(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のイオンを発生するイオン源を改善したインパクタスプレーイオン源を提供する。【解決手段】イオン源であって、１つ以上のネブライザ１及び１つ以上のターゲット５０を備え、１つ以上のターゲット５０に衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、使用中に、放出するように、１つ以上のネブライザ１が、配置及び適合され、１つ以上のターゲット５０が、１つ以上のターゲット５０の表面に沿って流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体１４をさらに備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲット、
を備え、前記１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、使用中に、放出するように、前記１つ以上のネブライザが、配置及び適合され、
前記１つ以上のターゲットが、前記１つ以上のターゲットの表面に沿って流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体をさらに備える、
イオン源。
【請求項２】
前記１つ以上の構造体が１つ以上の渦発生構造体を含む、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記１つ以上の構造体が、ガスの流れが前記表面に付着したままであることを助長する表面流の渦を促進するように構成される、請求項１又は請求項２に記載のイオン源。
【請求項４】
前記１つ以上の構造体が、ガスの流れが前記表面に付着したままであることを助長する表面流の渦を促進するように構成された空気力学的形状又は外形を含む、請求項１、請求項２、又は請求項３に記載のイオン源。
【請求項５】
前記１つ以上の構造体が、よどみ点又はよどみラインの下流、及び／又は、剥離点又は剥離ラインの上流に位置決めされる、請求項１から４のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項６】
前記１つ以上の構造体が、前記１つ以上のターゲットの表面から延びる隆起、及び／又は、前記１つ以上のターゲットの表面の中に延びるノッチ又はキャビティを含む、請求項１から５のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項７】
前記１つ以上の構造体が、前記ターゲットの上又は周りを流れるガスの全般的な方向と平行、非平行、又は垂直な縦軸を有する１つ以上のストレーク又はフィンを含む、請求項１から６のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項８】
前記１つ以上の構造体が、
（ｉ）単一の構造体又は複数の構造体、
（ｉｉ）単一の列の構造体又は複数の列の構造体、
（ｉｉｉ）立方体、立方体様、円筒形、又は多面体構造体、
（ｉｖ）構造体間に不規則な間隔を有する構造体、及び
（ｖ）前記１つ以上のターゲットの表面にインプリント、エッチング、又はマイクロ機械加工される連続するマイクロパターンが形成された表面、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から７のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項９】
前記１つ以上の構造体が、前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向内に位置決めされる、請求項１から８のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１０】
前記１つ以上の構造体が、前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向と位置合わせされる、請求項１から９のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１１】
前記１つ以上のターゲットが円筒形チューブ又はロッドを含み、及び又は、前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向が、前記円筒形チューブ又はロッドの円周の一部の周りである、請求項１から１０のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１２】
前記１つ以上のターゲットがプレートの形態の平坦面を備え、及び又は、前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向が前記平坦面にわたる又は沿う、請求項１から１１のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１３】
前記１つ以上の構造体の高さ又は深さが、前記１つ以上のターゲットを越えて流れる前記ガスの境界層の厚さと等しい又は同等である、請求項１から１２のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１４】
前記１つ以上の構造体の高さ又は深さが、５００μｍ未満、例えば１０から１００μｍまでの間である、請求項１から１３のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１５】
前記イオン源が大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源を含む、請求項１から１４のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一に記載のイオン源を備える質量分析計。
【請求項１７】
サンプルをイオン化する方法であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲットを提供することと、
前記１つ以上のターゲットは、前記１つ以上のターゲットの表面に沿って流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体を備え、
前記１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、前記１つ以上のネブライザに、放出させることと、
前記１つ以上の構造体を用いて前記１つ以上のターゲットの表面に沿って流れるガスを乱すことと、
を含む、方法。
【請求項１８】
サンプルをイオン化する方法であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲットを提供することと、
条件Ｒρ／Ｒμ＞１
（Ｒρ＝ρ（Ｘ）／ρ（Ｎ２）、及びＲμ＝μ（Ｘ）／μ（Ｎ２）であり、ρ（Ｘ）はネブライジングガスの密度、ρ（Ｎ２）は窒素の密度、μ（Ｘ）はネブライジングガスの粘度、μ（Ｎ２）は窒素の粘度である）
を満たすネブライジングガスを用いて、
前記１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、前記１つ以上のネブライザに、放出させることと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１４年８月１８日に出願された英国特許出願第１４１４５９６．５号及び２０１４年８月１８日に出願された欧州特許出願第１４１８１２４８．７号に基づく優先権及び利益を主張するものである。これらの出願の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、質量分析、特に、質量分析計及び質量分析方法に関する。種々の実施形態は、イオン源及びサンプルをイオン化する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
