８を通ってターゲットイオントラップ２２内へ移動する。十分なエネルギーを有するイオンは、ターゲットイオントラップ２２を通過してイオン反射器２６内へ流入し、そこで反射されてターゲットイオントラップ２２へ戻る。イオンのエネルギーに応じて、ゲート２０により、あるいはゲート２０の電位に打ち勝ってその先まで進み続けるのに十分なエネルギーを有する場合、イオントラップ１６のより高い電位により反射されることができる。これについて以下により詳細に述べる。
【００３５】
冷却気体がイオン反射器２６内へ導入され、そこからターゲットイオントラップ２２内へ流入することができる。冷却気体として、窒素、アルゴン、ヘリウムその他任意の適切な気体状の物質を用いることができるが、本実施形態のイオントラップ１６にはヘリウムが、またイオントラップ２２には窒素が好適である。この構成から、イオン反射器２６内に１ｍＴｏｒｒの窒素、およびターゲットイオントラップ２２内に０．５ｍＴｏｒｒの窒素が得られる。すなわち、ターゲットイオントラップ２２内の方が反射器２６内よりも圧力が低い。使用するポンプ装置（ポンプポートおよび矢印３２で示す）は、イオントラップ１６をターゲットイオントラップ２２から分離するイオン光学系１８が実質的に気体を含まないことを保障する。
【００３６】
図３ｂに、イオン源１２からイオン反射器２６へのイオン経路に沿って生じている電位を示す。当該電位は、イオン源１２、イオン光学系１４、１８、イオントラップ１６、２２、ゲート２０、２４、およびイオン反射器２６に存在する電極に適切な電圧を印加することにより生成される。図から分かるように、イオンはイオン源１２内の高電位から始めて、ターゲットイオントラップ２２内で最も低い値まで概ね減少する電位を辿ることにより、必要に応じてターゲットイオントラップ２２内でイオンを捕捉する電位井戸を形成する。
【００３７】
実際、最低電位はイオン光学系１８に現れる。イオン光学系１８内に気体が存在しないため、イオンはエネルギーを失うことなく単にイオン光学系１８を通って飛行するに過ぎない。このように、イオン光学系１８の電位は、イオンが内部を通る際のイオン損失が必ず最小限になるように最適化されている。この場合、イオン光学系１８の電位は、イオントラップ２２の電位を下回るため、ターゲットイオントラップ２２内に捕捉されたイオンがイオン光学系１８へ逃げないことを保証するために、両者の間の電位を高めることが必要である。
【００３８】
イオン源１２により生成されたイオンは電位勾配４０を辿り、遠端にある高電位４６および近端における電位降下４２によりイオントラップ１６内に形成された電位井戸４４に捕捉される。そのように捕捉されたイオンは、イオントラップ１６内でヘリウムとの衝突によりエネルギーを失う場合がある。イオントラップ１６はまた、質量分析実験を実行すべく動作可能な検知器を含んでいてよい。
【００３９】
イオントラップ１６内に十分な量のイオンが蓄積された場合、電位４６を図３ｂの破線で示す電位から実線で示す電位まで下げることにより解放される。イオンがイオントラップ１６から出て、イオントラップ２２内で後続する貯蔵のプロセスが完了したならば、電位４６は破線に一致するまで高められる。その後、トラップ１６は再び充填の準備ができる。あるいは、イオントラップ１６全体のＤＣオフセットを高めることにより、イオンがイオントラップ１６に再流入するのを防止できる。イオントラップ１６をすなわち一定に設定された実線で示す電位４６で送信モードだけに用いることもできる。
【００４０】
イオントラップ１６から出るイオンの概略的な経路を４８で示す。イオンは、イオン光学系１８およびターゲットイオントラップ２２を横断し、ターゲットイオントラップ２２およびイオン反射器２６内に存在する窒素との衝突を通じて運動エネルギーを失いながらイオン反射器２６に流入する。
【００４１】
最終的に、イオンはイオン反射器２６に設けられた極めて大きい電位４８により反射される。図から分かるように、イオン反射器２６内の電位は指数的に上昇すべく構成されている。１回反射されたイオンは、再びターゲットイオントラップ２２を横断し、自身の運動エネルギーがゲート２０上の電位５０を上回るため、続いてイオン光学系１８に入ってイオントラップ１６とイオン光学系１８の間の急峻な電位勾配５２により反射される。イオントラップ２２およびイオン反射器２６内でのエネルギー損失が十分小さい場合、イオンはイオントラップ１６に再び入り、気体との衝突で若干のエネルギーを失って、電位障壁４２により反射されることも可能である。このように、イオンはターゲットイオントラップ２２へ送り返されて、イオン反射器２６に生じている電位４８によりもう１回反射される。イオンは、ターゲットイオントラップ２２を通って逆方向へ反射され、イオン反射器２６に生じている電位４８によりもう１回反射される。
【００４２】
図３ｂにおいて、３回反射されたイオンは、再びターゲットイオントラップ２２を横断するが、今回は気体分子との衝突で余りに多くのエネルギーを失っているためゲート２０上の電位障壁５０に打ち勝つことができない。このように、イオンは、反射されてターゲットイオントラップ２２内へ戻る。ゲート２４およびイオン反射器２６への入口の電位は、ターゲットイオントラップ２２より僅かに高い。結果として生じた電位勾配５４によりイオンが反射され、これにより、ゲート２０および２４の間に形成されたターゲットイオントラップ２２の電位井戸５６内に捕捉される。
【００４３】
イオンは、イオントラップ１６からのイオンの１回または連続的な注入だけを用いてターゲットイオントラップ２２内に蓄積することができる。あるいは、イオントラップ１６からの２回以上の注入を用いてより多くのイオンをターゲットイオントラップ２２内に蓄積することができる。これは、イオントラップ１６の端に生じている電位４６の適切なゲート制御により実現することができる。
【００４４】
イオンがターゲットイオントラップ２２内に蓄積されたならば、例えば以下のような各種の異なる方法で操作することができる。
１．イオンをイオントラップ１６へ戻して、例えば検知器による検出または分裂等、更なる処理を受けることができる。（下記参照）
２．イオンをイオン反射器２６を通過させて、更に下流にある別の質量分析器またはフラグメンタ等へ送ることができる。
３．イオンをターゲットイオントラップ２２の軸から、例えばオービトラップ３０等の質量分析器の方へパルス送出することができる。
【００４５】
後者の目的のために、電位５０、５４を破線のピーク５０’、５４’で示す電位まで上昇させて、イオンを強制的にトラップ２２の中央へ向かって移動させることができる。このような「搾り出し」の間に増大したイオンエネルギーは、ターゲットイオントラップ２２内の気体との衝突により急激に消失する。
