(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線形イオントラップの中でイオンを処理する方法であって、
該方法は、
２次元の非対称で実質的に四重極の電場を確立し、維持することであって、該電場は、第１の軸と、該第１の軸に沿う第１の軸ポテンシャルと、該第１の軸と直交する第２の軸と、該第２の軸に沿う第２の軸ポテンシャルとを有し、ｉ）該第１の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２１の四重極高調波と、振幅Ａ３１の六重極高調波と、振幅Ａ４１の八重極高調波とを含み、Ａ４１は、Ａ２１の０．０１％よりも大きく、Ａ４１は、Ａ２１の５％およびＡ３１の３３％未満であり、該第１の軸ポテンシャルに存在する振幅Ａｎ１を有する任意の他の高次高調波について、ｎ１は、４よりも大きい任意の整数であり、Ａ３１は、Ａｎ１の１０倍よりも大きく、ｉｉ）該第２の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２２の四重極高調波と、振幅Ａ４２の八重極高調波とを含み、Ａ４２は、Ａ２２の０．０１％よりも大きく、Ａ４２は、Ａ２２の５％未満であり、該電場の該第２の軸ポテンシャルに存在する振幅Ａｎ２を有する任意の他の高次高調波について、ｎ２は、４以外の２よりも大きい任意の整数であり、Ａ４２は、Ａｎ２の１０倍よりも大きい、ことと、
イオンを該電場に導入することと
を含む、方法。
【請求項２】
Ａ４１は、Ａ２１の０．００１％よりも大きく、Ａ４２は、Ａ２２の０．００１％よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ａ３１は、Ａｎ１の３０倍よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Ａ３１は、Ａｎ１の５０倍よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記線形イオントラップが、第１の対のロッドと、第２の対のロッドと、４つの補助電極とを含み、該４つの補助電極は、該第１の対のロッドと該第２の対のロッドとの間に間置され、第１の対の補助電極および第２の対の補助電極を含み、該第１の対の補助電極と該第２の対の補助電極とは、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドのうちの１つを二等分する第１の面によって分離され、
前記第１の軸は、該第１の面にあり、前記第２の軸は、該第１の面と直交し、
該電場を確立し、維持することは、ｉ）第１のＲＦ電圧を、第１の周波数で、かつ第１の位相において該第１の対のロッドに、ｉｉ）第２のＲＦ電圧を、該第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ該第１の位相と反対の第２の位相において、該第２の対のロッドに、ｉｉｉ）補助ＲＦ電圧を、該第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって該第１の位相からシフトされた補助周波数で、該第１の対の補助電極に、ｉｖ）第１のＤＣ電圧を該第１の対の補助電極に、およびｖ）第２のＤＣ電圧を該第２の対の補助電極に提供することを含み、
該方法は、
前記イオンの選択された部分を該電場から軸方向に放出することであって、該イオンの該選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ことと、
該イオンの該選択された部分を検出することであって、該検出することにより、摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供する、ことと、
ｉ）該補助ＲＦ電圧の該位相シフト、ｉｉ）該第１の対の補助電極に提供される該第１のＤＣ電圧、ｉｉｉ）該第２の対の補助電極に提供される該第２のＤＣ電圧、およびｉｖ）該第１の対の補助電極に提供される該補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整することであって、該調整することにより、該選択されたｍ／ｚに向かって該摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、ことと
をさらに含む、方法。
【請求項６】
前記電場を確立し、維持することは、ＲＦ電圧を前記第２の対の補助電極に提供することなく、前記第２のＤＣ電圧を該第２の対の補助電極に提供することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記電場を確立し、維持することは、第２の補助ＲＦ電圧を、前記第２のＤＣ電圧を有する前記第２の対の補助電極に提供することを含み、該第２の補助ＲＦ電圧は、前記第１の対の補助電極に提供される前記補助ＲＦ電圧に対して１８０度位相シフトされている、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記補助ＲＦ電圧の前記位相シフトを調整することをさらに含み、該調整することにより、前記選択されたｍ／ｚに向かって前記摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
ｉ）前記第１の対の補助電極に提供される前記第１のＤＣ電圧、およびｉｉ）前記第２の対の補助電極に提供される前記第２のＤＣ電圧のうちの少なくとも１つを調整することをさらに含み、該調整することにより、前記選択されたｍ／ｚに向かって前記摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記位相シフトは、−７０度から７０度までの間である、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記位相シフトは、ゼロである、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記電場からの前記選択されたｍ／ｚを有する前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出することは、前記第１の周波数よりも低い周波数で、四重極励起ＡＣ電圧を前記第１の対のロッドおよび前記第２の対のロッドに提供することを含み、該提供することにより、該選択されたｍ／ｚを有する該イオンの該選択された部分を半径方向に励起する、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記線形イオントラップシステムは、出口レンズをさらに含み、前記４つの補助電極は、前記４本のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で前記第１の対のロッドと前記第２の対のロッドとの間に間置され、該方法は、前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出する前に、該抽出領域中に該イオンの該選択された部分を軸方向に捕捉することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出する前に、前記抽出領域中に該イオンの該選択された部分を軸方向に捕捉することは、前記第１の対のロッドおよび前記第２の対のロッドにロッドオフセット電圧を提供することであって、該ロッドオフセット電圧は、前記４つの補助電極に提供される前記ＤＣ電圧よりも高い、ことと、前記出口レンズに印加されるＤＣ捕捉電圧を提供することとを含み、該ロッドオフセット電圧は、該出口レンズに印加される該ＤＣ捕捉電圧よりも低い、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電場からの前記選択されたｍ／ｚを有する前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出することは、前記第１の周波数よりも低い周波数で、前記第１の対のロッドまたは対角方向に配向された対の補助電極のいずれか一方に双極励起ＡＣ電圧を提供して、該選択されたｍ／ｚを有する該イオンの該選択された部分を半径方向に励起することを含み、該対角方向に配向された対の補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドのうちの一方を二等分する前記第１の面と、該第１の面と直交し、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドのうちの他方を二等分する第２の面との両方によって分離している、請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
前記電場からの前記選択されたｍ／ｚ比を有する前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出した後に、
該電場から該イオンの第２の選択された部分を軸方向に放出することであって、該イオンの該第２の選択された部分は、第２の選択されたｍ／ｚを有する、ことと、
該イオンの第２の選択された部分を検出することであって、該検出することにより、第２の摺動ｍ／ｚ比を中心とする第２の摺動質量信号ピークを提供する、ことと、
ｉ）前記補助ＲＦ電圧の前記補助周波数の前記位相シフト、ｉｉ）前記第１の対の補助電極に提供される前記第１のＤＣ電圧、ｉｉｉ）前記第２の対の補助電極に提供される前記第２のＤＣ電圧、およびｉｖ）該第１の対の補助電極に提供される該補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整することであって、該調整することにより、該選択されたｍ／ｚに向かって該摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、ことと
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１７】
前記位相シフトを調整することにより、前記選択されたｍ／ｚに向かって前記摺動ｍ／ｚ比を摺動させることは、ｉ）前記第１のＲＦ電圧の大きさ、ｉｉ）前記第２のＲＦ電圧の大きさ、およびｉｉｉ）前記第１の周波数のうちの少なくとも１つへの変更に基づいて、該位相シフトを調整することを含み、前記第２の周波数は、前記第１の周波数とともに変化する、請求項５に記載の方法。
【請求項１８】
請求項４に記載の方法であって、
前記線形イオントラップが、第１の対のロッドと、第２の対のロッドと、２つの補助電極とを含み、該２つの補助電極は、前記第１の対のロッドのうちの１つと前記第２の対のロッドのうちの１つとの間に間置され、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドのうちのいずれか一方を二等分する第１の面によって分離している対の補助電極を含み、
前記第１の軸は、該第１の面にあり、前記第２の軸は、該第１の面に直角であり、
該電場を確立し、維持することは、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１のＲＦ電圧を該第１の対のロッドに、ｉｉ）該第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ該第１の位相と反対の第２の位相において、第２のＲＦ電圧を該第２の対のロッドに、ｉｉｉ）該第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって該第１の位相からシフトされた補助周波数で、補助ＲＦ電圧を該第１の対の補助電極に、ｉｖ）ＤＣ電圧を該対の補助電極に、提供することを含み、
該方法は、
該電場からの該イオンの選択された部分を軸方向に放出することであって、該イオンの該選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ことと、
該イオンの該選択された部分を検出することであって、該検出することにより、摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供する、ことと、
ｉ）該補助ＲＦ電圧の該位相シフト、ｉｉ）該対の補助電極に提供される該ＤＣ電圧、およびｉｉｉ）該対の補助電極に提供される該補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整することであって、該調整することにより、該選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、ことと
をさらに含む、方法。
【請求項１９】
前記非対称四重極電場は、Ｘ軸を含み、該Ｘ軸は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記非対称四重極電場は、Ｙ軸を含み、該Ｙ軸は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
線形イオントラップシステムであって、
該線形イオントラップシステムは、
中心軸と、
第１の対のロッドであって、該第１の対のロッドの中の各ロッドは、該中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第１の対のロッドと、
第２の対のロッドであって、該第２の対のロッドの中の各ロッドは、該中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第２の対のロッドと、
４つの補助電極であって、該４つの補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中において、該第１の対のロッドと該第２の対のロッドとの間に間置され、該４つの補助電極は、第１の対の補助電極と、第２の対の補助電極とを含み、該第１の対の補助電極は、該第１の対のロッドまたは該第２の対のロッドのいずれか一方の中の単一のロッドによって分離され、かつそれに隣接しており、非対称で実質的に四重極の電場を生成する、４つの補助電極と、
電圧供給であって、該電圧供給は、該第１の対のロッド、該第２の対のロッド、および該４つの補助電極に接続され、該電圧供給は、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１のＲＦ電圧を該第１の対のロッドに、ｉｉ）該第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ該第１の位相と反対の第２の位相において、第２のＲＦ電圧を該第２の対のロッドに、ｉｉｉ）該第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって該第１の位相からシフトされた補助周波数で、補助ＲＦ電圧を該第１の対の補助電極に、ｉｖ）第１のＤＣ電圧を該第１の対の補助電極に、およびｖ）第２のＤＣ電圧を該第２の対の補助電極に、提供するように動作可能である、電圧供給と
を含む、線形イオントラップシステム。
【請求項２２】
検出器をさらに含み、該検出器は、前記ロッドセットおよび前記補助電極から軸方向に放出されるイオンを検出するように設置される、請求項２１に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項２３】
前記電圧供給は、前記第１のＲＦ電圧を前記第１の対のロッドに提供するように動作可能である第１の電圧源と、前記第２のＲＦ電圧を前記第２の対のロッドに提供するように動作可能である第２の電圧源と、前記補助ＲＦ電圧を前記第１の対の補助電極に提供するように動作可能である補助電圧源と、該補助ＲＦ電圧源によって提供される該補助電圧の位相および位相シフトを制御するための位相コントローラとを含む、請求項２１に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項２４】
前記補助電圧源は、第１の補助ＤＣ電圧を前記第１の対の補助電極に提供するようにさらに動作可能であり、
前記電圧供給は、第２の補助ＤＣ電圧を前記第２の対の補助電極に提供するための第２の補助電圧源をさらに含む、
請求項２３に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項２５】
前記補助電圧源は、前記第１の対の補助電極に提供される前記第１の補助ＤＣ電圧を調整するようにさらに動作可能であり、
前記第２の補助電圧源は、前記第２の対の補助電極に提供される前記第２の補助ＤＣ電圧を調整するようにさらに動作可能であり、
