(57)【要約】ターゲット基板３０５の上面にレーザービーム３０２を集束させるレンズ３０８およびミラー３０３の配置を含む質量分析計のイオン源を開示する。レンズ３０８の有効焦点距離は、３００ｍｍ以下である。レーザービーム３０２は、ターゲット基板３０５と垂直に対して角度θ（θ≦３°）で、ターゲット基板３０５上に向けられる。１以上のイオンガイド３１１は、ターゲット基板から放出されたイオンを受け取り、実質的にレンズ３０８およびミラー３０３をバイパスするイオン経路に沿ってイオンを前方に移動させる。
2014521190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット基板の上面に直接衝突し、前記上面からイオンを放出させるために、使用時に、レーザービームを集束するように配置および適合される１以上の光学部品であって、前記１以上の光学部品の有効焦点距離は３００ｍｍ以下であり、前記ターゲット基板の垂線に対して角度θ（θ≦３°）で、前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向ける１以上の光学部品と、
前記ターゲット基板の前記上面から放出されるイオンを受け取り、前記１以上の光学部品を実質的にバイパスするか、あるいは回避するイオン経路に沿って前記イオンが前方に移動するように配置および適合された１以上のイオンガイドと、
を含む質量分析計用のイオン源。
【請求項２】
前記１以上の光学部品が、（ｉ）３００〜２８０ｍｍ；（ｉｉ）２８０〜２６０ｍｍ；（ｉｉｉ）２６０〜２４０ｍｍ；（ｉｖ）２４０〜２２０ｍｍ；（ｖ）２２０〜２００ｍｍ；（ｖｉ）２００〜１８０ｍｍ；（ｖｉｉ）１８０〜１６０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）１６０〜１４０ｍｍ；（ｉｘ）１４０〜１２０ｍｍ；（Ｘ）１２０〜１００ｍｍ；（ｘｉ）１００〜８０ ｍｍ；（ｘｉｉ）８０〜６０ｍｍ；（ｘｉｉｉ）６０〜４０ｍｍ；（ｘｉｖ）４０〜２０ｍｍ；および（ｘｖ）＜２０ｍｍからなる範囲から選択される有効焦点距離を有する、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
さらに、前記レーザービームを生成するように配置および適合されたレーザーを含む、請求項１または２に記載のイオン源。
【請求項４】
前記レーザーが、＜１００ｎｍ、１００〜２００ｎｍ、２００〜３００ｎｍ、３００〜４００ｎｍ、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、６００〜７００ｎｍ、７００〜８００ｎｍ、８００〜９００ｎｍ、９００〜１０００ｎｍ、１〜２μｍ、２〜３μｍ、３〜４μｍ、４〜５μｍ、５〜６μｍ、６〜７μｍ、７〜８μｍ、８〜９μｍ、９〜１０μｍ、１０〜１１μｍおよび＞１１μｍの範囲の波長を有する光子を放射するように配置される、請求項３に記載のイオン源。
【請求項５】
前記１以上の光学部品が、前記ターゲット基板の垂線に対して角度θで前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けるように配置および適合され、θは、（ｉ）０°；（ｉｉ）０〜１°；（ｉｉｉ）１〜２°；および（ｉｖ）２〜３°からなる群から選択される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項６】
前記１以上の光学部品が、前記１以上のイオンガイドの縦軸に沿って前記レーザービームを向けるように配置および適合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項７】
前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けるためのミラーおよび／またはレンズであって、（ｉ）前記イオン経路が前記ミラーおよび／またはレンズを回避するか、あるいは（ｉｉ）前記イオン経路が前記ミラーおよび／またはレンズを通過しないかのいずれかであるミラーおよび／またはレンズをさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項８】
（ｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０−２ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞１０−４ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞１０−５ｍｂａｒ；（ｉｘ）＞１０−６ｍｂａｒ；（Ｘ）＜１００ｍｂａｒ；（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ；（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ；（ｘｉｉｉ）＜０．１ｍｂａｒ；（ｘｉｖ）＜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｖ）＜１０−３ｍｂａｒ；（ｘｖｉ）＜１０−４ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉ）＜１０−５ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉｉ）＜１０−６ｍｂａｒ；（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉ）１０−２〜１０−１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉｉ）１０−３〜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｘｉｖ）１０−４〜１０−３ｍｂａｒ；および（ｘｘｖ）１０−５〜１０−４ｍｂａｒからなる群から選択される圧力で、前記ターゲット基板を維持するように配置および適合された装置をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項９】
前記１以上の光学部品が、１以上の集束レンズを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１０】
前記１以上の光学部品が、前記ターゲット基板上に前記レーザービームを反射するための１以上のミラーを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１１】
さらに、ターゲット基板を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１２】
前記ターゲット基板が、前記上面に対して前記ターゲット基板の裏に下面を備え、イオン化される対象は、使用時に、前記上面に位置する、請求項１１に記載のイオン源。
【請求項１３】
前記ターゲット基板が、さらに、マトリックスを含む、請求項１１または１２に記載のイオン源。
【請求項１４】
前記マトリックスが、（ｉ）２，５−ジヒドロキシ安息香酸、（ｉｉ）３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｉｉｉ）４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、（ｉｖ）α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｖ）ピコリン酸、および（ｖｉ）３−ヒドロキシピコリンからなる群から選択される、請求項１３に記載のイオン源。
【請求項１５】
前記１以上のイオンガイドが、イオンまたはイオンパケットイオンパケットを受け取り、前記イオンまたはイオンパケットが互いから分離された状態を維持しながら、前記イオンまたはイオンパケットを前方へ移動させるように配置および適合される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１６】
前記１以上のイオンガイドが、複数の電極を含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１７】
前記１以上のイオンガイドが、
（ａ）複数の電極を含み、各電極が、使用時にイオンを通過させる１以上の開口を含むイオントンネルイオンガイド、
（ｂ）複数の電極を含み、各電極が、使用時にイオンを移動させる１以上の開口を含み、前記イオンファンネルイオンガイド内に形成されるイオンガイド領域の幅もしくは直径が、イオンガイドの軸の長さに沿って増加または減少するイオンファンネルイオンガイド、
（ｃ）（ｉ）イオンを通過させる開口をそれぞれが有する複数の電極を含む第１のイオンガイド部であって、第１のイオンガイド経路は、前記第１のイオンガイド部内に形成される第１のイオンガイド部、および（ｉｉ）イオンを通過させる開口をそれぞれが有する複数の電極を含む第２のイオンガイド部であって、第２のイオンガイド経路は、前記第２のイオンガイド部内に形成され、放射状擬ポテンシャル障壁は、前記第１のイオンガイド経路と前記第２のイオンガイド経路の間に形成される第２のイオンガイド部、
（ｄ）多重極またはセグメント化多重極のロッドセット、または
（ｅ）イオンガイドの縦軸に平行もしくは直交して配置される複数の平板電極を含む平板イオンガイド
からなる群から選択される、請求項１６に記載のイオン源。
【請求項１８】
前記１以上のイオンガイドが、２つ以上の別個のイオンガイド経路を含み、前記レーザービームが、第１のイオンガイド経路と同軸であり、前記レーザービームと同軸ではない第２のイオンガイド経路にイオンを移動させる、請求項１６または１７に記載のイオン源。
【請求項１９】
前記１以上のイオンガイドが、それぞれ第１の開口および第２の開口を有する複数の電極を含み、前記電極の第１の開口が、使用時に前記レーザービームが通過する光チャネルを形成する、請求項１６、１７または１８に記載のイオン源。
【請求項２０】
前記電極の前記第２の開口が、使用時にイオンを通過させるイオンガイド経路を形成する、請求項１９に記載のイオン源。
【請求項２１】
前記１以上のイオンガイドが、前記１以上のイオンガイド内に放射状にイオンを閉じ込めるように配置および適合される、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２２】
前記１以上のイオンガイド内に放射状および／または軸方向にイオンを閉じ込める作用をする擬ポテンシャルを作るために、前記複数の複数の電極の少なくともいくつかの電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合された装置をさらに含む、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２３】
前記１以上のイオンガイドが、複数のイオングループまたはイオンパケットを同時に移動させるように配置および適合される、請求項１〜２２のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２４】
前記１以上のイオンガイドの長さに沿って複数のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸を移動させるように配置および適合された装置をさらに含む、請求項１〜２３のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２５】
イオンの複数のグループまたはイオンパケットを互いに分離した状態に維持するために、前記１以上のイオンガイドを含む電極に、１以上の一過的な、断続的なまたは永久的なＤＣ電圧を印加するように配置および適合された装置をさらに含む、請求項１〜２４のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２６】
前記１以上のイオンガイド内の個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸の複数のイオングループまたはイオンパケットを軸方向に閉じ込めるように配置および適合される装置をさらに含む、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２７】
前記個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸中のイオンの複数のグループもしくはパケットが、互いに混合するのを防ぐ、請求項２６に記載のイオン源。
【請求項２８】
前記イオン源が、前記ターゲット基板のイオンイメージングを行うように配置および適合される、請求項１〜２７のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２９】
前記イオン源が、前記ターゲット基板のデプスプロファイリングを行うように配置および適合される、請求項１〜２８のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項３０】
前記イオン源がパルスイオン源を含む、請求項１〜２９のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれか１項に記載のイオン源を含むマトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源またはレーザー脱離イオン化イオン源。
【請求項３２】
請求項１〜３０のいずれか１項に記載のイオン源、または
請求項３１に記載のマトリックス支援レーザー脱離イオン化イオン源またはレーザー脱離イオン化イオン源
を含む質量分析計。
【請求項３３】
フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を発生させるために、イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを１回または複数回フラグメント化ならびに／または反応ならびに／または光解離ならびに／または光活性化するように配置および適合される制御システムをさらに含む、請求項３２に記載の質量分析計。
【請求項３４】
（ｉ）前記イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを質量分析する、ならびに／あるいは
（ｉｉ）フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を質量分析する
ために配置および適合される質量分析器をさらに含む、請求項３２または３３に記載の質量分析計。
【請求項３５】
前記イオンの脱溶媒和を支援するために、イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを１回または複数回加熱するための加熱装置をさらに含む、請求項３２、３３または３４に記載の質量分析計。
【請求項３６】
レーザー、ターゲット基板および１以上の光学部品を提供することと、
前記ターゲット基板の上面に直接衝突するように前記レーザービームを集束するために、前記１以上の光学部品を用いてレーザービームを集束することと、
前記上面からイオンを放出させることであって、前記１以上の光学部品の有効焦点距離が３００ｍｍ以下であり、前記１以上の光学部品は、前記ターゲット基板の垂線に対して角度θ（θ≦３°）で前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けることと、
前記ターゲット基板の前記上面から放出されるイオンを１以上のイオンガイド内で受け取ることと、
前記１以上の光学部品を実質的にバイパスするか、あるいは回避するイオン経路に沿って前記イオンを前方に移動させることと、
を含む方法。
【請求項３７】
前記１以上の光学部品が、（ｉ）３００〜２８０ｍｍ；（ｉｉ）２８０〜２６０ｍｍ；（ｉｉｉ）２６０〜２４０ｍｍ；（ｉｖ）２４０〜２２０ｍｍ；（ｖ）２２０〜２００ｍｍ；（ｖｉ）２００〜１８０ｍｍ；（ｖｉｉ）１８０〜１６０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）１６０〜１４０ｍｍ；（ｉｘ）１４０〜１２０ｍｍ；（Ｘ）１２０〜１００ｍｍ；（ｘｉ）１００〜８０ ｍｍ；（ｘｉｉ）８０〜６０ｍｍ；（ｘｉｉｉ）６０〜４０ｍｍ；（ｘｉｖ）４０〜２０ｍｍ；および（ｘｖ）＜２０ｍｍからなる範囲から選択される有効焦点距離を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記レーザーが、＜１００ｎｍ、１００〜２００ｎｍ、２００〜３００ｎｍ、３００〜４００ｎｍ、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、６００〜７００ｎｍ、７００〜８００ｎｍ、８００〜９００ｎｍ、９００〜１０００ｎｍ、１〜２μｍ、２〜３μｍ、３〜４μｍ、４〜５μｍ、５〜６μｍ、６〜７μｍ、７〜８μｍ、８〜９μｍ、９〜１０μｍ、１０〜１１μｍおよび＞１１μｍの範囲の波長を有する光子を放射する、請求項３６または請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記ターゲット基板の垂線に対して角度θで（θは、（ｉ）０°；（ｉｉ）０〜１°；（ｉｉｉ）１〜２°；および（ｉｖ）２〜３°からなる群から選択される）、前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けることをさらに含む、請求項３６、３７または３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
前記１以上のイオンガイドの縦軸に沿って前記レーザービームを向けることをさらに含む、請求項３６〜３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
ミラーおよび／またはレンズを用い、（ｉ）前記イオン経路が前記ミラーおよび／またはレンズを回避するか、あるいは（ｉｉ）前記イオン経路が前記ミラーおよび／またはレンズを通過しないかのいずれかで、前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けることをさらに含む、請求項３６〜４０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４２】
（ｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０−２ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞１０−４ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞１０−５ｍｂａｒ；（ｉｘ）＞１０−６ｍｂａｒ；（Ｘ）＜１００ｍｂａｒ；（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ；（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ；（ｘｉｉｉ）＜０．１ｍｂａｒ；（ｘｉｖ）＜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｖ）＜１０−３ｍｂａｒ；（ｘｖｉ）＜１０−４ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉ）＜１０−５ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉｉ）＜１０−６ｍｂａｒ；（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉ）１０−２〜１０−１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉｉ）１０−３〜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｘｉｖ）１０−４〜１０−３ｍｂａｒ；および（ｘｘｖ）１０−５〜１０−４ｍｂａｒからなる群から選択される圧力で、前記ターゲット基板を維持することをさらに含む、請求項３６〜４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
前記１以上の光学部品が、１以上の集束レンズを含む、請求項３６〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記１以上の光学部品が１以上のミラーを含み、前記１以上のミラーを用いて前記ターゲット基板上に前記レーザービームを反射することをさらに含む、請求項３６〜４３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４５】