液体クロマトグラフィを質量分析計に接続するために大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）源が一般に用いられる。エレクトロスプレー（「ＥＳＩ」）源、大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）源、及びインパクタスプレー（「ＩＳ」）源を含む、多くのタイプのＡＰＩ源が存在する。
【０００４】
図１は、従来の標準インパクタスプレー源を概略的に示す。これは、空気圧ネブライザ組立体１と、脱溶媒ヒータ４と、インパクタターゲット５と、コーンガスノズル６、イオン入口オリフィス８、及び第１の真空領域９を備える質量分析計入口組立体とを備える。
【０００５】
この配置は、溶媒のフュームを排出するための排気出口を含むソース筐体によって取り囲まれてもよい（図示せず）。ネブライザ組立体１は、内側液体キャピラリー２と、液体溶媒の流れの霧化を支援するべくネブライザチップで高速ガス流を送達する外側ガスキャピラリー３で構成される。内側液体キャピラリー２は、１３０μｍの内径及び２７０μｍの外径を有してもよい。外側ガスキャピラリー３は、３３０μｍの内径を有してもよい。
【０００６】
ガス供給（例えば窒素）はおよそ７バールに加圧され、０．１〜１ｍＬ／ｍｉｎの液体流量が一般に用いられる。加熱される脱溶媒ガス（例えば窒素）は、通常、１２００Ｌ／ｈｒの流量でネブライザ１とヒータ４との間を流れる。
【０００７】
ネブライザ１からの高速液滴流が、直径１．６ｍｍのステンレススチールの円筒形ロッドターゲット５に衝突する。通常、ロッドターゲット５の表面は、研磨され、平滑である。例示される寸法ｘ１、ｙ１、及びｙ２は、通常、それぞれ５ｍｍ、３ｍｍ、及び７ｍｍである。ネブライザ１及びインパクタターゲット５は、通常、それぞれ０Ｖ及び１ｋＶに保たれる。質量分析計入口は、通常、接地電位（例えば０〜１００Ｖ）に近い。
【０００８】
通常１５０Ｌ／ｈｒの窒素カーテンガス流が、コーンガスノズル６とイオン入口コーン１０との間を通過する。インパクタターゲット５からのガス流の後流７内に含まれるイオン、荷電粒子、又は中性粒子は、ＭＳの第１の真空領域９とソース筐体の大気圧領域との間の境界をなすイオン入口オリフィス８を介して質量分析計に入ることができる。
【０００９】
インパクタターゲット５の直径が液体キャピラリー２の内径よりも著しく大きいときに、スプレーを、図１に示す右上の象限でターゲット５に衝突するように誘導することが有利である。これらの条件下では、ガス流の後流７は、ターゲットの湾曲に沿い（コアンダ効果）、かつ、イオン入口オリフィス８の方向に振られ、結果的により大きいイオン信号強度をもたらす。
【００１０】
したがって、インパクタスプレー源では、ネブライザは、高電圧に保たれネブライザチップの近傍にある金属ロッドターゲットに当たる超音速ガスジェット状の高速液滴流を生じる。
【００１１】
ＷＯ２０１３／０９３５１７（「Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ」）は、インパクタスプレーイオン化源を介した、キャピラリー電気泳動から質量分析計へのインターフェース化を開示する。
【００１２】
ＷＯ２０１４０６４４００（「Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ」）は、メッシュターゲットを使用した、低及び高有機移動相組成のための衝撃ベースのイオン源の改善された再現性を開示する。
【００１３】
ＥＰ１８５５３０６（「Ｃｒｉｓｔｏｎｉ」）は、質量分析のためのイオン化源及び方法を開示する。
【００１４】
ＷＯ２００４／０３４０１１（「Ｃｒｉｓｔｏｎｉ」）は、質量分析のためのイオン化源を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】ＷＯ２０１３／０９３５１７
【特許文献２】ＷＯ２０１４０６４４００
【特許文献３】ＥＰ１８５５３０６
【特許文献４】ＷＯ２００４／０３４０１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
改善されたイオン源を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本開示の態様によれば、イオン源であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲット、
を備え、１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、使用中に、放出するように、１つ以上のネブライザが、配置及び適合され、
１つ以上のターゲットが、１つ以上のターゲットの表面に沿って又はわたって流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体をさらに備える、
イオン源が提供される。
【００１８】
インパクタスプレー源の性能を高めるべくさらなる渦流挙動を助長するように設計される、インパクタスプレーイオン源のターゲット表面への修正が提案される。従来のインパクタスプレーイオン源は、通常、平面的な湾曲面であり、かつ、その表面に沿って流れるガスを乱すように構成される構造体を備えない、ターゲットに関係する。ターゲット表面での渦流パターンは、インパクタスプレーイオン源でのネブライゼーションプロセス、脱溶媒プロセス、及びイオン化プロセスにおいて重要な役割を果たし得ることが認識されており、本開示は、この認識を用いることを意図するものである。
【００１９】
上記のイオン源は、ターゲットが、その表面に沿って又はわたって流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体を備えることを必要とすることが分かるであろう。これは、例えば、ターゲットの表面が完全に平滑であるＷＯ２０１３／０９３５１７（「Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ」）とは大きく異なる。
【００２０】
液滴から主として成る流れは、１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、前記複数のイオンを生成するべく液滴をイオン化してもよい。
【００２１】
１つ以上の構造体は、１つ以上の渦発生構造体を含んでもよく、渦発生構造体は、随意的に、１つ以上の渦発生構造体を越えて流れるガスに渦及び／又は乱流を生じさせるように構成される。
【００２２】
１つ以上の構造体は、ガスの流れが表面に付着したままであることを助長する表面流の渦を促進するように構成されてもよい。
【００２３】
１つ以上の構造体は、随意的に、ガスの流れが表面に付着したままであることを助長する表面流の渦を促進するように構成された空気力学的形状又は外形を含む。
【００２４】
１つ以上の構造体は、よどみ点又はよどみラインの下流、及び／又は、剥離点又は剥離ラインの上流に位置決めされてもよい。
【００２５】
