(57)【要約】イオンの等時性面における傾きを補正し、前記イオンの等時性面をイオン検出器における検出面と平行になるように調整するように配置および適合される１つまたはそれ以上のデバイスを備える飛行時間質量分析器が開示される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンの１つまたはそれ以上の等時性面における傾きを補正するように配置および適合される１つまたはそれ以上のデバイスを備える、飛行時間質量分析器。
【請求項２】
イオン検出器をさらに備える、請求項１に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項３】
前記飛行時間質量分析器は、軸方向加速式飛行時間質量分析器を含む、請求項１または２に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項４】
前記飛行時間質量分析器は、直交加速式飛行時間質量分析器を含む、請求項１または２に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項５】
直交加速領域をさらに含む、請求項４に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項６】
前記直交加速領域は、プッシャー電極もしくはプラー電極、および／または、第１のグリッドもしくは他の電極、および／または、第２のグリッドもしくは他の電極を備える、請求項５に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項７】
前記プッシャー電極もしくはプラー電極と、前記第１のグリッドもしくは他の電極との間に第１のフィールドフリー領域をさらに含む、請求項６に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項８】
前記第１のグリッドもしくは他の電極と、前記第２のグリッドもしくは他の電極との間に第２のフィールドフリー領域をさらに含む、請求項６または７に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項９】
（ｉ）前記直交加速領域と前記イオン検出器との間、または（ｉｉ）前記第２のグリッドもしくは他の電極と前記イオン検出器との間のいずれかに設けられる第３のフィールドフリー領域をさらに含む、請求項５から８のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１０】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、特定の質量電荷比を有するイオンの等時性面が、前記イオン検出器の面上または前記イオン検出器内に設けられるイオン検出面と実質的に平行になるように位置合わせされるように、前記等時性面における傾きを補正するように配置および適合される、請求項２から９のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１１】
前記等時性面は、特定の時間点で特定の質量電荷比を有するイオンの最良適合面を含む、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１２】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、前記傾きを機械的に補正する１つまたはそれ以上の機械的デバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１３】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、前記傾きを静電的に補正する１つまたはそれ以上の静電デバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１４】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、第１の加速段および／または第１の減速段を含む、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１５】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、前記イオンビームにおけるイオンの飛行時間または飛行時間特性が前記イオンビームを横切る第１の横断方向において不均一に変化するように、前記第１の加速段および／または前記第１の減速段を通過するイオンビームに作用するように配置および適合される、請求項１４に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１６】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、第１の方向における傾きを補正するように配置および適合される、請求項１４または１５に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１７】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、（ｉ）前記第１のフィールドフリー領域の上流、前記第１のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第１のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉ）前記第２のフィールドフリー領域の上流、前記第２のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第２のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉｉ）前記第３のフィールドフリー領域の上流、前記第３のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第３のフィールドフリー領域に沿った中間位置、または（ｉｖ）フィールドフリー領域の上流、前記フィールドフリー領域の下流、もしくは前記フィールドフリー領域に沿った中間位置のいずれかに設けられる、請求項１４、１５または１６の  いずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１８】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、第３のグリッドまたは他の電極、および、第４のグリッドまたは他の電極を備え、前記第３のグリッドまたは他の電極は、前記第４のグリッドまたは他の電極に対して角度αで傾斜し、αは０でない、請求項１４から１７のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１９】
