(57)【要約】  液滴の蒸気を放出するイオン化装置と、１つまたは複数の音響定常波を生成する１つまたは複数の超音波トランスミッタとを備える質量分析計用のイオン源。上記音響定常波は、液滴の蒸気を更に霧化し、上記液滴の内部混合を誘導するのに使用されうる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴の蒸気を放出するよう構成されたイオン化装置と、
前記イオン化装置の１つまたは複数の音響定常波の下流を生成するよう構成された１つまたは複数の超音波トランスミッタまたはソノロードと
を備える、質量分析計のためのイオン源。
【請求項２】
前記液滴が大部分、帯電した液滴を含む、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記液滴が大部分、帯電していない、または中性の液滴を含む、請求項１に記載のイオン源。
【請求項４】
前記イオン源が、１つの超音波トランスミッタまたはソノロードおよびリフレクタを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項５】
前記イオン源が、２つの超音波トランスミッタまたはソノロードを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項６】
前記超音波トランスデューサが、（ｉ）２０−３０ｋＨｚ；（ｉｉ）３０−４０ｋＨｚ；（ｉｉｉ）４０−５０ｋＨｚ；（ｉｖ）５０−６０ｋＨｚ；（ｖ）６０−７０−ｋＨｚ；（ｖｉ）７０−８０ｋＨｚ；（ｖｉｉ）８０−９０ｋＨｚ；（ｖｉｉｉ）９０−１００ｋＨｚ；および（ｉｘ）＞１００ｋＨｚの範囲の周波数を有する超音波を放出するよう構成された、請求項１〜５のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項７】
前記１つまたは複数の超音波トランスミッタが、前記１つまたは複数の音響定常波が前記液滴の蒸気と相互作用するよう位置決めされる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項８】
前記１つまたは複数の音響定常波が、前記液滴の蒸気の内部混合を誘起するよう構成された、請求項１〜７のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項９】
前記１つまたは複数の音響定常波が、前記液滴の蒸気を移動または移転させるよう構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の音響定常波が、前記液滴の蒸気を集中させる、もしくは集中を外すよう構成された、請求項１〜９のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１１】
前記１つまたは複数の音響定常波が、更に前記液滴の蒸気を霧状にするよう構成された、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の音響定常波が、前記液滴の蒸気における液滴の平均サイズを減らすよう構成された、請求項１１に記載のイオン源。
【請求項１３】
動作モード時、前記１つまたは複数の音響定常波が、一定期間、前記液滴を捕らえるよう構成された、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１４】
更に、試薬および／または試薬イオンを取り込む、または前記液滴と混合させるよう構成された装置を備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１５】
前記試薬および／または試薬イオンが、前記液滴と反応する、または相互作用する、請求項１４に記載のイオン源。
【請求項１６】
前記試薬および／または試薬イオンが、電子移動解離、電子捕獲解離、オゾン分解、水素重水素交換（「ＨＤｘ」）、電荷減少、光解離または熱解離を介して、反応する、または相互作用する、請求項１５に記載のイオン源。
【請求項１７】
更に、液滴と試薬および／または試薬イオン間の滞留時間または相互作用時間を制御するよう構成された制御システムを備える、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１８】
前記イオン源が更に、大気圧、大気圧よりも高い圧力、または大気中の値より低い圧力での使用に維持される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の超音波トランスミッタが、１つまたは複数の気相音響定常波を生成するよう構成された、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項２０】
前記イオン化装置が、大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン化装置を備えた、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項２１】
前記大気圧イオン化装置が、電子スプレー・イオン源、大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、試料が対象への影響時にイオン化される、インパクタ・イオン源、レーザー・イオン源、紫外線（「ＵＶ」）光イオン化装置または赤外線（「ＩＲ」）光イオン化装置を備える、請求項２０に記載のイオン源。
【請求項２２】