１つ以上の構造体は、ターゲットの上又は周りを流れるガスの全般的な方向と平行、非平行、又は垂直な縦軸を有する１つ以上のストレーク又はフィンを含んでもよい。
【００２６】
１つ以上の構造体は、１つ以上のターゲットの表面から延びる隆起、及び／又は、１つ以上のターゲットの表面の中に延びるノッチ又はキャビティを含んでもよい。
【００２７】
１つ以上の構造体は、
（ｉ）単一の構造体又は複数の構造体、
（ｉｉ）単一の列の構造体又は複数の列の構造体、
（ｉｉｉ）立方体、立方体様、円筒形、又は多面体構造体、
（ｉｖ）構造体間に不規則な間隔を有する構造体、
（ｖ）１つ以上のターゲットの表面にインプリント、エッチング、又はマイクロ機械加工される連続するマイクロパターンが形成された表面、及び
（ｖｉ）マイクロ構造体、
のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【００２８】
１つ以上の構造体は、１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向内に位置決めされてもよい。
【００２９】
１つ以上の構造体は、１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向と位置合わせされてもよい。
【００３０】
１つ以上のターゲットは、円筒形チューブ又はロッドを含んでもよい。１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向は、円筒形チューブの表面、円周、又は周方向表面の一部に沿ってもよい又はその周りであってもよい。
【００３１】
１つ以上のターゲットは、プレートの形態の平坦面を備えてもよく、及び又は、前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向は、前記平坦面にわたってもよい又は沿ってもよい。
【００３２】
１つ以上の構造体の高さ又は深さは、１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの境界層の厚さと等しくてもよい又は同等であってもよい。例えば、１つ以上の構造体の高さ又は深さは、１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの境界層の厚さの＋／−０％、１０％、１５％、２０％、３０％、４０％、５０％、１００％、２００％、５００％、１０００％、２５００％、又は５０００％以内であってもよい。
【００３３】
１つ以上の構造体の高さ又は深さ及び／又は隣接する構造体間の距離又は間隔は、（ｉ）１μｍ、（ｉｉ）２μｍ、（ｉｉｉ）５μｍ、（ｉｖ）１０μｍ、（ｖ）１５μｍ、（ｖｉ）２０μｍ、（ｖｉｉ）２５μｍ、（ｖｉｉｉ）３０μｍ、（ｉｘ）３５μｍ、（ｘ）４０μｍ、（ｘｉ）４５μｍ、（ｘｉｉ）５０μｍ、（ｘｉｉｉ）６０μｍ、（ｉｘｖ）７０μｍ、（ｘｖ）８０μｍ、（ｘｖｉ）９０μｍ、（ｘｖｉｉ）１００μｍ、（ｘｖｉｉｉ）１５０μｍ、（ｉｘｘ）２００μｍ、（ｘｘ）３００μｍ、（ｘｘｉ）４００μｍ、又は（ｘｘｉｉ）５００μｍよりも大きくても、等しくても、又は小さくてもよい。
【００３４】
イオン源は、大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源を含んでもよい。
【００３５】
本開示の態様によれば、上述のイオン源を備える質量分析計が提供される。
【００３６】
本開示の態様によれば、サンプルをイオン化する方法であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲットを提供することと、
１つ以上のターゲットは、１つ以上のターゲットの表面に沿って流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体を備え、
１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、１つ以上のネブライザに、放出させることと、
１つ以上の構造体を用いて１つ以上のターゲットの表面に沿って流れるガスを乱すことと、
を含む方法が提供される。
【００３７】
本開示の態様によれば、サンプルをイオン化する方法であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲットを提供することと、
条件Ｒρ／Ｒμ＞１
（Ｒρ＝ρ（Ｘ）／ρ（Ｎ２）、及びＲμ＝μ（Ｘ）／μ（Ｎ２）であり、ρ（Ｘ）はネブライジングガスの密度、ρ（Ｎ２）は窒素の密度、μ（Ｘ）はネブライジングガスの粘度、及びμ（Ｎ２）は窒素の粘度である）
を満たすネブライジングガスを用いて、前記１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、前記１つ以上のネブライザに、放出させることと、
を含む、方法が提供される。
【００３８】
種々の実施形態は、イオン化効率を高める目的でさらなるマイクロ渦度を助長する、インパクタスプレー源の設計への修正に関係する。インパクタスプレーのロッドターゲットからの走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）画像は、渦間の特徴的な間隔が理論との何らかの類似性をもつ場合に、こうした逆回転する微小渦の存在の有力な証拠を示す。
【００３９】
本明細書で用いられる場合の「構造体」という用語は、例えば、（ｉ）１μｍ、（ｉｉ）２μｍ、（ｉｉｉ）５μｍ、（ｉｖ）１０μｍ、（ｖ）１５μｍ、（ｖｉ）２０μｍ、（ｖｉｉ）２５μｍ、（ｖｉｉｉ）３０μｍ、（ｉｘ）３５μｍ、（ｘ）４０μｍ、（ｘｉ）４５μｍ、（ｘｉｉ）５０μｍ、（ｘｉｉｉ）６０μｍ、（ｉｘｖ）７０μｍ、（ｘｖ）８０μｍ、（ｘｖｉ）９０μｍ、（ｘｖｉｉ）１００μｍ、（ｘｖｉｉｉ）１５０μｍ、（ｉｘｘ）２００μｍ、（ｘｘ）３００μｍ、（ｘｘｉ）４００μｍ、又は（ｘｘｉｉ）５００μｍ未満の寸法を有するマイクロ構造体を指す場合がある。
【００４０】
一実施形態によれば、質量分析計は、以下をさらに含んでもよい：
（ａ）以下からなる群から選択されたイオン源：（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）シリコン上脱離イオン化（「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、（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源、（ｘｉｘ）大気サンプリンググロー放電イオン化（「ＡＳＧＤＩ」）イオン源、（ｘｘ）グロー放電（「ＧＤ」）イオン源、（ｘｘｉ）インパクタイオン源、（ｘｘｉｉ）リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン源、（ｘｘｉｉｉ）レーザスプレーイオン化（「ＬＳＩ」）イオン源、（ｘｘｉｖ）ソニックスプレーイオン化（「ＳＳＩ」）イオン源、（ｘｘｖ）マトリックス支援入口イオン化（「ＭＡＩＩ」）イオン源、（ｘｘｖｉ）溶媒支援入口イオン化（「ＳＡＩＩ」）イオン源、（ｘｘｖｉｉ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、（ｘｘｖｉｉｉ）レーザアブレーションエレクトロスプレーイオン化（「ＬＡＥＳＩ」）イオン源、（ｘｘｉｘ）Ｈｅプラズマ（ＨｅＰｌ）イオン源、及び（ｘｘｘ）ペニングイオン化イオン源、及び／又は、
（ｂ）１つ以上の連続又はパルスイオン源、及び／又は、
（ｃ）１つ以上のイオンガイド、及び／又は、
