(57)【要約】  イオン化源の特定の構成を説明する。いくつかの実施例では、イオン化源は、イオン化ブロックと、電子源と、電子コレクタと、イオンリペラと、電圧が少なくとも１つの電極に供給されたときに、電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極とを備える。イオン化源を使用するシステム及び方法についても説明する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナライトを受け入れるように構成された入口開口部と、イオン化アナライトがイオン化ブロックを出ることを可能にするように構成された出口開口部とを備える前記イオン化ブロックと、
前記イオン化ブロックの第１の開口部に流体的に結合された電子源と、
前記電子源と実質的に同軸に配置され、前記電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタと、
前記イオン化ブロックの前記入口開口部に隣接して配置され、前記電子源に実質的に直交して配置されたイオンリペラと、
少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された前記少なくとも１つの電極と
を備える、イオン化源。
【請求項２】
前記少なくとも１つの電極が、前記電子源に隣接して配置されている、請求項１に記載のイオン化源。
【請求項３】
前記少なくとも１つの電極が、前記電子コレクタに隣接して配置されている、請求項１に記載のイオン化源。
【請求項４】
前記電子源は、フィラメントカップレンズアセンブリ内に存在する複数の独立したフィラメントを備える、請求項１に記載のイオン化源。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電極に電気的に結合され、前記イオン化源の第１のモードでは、前記少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給するように構成され、前記イオン化源の第２のモードでは、前記少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給するように構成されているプロセッサをさらに備える、請求項４に記載のイオン化源。
【請求項６】
前記出口開口部に隣接して配置され、前記イオン化ブロック内の前記イオン化アナライトを前記出口開口部へ向けて導くように構成された少なくとも１つのレンズをさらに備える、請求項４に記載のイオン化源。
【請求項７】
第２の電極をさらに備え、前記少なくとも１つの電極が前記電子源に隣接して配置され、前記第２の電極が前記電子コレクタに隣接して配置される、請求項４に記載のイオン化源。
【請求項８】
前記イオン化ブロックに隣接して、前記イオン化ブロックの外側に配置される、少なくとも１つの磁石をさらに備える、請求項４に記載のイオン化源。
【請求項９】
前記少なくとも１つの電極は、直流電場を提供するために直流電圧を受け取るように構成される、請求項１に記載のイオン化源。
【請求項１０】
前記イオン化ブロックは、質量分析器に直接結合するように構成される、請求項１に記載のイオン化源。
【請求項１１】
アナライトを受け入れるように構成された入口開口部と、イオン化アナライトがイオン化ブロックを出ることを可能にするように構成された出口開口部とを備える前記イオン化ブロックであって、前記イオン化ブロックが、前記イオン化ブロックの注入口からイオン化用ガスを受け入れるように構成されている、前記イオン化ブロックと、
前記イオン化ブロックの第１の開口部に流体的に結合された電子源と、
前記電子源と実質的に同軸に配置され、前記電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタと、
前記イオン化ブロックの前記入口開口部に隣接して配置され、前記電子源に実質的に直交して配置されたイオンリペラと、
少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された前記少なくとも１つの電極と
を備える、化学イオン化源。
【請求項１２】
前記イオン化ブロックは、真空源に結合するように構成されている、請求項１１に記載の化学イオン化源。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの電極が、前記電子源に隣接して配置されている、請求項１２に記載の化学イオン化源。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの電極が、前記電子源と同軸に配置されている、請求項１２に記載の化学イオン化源。
【請求項１５】
前記電子源は、フィラメントカップレンズアセンブリ内に存在する複数の独立したフィラメントを備える、請求項１２に記載の化学イオン化源。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの電極に電気的に結合され、前記化学イオン化源の第１のモードでは、前記少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給するように構成され、前記化学イオン化源の第２のモードでは、前記少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給するように構成されているプロセッサをさらに備える、請求項１５に記載の化学イオン化源。
【請求項１７】
前記出口開口部に隣接して配置され、前記イオン化ブロック内の前記イオン化アナライトを前記出口開口部へ向けて導くように構成された少なくとも１つのレンズをさらに備える、請求項１５に記載の化学イオン化源。
【請求項１８】
前記イオン化ブロックに隣接して、前記イオン化ブロックの外側に配置される、少なくとも１つの磁石をさらに備える、請求項１５に記載の化学イオン化源。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの電極は、直流電場を提供するために直流電圧を受け取るように構成される、請求項１１に記載の化学イオン化源。
【請求項２０】
前記イオン化ブロックは、質量分析器に直接結合するように構成される、請求項１１に記載の化学イオン化源。
【請求項２１】
イオン化源であって、
アナライトを受け入れるように構成された入口開口部と、イオン化アナライトがイオン化ブロックを出ることを可能にするように構成された出口開口部とを備える前記イオン化ブロックと、
前記イオン化ブロックの第１の開口部に流体的に結合された電子源と、
前記電子源と実質的に同軸に配置され、前記電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタと、
前記イオン化ブロックの前記入口開口部に隣接して配置され、前記電子源に実質的に直交して配置されたイオンリペラと、
少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された前記少なくとも１つの電極と
を備える前記イオン化源と、
前記イオン化ブロックの前記出口開口部に流体的に結合された質量分析器と
を備える、質量分析計システム。
【請求項２２】
前記出口開口部と前記質量分析器の注入口との間に配置されたレンズアセンブリをさらに備える、請求項２１に記載の質量分析計システム。
【請求項２３】
前記電子源は、フィラメントカップレンズアセンブリ内に存在する複数の独立したフィラメントを備える、請求項２１に記載の質量分析計システム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの電極に電気的に結合され、前記イオン化源の第１のモードでは、前記少なくとも１つの電極に前記電圧を供給するように構成されているプロセッサをさらに備える、請求項２３に記載の質量分析計システム。
【請求項２５】
前記プロセッサは、前記フィラメントレンズカップアセンブリに電気的に結合され、前記複数の独立したフィラメントのうちの１つに電圧を供給するように構成される、請求項２４に記載の質量分析計システム。
【請求項２６】
前記プロセッサは、前記イオン化源の第２のモードでは、前記少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給するように構成される、請求項２５に記載の質量分析計システム。
【請求項２７】
前記質量分析器は、前記出口開口部に流体的に結合された少なくとも１つの四重極アセンブリを備える、請求項２１に記載の質量分析計システム。
【請求項２８】
前記イオン化ブロックの前記出口開口部と前記少なくとも１つの四重極アセンブリの注入口との間に配置された少なくとも１つの排気ステージをさらに備える、請求項２７に記載の質量分析計システム。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの電極は、直流電場を提供するために直流電圧を受け取るように構成される、請求項２８に記載の質量分析計システム。
【請求項３０】
前記イオン化ブロックの前記入口開口部に流体的に結合されたクロマトグラフィシステムをさらに備える、請求項２１に記載の質量分析計システム。
【請求項３１】
化学イオン化源であって、
アナライトを受け入れるように構成された入口開口部と、イオン化アナライトがイオン化ブロックを出ることを可能にするように構成された出口開口部とを備える前記イオン化ブロックであって、前記イオン化ブロックが、前記イオン化ブロックの注入口からイオン化用ガスを受け入れるように構成されている、前記イオン化ブロックと、
前記イオン化ブロックの第１の開口部に流体的に結合された電子源と、
前記電子源と実質的に同軸に配置され、前記電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタと、
前記イオン化ブロックの前記入口開口部に隣接して配置され、前記電子源に実質的に直交して配置されたイオンリペラと、
少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された前記少なくとも１つの電極と
を備える前記化学イオン化源と、
前記化学イオン化源の前記出口開口部に流体的に結合された質量分析器と
を備える、質量分析計システム。
【請求項３２】
前記出口開口部と前記質量分析器の注入口との間に配置されたレンズアセンブリをさらに備える、請求項３１に記載の質量分析計システム。
【請求項３３】
前記電子源は、フィラメントカップレンズアセンブリ内に存在する複数の独立したフィラメントを備える、請求項３１に記載の質量分析計システム。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの電極に電気的に結合され、前記化学イオン化源の第１のモードでは、前記少なくとも１つの電極に前記電圧を供給するように構成されているプロセッサをさらに備える、請求項３３に記載の質量分析計システム。
【請求項３５】
前記プロセッサは、前記フィラメントレンズカップアセンブリに電気的に結合され、前記複数の独立したフィラメントのうちの１つに電圧を供給するように構成される、請求項３４に記載の質量分析計システム。
【請求項３６】
前記プロセッサは、前記化学イオン化源の第２のモードでは、前記少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給するように構成される、請求項３５に記載の質量分析計システム。
【請求項３７】
前記質量分析器は、前記出口開口部に流体的に結合された少なくとも１つの四重極アセンブリを備える、請求項３１に記載の質量分析計システム。
【請求項３８】
前記イオン化ブロックの前記出口開口部と前記少なくとも１つの四重極アセンブリの注入口との間に配置された少なくとも１つの排気ステージをさらに備える、請求項３７に記載の質量分析計システム。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの電極は、直流電場を提供するために直流電圧を受け取るように構成される、請求項３８に記載の質量分析計システム。
【請求項４０】
前記イオン化ブロックの前記入口開口部に流体的に結合されたクロマトグラフィシステムをさらに備える、請求項３１に記載の質量分析計システム。
【請求項４１】
アナライトをイオン化する方法であって、
電子源と、前記電子源と同軸に配置され、前記電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタとを備えるイオン化室に、前記アナライトを導入することを含み、
前記イオン化源は、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された前記少なくとも１つの電極をさらに備える、前記方法。
