(57)【要約】真空イオン・トラップであって、前記トラップは気密処理筐体と空洞を規定しかつ前記空洞内に方向付けられた磁界を生成する永久磁石とで構成され、前記筐体は前記空洞の内部に配置されかつ前記方向付けられた磁界に対して垂直な少なくとも二つの互いに平行なトラッピング電極で構成される閉じ込めセルを含み、前記トラッピング電極は電圧生成器に接続可能である。前記トラップは前記磁石の前記空洞の長手軸に対して垂直に方向付けられた前記永久磁界を生成すべく中空シリンダーの形状でありかつハルバック・シリンダー型構造で構造化された少なくともひとつの永久磁石を含むことを特徴とする。前記トラップは特にフーリエ変換質量分析計に適用できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密処理筐体（４）と空洞（３２）を規定しかつ前記空洞（３２）内に均一で方向付けられた磁界（Ｂ）を生成する永久磁石（３０）とで構成され、前記筐体（４）は前記空洞（３２）の内部に配置されかつ前記方向付けられた磁界（Ｂ）に対して垂直な少なくとも二つの互いに平行なトラッピング電極（１０）で構成される閉じ込めセル（８；５０）を含み、前記トラッピング電極（１０）は電圧生成器（１２）に接続可能な真空イオン・トラップにおいて、均一で前記磁石（３０）の前記空洞（３２）の長手軸（ＸＸ’）に対して垂直に方向付けられた前記永久磁界（Ｂ）を生成すべく中空シリンダーの形状でありかつハルバック・シリンダー型構造で構造化された少なくともひとつの永久磁石（３０）を含むことを特徴とする真空イオン・トラップ。
【請求項２】
前記磁石（３０）の寸法及び構成は、少なくとも０．８Ｔの強度の均一永久磁界（Ｂ）を生成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のイオン・トラップ。
【請求項３】
中空シリンダーの形状をした二つの永久磁石（３０）を含み、両者はハルバック・シリンダー型構造で構造化されかつ同一の寸法及び構成を有し、前記磁石は同一の長手軸（ＸＸ’）について軸合わせして配置されかつ前記磁石の生成する前記磁界（Ｂ）が同じ方向を向くように方向付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオン・トラップ。
【請求項４】
前記二つの永久磁石（３０）は、前記磁界（Ｂ）の均一性を増加すべくその長手軸（ＸＸ’）に沿って所定の非ゼロギャップ（δ）だけ互いに離れて配置されることを特徴とする請求項３に記載のイオン・トラップ。
【請求項５】
前記ギャップ（δ）は、１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項４に記載のイオン・トラップ。
【請求項６】
前記永久磁石（３０）は、４５ｍｍから５５ｍｍの範囲の内部直径、１８０ｍｍから２２０ｍｍの範囲の外部直径、及び９０ｍｍから１１０ｍｍの範囲の長さを持つことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のイオン・トラップ。
【請求項７】
前記永久磁石（３０）は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂの個々のセグメントで作られることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のイオン・トラップ。
【請求項８】
前記閉じ込めセル（８；５０）は前記トラッピング電極（１０）に対して垂直な二つの互いに平行な検出電極（１８）で更に構成され、前記測定電極（１８）は前記閉じ込めセル（８；５０）に含まれるイオン（４０）の動きに関する情報を伝送するために測定手段（２０）に接続可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のイオン・トラップ。
【請求項９】