さらに、前記ターゲット基板にマトリックスを添加することをさらに含む、請求項３６〜４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
前記マトリックスが、（ｉ）２，５−ジヒドロキシ安息香酸、（ｉｉ）３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｉｉｉ）４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、（ｉｖ）α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｖ）ピコリン酸、および（ｖｉ）３−ヒドロキシピコリンからなる群から選択される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記１以上のイオンガイド内でイオンまたはイオンパケットを受け取ること、前記イオンまたはイオンパケットが互いから分離された状態を維持しながら、前記イオンまたはイオンパケットを前方に移動させることをさらに含む、請求項３６〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
前記１以上のイオンガイドが、
（ａ）複数の電極を含み、各電極が、使用時にイオンを通過させる１以上の開口を含むイオントンネルイオンガイド、
（ｂ）複数の電極を含み、各電極が、使用時にイオンを移動させる１以上の開口を含み、前記イオンファンネルイオンガイド内に形成されるイオンガイド領域の幅もしくは直径が、イオンガイドの軸の長さに沿って増加または減少するイオンファンネルイオンガイド、
（ｃ）（ｉ）イオンを通過させる開口をそれぞれが有する複数の電極を含む第１のイオンガイド部であって、第１のイオンガイド経路は、前記第１のイオンガイド部内に形成される）第１のイオンガイド部、および（ｉｉ）イオンを通過させる開口をそれぞれが有する複数の電極を含む第２のイオンガイド部であって、第２のイオンガイド経路は、前記第２のイオンガイド部内に形成され、放射状擬ポテンシャル障壁は、前記第１のイオンガイド経路と前記第２のイオンガイド経路の間に形成される第２のイオンガイド部、
（ｄ）多重極またはセグメント化多重極のロッドセット、または
（ｅ）イオンガイドの縦軸に平行もしくは直交して配置される複数の平板電極を含む平板イオンガイド。
からなる群から選択される、請求項３６〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
前記１以上のイオンガイドが、２つ以上の別個のイオンガイド経路を含み、前記レーザービームが、第１のイオンガイド経路と同軸であり、前記レーザービームと同軸ではない第２のイオンガイド経路にイオンを移動させる、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記１以上のイオンガイドが、それぞれ第１の開口および第２の開口を有する複数の電極を含み、前記電極の第１の開口が光チャネルを形成し、前記光チャネルに前記レーザービームを通過させることをさらに含む、請求項４８または４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記電極の前記第２の開口がイオンガイド経路を形成し、前記イオンガイド経路にイオンを通過させることをさらに含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記１以上のイオンガイド内に放射状にイオンを閉じ込めることをさらに含む、請求項３６〜５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
前記１以上のイオンガイド内に放射状および／または軸方向にイオンを閉じ込める作用をする擬ポテンシャルを作るために、前記複数の複数の電極の少なくともいくつかの電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加することをさらに含む、請求項３６〜５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
前記１以上のイオンガイドを用いて複数のイオングループまたはイオンパケットを同時に移動させることをさらに含む、請求項３６〜５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
前記１以上のイオンガイドの長さに沿って複数のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸を移動させることをさらに含む、請求項３６〜５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
イオンの複数のグループまたはイオンパケットを互いに分離した状態に維持するために、前記１以上のイオンガイドを含む電極に、１以上の一過的な、断続的なまたは永久的なＤＣ電圧を印加することをさらに含む、請求項３６〜５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
前記１以上のイオンガイド内の個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸の複数のイオングループまたはイオンパケットを軸方向に閉じ込めることをさらに含む、請求項３６〜５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
前記個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸中のイオンの複数のグループもしくはパケットが、互いに混合するのを防ぐことをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
請求項３６〜５８のいずれか１項に記載の方法を含む、ターゲット基板をイオンイメージングする方法。
【請求項６０】
請求項３６〜５８のいずれか１項に記載の方法を含む、ターゲット基板のデプスプロファイリングを行う方法。
【請求項６１】
請求項３６〜６０のいずれか１項に記載の方法を含むマトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）またはレーザー脱離イオン化の方法。
【請求項６２】
請求項３６〜６１のいずれか１項に記載の方法を含む質量分析法。
【請求項６３】
フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を発生させるために、イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを１回または複数回フラグメント化ならびに／または反応ならびに／または光解離ならびに／または光活性化することをさらに含む、請求項６２に記載の質量分析法。
【請求項６４】
（ｉ）前記イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを質量分析すること、ならびに／あるいは
（ｉｉ）フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を質量分析すること
をさらに含む、請求項６２または６３に記載の質量分析法。
【請求項６５】
前記イオンの脱溶媒和を支援するために、イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを１回または複数回加熱することをさらに含む、請求項６２、６３または６４に記載の質量分析法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して質量分析の装置および方法に関する。具体的には、特に限定しないが、本発明は質量分析計および質量分析方法に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２０１１年７月１５日出願の米国仮特許出願第６１／５０８，２７７号および２０１１年７月６日出願の英国特許出願第１１１１５６９．８号からの優先権および利益を主張する。これらの出願の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析Matrix-Assisted Laser Desorption Ionisation（「ＭＡＬＤＩ」）用に構成された質量分析計が知られている。ＭＡＬＤＩは、分析対象分子が標的プレートの表面で生成される質量分析用のソフトイオン化技術である。分析対象分子は、固体の多結晶マトリックス中に支持されている。通常、数ナノ秒の持続時間でレーザー光線のパルスが、マトリックス分子によって強く吸収されるＭＡＬＤＩ試料上に向けられる。レーザーエネルギーのこのパルスは、照射される領域を急速に加熱する。この熱は、マトリックス材料をある割合で気化させ、気体状材料のプルームとして該表面から爆発的に噴出させる（脱離）。脱離されるマトリックス内に封入された分析対象イオンは、マトリックスとともに気相に移行する。マトリックスイオンと分析対象分子との間の反応により、プロトン化／脱プロトン化またはイオン除去もしくはイオン添加のいずれかを介して対象分子をイオン化させる。最初のＭＡＤＬＩのプルームプルームが分散すると、残存する分析対象イオンは、主に一価イオンである。
【０００４】
レーザー光線の吸収はレーザーフルエンスのすべてのレベルで起こるが、照明下で材料の脱離を得るためには、必要とされるエネルギー密度閾値が存在する。
【０００５】
ＭＡＬＤＩイメージングは成長技術であり、分析される試料は、その表面にマトリックスの一層が沈着された組織の薄切片（一般的に１５μｍ）であり得る。試料は、ラスターパターンに沿って間隔を空けた特定の部位または部位の範囲でレーザーを発射するラスター方法で走査される。質量スペクトルは各部位または部位の範囲で得られ、次いでイオン質量の相対存在量が組織切片のイオンイメージとして示される。イオンの空間分布を決定することができる画像解像度は、個々のレーザーパルスによってイオン化閾値を超えて照射される試料の各スペクトル部位と領域との間の距離の関数である。したがって、空間分解能は小径レーザー強度プロファイルを用いることで改善されることができる。したがって、最終レーザーレンズから試料までの距離が短いと、イオンイメージの空間分解能を改善する際に有利である。
【０００６】
ＭＡＬＤＩ源の高空間分解能を得るためには、レーザーパルスによって照射される領域は、面積を縮小されなければならない。これは、集束素子に入射するレーザービームプロファイルに関連する、レーザービーム径およびレーザービームプロファイルを含むいくつかの要素によって決定される。それは、集光の焦点距離および、したがってレンズとＭＡＬＤＩ試料プレートとの間の作動距離によっても決定される。試料に入射するレーザーパルスのサイズを決定するさらなる一つの問題は、レーザービームの入射角である。この点を考慮して、レーザービームが試料標的に直角に入射することを確実に行うことが好ましい。
【０００７】
レーザーによる照射によって形成されるプルームおよび分析対象イオンは、入射レーザービームの方向に拡大する傾向がある。これは、ＭＡＬＤＩ試料と結晶マトリックスの不均質な表面のトポグラフィーに起因する。Ｐ．Ａｋｓｏｕｈら．Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｍｍｕｎ．Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，９（１９９５）５１５（非特許文献１）を参照されたい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｐ．Ａｋｓｏｕｈら．Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｍｍｕｎ．Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，９（１９９５）５１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＭＡＬＤＩプルーム中で形成されるイオンは、アナライザに移動させなければならない。そのためには電極が試料標的の近くに位置していることが必要である。高真空ＭＡＬＤＩ装置において、試料プレートに対して直角のイオン加速を可能にするために、イオン光軸に沿って配置もされる静電レンズの要件のために、ほとんどの場合、同じ光路に沿ってレーザー光学を設置することができなくなる。したがって、多くのＭＡＬＤＩ質量分析計は、小角度だが、ゼロではない入射角のレーザー入射で設計される。直角照明による他のシステムの場合、レーザー光学周辺でイオンを導くために、静電偏向器が用いられている。
【００１０】
六重極ＲＦガイドを用いてイオンを移動させる中圧ＭＡＬＤＩによるＲＦデバイスのため、特に直角照明を備えるよう設計されたレーザー光学が設置されない恐れがある。さらに、ＲＦレンズは、ＭＡＬＤＩ試料プレートの近くに最終集束レンズを備える可能性を限定する。同様の制約が、大気圧ＭＡＤＬＩ装置にも当てはまる。
【００１１】
改良型の質量分析計および質量分析方法が提供されることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、ターゲット基板の上面からイオンを放出させるために該上面に直接衝突するように、使用時に、レーザービームを集束させるよう配置および適合される１以上の光学部品を含む質量分析計用のイオン源が提供される。１以上の光学部品は、好ましくは、有効焦点距離が３００ｍｍであり、使用中の１以上の光学部品がターゲット基板への垂線に対してθ角度でターゲット基板上にレーザービームを向ける。
【００１３】
好適な実施形態によれば、θ≦３°である。
【００１４】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、ターゲット基板の上面から放出されるイオンを受け取って、１以上の光学部品を実質的にバイパスするか、あるいは回避するイオン経路に沿ってイオンを前方に送るように配置および適合される。
【００１５】
１以上の光学部品は、好ましくは、（ｉ）３００〜２８０ｍｍ；（ｉｉ）２８０〜２６０ｍｍ；（ｉｉｉ）２６０〜２４０ｍｍ；（ｉｖ）２４０〜２２０ｍｍ；（ｖ）２２０〜２００ｍｍ；（ｖｉ）２００〜１８０ｍｍ；（ｖｉｉ）１８０〜１６０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）１６０〜１４０ｍｍ；（ｉｘ）１４０〜１２０ｍｍ；（ｘ）１２０〜１００ｍｍ；（ｘｉ）１００〜８０ｍｍ；（ｘｉｉ）８０〜６０ｍｍ；（ｘｉｉｉ）６０〜４０ｍｍ；（ｘｉｖ）４０〜２０ｍｍ；および（ｘｖ）＜２０ｍｍからなる範囲から選択される有効焦点距離を有する。
【００１６】
イオン源は、好ましくは、レーザービームを発生するよう配置および適合されるレーザーをさらに含む。
【００１７】
レーザーは、好ましくは、＜１００ｎｍ、１００〜２００ｎｍ、２００〜３００ｎｍ、３００〜４００ｎｍ、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、６００〜７００ｎｍ、７００〜８００ｎｍ、８００〜９００ｎｍ、９００〜１０００ｎｍ、１〜２μｍ、２〜３μｍ、３〜４μｍ、４〜５μｍ、５〜６μｍ、６〜７μｍ、７〜８μｍ、８〜９μｍ、９〜１０μｍ、１０〜１１μｍおよび＞１１μｍの範囲の波長を有する光子を放射するように配置される。
【００１８】
１以上の光学部品は、好ましくは、ターゲット基板への垂線に対してθ角度でターゲット基板上にレーザービームを向けるよう配置および適合され、θは（ｉ）０°；（ｉｉ）０〜１°；（ｉｉｉ）１〜２°；および（ｉｖ）２〜３°からなる群から選択される。
【００１９】
１以上の光学部品は、好ましくは、１以上のイオンガイドの長手軸に沿ってレーザービームを向けるように配置および適合される。
【００２０】
イオン源は、好ましくは、ターゲット基板上にレーザービームを向けるためのミラーおよび／またはレンズをさらに含み、（ｉ）イオン経路は、ミラーおよび／またはレンズを回避するか、あるいは（ｉｉ）イオン経路はミラーおよび／またはレンズを通過しないかのいずれかである。
【００２１】
イオン源は、好ましくは、（ｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０−２ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞１０−４ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞１０−５ｍｂａｒ；（ｉｘ）＞１０−６ｍｂａｒ；（ｘ）＜１００ｍｂａｒ；（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ；（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ；（ｘｉｉｉ）＜０．１ｍｂａｒ；（ｘｉｖ）＜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｖ）＜１０−３ｍｂａｒ；（ｘｖｉ）＜１０−４ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉ）＜１０−５ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉｉ）＜１０−６ｍｂａｒ；（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉ）１０−２から１０−１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉｉ）１０−３から１０−２ｍｂａｒ；（ｘｘｉｖ）１０−４から１０−３ｍｂａｒ；および（ｘｘｖ）１０−５から１０−４ｍｂａｒからなる群から選択される圧力でターゲット基板を維持するように配置および適合されたデバイスをさらに含む。
【００２２】
部品は、好ましくは、１以上の集束レンズを含む。
【００２３】
１以上の光学部品は、好ましくは、ターゲット基板上へレーザービームを反射するために１以上のミラーを含む。
【００２４】
イオン源は、好ましくは、ターゲット基板をさらに含む。
【００２５】
ターゲット基板は、好ましくは、ターゲット基板の裏面に、上面に対する下面を含み、イオン化される対象は、使用時に、前記上面に位置する。
【００２６】
ターゲット基板は、好ましくは、マトリックスをさらに含む。マトリックスは、好ましくは、（ｉ）２，５−ジヒドロキシ安息香酸；（ｉｉ）３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸；（ｉｉｉ）４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸；（ｉｖ）α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸；（ｖ）ピコリン酸および（ｖｉ）３−ヒドロキシピコリン酸からなる群から選択される。
【００２７】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、イオンまたはイオンパケットを受け取って、イオンまたはイオンパケットを互いに分離した状態で保持しながら、イオンまたはイオンパケットを前方に送るように配置および適合される。
【００２８】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、複数の電極を含む。
【００２９】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、
（ａ）使用時に、各電極は、イオンを通過させる１以上の開口を含む、複数の電極を備えるイオントンネルイオンガイド、
（ｂ）使用時に、各電極はイオンを通過させる１以上の開口を含む、複数の電極を備えるイオンファネルイオンガイドであって、イオンファネルイオンガイド内に形成されたイオンガイド領域の幅または直径が、イオンガイドの軸長に沿って増大または減少する、イオンファネルイオンガイド、
（ｃ）（ｉ）複数の電極を備え、各電極がイオンを通過させる開口を有する第１のイオンガイド部であって、第１のイオンガイド経路が第１のイオンガイド部内に形成されている第１のイオンガイド部、および（ｉｉ）複数の電極を備え、各電極がイオンを通過させる開口を有する第２のイオンガイド部であって、第２のイオンガイド経路が第２のイオンガイド部内に形成されており、第１のイオンガイド経路と第２のイオンガイオド経路との間に半径方向の擬ポテンシャル障壁が形成される、第２のイオンガイド部を含む結合型のイオンガイド、
