(57)【要約】  電界強度の関数としてのイオン移動度の差に従ってイオンを分離する装置６が開示される。装置６は、上側電極７ａ、下側電極７ｂ、および複数の中間電極８を含む。非対称電圧波形が上側電極７ａに印加され、ＤＣ補償電圧が下側電極７ｂに印加される。【選択図】        図３
2008530748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の第１の電極と、
１つ以上の第２の電極と、
使用時にイオンが走行する概してまたは実質的に平面に配置され、前記１つ以上の第１の電極と前記１つ以上の第２の電極との間に配置される１つ以上の層の中間電極と、
前記１つ以上の第１の電極、および／または前記１つ以上の層の中間電極、および／または前記１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加するように配置および適合される第１の電圧手段とを含む装置。
【請求項２】
前記装置は、（ｉ）高電界非対称波形イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ、（ｉｉ）イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ、（ｉｉｉ）気相電気泳動装置、（ｉｖ）微分型イオン移動度セパレータ、スペクトロメータ、または装置、（ｖ）電界非対称性イオン移動度スペクトロメトリー（「ＦＡＩＭＳ」）装置、（ｖｉ）気相イオンセパレータまたはスペクトロメータ、（ｖｉｉ）イオンを移動度に従って分離する装置、および（ｖｉｉｉ）電界強度を用いてイオン移動度の差または変化に従ってイオンを分離する装置からなる群から選択される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記非対称電圧波形は、第１のピーク振幅を有する少なくとも第１の電圧成分Ｖｈｉｇｈと第２のピーク振幅を有する少なくとも第２の電圧成分Ｖｌｏｗとを含み、前記第１のピーク振幅は、前記第２のピーク振幅とは実質的に異なる請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のピーク振幅は、正もしくは負であり、かつ／または前記第２のピーク振幅は、正もしくは負である請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のピーク振幅および／または前記第２のピーク振幅は、（ｉ）＜−１０００Ｖ、（ｉｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｉｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｉｖ）−７００〜−６００Ｖ、（ｖ）−６００〜−５００Ｖ、（ｖｉ）−５００〜−４００Ｖ、（ｖｉｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｉｘ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｉ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｉｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｉｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｉｖ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｖ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｖｉ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｉｘ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｉ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｉｖ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｖ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｖｉ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｉｘ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｉ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｖ）６００〜７００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）７００〜８００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）９００〜１０００Ｖ、および（ｘｘｘｉｘ）＞１０００Ｖからなる群から選択される請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の電圧成分は、第１の期間Ｔｈｉｇｈの間印加されるかまたは存在し、前記第２の電圧成分は、第２の期間Ｔｌｏｗの間印加されるかまたは存在する請求項３、４および５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記第１の期間Ｔｈｉｇｈは、前記第２の期間Ｔｌｏｗよりも短いか、長いか、または実質的に同一である請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の期間Ｔｈｉｇｈおよび／または前記第２の期間Ｔｌｏｗは、（ｉ）＜０．１μｓ、（ｉｉ）０．１〜０．５μｓ、（ｉｉｉ）０．５〜１μｓ、（ｉｖ）１〜２μｓ、（ｖ）２〜３μｓ、（ｖｉ）３〜４μｓ、（ｖｉｉ）４〜５μｓ、（ｖｉｉｉ）５〜６μｓ、（ｉｘ）６〜７μｓ、（ｘ）７〜８μｓ、（ｘｉ）８〜９μｓ、（ｘｉｉ）９〜１０μｓ、（ｘｉｉｉ）１０〜１１μｓ、（ｘｉｖ）１１〜１２μｓ、（ｘｖ）１２〜１３μｓ、（ｘｖｉ）１３〜１４μｓ、（ｘｖｉｉ）１４〜１５μｓ、（ｘｖｉｉｉ）１５〜１６μｓ、（ｘｉｘ）１６〜１７μｓ、（ｘｘ）１７〜１８μｓ、（ｘｘｉ）１８〜１９μｓ、（ｘｘｉｉ）１９〜２０μｓ、および（ｘｘｉｉｉ）＞２０μｓからなる群から選択される請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記非対称電圧波形は、（ｉ）矩形、（ｉｉ）非矩形、（ｉｉｉ）曲線状、（ｉｖ）規則的、（ｖ）不規則的、（ｖｉ）段階的、（ｖｉｉ）鋸歯状、および（ｖｉｉｉ）正弦波状からなる群から選択される波形を含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記１つ以上の第１の電極、および／または前記１つ以上の層の中間電極、および／または前記１つ以上の第２の電極にＤＣ補償電圧を印加するように配置および適合される第２の電圧手段をさらに含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記ＤＣ補償電圧は、（ｉ）＜−１０００Ｖ、（ｉｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｉｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｉｖ）−７００〜−６００Ｖ、（ｖ）−６００〜−５００Ｖ、（ｖｉ）−５００〜−４００Ｖ、（ｖｉｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｉｘ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｉ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｉｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｉｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｉｖ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｖ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｖｉ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｉｘ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｉ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｉｖ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｖ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｖｉ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｉｘ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｉ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｖ）６００〜７００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）７００〜８００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）９００〜１０００Ｖ、および（ｘｘｘｉｘ）＞１０００Ｖからなる群から選択される請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
動作モードにおいて、前記第２の電圧手段は、前記１つ以上の第１の電極、および／または前記１つ以上の層の中間電極、および／または前記１つ以上の第２の電極に印加される前記ＤＣ補償電圧を、掃引、変動、漸進的に変動、または切り替えるように配置および適合される請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２の電圧手段は、概してまたは実質的に段階的、直線的、規則的、不規則的、周期的、または非周期的に前記ＤＣ補償電圧を、掃引、変動、漸進的に変動、または切り替えるように配置および適合される請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
使用時に前記装置を流れるガス流を提供するように配置される手段をさらに含み、少なくともいくつかのイオンは、前記ガス流に同伴することによって前記装置を通って軸方向に前方移送されるように配置される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記１つ以上の第１の電極は、第１のアレイの電極を含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記第１のアレイの電極は少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または２０より多い電極を含む請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
少なくともいくつかのイオンを前記装置の軸方向長さの少なくとも一部を通っておよび／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の電圧もしくは電位または１つ以上の電圧もしくは電位波形を、前記第１のアレイの電極に印加するように配置および適合されるさらなる電圧手段をさらに含む請求項１５または１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を前記第１のアレイの電極に印加するように配置および適合される請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の実質的に一定のＤＣ電圧または電位を前記第１のアレイの電極に印加するように配置および適合される請求項１７または１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を前記第１のアレイの電極に印加するように配置および適合される請求項１７、１８、または１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１のアレイの電極は、（ｉ）プリント回路基板、プリント配線基板、もしくはエッチングされた配線基板、（ｉｉ）非導電性基板上に塗布もしくは積層された複数の導電性トレース、（ｉｉｉ）基板上に配置された複数の銅もしくは金属電極、（ｉｖ）スクリーン印刷された、写真製版された、エッチングされた、もしくはミル加工されたプリント回路基板、（ｖ）フェノール樹脂を含浸した紙基板上に配置された複数の電極、（ｖｉ）エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維マット上に配置された複数の電極、（ｖｉｉ）プラスチック基板上に配置された複数の電極、または（ｖｉｉｉ）基板上に配置された複数の電極を含む請求項１５〜２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向の中心と中心との間隔を有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記第１の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
前記第１の電極は、（ｉ）＜０．０１ｍｍ、（ｉｉ）０．０１〜０．１ｍｍ、（ｉｉｉ）０．１〜０．２ｍｍ、（ｉｖ）０．２〜０．３ｍｍ、（ｖ）０．３〜０．４ｍｍ、（ｖｉ）０．４〜０．５ｍｍ、（ｖｉｉ）０．５〜０．６ｍｍ、（ｖｉｉｉ）０．６〜０．７ｍｍ、（ｉｘ）０．７〜０．８ｍｍ、（ｘ）０．８〜０．９ｍｍ、（ｘｉ）０．９〜１．０ｍｍ、（ｘｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｘｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｘｖ）４〜５ｍｍ、および（ｘｖｉ）＞５ｍｍからなる群から選択される厚さを有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
前記第１の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用時に、前記中間電極の少なくともいくつかまたは全ての中間または平均電圧または電位に対して、第１のバイアスＤＣ電圧または電位にバイアスされる先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記第１のＤＣバイアス電圧または電位は、（ｉ）＜−１０Ｖ、（ｉｉ）−９〜−８Ｖ、（ｉｉｉ）−８〜−７Ｖ、（ｉｖ）−７〜−６Ｖ、（ｖ）−６〜−５Ｖ、（ｖｉ）−５〜−４Ｖ、（ｖｉｉ）−４〜−３Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３〜−２Ｖ、（ｉｘ）−２〜−１Ｖ、（ｘ）−１〜０Ｖ、（ｘｉ）０〜１Ｖ、（ｘｉｉ）１〜２Ｖ、（ｘｉｉｉ）２〜３Ｖ、（ｘｉｖ）３〜４Ｖ、（ｘｖ）４〜５Ｖ、（ｘｖｉ）５〜６Ｖ、（ｘｖｉｉ）６〜７Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）７〜８Ｖ、（ｘｉｘ）８〜９Ｖ、（ｘｘ）９〜１０Ｖ、および（ｘｘｉ）＞１０Ｖからなる群から選択される請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記１つ以上の第１の電極には、動作モードにおいて、（ｉ）ＤＣのみの電圧、（ｉｉ）ＡＣもしくはＲＦのみの電圧、または（ｉｉｉ）ＤＣ電圧およびＡＣもしくはＲＦ電圧のいずれかが供給される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
