(57)【要約】  プラズマ放電チャンバと、プラズマ放電チャンバを備えるプラズマイオン化源との特定の構成が記載されている。いくつかの実施例では、放電チャンバは導電性エリアを含み、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成される。他の実施例では、放電チャンバは、プラズマガスを受け入れるように構成された少なくとも１つの入口と、放電チャンバからイオン化されたアナライトを提供するように構成された少なくとも１つの出口とを備える。放電チャンバを使用するシステム及び方法もまた、記載されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電チャンバを備えるプラズマ放電イオン化源であって、
導電性エリアを備え、
前記放電チャンバが、前記放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されており、
前記放電チャンバが、
プラズマガスを受け入れるように構成された少なくとも１つの入口と、
前記放電チャンバからイオン化されたアナライトを提供するように構成された少なくとも１つの出口と
を備える、前記プラズマ放電イオン化源。
【請求項２】
前記放電チャンバに電気的に結合された第１の電極をさらに備え、
前記第１の電極が、電源に電気的に結合するように構成されている、請求項１に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項３】
前記第１の電極が、前記放電チャンバの前記少なくとも１つの入口内に配置されている、請求項１に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項４】
前記放電チャンバに電気的に結合された第２の電極をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項５】
前記少なくとも１つの入口と前記少なくとも１つの出口との間に、少なくとも１つの湾曲部をさらに備え、
前記少なくとも１つの湾曲部が、前記少なくとも１つの出口を通って前記放電チャンバを出る準安定原子及び自由電子及び光子の数を減らすように構成されている、請求項１に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項６】
前記少なくとも１つの湾曲部が、約９０度の湾曲部として構成されている、請求項５に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項７】
前記少なくとも１つの湾曲部の上流に配置されているか、または前記少なくとも１つの湾曲部の下流に配置されている第２の湾曲部をさらに備える、請求項５に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項８】
前記放電チャンバが導電材料を含む、請求項３に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項９】
前記入口が、前記プラズマガスと、アナライトを含むサンプルとを同時に受け取るように構成されている、請求項３に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１０】
前記入口とは別個の第２の入口をさらに備え、
前記第２の入口が、アナライトを含むサンプルを前記放電チャンバに供給するように構成されている、請求項３に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１１】
前記放電チャンバが、前記少なくとも１つの入口に隣接する第１の区域、前記少なくとも１つの出口に隣接する第３の区域、及び前記第１の区域と前記第３の区域との間の第２の区域を備える、請求項３に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１２】
前記第３の区域の平均内径が、前記第２の区域の平均内径よりも大きい、請求項１１に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１３】
前記第２の区域の平均内径が、前記第１の区域の平均内径よりも大きい、請求項１２に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１４】
前記放電チャンバが、第２のプラズマガスを受け入れるように構成された第２の入口をさらに備える、請求項１に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１５】
前記放電チャンバが、誘導結合を全く伴わずに前記プラズマ放電を維持するように構成されている、請求項１に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１６】
前記放電チャンバに流体的に結合された第２の放電チャンバをさらに備え、
前記第２の放電チャンバが、前記第２の放電チャンバの入口区域と出口区域との間に少なくとも１つの湾曲部を備える、請求項５に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１７】
前記第２の放電チャンバの前記少なくとも１つの湾曲部が、前記放電チャンバの前記少なくとも１つの湾曲部とは異なる幾何学的形状を備える、請求項１６に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１８】
前記第２の放電チャンバに電気的に結合された電極をさらに備える、請求項１７に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項１９】
前記第２の放電チャンバが、前記プラズマガスとは異なる第２のプラズマガスでプラズマ放電を維持するように構成されている、請求項１８に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項２０】
前記放電チャンバが、２つ以上の異なるプラズマガスを受け取って、前記異なるプラズマガスを使用して、異なるアナライト種を選択的にイオン化するように構成されている、請求項１に記載のプラズマ放電イオン化源。
【請求項２１】
第１の電極を備える放電チャンバ内に維持されたプラズマ放電に、アナライトを導入することによって、前記アナライトをイオン化することを含む方法であって、
前記放電チャンバが、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とを備え、
前記プラズマ放電が、前記放電チャンバの前記少なくとも１つの入口を通して前記放電チャンバ内に導入されたプラズマガスの存在下で、前記第１の電極に電圧を供給することにより、前記放電チャンバ内に維持される、前記方法。
【請求項２２】
前記放電チャンバの前記少なくとも１つの入口内に配置されるように前記第１の電極を構成することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の電極に、約１０ボルト〜約５０００ボルトの直流電圧を供給することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の電極に、約２０ボルト〜約３０００ボルトの交流電圧を供給することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の電極に無線周波数電流を供給することをさらに含み、
前記無線周波数電流の無線周波数範囲が、約１００Ｈｚ〜約１０ＭＨｚである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
約１０-3〜１００トルの圧力で前記放電チャンバ内の前記プラズマ放電を維持することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量を使用して前記プラズマ放電を提供することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの入口に隣接する第１の区域、前記少なくとも１つの出口に隣接する第３の区域、及び前記第１の区域と前記第３の区域との間の第２の区域で前記放電チャンバを構成することをさらに含み、
前記第３の区域の平均内径が、前記第２の区域の平均内径よりも大きい、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記イオン化されたアナライトの親アナライトイオンの生成を促進して、親アナライトイオンの質量対電荷ピーク強度を使用する前記アナライトの定量を可能にするように、前記供給電圧を選択することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
前記放電チャンバ内で前記プラズマ放電が維持されるかどうかを判定するために、前記第１の電極に供給される電流を監視することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記放電チャンバ内で前記プラズマ放電が維持されるかどうかを判定するために、光学センサを使用することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
前記プラズマガスが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素、一酸化窒素、アンモニア、酸素、空気、圧縮空気、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、または二酸化窒素のうちの１つ以上を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３３】
前記アナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入されたアナライトを、第１のプラズマガスを使用してイオン化することと、
第２のアナライトを前記放電チャンバに導入する前に、前記イオン化されたアナライトが、前記少なくとも１つの出口を通って前記放電チャンバを出るのを可能にすることと、
前記第２のアナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入された第２のアナライトを、前記第１のプラズマガスとは異なる第２のプラズマガスを使用してイオン化することと
をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３４】
第３のアナライトを前記放電チャンバに導入する前に、前記イオン化された第２のアナライトが、前記少なくとも１つの出口を通って前記放電チャンバを出るのを可能にすることと、
前記第３のアナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入された第３のアナライトを、前記第１のプラズマガス及び前記第２のプラズマガスとは異なる第３のプラズマガスを使用してイオン化することと
をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１のプラズマガス、前記第２のプラズマガス及び前記第３のプラズマガスのそれぞれが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素、一酸化窒素、アンモニア、酸素、空気、圧縮空気、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、及び二酸化窒素からなる群から独立して選択され、
前記第１のプラズマガス、前記第２のプラズマガス及び前記第３のプラズマガスのそれぞれが、異なる組成物を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記アナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入されたアナライトを、前記少なくとも１つの電極に供給される第１の電圧を使用してイオン化することと、
第２のアナライトを前記放電チャンバに導入する前に、前記イオン化されたアナライトが、前記少なくとも１つの出口を通って前記放電チャンバを出るのを可能にすることと、
前記第２のアナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入された第２のアナライトを、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を使用してイオン化することと
をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３７】
第３のアナライトを前記放電チャンバに導入する前に、前記イオン化された第２のアナライトが、前記少なくとも１つの出口を通って前記放電チャンバを出るのを可能にすることと、
前記第３のアナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入された第３のアナライトを、前記第１の電圧及び前記第２の電圧とは異なる第３の電圧を使用してイオン化することと
をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第２のアナライトを前記放電チャンバに導入する前に、前記プラズマガスの組成を変更することをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの入口と前記少なくとも１つの出口との間に少なくとも１つの湾曲部を備えるように前記放電チャンバを構成することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項４０】
前記放電チャンバを第２の放電チャンバに結合することをさらに含み、
前記第２の放電チャンバが、第２の電極に電気的に結合されており、
前記第２の放電チャンバが、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とを備えており、
プラズマ放電が、プラズマガスの存在下で前記第２の電極に電圧を供給することにより、前記第２の放電チャンバ内に維持される、請求項２１に記載の方法。
【請求項４１】
前記第２の放電チャンバの前記少なくとも１つの入口と、前記第２の放電チャンバの前記少なくとも１つの出口との間に、少なくとも１つの湾曲部を有する前記第２の放電チャンバを構成することをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記プラズマ放電を、前記放電チャンバ内で、誘導結合を全く伴わずに維持することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項４３】
請求項１〜２０のいずれかに記載の前記プラズマ放電イオン化源の前記放電チャンバの前記少なくとも１つの出口に流体的に結合されているとともに、イオン化されたアナライトを前記放電チャンバから受け取るように構成されている質量分析器を備える、質量分析計システム。
【請求項４４】
請求項１〜２０のいずれかに記載の前記プラズマ放電イオン化源と、
請求項１〜２０のいずれかに記載の前記プラズマ放電イオン化源を使用して、前記放電チャンバ内にプラズマ放電を提供するための説明書と
を備える、キット。
【請求項４５】
アナライトのイオン化を促進する方法であって、
放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されている前記放電チャンバを提供することであって、
前記放電チャンバが、電源に結合するように構成された少なくとも１つの電極に電気的に結合するように構成されており、
前記放電チャンバがさらに、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口とを備える、
前記放電チャンバを提供することを含み、
前記放電チャンバが、前記少なくとも１つの電極に供給される電圧を使用して、前記放電チャンバ内で前記プラズマ放電を維持するように構成されている、前記方法。
【請求項４６】
前記放電チャンバが、前記少なくとも１つの入口と前記少なくとも１つの出口との間に少なくとも１つの湾曲部をさらに備える、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
サンプル中のアナライトを定量する方法であって、
５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量を使用することにより、放電チャンバ内で生成されたプラズマ放電に前記アナライトを導入した後、前記アナライトのイオン化から生成された親アナライトイオンのピーク強度を測定することを含み、
前記プラズマガスが、前記生成されたプラズマ放電を使用して、前記親アナライトイオンの生成を増大させるように選択される、前記方法。
【請求項４８】
親アナライトイオンの生成を増大させるようにアナライトをイオン化する方法であって、
放電チャンバに供給されるプラズマガスと、前記放電チャンバに供給される電圧とを使用して、前記放電チャンバ内に維持されるプラズマ放電に、前記アナライトを導入することを含み、
前記プラズマ放電は、２００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流を使用して、前記放電チャンバ内に維持され、
前記プラズマ放電が、約２０００ケルビン以下の平均温度を含む、前記方法、
【請求項４９】
約２０００ケルビン以下の平均温度を含むプラズマ放電であって、
前記プラズマ放電が、２００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量で供給されるプラズマガスの存在下で、放電チャンバに供給された電圧を使用して、前記放電チャンバ内に維持される、前記プラズマ放電。
【請求項５０】
プラズマ放電を維持するために供給される電圧を変更することなく、正及び負の両方のアナライトイオンを提供するように構成された、前記プラズマ放電。
【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仮出願第６２／６７３，５１３号の関連出願であり、この仮出願に対する優先権、及びこの仮出願の利益を主張するものであり、この仮出願の開示全体を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本明細書に記載された技術は、イオン化デバイス、イオン化方法及びイオン化システムに関する。より詳細には、プラズマ放電イオン化源のいくつかの構成、ならびにそれらを用いたシステム及び方法について説明する。
【背景技術】
【０００３】
イオン化法は、様々なアナライトの分析によく用いられる。アナライトをイオン化させると、多くの場合、多量のフラグメンテーションをもたらし得る。
【発明の概要】
【０００４】
イオン化デバイス、イオン化方法及びイオン化システムのある特定の態様、実施形態、構成及び特徴が、本明細書に記載されている。
【０００５】
一態様では、プラズマ放電イオン化源が提供される。ある特定の構成では、本イオン化源は、電源に電気的に結合するように構成され、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成された放電チャンバを備えており、放電チャンバが、プラズマガスを受け入れるように構成された少なくとも１つの入口と、放電チャンバからイオン化されたアナライトを提供するように構成された少なくとも１つの出口とを備える。
【０００６】
ある特定の実施例では、プラズマ放電イオン化源は、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口との間に、少なくとも１つの湾曲部をさらに備え、少なくとも１つの湾曲部が、少なくとも１つの出口を通って放電チャンバを出る準安定原子及び自由電子及び光子の数を減らすように構成されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの湾曲部は、約９０度の湾曲部として構成されている。他の実施形態では、プラズマ放電イオン化源は、少なくとも１つの湾曲部の上流に配置されているか、または少なくとも１つの湾曲部の下流に配置されている第２の湾曲部をさらに備える。
【０００７】
いくつかの例では、プラズマ放電イオン化源は、放電チャンバに電気的に結合された第１の電極をさらに備え、第１の電極が、電源に電気的に結合するように構成されている。他の実施例では、第１の電極は、放電チャンバの少なくとも１つの入口内に配置される。いくつかの実施形態では、プラズマ放電イオン化源は、放電チャンバに電気的に結合された第２の電極をさらに備える。
【０００８】
いくつかの実施例では、放電チャンバは、１つ以上の導電材料、例えば、ステンレス鋼、タングステン、ニッケルクロム合金、ニッケルクロムモリブデン合金、チタン、チタン合金、及びそれらの組み合わせを含む。
【０００９】
ある特定の実施形態では、入口が、プラズマガスと、アナライトを含むサンプルとを同時に受け取るように構成されている。他の実施形態では、プラズマ放電イオン化源は、入口とは別個の第２の入口をさらに備え、第２の入口が、アナライトを含むサンプルを放電チャンバに供給するように構成されている。いくつかの実施例では、放電チャンバが、少なくとも１つの入口に隣接する第１の区域、少なくとも１つの出口に隣接する第３の区域、及び第１の区域と第３の区域との間の第２の区域を備える。
【００１０】
他の実施例では、第３の区域の平均内径が、第２の区域の平均内径よりも大きい。いくつかの実施形態では、第２の区域の平均内径が、第１の区域の平均内径よりも大きい。
【００１１】
他の実施形態では、放電チャンバが、第２のプラズマガスを受け入れるように構成された第２の入口をさらに備える。ある特定の実施例では、放電チャンバが、誘導結合を全く伴わずにプラズマ放電を維持するように構成されている。
【００１２】
いくつかの構成では、プラズマ放電イオン化源は、放電チャンバに流体的に結合された第２の放電チャンバをさらに備え、第２の放電チャンバが、第２の放電チャンバの入口区域と出口区域との間に少なくとも１つの湾曲部を備える。ある特定の実施例では、第２の放電チャンバの少なくとも１つの湾曲部が、放電チャンバの少なくとも１つの湾曲部とは異なる幾何学的形状を備える。
【００１３】
ある特定の実施例では、プラズマ放電イオン化源は、第２の放電チャンバに電気的に結合された電極をさらに備える。いくつかの実施形態では、第２の放電チャンバが、プラズマガスとは異なる第２のプラズマガスでプラズマ放電を維持するように構成されている。ある特定の実施例では、放電チャンバが、２つ以上の異なるプラズマガスを受け取って、異なるプラズマガスを使用して、異なるアナライト種を選択的にイオン化するように構成され得る。
【００１４】
別の態様では、質量分析計システムは、プラズマ放電イオン化源を備える。本プラズマ放電イオン化源は、電源に電気的に結合するように構成された放電チャンバを含み得、放電チャンバが、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されており、放電チャンバが、プラズマガスを受け入れるように構成された少なくとも１つの入口と、放電チャンバからイオン化されたアナライトを提供するように構成された少なくとも１つの出口とを備える。質量分析計システムはまた、放電チャンバの少なくとも１つの出口に流体的に結合され、放電チャンバからイオン化されたアナライトを受け取るように構成された質量分析器を備え得る。
【００１５】
ある特定の実施例では、放電チャンバは、放電チャンバに電気的に結合された第１の電極をさらに備え、第１の電極が、電源に電気的に結合するように構成されている。いくつかの実施例では、放電チャンバは、質量分析器の入口オリフィスに直接結合されている。
【００１６】
他の実施例では、質量分析器は、放電チャンバの出口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。いくつかの例では、質量分析器は、３連型四重極アセンブリを備える。他の例では、質量分析計システムは、放電チャンバの出口と３連型四重極アセンブリの入口との間に少なくとも１つのポンピングステージを備える。いくつかの実施例では、３連型四重極アセンブリの第１の四重極アセンブリは、少なくとも１つのポンピングステージに流体的に結合され、第１の四重極アセンブリは、質量フィルタとして構成される。他の例では、３連型四重極アセンブリの第２の四重極アセンブリは、第１の四重極アセンブリに流体的に結合され、第２の四重極アセンブリは、衝突四重極アセンブリとして構成される。いくつかの実施形態では、３連型四重極アセンブリの第３の四重極アセンブリは、第２の四重極アセンブリに流体的に結合され、第３の四重極アセンブリは質量フィルタとして構成される。
【００１７】