（ｄ）１つ以上のイオン移動度分離装置及び／又は１つ以上の電場非対称イオン移動度分光計装置、及び／又は、
（ｅ）１つ以上のイオントラップ又は１つ以上のイオントラッピング領域、及び／又は、
（ｆ）以下からなる群から選択された１つ以上の衝突、フラグメンテーション、又は反応セル：（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｉｉｉ）電子移動解離（「ＥＴＤ」）フラグメンテーション装置、（ｉｖ）電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）フラグメンテーション装置、（ｖ）電子衝突又は衝突解離フラグメンテーション装置、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーション装置、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離装置、（ｉｘ）紫外放射誘起解離装置、（ｘ）ノズルスキマーインターフェースフラグメンテーション装置、（ｘｉ）インソースフラグメンテーション装置、（ｘｉｉ）インソース衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（ｘｉｉｉ）熱又は温度源フラグメンテーション装置、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖ）磁界誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖｉ）酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉｉｉ）イオンと反応して付加イオン又は生成イオンを生成するためのイオン−イオン反応装置、（ｘｘｉｖ）イオンと反応して付加イオン又は生成イオンを生成するためのイオン−分子反応装置、（ｘｘｖ）イオンと反応して付加イオン又は生成イオンを生成するためのイオン−原子反応装置、（ｘｘｖｉ）イオンと反応して付加イオン又は生成イオンを生成するためのイオン−準安定イオン反応装置、（ｘｘｖｉｉ）イオンと反応して付加イオン又は生成イオンを生成するためのイオン−準安定分子反応装置、（ｘｘｖｉｉｉ）イオンと反応して付加イオン又は生成イオンを生成するためのイオン−準安定原子反応装置、及び（ｘｘｉｘ）電子イオン化解離（「ＥＩＤ」）フラグメンテーション装置、及び／又は、
（ｇ）以下からなる群から選択された質量分析計：（ｉ）四重極質量分析計、（ｉｉ）２Ｄ又は線形四重極質量分析計、（ｉｉｉ）ポール又は３Ｄ四重極質量分析計、（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析計、（ｖ）イオントラップ質量分析計、（ｖｉ）磁場セクタ質量分析計、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析計、（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析計、（ｉｘ）四重極の対数的な電位分布を有する静電場を発生させるように構成された静電質量分析計、（ｘ）フーリエ変換静電質量分析計、（ｘｉ）フーリエ変換質量分析計、（ｘｉｉ）飛行時間型質量分析計、（ｘｉｉｉ）直交加速飛行時間型質量分析計、及び（ｘｉｖ）線形加速飛行時間型質量分析計、及び／又は、
（ｈ）１つ以上のエネルギー分析器又は静電エネルギー分析器、及び／又は、
（ｉ）１つ以上のイオン検出器、及び／又は、
（ｊ）以下からなる群から選択された１つ以上のマスフィルタ：（ｉ）四重極マスフィルタ、（ｉｉ）２Ｄ又は線形四重極イオントラップ、（ｉｉｉ）ポール又は３Ｄ四重極イオントラップ、（ｉｖ）ペニングイオントラップ、（ｖ）イオントラップ、（ｖｉ）磁場セクタマスフィルタ、（ｖｉｉ）飛行時間型マスフィルタ、及び（ｖｉｉｉ）ウィーンフィルタ、及び／又は、
（ｋ）イオンをパルスするための装置又はイオンゲート、及び／又は、
（ｌ）実質的に連続するイオンビームをパルスイオンビームへ変換する装置。
【００４１】
質量分析計は、以下のうちいずれかをさらに含んでもよい：
（ｉ）四重極の対数的な電位分布の静電場を形成する外側の樽状電極及び同軸の内側スピンドル状電極を備えるＣトラップ及び質量分析計であって、第１の動作モードにおいて、イオンがＣトラップに送られ、次いで、質量分析計内に注入され、第２の動作モードにおいて、イオンがＣトラップに送られ、次いで、衝突セル又は電子移動解離装置に送られ、少なくとも一部のイオンがフラグメント化されてフラグメントイオンとなり、フラグメントイオンはその後Ｃトラップに送られて質量分析計内に注入される、Ｃトラップ及び質量分析器、及び／又は、
（ｉｉ）複数の電極を備えるスタック型リングイオンガイドであって、複数の電極はそれぞれ、使用時にイオンを送る孔を有し、電極の間隔は、イオン経路の長さに沿って増加し、イオンガイドの上流区域の電極内の孔は第１の直径を有し、イオンガイドの下流区域の電極内の孔は、第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、ＡＣ又はＲＦ電圧の逆位相が使用時に連続する電極に印加される、スタック型リングイオンガイド。
【００４２】
一実施形態によれば、質量分析計は、電極にＡＣ又はＲＦ電圧を供給するように配置及び適合される装置をさらに含む。ＡＣ又はＲＦ電圧は、随意的に、（ｉ）約＜５０Ｖピークツーピーク、（ｉｉ）約５０〜１００Ｖピークツーピーク、（ｉｉｉ）約１００〜１５０Ｖピークツーピーク、（ｉｖ）約１５０〜２００Ｖピークツーピーク、（ｖ）約２００〜２５０Ｖピークツーピーク、（ｖｉ）約２５０〜３００Ｖピークツーピーク、（ｖｉｉ）約３００〜３５０Ｖピークツーピーク、（ｖｉｉｉ）約３５０〜４００Ｖピークツーピーク、（ｉｘ）約４００〜４５０Ｖピークツーピーク、（ｘ）約４５０〜５００Ｖピークツーピーク、及び（ｘｉ）＞約５００Ｖピークツーピークからなる群から選択された振幅を有する。
【００４３】
ＡＣ又はＲＦ電圧は、（ｉ）＜約１００ｋＨｚ、（ｉｉ）約１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）約２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）約３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）約４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）約０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）約１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）約１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）約２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）約２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）約３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）約３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）約４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