(57)【要約】  イオンガイドを備えた質量分析計を開示する。前記イオンガイドは、壁を有する中空で管状の導体（１）を備えている。前記管状の導体（１）の壁に、１以上の電極が設けられている。出口開口（３）が、１以上の電極（２）の下流で、前記管状の導体（１）の壁に設けられている。前記１以上の電極（２）にＡＣまたはＲＦ電圧を印加し、前記管状の導体（１）の壁と１以上の電極（２）との間に、ＤＣ電位差を保持する。ＤＣ電圧勾配と、電極（２）に印加するＡＣまたはＲＦ電圧との組み合わせにより、イオンは、好ましくは前記１以上の電極（２）に近接した領域に径方向に閉じ込められる。前記管状の導体（１）の内側と管状の導体（１）の外側との間に圧力勾配を保持することにより、かつ／または出口開口（３）を通してイオンを抽出する働きをするＤＣ電場を保持することにより、出口開口（３）を通してイオンガイドからイオンを抽出することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンガイドであって、
壁を有する中空、管状、または網状の装置と、
前記壁の一部分内、前記壁の一部分に沿って、前記壁の一部分上に、または前記壁の一部分に実質的に隣接して配置された１以上の電極を備えているイオンガイド。
【請求項２】
前記中空、管状、または網状の装置が、実質的に円形の断面または断面プロファイルを有する、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項３】
前記中空、管状、または網状の装置が、実質的に楕円形、長方形、正方形、多角形、曲線状、規則的な形状、もしくは不規則な形状の断面または断面プロファイルを有する、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項４】
前記中空、管状、または網状の装置が、（i）≦１．０ｍｍ、（ii）≦２．０ｍｍ、（iii）≦３．０ｍｍ、（iv）≦４．０ｍｍ、（v）≦５．０ｍｍ、（vi）≦６．０ｍｍ、（vii）≦７．０ｍｍ、（viii）≦８．０ｍｍ、（ix）≦９．０ｍｍ、（x）≦１０．０ｍｍ、および（xi）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する、請求項１、２または３に記載のイオンガイド。
【請求項５】
前記中空、管状、または網状の装置が、前記中空、管状、または網状の装置の中心または中間に配設されるか、あるいは前記中心または中間に沿って配設される中心軸を有し、前記１以上の電極が、前記中心軸の一方の側から、または一方の側へとずらして配置または配設されている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項６】
前記１以上の電極が、前記中心軸と実質的に平行である１以上の軸に沿って配置されている、請求項５に記載のイオンガイド。
【請求項７】
前記１以上の電極の一部または全部が、（i）＜１ｍｍ、（ii）１〜５ｍｍ、（iii）５〜１０ｍｍ、（iv）１０〜１５ｍｍ、（v）１５〜２０ｍｍ、（vi）２０〜２５ｍｍ、（vii）２５〜３０ｍｍ、（viii）３０〜３５ｍｍ、（ix）３５〜４０ｍｍ、（x）４０〜４５ｍｍ、（xi）４５〜５０ｍｍ、および（xii）＞５０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さおよび／または幅および／または高さを有する、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項８】
前記１以上の電極の一部または全部が、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．０５、（iii）０．０５〜０．１ｍｍ、（iv）０．１〜０．２ｍｍ、（v）０．２〜０．３ｍｍ、（vi）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）０．９〜１ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、（xvi）５〜１０ｍｍ、（xvii）１０〜１５ｍｍ、（xviii）１５〜２０ｍｍ、（xix）２０〜２５ｍｍ、（xx）２５〜３０ｍｍ、（xxi）３０〜３５ｍｍ、（xxii）３５〜４０ｍｍ、（xxiii）４０〜４５ｍｍ、（xxiv）４５〜５０ｍｍ、および（xxv）＞５０ｍｍからなる群から選択される断面直径または寸法を有する、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項９】
前記１以上の電極の一部または全部が、中心間が互いにｘｍｍ離間しており、ｘが、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．０５、（iii）０．０５〜０．１ｍｍ、（iv）０．１〜０．２ｍｍ、（v）０．２〜０．３ｍｍ、（vi）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）０．９〜１ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、（xvi）５〜１０ｍｍ、（xvii）１０〜１５ｍｍ、（xviii）１５〜２０ｍｍ、（xix）２０〜２５ｍｍ、（xx）２５〜３０ｍｍ、（xxi）３０〜３５ｍｍ、（xxii）３５〜４０ｍｍ、（xxiii）４０〜４５ｍｍ、（xxiv）４５〜５０ｍｍ、および（xxv）＞５０ｍｍからなる群から選択される、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１０】
前記１以上の電極が、実質的に円形、楕円形、長方形、正方形、多角形、曲線状、規則的な形状、または不規則な形状の断面または断面プロファイルを有する、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１１】
前記１以上の電極が、１以上のロッド、ワイヤー、網状、管状、リング、平面状、または立方形状電極を含む、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１２】
前記１以上の電極の少なくとも一部または全部にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させたＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１３】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段を、前記１以上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％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させた、請求項１２に記載のイオンガイド。
【請求項１４】
少なくとも一部のイオンが前記１以上の電極にぶつかる、衝突する、または近付くことを妨げる、または実質的に防止するため、前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段を、前記１以上の電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させた、請求項１２または１３に記載のイオンガイド。
【請求項１５】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段を、前記１以上の電極に、（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振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように配置および適合させた、請求項１２、１３または１４に記載のイオンガイド。
【請求項１６】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段を、前記１以上の電極に、（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ＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように配置および適合させた、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１７】
前記１以上の電極のうち直接隣接した電極には、互いに逆の位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧を供給する、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１８】
前記１以上の電極が、交互配置された二組の電極を備えており、第１の組の電極は、第１の位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧に接続されており、第２の組の電極は、第２の異なる位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧に接続されている、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１９】
前記中空、管状、または網状の装置の壁の少なくとも一部分と前記１以上の電極の一部または全部との間にＤＣ電位差を保持するように配置および適合させた手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２０】
前記ＤＣ電位差が、（i）＜１Ｖ、（ii）１〜５Ｖ、（iii）５〜１０Ｖ、（iv）１０〜１５Ｖ、（v）１５〜２０Ｖ、（vi）２０〜２５Ｖ、（vii）２５〜３０Ｖ、（viii）３０〜３５Ｖ、（ix）３５〜４０Ｖ、（x）４０〜４５Ｖ、（xi）４５〜５０Ｖ、および（xii）＞５０Ｖからなる群から選択される、請求項１９に記載のイオンガイド。
【請求項２１】
前記１以上の電極が、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、または２０個を超える電極を含む、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２２】
前記１以上の電極のうちの少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、または２０個を超える電極が、前記中空、管状、または網状の装置に設けられた１以上の開口をループ状に囲むか、または少なくとも部分的にループ状に囲むように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２３】
前記電極のうちの少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、または２０個を超える電極が、前記中空、管状、または網状の装置に設けられた１以上の開口またはその上流で終端するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２４】
前記１以上の電極が、軸方向にセグメント化されている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２５】
前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を前記１以上の電極の一部または全部に印加する手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２６】
前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、前記１以上の電極の一部または全部に２以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を印加する手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２７】
前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を保持するＤＣ電圧手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２８】
前記１以上の電極の少なくとも一部が、プリント回路基板内またはプリント回路基板上に設置、蒸着、または取り付けされている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項２９】
前記１以上の電極の少なくとも一部が、プラスチック製、セラミック製、積層型、絶縁性、もしくは半導電性の基板内またはこれら基板上に設置、蒸着、または取り付けられている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項３０】
前記１以上の電極が、（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配線基板、（ii）非導電性基板上に付けるか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製もしくは金属製電極、（iv）スクリーン印刷、写真製版、エッチング、もしくは切削（milled）されたプリント回路基板、（v）フェノール樹脂を含浸させ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させたファイバーグラス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備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項３１】
