(57)【要約】【課題】【解決手段】螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状のイオンガイド領域４を有するイオンガイド１またはイオン移動度分光計を含む質量分析計が開示される。イオンガイド１は、イオンガイド１内に半径方向にイオンを閉じ込めるためにＲＦ電圧が外側電極に印加される、漏れのある誘電体から形成される管を含み得る。イオンガイド１に沿ってイオンを駆り立てるために、ＤＣ電圧が、抵抗性内層に印加される。あるいは、イオンガイドは、イオンが移送される開口をそれぞれ有する複数の電極を含み得る。【選択図】図１
2010519700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の管を含み、イオンが前記管を通って使用時に移送されるイオンガイド。
【請求項２】
イオンが、前記イオンガイドに沿ってかつ当該イオンガイドを通って進むにつれて、実質的に螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の軌道を進行するように配置される、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項３】
前記１つ以上の管が、漏れのある（ｌｅａｋｙ）誘電体から形成される、請求項１または２に記載のイオンガイド。
【請求項４】
前記１つ以上の管が、抵抗ガラス、ケイ酸鉛添加ガラス、またはセラミックから形成される、請求項１、２、または３に記載のイオンガイド。
【請求項５】
（ａ）前記１つ以上の管の内径が、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択され、かつ／または、
（ｂ）前記１つ以上の管の外径が、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択され、かつ／または、
（ｃ）前記１つ以上の管の肉厚が、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択され、かつ／または、
（ｄ）前記イオンガイドの前記螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の経路に沿って測定した前記１つ以上の管の長さが、（ｉ）＜１０ｃｍ、（ｉｉ）１０〜２０ｃｍ、（ｉｉｉ）２０〜３０ｃｍ、（ｉｖ）３０〜４０ｃｍ、（ｖ）４０〜５０ｃｍ、（ｖｉ）５０〜６０ｃｍ、（ｖｉｉ）６０〜７０ｃｍ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０ｃｍ、（ｉｘ）８０〜９０ｃｍ、（ｘ）９０〜１００ｃｍ、（ｘｉ）１００〜１１０ｃｍ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０ｃｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０ｃｍ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０ｃｍ、（ｘｖ）１４０〜１５０ｃｍ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０ｃｍ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０ｃｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０ｃｍ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０ｃｍ、（ｘｘ）１９０〜２００ｃｍ、（ｘｘｉ）２００〜２１０ｃｍ、（ｘｘｉｉ）２１０〜２２０ｃｍ、（ｘｘｉｉｉ）２２０〜２３０ｃｍ、（ｘｘｉｖ）２３０〜２４０ｃｍ、（ｘｘｖ）２４０〜２５０ｃｍ、（ｘｘｖｉ）２５０〜２６０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉ）２６０〜２７０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７０〜２８０ｃｍ、（ｘｘｉｘ）２８０〜２９０ｃｍ、（ｘｘｘ）２９０〜３００ｃｍ、（ｘｘｘｉ）３００〜３１０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉ）３１０〜３２０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉｉ）３２０〜３３０ｃｍ、（ｘｘｘｉｖ）３３０〜３４０ｃｍ、（ｘｘｘｖ）３４０〜３５０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉ）３５０〜３６０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉ）３６０〜３７０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）３７０〜３８０ｃｍ、（ｘｘｘｉｘ）３８０〜３９０ｃｍ、（ｘｌ）３９０〜４００ｃｍ、（ｘｌｉ）４００〜４１０ｃｍ、（ｘｌｉｉ）４１０〜４２０ｃｍ、（ｘｌｉｉｉ）４２０〜４３０ｃｍ、（ｘｌｉｖ）４３０〜４４０ｃｍ、（ｘｌｖ）４４０〜４５０ｃｍ、（ｘｌｖｉ）４５０〜４６０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉ）４６０〜４７０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉｉ）４７０〜４８０ｃｍ、（ｘｌｉｘ）４８０〜４９０ｃｍ、（ｌ）４９０〜５００ｃｍ、および（ｌｉ）＞５００ｃｍからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項６】
（ａ）前記１つ以上の管の外表面上または外表面内に配置される１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極、および／あるいは、
（ｂ）前記１つ以上の管の内表面上または内表面内に配置される１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項７】
ＡＣまたはＲＦ電圧を前記１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、
（ａ）前記ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・ツー・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・ツー・ピークからなる群から選択される振幅を有し、かつ／または、
（ｂ）前記ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する、請求項６に記載のイオンガイド。
【請求項８】
（ａ）前記１つ以上の管の内表面上または内表面内に配置される１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層、および／あるいは、
（ｂ）前記１つ以上の管の外表面上または外表面内に配置される１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項９】
（ａ）前記イオンガイドが、１つ以上のＤＣ電圧を、前記１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、かつ／または、
（ｂ）前記イオンガイドが、前記イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、ＤＣ電圧または電位勾配を維持するように配置および適合されるデバイスを含み、かつ／または、
（ｃ）前記イオンガイドが、イオン入射口およびイオン出射口を含み、使用時に、非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、前記イオンガイドの前記イオン入射口または入射領域と前記イオンガイドの前記イオン出射口または出射領域との間に維持され、前記非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、前記イオン入射口から前記イオン出射口まで前記イオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するように配置される、請求項８に記載のイオンガイド。
【請求項１０】
使用時にイオンが移送される１つ以上の開口をそれぞれ有する複数の電極を含み、螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状のイオンガイド領域を含むイオンガイド。
【請求項１１】
前記イオンガイドの前記螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の経路に沿って測定した前記イオンガイド領域の長さが、（ｉ）＜１０ｃｍ、（ｉｉ）１０〜２０ｃｍ、（ｉｉｉ）２０〜３０ｃｍ、（ｉｖ）３０〜４０ｃｍ、（ｖ）４０〜５０ｃｍ、（ｖｉ）５０〜６０ｃｍ、（ｖｉｉ）６０〜７０ｃｍ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０ｃｍ、（ｉｘ）８０〜９０ｃｍ、（ｘ）９０〜１００ｃｍ、（ｘｉ）１００〜１１０ｃｍ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０ｃｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０ｃｍ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０ｃｍ、（ｘｖ）１４０〜１５０ｃｍ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０ｃｍ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０ｃｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０ｃｍ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０ｃｍ、（ｘｘ）１９０〜２００ｃｍ、（ｘｘｉ）２００〜２１０ｃｍ、（ｘｘｉｉ）２１０〜２２０ｃｍ、（ｘｘｉｉｉ）２２０〜２３０ｃｍ、（ｘｘｉｖ）２３０〜２４０ｃｍ、（ｘｘｖ）２４０〜２５０ｃｍ、（ｘｘｖｉ）２５０〜２６０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉ）２６０〜２７０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７０〜２８０ｃｍ、（ｘｘｉｘ）２８０〜２９０ｃｍ、（ｘｘｘ）２９０〜３００ｃｍ、（ｘｘｘｉ）３００〜３１０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉ）３１０〜３２０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉｉ）３２０〜３３０ｃｍ、（ｘｘｘｉｖ）３３０〜３４０ｃｍ、（ｘｘｘｖ）３４０〜３５０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉ）３５０〜３６０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉ）３６０〜３７０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）３７０〜３８０ｃｍ、（ｘｘｘｉｘ）３８０〜３９０ｃｍ、（ｘｌ）３９０〜４００ｃｍ、（ｘｌｉ）４００〜４１０ｃｍ、（ｘｌｉｉ）４１０〜４２０ｃｍ、（ｘｌｉｉｉ）４２０〜４３０ｃｍ、（ｘｌｉｖ）４３０〜４４０ｃｍ、（ｘｌｖ）４４０〜４５０ｃｍ、（ｘｌｖｉ）４５０〜４６０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉ）４６０〜４７０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉｉ）４７０〜４８０ｃｍ、（ｘｌｉｘ）４８０〜４９０ｃｍ、（ｌ）４９０〜５００ｃｍ、および（ｌｉ）＞５００ｃｍからなる群から選択される、請求項１０に記載のイオンガイド。
【請求項１２】
ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、
（ａ）前記ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・ツー・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・ツー・ピークからなる群から選択される振幅を有し、かつ／または、
（ｂ）前記ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する、請求項１０または１１に記載のイオンガイド。
【請求項１３】
（ａ）前記イオンガイドが、１つ以上のＤＣ電圧を前記複数の電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、かつ／または、
（ｂ）前記イオンガイドが、前記イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、ＤＣ電圧または電位勾配を維持するように配置および適合されるデバイスを含み、かつ／または、
