(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析のためのシステムであって、
該システムは、
カーテンプレートとオリフィスプレートとによって画定されるカーテンガスチャンバであって、該カーテンプレートは、イオンをイオン源から受容する開口を有し、該オリフィスプレートは、質量分析計の中への入口を有する、カーテンガスチャンバと、
少なくとも１つの障壁であって、該少なくとも１つの障壁は、該カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域と第２のカーテンガスチャンバ領域とに分離する、少なくとも１つの障壁と、
第１のガス源および第２のガス源であって、該第１のガス源は、該第２のカーテンガスチャンバ領域の中へのガス流入を提供するだけであり、該第２のガス源は、該第１のカーテンガスチャンバ領域の中へのガス流出を提供するだけであり、該ガス流出の一部は、該開口から外におよびイオン源領域の中へ向けられる、第１のガス源および第２のガス源と、
該ガス流入を加熱する加熱要素であって、該加熱されたガス流入の一部は、該質量分析計の該入口の中へと向けられ、該加熱されたガス流入の一部は、該ガス流出の一部よりも実質的に高い温度にある、加熱要素と
を備える、システム。
【請求項２】
前記加熱要素は、加熱オリフィスプレート、１つ以上の加熱管、加熱器、ならびに加熱器および熱交換材料から成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のガス源および前記第２のガス源の各々は、ガス輸送管を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のガス源および前記第２のガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、または蒸気が添加されたガスを供給する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ガス組成と前記ガス温度とは、独立して制御されることができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のガス源の組成は、前記第２のガス源の組成と異なる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のガス源は、調節剤を備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記調節剤は、プロパノールを備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２のカーテンガスチャンバ領域は、差分移動度スペクトロメータを備え、該差分移動度スペクトロメータは、前記入口オリフィスに少なくとも部分的に密閉される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第２のカーテンガスチャンバ領域は、加熱管を備え、該加熱管は、前記入口オリフィスに少なくとも部分的に密閉される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
質量分析のための方法であって、
該方法は、
カーテンガスチャンバを提供することであって、該カーテンガスチャンバは、カーテンプレートとオリフィスプレートとによって画定され、該カーテンプレートは、イオンをイオン源から受容する開口を有し、該オリフィスプレートは、質量分析計の中への入口を有する、ことと、
少なくとも１つの障壁を提供することであって、該少なくとも１つの障壁は、該カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域と第２のカーテンガスチャンバ領域とに分離する、ことと、
第１のガス源および第２のガス源を提供することであって、該第１のガス源は、該第２のカーテンガスチャンバ領域の中へのガス流入を提供するだけであり、該第２のガス源は、該第１のカーテンガスチャンバ領域の中へのガス流出を提供するだけであり、該ガス流出の一部は、該開口から外におよびイオン源領域の中へ向けられる、ことと、
該ガス流入を加熱する加熱要素を提供することであって、該加熱されたガス流入の一部は、該質量分析計の入口の中へと向けられ、該加熱されたガス流入の一部は、該ガス流出の一部よりも実質的に高い温度にある、ことと
を備える、方法。
【請求項１３】
前記加熱要素は、加熱オリフィスプレート、１つ以上の加熱管、加熱器、ならびに加熱器および熱交換材料から成る群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のガス源および前記第２のガス源の各々は、ガス輸送管を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のガス源および前記第２のガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、または蒸気が添加されたガスを供給する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ガス組成と前記ガス温度とは、独立して制御されることができる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のガス源の組成は、前記第２のガス源の組成と異なる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のガス源は、調節剤を備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記調節剤は、プロパノールを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
イオンは、差分移動度スペクトロメータによって事前にフィルタリングされ、該差分移動度スペクトロメータは、前記質量分析計入口に少なくとも部分的に密閉される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
イオンの脱溶媒和は、加熱管を提供することによって制御され、該加熱管は、前記質量分析計入口に少なくとも部分的に密閉される、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（分野）