前記壁の一部分に設けられた、または配置された１以上の開口をさらに備え、操作モードにおいて、イオンが前記１以上の開口を通り前記イオンガイドから流出するようになっている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項３２】
前記１以上の開口が、（i）≦１．０ｍｍ、（ii）≦２．０ｍｍ、（iii）≦３．０ｍｍ、（iv）≦４．０ｍｍ、（v）≦５．０ｍｍ、（vi）≦６．０ｍｍ、（vii）≦７．０ｍｍ、（viii）≦８．０ｍｍ、（ix）≦９．０ｍｍ、（x）≦１０．０ｍｍ、および（xi）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する、請求項３１に記載のイオンガイド。
【請求項３３】
前記中空、管状、または網状の装置内に存在するイオンのうち、少なくとも一部、または少なくとも０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％が、前記１以上の開口を通して前記中空、管状、または網状の装置内から流出するか、または抽出されるようになっている、請求項３１または３２に記載のイオンガイド。
【請求項３４】
前記中空、管状、または網状の装置内に存在する、気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも一部、または前記気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、前記１以上の開口を通って前記中空、管状、または網状の装置内から流出または抽出されることなく、前記中空、管状、または網状の装置に沿って移動し続けるようになっている、請求項３１、３２または３３に記載のイオンガイド。
【請求項３５】
前記１以上の開口に隣接するか、またはその後方に位置するように配置された抽出レンズまたは電極配列をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項３６】
前記抽出レンズまたは電極配列を、前記壁の一部分に設けられている、または配置されている１以上の開口を通して少なくとも一部のイオンを引き寄せる、または引き付けるように配置および適合させた、請求項３５に記載のイオンガイド。
【請求項３７】
前記１以上の電極および／または前記中空、管状、もしくは網状の装置の壁と前記抽出レンズまたは電極配列との間に、電位または電圧差を保持するように配置および適合させた手段をさらに備えている、請求項３５または３６に記載のイオンガイド。
【請求項３８】
前記手段を、前記１以上の電極および／または前記中空、管状、もしくは網状の装置の壁と前記抽出レンズまたは電極配列との間に、（i）＜−５０Ｖ、（ii）−５０〜−４５Ｖ、（iii）−４５〜−４０Ｖ、（iv）−４０Ｖ〜−３５Ｖ、（v）−３５Ｖ〜−３０Ｖ、（vi）−３０〜−２５Ｖ、（vii）−２５Ｖ〜−２０Ｖ、（viii）−２０Ｖ〜−１５Ｖ、（ix）−１５Ｖ〜−１０Ｖ、（x）−１０Ｖ〜−５Ｖ、（xi）−５Ｖ〜０Ｖ、および（xii）＞０Ｖからなる群から選択される電位または電圧差を保持するように配置および適合させた、請求項３７に記載のイオンガイド。
【請求項３９】
前記手段を、前記１以上の電極および／または前記中空、管状、もしくは網状の装置の壁と前記抽出レンズまたは電極配列との間に、（i）＞５０Ｖ、（ii）５０〜４５Ｖ、（iii）４５〜４０Ｖ、（iv）４０Ｖ〜３５Ｖ、（v）３５Ｖ〜３０Ｖ、（vi）３０〜２５Ｖ、（vii）２５Ｖ〜２０Ｖ、（viii）２０Ｖ〜１５Ｖ、（ix）１５Ｖ〜１０Ｖ、（x）１０Ｖ〜５Ｖ、（xi）５Ｖ〜０Ｖ、および（xii）＜０Ｖからなる群から選択される電位または電圧差を保持するように配置および適合させた、請求項３７に記載のイオンガイド。
【請求項４０】
前記イオンガイドが、（i）＜１ｍｍ、（ii）１〜５ｍｍ、（iii）５〜１０ｍｍ、（iv）１０〜１５ｍｍ、（v）１５〜２０ｍｍ、（vi）２０〜２５ｍｍ、（vii）２５〜３０ｍｍ、（viii）３０〜３５ｍｍ、（ix）３５〜４０ｍｍ、（x）４０〜４５ｍｍ、（xi）４５〜５０ｍｍ、（xii）５０〜６０ｍｍ、（xiii）６０〜７０ｍｍ、（xiv）７０〜８０ｍｍ、（xv）８０〜９０ｍｍ、（xvi）９０〜１００ｍｍ、（xvii）１００〜１１０ｍｍ、（xviii）１１０〜１２０ｍｍ、（xix）１２０〜１３０ｍｍ、（xx）１３０〜１４０ｍｍ、（xxi）１４０〜１５０ｍｍ、（xxii）１５０〜１６０ｍｍ、（xxiii）１６０〜１７０ｍｍ、（xxiv）１７０〜１８０ｍｍ、（xxv）１８０〜１９０ｍｍ、（xxvi）１９０〜２００ｍｍ、および（xxvii）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有する、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項４１】
前記イオンガイドが、実質的にまっすぐ、または直線状である、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項４２】
前記イオンガイドが、実質的に曲線状または非直線状である、請求項１〜４０のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項４３】
前記イオンガイドの少なくとも一部分を、（i）＞０．００１ｍｂａｒ、（ii）＞０．０１ｍｂａｒ、（iii）＞０．１ｍｂａｒ、（iv）＞１ｍｂａｒ、（v）＞１０ｍｂａｒ、（vi）＞１００ｍｂａｒ、（vii）０．００１〜１００ｍｂａｒ、（viii）０．０１〜１０ｍｂａｒ、および（ix）０．１〜１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持するように配置および適合させた手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項４４】
前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイドを１以上備えた質量分析計。
【請求項４５】
衝突、フラグメント化、または反応装置をさらに備えている、請求項４４に記載の質量分析計。
【請求項４６】
前記衝突、フラグメント化、または反応装置が、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメント化するように構成されている、請求項４５に記載の質量分析計。
【請求項４７】
前記衝突、フラグメント化、または反応装置が、（i）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメント化装置、（ii）電子移動解離フラグメント化装置、（iii）電子捕獲解離フラグメント化装置、（iv）電子衝突または衝撃解離フラグメント化装置、（v）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメント化装置、（vi）レーザー誘起解離フラグメント化装置、（vii）赤外線誘起解離装置、（viii）紫外線誘起解離装置、（ix）ノズル−スキマー・インターフェースフラグメント化装置、（x）インソースフラグメント化装置、（xi）イオン源衝突誘起解離フラグメント化装置、（xii）熱または温度源フラグメント化装置、（xiii）電場誘起フラグメント化装置、（xiv）磁場誘起フラグメント化装置、（xv）酵素消化または酵素分解フラグメント化装置、（xvi）イオン−イオン反応フラグメント化装置、（xvii）イオン−分子反応フラグメント化装置、（xviii）イオン−原子反応フラグメント化装置、（xix）イオン−準安定イオン反応フラグメント化装置、（xx）イオン−準安定分子反応フラグメント化装置、（xxi）イオン−準安定原子反応フラグメント化装置、（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−準安定イオン反応装置、（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−準安定分子反応装置、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−準安定原子反応装置からなる群から選択される、請求項４５に記載の質量分析計。
【請求項４８】
前記イオンガイドの上流および／または下流に配置されたイオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータをさらに備えている、請求項４４〜４７のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項４９】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータが、気相電気泳動装置を備えている、請求項４８に記載の質量分析計。
【請求項５０】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータが、
（i）ドリフト管、
（ii）多重極ロッドセットもしくはセグメント化多重極ロッドセット、
（iii）イオントンネルもしくはイオン漏斗、または
（iv）積層もしくは配列された平面状、板状、もしくは網状の電極を備えている、請求項４８または４９に記載の質量分析計。
【請求項５１】
前記ドリフト管が、１以上の電極と、前記ドリフト管の軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って軸方向ＤＣ電圧勾配または実質的に一定もしくは直線状の軸方向ＤＣ電圧勾配を保持する手段とを備えている、請求項５０に記載の質量分析計。
【請求項５２】
前記多重極ロッドセットが、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、または８本を超えるロッドを備えたロッドセットを含む、請求項５１に記載の質量分析計。
【請求項５３】
前記イオントンネルまたはイオン漏斗が、使用時にイオンが通過して搬送される開口を有する複数の電極または少なくとも２個、５個、１０個、２０個、３０個、４０個、５０個、６０個、７０個、８０個、９０個、または１００個の電極を備えており、前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、大きさもしくは面積が実質的に同一であるか、または大きさもしくは面積が次第に大きくおよび／もしくは小さくなる開口を有する、請求項５０に記載の質量分析計。
【請求項５４】
前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、（i）≦１．０ｍｍ、（ii）≦２．０ｍｍ、（iii）≦３．０ｍｍ、（iv）≦４．０ｍｍ、（v）≦５．０ｍｍ、（vi）≦６．０ｍｍ、（vii）≦７．０ｍｍ、（viii）≦８．０ｍｍ、（ix）≦９．０ｍｍ、（x）≦１０．０ｍｍ、および（xi）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する、請求項５３に記載の質量分析計。
【請求項５５】
前記積層または配列された平面状、板状、または網状の電極が、使用時にイオンが移動する面に通常配置された、複数または少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個もしくは２０個の平面状、板状、もしくは網状の電極を含む、請求項５０に記載の質量分析計。
【請求項５６】
前記平面状、板状、または網状の電極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％に、ＡＣまたはＲＦ電圧が供給され、隣接した平面状、板状、または網状の電極には、互いに逆の位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧が供給される、請求項５５に記載の質量分析計。