（ｃ）前記イオンガイドがイオン入射口およびイオン出射口を含み、使用時に、非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、前記イオンガイドの前記イオン入射口または入射領域と前記イオンガイドの前記イオン出射口または出射領域との間に維持され、前記非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、前記イオン入射口から前記イオン出射口まで前記イオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するように配置される、請求項１０、１１、または１２に記載のイオンガイド。
【請求項１４】
前記イオンガイドが、前記イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、少なくともいくつかのイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形を前記複数の電極の少なくともいくつかに印加するように配置および適合される過渡ＤＣ電圧手段をさらに含む、請求項１０〜１３のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項１５】
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形の振幅および／または速度を時間とともに変化、増加、または減少させるように配置および適合される、または、
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形の振幅および／または速度が、時間とともに一定割合で変化させられるか、段階的に変化させられるか、スキャンされるか、または直線的にもしくは非直線的に変化させられる手段をさらに含む、請求項１４に記載のイオンガイド。
【請求項１６】
一動作モードにおいて、前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形が、（ｉ）＜１００ｍ／ｓ、（ｉｉ）１００〜２００ｍ／ｓ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｍ／ｓ、（ｉｖ）３００〜４００ｍ／ｓ、（ｖ）４００〜５００ｍ／ｓ、（ｖｉ）５００〜６００ｍ／ｓ、（ｖｉｉ）６００〜７００ｍ／ｓ、（ｖｉｉｉ）７００〜８００ｍ／ｓ、（ｉｘ）８００〜９００ｍ／ｓ、（ｘ）９００〜１０００ｍ／ｓ、（ｘｉ）１０００〜１１００ｍ／ｓ、（ｘｉｉ）１１００〜１２００ｍ／ｓ、（ｘｉｉｉ）１２００〜１３００ｍ／ｓ、（ｘｉｖ）１３００〜１４００ｍ／ｓ、（ｘｖ）１４００〜１５００ｍ／ｓ、（ｘｖｉ）１５００〜１６００ｍ／ｓ、（ｘｖｉｉ）１６００〜１７００ｍ／ｓ、（ｘｖｉｉｉ）１７００〜１８００ｍ／ｓ、（ｘｉｘ）１８００〜１９００ｍ／ｓ、（ｘｘ）１９００〜２０００ｍ／ｓ、（ｘｘｉ）２０００〜２１００ｍ／ｓ、（ｘｘｉｉ）２１００〜２２００ｍ／ｓ、（ｘｘｉｉｉ）２２００〜２３００ｍ／ｓ、（ｘｘｉｖ）２３００〜２４００ｍ／ｓ、（ｘｘｖ）２４００〜２５００ｍ／ｓ、（ｘｘｖｉ）２５００〜２６００ｍ／ｓ、（ｘｘｖｉｉ）２６００〜２７００ｍ／ｓ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７００〜２８００ｍ／ｓ、（ｘｘｉｘ）２８００〜２９００ｍ／ｓ、（ｘｘｘ）２９００〜３０００ｍ／ｓ、および（ｘｘｘｉ）＞３０００ｍ／ｓからなる群から選択される速度で、前記イオンガイドの長さに沿って平行移動される、請求項１４または１５に記載のイオンガイド。
【請求項１７】
前記複数の電極の第１の側に備えられる１つ以上の第１の基板、および／または前記複数の電極の第２の側に備えられる１つ以上の第２の基板をさらに含む、請求項１０〜１６のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項１８】
前記１つ以上の第１の基板および／または前記１つ以上の第２の基板が、（ｉ）回路基板、（ｉｉ）プリント回路基板、（ｉｉｉ）非導電性基板、（ｉｖ）フェノール紙、（ｖ）ガラス繊維、（ｖｉ）プラスチック、（ｖｉｉ）ポリイミド、（ｖｉｉｉ）テフロン、（ｉｘ）セラミック、（ｘ）ラミネート、（ｘｉ）ＦＲ−２、（ｘｉｉ）ＦＲ−４、（ｘｉｉｉ）ＧＥＴＥＫ、（ｘｉｖ）ＢＴ−エポキシ、（ｘｖ）シアン酸エステル、（ｘｖｉ）パイララックス、および（ｘｖｉｉ）ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」）からなる群から選択される材料から形成される、請求項１７に記載のイオンガイド。
【請求項１９】
前記イオンガイドの入射領域および／または中央領域および／または出射領域が、使用時に、（ｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０-2ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１０-3ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞１０-4ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞１０-5ｍｂａｒ、（ｉｘ）＞１０-6ｍｂａｒ、（ｘ）＜１００ｍｂａｒ、（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ、（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ、（ｘｉｉｉ）＜０．１ｍｂａｒ、（ｘｉｖ）＜１０-2ｍｂａｒ、（ｘｖ）＜１０-3ｍｂａｒ、（ｘｖｉ）＜１０-4ｍｂａｒ、（ｘｖｉｉ）＜１０-5ｍｂａｒ、（ｘｖｉｉｉ）＜１０-6ｍｂａｒ、（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ、（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ、（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｘｘｉｉ）１０-2〜１０-1ｍｂａｒ、（ｘｘｉｉｉ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、（ｘｘｉｖ）１０-4〜１０-3ｍｂａｒ、および（ｘｘｖ）１０-5〜１０-4ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項２０】
一動作モードにおいて、イオンが、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って、前記イオンガイド内で実質的に分離されることなく、前記イオンガイドに沿ってかつ当該イオンガイドを通って移送される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項２１】
前記イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、少なくともいくつかのイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を前記イオンガイドの少なくとも一部を形成する電極に印加するように配置および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項２２】
一動作モードにおいて、実質的に終端速度を得るように、イオンが前記イオンガイド内で加速される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項２３】
一動作モードにおいて、１〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜６００、６００〜７００、７００〜８００、８００〜９００、９００〜１０００、または＞１０００の範囲の質量電荷比を有する一価イオンが、（ｉ）０〜１ｍｓ、（ｉｉ）１〜２ｍｓ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｓ、（ｉｖ）３〜４ｍｓ、（ｖ）４〜５ｍｓ、（ｖｉ）５〜６ｍｓ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｓ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｓ、（ｉｘ）８〜９ｍｓ、（ｘ）９〜１０ｍｓ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｓ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｓ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｓ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｓ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｓ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｓ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｓ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｓ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｓ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｓ、（ｘｘｉ）２０〜２１ｍｓ、（ｘｘｉｉ）２１〜２２ｍｓ、（ｘｘｉｉｉ）２２〜２３ｍｓ、（ｘｘｉｖ）２３〜２４ｍｓ、（ｘｘｖ）２４〜２５ｍｓ、（ｘｘｖｉ）２５〜２６ｍｓ、（ｘｘｖｉｉ）２６〜２７ｍｓ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７〜２８ｍｓ、（ｘｘｉｘ）２８〜２９ｍｓ、（ｘｘｘ）２９〜３０ｍｓ、（ｘｘｘｉ）３０〜３５ｍｓ、（ｘｘｘｉｉ）３５〜４０ｍｓ、（ｘｘｘｉｉｉ）４０〜４５ｍｓ、（ｘｘｘｉｖ）４５〜５０ｍｓ、（ｘｘｘｖ）５０〜５５ｍｓ、（ｘｘｘｖｉ）５５〜６０ｍｓ、（ｘｘｘｖｉｉ）６０〜６５ｍｓ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）６５〜７０ｍｓ、（ｘｘｘｉｘ）７０〜７５ｍｓ、（ｘｌ）７５〜８０ｍｓ、（ｘｌｉ）８０〜８５ｍｓ、（ｘｌｉｉ）８５〜９０ｍｓ、（ｘｌｉｉｉ）９０〜９５ｍｓ、（ｘｌｉｖ）９５〜１００ｍｓ、および（ｘｌｖ）＞１００ｍｓの範囲の前記イオンガイドを通るドリフトまたは通過時間を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項２４】
一動作モードにおいて、イオンが、前記イオンガイド内のガスとの衝突を通じて、衝突により冷却および／または加熱される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項２５】
先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドを含み、イオンが、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って、前記イオンガイド内で分離されるように配置および適合されるイオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計。
【請求項２６】
請求項１〜２４のいずれかに記載のイオンガイドを含み、前記イオンガイドが、（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、反応またはフラグメンテーションデバイスの一部を形成する、衝突、反応またはフラグメンテーションデバイス。
【請求項２７】
請求項１〜２４のいずれかに記載のイオンガイドをさらに含む質量分析計。
【請求項２８】
請求項２５に記載のイオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計をさらに含む質量分析計。
【請求項２９】
請求項２６に記載の衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスをさらに含む質量分析計。
【請求項３０】
（ａ）前記イオンガイド、前記イオン移動度セパレータもしくはイオン移動度分光計、または前記衝突、フラグメンテーションもしくは反応デバイスの上流および／または下流に配置され、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源、（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオン源、および（ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択されるイオン源、ならびに／あるいは、
（ｂ）前記イオンガイド、前記イオン移動度セパレータもしくはイオン移動度分光計、または前記衝突、フラグメンテーションもしくは反応デバイスの上流および／または下流に配置されるイオン移動度分離デバイスおよび／またはフィールド非対称イオン移動度分光計デバイス、ならびに／あるいは、
（ｃ）前記イオンガイド、前記イオン移動度セパレータもしくはイオン移動度分光計、または前記衝突、フラグメンテーションもしくは反応デバイスの上流および／または下流に配置されるイオントラップまたはイオントラップ領域、ならびに／あるいは、