）約４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）約５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）約５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）約６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）約６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）約７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）約７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）約８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）約８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）約９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）約９．５〜１０．０ＭＨｚ、及び（ｘｘｖ）＞約１０．０ＭＨｚからなる群から選択された周波数を有していてもよい。
【００４４】
質量分析計はまた、イオン源の上流のクロマトグラフィ分離装置又は他の分離装置を含んでもよい。一実施形態によれば、クロマトグラフィ分離装置は、液体クロマトグラフィ装置又はガスクロマトグラフィ装置を含む。別の実施形態によれば、分離装置は、（ｉ）キャピラリー電気泳動（「ＣＥ」）分離装置、（ｉｉ）キャピラリー電子クロマトグラフィ（「ＣＥＣ」）分離装置、（ｉｉｉ）実質的に剛性のセラミックベースの多層マイクロ流体基板（「セラミックタイル」）分離装置、又は（ｉｖ）超臨界流体クロマトグラフィ分離装置を含んでもよい。
【００４５】
イオンガイドは、（ｉ）＜約０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）約０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）約０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）約０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）約０．１〜１ｍｂａｒ、（ｖｉ）約１〜１０ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）約１０〜１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）約１００〜１０００ｍｂａｒ、及び（ｉｘ）＞約１０００ｍｂａｒからなる群から選択された圧力に維持されてもよい。
【００４６】
一実施形態によれば、分析種イオンは、電子移動解離フラグメンテーション装置において電子移動解離（「ＥＴＤ」）フラグメンテーションを受けてもよい。分析種イオンは、イオンガイド又はフラグメンテーション装置内でＥＴＤ試薬イオンと相互作用させられてもよい。
【００４７】
一実施形態によれば、電子移動解離をもたらすために、（ａ）分析種イオンが、フラグメント化され又は解離させられ、試薬イオンと相互作用する際に生成イオン又はフラグメントイオンを生成し、及び／又は（ｂ）電子が、１つ以上の試薬アニオン又は負電荷をもつイオンから１つ以上の多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンに移動されると、多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンの少なくとも一部が解離させられ、生成イオン又はフラグメントイオンを生成し、及び／又は（ｃ）分析種イオンが、フラグメント化され又は解離させられ、中性の試薬ガス分子又は原子又は非イオン性の試薬ガスと相互作用する際に生成イオン又はフラグメントイオンを生成し、及び／又は（ｄ）電子が、１つ以上の中性、非イオン性、又は非荷電の塩基性ガス又は蒸気から１つ以上の多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンに移動されると、多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンの少なくとも一部が解離させられ、生成イオン又はフラグメントイオンを生成し、及び／又は（ｅ）電子が、１つ以上の中性、非イオン性、又は非荷電の超塩基性試薬ガス又は蒸気から１つ以上の多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンに移動されると、多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンの少なくとも一部が解離させられ、生成イオン又はフラグメントイオンを生成し、及び／又は（ｆ）電子が、１つ以上の中性、非イオン性、又は非荷電のアルカリ金属ガス又は蒸気から１つ以上の多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンに移動されると、多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンの少なくとも一部が解離させられ、生成イオン又はフラグメントイオンを生成し、及び／又は（ｇ）電子が、１つ以上の中性、非イオン性、又は非荷電のガス、蒸気、又は原子から１つ以上の多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンに移動されると、多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンの少なくとも一部が解離させられ、生成イオン又はフラグメントイオンを生成し、１つ以上の中性、非イオン性、又は非荷電のガス、蒸気、又は原子は、（ｉ）ナトリウム蒸気又は原子、（ｉｉ）リチウム蒸気又は原子、（ｉｉｉ）カリウム蒸気又は原子、（ｉｖ）ルビジウム蒸気又は原子、（ｖ）セシウム蒸気又は原子、（ｖｉ）フランシウム蒸気又は原子、（ｖｉｉ）Ｃ６０蒸気又は原子、及び（ｖｉｉｉ）マグネシウム蒸気又は原子からなる群から選択される。
【００４８】
多価の分析種カチオン又は正電荷をもつイオンは、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、又は生体分子を含んでもよい。
【００４９】
一実施形態によれば、電子移動解離をもたらすために、（ａ）試薬アニオン又は負電荷をもつイオンが、多環芳香族炭化水素又は置換された多環芳香族炭化水素から誘導され、及び／又は、（ｂ）試薬アニオン又は負電荷をもつイオンが、（ｉ）アントラセン、（ｉｉ）９，１０ジフェニル−アントラセン、（ｉｉｉ）ナフタレン、（ｉｖ）フッ素、（ｖ）フェナントレン、（ｖｉ）ピレン、（ｖｉｉ）フルオランテン、（ｖｉｉｉ）クリセン、（ｉｘ）トリフェニレン、（ｘ）ペリレン、（ｘｉ）アクリジン、（ｘｉｉ）２，２’ジピリジル、（ｘｉｉｉ）２，２’ビキノリン、（ｘｉｖ）９−アントラセンカルボニトリル、（ｘｖ）ジベンゾチオフェン、（ｘｖｉ）１，１０’−フェナントロリン、（ｘｖｉｉ）９’アントラセンカルボニトリル、及び（ｘｖｉｉｉ）アントラキノンからなる群から誘導され、及び／又は、（ｃ）試薬イオン又は負電荷をもつイオンが、アゾベンゼンアニオン又はアゾベンゼンラジカルアニオンを含む。