【００４６】
ターゲットイオントラップ２２内に蓄積されたイオンは、電極間の隙間を通って、または電極に設けられた開口部を通って、矢印５８で示すように曲率中心へ向かって放出される。放出は、本明細書に全文を引用しているＷＯ０５／１２４８２１Ａ２に記載された方法を用いて実行される。上述のようにイオンを束ねることで、開口部を通過するイオンビームの幅が狭まる。ターゲットイオントラップ２２の湾曲は、イオンをオービトラップ質量分析計３０の入口開口部に集中させる役割を果たし、イオン光学系２８により集中を支援する。
【００４７】
上述の実施形態は、圧力ゲインを提供することにより、複数回の反射によりターゲットイオントラップ２２内で低い気体圧力を維持して、一定の衝突減衰が得られる。この圧力ゲインは反射回数にほぼ等しく、これはすなわち１回通過する毎にイオントラップアセンブリから失われたイオンの割合で０．３〜０．５を除算した値にほぼ等しい。どのイオントラップアセンブリでもイオン損失の大半は、ボリュームを概ね分離する電極に設けられた開口部で生じる。従って、透過率の高いイオン光学系は、特に開口部を定める電極に関する最適性能を得るために重要である。イオン冷却にも関与する他の捕捉領域については、それらの領域がターゲットイオントラップ２２内よりも高い気体圧力を有する場合、圧力ゲインが極めて高くなる可能性がある。
【００４８】
好適には、イオン光学系はＲＦガイドや周期的レンズ等、広範に変動するエネルギーのイオンを搬送できなければならない。実験を通じて、内径がｒ０を０．３〜０．４を上回り、且つ厚さがｒ０を大幅に下回る開口部により分離された内接半径がｒ０のＲＦ多重極の場合にイオン損失を少なくできることが分かった。
【００４９】
例えば、上述の実施形態において、線形トラップ１６の長さは通常５０〜１００ｍｍ、イオン光学系１８の長さは約３００ｍｍ、ターゲットイオントラップ２２の軸長は約２０ｍｍ、イオン反射器２６の長さは約３０ｍｍである。ターゲットイオントラップ２２は０．５ｍＴｏｒｒの窒素を含んでいるためＰ×Ｄ＝０．０１ｍｍＴｏｒｒが得られ、イオン反射器は１ｍＴｏｒｒの窒素を含んでいるためＰ×Ｄ＝０．０３ｍｍＴｏｒｒが得られる。
【００５０】
ゲート２０、２４に設けられた開口部の内径は２．５〜３ｍｍである一方、それらの厚さは１ｍｍを超えない。線形イオントラップ１６の内接直径は８ｍｍ、ターゲット湾曲線形イオントラップ２２の内接直径は２×ｒｃｌｔ＝６ｍｍ、イオン光学系１８の内接直径は５．５ｍｍである。通常、捕捉は数ｍｓの時間尺度で生じる。
【００５１】
全体的に、オービトラップ質量分析器３０へ向けて差動排気をより効率的に行なうだけでなく、壊れやすいイオンを安全に直角にパルス送出できるようにするためにターゲットイオントラップ２２内の圧力が低いことが好ましい。高エネルギーでのイオンの分裂を回避すべく、（イオンの質量、電荷、構造その他のパラメータに応じて）Ｐｃｌｔ＊ｒｃｌｔ＜１０−３〜１０−２ｍｍＴｏｒｒが必要である。ｒｃｉｔ＝３ｍｍの場合、これはＰｃｌｔ＜（０．３〜３）×１０−３Ｔｏｒｒを意味する。
【００５２】
上述の実施形態から得られる圧力ゲインが性能を向上させることが分かっている。従来は、ｍ／ｚ５００を超えるイオントラップにおいて顕著な性能低下が見られた。現在、ｍ／ｚ２０００まで性能低下は見られない。
【００５３】
上述の実施形態は、単に本発明の可能な実装例の一つに過ぎない。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく本実施形態に対する変型が可能なことが理解されよう。
【００５４】
例えば、図４ａ〜４ｅに、利用可能なイオン光学系およびイオントラップの異なる構成を示す。図４ａに、イオン光学系６０にターゲットイオントラップ６２が続く簡単なイオントラップ構成を示す。イオンは、イオン源（図示せず）により生成されて６４でイオン光学系６０内へ注入される。イオンは、矢印６６、６８で示すように、イオントラップ装置の両端部で反射される。ターゲットイオントラップ６２は、気体を利用した捕捉を実行すべく気体を含んでいる。イオン光学系６０の電位はターゲットイオントラップ６２の電位より高く保たれる。ターゲットイオントラップ６２の電位井戸に捕捉されたイオンは、７０に示すように軸方向に、あるいは７２に示すように直角に放出することができる。
【００５５】
図４ｂに、２組のイオン光学系８２、８４に挟まれたターゲットイオントラップ８０を含むイオントラップ構成を示す。イオン光学系８４はイオン反射器として機能する。イオンは８６から注入され、８８、９０に示すようにイオン光学系８２、８４の両端部で反射される。ターゲットイオントラップ８０は気体を含んでいる。捕捉されたイオンは、ターゲットイオントラップ８０により形成された電位に集められ、９２から直角に放出したり、または９４に示すようにイオン光学系８４を通って軸方向に放出することができる。
【００５６】
図４ｃに、１００から注入されたイオンがイオン光学系１０２、気体で満されたイオントラップ１０４、イオン光学系１０６、および気体で満たされたターゲットトラップ１０８を順に通過するイオントラップ構成を示す。イオンは、１１０でターゲットトラップ１０８の遠端により、および１１２でイオントラップ１０４の遠端により反射される。ターゲットイオントラップ１０８により生成された電位に捕捉されたイオンは、１１４から軸方向にまたは１１６から直角に放出することができる。
【００５７】
図４ｄに、１２０から注入されたイオンがイオン光学系１２２、気体で満たされたイオントラップ１２４、イオン光学系１２６、気体で満たされたターゲットイオントラップ１２８、およびイオン反射器１３０を順に通過するイオントラップ装置を示す。イオンは、イオン反射器１３０により１３２で、およびイオントラップ１２４の遠端１３４で反射される。ターゲットイオントラップ１２８により生成された電位に捕捉されたイオンは、１３６でトラップ１２８から直角に放出したり、イオン反射器１３０を通って１３８から軸方向に放出することができる。
【００５８】
図４ｅは、ターゲットイオントラップ１２８およびイオン反射器１３０の両方が気体で満たされている点を除いて図４ｄとほぼ一致している。このように、図４ｅのイオントラップ構成は、図３ａに示すものと同一である。本発明の全ての実施形態において、ターゲットイオントラップ２２を通る１回のイオン通過での衝突の結果、イオンビームの実質的に無視できる割合(通常は１０％未満)を捕捉する点に注意することが重要である。本発明を適用することにより、１回の通過と比較して捕捉効率が少なくとも２〜５倍向上する。これにより本発明は、１回および複数回捕捉する各種の公知の構成から区別される。