本出願人の教示は、二重カーテンガスを質量分析のためのシステムに提供する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（緒言）
質量分析システムにおいて、カーテンガスは、カーテンプレートと質量分析計への入口との間の領域の中において加熱されることにより、感度の改善を提供する。カーテンガス流は、高温加熱器の表面上を、または熱交換器領域を通って通過し、カーテンガス温度を上昇させる。高温カーテンガスは、次いで、２つの流れに分裂し、一方は、質量分析計の入口の中へと向けられ、他方は、カーテンプレートの開口から外におよびイオン源領域の中へと向けられる。
【０００３】
加熱されたカーテンガスは、性能を改善することができるが、カーテンプレートからのカーテンガスの高温流出は、特に、冷却噴霧器またはシースガスと協働しない低流速電気スプレイ源を使用するときに、問題をもたらし得る。例えば、噴霧化されないテーパ状ナノ流散布機を通って流動する高温カーテンガスの流出は、散布機の中の液体を乾燥させ、図１に示されるように、散布機先端を塞栓させ、散布に中断を生じさせ得る。カーテンガスの温度の低下は、散布の中断を防止することに有用であり得るが、感度が低減されるので、結果が望ましくない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本出願人の教示のある側面によると、質量分析のためのシステムが提供される。システムは、イオンをイオン源から受容するための開口を有するカーテンプレートと、質量分析計内への入口を有するオリフィスプレートとによって画定されるカーテンガスチャンバを備える。少なくとも１つの障壁は、カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域と第２のカーテンガスチャンバ領域とに分離するために提供することができる。種々の実施形態では、少なくとも１つの障壁は、カーテンプレートによって境界が付けられ、種々の実施形態では、第２のカーテンガスチャンバ領域は、オリフィスプレートによって境界が付けられる。種々の実施形態では、２つ以上の障壁を、カーテンガスチャンバを分離するために提供することができ、種々の側面では、複数の障壁を、カーテンガスチャンバを複数の領域に分離するために提供することができる。少なくとも１つのガス源をカーテンガスチャンバ内に提供することができ、このガスは、質量分析計内へと通過する流入と、カーテンプレート内の開口から外へと通過し、イオン源領域内に流入する流出とを提供することができる。種々の実施形態では、第２のカーテンガスチャンバ領域は、入口オリフィスに少なくとも部分的に密閉される差分移動度スペクトロメータを備える。種々の実施形態では、第２のカーテンガスチャンバ領域は、入口オリフィスに少なくとも部分的に密閉される加熱管を備える。加熱要素もまた、ガス流入を加熱するために提供されることができ、加熱されたガス流入の一部は、質量分析計の入口内へと向けられることができ、加熱されたガス流入の部分は、ガス流出の部分よりも実質的に高い温度にあることができる。
【０００５】
種々の実施形態では、加熱要素は、加熱オリフィスプレート、１つ以上の加熱管、または、ＤＭＳ構成においては、加熱および熱交換材料を備え、カーテンガス流入を加熱することができる。種々の側面では、少なくとも１つのガス源は、ガス輸送管を備え、少なくとも１つのガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、蒸気が添加されたガス、または任意の他の好適なガスを供給する。種々の実施形態では、少なくとも１つのガス源は、第１のカーテンガスチャンバ領域内への第１のガス源と、第２のカーテンガスチャンバ領域内への第２のガス源とを備える。種々の側面では、ガス組成とガス温度とは、独立して制御されることができ、第１のガス源の組成は、第２のガス源の組成と異なることができる。種々の実施形態では、第２のガス源は、プロパノール等の化学調節剤を含む。種々の側面では、少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える。
【０００６】
種々の側面では、質量分析のための方法が提供される。方法は、カーテンガスチャンバを提供するステップであって、カーテンガスチャンバは、イオンをイオン源から受容するための開口を有するカーテンプレートと、質量分析計内への入口を有するオリフィスプレートとによって画定される、ステップを備える。方法は、カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域と第２のカーテンガスチャンバ領域とに分離するための少なくとも１つの障壁を提供するステップをさらに備える。種々の実施形態では、第１のカーテンガスチャンバ領域は、カーテンプレートによって境界が付けられることができ、種々の実施形態では、第２のカーテンガスチャンバ領域は、オリフィスプレートによって境界が付けられることができる。種々の実施形態では、２つ以上の障壁が提供されることにより、カーテンガスチャンバを分離することができ、種々の側面では、複数の障壁が、カーテンガスチャンバを複数の領域に分離するために提供されることができる。少なくとも１つのガス源が、第２のカーテンガスチャンバ領域内へのガス流入と、第１のカーテンガスチャンバ領域内へのガス流出とを有するように提供されることができ、ガス流出の一部は、開口から外にイオン源領域内へと向けられる。方法は、ガス流入を加熱するための加熱要素を提供するステップであって、加熱されたガス流入の一部は、質量分析計の入口内へと向けられ、加熱されたガス流入の一部は、ガス流出の一部よりも実質的に高い温度にある、ステップをさらに備える。
【０００７】
