(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標分子分析物のイオン化のための装置であって、
正帯電分子イオン及びフラグメントイオンを放出し、１〜２ｅＶの帯域広がりを有し７０ｅＶで動作するように構成される電子衝撃イオン源と、
負帯電分子イオン及びフラグメントイオンを放出し、０ｅＶ〜１０ｅＶの間で動作するように構成され、また、±０．１ｅＶの帯域幅のために構成されるトロコイド状電子モノクロメータと、
前記電子衝撃イオン源の電子ビームの経路に沿って配置されるコリメータ電極の第１のセットと、
前記トロコイド状電子モノクロメータの電子ビームの経路に沿って配置されるコリメータ電極の第２のセットとを備え、
前記トロコイド状電子モノクロメータは、前記トロコイド状電子モノクロメータの前記電子ビームの前記経路によって規定される電子偏向領域を備え、電子は、電子のトロコイド状運動によって電子の出口からオフセットされ得るポイントで前記電子偏向領域に入り、
前記電子ビーム及び気体分子ストリームの少なくとも一方用の入口を有する少なくとも１つのイオン化チャンバであって、イオンリペラー板を備え、出力経路に沿ってイオンを放出するように構成される、前記少なくとも１つのイオン化チャンバと、
電子コレクタ及び電子目標板の２つのセットであって、両方のセットは前記電子ビームのそれぞれの電子ビームの経路に沿って配置され、前記電子ビーム間の距離は調整可能である、前記電子コレクタ及び電子目標板の２つのセットと、
少なくとも１つの質量分析部及び正と負の両方のイオン採取が可能なイオン目標板とを備える、前記装置。
【請求項２】
前記電子衝撃イオン源及び前記トロコイド状電子モノクロメータが、単一イオン化チャンバの周りに位置決めされる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
静電偏向器が、反対の電荷のイオンを、複数の質量分析部によって質量分析の前に分離し、極性切換えについての必要性なしで、正イオンと負イオンの同時検出を可能にする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つの質量分析部が、極性切換え４重極を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電子衝撃イオン源用の第１のイオン化チャンバ及び前記トロコイド状電子モノクロメータ用の第２のイオン化チャンバを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記電子衝撃イオン源及び前記トロコイド状電子モノクロメータが、化合物を、前記電子衝撃イオン源からの前記化合物の特徴的な正イオン質量フラグメントスペクトルによって、また、前記トロコイド状電子モノクロメータからの前記化合物の特徴的な負イオン質量スペクトルによって同時にイオン化するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記トロコイド状電子モノクロメータが、入射分子の分子アニオンを生成するよう調整されるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記トロコイド状電子モノクロメータが、入射分子の特徴的なフラグメントイオンを生成するよう調整されるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
気相分子が、前記電子衝撃イオン源からの入射電子に遭遇し、正帯電分子イオン及び／またはフラグメントイオンを生成し、気相分子が、前記トロコイド状電子モノクロメータを通過し、電子捕獲によって負帯電イオンを発生する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
質量分析計において使用するためのイオン化方法であって、
２つのイオン源を使用して２つの電子ビームを発生することであって、前記イオン源が、
（ａ）試料分子の部分集団の電子衝撃イオン化のための、１〜２ｅＶの帯域広がりを有する７０ｅＶイオン源を備える第１のイオン源、及び、
