質量分析計
セグメント化直線イオンガイドまたはイオントラップを備えるイオンガイドまたはイオントラップ１が開示される。イオンは、電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加することによってイオンガイドまたはイオントラップ１内に半径方向に閉じ込められる。イオンは、実質的に共鳴によらずにイオンガイドまたはイオントラップ１からイオンが排出されるように軸方向に振動または変調された軸方向二次ポテンシャル井戸内にトラップされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンガイドまたはイオントラップ、質量分析計、イオンをガイドまたはトラップする方法、ならびに質量分析の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々のイオントラップ手法が質量分析の分野において公知である。市販の３Ｄまたはポールイオントラップは、例えば、多くの異なるタイプの有機分析に対して強力かつ比較的安価なツールを提供する。３Ｄまたはポールイオントラップは、一般に円筒対称性を有し、かつ中心円筒リング電極および２つの双曲状端部キャップ電極を備える。動作において、以下の形態のＲＦ電圧が端部キャップ電極と中心リング電極との間に印加される。
【０００３】
【数１】
【０００４】
ここで、Ｖ0は、印加されたＲＦ電圧のゼロからピークの電圧であり、σは、印加されたＲＦ電圧の振動数である。
【０００５】
電極は、二次ポテンシャルが半径および軸方向の両方に維持されるような物理的間隔および形状を有する。これらの条件下で、イオンの運動は、マチウ方程式によって規定され、安定なイオントラップについての種々の判断基準は、当業者に周知である。イオンの運動は、比較的低周波の成分永年運動、および駆動電圧が変調される周波数に直接関連する比較的高周波の振動または微小運動からなる。
【０００６】
イオンは、以下によって３Ｄまたはポールイオントラップから質量選択的に排出され得る。すなわち、（ａ）印加されたＲＦ電圧の振幅および／または周波数のいずれか一方が変更される質量選択的不安定性、（ｂ）小さな補助ＲＦ電圧が対象イオンの永年周波数と同じ周波数を有する端部キャップまたはリング電極の一方または両方に印加される、共鳴による排出、（ｃ）リング電極と端部キャップ電極との間において維持されるＤＣバイアス電圧の印加、または（ｄ）上記手法の組み合わせである。
【０００７】
イオンは、通常外部イオン源から端部キャップ電極のうちの１つにおける小さな穴を介して大半の市販の３Ｄまたはポールイオントラップに導入される。一旦イオントラップ内に入ると、次いでイオンは、バッファガスとの衝突によって近熱エネルギーに冷却される。これは、イオントラップのトラップ容積の中心へ向かってイオンを集中させる効果を有する。次いで、特定の質量電荷比を有するイオンは、質量選択的にイオントラップから排出され得る。排出されたイオンは、イオンをイオントラップ内へ導入するための開口を有する端部キャップ電極に対向する端部キャップ電極における小さな穴を通ってイオントラップから出射する。次いで、イオントラップから排出されたイオンは、イオン検出器を使用して検出される。
【０００８】
３Ｄまたはポールイオントラップは、空間電荷容量が比較的低いので、ダイナミックレンジが比較的制限されるという欠点がある。さらに、イオンの損失を最小限に抑えるためにイオン導入の際に正確な条件を維持するように細心の注意を払わなければならない。３Ｄポールイオントラップ内にイオンを注入することが特に問題であることは、当業者の理解するところである。
【０００９】
より最近になって、直線イオントラップが開発され、市販されてきた。そのようなイオントラップは、一般にＲＦ電圧をロッドに印加することでイオンがイオントラップ内に半径方向に閉じ込められるような多重極ロッドセットを備える。半径方向におけるイオンの運動および安定性は、マチウ方程式によって規定され、周知である。イオンは、ＤＣまたはＲＦトラップポテンシャルを多重極ロッドセットのいずれか一方の端部における電極に印加することによって直線イオントラップ内に軸方向に含まれ得る。イオンの排出は、イオンをイオントラップからロッドのうちの１つにおけるスロットを通して半径方向に排出するか、またはロッドの軸方向境界における固有電界歪みおよび半径方向励起の組み合わせを使用することによって軸方向に排出するかのいずれか一方により実現され得る。
【００１０】
直線イオントラップは、一般に３Ｄまたはポールイオントラップと比較してイオントラップ容量が増加しており、したがって、直線イオントラップは、一般にダイナミックレンジが実質的により高い。直線イオントラップは、イオンがイオントラップ内に軸方向に導入され、ある場合には半径方向ＲＦ振動トラップポテンシャルに垂直な方向にイオントラップから軸方向に排出されるという重要な利点を有する。これにより、イオンがより効率よくイオントラップへまたはそこから移送されることが可能となり、感度が向上する。したがって、直線イオントラップは、感度が向上し、イオントラップ容量が比較的大きいので３Ｄまたはポールイオントラップよりもますます好ましくなってきている。
【００１１】
軸方向排出ではなく半径方向排出を使用する直線イオントラップの最適性能は、純四重極半径方向ポテンシャル分布および正確に整形された双曲状ロッドを使用して実現され得る。しかし、例えば、ロッドの機械的な整列不良による半径方向閉じ込め電界の直線性のずれは、そのような直線イオントラップの性能をひどく損ない得る。また、半径方向排出を容易にするように直線イオントラップのロッドにスロットを設けると、半径方向電界に著しい歪みを招き得る。これらの歪みは、さらに直線イオントラップの性能を悪化させ得る。加えて、半径方向排出時に、排出されたイオンを効率よく検出するために１つより多くのイオン検出器を使用する必要があり得る。これは、イオントラップの全体的な複雑性およびコストを増加する。
【００１２】
イオンを軸方向に直線イオントラップから排出することは公知である。しかし、外縁電界を使用してイオンを直線イオントラップから軸方向排出する性能は、また半径方向電界の直線性における歪みによって影響され得る。イオンの軸方向排出は、イオンを効率良く半径方向に共鳴により排出することに依存する。半径方向電界が非直線であれば、共鳴周波数は、イオン運動の半径が増加するにつれ一定でなくなる。したがって、この動作モードにおけるイオントラップの性能が損なわれる。公知の直線イオントラップから軸方向にイオンを排出することのさらなる問題は、出射側外縁電界における、またはその近傍のそれらのイオンのみが実際にはイオントラップから排出されることにある。したがって、３Ｄまたはポールイオントラップと比較して直線イオントラップのダイナミックレンジおよび感度における理論的なゲインは、イオンが実際に排出される比較的小さな領域により使用時に低減され得る。
【００１３】
米国特許第５７８３８２４号（日立製作所）（特許文献１）は、軸方向ＤＣまたは静電電界がイオントラップの長さに沿って維持されるような直線イオントラップを開示する。イオンは、排出したいイオンの基本振動数で振動する補助の軸方向ＲＦポテンシャルを印加することによって、軸方向の共鳴励起により排出される。この公知の直線イオントラップは、他の形態の直線イオントラップの一般の利点を有するが、さらに、イオンをその質量電荷比の周波数特性で軸方向に強制的に振動させる。これにより、イオンをイオントラップから軸方向に共鳴により排出することが容易になる。
【００１４】
米国特許第５７８３８２４号（日立製作所）（特許文献１）に開示される直線イオントラップは、共鳴励起を使用して、軸方向二次ＤＣまたは静電ポテンシャルによって決定される単振動の基本周波数において軸方向にイオンを排出する。しかし、米国特許第５７８３８２４号（日立製作所）（特許文献１）に開示される構成を用いると、真の二次軸方向ＤＣまたは静電ポテンシャルからのいずれのずれによっても、イオンの振動数がイオンの振動の振幅に依存することになる。これは、共鳴排出を使用するイオントラップの性能を損なうことになる。
【特許文献１】米国特許第５７８３８２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、改善されたイオントラップまたはイオンガイドを提供することが導き出される。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一局面によると、
複数の電極と、
少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段と、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成および適合される第１の手段であって、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、第１の手段と、
１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるように構成および適合される変調手段と、
第１の動作モードにおいて、少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンはイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域域内に実質的にトラップされたままになるように構成されるように構成および適合される排出手段と
を備えるイオンガイドまたはイオントラップが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に印加するように構成および適合される。好適な実施形態によると、ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように構成および適合される。好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように構成および適合される。
【００１８】
好適な実施形態によると、第１の手段は、イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または＞１０の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される。好ましくは、第１の手段は、イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される。
【００１９】
好ましくは、第１の手段は、（ｉ）＜１０Ｖ、（ｉｉ）１０〜２０Ｖ、（ｉｉｉ）２０〜３０Ｖ、（ｉｖ）３０〜４０Ｖ、（ｖ）４０〜５０Ｖ、（ｖｉ）５０〜６０Ｖ、（ｖｉｉ）６０〜７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０Ｖ、（ｉｘ）８０〜９０Ｖ、（ｘ）９０〜１００Ｖ、および（ｘｉ）＞１００Ｖからなる群から選択される深さを有する１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される。好適な実施形態によると、第１の手段は、イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さに沿って第１の時間における第１の位置に位置する最小を有する１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、イオン入射口およびイオン出射口を有し、第１の位置は、イオン入射口から下流に距離Ｌの位置にあり、かつ／またはイオン出射口から上流に距離Ｌの位置にあり、Ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される。
【００２０】
好ましくは、第１の手段は、１つ以上のＤＣ電圧を電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を備える。好ましくは、第１の手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を提供するように構成および適合され、軸方向ポテンシャルがポテンシャル井戸の最小または中心からの距離または変位の二乗として実質的に増加する。
【００２１】
好適な実施形態によると、変調手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を、イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って変調または振動させるように構成および適合される。
【００２２】
好ましくは、変調手段は、１つ以上のＤＣ電圧を電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を備える。
【００２３】
好適な実施形態によると、変調手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小を実質的に周期的および／または規則的に変調または振動させるように構成および適合される。好ましくは、変調手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を第１の周波数ｆ1を用いて、またはそれにおいて変調または振動させるように構成および適合され、ｆ1は、（ｉ）＜５ｋＨｚ、（ｉｉ）５〜１０ｋＨｚ、（ｉｉｉ）１０〜１５ｋＨｚ、（ｉｖ）１５〜２０ｋＨｚ、（ｖ）２０〜２５ｋＨｚ、（ｖｉ）２５〜３０ｋＨｚ、（ｖｉｉ）３０〜３５ｋＨｚ、（ｖｉｉｉ）３５〜４０ｋＨｚ、（ｉｘ）４０〜４５ｋＨｚ、（ｘ）４５〜５０ｋＨｚ、（ｘｉ）５０〜５５ｋＨｚ、（ｘｉｉ）５５〜６０ｋＨｚ、（ｘｉｉｉ）６０〜６５ｋＨｚ、（ｘｉｖ）６５〜７０ｋＨｚ、（ｘｖ）７０〜７５ｋＨｚ、（ｘｖｉ）７５〜８０ｋＨｚ、（ｘｖｉｉ）８０〜８５ｋＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）８５〜９０ｋＨｚ、（ｘｉｘ）９０〜９５ｋＨｚ、（ｘｘ）９５〜１００ｋＨｚ、および（ｘｘｉ）＞１００ｋＨｚからなる群から選択される。
【００２４】
好適な実施形態によると、変調手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を第１の周波数ｆ1を用いて、またはそれにおいて変調または振動させるように構成および適合され、第１の周波数ｆ1は、イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％の共鳴または基本振動数よりも大きい。好ましくは、第１の周波数ｆ1は、イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％の共鳴または基本振動数よりも少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、１６０％、１７０％、１８０％、１９０％、２００％、２５０％、３００％、３５０％、４００％、４５０％、５００％だけ大きい。
【００２５】
好ましくは、変調手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小を実質的に一定の周波数または実質的に一定でない周波数のいずれか一方において変調または振動させるように構成および適合される。
【００２６】
好ましい実施形態によると、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を変更および／または変化および／またはスキャンするように構成および適合される。
【００２７】
好ましくは、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を増加するように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を時間とともに実質的に直線的に増加するように構成および適合される。
【００２８】
好適な実施形態によると、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を変更および／または変化および／またはスキャンするように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を低減するように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を時間とともに実質的に直線的に低減するように構成および適合される。
【００２９】
好ましくは、排出手段は、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから質量選択的に排出するように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフより低い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンがイオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域から排出されるように構成および適合される。
【００３０】
好ましくは、排出手段は、第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフより高い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンがイオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域内に残るか、貯留されるか、または閉じ込められるように構成および適合される。
【００３１】
好ましくは、第１の質量電荷比カットオフは、（ｉ）＜１００、（ｉｉ）１００〜２００、（ｉｉｉ）２００〜３００、（ｉｖ）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（ｖｉ）５００〜６００、（ｖｉｉ）６００〜７００、（ｖｉｉｉ）７００〜８００、（ｉｘ）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（ｘｉ）１０００〜１１００、（ｘｉｉ）１１００〜１２００、（ｘｉｉｉ）１２００〜１３００、（ｘｉｖ）１３００〜１４００、（ｘｖ）１４００〜１５００、（ｘｖｉ）１５００〜１６００、（ｘｖｉｉ）１６００〜１７００、（ｘｖｉｉｉ）１７００〜１８００、（ｘｉｘ）１８００〜１９００、（ｘｘ）１９００〜２０００、および（ｘｘｉ）＞２０００からなる群から選択される範囲にある。
【００３２】
好適な実施形態によると、排出手段は、第１の質量電荷比カットオフを増加するように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、第１の質量電荷比カットオフを実質的に連続的および／または直線的および／または漸進的および／または規則的に増加するように構成および適合される。先の実施形態ほどではないが好ましい実施形態によると、排出手段は、第１の質量電荷比カットオフを実質的に不連続的および／または非直線的および／または非漸進的および／または不規則的に増加するように構成および適合される。
【００３３】
好適な実施形態によると、排出手段は、第１の動作モードにおいて、イオンを実質的に軸方向にイオンガイドまたはイオントラップから排出するように構成および適合される。
【００３４】
好適な実施形態によると、イオンは、イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内にトラップされるか、または軸方向に閉じ込められるように構成され、イオントラップ領域は長さｌを有し、ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される。
【００３５】
好適な実施形態によると、イオントラップまたはイオンガイドは、直線イオントラップまたはイオンガイドを備える。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、四重極、六重極、八重極またはより高次の多重極ロッドセットなどの多重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップを備える。
【００３６】
好ましくは、複数の電極は、（ｉ）おおよそまたは実質的に円形状、（ｉｉ）おおよそまたは実質的に双曲状、（ｉｉｉ）おおよそまたは実質的に円弧状または部分円形状、および（ｉｖ）おおよそまたは実質的に長方形状または正方形状からなる群から選択される断面を有する。好ましくは、多重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップによって描かれる半径は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
【００３７】
好適な実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、軸方向にセグメント化されるか、または複数の軸方向セグメントを備える。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、ｘの軸方向セグメントを備え、ｘは、（ｉ）＜１０、（ｉｉ）１０〜２０、（ｉｉｉ）２０〜３０、（ｉｖ）３０〜４０、（ｖ）４０〜５０、（ｖｉ）５０〜６０、（ｖｉｉ）６０〜７０、（ｖｉｉｉ）７０〜８０、（ｉｘ）８０〜９０、（ｘ）９０〜１００、および（ｘｉ）＞１００からなる群から選択される。好適な実施形態によると、各軸方向セグメントは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０の電極を備える。好ましくは、軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の軸方向長さは、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
【００３８】
好ましくは、軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の間隔は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
【００３９】
別の実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、複数の非伝導性、絶縁性またはセラミックのロッド、突起またはデバイスを備え得る。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０のロッド、突起またはデバイスを備える。好ましくは、複数の非伝導性、絶縁性またはセラミックのロッド、突起またはデバイスは、ロッド、突起またはデバイスの上、周辺、隣、上方または近傍に配置される１つ以上の抵抗性または伝導性のコーティング、層、電極、フィルムまたは表面をさらに備える。
【００４０】
別の実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、開口を有する複数の電極を備え、イオンは、使用時に、開口を通って移送される。好ましくは、電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、実質的に同じ大きさであるか、または実質的に同じ面積である開口を有する。あるいは、電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、イオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った方向に、大きさまたは面積が漸進的により大きくなるかおよび／またはより小さくなる開口を有する。好ましくは、電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ、（ｉｉ）≦２．０ｍｍ、（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ、（ｉｖ）≦４．０ｍｍ、（ｖ）≦５．０ｍｍ、（ｖｉ）≦６．０ｍｍ、（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ、（ｉｘ）≦９．０ｍｍ、（ｘ）≦１０．０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する開口を有する。
【００４１】
別の実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、複数のプレートまたはメッシュ電極を備え、電極のうちの少なくともいくつかは、使用時にイオンが走行する平面内に概して配置される。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、複数のプレートまたはメッシュ電極を備え、電極のうちの少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、使用時にイオンが走行する平面内に概して配置される。この実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０のプレートまたはメッシュ電極を備え得る。好ましくは、プレートまたはメッシュ電極は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される厚さを有する。
【００４２】
プレートまたはメッシュ電極は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される距離だけ互いに間隔をおいて配置され得る。好ましくは、プレートまたはメッシュ電極は、ＡＣまたはＲＦ電圧が供給される。好ましくは、隣接するプレートまたはメッシュ電極は、ＡＣまたはＲＦ電圧の互いに逆の位相が供給される。好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する。好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧の振幅は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される。
【００４３】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンガイドまたはイオントラップの第１側に配置される第１の外側プレート電極と、イオンガイドまたはイオントラップの第２側に配置される第２の外側プレート電極とをさらに備える。好ましくは、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極を、ＡＣまたはＲＦ電圧が印加されるプレートまたはメッシュ電極の平均電圧に対して、バイアスＤＣ電圧にバイアスするバイアス手段が提供される。バイアス手段は、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極を、（ｉ）＜−１０Ｖ、（ｉｉ）−９〜−８Ｖ、（ｉｉｉ）−８〜−７Ｖ、（ｉｖ）−７〜−６Ｖ、（ｖ）−６〜−５Ｖ、（ｖｉ）−５〜−４Ｖ、（ｖｉｉ）−４〜−３Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３〜−２Ｖ、（ｉｘ）−２〜−１Ｖ、（ｘ）−１〜０Ｖ、（ｘｉ）０〜１Ｖ、（ｘｉｉ）１〜２Ｖ、（ｘｉｉｉ）２〜３Ｖ、（ｘｉｖ）３〜４Ｖ、（ｘｖ）４〜５Ｖ、（ｘｖｉ）５〜６Ｖ、（ｘｖｉｉ）６〜７Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）７〜８Ｖ、（ｘｉｘ）８〜９Ｖ、（ｘｘ）９〜１０Ｖ、および（ｘｘｉ）＞１０Ｖからなる群から選択される電圧にバイアスするように構成および適合され得る。
【００４４】
一実施形態によると、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極は、使用時に、ＤＣのみの電圧が供給される。別の実施形態によると、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極は、使用時に、ＡＣまたはＲＦのみの電圧が供給される。さらなる実施形態によると、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極は、使用時に、ＤＣおよびＡＣまたはＲＦ電圧が供給される。
【００４５】
好ましくは、１つ以上の絶縁体層が複数のプレートまたはメッシュ電極の間に散在、配置、交互配置または配列される。イオンガイドまたはイオントラップは、実質的に曲線状または非直線状のイオンガイドまたはイオントラップ領域を備え得る。イオンガイドまたはイオントラップは、複数の軸方向セグメントを備え得る。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００の軸方向セグメントを備える。
【００４６】
イオンガイドまたはイオントラップは、実質的に円形状、楕円状、正方形状、長方形状、規則的または不規則的断面を有し得る。イオンガイドまたはイオントラップは、イオンガイド領域に沿って大きさおよび／または形状および／または幅および／または高さおよび／または長さが変化するイオンガイド領域を有し得る。
【００４７】
好ましい実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または＞１０の電極を備える。イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも（ｉ）１０〜２０の電極、（ｉｉ）２０〜３０の電極、（ｉｉｉ）３０〜４０の電極、（ｉｖ）４０〜５０の電極、（ｖ）５０〜６０の電極、（ｖｉ）６０〜７０の電極、（ｖｉｉ）７０〜８０の電極、（ｖｉｉｉ）８０〜９０の電極、（ｉｘ）９０〜１００の電極、（ｘ）１００〜１１０の電極、（ｘｉ）１１０〜１２０の電極、（ｘｉｉ）１２０〜１３０の電極、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０の電極、（ｘｉｖ）１４０〜１５０の電極、または（ｘｖ）＞１５０の電極を備え得る。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有する。
【００４８】
イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップを、（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜１．０×１０-4ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０-5ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１．０×１０-6ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１．０×１０-7ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＜１．０×１０-8ｍｂａｒ、（ｉｘ）＜１．０×１０-9ｍｂａｒ、（ｘ）＜１．０×１０-10ｍｂａｒ、（ｘｉ）＜１．０×１０-11ｍｂａｒ、および（ｘｉｉ）＜１．０×１０-12ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに備える。
【００４９】
一実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップを、（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、および（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに備える。
【００５０】
動作モードにおいて、イオンは、イオンガイドまたはイオントラップ内において、トラップされるが、実質的にフラグメンテーションされない。イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される手段をさらに備え得る。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される手段は、イオンがイオンガイドまたはイオントラップから排出される前および／または後にイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成される。
【００５１】
好適な実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成および適合されるフラグメンテーション手段をさらに備え得る。好ましくは、フラグメンテーション手段は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成および適合される。あるいは、フラグメンテーション手段は、表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成および適合される。
【００５２】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから共鳴により、および／または質量選択的に排出するように構成および適合される。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンをイオンガイドまたはイオントラップからイオン軸方向および／または半径方向に排出するように構成および適合される。一実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、質量選択的不安定性によってイオンを排出するために、電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧の周波数および／または振幅を調節するように構成および適合される。
【００５３】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンを共鳴による排出によって排出するために、ＡＣまたはＲＦ補助波形または電圧を複数の電極に重ね合わせるように構成および適合される。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンを排出するために、ＤＣバイアス電圧を複数の電極に印加するように構成および適合される。
【００５４】
好適な実施形態によると、さらなる動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンが質量選択的におよび／または共鳴によらずにイオンガイドまたはイオントラップから排出されることなく、イオンを移送するか、またはイオンを格納するように構成される。好ましくは、さらなる動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンを質量フィルタリングまたは質量分析するように構成される。
【００５５】
好適な実施形態によると、さらなる動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから質量選択的におよび／または共鳴によらずに排出することなく、衝突またはフラグメンテーションセルとして作用するように構成される。
【００５６】
好適な実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップ内で、イオンガイドまたはイオントラップの入射口および／または中心および／または出射口に最も近い１つ以上の位置にイオンを格納またはトラップするように構成および適合される手段をさらに備える。好適な実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいてイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内にトラップし、イオンをイオンガイドまたはイオントラップの入射口および／または中心および／または出射口に向かって漸進的に移動させるように構成および適合される手段をさらに備える。
【００５７】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を最初に第１の軸方向位置において電極に印加し、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、次いでその後にイオンガイドまたはイオントラップに沿って第２、次いで第３の異なる軸方向位置に与えられるように構成および適合される手段をさらに備える。
【００５８】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンをイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形をイオンガイドまたはイオントラップの一端からイオンガイドまたはイオントラップの別の端部へ印加、移動または平行移動するように構成および適合される手段をさらに備える。
【００５９】
好ましくは、１つ以上の過渡ＤＣ電圧は、（ｉ）ポテンシャルの山または障壁、（ｉｉ）ポテンシャル井戸、（ｉｉｉ）多重極ポテンシャルの山または障壁、（ｉｖ）多重極ポテンシャル井戸、（ｖ）ポテンシャル山または障壁およびポテンシャル井戸の組み合わせ、または（ｖｉ）多重極ポテンシャル山または障壁および多重極ポテンシャル井戸の組み合わせを生成する。１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、繰り返し波形または正方形状波を備え得る。
【００６０】
イオンガイドまたはイオントラップは、１つ以上のトラップ静電またはＤＣポテンシャルをイオンガイドまたはイオントラップの第１の端部および／または第２の端部において印加するように構成される手段をさらに備え得る。
【００６１】
イオンガイドまたはイオントラップは、１つ以上のトラップ静電ポテンシャルをイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さに沿って印加するように構成される手段をさらに備え得る。
【００６２】
本発明の別の局面によると、上記のようなイオンガイドまたはイオントラップを備える質量分析計が提供される。
【００６３】
好ましくは、質量分析計は、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「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脱離イオン化イオン源、および(ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択されるイオン源をさらに備える。好ましくは、質量分析計は、連続またはパルス化イオン源をさらに備える。
【００６４】
質量分析計は、イオンガイドまたはイオントラップの上流および／または下流に配置される１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップをさらに備え得る。１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップは、１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される。好ましくは、１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップは、イオンがイオンガイドまたはイオントラップへ導入される前および／または後に１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される。
【００６５】
一実施形態によると、質量分析計は、イオンを１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップからイオンガイドまたはイオントラップ内へ導入、軸方向に注入または排出、半径方向に注入または排出、移送またはパルス化するように構成および適合される手段をさらに備える。好ましくは、質量分析計は、イオンをイオンガイドまたはイオントラップ内へ導入、軸方向に注入または排出、半径方向に注入または排出、移送またはパルス化するように構成および適合される手段をさらに備える。
【００６６】
好ましくは、質量分析計は、１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成および適合される手段をさらに備える。
【００６７】
好ましくは、１つ以上のイオン検出器が上記好適なイオンガイドまたはイオントラップの上流および／または下流に配置される。
【００６８】