【００５９】
上述の捕捉原理は、構造に関係なく任意の種類のトラップに適用可能であり、従って、電極または多重極の拡張された組、直径が一定または変動する開口部、ＲＦおよびＤＣ印加電位を有する螺旋形または円形の電極、および電磁気トラップ等が含まれる。気体利用の捕捉が好適であるが、断熱捕捉等の他の構成を用いてもよい。また、イオントラップ電位を高めて、イオントラップ内でイオン雲圧縮を実行することができる。
【００６０】
気体を利用して捕捉を行なう場合、使用する気体の選択およびこれらの気体の圧力を自由に変更することができる。必要に応じて反応性気体（メタン、水蒸気、酸素等）または非反応性気体（希ガス、窒素等）を用いてもよい。
【００６１】
提案された捕捉方法の他の利用法を考案することができる。例えば、図３ａまたは図４ｂの構成を用いて、イオントラップ１６または１０４の長さ（従ってコスト）を増やす必要なくイオン源１２から流入するイオンの捕捉効率を高めることができる。この場合、大部分のイオンは、最初にターゲットトラップ２２または１０８に捕捉され、続いてイオントラップ１６または１０４へ還送することができる。
【００６２】
通常、イオントラップ１６、２２およびイオン光学系１４、１８のＤＣオフセットを変更するだけで、イオンは一つのイオントラップから別イオントラップまで移動することができる。この観点から、「ターゲットトラップ」という用語は、（質量分析の前に貯蔵すべく用いる最終イオントラップに対して）イオンが衝突冷却を用いて捕捉されるターゲットを意味するものと解釈すべきである。これはまた、イオン損失の診断および最小化も可能にする。例えば、一定数のイオンをイオントラップ１６からイオントラップ２２内へ移動させ、次いでイオントラップ１６へ戻し、更にイオントラップ１６内に設けられた検知器または複数の検知器を用いて計測することができる。イオントラップ１６への移動の有無に拘わらず同一検知器（群）により集められた質量スペクトルの比較により、各々の質量ピークについてイオン透過の正確な測定が可能になる。
【００６３】
複数回通過捕捉により開かれた他の可能性としてイオンビームの分割がある。例えば、２個のイオントラップが全く同一のＤＣオフセットを有し、且つそれらを分離する電位障壁が存在しない場合、イオン雲はこれらのトラップ間で分散される。イオントラップ間に電位障壁を生成することでイオンの個数が２分割される。これは、各々のトラップに異なる検知器を使用する場合、各々の検知器のクロス較正を向上させ、且つ定量分析の向上が可能になるため、有用である。例えば、イオン個数の第１部分をターゲットイオントラップ２２の第１の部分に分割して、関連付けられた検知器で測定される前にそこで捕捉することができる。測定されたイオン個数は次いで、ターゲットイオントラップ２２の第２の部分に貯蔵されて後でオービトラップ３０へ放出され得るイオンの正確な個数を予測するために利用することができる。これにより、オービトラップ３０内において、得られた質量スペクトルの質量較正に修正を施すことができる。これは、ＭＡＬＤＩ等の比較的不安定なイオン源と合わせて用いる場合に利点がある。
【００６４】
上述の実施形態におけるイオントラップのいずれも、電位が適切に設定されている場合、ターゲットイオントラップとして動作可能であるため、これはまた、図４の破線矢印により模式的に示すように、各々のイオントラップが他の質量分析器と軸方向または直角に連結できることを意味する。このような質量分析器は、ＴＯＦ、ＦＴＩＣＲ、静電トラップその他任意の種類のイオントラップであることが好適であるが、四重極質量分析器、イオン移動度スペクトロメータ、または磁気セクターを用いてもよい。質量分析器は、図３または４に示す任意のイオン光学系の不可欠な部分をなす。
【００６５】
上の説明は、陽イオンの捕捉に関連して述べたものである。しかし、当業者は、本発明が陰イオンの捕捉にも容易に適用できることが理解されよう。電位（特に極性）の適合が必要であるが、このような適合は直接的であって当業者の技術で十分対応できる。
【００６６】
実際、本発明は、両方の極性を捕捉可能な電位障壁を用いる前提で両方の極性のイオンを同時に捕捉するために利用可能である。このような電位障壁は、（イオントラップ内で任意の極性のイオンを保持するＲＦ場と同様の）ＲＦ場の「疑似電位」（「有効電位」としても知られる）により生成することができる。例えば、ＲＦ電圧をターゲットトラップ２２の端部（群）における開口部に印加してよく、あるいは２個の多重極のオフセット間にＲＦ電圧が存在してもよい。
【００６７】
イオンがＲＦ場内で移動する場合、それらの運動は、滑らかな「平均化された」軌道に重ね合わされた、ＲＦ場の周波数における高周波リップルと考えることができる。ランダウ（Ｌａｎｄａｕ）およびリフシッツ（Ｌｉｆｓｈｉｔｚ）（力学、パーガモンプレス（Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ）、オックスフォード、英国、１９６９）に示されているように、そのような「滑らかな」軌道に沿った質量対電荷比がｍ／ｑであるイオンの運動は、特定の条件下（例：リップルが比較的小さい場合）で疑似電位の運動に等価である。
【数１】
ここに、＜．．．＞はＲＦ場の周期にわたる平均、｜．．．｜はベクトルの絶対値を意味し、∇ΦはＲＦ電位の勾配である。疑似電位を用いて、ＤＣ電位と同程度有効な電位井戸または障壁を生成することができる。疑似電位は、場の勾配の２乗平均に比例し、且つｍ／ｑに反比例するため、強い質量依存性を示す。質量の選択が必要な場合に、疑似電位の質量依存が強いことを利用すれば好都合である。主な違いは、疑似電位井戸または障壁は負および正に帯電した粒子の両方に同様に作用するため、両方の極性のイオンを同時に捕捉することができる。疑似電位はまた、ＤＣ電位と結合することができる。明らかに、疑似電位はまた、一つの極性のイオンだけを捕捉するために用いてもよい。
【００６８】
