(57)【要約】  切換え式分岐形イオンガイドが開示される。切換え式分岐形イオンガイドは、トランクセクション、第１及び第２の分岐セクション、トランクセクションを分岐セクションに連結する接合部及び接合部のところに設けられた可動弁部材を有する。弁部材を、イオンの移動がトランクセクションと第１の分岐セクションとの間で許可されるがトランクセクションと第２の分岐セクションとの間では禁止される第１の位置と、イオンの移動がトランクセクションと第２の分岐セクションとの間で許可されるがトランクセクションと第１の分岐セクションとの間では禁止される第２の位置との間で動かすことができる。分岐形イオンガイドは、例えば、イオン流を２つの行き先、例えば２つの質量分析計相互間で制御可能に切り換えるのに利用できる。【選択図】図１Ａ
2009537070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切換え式分岐形イオンガイドであって、
トランクセクション、第１の分岐セクション、第２の分岐セクション、及び前記トランクセクションと前記第１及び前記第２の分岐セクションを連結する接合部を有し、前記トランクセクション、前記第１の分岐セクション、及び前記第２の分岐セクションの各々は、高周波電圧の互いに逆の位相が印加される少なくとも２つの電極対を有し、
前記接合部のところに位置決めされた弁部材を有し、前記弁部材は、前記トランクセクション及び前記第１の分岐セクションの内容積部相互間におけるイオンの移動を可能にするが前記トランクセクション及び前記第２の分岐セクションの内容積部相互間におけるイオンの移動を阻止する第１の位置と、前記トランクセクション及び前記第２の分岐セクションの内容積部相互間におけるイオンの移動を可能にするが前記トランクセクション及び前記第１の分岐セクションの内容積部相互間によるイオンの移動を阻止する第２の位置との間で動くことができる、イオンガイド。
【請求項２】
前記弁部材は、ピボット点回りに回転可能なアームを有する、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項３】
前記弁部材は、多数のチャネルを備えた摺動可能なブロックを有する、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項４】
イオンは、前記トランクセクションの前記内容積部から前記第１及び前記第２の分岐セクションのうちの選択された一方のセクションの内容積部に移る、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項５】
イオンは、前記第１及び前記２の分岐セクションのうちの選択された一方のセクションの内容積部から前記トランクセクションの前記内容積部に移る、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項６】
前記弁部材は、前記トランクセクションの前記内容積部と、前記第１の分岐セクションと前記第２の分岐セクションの両方の前記内容積部との間におけるイオンの移動を可能にする第３の位置まで動くことができる、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項７】
前記第１の分岐セクション、前記第２の分岐セクション、前記トランクセクション、及び前記接合部は、全体として互いに平行であり且つ互いに間隔を置いた関係をなして配置された第１及び第２のＹ字形平面電極と、全体として前記Ｙ字形電極に直角に差し向けられた複数の平面側電極とで構成されている、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項８】
前記弁部材は、ピボット点回りに回転可能なアームを有し、前記アームは、対応関係をなす前記側電極に実質的に適合している曲率を備えた互いに向かい合う弧状面を有する、請求項７記載のイオンガイド。
【請求項９】
前記弁部材は、電気機械式アクチュエータによって制御可能に位置決めされる、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項１０】