場誘起液滴イオン化（「ＦＩＤＩ」）イオン化装置、グロー放電ランプ・イオン化装置、レーザー準安定原子、リアルタイム直接質量分析イオン源（「ＤＡＲＴ」）イオン化装置または前記１つまたは複数の音響定常波内に捕らえられた、かつ／または前記１つまたは複数の音響定常波から生じる液滴をイオン化する第２イオン化電子スプレー・イオン化装置のいずれかをさらに備える、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項２３】
前記１つまたは複数の音響定常波内に捕らえられた液滴に電界を印加する１つまたは複数のグリッド電極をさらに備える、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項２４】
前記１つまたは複数の超音波トランスミッタが超音波を発する周波数において、前記１つまたは複数のグリッド電極が、少なくとも部分的に音響的に透過的である、請求項２３に記載のイオン源。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載のイオン源を備える質量分析計。
【請求項２６】
前記質量分析計が、イオン吸入口を備える、請求項２５に記載の質量分析計。
【請求項２７】
前記イオン吸入口が、実質上大気圧領域から、実質上大気中の値より低い圧力領域に至る、請求項２６に記載の質量分析計。
【請求項２８】
検体の分子および／またはイオンが、前記検体の分子および／またはイオンが、前記イオン吸入口を介して、前記質量分析計に入るよう、前記イオン吸入口に隣接する前記１つまたは複数の音響定常波から生じるよう構成される、請求項２６または２７に記載の質量分析計。
【請求項２９】
気相イオン移動度分析計または分離器をさらに備え、前記イオン移動度分析計または分離器が、そのイオン移動度に応じて、一時的に検体のイオンを分離するよう構成される、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項３０】
液滴の蒸気を放出するステップと、前記液滴の蒸気を１つまたは複数の音響定常波と相互作用させるステップとを含む、試料をイオン化する方法。
【請求項３１】
試料をイオン化する方法を含む、請求項３０に記載の質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【関連案件の相互参照】
【０００１】
本出願は、英国特許出願第１１２０１４３．１号（２０１１年１１月２２日出願）の優先権を主張する。本出願の全体は、参考として本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
気相音響場が、液滴の表面周辺に局所的な圧力差を誘導することが知られている（Ｋｉｎｇ，Ｌ．∨．Ｐｒｏｃ．Ｒｏｙ．Ｓｏｃ．，Ａ１４７，２１２−２４０（１９３４））。音響定常波によって生成された力は、進行波によって生成された力よりもはるかに大きい。音響定常波は、超音波トランスミッタ（ソノロード）とリフレクタ、もしくは１対の超音波トランスミッタのいずれかを用いて生成できる。
【０００３】
定常波の超音波場の節において、液滴が浮上させられることが知られている。重力および空気力の平衡を保つことによって、液滴が垂直方向に吊り下げられる風洞において液滴の位置の水平方向の安定化を図るために、類似の技術が用いられる（Ｌｕｐｉ，∨．Ｄ．，Ｈａｎｓｍａｎ，Ｌ．Ｊ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ａｎｄ Ｏｃｅａｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，８，５４１−５５２，（１９９１））。適切な条件下で、液滴の破壊も誘発でき、かつ、この効果を用いて、液体の上記を霧化できる。
【０００４】
例えば、ワークピースを塗装するための塗料の噴霧を生成するために、超音波定常波構成を用いることも知られている。
【０００５】
改良されたイオン源および試料をイオン化する方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、液滴の蒸気を放出するよう構成されたイオン化装置と、上記イオン化装置の１つまたは複数の音響定常波の下流を生成するよう構成された１つまたは複数の超音波トランスミッタまたはソノロードとを備える質量分析計が提供される。
【０００７】
電気スプレー・イオン源などのある種類の従来的なイオン源に関する問題の１つは、これらのイオン源が、少なくとも一部が比較的直径の大きい、液滴を放出する可能性があるということである。次に、上記の比較的大きい液滴は、検体信号の喪失につながる、完全脱溶媒和を起こさない。本発明によるこの問題の解決法は、イオン化装置（例：電気スプレー・イオン源）の１つまたは複数の音響定常波の下流を供給することである。上記１つまたは複数の超音波トランスミッタは、例えば、上記イオン化装置から放出された液滴の蒸気を更に霧状にする、音響定常波を生成する。その結果、従来の構成と比較して、音響定常波によって、上記液滴のサイズは大幅に小さくなり、脱溶媒和が大幅に改善される。更に、その後の質量分析計のサンプリング開口部内への、かつサンプリング開口部を通る検体の伝播を最適化し、それによって、感度を向上させるよう、音響定常波の節を調整できる。
【０００８】
それゆえ、本発明が特に有利であることは明らかである。
【０００９】
上記液滴は大部分、帯電した液滴を含んでいてもよい。あるいは、上記液滴は大部分、帯電していない、または中性の液滴を含んでいてもよい。
【００１０】