【請求項５７】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータが、複数の軸方向セグメントまたは少なくとも５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、３５個、４０個、４５個、５０個、５５個、６０個、６５個、７０個、７５個、８０個、８５個、９０個、９５個、もしくは１００個の軸方向セグメントを備えている、請求項４８〜５６のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項５８】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部分または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％に沿って、少なくとも一部のイオンを進めるために、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部分または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を保持するためのＤＣ電圧手段をさらに備えている、請求項４８〜５７のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項５９】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータを形成する電極に１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を印加するように配置および適合させた過渡ＤＣ電圧手段をさらに備えている、請求項４８〜５８のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項６０】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータを形成する電極に２以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させたＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに備えている、請求項４８〜５９のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項６１】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータが、（i）＜２０ｍｍ、（ii）２０〜４０ｍｍ、（iii）４０〜６０ｍｍ、（iv）６０〜８０ｍｍ、（v）８０〜１００ｍｍ、（vi）１００〜１２０ｍｍ、（vii）１２０〜１４０ｍｍ、（viii）１４０〜１６０ｍｍ、（ix）１６０〜１８０ｍｍ、（x）１８０〜２００ｍｍ、（xi）２００〜２２０ｍｍ、（xii）２２０〜２４０ｍｍ、（xiii）２４０〜２６０ｍｍ、（xiv）２６０〜２８０ｍｍ、（xv）２８０〜３００ｍｍ、および（xvi）＞３００ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する、請求項４８〜６０のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項６２】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータが、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータ内でイオンを径方向に閉じ込めるために、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの前記複数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％に対し、ＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させたＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに備えている、請求項４８〜６１のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項６３】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段を、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの前記複数の電極に対し、（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振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように配置および適合させた、請求項６２に記載の質量分析計。
【請求項６４】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段を、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの前記複数の電極に対し、（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ＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように配置および適合させた、請求項６２または６３に記載の質量分析計。
【請求項６５】
質量電荷比が１〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜６００、６００〜７００、７００〜８００、８００〜９００、または９００〜１０００の範囲内にある一価イオンは、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータを通過するドリフトまたは通過時間が、（i）０〜１ｍｓ、（ii）１〜２ｍｓ、（iii）２〜３ｍｓ、（iv）３〜４ｍｓ、（v）４〜５ｍｓ、（vi）５〜６ｍｓ、（vii）６〜７ｍｓ、（viii）７〜８ｍｓ、（ix）８〜９ｍｓ、（x）９〜１０ｍｓ、（xi）１０〜１１ｍｓ、（xii）１１〜１２ｍｓ、（xiii）１２〜１３ｍｓ、（xiv）１３〜１４ｍｓ、（xv）１４〜１５ｍｓ、（xvi）１５〜１６ｍｓ、（xvii）１６〜１７ｍｓ、（xviii）１７〜１８ｍｓ、（xix）１８〜１９ｍｓ、（xx）１９〜２０ｍｓ、（xxi）２０〜２１ｍｓ、（xxii）２１〜２２ｍｓ、（xxiii）２２〜２３ｍｓ、（xxiv）２３〜２４ｍｓ、（xxv）２４〜２５ｍｓ、（xxvi）２５〜２６ｍｓ、（xxvii）２６〜２７ｍｓ、（xxviii）２７〜２８ｍｓ、（xxix）２８〜２９ｍｓ、（xxx）２９〜３０ｍｓ、（xxxi）３０〜３５ｍｓ、（xxxii）３５〜４０ｍｓ、（xxxiii）４０〜４５ｍｓ、（xxxiv）４５〜５０ｍｓ、（xxxv）５０〜５５ｍｓ、（xxxvi）５５〜６０ｍｓ、（xxxvii）６０〜６５ｍｓ、（xxxviii）６５〜７０ｍｓ、（xxxix）７０〜７５ｍｓ、（xl）７５〜８０ｍｓ、（xli）８０〜８５ｍｓ、（xlii）８５〜９０ｍｓ、（xliii）９０〜９５ｍｓ、（xliv）９５〜１００ｍｓ、および（xlv）＞１００ｍｓの範囲内である、請求項４８〜６４のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項６６】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの少なくとも一部分を、（i）＞０．００１ｍｂａｒ、（ii）＞０．０１ｍｂａｒ、（iii）＞０．１ｍｂａｒ、（iv）＞１ｍｂａｒ、（v）＞１０ｍｂａｒ、（vi）＞１００ｍｂａｒ、（vii）０．００１〜１００ｍｂａｒ、（viii）０．０１〜１０ｍｂａｒ、および（ix）０．１〜１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持するように配置および適合させた手段をさらに備えている、請求項４８〜６５のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項６７】
イオン源をさらに備えている、請求項４４〜６６のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項６８】
前記イオン源が、（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）シリコン基板上脱離イオン化（「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）サーモスプレーイオン源からなる群から選択される、請求項６７に記載の質量分析計。
【請求項６９】
前記イオン源が、パルスまたは連続イオン源を含む、請求項６７または６８に記載の質量分析計。
【請求項７０】
質量分析器をさらに備えている、請求項４４〜６９のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項７１】
前記質量分析器が、（i）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ii）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（iii）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（iv）直交加速式飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（v）軸方向加速式飛行時間質量分析器、（vi）磁場型質量分析計、（vii）ポールまたは三次元四重極質量分析器、（viii）二次元または線形四重極質量分析器、（ix）ペニングトラップ質量分析器、（x）イオントラップ質量分析器、（xi）フーリエ変換オービトラップ（orbitrap）、（xii）静電フーリエ変換質量分析計、および（xiii）四重極質量分析器からなる群から選択される、請求項７０に記載の質量分析計。
【請求項７２】
１以上の質量または質量電荷比フィルターおよび／または分析器をさらに備えている、請求項４４〜７１のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項７３】
前記１以上の質量または質量電荷比フィルターおよび／または分析器が、（i）四重極質量フィルターまたは分析器、（ii）ウィーンフィルター、（iii）磁場型質量フィルターまたは分析器、（iv）速度フィルター、および（v）イオンゲートからなる群から選択される、請求項７２に記載の質量分析計。
【請求項７４】
イオンガイド法であって、
壁を有する中空、管状、または網状の装置と、前記壁の一部分内、前記壁の一部分に沿って、前記壁の一部分上に、または前記壁の一部分に実質的に隣接して配置された１以上の電極を準備することと、
前記中空、管状、または網状の装置にイオンを通過させることを含むイオンガイド法。
【請求項７５】
請求項７４に記載のイオンガイド法を含む質量分析法。
【請求項７６】
イオンガイド作製法であって、
基板を準備することと、
前記基板の一部分に、前記基板の一部分に沿って、前記基板の一部分上に、または前記基板の一部分に実質的に隣接して１以上の電極を配置することと、
使用時にイオンが通過して搬送される１以上の開口を前記基板に形成することと、
前記基板を中空、管状、または網状のイオンガイドへと成形することとを含む、イオンガイド作製法。
【請求項７７】
壁を有する中空、管状、または網状の装置と、
前記壁の一部分内、前記壁の一部分に沿って、前記壁の一部分上に、または前記壁の一部分に実質的に隣接して配置された１以上の電極と、
前記壁の一部分に設けられている、または配置されている１以上の開口とを備えたイオンガイドであって、
操作モードにおいて、前記１以上の開口を通ってイオンが前記イオンガイドから流出するようになっており、
前記中空、管状、または網状の装置内に存在する、気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも一部、または前記気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、前記１以上の開口を通って前記中空、管状、または網状の装置内から流出または抽出されることなく、前記中空、管状、または網状の装置に沿って移動し続けるようになっているイオンガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンガイド、質量分析計、イオンガイド法、および質量分析法に関するものである。好ましい実施形態は、イオンガイドまたはイオン輸送装置であって、好ましくはバックグラウンドガスの存在下、当該イオンガイドまたはイオン輸送装置を通してイオンの集束および／または輸送を行うために、ＤＣ電圧とＡＣまたはＲＦ電圧とを組み合わせて使用することが好ましいイオンガイドまたはイオン輸送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
公知の多重極ロッドセットイオンガイドは、円周上に等間隔に配置された、４個、６個、または８個の平行ロッドを備えている。隣接したロッドには、互いに逆の位相の二相ＲＦ電圧が印加される。前記ロッドに印加されるＲＦ電圧により、前記イオンガイド内でイオンを径方向に閉じ込める働きをする対称形の擬似電位井戸が前記イオンガイド内に発生する。前記イオンガイドを比較的高圧力で操作すると、イオンが気体分子との衝突後に運動エネルギーを喪失する衝突冷却の影響により、イオンの径方向密度分布も低減してしまうことがある。
【０００３】
別の公知のイオンガイドは、イオンが通過して搬送される開口を有する複数のリング電極を備えている。隣接したリング電極には、互いに逆の位相の二相ＲＦ電圧が印加される。前記イオンガイドは、実質的に同一の直径の開口を有するリング電極を複数備えたイオントンネルイオンガイドを含んでいてもよい。あるいは、前記イオンガイドは、イオンガイドの軸方向長さに沿って直径が次第に減少する開口を有するリング電極を複数備えたイオン漏斗イオンガイドを含んでいてもよい。
【０００４】