前記閉じ込めセル（８；５０）は前記トラッピング電極（１０）に対して垂直な二つの互いに平行な励振電極（１４）で更に構成され、前記励振電極（１４）は前記閉じ込めセル（８；５０）に含まれるイオン（４０）を励振するために励振信号生成器（１６）に接続可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のイオン・トラップ。
【請求項１０】
前記閉じ込めセル（８）が一般に直方体の形状となるように、前記トラッピング、励振、及び検出電極（１０、１４、１８）は形状が平面かつ長方形であることを特徴とする請求項８及び９に記載のイオン・トラップ。
【請求項１１】
前記励振電極（１４）の各々は一般に二つの対向する面で開いている直方体の形状に配置された４枚の板で構成され、前記励振電極（１４）は前記トラッピング電極のいずれの側についても共通な軸上に配置され、前記閉じ込めセル（５０）が一般にトンネルの形状となるように前記開いた面は互いに対向することを特徴とする請求項８に記載のイオン・トラップ。
【請求項１２】
一般にトンネルの形状をした前記閉じ込めセル（５０）は、前記磁石（３０）の長手軸（ＸＸ’）上に配置されることを特徴とする請求項１１に記載のイオン・トラップ。
【請求項１３】
前記処理筐体（４）は、一般にトンネルの形状をしており光子が通り過ぎるのを可能とする前記セル（５０）の軸（ＸＸ’）上に配置されたポートホール（５２）を少なくとも一端に含むことを特徴とする請求項１２に記載のイオン・トラップ。
【請求項１４】
前記処理筐体（４）は、前記処理筐体（４）内部の気体の密度及び／又は性質を制御すべく、ポンプ手段（６）及び気体を注入するための手段（５１）に接続するための手段を含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のイオン・トラップ。
【請求項１５】
少なくとも前記閉じ込めセル（４０）内にイオン（４０）を生成すべく、前記筐体（４）に向けて電子を放出するための手段（７）と連動することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のイオン・トラップ。
【請求項１６】
イオンの磁性トラップ（２）、ポンプ装置（６）、トラッピング電圧生成器（１２）、及び前記イオン・トラップ（２）内に含まれるイオン（４０）のサイクロトロン動作のフーリエ変換分析を遂行するのに適した測定手段（２０）で構成される質量分析計において、前記イオンの磁性トラップ（２）は、請求項１から１５のいずれか一項に記載のトラップであることを特徴とする質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンの磁性トラップ及び該トラップを用いた質量分析計に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン・トラップは、分子物理学の様々な応用において、例えばフーリエ変換質量分析計すなわちＦＴＩＣＲで使用されるイオン・サイクロトロン共鳴現象において特に、用いられる。
【０００３】
かかるイオンの磁性トラップによって、サイクロトロン動作を検出する等の様々な測定を遂行するためにイオンを規定の体積内に捕らえて保つことができる。
【０００４】
従来、イオンの磁性トラップは、高強度の均一磁界を生成するための手段を使用し、前記手段は、抵抗性の又は超伝導性のソレノイドで構成されている。
【０００５】
かかる生成手段によって、９．４テスラ（Ｔ）もの大きさになり得る高強度な磁界を得ることができ、この磁界は、長期にわたり多大な安定性を呈する。
【０００６】
それにもかかわらず、かかるコンポーネントは、非常にかさばり、数トンの重さになり得る。更に、かかるコンポーネントは、複雑な電源及び冷却設備を必要とし、そのため、固定の設備における利用に対してのみ適している。
【０００７】
可動性装置の開発を可能とすべく、あるイオンの磁性トラップは、永久磁石を利用している（L.C. Zeller, J.M. Kennady, J.E. Campana, H.I. Kentamaa, Anal. Chem. 1993, 65, 2116-2118、Dietrichによる米国特許第５，４５１，７８１号）。
