イオントンネル型イオンガイド
【解決手段】開示されるイオンガイドは、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[クロスリファレンス]
本出願は、2009年5月29日に出願された米国仮特許出願No.US61/182,132及び2009年5月29日に出願された英国特許出願No.0909292.5に基づく優先権を主張するものであり、前記出願の内容は、参照することにより、その全体があらゆる目的で本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、イオンガイド、質量分析計、イオンを誘導する方法及び質量分析法に関する。
【背景技術】
【0003】
AC不均一電場によって荷電粒子又はイオンに印加される時間平均の力は、電場が弱い領域に荷電粒子又はイオンを加速させる。電場の最小値は、一般的に、疑似ポテンシャル井戸又は谷と称される。これに対して、電場の最大値は、一般的に、疑似ポテンシャルの山又は障壁と称される。RFイオンガイドは、イオンガイドの中心軸に沿って疑似ポテンシャル井戸を形成させることによって、この現象を活用するように設計されており、このため、イオンはイオンガイド内で径方向に閉じ込められる。
【0004】
四重極、六重極、及び八重極ロッドセット等の多極ロッドセットを用いて構成されるイオンガイド等、さまざまな形態のAC又はRFイオンガイドが知られている。また、隣接する電極に逆相のAC又はRF電圧が印加される積層リング電極セットを備えるイオントンネル型又は積層リング型イオンガイドも知られている。さらに、サンドイッチ構造平板イオンガイドとも呼ばれる、上部DC平板電極と下部DC平板電極とを有し、直径方向に対向するAC又はRF平板電極群を備えるイオンガイドも知られている。
【0005】
四重極ロッドセット型イオンガイドは、径方向に対称な四重極電場を形成する。理想的な電場を得るためには、ロッドが双曲線断面を有することが必要である。他の種類のロッドを用いて、四重極電場を近似することもできる。たとえば、円形ロッド、凹面ロッドや平面ロッドを用いることができる。四重極ロッドセットは、四重極マスフィルタやリニアイオントラップ、及び、その他これに類する装置等の分析装置に用いられることが多い。ただし、安定な質量範囲が限定されていることや受容特性が低いことから、イオン輸送装置としての使用は限定的である。
【0006】
イオントンネル型イオンガイドは、質量範囲が広く、底が平坦で側面勾配が急な疑似ポテンシャルにより、優れた受容特性及び透過特性を備える。
【0007】
イオンガイドの改良が望まれている。
【発明の概要】
【0008】
本発明の一つの態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備える。
【0009】
各軸方向電極群は、望ましくは、複数のほぼ四分円、六分円、又は八分円形状の電極セグメントを備える。別の実施形態において、電極セグメントは異なる形状でもよい。
【0010】
本発明の別の態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、望ましくは、複数の電極セグメントを備え、第1の動作モードにおいて、イオンは、非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向に閉じ込められ、第2の動作モードにおいて、イオンは、実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向に閉じ込められる。
【0011】
非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸は、たとえば、イオントンネル型イオンガイドのプロファイルと同様のプロファイル、すなわち、底が比較的平坦で側面勾配が急な疑似ポテンシャルを有するものでもよい。
【0012】
四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸は、特に、動作モードにおいて、イオンが径方向にイオンガイドから外に共鳴励起可能であるという効果を備える。
【0013】
前記第1の動作モードにおいて、第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の(すなわち奇数番目の)軸方向電極群における大部分又はすべての前記電極セグメントは、望ましくは、実質的に同じ第1位相の第1AC又はRF電圧に維持される。
【0014】
前記第1の動作モードにおいて、第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の(すなわち偶数番目の)軸方向電極群における大部分又はすべての前記電極セグメントは、望ましくは、実質的に同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される。
【0015】
好適な実施形態において、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である。
【0016】
別の実施形態において、前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択されるものでもよい。
【0017】
一実施形態において、
(i)前記第1の軸方向電極群は、前記第2の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(ii)前記第2の軸方向電極群は、前記第3の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iii)前記第3の軸方向電極群は、前記第4の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iv)前記第4の軸方向電極群は、前記第5の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(v)前記第5の軸方向電極群は、前記第6の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(vi)前記第6の軸方向電極群は、前記第7の軸方向電極群と軸方向に隣接する、及び
(vii)前記第7の軸方向電極群は、前記第8の軸方向電極群と軸方向に隣接する。
【0018】
好適な実施形態において、奇数番目の軸方向電極群と偶数番目の軸方向電極群とが、交互に配置されることが望ましい。
【0019】
一実施形態において、前記第2の動作モードにおいて、前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における1つ又は複数又は1対の電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧に維持され、前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における1つ又は複数又は1対の電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される。
【0020】
好適な実施形態において、前記第2動作モードにおいて、奇数番目の電極セグメントは同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧に維持され、偶数番目の電極セグメントは、第1位相とは異なる、同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される。
【0021】
他の実施形態において、動作モードにおいて、一部または全部の軸方向電極群における第1及び第4の電極セグメントが同じ第1位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第2及び第5の電極セグメントが同じ第2位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントが同じ第3位相のAC又はRF電圧に維持されるものでもよい。
【0022】
他の実施形態において、動作モードにおいて、一部または全部の軸方向電極群における第1及び第5の電極セグメントが同じ第1位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第2及び第6の電極セグメントが同じ第2位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第3及び第7の電極セグメントが同じ第3位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第4及び第8の電極セグメントが同じ第4位相のAC又はRF電圧に維持されるものでもよい。
【0023】
本発明の実施形態において、1つの軸方向電極群における電極セグメントは、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は11以上の異なる位相に維持されるものでもよい。
【0024】
一実施形態において、前記第2の動作モードにおいて、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である。
【0025】
実施形態において、前記第2の動作モードにおいて、前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択されるものでもよい。
【0026】
一実施形態において、前記第2の動作モードにおいて、前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における隣接しない電極セグメントは、前記同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧又は前記同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される。
【0027】
望ましくは、前記電極セグメントの少なくとも一部又は全部が、ほぼ四分円、六分円、八分円、平面、長方形、正方形、円形、双曲線又はくさび形状の電極を備える。別の実施形態において、電極セグメントは異なる形状でもよい。
【0028】
本発明の一つの態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、少なくとも第1、第2、第3及び第4の電極セグメントを備え、
動作モードにおいて、
(a)第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における第1及び第2の電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の第1RF電圧に維持される、
(b)第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における対応する第1及び第2の電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1RF電圧に維持される、及び、
(c)前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントは、実質的に同じ第1のDC電圧に維持される。
【0029】
この実施形態において、前記イオンガイド内のイオンガイドプロファイルは、イオン移動平面内に配置される複数の平面電極であって、隣接する平面電極が逆相のAC又はRF電圧に維持されることが望ましい複数の平面電極を備えるイオンガイドのイオン誘導プロファイルと実質的に同様のものでもよい。
【0030】
一実施形態において、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である、又は、
(c)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択される。
【0031】
望ましくは、
(i)前記第1の軸方向電極群は、前記第2の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(ii)前記第2の軸方向電極群は、前記第3の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iii)前記第3の軸方向電極群は、前記第4の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iv)前記第4の軸方向電極群は、前記第5の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(v)前記第5の軸方向電極群は、前記第6の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(vi)前記第6の軸方向電極群は、前記第7の軸方向電極群と軸方向に隣接する、及び
(vii)前記第7の軸方向電極群は、前記第8の軸方向電極群と軸方向に隣接する。
【0032】
本発明の別の態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備え、第1の動作モードにおいて、イオンは前記イオンガイド内で軸方向に閉じ込められることなく、第2の動作モードにおいて、イオンは前記イオンガイド内で軸方向に閉じ込められる。
【0033】
この実施形態において、第2の動作モードでイオンガイドの出口領域にRF電圧を印加して、質量対電荷比依存ポテンシャル(疑似ポテンシャル)障壁を与えるようにしてもよい。
【0034】
好適な実施形態において、前記第1の動作モードの間、前記イオンガイドのイオン透過特性を変化させるように、第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における少なくとも1つ、2つ、3つ又は4つの電極セグメントに印加したRF電圧の位相を変更または交換可能である。
【0035】
たとえば、前記第1の動作モードの間、径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められるものでもよく、前記第1の動作モードの間、前記径方向の疑似ポテンシャル井戸のプロファイルは、たとえば、四重極径方向疑似ポテンシャル井戸と非四重極径方向疑似ポテンシャル井戸との間で切り替え可能である。他の実施形態において、径方向の疑似ポテンシャル井戸を、底が平坦で側面勾配が急な疑似ポテンシャル井戸、四重極疑似ポテンシャル井戸、六重極疑似ポテンシャル井戸、八重極疑似ポテンシャル井戸又は異なるプロファイルを有する疑似ポテンシャル井戸の間で切り替え可能としてもよい。
【0036】
一実施形態において、一部又は全部の軸方向電極群が、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20又は21以上の電極セグメントを備えるものでもよい。
【0037】
1つの軸方向電極群における電極セグメントが、望ましくは、
(a)使用時にイオンがこれに沿って透過される中央イオン誘導領域の周りに配置される、及び/又は、
(b)1つ以上の軸方向イオン通路に沿ってイオンを誘導する、及び/又は、
(c)前記イオンガイドの軸方向の長さに沿って変化するプロファイルを有する。
【0038】
一実施形態において、イオンガイドは、イオンを比較的広いイオン受容領域から比較的明確に定義されたイオン誘導領域に向かわせて、イオンの前方透過を最大化する又は最適化することが可能なプロファイルを備えるものでもよい。
【0039】
一実施形態において、前記イオンガイドが、1、2、3、4〜10、10〜15、15〜20、20〜25、25〜30、30〜35、35〜40、40〜45、45〜50、50〜55、55〜60、60〜65、65〜70、70〜75、75〜80、80〜85、85〜90、90〜95、95〜100又は101以上の軸方向電極群を備えるものでもよい。
【0040】
望ましくは、1つの軸方向電極群における少なくとも一部または全部の前記電極セグメントを、互いに相対的に異なる電位で維持可能である。
【0041】
本発明の別の態様は、イオンガイドであって、複数のリング電極又は環状電極を備え、第1の動作モードにおいて、軸方向に隣接する電極を実質的に逆相のRF電圧に維持し、第2の動作モードにおいて、1対の軸方向に隣接する電極の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第2の位相に維持し、前記第1の位相は前記第2の位相と異なる。
【0042】
他の実施形態において、少なくとも1つの電極の位相を変更して、たとえば、2つの軸方向に隣接する電極の位相差を0度でも180度でもないようにするものでもよい。
【0043】
本発明のまた別の態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群が、複数の電極セグメントを備え、第1の動作モードにおいて、軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に逆相のRF電圧に維持し、第2の動作モードにおいて、1対の軸方向に隣接する軸方向電極群の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第2の位相に維持し、前記第1の位相は前記第2の位相と異なる。
【0044】
他の実施形態において、少なくとも1つの軸方向電極群の位相を変更して、たとえば、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群の位相差を0度でも180度でもないようにするものでもよい。
【0045】
一実施形態において、
(a)前記イオンガイドが、(i)<1000mbar、(ii)<100mbar、(iii)<10mbar、(iv)<1mbar、(v)<0.1mbar、(vi)<0.01mbar、(vii)<0.001mbar、(viii)<0.0001mbar及び(ix)<0.00001mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、及び/又は、
(b)前記イオンガイドが、(i)>1000mbar、(ii)>100mbar、(iii)>10mbar、(iv)>1mbar、(v)>0.1mbar、(vi)>0.01mbar、(vii)>0.001mbar及び(viii)>0.0001mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、及び/又は、
(c)前記イオンガイドが、(i)0.0001~0.001mbar、(ii)0.001~0.01mbar、(iii)0.01~0.1mbar、(iv)0.1~1mbar、(v)1~10mbar、(vi)10~100mbar及び(vii)100~1000mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される。
【0046】
本発明の特に好適な実施形態において、イオン移動度分離が実質的に観察される圧力未満の圧力で、イオンガイドを操作するようにしてもよい。たとえば、イオンガイドに沿って及びイオンガイド内をイオンが透過する際にイオン移動度に応じてイオンが分離されないように、<10-3mbarの圧力でイオンガイドを操作するようにしてもよい。
【0047】
本発明の一実施形態において、イオンガイドに沿って及びイオンガイド内をイオンが透過する際にイオン移動度に応じてイオンが実質的に分離されないような動作モードでイオンガイドを操作するようにしてもよい。
【0048】
本発明の1つの態様は、イオン移動度分光計又は分離装置であって、上述したイオンガイドを備え、
動作モードにおいて、
(i)イオンが、イオン移動度に従って時間的に分離されるように配置される、及び/又は、
(ii)イオンが、電界強度に応じたイオン移動度変化率に従って時間的に分離されるように配置される。
【0049】
本発明の1つの態様は、イオントラップ又は質量分析器であって、上述したイオンガイドを備える。
【0050】
本発明の1つの態様は、質量分析計であって、上述したイオンガイド、又は、上述したイオン移動度分光計又は分離装置、又は、上述したイオントラップ又は質量分析器を備える。
【0051】
質量分析計は、望ましくは、さらに、
(a)前記イオンガイドの上流側に配置されるイオン源であって、(i)エレクトロスプレーイオン化(Electrospray ionization: ESI)イオン源、(ii)大気圧光イオン化(Atmospheric Pressure Photo Ionization: APPI)イオン源、(iii)大気圧化学イオン化(Atmospheric Pressure Chemical Ionization: APCI)イオン源、(iv)マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization: MALDI)イオン源、(v)レーザー脱離イオン化(Laser Desorption Ionization: LDI)イオン源、(vi)大気圧イオン化(Atmospheric Pressure Ionization: API)イオン源、(vii)シリコンを用いた脱離イオン化(Desorption Ionization on Silicon: DIOS)イオン源、(viii)電子衝撃(Electron Impact: EI)イオン源、(ix)化学イオン化(Chemical Ionization: CI)イオン源、(x)電界イオン化(Field Ionization: FI)イオン源、(xi)電界脱離(Field Desorption: FD)イオン源、(xii)誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma: ICP)イオン源、(xiii)高速原子衝撃(Fast Atom Bombardment: FAB)イオン源、(xiv)液体二次イオン質量分析(Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry: LSIMS)イオン源、(xv)脱離エレクトロスプレーイオン化(Desorption Electrospray Ionization: DESI)イオン源、(xvi)ニッケル−63放射性イオン源、(xvii)大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Atmospheric Pressure Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)イオン源、(xviii)サーモスプレーイオン源、(xix)大気サンプリンググロー放電イオン化(Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionization: ASGDI)イオン源及び(xx)グロー放電(Glow Discharge: GD)イオン源からなる群から選択される1つ以上のイオン源、及び/又は、