【００５０】
一実施形態によれば、電子移動解離フラグメンテーションのプロセスは、分析種イオンを試薬イオンと相互作用させることを含み、試薬イオンは、ジシアノベンゼン、４−ニトロトルエン、又はアズレンを含む。
【００５１】
クロマトグラフィ検出器が提供されてもよく、クロマトグラフィ検出器は、
随意的に（ｉ）水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）、（ｉｉ）エアロゾルベース検出器又はエヌキャド（ＮＱＡＤ）、（ｉｉｉ）炎光光度検出器（ＦＰＤ）、（ｉｖ）原子発光検出器（ＡＥＤ）、（ｖ）窒素リン検出器（ＮＰＤ）、及び（ｖｉ）蒸発光散乱検出器（ＥＬＳＤ）からなる群から選択された破壊型クロマトグラフィ検出器、又は、
随意的に（ｉ）固定波長又は可変波長ＵＶ検出器、（ｉｉ）熱伝導度検出器（ＴＣＤ）、（ｉｉｉ）蛍光検出器、（ｉｖ）電子捕獲検出器（ＥＣＤ）、（ｖ）導電率モニタ、（ｖｉ）光イオン化検出器（ＰＩＤ）、（ｖｉｉ）屈折率検出器（ＲＩＤ）、（ｖｉｉｉ）ラジオフロー検出器、及び（ｉｘ）キラル検出器からなる群から選択された非破壊型クロマトグラフィ検出器、
のいずれかを含む。
【００５２】
質量分析計は、質量分析（「ＭＳ」）動作モード、タンデム質量分析（「ＭＳ／ＭＳ」）動作モード、親イオン又は前駆イオンが代替的にフラグメントイオン又は生成イオンを生じるようにフラグメント化される又は反応させられる、フラグメント化されない又は反応させられない、又はより少ない程度にフラグメント化される又は反応させられる動作モード、多重反応モニタリング（「ＭＲＭ」）動作モード、データ依存型分析（「ＤＤＡ」）動作モード、データ非依存型分析（「ＤＩＡ」）動作モード、定量動作モード、又はイオン移動度分光分析（「ＩＭＳ」）動作モードを含む種々の動作モードで動作してもよい。
【００５３】
本開示の種々の実施形態が単なる例として付属の図面を参照しながらここで説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来のインパクタスプレーイオン源を示す図である。
【図２】円筒を越えて流れるガスのよどみゾーンの概略を示す図である。
【図３】Ｋｅｓｔｉｎ  ａｎｄ  Ｗｏｏｄ（１９７０）からの、円筒を越えて流れるガスの逆回転する渦を示す図である。
【図４】Ｋｅｓｔｉｎ  ａｎｄ  Ｗｏｏｄ（１９７０）からのマイクロ渦度の関係性のグラフを示す図である。
【図５】円筒形インパクタスプレーターゲットの走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）画像を示す図である。
【図６】表面溝を組み込んだターゲットを備えるインパクタスプレーイオン源を示す図である。
【図７】溝の位置と信号強度との関係性を例示するグラフを示す図である。
【図８】本開示の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
インパクタスプレーイオン源に関連する開発、具体的には、ガスの流れ及び渦流挙動がここで説明される。
【００５６】
ガスの流れが固体物体に接近するときに、流れが表面に付着することになり局所表面速度がゼロになり得る点に到達する場合がある。これは、よどみ点１１として知られており、図２にインパクタスプレーの幾何学的形状に関して概略的に示される。
【００５７】
よどみ領域１３は、流れが随意的に表面に付着することになるよどみ点１１と、流れが随意的に表面から剥離する剥離点１２によって境界付けられる場合がある。図２は、ロッド軸線の右側に変位されたガス流線を示すが、インパクタスプレーのネブライザからの集中的なガスの流れが結果的にターゲット５の両側に２つの対称な流線を生じてもよいことが理解される。
【００５８】
よどみ領域１３で発生する渦現象は、クロスフロー内の円筒形の幾何学的形状に関してモデル化されている（「Ｏｎ  ｔｈｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｓｔａｇｎａｔｉｏｎ  Ｆｌｏｗ」、Ｊ．Ｋｅｓｔｉｎ及びＲ．Ｔ．Ｗｏｏｄ、Ｆｌｕｉｄ  Ｍｅｃｈ．（１９７０）、ｖｏｌ．４４、Ｐａｒｔ３、ｐｐ．４６１〜４７９、本明細書では「Ｋｅｓｔｉｎ  ａｎｄ  Ｗｏｏｄ（１９７０）」と呼ぶ）。こうした渦現象は、インパクタスプレーイオン源において遭遇する場合がある。この理論は、クロスフロー内の円筒は、その回転軸線がガスの流れの流線と位置合わせされる線形の一連の逆回転する表面渦を呈し得るという十分に確立した観察を特徴とする。
【００５９】
図３は、逆回転する対をなす表面渦の例示である。逆回転する対がわたる距離は擾乱波長λとして知られている場合があり、これは、円筒の直径Ｄに正比例し、かつレイノルズ数Ｒｅの平方根に反比例し得ることが見出される場合がある。
λ＝ｃｏｎｓｔＤＲｅ−０．５  （ｉ）
Ｒｅ＝ρｖＤ／μ  （ｉｉ）
式中、ρはガスの密度であり、ｖは自由流のガスの速度（表面から離れる）であり、μはガスの粘度である。種々の乱れ強さ（Ｔｕ）に関するλ／Ｄ対Ｒｅ−０．５のプロットが図４に示される。
【００６０】
図５は、タンパク質を沈殿させたヒト血漿中に含まれる分析種の分析のために前述のように用いられたインパクタスプレーターゲット（例えば直径１．６ｍｍのステンレススチールのインパクタスプレーターゲット）の走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）画像を示す。顆粒性の円形の「ハロー」は、血漿の不揮発性成分の堆積に起因し、本発明の説明での関心ある領域の外側にある。
【００６１】
衝突する液滴流及びネブライザガスジェットと同じ方向にＳＥＭ画像を撮った。図５の十字（＋）は、入来するガスジェットの中央の衝突点の近似位置を表すことができる。画像の丸で囲まれた領域を綿密に調べると、流れの流線の方向と位置合わせされる線形の一連の条線模様が明らかになる。これらの条線模様は、説明した逆回転する表面渦の存在の証拠であり得る。
【００６２】
図１を参照すると、ネブライザチップとターゲットとの間の距離ｙ１は、通常、３ｍｍである。こうした近い距離では、ガスの速度は超音速である場合があり、例えばマッハ１では、Ｒｅは、１００℃の温度での窒素ガスに関しておよそ３０，０００と推定することができる。この値を図４に示されたプロット上に当てはめてみると、Ｄ＝１．６ｍｍのときＴｕ＝４％と仮定するとλ＝３７μｍの擾乱波長値が得られる。３つの条線模様が一対の逆回転する渦の外方に広がる部分と中心部分を表すと仮定すると、これは、図５からの実験で求められるλ＝２３μｍと比較できる。
【００６３】
したがって、クロスフロー内の円筒に関する渦度の観察された実験データと理論との間に或る相関関係が存在するように思われる。
【００６４】
式（ｉ）及び（ｉｉ）から、表面渦の最大集中度は、低い粘度を有する濃密ガス、すなわち高いレイノルズ数Ｒｅを生み出すガスの使用から得られることになる。二酸化炭素及びブタンに関する入手できるデータを比較すると（４００Ｋで）、Ｒｅは、ネブライジングガスとしての窒素で得られるＲｅに対して、それぞれ１．７７及び４．６倍だけ増加するであろう。したがって、渦度がインパクタスプレー源に関する重要な因子である場合、これは、高密度、低粘度のネブライザガスの使用を支持することができる。
【００６５】
選択されたガス（Ｘ）と窒素（Ｎ２）との密度の比Ｒρは、以下のように定義することができる：
Ｒρ＝ρ（Ｘ）／ρ（Ｎ２）  （ｉｉｉ）