上述の実施形態において、イオンの捕捉が必要な場合、ターゲットトラップ２２の端部開口部で、またはＲＦ多重極（例：多重極のＤＣオフセットの頂部）の間であってもＲＦ電圧をスイッチオンすることができる。例えば、ＤＣ電位井戸だけを用いて陽イオンをターゲットトラップ２２の一端部の近くに貯蔵することができる。次いで、追加的なイオン源または同一イオン源１２からさえも陰イオンを（ターゲットトラップ２２を除く全てのイオン経路に沿って電圧極性が反転した後で）放出して、ターゲットトラップ２２の他の端部の近くに貯蔵することができる。イオンは、更なるイオン源から導入することができる。その後、ＲＦはターゲットトラップ２２の両端部でスイッチオンされ、ＤＣ電位井戸が除去される。両方の極性のイオンは、同じトラップボリュームを共有し始めて、例えばＷＯ２００５／０９０９７８およびＷＯ２００５／０７４００４に記載されているように互いに引き合い、その結果イオン間相互作用が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】質量分析計のブロック図である。
【図２ａ】線形四重極イオントラップの斜視図である。
【図２ｂ】イオントラップの動作に用いるＤＣ、ＡＣおよびＲＦ電位の構成図である。
【図２ｃ】イオントラップの動作に用いるＤＣ、ＡＣおよびＲＦ電位の構成図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態によればイオントラップアセンブリを含むオービトラップ型質量分析計の平面図である。
【図３ｂ】使用中のイオントラップアセンブリに印加される電位を示すグラフである。
【図４ａ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【図４ｂ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【図４ｃ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【図４ｄ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【図４ｅ】本発明によるイオントラップアセンブリの実施形態を示す模式図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットイオントラップ内でイオンを捕捉する方法であって、
各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリ内へイオンを導入するステップと、
イオンが捕捉されることなく前記ターゲットイオントラップに流入および流出できるようにするステップと、
イオンが前記ターゲットイオントラップに２回流入するようにイオンを誘導するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記ターゲットイオントラップに２回流入するようにイオンを反射するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲットイオントラップに３回流入するようにイオンを２回反射するステップを更に含む、請求項２の方法。
【請求項４】
前記イオントラップアセンブリの一端部に第１の電位を設け、前記イオントラップアセンブリの他の端部に第２の電位を設けることにより、いずれかの端部でイオンを反射させて、前記ターゲットイオントラップを繰り返し横断させるようにするステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ターゲットイオントラップの一端部が前記イオントラップアセンブリの一端部に対応する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリのターゲットイオントラップ内で気体を利用してイオンを捕捉する方法であって、
少なくとも前記ターゲットイオントラップに対応するボリュームを気体で満たすステップと、
前記イオントラップアセンブリに電位を印加して、（ｉ）前記ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することによりターゲットイオントラップ内で電位井戸を形成し、（ｉｉ）前記ターゲットイオントラップに隣接する気体で満たされた１個以上のボリュームが前記ターゲットイオントラップよりも電位が高く、（ｉｉｉ）前記イオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁を形成するステップと、
前記イオントラップアセンブリ内へイオンを導入し、続いて電位障壁によりイオントラップアセンブリのいずれかの端部でイオンを反射することにより、イオンがターゲットイオントラップを繰り返し横断しながらエネルギーを失うにつれて電位井戸内で安定するステップとを含む方法。
【請求項７】
前記ボリュームの少なくとも１個に気体を導入することにより、気体を利用してイオンを捕捉するステップを更に含む請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記ターゲットイオントラップに気体を導入するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ターゲットイオントラップに隣接するボリュームに気体を導入するステップを更に含む、請求項８に記載方法。
【請求項１０】
前記ターゲットイオントラップおよび隣接するボリュームに気体を導入して、前記ターゲットイオントラップ内の圧力が隣接ボリューム内より低くなるようにするステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記イオントラップアセンブリにＲＦ電位を印加して、イオンを捕捉するための疑似電位を生成するステップを更に含む、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
陽および陰イオンの両方を同時に捕捉するのに適したＲＦ電位を印加するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記イオントラップアセンブリに電位を印加して、前記ターゲットイオントラップが、気体で満たされたボリュームのうち最も低い電位であるようにするステップを更に含む、請求項８〜１２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１４】
前記イオントラップアセンブリ内の平均圧力と前記イオントラップアセンブリの長さの積が０．５Ｔｏｒｒ＊ｍｍ未満であるように前記気体で満たされたボリュームを満たすステップを含む、請求項８〜１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
前記積が０．２Ｔｏｒｒ＊ｍｍ未満であるように前記気体で満たされたボリュームを満たすステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記気体で満たされたボリュームを０．１ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒの範囲の圧力で動作させるステップを含む、請求項８〜１６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１７】