好ましくは、質量分析計は、イオンガイドまたはイオントラップの下流および／または上流に配置される質量分析器をさらに備える。質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｉｉ）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（ｉｖ）直交加速度飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（ｖ）軸方向加速度飛行時間質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析計、（ｖｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｖｉｉｉ）２Ｄまたは直線四重極質量分析器、（ｉｘ）ペニングトラップ質量分析器、（ｘ）イオントラップ質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換オービトラップ、（ｘｉｉ）静電フーリエ変換質量分析計、および（ｘｉｉｉ）四重極質量分析器からなる群から選択されるのが好ましい。
【００６９】
本発明の別の局面によると、
複数の電極を備えるイオントラップまたはイオンガイドを準備するステップと、
少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するステップと、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するステップであって、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、ステップと、
１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるステップと、
少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンはイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域域内に実質的にトラップされたままになるように構成されるステップと
を含むイオンをガイドまたはトラップする方法が提供される。
【００７０】
本発明の別の局面によると、上記のような方法を含む質量分析の方法が提供される。
【００７１】
本発明の別の局面によると、
複数の電極と、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成および適合される第１の手段であって、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、第１の手段と、
１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるように構成および適合される変調手段と
を備えるイオンガイドまたはイオントラップが提供される。
【００７２】
本発明の別の局面によると、
複数の電極を備えるイオントラップまたはイオンガイドを準備するステップと、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するステップであって、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、ステップと、
１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるステップと
を含むイオンをガイドまたはトラップする方法が提供される。
【００７３】
本発明の別の局面によると、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出し、同時に他のイオンは、イオンガイドまたはイオントラップ内にトラップされたままであるように構成および適合される手段を備える直線イオンガイドまたはイオントラップが提供される。
【００７４】
本発明の別の局面によると、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出し、同時に他のイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内にトラップするステップを備えるイオンをガイドまたはトラップする方法が提供される。
【００７５】
上記好適な実施形態は、イオンをイオンガイドまたはイオントラップの軸のまわりに半径方向に閉じ込めるためにＡＣまたはＲＦ電圧がイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極に印加される直線イオンガイドまたはイオントラップに関する。
【００７６】
好ましくは、二次軸方向ポテンシャル井戸は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域内の参照点のまわりに重ね合わされる。好ましくは、二次ポテンシャル井戸は、参照点から軸方向にずれたイオンを参照点に戻る方向へ加速するようにそのイオンに力を加える。
【００７７】
好ましくは、軸方向ポテンシャル井戸の相対位置は、イオンを参照点の回りで有効に振動させるように経時変化または変調される。好ましくは、ポテンシャル井戸の位置は、好ましくはトラップされたイオンが参照点まわりで非共鳴周波数（すなわち、イオンの基本または第１の高調波振動数以外の周波数）で振動するように経時変化される。異なる質量電荷比を有するイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って異なる特性振幅で振動する。これにより、イオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴によらずに排出することができる。
【００７８】
イオンは、イオンの軸方向振動の最大振幅を変化させるようにポテンシャル井戸を変調することによって好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出され得る。これは、比較的低い質量電荷比を有するイオンを、軸方向ポテンシャル井戸から抜け出せる程度に十分大きな振幅で軸方向に振動させることによって実現され得る。このように、これらのイオンは、軸方向に好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されるようになる。したがって、好ましくは、イオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから軸方向にかつ実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出される。すなわち、イオンは、イオンの固有基本共鳴周波数に対応する周波数を有する電圧でイオンを励起することによっては、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されない。
【００７９】
好適なイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域に沿って維持されたポテンシャル井戸は、二次である。ポテンシャル井戸の位置は、好ましくは二次ポテンシャル井戸がイオンガイドまたはイオントラップに一方の側から他方の側へ軸方向イオントラップ領域を通ってまたは沿って継続して有効に通過されるように経時変化される。したがって、軸方向ポテンシャル井戸は、二次軸方向ポテンシャル井戸の最小が参照点のまわりを軸方向に振動するように変調されると考えられ得る。
【００８０】
好ましくは、印加された軸方向ＤＣまたは静電二次ポテンシャルの最小の位置は、異なる質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って非共鳴周波数で異なる特性振幅で振動するように実質的に周期的に変化される。次いで、好ましくは、イオンの質量選択的非共鳴軸方向排出は、例えば、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の周期的変調の周波数を変更することによって実現される。あるいは、軸方向二次ポテンシャル最小の振動振幅は、変化され得る。好ましくは、これによりイオンの軸方向振動の特性振幅を増加することができる。このように、イオンの軸方向振動の振幅は、好ましくは所望の質量電荷比を有するイオンが軸方向イオントラップ領域を離れるようにされ、したがって好ましくは軸方向に好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されるように変化され得る。イオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから順次排出され、イオン検出器によって検出され得る。これにより、質量スペクトルが生成できる。
【００８１】
上記好適な実施形態によると、好ましくは、直線軸方向で重ね合わされたＤＣ電界は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さの少なくとも一部に沿って維持される。次いで、好ましくは、軸方向ポテンシャル井戸の最小の位置は、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心である平均位置に対して軸方向に実質的に対称に変調される。したがって、好ましくは、イオンは、軸方向ポテンシャル井戸内においてこの変調の周波数および運動の周波数に関連する軸方向運動を得る。
【００８２】
上記好適な実施形態によると、好ましくは、軸方向二次ポテンシャル井戸は、軸方向二次ポテンシャル井戸内にトラップされたイオンの特性基本共鳴または第１の高調波周波数よりも実質的に高い周波数で変調される。したがって、イオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから、共鳴により排出されるのではなく、共鳴によらずに排出されると考えられ得る。
【００８３】
好適なイオンガイドまたはイオントラップは、多重極ロッドセットを備え得る。セグメント化四重極ロッドセットは、特に好適である。上記好適な実施形態において、好ましくは、イオンは、軸方向に好適なイオンガイドまたはイオントラップに導入される。
【００８４】
当該好適なイオンガイドまたはイオントラップは、他の公知のイオントラップと比較して特に有利である。軸方向二次ポテンシャル井戸の変調は、イオンをトラップするためには必要でないが、その代わりに、イオンを軸方向に好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴によらずに排出するために使用されるのみである。好ましくは、イオンは、イオンガイドまたはイオントラップの電極に印加され、イオンを半径方向にイオンガイドまたはイオントラップ内に閉じ込めるように作用するＡＣまたはＲＦ電圧に直交して好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入される。これは、従来の３Ｄまたはポールイオントラップとは対照的である。したがって、イオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップ内へ注入することは従来の３Ｄまたはポールイオントラップ内へ注入するよりも簡単である。
【００８５】
好適な実施形態によると、イオンは、軸方向および半径方向の両方に好適なイオンガイドまたはイオントラップトラップ内にトラップされる。次いで、イオンは、衝突ガスを好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入することによって、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内で熱エネルギーに冷却され得る。したがって、上記好適な実施形態によると、イオンは、質量選択軸方向非共鳴イオン排出の前に、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内で熱化され得る。
【００８６】
好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、デバイスの軸方向の大きさについての物理的な制限は実質的にない。これにより、例えば、従来の３Ｄまたはポールイオントラップと比較して、はるかにより大きなポテンシャルイオントラップ容量を実現することができる。
【００８７】
他の実施形態によると、より高次の多重極ロッドセットまたはイオントンネルもしくはイオンファネルイオンガイドもしくはイオントラップが使用され得る。
【００８８】
好適なイオンガイドまたはイオントラップは、別の動作モードにおいて、二次軸方向ＤＣポテンシャルが除去され得、これにより好適なイオンガイドまたはイオントラップをその別の動作モードにおいて従来のイオンガイド、イオントラップ、質量フィルタまたは質量分析器として使用できるという利点を有する。
【００８９】
ここで本発明の種々の実施形態について添付の図面を参照し、あくまで例として、説明する。
【００９０】
図１は、一実施形態にかかる好適なセグメント化ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップの断面図である。
【００９１】
図２は、好適な実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはトラップの長さの一部に沿って維持される二次ＤＣまたは静電ポテンシャルを示すプロットとともに示す、好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの側面図である。
【００９２】
図３は、一実施形態にかかる好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルを示し、ここで印加されたＤＣまたは静電ポテンシャルは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域の境界における電界緩和効果を補償するように構成される。
【００９３】
図４は、一実施形態にかかる好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルを示し、ここで印加されたＤＣまたは静電ポテンシャルは、イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域を一旦励起すると、イオンは加速されて好適なイオンガイドまたはイオントラップを出射するように構成される。
【００９４】
図５は、一実施形態にかかる、３つの異なる時点において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域にわたり維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールを示す。
【００９５】
図６は、一実施形態にかかる、当該３つの異なる時点において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域に沿って維持される軸方向電界を示す。
【００９６】
図７は、一実施形態にかかる、３つの異なる時点において、イオンガイドまたはイオントラップに沿って維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールの例を示す。
【００９７】
図８Ａは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比２００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示し、図８Ｂは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比３００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示し、図８Ｃは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比４００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示す。
【００９８】
図９Ａは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比２００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示し、図９Ｂは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比３００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示し、図９Ｃは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比４００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示す。
【００９９】
図１０は、一実施形態にかかる、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の軸方向変位振幅が時間の関数としてどのようにスキャンされ得るかを示す。
【０１００】
図１１は、好適な実施形態にかかるイオンガイドまたはイオントラップについての簡略化された正規化安定性図を示す。
【０１０１】
ここで本発明の種々の実施形態を説明する。好適な実施形態によると、好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、図１に示すように構成された双曲形状の電極を有するセグメント化四重極ロッドセットを備える。好ましくは、四重極ロッドセットアセンブリ全体の一部を形成する各ロッドは、図２において示すように複数の軸方向セグメントに分割される。好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、種々のセグメントの各々に印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルが、例えば、実質的に二次または近二次関数に緩和できるようにするために十分な数の軸方向セグメントを備える。
【０１０２】
図１は、好ましくは双曲形状の第１の電極またはロッド対１ａ、１ｂおよび双曲形状の第２の電極またはロッド対２ａ、２ｂを備える好適なイオンガイドまたはイオントラップの断面図である。好ましくは、各電極またはロッド１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂは、図２に示すように軸方向にセグメント化される。
【０１０３】
動作において、好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧は、半径方向疑似ポテンシャル井戸を生成するように、好適なイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極の各々に印加される。疑似ポテンシャル井戸は、好適なイオンガイドまたはトラップ内にイオンを半径方向（すなわち、ｘ、ｙ平面内）に閉じ込めるように作用する。
【０１０４】
好ましくは、第１のロッド対１ａ、１ｂを形成する電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧は、以下の形態である。
【０１０５】
【数２】
【０１０６】
ここで、φ0は、ＡＣまたはＲＦ高電圧電源のピーク・トゥ・ピーク電圧の半分であり、ｔは、時間（単位：秒）であり、Ω0は、ＡＣまたはＲＦ電圧源の角周波数（単位：ラジアン／秒）である。
【０１０７】
好ましくは、第２のロッド対２ａ、２ｂを形成する電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧は、以下の形態である。
【０１０８】
【数３】
【０１０９】
したがって、ｘ、ｙ方向におけるポテンシャルは、以下のとおりである。
【０１１０】
【数４】
【０１１１】
ここで、ｒoは、２つのロッド対１ａ、１ｂおよび２ａ、２ｂによって描かれる円の半径である。
【０１１２】
ｘ、ｙ平面内のイオン運動は、マチウ方程式を使用して表現され得る。イオン運動は、イオンの質量電荷比に関する周波数を有するより大きな永年運動に重ね合されたＡＣまたはＲＦ駆動周波数に関する周波数を有する低振幅微小運動を備えると考えられ得る。マチウ方程式の性質は、周知であり、当業者に容易に理解されるように、安定なイオン運動となる解は、無次元のパラメータａuおよびｑuについての安定性境界条件をプロットすることによる安定性図を使用して表され得る。
【０１１３】
上記の実施形態について、パラメータａuおよびｑuは、以下のとおりである。
【０１１４】
【数５】
【０１１５】
【数６】
【０１１６】
ここで、ｍは、イオンの分子質量であり、Ｕ0は、ロッド対のうちの１つの対に印加されるＤＣ電圧であり、ｑは、電荷ｅにイオン上の荷電数をかけたものである。
【０１１７】
質量分析のための従来の四重極デバイスの動作は、周知である。ＡＣまたはＲＦ電圧の電極への印加の時間平均効果は、半径方向の疑似ポテンシャル井戸を形成させる。疑似ポテンシャル井戸のｘ方向の近似は、以下によって与えられ得る。
【０１１８】
【数７】
【０１１９】
ｑx＜０．４の値に対するポテンシャル井戸の深さは、以下のように近似される。
【０１２０】
【数８】
【０１２１】
四重極は、円筒対称であるので、疑似ポテンシャル井戸のｙ方向の特性について同一の式が導き出され得る。
【０１２２】
イオンを半径方向に閉じ込める疑似ポテンシャル井戸に加えて、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸またはプロフィールは、また本発明の好適な実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さの少なくとも一部に沿って維持される。好ましくは、二次軸方向ポテンシャル井戸は、初期には、好適なイオンガイドまたはイオントラップの実質的に中心または中央に最小を有するように提供される。軸方向ＤＣポテンシャルは、ポテンシャル井戸の最小（または好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央）からの距離または変位の二乗として増加する。
【０１２３】
好ましくは、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の位置は、好ましくは軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の最小を軸方向またはｚ方向に振動させるように時間とともに変更または変調される。したがって、好ましくは、軸方向ＤＣまたは静電ポテンシャルプロフィールは、図５を参照してより詳細に説明するように、軸方向に変調される。一実施形態によると、ＤＣまたは静電軸方向ポテンシャル井戸の最小は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央のまわりで振動する。
【０１２４】
したがって、経時変化するＤＣまたは静電ポテンシャルは、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って維持され、好ましくは以下の形態を有する。
【０１２５】
【数９】
【０１２６】
ここで、ｋは、軸方向ＤＣ二次ポテンシャルの電界定数であり、ａは、好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿った軸方向距離であり（二次ポテンシャルの最小はその分だけ平均位置のまわりを移動する）、Ωは、軸方向二次ＤＣポテンシャルの変調周波数である。
【０１２７】
ここで、図２に示すイオンガイドまたはイオントラップに対応する実施形態をより詳細に説明する。図２に示す実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、４１の軸方向セグメントを備え得る。図２に示すように、最も中心または中央の軸方向セグメントは、セグメント番号０と標識され得、その他のセグメントは、それぞれ１〜２０および−１〜−２０と標識され得る。好適なイオンガイドまたはイオントラップは、軸方向の全長が２Ｔであり、長さ２Ｌの好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に軸方向イオントラップ領域を有すると考えられ得る。
【０１２８】
また、本例示の実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って好ましくは初期に維持される図２の軸方向二次ＤＣポテンシャルプロフィールを参照する。好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持されるＤＣポテンシャルは、中心または中央セグメント（すなわち、セグメント０）からセグメント番号±１４までの距離または変位の二乗に比例して増加する。セグメント番号±１４は、ＤＣポテンシャル井戸の最小（および好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央）から距離±Ｌの位置にある。±Ｌよりも大きな距離においては、好適なイオンガイドまたはイオントラップの種々のセグメントに印加されるＤＣポテンシャルは、好ましくは一定である。したがって、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸またはイオントラップ領域から逃れ、したがって±Ｌよりも大きな距離に変位したイオンは、ポテンシャルが変位に関係なく一定である実質的に電界のない領域に存在する。したがって、この領域内のこれらのイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの入射口または出射口に向かって自由に移動し続け、次いで好適なイオンガイドまたはイオントラップから出射する。
【０１２９】
好適なイオンガイドまたはイオントラップのセグメント−１５〜−２０およびセグメント１５〜２０に印加されるＤＣポテンシャルは、好ましくは時間の関数として実質的に一定であり、他方セグメント−１４〜１４に印加されるポテンシャルは、好ましくは時間の関数として変化する。したがって、距離±Ｌは、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内の軸方向イオントラップ領域に対する境界を定義する。軸方向二次ポテンシャル井戸または軸方向イオントラップ領域の閉じ込めからうまく逃れるイオンは、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に軸方向にもはや閉じ込められず、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップから自由に出射する。
【０１３０】
距離±Ｌにおける軸方向イオントラップ領域の境界での電界緩和により、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域のポテンシャル分布は、所望の二次に正確または完全にはならないことがある。
【０１３１】
電界緩和問題に対応するために、軸方向イオントラップ領域の境界における、またはその周辺の電極に印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルは、歪みを補正するように変更され得る。図３は、軸方向イオントラップ領域に対する境界での電界緩和の問題に対応するように意図された実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはイオントラップの各セグメントのＤＣポテンシャルのプロットを示す。好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの各セグメントのＤＣポテンシャルは、セグメント±１５〜１７のポテンシャルがセグメント±１８〜２０のポテンシャルよりも好ましくは高いことを除いて、図２に示すものと実質的に同じである。すべてのセグメント±１５〜２０のＤＣポテンシャルは、好ましくは時間の関数として実質的に一定を維持するが、好ましさの劣る例においては、これらのポテンシャルが経時変化し得ると考えられる。
【０１３２】
好ましくは、図３を参照して上に示し記載した実施形態は、軸方向イオントラップ領域の境界における電界緩和および電界貫通の効果が実質的に和らげられ、より正確な、滑らかな、または連続な軸方向二次ポテンシャルプロフィールが好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域内に維持されるようになり得るという利点がある。
【０１３３】
図４は、中心軸方向イオントラップ領域からうまく逃れたイオンが次いで好ましくは加速されて好適なイオンガイドまたはイオントラップを出射するような別の実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはイオントラップの各セグメントのＤＣポテンシャルのプロットを示す。この実施形態によると、セグメント±１５〜２０のポテンシャルは、漸進的に低減する。好ましくは、すべてのセグメント±１５〜２０のＤＣポテンシャルは、時間の関数として実質的に一定を維持するが、好ましさの劣る例においては、これらのポテンシャルが経時変化し得ると考えられる。
【０１３４】
図５は、本発明の好適な実施形態にかかる軸方向二次ポテンシャル井戸の位置を変調することによって好適なイオンガイドまたはイオントラップからイオンを共鳴によらずにどのように排出し得るかの一般原理を例示する。図５は、３つの異なる時間ｔ１、ｔ２およびｔ３における好適なイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域に沿って維持される際の二次ＤＣまたは静電軸方向ポテンシャルプロフィールを示す。中心軸方向イオントラップ領域の境界は、軸方向位置±Ｌによって示される。なお、領域−Ｌ〜Ｌ内に示されるポテンシャルのみが実際に好適なイオンガイドまたはイオントラップの電極に印加される。−Ｌ未満およびＬより大きな距離における破線で示したポテンシャルは、実際には好適なイオンガイドまたはイオントラップの電極に印加されない。
【０１３５】
図５に示すような第１の時間ｔ１における軸方向ポテンシャルプロフィールは、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸が好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持されていることに対応する。ここで、二次ポテンシャル井戸の最小は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央に位置する。好ましくは、軸方向イオントラップ領域に対応する好適なイオンガイドまたはイオントラップのセグメントのＤＣポテンシャルは、好ましくはＤＣ二次軸方向ポテンシャル井戸の最小が時間とともに第１の方向へ平行移動されるように連続的に経時変化される。好ましくは、ＤＣ二次ポテンシャル井戸の最小は、図５に示すようにＤＣ二次ポテンシャル井戸の最小が後の時間ｔ２において最大の正の変位＋ａに達するまで好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って平行移動される。次いで、好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップのセグメントのポテンシャルは、好ましくはまた図５に示すようにＤＣポテンシャル井戸の最小がさらに後の時間ｔ３において最大の負の変位−ａに達するまでＤＣ二次軸方向ポテンシャル井戸の最小が好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って第２の反対方向へ逆に平行移動されるように経時変化される。
【０１３６】
好ましくは、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の位置は、ＤＣ軸方向ポテンシャル井戸の最小を好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央である所定の位置のまわりで好ましくは振動させるように、上記のような方法で連続的に変化または変調される。
【０１３７】
図５を参照して上記した実施形態によると、好ましくは、中心軸方向イオントラップ領域を定義する境界±Ｌの間に位置する軸方向セグメントのポテンシャルのみがこのように変調される。好ましくは、±Ｌに位置する中心軸方向イオントラップ領域の境界を超えた電極のポテンシャルは、経時的に実質的に一定を維持する。
【０１３８】
好ましくは、中心軸方向イオントラップ領域を軸方向またはｚ方向に横切って維持される電界Ｅzは、以下によって与えられる。
【０１３９】
【数１０】
【０１４０】
図６は、時間ｔ１、ｔ２およびｔ３において好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域にわたり維持されるような（および上記方程式９に記載のとおりの）軸方向電界を示す。
【０１４１】
図６においてｔ１によって示された軸方向電界は、二次ポテンシャル井戸の最小が好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域の中心または中央に位置する時間ｔ１において中心軸方向イオントラップ領域にわたって維持される軸方向電界を表す。図６においてｔ２によって示される軸方向電界は、二次ポテンシャル井戸の最小が位置＋ａに位置する（すなわち、中心軸方向イオントラップ領域を超える）時間ｔ２において中心軸方向イオントラップ領域にわたって維持される軸方向電界を表す。図６においてｔ３によって示す軸方向電界は、二次ポテンシャル井戸の最小が位置−ａ（すなわち、また中心軸方向イオントラップ領域を超える）に位置する時間ｔ３において中心軸方向イオントラップ領域にわたり維持される軸方向電界を表す。したがって、図６から分かるように、好ましくは、直線軸方向電界が、経時変化するオフセットを有すると考えられ得る軸方向イオントラップ領域にわたって設けられる。
【０１４２】
図７は、特定の例による、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の最小の変調の際の時間ｔ１、ｔ２またはｔ３においてイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールのグラフを示す。この特定の例において、軸方向ポテンシャルは、軸方向距離±Ｌに位置する境界によって定義される中心軸方向イオントラップ領域を超えると一定に維持される。中心軸方向イオントラップポテンシャル±Ｌの境界は、±２９ｍｍに設定され、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の最小の最大変位±ａは、２０３ｍｍに設定された（すなわち、中心軸方向イオントラップ領域の外側の井戸）。
【０１４３】
図７においてｔ１として示される曲線は、二次ＤＣ軸方向ポテンシャル井戸の最小が中心軸方向イオントラップ領域の中心または中央に位置する時間ｔ１において好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールを表す。ｔ２として示される曲線は、二次ＤＣ軸方向ポテンシャル井戸の最小が位置＋ａに位置する後の時間ｔ２において好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持されるポテンシャルプロフィールを表す。ｔ３として示される曲線は、二次ＤＣ軸方向ポテンシャル井戸の最小が位置−ａに位置するさらに後の時間ｔ３において好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持されるポテンシャルプロフィールを表す。
【０１４４】
中心軸方向イオントラップ領域内においてイオンにｚ方向にかかる力Ｆzは、以下によって与えられる。
【０１４５】
【数１１】
【０１４６】
軸方向イオントラップ領域内のイオンの軸方向またはｚ軸に沿った加速度Ａzは、以下によって与えられる。
【０１４７】
【数１２】
【０１４８】
中心軸方向イオントラップ領域内のイオンの軸方向の運動の方程式は、以下によって与えられる。
【０１４９】
【数１３】
【０１５０】
当業者に理解されるように、この運動方程式は、強制直線調和振動子を記載する。この正確な解は、以下のとおりである。
【０１５１】
【数１４】
【０１５２】
ここで、ｚ1は、ｔ=０でのイオンの初期ｚ座標であり、Ｖは、ｔ＝０でのイオンのｚ方向の初期運動エネルギーであり、ωは、
【０１５３】
【数１５】
【０１５４】
であり、イオンの単振動運動の基本周波数であり、ａは、二次ポテンシャル井戸の軸方向のｚ方向の変調の振幅であり、Ωは、軸方向二次ポテンシャル井戸の変調の周波数である。
【０１５５】
この解から、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の変調の振幅がｔ＝０において最大となると考えられる。軸方向電界の変調を異なる位相角度で開始すると異なる解が得られ得る。方程式１３は、以下のように書き換えられ得る。
【０１５６】
【数１６】
【０１５７】
ここで、
【０１５８】
【数１７】
【０１５９】
である。
【０１６０】
方程式１４から分かるように、中心軸方向イオントラップ領域内にトラップされたイオンは、イオンの初期運動エネルギーＶおよび開始位置ｚ１から独立した周波数の組み合わせで振動する。これらの周波数は、上記定義のような基本振動数ω、および周波数
【０１６１】
【数１８】
【０１６２】
および
【０１６３】
【数１９】
【０１６４】
である。
【０１６５】
図８Ａ〜図８Ｃは、それぞれ質量電荷比２００、３００および４００を有するイオンについての軸方向のイオン振動の振幅をプロットしたものである。ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の位置は、図７を参照して記載した特定の例に関して上記したように変調される。
【０１６６】
イオンの運動は、上記導出の方程式１３によって規定される。この特定の例について、二次軸方向ＤＣポテンシャル井戸についての電界定数ｋは、２３７８Ｖ／ｍ2に設定された。二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位±ａは、±２０２ｍｍに設定された。二次軸方向ＤＣポテンシャル井戸は、１秒当たり１．４×１０5ラジアン（２２．３ｋＨｚ）の周波数Ωで振動または変調するようにモデル化された。イオンは、０ｍｍに等しい初期位置ｚ１から開始され、０ｅＶに等しい初期エネルギーＶを有するようにモデル化された。
【０１６７】
図８Ａ〜図８Ｃから分かるように、より低い質量電荷比を有するイオン（例えば、質量電荷比２００を有するイオンに関する図８Ａを参照）は、より低い質量電荷比を有するイオン（例えば、質量電荷比４００を有するイオンに関する図８Ｃを参照）と比較して、対応のより高い振動振幅を有する。また、図８Ａ〜図８Ｃから分かるように、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の高周波数変調による周波数
【０１６８】
【数２０】
【０１６９】
および
【０１７０】
【数２１】
【０１７１】
における比較的高い周波数運動は、基本共鳴周波数ωにおいて発生する特徴的により低い周波数の単振動に重ね合わされる。
【０１７２】
上記方程式１２によって表される運動方程式は、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位±ａが固定され、かつ軸方向二次ポテンシャル井戸の変調周波数Ωも固定されるイオンの運動を考える。軸方向ＤＣ二次ポテンシャル井戸の変調周波数Ωが一定であり、イオンの基本共鳴周波数ωよりも大きく、かつ二次軸方向ポテンシャル井戸の最大軸方向変位（ａ）が時間とともに漸進的に直線的に増加する場合を考えることができる。これらの条件下で、新しい運動方程式が以下のように表され得る。
【０１７３】
【数２２】
【０１７４】
この方程式に対する解は、以下によって与えられる。
【０１７５】
【数２３】
【０１７６】
したがって、方程式１６は、二次軸方向ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位が漸進的に増加される分析スキャン中のイオンの運動を記述する。一実施形態によると、そのような分析スキャンは、イオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴によらずに排出するために数ミリ秒の期間にわたって行われ得る。そのような実施形態を、後でより詳細に説明する。
【０１７７】
図９Ａ〜図９Ｃは、質量電荷比２００、３００および４００を有するイオンについて、それぞれイオンの軸方向の振動振幅を時間に対してプロットしたものである。ここで、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位は、時間とともに漸進的に直線的に増加される。イオン運動は、上記のように方程式１６によって規定される。二次軸方向ポテンシャルについての電界定数ｋは、２３７８Ｖ／ｍ2に設定された。軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位±ａは、８ｍｓの期間にわたり０から４００ｍｍへスキャンまたは漸進的に増加される。軸方向二次ポテンシャル井戸の変調周波数は、１秒当たり１×１０5ラジアン（１６ｋＨｚ）の周波数Ωに固定された。イオンは、０．１ｍｍに等しい初期位置ｚ１において０ｅＶに等しい初期エネルギーＶを有して開始するとモデル化された。