粘度の比Ｒμは、以下のように定義することができる：
Ｒμ＝μ（Ｘ）／μ（Ｎ２）  （ｉｖ）
【００６６】
式（ｉ）及び（ｉｉ）から、増加したマイクロ渦度は、条件：
Ｒρ／Ｒμ＞１  （ｖ）
を満たすネブライジングガスの使用から得られることになる。
【００６７】
これらの表面渦は、液滴を剪断する際に重要な役割を果たす場合があり、これはＡＰＩ源において気相イオン及び帯電した液滴を生み出す所謂「イオンスプレー」機構及び「ソニックスプレー」機構を強化することもできる。さらに、これらのクロスフロー表面チャネルは、表面の液体を剥離点の方にガイドすることができ、剥離点で、表面液体フィラメント（又は転がる液滴）内の二重層形成期間後に二次液滴又はイオンが放出され得る。
【００６８】
図５を参照すると、十字（＋）が流れのよどみ点（又はライン）の近似位置を表し、かつ、条線模様の端が流れの剥離点（又はライン）を表すと仮定すると、単純な幾何学的投影から、インパクタスプレーターゲットのよどみゾーンは、およそ４６度の半径方向の角度に対し得ると判断することができる。
【００６９】
インパクタスプレー源において通常用いられる直径１．６ｍｍのロッドターゲットに関して、これは、通常０．６５ｍｍの長さのよどみゾーンと結び付けてもよい。表面渦度はよどみゾーンと関連するので、この領域へのどのような全体の干渉もインパクタスプレー源の性能への有害な影響を有するとみなされ得る。
【００７０】
実験的な幾何学的形状が図６に概略的に示され、この場合、よどみ長さ（０．６５ｍｍ）と等しい幅を有する表面溝１４が、直径１．６ｍｍのステンレススチールロッドターゲット５０に長手方向に切られる。よどみ領域（右上の象限）に対して溝１４の位置を回転させることによって、溝がよどみ領域と重なるときに顕著な感度の低下が観察される場合があることが示されている。
【００７１】
図７は、０．１２５ｐｇ／μＬの濃度及び０．８ｍＬ／ｍｉｎの流量でソースに注入されたブスピロン及びレセルピンのインパクタスプレー／質量分析に関する相対信号強度に対するターゲットの溝の位置の影響を示す。例証される実施形態では、溝がよどみゾーン（右上の象限）から十分離れて位置決めされるときに最高感度が観察される。溝が完全に上の象限と重なるときに最低感度が観察され、この場合おそらく、よどみ領域は、よどみゾーンと自由流の流れとの間に明確な画定がもはや存在しないほど乱流に打ち負かされる。溝を含まないが直径が１．６ｍｍである異なるターゲットから、ブスピロン及びレセルピンに関する２つのさらなる参照点が得られた。
【００７２】
この実験は、イオン及び帯電した液滴をイオン入口コーンの方に誘導するガスの流れの渦度又はスプレー操縦（コアンダ）効果の相対的重要度を必ずしも区別しない。しかしながら、標準ロッドターゲット上の既存のよどみ領域の長さを増加させることによって、インパクタスプレーイオン源の感度を増加させることが可能であり得ると考えるのが妥当であり得る。
【００７３】
航空機の翼の設計から、表面での流れは低乱流の条件下でより剥離されることになりやすいことが公知である。したがって、よどみ領域の長さを増加させて、これにより、高い迎え角の下での失速の機会を減らすために、航空機の翼は、翼の長さに沿って下流であるがよどみラインに近い位置に取り付けられる渦発生器を組み込んでいる。これらは、通常、それらの高さが翼へのそれらの取り付け点での境界層の厚さに等しいときに最も効果的な三角形、長方形、又は正方形の特徴である。渦発生器は、流れの流線の方向に位置合わせされる細長いストレーク又はフィンの形態をとることもできる。
【００７４】
平坦面の幾何学的形状を仮定すると、境界層（δ）の厚さは、次式によって与えられる：
層流のとき、δ＝４．９１ｘＲｅ−０．５  （ｖｉ）、又は、
乱流のとき、δ＝０．３８ｘＲｅ−０．２  （ｖｉｉ）、
式中、ｘは、よどみ点からの距離であり、Ｒｅは、自由流の流れのレイノルズ数である。
【００７５】
通常のインパクタスプレーの動作条件に関して、ネブライザチップへのターゲット表面の近接した位置決めは、自由流のガスの速度が超音速であるようになされ、マッハ１では、Ｒｅが３０，０００のオーダーとなることが期待される。この場合、式（ｉ）及び式（ｉｉ）により、よどみ領域の始点から終点までの距離のおよそ三分の一であるｘ＝０．２ｍｍのとき、それぞれδ＝６μｍ及び１０μｍの境界層の厚さが得られるであろう。これは、直径１．６ｍｍのターゲットロッドの場合の、１つ以上の渦発生構造体の高さの下限を表す。ヒストリカルな熱線測定も、表面渦の擾乱は、５０ほどの境界層の厚さにまで及ぶことができ、ゆえに渦発生構造体の有用な高さ範囲は境界層の厚さ（δ）の１〜５０倍であり得ることが期待され得ることを示している。
【００７６】
本開示の実施形態をここで説明する。
【００７７】
図８は、一実施形態に係る円筒形ロッドターゲット５０の概略的な例を示す。ターゲット５０は、表面流の渦を作製する目的を果たすことができる表面構造体１５又はマイクロ構造体を有していてもよい。表面流の渦は、流れがターゲット表面に付着したままであることを助長することができる。
【００７８】
構造体の寸法は、図８（概略である）では誇張されており、１０〜１００μｍの寸法であってもよい。ターゲットは、直径１．６ｍｍであってもよい。マイクロ構造体は、よどみライン１６から下流に存在してもよく、剥離ライン（１７）から上流に存在してもよい。マイクロ構造体の寸法又は高さは、ターゲットの周りを流れるガスの境界層の厚さと同等又は等しくてもよい。これは、マイクロ構造体を用いて渦を発生させることを試みるときに最も高い効果を生み出すことができる。
【００７９】
マイクロ構造体は、図８ではターゲットの右上の象限に示されるが、マイクロ構造体のさらなる組が、左上の象限に対称に配置されてもよい。入来するネブライザ液滴流１８は、対称であってもよい、すなわちターゲットの上死点（「ＴＤＣ」）に向けられてもよい。
【００８０】
一実施形態では、円筒形ロッドターゲット５は、代わりに、随意的にプレートの形態の平坦面を備えるプレートターゲットとすることもできる。プレートターゲットは、その表面上に１つ以上の構造体又はマイクロ構造体を備えてもよい。
【００８１】
本明細書で開示される態様又は実施形態のいずれにおける構造体又はマイクロ構造体も、図８に示されたものに限定されず、以下のうちの少なくとも１つを含む又はさらに含むこともできる：
（ｉ）単一の構造体又は複数の構造体、
（ｉｉ）例えばよどみラインと剥離ラインとの間の単一の列の構造体又は複数の列の構造体、
（ｉｉｉ）例えば立方体、直方体、円筒、又はピラミッドである、任意の形状の構造体、
（ｉｖ）構造体間に不規則な間隔が存在する構造体、
（ｖ）ターゲットにインプリント、エッチング、又はマイクロ機械加工される連続するマイクロパターンが形成された表面。
【００８２】
構造体又はマイクロ構造体は、１つ以上のストレーク又はフィンを含む又はさらに含むこともできる。ストレーク又はフィンは、ターゲットの上又は周りを流れるガスの全般的な方向と平行、非平行、又は垂直な縦軸を有していてもよい。ストレーク又はフィンは、表面を越えて流れるガスの方向を変える及び／又は随意的にガスの流れが前記表面に付着したままであることを助長するように表面流の渦を促進するように作用することができる。ストレーク又はフィンは、空気力学的形状又は外形を有することでこれを達成することができる。
【００８３】
開示された態様及び実施形態は、随意的に、既存のインパクタスプレーイオン源の感度を増加させ、随意的に、より多様なターゲットの種類及び幾何学的形状を提供する。