いくつかの実施例では、質量分析計システムは、第３の四重極アセンブリに流体的に結合された検出器をさらに備える。ある特定の実施形態では、質量分析計システムは、放電チャンバに電気的に結合されたプロセッサをさらに備え、プロセッサは、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために、放電チャンバに第１の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、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために、第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給するように構成される。いくつかの構成では、プロセッサは、プラズマガスを放電チャンバに供給するようにさらに構成される。ある特定の実施形態では、プロセッサは、上記のプラズマガスとは異なる第２のプラズマガスを放電チャンバに供給するようにさらに構成される。
【００１８】
ある特定の実施形態では、質量分析計の放電チャンバは、少なくとも１つの入口に隣接する第１の区域、少なくとも１つの出口に隣接する第３の区域、及び第１の区域と第３の区域との間の第２の区域を備え得る。他の実施形態では、第３の区域の平均内径が、第２の区域の平均内径よりも大きく、第２の区域の平均内径が、第１の区域の平均内径よりも大きい。
【００１９】
いくつかの実施例では、質量分析計の放電チャンバは、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口との間に、少なくとも１つの湾曲部をさらに備え、少なくとも１つの湾曲部が、少なくとも１つの出口を通って放電チャンバを出る準安定原子及び自由電子の数を減らすように構成されている。
【００２０】
ある特定の実施例では、質量分析計システムは、放電チャンバに流体的に結合された第２の放電チャンバをさらに備え、第２の放電チャンバが、第２の放電チャンバの入口区域と出口区域との間に少なくとも１つの湾曲部を備える。
【００２１】
いくつかの実施形態では、質量分析計システムは、放電チャンバの少なくとも１つの入口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。ある特定の実施例では、クロマトグラフィシステムは、ガスクロマトグラフィシステムまたは液体クロマトグラフィシステムとして構成されている。
【００２２】
別の態様では、方法は、第１の電極を備える放電チャンバ内に維持されたプラズマ放電に、アナライトを導入することによって、アナライトをイオン化することを含み、放電チャンバが、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とを備え、プラズマ放電が、放電チャンバの少なくとも１つの入口を通して放電チャンバ内に導入されたプラズマガスの存在下で、第１の電極に電圧を供給することにより、放電チャンバ内に維持される。
【００２３】
ある特定の実施形態では、本方法は、放電チャンバの少なくとも１つの入口内に配置されるように第１の電極を構成することを含む。いくつかの実施例では、本方法は、第１の電極に、約＋／−１０ボルト〜約＋／−５０００ボルトの直流電圧を供給することを含む。他の実施例では、本方法は、第１の電極に、約＋／−２０ボルト〜約＋／−３０００ボルトの交流電圧を供給することを含む。いくつかの例では、本方法は、第１の電極に無線周波数電流を供給することを含み、無線周波数の周波数が、約１００Ｈｚ〜約１０ＭＨｚである。本明細書で提供される電圧及び周波数は、単なる説明的なものにすぎず、他の電圧及び周波数は、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。
【００２４】
他の実施例では、本方法は、プラズマ放電を維持するのに好適な圧力で放電チャンバ内にプラズマ放電を維持することを含み、例えば、一実施例は、約１０-3〜１００トルの圧力を使用し得る。いくつかの実施形態では、本方法は、５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量を使用してプラズマ放電を提供することを含むが、この例示的な流量以外の流量も使用することができる。
【００２５】
いくつかの実施例では、本方法は、少なくとも１つの入口に隣接する第１の区域、少なくとも１つの出口に隣接する第３の区域、及び第１の区域と第３の区域との間の第２の区域で放電チャンバを構成することを含み、第３の区域の平均内径が、第２の区域の平均内径よりも大きい。
【００２６】
ある特定の実施例では、本方法は、イオン化されたアナライトの親アナライトイオンの生成を促進して、親アナライトイオンの質量対電荷ピーク強度を使用するアナライトの定量を可能にするように、供給電圧を選択することを含む。
【００２７】
いくつかの実施形態では、本方法は、放電チャンバ内でプラズマ放電が維持されるかどうかを判定するために、第１の電極に供給される電流を監視することを含む。ある特定の実施例では、本方法は、放電チャンバ内でプラズマ放電が維持されるかどうかを判定するために、光学センサを使用することを含む。
【００２８】
いくつかの構成では、プラズマガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素、一酸化窒素、アンモニア、酸素、空気、圧縮空気、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、亜酸化窒素、及び二酸化窒素のうちの１つ以上であり得る。これらの説明的なプラズマガスは例示として提供されており、同様に使用し得る他のプラズマガス、例えば、希土類ガス、希土類ガス混合物などを除外することを意図するものではない。
【００２９】
ある特定の実施例では、本方法は、アナライトを放電チャンバに導入して、導入されたアナライトを、第１のプラズマガスを使用してイオン化することと、第２のアナライトを放電チャンバに導入する前に、イオン化されたアナライトが、少なくとも１つの出口を通って放電チャンバを出るのを可能にすることと、第２のアナライトを放電チャンバに導入して、導入された第２のアナライトを、第１のプラズマガスとは異なる第２のプラズマガスを使用してイオン化することとを含む。いくつかの例では、本方法は、第３のアナライトを放電チャンバに導入する前に、イオン化された第２のアナライトが、少なくとも１つの出口を通って放電チャンバを出るのを可能にすることと、第３のアナライトを放電チャンバに導入して、導入された第３のアナライトを、第１のプラズマガス及び第２のプラズマガスとは異なる第３のプラズマガスを使用してイオン化することとを含む。第１のプラズマガス及び第２のプラズマガスのそれぞれは、独立して、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素、一酸化窒素、アンモニア、酸素、空気、圧縮空気、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、亜酸化窒素、及び二酸化窒素のうちの１つ以上であり得る。
【００３０】
ある特定の実施例では、本方法は、アナライトを放電チャンバに導入して、導入されたアナライトを、少なくとも１つの電極に供給される第１の電圧を使用してイオン化することと、第２のアナライトを放電チャンバに導入する前に、イオン化されたアナライトが、少なくとも１つの出口を通って放電チャンバを出るのを可能にすることと、第２のアナライトを放電チャンバに導入して、導入された第２のアナライトを、第１の電圧とは異なる第２の電圧を使用してイオン化することとを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、第３のアナライトを放電チャンバに導入する前に、イオン化された第２のアナライトが、少なくとも１つの出口を通って放電チャンバを出るのを可能にすることと、第３のアナライトを放電チャンバに導入して、導入された第３のアナライトを、第１の電圧及び第２の電圧とは異なる第３の電圧を使用してイオン化することとを含む。いくつかの実施例では、本方法は、第２のアナライトを放電チャンバに導入する前に、プラズマガスの組成を変更することを含む。
【００３１】
他の実施形態では、本方法は、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口との間に少なくとも１つの湾曲部を備えるように放電チャンバを構成することを含む。
【００３２】
いくつかの実施例では、本方法は、放電チャンバを第２の放電チャンバに結合することを含み、第２の放電チャンバが、第２の電極に電気的に結合されており、第２の放電チャンバが、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とを備えており、プラズマ放電が、プラズマガスの存在下で第２の電極に電圧を供給することにより、第２の放電チャンバ内に維持される。いくつかの構成では、第２の放電チャンバは、第２の放電チャンバの少なくとも１つの入口と、第２の放電チャンバの少なくとも１つの出口との間に、少なくとも１つの湾曲部で構成することができる。本明細書に記載の方法は、誘導結合を全く伴わずに、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために使用することができる。
【００３３】
追加の態様では、本明細書に記載のプラズマ放電イオン化源の１つ以上を含むキットが提供され、プラズマ放電イオン化源を使用するための説明書により、放電チャンバ内にプラズマ放電が提供される。
【００３４】
別の態様では、アナライトのイオン化を促進する方法が記載されている。いくつかの実施例では、本方法は、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されている放電チャンバを提供することであって、放電チャンバが、電源に結合するように構成された少なくとも１つの電極に電気的に結合するように構成されており、放電チャンバがさらに、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口とを備える、放電チャンバを提供することを含み、放電チャンバが、少なくとも１つの電極に供給される電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されている。
【００３５】
さらなる態様では、アナライトのイオン化を促進する方法は、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されている放電チャンバを提供することであって、放電チャンバが、電源に結合するように構成された少なくとも１つの電極に電気的に結合するように構成されている。放電チャンバは、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口と、任意選択で、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口との間の少なくとも１つの湾曲部とをさらに備え得る。放電チャンバは、少なくとも１つの電極に供給される電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成され得る。
【００３６】
別の態様では、サンプル中のアナライトを定量する方法が、５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量を使用することにより、放電チャンバ内で生成されたプラズマ放電にアナライトを導入した後、アナライトのイオン化から生成された親アナライトイオンのピーク強度を測定することを含む。いくつかの実施例では、プラズマガスは、生成されたプラズマ放電を使用して、親アナライトイオンの生成を増大させるように選択され得る。
【００３７】
さらなる態様では、親アナライトイオンの生成を増大させるようにアナライトをイオン化する方法が、放電チャンバに供給されるプラズマガスと、放電チャンバに供給される電圧とを使用して、放電チャンバ内に維持されるプラズマ放電に、アナライトを導入することを含む。いくつかの構成では、プラズマ放電は、５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流を使用して、放電チャンバ内に維持され得る。いくつかの例では、プラズマ放電が、約２０００ケルビン以下の平均温度を含む。