【０００８】
しかしながら、かかる永久磁石は、一般に約０．４Ｔに限定され、かつ／又は、非常に小さな体積しか持たない磁界を生成する。
【０００９】
イオン・トラップの質は、イオンが受ける磁界の均一性と強度に関連する。トラップのある性能特性は、磁界強度の二乗の関数として変化し、ＦＴＩＣＲ型の質量分析計に対する高性能な応用には約１Ｔの最小値が推奨される。
【００１０】
Siemensの"Advance quantra"質量分析計は、テスラ・オーダーの磁界を生成する永久磁石を用いるが、そのために非常に律則的な閉じた幾何形状を要する。
【００１１】
本発明の目的は、良好な性能と実用的な形状を維持しつつトラップが減少したサイズ及び重さを有しているイオンの磁性トラップを定めることによって、この問題を改善することである。
【発明の開示】
【００１２】
この目的のために本発明は真空イオン・トラップを提供し、前記トラップは気密処理筐体と空洞を規定しかつ前記空洞内に方向付けられた磁界を生成する永久磁石とで構成され、前記筐体は前記空洞内部に配置されかつ前記方向付けられた磁界に対して垂直な少なくとも二つの互いに平行なトラッピング電極で構成される閉じ込めセルを含み、前記トラッピング電極は電圧生成器に接続可能であり、前記トラップは前記磁石の前記空洞の長手軸に対して垂直に方向付けられた前記永久磁界を生成すべく中空シリンダーの形状でありかつハルバック・シリンダー型構造で構造化された少なくともひとつの永久磁石を含むことを特徴とする。
【００１３】
その他の特徴は、以下のようになる。
【００１４】
・前記又は各磁石の寸法及び構成は、少なくとも０．８Ｔの強度の均一永久磁界を生成するように構成される。
【００１５】
・中空シリンダーの形状をした二つの永久磁石を含み、両者はハルバック・シリンダー型構造で構造化されかつ同一の寸法及び構成を有し、前記磁石は同一の長手軸について軸合わせして配置されかつ前記磁石の生成する前記磁界が同じ方向を向くように方向付けられる。
【００１６】
・前記二つの永久磁石は、前記磁界の均一性を増加すべくその長手軸に沿って所定の非ゼロギャップだけ互いに離れて配置される。
【００１７】
・前記ギャップは、１（ｍｍ）未満である。
【００１８】
・前記又は各永久磁石は、４５ｍｍから５５ｍｍの範囲の内部直径、１８０ｍｍから２２０ｍｍの範囲の外部直径、及び９０ｍｍから１１０ｍｍの範囲の長さを持つ。
【００１９】
・前記又は各永久磁石（３０）は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂの個々のセグメントで作られる。
【００２０】
・前記閉じ込めセルは前記トラッピング電極に対して垂直な二つの互いに平行な検出電極で更に構成され、前記測定電極は前記閉じ込めセルに含まれるイオンの動きに関する情報を伝送するために測定手段に接続可能である。
【００２１】
・前記閉じ込めセルは前記トラッピング電極に対して垂直な二つの互いに平行な励振電極で更に構成され、前記励振電極は前記閉じ込めセルに含まれるイオンを励振するために励振信号生成器に接続可能である。
【００２２】
・前記閉じ込めセルが一般に直方体の形状となるように、前記トラッピング、励振、及び検出電極は形状が平面かつ長方形である。
【００２３】
・前記励振電極の各々は一般に二つの対向する面で開いている直方体の形状に配置された４枚の板で構成され、前記励振電極は前記トラッピング電極の片側について共通な軸上に配置され、前記閉じ込めセルが一般にトンネルの形状となるように前記開いた面は互いに対向する。
【００２４】
・一般にトンネルの形状をした前記閉じ込めセルは、前記磁石の長手軸上に配置される。
【００２５】
・前記処理筐体は、一般にトンネルの形状をしており光子が通り過ぎるのを可能とする前記セル軸上に配置されたポートホールを少なくとも一端に含む。
【００２６】