前記１つ以上の第２の電極は、第２のアレイの第２の電極を含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
前記第２のアレイの電極は少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または２０より多い電極を含む請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
少なくともいくつかのイオンを前記装置の軸方向長さの少なくとも一部を通っておよび／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の電圧もしくは電位または１つ以上の電圧もしくは電位波形を、前記第２のアレイの電極に印加するように配置および適合されるさらなる電圧手段をさらに含む請求項２９または３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を前記第２のアレイの電極に印加するように配置および適合される請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の実質的に一定のＤＣ電圧または電位を前記第２のアレイの電極に印加するように配置および適合される請求項３１または３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を前記第２のアレイの電極に印加するように配置および適合される請求項３１、３２、および３３のいずれかに記載の装置。
【請求項３５】
前記第２のアレイの電極は、（ｉ）プリント回路基板、プリント配線基板、もしくはエッチングされた配線基板、（ｉｉ）非導電性基板上に塗布もしくは積層された複数の導電性トレース、（ｉｉｉ）基板上に配置された複数の銅もしくは金属電極、（ｉｖ）スクリーン印刷された、写真製版された、エッチングされた、もしくはミル加工されたプリント回路基板、（ｖ）フェノール樹脂を含浸した紙基板上に配置された複数の電極、（ｖｉ）エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維マット上に配置された複数の電極、（ｖｉｉ）プラスチック基板上に配置された複数の電極、または（ｖｉｉｉ）基板上に配置された複数の電極を含む請求項２９〜３４のいずれかに記載の装置。
【請求項３６】
前記第２の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向の中心と中心との間隔を有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項３７】
前記第２の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項３８】
前記第２の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項３９】
前記第２の電極は、（ｉ）＜０．０１ｍｍ、（ｉｉ）０．０１〜０．１ｍｍ、（ｉｉｉ）０．１〜０．２ｍｍ、（ｉｖ）０．２〜０．３ｍｍ、（ｖ）０．３〜０．４ｍｍ、（ｖｉ）０．４〜０．５ｍｍ、（ｖｉｉ）０．５〜０．６ｍｍ、（ｖｉｉｉ）０．６〜０．７ｍｍ、（ｉｘ）０．７〜０．８ｍｍ、（ｘ）０．８〜０．９ｍｍ、（ｘｉ）０．９〜１．０ｍｍ、（ｘｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｘｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｘｖ）４〜５ｍｍ、および（ｘｖｉ）＞５ｍｍからなる群から選択される厚さを有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項４０】
前記第２の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用時に、前記中間電極の少なくともいくつかまたは全ての中間または平均電圧または電位に対して、第２のバイアスＤＣ電圧または電位にバイアスされる先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項４１】
前記第２のＤＣバイアス電圧または電位は、（ｉ）＜−１０Ｖ、（ｉｉ）−９〜−８Ｖ、（ｉｉｉ）−８〜−７Ｖ、（ｉｖ）−７〜−６Ｖ、（ｖ）−６〜−５Ｖ、（ｖｉ）−５〜−４Ｖ、（ｖｉｉ）−４〜−３Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３〜−２Ｖ、（ｉｘ）−２〜−１Ｖ、（ｘ）−１〜０Ｖ、（ｘｉ）０〜１Ｖ、（ｘｉｉ）１〜２Ｖ、（ｘｉｉｉ）２〜３Ｖ、（ｘｉｖ）３〜４Ｖ、（ｘｖ）４〜５Ｖ、（ｘｖｉ）５〜６Ｖ、（ｘｖｉｉ）６〜７Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）７〜８Ｖ、（ｘｉｘ）８〜９Ｖ、（ｘｘ）９〜１０Ｖ、および（ｘｘｉ）＞１０Ｖからなる群から選択される請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記１つ以上の第２の電極には、動作モードにおいて、（ｉ）ＤＣのみの電圧、（ｉｉ）ＡＣもしくはＲＦのみの電圧、または（ｉｉｉ）ＤＣ電圧およびＡＣもしくはＲＦ電圧のいずれかが供給される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項４３】
前記１つ以上の層の中間電極は、１つ以上の層の平面、平板、またはメッシュ電極を含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項４４】
中間電極の各層は、１、２、または２つより多い長手方向電極を含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項４５】
前記長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される間隔だけ、前記装置の幅方向に中心と中心とが離れている請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜１０ｍｍ、（ｉｉ）１０〜２０ｍｍ、（ｉｉｉ）２０〜３０ｍｍ、（ｉｖ）３０〜４０ｍｍ、（ｖ）４０〜５０ｍｍ、（ｖｉ）５０〜６０ｍｍ、（ｖｉｉ）６０〜７０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０ｍｍ、（ｉｘ）８０〜９０ｍｍ、（ｘ）９０〜１００ｍｍ、（ｘｉ）１００〜１１０ｍｍ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０ｍｍ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０ｍｍ、（ｘｖ）１４０〜１５０ｍｍ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０ｍｍ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０ｍｍ、（ｘｘ）１９０〜２００ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する請求項４４または４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する請求項４４、４５、または４６に記載の装置。
【請求項４８】
前記長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜０．０１ｍｍ、（ｉｉ）０．０１〜０．１ｍｍ、（ｉｉｉ）０．１〜０．２ｍｍ、（ｉｖ）０．２〜０．３ｍｍ、（ｖ）０．３〜０．４ｍｍ、（ｖｉ）０．４〜０．５ｍｍ、（ｖｉｉ）０．５〜０．６ｍｍ、（ｖｉｉｉ）０．６〜０．７ｍｍ、（ｉｘ）０．７〜０．８ｍｍ、（ｘ）０．８〜０．９ｍｍ、（ｘｉ）０．９〜１．０ｍｍ、（ｘｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｘｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｘｖ）４〜５ｍｍ、および（ｘｖｉ）＞５ｍｍからなる群から選択される厚さを有する請求項４４〜４７のいずれかに記載の装置。
【請求項４９】
１つの層の前記２つ以上の長手方向電極は、実質的に同一平面上にある請求項４４〜４８のいずれかに記載の装置。
【請求項５０】
１つの層の前記２つ以上の長手方向電極には、使用時に、二相または多相のＡＣまたはＲＦ電圧または信号の実質的に同一の相が供給される請求項４４〜４９のいずれかに記載の装置。
【請求項５１】
隣接または近接層の前記長手方向電極には、使用時に、二相または多相のＡＣまたはＲＦ電圧または信号の実質的に反対または異なる相が供給される請求項４４〜５０のいずれかに記載の装置。
【請求項５２】
使用時に前記長手方向電極に供給される前記ＡＣまたはＲＦ電圧または信号は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する請求項５０または５１に記載の装置。
【請求項５３】
使用時に前記長手方向電極に供給される前記ＡＣまたはＲＦ電圧または信号の振幅は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される請求項５０、５１、または５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記中間電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％には、ＡＣまたはＲＦ電圧または信号が供給される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項５５】
前記中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、互いに実質的に平行に配置される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項５６】
前記中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に平面または平坦であり、前記装置は、前記電極の面において湾曲している先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項５７】
前記中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、前記電極が軸方向長さに沿って湾曲するように、実質的に非平面または非平坦である先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項５８】
前記中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、互いに実質的に等距離に配置される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項５９】
前記中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される距離だけ、互いに間隔をあけて配置される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６０】
前記装置は、実質的に直線状、非直線状、規則的、不規則的、または曲線状のイオンガイド領域を有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６１】
前記装置は、第１の軸に沿ったイオンを受け取る入射口と、第２の軸に沿った前記装置からイオンが出てくる出射口とを有し、前記第２の軸は前記第１の軸と角度θを形成し、θは（ｉ）＜１０°、（ｉｉ）１０〜２０°、（ｉｉｉ）２０〜３０°、（ｉｖ）３０〜４０°、（ｖ）４０〜５０°、（ｖｉ）５０〜６０°、（ｖｉｉ）６０〜７０°、（ｖｉｉｉ）７０〜８０°、（ｉｘ）８０〜９０°、（ｘ）９０〜１００°、（ｘｉ）１００〜１１０°、（ｘｉｉ）１１０〜１２０°、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０°、（ｘｉｖ）１３０〜１４０°、（ｘｖ）１４０〜１５０°、（ｘｖｉ）１５０〜１６０°、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０°、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０°、および（ｘｉｘ）１８０°からなる群から選択される範囲にある先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６２】
前記装置は、前記装置のイオン入射口と前記装置のイオン出射口との間に配置されるイオンガイド領域を含み、前記イオンガイド領域は、実質的に直線状、非直線状、規則的、不規則的、曲線状、「Ｓ」字形状、または１、２、もしくは２つより多い屈曲点を有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６３】
前記装置は、イオンを受け取る１、２、３、または３より多い別々の入射口と、前記装置からイオンが出てくる１、２、３、または３より多い別々の出射口とを有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６４】
前記装置は、第１の断面プロファイルおよび第１の断面積を有する入射口と、第２の断面プロファイルおよび第２の断面積を有する出射口とを有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６５】
前記第１の断面プロファイルは前記第２の断面プロファイルと異なり、かつ／または前記第１の断面積は前記第２の断面積と異なる請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
前記第１の断面プロファイルおよび／または前記第２の断面プロファイルは、実質的に円形、長円形、長方形、または正方形の断面を有する請求項６４または６５に記載の装置。
【請求項６７】
前記装置は、（ｉ）実質的に円形、正方形、長方形、または楕円形の断面プロファイルを有するイオン光学的構成体、（ｉｉ）実質的に円形または楕円形の断面プロファイルを有する四重極質量フィルタ／分析器、（ｉｉｉ）実質的に正方形または長方形の断面プロファイルを有する直交加速飛行時間質量分析器、（ｉｖ）実質的に長方形の断面プロファイルを有する扇形磁場分析器、（ｖ）実質的に円形または楕円形の断面プロファイルを有するフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｖｉ）実質的に円形または楕円形の断面プロファイルを有する２Ｄ（直線）四重極イオントラップ、および（ｖｉｉ）実質的に円形または楕円形の断面プロファイルを有する３Ｄ（ポール）四重極イオントラップからなる群から選択されるイオン光学的構成体に連結されるように配置および適合される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６８】
前記装置は、入射口と出射口との間に配置されるイオンガイド領域を含み、前記イオンガイド領域は、（ｉ）イオンガイド領域の長さに沿ってサイズおよび／もしくは形状が変動する、または（ｉｉ）サイズが漸進的に先細りまたは拡大する幅および／もしくは高さを有する先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６９】