(b)1つ以上の連続又はパルスイオン源、及び/又は、
(c)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上の別のイオン源、及び/又は、
(d)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオン移動度分離装置及び/又は1つ以上の電界非対称イオン移動度分光計(Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer)、及び/又は、
(e)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオントラップ又は1つ以上のイオン捕捉領域、及び/又は、
(f)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上の衝突、フラグメンテーション(断片化)又は反応セルであって、(i)衝突誘起解離(Collisional Induced Dissociation: CID)フラグメンテーション装置、(ii)表面誘起解離(Surface Induced Dissociation: SID)フラグメンテーション装置、(iii)電子移動解離(Electron Transfer Dissociation: ETD)フラグメンテーション装置、(iv)電子捕獲解離(Electron Capture Dissociation: ECD)フラグメンテーション装置、(v)電子衝突(Electron Collision)又は電子衝撃解離(Electron Impact Dissociation)フラグメンテーション装置、(vi)光誘起解離(Photo Induced Dissociation: PID)フラグメンテーション装置、(vii)レーザー誘起解離(Laser Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(viii)赤外線誘起解離装置、(ix)紫外線誘起解離装置、(x)ノズル・スキマー・インターフェース・フラグメンテーション装置、(xi)インソースフラグメンテーション装置、(xii)インソース衝突誘起解離(Collision Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(xiii)熱源又は温度源フラグメンテーション装置、(xiv)電場誘起フラグメンテーション装置、(xv)磁場誘起フラグメンテーション装置、(xvi)酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、(xvii)イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、(xviii)イオン−分子反応フラグメンテーション装置、(xix)イオン−原子反応フラグメンテーション装置、(xx)イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、(xxi)イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、(xxii)イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、(xxiii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオン(生成イオン)を形成するイオン−イオン反応装置、(xxiv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−分子反応装置、(xxv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−原子反応装置、(xxvi)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、(xxvii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、(xxviii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定原子反応装置、及び(xxix)電子イオン化解離(Electron Ionization Dissociation: EID)フラグメンテーション装置、からなる群から選択される衝突、フラグメンテーション又は反応セル、及び/又は、
(g)(i)四重極質量分析器、(ii)2次元又はリニア四重極質量分析器、(iii)ポール(Paul)トラップ型又は3次元四重極質量分析器、(iv)ペニング(Penning)トラップ型質量分析器、(v)イオントラップ型質量分析器、(vi)磁場型質量分析器、(vii)イオンサイクロトロン共鳴(Ion Cyclotron Resonance: ICR)質量分析器(viii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance: FTICR)質量分析器、(ix)静電またはオービトラップ型質量分析器、(x)フーリエ変換(Fourier Transform)静電又はオービトラップ型質量分析器、(xi)フーリエ変換(Fourier Transform)質量分析器、(xii)飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、(xiii)直交加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、及び(xiv)線形加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、からなる群から選択される質量分析器、及び/又は、
(h)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のエネルギー分析器又は静電エネルギー分析器、及び/又は、
(i)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオン検出器、及び/又は、
(j)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のマスフィルタであって、(i)四重極マスフィルタ、(ii)2次元又はリニア四重極イオントラップ、(iii)ポール(Paul)又は3次元四重極イオントラップ、(iv)ペニング(Penning)イオントラップ、(v)イオントラップ、(vi)磁気セクタ型マスフィルタ、(vii)飛行時間型(Time of Flight: TOF)マスフィルタ、及び(viii)ウィーン(Wien)フィルタ、からなる群から選択される1つ以上のマスフィルタ、及び/又は、
(k)前記イオンガイド内へのイオンをパルス状にする装置又はイオンゲート、及び/又は、
(l)、実質的に連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換する装置、のいずれかを備える。
【0052】
質量分析計は、望ましくは、さらに、
(i)C型トラップと、外側たる形電極及び同軸の内側紡錘形電極を備える質量分析器と、を備え、第1の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに送られ、次に、前記質量分析器に注入され、第2の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに、次に、衝突セル又は電子移動解離(Electron Transfer Dissociation)装置に送られて、少なくとも一部のイオンがフラグメント(断片)イオンにフラグメント化(断片化)され、前記フラグメントイオンは、前記C型トラップに送られた後、オービトラップ型質量分析器に注入される、及び/又は、
(ii)使用時にイオンを透過させる開口部を各々有する複数の電極を備える積層リング型イオンガイドを備え、前記電極間の間隔がイオン通路の長さ方向に沿って増大し、前記イオンガイドの上流部分に配置される電極の開口部が第1の直径を有する一方で、前記イオンガイドの下流部分に配置される電極の開口部が前記第1の直径よりも小径の第2の直径を有し、使用時に、連続する電極に、逆相のAC又はRF電圧を印加する。
【0053】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、及び、
前記イオンガイドに沿ってイオンを誘導すること、を備える。
【0054】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える。
【0055】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が少なくとも第1、第2、第3及び第4の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における第1及び第2の電極セグメントを、実質的に同じ第1位相の第1RF電圧に維持すること、
第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における対応する第1及び第2の電極セグメントを、実質的に同じ第2位相の前記第1RF電圧に維持すること、及び、
前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントを、実質的に同じ第1のDC電圧に維持すること、を備える。
【0056】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、
前記イオンガイド内で軸方向にイオンを閉じ込めない第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
前記イオンガイド内で軸方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える。
【0057】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数のリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、
軸方向に隣接する電極を実質的に逆相のRF電圧に維持する第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
1対の軸方向に隣接する電極の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する電極を前記第1の位相と異なる実質的に同じ第2の位相に維持する第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える。
【0058】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に逆相のRF電圧に維持する第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
1対の軸方向に隣接する軸方向電極群の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を前記第1の位相と異なる実質的に同じ第2の位相に維持する第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える。
【0059】
本発明の別の態様は、イオンガイドであって、複数の電極を備え、
第1の動作モードで、第1の電極群が第1位相のRF電圧に維持され、第2の電極群が第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持され、
第2の動作モードで、1つ以上の電極の位相が変更、変化又は切り替えられる。
【0060】
本発明の別の態様は、イオントラップであって、複数の電極を備え、
第1の動作モードで、第1の電極群が第1位相のRF電圧に維持され、第2の電極群が第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持され、
第2の動作モードで、1つ以上の電極の位相が変更、変化又は切り替えられる。
【0061】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の電極を備えるイオンガイドを準備すること、
第1の電極群を第1位相のRF電圧に維持する一方で、第2の電極群を第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持すること、
1つ以上の電極の位相を変更、変化又は切り替えること、を備える。
【0062】
本発明の別の態様は、イオンを捕捉する方法であって、
複数の電極を備えるイオントラップを準備すること、
第1の電極群を第1位相のRF電圧に維持する一方で、第2の電極群を第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持すること、
1つ以上の電極の位相を変更、変化又は切り替えること、を備える。
【0063】
本発明の別の態様は、イオンガイド及び/又はイオントラップであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は複数の電極セグメントを備え、
第1の動作モードにおいて、第1のプロファイルを有する第1の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められ、第2の動作モードにおいて、第1のプロファイルと異なる第2のプロファイルを有する第2の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められる。
【0064】
前記第1のプロファイルは、望ましくは、(i)四重極プロファイル、(ii)六重極プロファイル、(iii)八重極プロファイルからなる群から選択される。
【0065】
前記第2のプロファイルは、(i)四重極プロファイル、(ii)六重極プロファイル、(iii)八重極プロファイルからなる群から選択される。
【0066】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する及び/又はイオンを捕捉する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイド及び/又はイオントラップであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイド及び/又はイオントラップを準備すること、
第1のプロファイルを有する第1の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイド及び/又はイオントラップを操作すること、及び、
第1のプロファイルと異なる第2のプロファイルを有する第2の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイド及び/又はイオントラップを操作すること、を備える。
【0067】
本発明の別の態様は、質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを備え、前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、前記イオンガイドを通るようにイオンを誘導させる、ように構成される。
【0068】
本発明の別の態様は、質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを備え、前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、
(i)非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作させ、
(ii)実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作させる、ように構成される。
【0069】
本発明の他の態様は、質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、上述した好適な方法のうちの1つ以上の方法を実施させるように構成される。
【0070】
本発明の別の態様は、コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを備え、
前記コンピュータプログラムが、前記制御システムに、前記イオンガイドを通るようにイオンを誘導させる、ように構成される。
【0071】
本発明の別の態様は、コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを備え、
前記コンピュータプログラムが、前記制御システムに、
(i)非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作させ、
(ii)実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作させる、ように構成される。
【0072】
コンピュータ読み取り可能な媒体は、望ましくは、(i)ROM、(ii)EAROM、(iii)EPROM、(iv)EEPROM、(v)フラッシュメモリ、(vi)光ディスク、(vii)RAM、及び(viii)ハードディスクドライブからなる群から選択される。
【0073】
本発明の他の態様は、コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、上述した好適な方法のうちの1つ以上の方法を実施させるように構成される。
【0074】
好適な実施形態は、質量分析計であって、少なくとも2つの異なるモードで操作可能なRFイオンガイドを備える。第2の電極群に印加されるRF電圧に対して、第1の電極群に印加されるRF電圧の位相及び/又は振幅及び/又は周波数を変更することにより、モード間を切り替えるようにしてもよい。
【0075】
好適な実施形態は、単一の機械的電極装置であって、適当なAC又はRF電源に接続される。電極の一部に印加されるAC又はRF電圧の位相、電圧又は周波数を変化させることにより切り替え可能な2つの異なるモードで装置を操作することができる。
【0076】
本発明の実施形態は、イオンガイドであって、積層リング電極から形成される。各リング電極は、望ましくは、4つの四分円又は複数のセグメントにセグメント化される。一実施形態において、各リング電極が、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は11以上のセグメントにセグメント化されるものでもよい。1つの動作モードにおいて、同一位相のRF電圧を、4つの四分円すべて又はセグメント化された電極すべてに印加する。逆位相のRF電圧を、隣接するリング電極を形成する4つの四分円すべて又はセグメント化された電極すべてに印加することが望ましい。この動作モードにおいて、イオンガイド内に生成される電場は、セグメント化されていないリングスタック、すなわち、複数のリング電極を備え、隣接するリング電極を逆相のRF電圧に維持する従来のイオントンネル型イオンガイドにより生成された電場に近い。
【0077】
ただし、各リングにおいて、一方の位相のRF電圧が一方の直径方向に対向する四分円電極群に印加される一方で、他方の位相のRF電圧が他方の直径方向に対向する四分円電極群に印加されるように、電極の一部に印加されるRF電圧の位相を交換することによって、イオンガイド内部で生成される電場を、四重極ロッドセットにより生成される電場に近いものにすることができる。一実施形態において、一部の電極に印加されるRF電圧の位相を交換することによって、一方がイオントンネル型イオンガイドの特性を有し、他方が四重極ロッドセットの特性を有する2つの異なる動作モード間で、装置を切り替えることができる。
【0078】
他の実施形態において、電極に印加されるRF電圧の周波数又は振幅を変更することにより、電場の特性を同様に変化させ、これにより、イオンガイドの特性を同様に変化させるようにしてもよい。
【0079】
さらに別の実施形態において、他の電極集合体を用いて、集合体に含まれる電極の一部に印加されるAC又はRF電圧の位相、周波数又は振幅を変化させることにより、2つ以上の異なる動作モードの切り替えを可能にするようにしてもよい。
【0080】
以下、本発明のさまざまな実施形態を、例示を目的とした他の構成と共に、ほんの一例として、添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1A】従来の積層リング型又はイオントンネル型イオンガイドを示す図。
【図1B】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドを示す図。
【図2A】従来の径方向にセグメント化された凹面ロッドセットを示す図。
【図2B】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドを示す図。
【図3A】1つの動作モードにおいて、好適なイオンガイドの異なるレンズにAC又はRF電圧を印加するように利用可能な電気的接続スキームを示す図。
【図3B】別の動作モードにおいて、好適なイオンガイドの異なるレンズにAC又はRF電圧を印加するように利用可能な電気的接続スキームを示す図。
【図4】本発明の一実施形態におけるセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、RF電圧とDC電圧との組み合わせを電極に印加することにより、サンドイッチ構造平板イオンガイドによって生成される電場に近い電場が生成される様子を示す図。