別の公知のイオンガイドは、積層または配列された、イオン運動面内に水平配置された中間電極の層を備えている。各中間層は、間に設けられたイオンガイド領域によって互いに離間された２個の長手電極を備えている。垂直方向に隣接または近接している中間電極の層には、互いに逆の位相のＲＦ電圧が印加される。前記中間電極の層のいずれにおいても、２個の長手電極は同一の位相のＲＦ電圧に接続されている。前記イオンガイドはまた、イオンを垂直径方向に閉じ込める働きをする平面状の上部電極と平面状の下部電極をさらに備えている。前記イオンガイド内にイオンを閉じ込めるために、前記平面状の上部および下部電極にＤＣおよび／またはＡＣもしくはＲＦ電圧を印加してもよい。
【０００５】
前記公知の多重極ロッドセットイオンガイドは、比較的幅の狭いイオンビームの搬送に用いられた場合には、径方向にイオンを閉じ込める。しかしながら、より拡散したイオン源から発せられたイオンを捕捉するために前記イオンガイドの径方向の寸法を大きくすることには問題がある。なぜなら、これにより、前記ロッドに印加するＲＦ電圧を半径の二乗に比例するように増加することが必要となるからである。さらに、たとえ電位障壁の閉じ込め効果が同一であっても、より大型のイオンガイドでは、径方向の有効電位勾配が低下することによって集束度が低下してしまう。
【０００６】
さらに、イオントンネルイオンガイドを、拡散イオン源と併用しようとすることも問題となる場合がある。
【０００７】
拡散源から発せられたイオンを集束させるためにイオン漏斗イオンガイドを使用してもよいが、イオン入口開口とイオン出口開口とは、遮られることのない真っ直ぐな線上（direct line of sight）に存在する。同じことが、積層（stock）または配列された、イオン運動面に配置された平面状電極を備えたイオンガイドについてもあてはまる。このようなイオンガイドでは、排気の必要性を高めるガス流動の問題が起こり得る。さらに、ガスとイオンの混合物が前記イオンガイドへと流入するようになっており、かつ、前記混合物が中性種または液滴を含有する場合、これらは前記イオンガイドを通過して前記各種開口を汚染し得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、改良されたイオンガイドの提供が所望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、壁を有する中空、管状、または網状の装置と、  前記壁の一部分内、前記壁の一部分に沿って、前記壁の一部分上に、または前記壁の一部分に実質的に隣接して配置された１以上の電極を備えたイオンガイドが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
前記中空、管状、または網状の装置は、実質的に円形の断面または断面プロファイルを有していることが好ましい。しかしながら、他の実施形態によれば、前記中空、管状、または網状の装置は、実質的に楕円形、長方形、正方形、多角形、曲線状、規則的な形状、もしくは不規則な形状の断面または断面プロファイルを有していてもよい。
【００１１】
前記中空、管状、または網状の装置は、（i）≦１．０ｍｍ、（ii）≦２．０ｍｍ、（iii）≦３．０ｍｍ、（iv）≦４．０ｍｍ、（v）≦５．０ｍｍ、（vi）≦６．０ｍｍ、（vii）≦７．０ｍｍ、（viii）≦８．０ｍｍ、（ix）≦９．０ｍｍ、（x）≦１０．０ｍｍ、および（xi）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有していることが好ましい。
【００１２】
一実施形態によれば、前記中空、管状、または網状の装置は、前記中空、管状、または網状の装置の中心または中間に配設されるか、あるいは前記中心または中間に沿って配設される中心軸を有していることが好ましく、ここで、前記１以上の電極は、前記中心軸の一方の側から、または一方の側へとずらして配置または配設されていることが好ましい。
【００１３】
前記１以上の電極は、前記中心軸と実質的に平行であることが好ましい１以上の軸に沿って配置されていることが好ましい。先の実施形態ほどではないが好ましい実施形態では、前記１以上の電極は、前記中心軸に対して角度を有して交差する１以上の軸に沿って配置されていてもよい。
【００１４】
前記１以上の電極の一部または全部が、（i）＜１ｍｍ、（ii）１〜５ｍｍ、（iii）５〜１０ｍｍ、（iv）１０〜１５ｍｍ、（v）１５〜２０ｍｍ、（vi）２０〜２５ｍｍ、（vii）２５〜３０ｍｍ、（viii）３０〜３５ｍｍ、（ix）３５〜４０ｍｍ、（x）４０〜４５ｍｍ、（xi）４５〜５０ｍｍ、および（xii）＞５０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さおよび／または幅および／または高さを有していることが好ましい。
【００１５】
前記１以上の電極の一部または全部が、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．０５、（iii）０．０５〜０．１ｍｍ、（iv）０．１〜０．２ｍｍ、（v）０．２〜０．３ｍｍ、（vi）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）０．９〜１ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、（xvi）５〜１０ｍｍ、（xvii）１０〜１５ｍｍ、（xviii）１５〜２０ｍｍ、（xix）２０〜２５ｍｍ、（xx）２５〜３０ｍｍ、（xxi）３０〜３５ｍｍ、（xxii）３５〜４０ｍｍ、（xxiii）４０〜４５ｍｍ、（xxiv）４５〜５０ｍｍ、および（xxv）＞５０ｍｍからなる群から選択される断面直径または寸法を有していることが好ましい。
【００１６】
前記１以上の電極の一部または全部が、中心間が互いにｘｍｍ離間していることが好ましく、ｘは、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．０５、（iii）０．０５〜０．１ｍｍ、（iv）０．１〜０．２ｍｍ、（v）０．２〜０．３ｍｍ、（vi）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）０．９〜１ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、（xvi）５〜１０ｍｍ、（xvii）１０〜１５ｍｍ、（xviii）１５〜２０ｍｍ、（xix）２０〜２５ｍｍ、（xx）２５〜３０ｍｍ、（xxi）３０〜３５ｍｍ、（xxii）３５〜４０ｍｍ、（xxiii）４０〜４５ｍｍ、（xxiv）４５〜５０ｍｍ、および（xxv）＞５０ｍｍからなる群から選択される。
【００１７】
前記１以上の電極は、実質的に円形、楕円形、長方形、正方形、多角形、曲線状、規則的な形状、もしくは不規則な形状の断面または断面プロファイルを有していることが好ましい。
【００１８】
前記１以上の電極は、１以上のロッド、ワイヤー、網状、管状、リング、平面状、または立方形状電極を含むことが好ましい。
【００１９】
一実施形態によれば、前記イオンガイドは、前記１以上の電極の少なくとも一部または全部にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させたＡＣまたはＲＦ電圧手段を備えていることが好ましい。
【００２０】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記１以上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％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させることが好ましい。
【００２１】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、少なくとも一部のイオンが前記１以上の電極にぶつかる、衝突する、または近付くことを妨げる、または実質的に防止するため、前記１以上の電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させることが好ましい。
【００２２】
一実施形態によれば、前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記１以上の電極に、（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振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように配置および適合させることが好ましい。
【００２３】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記１以上の電極に、（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ＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように配置および適合させることが好ましい。
【００２４】
前記１以上の電極のうち直接隣接した電極には、互いに逆の位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧を供給することが好ましい。
【００２５】
一実施形態によれば、前記イオンガイドは、交互配置された二組の電極をさらに備えている。第１の組の電極は、第１の位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧に接続されている。第２の組の電極は、第２の異なる位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧に接続されている。
【００２６】
一実施形態によれば、前記イオンガイドは、前記中空、管状、または網状の装置の壁の少なくとも一部分と前記１以上の電極の一部または全部との間にＤＣ電位差を保持するように配置および適合させた手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２７】
一実施形態によれば、前記ＤＣ電位差は、（i）＜１Ｖ、（ii）１〜５Ｖ、（iii）５〜１０Ｖ、（iv）１０〜１５Ｖ、（v）１５〜２０Ｖ、（vi）２０〜２５Ｖ、（vii）２５〜３０Ｖ、（viii）３０〜３５Ｖ、（ix）３５〜４０Ｖ、（x）４０〜４５Ｖ、（xi）４５〜５０Ｖ、および（xii）＞５０Ｖからなる群から選択されることが好ましい。
【００２８】
前記１以上の電極は、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、または２０個を超える電極を含むことが好ましい。
【００２９】
前記１以上の電極のうちの少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、または２０個を超える電極が、前記中空、管状、または網状の装置に設けられた１以上の開口をループ状に囲むか、または少なくとも部分的にループ状に囲むように構成されていてもよい。
【００３０】
前記電極のうちの少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、または２０個を超える電極が、前記中空、管状、または網状の装置に設けられた１以上の開口またはその上流で終端するように構成されていてもよい。
【００３１】
前記１以上の電極は、軸方向にセグメント化され、前記イオンガイドの軸方向長さに沿って配置された複数の電極を備えていてもよい。
【００３２】
一実施形態によれば、前記イオンガイドは、前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を前記１以上の電極の一部または全部に印加する手段をさらに備えていてもよい。
【００３３】
一実施形態によれば、前記イオンガイドは、前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、前記１以上の電極の一部または全部に２以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を印加する手段を備えていてもよい。
【００３４】
一実施形態によれば、前記イオンガイドは、前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を保持するＤＣ電圧手段を備えていてもよい。
【００３５】
一実施形態によれば、前記１以上の電極の少なくとも一部は、プリント回路基板内またはプリント回路基板上に設置、蒸着、または取り付けされていてもよい。前記１以上の電極の少なくとも一部は、プラスチック製、セラミック製、積層型、絶縁性、もしくは半導電性の基板内またはこれら基板上に設置、蒸着、または取り付けされていることが好ましい。前記１以上の電極は、（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配線基板、（ii）非導電性基板上に付けるか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製もしくは金属製電極、（iv）スクリーン印刷、写真製版、エッチング、もしくは切削（milled）されたプリント回路基板、（v）フェノール樹脂を含浸させ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させたファイバーグラス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備えていてもよい。