【０１７８】
図９Ａ〜図９Ｃの比較から分かるように、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位は、時間とともに漸進的に増加し、イオンの軸方向の最大振動振幅もそれに応じて増加する。また、図９Ａ〜図９Ｃの比較から明らかなように、比較的低い質量電荷比を有するイオン（例えば、質量電荷比２００を有するイオンに関する図９Ａを参照）は、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位が同じである場合、比較的高い質量電荷比を有するイオン（例えば、質量電荷比４００を有するイオンに関する図９Ｃを参照）よりも振動振幅が高い。したがって、本発明の上記好適な実施形態によると、比較的低い質量電荷比を有するイオンは、比較的より高い質量電荷比を有するイオンより先に、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域から排出される。
【０１７９】
図１０は、イオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴によらずに排出するために、図９Ａ〜図９Ｃを参照して説明した実施形態において使用されるスキャン関数のプロットを示す。ｙ軸は、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位を示し、ｘ軸は、時間を示す。この特定の実施形態において、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位は、８ｍｓの期間にわたり０ｍｍから４００ｍｍまで漸進的に直線的に増加された。
【０１８０】
当業者に理解されるように、軸方向ＤＣ静電電圧を印加すると、また半径方向静電ポテンシャルが好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に生成される。この効果を例示するために、セグメント化円筒が考えられ得る。円筒の軸に沿って重ね合わされる、以下の形態の二次ポテンシャル：
【０１８１】
【数２４】
【０１８２】
を考慮すると、ｘ、ｙ、ｚにおけるポテンシャルが以下によって与えられる。
【０１８３】
【数２５】
【０１８４】
ここで、ｒ0は、円筒の半径である。
【０１８５】
方程式１８は、以下によって与えられるラプラス条件を満足する。
【０１８６】
【数２６】
【０１８７】
したがって、方程式１８から分かるように、軸方向に変調された二次ＤＣポテンシャルを円筒の軸に沿って重ね合わせることによって、円筒の中心軸から外側電極へ向かう方向へイオンに力を与える静的な半径方向電界がまた生成される。しかし、ＡＣまたはＲＦ電圧を外側電極に印加することによって生成される半径方向疑似ポテンシャル井戸が、軸方向に変調された二次ポテンシャルによってイオンに与えられる半径方向の力に十分に打ち勝つならば、イオンは、半径方向に閉じ込められたままとなる。
【０１８８】
イオンは、イオンの振動振幅が好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域の境界±Ｌ内にイオンが留まるような程度である場合に、好適なイオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域内に軸方向に含まれるかまたは閉じ込められるのみとなる。この条件は、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内の安定なイオントラップの条件を定義するために使用され得る。以下の形態のさらなる直線軸方向ＤＣポテンシャルＤＣzが軸方向イオントラップ領域にわたって印加される場合：
【０１８９】
【数２７】
【０１９０】
軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の位置がずれて、イオンが不安定となる振動振幅を変化させる。したがって、この方法は、また好適なイオントラップを出射するようにイオンを漸進的にスキャンするために使用され得る。
【０１９１】
好適なイオンガイドまたはイオントラップについての安定性図は、変数ａ、ｂ、ｋ、ｍ、ΩおよびＬに関して生成され得る。ここで、Ｌは、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小から中心軸方向イオントラップ領域の各境界までの距離である。
【０１９２】
図１１は、好適なイオンガイドまたはイオントラップについての安定性図を示し、安定性および不安定性領域を示す。ｙ軸は、静的な直線ポテンシャルＤＣzを印加した結果である平均軸方向ポテンシャルの最小の軸方向変位の正規化された大きさを表す。ｘ軸は、正規化された振動振幅を表す。Ｚ安定と標識された安定性図の領域は、イオンが安定であり、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内にトラップされたままであることを示す。不安定と標識された領域は、イオンがトラップされたままではなく、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップを離れることを示す。＋Ｚ不安定と標識された領域は、好ましくはイオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの一端から好適なイオンガイドまたはイオントラップを離れることを示す。同様に、−Ｚ不安定と標識された領域は、イオンが好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップの他端から好適なイオンガイドまたはイオントラップを離れることを示す。±Ｚ不安定と標識された領域は、好ましくはイオンが両端から好適なイオンガイドまたはイオントラップを離れることを示す。
【０１９３】
図１１に示す安定性図は、イオンがまず好適なイオンガイドまたはイオントラップ内で衝突冷却化を受け、そのイオンの振動振幅が、軸方向静電またはＤＣ二次ポテンシャル井戸内のより低い周波数の調和振動の振幅ではなく、例えば、二次ポテンシャル井戸の位置の変調による高周波振動の振幅に主として規定されると仮定する。
【０１９４】
正規化された振動振幅についての式は、イオンについての異なる初期エネルギーＶおよび異なる初期位置項ｚ１を含む異なる開始条件を含むように変更され得る。式は、また軸方向二次ポテンシャル井戸の変調の初期開始位相を含むように変更され得る。
【０１９５】
好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域内のイオンの運動は、衝突減衰ガスを好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入することによって変更され得る。減衰ガスの存在下での運動方程式は、以下のとおりに与えられる。
【０１９６】
【数２８】
【０１９７】
ここで、λは、減衰定数であり、イオンの移動度の関数である。
【０１９８】
イオン移動度は、イオン断面積、減衰ガス数密度、イオン電荷、イオンおよびガス分子の質量、ならびに温度の関数である。したがって、減衰ガスの存在下で運動方程式は、またイオンの移動度に依存する。したがって、これらの状況において、安定および不安定なイオン運動についての条件は、またイオン移動度に依存する。したがって、新しい運動方程式および安定性図は、異なる減衰条件について生成され得、イオンは、その質量電荷比と同様にそのイオン移動度にしたがっても分離され得る。
【０１９９】
上記好適な実施形態において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの各個別セグメントに印加されるＤＣ電圧は、好ましくは個別の低電圧電源を使用して生成される。好ましくは、ＤＣ電源の出力は、プログラム可能なマイクロプロセッサによって制御される。静電ポテンシャル関数の軸方向の一般形態は、好ましくは短時間に操作され得、複雑かつ／または経時変化するポテンシャルは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向に沿って重ね合わされ得る。
【０２００】
好適な実施形態において、好ましくは、イオンは、外部のイオン源から好適なイオンガイドまたはイオントラップ内へパルス状または実質的に連続に導入される。外部のイオン源から連続イオンビームを導入する際に、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップに入射するイオンの初期軸方向エネルギーは、好ましくはＡＣまたはＲＦ電圧を電極に印加することによって所望の範囲内の質量電荷比を有するすべてのイオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込められるように構成され得る。好ましくは、イオンは、また重ね合わされた軸方向静電ポテンシャルによって軸方向にトラップされるようになる。軸方向の初期トラップＤＣまたは静電ポテンシャル関数は、二次であってもよいし、そうでなくてもよく、軸方向ＤＣトラップポテンシャルの最小は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央に対応してもよいし、そうでなくてもよい。イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入される際に、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の変調振幅は、好ましくはゼロに初期設定され得る。
【０２０１】
好適なイオンガイドまたはイオントラップ内のイオンの初期トラップは、冷却ガスの非存在下に実現され得、あるいは、冷却ガスの存在下に実現され得る。
【０２０２】
一旦イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域内に閉じ込められると、好ましくは初期エネルギーの広がりは、冷却ガスをイオン閉じ込めまたは軸方向イオントラップ領域に導入することによってか、または軸方向イオントラップ領域内にすでに存在する冷却ガスの存在によってかのいずれか一方によって低減され得る。好ましくは、冷却ガスは、１０-4〜１０1ｍｂａｒの範囲、より好ましくは１０-3〜１０-1ｍｂａｒの範囲の圧力に維持され得る。イオンの運動エネルギーは、好ましくは冷却ガス分子との衝突により損なわれ、イオンは、好ましくは熱エネルギーに達する。好ましくは、残留ガス分子と衝突することで最終的にはイオンの振動振幅は低減し、したがってイオンは、軸方向ＤＣポテンシャル井戸の中心または最小へ落ち込みやすくなる。しかし、イオンは、エネルギーを失うが、半径方向疑似ポテンシャル井戸によって閉じ込められたままとなるので、好適なイオンガイドまたはイオントラップから失われない。したがって、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、イオンがガス分子との衝突によって十分なエネルギーを失った場合に系に対して失われるオービトラップなどの他のイオントラップと比較して特に有利である。このため、オービトラップは、超高真空（ＵＨＶ）において動作される必要があるという欠点がある。
【０２０３】
上記好適な実施形態によると、好ましくはイオンの空間的広がりおよびエネルギー範囲は最小化されるように、好ましくは異なる質量電荷比のイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って最低静電ポテンシャル点へ移動するようにされる。
【０２０４】
一実施形態によると、一旦イオンが熱的に冷却され、好ましくは軸方向ポテンシャル井戸の最小に位置すると、軸方向二次ポテンシャル井戸の位置は変調され得、振動振幅は増加され得る。好ましくは、軸方向二次ポテンシャル井戸の変調周波数は、イオンの基本共鳴周波数よりも高くに維持される。
【０２０５】
一実施形態によると、次いで、変調周波数Ωを実質的に一定に保持しつつ、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の軸方向変調の振幅を漸進的に増加することによって、イオンの質量選択的排出を共鳴によらずに開始させる。
【０２０６】
別の実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップからのイオンの質量選択的排出は、軸方向二次ポテンシャル井戸の変調振幅を一定に保持することによって、および軸方向二次ポテンシャル井戸の変調周波数Ωを漸進的に低減することによって実現され得る。
【０２０７】
別の実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップからの質量選択的排出は、軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の振幅および周波数Ωの両方を変化させることによって実現され得る。
【０２０８】
好ましさの劣る動作モードにおいて、軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の周波数および振幅の両方は、固定され得、その代わりに、軸方向ポテンシャル井戸の最小の平均位置は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの物理的な寸法に対して移動され得る。比較的低い質量電荷比を有するイオンは、軸方向の運動の振幅がより高く、したがって、好ましくは比較的高い質量電荷比を有するイオンより先に、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される。
【０２０９】
好ましいが先ほどではない別の動作モードにおいて、軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の周波数および振幅は、また好ましくは固定され、時間平均静電ポテンシャルの最小の位置は、また好ましくは固定される。この実施形態によると、次いで、好ましくは、軸方向二次静電ポテンシャル井戸の電界定数ｋは、漸進的に低下される。この実施形態において、比較的低い質量電荷比を有するイオンは、比較的高い質量電荷比を有するイオンよりも先に、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される。
【０２１０】
一実施形態において、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小は、好ましくはイオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの一端のみから排出されるように、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心からずらされ得る。
【０２１１】
好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されたイオンは、その後イオン検出器を使用して検出され得る。イオン検出器は、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）イオン検出器、チャネルトロンまたは離散ダイノード電子倍増管、変換ダイノード検出器などのイオン検出器を備え得る。蛍光体またはシンチレータ検出器および光倍増管がまた使用され得る。あるいは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されたイオンは、質量分析計の衝突ガスセルまたは別の構成要素に前方移送され得る。一実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されたイオンは、飛行時間質量分析器または四重極質量分析器などの質量分析器によって質量分析され得る。
【０２１２】
上記の質量選択的不安定性動作モードに加えて、他の実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、ある動作モードにおいて、また、例えば、イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップから軸方向に共鳴により排出されるような公知の方法で有利に動作され得る。
【０２１３】
一実施形態によると、イオンは、その基本振動数において共鳴により励起され得るが、好適なイオンガイドまたはイオントラップから出射するほど十分には励起されなくてもよい。その代わりに、イオンは、好ましくはイオンの基本共鳴周波数よりも実質的に高い周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の変調によるさらなる効果によって、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出され得る。
【０２１４】
一実施形態によると、イオン振動の振幅は、上記のように軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の振幅を増加することによって、または軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の周波数Ωを低減することによって増加され得る。しかし、特定の質量電荷比のイオンが実際に好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される前の一時点において、小量の共鳴励起が排出したいイオンの基本共鳴周波数ωに対応する周波数において印加して、その振動振幅を増加するようにし得る。しかし、イオンは部分的に共鳴により励起されるが、イオンは実際には共鳴によらない励起によって好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される。
【０２１５】
上記のようなＭＳ動作モードに加えて、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、またイオンがフラグメンテーションされ、その結果得られた娘またはフラグメントイオンが次いで質量分析されるＭＳn実験に使用され得る。好適なイオンガイドまたはイオントラップがセグメント化四重極ロッドセットを備える上記好適な実施形態において、特定の質量電荷比を有する対象の親または前駆体イオンは、ＲＦ四重極の周知の半径方向安定性特性を使用して選択され得る。特に、双極共鳴電圧または分解ＤＣ電圧の印加を使用して、特定の質量電荷比を有するイオンを、イオンが四重極に入射する際か、またはイオンが四重極ロッドセット内に初期にトラップされた場合のいずれかにおいて、棄却する。
【０２１６】
別の実施形態において、前駆体または親イオンは、軸方向ポテンシャル井戸からの軸方向の共鳴による排出によって選択され得る。この場合、広帯域の励起周波数は、軸方向トラップシステムを形成する電極に同時に印加され得る。次いで、好ましくは、後で分析されるべき所望の前駆体または親イオンを除くすべてのイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される。逆フーリエ変換の方法は、特定の所望の質量電荷比を有するイオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に残しながら、広帯域のイオンを共鳴により排出させるのに適した波形を生成するために使用され得る。
【０２１７】
別の実施形態において、前駆体または親イオンは、軸方向静電ポテンシャル井戸からの軸方向の共鳴による排出と本発明の上記好適な実施形態にかかる質量選択的な共鳴によらない排出との組み合わせを使用して選択され得る。
【０２１８】
一旦所望の前駆体または親イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップ内で単離されると、衝突ガスは、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入または再導入され得る。次いで、選択された前駆体または親イオンのフラグメンテーションは、イオンの振動振幅および、したがって、イオンの速度を増加することによって実現され得る。これは、軸方向二次ポテンシャル井戸の振動振幅を増加し、静電二次ポテンシャル井戸の軸方向変調周波数Ωを低減することによって、または前駆体または親イオンの基本振動数ωに対応する周波数において励起波形を重ね合わせることによって実現され得る。
【０２１９】
別の実施形態によると、フラグメンテーションは、前駆体または親イオンの振動振幅および、したがって、イオンの速度を半径方向に増加することによって実現され得る。これは、好適なイオンガイドまたはイオントラップを形成する四重極ロッドまたは電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧の周波数または振幅を変更することによって、または対象イオンの永年周波数に一致する周波数を有する１対の四重極ロッドに対して双極励起波形を半径方向に重ね合わせることによって実現され得る。これらの手法のうちのいずれかの組み合わせを使用して所望の前駆体または親イオンを励起し、フラグメンテーションされるのに十分なエネルギーを有するようにさせる。その結果得られたフラグメントまたは娘イオンは、次いで上記の方法のいずれかによって質量分析され得る。
【０２２０】
次いで、イオンを選択し、励起させる処理は、ＭＳn実験が行われるように繰り返される。その結果得られたＭＳnイオンは、次いで上記記載の方法を使用して好適なイオンガイドまたはイオントラップから軸方向に排出され得る。
【０２２１】
他の実施形態によると、単極、六重極、八重極またはより高次の多重極イオンガイドまたはイオントラップがイオンを半径方向に閉じ込めるために使用され得る。より高次の多重極は、より高次の疑似ポテンシャル井戸関数を有する点で特に有利である。より高次の多重極イオンガイドまたはイオントラップが共鳴による排出の動作モードにおいて使用される場合、そのような非四重極デバイス内におけるより高次の電界は、半径方向の共鳴損失の起こりやすさを低減する。非直線半径方向電界において、半径方向永年運動の周波数は、イオンの位置に関連し、したがって、イオンは、排出される前に共鳴から外れる。さらに、より高次の多重極イオンガイド内に生成された疑似ポテンシャル井戸の底部は、四重極よりも広く、したがって、非四重極デバイスは、より大きな荷電容量を有する可能性がある。したがって、そのようなデバイスは、全ダイナミックレンジが改善される可能性がある。本発明の実施形態にかかる多重極イオンガイドまたはイオントラップのロッドは、双曲状、円形状、円弧状、長方形状または正方形状の断面を有し得る。先の実施形態ほどではないが好ましい実施形態によると、他の断面形状もまた使用され得る。
【０２２２】
一実施形態において、余弦または正弦関数によって記載されたもの以外の周期関数が電圧変調および、したがって、二次軸方向ポテンシャル井戸の位置の変調のために使用され得る。例えば、電圧は、デジタルプログラミングを使用して最大値間で段階的に変化され得る。
【０２２３】
別の実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、セグメント化ロッドセットではなく連続ロッドセットを備え得る。そのような実施形態によると、ロッドは、非伝導性材料（例えば、セラミックまたは他の絶縁体）を備え得、非均一抵抗性材料でコーティングされ得る。例えば、ロッドの中心間およびロッドの端部間に電圧を印加すると、軸方向ＤＣポテンシャル井戸が好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域に沿って生成される。
【０２２４】
一実施形態によると、所望の軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの個々のセグメントまたは電極の間に一連の固定または可変抵抗器を使用して好適なイオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに展開され得る。
【０２２５】
別の実施形態において、所望の軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールは、好適なイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極の周辺にまたは当該電極と横並びに配置される１つ以上の補助電極によって提供され得る。１つ以上の補助電極は、例えば、セグメント化電極構成、１つ以上の抵抗性被膜電極、または他の適切な形状の電極を備え得る。好ましくは、適切な１つまたは複数の電圧を１つ以上の補助電極に印加することによって、所望の軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールが好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域に沿って維持されようにする。
【０２２６】
一実施形態において、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、イオンが使用時に移送される円形状または非円形状開口を有する複数の電極を備えるＡＣまたはＲＦリングスタック構成を備える。イオントンネル構成は、例えば、イオンを半径方向に閉じ込めるために使用され得る。そのような実施形態において、好ましくは、極性を変更するＡＣまたはＲＦ電圧は、イオンを半径方向に閉じ込めるための半径方向疑似ポテンシャル井戸を生成するために、イオントンネルデバイスの隣接する環状リングに印加される。好ましくは、軸方向ポテンシャルは、イオントンネルイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って重ね合わされ得る。
【０２２７】
別の実施形態において、イオンの半径方向の閉じ込めは、プレートまたは平面電極のスタックを備えるイオンガイドを使用して実現され得る。ここで、互いに逆の位相のＡＣまたはＲＦ電圧が隣接するプレートまたは電極に印加される。そのようなプレートまたは電極スタックの上部または底部におけるプレートまたは電極には、イオントラップ容積が形成されるように、ＤＣおよび／またはＲＦトラップ電圧が供給され得る。この閉じ込めプレートまたは電極は、それ自身がセグメント化され、軸方向トラップ静電ポテンシャル関数が好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って重ね合わされるようにし、イオンの質量選択的軸方向排出が上記好適な実施形態にかかる方法を使用して行われ得る。
【０２２８】
一実施形態によると、複数の軸方向ＤＣポテンシャル井戸が、好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って維持または形成され得る。電極セグメントに印加された重ね合わせＤＣポテンシャルを操作することによって、イオンは、１つ以上の特定の軸方向イオントラップ領域においてトラップされ得る。次いで、好適なイオンガイドまたはイオントラップの特定の領域内のＤＣポテンシャル井戸内にトラップされたイオンに対して、例えば、１つ以上のイオンをポテンシャル井戸から離れるようにする質量選択的排出が行われる。次いで、１つのポテンシャル井戸から排出されたこれらのイオンは、同じ好適なイオンガイドまたはイオントラップ内の第２のまたは異なるポテンシャル井戸にその後トラップされ得る。このタイプの動作を利用して、例えば、イオン−イオン相互作用が研究され得る。この動作モードにおけるイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの一端または両端から実質的に同時に導入され得る。
【０２２９】
一実施形態によると、第１のポテンシャル井戸内にトラップされたイオンは、好ましくは所定の質量電荷比または所定の範囲の質量電荷比を有するイオンのみが第１のポテンシャル井戸から排出されるような共鳴による排出条件下にあり得る。次いで、好ましくは、第１のポテンシャル井戸から排出されたイオンは、第２のポテンシャル井戸へ渡る。次いで、これらのイオンをフラグメンテーションするために、第２のポテンシャル井戸内において共鳴による励起が行われ得る。その結果得られた娘またはフラグメントイオンは、次いで第２のポテンシャル井戸から順次共鳴により排出され、その後軸方向検出される。この処理を繰り返すことにより、第１のポテンシャル井戸内のすべてのイオンについてＭＳ／ＭＳ分析が実質的に１００％の効率で実行または記録されることが可能となる。
【０２３０】
さらなる実施形態によると、２つ以上のポテンシャル井戸が好適なイオンガイドまたはイオントラップ内の軸方向イオントラップ領域に沿って維持されることによって、より複雑となる実験を実現することができる。あるいは、この柔軟性を使用して、他の分析手法に導入するためにイオンパケットの特性を調整し得る。
【０２３１】
本願において、従来のように、イオンは、第１または基本共鳴周波数において励起することによって共鳴により排出されることが理解される。しかし、また、動作モードにしたがって、イオンは、基本共鳴周波数の第２またはより高次の高調波において励起することによって好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴により励起または排出され得ることが考えられる。本発明は、イオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って提供される１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置が、二次ポテンシャル井戸またはイオンガイドまたはイオントラップ内に含まれるイオンの第１または基本共鳴周波数よりも大きな周波数において変調されるような実施形態を含むことが意図される。１つ以上の二次ポテンシャル井戸の変調周波数は、二次ポテンシャル井戸またはイオンガイドまたはイオントラップ内のイオンの基本共鳴周波数の第２またはより高次の高調波周波数に対応してもよいし、しなくてもよい。
【０２３２】
本発明を好適な実施形態を参照して記載したが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱せずに形態および詳細において種々の変更がなされ得ることが当業者に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０２３３】
【図１】図１は、一実施形態にかかる好適なセグメント化ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップの断面図である。
【図２】図２は、好適な実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはトラップの長さの一部に沿って維持される二次ＤＣまたは静電ポテンシャルを示すプロットとともに示す、好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの側面図である。
【図３】図３は、一実施形態にかかる好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルを示し、ここで印加されたＤＣまたは静電ポテンシャルは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域の境界における電界緩和効果を補償するように構成される。
【図４】図４は、一実施形態にかかる好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルを示し、ここで印加されたＤＣまたは静電ポテンシャルは、イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域を一旦励起すると、イオンは加速されて好適なイオンガイドまたはイオントラップを出射するように構成される。
【図５】図５は、一実施形態にかかる、３つの異なる時点において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域にわたり維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールを示す。
【図６】図６は、一実施形態にかかる、当該３つの異なる時点において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域に沿って維持される軸方向電界を示す。
【図７】図７は、一実施形態にかかる、３つの異なる時点において、イオンガイドまたはイオントラップに沿って維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールの例を示す。
【図８】図８Ａは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比２００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示し、図８Ｂは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比３００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示し、図８Ｃは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比４００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比２００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比３００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比４００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示す。
【図１０】図１０は、一実施形態にかかる、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の軸方向変位振幅が時間の関数としてどのようにスキャンされ得るかを示す。
【図１１】図１１は、好適な実施形態にかかるイオンガイドまたはイオントラップについての簡略化された正規化安定性図を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンガイドまたはイオントラップ、質量分析計、イオンをガイドまたはトラップする方法、ならびに質量分析の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々のイオントラップ手法が質量分析の分野において公知である。市販の３Ｄまたはポールイオントラップは、例えば、多くの異なるタイプの有機分析に対して強力かつ比較的安価なツールを提供する。３Ｄまたはポールイオントラップは、一般に円筒対称性を有し、かつ中心円筒リング電極および２つの双曲状端部キャップ電極を備える。動作において、以下の形態のＲＦ電圧が端部キャップ電極と中心リング電極との間に印加される。
【０００３】
【数１】
【０００４】
ここで、Ｖ0は、印加されたＲＦ電圧のゼロからピークの電圧であり、σは、印加されたＲＦ電圧の振動数である。
【０００５】
電極は、二次ポテンシャルが半径および軸方向の両方に維持されるような物理的間隔および形状を有する。これらの条件下で、イオンの運動は、マチウ方程式によって規定され、安定なイオントラップについての種々の判断基準は、当業者に周知である。イオンの運動は、比較的低周波の成分永年運動、および駆動電圧が変調される周波数に直接関連する比較的高周波の振動または微小運動からなる。
【０００６】
イオンは、以下によって３Ｄまたはポールイオントラップから質量選択的に排出され得る。すなわち、（ａ）印加されたＲＦ電圧の振幅および／または周波数のいずれか一方が変更される質量選択的不安定性、（ｂ）小さな補助ＲＦ電圧が対象イオンの永年周波数と同じ周波数を有する端部キャップまたはリング電極の一方または両方に印加される、共鳴による排出、（ｃ）リング電極と端部キャップ電極との間において維持されるＤＣバイアス電圧の印加、または（ｄ）上記手法の組み合わせである。
【０００７】
イオンは、通常外部イオン源から端部キャップ電極のうちの１つにおける小さな穴を介して大半の市販の３Ｄまたはポールイオントラップに導入される。一旦イオントラップ内に入ると、次いでイオンは、バッファガスとの衝突によって近熱エネルギーに冷却される。これは、イオントラップのトラップ容積の中心へ向かってイオンを集中させる効果を有する。次いで、特定の質量電荷比を有するイオンは、質量選択的にイオントラップから排出され得る。排出されたイオンは、イオンをイオントラップ内へ導入するための開口を有する端部キャップ電極に対向する端部キャップ電極における小さな穴を通ってイオントラップから出射する。次いで、イオントラップから排出されたイオンは、イオン検出器を使用して検出される。
【０００８】
３Ｄまたはポールイオントラップは、空間電荷容量が比較的低いので、ダイナミックレンジが比較的制限されるという欠点がある。さらに、イオンの損失を最小限に抑えるためにイオン導入の際に正確な条件を維持するように細心の注意を払わなければならない。３Ｄポールイオントラップ内にイオンを注入することが特に問題であることは、当業者の理解するところである。
【０００９】
より最近になって、直線イオントラップが開発され、市販されてきた。そのようなイオントラップは、一般にＲＦ電圧をロッドに印加することでイオンがイオントラップ内に半径方向に閉じ込められるような多重極ロッドセットを備える。半径方向におけるイオンの運動および安定性は、マチウ方程式によって規定され、周知である。イオンは、ＤＣまたはＲＦトラップポテンシャルを多重極ロッドセットのいずれか一方の端部における電極に印加することによって直線イオントラップ内に軸方向に含まれ得る。イオンの排出は、イオンをイオントラップからロッドのうちの１つにおけるスロットを通して半径方向に排出するか、またはロッドの軸方向境界における固有電界歪みおよび半径方向励起の組み合わせを使用することによって軸方向に排出するかのいずれか一方により実現され得る。
【００１０】
直線イオントラップは、一般に３Ｄまたはポールイオントラップと比較してイオントラップ容量が増加しており、したがって、直線イオントラップは、一般にダイナミックレンジが実質的により高い。直線イオントラップは、イオンがイオントラップ内に軸方向に導入され、ある場合には半径方向ＲＦ振動トラップポテンシャルに垂直な方向にイオントラップから軸方向に排出されるという重要な利点を有する。これにより、イオンがより効率よくイオントラップへまたはそこから移送されることが可能となり、感度が向上する。したがって、直線イオントラップは、感度が向上し、イオントラップ容量が比較的大きいので３Ｄまたはポールイオントラップよりもますます好ましくなってきている。
【００１１】
軸方向排出ではなく半径方向排出を使用する直線イオントラップの最適性能は、純四重極半径方向ポテンシャル分布および正確に整形された双曲状ロッドを使用して実現され得る。しかし、例えば、ロッドの機械的な整列不良による半径方向閉じ込め電界の直線性のずれは、そのような直線イオントラップの性能をひどく損ない得る。また、半径方向排出を容易にするように直線イオントラップのロッドにスロットを設けると、半径方向電界に著しい歪みを招き得る。これらの歪みは、さらに直線イオントラップの性能を悪化させ得る。加えて、半径方向排出時に、排出されたイオンを効率よく検出するために１つより多くのイオン検出器を使用する必要があり得る。これは、イオントラップの全体的な複雑性およびコストを増加する。
【００１２】
イオンを軸方向に直線イオントラップから排出することは公知である。しかし、外縁電界を使用してイオンを直線イオントラップから軸方向排出する性能は、また半径方向電界の直線性における歪みによって影響され得る。イオンの軸方向排出は、イオンを効率良く半径方向に共鳴により排出することに依存する。半径方向電界が非直線であれば、共鳴周波数は、イオン運動の半径が増加するにつれ一定でなくなる。したがって、この動作モードにおけるイオントラップの性能が損なわれる。公知の直線イオントラップから軸方向にイオンを排出することのさらなる問題は、出射側外縁電界における、またはその近傍のそれらのイオンのみが実際にはイオントラップから排出されることにある。したがって、３Ｄまたはポールイオントラップと比較して直線イオントラップのダイナミックレンジおよび感度における理論的なゲインは、イオンが実際に排出される比較的小さな領域により使用時に低減され得る。
【００１３】
米国特許第５７８３８２４号（日立製作所）（特許文献１）は、軸方向ＤＣまたは静電電界がイオントラップの長さに沿って維持されるような直線イオントラップを開示する。イオンは、排出したいイオンの基本振動数で振動する補助の軸方向ＲＦポテンシャルを印加することによって、軸方向の共鳴励起により排出される。この公知の直線イオントラップは、他の形態の直線イオントラップの一般の利点を有するが、さらに、イオンをその質量電荷比の周波数特性で軸方向に強制的に振動させる。これにより、イオンをイオントラップから軸方向に共鳴により排出することが容易になる。