前記位相コントローラは、前記補助ＲＦ電圧源によって提供される該補助電圧の前記位相シフトを調整するようにさらに動作可能である、
請求項２４に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項２６】
前記電圧供給は、前記第１の周波数よりも低い周波数で、前記第１の対のロッドまたは対角方向に配向された対の補助電極のいずれか一方に双極励起ＡＣ電圧を提供することにより、選択されたｍ／ｚを有する前記イオンの前記選択された部分を半径方向に励起するようにさらに動作可能であり、
該対角方向に配向された対の補助電極は、前記第１の対の補助電極および前記第２の対の補助電極の各々からの１つの電極を含む、
請求項２５に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項２７】
前記中心軸に沿った任意の点において、
該中心軸と直交する関連面は、該中心軸と交差し、第１の対の関連断面における前記第１の対のロッドと交差し、第２の対の関連断面における前記第２の対のロッドと交差し、
該第１の対の関連断面は、該中心軸に関して実質的に対称に分布し、該中心軸と直交する該関連面にあり、該第１の対の断面の中の各断面の中心を通過する第１の軸によって二等分され、
該第２の対の関連断面は、該中心軸に関して実質的に対称に分布し、該中心軸と直交する該関連面に位置し、該第２の対の断面の中の各断面の中心を通過する第２の軸によって二等分され、
該第１の軸と該第２の軸とは、実質的に直交し、該中心軸において交差し、
前記抽出領域に位置する該中心軸の抽出部分の中の該中心軸に沿った任意の点において、
該中心軸と直交する該関連面は、第１の対の補助断面において前記第１の対の補助電極と交差し、第２の対の関連補助断面において前記第２の対の補助電極と交差する、
請求項２６に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項２８】
前記中心軸の前記抽出部分は、該中心軸の長さの半分未満を含む、請求項２７に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項２９】
前記抽出領域は、前記第１の対のロッドおよび前記第２の対のロッドの放出端を含み、前記４つの補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドの該放出端を越えて軸方向に延在する、請求項２７に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項３０】
前記抽出領域は、前記第１の対のロッドおよび前記第２の対のロッドの放出端を含み、前記４つの補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドの該放出端の手前で終端する、請求項２７に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項３１】
前記第１の対の補助断面および前記第２の対の補助断面の中の各断面は、実質的にＴ字形であり、長方形の上部に接続される長方形の基礎部を含み、請求項２７に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項３２】
線形イオントラップシステムであって、
該線形イオントラップシステムは、
中心軸と、
第１の対のロッドであって、該第１の対のロッドの各ロッドは、該中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第１の対のロッドと、
第２の対のロッドであって、該第２の対のロッドの各ロッドは、該中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第２の対のロッドと、
２つの補助電極であって、該２つの補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中において、該第１の対のロッドのうちの１つと該第２の対のロッドのうちの１つとの間に間置され、該２つの補助電極は、対の補助電極を含み、該対の補助電極は、該第１の対のロッドからの単一のロッドおよび該第２の対のロッドからの単一のロッドによって分離され、かつそれらに隣接しており、非対称で実質的に四重極の電場を生成する、２つの補助電極と、
電圧供給であって、該電圧供給は、該第１の対のロッド、該第２の対のロッド、および該２つの補助電極に接続され、該電圧供給は、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１のＲＦ電圧を該第１の対のロッドに、ｉｉ）該第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ該第１の位相と反対の第２の位相において、第２のＲＦ電圧を該第２の対のロッドに、ｉｉｉ）該第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって該第１の位相からシフトされた補助周波数で、補助ＲＦ電圧を該対の補助電極に、およびｉｖ）ＤＣ電圧を該第１の対の補助電極に、提供するように動作可能である、電圧供給と
を含む、線形イオントラップシステム。
【請求項３３】
前記非対称四重極電場は、Ｘ軸を含み、該Ｘ軸は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、請求項３２に記載の線形イオントラップシステム。
【請求項３４】
前記非対称四重極電場は、Ｙ軸を含み、該Ｙ軸は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、請求項３２に記載の線形イオントラップシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国仮特許出願第６１／３７６，８５１号（２０１０年８月２５日出願）の優先権を主張し、この出願は、その全体が参照することにより本明細書に援用される。
【０００２】
（分野）
有意な六重極および八重極成分を有する実質的に四重極の電場を提供するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
（緒言）
イオントラップ質量分析計の性能は、例えば、空間電荷密度等のいくつかの異なる要因によって制限され得る。したがって、改良型質量分析計システム、ならびにこれらの制限に対処する操作の方法が望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態の側面によれば、線形イオントラップの中でイオンを処理する方法が提供され、方法は、第１の軸と、第１の軸に沿った第１の軸ポテンシャルと、第１の軸と直交する第２の軸と、第２の軸に沿った第２の軸ポテンシャルとを有する、２次元の非対称で実質的に四重極の電場を確立し、維持するステップと、次いで、イオンを電場に導入するステップとを含む。第１の軸ポテンシャルは、振幅の四重極高調波と、振幅Ａ３１の六重極高調波と、振幅Ａ４１の八重極高調波とを含み、種々の実施形態では、Ａ４１は、Ａ２１の０．００１％よりも大きく、種々の実施形態では、Ａ４１は、Ａ２１の０．０１％よりも大きく、Ａ４１は、Ａ２１の５％およびＡ３１の３３％未満であり、第１の軸ポテンシャルに存在する振幅Ａｎ１を有する任意の他の高次高調波について、ｎ１は、４よりも大きい任意の整数であり、Ａ３１は、Ａｎ１の１０倍よりも大きい。第２の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２２の四重極高調波と、振幅Ａ４２の八重極高調波とを含み、種々の実施形態では、Ａ４２は、Ａ２２の０．００１％よりも大きく、種々の実施形態では、Ａ４２は、Ａ２２の０．０１％よりも大きく、Ａ４２は、Ａ２２の５％未満であり、電場の第２の軸ポテンシャルに存在する振幅Ａｎ２を有する任意の他の高次高調波について、ｎ２は、４以外の２よりも大きい任意の整数であり、Ａ４２は、Ａｎ２の１０倍よりも大きい。
【０００５】
本発明の実施形態の側面によれば、Ａ３１は、Ａｎ１の３０倍よりも大きい。本発明の実施形態の側面によれば、Ａ３１は、Ａｎ１の５０倍よりも大きい。
【０００６】
本発明の実施形態の側面によれば、方法が提供され、線形イオントラップは、第１の対のロッドと、第２の対のロッドと、第１の対のロッドと第２の対のロッドとの間に間置され、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドのうちの１つを二等分する第１の面によって分離している、第１の対の補助電極および第２の対の補助電極を含む４つの補助電極とを含む。第１の軸は、第１の面にあり、第２の軸は、第１の面と直交する。電場を確立し、維持するステップは、第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、第１の対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、第１の対の補助電極に第１のＤＣ電圧を、および第２の対の補助電極に第２のＤＣ電圧を提供するステップを含む。方法はさらに、電場からイオンの選択された部分を軸方向に放出するステップであって、イオンの選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ステップと、摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供するように、イオンの選択された部分を検出するステップと、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるように、補助ＲＦ電圧の位相シフト、第１の対の補助電極に提供される第１のＤＣ電圧、第２の対の補助電極に提供される第２のＤＣ電圧、および第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップとを含む。
【０００７】
本発明の実施形態の側面によれば、方法が提供され、線形イオントラップは、第１の対のロッドと、第２の対のロッドと、第１の対のロッドのうちの１つと第２の対のロッドのうちの１つとの間に間置され、第１の対のロッドのうちの１つまたは第２の対のロッドのうちの１つを二等分する第１の面によって分離している、対の補助電極を含む２つの補助電極とを含む。第１の軸は、第１の面にあり、第２の軸は、第１の面に直角である。電場を確立し、維持するステップは、第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、第１の対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、および対の補助電極にＤＣ電圧を提供するステップを含む。方法はさらに、電場からイオンの選択された部分を軸方向に放出するステップであって、イオンの選択された部分は、選択されたのを有する、ステップと、摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供するように、イオンの選択された部分を検出するステップと、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるように、補助ＲＦ電圧の位相、対の補助電極に提供されるＤＣ電圧、およびｉｉｉ）対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップとを含む。
【０００８】
種々の実施形態では、生成される非対称で実質的に四重極は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、Ｘ軸を含む。種々の実施形態では、非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、Ｙ軸を含む。
【０００９】
本発明の実施形態の別の側面によれば、ｉ）中心軸と、ｉｉ）第１の対のロッドであって、第１の対のロッドの中の各ロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第１の対のロッドと、ｉｉｉ）第２の対のロッドであって、第２の対の中のロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第２の対のロッドと、ｉｖ）第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で第１の対のロッドと第２の対のロッドとの間に間置される、４つの補助電極と、ｖ）第１の対のロッド、第２の対のロッド、および４つの補助電極に接続される、電圧供給とを含む、線形イオントラップシステムが提供される。４つの補助電極は、第１の対の補助電極と、第２の対の補助電極とを含み、第１の対の補助電極は、第１の対のロッドまたは第２の対のロッドのいずれか一方の中の単一のロッドによって分離され、かつそれに隣接する。電圧供給は、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、ｉｉ）第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、ｉｉｉ）第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、第１の対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、ｉｖ）第１の対の補助電極に第１のＤＣ電圧を、およびｖ）第２の対の補助電極に第２のＤＣ電圧を提供するように動作可能である。
【００１０】
本発明の実施形態の側面によれば、中心軸と、第１の対のロッドであって、第１の対のロッドの中の各ロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第１の対のロッドと、第２の対のロッドであって、第２の対のロッドの各ロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第２の対のロッドと、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で第１の対のロッドのうちの１つと第２の対のロッドのうちの１つとの間に間置される、２つの補助電極であって、２つの補助電極は、対の補助電極を含み、対の補助電極は、第１の対のロッドからの単一のロッドおよび第２の対のロッドからの単一のロッドによって分離され、かつそれらに隣接する、２つの補助電極と、第１の対のロッド、第２の対のロッド、および２つの補助電極に接続される、電圧供給とを含む、線形イオントラップシステムが提供される。電圧供給は、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、ｉｉ）第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、ｉｉｉ）第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、およびｉｖ）第１の対の補助電極にＤＣ電圧を提供するように動作可能である。
【００１１】
種々の実施形態では、生成される非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離するＸ軸を含む。種々の実施形態では、非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離するＹ軸を含む。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
線形イオントラップの中でイオンを処理する方法であって、
該方法は、
２次元の非対称で実質的に四重極の電場を確立し、維持することであって、該電場は、第１の軸と、該第１の軸に沿う第１の軸ポテンシャルと、該第１の軸と直交する第２の軸と、該第２の軸に沿う第２の軸ポテンシャルとを有し、ｉ）該第１の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２１の四重極高調波と、振幅Ａ３１の六重極高調波と、振幅Ａ４１の八重極高調波とを含み、Ａ４１は、Ａ２１の０．０１％よりも大きく、Ａ４１は、Ａ２１の５％およびＡ３１の３３％未満であり、該第１の軸ポテンシャルに存在する振幅Ａｎ１を有する任意の他の高次高調波について、ｎ１は、４よりも大きい任意の整数であり、Ａ３１は、Ａｎ１の１０倍よりも大きく、ｉｉ）該第２の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２２の四重極高調波と、振幅Ａ４２の八重極高調波とを含み、Ａ４２は、Ａ２２の０．０１％よりも大きく、Ａ４２は、Ａ２２の５％未満であり、該電場の該第２の軸ポテンシャルに存在する振幅Ａｎ２を有する任意の他の高次高調波について、ｎ２は、４以外の２よりも大きい任意の整数であり、Ａ４２は、Ａｎ２の１０倍よりも大きい、ことと、