【００３８】
別の態様では、約２０００ケルビン以下の平均温度を含むプラズマ放電が記載されている。いくつかの実施形態では、プラズマ放電が、５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量で供給されるプラズマガスの存在下で、放電チャンバに供給された電圧を使用して、放電チャンバ内に維持され得る。
【００３９】
別の態様では、プラズマ放電を維持するために供給される電圧を変更することなく、正及び負の両方のアナライトイオンを提供するように構成されたプラズマ放電が提供される。
【００４０】
さらなる態様、構成、実施形態及び実施例を、さらに詳細に後述する。
【００４１】
デバイス、システム及び方法の特定の具体的な構成について、添付の図を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ある特定の実施例による、放電イオン化源を維持するように構成された放電チャンバまたは放電管の一説明図である。
【図２Ａ】ある特定の実施形態による、放電チャンバの入口内に配置された電極を示す説明図である。
【図２Ｂ】ある特定の実施形態による、放電チャンバの入口内に配置された電極と、放電チャンバ中に存在している第２の電極とを示す説明図である。
【図３Ａ】いくつかの実施形態による、急湾曲部を備えた放電チャンバを示す説明図である。
【図３Ｂ】いくつかの実施形態による、緩湾曲部を備えた放電チャンバを示す説明図である。
【図４Ａ】ある特定の実施例による、２つの湾曲部を備えた放電チャンバの説明図である。
【図４Ｂ】いくつかの実施例による、３つの湾曲部を備えた放電チャンバの説明図である。
【図４Ｃ】いくつかの実施例による、異なる構成の２つの湾曲部を備えた放電チャンバの説明図である。
【図５Ａ】いくつかの構成による、２つの入口を備えた放電チャンバの説明図である。
【図５Ｂ】ある特定の実施例による、２つの入口を備えた放電チャンバの別の説明図である。
【図５Ｃ】いくつかの実施例による、２つの出口を備えた放電チャンバの説明図である。
【図６Ａ】いくつかの実施例による、可変直径を備えたストレート型チャンバの説明図である。
【図６Ｂ】いくつかの構成による、可変直径を備えたストレート型チャンバの別の説明図である。
【図６Ｃ】いくつかの実施例による、可変直径を有するストレート型チャンバの説明図である。
【図６Ｄ】ある特定の例による、可変直径を有する湾曲型チャンバの説明図である。
【図７Ａ】いくつかの実施例による、互いに結合された２つの放電チャンバの説明図である。
【図７Ｂ】いくつかの実施例による、互いに結合された２つの放電チャンバの別の説明図である。
【図７Ｃ】いくつかの実施例による、並列式の２つの放電チャンバの説明図である。
【図８】いくつかの実施例による、光学窓を備えた放電チャンバの説明図である。
【図９Ａ】いくつかの実施例による、放電チャンバ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９Ｂ】いくつかの実施例による、放電チャンバ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１０】ある特定の実施例による、放電チャンバを備えた質量分析システムの説明図である。
【図１１】いくつかの実施例による、放電チャンバの説明図である。
【図１２】いくつかの実施例による、放電チャンバの別の説明図である。
【図１３】いくつかの実施形態による、３連型四重極アセンブリに流体的に結合された放電チャンバの説明図である。
【図１４】いくつかの実施例による、電子イオン化を利用して得られ、前駆イオンをほとんど示さない質量スペクトルである。
【図１５】Ａ、Ｂ、及びＣは、ある特定の実施形態による、様々な分子の質量スペクトルを示す。
【図１６】Ａ及びＢは、本明細書に記載の放電チャンバを使用して得られた質量スペクトルを示し、Ｃは、比較のために図１４と同じスペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本開示の利益を踏まえれば、本放電チャンバの長さ、幅などの寸法は、必ずしも縮尺どおりである必要はないことが、当業者によって認識されるであろう。いずれかの一領域の長さまたは幅は、様々であってもよく、またはいずれかの他の領域の長さまたは幅とは異なっていてもよい。さらに、いずれかの一領域の３次元形状は、他の領域とは異なっていてもよく、必ずしも示された２次元の図に描かれていなくてもよい。
【００４４】
１つ以上のアナライトをより穏やかにイオン化することができるイオン化デバイス及びイオン化システムを対象とする特定の方法、デバイス及びシステムが本明細書に記載されている。例えば、従来の電子イオン化（ＥＩ）源は、非常に高いエネルギを使用して、分子に多量のフラグメンテーションを起こさせ得る。分子から娘イオンへの多量のフラグメンテーションは、各種アナライトのフラグメントを重複させる原因となり、サンプル内の元分子の同一性及び／または量を判定し難くする可能性がある。本明細書に記載された方法及びデバイスを用いるイオン化デバイス及びイオン化条件を選択することにより、多量のフラグメンテーションを伴わずに、より多くの前駆イオンまたは親イオン、例えば、インタクトな分子イオンを生じさせる、よりソフトなイオン化を実施することができる。増大された量の前駆イオンの存在は、未知のサンプル中の分子のより正確な同定と、未知のサンプル中に存在する各分子の量を定量化する際の精度の向上とを含むが、これらに限定されない特定の属性を提供し得る。
【００４５】
分子のよりソフトなイオン化を提供するのに使用できる多くの異なる構成のいくつかを説明するために、様々な放電「管」または放電チャンバが記載されている。管の精密寸法、材質、及び形状は様々であってよい。いくつかの実施例では、管は、例えば、実質的に全く曲がっていない、概して同軸の「ストレート型の」管であってもよく、一方、他の例では管は湾曲しており、例えば１つ以上の湾曲部を備えてもよい。チャンバまたは管の内径は、必要に応じて、入口端から出口端にかけて、増大または減少させてもよい。さらに、チャンバまたは管のある部分の直径を大きくし、続いて管の別の部分の直径を小さくしてもよい。チャンバまたは管は、管内のプラズマ放電の視覚化を可能にするように、光学的に透明であってもよく、光学的に不透明であってもよく、または１つ以上の光学窓を備えてもよい。プラズマ放電を維持するために供給される電圧を変更する必要がなく、チャンバまたは管を使用して、正イオン及び負イオンの両方を生成することができる。チャンバまたは管は、１つ、２つまたはそれ以上の入口と、１つ、２つまたはそれ以上の出口とを備え得る。さらに詳細に後述するように、チャンバまたは管の一部分以上が導電性であってもよいが、チャンバまたは管の全体が導電性である必要はなく、チャンバまたは管の様々な導電性部分は、必要に応じて非導電性エリアによって分離され得る。放電チャンバは、例えば、放電チャンバの一部分、または放電チャンバと共に使用される電極に電圧を供給することにより、電圧及びプラズマガスを用いて、プラズマ放電を維持するように構成することができる。プラズマ放電を、例えば、一切の誘電結合を伴わずに、維持することができる。
【００４６】
ある特定の実施例において、図１を参照すると、本体１０５と、入口１１０と、出口１１５とを備えるストレート型のチャンバまたは管１００が示されている。チャンバ１００は、入口１１０に隣接した導電性エリア１１２と、出口１１５に隣接した導電性エリア１１７とを備える。導電性エリア１１２には電圧を供給することができ、導電性エリア１１７はグランドに電気的に結合され得る。プラズマガスが入口１１０を通してチャンバ１００内に導入されると、チャンバ１００内でプラズマ放電１２５を維持することができる。使用されるプラズマガスに応じて、放電１２５により、準安定原子及び準安定イオンが生成され得る。アナライトがチャンバ１００内に導入されると、アナライト分子は、電子、準安定原子及び準安定イオンと衝突して、例えば、電子衝撃、ペニングイオン化及び／または電荷移動により、アナライトイオンを形成し得る。入口１１０から出口１１５へのプラズマガスの流れは、アナライトイオンをチャンバ１００の下方へ輸送し、チャンバ１００の側面との衝突によるそれらアナライトイオンのロスを回避し得る。準安定原子及び自由電子は、壁に衝突し、方向を変えられ、または他の手段を用いて除去されるので、それらは、システムの下流構成要素に実質的に全く入ることができない。一般に、プラズマガスのイオン化ポテンシャルとアナライトのイオン化ポテンシャルとの差が、イオン化の感度、及びフラグメンテーションの程度を決める。使用する特定のプラズマガスを選択することにより、様々なアナライトに対して選択的なイオン化を実現することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、図２Ａを参照すると、放電チャンバまたは放電管は、チャンバの入口端に電極を電気的に結合することによって導電性にしてもよい。放電チャンバ２００は、導電性のエリアの一部分を含む。電極２１０は、放電チャンバ２００から電極２１０を電気的に分離するように作用し得るプローブを介して、放電チャンバ２００の入口２０２に結合されるように示されている。放電チャンバ２００は、シャーシグランドまたはグランド２２５に電気的に結合され得る。プラズマガスの存在下で電極２１０に電圧が供給されると、チャンバ２００の一部の範囲内でプラズマ放電２３０が維持され得る。供給電圧及び／または供給プラズマガスに応じて、プラズマ放電２３０のイオン化ポテンシャルが調整され、または変更され得る。この調整は、チャンバ２００内に導入された分子をイオン化するためのより制御された方法を提供し、様々なアナライト分子を、様々なプラズマガスで維持されたプラズマ放電に導入して、アナライト分子から生成されるイオンの全体的な種類及び性質を変更することができる。電極の正確な寸法は、入口の寸法に応じて異なり得る。例えば、直径が約１〜３ｍｍの電極が使用され得るが、この大きさは、放電チャンバの寸法に応じて小さくしてもよく、または大きくしてもよい。
【００４８】
ある特定の実施例では、図２Ｂを参照すると、放電管または放電チャンバが２つ以上の分離電極を備え得る。放電チャンバ２５０は、第１の電極２６０と、第１の電極２６０から空間的に分離された第２の電極２６５とを備える。第２の電極２６５は、グランドに電気的に結合されていてもよく、または電源から電圧を供給されていてもよい。第１の電極２６０及び第２の電極２６５のそれぞれに電圧が供給される実施例では、放電チャンバ自体がグランドに電気的に結合され得る。いくつかの実施例では、チャンバ２５０は導電性でなくてもよく、第１の電極２６０及び第２の電極２６５を使用してプラズマ放電２７５を維持してもよい。電極２６０、２６５に供給される電圧は、同じであってもよく、または異なっていてもよく、アナライトによって異なっていてもよい。同様に、異なるプラズマガスが入口２５２を通してチャンバ２５０内に導入される場合には、異なる電圧が電極２６０、２６５に供給されてもよい。
【００４９】
いくつかの実施例では、放電チャンバまたは放電管は、準安定原子または自由電子、あるいはその両方の除去を強化し得る１つ以上の湾曲部を備えてもよい。図３Ａを参照すると、第１の領域３１２と、第２の領域３１４とを備える放電チャンバ３１０が示されている。第１の領域３１２に入口３１１が存在しており、第２の領域３１４に出口３１５が存在している。第２の領域３１４の長手方向軸は、第１の領域３１２の長手方向軸と概ね直交している。図３Ａのチャンバは、第１の領域３１２から第２の領域３１４への移行が急激であるという点で「急湾曲部」を備える。アナライトサンプル中に存在する特定の干渉種によるが、一部の干渉種は、一般に、入口３１１から直線経路を選んで、第２の領域３１４の直交面に衝突し得るので、干渉種の除去を強化するには、放電管に急湾曲部を含めることが望ましい場合がある。これに対して、アナライトイオンは、流動プラズマガスによって運ばれ、出口３１５を通ってチャンバを出ることができる。いくつかの実施形態では、第１の領域３１２の内径と第２の領域３１４の内径とは同じであってもよい。他の実施形態では、第１の領域３１２の平均内径は、第２の領域３１４の平均内径よりも小さい。さらに他の例では、第１の領域３１２の平均内径は、第２の領域３１４の平均内径よりも大きい。領域３１２、３１４のそれぞれの内径は、各領域の長さに沿って一定である必要はないが、必要に応じて変化させてもよい。第１の領域３１２及び第２の領域３１４に存在している材料もまた、同じであってもよく、または異なっていてもよい。領域３１２、３１４の全体的な形状もまた、同じであってもよく、または異なっていてもよい。さらに、急湾曲部エリアの正確な長さまたはその他の寸法は一様でなくてもよい。図示していないが、１つ以上の電極がチャンバ３１０に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ３１０で利用されて、チャンバ３１０の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ３１０は、チャンバ３１０と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ３１０に用いられる場合、電極は、通常、第１の領域３１２の入口に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。