前記第３の分岐セクションを更に有し、前記弁部材は、前記トランクセクションと前記第３の分岐セクションとの間におけるイオンの移動を可能にする第３の位置まで動くことができる、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項１１】
質量分析システムであって、
イオン源を有し、
前記イオン源からイオンを受け取るよう構成されたトランクセクションを備える切換え式分岐形イオンガイドを有し、前記イオンガイドは、第１の分岐セクション、第２の分岐セクション、及び前記トランクセクションと前記第１及び前記第２の分岐セクションを連結する接合部を有し、前記トランクセクション、前記第１の分岐セクション、及び前記第２の分岐セクションの各々は、高周波電圧の互いに逆の位相が印加される少なくとも２つの電極対を有し、
前記接合部のところに位置決めされた弁部材を有し、前記弁部材は、前記トランクセクションの内容積部から前記第１の分岐セクションの内容積部へのイオンの移動を可能にするが前記トランクセクションの内容積部から前記第２の分岐セクションの内容積部へのイオンの移動を阻止する第１の位置と、前記トランクセクションの内容積部から前記第２の分岐セクションの内容積部へのイオンの移動を可能にするが前記トランクセクションの内容積部から前記第１の分岐セクションの内容積部へのイオンの移動を阻止する第２の位置との間で動くことができ、
前記第１及び前記第２の分岐セクションからイオンをそれぞれ受け取るよう構成された第１及び第２の質量分析器を有する、質量分析システム。
【請求項１２】
前記第１の質量分析器と前記第２の質量分析器は、互いに異なる形式のものである、請求項１１記載の質量分析システム。
【請求項１３】
前記弁部材は、ピボット点回りに回転可能なアームを有する、請求項１１記載の質量分析システム。
【請求項１４】
前記第１の分岐セクション、前記第２の分岐セクション、前記トランクセクション、及び前記接合部は、全体として互いに平行であり且つ互いに間隔を置いた関係をなして配置された第１及び第２のＹ字形平面電極と、全体として前記Ｙ字形電極に直角に差し向けられた複数の平面側電極とで構成されている、請求項１１記載の質量分析システム。
【請求項１５】
前記弁部材は、前記トランクセクションの前記内容積部から前記第１の分岐セクションと前記第２の分岐セクションの両方の前記内容積部へのイオンの移動を可能にする第３の位置まで動くことができる、請求項１１記載の質量分析システム。
【請求項１６】
質量分析システムであって、
第１及び第２のイオン源を有し、
前記第１及び前記第２のイオン源からイオンを受け取るようそれぞれ構成されている第１及び第２の分岐セクションを備えた切換え式分岐形イオンガイドを有し、前記イオンガイドは、トランクセクション及び前記トランクセクションと前記第１及び前記第２の分岐セクションを連結する接合部を更に有し、前記トランクセクション、前記第１の分岐セクション、及び前記第２の分岐セクションの各々は、高周波電圧の互いに逆の位相が印加される少なくとも２つの電極対を有し、
前記接合部のところに位置決めされた弁部材を有し、前記弁部材は、前記第１の分岐セクションの内容積部から前記トランクセクションの内容積部へのイオンの移動を可能にするが前記第２の分岐セクションの内容積部から前記トランクセクションの内容積部へのイオンの移動を阻止する第１の位置と、前記第２の分岐セクションの内容積部から前記トランクセクションの内容積部へのイオンの移動を可能にするが前記第１の分岐セクションの内容積部から前記トランクセクションの内容積部へのイオンの移動を阻止する第２の位置との間で動くことができ、
前記トランクセクションからイオンを受け取るよう構成された質量分析器を有する、質量分析システム。
【請求項１７】
前記第１のイオン源と前記第２のイオン源は、互いに異なる形式のものである、請求項１６記載の質量分析システム。
【請求項１８】
前記弁部材は、ピボット点回りに回転可能なアームを有する、請求項１６記載の質量分析システム。
【請求項１９】
前記第１の分岐セクション、前記第２の分岐セクション、前記トランクセクション、及び前記接合部は、全体として互いに平行であり且つ互いに間隔を置いた関係をなして配置された第１及び第２のＹ字形平面電極と、全体として前記Ｙ字形電極に直角に差し向けられた複数の平面側電極とで構成されている、請求項１６記載の質量分析システム。