αが、（ｉ）＜５o、（ｉｉ）５〜１０o、（ｉｉｉ）１０〜１５°、（ｉｖ）１５〜２０°、（ｖ）２０〜２５o、（ｖｉ）２５〜３０°、（ｖｉｉ）３０〜３５o、（ｖｉｉｉ）３５〜４０°、（ｉｘ）４０〜４５o、（ｘ）４５〜５０°、（ｘｉ）５０〜５５°、（ｘｉｉ）５５〜６０°、（ｘｉｉｉ）６０〜６５°、（ｘｉｖ）６５〜７０°、（ｘｖ）７０〜７５°、（ｘｖｉ）７５〜８０°、（ｘｖｉｉ）８０〜８５°、および（ｘｖｉｉｉ）＞８５°からなる群から選択される、請求項１８に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２０】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、第２の加速段および／または第２の減速段をさらに含む、請求項１４から１９のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２１】
前記第２の加速段および／または前記第２の減速段は、前記イオンビームにおけるイオンの飛行時間または飛行時間特性が前記イオンビームを横切る第２の横断方向において不均一に変化するように、前記第２の加速段および／または前記第２の減速段を通過するイオンビームに作用するように配置および適合され、前記第２の横断方向は、前記第１の横断方向と実質的に直交する、請求項２０に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２２】
前記第２の加速段および／または前記第２の減速段は、第２の方向における傾きを補正するように配置および適合され、前記第２の方向は、前記第１の方向と実質的に直交する、請求項２０または２１に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２３】
前記第２の加速段および／または前記第２の減速段は、（ｉ）前記第１のフィールドフリー領域の上流、前記第１のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第１のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉ）前記第２のフィールドフリー領域の上流、前記第２のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第２のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉｉ）前記第３のフィールドフリー領域の上流、前記第３のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第３のフィールドフリー領域に沿った中間位置、または（ｉｖ）フィールドフリー領域の上流、前記フィールドフリー領域の下流、もしくは前記フィールドフリー領域に沿った中間位置のいずれかに設けられる、請求項７から２２のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２４】
前記第２の加速段および／または前記第２の減速段は、第５のグリッドまたは他の電極、および、第６のグリッドまたは他の電極を備え、前記第５のグリッドまたは他の電極は、前記第６のグリッドまたは他の電極に対して角度βで傾斜し、βは０でない、請求項２０から２３のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２５】
βが、（ｉ）＜５o、（ｉｉ）５〜１０o、（ｉｉｉ）１０〜１５°、（ｉｖ）１５〜２０°、（ｖ）２０〜２５o、（ｖｉ）２５〜３０°、（ｖｉｉ）３０〜３５o、（ｖｉｉｉ）３５〜４０°、（ｉｘ）４０〜４５o、（ｘ）４５〜５０°、（ｘｉ）５０〜５５°、（ｘｉｉ）５５〜６０°、（ｘｉｉｉ）６０〜６５°、（ｘｉｖ）６５〜７０°、（ｘｖ）７０〜７５°、（ｘｖｉ）７５〜８０°、（ｘｖｉｉ）８０〜８５°、および（ｘｖｉｉｉ）＞８５°からなる群から選択される、請求項２４に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２６】
前記１つまたはそれ以上の等時性面における前記傾きは、１つまたはそれ以上のイオン光学構成要素の位置合わせ不良から生じる、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２７】
前記直交加速領域の上流に配置され、イオンビームの空間収束を改善するために１次空間的収束項を導入するように適合されるデバイスをさらに備える、請求項５から２６のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２８】
前記直交加速領域の上流に配置されたビームエクスパンダーをさらに備え、前記ビームエクスパンダーは、前記直交加速領域に到達するイオンの初期速度分布を低減させるように配置および適合される、請求項５から２７のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項２９】
前記１つまたはそれ以上のデバイスの下流に配置された１つもしくはそれ以上の加速段または減速段をさらに備える、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項３０】
前記１つもしくはそれ以上の加速段または減速段は、前記１つもしくはそれ以上の加速段または減速段から出力されるイオンが、前記１つまたはそれ以上のデバイスを通過する直前に有していた運動エネルギーと実質的に同じ運動エネルギーを有するように、前記イオンの運動エネルギーを変化させるように配置および適合される、請求項２９に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項３１】
先行する請求項のいずれかに記載される飛行時間質量分析器を備える質量分析計。
【請求項３２】
飛行時間質量分析器を準備する工程と、
イオンの１つまたはそれ以上の等時性面における傾きを補正する工程とを含む、イオンを質量分析する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスレファレンス
本願は、２０１１年４月１９日に提出された米国仮特許出願第６１／４７６，８５６号および２０１１年３月１５日に提出された英国特許出願第１１０４３１０．６号の優先権および利益を主張する。これらの出願の内容は、参考のためにすべて本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、飛行時間質量分析計およびイオン分析方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