前記装置は、使用時に、（ｉ）＞０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１０ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞１０００ｍｂａｒ、（ｉｘ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｘ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｘｉ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｘｉｉ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｘｉｉｉ）１〜１０ｍｂａｒ、（ｘｉｖ）１０〜１００ｍｂａｒ、および（ｘｖ）１００〜１０００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７０】
前記装置は、使用時に、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＜１ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１０ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１００ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）＜１０００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７１】
前記装置は、実質的に連続したイオンビームを受け取るように配置および適合され、イオンを複数のイオンパケットまたは集合体として放出または排出するように配置および適合される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７２】
前記装置は、実質的に連続したイオンビームをパルス状または不連続のイオンビームへと変換するように配置および適合される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７３】
動作モードにおいて、前記装置は、イオンガイドとして動作し、イオンの移動度に従ってイオンを分離することなく前方移送するように構成される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７４】
動作モードにおいて、前記装置は、衝突、フラグメンテーション、または反応装置として動作するように構成される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７５】
前記衝突、フラグメンテーション、または反応装置は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）衝突またはフラグメンテーション装置を含む請求項７４に記載の装置。
【請求項７６】
前記衝突、フラグメンテーション、または反応装置は、（ｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｉｉ）電子移動解離フラグメンテーション装置、（ｉｉｉ）電子捕獲解離フラグメンテーション装置、（ｉｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーション装置、（ｖ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｖｉ）レーザー誘起解離フラグメンテーション装置、（ｖｉｉ）赤外放射誘起解離装置、（ｖｉｉｉ）紫外放射誘起解離装置、（ｉｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーション装置、（ｘ）イオン源フラグメンテーション装置、（ｘｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（ｘｉｉ）熱または温度源フラグメンテーション装置、（ｘｉｉｉ）電場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｉｖ）磁場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーション装置、（ｘｖｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉｉ）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｉｘ）イオン−メタステーブルイオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｘ）イオン−メタステーブル分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉ）イオン−メタステーブル原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応装置、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応装置、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応装置、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブルイオン反応装置、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル分子反応装置、および（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル原子反応装置からなる群から選択される請求項７４に記載の装置。
【請求項７７】
前記中間電極の１つ以上の層間に散在または介在する複数の絶縁層をさらに含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７８】
前記中間電極の１つ以上の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、前記絶縁層上に配置または堆積される請求項７７に記載の装置。
【請求項７９】
先行する請求項のいずれかに記載の１つ以上の装置を含む質量分析計。
【請求項８０】
イオン源をさらに含む請求項７９に記載の質量分析計。
【請求項８１】
前記イオン源は、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉ）ニッケル６３放射性イオン源、（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化イオン源、および（ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択される請求項８０に記載の質量分析計。
【請求項８２】
前記イオン源は、パルス化または連続イオン源を含む請求項８０または８１に記載の質量分析計。
【請求項８３】
前記装置の下流に配置される質量分析器をさらに含む請求項７９〜８２のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項８４】
前記質量分析器は、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２Ｄまたは直線四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析器、（ｖ）イオントラップ質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ質量分析器、（ｘ）フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間質量分析器、（ｘｉｉｉ）軸方向加速飛行時間質量分析器、および（ｘｉｖ）直交加速飛行時間質量分析器からなる群から選択される請求項８３に記載の質量分析計。
【請求項８５】
前記装置の上流および／または下流に配置される１つ以上の質量もしくは質量電荷比フィルタおよび／または質量分析器をさらに含む請求項７９〜８４のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項８６】
前記１つ以上の質量もしくは質量電荷比フィルタおよび／または質量分析器は、（ｉ）四重極質量フィルタまたは分析器、（ｉｉ）ウィーンフィルタ、（ｉｉｉ）扇形磁場質量フィルタまたは分析器、（ｉｖ）速度フィルタ、（ｖ）イオンゲート、および（ｖｉ）直交加速飛行時間質量分析器からなる群から選択される請求項８５に記載の質量分析計。
【請求項８７】
１つ以上の第１の電極と、１つ以上の第２の電極と、イオンが走行する概してまたは実質的に平面に配置され前記１つ以上の第１の電極と前記１つ以上の第２の電極との間に配置される１つ以上の層の中間電極とを含む装置を準備する工程と、
前記１つ以上の第１の電極、および／または前記１つ以上の層の中間電極、および／または前記１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加する工程とを含むイオン分離方法。
【請求項８８】
請求項８７に記載の方法を含む質量分析方法。
【請求項８９】
１つ以上の第１の電極と、
１つ以上の第２の電極と、
前記１つ以上の第１の電極および／または前記１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加するように配置および適合される第１の電圧手段とを含み、
使用時に、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）１〜１０ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）１０〜１００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持されるように配置および適合される装置。
【請求項９０】
請求項８９に記載の装置を含む質量分析計。
【請求項９１】
１つ以上の第１の電極と１つ以上の第２の電極とを含む装置を準備する工程と、
前記１つ以上の第１の電極および／または前記１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加する工程と、
前記装置を、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）１〜１０ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）１０〜１００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持する工程とを含むイオン分離方法。
【請求項９２】
請求項９１に記載の方法を含む質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界強度の関数としてのイオン移動度の差に従ってイオンを分離する装置に関する。また、本発明は、質量分析計、電界強度の関数としてのイオン移動度の差に従ったイオン分離方法、および質量分析方法に関する。好適な実施形態は、スタックアレイの電極を含む非対称電界イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータに関する。イオンは、ＡＣまたはＲＦ電圧をスタックアレイの電極に印加することによって、上記装置内に保持される。
【背景技術】
【０００２】
電界Ｅの影響下におけるガス内のイオンの移動度Ｋは、イオンが電界から得るエネルギーが熱エネルギーと比較して無視できる条件下において、印加される電界から独立していると考えられる。このような条件は、印加される電界Ｅの強度の、ガスの中性ガス数密度Ｎに対する比率が比較的低い場合に満足される。しかし、電界の強度が増加する場合、または中性ガス数密度が減少する場合、イオンの移動度は、電界強度の中性ガス数密度に対する比率Ｅ／Ｎに依存することが観察され得る。イオンの移動度は、以下のような依存を有するものとして観察される。
【０００３】
【数１】
2008530748.tif 000003
【０００４】
式中、Ｋ０は、比率Ｅ／Ｎが比較的低い場合のイオンの移動度であり、α（Ｅ／Ｎ）は、印加される電界の強度が増加するのに伴うイオンの移動度の依存を表す関数である。
【０００５】
イオンの移動度の電界強度に対する依存に関する知識によって、『質量分析およびイオンプロセス国際誌』（１２８号、１９９３年、１４３〜１４８頁）（非特許文献１）に開示されるように、ブルヤコフ（Ｂｕｒｙａｋｏｖ）らによる第１の微分型イオン移動度（differential ion mobility）分析器の開発が促進された。ブルヤコフによって開発された微分型イオン移動度分析器は、低および高強度電界下で、イオンの移動度における差に従って、イオンを分離することによって動作した。
【０００６】
図１Ａおよび図１Ｂは、ブルヤコフらによって開発された当該装置を概略的に示す。当該装置は、一対の平行電極２ａおよび２ｂを含んでいた。ガスフロー５が、２つの電極２ａと２ｂとの間を通過するように構成され、分離しようとするイオンは、ガスフロー５に同伴するように構成された。非対称電位差または電圧波形３が、電極２ａと２ｂとの間に維持されるように構成された。
【０００７】
電極に印加された非対称電位差または電圧波形３を、図２に示す。非対称電位差または電圧波形３は、比較的短い期間Ｔｈｉｇｈの比較的高い正の電圧Ｖｈｉｇｈ、および後に続く比較的長い期間Ｔｌｏｗの比較的低い負の電圧Ｖｌｏｗを含んでいた。非対称電位差または電圧波形３は、積Ｖｈｉｇｈ×Ｔｈｉｇｈと積Ｖｌｏｗ×Ｔｌｏｗとが等しくなるように構成された。よって、電界が比較的低い際のイオンの移動度が、電界が比較的高い際のものと同一であった場合、装置を通るイオンの平均軌道は、電極２ａおよび２ｂと実質的に平行を保つことが予想される。従って、イオンは、図１Ａに示すように当該装置を通って前方移送されることが予想される。
【０００８】
イオンの移動度が電界強度とともに変動する場合、イオンは電極２ａおよび２ｂの一方または他方へ向かってドリフトすることが予想される。従って、イオンは、電極２ａおよび２ｂの一方に当たることによって、最終的にはシステムに失われ得る。図１Ｂは、この状況を示す。しかし、ＤＣ補償電圧４を電極２ａおよび２ｂの一方に印加することによって、電極２ａおよび２ｂの一方へ向かうイオンのドリフトが補償可能となる。ＤＣ補償電圧４を適切に設定することによって、特定のイオン移動度を有するイオンが装置によって前方移送され、一方他のイオンが電極２ａおよび２ｂの一方へ向かうようにドリフトしてシステムに失われるような構成が可能となる。
【０００９】
大気圧におけるイオン拡散速度は大気圧を下回る圧力における速度よりも低いため、公知の微分型イオン移動度分析器は、当該分析器内にイオンを閉じ込めず、大気圧において動作する。これによって、イオン移動度分析器を通過する際のイオンの損失が最小化される。ガス圧力が大気中より低い圧力へと低減される場合、イオン拡散は重要な損失機構となり、イオン移動度分析器は許容できない程のイオンの損失という問題を抱えることとなる。
【非特許文献１】Buryakovら、International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes 128，1993， pp 143-148.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
公知のイオン移動度分析器の不利な点は、大気圧で動作する必要があるために、高電界移動性の効果の観察を可能とする非対称電圧波形が生成可能となるように高い十分なピーク振幅を有する非対称波形を提供するのに、高電圧ＲＦ発生装置が必要となる点にある。
【００１１】
従って、改良されたイオン移動度分析器を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一局面によると、
１つ以上の第１の電極と、
１つ以上の第２の電極と、
使用時にイオンが走行する概してまたは実質的に平面に配置され、１つ以上の第１の電極と１つ以上の第２の電極との間に配置される１つ以上の層の中間電極と、
１つ以上の第１の電極、および／または１つ以上の層の中間電極、および／または１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加するように配置および適合される第１の電圧手段とを含む装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