イオンを該電場に導入することと
を含む、方法。
（項目２）
Ａ４１は、Ａ２１の０．００１％よりも大きく、Ａ４２は、Ａ２２の０．００１％よりも大きい、項目１に記載の方法。
（項目３）
Ａ３１は、Ａｎ１の３０倍よりも大きい、項目１に記載の方法。
（項目４）
Ａ３１は、Ａｎ１の５０倍よりも大きい、項目１に記載の方法。
（項目５）
項目４に記載の方法であって、
該方法は、
前記線形イオントラップが、第１の対のロッドと、第２の対のロッドと、４つの補助電極とを含み、該４つの補助電極は、該第１の対のロッドと該第２の対のロッドとの間に間置され、第１の対の補助電極および第２の対の補助電極を含み、該第１の対の補助電極と該第２の対の補助電極とは、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドのうちの１つを二等分する第１の面によって分離され、
前記第１の軸は、該第１の面にあり、前記第２の軸は、該第１の面と直交し、
該電場を確立し、維持することは、ｉ）第１のＲＦ電圧を、第１の周波数で、かつ第１の位相において該第１の対のロッドに、ｉｉ）第２のＲＦ電圧を、該第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ該第１の位相と反対の第２の位相において、該第２の対のロッドに、ｉｉｉ）補助ＲＦ電圧を、該第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって該第１の位相からシフトされた補助周波数で、該第１の対の補助電極に、ｉｖ）第１のＤＣ電圧を該第１の対の補助電極に、およびｖ）第２のＤＣ電圧を該第２の対の補助電極に提供することを含み、
該方法は、
前記イオンの選択された部分を該電場から軸方向に放出することであって、該イオンの該選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ことと、
該イオンの該選択された部分を検出することであって、該検出することにより、摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供する、ことと、
ｉ）該補助ＲＦ電圧の該位相シフト、ｉｉ）該第１の対の補助電極に提供される該第１のＤＣ電圧、ｉｉｉ）該第２の対の補助電極に提供される該第２のＤＣ電圧、およびｉｖ）該第１の対の補助電極に提供される該補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整することであって、該調整することにより、該選択されたｍ／ｚに向かって該摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、ことと
をさらに含む、方法。
（項目６）
前記電場を確立し、維持することは、ＲＦ電圧を前記第２の対の補助電極に提供することなく、前記第２のＤＣ電圧を該第２の対の補助電極に提供することを含む、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記電場を確立し、維持することは、第２の補助ＲＦ電圧を、前記第２のＤＣ電圧を有する前記第２の対の補助電極に提供することを含み、該第２の補助ＲＦ電圧は、前記第１の対の補助電極に提供される前記補助ＲＦ電圧に対して１８０度位相シフトされている、項目５に記載の方法。
（項目８）
前記補助ＲＦ電圧の前記位相シフトを調整することをさらに含み、該調整することにより、前記選択されたｍ／ｚに向かって前記摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、項目５に記載の方法。
（項目９）
ｉ）前記第１の対の補助電極に提供される前記第１のＤＣ電圧、およびｉｉ）前記第２の対の補助電極に提供される前記第２のＤＣ電圧のうちの少なくとも１つを調整することをさらに含み、該調整することにより、前記選択されたｍ／ｚに向かって前記摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、項目５に記載の方法。
（項目１０）
前記位相シフトは、−７０度から７０度までの間である、項目５に記載の方法。
（項目１１）
前記位相シフトは、ゼロである、項目５に記載の方法。
（項目１２）
前記電場からの前記選択されたｍ／ｚを有する前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出することは、前記第１の周波数よりも低い周波数で、四重極励起ＡＣ電圧を前記第１の対のロッドおよび前記第２の対のロッドに提供することを含み、該提供することにより、該選択されたｍ／ｚを有する該イオンの該選択された部分を半径方向に励起する、項目５に記載の方法。
（項目１３）
項目５に記載の方法であって、前記線形イオントラップシステムは、出口レンズをさらに含み、前記４つの補助電極は、前記４本のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で前記第１の対のロッドと前記第２の対のロッドとの間に間置され、該方法は、前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出する前に、該抽出領域中に該イオンの該選択された部分を軸方向に捕捉することをさらに含む、項目５に記載の方法。
（項目１４）
前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出する前に、前記抽出領域中に該イオンの該選択された部分を軸方向に捕捉することは、前記第１の対のロッドおよび前記第２の対のロッドにロッドオフセット電圧を提供することであって、該ロッドオフセット電圧は、前記４つの補助電極に提供される前記ＤＣ電圧よりも高い、ことと、前記出口レンズに印加されるＤＣ捕捉電圧を提供することとを含み、該ロッドオフセット電圧は、該出口レンズに印加される該ＤＣ捕捉電圧よりも低い、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記電場からの前記選択されたｍ／ｚを有する前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出することは、前記第１の周波数よりも低い周波数で、前記第１の対のロッドまたは対角方向に配向された対の補助電極のいずれか一方に双極励起ＡＣ電圧を提供して、該選択されたｍ／ｚを有する該イオンの該選択された部分を半径方向に励起することを含み、該対角方向に配向された対の補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドのうちの一方を二等分する前記第１の面と、該第１の面と直交し、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドのうちの他方を二等分する第２の面との両方によって分離している、項目５に記載の方法。
（項目１６）
前記電場からの前記選択されたｍ／ｚ比を有する前記イオンの前記選択された部分を軸方向に放出した後に、
該電場から該イオンの第２の選択された部分を軸方向に放出することであって、該イオンの該第２の選択された部分は、第２の選択されたｍ／ｚを有する、ことと、
該イオンの第２の選択された部分を検出することであって、該検出することにより、第２の摺動ｍ／ｚ比を中心とする第２の摺動質量信号ピークを提供する、ことと、
ｉ）前記補助ＲＦ電圧の前記補助周波数の前記位相シフト、ｉｉ）前記第１の対の補助電極に提供される前記第１のＤＣ電圧、ｉｉｉ）前記第２の対の補助電極に提供される前記第２のＤＣ電圧、およびｉｖ）該第１の対の補助電極に提供される該補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整することであって、該調整することにより、該選択されたｍ／ｚに向かって該摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、ことと
さらに含む、項目５に記載の方法。
（項目１７）
前記位相シフトを調整することにより、前記選択されたｍ／ｚに向かって前記摺動ｍ／ｚ比を摺動させることは、ｉ）前記第１のＲＦ電圧の大きさ、ｉｉ）前記第２のＲＦ電圧の大きさ、およびｉｉｉ）前記第１の周波数のうちの少なくとも１つへの変更に基づいて、該位相シフトを調整することを含み、前記第２の周波数は、前記第１の周波数とともに変化する、項目５に記載の方法。
（項目１８）
項目４に記載の方法であって、
該方法は、
前記線形イオントラップが、第１の対のロッドと、第２の対のロッドと、２つの補助電極とを含み、該２つの補助電極は、前記第１の対のロッドのうちの１つと前記第２の対のロッドのうちの１つとの間に間置され、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドのうちのいずれか一方を二等分する第１の面によって分離している対の補助電極を含み、
前記第１の軸は、該第１の面にあり、前記第２の軸は、該第１の面に直角であり、
該電場を確立し、維持することは、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１のＲＦ電圧を該第１の対のロッドに、ｉｉ）該第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ該第１の位相と反対の第２の位相において、第２のＲＦ電圧を該第２の対のロッドに、ｉｉｉ）該第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって該第１の位相からシフトされた補助周波数で、補助ＲＦ電圧を該第１の対の補助電極に、ｉｖ）ＤＣ電圧を該対の補助電極に、提供することを含み、
該方法は、
該電場からの該イオンの選択された部分を軸方向に放出することであって、該イオンの該選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ことと、
該イオンの該選択された部分を検出することであって、該検出することにより、摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供する、ことと、
ｉ）該補助ＲＦ電圧の該位相シフト、ｉｉ）該対の補助電極に提供される該ＤＣ電圧、およびｉｉｉ）該対の補助電極に提供される該補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整することであって、該調整することにより、該選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させる、項目４に記載の方法。
（項目１９）
前記非対称四重極電場は、Ｘ軸を含み、該Ｘ軸は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記非対称四重極電場は、Ｙ軸を含み、該Ｙ軸は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、項目１８に記載の方法。
（項目２１）
線形イオントラップシステムであって、
該システムは、
中心軸と、
第１の対のロッドであって、該第１の対のロッドの中の各ロッドは、該中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第１の対のロッドと、
第２の対のロッドであって、該第２の対のロッドの中の各ロッドは、該中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第２の対のロッドと、
４つの補助電極であって、該４つの補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中において、該第１の対のロッドと該第２の対のロッドとの間に間置され、該４つの補助電極は、第１の対の補助電極と、第２の対の補助電極とを含み、該第１の対の補助電極は、該第１の対のロッドまたは該第２の対のロッドのいずれか一方の中の単一のロッドによって分離され、かつそれに隣接している、４つの補助電極と、
電圧供給であって、該電圧供給は、該第１の対のロッド、該第２の対のロッド、および該４つの補助電極に接続され、該電圧供給は、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１のＲＦ電圧を該第１の対のロッドに、ｉｉ）該第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ該第１の位相と反対の第２の位相において、第２のＲＦ電圧を該第２の対のロッドに、ｉｉｉ）該第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって該第１の位相からシフトされた補助周波数で、補助ＲＦ電圧を該第１の対の補助電極に、ｉｖ）第１のＤＣ電圧を該第１の対の補助電極に、およびｖ）第２のＤＣ電圧を該第２の対の補助電極に、提供するように動作可能である、電圧供給と
を含む、システム。
（項目２２）
検出器をさらに含み、該検出器は、前記ロッドセットおよび前記補助電極から軸方向に放出されるイオンを検出するように設置される、項目２１に記載の線形イオントラップシステム。
（項目２３）
前記電圧供給は、前記第１のＲＦ電圧を前記第１の対のロッドに提供するように動作可能である第１の電圧源と、前記第２のＲＦ電圧を前記第２の対のロッドに提供するように動作可能である第２の電圧源と、前記補助ＲＦ電圧を前記第１の対の補助電極に提供するように動作可能である補助電圧源と、該補助ＲＦ電圧源によって提供される該補助電圧の位相および位相シフトを制御するための位相コントローラとを含む、項目２１に記載の線形イオントラップシステム。
（項目２４）
前記補助電圧源は、第１の補助ＤＣ電圧を前記第１の対の補助電極に提供するようにさらに動作可能であり、
前記電圧供給は、第２の補助ＤＣ電圧を前記第２の対の補助電極に提供するための第２の補助電圧源をさらに含む、
項目２３に記載の線形イオントラップシステム。
（項目２５）
前記補助電圧源は、前記第１の対の補助電極に提供される前記第１の補助ＤＣ電圧を調整するようにさらに動作可能であり、
前記第２の補助電圧源は、前記第２の対の補助電極に提供される前記第２の補助ＤＣ電圧を調整するようにさらに動作可能であり、
前記位相コントローラは、前記補助ＲＦ電圧源によって提供される該補助電圧の前記位相シフトを調整するようにさらに動作可能である、
項目２４に記載の線形イオントラップシステム。
（項目２６）
前記電圧供給は、前記第１の周波数よりも低い周波数で、前記第１の対のロッドまたは対角方向に配向された対の補助電極のいずれか一方に双極励起ＡＣ電圧を提供することにより、前記選択されたｍ／ｚを有する前記イオンの前記選択された部分を半径方向に励起するようにさらに動作可能であり、
該対角方向に配向された対の補助電極は、前記第１の対の補助電極および前記第２の対の補助電極の各々からの１つの電極を含む、
項目２５に記載の線形イオントラップ。
（項目２７）
前記中心軸に沿った任意の点において、
該中心軸と直交する関連面は、該中心軸と交差し、第１の対の関連断面における前記第１の対のロッドと交差し、第２の対の関連断面における前記第２の対のロッドと交差し、
該第１の対の関連断面は、該中心軸に関して実質的に対称に分布し、該中心軸と直交する該関連面にあり、該第１の対の断面の中の各断面の中心を通過する第１の軸によって二等分され、
該第２の対の関連断面は、該中心軸に関して実質的に対称に分布し、該中心軸と直交する該関連面に位置し、該第２の対の断面の中の各断面の中心を通過する第２の軸によって二等分され、
該第１の軸と該第２の軸とは、実質的に直交し、該中心軸において交差し、
前記抽出領域に位置する該中心軸の抽出部分の中の該中心軸に沿った任意の点において、
該中心軸と直交する該関連面は、第１の対の補助断面において前記第１の対の補助電極と交差し、第２の対の関連補助断面において前記第２の対の補助電極と交差する、
項目２６に記載の線形イオントラップシステム。
（項目２８）