飛行時間質量分析計の分解能を制限する要因の１つとして、質量分析計を含む様々な構成要素間の光学位置合わせが挙げられることは、飛行時間質量分析計設計の当業者には周知である。このことは、直交加速式飛行時間（「ｏａ−ＴＯＦ」）質量分析計において特に重要であり、この直交加速式飛行時間質量分析計は、一般に、一連のメッシュまたはグリッドによって正確に機械的分離されて描かれる平行な電界領域のセットを含む。これらの光学構成要素が設けられる場所は、飛行時間質量分析計の主面として知られる。一般に、数ミクロン以内で位置合わせされて高質量分解能を成し遂げる主面の、平行度および平坦度が特に注目されている。
【０００４】
プッシャー電極、第１および第２のグリッド電極ならびにイオン検出器などの、直交加速式飛行時間質量分析計の主面のいずれかで位置合わせ不良が起こると、分解能はかなり低減され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
改善された飛行時間質量分析器、およびイオンを質量分析する方法を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によると、
イオンの１つまたはそれ以上の等時性面における傾きを補正するように配置および適合される１つまたはそれ以上のデバイスを備える飛行時間質量分析器が提供される。
【０００７】
前記イオンの１つまたはそれ以上の等時性面は、好ましくは、特定の質量電荷比を有するイオンを含む。前記１つまたはそれ以上のデバイスは、好ましくは、前記飛行時間質量分析器の一部を構成するイオン検出器によって検出されるのが望ましい、広い範囲の質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンの等時性面における傾きを補正する。前記好ましい実施形態による前記１つまたはそれ以上のデバイスは、好ましくは、前記分光計によって確認される、すべての質量電荷比のすべてのイオンを同時に補正する。なぜなら、前記１つまたはそれ以上のデバイスは、好ましくは、異なる質量電荷比を有するすべてのイオンによって効果的に経験される機械的位置合わせ不良を補正するからである。前記好ましい実施形態による装置および方法は、好ましくは、前記飛行時間質量分析器のイオン光学構成要素から生じる、イオンの１つの等時性面（またはイオンの複数の等時性面）と、イオン検出器の等時性面または検出器面との間の位置合わせ不良を補正するように配置される。前記好ましい実施形態による装置および方法は、好ましくは、前記等時性面が前記イオン検出器の検出器面と位置合わせされるように、即ち、前記イオンの等時性面が前記イオン検出器の検出面と実質的に平行になるように、傾きを調整するか、または、前記イオンの１つの等時性面（または複数の等時性面）を補正する。
【０００８】
前記飛行時間質量分析器は、好ましくは、イオン検出器をさらに備える。
【０００９】
好ましさが劣る一実施形態によると、前記飛行時間質量分析器は、軸方向加速式飛行時間質量分析器を含み得る。
【００１０】
好ましい実施形態によると、前記飛行時間質量分析器は、直交加速式飛行時間質量分析器を含み得る。
【００１１】
前記飛行時間質量分析器は、好ましくは、直交加速領域をさらに含む。前記直交加速領域は、好ましくは、プッシャー電極もしくはプラー電極、および／または、第１のグリッドもしくは他の電極、および／または、第２のグリッドもしくは他の電極を備える。
【００１２】
前記飛行時間質量分析器は、好ましくは、前記プッシャー電極もしくはプラー電極と、前記第１のグリッドもしくは他の電極との間に第１のフィールドフリー領域をさらに含む。
【００１３】
前記飛行時間質量分析器は、好ましくは、前記第１のグリッドもしくは他の電極と、前記第２のグリッドもしくは他の電極との間に第２のフィールドフリー領域をさらに含む。
【００１４】
前記飛行時間質量分析器は、好ましくは、（ｉ）前記直交加速領域と前記イオン検出器との間、または（ｉｉ）前記第２のグリッドもしくは他の電極と前記イオン検出器との間のいずれかに設けられる第３のフィールドフリー領域をさらに含む。
【００１５】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、好ましくは、特定の質量電荷比を好ましくは有するイオンの１つまたはそれ以上の等時性面が、前記イオン検出器の面上または前記イオン検出器内に設けられるイオン検出面と実質的に平行になるように位置合わせされるように、前記イオンの１つまたはそれ以上の等時性面における傾きを補正するように配置および適合される。
【００１６】
前記１つまたはそれ以上の等時性面は、好ましくは、特定の時間点で（好ましくは特定の質量電荷比を有する）イオンの最良適合面を含む。
【００１７】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、前記傾きを機械的に補正する１つまたはそれ以上の機械的デバイスを含み得る。
【００１８】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、前記傾きを静電的に補正する１つまたはそれ以上の静電デバイスを含み得る。
【００１９】
前記好ましい実施形態によると、前記１つまたはそれ以上のデバイスは、第１の加速段および／または第１の減速段を含む。
【００２０】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、好ましくは、前記イオンビームにおけるイオンの飛行時間または飛行時間特性が前記イオンビームを横切る第１の横断方向において不均一に変化するように、前記第１の加速段および／または前記第１の減速段を通過するイオンビームに作用するように配置および適合される。
【００２１】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、好ましくは、第１の方向における傾きを補正するように配置および適合される。
【００２２】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、（ｉ）前記第１のフィールドフリー領域の上流、前記第１のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第１のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉ）前記第２のフィールドフリー領域の上流、前記第２のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第２のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉｉ）前記第３のフィールドフリー領域の上流、前記第３のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第３のフィールドフリー領域に沿った中間位置、または（ｉｖ）フィールドフリー領域の上流、前記フィールドフリー領域の下流、もしくは前記フィールドフリー領域に沿った中間位置のいずれかに設けられ得る。
