(57)【要約】【課題】装置の小形化、低コスト化を図りつつイオンの分離度を向上させる。【解決手段】制御部８による制御の下でドリフト電圧発生部７は、ドリフト領域３に導入されたイオンをドリフトチューブ２の末端に向けて加速する一様加速電場とイオンを減速する一様減速電場とが時間的に交互に形成されるように、矩形波状の電圧を各円環状電極２１に印加する。制御部８は設定された分離度に応じて矩形波状電圧のデューティ比を調整する。周期的に減速電場が形成されることで、加速電場が連続的に形成される場合に比べてイオンの平均移動速度は低くなる。それによりドリフト距離は同じでもドリフト時間が長くなり、移動度に差がある二種のイオンが検出器５に到達する時刻の差が拡大し分離度が改善される。【選択図】図１
2017090393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス化したイオンをドリフト領域中に導入しドリフトさせることによってイオンをイオン移動度に応じてその進行方向に分離するイオン移動度分離装置において、
a)前記ドリフト領域中にその中心軸上において所定の電位勾配を有する電場を形成するための一又は複数の電極と、
b)前記ドリフト領域中に導入されたイオンを前記中心軸に沿って加速する加速電場を前記ドリフト領域中に形成するような加速電圧と、該イオンを前記中心軸に沿って減速する減速電場を前記ドリフト領域中に形成するような減速電圧と、を選択的に前記一又は複数の電極に印加する電圧印加部と、
c)前記一又は複数の電極に第１の所定期間前記加速電圧を印加したあとに第２の所定期間前記減速電圧を印加するという一つの周期を繰り返すように前記電圧印加部を制御するとともに、その一周期中での前記第１の所定期間と第２の所定期間との比率を調整する制御部と、
を備えることを特徴としてするイオン移動度分離装置。
【請求項２】
パルス化したイオンをドリフト領域中に導入しドリフトさせることによってイオンをイオン移動度に応じてその進行方向に分離するイオン移動度分離装置において、
a)前記ドリフト領域中にその中心軸上において所定の電位勾配を有する電場を形成するための一又は複数の電極と、
b)前記ドリフト領域中に導入されたイオンを前記中心軸に沿って加速する加速電場を前記ドリフト領域中に形成するような加速電圧と、該イオンを前記中心軸に沿って減速する減速電場を前記ドリフト領域中に形成するような減速電圧と、を選択的に前記一又は複数の電極に印加する電圧印加部と、
c)前記一又は複数の電極に第１の所定期間前記加速電圧を印加したあとに第２の所定期間前記減速電圧を印加するという一つの周期を繰り返すように前記電圧印加部を制御するとともに、該加速電圧及び該減速電圧の値の少なくとも一方を調整する制御部と、
を備えることを特徴とするイオン移動度分離装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のイオン移動度分離装置であって、
ユーザが当該装置におけるイオンの分離性能を設定するための設定部をさらに備え、
前記制御部は、前記設定部で設定された分離性能に応じて前記第１の所定期間と第２の所定期間との比率を調整する、又は前記加速電圧及び減速電圧の値の少なくとも一方を調整することを特徴とするイオン移動度分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料成分由来のイオンをイオン移動度に応じて分離するイオン移動度分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料分子から生成した分子イオンを電場の作用により媒質気体（又は液体）中で移動させるとき、該イオンは電場の強さやその分子の大きさなどで決まる移動度に依存する一定速度で以て移動する。イオン移動度分光測定（Ion Mobility Spectrometry＝ＩＭＳ）法は、試料分子の分析のためにこの移動度を利用した測定法である（非特許文献１など参照）。ＩＭＳ法は、試料由来の各種イオンをイオン移動度に応じて分離したあとに検出器で検出してイオン移動度スペクトルを作成するのに利用されるほか、非特許文献２などに開示されているように、質量分析計と組み合わせて用いられることも多い。
【０００３】