【請求項２０】
前記弁部材は、前記第１の分岐セクションと前記第２の分岐セクションの両方の前記内容積部から前記トランクセクションの前記内容積部へのイオンの移動を可能にする第３の位置まで動くことができる、請求項１６記載の質量分析システム。
【請求項２１】
前記イオンの冷却又は分解を可能にするために不活性又は反応性ガスが前記イオンガイドの前記内容積部に添加される、請求項１記載のイオンガイド。
【請求項２２】
前記イオンガイドを通るイオンを推進するのを助ける軸方向ＤＣ電界を発生させる手段を更に有する、請求項１記載のイオンガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、質量分析法に関し、特に、質量分析計の四重極イオンガイドに関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２００６年５月１２日にアラン・イー・ショーン（Alan E. Schoen）名義で出願された米国特許仮出願第６０／７９９，８１３号（発明の名称：Switchable Branched Ion Guide）の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１１９（ｅ）（１）の規定による優先権主張出願である。
【背景技術】
【０００３】
質量分析法分野においては、質量分析機器の領域相互間におけるイオンの移動のための四重極イオンガイドが周知である。一般的に言えば、かかるイオンガイドは、高周波（radio-frequency）電圧の互いに逆の位相が印加される２対の細長い電極から成っている。かくして発生した実質的に四重極の電界は、イオンをイオンガイド内に半径方向に閉じ込めてイオンを実質的に損失なしにイオンガイドの入口端部と出口端部との間に延びる軸方向経路に沿って運ぶことができるようになっている。
【０００４】
従来型質量分析機器では、イオンは、イオン源と少なくとも１つの質量分析計との間に延びる単一の経路に沿って運ばれる。最近、イオンを２つ又は３つ以上の別の経路相互間で選択的に切り換える必要のある、より複雑なアーキテクチャを備えた質量分析システムの開発に多大な関心が寄せられている。例えば、ハイブリッド質量分析計は、互いに並列に配置された２つの互いに異なる形式の質量分析器を利用する場合があり、イオンは、２つの質量分析器のうちの選択された１つに制御可能に差し向けられる。別の例では、イオンは、これらイオンが衝突室に入って分解（フラグメンテーション）を生じて生成イオンになる第１の経路と、これらイオンが元のままの状態の第２の経路との間で切換え可能である。さらに別の例では、２つの互いに異なるイオン源のうちの一方で生じたイオンが、選択的に質量分析器に導入される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる質量分析機器の動作を首尾良く行うには、イオン経路の切換えが、結果的に許容できないほどのイオン損失度を生じさせず、しかも非質量識別的（non-mass discriminatory）である仕方で行われる必要がある。また、複数の経路を比較的迅速に切り換えることが望ましい。先行技術では、これらの基準を満たすことができる装置があったとしてもほんの僅かである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概略的に説明すれば、本発明の実施形態は、トランクセクション、少なくとも第１及び第２の分岐セクション、トランクセクションと分岐セクションを連結する接合部を備えた切換え式分岐形イオンガイドの形態を取っている。トランクセクション及び分岐セクションは、互いに平行に配置された２つのＹ字形の平べったい電極及びＹ字形電極の平面に全体として垂直な平面内に配置された複数の側電極で構成されるのが良い。高周波電圧の互いに逆の位相をＹ字形電極及び側電極に印加すると、イオンをトランクセクション及び分岐セクションの内容積部内に半径方向に閉じ込めることができる。
【０００７】