【請求項４２】
前記導入アナライトのイオン化から生成される親アナライトイオンの生成を増加させるように、前記少なくとも１つの電極に供給される前記電圧を選択することをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記イオン化室をイオン化ブロックとして構成することをさらに含み、前記電子源から前記電子コレクタへの電子流に直交して、前記アナライトを前記イオン化ブロックに導入することをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記イオン化室に第１のアナライトを導入すること、及び
前記第１のアナライトが前記イオン化室に導入されたときに、前記少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第１のアナライトを提供し、前記イオン化された第１のアナライトが、前記イオン化室の出口開口部を通って、前記イオン化室を出ることを可能にすること、ならびに
前記イオン化室に第２のアナライトを導入すること、及び
前記第２のアナライトが前記イオン化室に導入されたときに、前記少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給して、イオン化された第２のアナライトを提供すること
をさらに含み、
前記供給した第１の電圧が、前記供給した第２の電圧とは異なる、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記電子源に約６０ボルト〜約１６０ボルトの直流電圧を供給すること、
前記電子コレクタに約０ボルト〜約１０ボルトの直流電圧を供給すること、及び
前記少なくとも１つの電極に約０ボルト〜約−５０ボルトの直流電圧を供給すること
をさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
複数の独立したフィラメントを含むように前記電子源を構成することをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
前記複数の独立したフィラメントのうちの１つに電圧を供給して、前記複数の独立したフィラメントのうちの前記１つから電子を前記イオン化室に提供するように、プロセッサを使用することをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記プロセッサを使用して、前記少なくとも１つの電極に前記電圧を供給することをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記複数の独立したフィラメントのうちの別の１つに電圧を供給して、前記複数の独立したフィラメントのうちの前記別の１つから電子を前記イオン化室に提供するように、前記プロセッサを使用することをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記イオン化室に結合された第２の電極を備える前記イオン化室を構成することをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項５１】
アナライトをイオン化する方法であって、
電子源と、イオン化室にイオン化用ガスを導入するための入口とを備える前記イオン化室に、前記アナライトを導入することを含み、
前記イオン化源は、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された前記少なくとも１つの電極をさらに備える、前記方法。
【請求項５２】
前記導入アナライトのイオン化から生成される親アナライトイオンの生成を増加させるように、前記少なくとも１つの電極に供給される前記電圧を選択することをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記イオン化室に第１のアナライトを導入すること、及び
前記第１のアナライトが前記イオン化室に導入されたときに、前記少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第１のアナライトを提供し、前記イオン化された第１のアナライトが、前記イオン化室の出口開口部を通って、前記イオン化室を出ることを可能にすること、ならびに
前記イオン化室に第２のアナライトを導入すること、及び
前記第２のアナライトが前記イオン化室に導入されたときに、前記少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給して、イオン化された第２のアナライトを提供すること
をさらに含み、
前記供給した第１の電圧が、前記供給した第２の電圧とは異なる、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記イオン化室に第１のアナライトと第１のイオン化用ガスとを導入すること、及び
前記第１のアナライトが前記イオン化室に導入されたときに、前記少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第１のアナライトを提供し、前記イオン化された第１のアナライトが、前記イオン化室の出口開口部を通って、前記イオン化室を出ることを可能にすること、ならびに
前記イオン化室に第２のアナライトと第２のイオン化用ガスとを導入すること、及び
前記第２のアナライトが前記イオン化室に導入されたときに、前記少なくとも１つの電極に前記第１の電圧を供給して、イオン化された第２のアナライトを提供すること
をさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
前記イオン化室に第１のアナライトと第１のイオン化用ガスとを導入すること、及び
前記第１のアナライトが前記イオン化室に導入されたときに、前記少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第１のアナライトを提供し、前記イオン化された第１のアナライトが、前記イオン化室の出口開口部を通って、前記イオン化室を出ることを可能にすること、ならびに
前記イオン化室に第２のアナライトと第２のイオン化用ガスとを導入すること、及び
前記第２のアナライトが前記イオン化室に導入されたときに、前記少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給して、イオン化された第２のアナライトを提供すること
をさらに含み、
前記供給した第１の電圧が、前記供給した第２の電圧とは異なる、請求項５１に記載の方法。
【請求項５６】
前記電子源に約６０ボルト〜約１６０ボルトの直流電圧を供給すること、
前記電子コレクタに約０ボルト〜約１０ボルトの直流電圧を供給すること、及び
前記少なくとも１つの電極に約０ボルト〜約−５０ボルトの直流電圧を供給すること
をさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５７】
前記イオン化室をイオン化ブロックとして構成すること、及び複数の独立したフィラメントを含むように前記電子源を構成することをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５８】
前記複数の独立したフィラメントのうちの１つに電圧を供給して、前記複数の独立したフィラメントのうちの前記１つから電子を前記イオン化室に提供するように、プロセッサを使用することをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記プロセッサを使用して、前記少なくとも１つの電極に前記電圧を供給することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記複数の独立したフィラメントのうちの別の１つに電圧を供給して、前記複数の独立したフィラメントのうちの前記別の１つから電子を前記イオン化室に提供するように、前記プロセッサを使用することをさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
前記イオン化室に結合された第２の電極を備える前記イオン化室を構成することをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項６２】
電源に電気的に結合するように構成されたエミッタを含む電界イオン化源であって、
前記エミッタは、前記エミッタの表面でサンプルを受け取って保持するように構成され、
前記電界イオン化源は、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、前記エミッタの近傍に電場を提供するように構成された前記少なくとも１つの電極をさらに備える、前記電界イオン化源。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの電極に電気的に結合され、前記電界イオン化源の第１のモードでは、前記少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給するように構成され、前記電界イオン化源の第２のモードでは、前記少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給するように構成されているプロセッサをさらに備える、請求項６２に記載の電界イオン化源。
【請求項６４】
前記エミッタを、シングルチップエミッタ、ワイヤエミッタ、またはブレードエミッタとして構成することをさらに含む、請求項６２に記載の電界イオン化源。
【請求項６５】
請求項１〜１０のいずれかに記載のイオン化源と、
請求項１〜１０のいずれかに記載のイオン化源を質量分析計と共に使用して、アナライトの同定、定量化、または同定及び定量化の両方を行うための説明書と
を備える、キット。
【請求項６６】
請求項１１〜２０のいずれかに記載の化学イオン化源と、
請求項１１〜２０のいずれかに記載の化学イオン化源を質量分析計と共に使用して、アナライトの同定、定量化、または同定及び定量化の両方を行うための説明書と
を備える、キット。
【請求項６７】
アナライトのイオン化を促進する方法であって、
請求項１〜１０のいずれかに記載のイオン化源を提供すること、及び
請求項１〜１０のいずれかに記載のイオン化源を使用してアナライトをイオン化するための説明書を提供すること
を含む、前記方法。
【請求項６８】
アナライトのイオン化を促進する方法であって、
請求項１１〜２０のいずれかに記載の化学イオン化源を提供すること、及び
請求項１１〜２０のいずれかに記載の化学イオン化源を使用してアナライトをイオン化するための説明書を提供すること
を含む、前記方法。
【請求項６９】
電極、電子源、及び前記電子源と同軸に配置された電子コレクタを備えるイオン化源の前記電極に電圧を供給して、前記イオン化源に供給されたアナライトから生成される親アナライトイオンの形成を増進させることを含む方法。
【請求項７０】
電極、電子源、及び前記電子源と同軸に配置された電子コレクタを備えるイオン化源の前記電極に電圧を供給して、前記イオン化源に供給されたアナライトから生成されるフラグメントを選択的に提供することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先出願
本出願は、２０１８年５月１８日に出願された米国出願第１５／９８３，５９０号の関連出願であり、この米国出願に対する優先権、及びこの米国出願の利益を主張するものであり、この米国出願の開示全体を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本出願は、イオン化源に関する。より詳細には、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成されている電極を備えるイオン化源を対象とする特定の構成が本明細書に記載されている。
【背景技術】
【０００３】
高エネルギ電子源を使用したアナライトのイオン化では、多くの場合、アナライトの多量のフラグメンテーションを引き起こし得る。場合によっては、フラグメンテーションの度合いを低下させることが望ましくあり得る。
【発明の概要】
【０００４】
１つ以上の電極を備えるイオン化源の特定の態様、特徴、実施形態及び実施例を以下に説明する。イオン化源の精密な構成は様々であり得、イオン化源の多くの可能な構成のいくつかを説明するために、実例となるイオン化源を以下に提供する。イオン化源は、複数のモードで動作させることができ、例えば、その様々なモードが、アナライト化合物の様々なフラグメンテーションパターンをもたらす。選択的なアナライトのフラグメンテーションが、特定のモードと関連パラメータとを選択することによって実現可能である。
【０００５】