種々の実施形態では、加熱要素は、加熱オリフィスプレート、１つ以上の加熱管、または加熱および熱交換材料を備えることにより、カーテンガス流入を加熱することができる。種々の実施形態では、イオンの脱溶媒和は、質量分析計入口に少なくとも部分的に密閉される、加熱管等の加熱された要素を提供することによって、制御されることができる。種々の側面では、少なくとも１つのガス源は、ガス輸送管を備え、少なくとも１つのガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、蒸気が添加されたガス、または任意の他の好適なガスを供給する。種々の実施形態では、少なくとも１つのガス源は、第１のカーテンガスチャンバ領域内への第１のガス源と、第２のカーテンガスチャンバ領域内への第２のガス源とを備える。種々の側面では、ガス組成とガス温度とは、独立して制御されることができ、第１のガス源の組成は、第２のガス源の組成と異なることができる。種々の実施形態では、第２のガス源は、プロパノール等の調節剤を備える。種々の側面では、少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える。種々の実施形態では、差分移動度スペクトロメトリ／質量分析ＤＭＳ／ＭＳのためのシステムおよび方法が提供される。システムおよび方法は、イオンをイオン源から受容するための開口を有するカーテンプレートと、質量分析計内への入口を有するオリフィスプレートとの間の領域によって画定されるカーテンガスチャンバを提供する。システムおよび方法は、入口オリフィスからのガス引き込みが、ＤＭＳ入口内へのガス流を確立し、層流ガスが、ＤＭＳデバイスの長さを辿って流動するように、ＤＭＳの出力端を入口オリフィスに密閉するステップをさらに備える。種々の実施形態では、イオンは、質量分析計入口に少なくとも部分的に密閉される差分移動度スペクトロメータによって、事前にフィルタリングされることができる。システムおよび方法は、カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域と第２のカーテンガスチャンバ領域とに分離するための少なくとも１つの障壁を提供するステップをさらに備える。種々の実施形態では、２つ以上の障壁を、カーテンガスチャンバを分離するために提供することができ、種々の側面では、複数の障壁を、カーテンガスチャンバを複数の領域に分離するために提供することができる。種々の実施形態では、第１のカーテンガスチャンバ領域は、カーテンプレートによって境界を付けられることができ、種々の実施形態では、第２のカーテンガスチャンバ領域は、ＤＭＳへの入口および入口オリフィスによって境界が付けられることができる。システムおよび方法は、第１および第２のカーテンチャンバ領域のそれぞれの中への少なくとも１つのガス源を提供するステップをさらに備え、第１のカーテンチャンバ領域へのガス流は、カーテンプレート開口から外にイオン源内へのガス流出を形成し、第２のカーテンチャンバ領域へのガス流は、ＤＭＳおよび質量分析計入口内へのガス流入を形成する。種々の側面では、ガス組成およびガス温度は、ガス流出およびガス流入が異なる特性を有するように、独立して制御されることができる。種々の実施形態では、ガス流入は、ＤＭＳにおける移動度分離のためのピーク容量を改善するための化学調節剤を含有することができる一方、ガス流出はできない。種々の実施形態では、加熱器が提供され、カーテンチャンバ領域またはガス流のいずれかの温度を制御することができる。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
質量分析のためのシステムであって、
該システムは、
カーテンプレートとオリフィスプレートとによって画定されるカーテンガスチャンバであって、該カーテンプレートは、イオンをイオン源から受容する開口を有し、該オリフィスプレートは、質量分析計の中への入口を有する、カーテンガスチャンバと、
少なくとも１つの障壁であって、該少なくとも１つの障壁は、該カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域と第２のカーテンガスチャンバ領域とに分離する、少なくとも１つの障壁と、
少なくとも１つのガス源であって、該少なくとも１つのガス源は、該第２のカーテンガスチャンバ領域の中へのガス流入と、該第１のカーテンガスチャンバ領域の中へのガス流出とを提供し、該ガス流出の一部は、該開口から外におよびイオン源領域の中へ向けられる、少なくとも１つのガス源と、
該ガス流入を加熱する加熱要素であって、該加熱されたガス流入の一部は、該質量分析計の該入口の中へと向けられ、該加熱されたガス流入の一部は、該ガス流出の一部よりも実質的に高い温度にある、加熱要素と
を備える、システム。
（項目２）
前記加熱要素は、加熱オリフィスプレート、１つ以上の加熱管、加熱器、ならびに加熱器および熱交換材料から成る群から選択される、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記少なくとも１つのガス源は、ガス輸送管を備える、項目１に記載のシステム。
（項目４）
前記少なくとも１つのガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、または蒸気が添加されたガスを供給する、項目１に記載のシステム。
（項目５）
前記少なくとも１つのガス源は、前記第１のカーテンガスチャンバ領域の中への第１のガス源と、前記第２のカーテンガスチャンバ領域の中への第２のガス源とを備える、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記ガス組成と前記ガス温度とは、独立して制御されることができる、項目５に記載のシステム。
（項目７）
前記第１のガス源の組成は、前記第２のガス源の組成と異なる、項目６に記載のシステム。
（項目８）
前記第２のガス源は、調節剤を備える、項目７に記載のシステム。
（項目９）
前記調節剤は、プロパノールを備える、項目８に記載のシステム。
（項目１０）
前記少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える、項目１に記載のシステム。
（項目１１）
前記第２のカーテンガスチャンバ領域は、差分移動度スペクトロメータを備え、該差分移動度スペクトロメータは、入口オリフィスに少なくとも部分的に密閉される、項目１に記載のシステム。
（項目１２）
前記第２のカーテンガスチャンバ領域は、加熱管を備え、該加熱管は、入口オリフィスに少なくとも部分的に密閉される、項目１に記載のシステム。
（項目１３）
質量分析のための方法であって、
該方法は、
カーテンガスチャンバを提供することであって、該カーテンガスチャンバは、カーテンプレートとオリフィスプレートとによって画定され、該カーテンプレートは、イオンをイオン源から受容する開口を有し、該オリフィスプレートは、質量分析計の中への入口を有する、ことと、
少なくとも１つの障壁を提供することであって、該少なくとも１つの障壁は、該カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域と第２のカーテンガスチャンバ領域とに分離する、ことと、
少なくとも１つのガス源を提供することであって、該少なくとも１つのガス源は、該第２のカーテンガスチャンバ領域の中へのガス流入と、該第１のカーテンガスチャンバ領域の中へのガス流出とを提供し、該ガス流出の一部は、該開口から外におよびイオン源領域の中へ向けられる、ことと、
