JP2004529461A5

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Publication number: JP2004529461A5
Application number: JP2002569924A
Authority: JP
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2022-03-04

Claims

クロマトグラフ溶出物の特性を決定する装置であって、
入力部、イオンを濾過するイオン・フィルタ部、出力部、およびそれらを接続する流路を備え、
前記流路が前記入力部と出力部の間に、前記イオン・フィルタ部を通り延びる流路軸を形成し、前記入力部が前記流路にイオン流れを供給し、前記イオンが前記流路の前記流路軸に沿って前記イオン・フィルタ部に流れ、
前記イオン・フィルタ部が、前記流路に前記流路軸を横切る補償された非対称電界を供給することにより、前記イオン流れから少なくとも１つのイオン種を選択し、前記選択が前記補償された非対称電界中の前記選択されたイオン種の高電界移動度特性に基づいてなされ、前記選択されたイオン種が前記出力部に達して検出され、
前記入力部は前記イオン流れ内でイオン化されたクロマトグラフ溶出物を提供し、この提供された溶出物は、少なくとも１つの濃度ピーク形状を持つ濃度ピークを形成し、前記ピークは立上がり区間から前記少なくとも１つのピーク形状を通り立下がり区間にまで広がり、かつピーク持続期間を有し、前記イオン化された溶出物が前記少なくとも１つのピーク形状を表す代表イオン種を含んでおり、
前記イオン・フィルタ部が前記代表イオン種を選択し、前記選択された代表イオン種が前記ピーク持続時間内に、前記イオン・フィルタ部を通り前記出力部に達して、前記溶出物の特性を決定する検出データを生成させる装置。
請求項１において、前記イオン化されたクロマトグラフ溶出物の提供から、前記検出データの生成までの時間の長さが、前記ピーク持続時間より短い装置。
請求項１において、前記入力部が前記クロマトグラフ溶出物を前記流路に、時間ｔ０において提供するように配置され、
前記ピーク持続時間が時間ｔ１として表され、前記溶出物ピークが時間ｔ０において、前記立上がり縁で始まり、時間ｔ１において、前記立下り区間で終了し、
前記少なくとも１つのピーク形状の前記流路への提供から、前記検出までの時間の長さが時間ｔ１より短い装置。
請求項１において、前記検出データが、（ａ）前記イオン検出の強度、（ｂ）前記時間の長さ、（ｃ）前記補償された非対称高電界の状態を含む装置。
請求項４において、前記イオン流れが反応イオンを含み、前記検出データがさらに（ｄ）保持時間を含む装置。
請求項５において、前記入力部がクロマトグラフ出力を含み、
前記溶出物が前記クロマトグラフ出力から前記流路に送り出され、前記溶出物が前記クロマトグラフ内に滞在した時間に関連する保持時間を有し、
前記検出データにより、前記補償状態と保持時間を比較して、溶出物の特性を決定する装置。
請求項１において、前記入力部が前記溶出物をイオン化するイオン化セクションを備え、
前記出力部が前記検出データを生成する検出器を備え、
さらに、前記電界補償を走査する、前記フィルタ部分に接続された制御部を備え、
前記溶出物形状を含む前記溶出物が、前記イオン化セクションでイオン化され、前記流路内で前記フィルタ部分に送られる代表イオン流れを発生させ、
前記電界補償を前記制御部により数回走査し、前記代表イオン流れの複数の移動度スペクトルを生成し、
前記数回の走査が、前記ピーク持続時間より短い総合持続時間を有し、前記溶出物中の化学種の特性が決定される装置。
請求項１において、前記入力部がガスクロマトグラフと前記流路に組み込まれたイオン化セクションとを備え、前記クロマトグラフが溶出物を前記イオン化セクションに送り出し、
前記イオン化セクションが前記イオン化されたクロマトグラフ溶出物を生成する装置。
請求項１において、さらに、デバイス・ハウジングを備え、
前記制御部が、非対称電界発生信号を前記イオン・フィルタ部に供給するための、前記ハウジングに結合された接点を有する、装置。
請求項１において、前記溶出物ピークが複数のピーク形状を含み、
前記電界補償の走査が前記フィルタ部分で実行されて、前記複数のピーク形状の差動移動度スペクトルを生成し、
前記走査が、前記ピーク持続時間より短い時間内で実行され、前記溶出物中の化学種の特性が決定される装置。