・前記処理筐体は、前記処理筐体内部の気体の密度及び／又は性質を制御すべく、ポンプ手段及び気体を注入するための手段に接続するための手段を含む。
【００２７】
・前記イオン・トラップは、少なくとも前記閉じ込めセル内にイオンを生成すべく、前記筐体に向けて電子を放出するための手段に付随する。
【００２８】
本発明はまたイオンの磁性トラップ、ポンプ装置、トラッピング電圧生成器、及び前記イオン・トラップ内に含まれるイオンのサイクロトロン動作のフーリエ変換分析を遂行するのに適した測定手段で構成される質量分析計を提供し、前記質量分析計は前記イオンの磁性トラップが上述したようなトラップであることを特徴とする。
【００２９】
単に一例として与えられ添付の図面を参照してなされる以下の説明を読むと、本発明はよりよく理解されるであろう。
【００３０】
図１に示したフーリエ変換質量分析計すなわちＦＴＩＣＲは、本発明のイオンの磁性トラップ２を装備している。
【００３１】
このイオンの磁性トラップ２は、長手軸ＸＸ’に関する一般的なシリンダー形状を有しポンプ装置６に接続されている気密処理筐体４を含む。
【００３２】
一例として、ポンプ装置６は、ターボ分子ポンプ、ダイヤフラム・ポンプ、及び筐体４内部の気体の密度及び性質を制御するために気体を注入及び抽出するための配管のアセンブリから成る。
【００３３】
運転中、ポンプ６は、筐体４内部に約１０-8ミリバールという気圧の超高真空を生成すべく動作する。
【００３４】
筐体４内部に、質量分析計は、筐体４内部にイオンを生成すべく特に電子を放出するために動作する、電子を生成するためのフィラメント７を含む。
【００３５】
イオンの動きを分析し得る処理体積を規定する閉じ込めセル８は、筐体４内部に備わる。
【００３６】
セル８は、互いに平行かつ筐体４の長手軸ＸＸ’に平行に伸びる平面かつ正方形の形状を有する二つのトラッピング電極１０を含む。
【００３７】
各電極１０は、その中央に開口１１を持ち、電極１０は、その開口がフィラメント７の電子放出軸と一直線上にあるように配置される。
【００３８】
電極１０はまた、所定の電位にまで帯電されるべく、直流（ＤＣ）トラッピング電圧生成器１２に電気的に接続される。
【００３９】
セル８はまた、形状が平面かつ正方形であり、互いに平行でトラッピング電極１０に垂直かつ筐体４の長手軸ＸＸ’に垂直に伸びる二つの励振電極１４を含む。
【００４０】
励振電極１４は、励振信号生成器１６に電気的に接続される。
【００４１】
最後に、セル８は、形状が平面かつ正方形であり、互いに平行でトラッピング電極１０に垂直で更に励振電極１４にも垂直に伸びる二つの検出電極を含む。
【００４２】
測定電極１８は、取得用の適切な電子カードを備え適切な分析ソフトウェアを備えたマイクロコンピュータで例えば構成される測定装置２０に接続される。
【００４３】
トラッピング電極１０、励振電極１４、及び測定電極１８は、セル８が一般的に立方体の形状になるように、また、より一般的には直方体の形状になるように、配置される。
【００４４】
例えば、用いられる電極は、２０ｍｍの辺を有する正方形の板であり、Macorの絶縁支持材上に取り付けられたARCAP AP4材料に基づいて作られ、銀線を用いて電気的に接続される。
【００４５】
イオン・トラップ２はまた、シリンダー形状を有し長手軸上に空洞を持つようにくりぬかれた二つの同一な永久磁石３０から成る。
【００４６】
磁石３０、図２及び３を参照して以下でより詳細に述べるが、は、ハルバック・シリンダー（Halbach Cylinder）として知られる型の構造を有する構造化永久磁石である。かかる磁石は、文書ＷＯ−Ａ−００／６２３１３に詳細に記載されている。
【００４７】
その構造によって、各磁石３０は、その長手軸を横切る方向を向く均一磁界Ｂを生成する。
【００４８】
磁石３０は、図２及び３の断面図に示すように、環状の断面を持つ。
【００４９】
各磁石は、異なった方向に磁化され、軸の周りに角度が分布する複数の個々のセグメントから成り、各々は、磁石３０の長手生成線（longitudinal generator line）に沿って一般に伸びている。