（ｄ）前記イオンガイド、前記イオン移動度セパレータもしくはイオン移動度分光計、または前記衝突、フラグメンテーションもしくは反応デバイスの上流および／または下流に配置され、（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、フラグメンテーションまたは反応セル、ならびに／あるいは、
（ｅ）（ｉ）四重極質量分析部、（ｉｉ）二次元または線形四重極質量分析部、（ｉｉｉ）ポールまたは三次元四重極質量分析部、（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析部、（ｖ）イオントラップ質量分析部、（ｖｉ）磁場型質量分析部、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析部、（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析部、（ｉｘ）静電またはオービトラップ質量分析部、（ｘ）フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析部、（ｘｉ）フーリエ変換質量分析部、（ｘｉｉ）飛行時間質量分析部、（ｘｉｉｉ）直交加速式飛行時間質量分析部、および（ｘｉｖ）直線加速式飛行時間質量分析部からなる群から選択される質量分析部をさらに含む、請求項２７、２８、または２９に記載の質量分析計。
【請求項３１】
螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の管を含むイオンガイドを準備する工程と、
前記イオンガイドを通ってイオンを移送する工程とを含む、イオンを案内する方法。
【請求項３２】
１つ以上の開口をそれぞれ有する複数の電極を含むイオンガイドを準備する工程と、
前記１つ以上の開口を通ってイオンを移送する工程とを含み、
前記イオンガイドが、螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状のイオンガイド領域を含む、イオンを案内する方法。
【請求項３３】
請求項３１または３２に記載の方法を含み、イオンが、前記イオンガイドを通って移送されるにつれて、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って分離される、イオン移動度に従ってイオンを分離する方法。
【請求項３４】
請求項３１または３２に記載の方法を含み、イオンが、前記イオンガイドを通過するにつれて衝突、反応、またはフラグメンテーションされ、前記イオンガイドが、（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、反応またはフラグメンテーションデバイスの一部を形成する、イオンの衝突、反応またはフラグメンテーション方法。
【請求項３５】
請求項３１〜３４のいずれかに記載の方法を含む質量分析の方法。
【請求項３６】
イオンが、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータに沿ってかつ当該イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを通って進むにつれて、実質的に螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の軌道を進行するように配置および適合される、ガラスまたはセラミック製の管状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータ。
【請求項３７】
ガラスまたはセラミック製の管状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータに沿ってかつ当該イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを通ってイオンを通過させる工程を含み、イオンが、実質的に螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の軌道を進行する、イオンを案内する方法またはイオン移動度に従ってイオンを分離する方法。
【請求項３８】
管状イオンガイドを含み、前記管状イオンガイドが、直線状または曲線状の内管に巻きつけられる管の形状に相当する形状を有するイオンガイド。
【請求項３９】
管状イオンガイドを通ってイオンを移送する工程を含み、前記管状イオンガイドが、直線状または曲線状の内管に巻きつけられる管の形状に相当する形状を有する、イオンを案内する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンガイド、イオン移動度分光計またはセパレータ、質量分析計、イオンを案内する方法、イオンを分離する方法、および質量分析の方法に関する。好適な実施形態は、イオン移動度の差に従ってイオンを分離するデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオンがＲＦ場によって半径方向に閉じ込められ、ガス状の媒体がイオンガイドに提供されるイオンガイドを提供することが知られている。このような状況において、イオンガイドに沿ってかつ当該イオンガイドを通って前方にイオンを駆動することが知られている。例えば、三連四重極質量分析計を用いて多重反応モニタリング（「ＭＲＭ」）、親イオン走査、またはニュートラルロス実験を行う際等に、短い通過時間が望ましいタンデム質量分析計の一部を形成する衝突セルの一部として軸方向場を提供することが知られている。また、同様のデバイスが、イオン移動度に従ってイオンを分離するのに用いられ得、ハイブリッド型イオン移動度質量分析計機器が、種々の異なる用途に用いられている。
【０００３】
米国特許第６９１４２４１号（ジャイルズ（Ｇｉｌｅｓ））（特許文献１）には、複数の電極を含むＲＦイオンガイドまたはイオン移動度セパレータの長さに沿って過渡ＤＣ電圧を漸進的に印加することにより、イオン移動度に従ってイオンを分離し得る方法が記載されている。このイオン移動度セパレータは、多重極ロッドセットまたはスタックリングセット等のＡＣまたはＲＦイオンガイドを含み得る。独立した過渡ＤＣ電位が各セグメントに印加され得るように、イオンガイドは、軸方向にセグメント化される。過渡ＤＣ電位は、ＡＣまたはＲＦ電圧（半径方向にイオンを閉じ込めるように作用する）および／あるいは一定のＤＣオフセット電圧の上に重ねられる。過渡ＤＣ電位は、軸方向にイオンガイドの長さに沿って移動し、イオン移動度セパレータの長さに沿ってイオンを平行移動させるように作用する進行波を生成する。
【０００４】
別の公知のイオン移動度分離デバイスは、一定の電界が生成されるように、隣接した部材間に一定の電位差が維持される、一連のリングを含むドリフト管を含む。イオンパルスが、緩衝ガスを含むドリフト管に導入され、イオンがイオン移動度に従って長手方向軸に沿って分離する。このデバイスは、ＲＦ閉じ込めなしに大気圧で動作可能であり、１５０までの分解度を提供可能である（ウー（Ｗｕ）ら『アナリティカル・ケミストリー（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．）』１９８８年、７０号、４９２９〜４９３８頁（非特許文献１））。ハイブリッド型イオン移動度質量分析計機器により適したより低い圧力で動作させることにより、拡散損失が大きくなり、分解度が低くなる。
【０００５】
ＲＦ擬電位井戸を、半径方向にイオンを閉じ込めるように配置し得、イオンガイドとして作用させることでイオンを効率的に運搬するのに用いて、これにより、拡散損失の問題を解決し得る。イオンをガイドに沿って前進駆動し得、イオンをイオン移動度に従って分離し得る。しかし、下記により詳しく記載するように、比較的低い圧力で移動度分離における高い分解度を得ようとする場合、低電界制限内に留まるためには比較的長いドリフト管を用いなくてはならない。
【０００６】
ＲＦイオンガイド内で移動度に従ってイオンを分離するために、ＲＦ半径方向閉じ込めに直交する軸方向ＤＣ電界を生成してもよい。ガスを含むイオンガイドに沿ってかつ当該イオンガイドを通ってイオンを駆動するために、一定の軸方向電界Ｅを印加した場合、イオンは、以下の特徴的な速度を得る。
【０００７】
【数１】
2010519700.tif 000003
【０００８】
式中、Κはイオン移動度である。
【０００９】
イオンが、ガスの背景熱エネルギーと比較して無視できるエネルギーを得る移動度分離を得るために、パラメータＥ／Ｐ（式中、Ｐは中性ガスの圧力）を考慮する必要がある。
【００１０】
イオンが駆動電界から運動エネルギーを受けない、いわゆる低電界領域でイオン移動度分離を維持するために、パラメータＥ／Ｐを約２Ｖ／ｃｍ−ｍｂａｒよりも低い値に維持する必要がある。
【００１１】
長さがＬであり、電圧降下Ｖが印加されるドリフト管における低電界条件では、分解度は、イオン移動度から独立しており、空間電荷効果のない状態で、
【００１２】
【数２】
2010519700.tif 000004
【００１３】
（式中、
【００１４】
【数３】
2010519700.tif 000005
【００１５】
は移動するイオン雲の質量中心の平均変移）となるように、電圧降下のみに依存することが分かっている。
【００１６】
パラメータ：
【００１７】
【数４】
2010519700.tif 000006
【００１８】
は、事実上、移動度分離の分解度である。したがって、ドリフト管の長さに亘って電圧降下を印加することにより、イオン移動度分光計の性能が向上可能であることが明らかである。
【００１９】
ハイブリッド型イオン移動度質量分析計において、イオン移動度ドリフト領域の典型的な圧力は、０．５〜１ｍｂａｒの範囲にある。これよりも非常に大きい圧力で動作させる場合、質量分析計ステージが効率的に動作するために、個別にポンプ吸引する必要がある真空システムへの負担が大きい。
【００２０】
典型的なドリフト管長さ２０ｃｍかつ動作圧力０．５ｍｂａｒで、低電界制限内で印加可能な最大電圧は、２０Ｖである。その結果、最大分解度が２６となる。同一の条件下で分解度を１００とするために、３ｍを超える長さを有するドリフト管が必要となる。しかし、これは、商用の質量分析計にとって実用的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許第６９１４２４１号明細書
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】ウー（Ｗｕ）ら『アナリティカル・ケミストリー（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．）』１９８８年、７０号、４９２９〜４９３８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
したがって、改良されたイオンガイドおよびイオン移動度分光計またはセパレータを提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の一局面によると、１つ以上の螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の管を含み、イオンが前記管を通って使用時に移送されるイオンガイドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが、複数のＲＦ電極が外表面に備えられる螺旋状ガラス管を含む、一実施形態によるイオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による中空螺旋状ガラス管の断面を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【図４】図４は、質量分析計の２つのステージを連結するように配置される片トロイダル状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による片トロイダル状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による円環体に巻きつけられる管の２７０°断片を示す。
【図７】図７は、螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが、使用時にイオンが移送される開口を有する複数のプレート電極によって連結される２つの回路基板によって形成される別の実施形態を示す。
【図８】図８は、比較的長いドリフト経路を有するイオンガイドまたはイオン移動度セパレータが提供されるように、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが螺旋に複数の巻きを含む、一実施形態による螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【図９】図９は、ＤＣ電圧とＲＦ電圧との両方を、本発明の一実施形態による螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度分光計に供給するのに用いられ得る分割器ネットワークを示す。
【図１０】図１０は、螺旋状イオン移動度分光計が、質量分析計の一ステージとして提供され、静的電圧降下が、イオン移動度分光計に亘って維持される一実施形態を示す。
【図１１】図１１は、螺旋状イオン移動度分光計が、質量分析計の一ステージとして提供され、動的電圧上昇が、イオン移動度分光計に亘って維持される一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