【００５０】
ある特定の実施形態では、放電チャンバまたは放電管は、急湾曲部の代わりに緩湾曲部を備え得る。図３Ｂを参照すると、第１の領域３５２と、第２の領域３５４とを備える放電チャンバまたは放電管３５０が示されている。第１の領域３５２に入口３５１が存在しており、第２の領域３５４に出口３５５が存在している。第２の領域３５４の長手方向軸もまた、第１の領域３５２の長手方向軸と概ね直交している。図３Ｂのチャンバは、第１の領域３５２から第２の領域３５４への移行が緩やかであるという点で「緩湾曲部」を備えるものであり、配管または管類の接続部における流体カプラとして一般的に用いられる９０度エルボに形状が類似している。アナライトサンプル中に存在する特定の干渉種によるが、一部の干渉種は、緩湾曲部の存在下では除去され得るので、干渉種の除去を強化するには、放電チャンバに緩湾曲部を含めることが望ましい場合がある。アナライトイオンは、流動プラズマガスによって運ばれ、出口３５５を通ってチャンバを出ることができる。いくつかの実施形態では、第１の領域３５２の内径と第２の領域３５４の内径とは同じであってもよい。他の実施形態では、第１の領域３５２の平均内径は、第２の領域３５４の平均内径よりも小さい。さらに他の例では、第１の領域３５２の平均内径は、第２の領域３５４の平均内径よりも大きい。領域３５２、３５４のそれぞれの内径は、各領域の長さに沿って一定である必要はないが、必要に応じて変化させてもよい。第１の領域３５２及び第２の領域３５４に存在している材料もまた、同じであってもよく、または異なっていてもよい。領域３５２、３５４の全体的な形状もまた、同じであってもよく、または異なっていてもよい。さらに、緩湾曲部エリアの正確な長さまたはその他の寸法は一様でなくてもよい。図示していないが、１つ以上の電極がチャンバ３５０に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ３５０で利用されて、チャンバ３５０の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ３５０は、チャンバ３５０と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ３５０に用いられる場合、電極は、通常、第１の領域３５２の入口に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。緩湾曲部が曲げられる正確な角度は、例えば、約６０度から約９０度まで様々であってもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、放電チャンバまたは放電管は、複数の湾曲部を備え得る。複数の湾曲部を含むことで、例えば、準安定原子、自由電子及び光子などの干渉種の除去は、アナライト分子がこれらの干渉種を実質的に含まずに放電チャンバまたは放電管を出て行くように改善され得る。図４Ａを参照すると、入口４１１と、第１の領域４１２と、第１の湾曲部４１３と、第１の湾曲部４１３を介して第１の領域４１２に結合された第２の領域４１４と、第２の湾曲部４１５と、第２の湾曲部４１５を介して第２の領域４１４に結合された第３の領域４１６とを備える放電チャンバまたは放電管４１０が示されている。第３の領域４１６は、出口４１７を備える。図４Ａに示す湾曲部４１３、４１５は、両方とも緩湾曲部であるように示しているが、存在する可能性のある特定の干渉種に応じて、１つの急湾曲部と１つの緩湾曲部か、または２つの急湾曲部を含めることが望ましい場合がある。さらに、湾曲部４１３、４１５の全長は同じである必要はなく、干渉種の除去をさらに強化するために、下流側の湾曲部４１５を長くすることが望ましい場合がある。同様に、第２の湾曲部４１５の全内径を増加させて、放電チャンバ４１０のその端部における圧力流を変更することが望ましい場合がある。例えば、第２の湾曲部４１５及び第３の領域４１６の直径を増加させることにより、チャンバ４１０内のガス流及びガス圧力を変更して、層流または他の何らかの種類の所望の流れを促進してもよい。図示していないが、１つ以上の電極がチャンバ４１０に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ４１０で利用されて、チャンバ４１０の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ４１０は、チャンバ４１０と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ４１０に用いられる場合、電極は、通常、第１の領域４１２の入口４１１に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。
【００５２】
ある特定の実施例では、放電管または放電チャンバが、３つ以上の湾曲部を備え得る。図４Ｂを参照すると、入口４５１と、第１の領域４５２と、第１の湾曲部４５３と、第１の湾曲部４５３を介して第１の領域４５２に結合された第２の領域４５４と、第２の湾曲部４５５と、第２の湾曲部４５５を介して第２の領域４５４に結合された第３の領域４５６と、第３の湾曲部４５７と、第３の湾曲部４５７を介して第３の領域４５６に結合された第４の領域４５８とを備える放電チャンバまたは放電管４５０が示されている。第４の領域４５８は、出口４５９を備える。図４Ｂに示す湾曲部４５５及び４５７は緩湾曲部であるように示しているが、存在する可能性のある特定の干渉種に応じて、複数の急湾曲部を含めることが望ましい場合がある。さらに、湾曲部４５３、４５５、４５７の全長は同じである必要はなく、干渉種の除去をさらに強化するために、下流側の湾曲部４５７を長くすることが望ましい場合がある。同様に、第３の湾曲部４５７の全内径を増加させて、放電チャンバ４５０のその端部における圧力流を変更することが望ましい場合がある。例えば、第３の湾曲部４５７及び第４の領域４５８の直径を増加させることにより、チャンバ４５０内のガス流及びガス圧力を変更して、層流または他の何らかの種類の所望の流れを促進してもよい。図示していないが、１つ以上の電極がチャンバ４５０に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ４５０で利用されて、チャンバ４５０の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ４５０は、チャンバ４５０と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ４５０に用いられる場合、電極は、通常、第１の領域４５２の入口４５１に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。
【００５３】
ある特定の実施形態では、放電チャンバまたは放電管は、向きが異なる２つ以上の湾曲部を備え得る。異なる向きを有する複数の湾曲部を含むことで、例えば、準安定原子、自由電子及び光子などの干渉種の除去を、アナライト分子がこれらの干渉種を実質的に含まずに放電チャンバまたは放電管を出て行くように、強化することが実現され得る。図４Ｃを参照すると、入口４７１と、第１の領域４７２と、第１の湾曲部４７３と、第１の湾曲部４７３を介して第１の領域４７２に結合された第２の領域４７４と、第２の湾曲部４７５と、第２の湾曲部４７５を介して第２の領域４７４に結合された第３の領域４７６と、湾曲部４７７を介して第３の領域４７６に結合された第４の領域４７８とを備える放電チャンバまたは放電管４７０が示されている。第４の領域４７８は、出口４７９を備える。図４Ｃに示す湾曲部４７３、４７５、及び４７７は、全て緩湾曲部であるように示しているが、存在する可能性のある特定の干渉種に応じて、１つの急湾曲部と２つの緩湾曲部か、または２つの急湾曲部を含めることが望ましい場合がある。さらに、湾曲部４７３、４７５、４７７の全長は同じである必要はなく、干渉種の除去をさらに強化するために、下流側の湾曲部４７７を長くすることが望ましい場合がある。同様に、湾曲部４７７の全内径を増加させて、放電チャンバ４７０のその端部における圧力流を変更することが望ましい場合がある。例えば、第３の湾曲部４７７ならびに第３の領域４７６及び第４の領域４７８の直径を増加させることにより、チャンバ４７０内のガス流及びガス圧力を変更して、層流または他の何らかの種類の所望の流れを促進してもよい。この説明図では、湾曲部４７３は＋９０度の湾曲部と見なされ得、湾曲部４７５は−９０度の湾曲部と見なされ得る。湾曲部４７３、４７５の異なる向きに応じてガス流の方向を変更することにより、干渉種とチャンバ４７０の壁との衝突を増進させることができ、それによって、これらの干渉種を除去するように作用し得る。アナライトイオンは中央のガス流内に混入され得、そのガス流はチャンバ４７０の下方へ移動して出口４７９から出て行く。図示していないが、１つ以上の電極がチャンバ４７０に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ４７０で利用されて、チャンバ４７０の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ４７０は、チャンバ４７０と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ４７０に用いられる場合、電極は、通常、第１の領域４７２の入口４７１に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。
【００５４】
いくつかの実施例では、本明細書に記載されている放電チャンバは、複数の入口を備え得る。図５Ａを参照すると、放電チャンバ５１０が、第１の入口５１１と、第２の入口５１３と、出口５１５とを備える。いくつかの実施例では、１つのプラズマガスのみがチャンバ５１０内に随時入ることができるように、入口５１１、５１３を異なるプラズマガスに流体的に結合してもよい。他の例では、入口５１１、５１３を使用して、２つの異なるプラズマガスをチャンバ５１０内に同時に導入することができる。それぞれのプラズマガスの圧力及び流量は、同じであってもよく、または異なっていてもよく、２つのガスのインライン混合をチャンバ５１０内で達成することが可能である。
【００５５】
他の構成では、入口５１１、５１３の一方を通してサンプルが導入され得、入口５１１、５１３の他方にはプラズマガスが導入され得る。図５Ａの構成では、入口５１１、５１３を通して、プラズマガスと同軸にサンプルをチャンバに導入することになる。しかし、必要に応じて、プラズマガス及びサンプルの一方を、非同軸的にチャンバ内に導入してもよい。例えば、図５Ｂを参照すると、第１の入口５５１と、第２の入口５５３と、出口５５５とを備えるチャンバ５５０が示されている。第２の入口５５３は、第１の入口５５１と概ね直交する。必要に応じて、２つの異なるプラズマガスを、入口５５１、５５３を通して導入してもよく、チャンバ５５０内にサンプルを導入するために、別の入口が存在してもよい。サンプル用の追加の入口は、入口５５１または入口５５３と同軸上であってもよく、または入口５５１、５５３に対して異なる角度で配置されてもよい。
【００５６】
いくつかの実施例では、放電チャンバは複数の出口を備え得る。図５Ｃを参照すると、入口５７２と、第１の出口５７４と、第２の出口５７６とを備える放電チャンバ５７０が示されている。第１の出口５７４及び第２の出口５７６は、多くの異なる位置に配置することができ、出口５７４、５７６の１つ以上を、必要に応じて塞ぐことができるので、イオンは、出口５７４、５７６の一方からのみ出て行く。