好ましくは、上記装置は、（ｉ）高電界非対称波形イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ、（ｉｉ）イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ、（ｉｉｉ）気相電気泳動装置、（ｉｖ）微分型イオン移動度セパレータ、スペクトロメータ、または装置、（ｖ）電界非対称性イオン移動度スペクトロメトリー（「ＦＡＩＭＳ」）装置、（ｖｉ）気相イオンセパレータまたはスペクトロメータ、（ｖｉｉ）イオンを移動度に従って分離する装置、および（ｖｉｉｉ）電界強度を用いてイオン移動度の差または変化に従ってイオンを分離する装置からなる群から選択される。
【００１４】
好ましくは、非対称電圧波形は、第１のピーク振幅を有する少なくとも第１の電圧成分Ｖｈｉｇｈおよび第２のピーク振幅を有する少なくとも第２の電圧成分Ｖｌｏｗを含み、第１のピーク振幅は、第２のピーク振幅とは実質的に異なる。第１のピーク振幅は、正もしくは負であってもよく、かつ／または第２のピーク振幅は、正もしくは負であってもよい。好ましくは、第１のピーク振幅および／または第２のピーク振幅は、（ｉ）＜−１０００Ｖ、（ｉｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｉｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｉｖ）−７００〜−６００Ｖ、（ｖ）−６００〜−５００Ｖ、（ｖｉ）−５００〜−４００Ｖ、（ｖｉｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｉｘ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｉ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｉｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｉｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｉｖ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｖ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｖｉ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｉｘ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｉ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｉｖ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｖ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｖｉ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｉｘ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｉ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｖ）６００〜７００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）７００〜８００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）９００〜１０００Ｖ、および（ｘｘｘｉｘ）＞１０００Ｖからなる群から選択される。
【００１５】
好ましくは、第１の電圧成分は、第１の期間Ｔｈｉｇｈの間印加されるかまたは存在し、第２の電圧成分は、第２の期間Ｔｌｏｗの間印加されるかまたは存在する。第１の期間Ｔｈｉｇｈは、第２の期間Ｔｌｏｗよりも短いか、長いか、または実質的に同一であってもよい。
【００１６】
好ましくは、第１の期間Ｔｈｉｇｈおよび／または第２の期間Ｔｌｏｗは、（ｉ）＜０．１μｓ、（ｉｉ）０．１〜０．５μｓ、（ｉｉｉ）０．５〜１μｓ、（ｉｖ）１〜２μｓ、（ｖ）２〜３μｓ、（ｖｉ）３〜４μｓ、（ｖｉｉ）４〜５μｓ、（ｖｉｉｉ）５〜６μｓ、（ｉｘ）６〜７μｓ、（ｘ）７〜８μｓ、（ｘｉ）８〜９μｓ、（ｘｉｉ）９〜１０μｓ、（ｘｉｉｉ）１０〜１１μｓ、（ｘｉｖ）１１〜１２μｓ、（ｘｖ）１２〜１３μｓ、（ｘｖｉ）１３〜１４μｓ、（ｘｖｉｉ）１４〜１５μｓ、（ｘｖｉｉｉ）１５〜１６μｓ、（ｘｉｘ）１６〜１７μｓ、（ｘｘ）１７〜１８μｓ、（ｘｘｉ）１８〜１９μｓ、（ｘｘｉｉ）１９〜２０μｓ、および（ｘｘｉｉｉ）＞２０μｓからなる群から選択される。
【００１７】
一実施形態によると、非対称電圧波形は、（ｉ）矩形、（ｉｉ）非矩形、（ｉｉｉ）曲線状、（ｉｖ）規則的、（ｖ）不規則的、（ｖｉ）段階的、（ｖｉｉ）鋸歯状、および（ｖｉｉｉ）正弦波状からなる群から選択される波形を含む。
【００１８】
好適な実施形態によると、好ましくは、上記装置は、１つ以上の第１の電極、および／または１つ以上の層の中間電極、および／または１つ以上の第２の電極にＤＣ補償電圧を印加するように配置および適合される第２の電圧手段をさらに含む。好ましくは、ＤＣ補償電圧は、（ｉ）＜−１０００Ｖ、（ｉｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｉｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｉｖ）−７００〜−６００Ｖ、（ｖ）−６００〜−５００Ｖ、（ｖｉ）−５００〜−４００Ｖ、（ｖｉｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｉｘ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｉ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｉｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｉｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｉｖ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｖ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｖｉ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｉｘ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｉ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｉｖ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｖ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｖｉ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｉｘ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｉ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｖ）６００〜７００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）７００〜８００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）９００〜１０００Ｖ、および（ｘｘｘｉｘ）＞１０００Ｖからなる群から選択される。
【００１９】
好ましくは、動作モードにおいて、第２の電圧手段は、１つ以上の第１の電極、および／または１つ以上の層の中間電極、および／または１つ以上の第２の電極に印加されるＤＣ補償電圧を、掃引、変動、漸進的に変動、または切り替えるように配置および適合される。第２の電圧手段は、概してまたは実質的に段階的、直線的、規則的、不規則的、周期的、または非周期的にＤＣ補償電圧を、掃引、変動、漸進的に変動、または切り替えるように配置および適合されてもよい。
【００２０】
好ましくは、上記装置は、使用時に上記装置を流れるガス流を提供するように構成される手段をさらに含み、少なくともいくつかのイオンは、ガス流に同伴することによって上記装置を通って軸方向に前方移送されるように構成される。
【００２１】
好適な実施形態によると、１つ以上の第１の電極は、第１のアレイの電極を含む。好ましくは、第１のアレイの電極は少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または２０より多い電極を含む。
【００２２】
好ましくは、上記装置は、少なくともいくつかのイオンを上記装置の軸方向長さの少なくとも一部を通っておよび／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の電圧もしくは電位または１つ以上の電圧もしくは電位波形を、第１のアレイの電極に印加するように配置および適合されるさらなる電圧手段をさらに含む。
【００２３】
好ましくは、さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、上記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を第１のアレイの電極に印加するように配置および適合される。
【００２４】
さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、上記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の実質的に一定のＤＣ電圧または電位を第１のアレイの電極に印加するように配置および適合されてもよい。
【００２５】
さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、上記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を第１のアレイの電極に印加するように配置および適合されてもよい。
【００２６】
第１のアレイの電極は、（ｉ）プリント回路基板、プリント配線基板、もしくはエッチングされた配線基板、（ｉｉ）非導電性基板上に塗布もしくは積層された複数の導電性トレース、（ｉｉｉ）基板上に配置された複数の銅もしくは金属電極、（ｉｖ）スクリーン印刷された、写真製版された、エッチングされた、もしくはミル加工されたプリント回路基板、（ｖ）フェノール樹脂を含浸した紙基板上に配置された複数の電極、（ｖｉ）エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維マット上に配置された複数の電極、（ｖｉｉ）プラスチック基板上に配置された複数の電極、または（ｖｉｉｉ）基板上に配置された複数の電極を含んでいてもよい。
【００２７】
好ましくは、第１の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向の中心と中心との間隔を有する。
【００２８】
好ましくは、第１の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する。
【００２９】
好ましくは、第１の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する。
【００３０】
好ましくは、第１の電極は、（ｉ）＜０．０１ｍｍ、（ｉｉ）０．０１〜０．１ｍｍ、（ｉｉｉ）０．１〜０．２ｍｍ、（ｉｖ）０．２〜０．３ｍｍ、（ｖ）０．３〜０．４ｍｍ、（ｖｉ）０．４〜０．５ｍｍ、（ｖｉｉ）０．５〜０．６ｍｍ、（ｖｉｉｉ）０．６〜０．７ｍｍ、（ｉｘ）０．７〜０．８ｍｍ、（ｘ）０．８〜０．９ｍｍ、（ｘｉ）０．９〜１．０ｍｍ、（ｘｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｘｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｘｖ）４〜５ｍｍ、および（ｘｖｉ）＞５ｍｍからなる群から選択される厚さを有する。
【００３１】
一実施形態によると、第１の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用時に、中間電極の少なくともいくつかまたは全ての中間または平均電圧または電位に対して、第１のバイアスＤＣ電圧または電位にバイアスされる。好ましくは、第１のＤＣバイアス電圧または電位は、（ｉ）＜−１０Ｖ、（ｉｉ）−９〜−８Ｖ、（ｉｉｉ）−８〜−７Ｖ、（ｉｖ）−７〜−６Ｖ、（ｖ）−６〜−５Ｖ、（ｖｉ）−５〜−４Ｖ、（ｖｉｉ）−４〜−３Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３〜−２Ｖ、（ｉｘ）−２〜−１Ｖ、（ｘ）−１〜０Ｖ、（ｘｉ）０〜１Ｖ、（ｘｉｉ）１〜２Ｖ、（ｘｉｉｉ）２〜３Ｖ、（ｘｉｖ）３〜４Ｖ、（ｘｖ）４〜５Ｖ、（ｘｖｉ）５〜６Ｖ、（ｘｖｉｉ）６〜７Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）７〜８Ｖ、（ｘｉｘ）８〜９Ｖ、（ｘｘ）９〜１０Ｖ、および（ｘｘｉ）＞１０Ｖからなる群から選択される。
【００３２】
１つ以上の第１の電極には、動作モードにおいて、（ｉ）ＤＣのみの電圧、（ｉｉ）ＡＣもしくはＲＦのみの電圧、または（ｉｉｉ）ＤＣ電圧およびＡＣもしくはＲＦ電圧のいずれかが供給されてもよい。
【００３３】
好ましくは、１つ以上の第２の電極は、第２のアレイの第２の電極を含む。好ましくは、第２のアレイの電極は少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または２０より多い電極を含む。
【００３４】
好適な実施形態によると、好ましくは、上記装置は、少なくともいくつかのイオンを上記装置の軸方向長さの少なくとも一部を通っておよび／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の電圧もしくは電位または１つ以上の電圧もしくは電位波形を、第２のアレイの電極に印加するように配置および適合されるさらなる電圧手段をさらに含む。
【００３５】
さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、上記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を第２のアレイの電極に印加するように配置および適合される。
【００３６】
一実施形態によると、さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、上記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の実質的に一定のＤＣ電圧または電位を第２のアレイの電極に印加するように配置および適合される。
【００３７】
一実施形態によると、さらなる電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを、上記装置の軸方向長さの少なくとも一部、または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％を通ってかつ／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を第２のアレイの電極に印加するように配置および適合される。
【００３８】