【００３６】
前記イオンガイドは、前記壁の一部分に設けられている、または配置されている１以上の開口をさらに備えていることが好ましく、操作モードにおいて、イオンは前記１以上の開口を通って前記イオンガイドから流出するようになっている。
【００３７】
前記１以上の開口は、（i）≦１．０ｍｍ、（ii）≦２．０ｍｍ、（iii）≦３．０ｍｍ、（iv）≦４．０ｍｍ、（v）≦５．０ｍｍ、（vi）≦６．０ｍｍ、（vii）≦７．０ｍｍ、（viii）≦８．０ｍｍ、（ix）≦９．０ｍｍ、（x）≦１０．０ｍｍ、および（xi）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有していてもよい。
【００３８】
前記中空、管状、または網状の装置内に存在するイオンのうち、少なくとも一部、または少なくとも０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％が、前記１以上の開口を通して前記中空、管状、または網状の装置内から流出するか、または抽出されるようにしておくことが好ましい。
【００３９】
一実施形態によれば、前記中空、管状、または網状の装置内に存在する、気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも一部、または前記気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、前記１以上の開口を通って前記中空、管状、または網状の装置内から流出または抽出されることなく、前記中空、管状、または網状の装置に沿って移動し続けるようにしてある。
【００４０】
一実施形態によれば、抽出レンズまたは電極配列は、前記１以上の開口に隣接するか、またはその後方に位置するように配置されていることが好ましい。前記抽出レンズまたは電極配列は、前記壁の一部分に設けられている、または配置されている１以上の開口を通して少なくとも一部のイオンを引き寄せる、または引き付けるように配置および適合させることが好ましい。
【００４１】
前記イオンガイドは、前記１以上の電極と前記抽出レンズまたは電極配列との間に電位または電圧差を保持するように配置および適合させた手段をさらに備えていることが好ましい。前記手段は、前記１以上の電極および／または前記中空、管状、もしくは網状の装置の壁の少なくとも一部分と前記抽出レンズまたは電極配列との間に、（i）＜−５０Ｖ、（ii）−５０〜−４５Ｖ、（iii）−４５〜−４０Ｖ、（iv）−４０Ｖ〜−３５Ｖ、（v）−３５Ｖ〜−３０Ｖ、（vi）−３０〜−２５Ｖ、（vii）−２５Ｖ〜−２０Ｖ、（viii）−２０Ｖ〜−１５Ｖ、（ix）−１５Ｖ〜−１０Ｖ、（x）−１０Ｖ〜−５Ｖ、（xi）−５Ｖ〜０Ｖ、および（xii）＞０Ｖからなる群から選択される電位または電圧差を保持するように配置および適合させることが好ましい。このような電位または電圧差は、陽イオンに対して適用可能であることが好ましい。陰イオンに関しては、前記手段が、前記１以上の電極および／または前記中空、管状、もしくは網状の装置の壁と前記抽出レンズまたは電極配列との間に、（i）＞５０Ｖ、（ii）５０〜４５Ｖ、（iii）４５〜４０Ｖ、（iv）４０Ｖ〜３５Ｖ、（v）３５Ｖ〜３０Ｖ、（vi）３０〜２５Ｖ、（vii）２５Ｖ〜２０Ｖ、（viii）２０Ｖ〜１５Ｖ、（ix）１５Ｖ〜１０Ｖ、（x）１０Ｖ〜５Ｖ、（xi）５Ｖ〜０Ｖ、および（xii）＜０Ｖからなる群から選択される電位または電圧差を保持するように配置および適合させることが好ましい。
【００４２】
前記イオンガイドは、（i）＜１ｍｍ、（ii）１〜５ｍｍ、（iii）５〜１０ｍｍ、（iv）１０〜１５ｍｍ、（v）１５〜２０ｍｍ、（vi）２０〜２５ｍｍ、（vii）２５〜３０ｍｍ、（viii）３０〜３５ｍｍ、（ix）３５〜４０ｍｍ、（x）４０〜４５ｍｍ、（xi）４５〜５０ｍｍ、（xii）５０〜６０ｍｍ、（xiii）６０〜７０ｍｍ、（xiv）７０〜８０ｍｍ、（xv）８０〜９０ｍｍ、（xvi）９０〜１００ｍｍ、（xvii）１００〜１１０ｍｍ、（xviii）１１０〜１２０ｍｍ、（xix）１２０〜１３０ｍｍ、（xx）１３０〜１４０ｍｍ、（xxi）１４０〜１５０ｍｍ、（xxii）１５０〜１６０ｍｍ、（xxiii）１６０〜１７０ｍｍ、（xxiv）１７０〜１８０ｍｍ、（xxv）１８０〜１９０ｍｍ、（xxvi）１９０〜２００ｍｍ、および（xxvii）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有していることが好ましい。前記イオンガイドは、実質的にまっすぐな、または直線状のイオンガイドを含み得る。あるいは、前記イオンガイドは、実質的に曲線状または非直線状のイオンガイドを含み得る。
【００４３】
前記イオンガイドは、前記イオンガイドの少なくとも一部分を、（i）＞０．００１ｍｂａｒ、（ii）＞０．０１ｍｂａｒ、（iii）＞０．１ｍｂａｒ、（iv）＞１ｍｂａｒ、（v）＞１０ｍｂａｒ、（vi）＞１００ｍｂａｒ、（vii）０．００１〜１００ｍｂａｒ、（viii）０．０１〜１０ｍｂａｒ、および（ix）０．１〜１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持するように配置および適合させた手段をさらに備えていることが好ましい。前記イオンガイドは、＜１００ｍｂａｒ、＜１０ｍｂａｒ、＜１ｍｂａｒ、＜０．１ｍｂａｒ、＜０．０１ｍｂａｒ、または０．００１ｍｂａｒの圧力に保持してもよい。
【００４４】
本発明の一態様によれば、上述のようなイオンガイドを１以上備えた質量分析計が提供される。
【００４５】
前記質量分析計は、衝突、フラグメント化、または反応装置をさらに備えていることが好ましい。前記衝突、フラグメント化、または反応装置は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメント化するように構成されることが好ましい。
【００４６】
別の実施形態によれば、前記衝突、フラグメント化、または反応装置は、（i）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメント化装置、（ii）電子移動解離フラグメント化装置、（iii）電子捕獲解離フラグメント化装置、（iv）電子衝突または衝撃解離フラグメント化装置、（v）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメント化装置、（vi）レーザー誘起解離フラグメント化装置、（vii）赤外線誘起解離装置、（viii）紫外線誘起解離装置、（ix）ノズル−スキマー・インターフェースフラグメント化装置、（x）インソースフラグメント化装置、（xi）イオン源衝突誘起解離フラグメント化装置、（xii）熱または温度源フラグメント化装置、（xiii）電場誘起フラグメント化装置、（xiv）磁場誘起フラグメント化装置、（xv）酵素消化または酵素分解フラグメント化装置、（xvi）イオン−イオン反応フラグメント化装置、（xvii）イオン−分子反応フラグメント化装置、（xviii）イオン−原子反応フラグメント化装置、（xix）イオン−準安定イオン反応フラグメント化装置、（xx）イオン−準安定分子反応フラグメント化装置、（xxi）イオン−準安定原子反応フラグメント化装置、（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−準安定イオン反応装置、（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−準安定分子反応装置、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−準安定原子反応装置からなる群から選択してもよい。
【００４７】
反応装置とは、イオン、原子、または分子を再構成または反応させて新たな種のイオン、原子、または分子を形成する装置を含むものと解釈されるべきである。Ｘ−Ｙ反応フラグメント化装置とは、ＸとＹとを組み合わせて、後にフラグメント化する生成物を形成する装置を意味するものと解釈されるべきである。この装置は、生成物を最初に形成することなくイオンをフラグメント化させ得るフラグメント化装置自体とは異なるものである。Ｘ−Ｙ反応装置とは、ＸとＹとを組み合わせて生成物を形成し、かつ、前記生成物が必ずしもフラグメント化しない装置を意味するものと解釈されるべきである。
【００４８】
前記質量分析計は、前記イオンガイドの上流および／または下流に配置されたイオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータをさらに備えていることが好ましい。
【００４９】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータは、気相電気泳動装置をさらに備えていることが好ましい。
【００５０】
一実施形態によれば、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータは、（i）ドリフト管、（ii）多重極ロッドセットもしくはセグメント化多重極ロッドセット、（iii）イオントンネルもしくはイオン漏斗、または（iv）積層もしくは配列された平面状、板状、もしくは網状の電極を備えている。
【００５１】
前記ドリフト管は、１以上の電極と、前記ドリフト管の軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って軸方向ＤＣ電圧勾配または実質的に一定もしくは直線状の軸方向ＤＣ電圧勾配を保持する手段とを備えていてもよい。
【００５２】
前記多重極ロッドセットは、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、または８本を超えるロッドを備えたロッドセットを含んでいてもよい。
【００５３】
前記イオントンネルまたはイオン漏斗は、使用時にイオンが通過して搬送される開口を有する複数の電極または少なくとも２個、５個、１０個、２０個、３０個、４０個、５０個、６０個、７０個、８０個、９０個、もしくは１００個の電極を備えていることが好ましく、前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、大きさもしくは面積が実質的に同一であるか、または大きさもしくは面積が次第に大きくおよび／もしくは小さくなる開口を有している。前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、（i）≦１．０ｍｍ、（ii）≦２．０ｍｍ、（iii）≦３．０ｍｍ、（iv）≦４．０ｍｍ、（v）≦５．０ｍｍ、（vi）≦６．０ｍｍ、（vii）≦７．０ｍｍ、（viii）≦８．０ｍｍ、（ix）≦９．０ｍｍ、（x）≦１０．０ｍｍ、および（xi）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有していることが好ましい。
【００５４】
前記積層または配列された平面状、板状、または網状の電極は、使用時にイオンが移動する面に通常配置された、複数または少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個もしくは２０個の平面状、板状、もしくは網状の電極を含むことが好ましい。前記平面状、板状、または網状の電極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％に、ＡＣまたはＲＦ電圧が供給されることが好ましく、ここで、隣接した平面状、板状、または網状の電極には、互いに逆の位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧が供給される。
【００５５】
一実施形態によれば、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータは、複数の軸方向セグメントまたは少なくとも５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、３５個、４０個、４５個、５０個、５５個、６０個、６５個、７０個、７５個、８０個、８５個、９０個、９５個、もしくは１００個の軸方向セグメントを備えている。
【００５６】
前記質量分析計は、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部分または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部分または少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を保持するためのＤＣ電圧手段をさらに備えていることが好ましい。
【００５７】
一実施形態によれば、前記質量分析計は、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータを形成する電極に１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を印加するように配置および適合させた過渡ＤＣ電圧手段をさらに備えている。
【００５８】