【００５０】
ハルバック・シリンダーは、シリンダーの長手軸及びシリンダーの生成する均一磁界Ｂの方向によって規定される対称の面に関して対称な構造を有する。
【００５１】
従って、シリンダーを構成する個々のセグメントは、対称の面のいずれかの側について対称に対になって対応し、前記面に対して対称的な方向に磁化されている。
【００５２】
更に、対称の面の同じ側に配置された個々のセグメントは、対称の面に隣接して規定された半シリンダー周りのセグメントの角度位置の関数として３６０°の範囲に渡り徐々に変化する方向に磁化されている。
【００５３】
換言すると、シリンダーの長手軸に関して対称なセグメントは同じ方向に磁化されるような順で、セグメントは環状に配置されている。更に、二つの隣接するセグメント間の磁化の方向同士の角度の変化は一定である。
【００５４】
磁化方向におけるこの変化は、あるセグメントと別のセグメントとでは、３６０°をセグメント数の半分で割ったものに相当する角度だけ異なる。
【００５５】
従って、図２に関して述べると、磁石３０は８セグメントを有するので、各セグメントの磁化方向はそれに隣接するセグメントの磁化方向に対して９０°だけずれる。
【００５６】
同様に、図３に関しては、１６セグメントは、お互いに相対的に４５°だけずれた磁化方向を示す。
【００５７】
中空シリンダーの形状である各磁石３０は、その空洞内部に、その長手軸に垂直に、均一、永久、かつ高強度な磁界Ｂを生成する。
【００５８】
無限長に対して、各シリンダー内にこの様に得られる理論的な磁界Ｂは、次の公式を満たす。
Ｂ＝Ｂr＊ｌｎ（ｒ0／ｒ1）
この公式において、Ｂrは用いられる材料による残留磁界、ｒ0はシリンダー３０の外部直径、ｒ1は内部直径である。
【００５９】
シリンダーの長さは、実際の磁界強度及び更にその均一性に影響を及ぼす。
【００６０】
一例として、磁石３０は、ネオジム、鉄、及びホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）で形成され、２０センチメートル（ｃｍ）の外部直径、５ｃｍの内部直径、１０ｃｍの長さを持つ。こうして、磁石の各々は、約１立方センチメートル（ｃｍ3）の中央の体積内に約１００対１の比の均一性を有する１Ｔの永久磁界を生成する。
【００６１】
図１を参照して述べた実施形態において、二つの磁石３０は同軸上に配置され、軸方向にギャップδだけ離れて配置される。更に、同じ方向を向いた均一磁界を生成するように、二つの磁石は、その磁極の構造が完全に同様に方向付けられて配置される。
【００６２】
磁石３０に対して選択された寸法については、ギャップδは、典型的には１ｍｍ未満であり、０．３ｍｍから０．７ｍｍの範囲にあるのが都合が良く、０．５ｍｍに等しいのが望ましい。
【００６３】
この様に並べられ磁石３０がその中心に空洞３２を形成しその構造と位置を与えられると、磁石は、空洞３２を通して均一かつ高強度な磁界を生成する。
【００６４】
セル８内に磁石３０によって生成される磁界は、各磁石３０の磁界を下回らず、セル８は少なくとも１Ｔの磁界を受ける。
【００６５】
二つの１Ｔの磁石３０を用いると、一例として取り上げる二部構造によって、閉じ込めセル８内に１．２５Ｔの強度を有する磁界を得ることができ、その値は、同じ材料、長さ、及び断面を有する単一の磁石によって与えられる値と同等な値となることも理解される。
【００６６】
更に、ギャップδを調節することによって、図１を参照して述べた前記二部構造により、同等な単一の磁石の中心に得られる磁界の均一性よりもかなり大きい長さを有するゾーンにおいて長手軸に沿って均一性の増加した磁界を得ることができることが理解される。
【００６７】
この目的のために、セル８内に最大の均一性を有する磁界を得るようにギャップδが調節される。同様に、磁石３０の寸法は、±１０％内に調節される。
【００６８】
運転中、軸ＸＸ’が筐体４及び磁石３０の長手軸を示すように、処理筐体４は、磁石３０の規定する空洞３２の内部の軸上に配置される。