前記中心軸の前記抽出部分は、該中心軸の長さの半分未満を含む、項目２７に記載の線形イオントラップシステム。
（項目２９）
前記抽出領域は、前記第１の対のロッドおよび前記第２の対のロッドの放出端を含み、前記４つの補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドの該放出端を越えて軸方向に延在する、項目２７に記載の線形イオントラップシステム。
（項目３０）
前記抽出領域は、前記第１の対のロッドおよび前記第２の対のロッドの放出端を含み、前記４つの補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドの該放出端の手前で終端する、項目２７に記載の線形イオントラップシステム。
（項目３１）
前記第１の対の補助断面および前記第２の対の補助断面の中の各断面は、実質的にＴ字形であり、長方形の上部に接続される長方形の基礎部を含み、項目２７に記載の線形イオントラップシステム。
（項目３２）
線形イオントラップシステムであって、
該システムは、
中心軸と、
第１の対のロッドであって、該第１の対のロッドの各ロッドは、該中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第１の対のロッドと、
第２の対のロッドであって、該第２の対のロッドの各ロッドは、該中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第２の対のロッドと、
２つの補助電極であって、該２つの補助電極は、該第１の対のロッドおよび該第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中において、該第１の対のロッドのうちの１つと該第２の対のロッドのうちの１つとの間に間置され、該２つの補助電極は、対の補助電極を含み、該対の補助電極は、該第１の対のロッドからの単一のロッドおよび該第２の対のロッドからの単一のロッドによって分離され、かつそれらに隣接する、２つの補助電極と、
電圧供給であって、該電圧供給は、該第１の対のロッド、該第２の対のロッド、および該２つの補助電極に接続され、該電圧供給は、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１のＲＦ電圧を該第１の対のロッドに、ｉｉ）該第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ該第１の位相と反対の第２の位相において、第２のＲＦ電圧を該第２の対のロッドに、ｉｉｉ）該第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって該第１の位相からシフトされた補助周波数で、補助ＲＦ電圧を該対の補助電極に、およびｉｖ）ＤＣ電圧を該第１の対の補助電極に、提供するように動作可能である、電圧供給と
を含む、システム。
（項目３３）
前記非対称四重極電場は、Ｘ軸を含み、該Ｘ軸は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、項目３２に記載の線形イオントラップシステム。
（項目３４）
前記非対称四重極電場は、Ｙ軸を含み、該Ｙ軸は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、項目３２に記載の線形イオントラップシステム。
【００１２】
当業者は、以下で説明される図面が、例示目的にすぎないことを理解するであろう。図面は、出願人の教示の範囲をいかようにも制限することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態の側面による、補助電極を含むＱ−ｔｒａｐ、Ｑ−ｑ−Ｑ線形イオントラップ質量分析計システムを概略図で図示する。
【図２】図２は、図１の線形イオントラップ質量分析計システムの変形例の線形イオントラップの補助電極およびロッドを概略断面図で図示する。
【図３】図３は、図１の線形イオントラップ質量分析計システムの第２の変形例の線形イオントラップの補助電極およびロッドを概略断面図で図示する。
【図４】図４は、図１の線形イオントラップ質量分析計システムの種々の実施形態による、線形イオントラップの補助電極およびロッドを概略断面図で図示する。
【図５】図５は、図１の線形イオントラップ質量分析計システムの種々の実施形態による、線形イオントラップの補助電極およびロッドを概略断面図で図示する。
【図６ａ】図６ａは、０．２ｍｓの充填時間とともに図１の線形イオントラップ質量分析計システムを使用して生成される、全質量スペクトルを図示する。
【図６ｂ】図６ｂは、図１の線形イオントラップ質量分析計システムが図２の第１の構成に従って操作されるときに、図６ａの全質量スペクトルから得られた２６１ダルトンの質量の周囲で拡大された、異なる充填時間の重複質量スペクトルを図示する。
【図６ｃ】図６ｃは、図１の線形イオントラップ質量分析計システムが図４の構成に従って操作されるときに、図６ａの全質量スペクトルから得られた２６１ダルトンの質量の周囲で拡大された、異なる時間の重複質量スペクトルを図示する。
【図７】図７は、図１の線形イオントラップ質量分析計システムの第３の変形例の線形イオントラップの補助電極およびロッドを概略断面図で図示する。
【図８】図８は、図１の線形イオントラップ質量分析計システムの第４の変形例の線形イオントラップの補助電極およびロッドを概略断面図で図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照すると、本発明の実施形態の側面による補助電極１２を含むＱＴＲＡＰ  Ｑ−ｑ−Ｑ線形イオントラップ質量分析計システム１０が概略図で図示されている。質量分析計の動作中、イオンは、スキマー１３を通って真空チャンバ１４の中に受け入れられることができる。線形イオントラップ１０は、細長い４組のロッドＱ０、四重極質量分析計１６、衝突セル１８、および線形イオントラップ２０、ロッドセットの後ろの板、四重極質量分析計１６と衝突セル１８との間のオリフィス板ＩＱ２、および衝突セル１８と線形イオントラップ２０との間のオリフィス板を含む。付加的な１組の短く太いロッド２１が、オリフィス板ＩＱ１と四重極質量分析計１６との間に提供されることができる。
【００１５】
場合によっては、隣接する対のロッドセットの間の漏れ電場が、イオンの流動を歪曲し得る。細長いロッドセットＱ１の中にイオンの流動を集中させるために、短く太いロッド２１がオリフィス板ＩＱ１と四重極質量分析計１６との間に提供されることができる。選択的に、太く短いロッドがまた、衝突セルＱ２の上流および下流に含まれることもできる。
【００１６】
イオンは、約８ｘ１０−３トルの圧力で維持され得るＱ０の中において衝突冷却されることができる。四重極質量分析計１６は、従来の伝送ＲＦ／ＤＣ四重極質量分析計として動作することができる。衝突セル１８の中で、イオンは、より小さい質量の副産物に断片化されるように、衝突ガスと衝突することができる。線形イオントラップ２０はまた、その内容が参照することによって本明細書に組み込まれる、Ｌｏｎｄｒｙ  ａｎｄ  Ｈａｇｅｒによる、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，２００３，１４，１１３０−１１４７において、および米国特許第６，１７７，６８８号において、多かれ少なかれ説明されているように、質量選択的な軸方向放出を伴うか、または伴わない線形イオントラップとして操作されることもできる。
【００１７】
イオンは、四重極ロッドに印加される半径方向のＲＦ電圧および端部開口レンズに印加される軸方向のＤＣ電圧を使用して、線形イオントラップ２０の中に捕捉されることができる。加えて、示されるように、線形イオントラップ２０はまた、補助電極１２も含む。
【００１８】
イオン集団密度が線形イオントラップ内において増加するにつれて、空間電荷効果が質量精度を低減させ得る。したがって、線形イオントラップ質量分析計の動作は、質量精度または分解能に関してトラップの分析性能に影響を及ぼすことなく分析することができる空間電荷またはイオンの総数によって制限され得る。
【００１９】
本発明の実施形態の側面によれば、補助電極１２は、線形イオントラップ２０の四重極ロッドアレイによって提供される主要なＲＦ四重極電場に加えて、六重極および八重極のＲＦならびに静電場を生成するために、線形イオントラップ２０内で使用することができる。これらの電場の非調和性は、放出過程中にイオントラップの内側のイオン雲の動態を変化させることができ、質量精度を向上させるために、空間電荷の悪影響を低減することができる。これらの補助電極は、図１に示されたものとは異なる状況で使用することができ、図１の設定は、例示目的のみで示されている。例えば、そのような非線形イオントラップは、トリプル四重極、またはトラップ等のタンデムＭＳ／ＭＳシステムの中の前駆イオンセレクタとして、ＭＳ／ＭＳ構成のプロダクトイオン分析器として、または独立型質量分析計として使用することができる。
【００２０】
図１は、線形イオントラップ２０内における補助電極の可能な軸方向位置を示す。具体的には、補助電極は、線形イオントラップ２０の抽出領域内にある。図１の実施形態等のいくつかの実施形態では、抽出領域は、線形イオントラップ２０の長さの半分未満にわたって延在する。図２を参照すると、線形イオントラップ２０に対する補助電極１２の特定の変形例の半径方向位置が示されている。図２の変形例では、補助電極１２は、線形イオントラップ２０の中心軸から離間している長方形の基礎部と、長方形の基礎部から線形イオントラップ２０の中心軸に向かって延在する長方形の上部とを含む電極である。当業者にとって明白であるように、他の電極構成も使用することができる。例えば、限定することなく、電極の長方形の上部が保持される場合があるが、この長方形の上部を載置するために、長方形の基礎部以外の何らかの他の手段を使用することができる。代替として、電極は、全体として、円筒電極と置換されることができる。そのような実施形態では、円筒電極は、一般的には、主要なロッド２６、２８の半径よりも小さい半径を有する。
【００２１】
図２の変形例では、主要駆動電圧供給２４は、示されるような駆動ＲＦ電圧ＶｃｏｓΩｔを供給することができる。当技術分野で公知であるように、電圧供給２４は、第１の周波数Ωで、かつ第１の位相において第１の対のロッド２６に第１のＲＦ電圧−ＶｃｏｓΩｔを提供するための第１のＲＦ電圧源２４ａを含むことができる一方で、電圧供給２４はまた、再び第１の周波数Ωで、かつ第１の対のロッド２６に印加される第１の電圧と反対の位相において第２の対のロッド２８に第２のＲＦ電圧ＶｃｏｓΩｔを提供するように動作可能である第２のＲＦ電圧源も含むことができる。図２に示される変形例では、第１の対のロッド２６および第２の対のロッド２８の両方に提供されるＲＦ電圧の大きさは同じであるが、選択的に、いくつかの実施形態では、これらの電圧は、最大で１０％異なってもよい。
【００２２】
示されるように、電圧供給２４はまた、第１の対のロッドおよび第２の対のロッド２８の両方に対して等しくなり得るロッドオフセット電圧をロッドに提供する。一般的には、このロッドオフセット電圧ＲＯは、線形イオントラップ内に閉じ込められているイオンと極性が反対のＤＣ電圧である。
【００２３】
図２に示されるように、補助電極１２は、Ｙ軸の左側に補助電極対１２ａを、Ｙ軸の右側に補助電極対１２ｂを含む。補助電極１２ａは、別個または独立の電力供給３０に連結されることができる一方で、補助電極１２ｂは、第２の独立電力供給３４に連結されることができる。示されるように、第２の独立電力供給３４が、ＤＣ電圧ＤＣ２のみを補助電極１２ｂに供給する一方で、独立電力供給３０は、主要電極またはロッド２６または２８に提供されるＲＦ電圧（ＶｃｏｓΩｔ）と同じ周期または周波数のＲＦ電圧成分Ｕｃｏｓとともに、ＤＣ電圧を電極１２ａに供給する。示されるように、補助電極１２ａに印加されるＲＦ電圧は、主要電極２６および２８に提供される電圧に対してφだけ位相シフトされている。この位相シフトは、いくつかの実施形態では、下流ＲＦ増幅器に連結される位相変数全域通過フィルタとなり得る位相コントローラによって提供されることができる。
【００２４】
また、図２に示されるように、双極の励起ＡＣ電圧は、例えば、米国特許第６，１７７，６８８号で説明されているように、軸方向放出を提供する双極励起信号を提供するために、例えば、補助ＡＣ電圧源３２によって第１の対のロッド２６に提供されることができる。選択的に、双極励起信号によって励起される選択されたのは、３３（図１に示される）を通り越えて検出器３６へと軸方向に放出されて、質量スペクトルを生成することができる。代替として、これらのイオンは、さらなる処理のために、下流ロッドセットに伝送されることができる。例えば、イオンは、断片化され、下流質量分析計の中で分析されることができる。当技術分野で公知であるように、補助電圧源３２によって提供されるＡＣ電圧はしばしば、第１の周波数Ωよりもはるかに低い周波数となり得る。
【００２５】
ロッドに対して、図２に示される非対称構成の補助電極１２ａおよび１２ｂを提供することによるが、補助電極１２ｂではなく補助電極１２ａのみに印加されたシフト電圧によって、２次元の非対称で実質的に四重極の電場が提供されることができる。この非対称で実質的に四重極の電場は、図２に示されるように、一方の補助電極１２ａを他方の電極１２ａから分離するＸ軸と、補助電極１２ａを補助電極１２ｂから分離するＹ軸とを含む。Ｘ軸およびＹ軸は、線形イオントラップ２０および線形イオントラップ質量分析計システム１０の両方において交差する。図２の実施形態では、補助ＡＣ電圧源３２からの双極励起を、第２の対のロッド２８ではなく、この第１のＸ軸によって二等分される第１の対のロッド２６のみに提供することができるので、Ｘ軸または第１の軸はまた、励起面と呼ばれることもできる。
【００２６】
上記で説明された非対称様式で電圧を印加することによって、２次元電場のＸ軸およびＹ軸に沿って異なるポテンシャルを提供することにより、非対称性を提供することができる。つまり、Ｘ軸上のポテンシャルは、四重極成分に加えて、十二重極、十重極、八重極、六重極、および双極の成分を含み得る。六重極成分Ａ３ｘは、最も強い高次成分であり得て、八重極成分Ａ４ｘよりも少なくとも３倍強く、ｎが４よりも大きい整数である高次多極Ａｎｘよりも５０倍以上強い。双極成分は、六重極成分Ａ３ｘよりも約１０倍強くあり得る。
【００２７】
対照的に、Ｙ軸上のポテンシャルは、主要な四重極成分Ａ２ｙに加えて、主に、八重極成分Ａ４ｙ、八重極成分Ａ４ｙの５％未満の振幅を有する１つおきの高次成分（Ａ３ｙおよびＡｎｙ、ｎｙは４よりも大きい整数である）を含むことができる。
【００２８】
これらの多極成分の最大値は、位相差が０あるいは＋または−１８０°であるときに得られることができる。位相φは、四重極または線形イオントラップ２０の内側の電場の要因となる付加的な多極成分の極性、ならびに各電場成分と主要な四重極電場との間の実際の比率を決定することができる。実験結果は、約６０°の位相シフトが良好な空間電荷公差を提供することを示す。しかしながら、電極整列に依存して、最適な位相シフトは、ある程度システムの間で変化し得る。さらに、電気的干渉およびプローブ静電容量により、実際のφ値は、この測定値とは異なる場合がある。
【００２９】
選択的に、低減した感度を犠牲にして、優れたピーク分解能を提供するために、位相シフトは、上記で説明された最適位相シフトから、より高い値に同調されることができる。より高い位相シフトにおいて、補助電極１２ａにおけるＲＦの振幅は、質量精度を失うことなく増加させることができる。例えば、１６０°の位相シフトおよび最適値よりも７５％高いＲＦ振幅Ｕにおいて、分解能を２倍増加させることができる一方で、感度は、２００Ｄａから３００Ｄａまでの質量範囲で４０％だけ低下し得る。
【００３０】
加えて、主要ＲＦの平衡（第１のＲＦ電圧および第２のＲＦ電圧の相対的な大きさである、これら２つの大きさは同じである必要はない）はまた、補助電極に提供される最適位相シフトおよびＲＦ振幅の範囲を画定することに関与することにより、特定の質量について、質量分解能と感度との間で特定のトーレドオフを達成することができる。
【００３１】