【００５７】
ある特定の実施例では、本明細書に記載された放電チャンバは、放電チャンバの様々な部分で可変内径を備え得る。図６Ａを参照すると、放電チャンバ６０５が、入口６０６と出口６０７とを備える。放電チャンバ６０５の内径は、入口６０６から出口６０７にかけて大きくなる。しかしながら、必要に応じて、入口６０６から出口６０７にかけて平均内径を減少させてもよい。チャンバ６０５の一端からチャンバ６０５の他端への内径の大きさの変化は、直線的または円錐形状である必要はなく、代わりにベル形状であってもよく、または必要に応じて他の形態及び形状を取ってもよい。
【００５８】
いくつかの実施例では、放電チャンバの内径は、放電チャンバの異なる部分で可変であってもよい。図６Ｂを参照すると、放電チャンバ６１０が、入口６１１と出口６１２とを備える。チャンバ６１０の内径は、入口６１１からチャンバ６１０の中心部に向かって大きくなり、次いで、チャンバ６１０の出口６１２に向かって減少する。内径の変化は、直線的または円錐形状である必要はなく、チャンバ６１０のそれぞれの側で同じでなくてもよい。例えば、図６Ｃを参照すると、チャンバ６２０の中央長手方向軸６２５からの距離ｄ１は、チャンバ６２０の長手方向に沿って実質的に一定であってもよく、中央長手方向軸６２５からチャンバ６２０の反対側への距離ｄ２は、チャンバ６２０の長手方向に沿って変化してもよい。
【００５９】
ある特定の実施形態では、１つ以上の湾曲部を備える放電チャンバもまた、チャンバの縦方向に沿って可変の内径を備え得る。図６Ｄを参照すると、放電チャンバ６３０は、第１の領域６３１（入口を含み得る）と、湾曲部６３２と、湾曲部６３２を介して第１の領域６３１に結合された第２の領域６３３（出口を含み得る）とを備える。第２の領域６３３の内径は、（平均して）第１の領域６３１の内径よりも大きい。内径を第１の領域６３１から第２の領域６３３にかけて増大させることにより、特定の干渉種が除去されて、それらが実質的に全くチャンバ６３０から出て行かないように、チャンバ６３０による流動特性を変えることが可能であり得る。他の例では、放電チャンバの入口端から出口端にかけて内径を減少させる場合がある。チャンバ６３０はまた、湾曲部６３４を介して第２の領域６３３に結合された第３の領域６３５を備える。第３の領域６３５の内径は、放電チャンバ６３０による流動特性を変えるように、第２の領域６３３の内径に比べて大きくされ得る。
【００６０】
ある特定の構成では、放電チャンバの２つ以上を互いに流体的に結合して、あるチャンバから別のチャンバにアナライトイオンが移動することを可能にし得る。例えば、図７Ａを参照すると、第１の放電チャンバ７１０が、インタフェース７１５を介して、第２の放電チャンバ７２０に結合されているように示されている。サンプル及び／またはプラズマガスは、チャンバ７１０の１つまたは複数の入口を通って、このアセンブリ内に入ることができる。必要に応じて、インタフェース７１５を省いてもよく、放電チャンバ７１０の末端が、例えば、第１のチャンバ７１０を第２のチャンバ７２０に差し込むことにより、チャンバ７２０の上流端に摩擦嵌めによって結合するように、サイズ変更し、配置してもよい。摩擦嵌めは、２つのチャンバを互いに保持するように適切に緊密であってもよく、あるいは少なくとも分析中に２つのチャンバ７１０、７２０を互いに保持するように、留め具、接着剤、継ぎ手または取り付け具を使用してもよい。いくつかの例では、放電チャンバは、別のモジュール式放電チャンバと結合して、ユーザが、結合したアセンブリの全長及び性質を選択できるようにするモジュールとして組み立てられ、配置され得る。２つのチャンバ７１０、７２０は、図７Ａでは実質的に同じであるように示されているが、この特徴は必須なものではない。図７Ｂを参照すると、ストレート型放電チャンバ７３０が、湾曲型放電チャンバ７４０に結合されているように示されている。サンプル及び／またはプラズマガスは、チャンバ７３０の１つまたは複数の入口を通って、このアセンブリ内に入ることができる。必要に応じて、サンプル及び／またはプラズマガスがチャンバ７４０に入るように、向きを逆にしてもよい。結合したアセンブリの向きもまた、同じである必要はない。
【００６１】
いくつかの実施形態では、並列に配置された２つ以上の放電チャンバが、質量分析器の入口に結合され得る。図７Ｃを参照すると、第１の放電チャンバ７７０及び第２の放電チャンバ７７２が示されている。チャンバ７７０、７７２のそれぞれは、上流のサンプル導入デバイス７６５に流体的に結合されている。サンプル導入デバイス７６５は、アナライトをチャンバ７７０、７７２の一方または両方に向けるように構成され得る。例えば、サンプル導入デバイスは、チャンバ７７０、７７２の一方にサンプル流を流体的に結合し分離することができる電磁弁を備えてもよく、またはサンプル流を分割して両方のチャンバに供給してもよい。チャンバ７７０、７７２は、異なるアナライト種を異なるチャンバの１つに供給することができるように、異なるように構成することができる。例えば、ストレート型チャンバで維持されたプラズマ放電を用いるイオン化から、干渉種がほとんど生じないと考えられる場合には、第１のアナライトをストレート型チャンバに供給することが望ましい可能性がある。第２のアナライトについては、より多くの干渉種が生成され、チャンバから何らかのイオンが出る前に除去する必要があると考えられる場合には、第２のアナライトを湾曲型チャンバに供給することが望ましい可能性がある。チャンバ７７０、７７２は、下流の構成要素、例えば、質量分析器に別々に流体的に結合されてもよく、または共通のインタフェース（図示せず）を介して下流の構成要素に流体的に結合されてもよい。図示していないが、３つ、４つ、またはそれ以上のチャンバを並列に配置してもよい。さらに、いずれか１つの並列チャンバが、単一の放電チャンバか、または互いに結合された２つ以上の放電チャンバを備えてもよい。
【００６２】
２つ以上の放電チャンバが互いに流体的に結合されているいくつかの構成では、放電チャンバのそれぞれが、それぞれのプラズマ放電を維持するように構成されてもよく、または放電チャンバの１つのみがプラズマ放電を維持するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、２つの放電チャンバが同じプラズマガスを使用する場合があるが、チャンバのそれぞれ（または各チャンバの１つもしくは複数の電極）には異なる電圧を供給してもよい。他の実施例では、２つの放電チャンバが異なるプラズマガスを使用する場合があり、チャンバ（またはチャンバの１つもしくは複数の電極）には同様の電圧を供給してもよい。いくつかの実施形態では、２つの放電チャンバが異なるプラズマガスを使用する場合があり、各チャンバ（または各チャンバの１つもしくは複数の電極）には異なる電圧を供給してもよい。直列的に配置された２つの放電チャンバを使用すると、所望のアナライトサンプルに応じて１つまたは２つのプラズマの操作が可能になる。いくつかの実施例では、（入口の位置に対して）上流側の放電チャンバを、プラズマ放電を維持するために使用することができ、下流の放電チャンバは、より多くの干渉種を除去するための追加の長さを提供するために使用され得る。他の例では、下流側の放電チャンバを、プラズマ放電を維持するために使用することができ、上流の放電チャンバは、サンプルをガスまたはその他の種と混合させるために使用され得る。例えば、異なるガスをサンプルと共に上流のチャンバに導入して、ガスとサンプルとが混合された後に、その混合物を、下流のチャンバで維持されるプラズマ放電に到達させることができる。
【００６３】
ある特定の実施形態では、本明細書に記載された放電源で使用するために選択される実際のプラズマガスは様々であってよい。プラズマガスは、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素、一酸化窒素、アンモニア、酸素、オゾン、空気、圧縮空気、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、及び二酸化窒素であり得る。他のガスも可能である。いくつかの実施例では、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために、これらのガスの２つ以上をガス混合物中で使用することができる。ガス組成は、必要に応じて、サンプル中の様々なアナライト種で変化させることができる。例えば、第１のアナライトが放電チャンバに導入されたとき、プラズマ放電を維持するために、第１のガスが使用され得る。第１のアナライトがイオン化されてチャンバを出ると、第２のアナライトが放電チャンバに導入されたときにプラズマ放電を維持するために、次に第２のガスが導入され得る。特定のプラズマガスを選択することにより、サンプル中の各アナライトのより選択的なイオン化を実現し得る。
【００６４】
いくつかの実施例では、プラズマガスの流量は、放電チャンバ内に所望の圧力を供給するように選択され得る。例えば、プラズマ放電は、約１０-3トル〜約１００トルの圧力で維持することができる。プラズマ放電の動作中に、圧力は一定である必要はない。例えば、特定のアナライトについては、より高い圧力、またはより低い圧力でプラズマ放電を動作させることが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、これらの説明的な流量によって限定されることを望まないが、放電チャンバへのガス流量は、例えば、毎分約５００標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）、または５００ｓｃｃｍ未満、または１５０ｓｃｃｍ未満、または１００ｓｃｃｍ未満であり得る。多くの場合、１５リットル／分以上のアルゴン流量で動作する従来の誘導結合プラズマと比較して、本明細書に記載された放電チャンバで使用されるガス流量は著しく低く、それによって、コストの節約と、デバイスのより効率的な動作とをもたらし得る。このような低流量を用いてプラズマ放電を維持できることは重要な属性である。必要に応じて、放電チャンバは、ガスまたは外部の加熱装置もしくは冷却機を使用して、加熱または冷却を行うこともできる。例えば、加熱装置または冷却機を放電チャンバに熱的に結合して、放電チャンバの温度を制御してもよい。加熱装置または冷却機は、チャンバ全体に熱的に結合されている必要はないが、例えば、プラズマ放電に隣接するエリアに熱的に結合して、これらのエリアでチャンバが溶融する可能性を低減することができる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された放電チャンバは、１つ以上の導電材料、または導電材料を含む１つ以上のエリアを含み得る。多くの例で述べるように、チャンバ全体が導電性である必要はなく、チャンバは、電極、被覆を使用して、または特定のエリアに導電材料を含めることによって、導電性になり得る。いくつかの実施例では、導電性被覆は、入口端、及び入口端の下流の領域に存在し得る。入口端を電源に電気的に結合することができ、下流領域は電源またはグランドに電気的に結合され得る。必要に応じて、チャンバ全体を導電材料で製造してもよい。導電材料は、チャンバ内に多様な方法で設置し、配置することができるが、それにかかわらず、導電材料は、ステンレス鋼、ニッケルクロム合金、ニッケルクロムモリブデン合金、チタン、チタン合金、ランタノイド、ランタノイド合金、アクチノイド、アクチノイド合金、及びそれらの組み合わせのうちの１つ以上を含み得る。これらの材料は必須ではないが、高温金属系材料は、寿命を延ばし、メンテナンスの必要性を減らすことができる。
【００６６】
放電チャンバが金属を含むいくつかの例では、金属はチャンバを光学的に不透明にし得る。必要に応じて、プラズマ放電を観察できるように、放電チャンバに光学窓を設けることができる。図８を参照すると、光学窓８２０が、放電チャンバ８１０の入口端８１２の近くに存在するように示されている。光学窓は、プラズマ放電がチャンバ８１０内で維持されているかどうかをユーザが判断できるようにするために、石英または他の光学的に透明な材料を含み得る。安全機構として、プラズマ放電による光放出を受光するための光学センサをデバイスに設けることができる。例えば、プラズマ放電が消滅する場合に、光学センサがあってもよく、安全機構として、チャンバ（またはチャンバに用いられる電極）に供給される電圧を落とすように構成することができる。さらに、センサは、ガスを節約するために、プラズマガスの流れを止めてもよい。プラズマの点火時に、安全センサが、電圧及び／またはプラズマガス流の終了を開始する前に、ガス流及びプラズマ点火を可能にするために、光学センサが無効化される時間窓があってもよい。他の例では、光学窓が設けられない場合があり、プラズマ放電が維持されているか、または消滅しているかを判定するために、チャンバ（またはチャンバに用いられる電極）に供給される電流を監視してもよい。