【００６９】
トラッピング電極１０が磁石３０の生成する磁界Ｂに垂直となるように、筐体４は方向付けられる。
【００７０】
その後、気体の試料が、ポンプ装置６によって筐体４に注入される。
【００７１】
次いで、フィラメント７は、トラッピング電極１０内の開口１１を通ってセル８に侵入する電子を放出する。この電子は、筐体４内部、特にセル８内部に含まれる気体の分子をイオン化する。
【００７２】
その結果生成されたイオンは次いで、閉じ込めセル８内部に捕捉されて、所謂「高速フーリエ変換（ＦＦＴ）」分析によって質量スペクトルを得るように励振することができる。
【００７３】
こうして、イオン・トラップ２は、約８ｃｍ３の体積及び１．２５Ｔの磁界を有するセル８を持つことが理解される。
【００７４】
この様に、イオンの磁性トラップ２は、実験を遂行可能なほど十分大きなサイズを有するセル内に高強度の均一磁界の生成を可能としつつも、サイズは小さい。
【００７５】
更に、ポンプ装置６、電圧生成器１２及び１６、及び分析手段２０は、全てサイズが小さく、図１を参照して述べた質量分析計は約１立方メートルの全サイズ及び約１００キログラムの重さを有する設備を構成する。
【００７６】
同様に、この質量分析計は、標準的な電源しか要求せず、容易に搬送可能とするために随意的に電池で駆動することもできる。
【００７７】
図４〜７を参照し、上述した質量分析計の動作の詳細について説明を続ける。
【００７８】
装置６は、分析用の試料が気体状で注入される筐体４内に超高真空を確立する。一例として、この注入は、約１０ミリ秒の開き時間を有するパルス化バルブ動作によって実行される。
【００７９】
励振効果の下で、フィラメント７は、筐体内に含まれる分子をイオン化すべく処理筐体４に向けて放出される電子を生成する。
【００８０】
この電子４０は、開口１１によってトラッピング電極１０の一つを通り過ぎて、セル８内に侵入する。次いで、電子は、分子と衝突することによってセル８内に含まれる分子をイオン化し、それにより、イオン４０を出現させる。
【００８１】
図４を参照して示すが、このイオン４０は、磁界Ｂの作用を受けて、一般に形状が螺旋である軌道を描く。
【００８２】
運転中、トラッピング電極１０は、ＤＣ電圧生成器１２によって一定電位Ｖをかけられる。
【００８３】
図５を参照して示すが、磁界Ｂと電位Ｖをかけられたトラッピング電極１０によって生成される斥力との組み合わせのために、イオン４０は、セル８内部でトラッピング電極１０の間に保たれる。図５には示さない別の電極もまた、電極１０間に電位の井戸を生成することによってこの捕捉に寄与する。
【００８４】
その後、図６を参照して示すが、電圧生成器１６は、励振電極１４に励振信号を送る。これらの信号は、互いに位相が１８０°ずれている。
【００８５】
電極１４に供給される励振信号の周波数に応じて、セル８内部に保たれている電極４０の円運動は修正され、特に、その軌道の半径が変化する。
【００８６】
この様に、電圧生成器１６によって電極１４に送られる励振信号の周波数の関数として、イオンは共鳴に入り、その軌道を拡大することによりセル８から取り出すことができ、また大きい半径を有する安定した軌道を描くようにコヒーレントに（coherently）励振することもできる。
【００８７】
イオンは、この様に、大振幅のサイクロトロン動作で駆動されるセル８内部に得られる。
【００８８】
図７を参照して示すが、次いで、このイオンに関して様々な測定を遂行することができる。
【００８９】
イオン４０が同相である場合、そのコヒーレントな動作は、検出電極１８に電気信号を生ずる。
【００９０】
この電気信号は、プロセッサ手段４４で信号を処理する前に増幅器４２によって信号を増幅する測定手段２０に供給される。一例として、プロセッサ手段は、生じた信号をデジタル化する前に標本化することを可能とし、次いで、サイクロトロン共鳴の周波数スペクトル得るために高速フーリエ変換を実行すべく動作する。
【００９１】