【図5A】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、各リングが6つのセグメントにセグメント化され、電極に様々な組み合わせのRF電圧が印加される様子を示す図。
【図5B】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、各リングが6つのセグメントにセグメント化され、電極に様々な組み合わせのRF電圧が印加される様子を示す図。
【図5C】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、各リングが6つのセグメントにセグメント化され、電極に様々な組み合わせの3相RF電圧が印加される様子を示す図。
【図5D】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、各リングが6つのセグメントにセグメント化され、電極に様々な組み合わせのRF電圧及びDC電圧が印加される様子を示す図。
【図6A】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化されたリング電極のプロファイルの一例を示す図。
【図6B】本発明の別の実施形態における平面電極のプロファイルの一例を示す図。
【図6C】本発明の一実施形態における円形又はロッド形状電極のプロファイルの一例を示す図。
【図6D】本発明の一実施形態における双曲線電極のプロファイルの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0082】
本発明の好適な実施形態を説明する。図1Aに、従来の積層リング型イオンガイド(stacked ring ion guide: SRIG)を示す。図1Aに示す網掛けと白地は、隣接する平板電極に印加される逆相のAC又はRF電圧を示す。図1Bに、本発明の好適な実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドであって、各リング電極が径方向に4つの四分円電極にセグメント化された積層リング型イオンガイドを示す。図1Bに示すイオンガイド内部の閉じ込め電場は、特にイオンガイドの中央領域において、図1Aに示す従来の積層リング型イオンガイドの閉じ込め電場に近い。
【0083】
図2Aに、凹面構造のロッドを備える従来の四重極ロッドセット型イオンガイドを示す。図2Aに示す網掛けと白地は、電極に好適に印加される逆相のAC又はRF電圧を示す。図2Bに、図2Aに示す凹面ロッドセットを薄板にセグメント化して、図1Bに示す径方向にセグメント化されたイオントンネル型イオンガイドと構造的に同じにした本発明の実施形態を示す。ただし、電極に印加されるAC又はRF電圧は異なる。図2Bに示すイオンガイド内部の電場は、特にイオンガイドの中央領域において、セグメント化されていないロッドセットの電場に近い。
【0084】
図3Aに、図1Bに示すようにイオンガイドにAC又はRF電圧を印加して、各対の隣接電極群に適当な電気的接続を形成する実施形態の電気的接続スキームを示す。2つの独立したAC/RF電圧源301及び302を備える。共通基準クロック303を用いて、両方の電圧源301及び302を同期させることが望ましい。図3Aに示す動作モードにおいて、正の位相のRF電圧を、第1のRF電圧源301からレンズ素子A1に、また、第2のRF電圧源302からレンズ素子A2に印加する。一方、負の位相のRF電圧を、第2の電圧源302からレンズ素子B1に、また、第1のRF電圧源301からレンズ素子B2に印加する。
【0085】
図3Bに示す第2の動作モードにおいて、第2のRF電圧源302は、各出力におけるRF電圧の位相を交換する。レンズ素子A1には第1のRF電圧源301から正の位相のRF電圧が印加され続ける一方で、レンズ素子A2には第2のRF電圧源302から負の位相のRF電圧が供給される。同様に、レンズ素子B2には第1のRF電圧源301から負の位相のRF電圧が印加され続ける一方で、レンズ素子B1には第2のRF電圧源302から正の位相のRF電圧が印加される。
【0086】
図4に、図1B及び図2Bで示す同様の径方向にセグメント化されたリング積層アセンブリ又はイオンガイドを用いる実施形態を示す。ただし、電極の一部に印加されるRF電圧の位相を交換する代わりに、電極の一部に印加されるRF電圧の振幅をゼロに減少させる一方で、これらの電極にDC電圧のみを印加することによって、イオントンネル型近似形状から四重極近似形状に変わる。この実施形態は、サンドイッチ構造平板電極イオンガイドで生成される電場を近似する。
【0087】
図5A〜図5Dに、積層リングを6つのセグメントに分割又は径方向にセグメント化させた種々の実施形態を示す。図5Aに示す実施形態の動作モードにおいて、所定のリングの6つのセグメント全部に(すなわち、軸方向電極セグメント群におけるすべての電極セグメントに)同じ位相のRF電圧を印加する一方で、隣接するリング(すなわち、隣接する軸方向電極群)の6つのセグメント全部を逆の位相のRF電圧に維持する(すなわち、軸方向に隣接するリング電極間及び軸方向電極群間の位相シフトが180度である)。このように、このイオンガイドは、従来の積層リング型又はイオントンネル型イオンガイドを近似する。
【0088】
図5Bに、電極の一部に印加されるRF電圧の位相を交換することにより、従来の六重極ロッドセット型イオンガイドの電場に近い電場をイオンガイド内部に生成する第2の動作モードを示す。
【0089】
図5Cに、電極に印加されるRF電圧の位相が0度、60度又は120度のいずれかである第3の動作モードを示す。このモードは、3相六重極ロッドセット型イオンガイドを近似する。
【0090】
図5Dに、電極の一部に印加されるRF電圧の振幅をゼロに減少させる一方で、これらの電極にDC電圧のみを印加する第4の動作モードを示す。このモードは、サンドイッチ構造平板電極イオンガイドの形状を近似する。
【0091】
図6A〜6Dに、本発明の様々な実施形態で使用可能な種々の電極構造の例を示す。図6Aに、環状プロファイルを有する電極構造を示す。図6Bに、直線状プロファイルを有する電極構造を示す。図6Cに、円形プロファイルを有する電極構造を示す。図6Dに、双曲線プロファイルを有する電極構造を示す。
【0092】
一実施形態において、上述したような手段で2つの動作モード間を切り替えることにより、1つのモードではイオン透過が主に行なわれ、第2のモードではイオン捕捉が主に行なわれるように、イオンガイドを操作するようにしてもよい。
【0093】
一実施形態において、上述したような手段で2つの動作モード間を切り換えることにより、1つのモードでは第1の透過特性で主に透過が行なわれ、第2のモードでは第2の透過特性で主に透過が行なわれるように、イオンガイドを操作するようにしてもよい。透過特性の例としては、装置内でのイオンの安定した質量範囲や、装置の低質量カットオフの精度が挙げられる。
【0094】
一実施形態において、両方の位相の第1のAC又はRF電圧を電極集合体に印加する一方で、電極の一部又は円部に第2のAC又はRFで餡つを印加するようにしてもよい。AC又はRF電圧のいずれか又は両方の位相、周波数又は振幅を変化させることにより、動作モードを切り替えることができる。
【0095】
一実施形態において、電極の一部に印加されるAC又はRF電圧を、他の電極に印加されるAC又はRF電圧に対して、又は、基準AC又はRF源に対して、振幅変調(amplitude modulated: AM)又は周波数変調(frequency modulated: FM)させてもよい。
【0096】
さらに別の実施形態において、他のさまざまな電極集合体を用いて、集合体に含まれる電極の一部に印加されるAC又はRF電圧の位相、周波数又は振幅を変化させることにより、2つ以上の異なる動作モードの切り替えを可能にするようにしてもよい。このような電極集合体の例としては、これに限定されるものではないが、円形でない開口部を有する電極や4つ未満又は5つ以上の四分円にセグメント化される開口部を有する電極が挙げられる。
【0097】
少なくとも1つの動作モードにおいて、イオンガイド内のイオンの透過が、イオンのイオン移動度又は微分イオン移動度に依存する、又は、装置内を通るガスの流量に依存するような実施形態も可能である。
【0098】
1つの動作モードにおいて、装置が1つの特定の経路に沿ってイオンを透過させ、第2の動作モードにおいて、第2の特定の経路に沿ってイオンを透過させるような実施形態も可能である。
【0099】
1つの動作モードにおいて、装置が特定の対象イオンを単離する及び/又はフラグメント化する(断片化する)ような実施形態も可能である。
【0100】
他の電極に印加されるAC又はRF電圧に対する一部の電極に印加されるAC又はRF電圧の位相シフトを+/−180度の範囲とするような実施形態も可能である。
【0101】
位相が時間とともに変化するような実施形態も可能である。
【0102】
また、上述した実施形態のいくつかを組み合わせた実施形態も可能である。
【0103】
以上、本発明をその好適な実施形態を参照して詳述したが、当業者には自明のことであるが、特許請求の範囲に記載される本発明の要旨を逸脱しない範囲において、形態や詳細において、種々の変形や変更が可能である。
【技術分野】
【0001】
[クロスリファレンス]
本出願は、2009年5月29日に出願された米国仮特許出願No.US61/182,132及び2009年5月29日に出願された英国特許出願No.0909292.5に基づく優先権を主張するものであり、前記出願の内容は、参照することにより、その全体があらゆる目的で本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、イオンガイド、質量分析計、イオンを誘導する方法及び質量分析法に関する。
【背景技術】
【0003】
AC不均一電場によって荷電粒子又はイオンに印加される時間平均の力は、電場が弱い領域に荷電粒子又はイオンを加速させる。電場の最小値は、一般的に、疑似ポテンシャル井戸又は谷と称される。これに対して、電場の最大値は、一般的に、疑似ポテンシャルの山又は障壁と称される。RFイオンガイドは、イオンガイドの中心軸に沿って疑似ポテンシャル井戸を形成させることによって、この現象を活用するように設計されており、このため、イオンはイオンガイド内で径方向に閉じ込められる。
【0004】
四重極、六重極、及び八重極ロッドセット等の多極ロッドセットを用いて構成されるイオンガイド等、さまざまな形態のAC又はRFイオンガイドが知られている。また、隣接する電極に逆相のAC又はRF電圧が印加される積層リング電極セットを備えるイオントンネル型又は積層リング型イオンガイドも知られている。さらに、サンドイッチ構造平板イオンガイドとも呼ばれる、上部DC平板電極と下部DC平板電極とを有し、直径方向に対向するAC又はRF平板電極群を備えるイオンガイドも知られている。
【0005】
四重極ロッドセット型イオンガイドは、径方向に対称な四重極電場を形成する。理想的な電場を得るためには、ロッドが双曲線断面を有することが必要である。他の種類のロッドを用いて、四重極電場を近似することもできる。たとえば、円形ロッド、凹面ロッドや平面ロッドを用いることができる。四重極ロッドセットは、四重極マスフィルタやリニアイオントラップ、及び、その他これに類する装置等の分析装置に用いられることが多い。ただし、安定な質量範囲が限定されていることや受容特性が低いことから、イオン輸送装置としての使用は限定的である。
【0006】
イオントンネル型イオンガイドは、質量範囲が広く、底が平坦で側面勾配が急な疑似ポテンシャルにより、優れた受容特性及び透過特性を備える。
【0007】
イオンガイドの改良が望まれている。
【発明の概要】
【0008】
本発明の一つの態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備える。
【0009】
各軸方向電極群は、望ましくは、複数のほぼ四分円、六分円、又は八分円形状の電極セグメントを備える。別の実施形態において、電極セグメントは異なる形状でもよい。
【0010】
本発明の別の態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、望ましくは、複数の電極セグメントを備え、第1の動作モードにおいて、イオンは、非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向に閉じ込められ、第2の動作モードにおいて、イオンは、実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向に閉じ込められる。
【0011】
非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸は、たとえば、イオントンネル型イオンガイドのプロファイルと同様のプロファイル、すなわち、底が比較的平坦で側面勾配が急な疑似ポテンシャルを有するものでもよい。
【0012】
四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸は、特に、動作モードにおいて、イオンが径方向にイオンガイドから外に共鳴励起可能であるという効果を備える。
【0013】
前記第1の動作モードにおいて、第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の(すなわち奇数番目の)軸方向電極群における大部分又はすべての前記電極セグメントは、望ましくは、実質的に同じ第1位相の第1AC又はRF電圧に維持される。
【0014】
前記第1の動作モードにおいて、第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の(すなわち偶数番目の)軸方向電極群における大部分又はすべての前記電極セグメントは、望ましくは、実質的に同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される。
【0015】
好適な実施形態において、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である。
【0016】
別の実施形態において、前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択されるものでもよい。
【0017】
一実施形態において、
(i)前記第1の軸方向電極群は、前記第2の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(ii)前記第2の軸方向電極群は、前記第3の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iii)前記第3の軸方向電極群は、前記第4の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iv)前記第4の軸方向電極群は、前記第5の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(v)前記第5の軸方向電極群は、前記第6の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(vi)前記第6の軸方向電極群は、前記第7の軸方向電極群と軸方向に隣接する、及び
(vii)前記第7の軸方向電極群は、前記第8の軸方向電極群と軸方向に隣接する。
【0018】
好適な実施形態において、奇数番目の軸方向電極群と偶数番目の軸方向電極群とが、交互に配置されることが望ましい。
【0019】
一実施形態において、前記第2の動作モードにおいて、前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における1つ又は複数又は1対の電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧に維持され、前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における1つ又は複数又は1対の電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される。
【0020】
好適な実施形態において、前記第2動作モードにおいて、奇数番目の電極セグメントは同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧に維持され、偶数番目の電極セグメントは、第1位相とは異なる、同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される。
【0021】
他の実施形態において、動作モードにおいて、一部または全部の軸方向電極群における第1及び第4の電極セグメントが同じ第1位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第2及び第5の電極セグメントが同じ第2位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントが同じ第3位相のAC又はRF電圧に維持されるものでもよい。
【0022】
他の実施形態において、動作モードにおいて、一部または全部の軸方向電極群における第1及び第5の電極セグメントが同じ第1位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第2及び第6の電極セグメントが同じ第2位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第3及び第7の電極セグメントが同じ第3位相のAC又はRF電圧に維持され、一部または全部の軸方向電極群における第4及び第8の電極セグメントが同じ第4位相のAC又はRF電圧に維持されるものでもよい。
【0023】
本発明の実施形態において、1つの軸方向電極群における電極セグメントは、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は11以上の異なる位相に維持されるものでもよい。
【0024】
一実施形態において、前記第2の動作モードにおいて、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である。
【0025】
実施形態において、前記第2の動作モードにおいて、前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択されるものでもよい。
【0026】
一実施形態において、前記第2の動作モードにおいて、前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における隣接しない電極セグメントは、前記同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧又は前記同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される。
【0027】
望ましくは、前記電極セグメントの少なくとも一部又は全部が、ほぼ四分円、六分円、八分円、平面、長方形、正方形、円形、双曲線又はくさび形状の電極を備える。別の実施形態において、電極セグメントは異なる形状でもよい。
【0028】
本発明の一つの態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、少なくとも第1、第2、第3及び第4の電極セグメントを備え、
動作モードにおいて、
(a)第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における第1及び第2の電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の第1RF電圧に維持される、
(b)第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における対応する第1及び第2の電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1RF電圧に維持される、及び、
(c)前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントは、実質的に同じ第1のDC電圧に維持される。
【0029】
この実施形態において、前記イオンガイド内のイオンガイドプロファイルは、イオン移動平面内に配置される複数の平面電極であって、隣接する平面電極が逆相のAC又はRF電圧に維持されることが望ましい複数の平面電極を備えるイオンガイドのイオン誘導プロファイルと実質的に同様のものでもよい。
【0030】
一実施形態において、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である、又は、
(c)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択される。
【0031】
望ましくは、
(i)前記第1の軸方向電極群は、前記第2の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(ii)前記第2の軸方向電極群は、前記第3の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iii)前記第3の軸方向電極群は、前記第4の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iv)前記第4の軸方向電極群は、前記第5の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(v)前記第5の軸方向電極群は、前記第6の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(vi)前記第6の軸方向電極群は、前記第7の軸方向電極群と軸方向に隣接する、及び
(vii)前記第7の軸方向電極群は、前記第8の軸方向電極群と軸方向に隣接する。
【0032】
本発明の別の態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備え、第1の動作モードにおいて、イオンは前記イオンガイド内で軸方向に閉じ込められることなく、第2の動作モードにおいて、イオンは前記イオンガイド内で軸方向に閉じ込められる。