【００８４】
本開示が種々の実施形態を参照して説明されているが、添付の請求項に記載の本開示の範囲から逸脱することなく形態及び細部に種々の変化を加えてもよいことが当業者には理解されるであろう。
【図１】
2020024923.tif 000003
【図２】
2020024923.tif 000004
【図３】
2020024923.tif 000005
【図４】
2020024923.tif 000006
【図５】
2020024923.tif 000007
【図６】
2020024923.tif 000008
【図７】
2020024923.tif 000009
【図８】
2020024923.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月25日(2019.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲット、
を備え、
前記１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、使用中に、放出するように、前記１つ以上のネブライザが、配置及び適合され、
前記１つ以上のターゲットが、前記１つ以上のターゲットの表面に沿って流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体をさらに備える、
イオン源。
【請求項２】
前記１つ以上の構造体が１つ以上の渦発生構造体を含む、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記１つ以上の構造体が、ガスの流れが前記表面に付着したままであることを助長する表面流の渦を促進するように構成される、請求項１又は請求項２に記載のイオン源。
【請求項４】
前記１つ以上の構造体が、ガスの流れが前記表面に付着したままであることを助長する表面流の渦を促進するように構成された空気力学的形状又は外形を含む、請求項１、請求項２、又は請求項３に記載のイオン源。
【請求項５】
前記１つ以上の構造体が、前記表面に沿ってガスの流れのよどみ領域内に位置決めされる、請求項１から４のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項６】
前記１つ以上の構造体が、前記１つ以上のターゲットの表面から延びる隆起、及び／又は、前記１つ以上のターゲットの表面の中に延びるノッチ又はキャビティを含む、請求項１から５のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項７】
前記１つ以上の構造体が、前記ターゲットの上又は周りを流れるガスの全般的な方向と平行、非平行、又は垂直な縦軸を有する１つ以上のストレーク又はフィンを含む、請求項１から６のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項８】
前記１つ以上の構造体が、
（ｉ）単一の構造体又は複数の構造体、
（ｉｉ）単一の列の構造体又は複数の列の構造体、
（ｉｉｉ）立方体、立方体様、円筒形、又は多面体構造体、
（ｉｖ）構造体間に不規則な間隔を有する構造体、及び
（ｖ）前記１つ以上のターゲットの表面にインプリント、エッチング、又はマイクロ機械加工される連続するマイクロパターンが形成された表面、
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から７のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項９】
前記１つ以上の構造体が、前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向内に位置決めされる、請求項１から８のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１０】
前記１つ以上の構造体が、前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向と位置合わせされる、請求項１から９のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１１】
前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向が、円筒形チューブの周方向表面の一部に沿う方向である、請求項１から１０のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１２】
前記１つ以上のターゲットがプレートの形態の平坦面を備え、及び又は、前記１つ以上のターゲットを越えて流れるガスの主流方向が前記平坦面にわたる又は沿う、請求項１から１１のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１３】
前記１つ以上の構造体の高さ又は深さが、前記１つ以上のターゲットを越えて流れる前記ガスの境界層の厚さと等しい又は同等である、請求項１から１２のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１４】
前記１つ以上の構造体の高さ又は深さが、５００μｍ未満である、請求項１から１３のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１５】
前記イオン源が大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源を含む、請求項１から１４のいずれか一に記載のイオン源。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一に記載のイオン源を備える質量分析計。
【請求項１７】
イオン源であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲット、
を備え、前記１つ以上のターゲットに衝突させられる液滴から主として成る流れを、使用中に、放出するように、前記１つ以上のネブライザが、配置及び適合され、
前記１つ以上のターゲットが、ガスの流れが前記１つ以上のターゲットの表面に付着したままであることを助長する表面流の渦を促進するように構成された１つ以上の構造体を含む、
イオン源。
【請求項１８】
前記１つ以上のターゲットは、前記液滴から主として成る流れが衝突させられる湾曲面を含む、請求項１７に記載のイオン源。
【請求項１９】
前記１つ以上の構造体が、前記表面に沿って流れるガスを乱すように構成されている、請求項１７又は１８に記載のイオン源。
【請求項２０】
サンプルをイオン化する方法であって、
１つ以上のネブライザ及び１つ以上のターゲットを提供することと、
前記１つ以上のターゲットは、前記１つ以上のターゲットの表面に沿って流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体を備え、
前記１つ以上のターゲットに衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、前記１つ以上のネブライザに、放出させることと、
前記１つ以上の構造体を用いて前記１つ以上のターゲットの表面に沿って流れるガスを乱すことと、
を含む、方法。
【外国語明細書】
2020024923.tif 000011
2020024923.tif 000012
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