一態様では、イオン化源は、アナライトを受け入れるように構成された入口開口部と、イオン化アナライトがイオン化ブロックを出ることを可能にするように構成された出口開口部とを備えるイオン化ブロックと、イオン化ブロックの第１の開口部に流体的に結合された電子源と、電子源と実質的に同軸に配置され、電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタであって、電子コレクタは、イオン化ブロックの第２の開口部に流体的に結合されている、電子コレクタと、イオン化ブロックの入口開口部に隣接して配置され、電子源に実質的に直交して配置されたイオンリペラと、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極（例えば、電極は、電子源の近傍に、または電子源から放出された電子がイオン化ブロックに入る開口部近くのイオン化ブロック内に電場を提供することができる）とを備える。
【０００６】
特定の実施例では、少なくとも１つの電極が、電子源に隣接して配置されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極が、電子コレクタに隣接して配置されている。他の実施例では、電子源は、フィラメントカップレンズアセンブリ内に存在する複数の独立したフィラメントを備える。いくつかの実施例では、本イオン化源は、少なくとも１つの電極に電気的に結合され、イオン化源のあるモードでは、少なくとも１つの電極に、ある電圧を供給するように構成され、イオン化源の別のモードでは、少なくとも１つの電極に別の電圧を供給するように構成されているプロセッサを備える。いくつかの実施例では、本イオン化源は、出口開口部に隣接して配置され、イオン化ブロック内のイオン化アナライトを出口開口部へ向けて導くように構成された少なくとも１つのレンズを備える。他の実施例では、本イオン化源は、第２の電極を備え、少なくとも１つの電極が電子源に隣接して配置され、第２の電極が電子コレクタに隣接して配置される。特定の実施例では、本イオン化源は、イオン化ブロックに隣接して、イオン化ブロックの外側に配置される、少なくとも１つの磁石を備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極は、例えば、電子源の近傍に、またはイオン化ブロックの開口部の近傍もしくはその近くに、直流電場を提供するために直流電圧を受け取るように構成される。場合によっては、イオン化ブロックは、質量分析器に直接結合するように構成される。
【０００７】
別の態様では、化学イオン化源は、アナライトを受け入れるように構成された入口開口部と、イオン化アナライトがイオン化ブロックを出ることを可能にするように構成された出口開口部とを備えるイオン化ブロックであって、イオン化ブロックは、イオン化ブロックの第１の注入口または入口からイオン化用ガスを受け入れるように構成されている（または、サンプルが導入される共通の注入口からイオン化用ガスを受け入れる場合がある）、イオン化ブロックと、イオン化ブロックの第１の開口部に流体的に結合された電子源と、電子源と実質的に同軸に配置され、電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタであって、電子コレクタは、イオン化ブロックの第２の開口部に流体的に結合されている、電子コレクタと、イオン化ブロックの入口開口部に隣接して配置され、電子源に実質的に直交して配置されたイオンリペラと、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極（例えば、電極は、電子源の近傍に、または電子源から放出された電子がイオン化ブロックに入る開口部近くのイオン化ブロック内に電場を提供することができる）とを備える。
【０００８】
特定の実施例では、イオン化ブロックは、真空源に結合するように構成されている。例えば、イオン化ブロックは、イオン化ブロックの入口を介して真空源に流体的に結合することができる。あるいは、イオン化ブロック全体を真空チャンバに挿入してもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極が、電子源に隣接して配置されている。他の実施形態では、少なくとも１つの電極が、電子源と同軸に配置されている。特定の実施例では、電子源は、フィラメントカップレンズアセンブリ内に存在する複数の独立したフィラメントを備える。いくつかの構成では、本化学イオン化源は、少なくとも１つの電極に電気的に結合され、化学イオン化源のあるモードでは、少なくとも１つの電極に、ある電圧を供給するように構成され、化学イオン化源の別のモードでは、少なくとも１つの電極に別の電圧を供給するように構成されているプロセッサを備える。他の構成では、本化学イオン化源は、出口開口部に隣接して配置され、イオン化ブロック内のイオン化アナライトを出口開口部へ向けて導くように構成された少なくとも１つのレンズを備える。さらなる実施形態では、本化学イオン化源は、イオン化ブロックに隣接して、イオン化ブロックの外側に配置される、少なくとも１つの磁石を備える。他の実施例では、少なくとも１つの電極は、直流電場を提供するために直流電圧を受け取るように構成される。いくつかの実施例では、イオン化ブロックは、質量分析器に直接結合するように構成される。
【０００９】
追加の態様では、質量分析計システムは、イオン化源と、イオン化源に流体的に結合された質量分析器とを備える。いくつかの構成では、イオン化源は、アナライトを受け入れるように構成された入口開口部と、イオン化アナライトがイオン化ブロックを出ることを可能にするように構成された出口開口部とを備えるイオン化ブロックと、イオン化ブロックの第１の開口部に流体的に結合された電子源と、電子源と実質的に同軸に配置され、電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタであって、電子コレクタは、イオン化ブロックの第２の開口部に流体的に結合されている、電子コレクタと、イオン化ブロックの入口開口部に隣接して配置され、電子源に実質的に直交して配置されたイオンリペラと、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極とを備える。特定の実施例では、質量分析器は、イオン化ブロックの出口開口部に流体的に結合されてもよい。
【００１０】
特定の構成では、本質量分析計システムは、出口開口部と質量分析器の注入口との間に配置されたレンズアセンブリを備え得る。いくつかの実施例では、電子源は、フィラメントカップレンズアセンブリ内に存在する複数の独立したフィラメントを備える。いくつかの実施例では、質量分析計システムは、少なくとも１つの電極に電気的に結合され、少なくとも１つの電極に電圧を供給するように構成されているプロセッサを備え得る。ある場合に、プロセッサは、フィラメントレンズカップアセンブリに電気的に結合され、複数の独立したフィラメントのうちの１つに電圧を供給するように構成される。特定の実施例では、プロセッサは、イオン化源の第２のモードでは、少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給するように構成される。他の実施例では、質量分析器は、出口開口部に流体的に結合された少なくとも１つの四重極アセンブリを備える。特定の実施形態では、本質量分析計システムは、イオン化ブロックの出口開口部と少なくとも１つの四重極アセンブリの注入口との間に配置された少なくとも１つの排気ステージを備え得る。他の実施例では、少なくとも１つの電極は、直流電場を提供するために直流電圧を受け取るように構成される。いくつかの実施例では、質量分析計は、イオン化ブロックの入口開口部に流体的に結合されたクロマトグラフィシステムに結合してもよい。
【００１１】
別の態様では、質量分析計システムは、化学イオン化源と、イオン化源に流体的に結合された質量分析器とを備える。いくつかの構成では、化学イオン化源は、アナライトを受け入れるように構成された入口開口部と、イオン化アナライトがイオン化ブロックを出ることを可能にするように構成された出口開口部とを備えるイオン化ブロックであって、イオン化ブロックが、イオン化ブロックの第１の注入口からイオン化用ガスを受け入れるように構成されている、イオン化ブロックと、イオン化ブロックの第１の開口部に流体的に結合された電子源と、電子源と実質的に同軸に配置され、電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタであって、電子コレクタは、イオン化ブロックの第２の開口部に流体的に結合されている、電子コレクタと、イオン化ブロックの入口開口部に隣接して配置され、電子源に実質的に直交して配置されたイオンリペラと、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極とを備える。場合によっては、質量分析器は、化学イオン化源の出口開口部に流体的に結合され得る。
【００１２】
特定の構成では、本質量分析計システムは、出口開口部と質量分析器の注入口との間に配置されたレンズアセンブリを備える。いくつかの実施例では、電子源は、フィラメントカップレンズアセンブリ内に存在する複数の独立したフィラメントを備える。他の実施例では、本質量分析計システムは、少なくとも１つの電極に電気的に結合され、化学イオン化源の第１のモードでは、少なくとも１つの電極に電圧を供給するように構成されているプロセッサを備える。特定の実施形態では、プロセッサは、フィラメントレンズカップアセンブリに電気的に結合され得、複数の独立したフィラメントのうちの１つに電圧を供給するように構成される。いくつかの実施例では、プロセッサは、化学イオン化源の別のモードでは、少なくとも１つの電極に別の電圧を供給するように構成される。特定の実施例では、質量分析器は、出口開口部に流体的に結合された少なくとも１つの四重極アセンブリを備える。他の実施例では、本質量分析計システムは、イオン化ブロックの出口開口部と少なくとも１つの四重極アセンブリの注入口との間に配置された少なくとも１つの排気ステージを備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極は、直流電場を提供するために直流電圧を受け取るように構成される。他の実施形態では、本質量分析計システムは、イオン化ブロックの入口開口部に流体的に結合されたクロマトグラフィシステムに結合される。
【００１３】
別の態様では、アナライトをイオン化する方法が、電子源と、電子源と同軸に配置され、電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタとを備えるイオン化室に、アナライトを導入することを含み、イオン化源は、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極をさらに備える。
【００１４】
特定の構成では、本方法は、導入アナライトのイオン化から生成される親アナライトイオンの生成を増加させるように、少なくとも１つの電極に供給される電圧を選択することを含む。他の実施例では、本方法は、イオン化室をイオン化ブロックとして構成することを含み、電子源から電子コレクタへの電子流に直交して、アナライトをイオン化ブロックに導入することをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、イオン化室に第１のアナライトを導入すること、及び第１のアナライトがイオン化室に導入されたときに、少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第１のアナライトを提供し、イオン化された第１のアナライトが、イオン化室の出口開口部を通って、イオン化室を出ることを可能にすること、ならびにイオン化室に第２のアナライトを導入すること、及び第２のアナライトがイオン化室に導入されたときに、少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給して、イオン化された第２のアナライトを提供することを含み、供給した第１の電圧が、供給した第２の電圧とは異なる。いくつかの実施例では、本方法は、電子源に約６０ボルト〜約１６０ボルトの直流電圧を供給すること、電子コレクタに約０ボルト〜約１０ボルトの直流電圧を供給すること、及び少なくとも１つの電極に約０ボルト〜約−５０ボルトの直流電圧を供給することを含む。いくつかの実施例では、本方法は、複数の独立したフィラメントを含むように電子源を構成することを含む。他の実施例では、本方法は、複数の独立したフィラメントのうちの１つに電圧を供給して、複数の独立したフィラメントのうちの１つから電子をイオン化室に提供するように、プロセッサを使用することを含む。特定の実施例では、本方法は、プロセッサを使用して、少なくとも１つの電極に電圧を供給することを含む。他の実施例では、本方法は、複数の独立したフィラメントのうちの別の１つに電圧を供給して、複数の独立したフィラメントのうちの別の１つから電子をイオン化室に提供するように、プロセッサを使用することを含む。ある場合に、本方法は、イオン化室に結合された第２の電極を備えるイオン化室を構成することを含む。