接合部のところに設けられた弁部材を第１の位置と第２の位置との間で制御可能に動かすのが良い。弁部材を第１の位置に動かすと、第１の分岐セクションは「開放」され、それにより、イオンは、トランクセクション及び第１の分岐セクションの内容積部相互間で移動するようになり、第２の分岐セクションは「閉鎖」され、それにより、トランクセクションと第２の分岐セクションとの間におけるイオンの移動が妨げられる。同様に、弁部材を第２の位置に動かすと、第１の分岐セクションが閉鎖され、第２の分岐セクションが開放される。このように、イオンは、２つの経路相互間で制御可能に切り換えられ、第１の経路は、第１の分岐セクション内容積部を含み、第２の経路は、第２の分岐セクション内容積部を含む。或る特定の実施形態では、弁部材は、少なくとも１つの中間位置で動作可能であり、それにより、イオンは、トランクセクションと、第１の分岐セクションと第２の分岐セクションの両方との間で動くことができる。
【０００８】
弁部材の移動は、枢動（pivoting）運動及び（又は）摺動（sliding）運動を含むのが良い。弁部材は、圧電手段、磁気手段、電気機械式手段、空気圧手段又は他の適当な手段により制御可能に作動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１Ａは、第１の実施形態としての弁部材１４０を備えた切換え式分岐形イオンガイド１００の斜視図である。切換え式分岐形イオンガイド１００は、上方のＹ字形平面電極１１０ａ、下方のＹ字形電極１１０ｂ、及びＹ字形電極１１０ａ，１１０ｂの平面に全体として垂直に差し向けられた複数の側電極１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１３０ｂで形成されている。これらの電極は、ひとまとまりとなって、第１の分岐セクション１３２、第２の分岐セクション１３４、トランクセクション１３６、及び第１及び第２の分岐セクション１３２，１３４とトランクセクション１３６を連結する接合部１３８を構成している。上平面電極１１０ａ及び下平面電極１１０ｂは、一体構造のものとして示されているが、分岐形イオンガイドの他の具体化例は、セグメント状の構造体を有する上電極及び下電極を利用しても良い。
【００１０】
当該技術分野において知られているように、イオンは、適当な高周波（ＲＦ）電圧を種々の電極に印加することにより分岐セクション及びトランクセクションの内容積部内に半径方向に閉じ込め可能である。より具体的に説明すると、半径方向閉じ込めは、ＲＦ電圧（例えばＲＦ／ＤＣ源１４４によって供給される）の互いに逆の位相をＹ字形電極１１０ａ，１１０ｂ及び側電極１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１３０ｂに印加することにより達成される。所望ならば、適当な直流電流（ＤＣ）成分も又電極に印加すると、当該技術分野において公知の仕方でイオンの質量フィルタリングを行うことができる。さらに、当該技術分野において知られているように、イオンガイド１００を通ってイオンを軸方向に推進するための補助ロッド（例えばトムソン等（Thomson et al.）に付与された米国特許第６，１１１，２５０号明細書に開示されている）又は他の適当な手段を用いることにより軸方向ＤＣ電界を発生させることができる。イオンの動冷却（kinetic cooling）を可能にすると共にイオンを適当な軸線に集束させるのを助けるために不活性ガス、例えば、ヘリウム又は窒素をイオンガイド１００の内部に添加するのが良い。イオンの分離（フラグメンテーション）が望ましい場合、イオンガイド１００内かイオンガイド１００への導入に先立ってイオンを高速まで加速するのが良く、その結果、イオンは、バッファーガスの原子又は分子とのエネルギー衝突を行うようになる。イオンは又、反応性ガスとの低速相互作用を生じて生成イオンの状態に解離することができる。分離は又、イオンガイド１００から見てイオン経路中の上流側又は下流側に配置された１つ又は２つ以上の衝突／反応室内で実施できる。
【００１１】