（ｂ）試料分子の部分集団の電子捕獲イオン化のための、＜０．１ｅＶの帯域広がりを有し０〜１２ｅＶの間で動作する第２のイオン源を備える、前記発生することと、
試料分子の流れを、イオン化チャンバに対する単一分子ストリームとしてまたは２つのイオン化チャンバ間の分割流として前記２つのイオン源に方向付けることと、
正及び負の質量スペクトルを発生することを含む、分析物の定量的または定性的決定において、前記２つのイオン源によって発生した前記２つの電子ビームにおいてイオンの質量分析を実施することとを含む、前記方法。
【請求項１１】
化合物の同時イオン化を、前記第１のイオン源からの前記化合物の特徴的な正イオン質量フラグメントスペクトルによって、また、前記第２のイオン源からの前記化合物の負イオン質量スペクトルによって取得することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のイオン源に放出される前記試料分子の分子アニオンを特に発生させるため、前記第２のイオン源を調整することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のイオン源に放出される前記試料分子の特徴的なフラグメントイオンを特に発生させるため、前記第２のイオン源を調整することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
気体分子の流れを分割するためのシステムであって、
分子の電子衝撃イオン化用の電子銃を備える第１のイオン源を含む第１のイオン化チャンバと、
分子の電子捕獲イオン化用のトロコイド状電子モノクロメータを備える第２のイオン源を含む第２のイオン化チャンバとを備え、
前記第１のイオン化チャンバ及び前記第２のイオン化チャンバは、気体分子の流れに沿って、並行して配置され、
前記第１のイオン源と前記第２のイオン源との間の分子の分割比が、個々の分析の要件を満たすように調整されるように構成される、前記システム。
【請求項１５】
正イオンまたは負イオンをモニターするように構成される２つの別個の質量分析部を更に備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記電子銃及び前記トロコイド状電子モノクロメータが、２つに分割されるのではなく、単一イオン化チャンバに導入される分子のストリームを目指すように位置決めされる、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
正イオンと負イオンの両方を検出するように構成される質量分析部を更に備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
正イオンまたは負イオンをモニターするように構成される２つの別個の質量分析部に対して正及び負イオンの流れを方向付けるように構成される静電偏向器を更に備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記電子銃及び前記トロコイド状電子モノクロメータイオン源が、正及び負イオンを順次生成するため、交互に動作するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」という名称で、２０１５年３月２９日に出願された米国仮出願第６２／１３９，７５８号に対して優先権を主張し、その出願は、参照により本明細書に組込まれる。
【０００２】
本発明は、分子の質量分析用の方法及びそのための装置を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