（ｄ）多重極またはセグメント化多重極のロッドセット、または
（ｅ）イオンガイドの長手軸と平行または直角に配置された複数の平面電極を備える平面イオンガイド、からなる群から選択される。
【００３０】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、２つ以上の別個のイオン経路を備え、レーザービームが第１のイオンガイド経路と同軸であり、およびイオンが、レーザービームと同軸でない第２のイオンガイド経路に移動される。
【００３１】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、複数の電極を備え、各電極は第１の開口および第２の開口を有し、電極の第１の開口は、使用時にレーザービームが通過する光チャネルを形成する。
【００３２】
電極の第２の開口は、好ましくは、使用時にイオンを通過させるイオンカイド経路を形成する。
【００３３】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、１以上のイオンガイド内にイオンを半径方向に閉じ込めるよう配置および適合される。
【００３４】
イオン源は、好ましくは、１以上のイオンガイド内にイオンを半径方向におよび／または軸方向に閉じ込めるように作用する擬ポテンシャルを生成するために、複数の電極の少なくともいくつかの電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するよう配置および適合されたデバイスを備える。
【００３５】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、複数のイオングループまたはイオンパケットを同時に送るよう配置および適合される。
【００３６】
イオン源は、好ましくは、１以上のイオンガイドの長さに沿って複数のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸を移動させるよう配置および適合されたデバイスをさらに備える。
【００３７】
イオン源は、好ましくは、イオンの複数のグループまたはイオンパケットを互いに分離した状態に維持するために、１以上のイオンガイドを備える電極に、１以上のＤＣ電圧を過渡的に、断続的に、または永続的に印加するよう配置および適合されたデバイスをさらに備える。
【００３８】
イオン源は、好ましくは、１以上のイオンガイド内の個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸の複数のイオングループまたはイオンパケットを軸方向に閉じ込めるよう配置および適合されたデバイスをさらに備える。
【００３９】
個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸において複数のイオングループまたはパケットイオンは、好ましくは、互いに混合しないように妨げられる。
【００４０】
イオン源は、好ましくは、ターゲット基板のイオンイメージングを行うように配置および適合される。
【００４１】
別の実施形態によれば、イオン源は、ターゲット基板のデプスプロファイリングを行うよう配置および適合される。
【００４２】
イオン源は、好ましくは、パルスイオン源を含む。
【００４３】
本発明の一態様によれば、上述のイオン源を備えるマトリクッス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源またはレーザー脱離イオン化イオン源が提供される。
【００４４】
本発明の一態様によれば、
上述のイオン源、または
上述のマトリクッス支援レーザー脱離イオン化イオン源またはレーザー脱離イオン化イオン源
を備える質量分析計が提供される。
【００４５】
質量分析計は、好ましくは、フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を発生させるために、１以上のイオングループまたはイオンパケットを１回または複数回、フラグメント化するおよび／または反応させるおよび／または光解離させるおよび／または光活性化させるよう配置および適合された制御システムをさらに備える。
【００４６】
質量分析計は、好ましくは、
（ｉ）１以上のイオングループまたはイオンパケットを質量分析するおよび／または
（ｉｉ）フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を質量分析する
ために配置および適合された質量分析器をさらに備える。
【００４７】
質量分析計は、好ましくは、イオンの脱溶媒和を補助するために、１以上のイオングループまたはパケットイオンを１回または複数回加熱するための加熱装置をさらに備える。
【００４８】
本発明の一態様によれば、
レーザー、ターゲット基板および１以上の光学部品を提供することと、
ターゲット基板の上面に直接衝突するようにレーザービームを集束させるための１以上の光学部品を用いて、レーザービームを集束させることと、
ターゲット基板の上面からイオンを放出させることと
を含む方法が提供される。
【００４９】
好適な実施形態によれば、１以上の光学部品は、好ましくは、有効焦点距離が≦３００ｍｍであり、１以上の光学部品がターゲット基板への垂線に対してθ角度でターゲット基板上にレーザービームを向ける。
【００５０】
好適な実施形態によれば、θ≦３°である。
【００５１】
該方法は、好ましくは、
１以上のイオンガイドにおいてターゲット基板の上面から放出されるイオンを受け取ることと、
１以上の光学部品を実質的にバイパスするか、あるいは回避するイオン経路に沿ってイオンを前方に送ることと、
をさらに含む。
【００５２】
１以上の光学部品は、好ましくは、（ｉ）３００〜２８０ｍｍ；（ｉｉ）２８０〜２６０ｍｍ；（ｉｉｉ）２６０〜２４０ｍｍ；（ｉｖ）２４０〜２２０ｍｍ；（ｖ）２２０〜２００ｍｍ；（ｖｉ）２００〜１８０ｍｍ；（ｖｉｉ）１８０〜１６０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）１６０〜１４０ｍｍ；（ｉｘ）１４０〜１２０ｍｍ；（ｘ）１２０〜１００ｍｍ；（ｘｉ）１００〜８０ｍｍ；（ｘｉｉ）８０〜６０ｍｍ；（ｘｉｉｉ）６０〜４０ｍｍ；（ｘｉｖ）４０〜２０ｍｍ；および（ｘｖ）＜２０ｍｍからなる範囲から選択される有効焦点距離を有する。
【００５３】
レーザーは、好ましくは、＜１００ｎｍ、１００〜２００ｎｍ、２００〜３００ｎｍ、３００〜４００ｎｍ、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、６００〜７００ｎｍ、７００〜８００ｎｍ、８００〜９００ｎｍ、９００〜１０００ｎｍ、１〜２μｍ、２−〜３μｍ、３〜４μｍ、４〜５μｍ、５〜６μｍ、６〜７μｍ、７〜８μｍ、８〜９μｍ、９〜１０μｍ、１０〜１１μｍおよび＞１１μｍの範囲の波長を有する光子を放射する。
【００５４】
該方法は、好ましくは、ターゲット基板への垂線に対してθ角度でターゲット基板上にレーザービームを向けることを含み、θは（ｉ）０°；（ｉｉ）０〜１°；（ｉｉｉ）１〜２°；および（ｉｖ）２〜３°からなる群から選択される。
【００５５】
該方法は、好ましくは、１以上のイオンガイドの長手軸に沿ってレーザービームを向けることをさらに含む。
【００５６】
該方法は、好ましくは、（ｉ）イオン通路がミラーおよび／またはレンズを回避するか、あるいは（ｉｉ）イオン経路がミラーおよび／またはレンズを通過しないかのいずれかの場合ミラーおよび／またはレンズを用いてターゲット基板上にレーザービームを向けることをさらに含む。
【００５７】
該方法は、好ましくは、（ｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０−２ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞１０−４ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞１０−５ｍｂａｒ；（ｉｘ）＞１０−６ｍｂａｒ；（ｘ）＜１００ｍｂａｒ；（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ；（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ；（ｘｉｉｉ）  ０．１ｍｂａｒ；（ｘｉｖ）＜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｖ）＜１０−３ｍｂａｒ；（ｘｖｉ）＜１０−４ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉ）＜１０−５ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉｉ）＜１０−６ｍｂａｒ；（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉ）１０−２から１０−１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉｉ）１０−３から１０−２ｍｂａｒ；（ｘｘｉｖ）１０−４から１０−３ｍｂａｒ；および（ｘｘｖ）１０−５から  １０−４ｍｂａｒからなる群から選択される圧力でターゲット基板を維持することをさらに含む。
【００５８】
１以上の光学部品は、好ましくは、１以上の集束レンズを含む。
【００５９】
１以上の光学部品は、好ましくは、１以上のミラーを含み、該方法は１以上のミラーを用いてターゲット基板上へレーザービームを反射することをさらに含む。
【００６０】
該方法は、好ましくは、ターゲット基板にマトリックを適用することをさらに含む。
【００６１】
マトリックスは、好ましくは、（ｉ）２，５−ジヒドロキシ安息香酸、（ｉｉ）３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｉｉｉ）４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、（ｉｖ）α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｖ）ピコリン酸、および（ｖｉ）３−ヒドロキシピコリン酸からなる群から選択される。
【００６２】
該方法は、好ましくは、１以上のイオンガイドにおいてイオンまたはイオンパケットを受け取ることと、イオンまたはイオンパケットを互いに分離した状態で保持しながら、イオンまたはイオンパケットを前方に送ることとをさらに含む。
【００６３】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、
（ａ）使用時に、各電極がイオンを通過させる１以上の開口を含む、複数の電極を備えるイオントンネルイオンガイド、
（ｂ）使用時に、各電極がイオンを通過させる１以上の開口を含む、複数の電極を備えるイオンファネルイオンガイドであって、イオンファネルイオンガイド内に形成されたイオンガイド領域の幅または直径が、イオンガイドの軸長に沿って増大または減少する、イオンファネルイオンガイド、
（ｃ）（ｉ）各電極がイオンを通過させる開口を有する、複数の電極を備える第１のイオンガイド部であって、第１のイオンガイド経路が第１のイオンガイド部内に形成されている第１のイオンガイド部、および（ｉｉ）各電極がイオンを通過させる開口を有する複数の電極を備える第２のイオンガイド部であって、第２のイオンガイド経路が第２のイオンガイド部内に形成されており、第１のイオンガイド経路と第２のイオンガイド経路との間に半径方向の擬ポテンシャル障壁が形成される、第２のイオンガイド部を備える結合型のイオンガイド、
（ｄ）多重極またはセグメント化多重極のロッドセット、または
（ｅ）イオンガイドの長手軸と平行または直角に配置された複数の平面電極を備える平面イオンガイド、からなる群から選択される。
【００６４】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、２つ以上の別個のイオンガイド経路を備え、レーザービームが第１のイオンガイド経路と同軸であり、およびイオンがレーザービームと同軸でない第２のイオンガイド経路に移動される。
【００６５】
１以上のイオンガイドは、好ましくは、複数の電極を備え、各電極は第１の開口および第２の開口を有し、電極の第１の開口は光チャネルを形成し、該方法は該光チャネルを通ってレーザービームを通過させることをさらに含む。
【００６６】
電極の第２の開口は、好ましくは、イオンガイド経路を形成し、該方法はイオンガイド経路を通ってイオンを通過させることをさらに含む。
【００６７】
該方法は、好ましくは、１以上のイオンガイド内にイオンを半径方向に閉じ込めることをさらに含む。
【００６８】
該方法は、好ましくは、１以上のイオンガイド内でイオンを半径方向におよび／または軸方向に閉じ込めるように作用する擬ポテンシャルを生成するために、複数の電極の少なくともいくつかの電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加することをさらに含む。
【００６９】
該方法は、好ましくは、１以上のイオンガイドを用いて、複数のイオングループまたはイオンパケットを同時に送ることをさらに含む。
【００７０】
該方法は、好ましくは、１以上のイオンガイドの長さに沿って複数のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸を移動させることをさらに含む。
【００７１】
該方法は、好ましくは、イオンの複数のグループまたはイオンパケットを互いに分離した状態に維持するために、１以上のイオンガイドを備える電極に、１以上のＤＣ電圧を過渡的に、断続的に、または永続的に印加することをさらに含む。
【００７２】
該方法は、好ましくは、１以上のイオンガイド内の個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸において複数のイオングループまたはイオンパケットを軸方向に閉じ込めることをさらに含む。
【００７３】
該方法は、好ましくは、個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸において複数のイオングループまたはパケットイオンが互いに混合しないように妨げることをさらに含む。
【００７４】
本発明の一態様によれば、上述の方法を含む、ターゲット基板のイオンイメージングの方法が提供される。
【００７５】
本発明の一態様によれば、上述の方法を含む、ターゲット基板のデプスプロファイリングの方法が提供される。
【００７６】
本発明の一態様によれば、上述の方法を含む、マトリクッス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）またはレーザー脱離イオン化の方法が提供される。
【００７７】
本発明の一態様によれば、上述の方法を含む、質量分析方法が提供される。
【００７８】
質量分析方法は、好ましくは、フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を発生させるために、１以上のイオングループまたはイオンパケットを１回または複数回、フラグメント化することおよび／または反応させることおよび／または光解離させることおよび／または光活性化させることをさらに含む。
【００７９】
該方法は、好ましくは、
（ｉ）１以上のイオングループまたはイオンパケットを質量分析すること、および／または
（ｉｉ）フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を質量分析することをさらに含む。
【００８０】
該方法は、好ましくは、イオンの脱溶媒和を補助するために、１以上のイオングループまたはパケットイオンを１回または複数回加熱することをさらに含む。
【００８１】
好適な実施形態は、質量分析計内により有効なイオン化を生成する装置を備える。
【００８２】
好適な実施形態は、画像の解像度を向上させるために、より正確なスポットで試料プレート上に入射することを可能にする。
【００８３】
好適な実施形態は、ＭＡＬＤＩ技術のための、特に、但し限定的にではなく、改良型の質量分析装置および質量分析方法に関する。
【００８４】
したがって、本発明の一態様は、使用時に、イオンを生成するための物質に向かって、第１の軸に沿ってレーザービームを向けるように配置されたレーザーであって、前述の第１の軸が該物質に略直角であるレーザーと、前述のイオンをガイドするためのイオンガイドデバイスであって、イオンガイドデバイスがレーザービームの経路の少なくとも一部を取り囲むように配置されるイオンガイドデバイスとを含む、質量分析用の装置、例えば、質量分析計を提供する。
【００８５】
質量分析用の装置は、質量分析システム用のイオン取り込み口をさら含んでもよく、前述のイオンガイドデバイスからイオンを受け取るよう配置されても良く、例えば、前述のイオンガイドデバイスは第２の軸に沿って、例えば、第２の軸に沿う少なくとも一部のイオンガイド経路に沿って、前述のイオン取り込み口に前述のイオンを導くように配置され、前述の第２の軸は、好ましくは、前述の第１の軸と異なるまたは第１の軸から斜めであるまたは直角である。
【００８６】
本発明の別の態様は、使用時に、イオンを生成するための物質に向かって第１の軸に沿ってレーザービームを向けるよう配置されたレーザーであって、前述の第１の軸は該物質に略直角であるレーザーと、例えば、質量分析システム用のもしくは該システムのイオン取り入れ口へのイオン経路に沿って前述のイオンを導くためのイオンガイドデバイスであって、前述のイオン経路の少なくとも一部は、第２の軸に沿っていて、前述の第１の軸および前述の第２の軸は、互いに関連して異なっているまたは斜めであるまたは直角である、イオンガイドデバイスとを含む、質量分析用の装置、例えば、質量分析計を提供する。
【００８７】
一部の実施形態において、前述の第１の軸および前述の第２の軸は、略平行である。他の実施形態において、前述の第１の軸および前述の第２の軸は、互いに交差する。
【００８８】
好適な実施形態において、イオンガイドデバイスは、ＲＦイオンガイドデバイスおよび／または結合型のイオンガイドおよび／またはイオンファネルまたはファネルデバイスおよび／または例えば、前述のイオンガイドデバイスを通って前述のイオンを前へ押し出すための過渡ＤＣ電圧、および／または前述のイオンガイドデバイスを通って前述のイオンを前へ押し出すための永続的電圧、および／または前述のイオンガイドデバイスを通って前述のイオンを前へ押し出すだめの断続的電圧を含む。
【００８９】
質量分析装置は、前述のイオンガイドデバイスの下流に、または前述のイオンガイドデバイス内に備えられた、電界非対称イオン移動度分光計（Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer）（「ＦＡＩＭＳ」）の一部、部分、ステージもしくはデバイスおよび／または前述のイオンガイドデバイスの下流に、または前述のイオンガイドデバイス内に備えられた、イオン移動度分光計（Ion Mobility Spectrometer）（「ＩＭＳ」）の部分、部、ステージもしくはデバイスおよび／または前述のイオンガイドデバイスの下流に四重極質量フィルタおよび／または前述のイオンガイドデバイスの下流に衝突セルをさらに含むこともある。
【００９０】
レーザーは、パルス化されてもよくおよび／または窒素、Ｎｄ：ＹＡＧ、二酸化炭素、Ｅｒ：ＹＡＧ、紫外線および赤外線からなる群からのものであってもよい。レーザーのパルス周波数は、１〜１０Ｈｚ、１０〜１００Ｈｚ、１００〜１０００Ｈｚ、１０００〜１００００Ｈｚ、１００００〜１０００００Ｈｚからなる群の一つであってもよい。
【００９１】
物質は、マトリックスを含み、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジメトキシ−４‐ヒドロキシケイ皮酸、４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、ピリコン酸、３−ヒドロキシピコリン酸からなる群から選択されてもよい。
【００９２】
イオンガイドデバイスは、衝突気体を含んでもよくおよび／または前述のイオンガイドデバイス内の１種または複数種、例えば任意のイオンは、前述のイオンガイドデバイス内で加熱された衝突気体を供給することを含み得る熱源に曝露される、または前述の熱源は放射熱源を含む。熱源は、前述のイオンガイドデバイス内で前述のイオンの脱溶媒和を支援するためにレーザーの供給をさらに含んでもよい。
【００９３】