イオンガイド１００内でイオンの辿る経路は、弁部材１４０を制御可能に位置決めすることにより決定される。図１の実施形態によれば、弁部材１４０は、ピボット点１５０回りに回転可能に枢動できる細長いアームとして構成されている。弁部材１４０の設計は、図１Ｂを参照すると容易に理解でき、図１Ｂは、Ｙ字形上電極１１０ａが取り外された状態でイオンガイド１００を示している。弁部材１４０は、実質的に真っ直ぐな又は僅かに湾曲した側面を有するものとして図示されているが、イオンガイド１００の好ましい具体化例では、弁部材１４０は、側電極１３０ａ，１３０ｂの曲率に対応関係をなしてほぼ一致した曲率を有する互いに対抗する反対側の弧状面を備えている。弁部材１４０は、導電性材料（例えば、ステンレス鋼）又は導電性材料で被覆された絶縁体（例えば、セラミック）から形成されるのが良い。弁部材１４０は、例えば側電極のうちの一方と電気的接触関係をなすことにより又はＲＦ電圧供給源への別個の接続を介して側電極と電気的連絡関係に置かれており、その結果、選択された経路に沿ってイオンを半径方向に閉じ込める実質的に四重極の電界が発生するようになっている。弁部材１４０は、好ましくは、電界の不均一性を最小限に抑えるよう構成されているので、イオンが受ける電界は、第１又は第２の分岐セクションに沿うその位置とは本質的に無関係である。
【００１２】
図１Ａ及び図１Ｂでは、弁部材１４０は、イオンがトランクセクション１３６及び第１分岐セクション１３２の内容積部相互間で移動することができるがトランクセクション１３６及び第２の分岐セクション１３４の内容積部相互間では移動することが阻止される第１の位置に設定されている。以下に更に詳細に説明するように、イオンガイド１００は、本来的に双方向であり、イオンがトランクセクション１３６から分岐セクションのうちの選択された一方に移動し、又はその代わりに、分岐セクションのうちの選択された一方からトランクセクション１３６に移動するように構成されているのが良い。
【００１３】
切換え式イオンガイド１００の切換え原理が、図２Ａ及び図２Ｂに示されている。図２Ａでは、弁部材１４０は、上述の第１の位置に設定されており、この位置では、イオンは、経路２０２に沿って第１の分岐セクション１３２及びトランクセクション１３６の内部相互間で移動することができる。図２Ｂでは、弁部材は、ピボット点１５０回りに第２の位置まで回転されており、この第２の位置では、イオンは、経路２０４に沿って第２の分岐セクション１３４及びトランクセクション１３６の内容積部相互間で移動することができるが、第１の分岐セクション１３２とトランクセクション１３６との間では移動することが阻止される。第１の位置と第２の位置との間における弁部材１４０の運動は、当該技術分野において知られている種々の機構体のうちの１つによって達成でき、かかる機構体としては、電気機械式アクチュエータ、圧電アクチュエータ、油圧アクチュエータ及び磁気アクチュエータが挙げられるが、これらには限定されない。一般に、切換えは、迅速に且つ弁部材の過度の「バウンシング（bouncing）」を生じないで行われることが望ましい。ただし、正確な切換え速度に関する要件は、分岐形イオンガイド１００が用いられる質量分析機器の特定の形態及び用途に応じて様々であろう。
【００１４】
分岐形イオンガイド１００の或る特定の具体化例では、第１の位置と第２の位置との間の中間の第３の位置に弁部材１４０を位置決めできることが有利な場合がある。図２Ｃに示すこの中間位置では、イオンは、トランクセクション１３６の内容積部と、分岐セクション１３２，１３４の両方の内容積部との間で移動することができる。この状態は、例えば、両方の分岐セクションから流れる２つのイオン流を結合してトランクセクションを通って流れる単一のイオン流の状態にし又は変形例として、トランクセクションを通って流れる単一のイオン流を図１及び図２の分岐セクションを通って差し向けられる２つのイオン流に分けるのに採用できる。図２Ｃは、中間位置を第１の位置と第２の位置との間の真ん中に位置し、それにより分岐セクション内を移動するイオン相互間の等量の分割（又は、等量の組合せ）を行うものとして示しているが、追加的に又は代替的に、１つ又は２つ以上の中間位置への弁部材１４０の位置決めを可能にし、それにより、イオンが２つの分岐セクションのうちの一方の中に優先的に差し向けられるようにし（しかしながら、これに限定されるわけではない）、即ち、トランクセクション１３６を通って移動しているイオン流のうちの不等量部分を第１の分岐セクション１３２及び第２の分岐セクション１３４に差し向けることが望ましい場合がある。しかしながら、当業者であれば認識されるように、弁部材１４０が中間位置に配置されている場合、四重極電界の歪みにより著しく悪影響を受ける場合がある。