質量分析計（ＭＳ：ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）は、液体及び気体内の化合物の分析及び反応機構の調査のため分析化学の分野で広く使用されている。ＭＳは、未知の化学物質の複雑な混合物の分析及び／または未知の化学物質の定量化のためにガスクロマトグラフ（ＧＣ：ｇａｓ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ）としばしば結合される。こうした機器は、法医学調査及び環境調査において広範に使用されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば質量分析計において使用するため、関心の目標分子分析物のイオン化のための方法及び装置。幾つかの実施態様において、薄い分子ストリームは、単一モードまたは分割モードで放出され、順次にまたは付随的に設置された電子衝撃イオン源とトロコイド状電子モノクロメータの両方に遭遇する。第１のイオン源は、高エネルギー電子（約７０ｅＶ）を放出して、特徴的な正帯電質量フラグメントスペクトルを発生し、一方、第２のイオン源は、狭帯域幅で低エネルギー電子を放出して、電子捕獲イオン化によって負分子イオンまたは他のイオンを発生する。２重イオン源は、ガスクロマトグラフ等の分析機器に、及び、極性切換え４重極質量分析部等の任意の数の質量分析部に、または、複数の質量分析部に結合されてもよい。
【０００５】
本明細書で述べる技術は幾つかの利点を有する。例えば、目標分子のアイデンティティは、分析物の正のＥＩ質量フラグメントスペクトルが負のＴＥＭ質量スペクトルと同時に生成されるため、高い信頼度で決定される場合がある。多くの分析物はＥＩイオン化によって分子カチオンを生成しないが、分子アニオンは、ＴＥＭイオン源から生成される場合がある。質量分析の構成（例えば、単一イオン化チャンバ）及び方法（例えば、静電偏向器）に応じて、これらの２重質量スペクトルは、著しく増大されたデータ粒度及び選択性を提供しながら、感度の損失が最小の状態で取得される場合がある。
【０００６】
本発明の概念の他の特徴及び利点は、本発明の概念の態様を例として示す以下の説明から明らかになるはずである。
【０００７】
本発明の概念の態様及び特徴は、添付図面を参照して例示的な実施形態を述べることによってより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】２つのイオン源が同じイオン化チャンバを狙う２重イオンシステムについての略図を示す。
【図１Ｂ】２つのイオン化チャンバ間で分割流が適用される２重イオンシステムについての略図を示す。
【図２Ａ】ＥＩ／ＴＥＭ２重イオンシステムを等角投影分析物で示す。
【図２Ｂ】イオン化源経路の間隔を示す。
【図３】２重イオン源の切欠き図を示す。
【図４】正の電子衝撃と負の電子捕獲の両方の質量スペクトルの出力を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
或る実施態様が述べられるが、これらの実施形態は、単に例として提示され、保護の範囲を制限することを意図しない。本明細書で述べる装置、方法、及びシステムは、種々の他の形態で具現化されてもよい。更に、本明細書で述べる例示的な方法及びシステムの形態における種々の省略、置換、及び変更は、保護の範囲から逸脱することなく行われてもよい。
【００１０】
開示されるのは、目標分子分析物のイオン化のための装置である。幾つかの実施態様において、薄い分子ストリームは、単一モードまたは分割モードで放出され、順次にまたは付随的に設置された電子衝撃イオン源とトロコイド状電子モノクロメータの両方に遭遇する。第１のイオン源は、高エネルギー電子（約７０ｅＶ）を放出して、特徴的な正帯電質量フラグメントスペクトルを発生し、一方、第２のイオン源は、狭帯域幅で低エネルギー電子を放出して、電子捕獲イオン化によって負分子イオンまたは他のイオンを発生する。２重イオン源は、ガスクロマトグラフ等の分析機器に、及び、極性切換え４重極質量分析部等の任意の数の質量分析部に、または、複数の質量分析部を組み合わせた静電偏向器に結合されてもよい。    
【００１１】