【0033】
この実施形態において、第2の動作モードでイオンガイドの出口領域にRF電圧を印加して、質量対電荷比依存ポテンシャル(疑似ポテンシャル)障壁を与えるようにしてもよい。
【0034】
好適な実施形態において、前記第1の動作モードの間、前記イオンガイドのイオン透過特性を変化させるように、第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における少なくとも1つ、2つ、3つ又は4つの電極セグメントに印加したRF電圧の位相を変更または交換可能である。
【0035】
たとえば、前記第1の動作モードの間、径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められるものでもよく、前記第1の動作モードの間、前記径方向の疑似ポテンシャル井戸のプロファイルは、たとえば、四重極径方向疑似ポテンシャル井戸と非四重極径方向疑似ポテンシャル井戸との間で切り替え可能である。他の実施形態において、径方向の疑似ポテンシャル井戸を、底が平坦で側面勾配が急な疑似ポテンシャル井戸、四重極疑似ポテンシャル井戸、六重極疑似ポテンシャル井戸、八重極疑似ポテンシャル井戸又は異なるプロファイルを有する疑似ポテンシャル井戸の間で切り替え可能としてもよい。
【0036】
一実施形態において、一部又は全部の軸方向電極群が、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20又は21以上の電極セグメントを備えるものでもよい。
【0037】
1つの軸方向電極群における電極セグメントが、望ましくは、
(a)使用時にイオンがこれに沿って透過される中央イオン誘導領域の周りに配置される、及び/又は、
(b)1つ以上の軸方向イオン通路に沿ってイオンを誘導する、及び/又は、
(c)前記イオンガイドの軸方向の長さに沿って変化するプロファイルを有する。
【0038】
一実施形態において、イオンガイドは、イオンを比較的広いイオン受容領域から比較的明確に定義されたイオン誘導領域に向かわせて、イオンの前方透過を最大化する又は最適化することが可能なプロファイルを備えるものでもよい。
【0039】
一実施形態において、前記イオンガイドが、1、2、3、4〜10、10〜15、15〜20、20〜25、25〜30、30〜35、35〜40、40〜45、45〜50、50〜55、55〜60、60〜65、65〜70、70〜75、75〜80、80〜85、85〜90、90〜95、95〜100又は101以上の軸方向電極群を備えるものでもよい。
【0040】
望ましくは、1つの軸方向電極群における少なくとも一部または全部の前記電極セグメントを、互いに相対的に異なる電位で維持可能である。
【0041】
本発明の別の態様は、イオンガイドであって、複数のリング電極又は環状電極を備え、第1の動作モードにおいて、軸方向に隣接する電極を実質的に逆相のRF電圧に維持し、第2の動作モードにおいて、1対の軸方向に隣接する電極の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第2の位相に維持し、前記第1の位相は前記第2の位相と異なる。
【0042】
他の実施形態において、少なくとも1つの電極の位相を変更して、たとえば、2つの軸方向に隣接する電極の位相差を0度でも180度でもないようにするものでもよい。
【0043】
本発明のまた別の態様は、イオンガイドであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群が、複数の電極セグメントを備え、第1の動作モードにおいて、軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に逆相のRF電圧に維持し、第2の動作モードにおいて、1対の軸方向に隣接する軸方向電極群の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第2の位相に維持し、前記第1の位相は前記第2の位相と異なる。
【0044】
他の実施形態において、少なくとも1つの軸方向電極群の位相を変更して、たとえば、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群の位相差を0度でも180度でもないようにするものでもよい。
【0045】
一実施形態において、
(a)前記イオンガイドが、(i)<1000mbar、(ii)<100mbar、(iii)<10mbar、(iv)<1mbar、(v)<0.1mbar、(vi)<0.01mbar、(vii)<0.001mbar、(viii)<0.0001mbar及び(ix)<0.00001mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、及び/又は、
(b)前記イオンガイドが、(i)>1000mbar、(ii)>100mbar、(iii)>10mbar、(iv)>1mbar、(v)>0.1mbar、(vi)>0.01mbar、(vii)>0.001mbar及び(viii)>0.0001mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、及び/又は、
(c)前記イオンガイドが、(i)0.0001~0.001mbar、(ii)0.001~0.01mbar、(iii)0.01~0.1mbar、(iv)0.1~1mbar、(v)1~10mbar、(vi)10~100mbar及び(vii)100~1000mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される。
【0046】
本発明の特に好適な実施形態において、イオン移動度分離が実質的に観察される圧力未満の圧力で、イオンガイドを操作するようにしてもよい。たとえば、イオンガイドに沿って及びイオンガイド内をイオンが透過する際にイオン移動度に応じてイオンが分離されないように、<10-3mbarの圧力でイオンガイドを操作するようにしてもよい。
【0047】
本発明の一実施形態において、イオンガイドに沿って及びイオンガイド内をイオンが透過する際にイオン移動度に応じてイオンが実質的に分離されないような動作モードでイオンガイドを操作するようにしてもよい。
【0048】
本発明の1つの態様は、イオン移動度分光計又は分離装置であって、上述したイオンガイドを備え、
動作モードにおいて、
(i)イオンが、イオン移動度に従って時間的に分離されるように配置される、及び/又は、
(ii)イオンが、電界強度に応じたイオン移動度変化率に従って時間的に分離されるように配置される。
【0049】
本発明の1つの態様は、イオントラップ又は質量分析器であって、上述したイオンガイドを備える。
【0050】
本発明の1つの態様は、質量分析計であって、上述したイオンガイド、又は、上述したイオン移動度分光計又は分離装置、又は、上述したイオントラップ又は質量分析器を備える。
【0051】
質量分析計は、望ましくは、さらに、
(a)前記イオンガイドの上流側に配置されるイオン源であって、(i)エレクトロスプレーイオン化(Electrospray ionization: ESI)イオン源、(ii)大気圧光イオン化(Atmospheric Pressure Photo Ionization: APPI)イオン源、(iii)大気圧化学イオン化(Atmospheric Pressure Chemical Ionization: APCI)イオン源、(iv)マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization: MALDI)イオン源、(v)レーザー脱離イオン化(Laser Desorption Ionization: LDI)イオン源、(vi)大気圧イオン化(Atmospheric Pressure Ionization: API)イオン源、(vii)シリコンを用いた脱離イオン化(Desorption Ionization on Silicon: DIOS)イオン源、(viii)電子衝撃(Electron Impact: EI)イオン源、(ix)化学イオン化(Chemical Ionization: CI)イオン源、(x)電界イオン化(Field Ionization: FI)イオン源、(xi)電界脱離(Field Desorption: FD)イオン源、(xii)誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma: ICP)イオン源、(xiii)高速原子衝撃(Fast Atom Bombardment: FAB)イオン源、(xiv)液体二次イオン質量分析(Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry: LSIMS)イオン源、(xv)脱離エレクトロスプレーイオン化(Desorption Electrospray Ionization: DESI)イオン源、(xvi)ニッケル−63放射性イオン源、(xvii)大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Atmospheric Pressure Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)イオン源、(xviii)サーモスプレーイオン源、(xix)大気サンプリンググロー放電イオン化(Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionization: ASGDI)イオン源及び(xx)グロー放電(Glow Discharge: GD)イオン源からなる群から選択される1つ以上のイオン源、及び/又は、
(b)1つ以上の連続又はパルスイオン源、及び/又は、
(c)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上の別のイオン源、及び/又は、
(d)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオン移動度分離装置及び/又は1つ以上の電界非対称イオン移動度分光計(Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer)、及び/又は、
(e)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオントラップ又は1つ以上のイオン捕捉領域、及び/又は、
(f)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上の衝突、フラグメンテーション(断片化)又は反応セルであって、(i)衝突誘起解離(Collisional Induced Dissociation: CID)フラグメンテーション装置、(ii)表面誘起解離(Surface Induced Dissociation: SID)フラグメンテーション装置、(iii)電子移動解離(Electron Transfer Dissociation: ETD)フラグメンテーション装置、(iv)電子捕獲解離(Electron Capture Dissociation: ECD)フラグメンテーション装置、(v)電子衝突(Electron Collision)又は電子衝撃解離(Electron Impact Dissociation)フラグメンテーション装置、(vi)光誘起解離(Photo Induced Dissociation: PID)フラグメンテーション装置、(vii)レーザー誘起解離(Laser Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(viii)赤外線誘起解離装置、(ix)紫外線誘起解離装置、(x)ノズル・スキマー・インターフェース・フラグメンテーション装置、(xi)インソースフラグメンテーション装置、(xii)インソース衝突誘起解離(Collision Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(xiii)熱源又は温度源フラグメンテーション装置、(xiv)電場誘起フラグメンテーション装置、(xv)磁場誘起フラグメンテーション装置、(xvi)酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、(xvii)イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、(xviii)イオン−分子反応フラグメンテーション装置、(xix)イオン−原子反応フラグメンテーション装置、(xx)イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、(xxi)イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、(xxii)イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、(xxiii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオン(生成イオン)を形成するイオン−イオン反応装置、(xxiv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−分子反応装置、(xxv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−原子反応装置、(xxvi)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、(xxvii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、(xxviii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定原子反応装置、及び(xxix)電子イオン化解離(Electron Ionization Dissociation: EID)フラグメンテーション装置、からなる群から選択される衝突、フラグメンテーション又は反応セル、及び/又は、
(g)(i)四重極質量分析器、(ii)2次元又はリニア四重極質量分析器、(iii)ポール(Paul)トラップ型又は3次元四重極質量分析器、(iv)ペニング(Penning)トラップ型質量分析器、(v)イオントラップ型質量分析器、(vi)磁場型質量分析器、(vii)イオンサイクロトロン共鳴(Ion Cyclotron Resonance: ICR)質量分析器(viii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance: FTICR)質量分析器、(ix)静電またはオービトラップ型質量分析器、(x)フーリエ変換(Fourier Transform)静電又はオービトラップ型質量分析器、(xi)フーリエ変換(Fourier Transform)質量分析器、(xii)飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、(xiii)直交加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、及び(xiv)線形加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、からなる群から選択される質量分析器、及び/又は、
(h)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のエネルギー分析器又は静電エネルギー分析器、及び/又は、
(i)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオン検出器、及び/又は、
(j)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のマスフィルタであって、(i)四重極マスフィルタ、(ii)2次元又はリニア四重極イオントラップ、(iii)ポール(Paul)又は3次元四重極イオントラップ、(iv)ペニング(Penning)イオントラップ、(v)イオントラップ、(vi)磁気セクタ型マスフィルタ、(vii)飛行時間型(Time of Flight: TOF)マスフィルタ、及び(viii)ウィーン(Wien)フィルタ、からなる群から選択される1つ以上のマスフィルタ、及び/又は、
(k)前記イオンガイド内へのイオンをパルス状にする装置又はイオンゲート、及び/又は、
(l)、実質的に連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換する装置、のいずれかを備える。
【0052】
質量分析計は、望ましくは、さらに、
(i)C型トラップと、外側たる形電極及び同軸の内側紡錘形電極を備える質量分析器と、を備え、第1の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに送られ、次に、前記質量分析器に注入され、第2の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに、次に、衝突セル又は電子移動解離(Electron Transfer Dissociation)装置に送られて、少なくとも一部のイオンがフラグメント(断片)イオンにフラグメント化(断片化)され、前記フラグメントイオンは、前記C型トラップに送られた後、オービトラップ型質量分析器に注入される、及び/又は、
(ii)使用時にイオンを透過させる開口部を各々有する複数の電極を備える積層リング型イオンガイドを備え、前記電極間の間隔がイオン通路の長さ方向に沿って増大し、前記イオンガイドの上流部分に配置される電極の開口部が第1の直径を有する一方で、前記イオンガイドの下流部分に配置される電極の開口部が前記第1の直径よりも小径の第2の直径を有し、使用時に、連続する電極に、逆相のAC又はRF電圧を印加する。
【0053】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、及び、
前記イオンガイドに沿ってイオンを誘導すること、を備える。
【0054】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える。
【0055】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が少なくとも第1、第2、第3及び第4の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における第1及び第2の電極セグメントを、実質的に同じ第1位相の第1RF電圧に維持すること、
第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における対応する第1及び第2の電極セグメントを、実質的に同じ第2位相の前記第1RF電圧に維持すること、及び、
前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントを、実質的に同じ第1のDC電圧に維持すること、を備える。
【0056】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、
前記イオンガイド内で軸方向にイオンを閉じ込めない第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
前記イオンガイド内で軸方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える。
【0057】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数のリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、
軸方向に隣接する電極を実質的に逆相のRF電圧に維持する第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
1対の軸方向に隣接する電極の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する電極を前記第1の位相と異なる実質的に同じ第2の位相に維持する第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える。
【0058】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に逆相のRF電圧に維持する第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
1対の軸方向に隣接する軸方向電極群の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を前記第1の位相と異なる実質的に同じ第2の位相に維持する第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える。
【0059】
本発明の別の態様は、イオンガイドであって、複数の電極を備え、
第1の動作モードで、第1の電極群が第1位相のRF電圧に維持され、第2の電極群が第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持され、
第2の動作モードで、1つ以上の電極の位相が変更、変化又は切り替えられる。
【0060】
本発明の別の態様は、イオントラップであって、複数の電極を備え、
第1の動作モードで、第1の電極群が第1位相のRF電圧に維持され、第2の電極群が第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持され、
第2の動作モードで、1つ以上の電極の位相が変更、変化又は切り替えられる。
【0061】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する方法であって、
複数の電極を備えるイオンガイドを準備すること、
第1の電極群を第1位相のRF電圧に維持する一方で、第2の電極群を第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持すること、
1つ以上の電極の位相を変更、変化又は切り替えること、を備える。