イオンが、好ましくは、イオンガイドに沿ってかつ当該イオンガイドを通って進むにつれて、実質的に螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の軌道を進行するように配置される。
【００２７】
１つ以上の管が、好ましくは、漏れのある（ｌｅａｋｙ）誘電体から形成される。例えば、１つ以上の管が、ケイ酸鉛添加ガラス等の抵抗ガラスから形成され得る。管が、好ましくは、１０6〜１０11Ωの範囲の抵抗を有し、ニクロム、銅、または金電極を含み得る。一実施形態によると、漏れのある誘電体管が、１〜５０、好ましくは５〜２０の範囲の誘電率、および、好ましくは、１〜１０００、好ましくは１００〜５００の範囲の透磁率を有し得る。漏れのある誘電体管が、好ましくは、＞１０5Ω・ｃｍ、さらに好ましくは１０6〜１０11Ω・ｃｍの抵抗率を有する。別の実施形態によると、管が、例えば、炭素−ニッケル−亜鉛セラミック管等のセラミック管を含み得る。
【００２８】
１つ以上の管の内径が、好ましくは、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。１つ以上の管の外径が、好ましくは、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。１つ以上の管の肉厚が、好ましくは、（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
【００２９】
イオンガイドの螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の経路に沿って測定した１つ以上の管の長さが、好ましくは、（ｉ）＜１０ｃｍ、（ｉｉ）１０〜２０ｃｍ、（ｉｉｉ）２０〜３０ｃｍ、（ｉｖ）３０〜４０ｃｍ、（ｖ）４０〜５０ｃｍ、（ｖｉ）５０〜６０ｃｍ、（ｖｉｉ）６０〜７０ｃｍ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０ｃｍ、（ｉｘ）８０〜９０ｃｍ、（ｘ）９０〜１００ｃｍ、（ｘｉ）１００〜１１０ｃｍ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０ｃｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０ｃｍ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０ｃｍ、（ｘｖ）１４０〜１５０ｃｍ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０ｃｍ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０ｃｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０ｃｍ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０ｃｍ、（ｘｘ）１９０〜２００ｃｍ、（ｘｘｉ）２００〜２１０ｃｍ、（ｘｘｉｉ）２１０〜２２０ｃｍ、（ｘｘｉｉｉ）２２０〜２３０ｃｍ、（ｘｘｉｖ）２３０〜２４０ｃｍ、（ｘｘｖ）２４０〜２５０ｃｍ、（ｘｘｖｉ）２５０〜２６０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉ）２６０〜２７０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７０〜２８０ｃｍ、（ｘｘｉｘ）２８０〜２９０ｃｍ、（ｘｘｘ）２９０〜３００ｃｍ、（ｘｘｘｉ）３００〜３１０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉ）３１０〜３２０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉｉ）３２０〜３３０ｃｍ、（ｘｘｘｉｖ）３３０〜３４０ｃｍ、（ｘｘｘｖ）３４０〜３５０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉ）３５０〜３６０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉ）３６０〜３７０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）３７０〜３８０ｃｍ、（ｘｘｘｉｘ）３８０〜３９０ｃｍ、（ｘｌ）３９０〜４００ｃｍ、（ｘｌｉ）４００〜４１０ｃｍ、（ｘｌｉｉ）４１０〜４２０ｃｍ、（ｘｌｉｉｉ）４２０〜４３０ｃｍ、（ｘｌｉｖ）４３０〜４４０ｃｍ、（ｘｌｖ）４４０〜４５０ｃｍ、（ｘｌｖｉ）４５０〜４６０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉ）４６０〜４７０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉｉ）４７０〜４８０ｃｍ、（ｘｌｉｘ）４８０〜４９０ｃｍ、（ｌ）４９０〜５００ｃｍ、および（ｌｉ）＞５００ｃｍからなる群から選択される。
【００３０】
イオンガイドが、好ましくは、
（ａ）１つ以上の管の外表面上または外表面内に配置される１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極、および／あるいは、
（ｂ）１つ以上の管の内表面上または内表面内に配置される１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極をさらに含む。
【００３１】
一実施形態によると、イオンガイドが、ＡＣまたはＲＦ電圧を１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、
（ａ）ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・ツー・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・ツー・ピークからなる群から選択される振幅を有し、かつ／または、
（ｂ）ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する。
【００３２】
一実施形態によると、イオンガイドが、
（ａ）１つ以上の管の内表面上または内表面内に配置される１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層、および／あるいは、
（ｂ）１つ以上の管の外表面上または外表面内に配置される１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層をさらに含む。
【００３３】
一実施形態によると、イオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、イオンガイドが、１つ以上のＤＣ電圧を、１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み得る。
【００３４】
一実施形態によると、イオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、イオンガイドが、イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、ＤＣ電圧または電位勾配を維持するように配置および適合されるデバイスを含み得る。
【００３５】
一実施形態によると、イオンガイドが、イオン入射口およびイオン出射口を含み得、使用時に、非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、イオンガイドのイオン入射口または入射領域とイオンガイドのイオン出射口または出射領域との間に維持され、非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、イオン入射口からイオン出射口までイオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するように配置される。
【００３６】
本発明の別の一局面によると、使用時にイオンが移送される１つ以上の開口をそれぞれ有する複数の電極を含み、螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状のイオンガイド領域を含むイオンガイドが提供される。
【００３７】
イオンガイドの螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の経路に沿って測定したイオンガイド領域の長さが、好ましくは、（ｉ）＜１０ｃｍ、（ｉｉ）１０〜２０ｃｍ、（ｉｉｉ）２０〜３０ｃｍ、（ｉｖ）３０〜４０ｃｍ、（ｖ）４０〜５０ｃｍ、（ｖｉ）５０〜６０ｃｍ、（ｖｉｉ）６０〜７０ｃｍ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０ｃｍ、（ｉｘ）８０〜９０ｃｍ、（ｘ）９０〜１００ｃｍ、（ｘｉ）１００〜１１０ｃｍ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０ｃｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０ｃｍ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０ｃｍ、（ｘｖ）１４０〜１５０ｃｍ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０ｃｍ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０ｃｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０ｃｍ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０ｃｍ、（ｘｘ）１９０〜２００ｃｍ、（ｘｘｉ）２００〜２１０ｃｍ、（ｘｘｉｉ）２１０〜２２０ｃｍ、（ｘｘｉｉｉ）２２０〜２３０ｃｍ、（ｘｘｉｖ）２３０〜２４０ｃｍ、（ｘｘｖ）２４０〜２５０ｃｍ、（ｘｘｖｉ）２５０〜２６０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉ）２６０〜２７０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７０〜２８０ｃｍ、（ｘｘｉｘ）２８０〜２９０ｃｍ、（ｘｘｘ）２９０〜３００ｃｍ、（ｘｘｘｉ）３００〜３１０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉ）３１０〜３２０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉｉ）３２０〜３３０ｃｍ、（ｘｘｘｉｖ）３３０〜３４０ｃｍ、（ｘｘｘｖ）３４０〜３５０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉ）３５０〜３６０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉ）３６０〜３７０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）３７０〜３８０ｃｍ、（ｘｘｘｉｘ）３８０〜３９０ｃｍ、（ｘｌ）３９０〜４００ｃｍ、（ｘｌｉ）４００〜４１０ｃｍ、（ｘｌｉｉ）４１０〜４２０ｃｍ、（ｘｌｉｉｉ）４２０〜４３０ｃｍ、（ｘｌｉｖ）４３０〜４４０ｃｍ、（ｘｌｖ）４４０〜４５０ｃｍ、（ｘｌｖｉ）４５０〜４６０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉ）４６０〜４７０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉｉ）４７０〜４８０ｃｍ、（ｘｌｉｘ）４８０〜４９０ｃｍ、（ｌ）４９０〜５００ｃｍ、および（ｌｉ）＞５００ｃｍからなる群から選択される。
【００３８】
一実施形態によると、イオンガイドが、ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、
（ａ）ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・ツー・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・ツー・ピークからなる群から選択される振幅を有し、かつ／または、
（ｂ）ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する。
【００３９】
一実施形態によると、イオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、イオンガイドが、１つ以上のＤＣ電圧を複数の電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含む。
【００４０】
イオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、イオンガイドが、好ましくは、イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、ＤＣ電圧または電位勾配を維持するように配置および適合されるデバイスを含む。
【００４１】