該ガス流入を加熱する加熱要素を提供することであって、該加熱されたガス流入の一部は、該質量分析計の入口の中へと向けられ、該加熱されたガス流入の一部は、該ガス流出の一部よりも実質的に高い温度にある、ことと
を備える、方法。
（項目１４）
前記加熱要素は、加熱オリフィスプレート、１つ以上の加熱管、加熱器、ならびに加熱器および熱交換材料から成る群から選択される、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記少なくとも１つのガス源は、ガス輸送管を備える、項目１３に記載の方法。
（項目１６）
前記少なくとも１つのガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、または蒸気が添加されたガスを供給する、項目１３に記載の方法。
（項目１７）
前記少なくとも１つのガス源は、前記第１のカーテンガスチャンバ領域の中への第１のガス源と、前記第２のカーテンガスチャンバ領域の中への第２のガス源とを備える、項目１３に記載の方法。
（項目１８）
前記ガス組成と前記ガス温度とは、独立して制御されることができる、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記第１のガス源の組成は、前記第２のガス源の組成と異なる、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記第２のガス源は、調節剤を備える、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記調節剤は、プロパノールを備える、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える、項目１３に記載の方法。
（項目２３）
イオンは、差分移動度スペクトロメータによって事前にフィルタリングされ、該差分移動度スペクトロメータは、前記質量分析計入口に少なくとも部分的に密閉される、項目１３に記載の方法。
（項目２４）
イオンの脱溶媒和は、加熱管を提供することによって制御され、該加熱管は、前記質量分析計入口に少なくとも部分的に密閉される、項目１３に記載の方法。
【０００８】
本出願人の教示のこれらおよび他の特徴が、本明細書に記載される。
【０００９】
当業者は、後述の図面は、例示目的のためにすぎないことを理解するであろう。図面は、本出願人の教示の範囲をいかようにも限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、先行技術による、塞栓されたナノ流散布機先端を図式的に示す。
【図２】図２は、先行技術による、質量分析システムを図式的に例示する。
【図３】図３は、先行技術による、質量分析システムを図式的に例示する。
【図４】図４は、先行技術質量分析システムと、本出願人の教示の種々の実施形態による、質量分析システムを図式的に比較する。
【図５】図５は、本出願人の教示の種々の実施形態による、質量分析システムを図式的に例示する。
【図６】図６は、この出願人の教示の種々の実施形態による、質量分析システムを図式的に例示する。
【図７】図７は、本出願人の教示の種々の実施形態による、質量分析システムを図式的に例示する。
【図８】図８は、本出願人の教示の種々の実施形態による、質量分析システムを図式的に例示する。
【図９】図９は、本出願人の教示の種々の実施形態による、質量分析システムを図式的に例示する。
【図１０】図１０は、先行技術質量分析システムと、本出願人の教示の図６による質量分析システムのカーテンガス流出の温度を比較する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面中において、同一参照番号は、同一部品を示す。
【００１２】
文脈によって別様に明示的に示されない限り、種々の要素を参照して、本出願人の教示と併用される語句「ａ」または「ａｎ」は、「１つ以上」または「少なくとも１つ」を包含することを理解されたい。最初に、図１を参照すると、先行技術の質量分析システムにおいて、噴霧化されないテーパ状ナノ流散布機を通じて流動する、高温カーテンガスの流出が、どのように散布機内の液体を乾燥させ、散布機先端を塞栓し、散布の中断を生じさせ得るかが示される。
【００１３】
図２に示される先行技術の質量分析システム１００を参照すると、質量分析システム１００は、イオンをイオン源（図示せず）から受容するための開口１０６を有するカーテンプレート１０４と、質量分析計内への入口１１０を有するオリフィスプレート１０８とによって画定されるカーテンガスチャンバ１０２を有する。ガス源１１４は、カーテンガスチャンバ１０２内の付加的な加熱器によって予熱または加熱されるガス流を提供する。加えて、オリフィスプレート１０８もまた、加熱されることができる。先行技術のシステム１００では、カーテンガスチャンバ１０２内への総カーテンガス入力は、その一部が入口１１０に流入するカーテンガス流入１１６と、その一部がイオン源領域内への開口１０６から流出するカーテンガス流出１１８との分裂より前において加熱される。カーテンガス流出１１８は、開口１０６からの流出より前において加熱される。
【００１４】
図３を参照すると、先行技術システム２００が概略図に例示されている。明確にするために、図２のシステム１００の要素と類似する、図３のシステム２００の要素は、図２におけるものに１００を加算した同一参照番号を使用して指定される。図３では、質量分析システム２００は、イオンをイオン源（図示せず）から受容するための開口２０６を有するカーテンプレート２０４と、質量分析計内への入口２１０を有するオリフィスプレート２０８とによって画定されるカーテンガスチャンバ２０２を有する。ガス源２１４は、カーテンガスチャンバ２０２内の付加的な加熱器によって予熱または加熱されるガス流を提供する。加えて、オリフィスプレート２０８もまた、加熱されることができるか、または付加的デバイス２２０を、当業者に公知のように、直接または間接的にカーテンガスチャンバ２０２を加熱するために提供することができる。例えば、１つ以上の加熱管が提供されて、カーテンガスを加熱することができるか、または差分移動度スペクトロメータ（ＤＭＳ）の場合、加熱および熱交換材料を提供し、カーテンガス流を加熱することができる。先行技術システム２００では、カーテンガスチャンバ２０２内への総カーテンガス入力は、その一部が入口２１０内へ流動するカーテンガス流入２１６と、その一部が開口２０６からイオン源領域に流入するカーテンガス流出２１８との分裂より前において、加熱される。カーテンガス流出２１８は、開口２０６からの流出より前において、加熱される。付加的デバイス２２０は、加熱管、層流チャンバ、または差分移動度スペクトロメータ等のイオン移動度デバイスを備えることができる。