上記イオン源は、好ましくは、超音波トランスミッタまたはソノロードおよびリフレクタを備える。あるいは、上記イオン源は、２つの超音波トランスミッタまたはソノロードを備えていてもよい。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、超音波トランスデューサは、（ｉ）２０−３０ｋＨｚ；（ｉｉ）３０−４０ｋＨｚ；（ｉｉｉ）４０−５０ｋＨｚ；（ｉｖ）５０−６０ｋＨｚ；（ｖ）６０−７−ｋＨｚ；（ｖｉ）７０−８０ｋＨｚ；（ｖｉｉ）８０−９０ｋＨｚ；（ｖｉｉｉ）９０−１００ｋＨｚ；および（ｉｘ）＞１００ｋＨｚの範囲の周波数を有する超音波を放出するよう構成される。
【００１２】
上記１つまたは複数の超音波トランスミッタは、好ましくは、上記１つまたは複数の音響定常波が上記液滴の蒸気と相互作用するよう位置決めされる。
【００１３】
上記１つまたは複数の音響定常波は、上記液滴の蒸気の内部混合を有機させるように構成されるとよい。
【００１４】
上記１つまたは複数の音響定常波は、上記液滴の蒸気を移動または移転させるよう構成されてもよい。
【００１５】
上記１つまたは複数の音響定常波は、好ましくは、上記液滴の蒸気を集中させる、もしくは集中を外すよう構成される。
【００１６】
上記１つまたは複数の音響定常波は、好ましくは、更に上記液滴の蒸気を霧状にするよう構成される。
【００１７】
上記１つまたは複数の音響定常波は、好ましくは、上記液滴の蒸気における液滴の平均サイズを減らすよう構成される。
【００１８】
動作モード時、上記１つまたは複数の音響定常波は、好ましくは、一定期間、少なくとも一部の液滴を捕らえるよう構成される。
【００１９】
上記イオン源は、好ましくは更に、試薬および／または試薬イオンを取り込む、または上記液滴と混合させるよう構成された装置を備える。
【００２０】
上記試薬および／または試薬イオンは、好ましくは、上記液滴と反応する、または相互作用する。
【００２１】
上記試薬および／または試薬イオンは、好ましくは、電子移動解離、電子捕獲解離、オゾン分解、水素重水素交換（「ＨＤｘ」）、電荷減少、光解離または熱解離を介して、反応する、または相互作用する。
【００２２】
上記イオン源は、好ましくは更に、液滴と試薬および／または試薬イオン間の滞留時間または相互作用時間を制御するよう構成された制御システムを備える。
【００２３】
上記イオン源は、好ましくは、大気圧、大気圧よりも高い圧力、または大気中の値より低い圧力での使用に維持される。
【００２４】
上記１つまたは複数の超音波トランスミッタは、好ましくは、１つまたは複数の気相音響定常波を生成するよう構成される。
【００２５】
上記イオン化装置は、好ましくは、大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン化装置を備える。
【００２６】
上記大気圧イオン化装置は、好ましくは、電子スプレー・イオン源、大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、試料が対象への影響時にイオン化される、インパクタ・イオン源、レーザー・イオン源、紫外線（「ＵＶ」）光イオン化装置または赤外線（「ＩＲ」）光イオン化装置を備える。
【００２７】
上記イオン源は、好ましくは更に、場誘起液滴イオン化（「ＦＩＤＩ」）イオン化装置、グロー放電ランプ・イオン化装置、レーザー準安定原子、リアルタイム直接質量分析イオン源（「ＤＡＲＴ」）イオン化装置または上記１つまたは複数の音響定常波内に捕らえられた、かつ／または上記１つまたは複数の音響定常波から生じる液滴をイオン化する第２イオン化電子スプレー・イオン化装置のいずれかを備える。
【００２８】
上記イオン源は、好ましくは更に、上記１つまたは複数の音響定常波内に捕らえられた液滴に電界を印加する１つまたは複数のグリッド電極を備える。
【００２９】
上記１つまたは複数のグリッド電極は、好ましくは、上記１つまたは複数の超音波トランスミッタが超音波を発する周波数において、少なくとも部分的に音響的に透過的である。
【００３０】
本発明の別の態様によれば、前述のようなイオン源を備える質量分析計が提供される。
【００３１】
上記質量分析計は、好ましくは、イオン吸入口を備える。上記イオン吸入口は、好ましくは、実質上大気圧領域から、好ましくは、実質上大気中の値より低い圧力領域に至る。検体の分子および／またはイオンは、好ましくは、上記検体の分子および／またはイオンが、上記イオン吸入口を介して、上記質量分析計に入るよう、上記イオン吸入口に隣接する上記１つまたは複数の音響定常波から生じるよう構成される。
【００３２】
上記質量分析計は、好ましくは更に、気相イオン移動度分析計または分離器を備え、上記イオン移動度分析計または分離器は、そのイオン移動度に応じて、一時的に検体のイオンを分離するよう構成される。
【００３３】
本発明の別の態様によれば、液滴の蒸気を放出するステップと、上記液滴の蒸気を１つまたは複数の音響定常波と相互作用させるステップとを含む、試料をイオン化する方法が提供される。
【００３４】
本発明の別の態様によれば、前述のような試料をイオン化する方法を含む質量分析方法が提供される。
【００３５】
一実施形態によれば、上記質量分析計は更に、