種々の実施態様において、目標分子分析物のイオン化のための装置は、正帯電分子イオン及びフラグメントイオンを放出し、１〜２ｅＶの帯域広がりを有する７０ｅＶで動作するように構成される電子衝撃イオン源と、負帯電分子イオン及びフラグメントイオンを放出し、０ｅＶと１０ｅＶとの間で動作するように構成され、また、±０．１ｅＶの帯域幅のために構成されるトロコイド状電子モノクロメータと、電子衝撃イオン源の電子ビームの経路に沿って配置されるコリメータ電極の第１のセットと、トロコイド状電子モノクロメータの電子ビームの経路に沿って配置されるコリメータ電極の第２のセットとを含んでもよい。トロコイド状電子モノクロメータは、トロコイド状電子モノクロメータの電子ビームの経路によって規定される電子偏向領域を含んでもよく、電子は、電子のトロコイド状運動によって電子の出口からオフセットされる場合があるポイントで電子偏向領域に入る。装置は、電子ビーム及び気体分子ストリームの少なくとも一方用の入口を有する少なくとも１つのイオン化チャンバであって、イオンリペラー板を備え、出力経路に沿ってイオンを放出するように構成される、少なくとも１つのイオン化チャンバと、電子コレクタ及び電子目標板の２つのセットであって、両方のセットは電子ビームのそれぞれの電子ビームの経路に沿って配置される、電子コレクタ及び電子目標板の２つのセットとを更に含んでもよい。電子ビーム間の距離は調整可能であってよい。装置は、同様に、少なくとも１つの質量分析部及び正と負の両方のイオン採取が可能なイオン目標板を含んでもよい。
【００１２】
種々の実施態様において、質量分析計において使用するためのイオン化方法は、２つのイオン源を使用して２つの電子ビームを発生することを含んでもよい。イオン源は、（ａ）試料分子の部分集団の電子衝撃イオン化のための、１〜２ｅＶの帯域広がりを有する７０ｅＶイオン源を備える第１のイオン源、及び、（ｂ）試料分子の部分集団の電子捕獲イオン化のための、＜０．１ｅＶの帯域広がりを有し０〜１２ｅＶの間で動作する第２のイオン源を含んでもよい。方法は、試料分子の流れを、イオン化チャンバに対する単一分子ストリームとしてまたは２つのイオン化チャンバ間の分割流として２つのイオン源に方向付けること、及び、正及び負の質量スペクトルを発生することを含む、分析物の定量的または定性的決定において、２つのイオン源によって発生した２つの電子ビームにおいてイオンの質量分析を実施することを更に含んでもよい。
【００１３】
種々の実施態様は、気体分子の流れを分割するためのシステムを含んでもよく、システムは、分子の電子衝撃イオン化用の電子銃を備える第１のイオン源を収容する第１のイオン化チャンバと、分子の電子捕獲イオン化用のトロコイド状電子モノクロメータを備える第２のイオン源を収容する第２のイオン化チャンバとを含んでもよい。第１のイオン源と第２のイオン源との間の分子の分割比は、個々の分析の要件を満たすように調整されてもよい。
【００１４】
幾つかの実施態様において、システムは、２つの電子ビームを１つまたは２つの別個のイオン化チャンバに導入する；１つのビームはＥＩ源からのものであり、他のビームはＴＥＭ源からのものである。電子を放出するため、各源内のフィラメントを電流が通過する。これらの電子の平均エネルギーは、フィラメント電位を調整することによって調整されてもよく、電子は広範囲の運動エネルギーを持つ。
【００１５】
１周波数使用式イオン源は「ハード（ｈａｒｄ）」電子衝撃（ＥＩ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｉｍｐａｃｔ）イオン化源である。これらのイオン化源は、通常、１０−５〜１０−６トルの真空の内部で高温フィラメントを使用して７０ｅＶで気相分子の薄いストリームを衝突させることによって動作する。電子は、フィラメントから磁気誘引され、±１〜２ｅＶの帯域幅を有する狭いビームに集束される。このビームは、イオン化チャンバを通過し、イオン化チャンバ内で、電子は目標分子と衝突する。高エネルギー電子と衝突すると、目標分子は、フラグメント化パターンとして知られる、異なるｍ／ｚ比を有する特徴的な正イオンにフラグメント化する。分子（ＡＢ）のイオン化は、一般に、以下の反応経路によって起こる。
ＡＢ＋ｅ−フィラメント→ＡＢ＋＋ｅ−分子＋ｅ−フィラメント
ＡＢ＋→Ａ＋＋Ｂ
【００１６】
これらのフラグメント化パターンは、未知の化合物の同定のために文献の質量スペクトルと比較されてもよい、または、観測されるイオン電流の量に基づいて目標化合物を定量化するために使用されてもよい。多くの定量的ガスクロマトグラフ法／質量分析法はＥＩイオン化に依存する。
【００１７】