【００１５】
図４を参照すると、一般的な先行技術の質量分析システムと、本出願人の教示の種々の実施形態による質量分析システムの比較が示される。左側に示される先行技術システムでは、ガス源または供給部は、加熱要素または機構によって加熱されたカーテンガス流を提供する。高温のカーテンガスは、次いで、その一部が質量分析計の入口に向けられるカーテンガス流入と、その一部がカーテンプレートの開口からイオン源領域内へと向けられるカーテンガス流出とに分裂させられる。高温カーテンガス流出は、次いで、特に、冷却噴霧器またはシースガスと協働しない低流速電気スプレイ源を使用する場合、問題をもたらし得る。これらのタイプの源の実施例は、ナノスプレイ源およびＡｄｖｉｏｎ  Ｎａｎｏｍａｔｅシステム等の自動化デバイスである。例えば、噴霧化されないテーパ状ナノ流散布機を越えて流動する高温カーテンガスの流出は、図１に示されるように、散布機内の液体を乾燥させ、散布機先端を塞栓し、散布の中断を生じさせ得る。
【００１６】
図４の右側に示される、本出願人の教示の種々の実施形態では、少なくとも１つのガス源または供給部は、最初に、カーテンガス流入およびカーテンガス流出に分裂させられることができるガス流を提供する。障壁を提供し、カーテンガス流入およびカーテンガス流出を分離することができる。種々の側面では、障壁は、熱的障壁であることができる。種々の側面では、少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える。カーテンガス流入は、加熱要素または機構によって加熱することができ、加熱されたカーテンガス流入の一部は、質量分析計の入口の中に向けられる。その一部がカーテンプレートの開口からイオン源領域の中に向けられるカーテンガス流出は、加熱されず、したがって、先行技術のシステムの加熱されたカーテンガス流出によってもたらされる問題を防止することができる。
【００１７】
図５を参照すると、本出願人の教示による、種々の実施形態では、質量分析システム３００は、イオンをイオン源（図示せず）から受容するための開口３０６を有するカーテンプレート３０４と、質量分析計内への入口３１０を有するオリフィスプレート３０８とによって画定されるカーテンガスチャンバを備える。種々の実施形態では、限定されないが、毛細管、加熱毛細管、または誘電毛細管を含む、任意の好適な質量分析計入口を使用することができる。障壁３１２は、カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域３０２Ａと第２のカーテンガスチャンバ領域３０２Ｂとに分離することができる。種々の側面では、障壁３１２は熱的障壁であって、２つの領域間の熱伝達を制限することができる。種々の側面では、少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える。種々の実施形態では、２つ以上の障壁を提供し、カーテンガスチャンバを分離することができ、種々の側面では、複数の障壁を、カーテンガスチャンバを複数の領域に分離するために提供することができる。少なくとも１つのガス源３１４、例えば、ガス輸送管を提供し、ガス流を第１のカーテンチャンバ領域３０２Ａ内に送達することができる。ガス流の一部は、第２のカーテンチャンバ領域３０２Ｂを通して、質量分析計入口３１０の中に引き込まれるガス流入３１６を形成することができる。ガス流の別の部分は、第１のカーテンチャンバ領域３０２Ａから、カーテンプレート３０４内の開口３０６を通して、源領域内への流出を形成することができる。入口サイズおよびガス温度等の要因を使用して、質量分析計の真空システム内へのガス流速、したがって、ガス流入３１６の規模を決定することができる。したがって、種々の実施形態では、ガス源３１４によって提供されるガス流を調節して、ガス流出３１８の規模を制御することができる。例えば、質量分析計入口内へのガス流が、３．２Ｌ／分である場合、ガス源３１４によって提供される３．６Ｌ／分のガス流は、３．２Ｌ／分の流入３１６および０．４Ｌ／分の流出３１８をもたらすであろう。少なくとも１つのガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、蒸気が添加されたガス、または当業者に公知の任意の他の好適なガスを供給することができる。加熱要素または機構は、第２のカーテンガスチャンバ領域３０２Ｂの中においてガス流入を加熱するために提供されることができ、加熱されたガス流入３１６の一部または全部は、質量分析計の入口３１０の中に向けられることができ、カーテンガス流がカーテンガス流入の加熱より前において、カーテンガス流入とカーテンガス流出とに分裂し、それによって、２つのガス流を実質的に異なる温度にするために、加熱されたガス流入３１６は、実質的にガス流出３１８の部分より高い温度にあることができる。加熱要素または機構は、オリフィスプレート３０８を加熱するステップ、第２のカーテンチャンバ領域３０２Ｂ内に、加熱デバイス等の付加的な加熱要素または機構、あるいは当業者に公知の任意の他のガス加熱機構を提供するステップを備えることができる。
【００１８】
図６を参照すると、本出願人の教示による、種々の実施形態では、質量分析システム４００は、イオンをイオン源（図示せず）から受容するための開口４０６を有するカーテンプレート４０４と、質量分析計内への入口４１０を有するオリフィスプレート４０８と、によって画定されるカーテンガスチャンバを備える。種々の実施形態では、限定されないが、毛細管、加熱毛細管、または誘電毛細管を含む、任意の好適な質量分析計入口を使用することができる。障壁４１２は、カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域４０２Ａと第２のカーテンガスチャンバ領域４０２Ｂとに分離することができる。種々の側面では、障壁４１２は、熱的障壁であることができる。種々の側面では、少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレート、または低熱伝導性を有する他の材料を備える。