【００１４】
米国特許第５７８３８２４号（日立製作所）（特許文献１）に開示される直線イオントラップは、共鳴励起を使用して、軸方向二次ＤＣまたは静電ポテンシャルによって決定される単振動の基本周波数において軸方向にイオンを排出する。しかし、米国特許第５７８３８２４号（日立製作所）（特許文献１）に開示される構成を用いると、真の二次軸方向ＤＣまたは静電ポテンシャルからのいずれのずれによっても、イオンの振動数がイオンの振動の振幅に依存することになる。これは、共鳴排出を使用するイオントラップの性能を損なうことになる。
【特許文献１】米国特許第５７８３８２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、改善されたイオントラップまたはイオンガイドを提供することが導き出される。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一局面によると、
複数の電極と、
少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段と、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成および適合される第１の手段であって、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、第１の手段と、
１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるように構成および適合される変調手段と、
第１の動作モードにおいて、少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンはイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域域内に実質的にトラップされたままになるように構成されるように構成および適合される排出手段と
を備えるイオンガイドまたはイオントラップが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に印加するように構成および適合される。好適な実施形態によると、ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように構成および適合される。好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように構成および適合される。
【００１８】
好適な実施形態によると、第１の手段は、イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または＞１０の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される。好ましくは、第１の手段は、イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される。
【００１９】
好ましくは、第１の手段は、（ｉ）＜１０Ｖ、（ｉｉ）１０〜２０Ｖ、（ｉｉｉ）２０〜３０Ｖ、（ｉｖ）３０〜４０Ｖ、（ｖ）４０〜５０Ｖ、（ｖｉ）５０〜６０Ｖ、（ｖｉｉ）６０〜７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０Ｖ、（ｉｘ）８０〜９０Ｖ、（ｘ）９０〜１００Ｖ、および（ｘｉ）＞１００Ｖからなる群から選択される深さを有する１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される。好適な実施形態によると、第１の手段は、イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さに沿って第１の時間における第１の位置に位置する最小を有する１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、イオン入射口およびイオン出射口を有し、第１の位置は、イオン入射口から下流に距離Ｌの位置にあり、かつ／またはイオン出射口から上流に距離Ｌの位置にあり、Ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される。
【００２０】
好ましくは、第１の手段は、１つ以上のＤＣ電圧を電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を備える。好ましくは、第１の手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を提供するように構成および適合され、軸方向ポテンシャルがポテンシャル井戸の最小または中心からの距離または変位の二乗として実質的に増加する。
【００２１】
好適な実施形態によると、変調手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を、イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って変調または振動させるように構成および適合される。
【００２２】
好ましくは、変調手段は、１つ以上のＤＣ電圧を電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を備える。
【００２３】
好適な実施形態によると、変調手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小を実質的に周期的および／または規則的に変調または振動させるように構成および適合される。好ましくは、変調手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を第１の周波数ｆ1を用いて、またはそれにおいて変調または振動させるように構成および適合され、ｆ1は、（ｉ）＜５ｋＨｚ、（ｉｉ）５〜１０ｋＨｚ、（ｉｉｉ）１０〜１５ｋＨｚ、（ｉｖ）１５〜２０ｋＨｚ、（ｖ）２０〜２５ｋＨｚ、（ｖｉ）２５〜３０ｋＨｚ、（ｖｉｉ）３０〜３５ｋＨｚ、（ｖｉｉｉ）３５〜４０ｋＨｚ、（ｉｘ）４０〜４５ｋＨｚ、（ｘ）４５〜５０ｋＨｚ、（ｘｉ）５０〜５５ｋＨｚ、（ｘｉｉ）５５〜６０ｋＨｚ、（ｘｉｉｉ）６０〜６５ｋＨｚ、（ｘｉｖ）６５〜７０ｋＨｚ、（ｘｖ）７０〜７５ｋＨｚ、（ｘｖｉ）７５〜８０ｋＨｚ、（ｘｖｉｉ）８０〜８５ｋＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）８５〜９０ｋＨｚ、（ｘｉｘ）９０〜９５ｋＨｚ、（ｘｘ）９５〜１００ｋＨｚ、および（ｘｘｉ）＞１００ｋＨｚからなる群から選択される。
【００２４】
好適な実施形態によると、変調手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を第１の周波数ｆ1を用いて、またはそれにおいて変調または振動させるように構成および適合され、第１の周波数ｆ1は、イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％の共鳴または基本振動数よりも大きい。好ましくは、第１の周波数ｆ1は、イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％の共鳴または基本振動数よりも少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、１６０％、１７０％、１８０％、１９０％、２００％、２５０％、３００％、３５０％、４００％、４５０％、５００％だけ大きい。
【００２５】
好ましくは、変調手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小を実質的に一定の周波数または実質的に一定でない周波数のいずれか一方において変調または振動させるように構成および適合される。
【００２６】
好ましい実施形態によると、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を変更および／または変化および／またはスキャンするように構成および適合される。
【００２７】
好ましくは、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を増加するように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を時間とともに実質的に直線的に増加するように構成および適合される。
【００２８】
好適な実施形態によると、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を変更および／または変化および／またはスキャンするように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を低減するように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を時間とともに実質的に直線的に低減するように構成および適合される。
【００２９】
好ましくは、排出手段は、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから質量選択的に排出するように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフより低い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンがイオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域から排出されるように構成および適合される。
【００３０】
好ましくは、排出手段は、第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフより高い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンがイオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域内に残るか、貯留されるか、または閉じ込められるように構成および適合される。
【００３１】
好ましくは、第１の質量電荷比カットオフは、（ｉ）＜１００、（ｉｉ）１００〜２００、（ｉｉｉ）２００〜３００、（ｉｖ）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（ｖｉ）５００〜６００、（ｖｉｉ）６００〜７００、（ｖｉｉｉ）７００〜８００、（ｉｘ）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（ｘｉ）１０００〜１１００、（ｘｉｉ）１１００〜１２００、（ｘｉｉｉ）１２００〜１３００、（ｘｉｖ）１３００〜１４００、（ｘｖ）１４００〜１５００、（ｘｖｉ）１５００〜１６００、（ｘｖｉｉ）１６００〜１７００、（ｘｖｉｉｉ）１７００〜１８００、（ｘｉｘ）１８００〜１９００、（ｘｘ）１９００〜２０００、および（ｘｘｉ）＞２０００からなる群から選択される範囲にある。
【００３２】
好適な実施形態によると、排出手段は、第１の質量電荷比カットオフを増加するように構成および適合される。好ましくは、排出手段は、第１の質量電荷比カットオフを実質的に連続的および／または直線的および／または漸進的および／または規則的に増加するように構成および適合される。先の実施形態ほどではないが好ましい実施形態によると、排出手段は、第１の質量電荷比カットオフを実質的に不連続的および／または非直線的および／または非漸進的および／または不規則的に増加するように構成および適合される。
【００３３】
好適な実施形態によると、排出手段は、第１の動作モードにおいて、イオンを実質的に軸方向にイオンガイドまたはイオントラップから排出するように構成および適合される。
【００３４】
好適な実施形態によると、イオンは、イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内にトラップされるか、または軸方向に閉じ込められるように構成され、イオントラップ領域は長さｌを有し、ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される。
【００３５】
好適な実施形態によると、イオントラップまたはイオンガイドは、直線イオントラップまたはイオンガイドを備える。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、四重極、六重極、八重極またはより高次の多重極ロッドセットなどの多重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップを備える。
【００３６】
好ましくは、複数の電極は、（ｉ）おおよそまたは実質的に円形状、（ｉｉ）おおよそまたは実質的に双曲状、（ｉｉｉ）おおよそまたは実質的に円弧状または部分円形状、および（ｉｖ）おおよそまたは実質的に長方形状または正方形状からなる群から選択される断面を有する。好ましくは、多重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップによって描かれる半径は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
【００３７】
好適な実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、軸方向にセグメント化されるか、または複数の軸方向セグメントを備える。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、ｘの軸方向セグメントを備え、ｘは、（ｉ）＜１０、（ｉｉ）１０〜２０、（ｉｉｉ）２０〜３０、（ｉｖ）３０〜４０、（ｖ）４０〜５０、（ｖｉ）５０〜６０、（ｖｉｉ）６０〜７０、（ｖｉｉｉ）７０〜８０、（ｉｘ）８０〜９０、（ｘ）９０〜１００、および（ｘｉ）＞１００からなる群から選択される。好適な実施形態によると、各軸方向セグメントは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０の電極を備える。好ましくは、軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の軸方向長さは、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
【００３８】
好ましくは、軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の間隔は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
【００３９】
別の実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、複数の非伝導性、絶縁性またはセラミックのロッド、突起またはデバイスを備え得る。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０のロッド、突起またはデバイスを備える。好ましくは、複数の非伝導性、絶縁性またはセラミックのロッド、突起またはデバイスは、ロッド、突起またはデバイスの上、周辺、隣、上方または近傍に配置される１つ以上の抵抗性または伝導性のコーティング、層、電極、フィルムまたは表面をさらに備える。
【００４０】
別の実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、開口を有する複数の電極を備え、イオンは、使用時に、開口を通って移送される。好ましくは、電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、実質的に同じ大きさであるか、または実質的に同じ面積である開口を有する。あるいは、電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、イオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った方向に、大きさまたは面積が漸進的により大きくなるかおよび／またはより小さくなる開口を有する。好ましくは、電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ、（ｉｉ）≦２．０ｍｍ、（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ、（ｉｖ）≦４．０ｍｍ、（ｖ）≦５．０ｍｍ、（ｖｉ）≦６．０ｍｍ、（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ、（ｉｘ）≦９．０ｍｍ、（ｘ）≦１０．０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する開口を有する。
【００４１】
別の実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、複数のプレートまたはメッシュ電極を備え、電極のうちの少なくともいくつかは、使用時にイオンが走行する平面内に概して配置される。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、複数のプレートまたはメッシュ電極を備え、電極のうちの少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、使用時にイオンが走行する平面内に概して配置される。この実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０のプレートまたはメッシュ電極を備え得る。好ましくは、プレートまたはメッシュ電極は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される厚さを有する。
【００４２】
プレートまたはメッシュ電極は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される距離だけ互いに間隔をおいて配置され得る。好ましくは、プレートまたはメッシュ電極は、ＡＣまたはＲＦ電圧が供給される。好ましくは、隣接するプレートまたはメッシュ電極は、ＡＣまたはＲＦ電圧の互いに逆の位相が供給される。好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する。好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧の振幅は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される。
【００４３】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンガイドまたはイオントラップの第１側に配置される第１の外側プレート電極と、イオンガイドまたはイオントラップの第２側に配置される第２の外側プレート電極とをさらに備える。好ましくは、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極を、ＡＣまたはＲＦ電圧が印加されるプレートまたはメッシュ電極の平均電圧に対して、バイアスＤＣ電圧にバイアスするバイアス手段が提供される。バイアス手段は、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極を、（ｉ）＜−１０Ｖ、（ｉｉ）−９〜−８Ｖ、（ｉｉｉ）−８〜−７Ｖ、（ｉｖ）−７〜−６Ｖ、（ｖ）−６〜−５Ｖ、（ｖｉ）−５〜−４Ｖ、（ｖｉｉ）−４〜−３Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３〜−２Ｖ、（ｉｘ）−２〜−１Ｖ、（ｘ）−１〜０Ｖ、（ｘｉ）０〜１Ｖ、（ｘｉｉ）１〜２Ｖ、（ｘｉｉｉ）２〜３Ｖ、（ｘｉｖ）３〜４Ｖ、（ｘｖ）４〜５Ｖ、（ｘｖｉ）５〜６Ｖ、（ｘｖｉｉ）６〜７Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）７〜８Ｖ、（ｘｉｘ）８〜９Ｖ、（ｘｘ）９〜１０Ｖ、および（ｘｘｉ）＞１０Ｖからなる群から選択される電圧にバイアスするように構成および適合され得る。
【００４４】
一実施形態によると、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極は、使用時に、ＤＣのみの電圧が供給される。別の実施形態によると、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極は、使用時に、ＡＣまたはＲＦのみの電圧が供給される。さらなる実施形態によると、第１の外側プレート電極および／または第２の外側プレート電極は、使用時に、ＤＣおよびＡＣまたはＲＦ電圧が供給される。
【００４５】
好ましくは、１つ以上の絶縁体層が複数のプレートまたはメッシュ電極の間に散在、配置、交互配置または配列される。イオンガイドまたはイオントラップは、実質的に曲線状または非直線状のイオンガイドまたはイオントラップ領域を備え得る。イオンガイドまたはイオントラップは、複数の軸方向セグメントを備え得る。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００の軸方向セグメントを備える。
【００４６】
イオンガイドまたはイオントラップは、実質的に円形状、楕円状、正方形状、長方形状、規則的または不規則的断面を有し得る。イオンガイドまたはイオントラップは、イオンガイド領域に沿って大きさおよび／または形状および／または幅および／または高さおよび／または長さが変化するイオンガイド領域を有し得る。
【００４７】
好ましい実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または＞１０の電極を備える。イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも（ｉ）１０〜２０の電極、（ｉｉ）２０〜３０の電極、（ｉｉｉ）３０〜４０の電極、（ｉｖ）４０〜５０の電極、（ｖ）５０〜６０の電極、（ｖｉ）６０〜７０の電極、（ｖｉｉ）７０〜８０の電極、（ｖｉｉｉ）８０〜９０の電極、（ｉｘ）９０〜１００の電極、（ｘ）１００〜１１０の電極、（ｘｉ）１１０〜１２０の電極、（ｘｉｉ）１２０〜１３０の電極、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０の電極、（ｘｉｖ）１４０〜１５０の電極、または（ｘｖ）＞１５０の電極を備え得る。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有する。
【００４８】
イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップを、（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜１．０×１０-4ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０-5ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１．０×１０-6ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１．０×１０-7ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＜１．０×１０-8ｍｂａｒ、（ｉｘ）＜１．０×１０-9ｍｂａｒ、（ｘ）＜１．０×１０-10ｍｂａｒ、（ｘｉ）＜１．０×１０-11ｍｂａｒ、および（ｘｉｉ）＜１．０×１０-12ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに備える。
【００４９】
一実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップを、（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、および（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに備える。
【００５０】
動作モードにおいて、イオンは、イオンガイドまたはイオントラップ内において、トラップされるが、実質的にフラグメンテーションされない。イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される手段をさらに備え得る。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される手段は、イオンがイオンガイドまたはイオントラップから排出される前および／または後にイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成される。
【００５１】
好適な実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成および適合されるフラグメンテーション手段をさらに備え得る。好ましくは、フラグメンテーション手段は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成および適合される。あるいは、フラグメンテーション手段は、表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成および適合される。
【００５２】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから共鳴により、および／または質量選択的に排出するように構成および適合される。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンをイオンガイドまたはイオントラップからイオン軸方向および／または半径方向に排出するように構成および適合される。一実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、質量選択的不安定性によってイオンを排出するために、電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧の周波数および／または振幅を調節するように構成および適合される。
【００５３】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンを共鳴による排出によって排出するために、ＡＣまたはＲＦ補助波形または電圧を複数の電極に重ね合わせるように構成および適合される。好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンを排出するために、ＤＣバイアス電圧を複数の電極に印加するように構成および適合される。
【００５４】
好適な実施形態によると、さらなる動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンが質量選択的におよび／または共鳴によらずにイオンガイドまたはイオントラップから排出されることなく、イオンを移送するか、またはイオンを格納するように構成される。好ましくは、さらなる動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンを質量フィルタリングまたは質量分析するように構成される。
【００５５】
好適な実施形態によると、さらなる動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから質量選択的におよび／または共鳴によらずに排出することなく、衝突またはフラグメンテーションセルとして作用するように構成される。
【００５６】
好適な実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいて、イオンガイドまたはイオントラップ内で、イオンガイドまたはイオントラップの入射口および／または中心および／または出射口に最も近い１つ以上の位置にイオンを格納またはトラップするように構成および適合される手段をさらに備える。好適な実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、動作モードにおいてイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内にトラップし、イオンをイオンガイドまたはイオントラップの入射口および／または中心および／または出射口に向かって漸進的に移動させるように構成および適合される手段をさらに備える。
【００５７】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を最初に第１の軸方向位置において電極に印加し、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、次いでその後にイオンガイドまたはイオントラップに沿って第２、次いで第３の異なる軸方向位置に与えられるように構成および適合される手段をさらに備える。
【００５８】
好ましくは、イオンガイドまたはイオントラップは、イオンをイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形をイオンガイドまたはイオントラップの一端からイオンガイドまたはイオントラップの別の端部へ印加、移動または平行移動するように構成および適合される手段をさらに備える。
【００５９】
好ましくは、１つ以上の過渡ＤＣ電圧は、（ｉ）ポテンシャルの山または障壁、（ｉｉ）ポテンシャル井戸、（ｉｉｉ）多重極ポテンシャルの山または障壁、（ｉｖ）多重極ポテンシャル井戸、（ｖ）ポテンシャル山または障壁およびポテンシャル井戸の組み合わせ、または（ｖｉ）多重極ポテンシャル山または障壁および多重極ポテンシャル井戸の組み合わせを生成する。１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、繰り返し波形または正方形状波を備え得る。
【００６０】
イオンガイドまたはイオントラップは、１つ以上のトラップ静電またはＤＣポテンシャルをイオンガイドまたはイオントラップの第１の端部および／または第２の端部において印加するように構成される手段をさらに備え得る。
【００６１】
イオンガイドまたはイオントラップは、１つ以上のトラップ静電ポテンシャルをイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さに沿って印加するように構成される手段をさらに備え得る。
【００６２】
本発明の別の局面によると、上記のようなイオンガイドまたはイオントラップを備える質量分析計が提供される。
【００６３】
好ましくは、質量分析計は、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「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脱離イオン化イオン源、および(ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択されるイオン源をさらに備える。好ましくは、質量分析計は、連続またはパルス化イオン源をさらに備える。
【００６４】
質量分析計は、イオンガイドまたはイオントラップの上流および／または下流に配置される１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップをさらに備え得る。１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップは、１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される。好ましくは、１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップは、イオンがイオンガイドまたはイオントラップへ導入される前および／または後に１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される。
【００６５】
一実施形態によると、質量分析計は、イオンを１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップからイオンガイドまたはイオントラップ内へ導入、軸方向に注入または排出、半径方向に注入または排出、移送またはパルス化するように構成および適合される手段をさらに備える。好ましくは、質量分析計は、イオンをイオンガイドまたはイオントラップ内へ導入、軸方向に注入または排出、半径方向に注入または排出、移送またはパルス化するように構成および適合される手段をさらに備える。
【００６６】
好ましくは、質量分析計は、１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成および適合される手段をさらに備える。
【００６７】
好ましくは、１つ以上のイオン検出器が上記好適なイオンガイドまたはイオントラップの上流および／または下流に配置される。
【００６８】
好ましくは、質量分析計は、イオンガイドまたはイオントラップの下流および／または上流に配置される質量分析器をさらに備える。質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｉｉ）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（ｉｖ）直交加速度飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（ｖ）軸方向加速度飛行時間質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析計、（ｖｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｖｉｉｉ）２Ｄまたは直線四重極質量分析器、（ｉｘ）ペニングトラップ質量分析器、（ｘ）イオントラップ質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換オービトラップ、（ｘｉｉ）静電フーリエ変換質量分析計、および（ｘｉｉｉ）四重極質量分析器からなる群から選択されるのが好ましい。
【００６９】
本発明の別の局面によると、
複数の電極を備えるイオントラップまたはイオンガイドを準備するステップと、
少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するステップと、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するステップであって、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、ステップと、
１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるステップと、
少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンはイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域域内に実質的にトラップされたままになるように構成されるステップと
を含むイオンをガイドまたはトラップする方法が提供される。
【００７０】
本発明の別の局面によると、上記のような方法を含む質量分析の方法が提供される。
【００７１】
本発明の別の局面によると、
複数の電極と、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成および適合される第１の手段であって、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、第１の手段と、
１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるように構成および適合される変調手段と
を備えるイオンガイドまたはイオントラップが提供される。
【００７２】
本発明の別の局面によると、
複数の電極を備えるイオントラップまたはイオンガイドを準備するステップと、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するステップであって、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、ステップと、
１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるステップと
を含むイオンをガイドまたはトラップする方法が提供される。
【００７３】
本発明の別の局面によると、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出し、同時に他のイオンは、イオンガイドまたはイオントラップ内にトラップされたままであるように構成および適合される手段を備える直線イオンガイドまたはイオントラップが提供される。
【００７４】
本発明の別の局面によると、イオンをイオンガイドまたはイオントラップから実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出し、同時に他のイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内にトラップするステップを備えるイオンをガイドまたはトラップする方法が提供される。
【００７５】
上記好適な実施形態は、イオンをイオンガイドまたはイオントラップの軸のまわりに半径方向に閉じ込めるためにＡＣまたはＲＦ電圧がイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極に印加される直線イオンガイドまたはイオントラップに関する。
【００７６】
好ましくは、二次軸方向ポテンシャル井戸は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域内の参照点のまわりに重ね合わされる。好ましくは、二次ポテンシャル井戸は、参照点から軸方向にずれたイオンを参照点に戻る方向へ加速するようにそのイオンに力を加える。
【００７７】
好ましくは、軸方向ポテンシャル井戸の相対位置は、イオンを参照点の回りで有効に振動させるように経時変化または変調される。好ましくは、ポテンシャル井戸の位置は、好ましくはトラップされたイオンが参照点まわりで非共鳴周波数（すなわち、イオンの基本または第１の高調波振動数以外の周波数）で振動するように経時変化される。異なる質量電荷比を有するイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って異なる特性振幅で振動する。これにより、イオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴によらずに排出することができる。
【００７８】
イオンは、イオンの軸方向振動の最大振幅を変化させるようにポテンシャル井戸を変調することによって好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出され得る。これは、比較的低い質量電荷比を有するイオンを、軸方向ポテンシャル井戸から抜け出せる程度に十分大きな振幅で軸方向に振動させることによって実現され得る。このように、これらのイオンは、軸方向に好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されるようになる。したがって、好ましくは、イオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから軸方向にかつ実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出される。すなわち、イオンは、イオンの固有基本共鳴周波数に対応する周波数を有する電圧でイオンを励起することによっては、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されない。
【００７９】
好適なイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域に沿って維持されたポテンシャル井戸は、二次である。ポテンシャル井戸の位置は、好ましくは二次ポテンシャル井戸がイオンガイドまたはイオントラップに一方の側から他方の側へ軸方向イオントラップ領域を通ってまたは沿って継続して有効に通過されるように経時変化される。したがって、軸方向ポテンシャル井戸は、二次軸方向ポテンシャル井戸の最小が参照点のまわりを軸方向に振動するように変調されると考えられ得る。
【００８０】