本発明の別の態様は、その上に分析対象を有する物質を提供するステップと、分析対象イオンを生成するために、第１の軸に沿ってレーザーを該物質に略直角に向けるステップと、イオンガイドまたはガイド手段またはガイドデバイスを用いて、分析対象イオンを導くスッテップとを含み、前述のイオンガイドまたはガイド手段またはガイドデバイスは、レーザービームの経路の少なくとも一部を取り囲むように配置される、質量分析方法を提供する。
【００９４】
該方法は、前述のイオンガイドまたはガイド手段またはガイドデバイスからイオンを受け取るよう配置された質量分析システム用のイオン取り込み口を備えることをさらに含んでもよく、前述のイオンガイドまたはガイド手段またはガイドデバイスは、前述のイオンを第２の軸に沿って、例えば、第２の軸に沿っている少なくとも一部のイオンガイド経路に沿って、前述のイオン取り込み口に導くよう配置されてもよく、前述の第２の軸は好ましくは前述の第１の軸と異なる。
【００９５】
本発明のさらなる態様は、その上に分析対象を有する物質を提供するステップと、分析対象イオンを生成するために、第１の軸に沿ってレーザーを該物質に略直角に向けるステップと、例えば、イオンガイドまたはガイド手段またはガイドデバイスを用いて、第２の軸に沿っているイオン経路の少なくとも一部であるイオン経路に沿って、分析対象イオンを導くスッテップを含み、前述の第１の軸および前述の第２の軸は、互いに関連して異なっているまたは斜めであるまたは直角である、質量分析方法を提供する。
【００９６】
一部の実施形態において、前述の第１の軸および前述の第２の軸は、平行である。他の実施形態において、前述の第１の軸および前述の第２の軸は、互いに交差する。
【００９７】
イオンガイドまたはガイド手段またはガイドデバイスは、ＲＦイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスもしくはガイドおよび／または結合型のイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスもしくはガイドおよび／またはイオンファネルもしくはファネル手段もしくは配置を備え得る。該方法は、前述のイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスを通って前述のイオンを前へ押し出すために、イオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスによって、またはこれらの内部で印加される過渡ＤＣ電圧および／または前述のイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスを通って前述のイオンを前へ押し出すために、イオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスによって、またはこれらの内部で印加される永続的電圧および／または前述のイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスを通って前述のイオンを前へ押し出すために、イオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスによって、またはこれらの内部で印加される断続的電圧を含み得る。
【００９８】
該方法は、前述のイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスの下流にＦＡＩＭＳの一部、部分、ステージもしくはデバイスおよび／または前述のイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスの下流にＩＭＳデバイスおよび／または前述のイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスの下流に四重極質量フィルタおよび／または前述のイオンガイドもしくはガイド手段もしくはガイドデバイスの下流に衝突セルをさらに含み得る。
【００９９】
レーザーを向けるステップは、パルス化レーザーを向けること、例えばレーザーパルスを向けることを含んでもよく、および／またはレーザーは、窒素、Ｎｄ：ＹＡＧ、二酸化炭素、Ｅｒ：ＹＡＧ、紫外線および赤外線からなる群からのものであってもよいレーザーは、１〜１０Ｈｚ、１０〜１００Ｈｚ、１００〜１０００Ｈｚ、１０００〜１００００Ｈｚ、１００００〜１０００００Ｈｚからなる群から選択されたパルス周波数を有してもよい。
【０１００】
該方法は、前述の物質上にマトリックスを供給することをさらに含んでもよく、マトリックスは、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸、４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、ピリコン酸、３−ヒドロキシピコリン酸からなる群から選択されてもよい。
【０１０１】
該方法は、イオンガイドデバイス中のイオンを熱源に曝露させることをさらに含んでもよく、熱源は、前述のイオンガイドデバイス内で加熱された衝突気体を供給することおよび／または放射熱源を供給することおよび／または前述のイオンガイドデバイス内で前述のイオン類の脱溶媒和を支援するためにレーザーを供給することをさらに含んでもよい。
【０１０２】
本発明の別の態様は、上述の方法を実行するために配置および適合された装置を提供する。
【０１０３】
イオンガイドデバイスは、進行波ガイドもしくはガイドデバイスを含んでもよく、および／または使用時に、その一部に沿って進むＤＣポテンシャルを発生するよう配置または構成されてもよい。イオンガイドを形成する全てではないが大部分の電極は、ＡＣまたはＲＦ電圧源に接続され得る。結果として生じるＡＣまたはＲＦ電界は、イオンガイド内で、擬ポテンシャル井戸を生成することによってイオンを半径方向に閉じ込めるように構成され得る。ＡＣまたはＲＦ電圧源は、必ずしもそうではないが、正弦波形を出力する。一部の実施形態によれば、方形波などの非正弦のＲＦ波形がもたらされることもある。好ましくは、少なくとも一部の電極は、ＤＣおよびＡＣまたはＲＦの両電圧源に接続される。
【０１０４】
ＤＣ電位の反復パターンは、周期波形を形成するために、イオンガイドの長さに沿って重ねられ得る。波形は、イオンを一定速度で移動させることが必要な方向でイオンガイドに沿って進ませ得る。一部の実施形態において、気体は、例えば、イオン運動が気体の粘性抵抗によって湿気を与えられることによって、存在する。したがって、イオンは、進行する波形のそれと同じ速度で、前方にドリフトすることもあり、例えばイオンは、その質量に関係なく、実質的に同じ速度でイオンガイドから出ることもあり得る。
【０１０５】
イオンガイドは、好ましくは、複数のセグメントを含む。イオンガイドは、好ましくは、独立した過渡ＤＣポテンシャルが各セグメントに、好ましくは別個に印加され得るように、軸方向にセグメント化される。ＤＣ進行波電位は、好ましくは、半径方向状に電圧を閉じ込めるＡＣまたはＲＦの上部に、およびそのセグメントに印加され得る任意の定電圧または下部のＤＣオフセット電圧を重ねられる。
軸方向で進行ＤＣ電位波を発生させるために、種々のセグメントが維持されるＤＣ電位は、好ましくは一時的に変更される。
【０１０６】
いかなる時点においても、移動するＤＣ電位勾配は、特定の方向でイオンを押すまたは引くために、セグメント間で発生し得る。ＤＣ電位勾配は、イオンガイドに沿って移動するので、イオンも同様に動く。
【０１０７】
各セグメントに印加されるＤＣ電圧は、必要な波形を生成するために別個にプログラムされ得る。各セグメント上の個別のＤＣ電圧は、好ましくは、波形が維持されるが、イオンを移動させる必要がある方向に移動するように、同期して変化するようにプログラムされる。
【０１０８】
各セグメントに印加されるＤＣ電圧は、連続的にまたは一連のステップで変化するようにプログラムされ得る。各セグメントに印加されるＤＣ電圧の順番は、一定の間隔で、または漸進的に増加し得るまたは減少し得る間隔で繰り返してもよい。
【０１０９】
イオンガイドまたはガイドデバイスの好適な構成および／または特徴は、米国特許第６８１２４５３号に開示されており、その全内容は参照によって本明細書に組み込まれる。当業者は、本開示の観点から利点を提供するだろう該米国特許に開示されたイオンガイドの特徴の相乗的組み合わせを容易に認識するであろう。
【０１１０】
好ましくは、イオンガイドデバイスは、第１の複数の電極を含む第１のイオンガイドと、および／または第２の複数の電極を含む第２のイオンガイド、および／またはイオンガイドデバイスの長さに沿って１以上のポイントで、例えば第１のイオンガイドの第１のイオンガイド経路と、第２のイオンガイドの第２のイオンガイド経路との間で、１以上の障壁（例えば擬ポテンシャル障壁）を生成するよう配置および適合された第１のデバイス、および／または例えば１以上の障壁または擬ポテンシャル障壁を横切るようイオンを促すことによって、第１のイオンガイドの第１のイオンガイド経路から第２のイオンガイドの第２のイオンガイド経路に移動するよう配置および適合された第２のデバイスを備える。
【０１１１】
一部の実施形態において、第１のイオンガイドおよび第２のイオンガイドの一方または双方の各電極は、使用時に、イオンを通過させる少なくとも１つの開口を含み、および／またはイオンガイド経路がイオンガイドに沿ってまたはイオンガイド内部に形成される。
【０１１２】
イオンは、１以上の半径方向障壁または長手方向障壁、例えば、第１のイオンガイドと第２のイオンガイドとの間に配置された擬ポテンシャル障壁を横切って半径方向に、または非ゼロの速度の視線方向成分によって移動させてもよい。第１および第２のイオンガイドの少なくとも一部および／または第１および第２のイオンガイド経路の少なくとも一部は互いに略平行である。イオンは、第１のイオンガイドから第２のイオンガイドに、および／または第２のイオンガイドから第１のイオンガイドに、１回または複数回、移動され得る。イオンは、例えば、２つ以上のイオンガイドの間で繰り返し交互に切り替えられることが可能である。
【０１１３】
一部の実施形態において、第１の複数の電極は、例えば、第１のイオンガイド経路が第１のイオンガイドに沿って、または該イオンガイド内に形成される、１以上の第１のロッドセットを含む。それに加えてまたはその代わりに、第２の複数の電極は、例えば、第２の異なるイオンガイド経路が第２のイオンガイドに沿ってまたは該イオンガイド内に形成される、１以上の第２のロッドセットを含んでもよい。一部の実施形態において、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、１以上の軸方向セグメント化ロッドセットを含む。第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、１以上のセグメント化四重極、六重極もしくは八重極のイオンガイドまたは４以上のセグメント化ロッドセットを含むイオンガイドを備え得る。第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、（ｉ）ほぼまたは略円形の横断面；（ｉｉ）ほぼまたは略双曲線面；（ｉｉｉ）弓形または一部円形の横断面；（ｉｖ）ほぼまたは略長方形の横断面；および（ｖ）ほぼまたは略正方形の横断面からなる群から選択された横断面を有する複数の電極を備え得る。第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、１以上の第１のロッドセットおよび／または１以上の第２のロッドセットの周りに配置された複数のリング電極を備える、またはさらに備える。第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、４から３０またはそれ以上のロッド電極を備える。隣接するまたは近隣のロッド電極は、ＡＣ電圧またはＲＦ電圧の逆位相で維持され得る。
【０１１４】
一部の実施形態によれば、第１の複数の電極は、使用時にイオンが進む平面に配置され、例えば、第１のイオンガイド経路は第１のイオンガイドに沿って、または第１のガイド内に形成される。第２の複数の電極は、使用時にイオンが進む平面に配置されてもよく、例えば、第２の異なるイオンガイド経路は、第２のイオンガイドに沿って、または第１のガイド内に形成される。
【０１１５】
一部の実施形態において、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、平面電極、平板電極、メッシュ電極または曲面電極のスタックまたはアレイを備え、平面電極、平板電極、メッシュ電極または曲面電極のスタックまたはアレイは２以上、例えば複数の平面電極、平板電極、メッシュ電極または曲面電極を備え得る。第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、例えば２以上、例えば複数の軸方向セグメントを備えるために、軸方向にセグメント化されてもよく、例えば、軸方向セグメントにおける第１の複数の電極の少なくともいくつかの電極および／または軸方向セグメントにおける第２の複数の電極の少なくともいくつかの電極は、使用時に同じＤＣ電圧で維持される。
【０１１６】
第１のデバイスは、１以上の半径方向もしくは長手方向もしくは非軸方向の擬ポテンシャル障壁を１以上の点生成するよう、第１のイオンガイド経路と、第２のイオンガイド経路との間のイオンガイドデバイスの長さに沿って、配置および適合され得る。第２のデバイスは、半径方向に、または非ゼロの速度の視線方向成分もしくは１つの速度の視線方向成分によって、第１のイオンガイド経路から第２のイオンガイド経路にイオンを移動させるよう配列され、かつ適合されてもよく、例えば、速度の視線方向成分対速度の軸方向成分の割合は、０．１と１０との間である。
【０１１７】
一部の実施形態において、第１のイオンガイドおよび第２のイオンガイドは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの長さの少なくとも一部が結合、融合、重複されている、または互いに開かれている。イオンは、第１のイオンガイドまたは第１のインガイド経路と、第２のイオンガイドまたは第２のイオンガイド経路との間で、第１のイオンガイドおよび／または第２のインガイドの長さの少なくとも一部にわたり、半径方向に移動され得る。１以上の半径方向または長手方向の擬ポテンシャル障壁は、使用時に、形成されることもあり、それによって第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの長さの少なくとも一部に沿って、第２のイオンガイドまたは第２のイオンガイド経路から第１のイオンガイドまたは第１のイオンガイド経路が分離される。第１の擬ポテンシャルの谷または場は、第１のイオンガイド内に形成されることもあり、および第２の擬ポテンシャルの谷または場は、第２のイオンガイド内に形成されることもあり、例えば、擬ポテンシャル障壁は第２の擬ポテンシャルの谷から第１の擬ポテンシャルの谷を分離する。イオンは、イオンガイドデバイス内で、第１の擬ポテンシャルの谷または第２の擬ポテンシャルの谷のいずれかによって半径方向に閉じ込められ得る。少なくとも一部のイオンは、擬ポテンシャル障壁を横切って移動するように促され得る、または移動させられ得る。第１のイオンガイドと、第２のイオンガイドとの間の重複または開放の程度は、一定のままであり得る、または第１のイオンガイドおよび第２のイオンガイドの長さに沿って、変化し得る、増加し得る、減少し得る、段階的にもしくは直線的に増加し得るまたは段階的にもしくは直線的に減少し得る。
【０１１８】
一部の実施形態において、第１の複数の電極のうちの１以上は、第１の電位または電圧で、動作モードで維持され、および／または第２の複数の電極のうちの１以上は、第２の電位または電圧で、動作モードで維持され、これによって第２の電位または電圧は、第１の電位または電圧と異なり得る。電位差は、第１の複数の電極のうちの１以上と、第２の複数の電極のうちの１以上との間で、動作モードで維持され得る。第１の複数の電極または第１の複数の電極のうちの少なくとも一部は、使用時に、おおむね同じ第１のＤＣ電圧で維持されることが可能でありおよび／または第２の複数の電極または第２の複数の電極のうちの少なくとも一部は、使用時に、おおむね同じ第２のＤＣ電圧で維持されることが可能でありおよび／または第１の複数の電極のうちの少なくとも一部および／または第２の複数の電極のうちの少なくとも一部は、おおむね同じＤＣ電圧もしくはＤＣバイアス電圧で維持されることが可能であり、またはおおむね異なるＤＣ電圧もしくはＤＣバイアス電圧で維持される。
【０１１９】
第１のイオンガイドは、第１の中心長手軸を含んでもよく、および第２のイオンガイドは、好ましくは第２の中心長手軸を含む。例えば、第１の中心長手軸は、第１のイオンガイドの長さの少なくとの一部が第２の中心長手軸と略平行であり、および／または第２のイオンガイドおよび／または第１の中心長手軸は、第１のイオンガイドの長さの少なくとも一部が第２の中心長手軸と同一線上または同軸ではなく、および／または第２のイオンガイドおよび／または第１の中心長手軸は、一定距離を置かれてもよくまたは第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの長さの少なくとも一部が第２の中心長手軸から等距離で保持される。第１の中心長手軸は、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの長さの少なくとも一部に対しての第２の中心長手軸の鏡像であり得、および／または第１の中心長手軸は、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの長さの少なくとも一部に対して、第２の中心長手軸と平行におよび／または並んで実質的に追従する、続く、反映するまたは追うことが可能である。第１の中心長手軸は、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの長さの少なくとも一部に対して、第２の中心長手軸に向かって収束し得るもしくは第２の中心長手軸から発散し得る、および／または第１の中心長手軸と第２の中心長手軸は、Ｘ字型もしくはＹ字型のカプラーまたはスプリッターのイオンガイド経路を形成し得る。１以上のクロスオーバー領域、部または接合部は、第１のイオンガイドと第２のイオンガイドとの間に配置され得る。例えば、少なくとも一部のイオンは、第１のイオンガイドから第２のイオンガイドに移動され得るまたは移動させられ、および／または少なくとも一部のイオンは第２のイオンガイドから第１のイオンガイドに移動され得る。
【０１２０】
イオンガイドデバイスは、第１の複数の電極および／または第２の複数の電極の少なくともいくつかの電極に第１のＡＣまたはＲＦ電圧を印加するための第１のＡＣまたはＲＦ電圧源をさらに含んでもよい。第１のＡＣまたはＲＦ電圧は、＜５０Ｖピーク間の増幅、＞１０００Ｖピーク間または任意の間隔、例えば、その間いずれの５０Ｖ間隔の振幅を有し得る。第１のＡＣまたはＲＦ電圧は、＜１００ｋＨｚ、＞１０．０ＭＨｚまたは任意の間隔の周波数、例えばその間、１００ｋＨｚ、５００ｋＨｚまたはそれ以上、もしくはそれ以下の周波数を有し得る。
【０１２１】
第１のＡＣまたはＲＦ電圧源は、第１の複数の電極の隣接するもしくは近隣の電極に第１のＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相を供給するよう配置されてもよく、および／または第１のＡＣまたはＲＦ電圧源は、第２の複数の電極の隣接するもしくは近隣の電極に第１のＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相を供給するよう配置されてもよく、および／または第１のＡＣまたはＲＦ電圧は、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイド内でイオンを半径方向に閉じ込めるように作用する１以上の半径方向擬ポテンシャル井戸を発生させ得る。
【０１２２】
一実施形態によれば、イオンガイドデバイスは、第１のＡＣまたはＲＦ電圧の振幅を漸進的に増加させる、漸進的に減少させる、漸進的に変化させる、走査する、直線的に増加させる、直線的に減少させる、段階的もしくは漸進的もしくは他の方法で増加させる、または段階的もしくは漸進的もしくは他の方法で減少させるよう配置および適合された第３のデバイスをさらに備える。
【０１２３】
イオンガイドデバイスは、例えば、第２のＡＣまたはＲＦ電圧を、第１の複数の電極および／または第２の複数の電極の少なくともいくつかの電極に印加するための第２のＡＣまたはＲＦ電圧源をさらに備え得る。第２のＡＣまたはＲＦ電圧は、＜５０Ｖピーク間、＞１０００Ｖピーク間または任意の間隔、例えばその間に、いずれかの５０Ｖ間隔の振幅を含み得る。第２のＡＣまたはＲＦ電圧は、その間、＜１００ｋＨｚ、＞１０．０ＭＨｚまたは任意の間隔、例えば１００ｋＨｚ、５００ｋＨｚまたはそれ以上もしくはそれ以下の周波数を有し得る。