ＥＩイオン化は、定量的データを生成するよく確立された能力を有するが、欠点がある。米国国立標準技術研究所によれば、全ての化合物の約１／３は、標準的なＥＩ条件下でその分子イオンを喪失することになる。分子イオンは、化合物アイデンティティに関する最大の情報を提供するため有用である。理想的なイオン源は、分子イオンを依然として保持しながら、文献のスペクトルと比較され得る定量的で機微なデータを生成することになる。
【００１８】
電子捕獲（ＥＣ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｃａｐｔｕｒｅ）負イオン質量分析は、ペアレント分子のより制限されたまたは更にゼロに近いフラグメント化をもたらす場合がある代替のイオン化機構である。ＥＩイオン化と違って、ＥＣイオン化プロセス内の電子は、低エネルギーを有する。正帯電フラグメントイオンではなく、これらの源は、負帯電分子イオン（Ｍ−）を主に生成する。分子イオンマイナス水素（Ｍ−Ｈ−）及び更なるフラグメントは、同様に、以下の反応経路によって発生してもよい。
ＡＢ＋ｅ−フィラメント→ＡＢ−
ＡＢＨ＋ｅ−フィラメント→ＡＢ−＋Ｈ。
ＡＢ＋ｅ−フィラメント→Ａ−＋Ｂ。
【００１９】
トロコイド状電子モノクロメータ（ＴＥＭ：ｔｒｏｃｈｏｉｄａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｏｒ）は、「ソフト（ｓｏｆｔ）」負イオン化源として使用されてもよい。ＴＥＭイオン化は、狭い帯域の分子が入射電子ビームによってイオン化される点でＥＩと同様である。一般に、ＴＥＭ電子は単色である。共鳴電子捕獲は１ｅＶより小さい電圧を必要とする場合があるため、ＴＥＭの帯域幅は、±０．１ｅＶより小さい。電子のこの狭い帯域幅を約０ｅＶ〜１０ｅＶの間に調整できることは、特定の試料化合物の選択的なイオン化を可能にし、質量分析部と組み合わされると、選択性を付加し、質量スペクトルを簡略化する。幾つかの実施態様において、ＴＥＭ源電位をスキャンすることは、複数の異なるイオンが、分析物から生成されることを可能にする。
【００２０】
ハードイオン化は、分子イオンを保持し得る源（例えば、化学イオン化）と組み合わされて単一機器になってもよい。目標分子について分子イオン及びフラグメント化パターンを同時に発生させながら、これらの機器は、時として、低いＭＳ採取レートまたは両方の源からの付加的イオン信号を有し、それが、未知物のライブラリ同定を複雑にし得る。
【００２１】
この説明は、ＥＣイオン化源としてＥＩイオン源とＴＥＭとの組み合わせを詳述する。単一イオン化チャンバを利用する例において、源は、単一ポイントまたは２つの異なるポイントに分子ビームの的を絞る。しかし、目標分子は、同様に、２つの別個のイオン源の間で分割されてもよい。源は、分子ストリームが分割モードにあるかどうかに応じて、単一イオン化チャンバまたは２つのイオン化チャンバを使用して構成されてもよい。このセットアップは、一方の源が正イオンを発生し、他の源が負イオンを発生するため２つの非干渉質量スペクトルを発生する。正イオンフラグメント化パターンは、試料成分の定量化及びライブラリ同定のために使用されてもよく、一方、負イオンスペクトルは分子イオンを形成することに寄与してもよい。
【００２２】
そのため、イオン源は、質量分析計に導入される分析物の正と負の同時のイオン化のために本明細書で述べられる。正イオン源が、通常、７０ｅＶに調整され、一方、負イオン源は、分子イオン等の所望のアニオンを放出するように調整されてもよい。２重イオン源は、正及び負の両方のイオン採取が可能な任意のタイプ及び数の質量分析部と結合されてもよい。これらの技法は、定性的に及び／または定量的に目標化合物を分析するため、未知化合物を同定するため、化学反応を調査するため、または、高精度でかつ選択性のある質量分析を必要とする任意の使用のために使用されてもよい。
【００２３】
幾つかの実施態様において、正イオン源は、数ｅＶの広い帯域幅を有し広い範囲の電位を生成することが可能な標準的な電子衝撃イオン源である。幾つかの実施態様において、第２のイオン源は、±０．１ｅＶの狭い帯域幅を有し約０ｅＶ〜１０ｅＶの間で動作するトロコイド状電子モノクロメータである。２重イオン源は、正と負の両方のスペクトルが一度に発生するように、分子ビームの流路に沿って互いに付随的にまたは平行に設置されてもよい。