【００２３】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、第３のグリッドまたは他の電極、および、第４のグリッドまたは他の電極を備えていてもよく、前記第３のグリッドまたは他の電極は、前記第４のグリッドまたは他の電極に対して角度αで傾斜し、αは０でない。好ましくは、αは、（ｉ）＜５o、（ｉｉ）５〜１０o、（ｉｉｉ）１０〜１５°、（ｉｖ）１５〜２０°、（ｖ）２０〜２５o、（ｖｉ）２５〜３０°、（ｖｉｉ）３０〜３５o、（ｖｉｉｉ）３５〜４０°、（ｉｘ）４０〜４５o、（ｘ）４５〜５０°、（ｘｉ）５０〜５５°、（ｘｉｉ）５５〜６０°、（ｘｉｉｉ）６０〜６５°、（ｘｉｖ）６５〜７０°、（ｘｖ）７０〜７５°、（ｘｖｉ）７５〜８０°、（ｘｖｉｉ）８０〜８５°、および（ｘｖｉｉｉ）＞８５°からなる群から選択される。
【００２４】
一実施形態によると、前記１つまたはそれ以上のデバイスは、第２の加速段および／または第２の減速段をさらに含み得る。
【００２５】
前記第２の加速段および／または前記第２の減速段は、好ましくは、前記イオンビームにおけるイオンの飛行時間または飛行時間特性が前記イオンビームを横切る第２の横断方向において不均一に変化するように、前記第２の加速段および／または前記第２の減速段を通過するイオンビームに作用するように配置および適合される。
【００２６】
前記好ましい実施形態によると、前記第２の横断方向は、前記第１の横断方向と実質的に直交する。
【００２７】
前記第２の加速段および／または前記第２の減速段は、好ましくは、第２の方向における傾きを補正するように配置および適合される。
【００２８】
前記好ましい実施形態によると、前記第２の方向は、前記第１の方向と実質的に直交する。
【００２９】
前記第２の加速段および／または前記第２の減速段は、好ましくは、（ｉ）前記第１のフィールドフリー領域の上流、前記第１のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第１のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉ）前記第２のフィールドフリー領域の上流、前記第２のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第２のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉｉ）前記第３のフィールドフリー領域の上流、前記第３のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第３のフィールドフリー領域に沿った中間位置、または（ｉｖ）フィールドフリー領域の上流、前記フィールドフリー領域の下流、もしくは前記フィールドフリー領域に沿った中間位置のいずれかに設けられる。
【００３０】
前記第２の加速段および／または前記第２の減速段は、好ましくは、第５のグリッドまたは他の電極、および、第６のグリッドまたは他の電極を備え、前記第５のグリッドまたは他の電極は、前記第６のグリッドまたは他の電極に対して角度βで傾斜し、βは０でない。好ましくは、βは、（ｉ）＜５o、（ｉｉ）５〜１０o、（ｉｉｉ）１０〜１５°、（ｉｖ）１５〜２０°、（ｖ）２０〜２５o、（ｖｉ）２５〜３０°、（ｖｉｉ）３０〜３５o、（ｖｉｉｉ）３５〜４０°、（ｉｘ）４０〜４５o、（ｘ）４５〜５０°、（ｘｉ）５０〜５５°、（ｘｉｉ）５５〜６０°、（ｘｉｉｉ）６０〜６５°、（ｘｉｖ）６５〜７０°、（ｘｖ）７０〜７５°、（ｘｖｉ）７５〜８０°、（ｘｖｉｉ）８０〜８５°、および（ｘｖｉｉｉ）＞８５°からなる群から選択される。
【００３１】
前記１つまたはそれ以上の等時性面における前記傾きは、好ましくは、１つまたはそれ以上のイオン光学構成要素の位置合わせ不良から生じる。
【００３２】
前記飛行時間質量分析器は、好ましくは、前記直交加速領域の上流に配置され、イオンビームの空間収束を改善するために１次空間的収束項を導入するように適合されるデバイスをさらに備える。
【００３３】
前記飛行時間質量分析器は、好ましくは、前記直交加速領域の上流に配置されたビームエクスパンダーをさらに備え、前記ビームエクスパンダーは、前記直交加速領域に到達するイオンの初期速度分布を低減させるように配置および適合される。
【００３４】
一実施形態によると、１つもしくはそれ以上の加速段または減速段が、前記１つまたはそれ以上のデバイスの下流に設けられる。
【００３５】
前記１つもしくはそれ以上の加速段または減速段は、好ましくは、前記１つもしくはそれ以上の加速段または減速段から出力されるイオンが、前記１つまたはそれ以上のデバイスを通過する直前に有していた運動エネルギーと実質的に同じ運動エネルギーを有するように、前記イオンの運動エネルギーを変化させるように配置および適合される。
【００３６】
本発明の他の態様によると、上述した飛行時間質量分析器を備える質量分析計が提供される。
【００３７】
本発明の他の態様によると、
飛行時間質量分析器を準備する工程と、
イオンの１つまたはそれ以上の等時性面における傾きを補正する工程と、を含むイオンを質量分析する方法が提供される。
【００３８】
前記方法は、前記イオンの等時性面における傾きを静電的に補正することをさらに含み得る。
【００３９】
前記方法は、前記イオンの等時性面における傾きを機械的に補正することをさらに含み得る。
【００４０】
本発明の他の態様によると、
使用時にイオンのパケットが飛行時間領域に直交加速される直交加速領域と、
前記飛行時間領域に設けられる２つの傾斜電極またはグリッドと、
特定の質量電荷比を有し、使用時に前記飛行時間領域を通過する前記イオンの等時性面における傾きに対して一次補正を提供するように前記電極に電圧を印加するように配置および適合されるデバイスと、を備える質量分析計が提供される。
【００４１】
本発明の一態様によると、前記イオンビームを横切って横断する方向に特性が変化する、１つまたはそれ以上の補足加速段または補足減速段を導入することにより、飛行時間質量分析計の前記光学構成要素における位置合わせエラーを補正するための装置および方法が提供される。
【００４２】
本発明の一態様によると、
特定の質量電荷比を有するイオンの等時性面における傾きを補正するように配置および適合される１つまたはそれ以上のデバイスを備える飛行時間質量分析器が提供される。
【００４３】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、好ましくは、前記イオンの等時性面をイオン検出器の検出器面と実質的に平行になるように再位置合わせする。
【００４４】
本発明の他の態様によると、
飛行時間質量分析器を準備する工程と、
特定の質量電荷比を有するイオンの等時性面における傾きを補正する工程と、を含むイオンを質量分析する方法が提供される。