また、補助電極１２に印加される最適ＲＦ電圧、および主要ロッド２６、２８に印加される主要駆動ＲＦ電圧に対する位相シフトは、四重極アレイ上のＲＦ平衡だけでなく、励起ｑまたは周波数Ωにも依存し得る。前述の実施例では、励起ｑは０．８２３であった。実験的に、励起ｑが０．８２３から０．７４２まで変化させられたときに、質量精度に対する所望の位相シフトは３７度変化したことが観察されている。より正確には、所望の位相シフトは、３７度増加した。より一般的に、位相シフトは、ｉ）第１のＲＦ電圧の大きさ、ｉ）第２のＲＦ電圧の大きさ、およびｉｉｉ）第１のＲＦ電圧の第１の周波数（第２のＲＦ電圧の第２の周波数でもある）といった、変数のうちの１つ以上が変化させられたときに、質量精度を向上させるために調整され得る。
【００３２】
双極補助信号を使用して、イオンがそれらの基本永続周波数で励起され、ここで、例えば、その内容が参照することによって本明細書に組み込まれる米国特許第７，０３４，２９３号で説明されているように、Ωは、ＲＦの角周波数であり、βは、マシュー安定性パラメータａおよびｑの関数である。
【００３３】
ロッド２６および２８（図２参照）に印加される電圧が、それぞれ、ＶｃｏｓΩｔおよびＲＯ＋ＶｃｏｓΩｔであるときに、マシューパラメータａおよびｑは、
ａ＝０、および
ｑ＝２ｚＶ／（４ｍΩ２ｒ０２）
によって与えられ、ここで、Ｖは、角周波数Ωの正弦波電圧のゼロからピークまでの振幅である。
【００３４】
前述の説明では、ω０は、非線形成分が要因として考慮されない場合の周波数である。六重極および八重極等の高次項の存在により、イオン永続周波数はシフトされることができ、シフトはイオンの半径方向運動の振幅ととも変化することができる。
【００３５】
図３を参照すると、図１の線形イオントラップ質量分析計システム１０の変形例による、四重極線形イオントラップの補助電極１２ならびにロッド対２６および２８が概略断面図で図示されている。明確にするために、同じ参照数字が、図２および３の両方に示される補助電極およびロッドの類似要素を指定するために使用される。簡潔にするために、図２の説明は、図３に関して繰り返されない。
【００３６】
図３の変形例では、補助電極１２は、２つの電極または対の電極を含む。電圧は、ＤＣ１およびＤＣ２電圧が１つのＤＣ電圧に置換されることを除いて、図２からの変形例と同様に、補助電極１２ならびにロッド対２６および２８に印加される。この構成において生成される非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極１２を他方の電極１２から分離するＸ軸を含む。
【００３７】
図４を参照すると、図１の線形イオントラップ質量分析計システム１０の変形例による、四重極線形イオントラップの補助電極１２ならびにロッド対２６および２８が概略断面図で図示されている。明確にするために、同じ参照数字が、図２および３の両方に示される補助電極およびロッドの類似要素を指定するために使用される。簡潔にするために、図２の説明は、図４に関して繰り返されない。
【００３８】
図４の変形例では、主要な駆動電圧供給２４が再び、示されるような駆動ＲＦ電圧ＶｃｏｓΩｔを提供することができる。当技術分野で公知であるように、電圧供給２４は、第１の周波数Ωで、かつ第１の位相において、第１の対のロッド２６に第１のＲＦ電圧−ＶｃｏｓΩｔを提供するための第１のＲＦ電圧源２４ａを含むことができる一方で、電圧供給２４はまた、再び第１の周波数Ωで、かつ第１の対のロッド２６に印加される第１の電圧と反対の位相において、第２の対のロッド２８に第２のＲＦ電圧を提供するように動作可能である第２のＲＦ電圧源２４ｂも含むことができる。
【００３９】
示されるように、電圧供給２４はまた、第１の対のロッド２６および第２の対のロッド２８の両方に等しくなり得るロッドオフセット電圧ＲＯをロッドに提供することもできる。一般的には、このロッドオフセット電圧ＲＯは、線形イオントラップ内に閉じ込められているイオンと極性が反対のＤＣ電圧である。
【００４０】
図４に示されるように、補助電極１２は、Ｘ軸より上側に補助電極対１２ａを、Ｘ軸より下側に補助電極対１２ｂを含むことができる。言い換えれば、図４の変形例では、図２の変形例と違って、補助電極対１２ａは、Ｙ軸の代わりにＸ軸によって補助電極対１２ｂから分離している。補助電極１２ａは、別個または独立の電力供給３０に連結されることができる一方で、補助電極１２ｂは、第２の独立電力供給３４に連結されることができる。示されるように、第２の独立電力供給３４が、ＤＣ電圧ＤＣ２のみを補助電極１２ｂに供給する一方で、独立電力供給３０は、主要電極またはロッド２６または２８に提供されるＲＦ電圧（ＶｃｏｓΩｔ）と同じ周期または周波数のＲＦ電圧成分Ｕｃｏｓ（φ）とともに、ＤＣ電圧を電極１２ａに供給する。示されるように、補助電極１２ａに印加されるＲＦ電圧は、主要電極２６および２８に提供されるＲＦ電圧に対してφだけ位相シフトされている。
【００４１】
双極励起ＡＣ電圧は、軸方向放出を提供する双極励起信号を提供するために、例えば、補助ＡＣ電圧源３２によって第１の対のロッド２６に提供されることができる。選択的に、双極励起信号によって励起される選択されたイオンは、質量スペクトルを生成するために、軸方向レンズ３３を通過して（図１に示すように）検出器３６まで軸方向に放出されることができる。代替として、これらのイオンは、さらなる処理のために、下流ロッドセットに伝送されることができる。代替として、イオンは、断片化され、下流質量分析計の中で分析されることができる。当技術分野で公知であるように、補助電圧源３２によって提供されるＡＣ電圧はしばしば、第１の周波数Ωよりもはるかに低い周波数となり得る。
【００４２】
図４に示される非対称構成であるが、補助電極１２ｂではなく補助電極１２ａのみに印加された位相シフト電圧を有する補助電極１２ａおよび１２ｂを提供することによって、２次元の非対称で実質的に四重極の電場を提供することができる。この非対称で実質的に四重極の電場は、図４に示されるように、一方の補助電極１２ａを他方の電極１２ｂから分離するＸ軸と、一方の補助電極１２ａを他方の電極１２ａから分離するＹ軸とを含む。
【００４３】
上記で説明された非対称的に電圧を印加することによって非対称性を提供するために、２次元電場のＸ軸およびＹ軸に沿って、異なるポテンシャルを提供することができる。つまり、Ｙ軸上のポテンシャルは、主要な四重極成分に加えて、十二重極、十重極、八重極、六重極、および双極成分を含むことができる。六重極成分Ａ３ｙは、最も強い高次成分となり得て、八重極成分Ａ４ｙよりも少なくとも３倍強く、ｎｙが４よりも大きい整数である高次多極Ａｎｙよりも５０倍以上強い。双極成分は、六重極成分Ａ３ｙよりも約１０倍強くなり得る。対照的に、Ｘ軸上のポテンシャルは、主要な四重極成分Ａ２ｘに加えて、主に、八重極成分Ａ４ｘ、八重極成分Ａ４ｘの５％未満の振幅を有する１つおきの高次成分（Ａ３ｘおよびＡｎｘ、ｎｘは４よりも大きい整数である）を含むことができる。
【００４４】
四重極、六重極、および八重極成分に実質的に限定されるという点で、生成されることができる電場の相対純度は、少なくとも部分的に、上記で説明されたように提供される電圧の限定された非対称性とともに、補助電極１２を含む抽出領域中の線形イオントラップ２０の対称性の結果として 。つまり、図２および４に示されるように、図１に示された線形イオントラップ２０の抽出領域の中心軸に沿った任意の点において、中心軸と直交する関連面は、中心軸と交差し、第１の対の関連断面において第１の対のロッド２６と交差し（図２および４において２６としてマークされる）、第２の対の関連断面において第２の対のロッド２８と交差する（図２および４においてにおいて２８としてマークされる）。この第１の対の関連断面２６は、中心軸に関して実質的に対称に分布し、中心軸と直交する関連面内に位置し、第１の対の断面２６の中の各断面２６の中心を通過するＸ軸によって二等分される。第２の対の関連断面２８は、中心軸に関して実質的に対称に分布し、中心軸と直交する関連面内に位置し、第２の対の断面２８の中の各断面２８の中心を通過するＹ軸によって二等分される。Ｘ軸およびＹ軸は、実質的に直交し、中心軸において交差する。
【００４５】
抽出領域における中心軸に沿った任意の点において、中心軸に直角な関連面は、第１の対の補助断面における第１の対の補助電極１２ａと交差し（図２および４において１２ａとマークされる）、第２の対の関連補助断面において第２の対の補助電極１２ｂと交差する（図２および４において１２ｂと指定される）。図２の第１の構成では、第１の対の関連補助断面１２ａは、Ｘ軸（この実施形態では第１の軸）および第１の対の断面の中の一方の断面に関して実質的に対称に分布する。この構成では、第２の対の関連補助断面１２ｂもまた、Ｘ軸および第１の対の断面の中の他方の断面に関して実質的に対称に分布する。
【００４６】
図４の第２の構成では、第１の対の関連補助断面１２ａが、Ｙ軸（この実施形態では第１の軸）および第２の対の断面の中の一方の断面に関して実質的に対称に分布する一方で、第２の対の関連補助断面１２ｂは、Ｙ軸および第２の対の断面の中の他方の断面に関して実質的に対称に分布する。
【００４７】
図５を参照すると、図１の線形イオントラップ質量分析計システム１０の変形例による、四重極線形イオントラップの補助電極１２ならびにロッド対２６および２８が概略断面図で図示されている。明確にするために、同じ参照数字が、図２、３、および４の両方に示される補助電極およびロッドの類似要素を指定するために使用される。簡潔にするために、図４の説明は、図５に関して繰り返されない。
【００４８】
図５の変形例では、補助電極１２は、２つの電極または対の電極を含む。電圧は、ＤＣ１およびＤＣ２電圧が１つのＤＣ電圧と置換されることを除いて、図４からの変形例と同様に、補助電極１２ならびにロッド対２６および２８に印加される。この構成において生成される非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極１２を他方の電極１２から分離するＹ軸を含む。
【００４９】
（補助電極電圧）
独立電力供給３０によって補助電極１２に提供されるＤＣ電圧がロッドオフセットＲＯ電圧よりも低いとき、または出口レンズ３３に印加される障壁電圧がＲＯよりも高いときに、イオンは、補助電極１２を含有する線形イオントラップ２０の抽出領域の中で蓄積することができる。いったんイオンが線形イオントラップ２０の抽出領域の中に蓄積すると、以下でより詳細に説明されるように、たとえ補助電極に印加されるＤＣ電圧がロッドオフセット電圧以上に上昇させられても、線形イオントラップ２０の中央に向かう補助電極の上流端におけるカラー電極（図示せず）に、抽出領域内にイオンを閉じ込めるための好適な障壁電圧を提供することができる。
【００５０】
具体的には、補助電極１２によって生成されるＤＣ電場は、二重の作用を有することができる。第１に、上記で説明されたように、このＤＣ電場は、線形イオントラップ２０の抽出領域内にイオンを誘引し、ある程度含有するように、軸方向トラップを生成することができる。加えて、補助電極によって生成されるＤＣ電場は、イオン雲の動態を変化させることができる半径方向の六重極および八重極の静電場を半径方向に導入することができる。これらの電場の強さは、例えば、電極に印加される電圧を変化させること、またはＴ字形電極の長方形の上部の奥行きを変化させることによって変化させることができる。選択的に、それらの長さに沿った異なる点で異なる電圧を提供するようにセグメントが構成されている、セグメント化された補助電極を提供すること、または、例えば、線形トラップ２０の中心軸に対して補助電極を分岐または集中させることによる等の、他のアプローチも使用することができる。同様に、補助電極１２によって導入される非線形のＲＦ電場の強さは、ＲＦ電圧成分Ｕｃｏｓ（Ωｔ＋φ）を調整することによって、または補助電極１２のＴ字形外形の奥行きを変化させるか、あるいはテーパ状にすることによって、調整することができる。
【００５１】
補助電極１２のうちの２つに印加される補助ＲＦ電圧の大きさを、主要ロッドに印加されるＲＦ電圧の大きさＶに対して調整することが望ましくてもよい。具体的には、走査速度が増加させられるにつれて、補助電極１２に提供されるＲＦの割合を増加させることが望ましくあり得るが、多くの実施形態では、補助電極１２に印加されるより大きい大きさのＲＦがまた、より低い走査速度に有効であり得る。
【００５２】
種々の実施形態では、補助電極１２に提供されるＤＣ電圧ＤＣ１およびＤＣ２の振幅は、放出されるイオンの特定の質量範囲および／または複数の質量範囲、ならびに質量選択的な軸方向放出の走査速度に対応する事前所望範囲内にあるように選択することができる。選択的に、ＤＣ１、ＤＣ２、Ｕ、またはＶは、走査されているイオンの質量対電荷比に応じて、経時的に異なるレベルで変化させられてもよい。例えば、ＤＣ１、ＤＣ２、Ｕ、またはＶの第１の設定は、第１の質量対電荷比内のイオンに対して所定のレベルに設定することができる。ＤＣ１、ＤＣ２、Ｕ、またはＶの好適なレベルは、例えば、この第１の質量対電荷比内にあるか、またはそれに近いイオンの軸方向放出によって決定することができる。次いで、この第１の質量対電荷比内のイオンが軸方向に放出または走査された後に、第１の質量対電荷比範囲とは異なる第２の質量対電荷比範囲内のイオンを走査または軸方向に放出するために、ＤＣ１、ＤＣ２、Ｕ、またはＶのレベルを調整することができる。再度、第２の質量対電荷比範囲に対するＤＣ１、ＤＣ２、Ｕ、またはＶの好適なレベルは、第２の質量対電荷比範囲内にあるか、またはそれに近い第２の検量体イオンの軸方向放出または走査によって決定されることができる。
【００５３】
イオントラップ２０が充填されている間の図１の質量分析計システム１０用のイオン経路電圧の一実施例が、以下に説明される。以下の説明では、ＲＦ電圧が、図２の第１の構成に従って、Ｙ軸の片側に、Ｘ軸によって相互から分離している、補助電極１２ａに提供される。この実施例では、約−４０Ｖのロッドオフセット電圧を、衝突セル１８のロッドに対して維持することができる一方で、ＩＱ３を−４０．５Ｖの電圧で保つことができる。一般に、電圧は、衝突セル１８のオフセット電圧よりも約０．５Ｖ小さくなり得る。選択的に、図１の線形イオントラップ質量分析計システム１０は、ＩＱ３の下流および線形イオントラップ２０の上流に対の太く短いロッドＳＴ３（図示せず）を含むことができる。そのような実施形態では、太く短いロッドは、衝突セル１８のロッドオフセット電圧より５Ｖ小さい電圧、またはこの場合、−４５Ｖの電圧に保つことができる。線形イオントラップ質量分析計システム１０の主要ロッド２６および２８は、この場合、ロッド２６および２８が−４８Ｖのロッドオフセット電圧を有することができるように、衝突セル１８のロッドのロッドオフセット電圧よりも８Ｖだけ小さいロッドオフセット電圧に維持することができる。この場合、図２の第１の構成に従って補助電極１２ａに印加されるＤＣ１は、補助電極１２ｂに印加されるＤＣ２と同様に、−１００Ｖとなり得る。線形イオントラップ２０の下流では、出口レンズ３３を１００Ｖの電圧に維持することができる一方で、検出器３６を−６ｋＶの電圧に維持することができる。
【００５４】
冷却中に、ＤＣ１およびＤＣ２電圧を−１７０Ｖまで低下させることができる一方で、線形イオントラップ２０のロッド２６、２８に印加されるロッドオフセット電圧は、最初に、−８０Ｖまで、次いで、−１００Ｖまで低下させることができ、最終的に、走査の１０ｍｓ前に、電圧を−１６０Ｖまで低下させることができる。
【００５５】
質量選択的な軸方向放出中に、衝突セル１８のロッドオフセット電圧を−２００Ｖに設定することができる一方で、ＩＱ３を１００Ｖに設定することができる。衝突セル１８の下流および線形イオントラップ２０の上流にある随意的な太く短いロッドは、１００Ｖの電圧に設定することができる一方で、ロッド２６、２８のロッドオフセット電圧は、−１６０Ｖに設定することができる。再度、図２の第１の構成に従って、−１６０Ｖの電圧に設定することができる一方で、ＤＣ２を−１６５Ｖの電圧に設定することができる。出口レンズ３３を−１４６Ｖの電圧に維持することができる一方で、検出器を−６ｋＶの電圧に維持することができる。ＤＣ２電圧は、質量とともに変化させることができる。この場合、関心質量は、範囲内であった。より高い質量対電荷比は、より多くの負の値を必要とし得る。個の場合のカラー電圧は１０００Ｖであった。
【００５６】
（実験データ）