【００２４】
最新の質量分析計において、ＥＩ源は、通常、一連のコリメータレンズを利用して、入射電子を約１〜２ｅＶの帯域幅を有する狭いビームに集束させる。これらの源は、通常、７０ｅＶで動作して、不変質量フラグメント化を発生する。その理由は、分子のイオン化断面が、一般に、この電位において最大であるからである。
【００２５】
幾つかの実施態様において、ＴＥＭ源は、低エネルギーで動作し、また目標分析物の電子捕獲イオン化によって共鳴する周波数をよりよく達成するため調整可能であってよい。ＴＥＭ源が生成する低エネルギー電子は、一連のコリメータレンズを通して閉じ込められ、直交する電界及び磁界を通して送出されてもよい。交差する電界及び磁界は、電子が通過するときに電子のトロコイド状運動を生成し、トロコイド状運動は、電子が転動するときの円上の固定ポイントの移動を記述する。異なるエネルギーを有する電子は異なるように偏向されるため、通常のシナリオにおいて、＞０．１ｅＶの狭いエネルギー広がりを有する電子が放出される。
【００２６】
図１Ａ及び図１Ｂは、２重イオンシステムについての略図を示す。図１Ａにおいて、両方のイオン源が、同じイオン化チャンバを狙う。図１Ｂにおいて、分割流が２つのイオン化チャンバの間で適用される。２重イオン源に対する２つのアプローチが示される。図１Ａは、ＥＩ及びＴＥＭ源２３ａ〜２３ｂが単一イオン化チャンバ２１ａの周りに位置決めされる構成を示す。正及び負のイオンは、反対の電荷のイオンを測定することが可能な質量分析部２２に引込まれる。これは、質量分析の前に反対の電荷のイオンを分離する静電偏向器であってもよい。図１Ｂは、分子ストリームが、２つのイオンチャンバ２１ｂ〜２１ｃ及び質量分析部２４ａ〜２４ｂの間で分割される構成を示す。一方のチャンバはＥＩ源２３ｃを含み、一方、他のチャンバはＴＥＭ源２３ｄを含む。幾つかの実施態様において、この設計は、分子ストリームの分割比に比例する各検出器についての感度の減少をもたらす。幾つかの実施態様において、図１Ａ及び図１Ｂに示す質量分析部はそれぞれ、１つまたは複数の検出器２５ａ〜２５ｃを含む。
【００２７】
図２Ａは、例えば、単一イオン化チャンバと結合したＥＩ／ＴＥＭ２重イオン源システムを等角投影で示す。示されるのは、ＴＥＭ及びＥＩ源用の２つのフィラメント１ａ、１ｂ、コリメータ電極２ａ〜２ｃ、１２ａ〜１２ｃ、電子偏向領域４ａ〜４ｂ、コリメータ電極６ａ〜６ｃの第２のセット、電子ビーム及び気体分子ストリーム７用の入口を有するイオン化チャンバ、イオンリペラー板８、電子コリメータレンズ／電子コレクタ９ａ〜９ｂ、１３ａ〜１３ｂの最後のセット、電子目標板１４ａ〜１４ｂである。ＴＥＭ電子は、電子５のトロコイド状運動によって電子の出口からオフセットする場合があるポイント３で偏向領域に入る。可変角度１５は、半分の角度が軸Ｙに平行になるように存在し、また、幾つかの実施態様において、調整可能である。イオン化チャンバ出口１０及びイオン抽出光学部品１１ａ〜１１ｃが示され、それらは、２重イオン源から離れ、また、正と負の両方のイオンを下流に質量分析部に入るように収束させるために使用されてもよい。イオン化源経路の間隔は図２Ｂに示される。電子ビーム間の距離は、距離３１において軸Ｚに沿って調整されてもよい。ＥＩ及びＴＥＭ源は、同様に、交互モードで動作する可能性があり、そのモードにおいて、２つのビームはイオン化チャンバに同時に達しないが、迅速に循環して、正及び負のイオンを順次に迅速に生成する。このイオン源は、１０−６トルに達するまたはそれを超える真空に耐えるように設計される金属ハウジング（図示せず）内に収容されてもよい。
【００２８】
単一イオン化チャンバが使用されると、気相分子が、ＥＩ源からの入射電子に最初に遭遇し、正帯電分子及び／またはフラグメントイオンを生成する。距離３１の後に、残りの気相分子は、ＴＥＭ源を通過し、電子捕獲によって、負帯電イオンを更に発生する。イオンは、軸Ｚに沿ってコリメートされ、例えば、正及び負のイオンの同時検出が可能な任意の質量分析部を使用して分析される。イオン化チャンバは、最初にＥＩ源そしてＴＥＭ源を有するように示されるが、イオン化チャンバの順序は、分析の範囲に応じて変更されてもよい。