【００４５】
前記方法は、好ましくは、前記イオンの等時性面をイオン検出器の検出器面と実質的に平行になるように再位置合わせする工程を含む。
【００４６】
前記好ましい実施形態は、現存する装置、具体的には、飛行時間質量分析器の改善に関する。前記好ましい実施形態は、飛行時間機器、または飛行時間質量分析器もしくは質量分析計を構成する光学構成要素の機械的位置合わせにおけるエラーを補正する。
【００４７】
前記好ましい実施形態は、小さな加速領域または減速領域を導入することによって、飛行時間質量分析器におけるイオン光学構成要素の機械的位置合わせ不良を補償し得る。飛行時間特性は、好ましくは、前記イオンビームの幅（extent）を横切る方向に変化し、好ましくは、構成要素位置合わせ不良によって生じる飛行時間エラーに対して的確に対処する。
【００４８】
前記好ましい実施形態は、飛行時間機器の構築における平行度公差を緩和し得る。位置合わせ不良は、電気的に調整され、機器は収束状態に戻り得る。公差が低減された設計分析器によって見込まれるコスト削減は、かなりのものである。
【００４９】
前記好ましい実施形態は、飛行時間構成要素の不完全な位置合わせの問題を解決する。
【００５０】
一実施形態によると、前記質量分析計は、
（ａ）（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）シリコンを用いた脱離イオン化（「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、（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、および（ｘｘ）グロー放電（「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つまたはそれ以上の連続イオン源またはパルスイオン源、および／または
（ｃ）１つまたはそれ以上のイオンガイド、および／または
（ｄ）１つもしくはそれ以上のイオン移動度分離デバイスおよび／または１つもしくはそれ以上の電界非対称性イオン移動度分光計デバイス、および／または
（ｅ）１つもしくはそれ以上のイオントラップまたは１つもしくはそれ以上のイオン捕捉領域、および／または
（ｆ）（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離（「ＥＴＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「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）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解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）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定分子反応デバイス、（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定原子反応デバイス、および（ｘｘｉｘ）電子イオン化解離（「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つまたはそれ以上の衝突、フラグメンテーションまたは反応セル、および／または
（ｇ）１つまたはそれ以上のエネルギー分析器または静電エネルギー分析器、および／または
（ｈ）１つまたはそれ以上のイオン検出器、および／または
（ｉ）（ｉ）四重極マスフィルター、（ｉｉ）２Ｄまたは直線四重極イオントラップ、（ｉｉｉ）パウルまたは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）磁気セクターマスフィルター、（ｖｉｉ）飛行時間マスフィルター、および（ｖｉｉｉ）ウィーンフィルターからなる群から選択される１つまたはそれ以上のマスフィルター、および／または
（ｊ）イオンをパスル化するためのデバイスまたはイオンゲート、および／または
（ｋ）実質的に連続した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含み得る。
【００５１】
前記質量分析計は、使用時にイオンを透過させる開口部をそれぞれが有する複数の電極を備える積層リングイオンガイドをさらに含み得る。これらの電極の間隔は、イオン経路の長さに沿って増加する。イオンガイドの上流セクションにある電極内の開口部は、第１の直径を有し得、イオンガイドの下流セクションにある電極内の開口部は、第１の直径よりも小さい第２の直径を有し得る。逆位相のＡＣ電圧またはＲＦ電圧は、使用時には、連続した電極に印加される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】図１Ａは、直線飛行時間質量分析計における空間収束を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、反射型飛行時間質量分析計における空間収束を示す。
【図２】図２は、ワイリー−マクラーレン型２段直交加速式飛行時間質量分析計の主面を示す。
【図３】図３は、非平行な２段直交加速式飛行時間質量分析計の主面を示す。
【図４】図４は、補足加速段がイオン検出器の上流に設けられる本発明の実施形態を示す。
【図５】図５は、本発明の好ましい実施形態を示す。
【図６】図６は、２つの加速段が設けられる本発明の好ましい実施形態を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、典型的な高性能直交加速式飛行時間質量分析器のポテンシャルエネルギー図を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、好ましい実施形態によるグリッド電極を示す。
【図８】図８は、２７ｋの分解能を有するベースシステム質量ピークを示す。
【図９】図９は、検出器が０．２°傾斜している際に得られる１１ｋの分解能を有する質量ピークを示す。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態により２ｋＶジンバルを用いて０．２°の検出器の傾きが補正される際の２７ｋの回復分解能を有する質量ピークを示す。
【図１１】図１１は、２ｋＶの電圧が前記ベースシステムのみに印加される際に得られる１１ｋの分解能を有する質量ピークを示す。
【図１２】図１２は、様々なシステム用の検出器の全域にわたる（across）位置関数としての飛行時間を示す。
【図１３】図１３は、グリッド電極＃１における０．５°の傾きの影響を示す。
【図１４】図１４は、検出器の０．２°の傾きに対する、グリッド電極＃１の後に配置された２ｋＶジンバルの効果を示す。