（ａ）（ｉ）電子スプレー・イオン化（「ＥＳＩ」）イオン源；（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源；（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源；（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源；（ｖ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源；（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源；（ｖｉｉ）シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源；（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源；（ｉｘ）化学イオン化（「（ＣＩ」）イオン源；（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源；（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源；（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源；（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃イオン化（「ＦＡＢ」）イオン源；（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源；（ｘｖ）脱離電子スプレー・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；（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（「ＡＳＧＤＩ」）イオン源；（ｘｘ）グロー放電（「ＧＤ」）イオン源；および（ｘｘｉ）インパクタ・イオン源からなるグループから選択されたイオン源および／または、
（ｂ）１つまたは複数の連続またはパルス状イオン源；および／または
（ｃ）１つまたは複数のイオン・ガイド；および／または
（ｄ）１つまたは複数のイオン移動度分離装置および／または１つまたは複数の非対称場イオン移動度分析計装置；および／または
（ｅ）１つまたは複数のイオン・トラップまたは１つまたは複数のイオン・トラッピング領域；および／または
（ｆ）（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）細分化装置；（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）細分化装置；（ｉｉｉ）電子移動解離（「ＥＴＤ」）細分化装置；（ｉｖ）電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）細分化装置；（ｖ）電子衝突または衝撃解離細分化装置；（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）細分化装置；（ｖｉｉ）レーザー誘起解離細分化装置；（ｖｉｉｉ）赤外線放射誘起細分化装置；（ｉｘ）紫外線放射誘起細分化装置；（ｘ）ノズル−スキマー・インターフェース細分化装置；（ｘｉ）インソース細分化装置；（ｘｉｉ）インソース衝突誘起解離細分化装置；（ｘｉｉｉ）熱源または温度源細分化装置；（ｘｉｖ）電界誘起細分化装置；（ｘｖ）磁界誘起細分化装置；（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解細分化装置；（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応細分化装置；（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応細分化装置；（ｘｉｘ）イオン−原子反応細分化装置；（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応細分化装置；（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応細分化装置；（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応細分化装置；（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ためのイオン−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ためのイオン−分子反応装置；（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ためのイオン−原子反応装置；（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ためのイオン−準安定イオン反応装置；（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ためのイオン−準安定分子反応装置；（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するためのイオン−準安定原子反応装置；および（ｘｘｉｘ）電子イオン化解離（「ＥＩＤ」）細分化装置からなるグループから選択された１つまたは複数の衝突、細分化装置または反応セル；および／または