【０１２４】
第２のＡＣまたはＲＦ電圧源は、第１の複数の電極の隣接するもしくは近隣の電極に第２のＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相を供給するよう配置されてもよく、および／または第２のＡＣまたはＲＦ電圧源は、第２の複数の電極の隣接するもしくは近隣の電極に第２のＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相を供給するよう配置されてもよく、および／または第２のＡＣまたはＲＦ電圧は、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイド内でイオンを半径方向に閉じ込めるように作用する１以上の半径方向擬ポテンシャル井戸を発生させ得る。
【０１２５】
イオンガイドデバイスは、第２のＡＣまたはＲＦ電圧の振幅を漸進的に増加させる、漸進的に減少させる、漸進的に変化させる、走査する、直線的に増加させる、直線的に減少させる、段階的もしくは漸進的もしくは他の方法で増加させる、または段階的もしくは漸進的もしくは他の方法で減少させるよう配置および適合された第４のデバイスをさらに備え得る。
【０１２６】
非ゼロ軸方向および／または半径方向のＤＣ電圧勾配は、使用時に、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの１以上の部もしくは部分を横切ってまたはこれらに沿って維持され得る。一実施形態によれば、イオンガイドデバイスは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの長さまたはイオンガイド経路の少なく一部に沿ってもしくはその周りでイオンを上流および／または下流に押し出すもしくは促すためのデバイスをさらに含む。デバイスは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの軸長の少なくとも一部に沿って、少なくとも一部のイオンを下流および／または上流に促すために、第１の複数の電極および／または第２の複数の電極のうちの少なくとも一部に、１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位またはＤＣ電圧波形もしくは電位波形を印加するためのデバイスを備え得る。デバイスは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの軸長の少なくとも一部に沿って、少なくとも一部のイオンを下流および／または上流に促すために、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドを形成する電極に２以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を印加するよう配置および適合されたデバイスを備え得る。デバイスは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの軸長の少なくとも一部に沿って、少なくとも一部のイオンを下流および／または上流に促すまたは押し出す効果がある軸方向および／または半径方向のＤＣ電圧勾配を生成または形成するために、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドを形成する電極に１以上のＤＣ電圧を印加するよう配置および適合されたデバイスを備え得る。
【０１２７】
イオンガイドデバイスは、１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位またはＤＣ電圧波形もしくは電位波形の振幅、高さまたは深さを漸進的に増加させる、漸進的に減少させる、漸進的に変化させる、走査する、直線的に増加させる、直線的に減少させる、段階的もしくは漸進的もしくは他の方法で増加させる、または段階的もしくは漸進的もしくは他の方法で減少させるよう配置および適合された第５のデバイスをさらに備え得る。
【０１２８】
イオンガイドデバイスは、好ましくは、１以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位またはＤＣ電圧波形もしくは電位波形を電極に印加する際の速度または速さを漸進的に増加させる、漸進的に減少させる、漸進的に変化させる、走査する、直線的に増加させる、直線的に減少させる、段階的もしくは漸進的もしくは他の方法で増加させる、または段階的もしくは漸進的もしくは他の方法で減少させるよう配置および適合された第６のデバイスをさらに備える。
【０１２９】
一実施形態によれば、インガイドデバイスは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの長さまたはイオンガイド経路の少なくとも一部に沿って、一定非ゼロＤＣ電圧勾配を維持するよう配置された手段をさらに備える。
【０１３０】
第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、２７、１８、１９または２０の別個のイオンパケットを第１のインガイドおよび／または第２のイオンガイド内で、任意の特定の時間に閉じ込めるまたは分離するように、イオンビームまたはグループを受け取るよう配置および適合され得る。
一実施形態によれば、
（ａ）第１のイオンガイドおよび第２のイオンガイドの１以上の部分は、イオン移動度分光計またはセパレータの一部、部もしくはステージを備えてもよく、イオンは、イオン移動度分光計またはセパレータの一部、部もしくはステージにおいてそのイオン移動度によって一時的に分離させられる；および／または（ｂ）第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの１以上の部分は、電界非対称イオン移動度分光計（「ＦＡＩＭＳ」）の一部、部もしくはステージを備えてもよく、電界非対称イオン移動度分光計（「ＦＡＩＭＳ」）の一部、部もしくはステージにおける電界強度によるイオン移動度のその変化速度によってイオンは、一時的に分離させられる；および／または（ｃ）使用時に、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの１以上の部において、緩衝気体が供給される；および／または（ｄ）動作モードでイオンは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの一部もしくは領域内で、気体分子との相互作用後、フラグメント化することなく衝突で冷却されるよう配置される；および／または（ｅ）動作モードでイオンは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの一部もしくは領域内で、気体分子との相互作用後、加熱されるよう配置される；および／または（ｆ）動作モードでイオンは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの一部もしくは領域内で、気体分子との相互作用後、フラグメント化されるよう配置される；および／または（ｇ）動作モードでイオンは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの一部もしくは領域内で、気体分子との相互作用後、広がるまたは少なくとも部分的に広がるよう配置される；および／または（ｈ）イオンは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの一部もしくは領域内で、軸方向に捕捉される。
【０１３１】
第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、衝突デバイス、フラグメンテーションデバイスまたは反応デバイスをさらに含んでもよく、動作モードでイオンは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイド内で以下によってフラグメント化されるよう配置される：（ｉ）衝突誘起解離Collisional Induced Dissociation（「ＣＩＤ」）;（ｉｉ）表面誘起解離Surface Induced Dissociation（「ＳＩＤ」）;（ｉｉｉ）電子移動解離Electron Transfer Dissociation（「ＥＴＤ」）;（ｉｖ）電子捕獲解離Electron Capture Dissociation（「ＥＣＤ」）;（ｖ） 電子衝突または衝突解離；（ｖｉ）光誘起解離Photo Induced Dissociation（「ＰＩＤ」）;（ｖｉｉ）レーザー誘起解離；（ｖｉｉｉ）赤外線誘起解離；（ｉｘ）紫外線誘起解離；（ｘ）熱解離または温度解離；（ｘｉ）電界誘起解離；（ｘｉｉ）電磁界誘起解離；（ｘｉｉｉ）酵素消化解離または酵素分解解離；（ｘｉｖ）イオン−イオン反応解離；（ｘｖ）イオン−分子反応解離;（ｘｖｉ）イオン−原子反応解離;（ｘｖｉｉ）イオン−準安定イオン反応解離；（ｘｖｉｉｉ）イオン−準安定分子反応解離；（ｘｉｘ）イオン−準安定原子反応解離；および（ｘｘ）電子イオン化解離Electron Ionisation Dissociation（「ＥＩＤ」）。
【０１３２】
本発明の別の態様によれば、コンピュータ可読媒体に保存されたコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ可読媒体が提供される。この命令は、第１の複数の電極を備える第１のイオンガイドと、第２の複数の電極を備える第２のイオンガイドとを含むイオンガイドデバイスを具備する質量分光計の制御システムによって実行可能にするため、該制御システムに（ｉ）経第１のイオンガイド経路と第２のイオンガイド経路の間でイオンガイドデバイスの長さに沿って、１以上のポイントで１以上の擬ポテンシャル障壁を生成させる、および（ｉｉ）１以上の擬ポテンシャル障壁を横切るようイオン促すことによって、第１のイオンガイド経路から第２のイオンガイド経路にイオンを移動させるために、用意されている。コンピュータ可読媒体は、好ましくは、（ｉ）ＲＯＭ；（ｉｉ）ＥＡＲＯＭ；（ｉｉｉ）ＥＰＲＯＭ；（ｉｖ）ＥＥＰＲＯＭ；（ｖ）フラッシュメモリ；および（ｖｉ）光ディスクからなる群から選択される。
【０１３３】
本発明の別のオプションの特徴では、イオンガイドデバイスは、２以上の平行した結合型のイオンガイドを備える。この２以上の平行した結合型のイオンガイドは、第１のイオンガイドおよび第２のイオンガイドを備えてもよく、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、以下からなる群から選択される：（ｉ）使用時に、イオンを通過させる少なくとも１つの開口を有する複数の電極を備えるイオントンネルイオンガイド；および／または（ｉｉ）複数のロッド電極を備えるロッドセットイオンガイド；および／または（ｉｉｉ）通常、使用時にイオンが進む平面に配置された複数の平板電極を備える積み重なった平板イオンガイド。
【０１３４】
イオンガイドデバイスは、イオンガイドの１つが、例えばイオントンネルを備え、および別のイオンガイドがロッドセットまたは積み重なった平板イオンガイドを備えるハイブリッド配置を備え得ることを諸実施形態では可能とみなす。
【０１３５】
好適な実施形態およびイオンガイドデバイスの特徴は、国際公開第２００９／０３７４８３号に記載されており、その全内容は参照によって本明細書に組み込まれる。当業者は、本開示の観点から利点を提供するだろう該国際公開に開示されたイオンガイドの特徴の相乗的組み合わせを容易に認識するであろう。
【０１３６】
一実施形態によれば、質量分析計は、
（ａ）（ｉ）エレクトロスプレーイオン化Electrospray ionisation（「ＥＳＩ」）イオン源；（ｉｉ）大気圧光イオン化Atmospheric Pressure Photo Ionisation（「ＡＰＰＩ」）イオン源；（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化Atmospheric Pressure Chemical Ionisation（「ＡＰＣＩ」）イオン源；（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源；（ｖ）レーザー脱離イオン化Laser Desorption Ionisation（「ＬＤＩ」）イオン源；（ｖｉ）大気圧イオン化Atmospheric Pressure Ionisation（「ＡＰＩ」）イオン源；（ｖｉｉ）シリコン上脱離イオン化Desorption Ionisation on Silicon（「ＤＩＯＳ」）イオン源；（ｖｉｉｉ）電子衝撃Electron Impact（「ＥＩ」）イオン源；（ｉｘ）化学イオン化Chemical Ionisation（「ＣＩ」）イオン源；（ｘ）フィールドイオン化Field Ionisation（「ＦＩ」）イオン源；（ｘｉ）フィールド離脱Field Desorption（「ＦＤ」）イオン源；（ｘｉｉ）誘導結合プラズマInductively Coupled Plasma（「ＩＣＰ」）イオン源；（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃Fast Atom Bombardment（「ＦＡＢ」）イオン源；（ｘｉｖ）液体二次イオン分質量分析Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源；（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化Desorption Electrospray Ionisation（「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；（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源；（ｘｉｘ）大気サンプリンググロー放電イオン化Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionisation（「ＡＳＧＤＩ」）イオン源；および（ｘｘ）グロー放電Glow Discharge（「ＧＤ」）イオン源からなる群から選択されるイオン源；および／または
（ｂ）１以上の連続イオン源もしくはパルスイオン源；および／または
（ｃ）１以上のイオンガイド；および／または
（ｄ）１以上のイオン移動度分離デバイスおよび／または１以上の電界非対称イオン移動度分光計；および／または
（ｅ）１以上のイオントラップまたは１以上のイオントラプ領域；および／または
（ｆ）（ｉ）衝突誘起解離Collisional Induced Dissociation（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｉｉ）表面誘起解離Surface Induced Dissociation（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｉｉｉ）電子移動解離Electron Transfer Dissociation（「ＥＴＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｉｖ）電子捕獲解離Electron Capture Dissociation（「ＥＣＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｖ）電子衝突または衝突解離フラグメンテーションデバイス；（ｖｉ）光誘起解離Photo Induced Dissociation（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｖｉｉ）レーザー誘起解離フラグメンテーションデバイス；（ｖｉｉｉ）赤外線誘起解離デバイス；（ｉｘ）紫外線誘起解離デバイス；（ｘ）ノズル−スキマーインターフェースフラグメンテーションデバイス；（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス；（ｘｉｉ）インソース衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス；（ｘｉｉｉ）熱源または温度源フラグメンテーションデバイス；（ｘｉｖ）電界誘起解離フラグメンテーションデバイス；（ｘｖ）電磁界誘起解離フラグメンテーションデバイス；（ｘｖｉ）酵素消化解離または酵素分解解離フラグメンテーションデバイス；（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｘｉｉｉ）付加イオンまたは生成イオンを形成するためにイオンを反応させるイオン−イオン反応デバイス；（ｘｘｉｖ）付加イオンまたは生成イオンを形成するためにイオンを反応させるイオン−分子反応デバイス；（ｘｘｖ）付加イオンまたは生成イオンを形成するためにイオンに反応させるイオン−原子反応デバイス；（ｘｘｖｉ）付加イオンまたは生成イオンを形成するためにイオンに反応させるイオン−準安定イオン反応デバイス；（ｘｘｖｉｉ）付加イオンまたは生成イオンを形成するためにイオンに反応させるイオン−準安定分子反応デバイス；（ｘｘｖｉｉｉ）付加イオンまたは生成イオンを形成するためにイオンに反応させるイオン−準安定原子反応デバイス；および（ｘｘｉｘ）電子イオン化解離Electron Ionisation Dissociation（「ＥＩＤ」）フラグメンテーションデバイスからなる群から選択される１以上の衝突、フラグメンテーションまたは反応セル；および／または
（ｇ）（ｉ）四重極質量分析器；（ｉｉ）２Ｄまたは直線型四重極アナライザ；（ｉｉｉ）Ｐａｕｌ型または３Ｄ四重極アナライザ；（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）磁気セクタ質量分析器；（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴Ion Cyclotron Resonance（「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Transform Ion Cyclotron Resonance（「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）直交加速飛行時間型質量分析器；（ｘｉｖ）直線加速飛行時間型質量分析器；および／または
（ｈ）１以上のエネルギーアナライザまたは静電エネルギーアナライザからなる群から選択される質量分析器；および／または
（ｉ）１以上のイオン検出器；および／または
（ｊ）（ｉ）四重極質量フィルタ；（ｉｉ）２Ｄまたは直線型四重極イオントラップ；（ｉｉｉ）Ｐａｕｌ型または３Ｄ四重極イオントラップ；（ｉｖ）ペニングイオントラップ；（ｖ）イオントラップ；（ｖｉ）磁気セクタ質量フィルタ；（ｖｉｉ）飛行時間型質量フィルタ；および（ｖｉｉｉ）Ｗｅｉｎフィルタからなる群から選択される１以上の質量フィルタ；および／または
（ｋ）パルスイオン用のデバイスまたはイオンゲート；および／または
（ｌ）略連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換するデバイス
をさらに備えてもよい。
【０１３７】
質量分析計は、
（ｉ）アウターバレル様電極および同軸内側スピンドル様電極を含むＣ−トラップおよびオービトラップ（ＲＴＭ）質量分析器であって、第１の動作モードにおいてイオンは、Ｃ−トラップに送られ、次いでオービトラップ（ＲＴＭ）質量分析器に注入され、および第２の動作モードにおいてイオンは、Ｃ−トラップに送られ、次いで衝突セルまたは電子移動解離デバイスに送られ、そこで少なくとも一部のイオンはフラグメントイオンにフラグメント化され、フラグメントイオンは次いで、Ｃ−トラップに送られて、オービトラップ（ＲＴＭ）質量分析器に注入される、質量分析器；および／または
（ｉｉ）使用時にイオンを通過させる開口を各々有する複数の電極を備える積み重なったリングイオンガイドであって、各電極の間隔は、イオン経路の長さに沿って増加し、イオンガイドの上流部における電極内の開口は第１の直径を有し、およびイオンガイドの下流部における電極内の開口は、第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、および使用時にＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相は連続する電極に印加される、積み重なったリングイオンガイド
のいずれかをさらに備えてもよい。