各種イオンを移動度に応じて分離する一般的なイオン移動度分離装置は、非特許文献２等に開示されているように、その内部に同形状である円環状電極が中心軸に沿って多数配列されたドリフトチューブを有し、試料成分由来のイオンはパルス化されてそのドリフトチューブ内空間に送り込まれる。多数の円環状電極にそれぞれ印加される電圧によってドリフトチューブ内空間には、中心軸上において傾きが一定である電位勾配を有する直流電場（静電場）が形成される。その電場の作用によってイオンは軸方向に加速されドリフトする。ドリフトチューブ内のガス圧は略大気圧〜数百Pa程度と比較的高く、イオンはこのガスに衝突しながら進行する。そのため、軸方向のイオンの移動速度（ドリフト速度）はイオン移動度に応じた一定速度に収束し、イオンは該移動度に応じてその進行方向に分離される。
【０００４】
こうしたイオン移動度分離装置では、イオンがドリフトする距離が長いほど、イオン移動度が近い二種類のイオンに対する分離度が向上する。そのため、イオンの分離度を上げるにはドリフトチューブを直線的に長くすればよい。しかしながら、そうすると装置が大形になり、その分だけ円環状電極の数も多く必要になりコストが高いものとなる。一方、非特許文献３に記載の装置では、周回形状のドリフトチューブを用い、イオンを同じ軌道を繰り返しドリフトさせることでドリフト距離を長くするようにしている。しかしながら、こうした装置では構造や制御が複雑になるため、装置の大形化は回避できても、コストはさらに一層高いものとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】菅井、「イオンモビリティと質量分析法との結合  現代質量分析学」、化学同人、2013年1月15日発行、p.213-p.228
【非特許文献２】「Agilent イオンモビリティQ-TOF 質量分析計システム」、［online］、［2015年10月26日検索］、アジレント・テクノロジー株式会社、インターネット＜URL: http://www.chem-agilent.com/pdf/low_5991-3244JAJP.pdf＞
【非特許文献３】サムエル（Samuel I. M.）、ほか３名、「ハイ-リゾリューション・イオン・サイクロトロン・モビリティ・スペクトロメトリー（High-Resolution Ion Cyclotron Mobility Spectrometry）」、アナリティカル・ケミストリー（Anal. Chemistry）、Vol.81、No.4、2009年、pp.1482-1487
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、装置の小形化、低コスト化を図りつつ、イオンの分離度を向上させることができるイオン移動度分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された本発明の第１の態様は、パルス化したイオンをドリフト領域中に導入しドリフトさせることによってイオンをイオン移動度に応じてその進行方向に分離するイオン移動度分離装置において、
a)前記ドリフト領域中にその中心軸上において所定の電位勾配を有する電場を形成するための一又は複数の電極と、
b)前記ドリフト領域中に導入されたイオンを前記中心軸に沿って加速する加速電場を前記ドリフト領域中に形成するような加速電圧と、該イオンを前記中心軸に沿って減速する減速電場を前記ドリフト領域中に形成するような減速電圧と、を選択的に前記一又は複数の電極に印加する電圧印加部と、
c)前記一又は複数の電極に第１の所定期間前記加速電圧を印加したあとに第２の所定期間前記減速電圧を印加するという一つの周期を繰り返すように前記電圧印加部を制御するとともに、その一周期中での前記第１の所定期間と第２の所定期間との比率を調整する制御部と、
を備えることを特徴としている。
【０００８】
上記課題を解決するために成された本発明の第２の態様は、パルス化したイオンをドリフト領域中に導入しドリフトさせることによってイオンをイオン移動度に応じてその進行方向に分離するイオン移動度分離装置において、
a)前記ドリフト領域中にその中心軸上において所定の電位勾配を有する電場を形成するための一又は複数の電極と、
b)前記ドリフト領域中に導入されたイオンを前記中心軸に沿って加速する加速電場を前記ドリフト領域中に形成するような加速電圧と、該イオンを前記中心軸に沿って減速する減速電場を前記ドリフト領域中に形成するような減速電圧と、を選択的に前記一又は複数の電極に印加する電圧印加部と、