イオンガイドが、好ましくは、イオン入射口およびイオン出射口を含み、使用時に、非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、イオンガイドのイオン入射口または入射領域とイオンガイドのイオン出射口または出射領域との間に維持され、非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、イオン入射口からイオン出射口までイオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するように配置される。
【００４２】
開口を有する複数の電極を含むイオンガイドが、好ましくは、イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、少なくともいくつかのイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形を複数の電極の少なくともいくつかに印加するように配置および適合される過渡ＤＣ電圧手段をさらに含む。しかし、好ましさが劣る実施形態によると、上記に開示した管状イオンガイドが、イオンガイドのイオンガイド経路に沿って複数の電極を含み得、管状イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくともいくつかのイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形が、複数の電極の少なくともいくつかに印加され得る。
【００４３】
一実施形態によると、イオンガイドが、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形の振幅を時間とともに変化、増加、または減少させるように配置および適合される、または、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形の振幅が、時間とともに一定割合で変化させられるか、段階的に変化させられるか、スキャンされるか、または直線的にもしくは非直線的に変化させられる手段をさらに含む。
【００４４】
一動作モードにおいて、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形が、好ましくは、（ｉ）＜１００ｍ／ｓ、（ｉｉ）１００〜２００ｍ／ｓ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｍ／ｓ、（ｉｖ）３００〜４００ｍ／ｓ、（ｖ）４００〜５００ｍ／ｓ、（ｖｉ）５００〜６００ｍ／ｓ、（ｖｉｉ）６００〜７００ｍ／ｓ、（ｖｉｉｉ）７００〜８００ｍ／ｓ、（ｉｘ）８００〜９００ｍ／ｓ、（ｘ）９００〜１０００ｍ／ｓ、（ｘｉ）１０００〜１１００ｍ／ｓ、（ｘｉｉ）１１００〜１２００ｍ／ｓ、（ｘｉｉｉ）１２００〜１３００ｍ／ｓ、（ｘｉｖ）１３００〜１４００ｍ／ｓ、（ｘｖ）１４００〜１５００ｍ／ｓ、（ｘｖｉ）１５００〜１６００ｍ／ｓ、（ｘｖｉｉ）１６００〜１７００ｍ／ｓ、（ｘｖｉｉｉ）１７００〜１８００ｍ／ｓ、（ｘｉｘ）１８００〜１９００ｍ／ｓ、（ｘｘ）１９００〜２０００ｍ／ｓ、（ｘｘｉ）２０００〜２１００ｍ／ｓ、（ｘｘｉｉ）２１００〜２２００ｍ／ｓ、（ｘｘｉｉｉ）２２００〜２３００ｍ／ｓ、（ｘｘｉｖ）２３００〜２４００ｍ／ｓ、（ｘｘｖ）２４００〜２５００ｍ／ｓ、（ｘｘｖｉ）２５００〜２６００ｍ／ｓ、（ｘｘｖｉｉ）２６００〜２７００ｍ／ｓ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７００〜２８００ｍ／ｓ、（ｘｘｉｘ）２８００〜２９００ｍ／ｓ、（ｘｘｘ）２９００〜３０００ｍ／ｓ、および（ｘｘｘｉ）＞３０００ｍ／ｓからなる群から選択される速度で、イオンガイドの長さに沿って平行移動される。一実施形態によると、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形が好ましくはイオンガイドの長さに沿って平行移動される速度は、変化、増加、または減少し得る。
【００４５】
イオンガイドが、好ましくは、複数の電極の第１の側に備えられる１つ以上の第１の基板、および／または複数の電極の第２の側に備えられる１つ以上の第２の基板をさらに含む。１つ以上の第１の基板および／または１つ以上の第２の基板が、好ましくは、（ｉ）回路基板、（ｉｉ）プリント回路基板、（ｉｉｉ）非導電性基板、（ｉｖ）フェノール紙、（ｖ）ガラス繊維、（ｖｉ）プラスチック、（ｖｉｉ）ポリイミド、（ｖｉｉｉ）テフロン、（ｉｘ）セラミック、（ｘ）ラミネート、（ｘｉ）ＦＲ−２、（ｘｉｉ）ＦＲ−４、（ｘｉｉｉ）ＧＥＴＥＫ、（ｘｉｖ）ＢＴ−エポキシ、（ｘｖ）シアン酸エステル、（ｘｖｉ）パイララックス、および（ｘｖｉｉ）ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」）からなる群から選択される材料から形成される。
【００４６】
一実施形態によると、イオンガイドの入射領域および／または中央領域および／または出射領域が、好ましくは、使用時に、（ｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０-2ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１０-3ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞１０-4ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞１０-5ｍｂａｒ、（ｉｘ）＞１０-6ｍｂａｒ、（ｘ）＜１００ｍｂａｒ、（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ、（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ、（ｘｉｉｉ）＜０．１ｍｂａｒ、（ｘｉｖ）＜１０-2ｍｂａｒ、（ｘｖ）＜１０-3ｍｂａｒ、（ｘｖｉ）＜１０-4ｍｂａｒ、（ｘｖｉｉ）＜１０-5ｍｂａｒ、（ｘｖｉｉｉ）＜１０-6ｍｂａｒ、（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ、（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ、（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｘｘｉｉ）１０-2〜１０-1ｍｂａｒ、（ｘｘｉｉｉ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、（ｘｘｉｖ）１０-4〜１０-3ｍｂａｒ、および（ｘｘｖ）１０-5〜１０-4ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持される。
【００４７】
一実施形態によると、イオンガイドには、（ｉ）キセノン、（ｉｉ）六フッ化ウラン（「ＵＦ6」）、（ｉｉｉ）イソブタン（「Ｃ4Ｈ10」）、（ｉｖ）アルゴン、（ｖ）クリプトン、（ｖｉ）ペルフルオロプロパン（「Ｃ3Ｆ8」）、（ｖｉｉ）ヘキサフルオロエタン（「Ｃ2Ｆ6」）、（ｖｉｉｉ）ヘキサン（「Ｃ6Ｈ14」）、（ｉｘ）ベンゼン（「Ｃ6Ｈ6」）、（ｘ）四塩化炭素（「ＣＣｌ4」）、（ｘｉ）ヨードメタン（「ＣＨ3Ｉ」）、（ｘｉｉ）ジヨードメタン（「ＣＨ2Ｉ2」）、（ｘｉｉｉ）二酸化炭素（「ＣＯ2」）、（ｘｉｖ）二酸化窒素（「ＮＯ2」）、（ｘｖ）二酸化硫黄（「ＳＯ2」）、（ｘｖｉ）三フッ化リン（「ＰＦ3」）、（ｘｖｉｉ）十フッ化二硫黄（「Ｓ2Ｆ10」）、（ｘｖｉｉｉ）窒素、（ｘｉｘ）空気、（ｘｘ）メタン、および（ｘｘｉ）二酸化炭素からなる群から選択されるガスを供給し得る。
【００４８】
一動作モードにおいて、イオンが、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って、イオンガイド内で実質的に分離されることなく、イオンガイドに沿ってかつ当該イオンガイドを通って移送され得る。
【００４９】
一実施形態によると、イオンガイドが、イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、少なくともいくつかのイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧をイオンガイドの少なくとも一部を形成する電極に印加するように配置および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含み得る。
【００５０】
一実施形態によると、一動作モードにおいて、実質的に終端速度を得るように、イオンがイオンガイド内で加速される。
【００５１】
一実施形態によると、一動作モードにおいて、１〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜６００、６００〜７００、７００〜８００、８００〜９００、９００〜１０００、または＞１０００の範囲の質量電荷比を有する一価イオンが、好ましくは、（ｉ）０〜１ｍｓ、（ｉｉ）１〜２ｍｓ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｓ、（ｉｖ）３〜４ｍｓ、（ｖ）４〜５ｍｓ、（ｖｉ）５〜６ｍｓ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｓ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｓ、（ｉｘ）８〜９ｍｓ、（ｘ）９〜１０ｍｓ、（ｘｉ）１０〜１１ｍｓ、（ｘｉｉ）１１〜１２ｍｓ、（ｘｉｉｉ）１２〜１３ｍｓ、（ｘｉｖ）１３〜１４ｍｓ、（ｘｖ）１４〜１５ｍｓ、（ｘｖｉ）１５〜１６ｍｓ、（ｘｖｉｉ）１６〜１７ｍｓ、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８ｍｓ、（ｘｉｘ）１８〜１９ｍｓ、（ｘｘ）１９〜２０ｍｓ、（ｘｘｉ）２０〜２１ｍｓ、（ｘｘｉｉ）２１〜２２ｍｓ、（ｘｘｉｉｉ）２２〜２３ｍｓ、（ｘｘｉｖ）２３〜２４ｍｓ、（ｘｘｖ）２４〜２５ｍｓ、（ｘｘｖｉ）２５〜２６ｍｓ、（ｘｘｖｉｉ）２６〜２７ｍｓ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７〜２８ｍｓ、（ｘｘｉｘ）２８〜２９ｍｓ、（ｘｘｘ）２９〜３０ｍｓ、（ｘｘｘｉ）３０〜３５ｍｓ、（ｘｘｘｉｉ）３５〜４０ｍｓ、（ｘｘｘｉｉｉ）４０〜４５ｍｓ、（ｘｘｘｉｖ）４５〜５０ｍｓ、（ｘｘｘｖ）５０〜５５ｍｓ、（ｘｘｘｖｉ）５５〜６０ｍｓ、（ｘｘｘｖｉｉ）６０〜６５ｍｓ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）６５〜７０ｍｓ、（ｘｘｘｉｘ）７０〜７５ｍｓ、（ｘｌ）７５〜８０ｍｓ、（ｘｌｉ）８０〜８５ｍｓ、（ｘｌｉｉ）８５〜９０ｍｓ、（ｘｌｉｉｉ）９０〜９５ｍｓ、（ｘｌｉｖ）９５〜１００ｍｓ、および（ｘｌｖ）＞１００ｍｓの範囲のイオンガイドを通るドリフトまたは通過時間を有する。
【００５２】
一実施形態によると、一動作モードにおいて、イオンが、イオンガイド内のガスとの衝突を通じて、衝突により冷却および／または加熱され得る。
【００５３】
本発明の別の一局面によると、上記のイオンガイドを含み、イオンが、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って、イオンガイド内で分離されるように配置および適合されるイオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計が提供される。
【００５４】
本発明の別の一局面によると、上記のイオンガイドを含み、イオンガイドが、（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、反応またはフラグメンテーションデバイスの一部を形成する衝突、反応またはフラグメンテーションデバイスが提供される。
【００５５】
本発明の別の一局面によると、上記のイオンガイドをさらに含む質量分析計が提供される。
【００５６】
本発明の別の一局面によると、上記のイオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計をさらに含む質量分析計が提供される。
【００５７】
本発明の別の一局面によると、上記の衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスをさらに含む質量分析計が提供される。
【００５８】
質量分析計が、好ましくは、イオンガイド、イオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計、あるいは衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの上流および／または下流に配置されるイオン源をさらに含み、イオン源が、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源、（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオン源、および（ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択される。
【００５９】
イオン移動度分離デバイスおよび／またはフィールド非対称イオン移動度分光計デバイスが、好ましくは、イオンガイド、イオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計、あるいは衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの上流および／または下流に配置される。
【００６０】