【０１３８】
本発明の種々の実施形態をほんの一例として、添付する図面を参照して、説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】ＭＡＬＤＩ試料がレーザー光によって照射される既知の配置を表す。
【図２】３ステージイオンガイドの構成を示す。
【図３】レーザーパルスがレンズを通って、標的試料プレート上に向けられる好適な実施形態を示す。
【図４】試料プレートとＲＦイオンガイドとの間の開口の包含物を示す。
【図５】代替の実施形態を示す概略図である。
【図６】本発明のさらなる実施形態を示す。
【図７】イオンをレーザー光軸から引き離すために、ある角度で取り付けた六重極ＲＦガイドを用いる構成を示す。
【図８】３部分において六重極イオンガイドを用いる一実施形態を示す。
【図９】一実施形態による分割型六重極の一例を示す。
【図１０】一実施形態によるＲＦイオンファネルの横断面図を示す。
【図１１】図１０のイオンファネルにおける諸電極の平面図を示す。
【図１２】段差を有する直径で造られたＲＦイオンファネルの横断面図を示す。
【図１３】対称的なＲＦイオンファネルの横断面図を示す。
【図１４】試料標的プレートと平行している積み重ねられたプレートジオメトリーを示す。
【図１５】試料標的プレートと平行している六重極イオンガイドを示す。
【図１６】試料標的プレートと平行している六重極イオンガイドを示す。
【図１７Ａ】レーザーが直角をなして、ターゲット基板上に入射する場合に形成され得る影領域の問題を示す。
【図１７Ｂ】レーザー光を傾斜させるとターゲット基板上のレーザースポットのプロファイルがどのように変化するかを示す。
【発明を実施するための形態】
【０１４０】
最初に、公知の配置について説明する。図１は、ＭＡＬＤＩ試料をレーザービーム１０１によって照射する公知の配置を示す。ビームの入射角は、結果として生じる物質１０２のプルームの優勢の放出方向を決定する。多極イオンガイド１０３は、ターゲット基板の近くに位置し、イオンガイド領域を有する。
【０１４１】
プルーム１０２および照射後にレーザー１０１によって形成される検体イオンは、入射レーザービーム１０１に向かう方向に広がる傾向がある。これは、ＭＡＬＤＩ試料および結晶母体の不均一表面トポグラフィーによる。Ｐ.Ａｋｓｏｕｈ ｅｔ ａｌ.Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ.Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ,９（１９９５）５１５（非特許文献１）を参照されたい。
【０１４２】
ＭＡＬＤＩプルーム内に形成されるイオンは、ターゲット試料に近接して設置される電極を必要とする分析器の中に移動しなければならない。高真空ＭＡＬＤＩ機器において、試料プレート１０４に直交してイオン加速を可能にするために、またイオン光軸に沿って配置される静電レンズの要件は、一般的に、同じ経路に沿ってレーザー光学を位置づける能力を妨げる。その結果、市販のＭＡＬＤＩ質量分析計は、小さいが０ではない入射角でレーザーが入射するようにデザインされている。
【０１４３】
６極ＲＦガイド１０３を用いてイオンを移動させる中間圧力ＭＡＬＤＩと共に、ＲＦデバイスは、特に、直角照射をもたらすようにデザインされたレーザー光学を位置づける可能性を防ぐ。さらに、ＲＦレンズは、ＭＡＬＤＩ試料プレートの近くに最終的な焦点レンズを提供する可能性を制限する。同様の制約が、大気圧ＭＡＬＤＩ計測器にも適用される。
【０１４４】
図２は、ターゲットプレート２０１、最初の大口径リングスタック２０２、小口径リングスタック２０４と結合した大口径リングスタック２０３および小口径イオンガイド２０５を示す３つのステージのイオンガイドの構成を示す。図２は、結合された要素上に印加されるＲＦおよびＤＣ電圧も示し、大口径から小口径への結合要素内のイオン雲のドリフト方向を示している。
【０１４５】
図３は、レーザーパルス３０２が、２色ミラー３０３を用いて、レンズ３０８を通って、ターゲット試料プレート３０５上に導かれてイオンビーム３０９を生成し、その後、イオンビームは、レーザー光軸から離れる方に向かう好ましい実施形態を示す。試料プレート３０５は、レーザーミラーを介してカメラ３０７により観察される。
【０１４６】
好ましい実施形態では、レーザーは、第１の経路上または第１の経路に沿って設けられてもよいし、イオン閉じ込め装置は、その第１の経路の少なくとも一部を取り囲む。
【０１４７】
本発明の最も好ましい実施形態では、質量分析計は、レーザーヘッド（図示せず）から試料ターゲットプレート３０５にレーザーパルス３０２を向けるためのミラー３０３と、レーザーターゲットプレート３０５上にレーザー放射を集束させるための光学レンズ３０８との組み合わせを使用して、ＭＡＬＤＩ ＭＳにおける使用のために提供され、ＲＦガイド３１０は、ＭＡＬＤＩプルームで生成されたイオンを収集し、導くように配置され、入射レーザーパルス３０２の光軸から離れて経路３０１に沿ってイオンを導くように構成されている。レーザーは、ターゲット試料プレート３０５の表面に直交するように向けられる。
【０１４８】
ＲＦガイドは、好ましくは、ＲＦが印加されるそれぞれ連続したリングが、そのすぐ隣で逆位相にあるように配置されるリング電極の第１の３１１大口径スタック；ＲＦが印加されるそれぞれ連続したリングが、そのすぐ隣で逆位相にあるように配置される、大口径および小口径に結合したＲＦガイドの両方のガイドと、２つのイオンガイド領域を分離する放射状擬ポテンシャル障壁（ｒａｄｉａｌ ｐｓｅｕｄｏ−ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｂａｒｒｉｅｒ）を超えてイオンを駆動するために２つのガイドとの間に印加されるＤＣ電位とを含む第２の領域３０４；ＲＦが印加されるそれぞれ連続したリングが、そのすぐ隣で逆位相にあるように配置される小口径ＲＦガイドを用いて構成される第３の領域３１２、の３つの別個の領域を含む。
【０１４９】
２つの結合したイオンガイドとの間のＤＣオフセットは、入射レーザービームの光軸から離れてイオンビームを向ける方法を提供する。
【０１５０】
本発明の一実施形態では、ＤＣ電位差、すなわちイオンガイドの長さに沿って連続して印加されるＤＣパルス方形波は、イオンガイドに沿ってイオンを伝搬するメカニズムを提供する。本発明のこの実施形態では、パルスＤＣ方形波は、個々の座標にレーザーの１以上のパルスから生成されるイオンを収集し、閉じ込め、１つのシングルパケットで質量分析計にイオンを移動させ、次のパケットからイオンが分離された状態であるように配置されてもよい。ＤＣ方形波は、一連のイオンをレーザーの選択された１以上のパルスからこのデバイスを通って、この装置の質量分析セクションへ押し込むように配置されてもよい。好ましい実施形態では、これは、ターゲットプレート上の１つの個々のスポット由来のものとして識別されるように、質量分析計内の各パケットからのイオンをもたらす。
【０１５１】
好ましい一実施形態では、イオンの２つのパケットは、同じスポットから生成することができ、各パケットは、ターゲット上の同じ座標上の１以上のパルスから生成されたイオンを含んでもよい。これらの２つのパケットは、両方ともイオン閉じ込め手段を通して移動し、第１のイオンのセットは、イオン閉じ込め装置後に衝突セルをまっすぐに通過してもよい。これらのイオンは、パケット内でのイオンのフラグメント化がほとんどないか、または全くないほど十分に低いエネルギーで衝突セルを通って進んでもよい。第２のイオンのセットは、イオン閉じ込め装置を通って、衝突セルに入ってもよい。しかし、この場合、これらのイオンは、イオンの全て、イオンのほとんど、またはイオンの実質的な数がフラグメント化され、結果として娘イオンができるように、より高いエネルギーで衝突セルを通過してもよい。その後、イオンのこれらのパケットの両方は、分析用の分析器を通過して、質量スペクトルを生じさせてもよい。これは、親イオンおよび娘イオンの質量スペクトルが、試料プレート上の同じ座標からのイオンで実行されることを可能にし得る。２つのパケットが、イオン閉じ込め装置内に作成されると、試料プレートは、次の座標上に進んでもよく、そこで、レーザーは、次の座標からのイオンのセットを作るために再びパルス化されてもよい。これらのイオンは、同様に、イオンの前のセットから分離されてもよく、同様に、２つのパケットは、前の座標と同じ方法で形成されてもよい。
【０１５２】
好ましい実施形態では、このイオン閉じ込め装置は、ＲＦイオン閉じ込め装置を含む。
【０１５３】
好ましい実施形態では、第１の座標から作られたイオンおよび第２の座標から作られたイオンは、一時的なＤＣ電圧によって分離される。
【０１５４】
あまり好ましくない実施形態では、第１の座標から作られたイオンおよび第２の座標から作られたイオンは、１以上の永久ＤＣ電圧によって分離される。
【０１５５】
あまり好ましくない実施形態では、第１の座標から作られたイオンおよび第２の座標から作られたイオンは、１以上の断続的なＤＣ電圧によって分離される。
【０１５６】
あまり好ましくない実施形態では、イオンは、パルスレーザーによって作ることができる。本発明の一実施形態では、第１の座標上のレーザーの２つ以上のパルスは、１つのパケット内で分離される。
【０１５７】
本発明の別の実施形態では、第１の座標上の各レーザーパルスから生成されたイオンは、互いに分離される。
【０１５８】
レーザーは、ＵＶおよびＩＲを含む挿入レーザータイプを含む群からのものであってよい。
【０１５９】
レーザーは、次の範囲、１〜１０Ｈｚ、１０〜１００Ｈｚ、１００〜１０００Ｈｚ、１０００〜１００００Ｈｚ、１００００〜１０００００Ｈｚから選択されるパルス周波数を有してもよい。
【０１６０】
あまり好ましくない実施形態では、エネルギーは、試料プレートの背面に（レーザースプレーのように）レーザーを発射すること、試料プレートにボールベアリングを発射すること、試料プレート上の特定のスポットを加熱すること、試料プレート上のスポットの圧電興奮（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｘｃｉｔｅｍｅｎｔ）のうちの１以上によって提供されてもよい。
【０１６１】
好ましくは、表面は、試料の脱離およびイオン化を支援するためのマトリックスも含んでもよい。このマトリックスは、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸、４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、ピコリン酸、３−ヒドロキシピコリンを含む群からのものであってよい。
【０１６２】
本発明の一実施形態では、イオン閉じ込め装置は衝突ガスを含んでもよく、質量分析の間中、イオンをより容易に取り扱うことを可能にするために、衝突ガスを用いて、レーザーパルスによって生成されたイオンを冷却してもよい。あまり好ましくない実施形態では、任意のフラグメント化は、イオン閉じ込め装置内で実行されてもよい。
【０１６３】
一実施形態では、イオン閉じ込め装置で分離されたイオンパケットは、イオンの脱溶媒和を支援するために、熱源に暴露されてもよい。好ましい実施態様では、この熱源は、イオン閉じ込め装置内の加熱された衝突ガスであってもよい。あまり好ましくない実施形態では、この熱源は、放射熱源を含む。本発明のさらなる実施形態では、レーザーが、イオン閉じ込め装置内のイオンの脱溶媒和を支援するために提供されてもよい。
【０１６４】
本発明の好ましい実施形態には、試料プレートの表面上の特定のスポットからのパケット内へのイオンの収集が含まれる。特定のスポットからイオンパケットを収集せずに、本発明を実施することが可能であり得ることは当業者には明らかであろう。異なるイオンの分離を必要とすることなく本発明を用いた場合に、イメージング実験を行うことが可能であり得る。従来の装置内にイオンを獲得する方法を、本発明と共に利用することができる。これは、供給源で生成されるイオンが、表面上の生じる位置の確実性をより高めることができるので、この分離の利点は、当業者には明らかであろう。
【０１６５】
一実施形態では、ＦＡＩＭＳ分離装置は、イオン閉じ込め装置の下流側に設けられてもよい。
【０１６６】
一実施形態では、ＩＭＳ分離装置は、イオン閉じ込め装置の下流側に設けられてもよい。
【０１６７】
一実施形態では、質量フィルタは、イオン閉じ込め装置の下流側に設けられてもよい。好ましい一実施形態では、これは、四重極であってもよい。
【０１６８】
好ましい実施形態では、イオンのフラグメント化は、イオン閉じ込め装置の下流の衝突セル内で実行されてもよい。
【０１６９】
好ましい実施形態では、イオンが１つの座標から収集されると、表面は、異なる座標へのエネルギーの供給を可能にするために、エネルギー源に対して移動することができる。
【０１７０】
好ましくは、各座標からのイオンパケットから生成されたスペクトルは、イオンが生成された試料面上の座標と相関させることができる。
【０１７１】
図４は、本発明の第２の実施形態を示す。この実施形態では、試料プレートとＲＦイオンガイドの間に開口４０１を提供すると、差動ポンピングが２つの異なる圧力領域を作ることが可能になる。
【０１７２】
図５は、ＲＦロッドセット４０１、４０２を用いて、レーザー光軸の周りにイオンを導くために必要な擬ポテンシャル井戸を生成する代替配置を示す模式図である。結合したイオンガイドのロッドセット上の印加されたＲＦおよびＤＣ電圧も示す。
【０１７３】
図６は、２つのロッドセット構成を示す。第１のロッドセット６０１は、結合したイオンガイドを作成するために連続的なロッドを使用するが、第２のロッドセット６０２は、ＤＣ電圧または進行パルス（ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ ｐｕｌｓｅ）が各ステージに印加され得るように、より小さな単位に分割されたロッドセットを示す。
【０１７４】
図７は、レーザー光軸から離れてイオンを引き出すために、斜めに取り付けられた六極子ＲＦガイド７０１を用いた構成を示す。
【０１７５】
図８は、３つの部分での六極子イオンガイドを用いた配置を示す。最初のロッドセット８０１は、試料ターゲットプレートに直交しており、入射レーザー経路と同軸であるが、六極子８０２の主な長さは、斜めに取り付けられている。第３のセクション８０３は、第１のイオンガイドと平行である。
【０１７６】
図９は、ＤＣ電圧または進行パルスが各ステージに印加され得るように、六極子の主なセグメントが、より小さな単位９０１に分割され得る方法の一例を示す図である。
【０１７７】
図１０は、イオン電流が光軸から離れて引き出される一方で、レーザー光が試料ターゲット表面上に直角に向けられることを可能にする中央孔を有する剪断ＲＦイオンファンネル１００１の横断面図を示す。
【０１７８】
図１１は、円形形状の開口１１０１またはスロット形状の開口１１０２を用いて、（Ａ〜Ｈでマークされた）異なる横断面の図１０の剪断イオンファンネル内の電極の平面図を示す。
【０１７９】
図１２は、イオン電流が光軸から離れて引き出される一方で、レーザー光が試料ターゲット表面上に直角に向けられることを可能にするために、中央孔を有する段付きの直径１２０１に構成された剪断ＲＦイオンファンネルの横断面図を示す。
【０１８０】
図１３は、イオン電流が光軸から離れて引き出される一方で、レーザー光が試料ターゲット表面上に直角に向けられることを可能にするために、軸外の空洞を有する対称的なＲＦイオンファンネル１３０１の横断面図を示す。
【０１８１】
図１４は、試料ターゲットプレートに沿って設けられている積層プレート形状を示す。反対の極性のＲＦは、ＲＦに重畳されたＤＣまたは進行ＤＣパルスで一連のプレート１４０１に印加される。ＤＣ電圧は、閉じ込めプレート１４０２および１４０３に印加される。
【０１８２】
図１５は、試料ターゲットプレートに沿って設けられている六極子イオンガイド１５０１を示す。下側の２つのロッドの断面は、ＤＣ電圧を有する引き出し電極１５０２が、試料からイオンを引き出し、ＲＦ閉じ込めに引き込むことを可能にする。
【０１８３】
図１６は、試料ターゲットプレートに沿って設けられている六極子イオンガイドを示す。下側の２つのロッドガイド部は、４つのロッドが、４つのＬ字状のロッド１６０１および中心ロッドから２つの延長部を生成するためにターゲット試料表面に向かって下がり、Ｔ字型ロッド１６０２を形成するためにＬ字状のロッドの間で下降することを可能にする。
【０１８４】
本発明の好ましい実施形態は、レーザーターゲットにレーザーパルスを集束させるために、レーザーヘッドの出力から結像光学系にレーザーパルスを移動させるためのミラーを用いて、ＭＡＬＤＩ ＭＳで使用するための質量分析計（図２の２０１参照）、および３つの異なる部分を含むイオンガイド装置：制限されるＲＦ電圧を有し、次の各リング上で位相が反対になる大量の大口径導電性リング２０２からなる第１イオンガイド部；第２のイオンガイド２０４と結合したイオンガイド２０３からなる第２の領域；ならびに大量の小口径導電性リング２０５からなる第３の領域、を含む。イオンは、ＤＣポテンシャル勾配によって２つのイオンガイド領域を分離する放射状擬ポテンシャル障壁を超えて駆動される。イオンのその後のイオン閉じ込めを向上させ、入射レーザー３０２光軸に平行である第２のイオン光軸３０１にイオンを移動させるために、イオンは、比較的大きな断面プロファイルを有するイオンガイドから、比較的小さな断面プロファイルを有するイオンガイドに放射状に移動させてもよい。大口径に結合した電極スタック３０４の背後に位置する２色ミラー（図３の３０３参照）は、反射によって試料ターゲットプレート３０５上の電極の軸に沿ってレーザーパルスを向けるが、可視光が、試料プレートから銀色ミラー３０６を通って移動することを可能にし、次に、銀色ミラーが光をカメラ３０７に導く。レーザー光は、レンズ３０８を通って集束する。
【０１８５】
レーザーによって切断された物質のプルームは、イオン種と中性種の両方からなっている。これらのイオンは、ＲＦガイドによって形成される擬ポテンシャル内に閉じ込められ、ＲＦ上に重畳されたパルスＤＣ電圧の使用によってイオンガイドに沿って引き出され、ガイドの長さに沿って電極の連続ペアに沿って移動してもよい（進行波）。もう１つの方法として、プルームに形成されたイオンは、ＤＣ軸フィールドによってＲＦガイドの軸に沿って導かれてもよい。走行パルスまたはＤＣ軸フィールドを用いたこのような配置の利点は、イオンパケットの完全性を維持する能力であり、イオンパケットを次まで１つのレーザーパルスとは空間的および時間的に異なる状態に維持することであり、連続イオンビームまたは擬似連続イオンビームを形成するために、それらが合体することを避ける。他の構成は、生成されたイオンの蓄積およびパルス伝搬のために、ＲＦガイド内のトラッピング領域の実装を含んでもよい。この領域は、イオン移動度分離セル（ＩＭＳ）またはフィールド非対称イオン移動度分光計領域（ＦＡＩＭＳ）からなっていてもよい。
【０１８６】
イオンガイド容積内の不活性ガスの存在は、ガイド内に閉じ込められたイオンの放射状運動エネルギー（ｒａｄｉａｌ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ）を低下させるように作用し、衝突冷却効果によってイオンの内部エネルギーを低下させる。気体上の流れの方向は、生成される中性種からのレーザー光学系のスクリーニングを支援するためにイオンドリフト軌道と反対であるか、またはガイドに沿ってイオンの通過を支援するためにイオンドリフト軌道に沿っていてもよい。
【０１８７】
試料プレートとイオンガイドとの間に開口４０１を設けると、試料プレートの圧力がイオンガイド容積の圧力より数桁高くなり得るように、差動排気のオプションも可能になる。これは、実行される大気圧ＭＡＬＤＩおよび中間圧力ＭＡＬＤＩを可能にする。他の実施形態は、ＳＩＭＳまたはレーザーダイオード熱脱離（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）などの別のイオン化技術を使用してもよい。
【０１８８】
ＭＡＬＤＩプロセスは多数の要因によって影響され、これらのいくつかは相互に依存している。ＭＡＬＤＩプロセスが最初に発表されてから、これらのパラメータの多くが研究されてきた。これにもかかわらず、ＭＡＬＤＩ源からの検体イオンの生成に関与するメカニズムはまだ完全には理解されておらず、さらに精力的な研究の主題である。
【０１８９】