好ましくは、第２のアレイの電極は、（ｉ）プリント回路基板、プリント配線基板、もしくはエッチングされた配線基板、（ｉｉ）非導電性基板上に塗布もしくは積層された複数の導電性トレース、（ｉｉｉ）基板上に配置された複数の銅もしくは金属電極、（ｉｖ）スクリーン印刷された、写真製版された、エッチングされた、もしくはミル加工されたプリント回路基板、（ｖ）フェノール樹脂を含浸した紙基板上に配置された複数の電極、（ｖｉ）エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維マット上に配置された複数の電極、（ｖｉｉ）プラスチック基板上に配置された複数の電極、または（ｖｉｉｉ）基板上に配置された複数の電極を含む。
【００３９】
好ましくは、第２の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向の中心と中心との間隔を有する。
【００４０】
好ましくは、第２の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する。
【００４１】
好ましくは、第２の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する。
【００４２】
好ましくは、第２の電極は、（ｉ）＜０．０１ｍｍ、（ｉｉ）０．０１〜０．１ｍｍ、（ｉｉｉ）０．１〜０．２ｍｍ、（ｉｖ）０．２〜０．３ｍｍ、（ｖ）０．３〜０．４ｍｍ、（ｖｉ）０．４〜０．５ｍｍ、（ｖｉｉ）０．５〜０．６ｍｍ、（ｖｉｉｉ）０．６〜０．７ｍｍ、（ｉｘ）０．７〜０．８ｍｍ、（ｘ）０．８〜０．９ｍｍ、（ｘｉ）０．９〜１．０ｍｍ、（ｘｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｘｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｘｖ）４〜５ｍｍ、および（ｘｖｉ）＞５ｍｍからなる群から選択される厚さを有する。
【００４３】
一実施形態によると、第２の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用時に、中間電極の少なくともいくつかまたは全ての中間または平均電圧または電位に対して、第２のバイアスＤＣ電圧または電位にバイアスされる。好ましくは、第２のＤＣバイアス電圧または電位は、（ｉ）＜−１０Ｖ、（ｉｉ）−９〜−８Ｖ、（ｉｉｉ）−８〜−７Ｖ、（ｉｖ）−７〜−６Ｖ、（ｖ）−６〜−５Ｖ、（ｖｉ）−５〜−４Ｖ、（ｖｉｉ）−４〜−３Ｖ、（ｖｉｉｉ）−３〜−２Ｖ、（ｉｘ）−２〜−１Ｖ、（ｘ）−１〜０Ｖ、（ｘｉ）０〜１Ｖ、（ｘｉｉ）１〜２Ｖ、（ｘｉｉｉ）２〜３Ｖ、（ｘｉｖ）３〜４Ｖ、（ｘｖ）４〜５Ｖ、（ｘｖｉ）５〜６Ｖ、（ｘｖｉｉ）６〜７Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）７〜８Ｖ、（ｘｉｘ）８〜９Ｖ、（ｘｘ）９〜１０Ｖ、および（ｘｘｉ）＞１０Ｖからなる群から選択される。
【００４４】
好ましくは、１つ以上の第２の電極には、動作モードにおいて、（ｉ）ＤＣのみの電圧、（ｉｉ）ＡＣもしくはＲＦのみの電圧、または（ｉｉｉ）ＤＣ電圧およびＡＣもしくはＲＦ電圧のいずれかが供給される。
【００４５】
好ましくは、１つ以上の層の中間電極は、１つ以上の層の平面、平板、またはメッシュ電極を含む。好ましくは、中間電極の各層は、１、２、または２つより多い長手方向電極を含む。
【００４６】
好ましくは、長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される間隔だけ、上記装置の幅方向に中心と中心とが離れている。
【００４７】
好ましくは、長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜１０ｍｍ、（ｉｉ）１０〜２０ｍｍ、（ｉｉｉ）２０〜３０ｍｍ、（ｉｖ）３０〜４０ｍｍ、（ｖ）４０〜５０ｍｍ、（ｖｉ）５０〜６０ｍｍ、（ｖｉｉ）６０〜７０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０ｍｍ、（ｉｘ）８０〜９０ｍｍ、（ｘ）９０〜１００ｍｍ、（ｘｉ）１００〜１１０ｍｍ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０ｍｍ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０ｍｍ、（ｘｖ）１４０〜１５０ｍｍ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０ｍｍ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０ｍｍ、（ｘｘ）１９０〜２００ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する。
【００４８】
好ましくは、長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する。
【００４９】
好ましくは、長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜０．０１ｍｍ、（ｉｉ）０．０１〜０．１ｍｍ、（ｉｉｉ）０．１〜０．２ｍｍ、（ｉｖ）０．２〜０．３ｍｍ、（ｖ）０．３〜０．４ｍｍ、（ｖｉ）０．４〜０．５ｍｍ、（ｖｉｉ）０．５〜０．６ｍｍ、（ｖｉｉｉ）０．６〜０．７ｍｍ、（ｉｘ）０．７〜０．８ｍｍ、（ｘ）０．８〜０．９ｍｍ、（ｘｉ）０．９〜１．０ｍｍ、（ｘｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｘｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｘｖ）４〜５ｍｍ、および（ｘｖｉ）＞５ｍｍからなる群から選択される厚さを有する。
【００５０】
好ましくは、１つの層の２つ以上の長手方向電極は、実質的に同一平面上にある。好ましくは、１つの層の２つ以上の長手方向電極には、使用時に、二相または多相のＡＣまたはＲＦ電圧または信号の実質的に同一の相が供給される。
【００５１】
好ましくは、隣接または近接層の長手方向電極には、使用時に、二相または多相のＡＣまたはＲＦ電圧または信号の実質的に反対または異なる相が供給される。
【００５２】
好ましくは、使用時に長手方向電極に供給されるＡＣまたはＲＦ電圧または信号は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する。
【００５３】
好ましくは、使用時に長手方向電極に供給されるＡＣまたはＲＦ電圧または信号の振幅は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される。
【００５４】
好ましくは、中間電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％には、ＡＣまたはＲＦ電圧または信号が供給される。
【００５５】
好ましくは、中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、互いに実質的に平行に配置される。
【００５６】
好ましくは、中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に平面または平坦であり、上記装置は、電極の面において湾曲している。
【００５７】
好ましくは、中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、電極が軸方向長さに沿って湾曲するように、実質的に非平面または非平坦である。
【００５８】
好ましくは、中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、互いに実質的に等距離に配置される。
【００５９】
好ましくは、中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉ）４．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｉｉ）４ｍｍまたはそれ未満、（ｉｖ）３．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖ）３ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉ）２．５ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉ）２ｍｍまたはそれ未満、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍまたはそれ未満、（ｉｘ）１ｍｍまたはそれ未満、（ｘ）０．８ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉ）０．６ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉ）０．４ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍまたはそれ未満、（ｘｉｖ）０．１ｍｍまたはそれ未満、および（ｘｖ）０．２５ｍｍまたはそれ未満からなる群から選択される距離だけ、互いに間隔をあけて配置される。
【００６０】
好ましくは、上記装置は、実質的に直線状、非直線状、規則的、不規則的、または曲線状のイオンガイド領域を有する。
【００６１】
上記装置は、第１の軸に沿ったイオンを受け取る入射口と、第２の軸に沿った上記装置からイオンが出てくる出射口とを有し、第２の軸は第１の軸と角度θを形成し、θは（ｉ）＜１０°、（ｉｉ）１０〜２０°、（ｉｉｉ）２０〜３０°、（ｉｖ）３０〜４０°、（ｖ）４０〜５０°、（ｖｉ）５０〜６０°、（ｖｉｉ）６０〜７０°、（ｖｉｉｉ）７０〜８０°、（ｉｘ）８０〜９０°、（ｘ）９０〜１００°、（ｘｉ）１００〜１１０°、（ｘｉｉ）１１０〜１２０°、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０°、（ｘｉｖ）１３０〜１４０°、（ｘｖ）１４０〜１５０°、（ｘｖｉ）１５０〜１６０°、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０°、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０°、および（ｘｉｘ）１８０°からなる群から選択される範囲にあってもよい。
【００６２】
好ましくは、上記装置は、上記装置のイオン入射口と上記装置のイオン出射口との間に配置されるイオンガイド領域を含み、イオンガイド領域は、実質的に直線状、非直線状、規則的、不規則的、曲線状、「Ｓ」字形状、または１、２、もしくは２つより多い屈曲点を有する。
【００６３】
上記装置は、イオンを受け取る１、２、３、または３より多い別々の入射口と、上記装置からイオンが出てくる１、２、３、または３より多い別々の出射口とを有していてもよい。
【００６４】
好ましくは、上記装置は、第１の断面プロファイルおよび第１の断面積を有する入射口と、第２の断面プロファイルおよび第２の断面積を有する出射口とを有する。第１の断面プロファイルは第２の断面プロファイルと異なっていてもよく、かつ／または第１の断面積は第２の断面積と異なっていてもよい。
【００６５】
第１の断面プロファイルおよび／または第２の断面プロファイルは、実質的に円形、長円形、長方形、または正方形の断面を有していてもよい。
【００６６】
上記装置は、（ｉ）実質的に円形、正方形、長方形、または楕円形の断面プロファイルを有するイオン光学的構成体、（ｉｉ）実質的に円形または楕円形の断面プロファイルを有する四重極質量フィルタ／分析器、（ｉｉｉ）実質的に正方形または長方形の断面プロファイルを有する直交加速飛行時間質量分析器、（ｉｖ）実質的に長方形の断面プロファイルを有する扇形磁場分析器、（ｖ）実質的に円形または楕円形の断面プロファイルを有するフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｖｉ）実質的に円形または楕円形の断面プロファイルを有する２Ｄ（直線）四重極イオントラップ、および（ｖｉｉ）実質的に円形または楕円形の断面プロファイルを有する３Ｄ（ポール）四重極イオントラップからなる群から選択されるイオン光学的構成体に連結されるように配置および適合されてもよい。
【００６７】
上記装置は、入射口と出射口との間に配置されるイオンガイド領域を含み、イオンガイド領域は、（ｉ）イオンガイド領域の長さに沿ってサイズおよび／もしくは形状が変動する、または（ｉｉ）サイズが漸進的に先細りまたは拡大する幅および／もしくは高さを有していてもよい。
【００６８】
好ましくは、上記装置は、使用時に、（ｉ）＞０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１０ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞１０００ｍｂａｒ、（ｉｘ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｘ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｘｉ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｘｉｉ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｘｉｉｉ）１〜１０ｍｂａｒ、（ｘｉｖ）１０〜１００ｍｂａｒ、および（ｘｖ）１００〜１０００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持される。
【００６９】
好ましくは、上記装置は、使用時に、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＜１ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１０ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１００ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）＜１０００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持される。
【００７０】
上記装置は、実質的に連続したイオンビームを受け取るように配置および適合されてもよく、イオンを複数のイオンパケットまたは集合体として放出または排出するように配置および適合される。
【００７１】
上記装置は、実質的に連続したイオンビームをパルス状または不連続のイオンビームへと変換するように配置および適合されてもよい。
【００７２】
動作モードにおいて、上記装置は、イオンガイドとして動作し、イオンの移動度に従ってイオンを分離することなく前方移送するように構成されてもよい。
【００７３】
動作モードにおいて、上記装置は、衝突、フラグメンテーション、または反応装置として動作するように構成されてもよい。
【００７４】
衝突、フラグメンテーション、または反応装置は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）衝突またはフラグメンテーション装置を含んでいてもよい。
【００７５】