前記気体で満たされたボリュームを０．５ｍＴｏｒｒ〜２ｍＴｏｒｒの範囲の圧力で動作させるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
イオン貯蔵器からイオンを解放してイオントラップアセンブリに流入させる前に、イオンを前記イオン貯蔵器内で捕捉するステップを更に含む、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１９】
イオンをイオン貯蔵器内で繰り返し捕捉してイオントラップアセンブリ内へ解放することにより、ターゲットイオントラップ内のイオンの個数を連続的に増加させるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記イオン貯蔵器のいずれかの端部に電位を印加して内部にイオンを捕捉し、次いで一方の端部の電位を下げることにより当該端部からイオンを解放して前記イオントラップアセンブリに流入させるステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記イオン貯蔵器に電位を印加して、前記イオントラップアセンブリより高い電位にあるようにするステップを含む、請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２２】
前記イオントラップアセンブリが、前記一連のボリューム群を往復的に通過するイオンの動きに概ね一致する長軸を有し、前記ターゲットイオントラップに捕捉されているイオンを、前記イオントラップからほぼ直角に放出するステップを更に含む、請求項１〜２１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２３】
前記ターゲットイオントラップが、前記ボリュームの１個を含む、請求項１〜２２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２４】
前記ターゲットイオントラップが前記一連のボリュームのうち第１および第２のボリュームを含んでいて、
前記ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することにより電位井戸を形成するように、且つイオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁を形成するように電位をイオントラップアセンブリに印加するステップと、
前記イオントラップアセンブリにイオンを導入し、続いてこれらのイオンがイオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁により反射されることにより、これらのイオンが繰り返しターゲットイオントラップを横断しながらエネルギーを失って最終的にターゲットイオントラップ内で安定させるステップと、
その後前記第１および第２のボリュームの間に作用すべく電位を印加することにより、前記ターゲットイオントラップ内で安定しているイオンを、一方は前記第１のボリュームに捕捉されていて他方は前記第２のボリュームに捕捉されている２個のグループに分割するステップとを含む、請求項１〜２２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２５】
前記第１および第２のボリュームが、互いに隣接している、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１のボリューム内のイオンの個数を判定し、前記判定を用いて前記第２のボリューム内のイオンの個数を推定するステップを更に含む、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２のボリュームに捕捉されているイオンを質量分析計へ放出し、イオンから質量スペクトルを取得して、前記第２のボリューム内の推定されたイオンの個数に従い、質量スペクトルのピークに質量を割り当てるステップを更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
イオントラップアセンブリであって、
一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームにおいて、前記ボリュームのいくつかが気体で満たすべく適合されており、且つターゲットイオントラップを含む一連のボリュームと、
電位を担持すべく設けられた電極と、
前記電極において、（ｉ）ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することによりターゲットイオントラップ内で電位井戸を形成し、（ｉｉ）ターゲットイオントラップに隣接する１個以上のボリュームがターゲットイオントラップよりも電位が高く、（ｉｉｉ）電位障壁がイオントラップアセンブリのいずれかの端部で形成されるように電位を設定するコントローラとを含むイオントラップアセンブリ。
【請求項２９】
前記ターゲットイオントラップに隣接して設けられたボリュームの1個に対応するイオン光学系を含む、請求項２８に記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３０】
前記ターゲットイオントラップに隣接して設けられたボリュームの1個に対応するイオン反射器を含む請求項２８または２９に記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３１】
前記コントローラが、イオンを捕捉するために疑似電位を生成する電位を設定すべく構成されている、請求項２８〜３０のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３２】
前記コントローラが、陽および陰イオンを同時に捕捉するために疑似電位を生成する電位を設定すべく動作可能である、請求項３１に記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３３】
少なくとも１個のボリュームに気体を導入すべく動作可能な気体源を更に含む、請求項２８〜３２のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３４】