本発明の実施形態の側面によれば、３２２ダルトン質量付近の１０ダルトン窓の中のイオンを、質量フィルタとして操作される四重極質量分析計１６を通して伝送し、次いで、衝突セル１８の中で２７ｅＶの衝突エネルギーにおいて断片化することができる。次いで、断片化または未断片化の前駆体の全てを、下流イオントラップ２０の中に捕捉することができ、そこで冷却時間にわたって冷却することができる。この冷却時間後に、イオンは、検出器３５に向かってトラップ２０から選択的に放出することができ、質量スペクトルを取得することができる。
【００５７】
図６ａを参照すると、全スペクトルが、０．２ｍｓの線形イオントラップ２０の充填時間に対して示されている。非常に高い質量強度を除いて、この短い充填時間の間に、有意な空間電荷密度効果はないであろう。しかしながら、充填時間が増加させられるにつれて、空間電荷密度効果は、Ｘ軸に沿って測定される密度をシフトさせることができる。これを軽減するために、ＤＣおよび補助ＲＦ電圧を、例えば、図２、３、４、または５の構成に従って、補助電極１２に提供することができる。
【００５８】
図６ｂを参照すると、重複質量スペクトルが、図４ａの全質量スペクトルからの２６１ダルトンの質量付近において拡大され、異なる充填時間について示されている。図２の第１の構成に従って、付加的な電圧が、４つの補助電極のうちの２つのみに印加される。補助電極１２ａと指標された、これら２つの補助電極は、励起ロッドのうちの１本（図２に示される励起ロッド２６）の隣で、励起面（軸）Ｘの異なる側面上に配置される。示されるように、質量シフトは非常に小さい。つまり、ｍｓより１００倍大きい２０ｍｓの充填時間についてさえも、実際に測定されたｍ／ｚは、０．００４ダルトンしか増加しなかった（ダルトン対２６１．１２６ダルトン）。
【００５９】
図６ｃを参照すると、重複質量スペクトルが、図６ａの全質量スペクトルからの約２６１ダルトンの質量付近で拡大され、異なる充填時間について示されている。上記で説明されたように、有意な六重極および八重極の成分を有する実質的に四重極の電場もまた、図４の第２の構成に従って提供されることができる。この第２の構成に従って、再度、付加的なＲＦ電圧が、１２ａと指定された対の補助電極に提供されるが、この構成では、両方の補助電極が、非励起ロッドのうちの１本（図４に示される最上励起ロッド２８）の両側で、励起面またはＸ軸の同じ側面上に配置される。再度、示されるように、質量シフトは非常に小さい。つまり、０．２ｍｓの充填時間より１００倍大きい２０ｍｓの充填時間についてさえも、実際に測定された質量対電荷比は、０．００４ダルトンしか増加しなかった（２６１．０９８ダルトン対２６１．０９５ダルトン）。図６ｂの質量スペクトルでも、図６ｃの質量スペクトルでも、線形イオントラップは較正されていない。線形イオントラップを較正することは、はるかに大きい程度まで、測定された質量信号ピークがイオンの理論的質量と整列させられることを可能にする。しかしながら、図６ｂおよび６ｃから、これらの図に図示される質量信号ピークは、空間電荷効果に起因しては、有意に移動しないことが明白である。
【００６０】
上記で説明されたように、双極励起が、第１の対のロッド２６、または対角方向に配向された対の補助電極１２のいずれか一方に提供されてもよい。しかしながら、本発明の他の実施形態によれば、代わりに四重極励起を使用することができる。図７を参照すると、図１の線形イオントラップ２０に対する補助電極１２の特定の変形例の半径方向位置が示されている。多くの側面では、図７の変形例は、図２の変形例に類似している。明確にするために、同じ参照数字が、図２および７の変形例の類似要素を指定するために使用される。簡潔にするために、図２の説明は、図７に関して繰り返されない。
【００６１】
図２の変形例と同様に、図７の変形例では、主要駆動電圧供給２４が、示されるような駆動ＲＦ電圧ＶｃｏｓΩｔを供給することができる。つまり、図２の変形例と同様に、図７の電圧供給２４は、第１の周波数Ωで、かつ第１の位相において、第１の対のロッド２６に第１のＲＦ電圧−ＶｃｏｓΩｔを提供するための第１のＲＦ電圧源２４ａを含むことができる一方で、電圧供給２４はまた、再び第１の周波数Ωで、かつ第１の対のロッドに印加される第１の電圧と反対の位相において、第２の対のロッド２８に第２のＲＦ電圧ＶｃｏｓΩｔを提供するように動作可能である第２のＲＦ電圧源２４ｂも含むことができる。
【００６２】
しかしながら、図７の変形例では、第１のＲＦ電圧源２４ａはまた、四重極励起電圧−ＡＣｃｏｓωｔを第１の対のロッド２６に提供するように動作可能となり得る一方で、第２のＲＦ電圧源２４ｂは、四重極励起電圧を提供するように動作可能となり得る。当然ながら、この四重極励起電圧は、提供されなくてもよいが、線形イオントラップ２０、選択された選択されたイオンを軸方向に放出するように提供することができる。関連して説明されたように、選択されたイオンは、質量スペクトルを生成するように、軸方向レンズ３３を通過して検出器（図１に示される）まで軸方向に放出されることができる。代替として、これらのイオンは、さらなる処理のために、下流ロッドセットに伝送されることができる。当技術分野で公知であるように、ＲＦ電圧源によって提供される四重極励起電圧はしばしば、第１の周波数よりもはるかに低い周波数ωであり得る。
【００６３】
図８を参照すると、図１の線形イオントラップ質量分析計システム１０の線形イオントラップの線形イオントラップの補助電極１２およびロッド２６、２８の代替変形例が、断面図で図示されている。再度、双極励起が第１の対のロッド２６に印加される代わりに、双極励起を、図８で１２ｃと指定された対角方向に配向された対の補助電極に提供されることができることを除いて、図８の変形例は、図２の変形例と同様である。明確にするために、同じ参照数字が、図２および８の変形例の類似要素を指定するために使用される。簡潔にするために、図２の説明は、図８に関して繰り返されない。図８に示されるように、双極励起ＡＣ電圧は、例えば、その内容が参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第７，６９２，１４３号で説明されているように、軸方向放出を提供する双極励起信号を提供するために、補助ＡＣ電圧源３２によって対角方向に配向された対の補助電極１２ｃに提供することができる。補助電極１２への電圧源３０および３２の接続の結果として、両方の参照数字１２ａおよび１２ｄを使用して指定される１つの補助電極１２は、主要電極またはロッド２６または２８に提供されるＲＦ電圧と同じ周期または周波数のＲＦ電圧成分−Ｕｃｏｓ（Ωｔ＋φ）とともに、ＤＣ電圧ＤＣ１のみを受容するように、電圧源３０に連結される。示されるように、補助電極１２ａに印加されるＲＦ電圧は、主要電極２６および２８に提供される電圧に対してφだけ位相シフトされている。
【００６４】
両方の参照数字１２ａおよび１２ｃを使用して指定される第２の補助電極１２は、ＤＣ電圧ＤＣ１、ＲＦ電圧成分Ｕｃｏｓ（Ωｔ＋φ）、および双極励起電圧−ＡＣｃｏωｔを受容する。上記で論議される補助電極、補助電極１２ａ、１２ｃに印加されるＲＦ電圧Ｕｃｏｓは、主要電極２６および２８に提供されるＲＦ電圧に対してφだけ位相シフトされている。双極励起電圧周波数ωは、第１の周波数Ωよりもはるかに低くなり得る。
【００６５】
両方の参照数字１２ｂおよび１２ｃを使用して指定される第３の補助電極１２が、ＤＣ電圧、ＤＣ２、および双極電圧ＡＣｃｏｓωｔを受容する一方で、参照数字１２ｂおよび１２ｄを使用して指定される第４の補助電極１２は、ＤＣ電圧ＤＣ２のみを受容する。
【００６６】
図２の構成と同様に、図８の構成では、Ｘ軸上のポテンシャルは、四重極成分に加えて、十二重極、十重極、八重極、六重極、および双極成分を含み得る。六重極成分Ａ３ｘは、最も強い高次成分となり得て、八重極成分Ａ４ｘよりも少なくとも３倍強く、ｎが４よりも大きい整数である高次多極Ａｎｘよりも強い。双極成分は、六重極成分Ａ３ｘよりも約１０倍強くなり得る。対照的に、Ｙ軸上のポテンシャルは、主要な四重極成分Ａ２ｙに加えて、主に、八重極成分Ａ４ｙ、八重極成分Ａ４ｙの５％未満の振幅を有する１つおきの高次成分（Ａ３ｙおよびＡｎｙ、ｎｙは４よりも大きい整数である）を含むことができる。
【００６７】
本発明の実施形態の側面によれば、中心軸と、第１の対のロッド２６と、第２の対のロッド２８と、４つの補助電極１２と、電圧供給２４、３０、３２、３４とを含む線形イオントラップ質量分析計システム１０が提供されている。第１の対のロッド２６および第２の対のロッド２８の中の各ロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在することができる。４つの補助電極１２は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域３７中で第１の対のロッド２６と第２の対のロッド２８との間に間置されることができる。４つの補助電極は、第１の対の補助電極１２ａと、第２の対の補助電極１２ｂとを含むことができる。第１の対の補助電極１２ａは、第１の対のロッドまたは第２の対のロッドのいずれか一方の中の単一のロッドによって分離され、かつそれに隣接することができ、第２の対の補助電極は、第１の対の補助電極を分離するロッドと対された他方のロッドによって分離され、かつそれに隣接することができる。電圧供給は、第１の対のロッド、第２の対のロッド、および４つの補助電極に接続されることができ、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、ｉｉ）第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、ｉｉｉ）第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、第１の対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、ｉｖ）第１の対の補助電極に第１のＤＣ電圧ＤＣ１を、およびｖ）第２の対の補助電極に第２のＤＣ電圧ＤＣ２を提供するように動作可能となり得る。
【００６８】
選択的に、線形イオントラップシステム１０は、ロッドセットおよび補助電極から軸方向に放出されるイオンを検出するように設置される検出器を含むことができる。さらに選択的に、電圧供給は、第１のＲＦ電圧を第１の対のロッドに提供するように動作可能である第１の電圧源２４ａと、第２のＲＦ電圧を第２の対のロッドに提供するように動作可能である第２の電圧源２４ｂと、補助ＲＦ電圧を第１の対の補助電極に提供するように動作可能である補助電圧源３０と、補助ＲＦ電圧源によって提供される補助電圧の位相および位相シフトを制御するための位相コントローラ（図示せず）とを含むことができる。
【００６９】
さらなる実施形態では、補助電圧源はさらに、第１の補助ＤＣ電圧ＤＣ１を第１の対の補助電極に提供するように動作可能となり得て、電圧供給はさらに、第２の補助ＤＣ電圧ＤＣ２を第２の対の補助電極に提供するための第２の補助電圧源３４を含むことができる。
【００７０】
選択的に、補助電圧源３０はさらに、第１の対の補助電極１２ａに提供される第１の補助ＤＣ電圧ＤＣ１を変化させるように動作可能または調整可能となり得る一方で、第２の補助電圧源３４はさらに、第２の対の補助電極１２ｂに提供される第２の補助ＤＣ電圧ＤＣ２を調整するように動作可能となり得る。位相コントローラはさらに、補助ＲＦ電圧源３０によって提供される補助電圧の位相シフトを調整するように動作可能となり得る。
【００７１】
さらに選択的に、電圧源３２は、選択されたｍ／ｚを有するイオンの選択された部分を半径方向に励起するために、周波数Ω低い周波数で、第１の対のロッド２６または対角方向に配向された対の補助電極１２のいずれか一方に双極励起ＡＣ電圧を提供するように動作可能となり得る。双極励起ＤＣ電圧が提供されるものが対角方向に配向された対の補助電極である実施形態では、この対角方向に配向された対の補助電極は、第１の対の補助電極１２ａおよび第２の対の補助電極１２ｂのうちのそれぞれの１つの電極を含むことができる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、線形イオントラップ２０は、中心軸に沿った任意の点において中心軸と直交する関連面が、中心軸と交差し、第１の対の関連断面で第１の対のロッドと交差し、第２の対の関連断面で第２の対のロッドと交差するように、構成される。例えば、図２の断面図では、第１の対のロッド２６が、第１の対の断面２６によって表される一方で、第２の対のロッド２８は、第２の対の断面２８によって表されるように、関連面が断面図を画定する。第１の対の関連断面２６は、中心軸に関して実質的に対称に分布し、中心軸と直交する関連面内に位置し、第１の対の断面の中の各断面の中心を通過する第１の軸によって二等分される。図２の変形例では、第１の軸はＸ軸である。第２の対の関連断面２８は、中心軸に関して実質的に対称に分布し、中心軸と直交する関連面内に位置し、第２の対の断面の中の各断面の中心を通過する第２の軸によって二等分される。図２の変形例では、第２の軸はＹ軸であり、図２において点として示される中心軸は、ＸおよびＹ軸の交差点にある。抽出領域３７内に位置する中心軸の抽出部分の中の中心軸に沿った任意の点において中心軸と直交する関連面は、第１の対の補助断面において第１の対の補助電極１２ａと交差し、第２の対の関連補助断面において第２の対の補助電極１２ｂと交差する。図２では、第１の対の補助電極が、第１の対の補助断面１２ａによって表される一方で、第２の対の補助電極は、第２の対の補助断面１２ｂによって表される。
【００７３】
多くの実施形態では、中心軸の抽出部分は、中心軸の半分未満を含む。
【００７４】
選択的に、抽出領域は、第１の対のロッド２６および第２の対のロッド２８の放出端となり得て、４つの補助電極１２は、第１の対のロッド２６および第２の対のロッド２８の放出端を越えて軸方向に延在することができる。代替として、４つの補助電極１２は、第１の対のロッド２６および第２の対のロッド２８の放出端の手前で終端することができる。選択的に、第１の対の補助断面および第２の対の補助断面の中の各断面は、長方形の上部に接続される長方形の基礎部を含んで、実質的にＴ字形となり得る。
【００７５】
図２の構成、または図３、４、あるいは５の構成のいずれかに従って、図１の線形イオントラップ質量分析計システムを使用して、イオンを有利に処理することができる。例えば、有意なピーク移動を伴わずに、より高い空間電荷密度を適応させることができる。発明の実施形態の側面による方法に従って、第１の軸に沿った第１の軸ポテンシャルと、第１の軸と直交する第２の軸と、第２の軸に沿った第２の軸ポテンシャルとを有する、２次元の非対称で実質的に四重極の電場を提供することができる。第１の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２１の四重極高調波と、振幅Ａ３１の六重極高調波と、振幅Ａ４１の八重極高調波とを含むことができ、種々の実施形態では、Ａ４１は、Ａ２１の０．００１％よりも大きく、種々の実施形態では、Ａ４１は、Ａ２１の０．０１％よりも大きく、Ａ４１は、Ａ２１の５％およびＡ３１の３３％未満であり、第１の軸ポテンシャルに存在する振幅を有する任意の他の高次高調波について、ｎ１は、４よりも大きい任意の整数であり、Ａｎ１の１０％よりも大きい。第２の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２２の四重極高調波と、振幅Ａ４２の八重極高調波とを含み、種々の実施形態では、Ａ４２は、Ａ２２の０．００１％よりも大きく、種々の実施形態では、Ａ４２は、Ａ２２の０．０１％よりも大きく、Ａ４２は、Ａ２２の５％未満であり、電場の第２の軸ポテンシャルに存在する振幅Ａｎ２を有する任意の他の高次高調波について、ｎ２は、４以外の２よりも大きい任意の整数であり、Ａ４２は、Ａｎ２の１０％よりも大きい。いったんこの電場が確立および生成されると、およびそれが維持されている間、イオンを電場に導入することができる。
【００７６】
図２に示される第１の構成によれば、第１の軸ポテンシャルがＸ軸ポテンシャルであり、第２の軸ポテンシャルがＹ軸ポテンシャルであるように、第１の軸は、Ｘ軸となり得、第２の軸は、Ｙ軸となり得る。
【００７７】
他方では、図３の第２の構成の場合、より大きい六重極成分がＸ軸ではなくＹ軸上に提供され、第１の軸は、Ｙ軸となり得、第２の軸は、Ｘ軸であり得る。
【００７８】
選択的に、Ａ３１は、Ａｎ１の３０倍または５０倍よりも大きくあり得る。
【００７９】