【００１５】
図３Ａ及び図３Ｂは、分岐形イオンガイド１００を利用した質量分析機器アーキテクチャの２つの例を示している。図３Ａに示す第１の例では、分岐形イオンガイド１００は、イオン源３０２により生じたイオン流を質量分析器３０４，３０６のうちの選択された一方（又はこれら両方）に制御可能に差し向けるために用いられる。イオン源３０２（これは、例えば、連続イオン源、例えば電気スプレー電離又は大気圧化学イオン化又はパルス源、例えばマトリックス支援レーザ脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）源の形態をしているのが良い）で生じたイオンは、トランクセクション１３６の端部内に流れ、そして接合部１３８に向かって移動する。弁部材の位置に応じて、イオンは、第１の分岐セクション１３２か第２の分岐セクション１３４かのいずれか一方（又は、弁部材１４０が中間位置に設定されている場合には、これら両方）の内容積部内に入る。図３Ａは、第１の位置に設定された弁部材１４０を示しており、それにより、イオンは、第１の分岐セクション１３２内に差し向けられる。第１の分岐セクション１３２内に差し向けられたイオンは、第１の質量分析器３０４まで移動し、ここで、イオン（又はこれらの生成物）の質量電荷比が決定される。同様に、第２の分岐セクション１３４内に差し向けられたイオンは、第２の質量分析器３０６まで移動し、これらの質量電荷比（又は、これらの生成物の質量電荷比）が決定される。第１の質量分析器３０２と第２の質量分析器３０４は、同一又は互いに異なる形式のものであって良く、これら質量分析器は、当該技術分野において知られている質量分析器のうちの任意の１つ又は組み合せから成っていて良く、かかる質量分析器としては、四重極イオントラップ、四重極質量フィルタ、静電イオントラック、飛行時間分析器、磁場形分析器及びフーリエ変換／イオンサイクロトロン共鳴（ＦＴＩＣＲ）分析器が挙げられるが、これらには限定されない。
【００１６】
図３Ｂは、機器アーキテクチャの第２の例を示しており、この例では、イオンガイド１００は、図３Ａの例とは逆の向きに構成されており、それにより、イオンは、分岐セクションのうちの選択された一方の内容積部からトランクセクション１３６の内容積部内に流れる。この例では、イオンガイド１００は、第１及び第２のイオン源３１０，３１２のうちの選択された一方により生じたイオン流をトランクセクション１３６内に制御可能に差し向け、しかる後、質量分析器３１４内に差し向けるために用いられている。イオン源３１０，３１２は、当該技術分野において知られているイオン源（上述したイオン源が挙げられるが、これらには限定されない）のうちの任意の１つ又は組み合せの形態を取ることができ、同一又は互いに異なる形式のものであって良い。弁部材１４０の位置は、どちらのイオン流がトランクセクション１３６内に導入されるかを決定する。図３Ｂは、第１の位置に設定された弁部材１４０を示しており、それにより、イオンは、第１のイオン源３１０から第１の分岐セクション１３２を通ってトランクセクション１３６内に差し向けられる。弁部材１４０を第２の位置に動かすと、イオンは、第２のイオン源３１２から第２の分岐セクション１３４を通ってトランクセクション１３６内に移動する。弁部材３１２も又、第３の、即ち、中間位置に位置決め可能である場合、イオンは、両方の分岐セクションからトランクセクション１３６内に移動することができる。トランクセクション１３６に入ったイオンは、トランクセクションの長さ全体を通り抜けて質量分析器３１４（これは、上述した形式を含む任意適当の形式のものであって良い）に入ることができ、それによりイオン及び（又は）これらの分離生成物の質量電荷比が決定される。
【００１７】