（ｇ）（ｉ）四重極質量分析計；（ｉｉ）二次元または線形四重極質量分析計；（ｉｉｉ）ポールまたは三次元四重極質量分析計；（ｉｖ）ペニング・トラップ質量分析計；（ｖ）イオン・トラップ質量分析計；（ｖｉ）磁場型質量分析計；（ｖｉｉ）イオン・サイクロトロン（「ＩＣＲ」）質量分析計；（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオン・サイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析計；（ｉｘ）静電またはオービトラップ質量分析計；（ｘ）フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析計；（ｘｉ）フーリエ変換質量分析計；（ｘｉｉ）飛行時間型質量分析；（ｘｉｉｉ）直行加速飛行時間型質量分析；および（ｘｉｖ）線形飛行時間型質量分析からなるグループから選択された質量分析計；および／または
（ｈ）１つまたは複数のエネルギー分析器または静電エネルギー分析；および／または
（ｉ）１つまたは複数のイオン検出器；および／または
（ｊ）（ｉ）四重極質量フィルタ；（ｉｉ）二次元または線形四重極イオン・トラップ；（ｉｉｉ）ポールまたは三次元イオン・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）磁場型質量フィルタ；（ｖｉｉ）飛行時間型質量フィルタ；および（ｖｉｉｉ）ウィーン・フィルタからなるグループから選択された１つまたは複数の質量フィルタ；および／または
（ｋ）イオンをパルス化する装置またはイオン・ゲート；および／または
（ｌ）実質上連続したイオン・ビームをパルス化されたイオン・ビームに変換する装置を含んでいてもよい。
【００３６】
上記質量分析計は更に、
（ｉ）外側の樽状電極と、内側の同軸の紡錘状電極を備え、第１の動作モードにおいて、イオンは、Ｃトラップに伝達され、次にオービトラップ（ＲＴＭ）質量分析計に注入され、かつ、第２の動作モードにおいて、イオンは、Ｃトラップに伝達され、次に衝突セルまたは電子伝達解離装置に伝達され、少なくとも一部のイオンが断片イオンに細分化され、かつ、次にオービトラップ（ＲＴＭ）質量分析計に注入される前に、上記断片イオンがＣトラップに伝達される、Ｃトラップおよびオービトラップ（ＲＴＭ）質量分析計；および／または
（ｉｉ）それぞれが使用時に、それを通じてイオンが伝達される開口部を有する複数の電極を備え、上記電極の間隔がイオン通路の長さに伴い増加し、かつ、上記イオン・ガイドの上流部内の上記電極内の上記開口部が第１の直径を有し、かつ上記イオン・ガイドの下流部内の上記電極内の上記開口部が上記第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、かつ、ＡＣまたはＲＦ電圧の反対の相が、使用時に、連続した電極に印加される、積層リング・イオン・ガイドのいずれかを備える。
【００３７】
一実施形態によれば、上記質量分析計は更に、上記電極にＡＣまたはＲＦ電圧を供給するよう構成された装置を備える。上記ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは、（ｉ）＜５０∨ピークピーク；（ｉｉ）５０−１００∨ピークピーク；（ｉｉｉ）１００−１５０∨ピークピーク；（ｉｖ）１５０−２００∨ピークピーク；（ｖ）２００−２５０∨ピークピーク；（ｖｉ）２５０−３００∨ピークピーク；（ｖｉｉ）３００−３５０∨ピークピーク；（ｖｉｉｉ）３５０−４００∨ピークピーク；（ｉｘ）４００−４５０∨ピークピーク；（ｘ）４５０−５００∨ピークピーク；および（ｘｉ）＞５００∨ピークピークからなるグループから選択された振幅を有する。
【００３８】
上記ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００−２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００−３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００−４００ｋＨｚ；（ｖ）４００−５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５−１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０−１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５−２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０−２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５−３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０−３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５−４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０−４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５−５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０−５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５−６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０−６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５−７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