【００６７】
いくつかの構成では、本明細書に記載された放電チャンバで使用される導電性領域または電極に供給される実際の電圧もまた、様々であってよい。本明細書で述べるように、この電圧は、異なるアナライト及び／または異なるプラズマガスに伴って変化し得る。供給電圧は、直流源、交流源、または無線周波数源から供給され得る。直流電圧が使用される場合、電圧は約１０ボルトから約５０００ボルトまで変化し得る。直流電圧は、正でもよく、または負でもよく、例えば、＋／−１０ボルト〜＋／−５０００ボルトであってもよい。交流電圧を使用できる場合、この交流は、例えば、約２０ボルトから約３０００ボルトまで変化し得る。交流電圧は、正でもよく、または負でもよく、例えば、＋／−２０ボルト〜＋／−３０００ボルトであってもよい。無線周波数電流が使用される場合、無線周波数範囲は、約１００Ｈｚから約１０ＭＨｚであり得る。本明細書に記載されている電圧値は、説明のみを目的として提供されたものであり、使用できる実際の電圧値を限定することを意図したものではない。必要に応じて、様々な種類の電流を様々なアナライトに対して使用できる。例えば、第１のアナライトが放電チャンバ内に導入されるとき、第１のアナライトをイオン化するために、交流電流を使用してプラズマ放電が維持され得る。第２のアナライトが放電チャンバに導入されるとき、第２のアナライトをイオン化するために、直流を使用してプラズマ放電が維持され得る。２つ以上の放電チャンバが互いに結合されている実施例では、放電チャンバの一方は、第１の種類の電圧を使用して第１のプラズマ放電を維持してもよく、他方の放電チャンバは、異なった種類の電圧を使用して第２のプラズマ放電を維持してもよい。
【００６８】
ある特定の実施例では、本明細書に記載された放電チャンバは、１つ以上の他の構成要素を備えるシステムで使用され得る。例えば、放電チャンバは、アナライトを放電チャンバの入口に供給することができる上流の構成要素に流体的に結合してもよく、及び／またはイオンを分析またはさらなる活用のため下流の構成要素に供給するために、下流の構成要素に流体的に結合することができる。図９Ａを参照すると、放電チャンバ９３０が、ガスクロマトグラフィシステムに流体的に結合されているように示されている。ガスクロマトグラフィシステムは、オーブン９１５内に配置されたカラム９１０に流体的に結合されたインジェクタ９０５を備える。インジェクタ９０５及び／またはカラム９１０はまた、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、カラム９１０の固定相と共に使用され得る移動相９２５、すなわちガスに流体的に結合されている。個々のアナライトがカラム９１０から溶出すると、それらは、イオン化のために放電チャンバ９３０の入口に供給され得る。図９Ａに示すように、サンプルを導入するための入口は、プラズマガスを導入するための入口９３２とは異なるが、必要に応じて、サンプル入口は同じであってもよい。カラム９１０は、放電チャンバ９３０の入口に直接結合されているように示されているが、代わりに、１つ以上の移送ライン、インタフェースなどを使用してもよい。例えば、移送ライン９４０を使用して、カラム９１０を放電チャンバ９３０の入口に流体的に結合してもよい。移送ライン９４０は、アナライトを気相に維持するために（必要に応じて、または要請に応じて）加熱されてもよい。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、同様に、カラム９１０とチャンバ９３０との間に存在してもよい。
【００６９】
いくつかの実施形態では、放電チャンバは、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９Ｂを参照すると、ＬＣシステムが、１つ以上のポンプ９５７を介してカラム９６０に流体的に結合されたインジェクタ９５５を備える。インジェクタ９５５及び／またはカラム９６０はまた、移動相、すなわち液体と、ＬＣシステムを加圧するために使用することができる１つ以上のポンプ９５７とに流体的に結合されている。カラム９６０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９６０から溶出すると、それらは、イオン化のために放電チャンバ９７０の入口に供給され得る。カラム９６０は、放電チャンバ９７０の入口に直接結合されているように示されているが、代わりに、１つ以上の移送ライン、インタフェースなどを使用してもよい。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。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、同様に、カラム９６０とチャンバ９７０との間に存在してもよい。図９Ｂに示すように、ＬＣシステムからサンプルを導入するための入口は、プラズマガスを導入するための入口９７２とは異なるが、必要に応じて、それらは同じであってもよい。
【００７０】
いくつかの実施例では、放電チャンバは、質量分析計の内部に存在し得る。例えば、本明細書に開示された放電チャンバはまた、質量分析器の内部で使用されてもよく、または質量分析器と共に使用されてもよい。具体的には、質量分析計は、質量分析器の入口に直接結合された１つ以上の放電チャンバを含んでもよく、または質量分析器の入口から空間的に分離された１つ以上の放電チャンバを含んでもよい。説明的なＭＳデバイスを図１０に示す。ＭＳデバイス１０００は、サンプル導入デバイス１０１０、放電チャンバ１０１５、質量分析器１０２０、検出デバイス１０３０、プロセッサ１０４０、及び任意選択のディスプレイ（図示せず）を含む。質量分析器１０２０及び検出デバイス１０３０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／または真空ポンピング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１０１０は、ガスまたは液体サンプルを放電チャンバ１０１５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１０１０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。放電チャンバ１０１５は、本明細書に記載されているもののいずれか、または他の好適な放電チャンバであり得る。質量分析器１０２０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。検出デバイス１０３０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１０４０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１０００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１０００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１０４０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を含むＭＳデバイス１０００と共に使用してもよい。
【００７１】
ある特定の実施形態では、ＭＳデバイス１０００の質量分析器１０２０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、放電チャンバ１０１５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。
【００７２】
ある特定の他の実施例では、本明細書に開示された放電チャンバは、質量分析で使用される既存のイオン化方法と共に使用されてもよい。例えば、ソースの一方が、本明細書に記載された放電チャンバであり、他方のソースが別のイオン化源であるデュアルソースを有するＭＳ機器を組み立てることができる。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。
【００７３】
ある特定の他の実施例によれば、ここに開示されたＭＳシステムは、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デバイスの放電チャンバ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デバイスまたは他の検出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。
【００７４】
ある特定の実施例では、タンデム質量分析のために、放電チャンバを含むＭＳデバイスが、それ自体の放電チャンバを含む場合もあり、または含まない場合もある、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つが放電チャンバ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、放電チャンバ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。
【００７５】
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、放電チャンバ及び任意の電極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、検出デバイス自体が、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、典型的には、放電チャンバ及び放電チャンバを含む任意の機器の動作中に、プログラム、検量線、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（例えば���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、サンプル導入、プラズマガスの流れや圧力、検出器のパラメータなどを制御するためのコンピュータ制御が実装され得る。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。
【００７６】
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、概して、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、概して、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。本システムにおいて、プロセッサは、概して、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Ｗ��ｎｄｏｗｓ  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つまたは複数の量子ビットを使用して１つまたは複数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することができる。
【００７７】
特定の例では、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装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（例えば、サーバ）を提供するように、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。例えば、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で、様々な態様を実行してもよい。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。
【００７８】