c)前記一又は複数の電極に第１の所定期間前記加速電圧を印加したあとに第２の所定期間前記減速電圧を印加するという一つの周期を繰り返すように前記電圧印加部を制御するとともに、該加速電圧及び該減速電圧の値の少なくとも一方を調整する制御部と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係るイオン移動度分離装置は、ドリフト領域中でイオン移動度に応じてイオンを分離したあとに検出器で検出する構成とすることもできるが、イオン移動度に応じて分離したイオンをさらに質量分析器に導入して質量電荷比に応じて分離して検出する構成とすることもできる。つまり、本発明に係るイオン移動度分離装置は、イオン移動度分離−質量分析装置（ＩＭＳ−ＭＳ）に利用することもできる。
【００１０】
本発明に係るイオン移動度分離装置において、加速電場、減速電場は共に一様電場、つまりイオン光軸上で電位勾配が直線である電場とするとよい。
【００１１】
通常のこの種のイオン移動度分離装置では、イオンをドリフトさせるためにドリフト領域内には一様な加速電場が形成される。したがって、ドリフト領域内に導入されたイオンは連続的に加速エネルギを付与され、ガスとの衝突によってエネルギが奪われることでイオンの移動速度は略一定に収束する。
【００１２】
これに対し本発明に係るイオン移動度分離装置では、制御部の制御の下で電圧印加部から電極に印加される電圧によって、ドリフト領域内には加速電場と減速電場とが時間的に交互に形成される。このため、加速電場によってイオンに付与された加速エネルギはガスとの衝突によって奪われるだけでなく、減速電場によっても奪われる。加速電場と減速電場との繰り返し周期がイオンのドリフト時間に比べて十分に短ければ、イオンは一定速度で進行しているとみなすことができ、その移動速度はイオン移動度のほか、加速電場が形成されている期間に該電場から受けるエネルギと減速電場が形成されている期間に該電場によって奪われるエネルギとの差にも依存する。それらエネルギは電場の強さと該電場が生じている時間との積に比例する。
【００１３】
本発明の第１の態様のイオン移動度分離装置では、制御部が、一周期中での第１の所定期間と第２の所定期間との比率、つまりデューティ比を調整することによって一周期中に付与される又は奪われるエネルギを調整する。一方、本発明の第２の態様のイオン移動度分離装置では、制御部が、加速電圧及び減速電圧の電圧値の少なくとも一方を調整することによって電場の強さを調整し、一周期中に付与される又は奪われるエネルギを調整する。それによって、いずれの態様においても、イオンの平均的な移動速度を従来のイオン移動度分離装置における移動速度よりも低くすることができる。イオンの移動速度が低くなると同じ距離をドリフトする際のドリフト時間が長くなる。これは実質的に、移動速度が同じでドリフト距離を延ばしたことと同じであるから、異なるイオン移動度を有する二種類のイオンに対するドリフト時間の時間差は大きくなり分離度が向上する。
【００１４】
本発明に係るイオン移動度分離装置では、一周期中で減速電場が形成されている期間を長くするほど（当然のことながらイオンがドリフトチューブの末端方向に進行する速度を有し得る範囲で）、イオン移動度に応じたイオンの分離度は高くなる。その反面、イオンのドリフト時間が長くなるため一回の測定に要する時間が長くなり、測定のスループットが低下する。即ち、イオンの分離度と測定所要時間とはトレードオフの関係にある。そのため、測定の目的や測定対象の試料の種類などに応じて、分離度と測定所要時間とのバランスがとれた測定を行うことが望ましい。
【００１５】
そこで、本発明に係るイオン移動度分離装置において、好ましくは、ユーザが当該装置におけるイオンの分離性能を設定するための設定部をさらに備え、
前記制御部は、前記設定部で設定された分離性能に応じて前記第１の所定期間と第２の所定期間との比率を調整する、又は前記加速電圧及び減速電圧の値の少なくとも一方を調整する構成とするとよい。
【００１６】