用いられるマトリックスは、典型的には、ＵＶ波長範囲（典型的には、３００〜３６０ｎｍ）で非常に吸収され、市販の質量分析計は、主に、紫外線レーザー、例えば、窒素レーザー（λ＝３３７ｎｍ）またはＮｄ：ＹＡＧレーザー（λ＝３５５ｎｍ、もしくはλ＝２６６ｎｍ）の高周波を使用する。窒素レーザーは、レーザー媒質として窒素ガスを使用するが、Ｎｄ：ＹＡＧは、ネオジムイオンを添加したＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｇａｒｎｅｔ：Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）結晶を使用する。Ｎｄ：ＹＡＧレーザーは、近赤外（λ＝１０６４ｎｍ）に光を生成し、これは、その後、非線形光学結晶を用いた３重または４重の周波数になる。エネルギーは、例えば、窒素、Ｎｄ：ＹＡＧ、ＣＯ２、Ｅｒ：ＹＡＧ、ＵＶおよびＩＲを含む群からレーザーによって提供されてもよい。
【０１９０】
レーザーパルス持続時間が、典型的には、１〜２０ｎｓのＭＡＬＤＩ範囲に用いられるが、（ピコ秒の範囲内の）より短いパルスも使用されている。レーザーは、例えば、１〜１０Ｈｚ、１０〜１００Ｈｚ、１００〜１０００Ｈｚ、１０００〜１００００Ｈｚ、１００００〜１０００００Ｈｚの範囲から選択されるパルス周波数を含んでもよい。
【０１９１】
電磁スペクトルの赤外領域で発光するレーザーも使用されてきた。ＵＶ ＭＡＬＤＩ法は、電子エネルギー状態の励起を介して、マトリックス分子にエネルギーを移動させるが、ＩＲ ＭＡＬＤＩは、マトリックス分子の振動モードを励起する。
【０１９２】
多くの異なるタイプのマトリックスを使用することができ、これらには、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸、４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、ピコリン酸、３−ヒドロキシピコリンが含まれる。
【０１９３】
ＭＡＬＤＩ用のレーザー光デリバリーシステムには、通常、レーザーヘッドからＭＡＬＤＩ試料上の検体試料位置にレーザーパルスを移動させるためのレーザーならびに関連する光学部品（例えば、ミラー、電気光学およびレンズ）が含まれる。ビーム光学系は、試料に適したレーザービームの空間的強度プロファイルを形づくり、届けるように設計されている。
【０１９４】
典型的には、ＭＡＬＤＩに使用されるレーザーシステムは、それらの波長だけでなく、それらの空間的強度プロファイルにおいて変化する。Ｎｄ：ＹＡＧなどの固体レーザーの場合、レーザー媒体は、レーザー共振器内に封入されたイオンを添加し、フラッシュランプまたはレーザーダイオードを用いて光学的に励起された結晶である。それらは、比較的低い増幅を有し、これは、レーザー強度の適切な利得が、レーザー共振器内のレーザー照射の多様な通過によって達成されることを意味する。得られた出力レーザービームは、主に１つの基本的な横モードからなる空間強度プロファイルを有する。基本的な横モードの放射状強度は、伝搬軸に直交する回転対称のガウス関数に相当する。このようなビームプロファイルは、回折限界である最小直径、またはビームウェストに集束させることができる。最終的な集束レンズの位置およびその焦点距離は、最小スポット径のための係数を決定しており、可能な限りＭＡＬＤＩ試料に近いことが好ましい。
【０１９５】
逆に、従来ＭＡＬＤＩ適用のために使用されてきた窒素レーザーは、そのレーザー媒体として電極間の放電によって励起された窒素ガスを使用する。窒素は、最も強いレーザーライン上に高いレーザー利得を示し、これは、エネルギー反転分布を急冷することができ、レーザーパルスは、共振器がなくても高い強度を達成することができることを意味する。したがって、レーザー共振器を用いて、放射されたレーザーパルスの空間的強度プロファイルは、重畳された多くの横モードからなる。その結果、その後のビームは同じ程度まで集束することができない。さらに、ガスの流動性、ガス中の放電での不均質性、およびそれぞれの放射からの放電などの多くの要因によって導入された熱的変動のために、増幅プロファイルは均一ではない。これらの要因は、レージングが生じる短期間と組み合わせて、１ショットから次のショットに均一でもなく再現可能でもない空間強度分布をもたらす。このレーザープロファイルをＭＡＬＤＩターゲット上に集束させる場合に、得られる強度プロファイルは非常に変調される。しかし、レーザーからの時間的に変化する発光により、多様なレーザーショット上で、累積強度分布はより均一なプロファイルに平均化される。
【０１９６】
本発明の好ましい実施態様はレーザーヘッドから試料ターゲットプレートにレーザーパルスを向けるためにミラーの組み合わせを用いたＭＡＬＤＩ ＭＳにおける使用のための質量分析計；レーザーターゲットプレート上にレーザー放射を集束させるための光学レンズ;ＭＡＬＤＩプルームで生成されたイオンを収集し、導き、入射レーザーパルスの光軸から離れて経路に沿ってイオンを導くような方法で構成されたＲＦガイドを含む。レーザーは、ターゲット試料プレートの表面に直交するように向けられる。
【０１９７】
ＲＦガイドは、好ましくは、ＲＦが印加されるそれぞれ連続したリングが、そのすぐ隣で逆位相にあるように配置されるリング電極の第１の大口径スタック；ＲＦが印加されるそれぞれ連続したリングが、そのすぐ隣で逆位相にあるように配置される、大口径および小口径に結合したＲＦガイドの両方のガイドと、２つのイオンガイド領域を分離する放射状擬ポテンシャル障壁を超えてイオンを駆動するために２つのガイドとの間に印加されるＤＣ電位とを含む第２の領域；ＲＦが印加されるそれぞれ連続したリングが、そのすぐ隣で逆位相にあるように配置される小口径ＲＦガイドを用いて構成される第３の領域、の３つの別個の領域で構成される。
【０１９８】
イオンガイドの長さに沿って順次印加されるＤＣ電位差、または、好ましくは、ＤＣパルス方形波は、イオンガイドに沿ってイオンを伝搬するためのメカニズムを提供する。２つの結合したイオンガイドとの間のＤＣオフセットは、入射レーザービームの光軸から離れてイオンビームを方向づける方法を提供する。
【０１９９】
レーザー源は、優先的に、３５５ｎｍの波長で５００ｐｓから１０ｎｓの間の持続時間でパルスレーザー放射を生み出す固体のＮｄ：ＹＡＧである。Ｎｄ：ＹＬＦもしくはＮｄ：ＹＶＯ４などの代替の固体レーザー源または窒素などの気体レーザーも用いて、２６６〜３６０ｎｍの範囲のＵＶ波長または１〜４μｍの範囲のＩＲ波長を生成してもよい。
【０２００】
レーザーパルス自体は、最終集束要素の前、または５０〜３００μｍの間のコア径、好ましくは、１５０μｍのコア径を有する光ファイバ上に結合させることによって多数のビームステアリングミラーを反射して移動してもよい。ビーム変換光学素子（回折もしくは屈折光学系、および／またはマイクロメカニカル調整が可能な光学素子）を、伝搬するレーザービームの空間強度プロファイルを変換するためにビーム経路内に含めてもよい。
【０２０１】
閉じ込めＲＦの容積内の不活性ガスは、ガイド内に閉じ込められたイオンの放射状運動エネルギーを低下させるように作用し、衝突冷却効果によってイオンの内部エネルギーを低下させる。気体上の流れの方向は、生成される中性種からのレーザー光学系のスクリーニングを支援するためにイオンドリフト軌道と反対であるか、このガイドに沿ってイオンの通過を支援するためにイオンドリフト軌道に沿っていてもよい。
【０２０２】
種々の改変が、本発明の範囲から逸脱することなく、上述した特定の実施形態になされ得ることは当業者には明らかであろう。レーザー光軸から離れたイオンビームの偏向は、ＲＦ閉じ込めイオンガイドの幾何学の多くの変形により引き起こされてもよい。
【０２０３】
好ましい実施形態では、結合したイオンガイドの３つの全てのセクションに沿ったＲＦ電圧に重畳されるＤＣ電圧の存在、またはより好ましくは、ガイドに沿って伝搬する進行波パルスを用いて、イオンガイドに沿ったイオンの移動を支援してもよい。
【０２０４】
別の好ましい実施形態では、結合した環スタックを、ＲＦガイドロッドのセットに置換してもよい（図５）。これらを、順に、ＤＣ電圧を可能にするために電気的に絶縁されたセグメント（図６）、またはＲＦ電圧に重畳されるようにガイドに沿って伝搬する進行波パルスから構成されてもよい。
【０２０５】
さらなる実施形態では、ＲＦガイドは、ターゲット試料プレートに直交した軸から外れた方向にイオンビームを閉じ込めるために斜めの角度で剪断されてもよい（図７）。これは、入射レーザービーム（図８）に平行に取り付けられ、入射レーザービームに対して鋭角またはそのレーザービームに直交して配向されてもよい２つのセクションの間に含まれてもよい。
【０２０６】
傾斜イオンガイドは、ＤＣ電圧を可能にするために電気的に絶縁されたセグメント（図９）またはＲＦ電圧に重畳されるようにガイドに沿って伝搬する進行波パルス内に構成されてもよい。
【０２０７】
別の実施形態は、直交する試料ターゲットプレート上に入射レーザーパルスの伝達に適した中央孔を有する剪断円錐イオンファンネルを採用するであろう（図１０）。ＤＣ電圧、またはガイドに沿って伝搬する進行波パルスは、試料ターゲットプレートからイオンガイドの出口にイオンを移動させる。イオンガイドは、円形形状、スロットまたは他の適切な形状を用いて形成してもよい（図１１）。
【０２０８】
剪断された円錐形のファンネルは、グループ化された電極のステップでも構成されてよい（図１２）。
【０２０９】
中心軸（図１３）から離れて位置する穿孔を含む円柱状に対称な円錐イオンファンネルは、中心軸から離れてイオンのプルームを生成するために、レーザーパルスが、直交して試料ターゲットプレートに入射することを可能にするために含まれてもよい。ＲＦによって生成される擬ポテンシャル井戸は、それらの形成初期点から離れてイオンファンネルの中心軸に向かってイオンを引き出す。
【０２１０】
さらなる実施形態は、試料ターゲットプレートと平行して、整列して積み重ねられ、２つの平行なプレートの間に入れられた平板電極の対を用いる（図１４）。閉じ込められるＲＦポテンシャルは、スタック内のそれぞれ連続したプレートの対の間に反転位相で印加され、一つの軸に閉じ込め磁場を生成するが、スタックを挟む２枚のプレートに印加されるＤＣ電位は、ＲＦ閉じ込めに直交してイオンを閉じ込める。サンドイッチプレート内の開口は、レーザーが試料ターゲットプレートに直交して送達されることを可能にする。生成されたイオンは、ガイド内に引き込まれ、イオンガイドの軸に沿って伝搬される。
【０２１１】
同様に、試料ターゲットプレートに対して平行に位置する六極子などのＲＦ閉じ込めロッド形状は、開口を有する電極を収容するために、下部電極に断線を含んでもよく（図１５）、その開口に、ＤＣ電位が、ＲＦイオンガイドの閉じ込め容積に直角に入射するレーザーパルスから発生したイオンを引き出すために印加されてもよい。再び、イオンガイドは、ＤＣ電圧、またはＲＦ電圧に重畳されるようにガイドに沿って伝搬する進行波パルスが、イオンガイドに沿ってイオンを駆動することを可能にするために、電気的に絶縁されたセグメント内に構成されてもよい。
【０２１２】
これに対する変形において、Ｌ字状のロッドを形成するために、延長ロッドを、ＲＦガイド軸に直交し、ターゲット試料プレートに向かって下降する切断されたロッドの両端に含めることができる（図１６）。試料ターゲットプレートから更にイオンガイドを形成するロッドに接続されたロッドは、Ｔ字状のロッドを形成する。この構成では、閉じ込めＲＦは、試料ターゲットプレートに向かって延長され、イオンガイドの一次軸にイオンを導く。
【０２１３】
イオン分離システムは、質量分析器の後に続いてもよい。好ましい実施形態では、これは、飛行時間分析器であってよい。さらなる実施形態は、四重極質量分析装置である分析装置、２Ｄまたは線形の四重極質量分析器、Ｐａｕｌまたは３Ｄの四重極質量分析器、ペニングトラップ質量分析器、イオントラップ質量分析器、磁場セクター型質量分析器、イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、静電質量分析計、フーリエ変換静電質量分析器、またはフーリエ変換質量分析器を含んでもよい。
【０２１４】
図１７Ａは、本発明の有利な態様を示す。好ましい実施形態は、ターゲット基板上に入射するレーザービームが入射の正常な角度または正常に近い角度で入射することを可能にする。これは、レーザービームが斜めに入射する従来の配置と比べて有利である。図１７Ａは、レーザービームが斜めに入射した時に、マトリックスの結晶の不均一性に起因する放射のシャドーイングの度合いが存在し得ることを示す。その結果、イオンは、入射レーザービームに対して垂直である結晶表面の領域から主に放射する。
【０２１５】
従来の配置での別の問題を、図１７Ｂに示す。当業者が理解するとおり、かつ図１７Ｂに示すとおり、レーザービームが垂直入射に近いほど、強度分布は円形になり、ピーク強度が高くなる。したがって、同等のピークフルエンス（ｐｅａｋ ｆｌｕｅｎｃｅｓ）のために電力もさほど必要としない、より円形のスポットを有することが望ましい。
【０２１６】
したがって、好ましい実施形態は、特に有利であることが理解されるであろう。
【０２１７】
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載されるとおり、本発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細における種々の変更を行うことができることは当業者なら理解するであろう。
【符号の説明】
【０２１８】
３０１・・・経路、
３０２・・・レーザーパルス、
３０３・・・２色ミラー、
３０５・・・レーザーターゲット試料プレート、
３０８・・・光学レンズ、
３０７・・・カメラ、
３０９・・・イオンビーム、
３１０・・・ＲＦガイド。
【図１】
2014521190.tif 000003
【図２】
2014521190.tif 000004
【図３】
2014521190.tif 000005
【図４】
2014521190.tif 000006
【図５】
2014521190.tif 000007
【図６】
2014521190.tif 000008
【図７】
2014521190.tif 000009
【図８】
2014521190.tif 000010
【図９】
2014521190.tif 000011
【図１０】
2014521190.tif 000012
【図１１】
2014521190.tif 000013
【図１２】
2014521190.tif 000014
【図１３】
2014521190.tif 000015
【図１４】
2014521190.tif 000016
【図１５】
2014521190.tif 000017
【図１６】
2014521190.tif 000018
【図１７Ａ】
2014521190.tif 000019
【図１７Ｂ】
2014521190.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月10日(2013.7.10)
【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】
ターゲット基板の上面に直接衝突し、前記上面からイオンを放出させるために、使用時に、レーザービームを集束するように配置および適合される１以上の光学部品であって、前記１以上の光学部品の有効焦点距離は３００ｍｍ以下であり、前記ターゲット基板の垂線に対して角度θ（θ≦３°）で、前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向ける１以上の光学部品と、
前記ターゲット基板の前記上面から放出されるイオンを受け取るように配置および適合され、複数の電極を含む１以上のイオンガイドと、
前記１以上のイオンガイド内に放射状にイオンを閉じ込める作用をする擬ポテンシャルを作るために、前記複数の複数の電極の少なくともいくつかの電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように配置および適合された装置と、を含み、
前記１以上のイオンガイドは、前記１以上の光学部品を実質的にバイパスするイオン経路に沿って前記イオンが前方に移動するように配置および適合され、前記１以上の光学部品は、前記１以上のイオンガイドの縦軸に沿って前記レーザービームを向けるように配置および適合される
質量分析計用のイオン源。
【請求項２】
前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けるためのミラーおよび／またはレンズをさらに含み、前記イオン経路が、前記ミラーおよび／またはレンズを通過しない、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記１以上の光学部品が、（ｉ）３００〜２８０ｍｍ；（ｉｉ）２８０〜２６０ｍｍ；（ｉｉｉ）２６０〜２４０ｍｍ；（ｉｖ）２４０〜２２０ｍｍ；（ｖ）２２０〜２００ｍｍ；（ｖｉ）２００〜１８０ｍｍ；（ｖｉｉ）１８０〜１６０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）１６０〜１４０ｍｍ；（ｉｘ）１４０〜１２０ｍｍ；（Ｘ）１２０〜１００ｍｍ；（ｘｉ）１００〜８０ ｍｍ；（ｘｉｉ）８０〜６０ｍｍ；（ｘｉｉｉ）６０〜４０ ｍｍ；（ｘｉｖ）４０〜２０ｍｍ；および（ｘｖ）＜２０ｍｍからなる範囲から選択される有効焦点距離を有する、請求項１または２に記載のイオン源。
【請求項４】
さらに、前記レーザービームを生成するように配置および適合されたレーザーを含む、請求項１、２または３に記載のイオン源。
【請求項５】
前記レーザーが、＜１００ｎｍ、１００〜２００ｎｍ、２００〜３００ｎｍ、３００〜４００ｎｍ、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、６００〜７００ｎｍ、７００〜８００ｎｍ、８００〜９００ｎｍ、９００〜１０００ｎｍ、１〜２μｍ、２〜３μｍ、３〜４μｍ、４〜５μｍ、５〜６μｍ、６〜７μｍ、７〜８μｍ、８〜９μｍ、９〜１０μｍ、１０〜１１μｍおよび＞１１μｍの範囲の波長を有する光子を放射するように配置される、請求項４に記載のイオン源。
【請求項６】
前記１以上の光学部品が、前記ターゲット基板の垂線に対して角度θで前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けるように配置および適合され、θは、（ｉ）０°；（ｉｉ）０〜１°；（ｉｉｉ）１〜２°；および（ｉｖ）２〜３°からなる群から選択される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項７】
（ｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０−２ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞１０−４ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞１０−５ｍｂａｒ；（ｉｘ）＞１０−６ｍｂａｒ；（Ｘ）＜１００ｍｂａｒ；（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ；（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ；（ｘｉｉｉ）＜０．１ｍｂａｒ；（ｘｉｖ）＜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｖ）＜１０−３ｍｂａｒ；（ｘｖｉ）＜１０−４ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉ）＜１０−５ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉｉ）＜１０−６ｍｂａｒ；（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉ）１０−２〜１０−１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉｉ）１０−３〜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｘｉｖ）１０−４〜１０−３ｍｂａｒ；および（ｘｘｖ）１０−５〜１０−４ｍｂａｒからなる群から選択される圧力で、前記ターゲット基板を維持するように配置および適合された装置をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項８】
前記１以上の光学部品が、１以上の集束レンズを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項９】