【００１５】
追加の態様では、アナライトをイオン化する方法が、電子源と、イオン化室にイオン化用ガスを導入するための入口とを備えるイオン化室に、アナライトを導入することを含み、イオン化源は、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極をさらに備える。代替形態として、イオン化用ガスは、サンプルもまたイオン化室に導入される共通の注入口からイオン化室に導入されてもよい。
【００１６】
特定の実施例では、本方法は、導入アナライトのイオン化から生成される親アナライトイオンの生成を増加させるように、少なくとも１つの電極に供給される電圧を選択することを含む。
【００１７】
いくつかの実施形態では、本方法は、イオン化室に第１のアナライトを導入すること、及び第１のアナライトがイオン化室に導入されたときに、少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第１のアナライトを提供し、イオン化された第１のアナライトが、イオン化室の出口開口部を通って、イオン化室を出ることを可能にすること、ならびにイオン化室に第２のアナライトを導入すること、及び第２のアナライトがイオン化室に導入されたときに、少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給して、イオン化された第２のアナライトを提供することを含み、供給した第１の電圧が、供給した第２の電圧とは異なる。
【００１８】
他の実施例では、本方法は、イオン化室に第１のアナライトと第１のイオン化用ガスとを導入すること、及び第１のアナライトがイオン化室に導入されたときに、少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第１のアナライトを提供し、イオン化された第１のアナライトが、イオン化室の出口開口部を通って、イオン化室を出ることを可能にすること、ならびにイオン化室に第２のアナライトと第２のイオン化用ガスとを導入すること、及び第２のアナライトがイオン化室に導入されたときに、少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第２のアナライトを提供することを含む。
【００１９】
いくつかの実施例では、本方法は、イオン化室に第１のアナライトと第１のイオン化用ガスとを導入すること、及び第１のアナライトがイオン化室に導入されたときに、少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給して、イオン化された第１のアナライトを提供し、イオン化された第１のアナライトが、イオン化室の出口開口部を通って、イオン化室を出ることを可能にすること、ならびにイオン化室に第２のアナライトと第２のイオン化用ガスとを導入すること、及び第２のアナライトがイオン化室に導入されたときに、少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給して、イオン化された第２のアナライトを提供することを含み、供給した第１の電圧が、供給した第２の電圧とは異なる。
【００２０】
特定の構成では、本方法は、電子源に約６０ボルト〜約１６０ボルトの直流電圧を供給すること、電子コレクタに約０ボルト〜約１０ボルトの直流電圧を供給すること、及び少なくとも１つの電極に約０ボルト〜約−５０ボルトの直流電圧を供給することを含む。いくつかの実施例では、本方法は、イオン化室をイオン化ブロックとして構成すること、及び複数の独立したフィラメントを含むように電子源を構成することを含む。特定の実施例では、本方法は、複数の独立したフィラメントのうちの１つに電圧を供給して、複数の独立したフィラメントのうちの１つから電子をイオン化室に提供するように、プロセッサを使用することを含む。ある場合に、本方法は、プロセッサを使用して、少なくとも１つの電極に電圧を供給することを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、複数の独立したフィラメントのうちの別の１つに電圧を供給して、複数の独立したフィラメントのうちの別の１つから電子をイオン化室に提供するように、プロセッサを使用することを含む。いくつかの実施例では、本方法は、イオン化室に結合された第２の電極を備えるイオン化室を構成することを含む。
【００２１】
別の態様では、電界イオン化源が、電源に電気的に結合するように構成されたエミッタを含み、エミッタは、エミッタの表面でサンプルを受け取って保持するように構成され、電界イオン化源は、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、エミッタの近傍に電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極をさらに備える。
【００２２】
いくつかの実施例では、本電界イオン化源は、少なくとも１つの電極に電気的に結合され、電界イオン化源の第１のモードでは、少なくとも１つの電極に第１の電圧を供給するように構成され、電界イオン化源の第２のモードでは、少なくとも１つの電極に第２の電圧を供給するように構成されているプロセッサを備える。他の実施例では、エミッタは、シングルチップエミッタ、ワイヤエミッタ、またはブレードエミッタとして構成される。
【００２３】
別の態様では、キットは、本明細書に記載された１つ以上のイオン化源と、イオン化源（複数可）を質量分析計と共に使用して、アナライトの同定、定量化、または同定及び定量化の両方を行うための説明書とを備える。
【００２４】
追加の態様では、アナライトのイオン化を促進する方法は、本明細書に記載されたイオン化源の１つ以上を提供すること、及びイオン化源（複数可）を使用してアナライトをイオン化するための説明書を提供することを含む。
【００２５】
別の態様では、方法は、電極、電子源、及び電子源と同軸に配置された電子コレクタを備えるイオン化源の電極に電圧を供給して、イオン化源に供給されたアナライトから生成される親アナライトイオンの形成を増進させることを含む。
【００２６】
追加の態様では、方法は、電極、電子源、及び電子源と同軸に配置された電子コレクタを備えるイオン化源の電極に電圧を供給して、イオン化源に供給されたアナライトから生成されるフラグメントを選択的に提供することを含む。
【００２７】
さらなる態様、実施例、特徴、構成及び実施形態を、さらに詳細に後述する。
【００２８】
イオン化源の特定の実例について、添付の図を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】Ａは、いくつかの実施例によるイオン化源の説明図である。Ｂは、いくつかの実施例による、イオン化用ガスを導入するための入口を備えるイオン化源の説明図である。Ｃは、特定の実施形態による、出口レンズを備えるイオン化源の説明図である。
【図２Ａ】特定の実施例による、イオン化ブロックを備えるイオン化源の説明図である。
【図２Ｂ】特定の実施例による、イオン化ブロックを備える化学イオン化源の説明図である。
【図２Ｃ】特定の実施例による、レンズを備えるイオン化源の説明図である。
【図３Ａ】特定の構成による、２つの電極を備えるイオン化源の説明図である。
【図３Ｂ】特定の構成による、３つの電極を備えるイオン化源の説明図である。
【図４Ａ】いくつかの実施例による、第１の磁石を備えるイオン化源の説明図である。
【図４Ｂ】特定の実施例による、２つの磁石を備えるイオン化源の説明図である。
【図５】Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、いくつかの実施形態による、様々なイオン化ブロックの構成の説明図である。
【図６】いくつかの実施例による、移送ライン及び質量分析器に流体的に結合されたイオン化源の説明図である。
【図７】特定の実施形態による質量分析計システムの説明図である。
【図８】いくつかの実施例による、２つのイオン化源を備えるシステムの説明図である。
【図９】特定の実施形態による、質量分析器に流体的に結合されたエミッタの説明図である。
【図１０】特定の実施例による、イオン化源に流体的に結合されたガスクロマトグラフィシステムの説明図である。
【図１１】特定の実施例による、イオン化源に流体的に結合された液体クロマトグラフィシステムの説明図である。
【図１２】いくつかの構成による、質量分析器に流体的に結合されたイオン化源の説明図である。
【図１３】特定の実施形態による、イオン化源の説明図である。
【図１４】従来の電子イオン化が用いられたトルエンのＮＩＳＴスペクトルである。
【図１５】−１０ボルトの電圧がフィラメントカップアセンブリに供給されたトルエンの質量スペクトルである。
【図１６】−１４ボルトの電圧がフィラメントカップアセンブリに供給されたトルエンの質量スペクトルである。
【図１７】従来の電子イオン化が用いられたエチルベンゼンのＮＩＳＴスペクトルである。
【図１８】−１５ボルトの電圧がフィラメントカップアセンブリに供給されたエチルベンゼンの質量スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図中の構成要素は、必ずしも縮尺どおりに示しているわけではなく、１つの構成要素の様々な大きさ及び寸法が、もう１つの構成要素の大きさまたは寸法と比較して変わってもよい。以下の記述に別段の指定がない限り、任意の構成要素の特定の厚さまたは幾何学的形状が、図中の表現によって暗示されることを意図していない。
【００３１】
本開示の利点を考慮すれば、本明細書に記載されたイオン化源の電極（複数可）及びその他の構成要素の的確な構成及び配置は異なっていてもよいことが、当業者によって認識されるであろう。さらに、イオン化室の的確な形状、大きさ、及び構成、またはイオン化室を形成し得る様々な構成要素の間の空間、任意のワイヤフィラメント、コレクタ、リペラ、開口部、レンズなどを、必要に応じて変えることもできる。
【００３２】
特定の実施形態では、本明細書に記載されたイオン化源は、イオン化室内に電場をもたらすように構成された１つ以上の電極を備え得る。電場の的確な性質、形状、電界強度などは変えることができる。いくつかの実施例では、イオン化室内のアナライト分子のイオン化の選択的調整を可能にするために、イオン化室に供給されるアナライトイオンの全体的なフラグメンテーションパターンを変更するように電場が構成される。例えば、イオンの異なるフラグメンテーションパターンをもたらし得る電極に、電圧を印加することによって、電場が形成され得る。いくつかの実施例では、さらなる調整能力を提供するために、１つよりも多くの電極が存在し得る。さらに、イオン化室内のフラグメンテーションを変更するために、種々の電圧が電極に与えられ得る。いくつかの実施例では、従来の電子イオン化源を使用するのとは対照的に、本明細書に記載されたデバイスを使用して、インタクトな親イオンの数を増加させることができる。アナライトの同定及び／または定量を行うために、インタクトな親イオンを用いることで、アナライトライブラリを使用しないようにすることができ、親アナライトイオンピーク自体を使用してアナライトを定量できるようになる。また一方、必要に応じて、本明細書に記載されたデバイス及び方法を使用して、親アナライトイオンの選択的フラグメンテーションを実行することもできる。例えば、電極に供給される特定の電圧を選択することにより、親イオンの生成を増進させること、及び／またはアナライトイオンのフラグメンテーションを制御することが実現可能である。さらに、異なるアナライトに伴って（または単一のアナライトの導入中に）電極に供給される電圧を変化させて、アナライトによって異なるフラグメンテーションパターン、及び／またはアナライトによって異なる親イオンの量を提供することが望ましい場合がある。
【００３３】