この構成によれば、ユーザ（装置の使用者）が手動で適宜調整を行うことで、例えば、測定時間は掛かるもののイオン移動度の近いイオン同士を高い分離度で以て分離する測定を実施したり、逆に、相対的に低い分離度の測定の繰り返し周期を上げることで連続的に供給される試料中の成分由来のイオンの見逃しを回避したりすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るイオン移動度分離装置によれば、イオンがドリフトするドリフト領域を長くすることなく、ドリフト領域中に電場を形成するための電極に印加する電圧を変更するだけで、イオン移動度に基づくイオンの分離度を向上させることができる。そのため、装置の大形化や、構造の複雑化に伴うコストの増加などを回避しつつ、高性能化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例であるイオン移動度分離装置の概略構成図。
【図２】本実施例のイオン移動度分離装置において円環状電極に印加される電圧波形の一例を示す図。
【図３】本実施例のイオン移動度分離装置におけるドリフト領域内の中心軸上の電位分布の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係るイオン移動度分離装置の一実施例について、添付図面を参照して説明する。
図１は本実施例のイオン移動度分離装置の概略断面図である。
【００２０】
本実施例のイオン移動度分離装置は、試料成分由来のイオンを生成するイオン源１と、その内側に同形状である円環状電極２１がイオン光軸（中心軸）Ｃに沿って多数配列されてなるドリフトチューブ２と、該ドリフトチューブ２の入口端に配置されたゲート電極４と、ドリフトチューブ２の出口端外側に配置された検出器５と、ゲート電極４に所定のタイミングでパルス電圧を印加するゲート電圧発生部６と、多数の円環状電極２１にそれぞれ所定の電圧を印加するドリフト電圧発生部７と、機能ブロックとしてデューティ比決定部８１を含み、電圧発生部６、７をそれぞれ制御する制御部８と、ユーザが分離度などの分析条件を設定するための入力部９と、を備える。円環状電極２１の内周縁端内側の空間が、イオンがドリフトするドリフト領域３である。このドリフト領域３には、ドリフトチューブ２の出口側から入口側に向かって一定流速でバッファガスの流れが形成され、該ガスによってドリフト領域３のガス圧は略大気圧（又は数百Pa程度の低真空状態）に維持される。
【００２１】
本実施例のイオン移動度分離装置における測定時の動作を詳述する。
イオン源１では外部から導入された試料中の成分を所定のイオン化法によりイオン化し、試料成分由来のイオンを生成する。このイオン化法は特に限定されない。制御部８による制御の下でゲート電圧発生部６は、イオンを堰き止めるような電圧、例えばイオンが正イオンである場合には正極性の大きな電圧をゲート電極４に印加することで、イオンをゲート電極４の手前に蓄積する。そして、所定のタイミングで短時間だけ、イオンを通過させる電圧をゲート電極４に印加する。それによって、蓄積されていたイオンがかたまってパルス的にゲート電極４を通過しドリフト領域３に導入される。こうしたドリフト領域３へのイオンの導入は従来の一般的なイオン移動度分離装置と同じである。
【００２２】
本実施例のイオン移動度分離装置と従来装置とで大きく相違するのは、イオンをイオン移動度に応じて分離する際に、ドリフト電圧発生部７から各円環状電極２１に印加される電圧である。図２は本実施例のイオン移動度分離装置において円環状電極２１に印加される電圧波形の一例を示す図、図３はドリフト領域３内のイオン光軸Ｃ上の電位分布の概略図である。
【００２３】
従来の一般的なイオン移動度分離装置では、図３（ｂ）に示すような、イオン光軸Ｃ上の電位勾配が一定の下り傾斜である加速電場、つまり一様加速電場がドリフト領域中に連続的に形成される。これに対し、本実施例のイオン移動度分離装置では、図３（ｂ）に示すような、ドリフト領域３に導入されたイオンをドリフトチューブ２の末端に向けてイオン光軸Ｃに平行な方向に加速する一様加速電場と、図３（ｃ）に示すような、イオンをイオン光軸Ｃに平行な方向に減速する一様減速電場と、が時間的に交互に形成される。
【００２４】
詳しく述べると、ゲート電極４が短時間開放されてパケット状のイオンがゲート電極４を通過した直後に、制御部８の制御の下でドリフト電圧発生部７は、イオンが下流方向（図１、図３（ａ）では右方向）に進行するように一様な加速電場Ｅ+が形成される電圧を、所定の時間（０．５＋ｄ）Ｔの間、各円環状電極２１に印加する。Ｔは一周期の時間、ｄはデューティ比（ただし０≦ｄ≦０．５）である。当然のことであるが、このときに円環状電極２１に印加される電圧の値つまり図２におけるＶ1の値はその電極２１毎に相違する。図３（ｂ）は、このときドリフト領域３中に形成される加速電場Ｅ+のイオン光軸Ｃ上の電位分布である。このように電位勾配はゲート電極４から検出器５の検出面５ａに向かって一定の下り傾斜になる。これは、従来の一様加速電場と同じである。