好ましくは、印加された軸方向ＤＣまたは静電二次ポテンシャルの最小の位置は、異なる質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って非共鳴周波数で異なる特性振幅で振動するように実質的に周期的に変化される。次いで、好ましくは、イオンの質量選択的非共鳴軸方向排出は、例えば、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の周期的変調の周波数を変更することによって実現される。あるいは、軸方向二次ポテンシャル最小の振動振幅は、変化され得る。好ましくは、これによりイオンの軸方向振動の特性振幅を増加することができる。このように、イオンの軸方向振動の振幅は、好ましくは所望の質量電荷比を有するイオンが軸方向イオントラップ領域を離れるようにされ、したがって好ましくは軸方向に好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されるように変化され得る。イオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから順次排出され、イオン検出器によって検出され得る。これにより、質量スペクトルが生成できる。
【００８１】
上記好適な実施形態によると、好ましくは、直線軸方向で重ね合わされたＤＣ電界は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さの少なくとも一部に沿って維持される。次いで、好ましくは、軸方向ポテンシャル井戸の最小の位置は、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心である平均位置に対して軸方向に実質的に対称に変調される。したがって、好ましくは、イオンは、軸方向ポテンシャル井戸内においてこの変調の周波数および運動の周波数に関連する軸方向運動を得る。
【００８２】
上記好適な実施形態によると、好ましくは、軸方向二次ポテンシャル井戸は、軸方向二次ポテンシャル井戸内にトラップされたイオンの特性基本共鳴または第１の高調波周波数よりも実質的に高い周波数で変調される。したがって、イオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから、共鳴により排出されるのではなく、共鳴によらずに排出されると考えられ得る。
【００８３】
好適なイオンガイドまたはイオントラップは、多重極ロッドセットを備え得る。セグメント化四重極ロッドセットは、特に好適である。上記好適な実施形態において、好ましくは、イオンは、軸方向に好適なイオンガイドまたはイオントラップに導入される。
【００８４】
当該好適なイオンガイドまたはイオントラップは、他の公知のイオントラップと比較して特に有利である。軸方向二次ポテンシャル井戸の変調は、イオンをトラップするためには必要でないが、その代わりに、イオンを軸方向に好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴によらずに排出するために使用されるのみである。好ましくは、イオンは、イオンガイドまたはイオントラップの電極に印加され、イオンを半径方向にイオンガイドまたはイオントラップ内に閉じ込めるように作用するＡＣまたはＲＦ電圧に直交して好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入される。これは、従来の３Ｄまたはポールイオントラップとは対照的である。したがって、イオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップ内へ注入することは従来の３Ｄまたはポールイオントラップ内へ注入するよりも簡単である。
【００８５】
好適な実施形態によると、イオンは、軸方向および半径方向の両方に好適なイオンガイドまたはイオントラップトラップ内にトラップされる。次いで、イオンは、衝突ガスを好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入することによって、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内で熱エネルギーに冷却され得る。したがって、上記好適な実施形態によると、イオンは、質量選択軸方向非共鳴イオン排出の前に、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内で熱化され得る。
【００８６】
好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、デバイスの軸方向の大きさについての物理的な制限は実質的にない。これにより、例えば、従来の３Ｄまたはポールイオントラップと比較して、はるかにより大きなポテンシャルイオントラップ容量を実現することができる。
【００８７】
他の実施形態によると、より高次の多重極ロッドセットまたはイオントンネルもしくはイオンファネルイオンガイドもしくはイオントラップが使用され得る。
【００８８】
好適なイオンガイドまたはイオントラップは、別の動作モードにおいて、二次軸方向ＤＣポテンシャルが除去され得、これにより好適なイオンガイドまたはイオントラップをその別の動作モードにおいて従来のイオンガイド、イオントラップ、質量フィルタまたは質量分析器として使用できるという利点を有する。
【００８９】
ここで本発明の種々の実施形態について添付の図面を参照し、あくまで例として、説明する。
【００９０】
図１は、一実施形態にかかる好適なセグメント化ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップの断面図である。
【００９１】
図２は、好適な実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはトラップの長さの一部に沿って維持される二次ＤＣまたは静電ポテンシャルを示すプロットとともに示す、好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの側面図である。
【００９２】
図３は、一実施形態にかかる好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルを示し、ここで印加されたＤＣまたは静電ポテンシャルは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域の境界における電界緩和効果を補償するように構成される。
【００９３】
図４は、一実施形態にかかる好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルを示し、ここで印加されたＤＣまたは静電ポテンシャルは、イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域を一旦励起すると、イオンは加速されて好適なイオンガイドまたはイオントラップを出射するように構成される。
【００９４】
図５は、一実施形態にかかる、３つの異なる時点において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域にわたり維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールを示す。
【００９５】
図６は、一実施形態にかかる、当該３つの異なる時点において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域に沿って維持される軸方向電界を示す。
【００９６】
図７は、一実施形態にかかる、３つの異なる時点において、イオンガイドまたはイオントラップに沿って維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールの例を示す。
【００９７】
図８Ａは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比２００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示し、図８Ｂは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比３００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示し、図８Ｃは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比４００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示す。
【００９８】
図９Ａは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比２００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示し、図９Ｂは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比３００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示し、図９Ｃは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比４００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示す。
【００９９】
図１０は、一実施形態にかかる、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の軸方向変位振幅が時間の関数としてどのようにスキャンされ得るかを示す。
【０１００】
図１１は、好適な実施形態にかかるイオンガイドまたはイオントラップについての簡略化された正規化安定性図を示す。
【０１０１】
ここで本発明の種々の実施形態を説明する。好適な実施形態によると、好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、図１に示すように構成された双曲形状の電極を有するセグメント化四重極ロッドセットを備える。好ましくは、四重極ロッドセットアセンブリ全体の一部を形成する各ロッドは、図２において示すように複数の軸方向セグメントに分割される。好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、種々のセグメントの各々に印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルが、例えば、実質的に二次または近二次関数に緩和できるようにするために十分な数の軸方向セグメントを備える。
【０１０２】
図１は、好ましくは双曲形状の第１の電極またはロッド対１ａ、１ｂおよび双曲形状の第２の電極またはロッド対２ａ、２ｂを備える好適なイオンガイドまたはイオントラップの断面図である。好ましくは、各電極またはロッド１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂは、図２に示すように軸方向にセグメント化される。
【０１０３】
動作において、好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧は、半径方向疑似ポテンシャル井戸を生成するように、好適なイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極の各々に印加される。疑似ポテンシャル井戸は、好適なイオンガイドまたはトラップ内にイオンを半径方向（すなわち、ｘ、ｙ平面内）に閉じ込めるように作用する。
【０１０４】
好ましくは、第１のロッド対１ａ、１ｂを形成する電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧は、以下の形態である。
【０１０５】
【数２】
【０１０６】
ここで、φ0は、ＡＣまたはＲＦ高電圧電源のピーク・トゥ・ピーク電圧の半分であり、ｔは、時間（単位：秒）であり、Ω0は、ＡＣまたはＲＦ電圧源の角周波数（単位：ラジアン／秒）である。
【０１０７】
好ましくは、第２のロッド対２ａ、２ｂを形成する電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧は、以下の形態である。
【０１０８】
【数３】
【０１０９】
したがって、ｘ、ｙ方向におけるポテンシャルは、以下のとおりである。
【０１１０】
【数４】
【０１１１】
ここで、ｒoは、２つのロッド対１ａ、１ｂおよび２ａ、２ｂによって描かれる円の半径である。
【０１１２】
ｘ、ｙ平面内のイオン運動は、マチウ方程式を使用して表現され得る。イオン運動は、イオンの質量電荷比に関する周波数を有するより大きな永年運動に重ね合されたＡＣまたはＲＦ駆動周波数に関する周波数を有する低振幅微小運動を備えると考えられ得る。マチウ方程式の性質は、周知であり、当業者に容易に理解されるように、安定なイオン運動となる解は、無次元のパラメータａuおよびｑuについての安定性境界条件をプロットすることによる安定性図を使用して表され得る。
【０１１３】
上記の実施形態について、パラメータａuおよびｑuは、以下のとおりである。
【０１１４】
【数５】
【０１１５】
【数６】
【０１１６】
ここで、ｍは、イオンの分子質量であり、Ｕ0は、ロッド対のうちの１つの対に印加されるＤＣ電圧であり、ｑは、電荷ｅにイオン上の荷電数をかけたものである。
【０１１７】
質量分析のための従来の四重極デバイスの動作は、周知である。ＡＣまたはＲＦ電圧の電極への印加の時間平均効果は、半径方向の疑似ポテンシャル井戸を形成させる。疑似ポテンシャル井戸のｘ方向の近似は、以下によって与えられ得る。
【０１１８】
【数７】
【０１１９】
ｑx＜０．４の値に対するポテンシャル井戸の深さは、以下のように近似される。
【０１２０】
【数８】
【０１２１】
四重極は、円筒対称であるので、疑似ポテンシャル井戸のｙ方向の特性について同一の式が導き出され得る。
【０１２２】
イオンを半径方向に閉じ込める疑似ポテンシャル井戸に加えて、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸またはプロフィールは、また本発明の好適な実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さの少なくとも一部に沿って維持される。好ましくは、二次軸方向ポテンシャル井戸は、初期には、好適なイオンガイドまたはイオントラップの実質的に中心または中央に最小を有するように提供される。軸方向ＤＣポテンシャルは、ポテンシャル井戸の最小（または好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央）からの距離または変位の二乗として増加する。
【０１２３】
好ましくは、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の位置は、好ましくは軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の最小を軸方向またはｚ方向に振動させるように時間とともに変更または変調される。したがって、好ましくは、軸方向ＤＣまたは静電ポテンシャルプロフィールは、図５を参照してより詳細に説明するように、軸方向に変調される。一実施形態によると、ＤＣまたは静電軸方向ポテンシャル井戸の最小は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央のまわりで振動する。
【０１２４】
したがって、経時変化するＤＣまたは静電ポテンシャルは、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って維持され、好ましくは以下の形態を有する。
【０１２５】
【数９】
【０１２６】
ここで、ｋは、軸方向ＤＣ二次ポテンシャルの電界定数であり、ａは、好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿った軸方向距離であり（二次ポテンシャルの最小はその分だけ平均位置のまわりを移動する）、Ωは、軸方向二次ＤＣポテンシャルの変調周波数である。
【０１２７】
ここで、図２に示すイオンガイドまたはイオントラップに対応する実施形態をより詳細に説明する。図２に示す実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、４１の軸方向セグメントを備え得る。図２に示すように、最も中心または中央の軸方向セグメントは、セグメント番号０と標識され得、その他のセグメントは、それぞれ１〜２０および−１〜−２０と標識され得る。好適なイオンガイドまたはイオントラップは、軸方向の全長が２Ｔであり、長さ２Ｌの好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に軸方向イオントラップ領域を有すると考えられ得る。
【０１２８】
また、本例示の実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って好ましくは初期に維持される図２の軸方向二次ＤＣポテンシャルプロフィールを参照する。好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持されるＤＣポテンシャルは、中心または中央セグメント（すなわち、セグメント０）からセグメント番号±１４までの距離または変位の二乗に比例して増加する。セグメント番号±１４は、ＤＣポテンシャル井戸の最小（および好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央）から距離±Ｌの位置にある。±Ｌよりも大きな距離においては、好適なイオンガイドまたはイオントラップの種々のセグメントに印加されるＤＣポテンシャルは、好ましくは一定である。したがって、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸またはイオントラップ領域から逃れ、したがって±Ｌよりも大きな距離に変位したイオンは、ポテンシャルが変位に関係なく一定である実質的に電界のない領域に存在する。したがって、この領域内のこれらのイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの入射口または出射口に向かって自由に移動し続け、次いで好適なイオンガイドまたはイオントラップから出射する。
【０１２９】
好適なイオンガイドまたはイオントラップのセグメント−１５〜−２０およびセグメント１５〜２０に印加されるＤＣポテンシャルは、好ましくは時間の関数として実質的に一定であり、他方セグメント−１４〜１４に印加されるポテンシャルは、好ましくは時間の関数として変化する。したがって、距離±Ｌは、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内の軸方向イオントラップ領域に対する境界を定義する。軸方向二次ポテンシャル井戸または軸方向イオントラップ領域の閉じ込めからうまく逃れるイオンは、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に軸方向にもはや閉じ込められず、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップから自由に出射する。
【０１３０】
距離±Ｌにおける軸方向イオントラップ領域の境界での電界緩和により、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域のポテンシャル分布は、所望の二次に正確または完全にはならないことがある。
【０１３１】
電界緩和問題に対応するために、軸方向イオントラップ領域の境界における、またはその周辺の電極に印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルは、歪みを補正するように変更され得る。図３は、軸方向イオントラップ領域に対する境界での電界緩和の問題に対応するように意図された実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはイオントラップの各セグメントのＤＣポテンシャルのプロットを示す。好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの各セグメントのＤＣポテンシャルは、セグメント±１５〜１７のポテンシャルがセグメント±１８〜２０のポテンシャルよりも好ましくは高いことを除いて、図２に示すものと実質的に同じである。すべてのセグメント±１５〜２０のＤＣポテンシャルは、好ましくは時間の関数として実質的に一定を維持するが、好ましさの劣る例においては、これらのポテンシャルが経時変化し得ると考えられる。
【０１３２】
好ましくは、図３を参照して上に示し記載した実施形態は、軸方向イオントラップ領域の境界における電界緩和および電界貫通の効果が実質的に和らげられ、より正確な、滑らかな、または連続な軸方向二次ポテンシャルプロフィールが好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域内に維持されるようになり得るという利点がある。
【０１３３】
図４は、中心軸方向イオントラップ領域からうまく逃れたイオンが次いで好ましくは加速されて好適なイオンガイドまたはイオントラップを出射するような別の実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはイオントラップの各セグメントのＤＣポテンシャルのプロットを示す。この実施形態によると、セグメント±１５〜２０のポテンシャルは、漸進的に低減する。好ましくは、すべてのセグメント±１５〜２０のＤＣポテンシャルは、時間の関数として実質的に一定を維持するが、好ましさの劣る例においては、これらのポテンシャルが経時変化し得ると考えられる。
【０１３４】
図５は、本発明の好適な実施形態にかかる軸方向二次ポテンシャル井戸の位置を変調することによって好適なイオンガイドまたはイオントラップからイオンを共鳴によらずにどのように排出し得るかの一般原理を例示する。図５は、３つの異なる時間ｔ１、ｔ２およびｔ３における好適なイオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域に沿って維持される際の二次ＤＣまたは静電軸方向ポテンシャルプロフィールを示す。中心軸方向イオントラップ領域の境界は、軸方向位置±Ｌによって示される。なお、領域−Ｌ〜Ｌ内に示されるポテンシャルのみが実際に好適なイオンガイドまたはイオントラップの電極に印加される。−Ｌ未満およびＬより大きな距離における破線で示したポテンシャルは、実際には好適なイオンガイドまたはイオントラップの電極に印加されない。
【０１３５】
図５に示すような第１の時間ｔ１における軸方向ポテンシャルプロフィールは、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸が好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持されていることに対応する。ここで、二次ポテンシャル井戸の最小は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央に位置する。好ましくは、軸方向イオントラップ領域に対応する好適なイオンガイドまたはイオントラップのセグメントのＤＣポテンシャルは、好ましくはＤＣ二次軸方向ポテンシャル井戸の最小が時間とともに第１の方向へ平行移動されるように連続的に経時変化される。好ましくは、ＤＣ二次ポテンシャル井戸の最小は、図５に示すようにＤＣ二次ポテンシャル井戸の最小が後の時間ｔ２において最大の正の変位＋ａに達するまで好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って平行移動される。次いで、好ましくは、好適なイオンガイドまたはイオントラップのセグメントのポテンシャルは、好ましくはまた図５に示すようにＤＣポテンシャル井戸の最小がさらに後の時間ｔ３において最大の負の変位−ａに達するまでＤＣ二次軸方向ポテンシャル井戸の最小が好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って第２の反対方向へ逆に平行移動されるように経時変化される。
【０１３６】
好ましくは、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の位置は、ＤＣ軸方向ポテンシャル井戸の最小を好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央である所定の位置のまわりで好ましくは振動させるように、上記のような方法で連続的に変化または変調される。
【０１３７】
図５を参照して上記した実施形態によると、好ましくは、中心軸方向イオントラップ領域を定義する境界±Ｌの間に位置する軸方向セグメントのポテンシャルのみがこのように変調される。好ましくは、±Ｌに位置する中心軸方向イオントラップ領域の境界を超えた電極のポテンシャルは、経時的に実質的に一定を維持する。
【０１３８】
好ましくは、中心軸方向イオントラップ領域を軸方向またはｚ方向に横切って維持される電界Ｅzは、以下によって与えられる。
【０１３９】
【数１０】
【０１４０】
図６は、時間ｔ１、ｔ２およびｔ３において好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域にわたり維持されるような（および上記方程式９に記載のとおりの）軸方向電界を示す。
【０１４１】
図６においてｔ１によって示された軸方向電界は、二次ポテンシャル井戸の最小が好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域の中心または中央に位置する時間ｔ１において中心軸方向イオントラップ領域にわたって維持される軸方向電界を表す。図６においてｔ２によって示される軸方向電界は、二次ポテンシャル井戸の最小が位置＋ａに位置する（すなわち、中心軸方向イオントラップ領域を超える）時間ｔ２において中心軸方向イオントラップ領域にわたって維持される軸方向電界を表す。図６においてｔ３によって示す軸方向電界は、二次ポテンシャル井戸の最小が位置−ａ（すなわち、また中心軸方向イオントラップ領域を超える）に位置する時間ｔ３において中心軸方向イオントラップ領域にわたり維持される軸方向電界を表す。したがって、図６から分かるように、好ましくは、直線軸方向電界が、経時変化するオフセットを有すると考えられ得る軸方向イオントラップ領域にわたって設けられる。
【０１４２】
図７は、特定の例による、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の最小の変調の際の時間ｔ１、ｔ２またはｔ３においてイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールのグラフを示す。この特定の例において、軸方向ポテンシャルは、軸方向距離±Ｌに位置する境界によって定義される中心軸方向イオントラップ領域を超えると一定に維持される。中心軸方向イオントラップポテンシャル±Ｌの境界は、±２９ｍｍに設定され、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の最小の最大変位±ａは、２０３ｍｍに設定された（すなわち、中心軸方向イオントラップ領域の外側の井戸）。
【０１４３】
図７においてｔ１として示される曲線は、二次ＤＣ軸方向ポテンシャル井戸の最小が中心軸方向イオントラップ領域の中心または中央に位置する時間ｔ１において好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールを表す。ｔ２として示される曲線は、二次ＤＣ軸方向ポテンシャル井戸の最小が位置＋ａに位置する後の時間ｔ２において好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持されるポテンシャルプロフィールを表す。ｔ３として示される曲線は、二次ＤＣ軸方向ポテンシャル井戸の最小が位置−ａに位置するさらに後の時間ｔ３において好適なイオンガイドまたはイオントラップに沿って維持されるポテンシャルプロフィールを表す。
【０１４４】
中心軸方向イオントラップ領域内においてイオンにｚ方向にかかる力Ｆzは、以下によって与えられる。
【０１４５】
【数１１】
【０１４６】
軸方向イオントラップ領域内のイオンの軸方向またはｚ軸に沿った加速度Ａzは、以下によって与えられる。
【０１４７】
【数１２】
【０１４８】
中心軸方向イオントラップ領域内のイオンの軸方向の運動の方程式は、以下によって与えられる。
【０１４９】
【数１３】
【０１５０】
当業者に理解されるように、この運動方程式は、強制直線調和振動子を記載する。この正確な解は、以下のとおりである。
【０１５１】
【数１４】
【０１５２】
ここで、ｚ1は、ｔ=０でのイオンの初期ｚ座標であり、Ｖは、ｔ＝０でのイオンのｚ方向の初期運動エネルギーであり、ωは、
【０１５３】
【数１５】
【０１５４】
であり、イオンの単振動運動の基本周波数であり、ａは、二次ポテンシャル井戸の軸方向のｚ方向の変調の振幅であり、Ωは、軸方向二次ポテンシャル井戸の変調の周波数である。
【０１５５】
この解から、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の変調の振幅がｔ＝０において最大となると考えられる。軸方向電界の変調を異なる位相角度で開始すると異なる解が得られ得る。方程式１３は、以下のように書き換えられ得る。
【０１５６】
【数１６】
【０１５７】
ここで、
【０１５８】
【数１７】
【０１５９】
である。
【０１６０】
方程式１４から分かるように、中心軸方向イオントラップ領域内にトラップされたイオンは、イオンの初期運動エネルギーＶおよび開始位置ｚ１から独立した周波数の組み合わせで振動する。これらの周波数は、上記定義のような基本振動数ω、および周波数
【０１６１】
【数１８】
【０１６２】
および
【０１６３】
【数１９】
【０１６４】
である。
【０１６５】
図８Ａ〜図８Ｃは、それぞれ質量電荷比２００、３００および４００を有するイオンについての軸方向のイオン振動の振幅をプロットしたものである。ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の位置は、図７を参照して記載した特定の例に関して上記したように変調される。
【０１６６】
イオンの運動は、上記導出の方程式１３によって規定される。この特定の例について、二次軸方向ＤＣポテンシャル井戸についての電界定数ｋは、２３７８Ｖ／ｍ2に設定された。二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位±ａは、±２０２ｍｍに設定された。二次軸方向ＤＣポテンシャル井戸は、１秒当たり１．４×１０5ラジアン（２２．３ｋＨｚ）の周波数Ωで振動または変調するようにモデル化された。イオンは、０ｍｍに等しい初期位置ｚ１から開始され、０ｅＶに等しい初期エネルギーＶを有するようにモデル化された。
【０１６７】
図８Ａ〜図８Ｃから分かるように、より低い質量電荷比を有するイオン（例えば、質量電荷比２００を有するイオンに関する図８Ａを参照）は、より低い質量電荷比を有するイオン（例えば、質量電荷比４００を有するイオンに関する図８Ｃを参照）と比較して、対応のより高い振動振幅を有する。また、図８Ａ〜図８Ｃから分かるように、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の高周波数変調による周波数
【０１６８】
【数２０】
【０１６９】
および
【０１７０】
【数２１】
【０１７１】
における比較的高い周波数運動は、基本共鳴周波数ωにおいて発生する特徴的により低い周波数の単振動に重ね合わされる。
【０１７２】
上記方程式１２によって表される運動方程式は、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位±ａが固定され、かつ軸方向二次ポテンシャル井戸の変調周波数Ωも固定されるイオンの運動を考える。軸方向ＤＣ二次ポテンシャル井戸の変調周波数Ωが一定であり、イオンの基本共鳴周波数ωよりも大きく、かつ二次軸方向ポテンシャル井戸の最大軸方向変位（ａ）が時間とともに漸進的に直線的に増加する場合を考えることができる。これらの条件下で、新しい運動方程式が以下のように表され得る。
【０１７３】
【数２２】
【０１７４】
この方程式に対する解は、以下によって与えられる。
【０１７５】
【数２３】
【０１７６】
したがって、方程式１６は、二次軸方向ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位が漸進的に増加される分析スキャン中のイオンの運動を記述する。一実施形態によると、そのような分析スキャンは、イオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴によらずに排出するために数ミリ秒の期間にわたって行われ得る。そのような実施形態を、後でより詳細に説明する。
【０１７７】
図９Ａ〜図９Ｃは、質量電荷比２００、３００および４００を有するイオンについて、それぞれイオンの軸方向の振動振幅を時間に対してプロットしたものである。ここで、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位は、時間とともに漸進的に直線的に増加される。イオン運動は、上記のように方程式１６によって規定される。二次軸方向ポテンシャルについての電界定数ｋは、２３７８Ｖ／ｍ2に設定された。軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位±ａは、８ｍｓの期間にわたり０から４００ｍｍへスキャンまたは漸進的に増加される。軸方向二次ポテンシャル井戸の変調周波数は、１秒当たり１×１０5ラジアン（１６ｋＨｚ）の周波数Ωに固定された。イオンは、０．１ｍｍに等しい初期位置ｚ１において０ｅＶに等しい初期エネルギーＶを有して開始するとモデル化された。
【０１７８】
図９Ａ〜図９Ｃの比較から分かるように、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位は、時間とともに漸進的に増加し、イオンの軸方向の最大振動振幅もそれに応じて増加する。また、図９Ａ〜図９Ｃの比較から明らかなように、比較的低い質量電荷比を有するイオン（例えば、質量電荷比２００を有するイオンに関する図９Ａを参照）は、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位が同じである場合、比較的高い質量電荷比を有するイオン（例えば、質量電荷比４００を有するイオンに関する図９Ｃを参照）よりも振動振幅が高い。したがって、本発明の上記好適な実施形態によると、比較的低い質量電荷比を有するイオンは、比較的より高い質量電荷比を有するイオンより先に、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域から排出される。
【０１７９】
図１０は、イオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴によらずに排出するために、図９Ａ〜図９Ｃを参照して説明した実施形態において使用されるスキャン関数のプロットを示す。ｙ軸は、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位を示し、ｘ軸は、時間を示す。この特定の実施形態において、ＤＣ軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の最大軸方向変位は、８ｍｓの期間にわたり０ｍｍから４００ｍｍまで漸進的に直線的に増加された。
【０１８０】
当業者に理解されるように、軸方向ＤＣ静電電圧を印加すると、また半径方向静電ポテンシャルが好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に生成される。この効果を例示するために、セグメント化円筒が考えられ得る。円筒の軸に沿って重ね合わされる、以下の形態の二次ポテンシャル：
【０１８１】
【数２４】
【０１８２】
を考慮すると、ｘ、ｙ、ｚにおけるポテンシャルが以下によって与えられる。
【０１８３】
【数２５】
【０１８４】
ここで、ｒ0は、円筒の半径である。
【０１８５】
方程式１８は、以下によって与えられるラプラス条件を満足する。
【０１８６】
【数２６】
【０１８７】
したがって、方程式１８から分かるように、軸方向に変調された二次ＤＣポテンシャルを円筒の軸に沿って重ね合わせることによって、円筒の中心軸から外側電極へ向かう方向へイオンに力を与える静的な半径方向電界がまた生成される。しかし、ＡＣまたはＲＦ電圧を外側電極に印加することによって生成される半径方向疑似ポテンシャル井戸が、軸方向に変調された二次ポテンシャルによってイオンに与えられる半径方向の力に十分に打ち勝つならば、イオンは、半径方向に閉じ込められたままとなる。
【０１８８】
イオンは、イオンの振動振幅が好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域の境界±Ｌ内にイオンが留まるような程度である場合に、好適なイオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域内に軸方向に含まれるかまたは閉じ込められるのみとなる。この条件は、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内の安定なイオントラップの条件を定義するために使用され得る。以下の形態のさらなる直線軸方向ＤＣポテンシャルＤＣzが軸方向イオントラップ領域にわたって印加される場合：
【０１８９】
【数２７】
【０１９０】
軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の位置がずれて、イオンが不安定となる振動振幅を変化させる。したがって、この方法は、また好適なイオントラップを出射するようにイオンを漸進的にスキャンするために使用され得る。
【０１９１】
好適なイオンガイドまたはイオントラップについての安定性図は、変数ａ、ｂ、ｋ、ｍ、ΩおよびＬに関して生成され得る。ここで、Ｌは、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小から中心軸方向イオントラップ領域の各境界までの距離である。
【０１９２】
図１１は、好適なイオンガイドまたはイオントラップについての安定性図を示し、安定性および不安定性領域を示す。ｙ軸は、静的な直線ポテンシャルＤＣzを印加した結果である平均軸方向ポテンシャルの最小の軸方向変位の正規化された大きさを表す。ｘ軸は、正規化された振動振幅を表す。Ｚ安定と標識された安定性図の領域は、イオンが安定であり、好適なイオンガイドまたはイオントラップ内にトラップされたままであることを示す。不安定と標識された領域は、イオンがトラップされたままではなく、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップを離れることを示す。＋Ｚ不安定と標識された領域は、好ましくはイオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの一端から好適なイオンガイドまたはイオントラップを離れることを示す。同様に、−Ｚ不安定と標識された領域は、イオンが好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップの他端から好適なイオンガイドまたはイオントラップを離れることを示す。±Ｚ不安定と標識された領域は、好ましくはイオンが両端から好適なイオンガイドまたはイオントラップを離れることを示す。
【０１９３】
図１１に示す安定性図は、イオンがまず好適なイオンガイドまたはイオントラップ内で衝突冷却化を受け、そのイオンの振動振幅が、軸方向静電またはＤＣ二次ポテンシャル井戸内のより低い周波数の調和振動の振幅ではなく、例えば、二次ポテンシャル井戸の位置の変調による高周波振動の振幅に主として規定されると仮定する。
【０１９４】
正規化された振動振幅についての式は、イオンについての異なる初期エネルギーＶおよび異なる初期位置項ｚ１を含む異なる開始条件を含むように変更され得る。式は、また軸方向二次ポテンシャル井戸の変調の初期開始位相を含むように変更され得る。
【０１９５】
好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域内のイオンの運動は、衝突減衰ガスを好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入することによって変更され得る。減衰ガスの存在下での運動方程式は、以下のとおりに与えられる。
【０１９６】
【数２８】
【０１９７】
ここで、λは、減衰定数であり、イオンの移動度の関数である。
【０１９８】
イオン移動度は、イオン断面積、減衰ガス数密度、イオン電荷、イオンおよびガス分子の質量、ならびに温度の関数である。したがって、減衰ガスの存在下で運動方程式は、またイオンの移動度に依存する。したがって、これらの状況において、安定および不安定なイオン運動についての条件は、またイオン移動度に依存する。したがって、新しい運動方程式および安定性図は、異なる減衰条件について生成され得、イオンは、その質量電荷比と同様にそのイオン移動度にしたがっても分離され得る。
【０１９９】