種々の実施形態では、２つ以上の障壁を提供し、カーテンガスチャンバを分離することができ、種々の側面では、複数の障壁を、カーテンガスチャンバを複数の領域に分離するために提供することができる。少なくとも１つのガス源４１４、例えば、ガス輸送管を第１のカーテンチャンバ領域４０２Ａ内に提供し、第２のカーテンガスチャンバ領域４０２Ｂ内へのガス流入４１６と、カーテンプレート４０４の開口４０６からイオン源領域内に向けられるガス流出４１８とをもたらすことができる。ガス流入４１６は、第２のカーテンガスチャンバ領域４０２Ｂを通って、任意の付加的デバイス４２０を通って、質量分析計入口４１０内へと流動することができる。少なくとも１つのガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、または蒸気が添加されたガス、または当業者に公知の任意の他の好適なガスを供給することができる。加熱要素または機構が、第２のカーテンガスチャンバ領域４０２Ｂ内においてガス流入を加熱するために提供されることができ、加熱されたガス流入の一部４１６は、質量分析計の入口４１０内に向けられることができ、カーテンガス流は、カーテンガス流入の加熱より前において、カーテンガス流入とカーテンガス流出とに分裂し、それによって、２つのガス流を実質的に異なる温度にさせるので、加熱されたガス流入４１６の部分は、実質的に、ガス流出４１８の部分より高い温度にあることができる。加熱要素または機構は、オリフィスプレート４０８を加熱するステップまたは当業者に公知の任意の他の方法を備えることができる。例えば、種々の側面では、付加的デバイス４２０を提供し、当業者に公知のように、直接または間接的に、カーテンガス流入４１６を加熱することができる。種々の側面では、１つ以上の加熱管が、質量分析計入口４１０に密閉されて、カーテンガス流入４１６を加熱することができる。入口オリフィスによって確立されるガス引き込みは、加熱管４２０を通して、ガス流入４１６を引き込むことができる。種々の側面では、付加的なデバイス４２０は、少なくとも部分的に入口オリフィス４１０に密閉される差分移動度スペクトロメータを備えることができる。オリフィスによって確立されるガス引き込みは、ガス流入４１６を引き込み、ならびにＤＭＳを通して、質量分析計内にイオンを採取することができる。このように、質量分析計を通過するガス流入は、イオン源内へ通過するガス流出と異なる温度にまで加熱されることができる。図６に図示されないが、ガス流入４１６組成もまた、ガス流出４１８と異なることができる。組成は、流入４１６および流出４１８のための別個のガス流を提供することによって、あるいは第２のカーテンチャンバ領域４０２Ｂ内のガス流入４１６組成を調節することによって、例えば付加的なガス流または化学物質を、直接、第２のカーテンチャンバ領域４０２Ｂ内に添加することによって、変動させることができる。
【００１９】
図７を参照すると、本出願人の教示による、種々の実施形態では、質量分析システム４５０は、２つ以上の別個のガス源または供給部を備える。第１のガス源４６４Ｂは、カーテンガス流出を第１のカーテンガスチャンバ領域４５２Ａに提供することができ、第２のガス源４６４Ａは、カーテンガス流入を第２のカーテンガスチャンバ領域４５２Ｂに提供することができる。ガス流入４６６は、第２のカーテンチャンバ領域４５２Ｂを通して、質量分析計入口４６０内へと引き込まれることができる。種々の実施形態では、限定されないが、毛細管、加熱毛細管、または誘電毛細管を含む、任意の好適な質量分析計入口を使用することができる。第１のカーテンチャンバ領域４５２Ａからのガス流出は、カーテンプレート４５４内の開口４５６を通して、源領域内へと通過することができる。第２のカーテンガスチャンバ領域４５２Ｂに提供されるガスは、加熱されることができ、器具ガス流入と等しい流速で提供されることができる一方、第１のカーテンガスチャンバ領域４５２Ａに提供されるガスは、冷却されることができ、所望のカーテンガス流出に等しい流速で提供されることができる。加熱要素または機構は、オリフィスプレートを加熱するステップ、あるいは１つ以上の加熱管または当業者に公知の任意の他のガス加熱機構を提供するステップを備えることができる。例えば、図７に示される加熱要素は、加熱管４７０である。種々の実施形態では、例えば、図７に示されるように、ガス流入および流出の組成および温度は、独立して制御および最適化されることができる。図７に図示されないが、ＤＭＳデバイスが、加熱管に加えて、または加熱管の代わりに、第２のカーテンチャンバ領域内に含まれることができる。種々の実施形態では、加熱管およびＤＭＳは、第２のカーテンチャンバ領域が、質量分析計入口４６０、ガス供給部、および付加的な加熱要素または機構のみ備えるように、省略されることができる。前述のように、種々の実施形態では、図７に示される構成は、図７に例示されるように、加熱管４７０ではなく、質量分析計入口４６０に少なくとも部分的に密閉されるＤＭＳを含むことができる。種々の実施形態では、アルコール、アセトニトリル、塩素化合物、または任意の他の化学調節剤等の付加的な化学調節剤を添加されて、当業者に公知のように、差分移動度スペクトロメトリ分離のためのピーク容量を改善するために、ガス流入の組成を調節することができる。流出組成は、内側カーテンチャンバ領域とイオン源との間にガスカーテンを提供する窒素であることができる。このように、流出ガス組成および温度は、クラスタ分離し、器具汚染を防止し、源からのイオン流を乾燥するために、独立して最適化されることができる一方、流入ガス組成は、質量分析計入口より前において、差分移動度分離のために最適化されることができる。差分移動度スペクトロメータが、図７に例示されない、非対称波形発生器、コントローラ、および電気接続等の他の必要構成要素を備えることは、当業者に明白であろう。
【００２０】