【0062】
本発明の別の態様は、イオンを捕捉する方法であって、
複数の電極を備えるイオントラップを準備すること、
第1の電極群を第1位相のRF電圧に維持する一方で、第2の電極群を第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持すること、
1つ以上の電極の位相を変更、変化又は切り替えること、を備える。
【0063】
本発明の別の態様は、イオンガイド及び/又はイオントラップであって、複数の軸方向電極群を備え、各軸方向電極群は複数の電極セグメントを備え、
第1の動作モードにおいて、第1のプロファイルを有する第1の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められ、第2の動作モードにおいて、第1のプロファイルと異なる第2のプロファイルを有する第2の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められる。
【0064】
前記第1のプロファイルは、望ましくは、(i)四重極プロファイル、(ii)六重極プロファイル、(iii)八重極プロファイルからなる群から選択される。
【0065】
前記第2のプロファイルは、(i)四重極プロファイル、(ii)六重極プロファイル、(iii)八重極プロファイルからなる群から選択される。
【0066】
本発明の別の態様は、イオンを誘導する及び/又はイオンを捕捉する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイド及び/又はイオントラップであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイド及び/又はイオントラップを準備すること、
第1のプロファイルを有する第1の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイド及び/又はイオントラップを操作すること、及び、
第1のプロファイルと異なる第2のプロファイルを有する第2の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイド及び/又はイオントラップを操作すること、を備える。
【0067】
本発明の別の態様は、質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを備え、前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、前記イオンガイドを通るようにイオンを誘導させる、ように構成される。
【0068】
本発明の別の態様は、質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを備え、前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、
(i)非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作させ、
(ii)実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作させる、ように構成される。
【0069】
本発明の他の態様は、質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、上述した好適な方法のうちの1つ以上の方法を実施させるように構成される。
【0070】
本発明の別の態様は、コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを備え、
前記コンピュータプログラムが、前記制御システムに、前記イオンガイドを通るようにイオンを誘導させる、ように構成される。
【0071】
本発明の別の態様は、コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを備え、
前記コンピュータプログラムが、前記制御システムに、
(i)非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作させ、
(ii)実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作させる、ように構成される。
【0072】
コンピュータ読み取り可能な媒体は、望ましくは、(i)ROM、(ii)EAROM、(iii)EPROM、(iv)EEPROM、(v)フラッシュメモリ、(vi)光ディスク、(vii)RAM、及び(viii)ハードディスクドライブからなる群から選択される。
【0073】
本発明の他の態様は、コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、上述した好適な方法のうちの1つ以上の方法を実施させるように構成される。
【0074】
好適な実施形態は、質量分析計であって、少なくとも2つの異なるモードで操作可能なRFイオンガイドを備える。第2の電極群に印加されるRF電圧に対して、第1の電極群に印加されるRF電圧の位相及び/又は振幅及び/又は周波数を変更することにより、モード間を切り替えるようにしてもよい。
【0075】
好適な実施形態は、単一の機械的電極装置であって、適当なAC又はRF電源に接続される。電極の一部に印加されるAC又はRF電圧の位相、電圧又は周波数を変化させることにより切り替え可能な2つの異なるモードで装置を操作することができる。
【0076】
本発明の実施形態は、イオンガイドであって、積層リング電極から形成される。各リング電極は、望ましくは、4つの四分円又は複数のセグメントにセグメント化される。一実施形態において、各リング電極が、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は11以上のセグメントにセグメント化されるものでもよい。1つの動作モードにおいて、同一位相のRF電圧を、4つの四分円すべて又はセグメント化された電極すべてに印加する。逆位相のRF電圧を、隣接するリング電極を形成する4つの四分円すべて又はセグメント化された電極すべてに印加することが望ましい。この動作モードにおいて、イオンガイド内に生成される電場は、セグメント化されていないリングスタック、すなわち、複数のリング電極を備え、隣接するリング電極を逆相のRF電圧に維持する従来のイオントンネル型イオンガイドにより生成された電場に近い。
【0077】
ただし、各リングにおいて、一方の位相のRF電圧が一方の直径方向に対向する四分円電極群に印加される一方で、他方の位相のRF電圧が他方の直径方向に対向する四分円電極群に印加されるように、電極の一部に印加されるRF電圧の位相を交換することによって、イオンガイド内部で生成される電場を、四重極ロッドセットにより生成される電場に近いものにすることができる。一実施形態において、一部の電極に印加されるRF電圧の位相を交換することによって、一方がイオントンネル型イオンガイドの特性を有し、他方が四重極ロッドセットの特性を有する2つの異なる動作モード間で、装置を切り替えることができる。
【0078】
他の実施形態において、電極に印加されるRF電圧の周波数又は振幅を変更することにより、電場の特性を同様に変化させ、これにより、イオンガイドの特性を同様に変化させるようにしてもよい。
【0079】
さらに別の実施形態において、他の電極集合体を用いて、集合体に含まれる電極の一部に印加されるAC又はRF電圧の位相、周波数又は振幅を変化させることにより、2つ以上の異なる動作モードの切り替えを可能にするようにしてもよい。
【0080】
以下、本発明のさまざまな実施形態を、例示を目的とした他の構成と共に、ほんの一例として、添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1A】従来の積層リング型又はイオントンネル型イオンガイドを示す図。
【図1B】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドを示す図。
【図2A】従来の径方向にセグメント化された凹面ロッドセットを示す図。
【図2B】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドを示す図。
【図3A】1つの動作モードにおいて、好適なイオンガイドの異なるレンズにAC又はRF電圧を印加するように利用可能な電気的接続スキームを示す図。
【図3B】別の動作モードにおいて、好適なイオンガイドの異なるレンズにAC又はRF電圧を印加するように利用可能な電気的接続スキームを示す図。
【図4】本発明の一実施形態におけるセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、RF電圧とDC電圧との組み合わせを電極に印加することにより、サンドイッチ構造平板イオンガイドによって生成される電場に近い電場が生成される様子を示す図。
【図5A】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、各リングが6つのセグメントにセグメント化され、電極に様々な組み合わせのRF電圧が印加される様子を示す図。
【図5B】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、各リングが6つのセグメントにセグメント化され、電極に様々な組み合わせのRF電圧が印加される様子を示す図。
【図5C】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、各リングが6つのセグメントにセグメント化され、電極に様々な組み合わせの3相RF電圧が印加される様子を示す図。
【図5D】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドにおいて、各リングが6つのセグメントにセグメント化され、電極に様々な組み合わせのRF電圧及びDC電圧が印加される様子を示す図。
【図6A】本発明の一実施形態における径方向にセグメント化されたリング電極のプロファイルの一例を示す図。
【図6B】本発明の別の実施形態における平面電極のプロファイルの一例を示す図。
【図6C】本発明の一実施形態における円形又はロッド形状電極のプロファイルの一例を示す図。
【図6D】本発明の一実施形態における双曲線電極のプロファイルの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0082】
本発明の好適な実施形態を説明する。図1Aに、従来の積層リング型イオンガイド(stacked ring ion guide: SRIG)を示す。図1Aに示す網掛けと白地は、隣接する平板電極に印加される逆相のAC又はRF電圧を示す。図1Bに、本発明の好適な実施形態における径方向にセグメント化された積層リング型イオンガイドであって、各リング電極が径方向に4つの四分円電極にセグメント化された積層リング型イオンガイドを示す。図1Bに示すイオンガイド内部の閉じ込め電場は、特にイオンガイドの中央領域において、図1Aに示す従来の積層リング型イオンガイドの閉じ込め電場に近い。
【0083】
図2Aに、凹面構造のロッドを備える従来の四重極ロッドセット型イオンガイドを示す。図2Aに示す網掛けと白地は、電極に好適に印加される逆相のAC又はRF電圧を示す。図2Bに、図2Aに示す凹面ロッドセットを薄板にセグメント化して、図1Bに示す径方向にセグメント化されたイオントンネル型イオンガイドと構造的に同じにした本発明の実施形態を示す。ただし、電極に印加されるAC又はRF電圧は異なる。図2Bに示すイオンガイド内部の電場は、特にイオンガイドの中央領域において、セグメント化されていないロッドセットの電場に近い。
【0084】
図3Aに、図1Bに示すようにイオンガイドにAC又はRF電圧を印加して、各対の隣接電極群に適当な電気的接続を形成する実施形態の電気的接続スキームを示す。2つの独立したAC/RF電圧源301及び302を備える。共通基準クロック303を用いて、両方の電圧源301及び302を同期させることが望ましい。図3Aに示す動作モードにおいて、正の位相のRF電圧を、第1のRF電圧源301からレンズ素子A1に、また、第2のRF電圧源302からレンズ素子A2に印加する。一方、負の位相のRF電圧を、第2の電圧源302からレンズ素子B1に、また、第1のRF電圧源301からレンズ素子B2に印加する。
【0085】
図3Bに示す第2の動作モードにおいて、第2のRF電圧源302は、各出力におけるRF電圧の位相を交換する。レンズ素子A1には第1のRF電圧源301から正の位相のRF電圧が印加され続ける一方で、レンズ素子A2には第2のRF電圧源302から負の位相のRF電圧が供給される。同様に、レンズ素子B2には第1のRF電圧源301から負の位相のRF電圧が印加され続ける一方で、レンズ素子B1には第2のRF電圧源302から正の位相のRF電圧が印加される。
【0086】
図4に、図1B及び図2Bで示す同様の径方向にセグメント化されたリング積層アセンブリ又はイオンガイドを用いる実施形態を示す。ただし、電極の一部に印加されるRF電圧の位相を交換する代わりに、電極の一部に印加されるRF電圧の振幅をゼロに減少させる一方で、これらの電極にDC電圧のみを印加することによって、イオントンネル型近似形状から四重極近似形状に変わる。この実施形態は、サンドイッチ構造平板電極イオンガイドで生成される電場を近似する。
【0087】
図5A〜図5Dに、積層リングを6つのセグメントに分割又は径方向にセグメント化させた種々の実施形態を示す。図5Aに示す実施形態の動作モードにおいて、所定のリングの6つのセグメント全部に(すなわち、軸方向電極セグメント群におけるすべての電極セグメントに)同じ位相のRF電圧を印加する一方で、隣接するリング(すなわち、隣接する軸方向電極群)の6つのセグメント全部を逆の位相のRF電圧に維持する(すなわち、軸方向に隣接するリング電極間及び軸方向電極群間の位相シフトが180度である)。このように、このイオンガイドは、従来の積層リング型又はイオントンネル型イオンガイドを近似する。
【0088】
図5Bに、電極の一部に印加されるRF電圧の位相を交換することにより、従来の六重極ロッドセット型イオンガイドの電場に近い電場をイオンガイド内部に生成する第2の動作モードを示す。
【0089】
図5Cに、電極に印加されるRF電圧の位相が0度、60度又は120度のいずれかである第3の動作モードを示す。このモードは、3相六重極ロッドセット型イオンガイドを近似する。
【0090】
図5Dに、電極の一部に印加されるRF電圧の振幅をゼロに減少させる一方で、これらの電極にDC電圧のみを印加する第4の動作モードを示す。このモードは、サンドイッチ構造平板電極イオンガイドの形状を近似する。
【0091】
図6A〜6Dに、本発明の様々な実施形態で使用可能な種々の電極構造の例を示す。図6Aに、環状プロファイルを有する電極構造を示す。図6Bに、直線状プロファイルを有する電極構造を示す。図6Cに、円形プロファイルを有する電極構造を示す。図6Dに、双曲線プロファイルを有する電極構造を示す。
【0092】
一実施形態において、上述したような手段で2つの動作モード間を切り替えることにより、1つのモードではイオン透過が主に行なわれ、第2のモードではイオン捕捉が主に行なわれるように、イオンガイドを操作するようにしてもよい。
【0093】
一実施形態において、上述したような手段で2つの動作モード間を切り換えることにより、1つのモードでは第1の透過特性で主に透過が行なわれ、第2のモードでは第2の透過特性で主に透過が行なわれるように、イオンガイドを操作するようにしてもよい。透過特性の例としては、装置内でのイオンの安定した質量範囲や、装置の低質量カットオフの精度が挙げられる。
【0094】
一実施形態において、両方の位相の第1のAC又はRF電圧を電極集合体に印加する一方で、電極の一部又は円部に第2のAC又はRFで餡つを印加するようにしてもよい。AC又はRF電圧のいずれか又は両方の位相、周波数又は振幅を変化させることにより、動作モードを切り替えることができる。
【0095】
一実施形態において、電極の一部に印加されるAC又はRF電圧を、他の電極に印加されるAC又はRF電圧に対して、又は、基準AC又はRF源に対して、振幅変調(amplitude modulated: AM)又は周波数変調(frequency modulated: FM)させてもよい。
【0096】
さらに別の実施形態において、他のさまざまな電極集合体を用いて、集合体に含まれる電極の一部に印加されるAC又はRF電圧の位相、周波数又は振幅を変化させることにより、2つ以上の異なる動作モードの切り替えを可能にするようにしてもよい。このような電極集合体の例としては、これに限定されるものではないが、円形でない開口部を有する電極や4つ未満又は5つ以上の四分円にセグメント化される開口部を有する電極が挙げられる。
【0097】
少なくとも1つの動作モードにおいて、イオンガイド内のイオンの透過が、イオンのイオン移動度又は微分イオン移動度に依存する、又は、装置内を通るガスの流量に依存するような実施形態も可能である。
【0098】
1つの動作モードにおいて、装置が1つの特定の経路に沿ってイオンを透過させ、第2の動作モードにおいて、第2の特定の経路に沿ってイオンを透過させるような実施形態も可能である。
【0099】
1つの動作モードにおいて、装置が特定の対象イオンを単離する及び/又はフラグメント化する(断片化する)ような実施形態も可能である。
【0100】
他の電極に印加されるAC又はRF電圧に対する一部の電極に印加されるAC又はRF電圧の位相シフトを+/−180度の範囲とするような実施形態も可能である。
【0101】
位相が時間とともに変化するような実施形態も可能である。
【0102】
また、上述した実施形態のいくつかを組み合わせた実施形態も可能である。
【0103】
以上、本発明をその好適な実施形態を参照して詳述したが、当業者には自明のことであるが、特許請求の範囲に記載される本発明の要旨を逸脱しない範囲において、形態や詳細において、種々の変形や変更が可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備える、イオンガイド。
【請求項2】
請求項1に記載のイオンガイドであって、
各軸方向電極群が、複数のほぼ四分円、六分円又は八分円形状の電極セグメントを備える、イオンガイド。
【請求項3】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は、複数の電極セグメントを備え、
第1の動作モードにおいて、イオンは、非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向に閉じ込められ、
第2の動作モードにおいて、イオンは、実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向に閉じ込められる、イオンガイド。
【請求項4】
請求項3に記載のイオンガイドであって、
前記第1の動作モードにおいて、第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における大部分又はすべての前記電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の第1AC又はRF電圧に維持される、イオンガイド。
【請求項5】
請求項4に記載のイオンガイドであって、
前記第1の動作モードにおいて、第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における大部分又はすべての前記電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持され、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である、又は、
(c)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項6】
請求項4又は5のいずれかに記載のイオンガイドであって、
(i)前記第1の軸方向電極群は、前記第2の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(ii)前記第2の軸方向電極群は、前記第3の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iii)前記第3の軸方向電極群は、前記第4の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iv)前記第4の軸方向電極群は、前記第5の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(v)前記第5の軸方向電極群は、前記第6の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(vi)前記第6の軸方向電極群は、前記第7の軸方向電極群と軸方向に隣接する、及び
(vii)前記第7の軸方向電極群は、前記第8の軸方向電極群と軸方向に隣接する、イオンガイド。
【請求項7】
請求項4、5又は6のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記第2の動作モードにおいて、前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における1つ又は複数又は1対の電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧に維持され、
前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における1つ又は複数又は1対の電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される、イオンガイド。
【請求項8】
請求項7に記載のイオンガイドであって、
前記第2の動作モードにおいて、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である、又は、
(c)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項9】
請求項7又は8のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記第2の動作モードにおいて、