上記好適な実施形態において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの各個別セグメントに印加されるＤＣ電圧は、好ましくは個別の低電圧電源を使用して生成される。好ましくは、ＤＣ電源の出力は、プログラム可能なマイクロプロセッサによって制御される。静電ポテンシャル関数の軸方向の一般形態は、好ましくは短時間に操作され得、複雑かつ／または経時変化するポテンシャルは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向に沿って重ね合わされ得る。
【０２００】
好適な実施形態において、好ましくは、イオンは、外部のイオン源から好適なイオンガイドまたはイオントラップ内へパルス状または実質的に連続に導入される。外部のイオン源から連続イオンビームを導入する際に、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップに入射するイオンの初期軸方向エネルギーは、好ましくはＡＣまたはＲＦ電圧を電極に印加することによって所望の範囲内の質量電荷比を有するすべてのイオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込められるように構成され得る。好ましくは、イオンは、また重ね合わされた軸方向静電ポテンシャルによって軸方向にトラップされるようになる。軸方向の初期トラップＤＣまたは静電ポテンシャル関数は、二次であってもよいし、そうでなくてもよく、軸方向ＤＣトラップポテンシャルの最小は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心または中央に対応してもよいし、そうでなくてもよい。イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入される際に、軸方向二次ＤＣポテンシャル井戸の変調振幅は、好ましくはゼロに初期設定され得る。
【０２０１】
好適なイオンガイドまたはイオントラップ内のイオンの初期トラップは、冷却ガスの非存在下に実現され得、あるいは、冷却ガスの存在下に実現され得る。
【０２０２】
一旦イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域内に閉じ込められると、好ましくは初期エネルギーの広がりは、冷却ガスをイオン閉じ込めまたは軸方向イオントラップ領域に導入することによってか、または軸方向イオントラップ領域内にすでに存在する冷却ガスの存在によってかのいずれか一方によって低減され得る。好ましくは、冷却ガスは、１０-4〜１０1ｍｂａｒの範囲、より好ましくは１０-3〜１０-1ｍｂａｒの範囲の圧力に維持され得る。イオンの運動エネルギーは、好ましくは冷却ガス分子との衝突により損なわれ、イオンは、好ましくは熱エネルギーに達する。好ましくは、残留ガス分子と衝突することで最終的にはイオンの振動振幅は低減し、したがってイオンは、軸方向ＤＣポテンシャル井戸の中心または最小へ落ち込みやすくなる。しかし、イオンは、エネルギーを失うが、半径方向疑似ポテンシャル井戸によって閉じ込められたままとなるので、好適なイオンガイドまたはイオントラップから失われない。したがって、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、イオンがガス分子との衝突によって十分なエネルギーを失った場合に系に対して失われるオービトラップなどの他のイオントラップと比較して特に有利である。このため、オービトラップは、超高真空（ＵＨＶ）において動作される必要があるという欠点がある。
【０２０３】
上記好適な実施形態によると、好ましくはイオンの空間的広がりおよびエネルギー範囲は最小化されるように、好ましくは異なる質量電荷比のイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿って最低静電ポテンシャル点へ移動するようにされる。
【０２０４】
一実施形態によると、一旦イオンが熱的に冷却され、好ましくは軸方向ポテンシャル井戸の最小に位置すると、軸方向二次ポテンシャル井戸の位置は変調され得、振動振幅は増加され得る。好ましくは、軸方向二次ポテンシャル井戸の変調周波数は、イオンの基本共鳴周波数よりも高くに維持される。
【０２０５】
一実施形態によると、次いで、変調周波数Ωを実質的に一定に保持しつつ、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の軸方向変調の振幅を漸進的に増加することによって、イオンの質量選択的排出を共鳴によらずに開始させる。
【０２０６】
別の実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップからのイオンの質量選択的排出は、軸方向二次ポテンシャル井戸の変調振幅を一定に保持することによって、および軸方向二次ポテンシャル井戸の変調周波数Ωを漸進的に低減することによって実現され得る。
【０２０７】
別の実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップからの質量選択的排出は、軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の振幅および周波数Ωの両方を変化させることによって実現され得る。
【０２０８】
好ましさの劣る動作モードにおいて、軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の周波数および振幅の両方は、固定され得、その代わりに、軸方向ポテンシャル井戸の最小の平均位置は、好適なイオンガイドまたはイオントラップの物理的な寸法に対して移動され得る。比較的低い質量電荷比を有するイオンは、軸方向の運動の振幅がより高く、したがって、好ましくは比較的高い質量電荷比を有するイオンより先に、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される。
【０２０９】
好ましいが先ほどではない別の動作モードにおいて、軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の周波数および振幅は、また好ましくは固定され、時間平均静電ポテンシャルの最小の位置は、また好ましくは固定される。この実施形態によると、次いで、好ましくは、軸方向二次静電ポテンシャル井戸の電界定数ｋは、漸進的に低下される。この実施形態において、比較的低い質量電荷比を有するイオンは、比較的高い質量電荷比を有するイオンよりも先に、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される。
【０２１０】
一実施形態において、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小は、好ましくはイオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの一端のみから排出されるように、好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心からずらされ得る。
【０２１１】
好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されたイオンは、その後イオン検出器を使用して検出され得る。イオン検出器は、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）イオン検出器、チャネルトロンまたは離散ダイノード電子倍増管、変換ダイノード検出器などのイオン検出器を備え得る。蛍光体またはシンチレータ検出器および光倍増管がまた使用され得る。あるいは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されたイオンは、質量分析計の衝突ガスセルまたは別の構成要素に前方移送され得る。一実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出されたイオンは、飛行時間質量分析器または四重極質量分析器などの質量分析器によって質量分析され得る。
【０２１２】
上記の質量選択的不安定性動作モードに加えて、他の実施形態によると、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、ある動作モードにおいて、また、例えば、イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップから軸方向に共鳴により排出されるような公知の方法で有利に動作され得る。
【０２１３】
一実施形態によると、イオンは、その基本振動数において共鳴により励起され得るが、好適なイオンガイドまたはイオントラップから出射するほど十分には励起されなくてもよい。その代わりに、イオンは、好ましくはイオンの基本共鳴周波数よりも実質的に高い周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の変調によるさらなる効果によって、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出され得る。
【０２１４】
一実施形態によると、イオン振動の振幅は、上記のように軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の振幅を増加することによって、または軸方向二次ポテンシャル井戸の軸方向変調の周波数Ωを低減することによって増加され得る。しかし、特定の質量電荷比のイオンが実際に好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される前の一時点において、小量の共鳴励起が排出したいイオンの基本共鳴周波数ωに対応する周波数において印加して、その振動振幅を増加するようにし得る。しかし、イオンは部分的に共鳴により励起されるが、イオンは実際には共鳴によらない励起によって好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される。
【０２１５】
上記のようなＭＳ動作モードに加えて、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、またイオンがフラグメンテーションされ、その結果得られた娘またはフラグメントイオンが次いで質量分析されるＭＳn実験に使用され得る。好適なイオンガイドまたはイオントラップがセグメント化四重極ロッドセットを備える上記好適な実施形態において、特定の質量電荷比を有する対象の親または前駆体イオンは、ＲＦ四重極の周知の半径方向安定性特性を使用して選択され得る。特に、双極共鳴電圧または分解ＤＣ電圧の印加を使用して、特定の質量電荷比を有するイオンを、イオンが四重極に入射する際か、またはイオンが四重極ロッドセット内に初期にトラップされた場合のいずれかにおいて、棄却する。
【０２１６】
別の実施形態において、前駆体または親イオンは、軸方向ポテンシャル井戸からの軸方向の共鳴による排出によって選択され得る。この場合、広帯域の励起周波数は、軸方向トラップシステムを形成する電極に同時に印加され得る。次いで、好ましくは、後で分析されるべき所望の前駆体または親イオンを除くすべてのイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップから排出される。逆フーリエ変換の方法は、特定の所望の質量電荷比を有するイオンを好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に残しながら、広帯域のイオンを共鳴により排出させるのに適した波形を生成するために使用され得る。
【０２１７】
別の実施形態において、前駆体または親イオンは、軸方向静電ポテンシャル井戸からの軸方向の共鳴による排出と本発明の上記好適な実施形態にかかる質量選択的な共鳴によらない排出との組み合わせを使用して選択され得る。
【０２１８】
一旦所望の前駆体または親イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップ内で単離されると、衝突ガスは、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオントラップ内に導入または再導入され得る。次いで、選択された前駆体または親イオンのフラグメンテーションは、イオンの振動振幅および、したがって、イオンの速度を増加することによって実現され得る。これは、軸方向二次ポテンシャル井戸の振動振幅を増加し、静電二次ポテンシャル井戸の軸方向変調周波数Ωを低減することによって、または前駆体または親イオンの基本振動数ωに対応する周波数において励起波形を重ね合わせることによって実現され得る。
【０２１９】
別の実施形態によると、フラグメンテーションは、前駆体または親イオンの振動振幅および、したがって、イオンの速度を半径方向に増加することによって実現され得る。これは、好適なイオンガイドまたはイオントラップを形成する四重極ロッドまたは電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧の周波数または振幅を変更することによって、または対象イオンの永年周波数に一致する周波数を有する１対の四重極ロッドに対して双極励起波形を半径方向に重ね合わせることによって実現され得る。これらの手法のうちのいずれかの組み合わせを使用して所望の前駆体または親イオンを励起し、フラグメンテーションされるのに十分なエネルギーを有するようにさせる。その結果得られたフラグメントまたは娘イオンは、次いで上記の方法のいずれかによって質量分析され得る。
【０２２０】
次いで、イオンを選択し、励起させる処理は、ＭＳn実験が行われるように繰り返される。その結果得られたＭＳnイオンは、次いで上記記載の方法を使用して好適なイオンガイドまたはイオントラップから軸方向に排出され得る。
【０２２１】
他の実施形態によると、単極、六重極、八重極またはより高次の多重極イオンガイドまたはイオントラップがイオンを半径方向に閉じ込めるために使用され得る。より高次の多重極は、より高次の疑似ポテンシャル井戸関数を有する点で特に有利である。より高次の多重極イオンガイドまたはイオントラップが共鳴による排出の動作モードにおいて使用される場合、そのような非四重極デバイス内におけるより高次の電界は、半径方向の共鳴損失の起こりやすさを低減する。非直線半径方向電界において、半径方向永年運動の周波数は、イオンの位置に関連し、したがって、イオンは、排出される前に共鳴から外れる。さらに、より高次の多重極イオンガイド内に生成された疑似ポテンシャル井戸の底部は、四重極よりも広く、したがって、非四重極デバイスは、より大きな荷電容量を有する可能性がある。したがって、そのようなデバイスは、全ダイナミックレンジが改善される可能性がある。本発明の実施形態にかかる多重極イオンガイドまたはイオントラップのロッドは、双曲状、円形状、円弧状、長方形状または正方形状の断面を有し得る。先の実施形態ほどではないが好ましい実施形態によると、他の断面形状もまた使用され得る。
【０２２２】
一実施形態において、余弦または正弦関数によって記載されたもの以外の周期関数が電圧変調および、したがって、二次軸方向ポテンシャル井戸の位置の変調のために使用され得る。例えば、電圧は、デジタルプログラミングを使用して最大値間で段階的に変化され得る。
【０２２３】
別の実施形態によると、イオンガイドまたはイオントラップは、セグメント化ロッドセットではなく連続ロッドセットを備え得る。そのような実施形態によると、ロッドは、非伝導性材料（例えば、セラミックまたは他の絶縁体）を備え得、非均一抵抗性材料でコーティングされ得る。例えば、ロッドの中心間およびロッドの端部間に電圧を印加すると、軸方向ＤＣポテンシャル井戸が好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域に沿って生成される。
【０２２４】
一実施形態によると、所望の軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの個々のセグメントまたは電極の間に一連の固定または可変抵抗器を使用して好適なイオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに展開され得る。
【０２２５】
別の実施形態において、所望の軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールは、好適なイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極の周辺にまたは当該電極と横並びに配置される１つ以上の補助電極によって提供され得る。１つ以上の補助電極は、例えば、セグメント化電極構成、１つ以上の抵抗性被膜電極、または他の適切な形状の電極を備え得る。好ましくは、適切な１つまたは複数の電圧を１つ以上の補助電極に印加することによって、所望の軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールが好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域に沿って維持されようにする。
【０２２６】
一実施形態において、好適なイオンガイドまたはイオントラップは、イオンが使用時に移送される円形状または非円形状開口を有する複数の電極を備えるＡＣまたはＲＦリングスタック構成を備える。イオントンネル構成は、例えば、イオンを半径方向に閉じ込めるために使用され得る。そのような実施形態において、好ましくは、極性を変更するＡＣまたはＲＦ電圧は、イオンを半径方向に閉じ込めるための半径方向疑似ポテンシャル井戸を生成するために、イオントンネルデバイスの隣接する環状リングに印加される。好ましくは、軸方向ポテンシャルは、イオントンネルイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って重ね合わされ得る。
【０２２７】
別の実施形態において、イオンの半径方向の閉じ込めは、プレートまたは平面電極のスタックを備えるイオンガイドを使用して実現され得る。ここで、互いに逆の位相のＡＣまたはＲＦ電圧が隣接するプレートまたは電極に印加される。そのようなプレートまたは電極スタックの上部または底部におけるプレートまたは電極には、イオントラップ容積が形成されるように、ＤＣおよび／またはＲＦトラップ電圧が供給され得る。この閉じ込めプレートまたは電極は、それ自身がセグメント化され、軸方向トラップ静電ポテンシャル関数が好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って重ね合わされるようにし、イオンの質量選択的軸方向排出が上記好適な実施形態にかかる方法を使用して行われ得る。
【０２２８】
一実施形態によると、複数の軸方向ＤＣポテンシャル井戸が、好適なイオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って維持または形成され得る。電極セグメントに印加された重ね合わせＤＣポテンシャルを操作することによって、イオンは、１つ以上の特定の軸方向イオントラップ領域においてトラップされ得る。次いで、好適なイオンガイドまたはイオントラップの特定の領域内のＤＣポテンシャル井戸内にトラップされたイオンに対して、例えば、１つ以上のイオンをポテンシャル井戸から離れるようにする質量選択的排出が行われる。次いで、１つのポテンシャル井戸から排出されたこれらのイオンは、同じ好適なイオンガイドまたはイオントラップ内の第２のまたは異なるポテンシャル井戸にその後トラップされ得る。このタイプの動作を利用して、例えば、イオン−イオン相互作用が研究され得る。この動作モードにおけるイオンは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの一端または両端から実質的に同時に導入され得る。
【０２２９】
一実施形態によると、第１のポテンシャル井戸内にトラップされたイオンは、好ましくは所定の質量電荷比または所定の範囲の質量電荷比を有するイオンのみが第１のポテンシャル井戸から排出されるような共鳴による排出条件下にあり得る。次いで、好ましくは、第１のポテンシャル井戸から排出されたイオンは、第２のポテンシャル井戸へ渡る。次いで、これらのイオンをフラグメンテーションするために、第２のポテンシャル井戸内において共鳴による励起が行われ得る。その結果得られた娘またはフラグメントイオンは、次いで第２のポテンシャル井戸から順次共鳴により排出され、その後軸方向検出される。この処理を繰り返すことにより、第１のポテンシャル井戸内のすべてのイオンについてＭＳ／ＭＳ分析が実質的に１００％の効率で実行または記録されることが可能となる。
【０２３０】
さらなる実施形態によると、２つ以上のポテンシャル井戸が好適なイオンガイドまたはイオントラップ内の軸方向イオントラップ領域に沿って維持されることによって、より複雑となる実験を実現することができる。あるいは、この柔軟性を使用して、他の分析手法に導入するためにイオンパケットの特性を調整し得る。
【０２３１】
本願において、従来のように、イオンは、第１または基本共鳴周波数において励起することによって共鳴により排出されることが理解される。しかし、また、動作モードにしたがって、イオンは、基本共鳴周波数の第２またはより高次の高調波において励起することによって好適なイオンガイドまたはイオントラップから共鳴により励起または排出され得ることが考えられる。本発明は、イオンガイドまたはイオントラップの長さに沿って提供される１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置が、二次ポテンシャル井戸またはイオンガイドまたはイオントラップ内に含まれるイオンの第１または基本共鳴周波数よりも大きな周波数において変調されるような実施形態を含むことが意図される。１つ以上の二次ポテンシャル井戸の変調周波数は、二次ポテンシャル井戸またはイオンガイドまたはイオントラップ内のイオンの基本共鳴周波数の第２またはより高次の高調波周波数に対応してもよいし、しなくてもよい。
【０２３２】
本発明を好適な実施形態を参照して記載したが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱せずに形態および詳細において種々の変更がなされ得ることが当業者に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０２３３】
【図１】図１は、一実施形態にかかる好適なセグメント化ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップの断面図である。
【図２】図２は、好適な実施形態にかかる好適なイオンガイドまたはトラップの長さの一部に沿って維持される二次ＤＣまたは静電ポテンシャルを示すプロットとともに示す、好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの側面図である。
【図３】図３は、一実施形態にかかる好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルを示し、ここで印加されたＤＣまたは静電ポテンシャルは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域の境界における電界緩和効果を補償するように構成される。
【図４】図４は、一実施形態にかかる好適なセグメント化イオンガイドまたはイオントラップの各セグメントに印加されるＤＣまたは静電ポテンシャルを示し、ここで印加されたＤＣまたは静電ポテンシャルは、イオンが好適なイオンガイドまたはイオントラップの中心軸方向イオントラップ領域を一旦励起すると、イオンは加速されて好適なイオンガイドまたはイオントラップを出射するように構成される。
【図５】図５は、一実施形態にかかる、３つの異なる時点において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域にわたり維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールを示す。
【図６】図６は、一実施形態にかかる、当該３つの異なる時点において、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸方向イオントラップ領域に沿って維持される軸方向電界を示す。
【図７】図７は、一実施形態にかかる、３つの異なる時点において、イオンガイドまたはイオントラップに沿って維持される軸方向ＤＣポテンシャルプロフィールの例を示す。
【図８】図８Ａは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比２００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示し、図８Ｂは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比３００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示し、図８Ｃは、好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った、質量電荷比４００を有するイオンについてのイオン振動振幅を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比２００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比３００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、固定変調周波数における軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の変位振幅をスキャンする際の、質量電荷比４００を有するイオンについての時間に対する好適なイオンガイドまたはイオントラップの軸に沿ったイオン運動の計算された振幅のプロットを示す。
【図１０】図１０は、一実施形態にかかる、軸方向二次ポテンシャル井戸の最小の軸方向変位振幅が時間の関数としてどのようにスキャンされ得るかを示す。
【図１１】図１１は、好適な実施形態にかかるイオンガイドまたはイオントラップについての簡略化された正規化安定性図を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極と、
少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段と、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成および適合される第１の手段であって、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、第１の手段と、
前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるように構成および適合される変調手段と、
前記第１の動作モードにおいて、少なくともいくつかのイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンは前記イオンガイドまたはイオントラップの前記トラップ領域域内に実質的にトラップされたままになるように構成されるように構成および適合される排出手段と
を備えるイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に印加するように構成および適合される、請求項１に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように構成および適合される、請求項１または２に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように構成および適合される、請求項１、２または３に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５】
前記第１の手段は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または＞１０の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６】
前記第１の手段は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７】
前記第１の手段は、（ｉ）＜１０Ｖ、（ｉｉ）１０〜２０Ｖ、（ｉｉｉ）２０〜３０Ｖ、（ｉｖ）３０〜４０Ｖ、（ｖ）４０〜５０Ｖ、（ｖｉ）５０〜６０Ｖ、（ｖｉｉ）６０〜７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０Ｖ、（ｉｘ）８０〜９０Ｖ、（ｘ）９０〜１００Ｖ、および（ｘｉ）＞１００Ｖからなる群から選択される深さを有する１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８】
前記第１の手段は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さに沿って第１の時間における第１の位置に位置する最小を有する１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、イオン入射口およびイオン出射口を有し、前記第１の位置は、前記イオン入射口から下流に距離Ｌの位置にあり、かつ／または前記イオン出射口から上流に距離Ｌの位置にあり、Ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される、請求項８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１０】
前記第１の手段は、１つ以上のＤＣ電圧を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１１】
前記第１の手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を提供するように構成および適合され、軸方向ポテンシャルがポテンシャル井戸の最小または中心からの距離または変位の二乗として実質的に増加する、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１２】
前記変調手段は、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って変調または振動させるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１３】
前記変調手段は、１つ以上のＤＣ電圧を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１４】
前記変調手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小を実質的に周期的および／または規則的に変調または振動させるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１５】
前記変調手段は、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を第１の周波数ｆ1を用いて、または第１の周波数ｆ1において変調または振動させるように構成および適合され、ｆ1は、（ｉ）＜５ｋＨｚ、（ｉｉ）５〜１０ｋＨｚ、（ｉｉｉ）１０〜１５ｋＨｚ、（ｉｖ）１５〜２０ｋＨｚ、（ｖ）２０〜２５ｋＨｚ、（ｖｉ）２５〜３０ｋＨｚ、（ｖｉｉ）３０〜３５ｋＨｚ、（ｖｉｉｉ）３５〜４０ｋＨｚ、（ｉｘ）４０〜４５ｋＨｚ、（ｘ）４５〜５０ｋＨｚ、（ｘｉ）５０〜５５ｋＨｚ、（ｘｉｉ）５５〜６０ｋＨｚ、（ｘｉｉｉ）６０〜６５ｋＨｚ、（ｘｉｖ）６５〜７０ｋＨｚ、（ｘｖ）７０〜７５ｋＨｚ、（ｘｖｉ）７５〜８０ｋＨｚ、（ｘｖｉｉ）８０〜８５ｋＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）８５〜９０ｋＨｚ、（ｘｉｘ）９０〜９５ｋＨｚ、（ｘｘ）９５〜１００ｋＨｚ、および（ｘｘｉ）＞１００ｋＨｚからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１６】
前記変調手段は、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を第１の周波数ｆ1を用いて、または第１の周波数ｆ1において変調または振動させるように構成および適合され、前記第１の周波数ｆ1は、前記イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％の共鳴または基本振動数よりも大きい、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１７】
前記第１の周波数ｆ1は、前記イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％の共鳴または基本振動数よりも少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、１６０％、１７０％、１８０％、１９０％、２００％、２５０％、３００％、３５０％、４００％、４５０％、５００％だけ大きい、請求項１６に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１８】
前記変調手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小を実質的に一定の周波数または実質的に一定でない周波数のいずれか一方において変調または振動させるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１９】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を変更および／または変化および／またはスキャンするように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２０】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を増加するように構成および適合される、請求項１９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２１】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を時間とともに実質的に直線的に増加するように構成および適合される、請求項２０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２２】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を変更および／または変化および／またはスキャンするように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２３】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を低減するように構成および適合される、請求項２２に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２４】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を時間とともに実質的に直線的に低減するように構成および適合される、請求項２３に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２５】
前記排出手段は、イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップから質量選択的に排出するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２６】
前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフより低い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンが前記イオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域から排出されるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２７】
前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフより高い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンが前記イオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域内に残るか、貯留されるか、または閉じ込められるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２８】
前記第１の質量電荷比カットオフは、（ｉ）＜１００、（ｉｉ）１００〜２００、（ｉｉｉ）２００〜３００、（ｉｖ）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（ｖｉ）５００〜６００、（ｖｉｉ）６００〜７００、（ｖｉｉｉ）７００〜８００、（ｉｘ）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（ｘｉ）１０００〜１１００、（ｘｉｉ）１１００〜１２００、（ｘｉｉｉ）１２００〜１３００、（ｘｉｖ）１３００〜１４００、（ｘｖ）１４００〜１５００、（ｘｖｉ）１５００〜１６００、（ｘｖｉｉ）１６００〜１７００、（ｘｖｉｉｉ）１７００〜１８００、（ｘｉｘ）１８００〜１９００、（ｘｘ）１９００〜２０００、および（ｘｘｉ）＞２０００からなる群から選択される範囲にある、請求項２６または２７に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２９】
前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを増加するように構成および適合される、請求項２６、２７または２８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３０】
前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを実質的に連続的および／または直線的および／または漸進的および／または規則的に増加するように構成および適合される、請求項２９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３１】
前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを実質的に不連続的および／または非直線的および／または非漸進的および／または不規則的に増加するように構成および適合される、請求項２９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３２】
前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、イオンを実質的に軸方向に前記イオンガイドまたはイオントラップから排出するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３３】
イオンは、前記イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内にトラップされるか、または軸方向に閉じ込められるように構成され、前記イオントラップ領域は長さｌを有し、ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３４】
前記イオントラップまたはイオンガイドは、直線イオントラップまたはイオンガイドを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３５】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、多重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３６】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、四重極、六重極、八重極またはより高次の多重極ロッドセットを備える、請求項３５に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３７】
前記複数の電極は、（ｉ）おおよそまたは実質的に円形状、（ｉｉ）おおよそまたは実質的に双曲状、（ｉｉｉ）おおよそまたは実質的に円弧状または部分円形状、および（ｉｖ）おおよそまたは実質的に長方形状または正方形状からなる群から選択される断面を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３８】