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。
【００７９】
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することができる。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、様々なプラズマガス流量、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、システムの検出デバイス、サンプル導入デバイス、放電チャンバ、電極、及びその他の構成要素を制御することができる。
【００８０】
ある特定の実施形態では、本放電チャンバは、第１の電極を備える放電チャンバ内に維持されたプラズマ放電にアナライトを導入することによって、アナライトをイオン化することを含む方法で使用し得る。放電チャンバは、本明細書に記載されているもののいずれか、例えば、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口とを備えるものと同様に構成され得る。プラズマ放電は、放電チャンバの少なくとも１つの入口を通して放電チャンバ内に導入されたプラズマガスの存在下で、第１の電極に電圧を供給することにより、放電チャンバ内に維持され得る。例えば、第１の電極に供給される約１０ボルト〜約５０００ボルトの直流電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持することができる。第１の電極に供給される約２０ボルト〜約３０００ボルトの交流電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持することができる。無線周波数電流は、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために、約１００Ｈｚ〜約１０ＭＨｚの無線周波数範囲で第１の電極に供給され得る。使用される実際のガス圧力は変動する可能性があり、説明的な圧力には、プラズマ放電の消滅を回避するために好適な圧力で放電チャンバ内にプラズマ放電を維持できる圧力が含まれるが、これらに限定されない。非限定的な一例では、約１０-3〜１００トルの圧力を使用してもよい。別の非限定的な実施例では、５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量を使用して、プラズマ放電を維持することができる。本明細書に記載されるように、放電管は、多くの異なる方法で構成することができ、少なくとも１つの入口に隣接する第１の区域、少なくとも１つの出口に隣接する第３の区域、及び第１の区域と第３の区域との間の第２の区域を備え得る。必要に応じて、第３の区域の平均内径が、第２の区域の平均内径よりも大きい。
【００８１】
いくつかの実施例では、イオン化されたアナライトの親アナライトイオンの生成を促進して、親アナライトイオンの質量対電荷ピーク強度を使用するアナライトの定量を可能にするように、プラズマ放電を維持するために使用されるパラメータを選択することができる。例えば、プラズマ放電によって提供されるよりソフトなイオン化は、例えば、電子イオン化を使用して生成される前駆イオンの量と比較して、生成される前駆イオンの量を増加させるために使用してもよい。第１の電極に供給される電流を監視して、プラズマ放電が放電チャンバ内に維持されるかどうかを判定してもよい。本明細書に記載されるように、２つ以上のプラズマガス、２つ以上のチャンバまたは２つ以上の異なる電圧を使用して、プラズマ放電を維持することができる。パラメータは、異なるアナライトの選択的イオン化を提供するために、異なるアナライト間で変更してもよい。
【００８２】
いくつかの実施形態では、方法は、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成された放電チャンバを提供することを含む。放電チャンバは、電源に結合するように構成された少なくとも１つの電極に、電気的に結合するように構成され得る。放電チャンバは、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口と、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口との間の少なくとも１つの任意選択の湾曲部とを備え得る。放電チャンバは、少なくとも１つの電極に供給される電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成され得る。
【００８３】
いくつかの実施例では、サンプル中のアナライトを定量する方法は、例えば、一例では５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量など、任意好適なプラズマガス流量を使用することにより、放電チャンバ内で生成されたプラズマ放電にアナライトを導入した後、アナライトのイオン化から生成された親アナライトイオンのピーク強度を測定することを含み、プラズマガスが、生成されたプラズマ放電を使用して、親アナライトイオンの生成を増大させるように選択される。
【００８４】
他の実施例では、親アナライトイオンの生成を増大させるようにアナライトをイオン化する方法は、放電チャンバに供給されるプラズマガスと、放電チャンバに供給される電圧とを使用して、放電チャンバ内に維持されるプラズマ放電に、アナライトを導入することを含み、プラズマ放電は、例えば、５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流など、任意好適なプラズマガス流量を使用して、放電チャンバ内に維持され、プラズマ放電が、約２０００ケルビン以下の平均温度を含む。
【００８５】
いくつかの実施例では、プラズマ放電が約２０００ケルビン以下の平均温度を含み、プラズマ放電が、５００ｓｃｃｍ以下のプラズマガス流量で供給されるプラズマガスの存在下で、放電チャンバに供給された電圧を使用して、放電チャンバ内に維持される。
【００８６】
ある特定の実施例では、放電チャンバは、プラズマ放電イオン化源を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を提供するために使用するための説明書を備えるキットに詰められてもよい。例えば、本説明書は、エンドユーザが既存の機器を放電チャンバに後付けすることを可能にし得る。
【００８７】
次に、ある特定の具体的な実施例を記載して、本明細書で記載された技術の新規な態様及び特徴のいくつかをさらに説明する。
【００８８】
実施例１
図１１を参照すると、ステンレス鋼チャンバ１１２０を備えた放電チャンバの説明図が示されている。ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）入口１１１２を、流体移送ライン１１１４に流体的に結合して、アナライトをＧＣシステムからチャンバ１１２０に移送する。プラズマガスが矢印１１１６の方向にチャンバに入る。電極１１１８を含むプローブを、ＤＣ電源に電気的に結合して、電極に電圧を供給する。プラズマガス及び電極１１１８を使用して、プラズマ放電１１２２をチャンバ１１２０内に維持することができる。ＧＣからのアナライト種をイオン化することができ、アナライト種は出口１１２４を通ってチャンバ１１２０を出て行き、下流の質量分析器に提供することができる。
【００８９】
実施例２
図１２を参照すると、ステンレス鋼チャンバ１２２０を備えた放電チャンバの説明図が示されている。ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）入口１２１２を、流体移送ライン１２１４に流体的に結合して、アナライトをＧＣシステムからチャンバ１２２０に移送する。プラズマガスは、矢印１２１６の方向にチャンバに入り、流体移送ライン１２１４を通り抜けてチャンバ１２２０に入る。電極１２１８を含むプローブを、ＤＣ電源に電気的に結合して、電極に電圧を供給する。プラズマガス及び電極１２１８を使用して、プラズマ放電１２２２をチャンバ１２２０内に維持することができる。ＧＣからのアナライト種をイオン化することができ、アナライト種は出口１２２４を通ってチャンバ１２２０を出て行き、下流の質量分析器に提供することができる。
【００９０】
実施例３
様々なプラズマガスを、そのイオン化ポテンシャルに基づいて選択することができる。表１に、様々なプラズマガスの値を示す。表１では、Ｅ＊は準安定エネルギを表し、ｔradは放射寿命を表し、Ｅiは（原子種または分子種の）イオン化エネルギを表す。
表１
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【００９１】
実施例４
図１３を参照すると、質量分析器１３２０の入口に直接結合された放電チャンバ１３１０の説明図が示されている。放電チャンバ１３１０の出口を、第１のポンピングステージ１３２２の入口に直接結合して、出口及び第１のポンピングステージ１３２２（Ｍ０と表記する）を流体的に結合する。第１のポンピングステージ１３２２を、第２のポンピングステージ１３２４（Ｍ１と表記する）に流体的に結合し、第２のポンピングステージ１３２４を、第３のポンピングステージ１３２６（Ｍ２と表記する）に流体的に結合する。ポンピングステージのそれぞれを、１つ以上のポンプ（図１３に矢印で示す）に流体的に結合して、様々なポンピングステージ内の圧力を低減させることができるが、ステージ１３２２（Ｍ０と表記する）は、必要に応じて、どのポンプにも流体的に結合しなくてもよい。第３のポンピングステージ１３２６を、第１の四重極Ｑ１、第２の四重極ＣＣ、及び第３の四重極Ｑ２を含む３連型四重極アセンブリ１３３０に流体的に結合する。第２の四重極ＣＣは、衝突四重極として構成することができ、第１の四重極Ｑ１及び第３の四重極Ｑ２は、入射イオンビームからイオンを選択するように構成することができる。検出器（図示せず）をＱ２に流体的に結合して、選択したイオンを受け取らせ、存在するイオンの数を決定することができる。質量分析器１３３０は、図１３に示す全てのステージまたは構成要素を含む必要はない。
【００９２】
実施例５
図１４に、電子イオン化を利用したヘキサトリアコンタン（Ｃ36Ｈ74  ＭＷ＝５０６．９）の質量スペクトルを示す。質量スペクトルには前駆イオンが存在しないため、フラグメントイオンを用いた場合にのみ、このアナライトの同定が可能である。図１５Ａ〜図１５Ｃは、電子イオン化法を使用したヘキサトリアコンタン（図１５Ａ）、テトラコンタン（図１５Ｂ）及びテトラテトラコンタン（図１５Ｃ）のスペクトルを示す。質量スペクトルの主要なフラグメントは全て炭化水素のフラグメントであるため、様々な種の同定を困難にしている。
【００９３】
実施例６
図１３に示す放電管及び質量分析器のセットアップを使用して、ヘキサトリアコンタン（Ｃ36Ｈ74  ＭＷ＝５０６．９）の質量スペクトルを取得した。放電を維持するために供給した電圧は約−５００ボルトであった。図１６Ｂのスキャンでは、アルゴンを約５０ｓｃｃｍの流量でプラズマガスとして使用した。図１６Ａ及び図１６Ｂのスキャンでは、ゼロエアを使用した。図１６Ｂに示したスキャンを得るために、アルゴンを衝突ガスとして使用した。結果を図１６Ａ及び図１６Ｂに示す。図１６Ｃは、比較のための電子イオン化スキャンを含む。
【００９４】
図１６Ａを参照すると、Ｑ１ＭＳフルスキャンは、前駆イオン（Ｍ+及び／または［Ｍ−Ｈ］+）の生成が増大したことを示しており、その一方で、従来のＥＩを使用する場合には、前駆イオンはほとんど観察されない（図１６Ｃ）。生成イオンスキャン（図１６Ｂ）もまた、大量の前駆イオンが存在することを示している。前駆イオンの量を増やすことにより、前駆イオンを使用して、サンプル中の分子を同定し、及び／またはサンプル中の分子の量を定量化することができる。
【００９５】
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、本例の様々な構成要素を、他の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。
【００９６】
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１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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