イオントラップまたはイオントラップ領域が、好ましくは、イオンガイド、イオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計、あるいは衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの上流および／または下流に配置される。
【００６１】
衝突、フラグメンテーションまたは反応セルが、好ましくは、イオンガイド、イオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計、あるいは衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの上流および／または下流に配置される。衝突、フラグメンテーションまたは反応セルが、（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される。
【００６２】
質量分析計が、好ましくは、（ｉ）四重極質量分析部、（ｉｉ）二次元または線形四重極質量分析部、（ｉｉｉ）ポールまたは三次元四重極質量分析部、（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析部、（ｖ）イオントラップ質量分析部、（ｖｉ）磁場型質量分析部、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析部、（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析部、（ｉｘ）静電またはオービトラップ質量分析部、（ｘ）フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析部、（ｘｉ）フーリエ変換質量分析部、（ｘｉｉ）飛行時間質量分析部、（ｘｉｉｉ）直交加速式飛行時間質量分析部、および（ｘｉｖ）直線加速式飛行時間質量分析部からなる群から選択される質量分析部を含む。
【００６３】
本発明の別の一局面によると、
螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の管を含むイオンガイドを準備する工程と、
イオンガイドを通ってイオンを移送する工程とを含む、イオンを案内する方法が提供される。
【００６４】
本発明の別の一局面によると、
１つ以上の開口をそれぞれ有する複数の電極を含むイオンガイドを準備する工程と、
１つ以上の開口を通ってイオンを移送する工程とを含み、
イオンガイドが、螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状のイオンガイド領域を含む、イオンを案内する方法が提供される。
【００６５】
本発明の別の一局面によると、上記の方法を含み、イオンが、イオンガイドを通って移送されるにつれて、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って分離される、イオン移動度に従ってイオンを分離する方法が提供される。
【００６６】
本発明の別の一局面によると、上記の方法を含み、イオンが、イオンガイドを通過するにつれて衝突、反応、またはフラグメンテーションされ、イオンガイドが、（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、反応またはフラグメンテーションデバイスの一部を形成する、イオンの衝突、反応またはフラグメンテーション方法が提供される。
【００６７】
本発明の別の一局面によると、上記の方法を含む質量分析の方法が提供される。
【００６８】
本発明の別の一局面によると、イオンが、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータに沿ってかつ当該イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを通って進むにつれて、実質的に螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の軌道を進行するように配置および適合される、ガラスまたはセラミック製の管状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが提供される。
【００６９】
本発明の別の一局面によると、ガラスまたはセラミック製の管状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータに沿ってかつ当該イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを通ってイオンを通過させる工程を含み、イオンが、実質的に螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、片トロイダル状、半トロイダル状、または渦巻き状の軌道を進行する、イオンを案内する方法またはイオン移動度に従ってイオンを分離する方法が提供される。
【００７０】
本発明の別の一局面によると、管状イオンガイドを含み、管状イオンガイドが、直線状または曲線状の内管に巻きつけられる管の形状に相当する形状を有するイオンガイドが提供される。
【００７１】
本発明の別の一局面によると、管状イオンガイドを通ってイオンを移送する工程を含み、管状イオンガイドが、直線状または曲線状の内管に巻きつけられる管の形状に相当する形状を有する、イオンを案内する方法が提供される。
【００７２】
好適な一実施形態によると、好ましくは、小型で比較的高い分解度と比較的高い移送とを有する低電界イオン移動度セパレータが提供される。好適なイオン移動度セパレータが、ハイブリッド型イオン移動度質量分析計の配置に組み込まれ得る。
【００７３】
好適な本実施形態によると、イオンに螺旋状の経路をとらせることにより、好適なイオン移動度分光計またはセパレータのドリフト長さが、好ましくは増加する。好適なデバイスの全体の物理的寸法が、匹敵する長さを有する長手方向ドリフト管を含む従来のイオン移動度セパレータと比較して、好ましくは著しく減少する。
【００７４】
一実施形態によると、イオン移動度分光計が、好ましくはＤＣ電界を維持可能な抵抗性内側被覆層を好ましくは有する中空ガラス管を含み得る。導電性電極が、外表面上に配置され得、デバイス内に半径方向にイオンを閉じ込めるためにＡＣまたはＲＦ電圧が供給され得る。
【００７５】
一実施形態によると、イオンガイドが、抵抗ガラスイオンガイドを含み得る。例えば、イオンガイドが、好ましくは１つ以上の管に形成されるケイ酸鉛添加ガラスを含み得る。管を、熱処理して、僅か数百オングストロームの厚みであり得るガラスの内表面上に半導電性層を生成し得る。このような物質は、例えば、飛行時間リフレクトロンを構築するのに用いられてきた（ＡＳＭＳ、２００６年、ＭＰ０９、１９６）。
【００７６】
好適な本実施形態によると、ＡＣまたはＲＦ電圧が、管の外表面上に好ましくは配置される４つ、６つ、または８つの電極に印加され得る。管内のイオンが好ましくは管内に半径方向に閉じ込められるように、好ましくは管壁を貫通する多重極電界が、好ましくは形成される。
【００７７】
一実施形態によると、管またはイオンガイドが、分散媒体を提供するだけでなく、ＡＣまたはＲＦ電位あるいは電圧と作用して、イオンをガイドの中心へ向けて半径方向に衝突により集中させるガスで、加圧され得る。
【００７８】
ドリフト電界が、好ましくは、ＤＣ電圧を管の入力端と出力端との間に印加することにより生成される。イオンが、好ましくは、管の経路に沿って横断するにつれて、イオン移動度に従って分離される。螺旋状ガイドの１つ以上の部分が、セグメント化され得、質量分析計の後続のステージにおけるパルス状排出のためにイオンを蓄積するために、例えば、１つ以上のイオン貯蔵領域として作用し得る。
【００７９】
好ましさが劣る実施形態によると、イオンガイドが、イオンが内管を通って案内され、かつ／または、イオンが内管と外管との間の環状部を通って案内される２つの同軸管を含み得る。
【００８０】
以下に、添付の図面を参照し、本発明の種々の実施形態を、あくまで例として説明する。
【００８１】
図１は、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが、複数のＲＦ電極が外表面に備えられる螺旋状ガラス管を含む、一実施形態によるイオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【００８２】
図２は、本発明の一実施形態による中空螺旋状ガラス管の断面を示す。
【００８３】
図３は、本発明の一実施形態による螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【００８４】
図４は、質量分析計の２つのステージを連結するように配置される片トロイダル状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【００８５】
図５は、本発明の一実施形態による片トロイダル状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【００８６】
図６は、本発明の一実施形態による円環体に巻きつけられる管の２７０°断片を示す。
【００８７】
図７は、螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが、使用時にイオンが移送される開口を有する複数のプレート電極によって連結される２つの回路基板によって形成される別の実施形態を示す。
【００８８】
図８は、比較的長いドリフト経路を有するイオンガイドまたはイオン移動度セパレータが提供されるように、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが螺旋に複数の巻きを含む、一実施形態による螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータを示す。
【００８９】
図９は、ＤＣ電圧とＲＦ電圧との両方を、本発明の一実施形態による螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度分光計に供給するのに用いられ得る分割器ネットワークを示す。
【００９０】
図１０は、螺旋状イオン移動度分光計が、質量分析計の一ステージとして提供され、静的電圧降下が、イオン移動度分光計に亘って維持される一実施形態を示す。
【００９１】
図１１は、螺旋状イオン移動度分光計が、質量分析計の一ステージとして提供され、動的電圧上昇が、イオン移動度分光計に亘って維持される一実施形態を示す。
【００９２】
以下に、本発明の第１の主たる実施形態を図１〜図３を参照して説明する。第１の主たる実施形態によると、抵抗ガラスで形成される螺旋状の中空管１が、好ましくは提供される。複数のＡＣまたはＲＦ電極２が、好ましくは、螺旋状の管１の外表面上に備えられる。イオンが、好ましくは、入射口３を介して螺旋状の管１に入射し、出射口４を介して螺旋状の管１から好ましくは出射されるように配置される。
【００９３】
一実施形態によると、ガラス管は、１０6〜１０11Ωの範囲の抵抗を有し得、ニクロム、銅、または金電極を含み得る。管は、例えば、米国ブーレ（ＲＴＭ）テクノロジーズ（Ｂｕｒｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）社から入手可能なケイ酸鉛ガラスから形成され得る。
【００９４】
好ましさが劣る実施形態によると、管は、セラミックから形成され得る。一実施形態によると、セラミックは、米国スタックポール・カーボン・コーポレーション（Ｓｔａｃｋｐｏｌｅ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）社製で米国特許第３８６７６３２号に記載されるＣＥＲＡＭＡＧ  Ｃ／１２（ＲＴＭ）またはＣＥＲＡＭＡＧ  Ｃ／９（ＲＴＭ）等の炭素−ニッケル−亜鉛セラミックを含み得る。
【００９５】
一実施形態によると、管は、１〜５０の範囲、好ましくは１０の誘電率、１〜１０００（好ましくは１００〜８００）の範囲の透磁率、および好ましくは＞１０5Ω・ｃｍの抵抗率を有し得る。
【００９６】
螺旋状の表面に関する式をパラメータ化したものが、以下の式により円柱座標で与えられ得る。
【００９７】
【数５】
2010519700.tif 000007
【００９８】
式中、Ａは、螺旋が巻きつけられる軸から管の中心までの半径であり、Ｂは、管の半径であり、Ｃは、巻きの間隔を決定するものである。
【００９９】
このような構造を可能にするには、以下の関係が満たされている必要がある。
【０１００】
【数６】
2010519700.tif 000008
【０１０１】
上記条件が満たされない場合、１つよりも多い巻きが発生するならば、管表面が自身に突き当たることになる。
【０１０２】
図２は、ＡＣまたはＲＦ電圧が好ましくは印加される金属製の外側の電極２およびＤＣ電圧が好ましくは印加される内側の抵抗性被覆層５を示す、本発明の一実施形態による螺旋状の管１の断面を示す。アルゴン、窒素、キセノン、空気、メタン、または二酸化炭素等のガス６が、好ましくは、使用時に管１内に存在する。
【０１０３】
図３は、本発明の一実施形態による、ｔ＝０→２πおよびｖ＝０→１６πに対してＡ＝６、Ｂ＝０．６、かつＣ＝０．３の値となる螺旋状の表面を有するイオンガイドまたはイオン移動度セパレータのグラフを示す。
【０１０４】
管１の内表面が、好ましくは、半径Ｂよりもいくらか短い抵抗層５で被覆されている。したがって、イオンが、内部体積に好ましくは閉じ込められる。デバイスの曲線状の形態の性質は、好ましくは、電界が長手方向の光学軸に関して対称である従来の多重極形態とは異なり、電界がデバイスの本体内で非対称であることを意味する。