いくつかの構成では、イオン化源は、イオン化室を構成し得る。イオン化室は、イオン化源の他の構成要素を適切な方法で配置することによって形成される空間であり得るか、または必要に応じて電源に電気的に結合され得るイオンブロックであり得る。図１Ａを参照すると、電子源１１０、電子コレクタ１１５、イオンリペラ１２０、出口開口部１２５、及び電極１３０を備えるイオン化源１００が示されている。様々な構成要素は、適切に配置されたときに、様々な構成要素１０２、１０４、１０６、及び１０８の間にイオン化室１０５を形成する支持構造１０２、１０４、１０６、及び１０８に取り付けられるか、または結合され得る。図１Ｂに示すように、構成要素によって形成された空間にイオン化用ガスを供給して、化学イオン化を利用できるようにするために、入口または注入口１２２があってもよい。また一方、本明細書に記載され、図１Ｃに示すように、アナライトサンプル及びイオン化用ガスの両方を導入するために、共通の注入口または開口部１４２が使用される場合がある。再び図１Ａを参照すると、代表的には、電子源１１０は、加熱されたときに、支持構造１０２の開口部１３５を経由してイオン化室１０５内に入り得る電子を放出し得る１本以上のフィラメントを備える。電子コレクタ１１５は、電子が電子源１１０からコレクタ１１５に向かって導かれるように、電子源１１０と実質的に同軸に配置され得る。イオンリペラ１２０は、イオン化室１０５内で生成されたイオン化種に反発する好適な電荷を含み得る。例えば、アナライトが入口開口部１４０を通ってイオン化室１０５内に入るとき、アナライト分子は、イオン化源１１０から放出された電子によってイオン化され得る。正に帯電したイオンがイオン化室１０５内で生成される場合、イオンリペラ１２０は正電荷を含み得る。出口開口部１２５は、イオン化室１０５内で生成されたイオンが、イオン化室１０５を出て、下流の構成要素（図示せず）に提供され得るように、支持構造１０４に好適に配置され得る。電極１３０は、電圧が電極１３０に供給され得るように、電源（図示せず）に電気的に結合され得る。電極１３０は、電子源から放出された電子が横切る電場をもたらし得るように、電子源１１０と開口部１３５との間に配置され得る。電極１３０に供給された電圧が、イオン化室１０５内（または開口部１３５の近くのその端部）に、この電場をもたらし得る。電極１３０に供給される電圧の的確な性質及び振幅は様々であり得、例示的な電圧については、さらに詳細に後述する。単一の電極１３０を示しているが、２つ以上の電極があってもよく、共通の電源または別個の電源から異なる電圧を受け取り得る。例えば、電極またはレンズアセンブリが、イオン化源１１０と開口部１３５との間で、あらかじめ調節されてもよい。さらに、単一の電極が存在する場合、さらに詳細に後述するように、電極を様々な場所に配置してもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、電極１３０は、電子源１１０に隣接して配置され得る。他の実施例では、電極１３０は、電子コレクタ１１５に隣接して配置され得る。電子源１１０は、さらに詳細に後述するように、フィラメントカップレンズアセンブリ内に配列され得る１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上のフィラメントを備え得る。いくつかの実施例では、電極１３０にプロセッサが電気的に結合され得る。プロセッサは、電極１３０に電圧が供給されることをもたらす１つ以上の命令を実行するように構成され得る。いくつかの実施形態では、イオン化源１００の第１のモードで電極１３０に第１の電圧が供給され得、イオン化源１００の第２のモードで電極１３０に第２の電圧が供給され得る。必要に応じて、電極１３０に電圧を供給しない場合があり、イオン化源１００は、従来の電子イオン化源または化学イオン化源と同様に機能し得る。任意選択のレンズまたはレンズアセンブリ１５０（図１Ｃを参照）が、イオン化室１０５の出口開口部１２５にあってもよい。レンズ１５０は、イオン化室１０５内のイオン化アナライトを出口開口部１２５へ向けて導くように構成され得る。
【００３５】
特定の実施形態では、イオン化源内に存在する電極の的確な数は、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上であり得る。さらに、電極の的確な厚さ、形状、及び幾何学的形状は、異なる場合もある。いくつかの実施例では、電極は、電子またはイオンが通過し得る中央開口部を備える円形電極の形態を取り得る。いくつかの実施形態では、電極は、電極間に開口部を形成するのに適するように配置され得る直線状電極であり得る。また、複雑な電極形状や、１つよりも多くの開口部を有する電極を使用してもよい。
【００３６】
特定の実施例では、フィラメント電子源に存在し得るフィラメントの的確な個数は様々であり得る。例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の独立したフィラメントが存在してもよい。フィラメントは、同じものであってもよく、または異なるものであってもよい。いくつかの実施例では、プロセッサは、フィラメントアセンブリからの放出を制御するために、どのフィラメント（及び／またはいくつのフィラメント）が電圧を受けるかを制御してもよい。好適なフィラメントとしては、電流がフィラメントを通して供給されるときに電子を放出し得るタングステン、タングステン合金などの金属を含むものがある。必要に応じて、２本以上のフィラメントに同時に電圧を供給する場合がある。
【００３７】
特定の構成では、イオン化源は、電源に電気的に結合され得るイオン化ブロックを備え得る。図２Ａを参照すると、イオン化源２００は、イオン化ブロック２０５、電子源２１０、電子コレクタ２１５、イオンリペラ２２０、イオン化ブロック２０５の入口開口部２０６、イオン化ブロック２０５の出口開口部２０７、及び電極２３０を備える。図２Ｂに示すように、イオン化ブロック２０５は、イオン化ブロック２０５内で化学イオン化を利用できるようにするために、イオン化用ガスを受け入れるように構成された注入口または入口２０２を備えてもよい。例えば、イオン化源２１０から放出された電子は、導入されたイオン化用ガスと衝突して、イオン化されたガスをもたらし得る。その後、このイオン化されたガスは、入口開口部を通してイオン化源２００に導入される１つ以上のアナライト分子をイオン化するために用いることができる。再び図２Ａを参照すると、代表的には、電子源２１０は、加熱されたときに電子を放出し得る１本以上のフィラメントを備える。図２Ａでは、フィラメント及び電極２３０は、１つ以上のロッド２１２と共に保持されたフィラメントカップアセンブリの一部であり得る。また、フィラメントカップアセンブリには、固定具２１３などの１つ以上の固定具が存在してもよい。イオン化源２１０から放出された電子は、開口部２０８を通してイオン化ブロック２０５に導入され得る。電圧が、代表的には開口部を備える電極２３０に供給されると、放出された電子が、電極２３０によってもたらされた電場中を移動する。電極２３０からの電場は、イオンのフラグメンテーションパターンを変え得る。電極２３０に供給される電圧の的確な性質及び振幅は様々であり得、例示的な電圧については、さらに詳細に後述する。電子コレクタ２１５は、電子が電子源２１０からコレクタ２１５に向かって導かれるように、電子源２１０と実質的に同軸に配置され得る。例えば、コレクタ２１５は、電子源２１０と同軸に配置され得、または電子源２１０の真向いに配置され得る。イオンリペラ２２０は、ブロック２０５内で生成されたイオン化種に反発する好適な電荷を含み得る。例えば、正に帯電したイオンがブロック２０５内で生成される場合、イオンリペラ２２０は正電荷を含み得る。ブロック２０５の出口開口部２０７は、ブロック２０５内で生成されたイオンが、ブロック２０５を出て、下流の構成要素に提供され得るように、好適に配置され得る。単一の電極２３０を示しているが、２つ以上の電極があってもよく、共通の電源または別個の電源から異なる電圧を受け取り得る。電極２３０は、イオン化ブロック２０５に結合してもよく、またはイオン化ブロック２０５から空間的に分離してもよく、例えば、イオン化ブロック２０５の外側または内側に配置され得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、電極２３０は、電子源２１０に隣接して配置され得る。他の実施例では、電極２３０は、電子コレクタ２１５に隣接して配置され得る。電子源２１０は、さらに詳細に後述するように、フィラメントカップレンズアセンブリ内に配列され得る１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上のフィラメントを備え得る。いくつかの実施例では、電極２３０にプロセッサが電気的に結合され得る。プロセッサは、電極２３０に電圧が供給されることをもたらす１つ以上の命令を実行するように構成され得る。いくつかの実施形態では、イオン化源２００の第１のモードで電極２３０に第１の電圧が供給され得、イオン化源２００の第２のモードで電極２３０に第２の電圧が供給され得る。必要に応じて、電極２３０に電圧を供給しない場合があり、イオン化源２００は、従来の電子イオン化源または化学イオン化源と同様に機能し得る。任意選択のレンズまたはレンズアセンブリ２５０（図２Ｃを参照）が、イオン化ブロック２０５の出口開口部２０７にあってもよい。レンズ２５０は、ブロック２０５内のイオン化アナライトを出口開口部２０７へ向けて導くように構成され得る。
【００３９】
特定の実施形態では、イオン化源の様々な構成要素に供給される電圧の的確な性質及びタイプは、様々であり得る。いくつかの実施例では、直流電圧、交流電圧、または高周波電流が、電極、電子源、電子コレクタ、レンズ、イオンリペラなどに個別に供給され得る。いくつかの実施例では、約６０ボルトから約１６０ボルトの直流電圧が、電子源に供給され得る。他の実施例では、約０ボルトから約１０ボルトの直流電圧が、電子コレクタに供給され得る。さらなる実施例では、約０ボルトから約−５０ボルトの直流電圧が、少なくとも１つの電極に供給され得る。特定の実施例では、約０ボルトから約＋５０ボルトの直流電圧が、イオン化ブロックに供給され得る。電圧は、必要に応じて、共通の電源または別個の電源から供給され得る。直流が電極に供給される場合、結果として生じる直流電場は、電子源の近傍に、及び／またはイオン化室またはイオン化ブロックの内部に生成され得る。
【００４０】
イオン化源が化学イオン化源として構成されている実施例では、イオン化室またはイオン化ブロックに導入される的確なガスは様々であり得る。いくつかの実施例では、イオン化用ガスは、メタン、アンモニア、水素、イソブテン、ジメチルエーテル、アセトン、アセトアルデヒド、ベンゼン、ヨードメタン、ジイソプロピルエーテル、窒素、クロロベンゼン、キセノン、アルゴン、硫化カルボニル、二硫化炭素、一酸化炭素、窒素酸化物、亜酸化窒素、及びそれらの混合物のうちの１つ以上であり得る。イオン化用ガスは、代表的に、高濃度、例えば、アナライト濃度よりも１００倍、２００倍、５００倍、または１０００倍以上高い濃度で導入されて、イオン化用ガスと電子源からの電子との間の衝突を促進するとともに、任意のアナライト分子が電子源から放出される電子と直接衝突することから保護する。イオン化用ガスがアナライト種をイオン化し得る的確な手法は様々であり得、この手法には、プロトン移動、求電子付加、陰イオン抽出、電子捕獲／電子付着、及び／または電荷交換が含まれるが、これらに限定されない。
【００４１】
特定の実施形態では、本明細書に記載されたイオン化源は、２つ以上の電極を備え得る。図３Ａを参照すると、イオン化源が、イオン化ブロック３０５、１本以上のワイヤフィラメントの形態を取った電子源３１０、電子コレクタ３１５、イオンリペラ３２０、第１の電極３３０、第２の電極３３１、及び出口レンズ３５０を備えるものとして示されている。電子源から放出された電子は、電極３３０の開口部とブロック３０５の開口部３０８とを通って移動し得る。電子コレクタ３１５は、電子源３１０と同軸に配置され得、電圧を受けてコレクタ３１５の近くに電場を提供し得る電極３３１に隣接して配置されてもよい。イオンリペラ３２０は、入口開口部３０６に隣接して配置され得、レンズアセンブリ３５０は、出口開口部３０７に隣接して配置され得る。電子源３１０及び電極３３０は、支持構造３１２、３１３によってまとめて保持されたフィラメントアセンブリ内に共にあってもよい。必要に応じて、図３Ｂに示すように、さらなる電極３３２が、コレクタ３１５に隣接して存在してもよく、またはイオン化源中のその他の場所に配置されてもよい。
【００４２】
いくつかの実施例では、本明細書に記載されたイオン化源は、１つ以上の磁石を備え得る。図４Ａを参照すると、イオン化源が、フィラメントカップ電極アセンブリ４１０、イオンリペラ４２０、電子コレクタ４３０、及び出口レンズアセンブリ４５０を備えるものとして示されている。第１の磁石４５０が、電子コレクタ４３０に隣接して配置されたものとして示されている。いずれかの特定の理論に拘束されることを望まないが、磁石４５０は、イオン化ブロック４０５に磁場をもたらし得、この磁場が、電子及び／または任意のイオンの軌道を変えることができ、例えば、イオン化ブロック４０５内のイオンの経路長を増大させることができる。また、必要に応じて、イオン化ブロック４０５への磁場の提供を補助するために、図４Ｂに示す第２の磁石４６０があってもよい。磁石４５０、４６０は、個別に、一時磁石、永久磁石、超伝導磁石、希土類磁石であってもよく、または他の形態を取ってもよい。いくつかの実施形態では、磁石４５０、４６０はそれぞれ、磁石に供給された電流が、イオン化ブロック４０５に磁場が提供されることをもたらすように、電源に電気的に結合され得る一時磁石であり得る。