従来の較正関係（calibration relationship）を用いると、この周波数スペクトルによって、セル８内に含まれるイオン４０の質量を正確に決定することができる。
【００９２】
図８を参照し、本発明の第２の実施形態の説明を続ける。
【００９３】
この図は、軸ＸＸ’を有するイオンの磁性トラップ２の断片的断面図である。
【００９４】
上述のように、イオン・トラップ２は、構造的円筒形磁石３０の空洞３２内部に結合された筐体４を含む。
【００９５】
図１を参照して上述したように、処理筐体４内部に位置する閉じ込めセル８は、互いに平行で磁界Ｂに対して垂直に伸びる平面かつ正方形の二つのトラッピング電極１０から成る。
【００９６】
二つの検出電極１８は電極１０に対して垂直に配置され、かつ磁石３０の長手軸に対して平行である。
【００９７】
この実施形態においては、各励振電極１４は、電気的に相互接続され、かつ二つの対向面で開いている立方体の形状で構造を規定する４枚の正方形の板で構成される。
【００９８】
電極１４を構成する二つの立方体における開口は、磁石３０の長手軸に沿ってお互いに向かい合っている。
【００９９】
この様に、電極の組は、筐体４内部に、一般に磁石３０の長手軸ＸＸ’に沿って伸びるトンネルの形状である閉じ込めセル５０を規定する。
【０１００】
かかる構造は、開構造であると定義することができ、特に、筐体４内部に存在する分子をイオン化するために、及びイオンを光子ビーム又は他の分子との相互作用によって特徴付けるために、様々な実施の利点を持つ。
【０１０１】
この目的のために、筐体４は、気体注入手段５１に連結するための手段を含み、気体をセル５０に直接発射することを可能とするか又はポートホール（port-hole）５２によって光子がセルを通り過ぎることを可能とするためにその端にポートホール５２を含む。前記光子は、例えば、レーザー・ビームによって放出される。
【０１０２】
この様に、本発明のイオンの磁性トラップ２は、大量の試料について高品質な処理の実行を可能としつつも、サイズが小さくコンパクトであることが理解される。
【０１０３】
本発明の他の実施形態において、ハルバック・シリンダーで構成された構造的円筒形磁石は、処理筐体内に組み込まれる。
【０１０４】
同様に、単一の磁石から、又は例えば円筒形や長方形の電極のような他の形状の電極を用いて、本発明のイオン・トラップを作ることができる。
【０１０５】
更に、励振電圧生成器、トラッピング電圧生成器、及び測定手段は、励振信号及びトラッピング電圧を生成するのに適した電子的入力／出力カードを装備したマイクロコンピュータのような単一の装置で構成することができる。
【０１０６】
最後に、トラッピング電極の極性を反転することによって、正又は負のイオンについて処理を実行することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明のイオン・トラップを装備した質量分析計の原理を示す図であり、部分的に断面で示された図である。
【図２】本発明で用いられる永久磁石の切断面の図である。
【図３】本発明で用いられる永久磁石の切断面の図である。
【図４】均一磁界内におけるイオンの動きの原理を示す図である。
【図５】本発明のイオン・トラップに含まれるトラッピング電極の断片的斜視図である。
【図６】本発明のイオン・トラップの閉じ込めセルを上から見た図である。
【図７】本発明のイオン・トラップの閉じ込めセルを上から見た図である。
【図８】本発明のイオン・トラップの第２の実施形態の断片的断面図である。
【図１】
2005523560.tif 000003
【図２】
2005523560.tif 000004
【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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【国際調査報告】
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