前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における隣接しない電極セグメントは、前記同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧又は前記同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される、イオンガイド。
【請求項10】
請求項3〜9のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記電極セグメントの少なくとも一部又は全部が、ほぼ四分円、六分円、八分円、平面、長方形、正方形、円形、双曲線又はくさび形状の電極を備える、イオンガイド。
【請求項11】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は、少なくとも第1、第2、第3及び第4の電極セグメントを備え、
動作モードにおいて、
(a)第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における第1及び第2の電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の第1RF電圧に維持される、
(b)第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における対応する第1及び第2の電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1RF電圧に維持される、及び、
(c)前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントは、実質的に同じ第1のDC電圧に維持される、イオンガイド。
【請求項12】
請求項11に記載のイオンガイドであって、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である、又は、
(c)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項13】
請求項11又は12のいずれかに記載のイオンガイドであって、
(i)前記第1の軸方向電極群は、前記第2の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(ii)前記第2の軸方向電極群は、前記第3の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iii)前記第3の軸方向電極群は、前記第4の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iv)前記第4の軸方向電極群は、前記第5の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(v)前記第5の軸方向電極群は、前記第6の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(vi)前記第6の軸方向電極群は、前記第7の軸方向電極群と軸方向に隣接する、及び
(vii)前記第7の軸方向電極群は、前記第8の軸方向電極群と軸方向に隣接する、イオンガイド。
【請求項14】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備え、
第1の動作モードにおいて、イオンは前記イオンガイド内で軸方向に閉じ込められることなく、
第2の動作モードにおいて、イオンは前記イオンガイド内で軸方向に閉じ込められる、イオンガイド。
【請求項15】
請求項14に記載のイオンガイドであって、
前記第1の動作モードの間、前記イオンガイドのイオン透過特性を変化させるように、第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における少なくとも1つ、2つ、3つ又は4つの電極セグメントに印加したRF電圧の位相を変更または交換可能である、イオンガイド。
【請求項16】
請求項14又は15のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記第1の動作モードの間、径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められ、
前記第1の動作モードの間、前記径方向の疑似ポテンシャル井戸のプロファイルは、四重極径方向疑似ポテンシャル井戸と非四重極径方向疑似ポテンシャル井戸との間で切り替え可能である、イオンガイド。
【請求項17】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
一部又は全部の軸方向電極群が、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20又は21以上の電極セグメントを備える、イオンガイド。
【請求項18】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
1つの軸方向電極群における電極セグメントが、
(a)使用時にイオンがこれに沿って透過される中央イオン誘導領域の周りに配置される、及び/又は、
(b)1つ以上の軸方向イオン通路に沿ってイオンを誘導する、及び/又は、
(c)前記イオンガイドの軸方向の長さに沿って変化するプロファイルを有する、イオンガイド。
【請求項19】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
前記イオンガイドが、4〜10、10〜15、15〜20、20〜25、25〜30、30〜35、35〜40、40〜45、45〜50、50〜55、55〜60、60〜65、65〜70、70〜75、75〜80、80〜85、85〜90、90〜95、95〜100又は101以上の軸方向電極群を備える、イオンガイド。
【請求項20】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
1つの軸方向電極群における少なくとも一部または全部の前記電極セグメントを、互いに相対的に異なる電位で維持可能である、イオンガイド。
【請求項21】
イオンガイドであって、
複数のリング電極又は環状電極を備え、
第1の動作モードにおいて、軸方向に隣接する電極を実質的に逆相のRF電圧に維持し、
第2の動作モードにおいて、1対の軸方向に隣接する電極の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第2の位相に維持し、前記第1の位相は前記第2の位相と異なる、イオンガイド。
【請求項22】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群が、複数の電極セグメントを備え、
第1の動作モードにおいて、軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に逆相のRF電圧に維持し、
第2の動作モードにおいて、1対の軸方向に隣接する軸方向電極群の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第2の位相に維持し、前記第1の位相は前記第2の位相と異なる、イオンガイド。
【請求項23】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
使用時に、
(a)前記イオンガイドが、(i)<1000mbar、(ii)<100mbar、(iii)<10mbar、(iv)<1mbar、(v)<0.1mbar、(vi)<0.01mbar、(vii)<0.001mbar、(viii)<0.0001mbar及び(ix)<0.00001mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、及び/又は、
(b)前記イオンガイドが、(i)>1000mbar、(ii)>100mbar、(iii)>10mbar、(iv)>1mbar、(v)>0.1mbar、(vi)>0.01mbar、(vii)>0.001mbar及び(viii)>0.0001mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、及び/又は、
(c)前記イオンガイドが、(i)0.0001~0.001mbar、(ii)0.001~0.01mbar、(iii)0.01~0.1mbar、(iv)0.1~1mbar、(v)1~10mbar、(vi)10~100mbar及び(vii)100~1000mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、イオンガイド。
【請求項24】
イオン移動度分光計又は分離装置であって、
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドを備え、
動作モードにおいて、
(i)イオンが、イオン移動度に従って時間的に分離されるように配置される、及び/又は、
(ii)イオンが、電界強度に応じたイオン移動度変化率に従って時間的に分離されるように配置される、イオン移動度分光計又は分離装置。
【請求項25】
イオントラップ又は質量分析器であって、
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドを備える、イオントラップ又は質量分析器。
【請求項26】
質量分析計であって、
請求項1〜23のいずれかに記載のイオンガイド、又は、
請求項24に記載のイオン移動度分光計間果た分離装置、又は、
請求項25に記載のイオントラップ又は質量分析器を備える、質量分析計。
【請求項27】
請求項26に記載の質量分析計であって、
さらに、
(a)前記イオンガイドの上流側に配置されるイオン源であって、(i)エレクトロスプレーイオン化(Electrospray ionization: ESI)イオン源、(ii)大気圧光イオン化(Atmospheric Pressure Photo Ionization: APPI)イオン源、(iii)大気圧化学イオン化(Atmospheric Pressure Chemical Ionization: APCI)イオン源、(iv)マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization: MALDI)イオン源、(v)レーザー脱離イオン化(Laser Desorption Ionization: LDI)イオン源、(vi)大気圧イオン化(Atmospheric Pressure Ionization: API)イオン源、(vii)シリコンを用いた脱離イオン化(Desorption Ionization on Silicon: DIOS)イオン源、(viii)電子衝撃(Electron Impact: EI)イオン源、(ix)化学イオン化(Chemical Ionization: CI)イオン源、(x)電界イオン化(Field Ionization: FI)イオン源、(xi)電界脱離(Field Desorption: FD)イオン源、(xii)誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma: ICP)イオン源、(xiii)高速原子衝撃(Fast Atom Bombardment: FAB)イオン源、(xiv)液体二次イオン質量分析(Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry: LSIMS)イオン源、(xv)脱離エレクトロスプレーイオン化(Desorption Electrospray Ionization: DESI)イオン源、(xvi)ニッケル−63放射性イオン源、(xvii)大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Atmospheric Pressure Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)イオン源、(xviii)サーモスプレーイオン源、(xix)大気サンプリンググロー放電イオン化(Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionization: ASGDI)イオン源及び(xx)グロー放電(Glow Discharge: GD)イオン源からなる群から選択される1つ以上のイオン源、及び/又は、
(b)1つ以上の連続又はパルスイオン源、及び/又は、
(c)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上の別のイオン源、及び/又は、
(d)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオン移動度分離装置及び/又は1つ以上の電界非対称イオン移動度分光計(Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer)、及び/又は、
(e)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオントラップ又は1つ以上のイオン捕捉領域、及び/又は、
(f)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上の衝突、フラグメンテーション(断片化)又は反応セルであって、(i)衝突誘起解離(Collisional Induced Dissociation: CID)フラグメンテーション装置、(ii)表面誘起解離(Surface Induced Dissociation: SID)フラグメンテーション装置、(iii)電子移動解離(Electron Transfer Dissociation: ETD)フラグメンテーション装置、(iv)電子捕獲解離(Electron Capture Dissociation: ECD)フラグメンテーション装置、(v)電子衝突(Electron Collision)又は電子衝撃解離(Electron Impact Dissociation)フラグメンテーション装置、(vi)光誘起解離(Photo Induced Dissociation: PID)フラグメンテーション装置、(vii)レーザー誘起解離(Laser Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(viii)赤外線誘起解離装置、(ix)紫外線誘起解離装置、(x)ノズル・スキマー・インターフェース・フラグメンテーション装置、(xi)インソースフラグメンテーション装置、(xii)インソース衝突誘起解離(Collision Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(xiii)熱源又は温度源フラグメンテーション装置、(xiv)電場誘起フラグメンテーション装置、(xv)磁場誘起フラグメンテーション装置、(xvi)酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、(xvii)イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、(xviii)イオン−分子反応フラグメンテーション装置、(xix)イオン−原子反応フラグメンテーション装置、(xx)イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、(xxi)イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、(xxii)イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、(xxiii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオン(生成イオン)を形成するイオン−イオン反応装置、(xxiv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−分子反応装置、(xxv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−原子反応装置、(xxvi)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、(xxvii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、(xxviii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定原子反応装置、及び(xxix)電子イオン化解離(Electron Ionization Dissociation: EID)フラグメンテーション装置、からなる群から選択される衝突、フラグメンテーション又は反応セル、及び/又は、
(g)(i)四重極質量分析器、(ii)2次元又はリニア四重極質量分析器、(iii)ポール(Paul)トラップ型又は3次元四重極質量分析器、(iv)ペニング(Penning)トラップ型質量分析器、(v)イオントラップ型質量分析器、(vi)磁場型質量分析器、(vii)イオンサイクロトロン共鳴(Ion Cyclotron Resonance: ICR)質量分析器(viii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance: FTICR)質量分析器、(ix)静電またはオービトラップ型質量分析器、(x)フーリエ変換(Fourier Transform)静電又はオービトラップ型質量分析器、(xi)フーリエ変換(Fourier Transform)質量分析器、(xii)飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、(xiii)直交加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、及び(xiv)線形加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、からなる群から選択される質量分析器、及び/又は、
(h)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のエネルギー分析器又は静電エネルギー分析器、及び/又は、
(i)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオン検出器、及び/又は、
(j)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のマスフィルタであって、(i)四重極マスフィルタ、(ii)2次元又はリニア四重極イオントラップ、(iii)ポール(Paul)又は3次元四重極イオントラップ、(iv)ペニング(Penning)イオントラップ、(v)イオントラップ、(vi)磁気セクタ型マスフィルタ、(vii)飛行時間型(Time of Flight: TOF)マスフィルタ、及び(viii)ウィーン(Wien)フィルタ、からなる群から選択される1つ以上のマスフィルタ、及び/又は、
(k)前記イオンガイド内へのイオンをパルス状にする装置又はイオンゲート、及び/又は、
(l)、実質的に連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換する装置、のいずれかを備える、質量分析計。
【請求項28】
請求項26又は27のいずれかに記載の質量分析計であって、
さらに、
(i)C型トラップと、外側たる形電極及び同軸の内側紡錘形電極を備える質量分析器と、を備え、第1の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに送られ、次に、前記質量分析器に注入され、第2の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに、次に、衝突セル又は電子移動解離(Electron Transfer Dissociation)装置に送られて、少なくとも一部のイオンがフラグメント(断片)イオンにフラグメント化(断片化)され、前記フラグメントイオンは、前記C型トラップに送られた後、オービトラップ型質量分析器に注入される、及び/又は、
(ii)使用時にイオンを透過させる開口部を各々有する複数の電極を備える積層リング型イオンガイドを備え、前記電極間の間隔がイオン通路の長さ方向に沿って増大し、前記イオンガイドの上流部分に配置される電極の開口部が第1の直径を有する一方で、前記イオンガイドの下流部分に配置される電極の開口部が前記第1の直径よりも小径の第2の直径を有し、使用時に、連続する電極に、逆相のAC又はRF電圧を印加する、質量分析計。
【請求項29】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、及び、
前記イオンガイドに沿ってイオンを誘導すること、を備える方法。
【請求項30】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える方法。
【請求項31】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が少なくとも第1、第2、第3及び第4の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における第1及び第2の電極セグメントを、実質的に同じ第1位相の第1RF電圧に維持すること、
第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における対応する第1及び第2の電極セグメントを、実質的に同じ第2位相の前記第1RF電圧に維持すること、及び、
前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントを、実質的に同じ第1のDC電圧に維持すること、を備える方法。
【請求項32】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、
前記イオンガイド内で軸方向にイオンを閉じ込めない第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