別の実施形態によれば、前記質量分析計は、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータを形成する電極に２以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させたＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに備えていることが好ましい。
【００５９】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータは、（i）＜２０ｍｍ、（ii）２０〜４０ｍｍ、（iii）４０〜６０ｍｍ、（iv）６０〜８０ｍｍ、（v）８０〜１００ｍｍ、（vi）１００〜１２０ｍｍ、（vii）１２０〜１４０ｍｍ、（viii）１４０〜１６０ｍｍ、（ix）１６０〜１８０ｍｍ、（x）１８０〜２００ｍｍ、（xi）２００〜２２０ｍｍ、（xii）２２０〜２４０ｍｍ、（xiii）２４０〜２６０ｍｍ、（xiv）２６０〜２８０ｍｍ、（xv）２８０〜３００ｍｍ、および（xvi）＞３００ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有することが好ましい。
【００６０】
前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータは、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータ内でイオンを径方向に閉じ込めるために、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの前記複数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％に対し、ＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させたＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに備えていることが好ましい。
【００６１】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの前記複数の電極に対し、（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振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように配置および適合させることが好ましい。
【００６２】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの前記複数の電極に対し、（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ＡＣまたはＲＦ電圧を供給するように配置および適合させることが好ましい。
【００６３】
一実施形態によれば、質量電荷比が１〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜６００、６００〜７００、７００〜８００、８００〜９００、または９００〜１０００の範囲内にある一価イオンは、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータを通過するドリフトまたは通過時間が、（i）０〜１ｍｓ、（ii）１〜２ｍｓ、（iii）２〜３ｍｓ、（iv）３〜４ｍｓ、（v）４〜５ｍｓ、（vi）５〜６ｍｓ、（vii）６〜７ｍｓ、（viii）７〜８ｍｓ、（ix）８〜９ｍｓ、（x）９〜１０ｍｓ、（xi）１０〜１１ｍｓ、（xii）１１〜１２ｍｓ、（xiii）１２〜１３ｍｓ、（xiv）１３〜１４ｍｓ、（xv）１４〜１５ｍｓ、（xvi）１５〜１６ｍｓ、（xvii）１６〜１７ｍｓ、（xviii）１７〜１８ｍｓ、（xix）１８〜１９ｍｓ、（xx）１９〜２０ｍｓ、（xxi）２０〜２１ｍｓ、（xxii）２１〜２２ｍｓ、（xxiii）２２〜２３ｍｓ、（xxiv）２３〜２４ｍｓ、（xxv）２４〜２５ｍｓ、（xxvi）２５〜２６ｍｓ、（xxvii）２６〜２７ｍｓ、（xxviii）２７〜２８ｍｓ、（xxix）２８〜２９ｍｓ、（xxx）２９〜３０ｍｓ、（xxxi）３０〜３５ｍｓ、（xxxii）３５〜４０ｍｓ、（xxxiii）４０〜４５ｍｓ、（xxxiv）４５〜５０ｍｓ、（xxxv）５０〜５５ｍｓ、（xxxvi）５５〜６０ｍｓ、（xxxvii）６０〜６５ｍｓ、（xxxviii）６５〜７０ｍｓ、（xxxix）７０〜７５ｍｓ、（xl）７５〜８０ｍｓ、（xli）８０〜８５ｍｓ、（xlii）８５〜９０ｍｓ、（xliii）９０〜９５ｍｓ、（xliv）９５〜１００ｍｓ、および（xlv）＞１００ｍｓの範囲内である。
【００６４】
前記質量分析計は、前記イオンモビリティスペクトロメータまたはセパレータの少なくとも一部分を、（i）＞０．００１ｍｂａｒ、（ii）＞０．０１ｍｂａｒ、（iii）＞０．１ｍｂａｒ、（iv）＞１ｍｂａｒ、（v）＞１０ｍｂａｒ、（vi）＞１００ｍｂａｒ、（vii）０．００１〜１００ｍｂａｒ、（viii）０．０１〜１０ｍｂａｒ、および（ix）０．１〜１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持するように配置および適合させた手段をさらに備えていることが好ましい。
【００６５】
前記質量分析計は、イオン源をさらに備えていることが好ましい。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）シリコン基板上脱離イオン化（「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）サーモスプレーイオン源からなる群から選択されることが好ましい。
【００６６】
前記イオン源は、パルスまたは連続イオン源を含むことが好ましい。
【００６７】
前記質量分析計は、質量分析器を備えていることが好ましい。前記質量分析器は、（i）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ii）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（iii）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（iv）直交加速式飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（v）軸方向加速式飛行時間質量分析器、（vi）磁場型質量分析計、（vii）ポールまたは三次元四重極質量分析器、（viii）二次元または線形四重極質量分析器、（ix）ペニングトラップ質量分析器、（x）イオントラップ質量分析器、（xi）フーリエ変換オービトラップ（orbitrap）、（xii）静電フーリエ変換質量分析計、および（xiii）四重極質量分析器からなる群から選択されることが好ましい。
【００６８】
前記質量分析計は、１以上の質量または質量電荷比フィルターおよび／または分析器をさらに備えていることが好ましい。前記１以上の質量または質量電荷比フィルターおよび／または分析器は、（i）四重極質量フィルターまたは分析器、（ii）ウィーンフィルター、（iii）磁場型質量フィルターまたは分析器、（iv）速度フィルター、および（v）イオンゲートからなる群から選択されることが好ましい。
【００６９】
本発明の他の態様によれば、壁を有する中空、管状、または網状の装置と、前記壁の一部分内、前記壁の一部分に沿って、前記壁の一部分上に、または前記壁の一部分に実質的に隣接して配置された１以上の電極とを準備することと、前記中空、管状、または網状の装置にイオンを通過させることを含む、イオンガイド法が提供される。
【００７０】
本発明の別の態様によれば、イオンガイド法を含む質量分析法が提供される。
【００７１】
本発明の別の態様によれば、基板を準備することと、前記基板の一部分に、前記基板の一部分に沿って、前記基板の一部分上に、または前記基板の一部分に実質的に隣接して１以上の電極を配置することと、使用時にイオンが通過して搬送される１以上の開口を前記基板に形成することと、前記基板を中空、管状、または網状のイオンガイドへと成形することとを含む、イオンガイドを作製する方法が提供される。
【００７２】
本発明の他の態様によれば、壁を有する中空、管状、または網状の装置と、  前記壁の一部分内、前記壁の一部分に沿って、前記壁の一部分上に、または前記壁の一部分に実質的に隣接して配置された１以上の電極と、前記壁の一部分に設けられている、または配置されている１以上の開口とを備えたイオンガイドであって、  操作モードにおいて、前記１以上の開口を通ってイオンが前記イオンガイドから流出するようになっており、前記中空、管状、または網状の装置内に存在する、気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも一部、または前記気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、前記１以上の開口を通って前記中空、管状、または網状の装置内から流出または抽出されることなく、前記中空、管状、または網状の装置に沿って移動し続けるようになっているイオンガイドが提供される。
【００７３】
好適なイオンガイドは、比較的高圧力のガスの存在下でイオンを輸送するように構成されることが好ましい管状の導体を備えていることが好ましい。前記管状の導体の壁の一部分を、１以上の電極と入れ替えることが好ましい。前記１以上の電極は、前記管状の導体の中心軸と平行に、かつ前記管状の導体の中心軸からずれて延びていることが好ましく、さらに、前記管状の導体の壁に、前記壁に沿って、前記壁上に、または前記壁に実質的に隣接して配置されていることが好ましい。
【００７４】
前記管状の導体の長さに沿ったある地点において、前記１以上の電極は、前記管状の導体の壁の開口で終端していることが好ましい。
【００７５】
前記管状の導体の壁と前記１以上の電極との間に、ＤＣ電位または電圧差を保持することが好ましい。前記ＤＣ電位または電圧差により、イオンを、ガス流を通って移動させることが好ましく、また、前記１以上の電極に向かって前記ガス流と概ね直行する方向に移動させることが好ましい。前記イオンが前記１以上の電極と実際にぶつかることを防ぐため、前記１以上の電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加することが好ましい。前記１以上の電極に印加することが好ましいＡＣまたはＲＦ電圧により、好ましくは有効な電位障壁を形成する反発力が生じることが好ましい。その結果、前記１以上の電極に近接して配置されることが好ましい電位井戸内に、イオンが径方向に集束され保持されることが好ましい。バックグラウンドガスの存在下でイオンが前記管状の導体に沿って流動すると、前記イオンは、前記管状の導体の側面または壁に設けられた開口に達することが好ましい。出口開口全域にわたって圧力差を保持することにより、集束され閉じ込められたイオンのビームが、ガス流に含まれた状態で前記開口を通過するようにしてもよい。これに加えて、またはこの代替として、前記出口開口を貫通することが好ましく、かつイオンを加速して前記管状の導体から流出させるように働くことが好ましい補足的なＤＣ電場を印加するようにすることにより、イオンが前記開口を通過するようにしてもよい。
【００７６】
前記好適なイオンガイドは、拡散源から発せられたイオンの集束および閉じ込めの両方を、前記イオンガイドを構成する電極に過大な電圧を印加することなく行うことが可能である点において、その他の従来のイオンガイドと比べて特に有利である。さらに、全般的なガス流の方向に対して直交方向にイオンを抽出することが可能であるため、前記イオンガイドは、ガス流動の影響を実質的に受けることがない。さらに、前記イオンガイドによれば、汚染物質の蓄積量、ならびに質量分析計の後続の真空チャンバへの中性液滴の搬送が低減される。
【００７７】
本発明の各種実施形態について、あくまでも例示を目的として、添付図面を参照しながら以下に説明する。
【００７８】
図１は、管状の導体と、前記管状の導体の壁に配置された複数の電極と、前記電極の下流にある出口開口とを備えた、好ましい実施形態に係るイオンガイドを示している。
【００７９】
図２は、好適なイオンガイドの内側を示し、管状の導体の壁に配置された複数の電極と出口開口をより詳細に示している。
【００８０】
図３は、好適なイオンガイドの断面図を示し、管状の導体の壁と、前記管状の導体の壁に配置された複数の電極との間にＤＣ電位または電圧差を保持した結果生じる電位コンターを示している。
【００８１】
図４Ａは、管状の導体を備えた好適なイオンガイドへと流入するイオンのシミュレーション結果であり、前記イオンが前記管状の導体の壁に沿って設けられた複数の電極付近で集束し、さらに前記イオンが出口開口を通って前記イオンガイドから離脱する様子を示しており、図４Ｂは、管状の導体の壁に設けられた、出口開口をループ状に囲む２個の電極と、前記出口開口で終端する第３の直線状の電極とをさらに詳細に示している。
【００８２】
図５は、イオンが図４に示すイオンガイドをモデルに準じて通過し、管状の導体の壁に設けられた出口開口から離脱する際のイオンの様々な軌道を示す断面図である。
【００８３】
図６は、軸方向にセグメント化された複数の電極が、イオンガイドの管状の導体の壁に設けられている本発明の一実施形態を示している。
【００８４】