【図１５】図１５は、イオン運動エネルギーが回復されたグリッド電極＃１の後における検出器の０．２°の傾きに対する２ｋＶ補正の効果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の様々な実施形態を、添付の図面を参照しながら、例示目的のみで説明する。
【００５４】
ワイリー（Wiley）およびマクラーレン（McLaren）（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．２６、１１５０（１９５５））は、数学的形式主義を提示し、それに基づき、後の飛行時間機器が設計された。加速領域とドリフト領域との組合せによって、イオンの初期位置分布を低減させるという概念は、空間収束として知られている。２つの別個の電界領域（そのうちの１番目の領域は、加速電位Ｖｐにパルス化される）、次いで、ドリフト管（Ｖｔｏｆに保持される）を用いることによって、初期のイオンビームは、図１Ａのポテンシャルエネルギー図に示されるように、イオン検出器の面で軸上のｚ方向においてより狭い空間分布に低減される。２つの電界の大きさおよび距離と、フィールドフリードリフト長との比は、ワイリー−マクラーレンの論文に提示される空間収束の原理に従って正確に設定される。リフレクトロン（図１Ｂを参照）を追加することによって、より長い飛行時間かつより高い分解能を提供する折畳み式幾何学的機器において、空間収束を提供することが可能であることも知られている。好ましい実施形態の以下の説明は、直線幾何学的配置およびリフレクトロン型幾何学的配置の両方に同様に適用できる。
【００５５】
図２の比較的単純な２段幾何学的配置では、機器の幾何学的配置を規定する主面は、プッシャー電極、２つのグリッド電極Ｇ１、Ｇ２、およびイオン検出器である。最も高い質量分解能を成し遂げるためには、これらの主面は、できるだけ平坦であり、平行でなければならない。５０，０００以上の分解能を成し遂げるリフレクトロンを用いる最新の機器では、機器全体にわたって、かつ、横断するビームの軌道全体にわたって、１０ミクロンより高い平行度が全体として必要である。このような高度の公差には、長い距離にわたる非常に正確な機械加工が必要であるため、このような高度の公差を常に達成するのは高コストであり、困難である。
【００５６】
図３は、位置合わせ不良が生じた主面が、イオン検出器の等時性面において歪みを引き起こし、機器の分解能を低下させる様子を示す。各主面の位置合わせ不良の程度および方向が正確に分からない限り、飛行時間分解能に対するそれらの量的蓄積効果を予測することはできない。主面の軸方向、即ち、ｚ方向における小さな変化は、電界を形成する印加電圧における小さな変化によって補正することができることは当業者に公知である。これは、空間収束の解決法が、正確な距離に依存するのではなく、むしろ、距離と電界との組合せが、一方で変化をもたらすのに対して、他方でエラーを補償することができるためである。しかし、横断するｘおよびｙ方向においては、このような自由度は存在せず、主面のｘおよびｙ方向におけるこのような複数の小さな傾きの複雑な組合せ（convolution）が、イオン検出器の等時性面における全体的な傾きにつながることは、コンピュータモデリングにおいて明らかにされている。
【００５７】
好ましい実施形態は、これらの位置合わせ不良を補償するための静電方法に関する。好ましい実施形態は、移動部を必要とせずに、主面に構成要素を配置するために要求される公差を緩和すると共に、分光計の分解能を最適にする利点を有する。
【００５８】
図４は、本発明の実施形態を示しており、この実施形態では、小さな補足加速段が、イオン検出器の前にあるフィールドフリー領域に配置されている。補足段に対する電圧を調整することによって、上述した位置合わせ不良によって生じる等時性面における傾きを補償することが可能である。
【００５９】
好ましいデバイスの動作理論については、図５を参照することによって最も良く理解できる。イオンは、分析器の幾何学的配置の加速電位全体によって定義される運動エネルギーを有し、電位Ｖｔｏｆで保持されるフィールドフリー領域を横断する。次に、イオンは、好ましくはフィールドフリー領域内に設けられた２つのグリッドＧ３、Ｇ４からなる好ましいデバイスに入る。第１のグリッドＧ３は、機器の主面と実質的に平行に配置され、第４のグリッドＧ４は、主面に対して角度αで傾斜している。第１のグリッドＧ３は、飛行管と同じ電位で保持されるのに対して、第４のグリッドＧ４は、Ｖｔｏｆに対して変化し得るイオン検出器の電位で保持される。入来するイオンビームの傾きの特性（ケース１）が考慮され、それによって、正のｘ値を有するイオンビームの部分は、負のｘ値を有するイオンビームの部分から遅れている。好ましい実施形態によると、電圧は、第２のグリッドＧ４および検出器において、値Ｖａｃｃだけ下げられ、正味後段加速が得られる。正のｘ値ΔＴ１を有するビームにおけるイオンのさらなる飛行時間は、負のｘ値ΔＴ２を有するビームにおけるイオンのさらなる飛行時間よりも短くなる。Ｖａｃｃの大きさをこれに従って調整することによって、位置合わせ不良によって生じる傾きに対して的確に対処し、ビームを時間収束に戻し、それによって、分光計の分解能を最適化することができる。等時性面における傾き感（sense of the tilt）を察知するかまたは予測することは常に可能であるわけではない。従って、好ましい実施形態では、両感覚（both senses）を補正することができることが好ましい。逆に、ケース２を考慮すると、極性を反転させることによって、正のｘ値ΔＴ１’を有するイオンに対するさらなる飛行時間が、負のｘ値ΔＴ２’を有するイオンに対するさらなる飛行時間よりも長い正味後段減速が得られることが理解できる。再度、Ｖａｃｃ’を調整してビームを時間収束に戻し、分光計の分解能を最適化することができる。好ましい実施形態が提供する時間補正は、図４に示されるように、ｘにおいて線形であり、主面における構成要素の位置合わせ不良によって生じる歪みもまた本質的に横方向に線形であることも理解されたい。
【００６０】
図５に示されるデバイスは、単一の次元におけるエラーのみを補正することができ、この場合、ｘ方向における補正が行われる。ｙ次元におけるエラーを補正するためには、第１のデバイスと共にまたは第１のデバイスの後に他のデバイスを縦続接続する必要がある。このような手法は、図６に示される。
【００６１】
市販の高分解能直交加速式飛行時間機器についての典型的な幾何学的配置のパラメータは、図７Ａに示される。このような機器は、飛行路が約１ｍであり、イオンエネルギーが１４ｋｅＶであり、質量分解能が２５，０００全幅半値（ＦＷＨＭ）の場合に可能である。ビーム幅Ｗｂ（図５を参照）が２０ｍｍであり、主面Ｐ３の１次元において１度の角度の傾きが与えられる場合、分解能は、８５００ＦＷＨＭに低下する。図７Ｂは、位置合わせ不良を補正し、分解能を２５，０００ＦＷＨＭに回復させるために用いられ得る本発明の実施形態による幾何学的配置および２つのグリッド電極に印加される電圧を示す。