衝突、フラグメンテーション、または反応装置は、（ｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｉｉ）電子移動解離フラグメンテーション装置、（ｉｉｉ）電子捕獲解離フラグメンテーション装置、（ｉｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーション装置、（ｖ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｖｉ）レーザー誘起解離フラグメンテーション装置、（ｖｉｉ）赤外放射誘起解離装置、（ｖｉｉｉ）紫外放射誘起解離装置、（ｉｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーション装置、（ｘ）イオン源フラグメンテーション装置、（ｘｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（ｘｉｉ）熱または温度源フラグメンテーション装置、（ｘｉｉｉ）電場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｉｖ）磁場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーション装置、（ｘｖｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉｉ）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｉｘ）イオン−メタステーブルイオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｘ）イオン−メタステーブル分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉ）イオン−メタステーブル原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応装置、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応装置、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応装置、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブルイオン反応装置、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル分子反応装置、および（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル原子反応装置からなる群から選択されてもよい。
【００７６】
好ましくは、上記装置は、中間電極の１つ以上の層間に散在または介在する複数の絶縁層をさらに含む。
【００７７】
好ましくは、中間電極の１つ以上の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、絶縁層上に配置または堆積される。
【００７８】
本発明の他の一局面によると、上記した１つ以上の装置を含む質量分析計が提供される。
【００７９】
好ましくは、質量分析計は、イオン源をさらに含む。好ましくは、イオン源は、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉ）ニッケル６３放射性イオン源、（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化イオン源、および（ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択される。
【００８０】
イオン源は、パルス化または連続イオン源を含んでいてもよい。
【００８１】
好ましくは、質量分析計は、上記装置の下流に配置される質量分析器をさらに含んでいてもよい。好ましくは、質量分析器は、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２Ｄまたは直線四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析器、（ｖ）イオントラップ質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ質量分析器、（ｘ）フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間質量分析器、（ｘｉｉｉ）軸方向加速飛行時間質量分析器、および（ｘｉｖ）直交加速飛行時間質量分析器からなる群から選択される。
【００８２】
好ましくは、質量分析計は、上記装置の上流および／または下流に配置される１つ以上の質量もしくは質量電荷比フィルタおよび／または質量分析器をさらに含む。好ましくは、１つ以上の質量もしくは質量電荷比フィルタおよび／または質量分析器は、（ｉ）四重極質量フィルタまたは分析器、（ｉｉ）ウィーンフィルタ、（ｉｉｉ）扇形磁場質量フィルタまたは分析器、（ｉｖ）速度フィルタ、（ｖ）イオンゲート、および（ｖｉ）直交加速飛行時間質量分析器からなる群から選択される。
【００８３】
本発明の他の一局面によると、
１つ以上の第１の電極と、１つ以上の第２の電極と、イオンが走行する概してまたは実質的に平面に配置され１つ以上の第１の電極と１つ以上の第２の電極との間に配置される１つ以上の層の中間電極とを含む装置を準備する工程と、
１つ以上の第１の電極、および／または１つ以上の層の中間電極、および／または１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加する工程とを含むイオン分離方法が提供される。
【００８４】
本発明の他の一局面によると、上記したイオン分離方法を含む質量分析方法が提供される。
【００８５】
本発明の他の一局面によると、
１つ以上の第１の電極と、
１つ以上の第２の電極と、
１つ以上の第１の電極および／または１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加するように配置および適合される第１の電圧手段とを含み、
使用時に、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）１〜１０ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）１０〜１００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持されるように配置および適合される装置が提供される。
【００８６】
本発明の他の一局面によると、上記した装置を含む質量分析計が提供される。
【００８７】
本発明の他の一局面によると、
１つ以上の第１の電極と１つ以上の第２の電極とを含む装置を準備する工程と、
１つ以上の第１の電極および／または１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加する工程と、
上記装置を、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）１〜１０ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）１０〜１００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持する工程とを含むイオン分離方法が提供される。
【００８８】
本発明の他の一局面によると、上記した方法を含む質量分析方法が提供される。
【００８９】
好適な実施形態は、非対称電圧波形が好ましくは装置の１つ以上の電極に印加される装置に関する。印加された非対称電圧は、好ましくは、比較的高いおよび低い強度の電界下でイオンの移動度の差に従ってイオンを分離するように構成される。当該好適な装置は常圧を下回る圧力において有利に動作可能であり、好ましくは電極の少なくとも１つに印加される非対称電圧波形を生成するために、比較的低い電圧のＲＦ発生装置を用いることが可能となる。
【００９０】
一実施形態によると、上記装置は、１０−２〜１００ｍｂａｒの範囲にある圧力において動作し得る。特に好適な実施形態によると、上記装置は、１０−１〜１０ｍｂａｒの範囲にある圧力において動作し得る。
【００９１】
一実施形態によると、ＲＦ発生装置は、最大またはピーク振幅が＜１００Ｖ（または＞−１００Ｖ）である電圧波形を好ましくは提供する比較的低い電圧のＲＦ発生装置を含んでいてもよい。
【００９２】
イオンは、好ましくは、不均質なＡＣまたはＲＦ電界によって当該好適な装置内に半径方向に閉じ込められる。不均質なＡＣまたはＲＦ電界は、好ましくは、イオンが半径方向に当該好適な装置内に閉じ込められるようにＡＣまたはＲＦ電圧を中間電極の少なくともいくつかに印加することによって得られる。
【００９３】
以下に、本発明の種々の実施形態を、説明のためのみに与えられる他の構成とともに、添付の図面を参照してあくまで例として説明する。
【００９４】
図１Ａは、イオンの移動度が電界強度から実質的に独立しており、図２に示す非対称電圧波形が上側電極に印加される場合の、公知の微分型イオン移動度セパレータを通るイオンの軌道を示し、図１Ｂは、印加される電界の強度に対してイオンの移動度が依存しており、図２に示す非対称電圧波形が上側電極に印加される場合の、公知の微分型イオン移動度セパレータを通るイオンの軌道を示す。
【００９５】
図２は、積Ｖｈｉｇｈ×Ｔｈｉｇｈと積Ｖｌｏｗ×Ｔｌｏｗとが実質的に等しくなるように構成される非対称電圧波形の形態を示す。
【００９６】
図３は、本発明の一実施形態にかかる微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータを示す。
【００９７】
図４は、当該好適な装置を通過するイオンの軌道に対する種々の電界条件の効果をモデル化するのに用いられた微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータの形状寸法を示す。
【００９８】
図５は、当該好適な装置がイオンガイドのみの動作モードで動作した際の、装置の長さに沿ったイオンの軌道の図を示す。
【００９９】
図６は、当該好適な装置がイオンガイドのみの動作モードで動作した際の、装置を通るイオンの軌道の正面図を示す。
【０１００】
図７は、比較的低い振幅の非対称電圧波形が当該好適な装置の上側電極に印加された際に、イオンの軌道がただ緩やかに調節される様子を示す。
【０１０１】
図８は、高電圧の非対称電圧波形が当該好適な装置の上側電極に印加された際に、当該好適な装置を通過するイオンの軌道が強く調節される様子を示す。
【０１０２】
図９は、上側電極へ向かうイオンの微分移動度誘起ドリフト（differential mobility induced drift）を補償するために、ＤＣ補償電圧を当該好適な装置の下側電極に印加することによる、イオンの軌道への効果を示す。
【０１０３】
図１０は、ＤＣ補償電圧が下側電極に印加される場合のイオンの軌道への効果であり、上側電極へ向かうイオンの微分移動度誘起ドリフトを過剰補償する効果を示す。
【０１０４】
図１１は、図８を参照して説明された実施形態に関して説明されたものと同一の電界条件を受けるが、より大きい断面積を有するものとしてモデル化されたイオンの軌道を示す。
【０１０５】
図１２は、図９を参照して説明された実施形態において印加されたＤＣ補償電圧と同一の大きさのＤＣ補償電圧が下側電極に印加された場合に、上側電極に向かうイオンの軌道が十分に補償されないことを示す。
【０１０６】
図１３は、図１０を参照して説明された実施形態において印加されたのと同一の大きさのＤＣ補償電圧を下側電極に印加することによって、イオンの軌道がどのように変更または補償され得るかを示す。
【０１０７】
図１４は、複数の軸方向にセグメント化された上側および下側電極が提供される好適な実施形態にかかる装置であって、イオンが当該好適な装置に沿ってかつ当該装置を通って駆り立てられるように、電圧勾配または経時変動する電圧プロファイルを装置の軸方向長さに沿って維持可能にする装置を示す。
【０１０８】
図１５は、イオンを当該好適な装置に沿ってかつ当該装置を通って駆り立てるために、軸方向にセグメント化された上側および下側電極に漸進的に印加される過渡ＤＣ電圧または電位を示す。
【０１０９】
ここで、本発明の好適な実施形態にかかる微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ６を、図３を参照して説明する。微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ６は、好ましくは上側電極７ａ、下側電極７ｂ、および中間電極８の１つ以上の層を含む。上側電極７ａおよび／または下側電極は、好ましくは平面、平板、またはメッシュ電極を含む。中間電極８は、好ましくは上側電極７ａと下側電極７ｂとの間に水平に配置される。中間電極８は、好ましくは１つ以上の平面、平板、またはメッシュ電極を含む。好ましくは、中間電極８の層は、使用時にイオンが走行する好ましくは概してまたは実質的に平面に当該層が位置するように、配置される。
【０１１０】
好適な実施形態によると、電極の各中間層は、好ましくは２つの長手方向電極を含む。２つの長手方向電極は、イオンガイド領域が好ましくは長手方向電極間に配置または形成されるように、好ましくは水平にまたは他の形態で互いから離れている。
【０１１１】
ある中間層における２つの長手方向電極には、好ましくはＡＣまたはＲＦ電圧９の同一の相が供給される。近接または垂直に隣接する中間層における長手方向電極には、好ましくはＡＣまたはＲＦ電圧９の反対の相が供給される。ＡＣまたはＲＦ電圧９を中間または長手方向電極８に印加することによって、好ましくはイオンが水平半径方向（またはｘ方向）に疑似ポテンシャル井戸内に閉じ込められる。好ましくは中間電極８に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧９は、好ましくは正弦波状の波形を有する。しかし、他の実施形態によると、ＡＣまたはＲＦ電圧は、非正弦波状の波形を有していてもよい。
【０１１２】
好適な実施形態によると、ＤＣ電圧および／またはＡＣもしくはＲＦ電圧は、イオンを垂直半径方向（またはｙ方向）に好適な装置６内に閉じ込めるために、好ましくは上側電極７ａおよび／または下側電極７ｂに印加される。
【０１１３】
軸方向（またはｚ方向）におけるイオン運動は、ＡＣまたはＲＦ電圧の中間電極８への印加、ならびにＤＣ電圧および／またはＡＣもしくはＲＦ電圧の上側および下側電極７ａおよび７ｂへの印加によって、好ましくは実質的に妨げられず影響を受けない。
【０１１４】
好適な装置６は、ＡＣまたはＲＦ電圧が中間電極に印加され、ＤＣ電圧および／またはＡＣもしくはＲＦ電圧が上側および下側電極７ａおよび７ｂに印加されるイオンガイドのみの動作モードで動作可能である。好適な装置６をイオンガイドのみの動作モードで動作させると、非対称電圧波形は上側電極７ａおよび下側電極７ｂのいずれにも印加されない。
【０１１５】
好適な装置６をイオンガイドのみの動作モードで動作させると、装置６はイオンガイドとして作用し、好ましくは、バックグラウンド中性ガスの存在下またはこのようなガスが存在しない状態で、イオンを移送する。好適な装置６は、拡散による損失を最小化しながら、常圧を下回る圧力においてイオンガイドのみの動作モードで有利に動作可能である。
【０１１６】
好適な実施形態によると、装置６は、好ましくは、装置６が微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータとして動作する動作モードで動作する。本実施形態によると、好ましくは、高電界強度におけるイオンの移動度とは異なる低電界強度におけるイオン移動度をイオンが有する結果として、装置６内でイオンが分離するように構成される。
【０１１７】
好適な実施形態によると、非対称電圧波形は、好ましくは上側電極７ａまたは下側電極７ｂのいずれかに印加される。一実施形態によると、非対称電圧波形は、好ましくは上側電極７ａに印加される。これによって、非対称電位差が、好ましくは上側電極７ａと下側電極７ｂとの間に維持される。
【０１１８】
好ましくは上側電極７ａに印加される非対称電圧波形は、好ましくは、図２に示す非対称電圧波形と実質的に同様である。すなわち、積Ｖｈｉｇｈ×Ｔｈｉｇｈと積Ｖｌｏｗ×Ｔｌｏｗとが等しくなるように構成される。しかし、他の実施形態によると、好ましくは上側電極７ａに印加される非対称電圧波形は、非矩形または曲線状の波形を有していてもよい。
【０１１９】
微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ６は、好ましくは常圧を下回るガス圧力に維持される。イオンは、好ましくは、好適な装置６に沿ってかつ当該装置を通過する際に、装置６内で垂直半径方向（またはｙ方向）に分離する。好適な装置６の特有の利点は、電界強度Ｅの中性ガス数密度Ｎに対する比較的高い比率を得るために維持することが要求される上側電極７ａと下側電極７ｂとの間の電位または電圧差が、圧力に比例して減少する点にある。従って、好適な装置６が比較的低い圧力で動作可能である一方、より高位のイオン移動度の効果が観察可能である。