前記１以上の光学部品が、前記ターゲット基板上に前記レーザービームを反射するための１以上のミラーを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１０】
さらに、ターゲット基板を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１１】
前記ターゲット基板が、前記上面に対して前記ターゲット基板の裏に下面を備え、イオン化される対象は、使用時に前記上面に位置する、請求項１０に記載のイオン源。
【請求項１２】
前記ターゲット基板が、さらに、マトリックスを含む、請求項１０または１１に記載のイオン源。
【請求項１３】
前記マトリックスが、（ｉ）２，５−ジヒドロキシ安息香酸、（ｉｉ）３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｉｉｉ）４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、（ｉｖ）α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｖ）ピコリン酸、および（ｖｉ）３−ヒドロキシピコリンからなる群から選択される、請求項１２に記載のイオン源。
【請求項１４】
前記１以上のイオンガイドが、イオンまたはイオンパケットを受け取り、前記イオンまたはイオンパケットが互いから分離された状態を維持しながら、前記イオンまたはイオンパケットを前方へ移動させるように配置および適合される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１５】
前記１以上のイオンガイドが、
（ａ）複数の電極を含み、各電極が、使用時にイオンを通過させる１以上の開口を含むイオントンネルイオンガイド、
（ｂ）複数の電極を含み、各電極が、使用時にイオンを移動させる１以上の開口を含み、前記イオンファンネルイオンガイド内に形成されるイオンガイド領域の幅もしくは直径が、イオンガイドの軸の長さに沿って増加または減少するイオンファンネルイオンガイド、
（ｃ）（ｉ）イオンを通過させる開口をそれぞれが有する複数の電極を含む第１のイオンガイド部であって、第１のイオンガイド経路は、前記第１のイオンガイド部内に形成される第１のイオンガイド部、および（ｉｉ）イオンを通過させる開口をそれぞれが有する複数の電極を含む第２のイオンガイド部であって、第２のイオンガイド経路は、前記第２のイオンガイド部内に形成され、放射状擬ポテンシャル障壁は、前記第１のイオンガイド経路と前記第２のイオンガイド経路の間に形成される第２のイオンガイド部、
（ｄ）多重極またはセグメント化多重極のロッドセット、または
（ｅ）イオンガイドの縦軸に平行もしくは直交して配置される複数の平板電極を含む平板イオンガイド
からなる群から選択される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１６】
前記１以上のイオンガイドが、２つ以上の別個のイオンガイド経路を含み、前記レーザービームが、第１のイオンガイド経路と同軸であり、前記レーザービームと同軸ではない第２のイオンガイド経路にイオンを移動させる、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１７】
前記１以上のイオンガイドが、それぞれ第１の開口および第２の開口を有する複数の電極を含み、前記電極の第１の開口が、使用時に前記レーザービームが通過する光チャネルを形成する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項１８】
前記電極の前記第２の開口が、使用時にイオンを通過させるイオンガイド経路を形成する、請求項１７に記載のイオン源。
【請求項１９】
前記１以上のイオンガイドが、複数のイオングループまたはイオンパケットを同時に移動させるように配置および適合される、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２０】
前記１以上のイオンガイドの長さに沿って複数のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸を移動させるように配置および適合された装置をさらに含む、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２１】
イオンの複数のグループまたはイオンパケットを互いに分離した状態に維持するために、前記１以上のイオンガイドを含む電極に、１以上の一過的な、断続的なまたは永久的なＤＣ電圧を印加するように配置および適合された装置をさらに含む、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２２】
前記１以上のイオンガイド内の個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸の複数のイオングループまたはイオンパケットを軸方向に閉じ込めるように配置および適合される装置をさらに含む、請求項１〜２１のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２３】
前記個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸中の前記イオンの複数のグループもしくはパケットが、互いに混合するのを防ぐ、請求項２２に記載のイオン源。
【請求項２４】
前記イオン源が、前記ターゲット基板のイオンイメージングを行うように配置および適合される、請求項１〜２３のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２５】
前記イオン源が、前記ターゲット基板のデプスプロファイリングを行うように配置および適合される、請求項１〜２４のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２６】
前記イオン源がパルスイオン源を含む、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のイオン源。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか１項に記載のイオン源を含むマトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源またはレーザー脱離イオン化イオン源。
【請求項２８】
請求項１〜２６のいずれか１項に記載のイオン源と、または
請求項２７に記載のマトリックス支援レーザー脱離イオン化イオン源またはレーザー脱離イオン化イオン源。
を含む質量分析計。
【請求項２９】
フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を生成するために、イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを１回または複数回フラグメント化ならびに／または反応ならびに／または光解離ならびに／または光活性化するように配置および適合される制御システムをさらに含む、請求項２８に記載の質量分析計。
【請求項３０】
（ｉ）前記イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを質量分析する、ならびに／あるいは
（ｉｉ）フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を質量分析する
ために配置および適合される質量分析器をさらに含む、請求項２８または２９に記載の質量分析計。
【請求項３１】
前記イオンの脱溶媒和を支援するために、イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを１回または複数回加熱するための加熱装置をさらに含む、請求項２８、２９または３０に記載の質量分析計。
【請求項３２】
レーザー、ターゲット基板および１以上の光学部品を提供することと、
前記ターゲット基板の上面に直接衝突するように前記レーザービームを集束するために、前記１以上の光学部品を用いてレーザービームを集束することと、
前記上面からイオンを放出させることであって、前記１以上の光学部品の有効焦点距離が３００ｍｍ以下であり、前記１以上の光学部品は、前記ターゲット基板の垂線に対して角度θ（θ≦３°）で前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けることと、
前記ターゲット基板の前記上面から放出されるイオンを１以上のイオンガイド内で受け取ることであって、前記１以上のイオンガイドは複数の電極を含むことと、
前記１以上のイオンガイド内に放射状にイオンを閉じ込める作用をする擬ポテンシャルを作るために、前記複数の複数の電極の少なくともいくつかの電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加することと、
前記１以上の光学部品を実質的にバイパスするイオン経路に沿って前記イオンを前方に移動させることと、ならびに
前記１以上のイオンガイドの縦軸に沿って前記レーザービームを向けることと、
を含む方法。
【請求項３３】
ミラーおよび／またはレンズを用いて、前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けることをさらに含み、前記イオン経路が、前記ミラーおよび／またはレンズを通過しない、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記１以上の光学部品が、（ｉ）３００〜２８０ｍｍ；（ｉｉ）２８０〜２６０ｍｍ；（ｉｉｉ）２６０〜２４０ｍｍ；（ｉｖ）２４０〜２２０ｍｍ；（ｖ）２２０〜２００ｍｍ；（ｖｉ）２００〜１８０ｍｍ；（ｖｉｉ）１８０〜１６０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）１６０〜１４０ｍｍ；（ｉｘ）１４０〜１２０ｍｍ；（Ｘ）１２０〜１００ｍｍ；（ｘｉ）１００〜８０ ｍｍ；（ｘｉｉ）８０〜６０ｍｍ；（ｘｉｉｉ）６０〜４０ ｍｍ；（ｘｉｖ）４０〜２０ｍｍ；および（ｘｖ）＜２０ｍｍからなる範囲から選択される有効焦点距離を有する、請求項３２または３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記レーザーが、＜１００ｎｍ、１００〜２００ｎｍ、２００〜３００ｎｍ、３００〜４００ｎｍ、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、６００〜７００ｎｍ、７００〜８００ｎｍ、８００〜９００ｎｍ、９００〜１０００ｎｍ、１〜２μｍ、２〜３μｍ、３〜４μｍ、４〜５μｍ、５〜６μｍ、６〜７μｍ、７〜８μｍ、８〜９μｍ、９〜１０μｍ、１０〜１１μｍおよび＞１１μｍの範囲の波長を有する光子を放射する、請求項３２、３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記ターゲット基板の垂線に対して角度θで（θは、（ｉ）０°；（ｉｉ）０〜１°；（ｉｉｉ）１〜２°；および（ｉｖ）２〜３°からなる群から選択される）、前記ターゲット基板上に前記レーザービームを向けることをさらに含む、請求項３２〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
（ｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０−２ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞１０−４ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞１０−５ｍｂａｒ；（ｉｘ）＞１０−６ｍｂａｒ；（Ｘ）＜１００ｍｂａｒ；（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ；（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ；（ｘｉｉｉ）＜０．１ｍｂａｒ；（ｘｉｖ）＜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｖ）＜１０−３ｍｂａｒ；（ｘｖｉ）＜１０−４ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉ）＜１０−５ｍｂａｒ；（ｘｖｉｉｉ）＜１０−６ｍｂａｒ；（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉ）１０−２〜１０−１ｍｂａｒ；（ｘｘｉｉｉ）１０−３〜１０−２ｍｂａｒ；（ｘｘｉｖ）１０−４〜１０−３ｍｂａｒ；および（ｘｘｖ）１０−５〜１０−４ｍｂａｒからなる群から選択される圧力で、前記ターゲット基板を維持することをさらに含む、請求項３２〜３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
前記１以上の光学部品が、１以上の集束レンズを含む、請求項３２〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
前記１以上の光学部品が１以上のミラーを含み、前記方法が、前記１以上のミラーを用いて前記ターゲット基板上に前記レーザービームを反射することをさらに含む、請求項３２〜３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
さらに、前記ターゲット基板にマトリックスを添加することをさらに含む、請求項３２〜３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
前記マトリックスが、（ｉ）２，５−ジヒドロキシ安息香酸、（ｉｉ）３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｉｉｉ）４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、（ｉｖ）α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、（ｖ）ピコリン酸、および（ｖｉ）３−ヒドロキシピコリンからなる群から選択される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記１以上のイオンガイド内でイオンまたはイオンパケットを受け取ること、前記イオンまたはイオンパケットが互いから分離された状態を維持しながら、前記イオンまたはイオンパケットを前方に移動させることをさらに含む、請求項３２〜４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
前記１以上のイオンガイドが、
（ａ）複数の電極を含み、各電極が、使用時にイオンを通過させる１以上の開口を含むイオントンネルイオンガイド、
（ｂ）複数の電極を含み、各電極が、使用時にイオンを移動させる１以上の開口を含み、前記イオンファンネルイオンガイド内に形成されるイオンガイド領域の幅もしくは直径が、イオンガイドの軸の長さに沿って増加または減少するイオンファンネルイオンガイド、
（ｃ）（ｉ）イオンを通過させる開口をそれぞれが有する複数の電極を含む第１のイオンガイド部であって、第１のイオンガイド経路は、前記第１のイオンガイド部内に形成される第１のイオンガイド部、および（ｉｉ）イオンを通過させる開口をそれぞれが有する複数の電極を含む第２のイオンガイド部であって、第２のイオンガイド経路は、前記第２のイオンガイド部内に形成され、放射状擬ポテンシャル障壁は、前記第１のイオンガイド経路と前記第２のイオンガイド経路の間に形成される第２のイオンガイド部、
（ｄ）多重極またはセグメント化多重極のロッドセット、または
（ｅ）イオンガイドの縦軸に平行もしくは直交して配置される複数の平板電極を含む平板イオンガイド
からなる群から選択される、請求項３２〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
前記１以上のイオンガイドが、２つ以上の別個のイオンガイド経路を含み、前記レーザービームが、第１のイオンガイド経路と同軸であり、前記レーザービームと同軸ではない第２のイオンガイド経路にイオンを移動させる、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記１以上のイオンガイドが、それぞれ第１の開口および第２の開口を有する複数の電極を含み、前記電極の第１の開口が光チャネルを形成し、前記光チャネルに前記レーザービームを通過させることをさらに含む、請求項４３または４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記電極の前記第２の開口がイオンガイド経路を形成し、前記イオンガイド経路にイオンを通過させることをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記１以上のイオンガイド内に放射状および／または軸方向にイオンを閉じ込める作用をする擬ポテンシャルを作るために、前記複数の複数の電極の少なくともいくつかの電極にＡＣまたはＲＦ電圧を印加することをさらに含む、請求項３２〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
前記１以上のイオンガイドを用いて複数のイオングループまたはイオンパケットを同時に移動させることをさらに含む、請求項３２〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
前記１以上のイオンガイドの長さに沿って複数のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸を移動させることをさらに含む、請求項３２〜４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
イオンの複数のグループまたはイオンパケットを互いに分離した状態に維持するために、前記１以上のイオンガイドを含む電極に、１以上の一過的な、断続的なまたは永久的なＤＣ電圧を印加することをさらに含む、請求項３２〜４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
前記１以上のイオンガイド内の個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸の複数のイオングループまたはイオンパケットを軸方向に閉じ込めることをさらに含む、請求項３２〜５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
前記個々のＤＣおよび／または擬ポテンシャル井戸中のイオンの複数のグループもしくはパケットが、互いに混合するのを防ぐことをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
請求項３２〜５２のいずれか１項に記載の方法を含む、ターゲット基板をイオンイメージングする方法。
【請求項５４】
請求項３２〜５３のいずれか１項に記載の方法を含む、ターゲット基板のデプスプロファイリングを行う方法。
【請求項５５】
請求項３２〜５４のいずれか１項に記載の方法を含むマトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）またはレーザー脱離イオン化の方法。
【請求項５６】
請求項３２〜５５のいずれか１項に記載の方法を含む質量分析法。
【請求項５７】
フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を発生させるために、イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを１回または複数回フラグメント化ならびに／または反応ならびに／または光解離ならびに／または光活性化することをさらに含む、請求項５６に記載の質量分析法。
【請求項５８】
（ｉ）前記イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを質量分析すること、ならびに／あるいは
（ｉｉ）フラグメントイオンの第１の発生および／または第２の発生および／または第３の発生および／またはその後の発生を質量分析すること
をさらに含む、請求項５６または５７に記載の質量分析法。
【請求項５９】
前記イオンの脱溶媒和を支援するために、イオンの１以上のグループまたは１以上のパケットを１回または複数回加熱することをさらに含む、請求項５６、５７または５８に記載の質量分析法。
【国際調査報告】
2014521190.tif 000021
2014521190.tif 000022
2014521190.tif 000023