前記イオンガイド内で軸方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える方法。
【請求項33】
イオンを誘導する方法であって、
複数のリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、
軸方向に隣接する電極を実質的に逆相のRF電圧に維持する第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
1対の軸方向に隣接する電極の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する電極を前記第1の位相と異なる実質的に同じ第2の位相に維持する第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える方法。
【請求項34】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に逆相のRF電圧に維持する第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
1対の軸方向に隣接する軸方向電極群の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を前記第1の位相と異なる実質的に同じ第2の位相に維持する第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える方法。
【請求項35】
イオンガイドであって、
複数の電極を備え、
第1の動作モードで、第1の電極群が第1位相のRF電圧に維持され、第2の電極群が第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持され、
第2の動作モードで、1つ以上の電極の位相が変更、変化又は切り替えられる、イオンガイド。
【請求項36】
イオントラップであって、
複数の電極を備え、
第1の動作モードで、第1の電極群が第1位相のRF電圧に維持され、第2の電極群が第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持され、
第2の動作モードで、1つ以上の電極の位相が変更、変化又は切り替えられる、イオントラップ。
【請求項37】
イオンを誘導する方法であって、
複数の電極を備えるイオンガイドを準備すること、
第1の電極群を第1位相のRF電圧に維持する一方で、第2の電極群を第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持すること、
1つ以上の電極の位相を変更、変化又は切り替えること、を備える方法。
【請求項38】
イオンを捕捉する方法であって、
複数の電極を備えるイオントラップを準備すること、
第1の電極群を第1位相のRF電圧に維持する一方で、第2の電極群を第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持すること、
1つ以上の電極の位相を変更、変化又は切り替えること、を備える方法。
【請求項39】
イオンガイド及び/又はイオントラップであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は複数の電極セグメントを備え、
第1の動作モードにおいて、第1のプロファイルを有する第1の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められ、
第2の動作モードにおいて、第1のプロファイルと異なる第2のプロファイルを有する第2の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められる、イオンガイド及び/又はイオントラップ。
【請求項40】
請求項39に記載のイオンガイドであって、
前記第1のプロファイルが、(i)四重極プロファイル、(ii)六重極プロファイル、(iii)八重極プロファイルからなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項41】
請求項39に記載のイオンガイドであって、
前記第2のプロファイルが、(i)四重極プロファイル、(ii)六重極プロファイル、(iii)八重極プロファイルからなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項42】
イオンを誘導する及び/又はイオンを捕捉する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイド及び/又はイオントラップであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイド及び/又はイオントラップを準備すること、
第1のプロファイルを有する第1の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイド及び/又はイオントラップを操作すること、及び、
第1のプロファイルと異なる第2のプロファイルを有する第2の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイド及び/又はイオントラップを操作すること、を備える方法。
【請求項43】
質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを備え、
前記制御システムに、前記イオンガイドを通るようにイオンを誘導させる、ように構成されるコンピュータプログラム。
【請求項44】
質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを備え、
前記制御システムに、
(i)非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作させ、
(ii)実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作させる、ように構成されるコンピュータプログラム。
【請求項45】
コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、
前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを備え、
前記コンピュータプログラムが、前記制御システムに、前記イオンガイドを通るようにイオンを誘導させる、ように構成される、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項46】
コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、
前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを備え、
前記コンピュータプログラムが、前記制御システムに、
(i)非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作させ、
(ii)実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作させる、ように構成される、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項47】
請求項45又は46のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
(i)ROM、(ii)EAROM、(iii)EPROM、(iv)EEPROM、(v)フラッシュメモリ、(vi)光ディスク、(vii)RAM、及び(viii)ハードディスクドライブからなる群から選択される、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項1】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備える、イオンガイド。
【請求項2】
請求項1に記載のイオンガイドであって、
各軸方向電極群が、複数のほぼ四分円、六分円又は八分円形状の電極セグメントを備える、イオンガイド。
【請求項3】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は、複数の電極セグメントを備え、
第1の動作モードにおいて、イオンは、非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向に閉じ込められ、
第2の動作モードにおいて、イオンは、実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向に閉じ込められる、イオンガイド。
【請求項4】
請求項3に記載のイオンガイドであって、
前記第1の動作モードにおいて、第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における大部分又はすべての前記電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の第1AC又はRF電圧に維持される、イオンガイド。
【請求項5】
請求項4に記載のイオンガイドであって、
前記第1の動作モードにおいて、第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における大部分又はすべての前記電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持され、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である、又は、
(c)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項6】
請求項4又は5のいずれかに記載のイオンガイドであって、
(i)前記第1の軸方向電極群は、前記第2の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(ii)前記第2の軸方向電極群は、前記第3の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iii)前記第3の軸方向電極群は、前記第4の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iv)前記第4の軸方向電極群は、前記第5の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(v)前記第5の軸方向電極群は、前記第6の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(vi)前記第6の軸方向電極群は、前記第7の軸方向電極群と軸方向に隣接する、及び
(vii)前記第7の軸方向電極群は、前記第8の軸方向電極群と軸方向に隣接する、イオンガイド。
【請求項7】
請求項4、5又は6のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記第2の動作モードにおいて、前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における1つ又は複数又は1対の電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧に維持され、
前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における1つ又は複数又は1対の電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される、イオンガイド。
【請求項8】
請求項7に記載のイオンガイドであって、
前記第2の動作モードにおいて、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である、又は、
(c)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項9】
請求項7又は8のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記第2の動作モードにおいて、
前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における隣接しない電極セグメントは、前記同じ第1位相の前記第1AC又はRF電圧又は前記同じ第2位相の前記第1AC又はRF電圧に維持される、イオンガイド。
【請求項10】
請求項3〜9のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記電極セグメントの少なくとも一部又は全部が、ほぼ四分円、六分円、八分円、平面、長方形、正方形、円形、双曲線又はくさび形状の電極を備える、イオンガイド。
【請求項11】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は、少なくとも第1、第2、第3及び第4の電極セグメントを備え、
動作モードにおいて、
(a)第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における第1及び第2の電極セグメントは、実質的に同じ第1位相の第1RF電圧に維持される、
(b)第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における対応する第1及び第2の電極セグメントは、実質的に同じ第2位相の前記第1RF電圧に維持される、及び、
(c)前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントは、実質的に同じ第1のDC電圧に維持される、イオンガイド。
【請求項12】
請求項11に記載のイオンガイドであって、
(a)前記第2位相は前記第1位相と異なる、及び/又は、
(b)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は、実質的に180度である、又は、
(c)前記第1位相と前記第2位相との間の位相差は(i)0〜10度、(ii)10〜20度、(iii)20〜30度、(iv)30〜40度、(v)40〜50度、(vi)50〜60度、(vii)60〜70度、(viii)70〜80度、(ix)80〜90度、(x)90〜100度、(xi)100〜110度、(xii)110〜120度、(xiii)120〜130度、(xiv)130〜140度、(xv)140〜150度、(xvi)150〜160度、(xvii)160〜170度及び(xviii)170〜180度からなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項13】
請求項11又は12のいずれかに記載のイオンガイドであって、
(i)前記第1の軸方向電極群は、前記第2の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(ii)前記第2の軸方向電極群は、前記第3の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iii)前記第3の軸方向電極群は、前記第4の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(iv)前記第4の軸方向電極群は、前記第5の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(v)前記第5の軸方向電極群は、前記第6の軸方向電極群と軸方向に隣接する、
(vi)前記第6の軸方向電極群は、前記第7の軸方向電極群と軸方向に隣接する、及び
(vii)前記第7の軸方向電極群は、前記第8の軸方向電極群と軸方向に隣接する、イオンガイド。
【請求項14】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は、複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備え、
第1の動作モードにおいて、イオンは前記イオンガイド内で軸方向に閉じ込められることなく、
第2の動作モードにおいて、イオンは前記イオンガイド内で軸方向に閉じ込められる、イオンガイド。
【請求項15】
請求項14に記載のイオンガイドであって、
前記第1の動作モードの間、前記イオンガイドのイオン透過特性を変化させるように、第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における少なくとも1つ、2つ、3つ又は4つの電極セグメントに印加したRF電圧の位相を変更または交換可能である、イオンガイド。
【請求項16】
請求項14又は15のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記第1の動作モードの間、径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められ、
前記第1の動作モードの間、前記径方向の疑似ポテンシャル井戸のプロファイルは、四重極径方向疑似ポテンシャル井戸と非四重極径方向疑似ポテンシャル井戸との間で切り替え可能である、イオンガイド。
【請求項17】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
一部又は全部の軸方向電極群が、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20又は21以上の電極セグメントを備える、イオンガイド。
【請求項18】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
1つの軸方向電極群における電極セグメントが、
(a)使用時にイオンがこれに沿って透過される中央イオン誘導領域の周りに配置される、及び/又は、
(b)1つ以上の軸方向イオン通路に沿ってイオンを誘導する、及び/又は、
(c)前記イオンガイドの軸方向の長さに沿って変化するプロファイルを有する、イオンガイド。
【請求項19】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
前記イオンガイドが、4〜10、10〜15、15〜20、20〜25、25〜30、30〜35、35〜40、40〜45、45〜50、50〜55、55〜60、60〜65、65〜70、70〜75、75〜80、80〜85、85〜90、90〜95、95〜100又は101以上の軸方向電極群を備える、イオンガイド。
【請求項20】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
1つの軸方向電極群における少なくとも一部または全部の前記電極セグメントを、互いに相対的に異なる電位で維持可能である、イオンガイド。
【請求項21】
イオンガイドであって、
複数のリング電極又は環状電極を備え、
第1の動作モードにおいて、軸方向に隣接する電極を実質的に逆相のRF電圧に維持し、
第2の動作モードにおいて、1対の軸方向に隣接する電極の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第2の位相に維持し、前記第1の位相は前記第2の位相と異なる、イオンガイド。
【請求項22】
イオンガイドであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群が、複数の電極セグメントを備え、
第1の動作モードにおいて、軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に逆相のRF電圧に維持し、
第2の動作モードにおいて、1対の軸方向に隣接する軸方向電極群の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第2の位相に維持し、前記第1の位相は前記第2の位相と異なる、イオンガイド。
【請求項23】
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドであって、
使用時に、
(a)前記イオンガイドが、(i)<1000mbar、(ii)<100mbar、(iii)<10mbar、(iv)<1mbar、(v)<0.1mbar、(vi)<0.01mbar、(vii)<0.001mbar、(viii)<0.0001mbar及び(ix)<0.00001mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、及び/又は、
(b)前記イオンガイドが、(i)>1000mbar、(ii)>100mbar、(iii)>10mbar、(iv)>1mbar、(v)>0.1mbar、(vi)>0.01mbar、(vii)>0.001mbar及び(viii)>0.0001mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、及び/又は、
(c)前記イオンガイドが、(i)0.0001~0.001mbar、(ii)0.001~0.01mbar、(iii)0.01~0.1mbar、(iv)0.1~1mbar、(v)1~10mbar、(vi)10~100mbar及び(vii)100~1000mbarからなる群から選択される圧力に維持されるように配置及び構成される、イオンガイド。
【請求項24】
イオン移動度分光計又は分離装置であって、
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドを備え、
動作モードにおいて、
(i)イオンが、イオン移動度に従って時間的に分離されるように配置される、及び/又は、
(ii)イオンが、電界強度に応じたイオン移動度変化率に従って時間的に分離されるように配置される、イオン移動度分光計又は分離装置。
【請求項25】
イオントラップ又は質量分析器であって、
前記いずれかの請求項に記載のイオンガイドを備える、イオントラップ又は質量分析器。
【請求項26】
質量分析計であって、
請求項1〜23のいずれかに記載のイオンガイド、又は、
請求項24に記載のイオン移動度分光計間果た分離装置、又は、
請求項25に記載のイオントラップ又は質量分析器を備える、質量分析計。
【請求項27】
請求項26に記載の質量分析計であって、