０−７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５−８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０−８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５−９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０−９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５−１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０ＭＨｚからなるグループから選択された周波数を有する。
【００３９】
本発明の種々の態様は、例としてのみ、かつ、以下に示す添付の図面を参照して以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】液滴の蒸気が電子スプレー・イオン源などの液体源から放出され、かつ、２つのソノロードまたは１つのソノロードとリフレクタによって生成される音響定常波と相互作用する、本発明の好ましい実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の好ましい実施形態は、以下に説明される。
【００４２】
図１は、液滴の蒸気が電子スプレー・イオン源などの液体源から放出され、かつ、２つのソノロードまたは１つのソノロードとリフレクタによって生成される音響定常波と相互作用する、本発明の好ましい実施形態を示す。
【００４３】
一実施形態によれば、１つまたは複数の定常波音響場は、検体が例えば、電子スプレーによって、液体の蒸気または液体の液滴に導入される際に、複数の利点を有する質量分析計（ＭＳ）源に導入される。
【００４４】
既知の液体インターフェースＭＳ源の制限の１つは、大きな液滴の不完全な脱溶媒和による、検体の喪失である。有利には、上記好ましい実施形態によれば、大きな液滴は、音響場によって破壊されうる。その結果生じる液滴は、質量分析計の第１の真空段階により効率的に抽出されえ、また、より高速に蒸発することによって、装置の感度が向上する。
【００４５】
本発明の一実施形態によれば、源領域内の音響レンジングを介して、液滴の位置を更にある程度制御することが可能である。例えば、サンプリング開口部に対する音響節の位置の最適化により、上記第１の真空段階への伝達を改善することができる。これによって、質量分析計の感度が向上する。
【００４６】
液滴の表層に対する、検体間の競合は、観測された電子スプレーＭＳ反応に大きな影響を及ぼしうる（Ｅｎｋｅ，Ｃ．，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，６９（２３），４８８５−４８９３，（１９９７））。上記液滴において上記音響場によって誘起された内部混合は、表面親和性が比較的低い種に対する信号の抑圧を有利に減らす。
【００４７】
上記装置を、大気圧を超える、または大気圧未満の圧力で作動させることで、原子化プロセスの更なる強化を達成しうる。一実施形態によれば、強度、節の位置および超音波場の周波数などの音響定常波の特徴も調整できる。これは、温度、気圧、流動状態などの変化に応答して、手動もしくは自動で実行しうる。観測されたＭＳ信号からのフィードバックを用いて、この調整を制御できる。
【００４８】
１つまたは複数の部分的に音響上透過的なグリッドは、上記音響定常波が生成される領域近くに配置されてもよい。電気絶縁破壊なしで上記液滴のイオン化のための電界が印加され、維持されるよう、上記グリッドが利用されてもよい。上記手法を用いて、電気的に中性な、または荷電した液滴の場を操作できる。音響的に活性した領域の前、中または後にイオン化が発生する可能性がある。
【００４９】
上記液滴に更に力を加えて、上記液滴を捕らえる程度にまで、上記音響場内の上記液滴の滞留時間を増やしうる。更に、電場を用いて、上記液滴からイオン・プルームを生成できる。
【００５０】
液滴の滞留時間を増やすことは、ＭＳ源領域内で反応が行われる際の更なる利点を有する。例えば、オゾン分解、水素重水素交換、大気圧ＥＴＤ／ＥＣＤ、電荷減少、光解離および熱解離などの化学または物理反応が実行されうる。
【００５１】
従来の検体吐出システム（例：電子スプレー）に適合しない試薬は、上記好ましい実施形態の上記源領域に有利に導入されうる。上記検体との反応時間は、上記音響場との相互作用を通じて、制御され、かつ、混合が改善されうる。
【００５２】
本発明の更に別の利点は、大きい液滴の位置の操作による小さい液滴またはイオンの好ましいサンプリングによって、イオン光学面およびサンプリング開口部の汚染が減り、それによって、清掃間の時間が増し、かつ／もしくは、バックグラウンド信号および／またはノイズが低減される。
【００５３】
本発明は好ましい実施形態を参照して説明されてきたが、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、形式上及び細部において、種々の変更がなされうることが当業者に理解されよう。
【図１】
2014533872.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月23日(2014.7.23)
【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】