【００４３】
いくつかの実施例では、イオン化室及び／またはイオン化ブロックの的確な形状及び寸法は様々であってよい。図１Ａ〜図４Ｂでは、概して正方形であるイオン化室またはブロックを示しているが、正方形の形状であることは必須ではない。図５Ａを参照すると、電子源／電極アセンブリ５１０、イオンリペラ５１２、電子コレクタ５１４、及び出口レンズ５１６を備える長方形のイオン化ブロック５０５が示されている。図５Ｂを参照すると、電子源／電極アセンブリ５２０、イオンリペラ５２２、電子コレクタ５２４、及び出口レンズ５２６を備える円形のイオン化ブロック５１５が示されている。図５Ｃを参照すると、電子源／電極アセンブリ５３０、イオンリペラ５３２、電子コレクタ５３４、及び出口レンズ５３６を備える五角形のイオン化ブロック５２５が示されている。図５Ｄを参照すると、電子源／電極アセンブリ５４０、イオンリペラ５４２、電子コレクタ５４４、及び出口レンズ５４６を備える六角形のイオン化ブロック５３５が示されている。さらなる形状及び構成のイオン化ブロックを使用することもできる。４辺以上の形状を選択することにより、電極の配置を多様にすることができ、電極とイオン化源の他の構成要素との間のさらなる空間的隔離を実現可能である。
【００４４】
いくつかの実施例では、本明細書に記載されたイオン化源は、質量分析器に直接結合され得る。一例を図６に示すが、本イオン化源は、質量分析器６７５との間に構成要素を全く介在させることなく、質量分析器６７５に直接結合されている。本イオン化源は、イオン化ブロック６０５、電子源及び電極を含むフィラメントカップレンズアセンブリ６１０、電子コレクタ６１５、イオンリペラ６２０、ならびにレンズ６５０（またはレンズアセンブリ）を備える。サンプル導入デバイス（図示せず）などの上流構成要素に結合され得る移送ライン６０２を示している。出口レンズアセンブリは、ブロック６０５を出るイオンが、質量分析器６７５の第１のステージに直接供給されるように、質量分析器６７５の注入口に隣接して配置され得る。必要に応じて、レンズ６５０と質量分析器６７５の注入口との間に、１つ以上の追加のレンズ（または他の構成要素）を配置してもよい。
【００４５】
特定の実施形態では、本明細書に記載されたイオン化源は、各種の異なる質量分析器と共に使用され得る。例えば、図７を参照すると、サンプル導入デバイス７０５が、イオン化源７１０に流体的に結合され得る。質量分析器７２０がイオン化源７１０に流体的に結合され、検出器７３０が質量分析器７２０に流体的に結合されている。イオン化源７１０、質量分析器７２０、及び検出器７３０のそれぞれに電気的に結合されたものとして、プロセッサ７５０が示されている。必要に応じて、プロセッサ７５０は、サンプル導入デバイス７０５に電気的に結合することもできる。質量分析器７２０及び検出器７３０は、さらに詳細に後述するように、１つ以上の真空ポンプ及び／または真空排気ステージを使用して減圧下で動作し得る。サンプル導入デバイス７０５は、ガスまたは液体サンプルをイオン化源７１０に供給することができるＧＣシステム、ＬＣシステム、ネブライザ、エアロゾライザ、スプレーノズルもしくはスプレーヘッド、またはその他のデバイスであってよい。固体サンプルが使用される場合、サンプル導入デバイス７０５は、固体サンプルからアナライト種を導入することができる直接サンプル分析（ＤＳＡ）デバイス、またはその他のデバイスを備えてもよい。イオン化源７１０は、本明細書に記載されているもののいずれか、または他の好適なイオン化源であり得る。質量分析器７２０は、一般にサンプルの性質、所望の分解能などに応じて多くの形態をとることができ、例示的な質量分析器については、さらに後述する。検出器７３０は、既存の質量分析計と共に使用し得る任意好適な検出デバイス、例えば、電子増倍管、ファラデーカップ、被覆感光板、シンチレーション検出器等であってもよく、本開示の利益を受けて、当業者によって選択されるであろう他の好適なデバイスであってもよい。プロセッサ７５０は、一般に、マイクロプロセッサ及び／またはコンピュータと、ＭＳデバイス７００に導入されたサンプルの分析用の好適なソフトウェアとを含む。必要に応じて、ＭＳデバイス７００に導入される化学種の化学的同一性を判定するために、１つ以上のデータベースが、プロセッサ７５０によってアクセスされ得る。また、当技術分野で周知の他の好適な追加デバイスを、限定はしないが、例えば、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，  Ｉｎｃ．から市販されているＡＳ−９０ｐｌｕｓオートサンプラ及びＡＳ−９３ｐｌｕｓオートサンプラなどのオートサンプラ、ならびにＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，  Ｉｎｃ．から市販されている熱脱離装置を含むＭＳデバイス７００と共に使用してもよい。
【００４６】
ある特定の実施形態では、ＭＳデバイス７００の質量分析器７２０は、所望の分解能及び導入サンプルの性質に応じて、多数の形態を取ることができる。ある特定の実施例では、質量分析器は、質量対電荷比が異なる化学種を分離することができる走査型質量分析器、磁気セクタ分析器（例えば、単集束型及び二重集束型ＭＳデバイスに使用される）、四重極質量分析器、イオントラップ分析器（例えば、サイクロトロン、四重極イオントラップ）、飛行時間分析器（例えば、マトリックス支援レーザ脱離イオン化飛行時間分析器）、及びその他の好適な質量分析器である。さらに詳細に後述するように、質量分析器は、イオン化源７１０から受け取ったイオンを選択するために、及び／または同定するために、直列に配置された２つ以上の異なるデバイス、例えば、２連のＭＳ／ＭＳデバイス、または３連の四重極デバイスを備えてもよい。
【００４７】
ある特定の他の実施例では、本明細書に開示されたイオン化源は、質量分析で使用される既存のイオン化方法に対して使用してもよい。例えば、イオン化源の一方が、本明細書に記載されたイオン化源であり、他方のイオン化源が別のイオン化源であるデュアルイオン化源を有するＭＳ機器を組み立てることができる。図８を参照すると、第１のイオン化源８１０及び第２のイオン化源８１５が、質量分析器８２０に流体的に結合されたものとして示され、質量分析器８２０自体は検出器８３０に流体的に結合されている。構成要素間の流体流動を制御するために、インタフェース、バルブ、またはその他の構成要素が、イオン化源８１０、８１５と質量分析器８２０との間に存在し得る。イオン化源８１０、８１５の一方または両方は、本明細書に記載されたイオン化源の１つであり得る。いくつかの実施例では、イオン化源８１０、８１５の１つは、本明細書に記載されたイオン化源の１つであり、イオン化源８１０、８１５のもう１つは、別のイオン化源である。この別のイオン化源は、例えば、電子衝撃源、化学イオン化源、電界イオン化源、例えば、高速原子衝撃、電界脱離、レーザ脱離、プラズマ脱離、熱脱離、電気流体力学的イオン化／脱離などのために構成されたソースなどの脱離源、熱スプレーもしくは電気スプレーイオン化源、またはその他の種類のイオン化源であってもよい。単一の機器に２つの異なるイオン化源を含めることにより、ユーザは使用できる特定のイオン化方法を選択することができる。
【００４８】
ある特定の他の実施例によれば、ここに開示されたＭＳデバイスは、１つ以上の他の解析的手法とハイフネートすることができる。例えば、ＭＳシステムは、液体クロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ、キャピラリ電気泳動、及びその他の好適な分離技法を実行するための１つ以上のデバイスにハイフネートされ得る。ＭＳデバイスをガスクロマトグラフに結合する場合、ガスクロマトグラフからＭＳデバイスにサンプルを導入するための適切なインタフェース、例えば、トラップ、ジェットセパレータなどを含めることが望ましい場合がある。ＭＳデバイスを液体クロマトグラフに結合する場合、液体クロマトグラフィ及び質量分析で使用される容量の差異を補償するための適切なインタフェースを含めることも望ましい場合がある。例えば、液体クロマトグラフを出る少量のサンプルのみがＭＳデバイスに導入されるように、分割インタフェースを使用してもよい。液体クロマトグラフから出て行くサンプルは、ＭＳデバイスのイオン化源に輸送するための好適なワイヤ、カップ、またはチャンバに堆積させてもよい。ある特定の実施例では、液体クロマトグラフは、加熱された毛細管をサンプルが通過する際に、サンプルを気化させてエアロゾル化するように構成されたサーモスプレーを含んでもよい。液体クロマトグラフからＭＳデバイスに液体サンプルを導入するための他の好適なデバイスは、本開示の利益を受けて、当業者によって容易に選択されるであろう。
【００４９】
ある特定の実施例では、タンデム質量分析のために、イオン化源を含むＭＳデバイスが、少なくとも１つの他のＭＳデバイスにハイフネートされ得、この他のＭＳデバイスは、それ自体のイオン化源を含む場合、または含まない場合がある。例えば、１つのＭＳデバイスは、第１のタイプの質量分析器を含んでもよく、第２のＭＳデバイスは、第１のＭＳデバイスと異なるかまたは類似の質量分析器を含んでもよい。その他の実施例では、第１のＭＳデバイスは、分子イオンを単離するように動作し得、第２のＭＳデバイスは、単離された分子イオンを断片化／検出するように動作し得る。少なくとも１つが本明細書に記載されたイオン化源を含むハイフネートされたＭＳ／ＭＳデバイスを設計することは、当業者の能力の範囲内である。いくつかの実施例では、ＭＳデバイスは、同じかまたは異なるように構成され得る２つ以上の四重極を備え得る。例えば、本明細書に添付された実施例に示される３連型四重極アセンブリを使用して、イオン化源を出るイオンビームからイオンを選択することができる。
【００５０】
ある特定の実施例では、本明細書の方法及びシステムは、システムもしくは機器の一部であり得るか、または機器で使用される関連デバイス、例えば、コンピュータ、ラップトップ、モバイルデバイスなどに存在し得るプロセッサを備えてもよく、または使用してもよい。例えば、プロセッサは、電極、イオン化ブロック、イオンリペラ、電子コレクタなどへの供給電圧を制御するために使用すること、質量分析器を制御すること、及び／または検出器によって使用されることが可能である。このようなプロセスは、ユーザの介入を必要とせずにプロセッサによって自動的に実行されてもよく、またはユーザがユーザインタフェースを介してパラメータを入力してもよい。例えば、プロセッサは、信号強度及びフラグメントピークを、１つ以上の検量線と共に使用して、同一性と、各分子がサンプル中にどの程度存在するかと、を判定することができる。ある特定の構成では、プロセッサは、例えば、サンプル導入デバイス、イオン化デバイス、質量分析器、検出器などを制御するために、システムを動作させるための、例えば、マイクロプロセッサ、及び／または好適なソフトウェアを含む１つ以上のコンピュータシステム及び／または一般的なハードウェア回路に存在し得る。いくつかの実施例では、様々な分子の検出を可能にするために、検出器自体が、それ自体のそれぞれのプロセッサ、オペレーティングシステム、及びその他の機能を備え得る。プロセッサは、システムと一体であってもよく、またはシステムの構成要素に電気的に結合された１つ以上の付属品ボード、プリント回路ボード、もしくはコンピュータ上に存在してもよい。プロセッサは、概して、システムの他の構成要素からデータを受け取り、必要または所望に応じて様々なシステムパラメータを調節できるように、１つ以上のメモリユニットに電気的に結合される。プロセッサは、Ｕｎｉｘ（登録商標）、Ｉｎｔｅｌ  ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）タイププロセッサ、Ｍｏｔｏｒｏｌａ  ＰｏｗｅｒＰＣ、Ｓｕｎ  ＵｌｔｒａＳＰＡＲＣ、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ  ＰＡ−ＲＩＳＣプロセッサ、またはその他の任意のタイプのプロセッサをベースとした汎用コンピュータの一部であってもよい。本技術の様々な実施形態に従って、１つ以上の任意のタイプのコンピュータシステムを使用し得る。さらに、システムは、単一のコンピュータに接続されていてもよく、または通信ネットワークによって接続された複数のコンピュータの間で分散されていてもよい。