前記ターゲットイオントラップが、前記ボリュームの１個を含む、請求項２８〜３３のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３５】
前記ターゲットイオントラップが、前記一連のボリュームの第１および第２のボリュームを含んでいて、前記コントローラが、前記ターゲットイオントラップの電位井戸内でイオンが安定するための遅延を許し、次いで前記第１および第２のボリュームの間に作用する電位を設定することにより、前記第１および第２のボリュームの各々に1個づつ、２個の電位井戸を形成すべく構成されている、請求項２８〜３４のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３６】
前記第１および第２のボリュームが互いに隣接している、請求項３５に記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３７】
イオン源と、前記イオン源の下流に設けられたイオン貯蔵器を含み、請求項２８〜３６に記載のいずれかのイオントラップアセンブリが前記イオン貯蔵器の下流に設けられているイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項３８】
前記コントローラが、前記イオン源により生成されたイオンを捕捉し、次いで捕捉されたイオンを解放して前記イオントラップアセンブリに流入させるように前記イオン貯蔵器に電位を設定すべく構成されている、請求項３７に記載のイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項３９】
前記コントローラが、前記イオン貯蔵器内でイオンを捕捉するために前記イオン貯蔵器のいずれかの端部に電位を設定し、次いで一方の端部の電位を下げることにより当該端部からイオンを解放して前記イオントラップアセンブリに流入させるべく構成されている、請求項３８に記載のイオン源およびトラップセンブリ。
【請求項４０】
前記コントローラが、前記イオン貯蔵器内で繰り返しイオンを捕捉し、その都度イオンパケットを解放して前記イオントラップアセンブリに流入させることにより、前記ターゲットイオントラップ内に多数のイオンパケットを蓄積すべく構成されている、請求項３８または３９に記載のイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項４１】
前記コントローラが、前記イオントラップアセンブリよりも高い電位になるように前記イオン貯蔵器に電位を印加すべく構成されている、請求項３７〜４０のいずれか一つに記載のイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項４２】
前記イオントラップアセンブリが、前記一連のボリューム群を往復的に通過するイオンの動きに概ね一致する長軸を有し、前記コントローラが、前記ターゲットイオントラップ内に捕捉されているイオンを前記ターゲットイオントラップからほぼ直角に放出すべく構成されている、請求項３７〜４１のいずれか一つに記載のイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項４３】
請求項２８〜３６のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリを含む質量分析計。
【請求項４４】
請求項３７〜４２のいずれか一つに記載のイオン源およびトラップアセンブリを含む質量分析計。
【請求項１】
ターゲットイオントラップ内でイオンを捕捉する方法であって、
各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリ内へイオンを導入するステップと、
イオンが捕捉されることなく前記ターゲットイオントラップに流入および流出できるようにするステップと、
イオンが前記ターゲットイオントラップに２回流入するようにイオンを誘導するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記ターゲットイオントラップに２回流入するようにイオンを反射するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲットイオントラップに３回流入するようにイオンを２回反射するステップを更に含む、請求項２の方法。
【請求項４】
前記イオントラップアセンブリの一端部に第１の電位を設け、前記イオントラップアセンブリの他の端部に第２の電位を設けることにより、いずれかの端部でイオンを反射させて、前記ターゲットイオントラップを繰り返し横断させるようにするステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ターゲットイオントラップの一端部が前記イオントラップアセンブリの一端部に対応する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
各ボリュームがターゲットイオントラップを含んでいて、一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームからなるイオントラップアセンブリのターゲットイオントラップ内で気体を利用してイオンを捕捉する方法であって、
少なくとも前記ターゲットイオントラップに対応するボリュームを気体で満たすステップと、
前記イオントラップアセンブリに電位を印加して、（ｉ）前記ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することによりターゲットイオントラップ内で電位井戸を形成し、（ｉｉ）前記ターゲットイオントラップに隣接する気体で満たされた１個以上のボリュームが前記ターゲットイオントラップよりも電位が高く、（ｉｉｉ）前記イオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁を形成するステップと、
前記イオントラップアセンブリ内へイオンを導入し、続いて電位障壁によりイオントラップアセンブリのいずれかの端部でイオンを反射することにより、イオンがターゲットイオントラップを繰り返し横断しながらエネルギーを失うにつれて電位井戸内で安定するステップとを含む方法。
【請求項７】
前記ボリュームの少なくとも１個に気体を導入することにより、気体を利用してイオンを捕捉するステップを更に含む請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記ターゲットイオントラップに気体を導入するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ターゲットイオントラップに隣接するボリュームに気体を導入するステップを更に含む、請求項８に記載方法。