【００２５】
そのあと、今度はイオンが上流方向（図１では左方向）に進行するような、イオンを減速する減速電場Ｅ-が形成される電圧を、所定の時間（０．５−ｄ）Ｔの間、各円環状電極２１に印加する。このときに円環状電極２１に印加される電圧の値つまり図２におけるＶ2の値もその電極２１毎に相違する。図３（ｃ）は、このときドリフト領域３中に形成される減速電場Ｅ-のイオン光軸Ｃ上の電位分布である。このように電位勾配はゲート電極４から検出器５の検出面５ａに向かって一定の上り傾斜になる。
【００２６】
以後、加速電場Ｅ+を形成するための電圧の印加と減速電場Ｅ-を形成するための電圧の印加とを一周期として、これを繰り返す。即ち、図２に示すように、ローレベルの電圧がＶ2、ハイレベルの電圧がＶ1である矩形波状の電圧が円環状電極２１に印加される。Ｖ2、Ｖ1の値は円環状電極２１の位置によって異なるが、印加電圧がこうした矩形波状であるのは共通している。
【００２７】
このように加速電場と減速電場とが時間的に交互に形成される場合における、ドリフト領域３でのイオンの挙動を説明する。ここでは、イオン移動度が相違する二種類のイオンＭN+、ｍn+を分離する場合を想定する。イオンＭN+の移動度はＫM、下流方向への移動速度はＶM+、上流方向への移動速度はＶM-、バッファガス流によって受ける速度変化はＶMg、であるとする。同様に、イオンｍn+の移動度はＫm、下流方向への移動速度はＶm+、上流方向への移動速度はＶm-、バッファガス流によって受ける速度変化はＶmg、であるとする。このとき、ドリフト領域３での各イオンＭN+、ｍn+の移動速度は次のように表せる。
ＶM+＝ＫMＥ+−ＶMg
ＶM-＝ＫMＥ-−ＶMg
Ｖm+＝ＫmＥ+−Ｖmg
Ｖm-＝ＫmＥ-−Ｖmg
【００２８】
いま、説明を簡単にするために加速電場と減速電場の強さは同じであるとする。この場合、Ｅ+＝Ｅ-である。一周期である時間Ｔの間にイオンは加速電場によるエネルギを受け、さらに減速電場によりエネルギを奪われるが、一周期がドリフト時間全体に比べて十分に小さければイオンの平均的な移動速度は、下流方向への移動速度と上流方向への移動速度との差になるとみなすことができる。そのため、イオンＭN+が時間Ｔ（一周期）の間に進む距離ＳMは次の(1)式となる。
ＳM＝（２ｄＫMＥ+−ＶMg）Ｔ      …(1)
同様に、イオンｍn+が時間Ｔの間に進む距離Ｓmは次の(2)式となる。
Ｓm＝（２ｄＫmＥ+−Ｖmg）Ｔ      …(2)
【００２９】
したがって、上記二種類のイオンが距離Ｌを進むのに必要な時間つまりドリフト時間ＴM、Ｔmは次のようになる。
ＴM＝（Ｌ／ＳM）Ｔ
Ｔm＝（Ｌ／Ｓm）Ｔ
これにより、ゲート電極４から距離Ｌだけ離れた位置にある検出面５ａにイオンが到達する時間の差ΔＴは次の(3)式で表される。
ΔＴ＝ＴM−Ｔm＝Ｌ｛１／（２ｄＫMＥ+−ＶMg）−１／（２ｄＫmＥ+−Ｖmg）｝      …(3)
【００３０】
いま、バッファガス流の影響による速度変化が無視できる程度に小さいとすると、２ｄＫMＥ+＞＞ＶMg、２ｄＫmＥ+＞＞Ｖmg、とすることができる。そこで、近似的に(3)式は(4)式に書き換えることができる。
ΔＴ≒（Ｌ／ｄ）・（１／２Ｅ+）・（１／ＫM−１／Ｋm）      …(4)
上記(4)式は、図２に示した矩形波状の電圧のデューティ比ｄを調節することによって、二種類のイオンの検出面５ａへの到達時間の差ΔＴを調節できることを意味している。イオン移動度による分離度はこの時間差ΔＴに比例する。したがって、(4)式から、イオンの分離度は円環状電極２１に印加される矩形波状電圧のデューティ比ｄに依存しており、該デューティ比ｄを調整する（ｄを０に近づける）ことによって高い分離度を実現することができることが分かる。また、(4)式から、加速電場と減速電場の強さを同じに保ったままでその電場の強さ（Ｅ+＝Ｅ-）を変える、換言すれば図３（ｂ）、（ｃ）に示した電位勾配の傾きを変えることによってもイオン到達時間の差を調整できることも分かる。したがって、デューティ比ｄを変えるのではなく、円環状電極２１に印加する矩形波電圧の電圧値自体を変えるようにしても分離度を高めることが可能である。
【００３１】