図３Ａ及び図３Ｂに示す機器アーキテクチャは、切換え式分岐形イオンガイドを利用することができる環境の例示として意図されているに過ぎず、かかる機器アーキテクチャは、分岐形イオンガイドを任意特定の用途に限定するものと考えられてはならないことは理解されるべきである。また、当業者であれば認識されるように、上述した形式の２つ又は３つ以上の切換え式分岐形イオンガイドを直列に組み合わせると、３つ又は４つ以上のイオン経路相互間における切換えが可能になる。
【００１８】
図４Ａ〜図４Ｃは、摺動可能に位置決め可能な弁部材４１０を有する切換え式分岐形イオンガイド４００を第２の実施形態として示している。分岐形イオンガイド４００は、互いに間隔を置いた上方及び下方の三分岐形平面電極４２０ａ，４２０ｂと、上電極４２０ａ及び下電極４２０ｂに対して全体として垂直に差し向けられた側電極４３０ａ，４３０ｂ，４４０ａ，４４０ｂとを有している。上電極及び下電極並びに側電極は、ひとまとまりとなって、第１、第２及び第３の分岐セクション４４５，４５０，４５５、トランクセクション４６０及びトランクセクションを分岐セクションに連結する接合部４７０を構成している。この場合も又、当該技術分野において知られているように、高周波電圧の互いに逆の位相を上電極及び下電極並びに側電極に印加して実質的に四重極の電界を発生させ、かかる四重極電界は、イオンを種々のセクションの内容積部に半径方向に閉じ込める。
【００１９】
分岐形イオンガイド４００の切換えは、弁部材４１０をイオンの移動方向に対して全体として横の方向に制御可能に摺動させることにより達成される。側電極４３０ａ，４３０ｂは、開口部４７５ａ，４７５ｂを備えるよう構成されており、弁部材４１０の端部は、これら開口部中に突き出てその摺動運動を可能にする。弁部材４１０は、１組のチャネル４８０ａ，４８０ｂ，４８０ｃが形成されたブロックとして具体化されるのが良い。図示していないが、チャネルは、１つ又は２つ以上の連結部材によって側方に橋渡しされ、これら連結部材は、好ましくはイオンの流れを実質的に損なうことなく、弁部材４１０に構造的一体性をもたらす。例えば、各チャネルは、１組の上側及び下側Ｕ字形連結部材によって橋渡しされるのが良く、上側及び下側Ｕ字形連結部材は、弁部材４１０の上面及び下面にそれぞれ連結された端部を有している。チャネル４８０ａ，４８０ｂ，４８０ｃは各々、実質的に一定の断面積を有すると共に次のように、対応の分岐セクションを構成する電極の曲率に適合するよう形作られた端面を有しており、即ち、チャネル４８０ａは、第１の分岐セクション４４５に適合し、チャネル４８０ｂは、第２の分岐セクション４５０に適合し、チャネル４８０ｃは、第３の分岐セクション４５５に適合している。弁部材４１０は、例えば側電極のうちの一方と電気的接触関係をなすことにより又はＲＦ電圧供給源への別個の接続を介して側電極と電気的連絡関係に置かれており、その結果、選択された経路に沿ってイオンを半径方向に閉じ込める実質的に四重極の電界が発生するようになっている。弁部材４１０は、電界の不均一性を最小限に抑えるよう構成されているので、イオンが受ける電界は、第１、第２又は第３の分岐セクションに沿うその位置とは本質的に無関係である。
【００２０】
イオンガイド４００内でイオンの辿る経路は、弁部材４１０の位置により決定される。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、それぞれ、弁部材４１０をその第１の位置、第２の位置及び第３の位置で示している。第１の位置では、イオンの移動は、トランクセクション４６０及び第１の分岐セクション４４５の内容積部相互間で可能であるが、トランクセクション４６０の内容積部と第２及び第３の分岐セクション４５０，４５５の内容積部との間では阻止される（中実の表面が存在していることにより阻止される）。弁部材を図４Ｂに示す第２の位置に動かすと、イオンの移動は、トランクセクション４６０及び第２の分岐セクション４５０の内容積部相互間で可能であるが、トランクセクション４６０の内容積部と第１及び第３の分岐セクション４４５，４５５の内容積部との間では阻止される。最後に、弁部材を図４Ｃに示す第３の位置に動かすと、イオンの移動は、トランクセクション４６０及び第３の分岐セクション４５５の内容積部相互間で可能であるが、トランクセクション４６０の内容積部と第１及び第２の分岐セクション４４５，４５０の内容積部との間では阻止される。これらの位置相互間における弁部材４１０の運動は、当該技術分野において知られている種々の機構体のうちの１つによって達成でき、かかる機構体としては、電気機械式アクチュエータ、圧電アクチュエータ、油圧アクチュエータ及び磁気アクチュエータが挙げられるが、これらには限定されない。