選択的に、線形イオントラップ２０は、第１の対のロッド２６と、第２の対のロッド２８と、４つの補助電極１２とを含み、４つの補助電極１２は、第１の対のロッド２６と第２の対のロッド２８との間に間置され、第１の対のロッド２６および第２の対のロッド２８のうちの１つを二等分する第１の面によって分離している第１の対の補助電極１２および第２の対の補助電極１２を含む。この実施形態を上記の実施形態に関係させると、１）第１の軸は、第１の面にあり、第２の軸は、第１の面に対して直角であり、２）電場を確立し、維持するステップは、ｉ）第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッド２６に第１のＲＦ電圧を、ｉｉ）第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッド２８に第２のＲＦ電圧を、ｉｉｉ）第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、第１の対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、ｉｖ）第１の対の補助電極に第１のＤＣ電圧を、ｖ）第２の対の補助電極に第２のＤＣ電圧を提供するステップを含む。方法は、１）電場からイオンの選択された部分を、軸方向に放出するステップとして当技術分野で知られている、軸方向に伝送するステップであって、イオンの選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ステップと、２）摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供するように、イオンの選択された部分を検出するステップと、３）選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるように、ｉ）補助ＲＦ電圧の位相シフト、ｉｉ）第１の対の補助電極の電圧、ｉｉｉ）第２の対の補助電極に提供される第２のＤＣ電圧、およびｉｖ）第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップとを含むことができる。
【００８０】
選択的に、電場を確立し、維持するステップは、ＲＦ電圧を第２の対の補助電極１２ｂに提供することなく、第２のＤＣ電圧ＤＣ２を第２の対の補助電極に提供するステップを含むことができる。
【００８１】
さらに選択的に、電場を確立し、維持するステップは、第２の補助ＲＦ電圧を、第２のＤＣ電圧ＤＣ２を有する第２の対の補助電極１２ｂに提供するステップを含むことができ、第２の補助ＲＦ電圧は、第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧に対して１８０°位相シフトされている。
【００８２】
選択的に、補助ＲＦ電圧の位相シフトは、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるように、例えば、下流ＲＦ増幅器に連結された位相変数全域通過フィルタ等の位相コントローラによって変化させることができる。第１の位相に対する実際の位相シフトは、ゼロとなり得る。摺動ｍ／ｚ比は、補助ＲＦ電圧の位相シフト、第１の対の補助電極に提供される第１のＤＣ電圧、第２の対の補助電極に提供される第２のＤＣ電圧、および第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧等の変数を調整することによって、質量スペクトルの水平に沿って、このｍ／ｚ比を移動させることができるので、そのように称される。
【００８３】
選択的に、位相シフトは、５０°から７０°までの間、６１°までの間、または−７０°から７０°までの間となり得る。さらなる実施形態によれば、所望の位相シフトはまた、第１の対のロッド２６および第２の対のロッド２８に提供されるＲＦ電圧に依存し得る。上記で説明されたように、この位相シフトはまた、低減した感度を犠牲にして、より良好なピーク分解能を達成するように、５０°から７０°までの間、または選択的に−７０°から７０°までの間の最適位相から調整されることもできる。つまり、より高い位相シフトで、質量精度を失うことなく、補助電極のＲＦの振幅を増加させることができる。加えて、線形イオントラップ２０の主要ロッド２６、２８に印加されるＲＦの平衡もまた、最適位相シフトの範囲、ならびに特定の質量分解能および感度を達成するために必要とされる補助電極１２のＲＦ振幅を画定することに関与することができる。言い換えれば、図２および３に示される変形例では、両方の対のロッド２６および２８に提供されるＲＦの大きさは、依然として同じであるが、選択的に、ロッド２８に提供されるＲＦの大きさに対してＲＦの異なる大きさをロッド２６に提供することができる。
【００８４】
六重極八重極が追加され、他の多重極がない、線形四重極のポテンシャルが、式（１）および（２）によって求められる。例えば、Ｄｏｕｇｌａｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｒｕｓｓｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９９，ｖｏｌ．６９，９６−１０１を参照されたい。双極子モーメントも軸のうちの一方、図２の変形例についてはＸ軸の上に存在するときに、付加的なΦ１（ｘ）＝Ａ１ｘ／ｒ０が、電場の要因となり、ここで、ｒ０は電場の半径である。以下の式２（および３）は、双極、六重極、および八重極電場が電場に追加されたときのＸ軸上のポテンシャルを示す。以下の式では、Ｘ軸においてＹ＝０であるので、ｙを含む項はゼロである。
【００８５】
【数１】
0005950913.tif 000002
本発明の実施形態の変形例によれば、生成されるのは、中心軸を含む２次元の非対称で実質的に四重極の電場と見なすことができ、本発明の他の変形例に関連して上記で説明された第１の軸と第２の軸（Ｘ軸およびＹ軸であるが、必ずしもそれぞれがそうではない）とは、中心軸で交差する。上記で説明されたように、第１の軸が、対のロッドの断面を二等分する一方で、第２の軸は、別の対のロッドの断面を二等分する。この２次元の電場において、八重極成分Φ４の絶対値と、第１の軸に沿った六重極成分Φ３の絶対値とを加算することによって得られる合計は、第１の軸によって二等分される断面から中心軸への移動を増加させることができる。同様に、この２次元の電場において、八重極成分Φ４の絶対値と、第２の軸に沿った六重極成分Φ３の絶対値とを加算することによって得られる第２の合計は、中心軸に向かう第２の軸によって二等分される対のロッドからの移動を増加させることができる。
【００８６】
さらなる実施形態によれば、図１の線形トラップシステム１０の線形イオントラップ２０は、軸方向レンズ３３を含むことができ、４つの補助電極１２は、４本のロッド２６および２８の長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で第１の対のロッド２６と第２の対のロッド２８との間に間置されることができる。そのような変形例では、本発明の実施形態のある側面による方法は、イオンの選択された部分を軸方向に伝送する、すなわち、軸方向に放出する前に、抽出領域３７中でイオンの選択された部分を軸方向に捕捉するステップをさらに含むことができる。
【００８７】
本発明のこの実施形態のさらなる変形例では、イオンの選択された部分を軸方向に伝送する、すなわち、軸方向に放出する前に、抽出領域中でイオンの選択された部分を軸方向に捕捉するステップは、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドにロッドオフセット電圧ＲＯを提供するステップを含んでもよい。ロッドオフセット電圧ＲＯは、４つの補助電極に提供されるＤＣ電圧よりも高くなり得る。ＤＣ捕捉電圧も軸方向レンズ３３に提供することができ、ロッドオフセット電圧は、この軸方向レンズ電圧よりも低くなり得る。この手段によって、軸方向放出の前にイオンの選択された部分を保持するために、補助電極１２の近傍で電圧ウェルを生成することができる。
【００８８】
上記で説明されたように、電場から選択されたｍ／ｚを有するイオンの選択された部分を伝送する、すなわち、軸方向に放出するステップは、選択されたｍ／ｚを有するイオンの選択された部分を半径方向に励起するために、第１の周波数よりも低い周波数で、第１の対のロッドまたは対角方向に配向された対の補助電極のいずれか一方にＡＣ電圧を提供するステップを含むことができる。図８に示されるように、対角方向に配向された対の補助電極は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドのうちの一方を二等分する面と、第１の面に対して直角であり、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドのうちの他方を二等分する第２の面とによって分離している。図８の変形例では、双極励起ＡＣ電圧が印加される対角方向に配向された対のロッドは、ロッド１２ｃであるが、代替として、双極励起電圧が、対角方向に配向された対のロッド１２ｄに同程度に簡便に印加される。
【００８９】
選択的に、上記で説明されたように、選択されたｍ／ｚを有するイオンの選択された部分を軸方向に伝送する、すなわち、軸方向に放出するステップは、選択されたのを有するイオンの選択された部分を半径方向に励起するために、四重極励起電圧を第１の周波数よりも低い周波数でロッドおよび第２の対のロッドに提供するステップを含む。
【００９０】
本発明の実施形態のさらなる変形例によれば、異なるｍ／ｚを有するイオンの後続部分を放出するために、イオンの選択された部分を放出した後に、補助電極１２および主要ロッド２６、２８を再較正することができる。例えば、第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧あるいは第１のＤＣ電圧の補助周波数の位相、または第２の対の補助電極に提供される第２のＤＣ電圧、または第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧に対する異なる設定が、異なるｍ／ｚの異なるイオンに対する選択されたｍ／ｚに向かって摺動させるために望ましくあり得る。したがって、本発明のいくつかの実施形態によれば、電場を有するイオンの選択された部分を軸方向に伝送する、すなわち、軸方向に放出した後に、方法はさらに、１）電場からイオンの第２の選択された部分を軸方向に伝送する、すなわち、軸方向に放出するステップであって、イオンの第２の選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ステップと、２）第２の摺動ｍ／ｚ比を中心とする第２の摺動質量信号ピークを提供するために、イオンの第２の選択された部分を検出するステップと、３）選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるために、ｉ）補助ＲＦ電圧の補助周波数の位相シフト、ｉｉ）第１の対の補助電極に提供される第１のＤＣ電圧、第２の対の補助電極に提供される電圧、およびｉｖ）第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップとを含むことができる。
【００９１】
選択的に、位相シフトは、ｉ）第１のＲＦ電圧の大きさ、ｉ）第２のＲＦ電圧の大きさ、およびｉｉｉ）電圧の第１の周波数（第２のＲＦ電圧の第２の周波数でもある）といった、変数のうちの１つ以上の変化に基づいて調整されてもよい。
【００９２】
使用中に、本発明の実施形態の側面によれば、第１の軸と、第１の軸に沿った第１の軸ポテンシャルと、第１の軸と直交する第２の軸と、第２の軸に沿った第２の軸ポテンシャルとを有する２次元の非対称で実質的に四重極の電場を確立し、維持し、次いで、イオンを電場に導入する方法において、イオンを処理する方法が提供される。第１の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２１の四重極高調波と、振幅Ａ３１の六重極高調波と、振幅Ａ４１の八重極高調波とを含み、種々の実施形態では、Ａ４１は、      よりも大きく、実施形態では、Ａ４１は、      よりも大きく、      Ａ２１およびＡ３１の３３％であり、第１の軸ポテンシャルに存在する振幅を有する任意の他の高次高調波について、ｎ１は、      よりも大きい任意の整数であり、      Ａｎ１の１０倍よりも大きい。第２の軸ポテンシャルは、振幅Ａ２２の四重極高調波と、振幅Ａ４２の八重極高調波とを含み、種々の実施形態では、Ａ４２は、Ａ２２の０．００１％よりも大きく、種々の実施形態では、Ａ４２は、Ａ２２の０．０１％よりも大きく、Ａ４２は、Ａ２２の５％未満であり、電場の第２の軸ポテンシャルに存在する振幅Ａｎ２を有する任意の他の高次高調波について、ｎ２は、４以外の２よりも大きい任意の整数であり、Ａ４２は、Ａｎ２の１０倍よりも大きい。
【００９３】
本発明の実施形態の側面によれば、Ａ３１は、Ａｎ１の３０倍よりも大きい。本発明の実施形態の側面によれば、Ａ３１は、Ａｎ１の５０倍よりも大きい。
【００９４】
本発明の実施形態の側面によれば、方法が提供され、線形イオントラップは、第１の対の      、第２の対のロッドと、第１の対のロッドと第２の対のロッドとの間に間置され、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドのうちの１つを二等分する第１の面によって分離している第１の対の補助電極および第２の対の補助電極を含む４つの補助電極とを含む。第１の軸は、第１の面にあり、第２の軸は、第１の面に対して直角である。電場を確立し、維持するステップは、第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、第１の対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、第１の対の補助電極に第１のＤＣ電圧を、第２の対の補助電極に第２のＤＣ電圧を提供するステップを含むことができる。方法は、電場からイオンの選択された部分を軸方向に放出するステップであって、イオンの選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ステップと、摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供するために、イオンの選択された部分を検出するステップと、選択されたｍ／ｚ      するために、補助ＲＦ電圧の位相シフト、第１の対の補助電極に提供される第１のＤＣ電圧、第２の対の補助電極に提供される第２のＤＣ電圧、および第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップとをさらに含む。
【００９５】
本発明の実施形態の側面によれば、方法が提供され、      は、第１の対のロッドと、第２の対のロッドと、第１の対のロッドのうちの１つと第２の対のロッドのうちの１つとの間に間置され、第１の対のロッドのうちの１つまたは第２の対のロッドのうちの１つを二等分する第１の面によって分離している対の補助電極を含む２つの補助電極とを含む。第１の軸は、第１の面にあり、第２の軸は、第１の面に直角である。電場を確立し、維持するステップは、      周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、対の補助電極にＤＣ電圧を提供するステップを含むことができる。方法はさらに、電場からイオンの選択された部分を軸方向に放出するステップであって、イオンの選択された部分は、選択されたｍ／ｚを有する、ステップと、摺動ｍ／ｚ比を中心とする摺動質量信号ピークを提供するように、イオンの選択された部分を検出するステップと、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるように、補助ＲＦ電圧の位相シフト、対の補助電極に提供されるＤＣ電圧、および対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップとを含む。
【００９６】
種々の実施形態では、生成される非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離するＸ軸（例えば、第１の軸）を含む。種々の実施形態では、生成される非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離するＹ軸（例えば、第２の軸）を含む。