電子スプレー・イオン源を備え、帯電した液滴の蒸気を放出するよう構成された大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン化装置と、
前記イオン化装置の１つまたは複数の音響定常波の下流を生成するよう構成された１つまたは複数の超音波トランスミッタまたはソノロードと
を備え、前記１つまたは複数の音響定常波の下流が、
前記液滴の蒸気の内部混合を誘起し、
更に、前記液滴の蒸気を霧化し、かつ、
結果、前記液滴の蒸気内の液滴の平均サイズを     小さくするよう構成された、質量分析計のためのイオン源。
【請求項２】
１つの超音波トランスミッタまたはソノロードおよびリフレクタを備える、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
２つの超音波トランスミッタまたはソノロードを備える、請求項１に記載のイオン源。
【請求項４】
前記超音波トランスデューサが、（ｉ）２０−３０ｋＨｚ；（ｉｉ）３０−４０ｋＨｚ；（ｉｉｉ）４０−５０ｋＨｚ；（ｉｖ）５０−６０ｋＨｚ；（ｖ）６０−７０ｋＨｚ；（ｖｉ）７０−８０ｋＨｚ；（ｖｉｉ）８０−９０ｋＨｚ；（ｖｉｉｉ）９０−１００ｋＨｚ；および（ｉｘ）＞１００ｋＨｚの範囲の周波数を有する超音波を放出するよう構成された、請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項５】
前記１つまたは複数の超音波トランスミッタが、前記１つまたは複数の音響定常波が前記液滴の蒸気と相互作用するよう位置決めされる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項６】
前記１つまたは複数の音響定常波が、前記液滴の蒸気を移動または移転させるよう構成された、請求項１〜５のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項７】
動作モード時、前記１つまたは複数の音響定常波が、一定期間、前記液滴を捕らえるよう構成された、請求項１〜６のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項８】
更に、試薬および／または試薬イオンを取り込む、または前記液滴と混合させるよう構成された装置を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項９】
前記試薬および／または試薬イオンが、前記液滴と反応する、または相互作用する、請求項８に記載のイオン源。
【請求項１０】
前記試薬および／または試薬イオンが、電子移動解離、電子捕獲解離、オゾン分解、水素重水素交換（「ＨＤｘ」）、電荷減少、光解離または熱解離を介して、反応する、または相互作用する、請求項９に記載のイオン源。
【請求項１１】
液滴と試薬および／または試薬イオン間の滞留時間または相互作用時間を制御するよう構成された制御システムをさらに備える、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の超音波トランスミッタが、１つまたは複数の気相音響定常波を生成するよう構成された、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の音響定常波内に捕らえられた液滴に電界を印加する１つまたは複数のグリッド電極をさらに備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のイオン源。
【請求項１４】
前記１つまたは複数の超音波トランスミッタが超音波を発する周波数において、前記１つまたは複数のグリッド電極が、少なくとも部分的に音響的に透過的である、請求項１３に記載のイオン源。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のイオン源を備える質量分析計。
【請求項１６】
前記質量分析計が、イオン吸入口を備える、請求項１５に記載の質量分析計。
【請求項１７】
前記イオン吸入口が、実質上大気圧領域から、実質上大気中の値より低い圧力領域に至る、請求項１６に記載の質量分析計。
【請求項１８】
検体の分子および／またはイオンが、前記検体の分子および／またはイオンが、前記イオン吸入口を介して、前記質量分析計に入るよう、前記イオン吸入口に隣接する前記１つまたは複数の音響定常波から生じるよう構成される、請求項１６または１７に記載の質量分析計。
【請求項１９】
更に、気相イオン移動度分析計または分離器を備え、前記イオン移動度分析計または分離器が、そのイオン移動度に応じて、一時的に検体のイオンを分離するよう構成された、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２０】
電子スプレー・イオン源を備える大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン化装置から、帯電した液滴の蒸気を放出するステップと、
前記液滴の蒸気を１つまたは複数の音響定常波と相互作用させるステップと
を含み、前記１つまたは複数の音響定常波が、
前記液滴の蒸気の内部混合を誘起し、
前記液滴の蒸気をさらに霧化し、かつ、
結果、前記液滴の蒸気内の液滴の平均サイズを小さくするよう構成された、試料をイオン化する方法。
【請求項２１】
試料をイオン化する方法を含む、請求項２０に記載の質量分析方法。
【国際調査報告】
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