【００２９】
図３は、単一イオン化チャンバを有する２重イオン源の断面を示す。フィラメント、検出領域、及びイオン化チャンバは、共に取付けられるハウジング内に収容される。この設計において、ＥＩ及びＴＥＭイオン源は、イオン化チャンバ７の中心の軸ポイントに沿って角度１５で直交して設置される。他の構成、例えば、平行なイオン源が使用されてもよい。フィラメント１ａ、１ｂは支持体１９ａ〜１９ｄによって保持され、電子はカバー板２０ａ〜２０ｂを通して放出される。入口電極２ａ〜２ｃは、電磁リード１８によって充電され、ＴＥＭの偏向領域内に電子を放出する。嵌合スリーブ１６ａによって内部に保持される電極６ａ〜６ｃは、電子を更にコリメートし、イオン化チャンバ内に電子を放出する。ＴＥＭの終端は、コリメータレンズ９ａ〜９ｂ、目標板１４ａ、及び端板１７ａを含む。
【００３０】
ＥＩ源は、カバー板２０ｂ及び集束レンズ１２ａ〜１２ｃを通して電子を放出する。イオン源は嵌合スリーブ１６ｂによってイオン化チャンバに接続する。ＥＩ終端は、最終電極１３ａ〜１３ｂ、目標板１４ｂ、及び端板１７ｂを収容する。
【００３１】
幾つかの実施態様において、２重イオン源システムは、限定はしないが、イオントラップ、４重極、３重４重極、イオンサイクロトロン、磁気セクタ、またはフーリエ変換装置を含む任意の数及びタイプの質量分析部に結合される。図１Ａに示す構成において、正と負の両方のイオンを同時に分析することが可能な質量分析部が使用される。この採取モードが可能である質量分析部の一例は、極性切換え４重極である。代替的に、静電偏向器は、正及び負電荷のイオンを別個のビームに分離してもよい。静電偏向器は、データ粒度を喪失させる場合がある極性切換えについての必要性なしで正及び負のイオンを同時検出するため２つの質量分析部に結合された。
【００３２】
幾つかの実施態様において、本明細書で述べるイオン源を制御する機器は、適切なデータ採取／分析ソフトウェアを有するコンピュータ端末と通信状態にあって、質量分析計からの情報を、分析者によって解釈され得る出力に変換する。
【００３３】
図４は、アミノ酸グリシンの質量スペクトルを使用して、２重イオン源システムの考えられる出力を示す。グリシンの正のＥＩ質量スペクトル（上部）が示される。この分子は、１０％より小さい相対存在量で分子イオン（Ｍ＋）を放出し、それは、複雑な試料内のノイズと識別することがしばしば困難である。実際には、推定される分子の３０％は、７０ｅＶで動作する源によってイオン化されると、分子イオンを全く放出することができない。１ｅＶ〜１２ｅＶの間のグリシンのＴＥＭ質量スペクトル（下部）が同様に示される。電子衝撃質量スペクトルと違って、グリシンのはるかに少ないフラグメント化が存在する。これは、スペクトルにおいてＭ−Ｈ−イオンをベースイオンにする効果を有する。正のＥＩスペクトル及びＭ−Ｈ−イオンの採取は、化合物同定及び／または複雑な混合物の特徴付けならびに法医学調査を支援する場合がある。
【００３４】
本明細書で述べる電極は、限定はしないが、タングステン、ステンレス鋼、タンタル、及びモリブデンを含む種々の金属及び合金で作られてもよい。
【００３５】
本明細書で述べる以外の多くの他の実施態様が使用されてもよく、任意のこうした実施態様が、添付の特許請求の範囲によって包含されてもよい。本開示は或る例示的な実施形態及び適用形態を提供するが、本明細書で述べる特徴及び利点の全てを提供しない実施形態を含む、当業者に明らかである他の実施形態が、同様に、本開示の範囲内にある。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ規定されることを意図する。
【図１Ａ】
0006550468.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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