【００２１】
本明細書において説明した実施形態は、本発明の例示である。図面を参照して本発明の３つの実施形態を説明したが、説明した方法及び（又は）特定の構造の種々の改造又は変更は当業者には明らかであろう。本発明の教示を利用する、また、本発明の教示の利用により技術進歩をもたらす全てのかかる改造例、変更例又は変形例は、本発明の精神及び範囲に属すると考えられる。それ故、上述の説明及び図面は、本発明を限定する意味に解されてはならない。というのは、言うまでもなく、本発明は、開示した実施形態だけに何ら限定されないからである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態としての切換え式分岐形イオンガイドの斜視図であり、弁部材が選択された位置相互間で枢動できる状態を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの切換え式分岐形イオンガイドシステムの斜視図であり、イオンガイドの特徴を明確に示すために上方のＹ字形電極が取り外されている状態を示す図である。
【図２Ａ】切換え式分岐形イオンガイドの平面図であり、弁部材が第１の位置にある状態を示す図である。
【図２Ｂ】切換え式分岐形イオンガイドの平面図であり、弁部材が第２の位置に動かされた状態を示す図である。
【図２Ｃ】切換え式分岐形イオンガイドの平面図であり、弁部材が中間位置に動かされた状態を示す図である。
【図３Ａ】切換え式分岐形イオンガイドを採用した質量分析機器アーキテクチャの第１の例を示す図である。
【図３Ｂ】切換え式分岐形イオンガイドを採用した質量分析機器アーキテクチャの第２の例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施形態としての切換え式分岐形イオンガイドの斜視図であり、弁部材が選択された位置相互間で摺動可能に動くことができ、弁部材が第１の位置にある状態を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの切換え式分岐形イオンガイドの斜視図であり、弁部材が第２の位置に動かされた状態を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａの切換え式分岐形イオンガイドの斜視図であり、弁部材が第３の位置に動かされた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１００  切換え式分岐形イオンガイド
１１０ａ，１１０ｂ  Ｙ字形平面電極
１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１３０ｂ  側電極
１３２  第１の分岐セクション
１３４  第２の分岐セクション
１３６  トランクセクション
１３８  接合部
１４０  弁部材
１４４  ＲＦ／ＤＣ源
１５０  ピボット点
２０２，２０４  経路
３０２  イオン源
３０４  第１の質量分析器
３０６  第２の質量分析器
３１０  第１のイオン源
３１２  第２のイオン源
３１２  弁部材
３１４  質量分析器
４００  切換え式分岐形イオンガイド
４１０  弁部材
４２０ａ，４２０ｂ  三分岐形平面電極
４３０ａ，４３０ｂ，４４０ａ，４４０ｂ  側電極
４４５  第１の分岐セクション
４５０  第２の分岐セクション
４５５  第３の分岐セクション
４６０  トランクセクション
４７０  接合部
４７５ａ，４７５ｂ  開口部
４８０ａ，４８０ｂ，４８０ｃ  チャネル
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【国際調査報告】
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