図８を参照すると、本出願人の教示による、種々の実施形態では、質量分析システム５００は、イオンをイオン源（図示せず）から受容するための開口５０６を有するカーテンプレート５０４と、質量分析計内への入口５１０を有するオリフィスプレート５０８とによって画定されるカーテンガスチャンバを備える。種々の実施形態では、限定されないが、毛細管、加熱毛細管、または誘電毛細管を含む、任意の好適な質量分析計入口を使用することができる。障壁５１２は、カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域５０２Ａと第２のカーテンガスチャンバ領域５０２Ｂとに分離することができる。種々の側面では、障壁５１２は、熱的障壁であって、２つの領域間の熱伝達を制限することができる。種々の側面では、少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える。種々の実施形態では、２つ以上の障壁が提供されて、カーテンガスチャンバを分離することができ、種々の側面では、複数の障壁が、カーテンガスチャンバを複数の領域に分離するために提供されることができる。２つの別個のガス源または供給部が提供されることができ、第１のガス源５１４Ｂは、カーテンガス流出５１８を第１のカーテンガスチャンバ領域５０２Ａに提供することができ、カーテンガス流出５１８の一部は、カーテンプレート５０４の開口５０６から外にイオン源領域の中に向けられることができる。第２のガス源５１４Ａは、カーテンガス流入５１６を第２のカーテンガスチャンバ領域５０２Ｂに提供することができる。加熱要素または機構は、第２のカーテンガスチャンバ領域５０２Ｂ内のガス流入５１６を加熱するために提供されることができ、加熱されたガス流入５１６の一部は、質量分析計の入口５１０の中に向けられることができる一方、カーテンガス流は、カーテンガス流入の加熱より前において、カーテンガス流入とカーテンガス流出とに分裂し、それによって、２つのガス流を実質的に異なる温度にさせるので、加熱されたガス流入５１６の部分は、実質的に、ガス流出５１８の部分より高い温度にあることができる。加熱要素または機構は、オリフィスプレート３０８を加熱するステップ、第２のカーテンチャンバ領域５０２Ｂ内に付加的な加熱器、または当業者に公知の任意の他の方法を提供するステップを備えることができる。第２のガス源５１４Ａからのガス流が、入口オリフィス５１０内へのカーテンガス流入５１６のガス引き込みと整合すると、第１のガス源５１４Ｂからのガス流は、排他的に、カーテンガス流出５１８を備えることができる。種々の側面では、別個のガス源５１４Ａおよび５１４Ｂから流動するガスの温度およびガス組成は、独立して制御されることができる。種々の側面では、第１のガス源の組成５１４Ｂは、窒素であることができ、種々の側面では、第２のガス源の組成５１４Ａは、窒素、ガス混合物、または当業者に公知の任意の他の好適なガスであることができる。図８に図示されないが、第２のカーテンガスチャンバ領域５０２Ｂはまた、差分移動度スペクトロメータを含有することができ、カーテンガス流入５１６の組成および温度は、ガス混合物、不活性ガス、液体蒸気とのガスの混合物、または当業者に公知の任意の他のガス組成を使用することによって、差分移動度分離を改善するように調節されることができる。種々の実施形態では、ガス流入５１６は、アルコール、塩素化合物、アセトニトリル、または任意の他の好適な調節剤等の極性液体調節剤の少量の蒸気を有する窒素を備えることができる一方、ガス流出５１８は、窒素または任意の当業者に公知の他の好適なガス組成を備えることができる。
【００２１】
図９を参照すると、本出願人の教示による、種々の実施形態では、質量分析システム６００は、イオンをイオン源（図示せず）から受容するための開口６０６を有するカーテンプレート６０４と、質量分析計内への入口６１０を有するオリフィスプレート６０８とによって画定されるカーテンガスチャンバを備える。種々の実施形態では、限定されないが、毛細管、加熱毛細管、または誘電毛細管を含む、任意の好適な質量分析計入口を使用することができる。障壁６１２は、カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域６０２Ａと第２のカーテンガスチャンバ領域６０２Ｂとに分離することができる。種々の側面では、障壁６１２は、熱的障壁であることができる。種々の側面では、少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える。種々の実施形態では、２つ以上の障壁を提供されて、カーテンガスチャンバを分離することができ、種々の側面では、複数の障壁が、カーテンガスチャンバを複数の領域に分離するために提供されることができる。２つの別個のガス源または供給部を提供することができる。第１のガス源６１４Ｂは、カーテンガス流出６１８を第１のカーテンガスチャンバ領域６０２Ａに提供することができ、カーテンガス流出６１８の一部は、カーテンプレート６０４の６０６開口からイオン源領域の中に向けられることができる。第２のガス源６１４Ａは、カーテンガス流入６１６を第２のカーテンガスチャンバ領域６０２Ｂに提供することができる。加熱要素または機構は、第２のカーテンガスチャンバ領域６０２Ｂ内のガス流入６１６を加熱するために提供されることができ、加熱されたガス流入６１６の一部は、質量分析計の入口６１０の中に向けられることができるカーテンガス流は、カーテンガス流入の加熱より前において、カーテンガス流入とカーテンガス流出とに分裂し、それによって、２つのガス流を実質的に異なる温度にさせるので、加熱されたガス流入６１６の部分は、ガス流出６１８の部分よりも実質的に高い温度にあることができる。加熱要素または機構は、オリフィスプレート６０８を加熱するステップ、第２のカーテンガスチャンバ領域６０２Ｂ内に付加的な加熱器、または当業者に公知の任意の他の方法を提供するステップを備えることができる。例えば、種々の側面では、付加的なデバイス６２０が提供されて、当業者に公知のように、直接または間接的にカーテンガス流入６１６を加熱することができる。種々の側面では、１つ以上の加熱管が少なくとも部分的に入口６１０に密閉されることにより、入口６１０を通してのガス引き込みが、加熱管を通して流入６１６を引き込み、それにより、カーテンガス流入６１６を加熱することができる。種々の側面では、加熱および熱交換材料を提供して、カーテンガス流入６１６を加熱することができる。第２のガス源６１４Ａからのガス流が、入口オリフィス６１０内へのカーテンガス流入６１６のガス引き込みと整合すると、第１のガス源６１４Ｂからのガス流は、排他的に、カーテンガス流出６１８を備えることができる。種々の側面では、別個のガス源６１４Ａおよび６１４Ｂから流動するガスの温度およびガス組成は、独立して制御されることができる。種々の側面では、第１のガス源の組成６１４Ｂは、窒素または当業者に公知の任意の他の好適なガスであることができ、種々の側面では、第２のガス源の組成６１４Ａは、差分移動度分離のために最適化されることができる。例えば、図９において６２０と標識されたデバイスは、入口オリフィス６１０に少なくとも部分的に密閉される差分移動度スペクトロメータを備えることにより、質量分析計内へのガス流が、差分移動度スペクトロメータ６２０を通して、ガス流入６１６を引き込むことができる。ガス流入６１６の組成および温度は、差分移動度分離のために最適化されることができる一方、ガス流出６１８の組成および温度は、システムと併用される特定のイオン源に対して最適化されることができる。例えば、ガス流入６１６は、アルコールおよび他の極性または非極性分子等の当業者に公知の化学調節剤を含むことができる。