ネットワーク通信を含む他の機能を実行することができ、本技術はいずれかの特定の機能または機能のセットを有することに限定されないことを理解されたい。様々な態様が、汎用コンピュータシステムで実行される専用ソフトウェアとして実装され得る。コンピュータシステムは、データを格納するためのディスクドライブ、メモリ、またはその他のデバイスなど、１つ以上のメモリデバイスに接続されたプロセッサを含み得る。メモリは、代表的に、システムの動作時に、プログラム、検量線、アナライトピーク、及びデータ値を格納するために使用される。コンピュータシステムの構成要素は、１つ以上の（例えば、同じマシン内に組み込まれた構成要素間の）バス、及び／または（���えば、別個の分散したマシン上に存在する構成要素間の）ネットワークを含み得る相互接続デバイスによって結合され得る。相互接続デバイスは、システムの構成要素間で交換すべき通信（例えば、信号、データ、命令）を提供する。コンピュータシステムは、一般に、システムの迅速な制御を可能にするために、例えば、数ミリ秒、数マイクロ秒以下の処理時間内にコマンドを受け取り、及び／または発行することができる。例えば、コンピュータ制御を実装して、サンプル導入、電極電圧、イオンリペラ電圧、電子コレクタ電圧、イオン化ブロック電圧、質量分析器の構成要素に供給される電圧、検出器パラメータなどを制御してもよい。プロセッサは、典型的には、例えば、直流源、交流源、バッテリ、燃料電池、もしくは他の電源、または電源の組み合わせであり得る電源に電気的に結合されている。電源は、本システムの他の構成要素で共用され得る。システムはまた、１つ以上の入力デバイス、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、マイクロフォン、タッチスクリーン、手動スイッチ（例えば、オーバーライドスイッチ）、及び１つ以上の出力デバイス、例えば、印刷デバイス、ディスプレイ画面、スピーカを含んでもよい。さらに、システムは、コンピュータシステムを通信ネットワークに接続する１つ以上の通信インタフェースを（相互接続デバイスに加えて、またはその代替として）含んでもよい。システムはまた、システムに存在する様々な電気デバイスから受け取る信号を変換するために、好適な回路を含んでもよい。そのような回路は、プリント回路ボード上に存在してもよく、あるいは好適なインタフェース、例えばシリアルＡＴＡインタフェース、ＩＳＡインタフェース、ＰＣＩインタフェース、もしくはこれらに類するものを介して、または１つ以上の無線インタフェース、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ、近距離無線通信、もしくはその他の無線プロトコル及び／または無線インタフェースを介してプリント回路ボードに電気的に結合される別個のボードまたはデバイス上に存在してもよい。
【００５１】
特定の実施形態では、本明細書で説明されるシステムで使用されるストレージシステムは、典型的には、プロセッサが実行すべきプログラムによって使用され得る、ソフトウェアのコードが格納され得るコンピュータ可読媒体及び書き込み可能な不揮発性記録媒体、またはプログラムが処理すべき媒体もしくは媒体の中に格納された情報を含む。媒体は、例えば、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、またはフラッシュメモリであってもよい。プロセッサによって実行されるプログラムまたは命令は、ローカルまたはリモートに配置することができ、相互接続メカニズム、通信ネットワーク、または必要に応じて他の手段を介してプロセッサによって検索することができる。通常は、動作の際に、プロセッサは、データが不揮発性記録媒体から、媒体よりも高速なプロセッサによる情報へのアクセスを可能にする別のメモリに読み出されるようにする。このメモリは、代表的には、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）またはスタティックメモリ（ＳＲＡＭ）などの揮発性のランダムアクセスメモリである。このメモリは、ストレージシステム内またはメモリシステム内に設置され得る。プロセッサは、一般に、集積回路メモリ内のデータを処理し、次いで処理が完了した後に、データを媒体にコピーする。媒体と集積回路メモリ要素との間のデータ移動を管理するための様々な機構が知られており、本技術はそれに限定されない。また、本技術は、特定のメモリシステムまたはストレージシステムにも限定されない。特定の実施形態では、システムは、特別にプログラムされた専用ハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などを含む場合もある。本技術の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実施されてもよい。さらに、そのような方法、行為、システム、システム要素、及びその構成要素は、上記のシステムの一部として、または独立した構成要素として実施されてもよい。特定のシステムは、一例として、本技術の様々な態様を実施し得る１つのタイプのシステムとして説明されているが、態様は、説明されたシステム上での実施に限定されないことを理解されたい。様々な態様が、異なるアーキテクチャまたは構成要素を有する１つ以上のシステム上で実施され得る。システムは、高水準コンピュータプログラミング言語を使用してプログラム可能な汎用コンピュータシステムを含んでもよい。システムはまた、特別にプログラムされた特殊用途のハードウェアを用いて実施されてもよい。
【００５２】
本システムにおいて、プロセッサは、代表的には、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な広く知られたＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）クラスプロセッサなどの市販のプロセッサである。他にも多くのプロセッサが市販されている。このようなプロセッサは通常、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＷｉｎｄｏｗｓ  ９５、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ＮＴ、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ２０００（Ｗｉｎｄｏｗｓ  ＭＥ）、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ  Ｖｉｓｔａ、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ７、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ８、もしくはＷｉｎｄｏｗｓ  １０オペレーティングシステム、Ａｐｐｌｅから入手可能なＭＡＣ  ＯＳ  Ｘ、例えば、Ｓｎｏｗ  Ｌｅｏｐａｒｄ、Ｌｉｏｎ、Ｍｏｕｎｔａｉｎ  Ｌｉｏｎ、もしくはその他のバージョン、Ｓｕｎ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓから入手可能なＳｏｌａｒｉｓオペレーティングシステム、または様々なソースから入手可能なＵＮＩＸ（登録商標）もしくはＬｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステムであり得るオペレーティングシステムを実行する。他の多くのオペレーティングシステムを使用してもよく、特定の実施形態では、コマンドまたは命令の単純なセットがオペレーティングシステムとして機能する場合がある。さらに、プロセッサは、１つ以上の量子ビットを使用して１つ以上の機能を実行するように設計された量子プロセッサとして設計されてもよい。
【００５３】
特定の実施例では、プロセッサ及びオペレーティングシステムは、高水準プログラミング言語でアプリケーションプログラムを記述し得るプラットフォームを共に定義し得る。本技術は、特定のシステムプラットフォーム、プロセッサ、オペレーティングシステム、またはネットワークに限定されないことを理解されたい。また、本開示の利点を考慮すれば、本技術は特定のプログラミング言語またはコンピュータシステムに限定されないことは、当業者には明らかであろう。さらに、他の適切なプログラミング言語及び他の適切なシステムを使用できることも理解されたい。特定の実施例では、ハードウェアまたはソフトウェアを、認知アーキテクチャ、ニューラルネットワーク、または他の好適な実施態様を構築するように構成してもよい。必要に応じて、コンピュータシステムの１つ以上の部分を、通信ネットワークに結合された１つ以上のコンピュータシステム全体にわたって分散させてもよい。これらのコンピュータシステムはまた、汎用コンピュータシステムであり得る。例えば、様々な態様は、１つ以上のクライアントコンピュータにサービスを提供するように構成された１つ以上のコンピュータシステム（例えば、サーバ）間、または分散型システムの一部として全体的なタスクを実行するように構成された１つ以上のコンピュータシステム間に分散させてもよい。様々な態様は、様々な実施形態による様々な機能を実行する１つ以上のサーバシステムの間に分散された構成要素を含むクライアントサーバシステムまたは多層システム上で実行されてもよい。これらの構成要素は、通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信ネットワーク（例えば、インターネット）を介して通信する、実行可能コード、中間コード（例えば、ＩＬ）、または解釈済みコード（例えば、Ｊａｖａ）であり得る。また、本技術は、特定のいかなるシステムまたはシステムのグループでの実行にも限定されないことも理解されたい。また、本技術は、特定のいかなる分散アーキテクチャ、ネットワーク、または通信プロトコルにも限定されないことを理解されたい。
【００５４】
場合によっては、様々な実施形態が、例えばＳＱＬ、ＳｍａｌｌＴａｌｋ、Ｂａｓｉｃ、Ｊａｖａ、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、ＰＨＰ、Ｃ＋＋、Ａｄａ、Ｐｙｔｈｏｎ、ｉＯＳ／Ｓｗｉｆｔ、Ｒｕｂｙ  ｏｎ  Ｒａｉｌｓ、またはＣ＃（シーシャープ）などのオブジェクト指向プログラミング言語を使用してプログラムされてもよい。他のオブジェクト指向プログラミング言語を使用することもできる。あるいは、関数型プログラミング言語、スクリプトプログラミング言語、及び／または論理型プログラミング言語を使用してもよい。様々な構成を、プログラムされていない環境で実施することができる（例えば、ブラウザプログラムのウィンドウで表示したときに、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の側面をレンダリングし、またはその他の機能を実行する、ＨＴＭＬ、ＸＭＬ、またはその他の形式で作成されたドキュメント）。特定の構成は、プログラムされた要素もしくはプログラムされていない要素、またはそれらの任意の組み合わせとして実装され得る。いくつかの例では、システムは、有線または無線のインタフェースを介して通信し、必要に応じてリモートでのシステムの操作を可能にする、モバイルデバイス、タブレット、ラップトップコンピュータ、またはその他のポータブルデバイスに存在するようなリモートインタフェースを備えてもよい。
【００５５】
ある特定の実施例では、プロセッサはまた、分子、それらのフラグメンテーションパターン、及びこれらに類するものに関する情報のデータベース（分子量、質量電荷比、及びその他の共通情報を含むことができる）を含むか、またはそれらにアクセスすることができる。メモリに格納された命令は、システムのソフトウェアモジュールまたは制御ルーチンを実行することができ、それによって、実質的に、システムの制御可能なモデルを提供してもよい。プロセッサは、データベースからアクセスされた情報を、プロセッサで実行される１つ以上のソフトウェアモジュールと共に使用して、システムの様々な構成要素の制御パラメータまたは制御値、例えば、様々な電極電圧、様々な質量分析器パラメータなどを決定することができる。プロセッサは、制御命令を受信するための入力インタフェースと、システムの様々なシステム構成要素にリンクされた出力インタフェースとを使用して、システムの能動的な制御を実行することができる。例えば、プロセッサは、検出器、サンプル導入デバイス、イオン化源、電極、質量分析器などのシステム構成要素を制御することができる。
【００５６】