【請求項１０】
前記ターゲットイオントラップおよび隣接するボリュームに気体を導入して、前記ターゲットイオントラップ内の圧力が隣接ボリューム内より低くなるようにするステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記イオントラップアセンブリにＲＦ電位を印加して、イオンを捕捉するための疑似電位を生成するステップを更に含む、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
陽および陰イオンの両方を同時に捕捉するのに適したＲＦ電位を印加するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記イオントラップアセンブリに電位を印加して、前記ターゲットイオントラップが、気体で満たされたボリュームのうち最も低い電位であるようにするステップを更に含む、請求項８〜１２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１４】
前記イオントラップアセンブリ内の平均圧力と前記イオントラップアセンブリの長さの積が０．５Ｔｏｒｒ＊ｍｍ未満であるように前記気体で満たされたボリュームを満たすステップを含む、請求項８〜１３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
前記積が０．２Ｔｏｒｒ＊ｍｍ未満であるように前記気体で満たされたボリュームを満たすステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記気体で満たされたボリュームを０．１ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒの範囲の圧力で動作させるステップを含む、請求項８〜１６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１７】
前記気体で満たされたボリュームを０．５ｍＴｏｒｒ〜２ｍＴｏｒｒの範囲の圧力で動作させるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
イオン貯蔵器からイオンを解放してイオントラップアセンブリに流入させる前に、イオンを前記イオン貯蔵器内で捕捉するステップを更に含む、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１９】
イオンをイオン貯蔵器内で繰り返し捕捉してイオントラップアセンブリ内へ解放することにより、ターゲットイオントラップ内のイオンの個数を連続的に増加させるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記イオン貯蔵器のいずれかの端部に電位を印加して内部にイオンを捕捉し、次いで一方の端部の電位を下げることにより当該端部からイオンを解放して前記イオントラップアセンブリに流入させるステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記イオン貯蔵器に電位を印加して、前記イオントラップアセンブリより高い電位にあるようにするステップを含む、請求項１８〜２０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２２】
前記イオントラップアセンブリが、前記一連のボリューム群を往復的に通過するイオンの動きに概ね一致する長軸を有し、前記ターゲットイオントラップに捕捉されているイオンを、前記イオントラップからほぼ直角に放出するステップを更に含む、請求項１〜２１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２３】
前記ターゲットイオントラップが、前記ボリュームの１個を含む、請求項１〜２２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２４】
前記ターゲットイオントラップが前記一連のボリュームのうち第１および第２のボリュームを含んでいて、
前記ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することにより電位井戸を形成するように、且つイオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁を形成するように電位をイオントラップアセンブリに印加するステップと、
前記イオントラップアセンブリにイオンを導入し、続いてこれらのイオンがイオントラップアセンブリのいずれかの端部で電位障壁により反射されることにより、これらのイオンが繰り返しターゲットイオントラップを横断しながらエネルギーを失って最終的にターゲットイオントラップ内で安定させるステップと、
その後前記第１および第２のボリュームの間に作用すべく電位を印加することにより、前記ターゲットイオントラップ内で安定しているイオンを、一方は前記第１のボリュームに捕捉されていて他方は前記第２のボリュームに捕捉されている２個のグループに分割するステップとを含む、請求項１〜２２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２５】
前記第１および第２のボリュームが、互いに隣接している、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１のボリューム内のイオンの個数を判定し、前記判定を用いて前記第２のボリューム内のイオンの個数を推定するステップを更に含む、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２のボリュームに捕捉されているイオンを質量分析計へ放出し、イオンから質量スペクトルを取得して、前記第２のボリューム内の推定されたイオンの個数に従い、質量スペクトルのピークに質量を割り当てるステップを更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
イオントラップアセンブリであって、
一つのボリュームから次のボリュームへイオンが移動できるように構成された一連のボリュームにおいて、前記ボリュームのいくつかが気体で満たすべく適合されており、且つターゲットイオントラップを含む一連のボリュームと、
電位を担持すべく設けられた電極と、