【０１２０】
常圧において動作する公知の微分型イオン移動度分析器は、典型的には、高および低電界強度でイオンの移動度の差に従ってイオンを分離するために、１ｃｍあたり数十キロボルトまでの電界強度を必要とする。しかし、好適な実施形態によると、好適な装置６は、常圧を下回る圧力またはミリバールの圧力において動作可能である。その結果、好ましくは装置６に印加される非対称電圧波形は、１ｃｍあたり数十ボルトの範囲にある大幅に低い電界強度を有することができる。これらは比較的低い振幅の電圧波形であるにも関わらず、高および低電界下において、イオン移動度の差に従ってイオンを十分に分離可能である。
【０１２１】
好適な装置６の他の利点は、好ましくは上側電極７ａおよび／または下側電極７ｂおよび／または中間電極８に印加される電圧を急速に変化または変更できる点にある。その結果、好適な装置６は、効果的に即座に動作モードを変化させるように構成することができる。従って、好適な装置６は、ある動作モードでの動作から別の動作モードでの動作へと切り替え可能である。例えば、好適な装置６は、非対称電圧波形が上側電極７ａに印加される動作モードでの動作から、例えば、対称電圧波形が上側電極７ａおよび／または下側電極７ｂに印加される動作モードでの動作へと切り替えられることができる。
【０１２２】
ある動作モードにおいて、非対称ＡＣまたはＲＦ電圧波形を上側電極７ａに印加する代わりに、静的またはＤＣ電圧を上側電極７ａおよび／または下側電極７ｂに印加してもよい。この動作モードにおいて、装置６は、好ましくは、イオンが好ましくは電界強度の関数としてのイオン移動度の差に従って実質的に分離することなく前方移送されるように構成されるイオンガイドの動作で動作するように構成され得る。
【０１２３】
他の実施形態によると、非対称電圧波形は、付加的または代替的に長手方向電極または中間電極８に印加されてもよい。この特定の実施形態によると、非対称電圧波形は、装置６内の電界が、好ましくは、いずれの特定の時点においても上側電極７ａと下側電極７ｂとの間の距離の少なくとも一部または実質的に全てにわたり実質的に一定、均一、または均質に構成されるように、装置６の中間電極８に印加されるように構成されてもよい。これは、非対称電圧波形を上側電極７ａのみに印加することにより装置６に不均質な電界が提供される好適な実施形態とは対照的である。
【０１２４】
上記実施形態に従い、実質的に均質な非対称電界が好適な装置６内に維持される場合、好ましくは長手方向または中間電極８に印加される非対称電圧波形の振幅は、上側電極７ａと下側電極７ｂとの間またはこれに関係した特定の電極の相対位置に応じて調整してもよい。
【０１２５】
好適な微分型イオン移動度装置６を通る軸方向またはｚ方向のイオン運動は、好ましくはｙ方向である移動度分離の方向と、好ましくは直交する。好ましくは、イオンは、好ましくは好適な装置６を通過するように構成される中性ガスフロー１０に含有されることにより、好適な装置を通って移送される。
【０１２６】
電界強度の関数としての移動度の差に従ってイオンを分離するために、非対称電界または電圧波形を上側電極７ａに印加する効果を、ＳＩＭＩＯＮ（ＲＴＭ）ソフトウェアパッケージを用いてモデル化した。種々の異なる条件下でイオンの軌道をモデル化するのに用いられた微分型イオン移動度スペクトロメータまたはセパレータ６の特定の形状寸法を、図４に示す。微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ６は、上側電極７ａ、下側電極７ｂ、および電極８の４つの中間層を含むものとしてモデル化された。電極８の４つの中間層は、上側電極７ａと下側電極７ｂとの間に設けられた。電極の各中間層は、２つの長手方向電極を含んでいた。長手方向電極は、ｘ方向における電極幅よりも、軸方向またはｚ方向における寸法の方が長かった。
【０１２７】
上側電極７ａ、下側電極７ｂ、および全ての中間電極８は、０．５ｍｍ厚（ｙ方向）であるものとしてモデル化された。上側電極７ａ、下側電極７ｂ、および全ての中間電極８は、中心と中心との間隔が１．５ｍｍであるように構成されるものとしてモデル化された。上側電極７ａと下側電極７ｂとの間の面間の間隔ｙ１は、７．０ｍｍとなるように構成された。各中間層８における長手方向電極は、９．８ｍｍの距離ｘ１だけ離れるように構成された。
【０１２８】
式１で説明したイオンの移動度の電界強度に対する依存の効果を、ＳＩＭＩＯＮ（ＲＴＭ）モデルに書き込まれたユーザプログラムに組み込んだ。ロック（Ｌｏｃｋ）およびダイアー（Ｄｙｅｒ）の手法に続いて、剛体球（hard sphere）およびランジュバン衝突断面の両方をシミュレーションの各ステップで計算した。２つの衝突断面のうち大きい方を、衝突計算における相互作用断面として用いた。
【０１２９】
ランジュバン衝突断面（イオン誘起二重極相互作用に基づく）は、低電界強度において最大となるが、イオン速度の増加（すなわち電界の増加）に伴い、剛体球衝突断面から独立した速度を下回るようになるまで減少する。低電界（ランジュバン効果が支配的である）におけるイオンのドリフト速度は、電界Ｅに比例する。しかし、高電界強度において、ドリフト速度はＥ０．５（剛体球が支配的である）に比例し、正味ドリフト（net drift）は上側電極７ａまたは下側電極７ｂへ向かうようになる。
【０１３０】
図５は、質量電荷比５００を有するイオンが図４に示す装置６を通過するものとしてモデル化されたものの、装置６がイオンガイドのみの動作モードで動作するように構成されたシミュレーションの結果を示す。この動作モードによると、非対称電圧波形は上側電極７ａに印加されないため、イオンは、電界強度を用いてイオン移動度の差に従って分離するようには構成されなかった。
【０１３１】
行われた種々のシミュレーションにおいて、中間電極８は、周波数が１ＭＨｚかつ振幅が２００Ｖピーク−ピークのＲＦ電圧が供給されるものとしてモデル化された。イオンガイドのみの動作モードにおいて、上側電極７ａおよび下側電極７ｂは両方とも、０Ｖ ＤＣに維持されるものとしてモデル化された。
【０１３２】
さらに、好適な装置６は、シミュレーションガス圧力１ｍｂａｒのアルゴン（３５０ｍ／ｓの熱運動速度、１．６４Å３の分極率）を受けるものとしてモデル化された。イオン・ニュートラル剛体球相互作用断面は、２００Å２であるものとしてモデル化され、中性ガスバルクフロー速度は５０ｍ／ｓであると仮定された。
【０１３３】
イオンガイドのみの動作モードで動作する好適な装置６の軸方向長さに沿ったイオンの軌道１１を、図５に示す。図６は、同一のイオンの軌道を、好適な装置６の長さ方向に見る形態、すなわちｚ方向に見た形態で示す。図５および図６から分かるように、イオンは、好適な装置６の長さに沿ってかつ当該長さを通って効果的に搬送される。
【０１３４】
次に、非対称電圧波形を上側電極７ａに印加する効果をモデル化した。ＳＩＭＩＯＮ（ＲＴＭ）ユーザプログラムを用いて、１０×Ｖの高電界電圧が上側電極７に期間Ｔの間印加されるものとしてモデル化されるように、非対称電圧波形を上側電極７ａに印加する効果をモデル化した。次いで、−Ｖの低電界電圧は、上側電極７ａに期間１０×Ｔの間印加されるものとしてモデル化された。下側電極は、その間、０Ｖに維持されるものとしてモデル化された。
【０１３５】
図７は、パラメータＶが１Ｖという比較的低い値に設定され、パラメータＴが１μｓに設定されたシミュレーションの結果を示す。これによって、１０Ｖのみの高電界電圧が上側電極７ａに期間１μｓの間印加され、次いで、−１Ｖのみの低電界電圧が上側電極７ａに期間１０μｓの間印加されることとなった。その他のシミュレーションパラメータは、図５および図６を参照して上記に説明されたシミュレーションにおいて用いられたものと同一のままとした。
【０１３６】
図７に示されるように、比較的低い振幅の非対称波形を上側電極７ａに印加することにより、イオンの軌道１１に比較的小さいまたは小幅な程度の調節のみを生じさせる効果がもたらされた。イオンが上側電極７ａまたは下側電極７ｂのいずれにも特に強い逸脱を示さなかったことも明らかである。
【０１３７】
図８は、パラメータＶが７Ｖへと増加するように電圧を増加させたシミュレーションの結果を示す。パラメータＴは、１μｓのまま一定とした。これによって、７０Ｖの高電界電圧が上側電極７ａに期間１μｓの間印加され、−７Ｖの低電界電圧が上側電極７ａに期間１０μｓの間印加されることとなった。その他のシミュレーションパラメータは、図７を参照して上記に説明されたシミュレーションにおいて用いられたものと同一のままとした。
【０１３８】
図８から明らかなように、非対称波形の振幅が増加されると、上側電極７ａへ向かうイオンの著しいドリフトが観察された。これは、低電界強度条件（−７V）下で比較的大きいイオン移動度を有するイオンによってもたらされるものである。すなわち、イオンは、印加された非対称波形のより長い低電界部分の間に、より大幅に影響される。
【０１３９】
以下に記載するように、上側電極７ａまたは下側電極７ｂのいずれかへ向かうイオンの正味または結果ドリフト（resultant drift）は、例えば、補償ＤＣ電圧を下側電極７ｂに印加することによって補償可能である。
【０１４０】
図９は、図８を参照して上記に説明されたシミュレーションにおいて印加されたものと同一の非対称波形が好適な装置６の上側電極７ａに印加され、さらに−１．５Ｖの補償ＤＣ電圧が下側電極７ｂに印加されたシミュレーションの結果を示す。印加されたＤＣ補償電圧は、上側電極７ａへ向かうイオンの正味ドリフトを効果的に打ち消す効果を有することが分かる。従って、イオンが、好適な装置６に沿ってかつ当該装置を通って前方移送される様子が観察される。
【０１４１】
図１０は、下側電極７ｂに印加された補償ＤＣ電圧が−１．５Ｖから−２．０Ｖへと増加されたシミュレーションの結果を示す。図１０から明らかなように、印加されたＤＣ電圧は、上側電極７ａへ向かうイオンの正味ドリフトを過剰補正または過剰補償する効果を有する。実際、印加されたＤＣ電圧は、イオンを反対の下側電極７ｂへ向けてドリフトさせ、最終的には下側電極７ｂに衝突させる。
【０１４２】
図１１は、シミュレーションモデルにおいて用いられた剛体球相互作用断面が２００から３００Å２へと増加されたシミュレーションの結果を示す。図８〜図１０を参照して上記に説明されたシミュレーションと同様に、パラメータＶは７Ｖに維持され、パラメータＴは１μｓに維持された。非対称波形が上側電極７ａに印加され、下側電極７ｂは０Ｖ ＤＣに維持された。
【０１４３】
図１１を図８と比較すると分かるように、相互作用断面が大きいとイオンの高電界移動度が減少するため、より大きい断面を有するイオンはより小さい断面を有するイオンよりも早く上側電極７ａに衝突する。
【０１４４】
図１２は、図９を参照して上記に説明されたシミュレーションと実質的に同様に−１．５Ｖ ＤＣのＤＣ補償電圧が下側電極７ｂに印加された以外は、図１１を参照して説明され示されたシミュレーションと同一の条件下でのシミュレーションの結果を示す。しかし、図１２から明らかなように、−１．５ＶのＤＣ補償電圧は、上側電極７ａへ向かうイオンのドリフトを補償するのに不十分であり、従って、イオンが上側電極７ａに衝突するのを防ぐのに不十分であった。
【０１４５】
図１３は、下側電極７ｂに印加されたＤＣ補償電圧が−１．５Ｖから−２Ｖへと増加されたシミュレーションの結果を示す。図１３から明らかなように、ＤＣ補償電圧を−２Ｖへと増加することにより、上側電極７ａへ向かうイオンの正味ドリフトが十分に補償され、イオンは好適な装置６に沿ってかつ当該装置を通って通過し、前方移送される。
【０１４６】
本発明の一実施形態によると、イオン移動度スペクトルは、好ましくは下側電極７ｂに印加されるＤＣ補償電圧を掃引または漸進的に変動することによって得ることが可能である。また、特定の所望の移動度を有するイオンのみが好適な装置６によって前方移送されるように下側電極７ｂに印加されるＤＣ補償電圧を実質的に一定のままとしてもよい。
【０１４７】
好ましくは好適な装置６内かつ当該装置を流れるガスは、差動式ポンプを用いた真空化工程によりガスフローを流入させることによって提供されてもよい。また、好適な装置６内のガス圧力を適切なレベルまで上昇させるために、好適な装置６をハウジングまたは覆いで囲み、当該ハウジングまたは覆いにガスを供給してもよい。当該ハウジングまたは覆いは、質量分析計の別々の構成体を形成してもよく、真空ポンプ室に含まれるかまたは内包されてもよい。
【０１４８】
好適な装置６に入射するイオンは、好ましくはイオン源からもたらされ、好ましくはガスフローに同伴する。また、イオンは、真空内で生成されてもよく、かつ／または真空室から好適な装置６へ入射してもよい。
【０１４９】
好適な装置６を含む質量分析計は、好ましくは、エレクトロスプレー、大気圧化学イオン化、大気圧光イオン化、ＭＡＬＤＩ、誘導結合プラズマ、電子衝撃、または化学イオン化イオン源を含む。他の実施形態によると、他のイオン源が代わりに提供されてもよい。
【０１５０】
好適な装置６を出射したイオンは、イオン検出器によって直接検出されてもよい。また、好適な装置６を出射したイオンは、イオン検出器による検出の前に、さらに分析されてもよい。例えば、本発明の一実施形態によると、好適な装置６を出射したイオンに、質量分析、タンデム質量分析、またはさらなるイオン移動度スペクトロメトリー測定（あるいはこれらの種々の組み合わせ）を行うようにしてもよい。
【０１５１】
好ましくは上側および／または下側電極７ａ，７ｂに印加される非対称波形は、好ましくは矩形波形を有する。しかし、他の実施形態によると、非対称波形は、矩形以外の波形を有していてもよい。例えば、波形は曲線状であってもよい。
【０１５２】
好適な装置６を軸方向（すなわち、移動度分離と直交する方向）に通るイオンの搬送は、ガスフロー速度が保たれるという仮定して、図３〜図１３を参照して上記に示され説明された実施形態においてモデル化された。
【０１５３】
他の実施形態によると、イオンを好適な装置６の軸方向に沿って駆動、押し込み、推進、または駆り立てるために、ガスフローを用いて主としてイオンを軸方向に好適な装置６を通ってかつ当該装置に沿って継続的に移動させる代わりに、１つ以上の軸方向電界が付加的または代替的に用いられてもよい。ここで、そのような実施形態を、図１４を参照してより詳細に記載する。
【０１５４】
本実施形態によると、好適な装置６の上側電極および／または下側電極は、図１４に示すように上側電極が上側電極１２ａ〜１２ｅのアレイを含むように軸方向にセグメント化されてもよい。同様に、下側電極が、下側電極１３ａ〜１３ｅのアレイを含んでいてもよい。上側電極１２ａ〜１２ｅのアレイおよび下側電極１３ａ〜１３ｅのアレイにおける個々の電極は、好ましくは互いに電気的に絶縁されている。図１４に示す装置６は、上側電極１２ａ〜１２ｅのアレイ、長手方向電極の４つの中間層８、および下側電極１３ａ〜１３ｅのアレイを含む。
【０１５５】
一実施形態によると、一定の直線的または非直線的電圧勾配が、好ましくは好適な装置６の軸方向長さの少なくとも一部に沿って提供または当該部位に沿って維持されてもよい。
【０１５６】
他の実施形態によると、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位または１つ以上のＤＣ電圧もしくは電位波形を第１のアレイ電極１２ａ〜１２ｅおよび／または第２のアレイの電極１３ａ〜１３ｅに印加することによって、好適な装置６の軸方向長さの少なくとも一部に沿って、イオンが軸方向に駆動、推進、または駆り立てられてもよい。１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位または１つ以上のＤＣ電圧もしくは電位波形は、好ましくは上側電極１２ａ〜１２ｅのアレイおよび／または下側電極１３ａ〜１３ｅのアレイに漸進的に印加される。１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位を上側電極１２ａ〜１２ｅのアレイおよび／または下側電極１３ａ〜１３ｅのアレイに印加することによって、好ましくは電界が生成され、イオンは、好ましくは、当該電界を進むか、または当該電界によって好適な装置６の長さに沿って推進もしくは駆り立てられる。