前記多重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップによって描かれる半径は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項３５、３６または３７のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３９】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、軸方向にセグメント化されるか、または複数の軸方向セグメントを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４０】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、ｘの軸方向セグメントを備え、ｘは、（ｉ）＜１０、（ｉｉ）１０〜２０、（ｉｉｉ）２０〜３０、（ｉｖ）３０〜４０、（ｖ）４０〜５０、（ｖｉ）５０〜６０、（ｖｉｉ）６０〜７０、（ｖｉｉｉ）７０〜８０、（ｉｘ）８０〜９０、（ｘ）９０〜１００、および（ｘｉ）＞１００からなる群から選択される、請求項３９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４１】
各軸方向セグメントは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０の電極を備える、請求項３９または４０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４２】
前記軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の軸方向長さは、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項３９、４０または４１に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４３】
前記軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の間隔は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項３９〜４２のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４４】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、複数の非伝導性、絶縁性またはセラミックのロッド、突起またはデバイスを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４５】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０のロッド、突起またはデバイスを備える、請求項４４に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４６】
前記複数の非伝導性、絶縁性またはセラミックのロッド、突起またはデバイスは、前記ロッド、突起またはデバイスの上、周辺、隣、上方または近傍に配置される１つ以上の抵抗性または伝導性のコーティング、層、電極、フィルムまたは表面をさらに備える、請求項４４または４５に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４７】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、開口を有する複数の電極を備え、イオンは、使用時に、前記開口を通って移送される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４８】
前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、実質的に同じ大きさであるか、または実質的に同じ面積である開口を有する、請求項４７に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４９】
前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った方向に、大きさまたは面積が漸進的により大きくなるかおよび／またはより小さくなる開口を有する、請求項４７に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５０】
前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ、（ｉｉ）≦２．０ｍｍ、（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ、（ｉｖ）≦４．０ｍｍ、（ｖ）≦５．０ｍｍ、（ｖｉ）≦６．０ｍｍ、（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ、（ｉｘ）≦９．０ｍｍ、（ｘ）≦１０．０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する開口を有する、請求項４７、４８または４９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５１】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、複数のプレートまたはメッシュ電極を備え、前記電極のうちの少なくともいくつかは、使用時にイオンが走行する平面内に概して配置される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５２】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、複数のプレートまたはメッシュ電極を備え、前記電極のうちの少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、使用時にイオンが走行する平面内に概して配置される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５３】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０のプレートまたはメッシュ電極を備える、請求項５１または５２に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５４】
前記プレートまたはメッシュ電極は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される厚さを有する、請求項５１、５２または５３のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５５】
前記プレートまたはメッシュ電極は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される距離だけ互いに間隔をおいて配置される、請求項５１〜５４のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５６】
前記プレートまたはメッシュ電極は、ＡＣまたはＲＦ電圧が供給される、請求項５１〜５５のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５７】
隣接するプレートまたはメッシュ電極は、前記ＡＣまたはＲＦ電圧の互いに逆の位相が供給される、請求項５６に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５８】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する、請求項５６または５７に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５９】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧の振幅は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される、請求項５６、５７または５８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６０】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記イオンガイドまたはイオントラップの第１側に配置される第１の外側プレート電極と、前記イオンガイドまたはイオントラップの第２側に配置される第２の外側プレート電極とをさらに備える、請求項５１〜５９のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６１】
前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極を、ＡＣまたはＲＦ電圧が印加される前記プレートまたはメッシュ電極の平均電圧に対して、バイアスＤＣ電圧にバイアスするバイアス手段をさらに備える、請求項６０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６２】
前記バイアス手段は、前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極を、（ｉ）＜−１０Ｖ、（ｉｉ）−９〜−８Ｖ、（ｉｉｉ）−８〜−７Ｖ、（ｉｖ）−７〜−６Ｖ、（ｖ）−６〜−５Ｖ、（ｖｉ）−５〜−４Ｖ、（ｖｉｉ）−４〜−３Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３〜−２Ｖ、（ｉｘ）−２〜−１Ｖ、（ｘ）−１〜０Ｖ、（ｘｉ）０〜１Ｖ、（ｘｉｉ）１〜２Ｖ、（ｘｉｉｉ）２〜３Ｖ、（ｘｉｖ）３〜４Ｖ、（ｘｖ）４〜５Ｖ、（ｘｖｉ）５〜６Ｖ、（ｘｖｉｉ）６〜７Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）７〜８Ｖ、（ｘｉｘ）８〜９Ｖ、（ｘｘ）９〜１０Ｖ、および（ｘｘｉ）＞１０Ｖからなる群から選択される電圧にバイアスするように構成および適合される、請求項６１に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６３】
前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極は、使用時に、ＤＣのみの電圧が供給される、請求項６０、６１または６２に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６４】
前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極は、使用時に、ＡＣまたはＲＦのみの電圧が供給される、請求項６０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６５】
前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極は、使用時に、ＤＣおよびＡＣまたはＲＦ電圧が供給される、請求項６０、６１または６２のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６６】
前記複数のプレートまたはメッシュ電極の間に散在、配置、交互配置または配列される１つ以上の絶縁体層をさらに備える、請求項５１〜６５のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６７】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、実質的に曲線状または非直線状のイオンガイドまたはイオントラップ領域を備える、請求項５１〜６６のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６８】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、複数の軸方向セグメントを備える、請求項５１〜６７のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６９】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００の軸方向セグメントを備える、請求項６８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７０】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、実質的に円形状、楕円状、正方形状、長方形状、規則的または不規則的断面を有する、請求項５１〜６９のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７１】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記イオンガイド領域に沿って大きさおよび／または形状および／または幅および／または高さおよび／または長さが変化するイオンガイド領域を有する、請求項５１〜７０のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７２】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または＞１０の電極を備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７３】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも（ｉ）１０〜２０の電極、（ｉｉ）２０〜３０の電極、（ｉｉｉ）３０〜４０の電極、（ｉｖ）４０〜５０の電極、（ｖ）５０〜６０の電極、（ｖｉ）６０〜７０の電極、（ｖｉｉ）７０〜８０の電極、（ｖｉｉｉ）８０〜９０の電極、（ｉｘ）９０〜１００の電極、（ｘ）１００〜１１０の電極、（ｘｉ）１１０〜１２０の電極、（ｘｉｉ）１２０〜１３０の電極、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０の電極、（ｘｉｖ）１４０〜１５０の電極、または（ｘｖ）＞１５０の電極を備える、請求項１〜７１のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７４】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７５】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップを、（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜１．０×１０-4ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０-5ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１．０×１０-6ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１．０×１０-7ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＜１．０×１０-8ｍｂａｒ、（ｉｘ）＜１．０×１０-9ｍｂａｒ、（ｘ）＜１．０×１０-10ｍｂａｒ、（ｘｉ）＜１．０×１０-11ｍｂａｒ、および（ｘｉｉ）＜１．０×１０-12ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７６】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップを、（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、および（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７７】
動作モードにおいて、イオンは、前記イオンガイドまたはイオントラップ内において、トラップされるが、実質的にフラグメンテーションされない、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７８】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７９】
前記イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される手段は、イオンが前記イオンガイドまたはイオントラップから排出される前および／または後にイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成される、請求項７８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８０】
前記イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成および適合されるフラグメンテーション手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８１】
前記フラグメンテーション手段は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成および適合される、請求項８０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８２】
前記フラグメンテーション手段は、表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成および適合される、請求項８０または８１に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８３】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップから共鳴により、および／または質量選択的に排出するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８４】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップからイオン軸方向および／または半径方向に排出するように構成および適合される、請求項８３に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８５】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記第２の動作モードにおいて、質量選択的不安定性によってイオンを排出するために、前記電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧の周波数および／または振幅を調節するように構成および適合される、請求項８３または８４に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８６】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記第２の動作モードにおいて、イオンを共鳴による排出によって排出するために、ＡＣまたはＲＦ補助波形または電圧を前記複数の電極に重ね合わせるように構成および適合される、請求項８３、８４または８５のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８７】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記第２の動作モードにおいて、イオンを排出するために、ＤＣバイアス電圧を前記複数の電極に印加するように構成および適合される、請求項８３〜８６のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８８】
さらなる動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップは、イオンが質量選択的におよび／または共鳴によらずに前記イオンガイドまたはイオントラップから排出されることなく、前記イオンを移送するか、または前記イオンを格納するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８９】
さらなる動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップは、イオンを質量フィルタリングまたは質量分析するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９０】
さらなる動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップは、イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップから質量選択的におよび／または共鳴によらずに排出することなく、衝突またはフラグメンテーションセルとして作用するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９１】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップ内で、前記イオンガイドまたはイオントラップの入射口および／または中心および／または出射口に最も近い１つ以上の位置にイオンを格納またはトラップするように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９２】
動作モードにおいてイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップ内にトラップし、前記イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップの入射口および／または中心および／または出射口に向かって漸進的に移動させるように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９３】
１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を最初に第１の軸方向位置において前記電極に印加し、前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、次いでその後に前記イオンガイドまたはイオントラップに沿って第２、次いで第３の異なる軸方向位置に与えられるように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９４】
イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を前記イオンガイドまたはイオントラップの一端から前記イオンガイドまたはイオントラップの別の端部へ印加、移動または平行移動するように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９５】
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧は、（ｉ）ポテンシャルの山または障壁、（ｉｉ）ポテンシャル井戸、（ｉｉｉ）多重極ポテンシャルの山または障壁、（ｉｖ）多重極ポテンシャル井戸、（ｖ）ポテンシャル山または障壁およびポテンシャル井戸の組み合わせ、または（ｖｉ）多重極ポテンシャル山または障壁および多重極ポテンシャル井戸の組み合わせを生成する、請求項９３または９４に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９６】
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、繰り返し波形または正方形状波を備える、請求項９３、９４または９５に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９７】
１つ以上のトラップ静電またはＤＣポテンシャルを前記イオンガイドまたはイオントラップの第１の端部および／または第２の端部において印加するように構成される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９８】
１つ以上のトラップ静電ポテンシャルを前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さに沿って印加するように構成される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９９】
先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップを備える質量分析計。
【請求項１００】
（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「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脱離イオン化イオン源、および(ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択されるイオン源をさらに備える、請求項９９に記載の質量分析計。
【請求項１０１】
連続またはパルス化イオン源をさらに備える、請求項９９または１００に記載の質量分析計。
【請求項１０２】
前記イオンガイドまたはイオントラップの上流および／または下流に配置される１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップをさらに備える、請求項９９、１００または１０１のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０３】
前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップは、前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される、請求項１０２に記載の質量分析計。
【請求項１０４】
前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップは、イオンが前記イオンガイドまたはイオントラップへ導入される前および／または後に前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される、請求項１０３に記載の質量分析計。
【請求項１０５】
イオンを前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップから前記イオンガイドまたはイオントラップ内へ導入、軸方向に注入または排出、半径方向に注入または排出、移送またはパルス化するように構成および適合される手段をさらに備える、請求項１０２、１０３または１０４に記載の質量分析計。
【請求項１０６】
イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップ内へ導入、軸方向に注入または排出、半径方向に注入または排出、移送またはパルス化するように構成および適合される手段をさらに備える、請求項１０２〜１０５のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０７】
前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成および適合される手段をさらに備える、請求項１０２〜１０６のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０８】
前記イオンガイドまたはイオントラップの上流および／または下流に配置される１つ以上のイオン検出器をさらに備える、請求項１００〜１０７のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０９】
前記イオンガイドまたはイオントラップの下流および／または上流に配置される質量分析器をさらに備える、請求項１００〜１０８のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１１０】
前記質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｉｉ）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（ｉｖ）直交加速度飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（ｖ）軸方向加速度飛行時間質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析計、（ｖｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｖｉｉｉ）２Ｄまたは直線四重極質量分析器、（ｉｘ）ペニングトラップ質量分析器、（ｘ）イオントラップ質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換オービトラップ、（ｘｉｉ）静電フーリエ変換質量分析計、および（ｘｉｉｉ）四重極質量分析器からなる群から選択される、請求項１０９に記載の質量分析計。
【請求項１１１】
複数の電極を備えるイオントラップまたはイオンガイドを準備するステップと、
少なくともいくつかのイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するステップと、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するステップであって、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、ステップと、
前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるステップと、
少なくともいくつかのイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンは前記イオンガイドまたはイオントラップの前記トラップ領域域内に実質的にトラップされたままになるように構成されるステップと
を含むイオンをガイドまたはトラップする方法。
【請求項１１２】
請求項１１１に記載の方法を含む質量分析の方法。
【請求項１１３】
複数の電極と、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成および適合される第１の手段であって、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、第１の手段と、
前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるように構成および適合される変調手段と
を備えるイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１１４】
複数の電極を備えるイオントラップまたはイオンガイドを準備するステップと、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するステップであって、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、ステップと、
前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるステップと
を含むイオンをガイドまたはトラップする方法。
【請求項１１５】
イオンをイオンガイドまたはイオントラップから実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出し、同時に他のイオンは、前記イオンガイドまたはイオントラップ内にトラップされたままであるように構成および適合される手段を備える直線イオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１１６】
イオンをイオンガイドまたはイオントラップから実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出し、同時に他のイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップ内にトラップするステップを含む、イオンをガイドまたはトラップする方法。
【請求項１】
複数の電極と、
少なくともいくつかのイオンをイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段と、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成および適合される第１の手段であって、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、第１の手段と、
前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるように構成および適合される変調手段と、
前記第１の動作モードにおいて、少なくともいくつかのイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンは前記イオンガイドまたはイオントラップの前記トラップ領域域内に実質的にトラップされたままになるように構成されるように構成および適合される排出手段と
を備えるイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に印加するように構成および適合される、請求項１に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように構成および適合される、請求項１または２に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように構成および適合される、請求項１、２または３に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５】
前記第１の手段は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または＞１０の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６】
前記第１の手段は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７】
前記第１の手段は、（ｉ）＜１０Ｖ、（ｉｉ）１０〜２０Ｖ、（ｉｉｉ）２０〜３０Ｖ、（ｉｖ）３０〜４０Ｖ、（ｖ）４０〜５０Ｖ、（ｖｉ）５０〜６０Ｖ、（ｖｉｉ）６０〜７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０Ｖ、（ｉｘ）８０〜９０Ｖ、（ｘ）９０〜１００Ｖ、および（ｘｉ）＞１００Ｖからなる群から選択される深さを有する１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８】
前記第１の手段は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さに沿って第１の時間における第１の位置に位置する最小を有する１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を維持するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、イオン入射口およびイオン出射口を有し、前記第１の位置は、前記イオン入射口から下流に距離Ｌの位置にあり、かつ／または前記イオン出射口から上流に距離Ｌの位置にあり、Ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される、請求項８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１０】
前記第１の手段は、１つ以上のＤＣ電圧を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１１】
前記第１の手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を提供するように構成および適合され、軸方向ポテンシャルがポテンシャル井戸の最小または中心からの距離または変位の二乗として実質的に増加する、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１２】
前記変調手段は、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って変調または振動させるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１３】
前記変調手段は、１つ以上のＤＣ電圧を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１４】
前記変調手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小を実質的に周期的および／または規則的に変調または振動させるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１５】
前記変調手段は、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を第１の周波数ｆ1を用いて、または第１の周波数ｆ1において変調または振動させるように構成および適合され、ｆ1は、（ｉ）＜５ｋＨｚ、（ｉｉ）５〜１０ｋＨｚ、（ｉｉｉ）１０〜１５ｋＨｚ、（ｉｖ）１５〜２０ｋＨｚ、（ｖ）２０〜２５ｋＨｚ、（ｖｉ）２５〜３０ｋＨｚ、（ｖｉｉ）３０〜３５ｋＨｚ、（ｖｉｉｉ）３５〜４０ｋＨｚ、（ｉｘ）４０〜４５ｋＨｚ、（ｘ）４５〜５０ｋＨｚ、（ｘｉ）５０〜５５ｋＨｚ、（ｘｉｉ）５５〜６０ｋＨｚ、（ｘｉｉｉ）６０〜６５ｋＨｚ、（ｘｉｖ）６５〜７０ｋＨｚ、（ｘｖ）７０〜７５ｋＨｚ、（ｘｖｉ）７５〜８０ｋＨｚ、（ｘｖｉｉ）８０〜８５ｋＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）８５〜９０ｋＨｚ、（ｘｉｘ）９０〜９５ｋＨｚ、（ｘｘ）９５〜１００ｋＨｚ、および（ｘｘｉ）＞１００ｋＨｚからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１６】
前記変調手段は、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小を第１の周波数ｆ1を用いて、または第１の周波数ｆ1において変調または振動させるように構成および適合され、前記第１の周波数ｆ1は、前記イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％の共鳴または基本振動数よりも大きい、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１７】
前記第１の周波数ｆ1は、前記イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％の共鳴または基本振動数よりも少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、１６０％、１７０％、１８０％、１９０％、２００％、２５０％、３００％、３５０％、４００％、４５０％、５００％だけ大きい、請求項１６に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１８】
前記変調手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小を実質的に一定の周波数または実質的に一定でない周波数のいずれか一方において変調または振動させるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１９】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を変更および／または変化および／またはスキャンするように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２０】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を増加するように構成および適合される、請求項１９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２１】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の振幅を時間とともに実質的に直線的に増加するように構成および適合される、請求項２０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２２】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を変更および／または変化および／またはスキャンするように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２３】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を低減するように構成および適合される、請求項２２に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２４】