【００６２】
様々な他の実施形態も考えられる。一実施形態によると、横断する方向に変化する光学素子は、グリッドではなく、電極を含み得る。即ち、好ましい実施形態は、その構築においてグリッドがなくてもよい。
【００６３】
前記好ましい実施形態はまた、軸方向ＭＡＬＤＩシステムなどの他の飛行時間機器にも適用可能である。前記好ましい実施形態はまた、グリッドを含まない飛行時間分光計にも適用可能であり、それ自体がグリッドを含まなくてもよい。
【００６４】
［シミュレーション］
Ｗａｔｅｒｓ（ＲＴＭ）ＶｍｏｄｅＧ２飛行時間質量分析計に基づき、様々なシミュレーションを行った。シミュレーションは、３ｍｍのイオントップハット位置分布、１０／４０のガウス線形速度、７０ｅＶ光軸エネルギー（１ｅＶの標準偏差）、プッシャー電極およびグリッド電極において可能な、３０ｍｍのビーム分散幅に基づいて行われた。
【００６５】
ベースシステムピーク（即ち、すべてのグリッドは平坦であり、好ましい実施形態による補正グリッドは使用されていない）については、図８に示されるように、約２７ｋの分解能が観察された。加速段（Ｐ２）における電圧は９５８５Ｖであった。
【００６６】
検出器に０．２°の傾き（即ち、イオンビームの中心が検出器の中心に入射する際の検出器の中心周りの傾き）が導入される場合、分解能は、図９に示されるように、約１１ｋに低下するのが観察された。
【００６７】
本発明の実施形態により静電ジンバル補正が適用される場合、性能が回復され得る。例えば、２ｋＶが印加された検出器の直前１０ｍｍの位置に設けられる傾きが５°のジンバルは、イオン到達時間の分布を補正し、約２１ｋの分解能を達成する。システムが（９５１４Ｖまでの）Ｐ２電圧に対して分解能を発揮する場合、図１０に示されるように、約２７ｋの分解能が回復される。この場合、イオン運動エネルギーは、好ましい実施形態によるジンバルシステム後に回復され、短い（約１ｍｍ）の領域には、−２ｋＶが全域にわたって与えられ、イオンを元の飛行時間電圧エネルギーに戻す。
【００６８】
検出器の直前にジンバルを用いると、この運動エネルギー補正は必要なく、約２７ｋの分解能が観察される。
【００６９】
２ｋＶの電圧がベースシステムのみに印加される場合（即ち、検出器の傾きがない場合）、予想されるように、分解能は、図１１に示されるように１１ｋまで低下する。なぜなら、この効果は、補償するために設定される検出器の傾きの効果と一致するからである。
【００７０】
図１２は、上記の４つのケースについて、検出器（中心１７０ｍｍ）の全域にわたる位置関数としてイオンの飛行時間をプロットしている。予想されるように、完全なシステムは、「平坦」である。即ち、検出器での位置に対する飛行時間依存性が存在しない。検出器を傾斜させると、飛行時間−位置プロットにおいて１次傾きが生じるため、検出器の中心の右側に衝突するイオンは、より長い飛行時間へと移行する（これは、使用される傾き角度の定義と合致する）。補正電圧のみが反対の傾きおよび絶対ドリフト時間のシフトを生じ、その一方で、検出器の傾きとジンバルによる補正との組合せは、傾きをキャンセルする。即ち、（Ｐ２電圧に対して分解能を発揮し、絶対飛行時間のシフトを生じる）平坦な飛行時間−位置プロットに戻る。
【００７１】
図１３は、グリッド電極＃１における０．５°の傾きの影響を示す。これは、飛行時間と位置とのプロットにおいて反対の傾きを生じる。従って、（補正グリッドの同じ幾何学的配置については）負の補正電圧が必要である。この場合、−１５００Ｖ印加されて傾きが補償される。分解能は、グリッド電極＃１が傾いている場合には、再度、約１１ｋとなり、好ましい実施形態による補正後には２６ｋであった。
【００７２】
ジンバル補正グリッドは、検出器の直前に配置される必要はない。一実施形態によると、ジンバル補正グリッドは、グリッド電極＃１の直後に（即ち、プッシャー電極直後で、グリッド電極＃２の上流における第１のフィールドフリー領域に）設けられ得る。
【００７３】
図１４は、検出器の０．２°の傾きを補正するグリッド電極＃１の直後１０ｍｍの位置に設けられた２ｋＶジンバルの効果を示す。この実施形態によると、イオン運動エネルギーは、ジンバルシステム後には補正されない。この結果、さらなる２ｋＶの加速電圧がイオンに効果的に印加される（即ち、３段プッシャー）。大きな高質量テール（large high mass tail）の原因とはならないものの、ＦＷＨＭに基づく分解能は、約２２ｋである。
【００７４】
図１５は、同じシステムであるが、ジンバル後に運動エネルギーが１ｍｍの２ｋＶ減速領域を介して回復されたシステムを示す。分解能は、約２６ｋであり、大きな高質量テールは観察されない。検出器直前以外のジンバル位置に関しては、減速領域が望ましいと言える。但し、（現在、Ｐ２の電圧とされている）幾何学的配置に分解能を発揮させるには、複数の電圧の調整で十分であり得る。
【００７５】
抽出前の充填時間中の抽出領域への（飛行時間方向における）小さな線形領域の適用もまた、１次補正を成し遂げるために用いられ得る。この場合、飛行時間方向におけるビームの抽出前速度は、印加される電界と抽出領域を通って移動する距離との両方に線形依存する。この効果は、抽出領域における位置と飛行時間との線形依存となり、機械的傾きおよび位置合わせ不良の好ましくない効果を帳消しにするように（電界を選択することによって）配置され得る。
【００７６】
本発明を好ましい実施形態を参照しながら説明したが、形態および詳細の様々な変更が添付の請求の範囲に提示される発明の範囲から逸脱せずになされ得ることは、当業者に理解される。
【図１Ａ】
2014509773.tif 000003
【図１Ｂ】
2014509773.tif 000004
【図２】
2014509773.tif 000005
【図３】
2014509773.tif 000006
【図４】
2014509773.tif 000007
【図５】
2014509773.tif 000008
【図６】
2014509773.tif 000009
【図７Ａ】
2014509773.tif 000010
【図７Ｂ】
2014509773.tif 000011
【図８】
2014509773.tif 000012
【図９】
2014509773.tif 000013
【図１０】
2014509773.tif 000014
【図１１】
2014509773.tif 000015
【図１２】
2014509773.tif 000016
【図１３】
2014509773.tif 000017
【図１４】
2014509773.tif 000018
【図１５】
2014509773.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月15日(2013.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンの１つまたはそれ以上の等時性面における傾きを補正するように配置および適合される１つまたはそれ以上のデバイスを備える飛行時間質量分析器であって、前記１つまたはそれ以上のデバイスは、前記傾きを静電的に補正するための１つまたはそれ以上の静電デバイスを含み、