図７は、図６に示すイオンガイドへと流入するイオンのシミュレーションであって、管状の導体の壁に設けられた、軸方向にセグメント化された複数の電極付近にイオンが集束される様子を示している。
【００８５】
図８は、モデル化して図７に示したイオンの軌道を示す平面図である。
【００８６】
本発明の一実施形態に係るイオンガイドについて、図１を参照しながら以下に説明する。当該イオンガイドは、管状の導体１またはイオン輸送装置を備えていることが好ましい。管状の導体１またはイオン輸送装置の壁の一部に、複数の電極２が設けられていることが好ましい。また、出口開口３が、複数の電極２の下流で、管状の導体１の壁に設けられていることが好ましい。出口開口３は、複数の電極２に隣接または極めて近接して配置されていることが好ましい。図１に示す実施形態によれば、複数の電極２は、出口開口３に実質的に隣接して終端する直線状の電極を含んでいてもよい。しかしながら、他の実施形態によれば、電極２の少なくともいくつかは、出口開口３を越えて下流に延びていてもよい。また、電極２の少なくともいくつかは、例えば、図４Ａおよび図４Ｂを参照して述べる実施形態に示すように、出口開口３をループ状に囲んでいてもよい。
【００８７】
イオン源（図示せず）から発せられることが好ましいイオンとガスの混合物４が、管状の導体１またはイオン輸送装置内へと流入し、管状の導体１またはイオン輸送装置内を流れるようにしてあることが好ましい。前記イオンガイドを横切って、または前記イオンガイドに沿って保持される電場が存在しなければ、イオンとガスの混合物４は、好ましくは前記イオンガイドの長さに沿って本質的に不変であるイオンの径方向の密度分布を持って、好ましくは管状の導体１またはイオン輸送装置に沿ってその内部を移動し続けるであろう。出口開口３全体にわたって適切な圧力勾配を保持した場合特に、ガスとイオンの弱流が出口開口３を通過することが予想され得る。
【００８８】
以下に更に詳述するように、好ましい実施形態では、複数の電極２と管状の導体１の壁との間に電場を保持することが好ましい。好ましくは管状の導体１の壁に設けられているか、または好ましくは管状の導体１の壁に少なくとも実質的に隣接して設けられている複数の電極２の少なくともいくつかにより、イオンが出口開口３へと、または出口開口３に向かって導かれることが好ましい。好ましい実施形態によれば、管状の導体１の壁と、管状の導体１の壁に設けられた複数の電極２の少なくともいくつか、または実質的に全部との間に、正または負のＤＣ電位差を保持することが好ましい。
【００８９】
一実施形態によれば、管状の導体１の壁を正または負のＤＣ電位で保持してもよく、複数の電極２を０ＶのＤＣで保持してもよい。これにより、管状の導体１を通過する正または陰イオンを複数の電極２に向けて集束させるように働く電場が発生することが好ましい。
【００９０】
図２は、好適なイオンガイドの一部分の内側を示した図であり、管状の導体１の壁に設けられた出口開口３まで延びる複数の電極２をより明確に示している。出口開口３は、複数の電極２の下流に配置されているものとして図示されているが、他の実施形態においては、複数の電極２の少なくともいくつかが、出口開口３を越えてさらに下流に延びていてもよい。
【００９１】
図３は、管状の導体１の壁と複数の電極２の間にＤＣ電位または電圧差を保持した結果生じるＤＣ電位コンター７を示している。管状の導体１の外側に、抽出レンズまたは電極８も図示している。抽出レンズまたは電極８は、出口開口３に隣接して配置されることが好ましい。管状の導体１内から出口開口３を通って管状の導体１の外側へとイオンの抽出または直交方向への加速を支援することが好ましい電場を発生させるため、抽出レンズまたは電極８に補足的なＤＣ電位または電圧を印加することが好ましい。
【００９２】
先の実施形態ほどではないが好ましい実施形態では、管状の導体１の壁と管状の導体１の壁に設けられた複数の電極２との間に、ＤＣ電位または電圧差を保持してもよい。その結果、イオンは電極２に向かって引き寄せられることが好ましく、また、前記イオンの少なくとも一部が電極２にぶつかるか、または当たって、当該系から喪失し得る。
【００９３】
はるかに好適性の高い実施形態によれば、複数の電極２に、ＡＣまたはＲＦ電圧がさらに印加される。複数の電極２に印加することが好ましいＡＣまたはＲＦ電圧は、イオンが複数の電極２にぶつかることを防止するように働くことが好ましい、反発力を有する有効または擬似電位を発生させることが好ましい。
【００９４】
好ましい実施形態によれば、前記イオンガイドを通過するイオンは、２つの相反する力の作用を受けることが好ましい。管状の導体１の壁と複数の電極２との間にＤＣ電位差を保持した結果生じる電場によって、イオンが複数の電極２に向かって引き寄せられることが好ましく、また、同時に、複数の電極２にＡＣまたはＲＦ電圧を印加した結果生じる擬似電位場によって、イオンが複数の電極２に寄せ付けられないことが好ましい。前記２つの相反する力の基本的な効果は、管状の導体１内においてイオンを好適に径方向に閉じ込めることであることが理解されるであろう。
【００９５】
管状の導体１の壁内に複数の電極２を設けた場合、前記の好ましい実施形態によれば、隣接した電極２に、互いに逆の位相の二相ＡＣまたはＲＦ電圧を印加することが好ましい。
【００９６】
好ましい実施形態によれば、イオンは、前記イオンガイド内に導入された流れの中に存在するあらゆる気体分子および中性粒子と共に、管状の導体１の長さに沿って軸方向に移動させることが好ましい。前記の好ましい実施形態によれば、イオンは、前記イオンガイド内を流れる気体分子および中性粒子から少なくとも部分的に分離することが好ましい。さらに、前記の好ましい実施形態によれば、前記イオンガイド内に存在するイオンは、複数の電極２に比較的近接していることが好ましい軸に沿って、集中および／または集束させることが好ましい。次に、前記イオンは、実質的に集中したビームに含有されて、または実質的に集中したビームとして、出口開口３へと輸送または送られることが好ましい。そして、イオンの集中ビームは、出口開口３を通って管状の導体１から流出するようになっていることが好ましい。
【００９７】
ガス流に含まれるイオンが、管状の導体１の内側と管状の導体１の外側との間に保持される圧力勾配によって、出口開口３を通過するようにしておいてもよい。一実施形態によれば、出口開口３を通してイオンが抽出または放出される際、直交方向にイオンを加速して出口開口３を通過させるように保持されるのが好ましいさらに別の電場により、イオンを補助してもよい。
【００９８】
前記さらに別の電場は、出口開口３に隣接して、および／または出口開口３の後方に位置することが好ましい抽出レンズまたは電極８にＤＣ電位を印加することによって発生させてもよい。抽出レンズまたは電極８は、管状の導体１の外側に配置されるか、または位置することが好ましい。
【００９９】
他の実施形態によれば、管状の導体１の壁に設けられた電極２の少なくともいくつかは、出口開口３をループ状に囲むように構成されていてもよい。図４Ａは、２個の電極２ｂ、２ｃが出口開口３をループ状に囲み、別の直線状の電極２ａが出口開口３に極めて近接した位置で終端している実施形態を示している。
【０１００】
図４Ａに示す、異なるイオンがイオンガイドに流入する際の軌道は、ＳＩＭＩＯＮ（登録商標）バージョン７．０のイオン光学パッケージを用いてモデル化したものである。ユーザープログラムは、イオンとバックグラウンドガスの衝突による影響を組み込んで作成したものである。イオンは、前記イオンガイドを通過するにつれ、電極２ａ、２ｂ、２ｃに極めて近接して集束するようになる。管状の導体１の内径は６．０ｍｍであるものとしてモデル化し、管状の導体１の全長は１５．０ｍｍであるものとしてモデル化した。前記イオンガイドは、３個の電極２ａ、２ｂ、２ｃを備える構成とした。前記３個の電極２ａ、２ｂ、２ｃは、実質的に円形の断面を有し、その直径は０．２ｍｍであった。前記３個の電極２ａ、２ｂ、２ｃは、０．４ｍｍの中心間距離を有していた。
【０１０１】
出口開口３は、管状の導体１の壁内に設けられたものとしてモデル化した。出口開口３は、直径１．４ｍｍであるものとしてモデル化した。出口開口３の中心は、管状の導体１の入口から１３．５ｍｍの位置にくるように設定した。抽出レンズまたは電極８は、管状の導体１の外側に設けられたものとしてモデル化した。抽出レンズ８の中心は、管状の導体１の入口から１３．５ｍｍの位置にあるものとしてモデル化した。
【０１０２】
管状の導体１の壁が２０ＶのＤＣに保持され、前記３個の電極２ａ、２ｂ、２ｃが０ＶのＤＣに保持されたものとしてモデル化することにより、シミュレーションを行った。抽出レンズまたは電極８は、−１０Ｖに保持されるものとしてモデル化した。周波数２ＭＨｚおよび２００ＶピークトゥピークのＡＣまたはＲＦ電圧を、隣接した電極２ａ、２ｂ、２ｃには互いに逆の位相の当該ＡＣまたはＲＦ電圧を印加するようにして、複数の電極２ａ、２ｂ、２ｃに印加するものとしてモデル化した。バックグラウンドガス圧力は２ｍｂａｒであり、課される流速は５０ｍ／秒であるものとしてモデル化した。前記イオンは質量電荷比が５００であるものとしてモデル化し、前記バックグラウンドガスはアルゴンであるものとしてシミュレートした。複数のイオンの軌道９を図４Ａに示している。前記イオンは、管状の導体１の直径全域にわたる異なる領域から出発するものとして図示されている。この結果生じたイオン軌道９は、イオンが、抽出レンズまたは電極８によって出口開口３を通って直交方向に抽出されるに先立って効果的に集束され閉じ込められることを示している。
【０１０３】
２個の電極２ｂ、２ｃは、出口開口３をループ状に囲むように、従って、抽出レンズまたは電極８への入口もループ状に囲むように構成されている。最も内側に位置する直線状の第３の電極２ａは、出口開口３と対向または隣接する箇所で終端している。
【０１０４】
管状の導体１の直径全域にわたって散在する、種々のイオン出発点を用いた。図４Ａおよび図５に示すイオン軌道９からわかるように、電極２ａ、２ｂ、２ｃに印加されたＡＣまたはＲＦ電圧と、管状の導体１の壁と電極２ａ、２ｂ、２ｃとの間に保持されたＤＣ電位差との複合効果によって、径方向へのイオンの集束と閉じ込めが効果的に行われた。前記イオンはまた、電極２ａ、２ｂ、２ｃに十分に近接して閉じ込められ、よって、抽出レンズまたは電極８を用いて前記イオンを主要なガス流から抽出することが可能であった。
【０１０５】
好ましい実施形態に係るイオンガイドは、その他の公知のイオンガイドに比べて、ガス圧力が比較的高く（すなわち＞１０-2ｍｂａｒ）、かつ／またはガス流の断面積が大きく、大きな液滴を含有し得る操作領域において特に有利である。したがって、前記好適なイオンガイドを、大気圧のイオン源（例えば、エレクトロスプレー、大気圧化学イオン化、大気圧ＭＡＬＤＩ、または大気圧光イオン化イオン源）を用いて作動する質量分析計の第１真空ステージで有利に使用することもできる。また、差動排気開口を通して質量分析計のさらに別の真空チャンバへとイオンを引き続き輸送するため、前記好適なイオンガイドを、ガスの中からイオンを集束させて抽出するために使用してもよい。
【０１０６】
前記好適なイオンガイドは、１０-3ｍｂａｒ〜１００ｍｂａｒの範囲、好ましくは、１０-2ｍｂａｒ〜１０ｍｂａｒの範囲のガス圧力で操作してもよい。
【０１０７】
前記好適なイオンガイドは、実質的に円形の断面または断面プロファイルを有する管状の導体１を備えていることが好ましいが、前記イオンガイドは、これ以外の異なる断面または断面プロファイルを有する導体を備えていてもよい。
【０１０８】
管状の導体１の壁に設けられる電極２ａ、２ｂ、２ｃの数は、１個から１０個の間で変動させてもよい。別の実施形態では、１０個を超える電極を管状の導体１の壁に設けてもよい。
【０１０９】
前記電極は、管状の導体１の円周上の一部で互いに離間していることが好ましく、好ましくは管状の導体１の中心軸と平行な方向に延びていることが好ましい。
【０１１０】
本発明のさらに別の実施形態を、図６に示している。この実施形態では、複数の電極１０を管状の導体１の壁に設けている。前記電極は、実質的に正方形の断面を有していることが好ましく、その形状は立方体であることが好ましい。電極１０は、イオンガイドの軸方向に、または軸方向に沿って、離間または分離していることが好ましい。
【０１１１】
好ましい実施形態では、隣接した電極１０には、互いに逆の位相のＡＣまたはＲＦ電圧を印加することが好ましい。前記イオンガイドを通過する異なるイオンの軌道９を、図７および図８に示しているが、これらはＳＩＭＩＯＮ（登録商標）を使用してモデル化したものである。管状の導体１の内径は６．０ｍｍであるものとしてモデル化し、管状の導体１の全長は１５．０ｍｍであるものとしてモデル化した。電極１０は、０．７５ｍｍの中心間距離で離間した０．５ｍｍの立方体の電極を備えているものとしてモデル化した。出口開口３の直径は２．０ｍｍであった。前記出口開口の中心は、管状の導体１の入口から１３．５ｍｍ離れているものとしてモデル化した。
【０１１２】
管状の導体１を１０Ｖに保持したものとしてモデル化し、電極１０を０ＶのＤＣに保持したものとしてモデル化した。周波数２ＭＨｚおよび２００ＶピークトゥピークのＡＣまたはＲＦ電圧を、隣接した電極１０には互いに逆の位相の当該ＡＣまたはＲＦ電圧を印加するようにして、電極１０に印加するものとしてモデル化した。バックグラウンドガス圧力は２ｍｂａｒであり、課される流速は５０ｍ／秒であるものとしてモデル化した。前記イオンは質量電荷比が５００であるものとしてモデル化し、前記バックグラウンドガスはアルゴンであるものとしてシミュレートした。