なお、(1)、(2)式の右辺、つまりはイオンの平均移動速度が正値でないと測定は不可能であるから、２ｄＫMＥ+−ＶMg＞０、２ｄＫmＥ+−Ｖmg＞０の条件が満たされる必要があり、これがデューティ比ｄの下限（上限は０．５）を規定することになる。また、それによって、分離度を上げるにも限界がある。
また、周期の上限は、(1)、(2)式で表されるイオンが進む距離ＳM、Ｓmが距離Ｌを超えないこと、つまり、ＳM＜Ｌ、及び、Ｓm＜Ｌが満たされることであり、一方、周期の下限は、拡散によるイオンの広がりの大きさの時間相当分δTが(3)式の値を超えないこと、つまりδT＜ΔＴが満たされることである。
【００３２】
上記計算の際にはバッファガス流による速度変化の影響を無視したから、実際にはバッファガス流はなくても、或いは図１に示したように、バッファガスがイオンの上流側に向かって流れるのではなく下流側に向かって流れていてもよい。また、バッファガス流による速度変化の影響が無視できないほどバッファガス流が強い場合であっても、従来装置よりも分離度を高めることは可能である。ただし、その場合、上述したようにイオンの平均移動速度が正値であるという条件を満たすためにデューティ比ｄの下限はより大きくなりｄが採り得る範囲は狭まる。
【００３３】
図１に戻り説明を続ける。上述したようにデューティ比を所定の範囲で適宜に定めることで従来装置よりもイオンの分離度を上げることが可能であるが、それだけドリフト時間は長くなる。イオン源１で生成されたイオンをパルス的にドリフト領域３に導入し、導入されたイオンのドリフト時間を測定するという作業を繰り返し行う場合、ドリフト時間が長くなると１回の測定に要する時間が長くなり、測定の繰り返し周期が長くなってしまうという不利益がある。そこで、分離度を必要以上に高くすることは必ずしも望ましくはない。そこで、本実施例のイオン移動度分離装置では、ユーザが入力部９から分離度を設定できるようになっており、デューティ比決定部８１は設定された分離度に応じたデューティ比ｄを決定する。分離度からデューティ比を簡便に決定するために、例えば予備測定によってイオン分離度とデューティ比との関係を求めて数式化又はテーブル化しておき、それを参照してデューティ比を導出できるようにするとよい。
【００３４】
デューティ比ｄが決定されたならば、制御部８はそのデューティ比ｄに従った矩形波状の電圧が円環状電極２１に印加されるようにドリフト電圧発生部７を制御する。これによって、ユーザが所望する分離度が達成されるようにデューティ比ｄが調整された矩形波状の電圧が円環状電極２１に印加され、それによって形成される電場（加速電場及び減速電場）の作用によってイオンはドリフトする。ユーザが分離度を高く設定することで、ドリフト時間は掛かるものの移動度の近いイオン同士を良好に分離することが可能となる。
【００３５】
また上述したように、デューティ比ｄを一定に保ち、円環状電極２１に印加する矩形波電圧の電圧値自体を変えることで、分離度の調整ができるようにしてもよい。
【００３６】
また、上記実施例のイオン移動度分離装置では、ドリフトチューブ２内に多数配設した円環状電極２１にそれぞれ異なる電圧を印加することで、一様加速電場や一様減速電場を形成するようにしていたが、従来のイオン移動度分離装置でも行われているように、電極の構成は適宜変更することができる。例えば円筒状の抵抗体から成る一つの電極の両端にそれぞれ異なる電圧を印加することで、該円筒状電極の内側の空間に、その中心軸上で直線状の電位勾配を有する電場を形成することができる。こうした電極を用いたイオン移動度分離装置においても上記実施例と同様に、デューティ比が調整された矩形波状の電圧を電極の両端に印加することで分離度を調整することができる。
【００３７】
また上記実施例は本発明の一例に過ぎないから、上記実施例や上記各種変形例に限らず、本発明の趣旨の範囲で適宜、変更や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
【符号の説明】
【００３８】
１…イオン源
２…ドリフトチューブ
２１…円環状電極
３…ドリフト領域
４…ゲート電極
５…検出器
６…ゲート電圧発生部
７…ドリフト電圧発生部
８…制御部
８１…デューティ比決定部
９…入力部
Ｃ…イオン光軸
【図１】
2017090393.tif 000003
【図２】
2017090393.tif 000004
【図３】
2017090393.tif 000005