いくつかの実施例では、本明細書に記載されたイオン化源で使用される電極は、電界イオン化源または電界脱離源に使用することもできる。図９を参照すると、ウィスカ、微細端などを備え得るエミッタ９００が示されている。エミッタ９００は、電源９０５に電気的に結合されている。電極９１０は、エミッタ９００と質量分析器９２０の注入口９２２との間に配置される。また、電極９１０は、電源９０５に電気的に結合され得る。エミッタ９００は、サンプルに浸漬され得、エミッタ９００の表面上のサンプル中にアナライトが保持され得る。電源９０５からエミッタ９００に電圧が供給されると、アナライト分子から電子が引き抜かれ得、アナライトはイオン化し得る。イオン化アナライトは、電極９１０を通って、質量分析器９２０の注入口９２２に輸送され得る。電極９１０によって提供される電場は、電極９１０に電圧が印加されたときに、アナライト分子のイオン化をさらに制御し、または調整し得る。あるいは、電極９１０に電圧が供給されない場合があり、エミッタ９００は、従来の電界脱離／電界イオン化を使用してアナライト分子をイオン化し得る。図示していないが、プロセッサは、電極９１０に電気的に結合され、電界イオン化源の第１のモードでは、電極９１０に第１の電圧を供給するように構成され得、電界イオン化源の第２のモードでは、電極９１０に第２の電圧を供給するように構成され得る。エミッタ９００は、シングルチップエミッタ、ワイヤエミッタまたはブレードエミッタ、微細ワイヤなどを含む多くの異なる構成を取り得る。
【００５７】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたイオン化源は、１つ以上の分離システムに流体的に結合され得る。図１０Ａを参照すると、ガスクロマトグラフィシステムに流体的に結合されたイオン化源が示されている。ガスクロマトグラフィシステムは、カラム１０１０に流体的に結合されたインジェクタ１００５と移動相とを備える。カラム１０１０は、移動相及びアナライトの温度を制御し、アナライトをガス状に保つために、オーブン１０１５内に配置される。移送ライン１０３０は、カラム１０１０をイオン化源の注入口に流体的に結合する。移送ライン１０３０はまた、必要に応じて加熱されて、カラム１０１０からの溶出アナライトを気相に維持し得る。イオン化源は、本明細書に記載されたもののいずれかであり得る。例えば、本イオン化源は、イオン化ブロック１０５５、電子源／電極アセンブリ１０６０、イオンリペラ１０７０、電子コレクタ１０８０、及び出口レンズ１０９０を備え得る。個々のアナライトがカラム１０１０から溶出すると、それらのアナライトはイオン化ブロック１０５５に提供され得、そこでそれらのアナライトは、電子源／電極アセンブリ１０６０からの電子を使用してイオン化され得る。イオン化アナライトは、イオン化ブロック１０５５の出口開口部を通って、出口レンズ１０９０に向かって出て行き、例えば、質量分析器などの下流の構成要素に提供され得る。必要に応じて、カラム１０１０とイオン化ブロック１０５５との間に、追加の構成要素、例えば、インタフェース、スプリッタ、光検出セル、濃縮チャンバ、フィルタ、及びこれらに類するものが存在してもよい。
【００５８】
いくつかの実施形態では、イオン化源は、液体クロマトグラフィ（ＬＣ）システムに流体的に結合され得る。図１１を参照すると、ＬＣシステムは、１つ以上のポンプ１１１０を介してカラム１１２０に流体的に結合されたインジェクタ１１０５を備える。インジェクタ１１０５及び／またはカラム１１２０はまた、移動相、すなわち液体に流体的に結合され、１つ以上のポンプ１１１０を使用して、ＬＣシステムを加圧することができる。カラム１１２０は、一般に、導入されたサンプル中の２つ以上のアナライトを分離するために選択された固定相を含む。個々のアナライトがカラム１１２０から溶出すると、それらのアナライトは、イオン化のためにイオン化源の注入口に供給され得る。カラム１１２０は、イオン化ブロック１１５５の注入口に直接結合されているように示しているが、その代わりに、１つ以上の移送ライン、インタフェースなどが使用されてもよい。例えば、必要に応じてフロースプリッタを使用してもよい。同様に、追加の構成要素、例えば、インタフェース、スプリッタ、光検出セル、濃縮チャンバ、フィルタ、及びこれらに類するものが、カラム１１２０とイオン化ブロック１１５５との間にあってもよい。移送ライン１１３０は、カラム１１２０をイオン化源の注入口に流体的に結合する。必要に応じて、移送ライン１１３０を加熱することもできる。イオン化源は、本明細書に記載されたもののいずれかであり得る。例えば、本イオン化源は、イオン化ブロック１１５５、電子源／電極アセンブリ１１６０、イオンリペラ１１７０、電子コレクタ１１８０、及び出口レンズ１１９０を備え得る。個々のアナライトがカラム１１２０から溶出すると、それらのアナライトはイオン化ブロック１１５５に提供され得、そこでそれらのアナライトは、電子源／電極アセンブリ１１６０からの電子を使用してイオン化され得る。イオン化アナライトは、イオン化ブロック１１５５の出口開口部を通って、出口レンズ１１９０に向かって出て行き、例えば、質量分析器などの下流の構成要素に提供され得る。
【００５９】
特定の実施例では、本明細書に記載されたイオン化源は、１つ以上のアナライトのイオン化及び／または分析を行うために、１つ以上の方法で使用され得る。例えば、電子源と、この電子源と同軸に配置され、この電子源から電子を受け入れるように構成された電子コレクタとを備えるイオン化室に、アナライトが導入され得る。イオン化源は、少なくとも１つの電極に電圧が供給されたときに、電場を提供するように構成された少なくとも１つの電極を備え得る。必要に応じて、イオン化用ガスをイオン化室に導入することもできる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極に供給される電圧が、導入されたアナライトのイオン化から生成される親アナライトイオンの生成を増加させるように選択され得る。例えば、入射電子のエネルギを低下させ、特定のアナライトのフラグメンテーションレベルを減少させるように、電圧が電極に供給され得る。このプロセスは、前駆イオンまたは親イオンの生成を増加させ得、娘イオンの形成を減少させ得る。前駆イオンの生成を増やすことにより、アナライトのより正確な定量が実現可能である。
【００６０】
特定の実施形態では、アナライトは、電子源から電子コレクタへの電子の流れに直交してイオン化ブロックに導入され得るが、この配置方向は必須なものではない。いくつかの実施例では、第１のアナライトがイオン化室に導入され、この第１のアナライトをイオン化させるために、第１のアナライトがイオン化室に導入されたときに、第１の電圧が少なくとも１つの電極に供給される。イオン化された第１のアナライトは、イオン化室の出口開口部を通ってイオン化室を出て行き得る。次いで第２のアナライトがイオン化室に導入され得、この第２のアナライトをイオン化させるために、第２のアナライトがイオン化室に導入されたときに、第２の電圧が少なくとも１つの電極に供給され得る。供給される第１の電圧は、供給される第２の電圧とは異なるものであってもよい。このようにして、個々のアナライトの電極電圧を選択して、種々のアナライトのフラグメンテーションをさらに制御してもよい。
【００６１】
いくつかの実施例では、本明細書に記載されたイオン化源は、イオン化源を使用してアナライトをイオン化するための説明書を任意選択で添付したキットにパッケージ化され得る。例えば、本明細書に記載されたイオン化源は、イオン化源及び任意の関連電極を使用して１つ以上のアナライトをイオン化するための情報と共存させてもよい。本イオン化の手法は、化学イオン化を実行することが望ましい場合には、任意選択でイオン化用ガスを実装することができる。
【００６２】
本明細書に記載された技術をさらに深く理解することを容易にするために、本技術の特定の具体的な実施例を説明する。
【００６３】
実施例１
ガスクロマトグラフィ機器は、それ自体が３連型四重極質量分析器に流体的に結合されたイオン化源に、流体的に結合させることができる。図１２を参照すると、イオン化源／質量分析器アセンブリは、イオン化ブロック１２０５の注入口開口部に流体的に結合された移送ライン１２０２を備える。電子源／電極アセンブリ１２１０（例えば、フィラメントカップアセンブリ）を、イオン化ブロック１２０５に流体的に結合する。電子コレクタ１２１５は、電子源／電極アセンブリ１２１０から電子を受け入れるように配置させる。イオンリペラ１２２０をブロック１２０５の注入口開口部に隣接して配置し、出口レンズアセンブリ１２５０をブロック１２０５の出口開口部に隣接して配置する。レンズアセンブリ１２５０は、イオンを選択するように構成することができる第１の四重極１２６０（Ｑ１）に流体的に結合させる。第１の四重極１２６０は、衝突セル（ＣＣ）として構成することができる第２の四重極１２７０に流体的に結合させる。第２の四重極１２７０は、イオンを選択するように構成することができる第３の四重極１２８０（Ｑ２）に流体的に結合させる。第３の四重極１２８０は、選択されたイオンを検出することができる検出器１２９０に流体的に結合させる。イオン化ブロック１２０５は、例えば、約１０-6〜１０-4トル、例えば、約１０-5トルを含む様々な圧力で動作させることができる。イオン化ブロックの下流の構成要素は、一般的には、イオン化ブロック１２０５に存在する圧力よりも低い圧力で動作する。例えば、四重極１２６０、衝突セル１２７０、四重極１２８０、及び検出器１２９０の圧力は、約１０-5トル、１０-6トル、またはそれ以下であり得る。
【００６４】
実施例２
フィラメントに対する電極の位置関係をより良く示すために、イオン化源の説明図を図１３に示す。このイオン化源は、イオン化ブロック１３０５、３本のフィラメントを含むフィラメントアセンブリ１３３０、固定具としても機能し、フィラメントアセンブリ１３３０とイオン化ブロック１３０５との間に配置される電極１３４０、イオンリペラ１３１０、及び電子コレクタ１３５０を備える。
【００６５】
実施例４
図１４に、従来の電子イオン化（ＥＩ）を使用して得られたトルエン（Ｃ7Ｈ8）のＮＩＳＴスペクトルを示す。参考までに、図１４では、９１ａｍｕ／９２ａｍｕのピーク比は１．３であり、９１ａｍｕ／６５ａｍｕのピーク比は８．３である。
【００６６】
図１５を参照すると、フィラメントカップアセンブリの電極には−１０ボルトの電圧を与えた。９１ａｍｕ／９２ａｍｕのピーク比は１．４であり、９１ａｍｕ／６５ａｍｕのピーク比は３０であった。従来のＥＩを使用したピーク比と比較して、選択した電圧を電極に供給することにより、質量６５を有するフラグメントの生成は少なくなった。
【００６７】
図１６を参照すると、フィラメントカップアセンブリの電極には−１４ボルトの電圧を与えた。９１ａｍｕ／９２ａｍｕのピーク比は０．２であり、９１ａｍｕ／６５ａｍｕのピーク比は８５であった。従来のＥＩを使用したピーク比と比較して、選択した−１４ボルトの電圧を電極に供給することにより、フラグメントの生成は少なくなった。さらに、−１０ボルトを使用して生成された質量６５のフラグメントの量と比較して、より高い−１４ボルトの電圧では、質量６５のフラグメントの量を減少させる結果となった。また、親イオン形成の増加も観察された。
【００６８】
実施例５
図１７に、従来の電子イオン化（ＥＩ）を使用して得られたエチルベンゼン（Ｃ8Ｈ10）のＮＩＳＴスペクトルを示す。参考までに、図１７では、９１ａｍｕ／１０６ａｍｕのピーク比は３．５４である。図１８を参照すると、フィラメントカップアセンブリの電極には−１５ボルトの電圧を与えた。測定した９１ａｍｕ／１０６ａｍｕのピーク比は０．４５であり、選択した電圧がフィラメントカップアセンブリ電極に供給されたときに、親イオンの量が増加したことを示している。
【００６９】
本明細書に開示された実施例の要素を持ち出す際に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素の１つ以上が存在することを意味することが意図されている。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、及び「ｈａｖｉｎｇ（有する）」という用語は、非制限的であることを意図しており、記載された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。本開示の利点を考慮すれば、本実施例の様々な構成要素を、他の実施例の様々な構成要素と交換または置換し得ることが、当業者によって認識されるであろう。
【００７０】
特定の態様、実施例、及び実施形態を上で説明したが、本開示の利点を考慮すると、開示された例示的な態様、実施例、及び実施形態の追加、置換、修正、及び変更が可能であることが、当業者によって認識されるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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