【０１１３】
図７は、前記イオンガイドを通過する際の前記イオンの様々な軌道９を示している。図７からわかるように、前記イオンガイドは、イオンが管状の導体１の直径全域にわたって異なる地点から出発した複数のイオン軌道を有するにもかかわらず、後の直交方向の抽出のためにイオンを集束および輸送する上で特に有効である。
【０１１４】
図８は、前記様々なイオン軌道９を、より詳細に平面図で示している。
【０１１５】
組み立てを容易にするため、管状の導体１の壁に設けられる電極２、１０をプリント回路基板に取り付け、必要とされる電圧接続を全て提供してもよく、あるいは、管状の導体１の壁に設けられる電極２、１０は、前記プリント回路基板上に配置されたトラックを含んでいてもよい。比較的高温での操作が要求される用途においては、１以上の電極２、１０を、熱的に安定なプラスチックまたはセラミック基板内、またはこのような基板上に取り付けてもよい。あるいは、厚膜技術を用いて電極２、１０をセラミック上に取り付けてもよい。
【０１１６】
本発明について、好ましい実施形態を参照しながら説明してきたが、添付の請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱しない限り、形態および詳細において種々の変更を行ってもよいことは、当業者には理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】図１は、管状の導体と、前記管状の導体の壁に配置された複数の電極と、前記電極の下流にある出口開口とを備えた、好ましい実施形態に係るイオンガイドを示す。
【図２】図２は、好適なイオンガイドの内側を示し、管状の導体の壁に配置された複数の電極と出口開口をより詳細に示す。
【図３】図３は、好適なイオンガイドの断面図を示し、管状の導体の壁と、前記管状の導体の壁に配置された複数の電極との間にＤＣ電位または電圧差を保持した結果生じる電位コンターを示す。
【図４Ａ】図４Ａは、管状の導体を備えた好適なイオンガイドへと流入するイオンのシミュレーション結果であり、前記イオンが前記管状の導体の壁に沿って設けられた複数の電極付近で集束し、さらに前記イオンが出口開口を通って前記イオンガイドから離脱する様子を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、管状の導体の壁に設けられた、出口開口をループ状に囲む２個の電極と、前記出口開口で終端する第３の直線状の電極とをさらに詳細に示す。
【図５】図５は、イオンが図４に示すイオンガイドをモデルに準じて通過し、管状の導体の壁に設けられた出口開口から離脱する際のイオンの様々な軌道を示す断面図である。
【図６】図６は、軸方向にセグメント化された複数の電極が、イオンガイドの管状の導体の壁に設けられている本発明の一実施形態を示す。
【図７】図７は、図６に示すイオンガイドへと流入するイオンのシミュレーションであって、管状の導体の壁に設けられた、軸方向にセグメント化された複数の電極付近にイオンが集束される様子を示す。
【図８】図８は、モデル化して図７に示したイオンの軌道の平面図である。
【図１】
2008524788.tif 000003
【図２】
2008524788.tif 000004
【図３】
2008524788.tif 000005
【図４Ａ】
2008524788.tif 000006
【図４Ｂ】
2008524788.tif 000007
【図５】
2008524788.tif 000008
【図６】
2008524788.tif 000009
【図７】
2008524788.tif 000010
【図８】
2008524788.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月21日(2007.8.21)
【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】
イオンガイドであって、
壁を有する中空、管状、または網状の装置と、
前記壁の一部分内、前記壁の一部分に沿って、前記壁の一部分上に、または前記壁の一部分に実質的に隣接して配置された１以上の電極と、
前記壁の一部分に設けられた、または配置された、操作モードにおいてイオンが通り前記イオンガイドから流出するようになっている１以上の開口と、
前記壁の少なくとも一部分と前記１以上の電極の一部または全部との間にＤＣ電位差を保持するように配置および適合させた手段とを備えているイオンガイド。
【請求項２】
前記中空、管状、もしくは網状の装置が、前記中空、管状、もしくは網状の装置の中心もしくは中間に配設されるか、または前記中心もしくは中間に沿って配設される中心軸を有し、前記１以上の電極が、前記中心軸の一方の側から、もしくは一方の側へとずらして配置または配設されている、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項３】
前記１以上の電極が、前記中心軸と実質的に平行である１以上の軸に沿って配置されている、請求項２に記載のイオンガイド。
【請求項４】
前記１以上の電極の少なくとも一部または全部にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させたＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに備えている、請求項１、２または３に記載のイオンガイド。
【請求項５】
少なくとも一部のイオンが前記１以上の電極にぶつかる、衝突する、または近付くことを妨げる、または実質的に防止するため、前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段を、前記１以上の電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合させた、請求項４に記載のイオンガイド。
【請求項６】
前記１以上の電極のうち直接隣接した電極には、互いに逆の位相の前記ＡＣまたはＲＦ電圧を供給する、請求項４または５に記載のイオンガイド。
【請求項７】
前記ＤＣ電位差が、（i）＜１Ｖ、（ii）１〜５Ｖ、（iii）５〜１０Ｖ、（iv）１０〜１５Ｖ、（v）１５〜２０Ｖ、（vi）２０〜２５Ｖ、（vii）２５〜３０Ｖ、（viii）３０〜３５Ｖ、（ix）３５〜４０Ｖ、（x）４０〜４５Ｖ、（xi）４５〜５０Ｖ、および（xii）＞５０Ｖからなる群から選択される、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項８】
前記１以上の電極のうちの少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、または２０個を超える電極が、前記中空、管状、または網状の装置に設けられた前記１以上の開口をループ状に囲むか、または少なくとも部分的にループ状に囲むように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項９】
前記電極のうちの少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、または２０個を超える電極が、前記中空、管状、または網状の装置に設けられた前記１以上の開口またはその上流で終端するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１０】
前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を前記１以上の電極の一部または全部に印加する手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１１】
前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくとも一部のイオンを進めるために、前記１以上の電極の一部または全部に２以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を印加する手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１２】
前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を保持するＤＣ電圧手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１３】
前記１以上の電極の少なくとも一部が、プリント回路基板内またはプリント回路基板上に設置、蒸着、または取り付けされている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１４】
前記１以上の電極の少なくとも一部が、プラスチック製、セラミック製、積層型、絶縁性、もしくは半導電性の基板内またはこれら基板上に設置、蒸着、または取り付けされている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１５】
前記中空、管状、または網状の装置内に存在するイオンのうち、少なくとも一部、または少なくとも０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％が、使用時に、前記１以上の開口を通して前記中空、管状、または網状の装置内から流出するか、または抽出されるようになっている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１６】
前記中空、管状、または網状の装置内に存在する、気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも一部、または前記気体分子および／もしくは中性粒子および／もしくは液滴の少なくとも０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、もしくは１００％が、使用時に、前記１以上の開口を通って前記中空、管状、または網状の装置内から流出または抽出されることなく、前記中空、管状、または網状の装置に沿って移動し続けるようになっている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１７】
前記１以上の開口に隣接するか、またはその後方に位置するように配置された抽出レンズまたは電極配列と、
前記１以上の電極および／または前記中空、管状、もしくは網状の装置の壁と前記抽出レンズまたは電極配列との間に、電位または電圧差を保持するように配置および適合させた手段とをさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１８】
前記イオンガイドの少なくとも一部分を、（i）＞０．００１ｍｂａｒ、（ii）＞０．０１ｍｂａｒ、（iii）＞０．１ｍｂａｒ、（iv）＞１ｍｂａｒ、（v）＞１０ｍｂａｒ、（vi）＞１００ｍｂａｒ、（vii）０．００１〜１００ｍｂａｒ、（viii）０．０１〜１０ｍｂａｒ、および（ix）０．１〜１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持するように配置および適合させた手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイド。
【請求項１９】
前記請求項のいずれか一項に記載のイオンガイドを１以上備えた質量分析計。
【請求項２０】
（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）シリコン基板上脱離イオン化（「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）サーモスプレーイオン源からなる群から選択されるイオン源をさらに備えている、請求項１９に記載の質量分析計。
【請求項２１】
イオンガイド法であって、
壁を有する中空、管状、または網状の装置と、前記壁の一部分内、前記壁の一部分に沿って、前記壁の一部分上に、または前記壁の一部分に実質的に隣接して配置された１以上の電極と、前記壁の一部分に配置された１以上の開口とを準備することと、
前記中空、管状、または網状の装置内にイオンを流入させ、前記装置に沿ってイオンを通過させることと、
前記壁の少なくとも一部分と前記１以上の電極の一部または全部との間にＤＣ電位差を保持することと、
前記１以上の開口を通して前記中空、管状、または網状の装置からイオンを流出させることとを含むイオンガイド法。
【請求項２２】
請求項２１に記載のイオンガイド法を含む質量分析法。
【請求項２３】
イオンガイド作製法であって、
基板を準備することと、
前記基板の一部分に、前記基板の一部分に沿って、前記基板の一部分上に、または前記基板の一部分に実質的に隣接して１以上の電極を配置することと、
使用時に、前記基板の一部と前記１以上の電極との間にＤＣ電位差を保持する手段を準備することと、
使用時にイオンが通過して搬送される１以上の開口を前記基板に形成することと、
前記基板を中空、管状、または網状のイオンガイドへと成形することとを含む、イオンガイド作製法。
【国際調査報告】
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