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、第１の加速段および／または第１の減速段を含み、前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、前記イオンビームにおけるイオンの飛行時間または飛行時間特性が前記イオンビームを横切る第１の横断方向において不均一に変化し、前記第１の方向における傾きを補正するように、前記第１の加速段および／または前記第１の減速段を通過するイオンビームに作用するように配置および適合される、飛行時間質量分析器。
【請求項２】
イオン検出器をさらに備える、請求項１に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項３】
前記飛行時間質量分析器は、軸方向加速式飛行時間質量分析器を含む、請求項１または２に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項４】
前記飛行時間質量分析器は、直交加速式飛行時間質量分析器を含み、選択的に、直交加速領域を含み、前記直交加速領域は、選択的に、プッシャー電極もしくはプラー電極、および／または、第１のグリッドもしくは他の電極、および／または、第２のグリッドもしくは他の電極を備え、
前記飛行時間質量分析器は、選択的に、前記プッシャー電極もしくはプラー電極と、前記第１のグリッドもしくは他の電極との間に第１のフィールドフリー領域をさらに含む、請求項１または２に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項５】
前記第１のグリッドもしくは他の電極と、前記第２のグリッドもしくは他の電極との間に第２のフィールドフリー領域をさらに含む、請求項４に記載の飛行時間質量分析器。
【請求項６】
（ｉ）前記直交加速領域と前記イオン検出器との間、または（ｉｉ）前記第２のグリッドもしくは他の電極と前記イオン検出器との間のいずれかに設けられる第３のフィールドフリー領域をさらに含む、請求項４または５のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項７】
前記１つまたはそれ以上のデバイスは、特定の質量電荷比を有するイオンの等時性面が、前記イオン検出器の面上または前記イオン検出器内に設けられるイオン検出面と実質的に平行になるように位置合わせされるように、前記等時性面における傾きを補正するように配置および適合される、請求項２から６のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項８】
前記等時性面は、特定の時間点で特定の質量電荷比を有するイオンの最良適合面を含む、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項９】
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、（ｉ）前記第１のフィールドフリー領域の上流、前記第１のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第１のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉ）前記第２のフィールドフリー領域の上流、前記第２のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第２のフィールドフリー領域に沿った中間位置、（ｉｉｉ）前記第３のフィールドフリー領域の上流、前記第３のフィールドフリー領域の下流、もしくは前記第３のフィールドフリー領域に沿った中間位置、または（ｉｖ）フィールドフリー領域の上流、前記フィールドフリー領域の下流、もしくは前記フィールドフリー領域に沿った中間位置のいずれかに設けられ、および／または
前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、第３のグリッドまたは他の電極、および、第４のグリッドまたは他の電極を備え、前記第３のグリッドまたは他の電極は、前記第４のグリッドまたは他の電極に対して角度αで傾斜し、αは０でない、請求項４から８のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１０】
前記１つまたはそれ以上の等時性面における前記傾きは、１つまたはそれ以上のイオン光学構成要素の位置合わせ不良から生じる、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１１】
前記直交加速領域の上流に配置され、イオンビームの空間収束を改善するために１次空間的収束項を導入するように適合されるデバイスをさらに備える、請求項４から１０のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１２】
前記直交加速領域の上流に配置されたビームエクスパンダーをさらに備え、前記ビームエクスパンダーは、前記直交加速領域に到達するイオンの初期速度分布を低減させるように配置および適合される、請求項４から１１のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１３】
前記１つまたはそれ以上のデバイスの下流に配置された１つもしくはそれ以上の加速段または減速段をさらに備え、前記１つもしくはそれ以上の加速段または減速段は、選択的に、前記１つもしくはそれ以上の加速段または減速段から出力されるイオンが、前記１つまたはそれ以上のデバイスを通過する直前に有していた運動エネルギーと実質的に同じ運動エネルギーを有するように、前記イオンの運動エネルギーを変化させるように配置および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の飛行時間質量分析器。
【請求項１４】
飛行時間質量分析器を準備する工程と、
第１の加速段および／または第１の減速段を準備することによってイオンの１つまたはそれ以上の等時性面における傾きを静電的に補正する工程であって、前記第１の加速段および／または前記第１の減速段は、前記イオンビームにおけるイオンの飛行時間または飛行時間特性が前記イオンビームを横切る第１の横断方向において不均一に変化し、前記第１の方向における傾きを補正するように、前記第１の加速段および／または前記第１の減速段を通過するイオンビームに作用する工程とを含む、イオンを質量分析する方法。
【国際調査報告】
2014509773.tif 000020
2014509773.tif 000021