前記電極において、（ｉ）ターゲットイオントラップのいずれかの端部で電位が上昇することによりターゲットイオントラップ内で電位井戸を形成し、（ｉｉ）ターゲットイオントラップに隣接する１個以上のボリュームがターゲットイオントラップよりも電位が高く、（ｉｉｉ）電位障壁がイオントラップアセンブリのいずれかの端部で形成されるように電位を設定するコントローラとを含むイオントラップアセンブリ。
【請求項２９】
前記ターゲットイオントラップに隣接して設けられたボリュームの1個に対応するイオン光学系を含む、請求項２８に記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３０】
前記ターゲットイオントラップに隣接して設けられたボリュームの1個に対応するイオン反射器を含む請求項２８または２９に記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３１】
前記コントローラが、イオンを捕捉するために疑似電位を生成する電位を設定すべく構成されている、請求項２８〜３０のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３２】
前記コントローラが、陽および陰イオンを同時に捕捉するために疑似電位を生成する電位を設定すべく動作可能である、請求項３１に記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３３】
少なくとも１個のボリュームに気体を導入すべく動作可能な気体源を更に含む、請求項２８〜３２のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３４】
前記ターゲットイオントラップが、前記ボリュームの１個を含む、請求項２８〜３３のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３５】
前記ターゲットイオントラップが、前記一連のボリュームの第１および第２のボリュームを含んでいて、前記コントローラが、前記ターゲットイオントラップの電位井戸内でイオンが安定するための遅延を許し、次いで前記第１および第２のボリュームの間に作用する電位を設定することにより、前記第１および第２のボリュームの各々に1個づつ、２個の電位井戸を形成すべく構成されている、請求項２８〜３４のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３６】
前記第１および第２のボリュームが互いに隣接している、請求項３５に記載のイオントラップアセンブリ。
【請求項３７】
イオン源と、前記イオン源の下流に設けられたイオン貯蔵器を含み、請求項２８〜３６に記載のいずれかのイオントラップアセンブリが前記イオン貯蔵器の下流に設けられているイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項３８】
前記コントローラが、前記イオン源により生成されたイオンを捕捉し、次いで捕捉されたイオンを解放して前記イオントラップアセンブリに流入させるように前記イオン貯蔵器に電位を設定すべく構成されている、請求項３７に記載のイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項３９】
前記コントローラが、前記イオン貯蔵器内でイオンを捕捉するために前記イオン貯蔵器のいずれかの端部に電位を設定し、次いで一方の端部の電位を下げることにより当該端部からイオンを解放して前記イオントラップアセンブリに流入させるべく構成されている、請求項３８に記載のイオン源およびトラップセンブリ。
【請求項４０】
前記コントローラが、前記イオン貯蔵器内で繰り返しイオンを捕捉し、その都度イオンパケットを解放して前記イオントラップアセンブリに流入させることにより、前記ターゲットイオントラップ内に多数のイオンパケットを蓄積すべく構成されている、請求項３８または３９に記載のイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項４１】
前記コントローラが、前記イオントラップアセンブリよりも高い電位になるように前記イオン貯蔵器に電位を印加すべく構成されている、請求項３７〜４０のいずれか一つに記載のイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項４２】
前記イオントラップアセンブリが、前記一連のボリューム群を往復的に通過するイオンの動きに概ね一致する長軸を有し、前記コントローラが、前記ターゲットイオントラップ内に捕捉されているイオンを前記ターゲットイオントラップからほぼ直角に放出すべく構成されている、請求項３７〜４１のいずれか一つに記載のイオン源およびトラップアセンブリ。
【請求項４３】
請求項２８〜３６のいずれか一つに記載のイオントラップアセンブリを含む質量分析計。
【請求項４４】
請求項３７〜４２のいずれか一つに記載のイオン源およびトラップアセンブリを含む質量分析計。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【公表番号】特表２００８−５３５１６９（Ｐ２００８−５３５１６９Ａ）
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０３５９０（Ｐ２００８−５０３５９０）
【出願日】平成１８年３月２９日（２００６．３．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／００１１７０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０３４４５
【国際公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【出願人】（５０１１９２０５９）サーモ フィニガン リミテッド ライアビリティ カンパニー (42)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２９日（２００６．３．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／００１１７０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０３４４５
【国際公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【出願人】（５０１１９２０５９）サーモ フィニガン リミテッド ライアビリティ カンパニー (42)
【Ｆターム（参考）】
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