【００２２】
図１０を参照すると、先行技術の質量分析システムと、本出願人の教示の図６による質量分析システムのカーテンガス流出の温度の比較が示されている。例えば、図６に示されるデバイス４２０は、ＱＴＲＡＰ（登録商標）５５００質量分析計の入口オリフィスに密閉される、寸法１ｘ１０ｘ３０ｍｍを有する差分移動度スペクトロメータを備えていた。入口ガス流速は、２．８Ｌ／分であり、３．３Ｌ／分のガス流が、第１のカーテンガスチャンバ領域４０２Ａに提供され、０．５Ｌ／分のカーテンガス流出をもたらした。カーテンプレートの約１ｍｍ外側で測定されたカーテンガス流出温度は、実質的に、標準的な先行技術のカーテンチャンバ構成よりも高く、２５０℃の最高脱溶媒和温度（ＤＴ）設定またはＤＭＳ加熱器温度において、１００℃を超えた。図６によるシステムの流出温度は、実質的に、約６０℃とより低く、本出願人の教示は、所与の流出温度に対して、より高いＤＭＳ加熱器温度を印加する可能性を提供する。類似データもまた、説明されるような他の構成のいくつかを使用して測定された。
【００２３】
例えば、別の実施例では、図３に示されるような先行技術のナノスプレイインターフェースは、入口オリフィス２１０に密閉される加熱管２２０を含む。一実施例では、注入ナノスプレイ源を使用して、５０／５０メタノール／水で調製されたレセルピン試料からイオンを生成すると、レセルピンに対して測定されたイオン電流は、１５０℃まで加熱されるにつれて増加した。しかしながら、メタノール（６４．７℃）の沸点を上回るカーテンガスの加熱は、ナノスプレイ先端において沸騰開始をもたらし、信号の完全喪失をもたらした。本出願人の教示の種々の実施形態では、カーテンガス流出は、４９℃よりも低く維持される一方、カーテンガス流入は、図６と同様構成を使用して、約１５０℃であり、付加的なデバイス４２０は、質量分析計入口４１０に密閉される加熱管を備えていた。これは、第２のカーテンチャンバ領域４０２Ｂ内に最適脱溶媒和特性を提供する一方、流出温度を最小にし、ナノスプレイシステムの性能を安定化させた。このように、ナノスプレイ先端における液滴の沸騰は、排除され、測定された信号は、増加し、信号ドロップアウトを伴わずに遥かに良好な散布安定性が提供された。
【００２４】
以下は、本出願人の教示の一般的使用を説明するが、任意の特定の実施形態に限定されず、任意の実施形態に適用することができる。動作時、種々の側面において、カーテンガスチャンバが提供され、カーテンガスチャンバは、イオンをイオン源から受容するための開口を有するカーテンプレートと、質量分析計内への入口を有するオリフィスプレートとによって画定される。種々の実施形態では、限定されないが、毛細管、加熱毛細管、または誘電毛細管を含む、任意の好適な質量分析計入口を使用することができる。少なくとも１つの障壁が、カーテンガスチャンバを第１のカーテンガスチャンバ領域と第２のカーテンガスチャンバ領域とに分離するために提供される。種々の実施形態では、２つ以上の障壁を提供し、カーテンガスチャンバを分離することができ、種々の側面では、複数の障壁が、カーテンガスチャンバを複数の領域に分離するために提供されることができる。種々の実施形態では、第１のカーテンガスチャンバ領域は、カーテンプレートによって境界が付けられることができ、種々の実施形態では、第２のカーテンガスチャンバ領域は、オリフィスプレートによって境界を付けられることができる。第２のカーテンガスチャンバ領域内へのガス流入と、第１のカーテンガスチャンバ領域内へのガス流出とを有し、ガス流出の一部は、開口からイオン源領域内へ向けられる少なくとも１つのガス源を提供することができる。カーテンガス流出の部分は、加熱されず、したがって、先行技術のシステムの加熱されたカーテンガス流出によってもたらされる問題を防止することができる。種々の側面では、少なくとも１つの障壁は、ステンレス鋼プレートを備える。加熱要素は、ガス流入を加熱するために提供され、加熱されたガス流入の一部は、質量分析計の入口内へと向けられ、加熱されたガス流入の部分は、実質的に、ガス流出の部分よりも高い温度にある。
【００２５】
種々の実施形態では、加熱要素は、加熱オリフィスプレート、１つ以上の加熱管、または、ＤＭＳ構成では、加熱および熱交換材料を備え、カーテンガス流入を加熱することができる。種々の側面では、少なくとも１つのガス源は、ガス輸送管を備え、少なくとも１つのガス源は、窒素、不活性ガス、ガスの混合物、蒸気が添加されたガス、または任意の他の好適なガスを供給する。種々の実施形態では、少なくとも１つのガス源は、第１のカーテンガスチャンバ領域内への第１のガス源と、第２のカーテンガスチャンバ領域内への第２のガス源とを備える。種々の側面では、ガス組成およびガス温度は、独立して制御されることができ、第１のガス源の組成は、第２のガス源の組成と異なることができる。種々の実施形態では、ＤＭＳは、加熱管の代わりに、少なくとも部分的に質量分析計入口に密閉されることができる。種々の実施形態では、アルコール、アセトニトリル、塩素化合物、または他の極性または非極性の化学物質等の付加的な化学調節剤を添加し、当業者に公知のように、差分移動度スペクトロメトリ分離のためのピーク容量を改善するために、ガス流入の組成を調節することができる。流出組成は、窒素または当業者に公知の任意の他の好適なガスであって、内側カーテンガスチャンバ領域とイオン源との間にガスカーテンを提供することができる。このように、流出ガス組成および温度は、独立して、クラスタ分離し、器具汚染を防止し、源からのイオン流を乾燥するために最適化することができる一方、流入ガス組成は、質量分析計入口より前において、差分移動度分離のために最適化することができる。
【００２６】
本出願人の教示は、種々の実施形態に関連して説明されるが、本出願人の教示は、そのような実施形態に限定されることを意図するものではない。対照的に、出願人の教示は、当業者によって理解されるように、種々の代替、修正、および均等物を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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