さらに、
(a)前記イオンガイドの上流側に配置されるイオン源であって、(i)エレクトロスプレーイオン化(Electrospray ionization: ESI)イオン源、(ii)大気圧光イオン化(Atmospheric Pressure Photo Ionization: APPI)イオン源、(iii)大気圧化学イオン化(Atmospheric Pressure Chemical Ionization: APCI)イオン源、(iv)マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization: MALDI)イオン源、(v)レーザー脱離イオン化(Laser Desorption Ionization: LDI)イオン源、(vi)大気圧イオン化(Atmospheric Pressure Ionization: API)イオン源、(vii)シリコンを用いた脱離イオン化(Desorption Ionization on Silicon: DIOS)イオン源、(viii)電子衝撃(Electron Impact: EI)イオン源、(ix)化学イオン化(Chemical Ionization: CI)イオン源、(x)電界イオン化(Field Ionization: FI)イオン源、(xi)電界脱離(Field Desorption: FD)イオン源、(xii)誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma: ICP)イオン源、(xiii)高速原子衝撃(Fast Atom Bombardment: FAB)イオン源、(xiv)液体二次イオン質量分析(Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry: LSIMS)イオン源、(xv)脱離エレクトロスプレーイオン化(Desorption Electrospray Ionization: DESI)イオン源、(xvi)ニッケル−63放射性イオン源、(xvii)大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Atmospheric Pressure Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)イオン源、(xviii)サーモスプレーイオン源、(xix)大気サンプリンググロー放電イオン化(Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionization: ASGDI)イオン源及び(xx)グロー放電(Glow Discharge: GD)イオン源からなる群から選択される1つ以上のイオン源、及び/又は、
(b)1つ以上の連続又はパルスイオン源、及び/又は、
(c)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上の別のイオン源、及び/又は、
(d)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオン移動度分離装置及び/又は1つ以上の電界非対称イオン移動度分光計(Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer)、及び/又は、
(e)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオントラップ又は1つ以上のイオン捕捉領域、及び/又は、
(f)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上の衝突、フラグメンテーション(断片化)又は反応セルであって、(i)衝突誘起解離(Collisional Induced Dissociation: CID)フラグメンテーション装置、(ii)表面誘起解離(Surface Induced Dissociation: SID)フラグメンテーション装置、(iii)電子移動解離(Electron Transfer Dissociation: ETD)フラグメンテーション装置、(iv)電子捕獲解離(Electron Capture Dissociation: ECD)フラグメンテーション装置、(v)電子衝突(Electron Collision)又は電子衝撃解離(Electron Impact Dissociation)フラグメンテーション装置、(vi)光誘起解離(Photo Induced Dissociation: PID)フラグメンテーション装置、(vii)レーザー誘起解離(Laser Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(viii)赤外線誘起解離装置、(ix)紫外線誘起解離装置、(x)ノズル・スキマー・インターフェース・フラグメンテーション装置、(xi)インソースフラグメンテーション装置、(xii)インソース衝突誘起解離(Collision Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(xiii)熱源又は温度源フラグメンテーション装置、(xiv)電場誘起フラグメンテーション装置、(xv)磁場誘起フラグメンテーション装置、(xvi)酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、(xvii)イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、(xviii)イオン−分子反応フラグメンテーション装置、(xix)イオン−原子反応フラグメンテーション装置、(xx)イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、(xxi)イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、(xxii)イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、(xxiii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオン(生成イオン)を形成するイオン−イオン反応装置、(xxiv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−分子反応装置、(xxv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−原子反応装置、(xxvi)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、(xxvii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、(xxviii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定原子反応装置、及び(xxix)電子イオン化解離(Electron Ionization Dissociation: EID)フラグメンテーション装置、からなる群から選択される衝突、フラグメンテーション又は反応セル、及び/又は、
(g)(i)四重極質量分析器、(ii)2次元又はリニア四重極質量分析器、(iii)ポール(Paul)トラップ型又は3次元四重極質量分析器、(iv)ペニング(Penning)トラップ型質量分析器、(v)イオントラップ型質量分析器、(vi)磁場型質量分析器、(vii)イオンサイクロトロン共鳴(Ion Cyclotron Resonance: ICR)質量分析器(viii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance: FTICR)質量分析器、(ix)静電またはオービトラップ型質量分析器、(x)フーリエ変換(Fourier Transform)静電又はオービトラップ型質量分析器、(xi)フーリエ変換(Fourier Transform)質量分析器、(xii)飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、(xiii)直交加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、及び(xiv)線形加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、からなる群から選択される質量分析器、及び/又は、
(h)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のエネルギー分析器又は静電エネルギー分析器、及び/又は、
(i)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のイオン検出器、及び/又は、
(j)前記イオンガイドの上流側及び/又は下流側に配置される1つ以上のマスフィルタであって、(i)四重極マスフィルタ、(ii)2次元又はリニア四重極イオントラップ、(iii)ポール(Paul)又は3次元四重極イオントラップ、(iv)ペニング(Penning)イオントラップ、(v)イオントラップ、(vi)磁気セクタ型マスフィルタ、(vii)飛行時間型(Time of Flight: TOF)マスフィルタ、及び(viii)ウィーン(Wien)フィルタ、からなる群から選択される1つ以上のマスフィルタ、及び/又は、
(k)前記イオンガイド内へのイオンをパルス状にする装置又はイオンゲート、及び/又は、
(l)、実質的に連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換する装置、のいずれかを備える、質量分析計。
【請求項28】
請求項26又は27のいずれかに記載の質量分析計であって、
さらに、
(i)C型トラップと、外側たる形電極及び同軸の内側紡錘形電極を備える質量分析器と、を備え、第1の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに送られ、次に、前記質量分析器に注入され、第2の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに、次に、衝突セル又は電子移動解離(Electron Transfer Dissociation)装置に送られて、少なくとも一部のイオンがフラグメント(断片)イオンにフラグメント化(断片化)され、前記フラグメントイオンは、前記C型トラップに送られた後、オービトラップ型質量分析器に注入される、及び/又は、
(ii)使用時にイオンを透過させる開口部を各々有する複数の電極を備える積層リング型イオンガイドを備え、前記電極間の間隔がイオン通路の長さ方向に沿って増大し、前記イオンガイドの上流部分に配置される電極の開口部が第1の直径を有する一方で、前記イオンガイドの下流部分に配置される電極の開口部が前記第1の直径よりも小径の第2の直径を有し、使用時に、連続する電極に、逆相のAC又はRF電圧を印加する、質量分析計。
【請求項29】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、及び、
前記イオンガイドに沿ってイオンを誘導すること、を備える方法。
【請求項30】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える方法。
【請求項31】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が少なくとも第1、第2、第3及び第4の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
第1及び/又は第3及び/又は第5及び/又は第7の軸方向電極群における第1及び第2の電極セグメントを、実質的に同じ第1位相の第1RF電圧に維持すること、
第2及び/又は第4及び/又は第6及び/又は第8の軸方向電極群における対応する第1及び第2の電極セグメントを、実質的に同じ第2位相の前記第1RF電圧に維持すること、及び、
前記第1及び/又は第2及び/又は第3及び/又は第4及び/又は第5及び/又は第6及び/又は第7及び/又は第8の軸方向電極群における第3及び第4の電極セグメントを、実質的に同じ第1のDC電圧に維持すること、を備える方法。
【請求項32】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、
前記イオンガイド内で軸方向にイオンを閉じ込めない第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
前記イオンガイド内で軸方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える方法。
【請求項33】
イオンを誘導する方法であって、
複数のリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを準備すること、
軸方向に隣接する電極を実質的に逆相のRF電圧に維持する第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
1対の軸方向に隣接する電極の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する電極を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する電極を前記第1の位相と異なる実質的に同じ第2の位相に維持する第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える方法。
【請求項34】
イオンを誘導する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを準備すること、
軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に逆相のRF電圧に維持する第1の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、及び、
1対の軸方向に隣接する軸方向電極群の位相を切り替えて、2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を実質的に同じ第1の位相に維持する一方、別の2つの軸方向に隣接する軸方向電極群を前記第1の位相と異なる実質的に同じ第2の位相に維持する第2の動作モードで前記イオンガイドを操作すること、を備える方法。
【請求項35】
イオンガイドであって、
複数の電極を備え、
第1の動作モードで、第1の電極群が第1位相のRF電圧に維持され、第2の電極群が第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持され、
第2の動作モードで、1つ以上の電極の位相が変更、変化又は切り替えられる、イオンガイド。
【請求項36】
イオントラップであって、
複数の電極を備え、
第1の動作モードで、第1の電極群が第1位相のRF電圧に維持され、第2の電極群が第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持され、
第2の動作モードで、1つ以上の電極の位相が変更、変化又は切り替えられる、イオントラップ。
【請求項37】
イオンを誘導する方法であって、
複数の電極を備えるイオンガイドを準備すること、
第1の電極群を第1位相のRF電圧に維持する一方で、第2の電極群を第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持すること、
1つ以上の電極の位相を変更、変化又は切り替えること、を備える方法。
【請求項38】
イオンを捕捉する方法であって、
複数の電極を備えるイオントラップを準備すること、
第1の電極群を第1位相のRF電圧に維持する一方で、第2の電極群を第1位相と異なる第2位相の前記RF電圧に維持すること、
1つ以上の電極の位相を変更、変化又は切り替えること、を備える方法。
【請求項39】
イオンガイド及び/又はイオントラップであって、
複数の軸方向電極群を備え、
各軸方向電極群は複数の電極セグメントを備え、
第1の動作モードにおいて、第1のプロファイルを有する第1の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められ、
第2の動作モードにおいて、第1のプロファイルと異なる第2のプロファイルを有する第2の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンが閉じ込められる、イオンガイド及び/又はイオントラップ。
【請求項40】
請求項39に記載のイオンガイドであって、
前記第1のプロファイルが、(i)四重極プロファイル、(ii)六重極プロファイル、(iii)八重極プロファイルからなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項41】
請求項39に記載のイオンガイドであって、
前記第2のプロファイルが、(i)四重極プロファイル、(ii)六重極プロファイル、(iii)八重極プロファイルからなる群から選択される、イオンガイド。
【請求項42】
イオンを誘導する及び/又はイオンを捕捉する方法であって、
複数の軸方向電極群を備えるイオンガイド及び/又はイオントラップであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイド及び/又はイオントラップを準備すること、
第1のプロファイルを有する第1の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイド及び/又はイオントラップを操作すること、及び、
第1のプロファイルと異なる第2のプロファイルを有する第2の径方向の疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイド及び/又はイオントラップを操作すること、を備える方法。
【請求項43】
質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを備え、
前記制御システムに、前記イオンガイドを通るようにイオンを誘導させる、ように構成されるコンピュータプログラム。
【請求項44】
質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを備え、
前記制御システムに、
(i)非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作させ、
(ii)実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作させる、ように構成されるコンピュータプログラム。
【請求項45】
コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、
前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントに径方向にセグメント化されたリング電極又は環状電極を備えるイオンガイドを備え、
前記コンピュータプログラムが、前記制御システムに、前記イオンガイドを通るようにイオンを誘導させる、ように構成される、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項46】
コンピュータが実行可能な命令が格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記命令は、質量分析計の制御システムにより実行可能に構成され、
前記質量分析計が、複数の軸方向電極群を備えるイオンガイドであって、各軸方向電極群が複数の電極セグメントを備えるイオンガイドを備え、
前記コンピュータプログラムが、前記制御システムに、
(i)非四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第1の動作モードで前記イオンガイドを操作させ、
(ii)実質的に四重極の径方向疑似ポテンシャル井戸により前記イオンガイド内で径方向にイオンを閉じ込める第2の動作モードで前記イオンガイドを操作させる、ように構成される、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項47】
請求項45又は46のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
(i)ROM、(ii)EAROM、(iii)EPROM、(iv)EEPROM、(v)フラッシュメモリ、(vi)光ディスク、(vii)RAM、及び(viii)ハードディスクドライブからなる群から選択される、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【公表番号】特表2012−528437(P2012−528437A)
【公表日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−512452(P2012−512452)
【出願日】平成22年5月28日(2010.5.28)
【国際出願番号】PCT/GB2010/001076
【国際公開番号】WO2010/136779
【国際公開日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【出願人】(509314666)マイクロマス・ユーケイ・リミテッド (19)
【氏名又は名称原語表記】MICROMASS UK LIMITED
【Fターム(参考)】
【公表日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年5月28日(2010.5.28)
【国際出願番号】PCT/GB2010/001076
【国際公開番号】WO2010/136779
【国際公開日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【出願人】(509314666)マイクロマス・ユーケイ・リミテッド (19)
【氏名又は名称原語表記】MICROMASS UK LIMITED
【Fターム(参考)】
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