【０１０５】
特定の一例によると、Ａ＝６０ｍｍ、Ｂ＝６ｍｍ、かつ肉厚が０．５ｍｍであり得る。角度θは、巻き回数を決定する。一実施形態によると、θが１６π（すなわち、８巻き）であり得、したがって、長さが３ｍとなる。３００Ｖの電圧かつ０．５ｍｂａｒの圧力で管を動作させることにより、イオン移動度セパレータデバイスが約１００の分解度を有することになる。
【０１０６】
別の実施形態によると、デバイスが、例えば図４および図５に示すような片トロイダル状の配置を含み得る。イオンガイドまたはイオン移動度セパレータは、図４に示すように、質量分析計の２つのステージまたは部分を連結するのに用いられ得る。
【０１０７】
図５に示す特定の片トロイダル状イオンガイドは、Ａ＝４、Ｂ＝０．５、かつＣ＝０というパラメータを有する。上記の式においてＣをゼロに設定した場合、上記の表面は、トロイダル状の性質を有するようになり、したがって、別の実施形態において、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータがトロイダル状または一部トロイダル状の形状を有し得る。このようなデバイスは、イオンを効率的に閉じ込めながら、折り返された形態の構成を活用できるようにすることにより、ハイブリッド型質量分析計のサイズを減少させるのに有用である。
【０１０８】
別の実施形態によると、イオンガイドの形状が、図６に示すように曲線状であり円を形成する円環体または仮想の円形の管に巻きつけられる管状である、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが提供され得る。本実施形態によるイオンガイドまたはイオン移動度セパレータは、形状において、トロイダル状変圧器の巻きと同様となり得る。図６は、そのような実施形態の２７０°断片を示すが、任意の望ましい断片を選択し得ることが理解されよう。
【０１０９】
別の実施形態によると、イオンガイド、イオン移動度分光計、または抵抗ガラス管が、例えば、楕円、正方形、長方形、または多角形の断面等の非円形の断面を有し得る。
【０１１０】
別の実施形態によると、より高次の多重極が、イオンを管状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータ内に閉じ込めるのに用いられ得る。より高次の多重極により、従来の長手方向デバイスに関連付けられる、より大きい質量電荷比移送帯域幅が得られる。同様に、イオンガイドまたはイオン移動度セパレータ内に半径方向にイオンを閉じ込めるように、ＡＣまたはＲＦ電圧の反対の位相をそれぞれ有する相互に巻きつけられた２つのワイヤが、管に巻きつけられ得る。
【０１１１】
本発明の好適なデバイスが、好ましくは、様々な異なる動作モードで動作するように意図される。デバイスは、例えば、イオン移動度分離が１００％のデューティサイクル動作で実行可能な状態でイオンが蓄積されるように、上流イオントラップと連動して動作され得る。
【０１１２】
図７は、複数のプレートまたは電極が好ましくは２つの回路基板の間に備えられる２つの回路基板を含む、螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度セパレータが形成される、第２の主たる実施形態を示す。プレートが、好ましくは、使用時にイオンが好ましくは移送される開口を有する。
【０１１３】
一実施形態によると、複数の不連続のプレートが好ましくは備えられ、異なるまたは不連続のＤＣ電圧または電位が、好ましくは、各プレートに印加され得る。一実施形態によると、適切なＤＣ電圧を複数のプレートに印加するために、分圧器が備えられ得る。特に好適な実施形態によると、螺旋状イオンガイドまたは螺旋状イオン移動度分光計内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、従来のイオントンネルイオンガイド配置と同様に、隣接したプレートが、ＡＣまたはＲＦ電圧供給の反対の位相に接続され得る。
【０１１４】
図８は、螺旋上に多数の巻きを含む螺旋状イオンガイドまたはイオン移動度分光計が備えられる実施形態を示す。本実施形態によると、比較的長いドリフト経路を有するイオンガイドまたはイオン移動度セパレータが提供される。
【０１１５】
図９は、適切なＤＣおよびＡＣ／ＲＦ電圧を、好ましくは好適なイオンガイドまたはイオン移動度セパレータを形成する複数のｎ個の別々のプレートまたは電極に供給するのに用いられ得る、一実施形態による分割器ネットワークを示す。ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは、コンデンサを介してプレートまたは電極に供給される。ＤＣ電圧は、好ましくは、抵抗器ネットワークを介してプレートまたは電極に供給される。３Ｒ／２値抵抗器が、好ましくは、一連の偶数個のプレートまたは電極の最初に位置し、別の３Ｒ／２値抵抗器が、好ましくは、一連の奇数のプレートまたは電極の最後に位置する。この配置によって、好ましくは、連続した駆動電界が、好ましくはイオンガイドまたはイオン移動度分光計またはセパレータ全体の長さに沿ってかつ当該長さの周囲に確実に提供される。
【０１１６】
図１０は、螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータが、エレクトロスプレー質量分析計に組み込まれる一実施形態を示す。本実施形態によると、イオンガイドの下流に好ましくは配置されるトラップ電極の電位を上げることにより、イオンが、好ましくは、螺旋状の移動度スペクトロメータまたはセパレータの上流に配置されるイオンガイドにトラップされる。トラップ電極の電位は、イオンが、好ましくは、例えば、１００μｓのパルスとしてイオンガイドおよびトラップ電極の下流に好ましくは配置される好適な螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータ内へまたは当該螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータに向けてパルス状に進むように、瞬間的に減少され得る。イオンが、好ましくは、螺旋状の移動度イオン移動度セパレータ中を通り、次いで、トラップ電極の電位が好ましくは上げられる。
【０１１７】
次いで、第２または後続のイオン群が、好ましくは、イオンガイド内にトラップされ、螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータ中に既にパルス状に進んでいる第１のイオン群が、好ましくは、螺旋状の移動度イオンガイドを通るあるいは通過するにつれて、イオン移動度に従って分離される。好適な螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータを通るイオンの通過時間が、好ましくは、１０〜１００ｍｓの範囲となる。螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンが、次いで、質量分析計の四重極イオンガイドまたは他の部分に好ましくは移送される。図１０に示す実施形態の僅かに不利な点は、比較的大きい電位差（例えば、１ｋＶ）を、螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータの長さに亘って維持しなくてはならない場合がある点にある。結果として、イオン源の電位も、好ましくは、比較的高いレベルに維持される。
【０１１８】
図１１は、イオンがイオンガイドからパルス状に出る際に、少なくともいくつかのイオンが螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータに入射できるようにするために、螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータに亘る電圧降下が、最初にパルス状に低くなる、本発明の別の実施形態を示す。イオンが螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータに一旦入射すると、トラップ電極の電位が、好ましくは、比較的高い電位に上げられる。螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータの電位も、次いで、好ましくは上昇すなわち上げられる。結果として、螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータの下流に配置される質量分析計の四重極ロッドセット、イオンガイド、または他の構成要素は、図１０を参照して上記に記載した実施形態と比較して、イオン源が維持される電位に好ましくはより近い電位に維持され得る。螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータから出てくるイオンが、好ましくは、一実施形態によると四重極ロッドセットまたはイオンガイドを含み得る下流ステージを通過する。この特定の実施形態の利点は、螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータの下流または上流で、電圧のトラッキングが全く要求されない点にある。さらに、イオン源から、例えば、螺旋状イオン移動度分光計またはセパレータおよび他の構成要素の下流に配置される直交加速式飛行時間質量分析部の押し出し電極まで質量分析計に亘る全体的な電圧降下が、有利には減少し得る。
【０１１９】
本発明を好適な実施形態を参照して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載されるような発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が形態および詳細においてなされ得ることが当業者には理解されよう。
【図１】
2010519700.tif 000009
【図２】
2010519700.tif 000010
【図３】
2010519700.tif 000011
【図４】
2010519700.tif 000012
【図５】
2010519700.tif 000013
【図６】
2010519700.tif 000014
【図７】
2010519700.tif 000015
【図８】
2010519700.tif 000016
【図９】
2010519700.tif 000017
【図１０】
2010519700.tif 000018
【図１１】
2010519700.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月21日(2009.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状、または渦巻き状の管を含み、イオンが前記管を通って使用時に移送されるイオンガイド。
【請求項２】
前記１つ以上の管が、漏れのある（ｌｅａｋｙ）誘電体、抵抗ガラス、ケイ酸鉛添加ガラス、またはセラミックから形成される、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項３】
（ａ）前記１つ以上の管の外表面上または外表面内に配置される１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極、および／あるいは、
（ｂ）前記１つ以上の管の内表面上または内表面内に配置される１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極をさらに含む、請求項１または２に記載のイオンガイド。
【請求項４】
ＡＣまたはＲＦ電圧を前記１つ以上のＡＣまたはＲＦ電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、
（ａ）前記ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・ツー・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・ツー・ピークからなる群から選択される振幅を有し、かつ／または、
（ｂ）前記ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する、請求項３に記載のイオンガイド。
【請求項５】
（ａ）前記１つ以上の管の内表面上または内表面内に配置される１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層、および／あるいは、
（ｂ）前記１つ以上の管の外表面上または外表面内に配置される１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項６】
（ａ）前記イオンガイドが、１つ以上のＤＣ電圧を、前記１つ以上の抵抗性、半導電性、または導電性の表面または被覆層に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、かつ／または、
（ｂ）前記イオンガイドが、前記イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、ＤＣ電圧または電位勾配を維持するように配置および適合されるデバイスを含み、かつ／または、
（ｃ）前記イオンガイドが、イオン入射口およびイオン出射口を含み、使用時に、非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、前記イオンガイドの前記イオン入射口または入射領域と前記イオンガイドの前記イオン出射口または出射領域との間に維持され、前記非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、前記イオン入射口から前記イオン出射口まで前記イオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するように配置される、請求項５に記載のイオンガイド。