前記排出手段は、前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の二次ポテンシャル井戸の最小の位置の変調または振動の周波数を時間とともに実質的に直線的に低減するように構成および適合される、請求項２３に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２５】
前記排出手段は、イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップから質量選択的に排出するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２６】
前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフより低い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンが前記イオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域から排出されるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２７】
前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフより高い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンが前記イオンガイドまたはイオントラップのイオントラップ領域内に残るか、貯留されるか、または閉じ込められるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２８】
前記第１の質量電荷比カットオフは、（ｉ）＜１００、（ｉｉ）１００〜２００、（ｉｉｉ）２００〜３００、（ｉｖ）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（ｖｉ）５００〜６００、（ｖｉｉ）６００〜７００、（ｖｉｉｉ）７００〜８００、（ｉｘ）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（ｘｉ）１０００〜１１００、（ｘｉｉ）１１００〜１２００、（ｘｉｉｉ）１２００〜１３００、（ｘｉｖ）１３００〜１４００、（ｘｖ）１４００〜１５００、（ｘｖｉ）１５００〜１６００、（ｘｖｉｉ）１６００〜１７００、（ｘｖｉｉｉ）１７００〜１８００、（ｘｉｘ）１８００〜１９００、（ｘｘ）１９００〜２０００、および（ｘｘｉ）＞２０００からなる群から選択される範囲にある、請求項２６または２７に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項２９】
前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを増加するように構成および適合される、請求項２６、２７または２８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３０】
前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを実質的に連続的および／または直線的および／または漸進的および／または規則的に増加するように構成および適合される、請求項２９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３１】
前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを実質的に不連続的および／または非直線的および／または非漸進的および／または不規則的に増加するように構成および適合される、請求項２９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３２】
前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、イオンを実質的に軸方向に前記イオンガイドまたはイオントラップから排出するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３３】
イオンは、前記イオンガイドまたはイオントラップ内のイオントラップ領域内にトラップされるか、または軸方向に閉じ込められるように構成され、前記イオントラップ領域は長さｌを有し、ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３４】
前記イオントラップまたはイオンガイドは、直線イオントラップまたはイオンガイドを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３５】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、多重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３６】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、四重極、六重極、八重極またはより高次の多重極ロッドセットを備える、請求項３５に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３７】
前記複数の電極は、（ｉ）おおよそまたは実質的に円形状、（ｉｉ）おおよそまたは実質的に双曲状、（ｉｉｉ）おおよそまたは実質的に円弧状または部分円形状、および（ｉｖ）おおよそまたは実質的に長方形状または正方形状からなる群から選択される断面を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３８】
前記多重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントラップによって描かれる半径は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項３５、３６または３７のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項３９】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、軸方向にセグメント化されるか、または複数の軸方向セグメントを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４０】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、ｘの軸方向セグメントを備え、ｘは、（ｉ）＜１０、（ｉｉ）１０〜２０、（ｉｉｉ）２０〜３０、（ｉｖ）３０〜４０、（ｖ）４０〜５０、（ｖｉ）５０〜６０、（ｖｉｉ）６０〜７０、（ｖｉｉｉ）７０〜８０、（ｉｘ）８０〜９０、（ｘ）９０〜１００、および（ｘｉ）＞１００からなる群から選択される、請求項３９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４１】
各軸方向セグメントは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０の電極を備える、請求項３９または４０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４２】
前記軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の軸方向長さは、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項３９、４０または４１に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４３】
前記軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の間隔は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項３９〜４２のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４４】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、複数の非伝導性、絶縁性またはセラミックのロッド、突起またはデバイスを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４５】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０のロッド、突起またはデバイスを備える、請求項４４に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４６】
前記複数の非伝導性、絶縁性またはセラミックのロッド、突起またはデバイスは、前記ロッド、突起またはデバイスの上、周辺、隣、上方または近傍に配置される１つ以上の抵抗性または伝導性のコーティング、層、電極、フィルムまたは表面をさらに備える、請求項４４または４５に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４７】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、開口を有する複数の電極を備え、イオンは、使用時に、前記開口を通って移送される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４８】
前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、実質的に同じ大きさであるか、または実質的に同じ面積である開口を有する、請求項４７に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項４９】
前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った方向に、大きさまたは面積が漸進的により大きくなるかおよび／またはより小さくなる開口を有する、請求項４７に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５０】
前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ、（ｉｉ）≦２．０ｍｍ、（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ、（ｉｖ）≦４．０ｍｍ、（ｖ）≦５．０ｍｍ、（ｖｉ）≦６．０ｍｍ、（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ、（ｉｘ）≦９．０ｍｍ、（ｘ）≦１０．０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する開口を有する、請求項４７、４８または４９に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５１】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、複数のプレートまたはメッシュ電極を備え、前記電極のうちの少なくともいくつかは、使用時にイオンが走行する平面内に概して配置される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５２】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、複数のプレートまたはメッシュ電極を備え、前記電極のうちの少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、使用時にイオンが走行する平面内に概して配置される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５３】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０のプレートまたはメッシュ電極を備える、請求項５１または５２に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５４】
前記プレートまたはメッシュ電極は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される厚さを有する、請求項５１、５２または５３のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５５】
前記プレートまたはメッシュ電極は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される距離だけ互いに間隔をおいて配置される、請求項５１〜５４のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５６】
前記プレートまたはメッシュ電極は、ＡＣまたはＲＦ電圧が供給される、請求項５１〜５５のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５７】
隣接するプレートまたはメッシュ電極は、前記ＡＣまたはＲＦ電圧の互いに逆の位相が供給される、請求項５６に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５８】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する、請求項５６または５７に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項５９】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧の振幅は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される、請求項５６、５７または５８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６０】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記イオンガイドまたはイオントラップの第１側に配置される第１の外側プレート電極と、前記イオンガイドまたはイオントラップの第２側に配置される第２の外側プレート電極とをさらに備える、請求項５１〜５９のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６１】
前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極を、ＡＣまたはＲＦ電圧が印加される前記プレートまたはメッシュ電極の平均電圧に対して、バイアスＤＣ電圧にバイアスするバイアス手段をさらに備える、請求項６０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６２】
前記バイアス手段は、前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極を、（ｉ）＜−１０Ｖ、（ｉｉ）−９〜−８Ｖ、（ｉｉｉ）−８〜−７Ｖ、（ｉｖ）−７〜−６Ｖ、（ｖ）−６〜−５Ｖ、（ｖｉ）−５〜−４Ｖ、（ｖｉｉ）−４〜−３Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３〜−２Ｖ、（ｉｘ）−２〜−１Ｖ、（ｘ）−１〜０Ｖ、（ｘｉ）０〜１Ｖ、（ｘｉｉ）１〜２Ｖ、（ｘｉｉｉ）２〜３Ｖ、（ｘｉｖ）３〜４Ｖ、（ｘｖ）４〜５Ｖ、（ｘｖｉ）５〜６Ｖ、（ｘｖｉｉ）６〜７Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）７〜８Ｖ、（ｘｉｘ）８〜９Ｖ、（ｘｘ）９〜１０Ｖ、および（ｘｘｉ）＞１０Ｖからなる群から選択される電圧にバイアスするように構成および適合される、請求項６１に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６３】
前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極は、使用時に、ＤＣのみの電圧が供給される、請求項６０、６１または６２に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６４】
前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極は、使用時に、ＡＣまたはＲＦのみの電圧が供給される、請求項６０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６５】
前記第１の外側プレート電極および／または前記第２の外側プレート電極は、使用時に、ＤＣおよびＡＣまたはＲＦ電圧が供給される、請求項６０、６１または６２のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６６】
前記複数のプレートまたはメッシュ電極の間に散在、配置、交互配置または配列される１つ以上の絶縁体層をさらに備える、請求項５１〜６５のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６７】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、実質的に曲線状または非直線状のイオンガイドまたはイオントラップ領域を備える、請求項５１〜６６のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６８】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、複数の軸方向セグメントを備える、請求項５１〜６７のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項６９】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００の軸方向セグメントを備える、請求項６８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７０】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、実質的に円形状、楕円状、正方形状、長方形状、規則的または不規則的断面を有する、請求項５１〜６９のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７１】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記イオンガイド領域に沿って大きさおよび／または形状および／または幅および／または高さおよび／または長さが変化するイオンガイド領域を有する、請求項５１〜７０のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７２】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または＞１０の電極を備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７３】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、少なくとも（ｉ）１０〜２０の電極、（ｉｉ）２０〜３０の電極、（ｉｉｉ）３０〜４０の電極、（ｉｖ）４０〜５０の電極、（ｖ）５０〜６０の電極、（ｖｉ）６０〜７０の電極、（ｖｉｉ）７０〜８０の電極、（ｖｉｉｉ）８０〜９０の電極、（ｉｘ）９０〜１００の電極、（ｘ）１００〜１１０の電極、（ｘｉ）１１０〜１２０の電極、（ｘｉｉ）１２０〜１３０の電極、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０の電極、（ｘｉｖ）１４０〜１５０の電極、または（ｘｖ）＞１５０の電極を備える、請求項１〜７１のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７４】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７５】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップを、（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜１．０×１０-4ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０-5ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１．０×１０-6ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１．０×１０-7ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＜１．０×１０-8ｍｂａｒ、（ｉｘ）＜１．０×１０-9ｍｂａｒ、（ｘ）＜１．０×１０-10ｍｂａｒ、（ｘｉ）＜１．０×１０-11ｍｂａｒ、および（ｘｉｉ）＜１．０×１０-12ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７６】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップを、（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、および（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７７】
動作モードにおいて、イオンは、前記イオンガイドまたはイオントラップ内において、トラップされるが、実質的にフラグメンテーションされない、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７８】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項７９】
前記イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される手段は、イオンが前記イオンガイドまたはイオントラップから排出される前および／または後にイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成される、請求項７８に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８０】
前記イオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成および適合されるフラグメンテーション手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８１】
前記フラグメンテーション手段は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成および適合される、請求項８０に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８２】
前記フラグメンテーション手段は、表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成および適合される、請求項８０または８１に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８３】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップから共鳴により、および／または質量選択的に排出するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８４】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、第２の動作モードにおいて、イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップからイオン軸方向および／または半径方向に排出するように構成および適合される、請求項８３に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８５】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記第２の動作モードにおいて、質量選択的不安定性によってイオンを排出するために、前記電極に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧の周波数および／または振幅を調節するように構成および適合される、請求項８３または８４に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８６】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記第２の動作モードにおいて、イオンを共鳴による排出によって排出するために、ＡＣまたはＲＦ補助波形または電圧を前記複数の電極に重ね合わせるように構成および適合される、請求項８３、８４または８５のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８７】
前記イオンガイドまたはイオントラップは、前記第２の動作モードにおいて、イオンを排出するために、ＤＣバイアス電圧を前記複数の電極に印加するように構成および適合される、請求項８３〜８６のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８８】
さらなる動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップは、イオンが質量選択的におよび／または共鳴によらずに前記イオンガイドまたはイオントラップから排出されることなく、前記イオンを移送するか、または前記イオンを格納するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項８９】
さらなる動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップは、イオンを質量フィルタリングまたは質量分析するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９０】
さらなる動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップは、イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップから質量選択的におよび／または共鳴によらずに排出することなく、衝突またはフラグメンテーションセルとして作用するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９１】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたはイオントラップ内で、前記イオンガイドまたはイオントラップの入射口および／または中心および／または出射口に最も近い１つ以上の位置にイオンを格納またはトラップするように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９２】
動作モードにおいてイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップ内にトラップし、前記イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップの入射口および／または中心および／または出射口に向かって漸進的に移動させるように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９３】
１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を最初に第１の軸方向位置において前記電極に印加し、前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、次いでその後に前記イオンガイドまたはイオントラップに沿って第２、次いで第３の異なる軸方向位置に与えられるように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９４】
イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を前記イオンガイドまたはイオントラップの一端から前記イオンガイドまたはイオントラップの別の端部へ印加、移動または平行移動するように構成および適合される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９５】
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧は、（ｉ）ポテンシャルの山または障壁、（ｉｉ）ポテンシャル井戸、（ｉｉｉ）多重極ポテンシャルの山または障壁、（ｉｖ）多重極ポテンシャル井戸、（ｖ）ポテンシャル山または障壁およびポテンシャル井戸の組み合わせ、または（ｖｉ）多重極ポテンシャル山または障壁および多重極ポテンシャル井戸の組み合わせを生成する、請求項９３または９４に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９６】
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、繰り返し波形または正方形状波を備える、請求項９３、９４または９５に記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９７】
１つ以上のトラップ静電またはＤＣポテンシャルを前記イオンガイドまたはイオントラップの第１の端部および／または第２の端部において印加するように構成される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９８】
１つ以上のトラップ静電ポテンシャルを前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さに沿って印加するように構成される手段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項９９】
先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたはイオントラップを備える質量分析計。
【請求項１００】
（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「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脱離イオン化イオン源、および(ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択されるイオン源をさらに備える、請求項９９に記載の質量分析計。
【請求項１０１】
連続またはパルス化イオン源をさらに備える、請求項９９または１００に記載の質量分析計。
【請求項１０２】
前記イオンガイドまたはイオントラップの上流および／または下流に配置される１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップをさらに備える、請求項９９、１００または１０１のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０３】
前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップは、前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される、請求項１０２に記載の質量分析計。
【請求項１０４】
前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップは、イオンが前記イオンガイドまたはイオントラップへ導入される前および／または後に前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを衝突冷却または実質的に熱化するように構成および適合される、請求項１０３に記載の質量分析計。
【請求項１０５】
イオンを前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップから前記イオンガイドまたはイオントラップ内へ導入、軸方向に注入または排出、半径方向に注入または排出、移送またはパルス化するように構成および適合される手段をさらに備える、請求項１０２、１０３または１０４に記載の質量分析計。
【請求項１０６】
イオンを前記イオンガイドまたはイオントラップ内へ導入、軸方向に注入または排出、半径方向に注入または排出、移送またはパルス化するように構成および適合される手段をさらに備える、請求項１０２〜１０５のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０７】
前記１つ以上のさらなるイオンガイドまたはイオントラップ内においてイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成および適合される手段をさらに備える、請求項１０２〜１０６のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０８】
前記イオンガイドまたはイオントラップの上流および／または下流に配置される１つ以上のイオン検出器をさらに備える、請求項１００〜１０７のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０９】
前記イオンガイドまたはイオントラップの下流および／または上流に配置される質量分析器をさらに備える、請求項１００〜１０８のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１１０】
前記質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｉｉ）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（ｉｖ）直交加速度飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（ｖ）軸方向加速度飛行時間質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析計、（ｖｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｖｉｉｉ）２Ｄまたは直線四重極質量分析器、（ｉｘ）ペニングトラップ質量分析器、（ｘ）イオントラップ質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換オービトラップ、（ｘｉｉ）静電フーリエ変換質量分析計、および（ｘｉｉｉ）四重極質量分析器からなる群から選択される、請求項１０９に記載の質量分析計。
【請求項１１１】
複数の電極を備えるイオントラップまたはイオンガイドを準備するステップと、
少なくともいくつかのイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するステップと、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するステップであって、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、ステップと、
前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるステップと、
少なくともいくつかのイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンは前記イオンガイドまたはイオントラップの前記トラップ領域域内に実質的にトラップされたままになるように構成されるステップと
を含むイオンをガイドまたはトラップする方法。
【請求項１１２】
請求項１１１に記載の方法を含む質量分析の方法。
【請求項１１３】
複数の電極と、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸をイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成および適合される第１の手段であって、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、第１の手段と、
前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるように構成および適合される変調手段と
を備えるイオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１１４】
複数の電極を備えるイオントラップまたはイオンガイドを準備するステップと、
第１の動作モードにおいて、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するステップであって、前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸は最小を有する、ステップと、
前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の位置および／または前記１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸の最小の位置を前記イオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変調または振動させるステップと
を含むイオンをガイドまたはトラップする方法。
【請求項１１５】
イオンをイオンガイドまたはイオントラップから実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出し、同時に他のイオンは、前記イオンガイドまたはイオントラップ内にトラップされたままであるように構成および適合される手段を備える直線イオンガイドまたはイオントラップ。
【請求項１１６】
イオンをイオンガイドまたはイオントラップから実質的に共鳴によらずに質量選択的に排出し、同時に他のイオンを前記イオンガイドまたはイオントラップ内にトラップするステップを含む、イオンをガイドまたはトラップする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２００８−５２７６６４（Ｐ２００８−５２７６６４Ａ）
【公表日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５０８５４（Ｐ２００７−５５０８５４）
【出願日】平成１８年１月１７日（２００６．１．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／０００１５５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７５１８９
【国際公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（５０４１４２０９７）マイクロマス ユーケー リミテッド (57)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１７日（２００６．１．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／０００１５５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７５１８９
【国際公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（５０４１４２０９７）マイクロマス ユーケー リミテッド (57)
【Ｆターム（参考）】
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