【００９７】
種々の実施形態では、電場を確立し、維持するステップは、ＲＦ電圧を第２の対の補助電極に提供することなく、ＤＣ電圧を第２の対の補助電極に提供するステップを含む。
【００９８】
種々の実施形態では、電場を確立し、維持する方法は、ＤＣ電圧を対の補助電極に提供するステップを含む。
【００９９】
種々の実施形態では、電場を確立し、維持するステップは、第２の補助ＲＦ電圧を、ＤＣ電圧を有する第２の対の補助電極に提供するステップを含み、第２の補助ＲＦ電圧は、第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧に対して１８０度位相シフトされている。
【０１００】
種々の実施形態では、電場を確立し、維持するステップは、第２の補助ＲＦ電圧を、ＤＣ電圧を有する対の補助電極に提供するステップを含み、第２の補助ＲＦ電圧は、対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧に対して１８０度位相シフトされる。
【０１０１】
種々の実施形態では、方法は、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるために、補助ＲＦ電圧の位相シフトを調整するステップをさらに含む。
【０１０２】
種々の実施形態では、方法は、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるために、第１の対の補助電極に提供される第１のＤＣ電圧、および第２の対の補助電極に提供される第２のＤＣ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップをさらに含む。種々の実施形態では、位相シフトは、−７０度から７０度までの間である。種々の実施形態では、位相シフトは、０度である。
【０１０３】
種々の実施形態では、方法は、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるために、対の補助電極に提供されるＤＣ電圧を調整するステップをさらに含む。種々の実施形態では、位相シフトは、−７０度から７０度までの間である。種々の実施形態では、位相シフトは、０度である。
【０１０４】
種々の実施形態では、電場から選択されたｍ／ｚを有するイオンの記選択された部分を軸方向に放出するステップは、選択されたｍ／ｚを有するイオンの選択された部分を半径方向に励起するために、第１の周波数よりも低い周波数で、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドに四重極励起ＡＣ電圧を提供するステップを含む。
【０１０５】
種々の実施形態では、方法が提供され、線形イオントラップは、出口レンズをさらに含み、４つの補助電極は、４本のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で第１の対のロッドと第２の対のロッドとの間に間置され、方法は、イオンの選択された部分を軸方向に放出する前に、抽出領域中でイオンの選択された部分を軸方向に捕捉するステップをさらに含む。
【０１０６】
種々の実施形態では、方法が提供され、線形イオントラップは、出口レンズをさらに含み、対の補助電極は、４本のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で第１の対のロッドのうちの１本と第２の対のロッドのうちの１本との間に間置される。方法は、イオンの選択された部分を軸方向に放出する前に、抽出領域中でイオンの選択された部分を軸方向に捕捉するステップをさらに含む。
【０１０７】
種々の実施形態では、イオンの選択された部分を軸方向に放出する前に、抽出領域中でイオンの選択された部分を軸方向に捕捉するステップは、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドにロッドオフセット電圧を提供するステップであって、ロッドオフセット電圧は、補助電極に提供されるＤＣ電圧よりも高くなり得る、ステップと、出口レンズに印加されるＤＣ捕捉電圧を提供するステップとを含み、ロッドオフセット電圧は、出口レンズに印加されるＤＣ捕捉電圧よりも低い。
【０１０８】
種々の実施形態では、電場から選択されたｍ／ｚを有するイオンの選択された部分を軸方向に放出するステップは、選択されたｍ／ｚを有するイオンの選択された部分を半径方向に励起するために、第１の周波数よりも低い周波数で、第１の対のロッドまたは対角方向に配向された対の補助電極のいずれか一方に双極励起ＡＣ電圧を提供するステップを含み、対角方向に配向された対の補助電極は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドのうちの一方を二等分する第１の面と、第１の面に対して直角であり、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドのうちの他方を二等分する第２の面との両方によって分離している。
【０１０９】
種々の実施形態では、方法は、電場から選択されたｍ／ｚ比を有するイオンの部分を軸方向に放出した後に、電場からイオンの第２の選択された部分を軸方向に放出するステップであって、イオンの第２の選択された部分は、第２の選択されたｍ／ｚを有する、ステップと、第２の摺動ｍ／ｚ比を中心とする第２の摺動質量信号ピークを提供するように、イオンの第２の選択された部分を検出するステップと、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるように、補助ＲＦ電圧の補助周波数の位相シフト、第１の対の補助電極に提供される第１のＤＣ電圧、第２の対の補助電極に提供される第２のＤＣ電圧、および第１の対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップとをさらに含む。
【０１１０】
種々の実施形態では、方法はさらに、電場から選択されたｍ／ｚ比を有するイオンの選択された部分を軸方向に放出した後に、電場からイオンの第２の選択された部分を軸方向に放出するステップであって、イオンの第２の選択された部分は、第２の選択されたｍ／ｚを有する、ステップと、第２の摺動ｍ／ｚ比を中心とする第２の摺動質量信号ピークを提供するために、イオンの第２の選択された部分を検出するステップと、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるために、対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧またはＤＣ電圧の位相シフト、または対の補助電極に提供される補助ＲＦ電圧のうちの少なくとも１つを調整するステップとを含む。
【０１１１】
種々の実施形態では、選択されたｍ／ｚに向かって摺動ｍ／ｚ比を摺動させるように位相シフトを調整するステップは、第１のＲＦ電圧の大きさ、第２のＲＦ電圧の大きさ、および第１の周波数のうちの少なくとも１つへの変更に基づいて、位相シフトを調整するステップを含み、第２の周波数は、第１の周波数とともに変化する。
【０１１２】
使用中に、本発明の実施形態の別の側面によれば、中心軸と、第１の対のロッドであって、第１の対のロッドの中の各ロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第１の対のロッドと、第２の対のロッドであって、第２の対のロッドの中の各ロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第２の対のロッドと、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で第１の対のロッドと第２の対のロッドとの間に間置される、４つの補助電極と、第１の対のロッド、第２の対のロッド、および４つの補助電極に接続される、電圧供給とを含む、線形イオントラップシステムが提供される。４つの補助電極は、第１の対の補助電極と、第２の対の補助電極とを含み、第１の対の補助電極は、第１の対のロッドまたは第２の対のロッドのいずれか一方の中の単一のロッドによって分離され、かつそれに隣接する。電圧供給は、第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、第１の対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、第１の対の補助電極に第１のＤＣ電圧を、および第２の対の補助電極に第２のＤＣ電圧を提供するように動作可能である。種々の実施形態では、補助電極上に印加されるＲＦは、第１の対のロッドに印加されるＲＦに位相固定され、第１の対のロッドに印加されるＲＦの第１の位相に対する位相シフトは、０度、または−７０から７０度までの間となり得る。
【０１１３】
本発明の実施形態の側面によれば、中心軸と、第１の対のロッドであって、第１の対のロッドの中の各ロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第１の対のロッドと、第２の対のロッドであって、第２の対のロッドの中の各ロッドは、中心軸から離間し、かつそれに沿って延在する、第２の対のロッドと、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの長さの少なくとも一部に沿って画定される抽出領域中で第１の対のロッドのうちの１本と第２の対のロッドのうちの１本との間に間置される、２つの補助電極であって、２つの補助電極は、対の補助電極を含み、対の補助電極は、第１の対のロッドからの単一のロッドおよび第２の対のロッドからの単一のロッドによって分離され、かつそれらに隣接する、２つの補助電極とを含む、線形イオントラップシステムが提供される。電圧供給が、第１の対のロッド、第２の対のロッド、および２つの補助電極に接続され、電圧供給は、第１の周波数で、かつ第１の位相において、第１の対のロッドに第１のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しい第２の周波数で、かつ第１の位相と反対の第２の位相において、第２の対のロッドに第２のＲＦ電圧を、第１の周波数に等しく、かつ位相シフトによって第１の位相からシフトされた補助周波数で、対の補助電極に補助ＲＦ電圧を、および第１の対の補助電極にＤＣ電圧を提供するように動作可能である。種々の実施形態では、補助電極上に印加されるＲＦは、第１の対のロッドに印加されるＲＦに位相固定され、第１の対のロッドに印加されるＲＦの第１の位相に対する位相シフトは、０度、または−７０から７０度までの間となり得る。
【０１１４】
種々の実施形態では、生成される非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、Ｘ軸を含む。
【０１１５】
種々の実施形態では、生成される非対称で実質的に四重極の電場は、一方の補助電極を他方の補助電極から分離する、Ｙ軸を含む。
【０１１６】
種々の実施形態では、線形イオントラップシステムはさらに、ロッドセットおよび補助電極から軸方向に放出されるイオンを検出するように設置される、検出器を含む。
【０１１７】
種々の実施形態では、電圧供給は、第１のＲＦ電圧を第１の対のロッドに提供するように動作可能である第１の電圧源と、第２のＲＦ電圧を第２の対のロッドに提供するように動作可能である第２の電圧源と、補助ＲＦ電圧を第１の対の補助電極に、または種々の実施形態では対の補助電極に提供するように動作可能である補助電圧源と、補助ＲＦ電圧源によって提供される補助電圧の位相および位相シフトを制御するための位相コントローラとを含む。
【０１１８】
種々の実施形態では、補助電圧源はさらに、第１の補助ＤＣ電圧を第１の対の補助電極に提供するように動作可能であり、電圧供給はさらに、第２の補助ＤＣ電圧を第２の対の補助電極に提供するための第２の補助電圧源を含む。
【０１１９】
種々の実施形態では、補助電圧源はさらに、第１の対の補助電極に提供される第１の補助ＤＣ電圧を調整するように動作可能であり、第２の補助電圧源はさらに、第２の対の補助電極に提供される第２の補助ＤＣ電圧を調整するように動作可能である。
【０１２０】
種々の実施形態では、補助電圧源はさらに、対の補助電極に提供される第１の補助ＤＣ電圧を調整するように動作可能である。種々の実施形態では、補助電圧源はさらに、対の補助電極に提供される補助ＤＣ電圧を調整するように動作可能である。
【０１２１】
種々の実施形態では、位相コントローラはさらに、補助ＲＦ電圧源によって提供される補助電圧の位相シフトを調整するように動作可能である。
【０１２２】
種々の実施形態では、電圧供給はさらに、選択されたｍ／ｚを有するイオンの選択された部分を半径方向に励起するよう、第１の周波数よりも低い周波数で、第１の対のロッドまたは対角方向に配向された対の補助電極のいずれか一方に双極励起ＡＣ電圧を提供するように動作可能である。例えば、対角方向に配向された対の補助電極は、第１の対の補助電極および第２の対の補助電極のうちのそれぞれからの１つの電極を含む。
【０１２３】
種々の実施形態では、中心軸に沿った任意の点で、中心軸と直交する関連面は、中心軸と交差し、第１の対の関連断面で第１の対のロッドと交差し、第２の対の関連断面で第２の対のロッドと交差する。第１の対の関連断面は、中心軸に関して実質的に対称に分布し、中心軸と直交する関連面内に位置し、第１の対の断面の中の各断面の中心を通過する、第１の軸によって二等分される。第２の対の関連断面は、中心軸に関して実質的に対称に分布し、中心軸と直交する関連面内に位置し、第２の対の断面の中の各断面の中心を通過する、第２の軸によって二等分される。第１の軸および第２の軸は、実質的に直交し、中心軸で交差する。抽出領域の中心軸に沿った任意の点で、中心軸と直交する関連面は、第１の対の補助断面で第１の対の補助電極と交差し、第２の対の関連補助断面で第２の対の補助電極と交差する。
【０１２４】
種々の実施形態では、中心軸の抽出部分は、中心軸の長さの半分未満を含む。
【０１２５】
種々の実施形態では、抽出領域は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの放出端を含み、４つの補助電極は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの放出端を越えて軸方向に延在する。
【０１２６】
種々の実施形態では、抽出領域は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの放出端を含み、補助電極は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの放出端を越えて軸方向に延在する。
【０１２７】
種々の実施形態では、抽出領域は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの放出端を含み、補助電極は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの放出端の手前で終端する。
【０１２８】
種々の実施形態では、抽出領域は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの      を含み、対の補助電極は、第１の対のロッドおよび第２の対のロッドの放出端の手前で終端する。
【０１２９】
種々の実施形態では、第１の対の補助断面および第２の対の補助断面の中の各断面は、長方形の上部に接続される長方形の基礎部を含み、実質的にＴ字形である。種々の実施形態では、対の補助断面の中の各断面は、長方形の上部に接続される長方形の基礎部を含み、実質的に      形である。
【０１３０】
全てのそのような修正または変形例は、本明細書に添付された請求項によって定義されるような出願人の教示の分野および範囲内であると考えられる。
【図１】
0005950913.tif 000003
【図２】
0005950913.tif 000004
【図３】
0005950913.tif 000005
【図４】
0005950913.tif 000006
【図５】
0005950913.tif 000007
【図６ａ】
0005950913.tif 000008
【図６ｂ】
0005950913.tif 000009
【図６ｃ】
0005950913.tif 000010
【図７】
0005950913.tif 000011
【図８】
0005950913.tif 000012