【０１５７】
図１５は、７つの上側電極１２ａ〜１２ｇのアレイ、電極の４つの中間層８、および７つの下側電極１３ａ〜１３ｇのアレイを含む他の実施形態を示す。過渡ＤＣ電圧または電位は、まず第１の時間において第１の上側および下側電極対１２ａおよび１３ａに印加されることが示される。後続の第２の時間において、過渡ＤＣ電圧は、第１の上側および下側電極１２ａおよび１３ａの下流に位置する第２の上側および下側電極対１２ｂおよび１３ｂに印加される。続いて、過渡ＤＣ電圧は、後続の電極対、例えば、第３の上側および下側電極対１２ｃおよび１３ｃ、次いで第４の上側および下側電極対１２ｄおよび１３ｄ、次いで第５の上側および下側電極対１２ｅおよび１３ｅ、次いで第６の上側および下側電極対１２ｆおよび１３ｆに漸進的に印加され、最後に第７の上側および下側電極対１２ｇおよび１３ｇに印加される。
【０１５８】
１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を上側電極１２ａ〜１２ｇのアレイおよび下側電極１３ａ〜１３ｇのアレイに印加することによって、好ましくは一連の軸方向ポテンシャル井戸が好適な装置６内に形成または生成されることとなる。次いで、軸方向ポテンシャル井戸は、好ましくは好適な装置６の軸方向長さに沿って平行移動または移動する。１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を印加することによって、好ましくは、好適な装置内、ひいては直交印加される非対称電界の効果を受ける領域内のイオンの滞留時間を注意深く制御することが可能となる。これは、本好適な実施形態の特に有利な特徴であり、イオン移動度分離の程度を注意深く制御することを可能にする。
【０１５９】
本発明の一実施形態によると、１つ以上の軸方向ポテンシャル井戸が、好ましくは好適な装置６の長さに沿って平行移動する速度は変更可能であり、一時的に停止することさえ可能である。
【０１６０】
好適な装置６内のイオン搬送容量は、好ましくは実質的に長方形の断面を有する。しかし、イオン搬送容量が実質的に非長方形の断面形状を有していてもよい本発明の他の実施形態も考えられる。例えば、イオン搬送容量の断面形状が、好適な装置６の軸方向長さに沿って変動するようにしてもよい。
【０１６１】
好適な実施形態によると、好適な装置６内のイオン閉じ込め容量は、好ましくは直線状である。しかし、他の実施形態によると、好適な装置６は、非直線状または螺旋状のイオンガイド経路または領域を有していてもよい。非直線状または螺旋状のイオンガイド経路または領域は、ある軸方向全長を有する好適な装置６に対して、搬送容量の全長を増加させるため、そして、例えばイオンの微分分離を向上させるために設けられてもよい。
【０１６２】
本発明を好適な実施形態を参照して記載したが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、上記した個々の実施形態を形態および詳細において種々に変更し得ることが当業者に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１Ａ】図１Ａは、イオンの移動度が電界強度から実質的に独立しており、図２に示す非対称電圧波形が上側電極に印加される場合の、公知の微分型イオン移動度セパレータを通るイオンの軌道を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、印加される電界の強度に対してイオンの移動度が依存しており、図２に示す非対称電圧波形が上側電極に印加される場合の、公知の微分型イオン移動度セパレータを通るイオンの軌道を示す。
【図２】図２は、積Ｖｈｉｇｈ×Ｔｈｉｇｈと積Ｖｌｏｗ×Ｔｌｏｗとが実質的に等しくなるように構成される非対称電圧波形の形態を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態にかかる微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータを示す。
【図４】図４は、当該好適な装置を通過するイオンの軌道に対する種々の電界条件の効果をモデル化するのに用いられた微分型イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータの形状寸法を示す。
【図５】図５は、当該好適な装置がイオンガイドのみの動作モードで動作した際の、装置の長さに沿ったイオンの軌道の図を示す。
【図６】図６は、当該好適な装置がイオンガイドのみの動作モードで動作した際の、装置を通るイオンの軌道の正面図を示す。
【図７】図７は、比較的低い振幅の非対称電圧波形が当該好適な装置の上側電極に印加された際に、イオンの軌道がただ緩やかに調節される様子を示す。
【図８】図８は、高電圧の非対称電圧波形が当該好適な装置の上側電極に印加された際に、当該好適な装置を通過するイオンの軌道が強く調節される様子を示す。
【図９】図９は、上側電極へ向かうイオンの微分移動度誘起ドリフトを補償するために、ＤＣ補償電圧を当該好適な装置の下側電極に印加することによる、イオンの軌道への効果を示す。
【図１０】図１０は、ＤＣ補償電圧が下側電極に印加される場合のイオンの軌道への効果であり、上側電極へ向かうイオンの微分移動度誘起ドリフトを過剰補償する効果を示す。
【図１１】図１１は、図８を参照して説明された実施形態に関して説明されたものと同一の電界条件を受けるが、より大きい断面積を有するものとしてモデル化されたイオンの軌道を示す。
【図１２】図１２は、図９を参照して説明された実施形態において印加されたＤＣ補償電圧と同一の大きさのＤＣ補償電圧が下側電極に印加された場合に、上側電極に向かうイオンの軌道が十分に補償されないことを示す。
【図１３】図１３は、図１０を参照して説明された実施形態において印加されたのと同一の大きさのＤＣ補償電圧を下側電極に印加することによって、イオンの軌道がどのように変更または補償され得るかを示す。
【図１４】図１４は、複数の軸方向にセグメント化された上側および下側電極が提供される好適な実施形態にかかる装置であって、イオンが当該好適な装置に沿ってかつ当該装置を通って駆り立てられるように、電圧勾配または経時変動する電圧プロファイルを装置の軸方向長さに沿って維持可能にする装置を示す。
【図１５】図１５は、イオンを当該好適な装置に沿ってかつ当該装置を通って駆り立てるために、軸方向にセグメント化された上側および下側電極に漸進的に印加される過渡ＤＣ電圧または電位を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月15日(2007.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の第１の電極と、
１つ以上の第２の電極と、
使用時にイオンが走行する概してまたは実質的に平面に配置され、前記１つ以上の第１の電極と前記１つ以上の第２の電極との間に配置される１つ以上の層の中間電極であって、当該中間電極の各層は２つ以上の長手方向電極を含む中間電極と、
前記１つ以上の第１の電極、および／または前記１つ以上の層の中間電極、および／または前記１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加するように配置および適合される第１の電圧手段とを含む装置。
【請求項２】
前記装置は、（ｉ）高電界非対称波形イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ、（ｉｉ）イオン移動度セパレータまたはスペクトロメータ、（ｉｉｉ）気相電気泳動装置、（ｉｖ）微分型イオン移動度セパレータ、スペクトロメータ、または装置、（ｖ）電界非対称性イオン移動度スペクトロメトリー（「ＦＡＩＭＳ」）装置、（ｖｉ）気相イオンセパレータまたはスペクトロメータ、（ｖｉｉ）イオンを移動度に従って分離する装置、および（ｖｉｉｉ）電界強度を用いてイオン移動度の差または変化に従ってイオンを分離する装置からなる群から選択される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記非対称電圧波形は、第１のピーク振幅を有する少なくとも第１の電圧成分Ｖｈｉｇｈと第２のピーク振幅を有する少なくとも第２の電圧成分Ｖｌｏｗを含み、前記第１のピーク振幅は、前記第２のピーク振幅とは実質的に異なる請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の電圧成分は、第１の期間Ｔｈｉｇｈの間印加されるかまたは存在し、前記第２の電圧成分は、第２の期間Ｔｌｏｗの間印加されるかまたは存在する請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記１つ以上の第１の電極、および／または前記１つ以上の層の中間電極、および／または前記１つ以上の第２の電極にＤＣ補償電圧を印加するように配置および適合される第２の電圧手段をさらに含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記１つ以上の第１の電極は、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または２０より多い電極を有する第１のアレイの電極を含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
少なくともいくつかのイオンを前記装置の軸方向長さの少なくとも一部を通っておよび／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の電圧もしくは電位または１つ以上の電圧もしくは電位波形を、前記第１のアレイの電極に印加するように配置および適合されるさらなる電圧手段をさらに含む請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記１つ以上の第２の電極は、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または２０より多い電極を有する第２のアレイの第２の電極を含む先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
少なくともいくつかのイオンを前記装置の軸方向長さの少なくとも一部を通っておよび／または当該部分に沿って駆り立て、推進、押し込み、または加速するために、１つ以上の電圧もしくは電位または１つ以上の電圧もしくは電位波形を、前記第２のアレイの電極に印加するように配置および適合されるさらなる電圧手段をさらに含む請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記長手方向電極の少なくともいくつかまたは全ては、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｍ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｍ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｍ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｍ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｍ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｍ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｍ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｍ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｍ、および（ｘｘｉ）＞２０ｍｍからなる群から選択される間隔だけ、前記装置の幅方向に中心と中心とが離れている先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
１つの層の前記２つ以上の長手方向電極は、実質的に同一平面上にある先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
１つの層の前記２つ以上の長手方向電極には、使用時に、二相または多相のＡＣまたはＲＦ電圧または信号の実質的に同一の相が供給される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
隣接または近接層の前記長手方向電極には、使用時に、二相または多相のＡＣまたはＲＦ電圧または信号の実質的に反対または異なる相が供給される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、互いに実質的に平行に配置される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は、使用時に、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＜１ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１０ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１００ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）＜１０００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記装置は、実質的に連続したイオンビームをパルス状または不連続のイオンビームへと変換するように配置および適合される先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
先行する請求項のいずれかに記載の１つ以上の装置を含む質量分析計。
【請求項１８】
１つ以上の第１の電極と、１つ以上の第２の電極と、イオンが走行する概してまたは実質的に平面に配置され前記１つ以上の第１の電極と前記１つ以上の第２の電極との間に配置される１つ以上の層の中間電極であって、当該中間電極の各層は２つ以上の長手方向電極を含む中間電極とを含む装置を準備する工程と、
前記１つ以上の第１の電極、および／または前記１つ以上の層の中間電極、および／または前記１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加する工程とを含むイオン分離方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法を含む質量分析方法。
【請求項２０】
１つ以上の第１の電極と、
１つ以上の第２の電極と、
前記１つ以上の第１の電極および／または前記１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加するように配置および適合される第１の電圧手段とを含み、
使用時に、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）１〜１０ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）１０〜１００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持されるように配置および適合される装置。
【請求項２１】
１つ以上の第１の電極と１つ以上の第２の電極とを含む装置を準備する工程と、
前記１つ以上の第１の電極および／または前記１つ以上の第２の電極に非対称電圧波形を印加する工程と、
前記装置を、（ｉ）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）１〜１０ｍｂａｒ、および（ｖｉｉｉ）１０〜１００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持する工程とを含むイオン分離方法。
【国際調査報告】
2008530748.tif 000020
2008530748.tif 000021
2008530748.tif 000022