【請求項７】
使用時にイオンが移送される１つ以上の開口をそれぞれ有する複数の電極を含み、螺旋状または渦巻き状のイオンガイド領域を含むイオンガイド。
【請求項８】
前記イオンガイドの前記螺旋状または渦巻き状の経路に沿って測定した前記イオンガイド領域の長さが、（ｉ）＜１０ｃｍ、（ｉｉ）１０〜２０ｃｍ、（ｉｉｉ）２０〜３０ｃｍ、（ｉｖ）３０〜４０ｃｍ、（ｖ）４０〜５０ｃｍ、（ｖｉ）５０〜６０ｃｍ、（ｖｉｉ）６０〜７０ｃｍ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０ｃｍ、（ｉｘ）８０〜９０ｃｍ、（ｘ）９０〜１００ｃｍ、（ｘｉ）１００〜１１０ｃｍ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０ｃｍ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０ｃｍ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０ｃｍ、（ｘｖ）１４０〜１５０ｃｍ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０ｃｍ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０ｃｍ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０ｃｍ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０ｃｍ、（ｘｘ）１９０〜２００ｃｍ、（ｘｘｉ）２００〜２１０ｃｍ、（ｘｘｉｉ）２１０〜２２０ｃｍ、（ｘｘｉｉｉ）２２０〜２３０ｃｍ、（ｘｘｉｖ）２３０〜２４０ｃｍ、（ｘｘｖ）２４０〜２５０ｃｍ、（ｘｘｖｉ）２５０〜２６０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉ）２６０〜２７０ｃｍ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７０〜２８０ｃｍ、（ｘｘｉｘ）２８０〜２９０ｃｍ、（ｘｘｘ）２９０〜３００ｃｍ、（ｘｘｘｉ）３００〜３１０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉ）３１０〜３２０ｃｍ、（ｘｘｘｉｉｉ）３２０〜３３０ｃｍ、（ｘｘｘｉｖ）３３０〜３４０ｃｍ、（ｘｘｘｖ）３４０〜３５０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉ）３５０〜３６０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉ）３６０〜３７０ｃｍ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）３７０〜３８０ｃｍ、（ｘｘｘｉｘ）３８０〜３９０ｃｍ、（ｘｌ）３９０〜４００ｃｍ、（ｘｌｉ）４００〜４１０ｃｍ、（ｘｌｉｉ）４１０〜４２０ｃｍ、（ｘｌｉｉｉ）４２０〜４３０ｃｍ、（ｘｌｉｖ）４３０〜４４０ｃｍ、（ｘｌｖ）４４０〜４５０ｃｍ、（ｘｌｖｉ）４５０〜４６０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉ）４６０〜４７０ｃｍ、（ｘｌｖｉｉｉ）４７０〜４８０ｃｍ、（ｘｌｉｘ）４８０〜４９０ｃｍ、（ｌ）４９０〜５００ｃｍ、および（ｌｉ）＞５００ｃｍからなる群から選択される、請求項７に記載のイオンガイド。
【請求項９】
ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、
（ａ）前記ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピーク・ツー・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・ツー・ピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピーク・ツー・ピークからなる群から選択される振幅を有し、かつ／または、
（ｂ）前記ＡＣまたはＲＦ電圧が、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する、請求項７または８に記載のイオンガイド。
【請求項１０】
（ａ）前記イオンガイドが、１つ以上のＤＣ電圧を前記複数の電極に供給するように配置および適合されるデバイスをさらに含み、かつ／または、
（ｂ）前記イオンガイドが、前記イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、ＤＣ電圧または電位勾配を維持するように配置および適合されるデバイスを含み、かつ／または、
（ｃ）前記イオンガイドがイオン入射口およびイオン出射口を含み、使用時に、非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、前記イオンガイドの前記イオン入射口または入射領域と前記イオンガイドの前記イオン出射口または出射領域との間に維持され、前記非ゼロＤＣ電圧または電位勾配が、前記イオン入射口から前記イオン出射口まで前記イオンガイドを通ってイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するように配置される、請求項７、８、または９に記載のイオンガイド。
【請求項１１】
前記イオンガイドが、前記イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、少なくともいくつかのイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形を前記複数の電極の少なくともいくつかに印加するように配置および適合される過渡ＤＣ電圧手段をさらに含む、請求項７〜１０のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項１２】
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形の振幅および／または速度を時間とともに変化、増加、または減少させるように配置および適合される、または、
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位あるいは前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位波形の振幅および／または速度が、時間とともに一定割合で変化させられるか、段階的に変化させられるか、スキャンされるか、または直線的にもしくは非直線的に変化させられる手段をさらに含む、請求項１１に記載のイオンガイド。
【請求項１３】
前記複数の電極の第１の側に備えられる１つ以上の第１の基板、および／または前記複数の電極の第２の側に備えられる１つ以上の第２の基板をさらに含み、
前記１つ以上の第１の基板および／または前記１つ以上の第２の基板が、（ｉ）回路基板、（ｉｉ）プリント回路基板、（ｉｉｉ）非導電性基板、（ｉｖ）フェノール紙、（ｖ）ガラス繊維、（ｖｉ）プラスチック、（ｖｉｉ）ポリイミド、（ｖｉｉｉ）テフロン、（ｉｘ）セラミック、（ｘ）ラミネート、（ｘｉ）ＦＲ−２、（ｘｉｉ）ＦＲ−４、（ｘｉｉｉ）ＧＥＴＥＫ、（ｘｉｖ）ＢＴ−エポキシ、（ｘｖ）シアン酸エステル、（ｘｖｉ）パイララックス、および（ｘｖｉｉ）ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」）からなる群から選択される材料から形成される、請求項７〜１２のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項１４】
前記イオンガイドの入射領域および／または中央領域および／または出射領域が、使用時に、（ｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞１０ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０-2ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１０-3ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞１０-4ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞１０-5ｍｂａｒ、（ｉｘ）＞１０-6ｍｂａｒ、（ｘ）＜１００ｍｂａｒ、（ｘｉ）＜１０ｍｂａｒ、（ｘｉｉ）＜１ｍｂａｒ、（ｘｉｉｉ）＜０．１ｍｂａｒ、（ｘｉｖ）＜１０-2ｍｂａｒ、（ｘｖ）＜１０-3ｍｂａｒ、（ｘｖｉ）＜１０-4ｍｂａｒ、（ｘｖｉｉ）＜１０-5ｍｂａｒ、（ｘｖｉｉｉ）＜１０-6ｍｂａｒ、（ｘｉｘ）１０〜１００ｍｂａｒ、（ｘｘ）１〜１０ｍｂａｒ、（ｘｘｉ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｘｘｉｉ）１０-2〜１０-1ｍｂａｒ、（ｘｘｉｉｉ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、（ｘｘｉｖ）１０-4〜１０-3ｍｂａｒ、および（ｘｘｖ）１０-5〜１０-4ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持される、請求項１〜１３のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項１５】
一動作モードにおいて、イオンが、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って、前記イオンガイド内で実質的に分離されることなく、前記イオンガイドに沿ってかつ当該イオンガイドを通って移送される、請求項１〜１４のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項１６】
前記イオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って、少なくともいくつかのイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、または前進駆動するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を前記イオンガイドの少なくとも一部を形成する電極に印加するように配置および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、請求項１〜１５のいずれかに記載のイオンガイド。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載のイオンガイドを含み、イオンが、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って、前記イオンガイド内で分離されるように配置および適合されるイオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれかに記載のイオンガイドを含み、前記イオンガイドが、（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、反応またはフラグメンテーションデバイスの一部を形成する、衝突、反応またはフラグメンテーションデバイス。
【請求項１９】
（ｉ）請求項１〜１６のいずれかに記載のイオンガイド；または
（ｉｉ）請求項１７に記載のイオン移動度セパレータまたはイオン移動度分光計；または
（ｉｉｉ）請求項１８に記載の衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス
をさらに含む質量分析計。
【請求項２０】
螺旋状、トロイダル状、一部トロイダル状または渦巻き状の管を含むイオンガイドを準備する工程と、
前記イオンガイドを通ってイオンを移送する工程とを含む、イオンを案内する方法。
【請求項２１】
１つ以上の開口をそれぞれ有する複数の電極を含むイオンガイドを準備する工程と、
前記１つ以上の開口を通ってイオンを移送する工程とを含み、
前記イオンガイドが、螺旋状または渦巻き状のイオンガイド領域を含む、イオンを案内する方法。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の方法を含み、イオンが、前記イオンガイドを通って移送されるにつれて、イオン移動度または電界強度に対するイオン移動度の変化率に従って分離される、イオン移動度に従ってイオンを分離する方法。
【請求項２３】
請求項２０または２１に記載の方法を含み、イオンが、前記イオンガイドを通過するにつれて衝突、反応、またはフラグメンテーションされ、前記イオンガイドが、（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、反応またはフラグメンテーションデバイスの一部を形成する、イオンの衝突、反応またはフラグメンテーション方法。
【請求項２４】
請求項２０〜２３のいずれかに記載の方法を含む質量分析の方法。
【国際調査報告】
2010519700.tif 000020
2010519700.tif 000021
2010519700.tif 000022