請求項１０において、さらに、前記補償された非対称電界を制御する制御部を備え、前記制御部が、前記電界に印加する可変ＤＣバイアスを供給して、前記電界補償を走査する装置。
請求項１０において、さらに、前記フィルタ部分に結合され、このフィルタ部分に非対称ＲＦ信号を供給して、前記補償された非対称電界を発生させる制御部を備え、
前記制御部がＲＦ信号の形状を走査して前記補償を走査する装置。
請求項１２において、前記ＲＦ信号の形状がＲＦ信号のデューティ・サイクルである、装置。
請求項１において、前記入力部がさらに、前記流路内の入口と、ガス・サンプルを前記入口に送り出すキャピラリ・カラムを有するガスクロマトグラフとを備え、
前記ガス・サンプルが、化合物を含むキャリヤ・ガスを含み、
さらに、ドリフト・ガス源を備え、
前記ドリフト・ガス源がドリフト・ガスを前記入口に供給して、前記化合物を含むキャリヤ・ガスを前記流路に沿って前記出力部に移送する装置。
請求項１２において、さらに、ドリフト・ガス・チューブを備え、
前記キャリヤ・ガスを送り出すカラム出口を有する前記キャピラリ・カラムが前記ドリフト・ガス・チューブ内に収納され、
前記ドリフト・ガス流れが前記カラム出口の位置で前記キャリヤ・ガス流れを囲む、装置。
請求項１において、前記イオン・フィルタ部が、前記流路の横断方向に一対の電極プレートを備え、
前記補償された非対称電界が前記電極プレート間で発生する装置。
請求項１６において、前記イオン・フィルタ部が非円筒形である装置。
請求項１７において、さらに、絶縁基板を備え、
前記電極プレートを前記イオン・フィルタ部の前記基板上に配置して、フィルタ電極を形成するシステム。
請求項１において、さらに、一対の基板を備え、
前記基板を組み合わせて前記流路を形成し、
前記イオン・フィルタ部が、前記流路の横断方向に対向し、かつ前記基板に組み込まれる一対の間隔を空けた電極を備える装置。
請求項１９において、前記電界が前記電極間に形成され、前記電界が非収束である装置。
請求項２０において、前記電極が平板状である装置。
請求項２０において、前記電極が平行である装置。
請求項２０において、前記基板がデバイス・ハウジングを形成し、このデバイス・ハウジングが前記入力部、前記流路、および前記出力部を支持している装置。
請求項１において、さらに、前記出力部に前記イオン検出を行う検出器を備え、
前記フィルタ部が陽イオンおよび陰イオンを前記検出器まで移送し、
前記検出器が一対の電極を備え、これらの電極がバイアスされ、協働して、前記フィルタ部分により移送された前記陽イオンおよび陰イオンを同時検出する装置。
請求項１において、さらに、前記補償された非対称電界を制御する制御部を備え、
前記制御部により、前記電界を通過する前記イオン種の軌道を調整し、
前記出力部がさらに、検出器を備え、
前記検出器が、セグメント化された検出器を形成する連続する複数の電極を備え、各セグメントは前記流路に沿って離間し、前記イオン種の軌道に応じて、前記イオンを空間的に検出するシステム。
請求項１において、前記流路が大気圧、またはそれに近い気圧で動作するシステム。
請求項１において、前記イオン・フィルタ部がフィルタ・アレイを備え、各フィルタが前記流路中に一対の電極を備えている装置。
請求項１において、さらに、前記流路中にヒータを備えている、装置。
請求項１において、前記クロマトグラフが、ガスクトマトグラフである、装置。
請求項１において、さらに、前記出力部に結合され、前記検出されたイオン種を表す少なくとも二次元のデータを表示する表示部を備える装置。
請求項１において、さらに、前記イオン・フィルタ部と前記出力部とを結合する分離部を備え、この絶縁部分により前記フィルタ部分と出力部の非導電接続が維持されている装置。
請求項１において、前記流路が前記入力部を、前記フィルタ部分を介して前記出力部に接続するドリフト・チューブを備えることにより、前記流路中のイオンを高速で検出する、装置。
請求項１において、さらに、前記イオン・フィルタ部内に配置された一対のイオン・フィルタ電極を含む複数の電極を備えている装置。
請求項３２において、前記複数の電極が前記流路中に形成された電極アレイを備えている、装置。
請求項３３において、さらに、前記出力部と連通する複数の専用流路を備え、
前記電極の配置が、前記専用流路に設けられたフィルタ電極対のアレイを備えている、装置。
請求項３３において、さらに、複数の専用流路を備え、
電極の前記電極の配置が、前記出力部内に、かつ前記専用流路と連通する検出器電極のアレイを備えている装置。
請求項３３において、前記電極の前記配置が少なくとも一対の検出器電極を備え、各対の１つの電極が各基板に設けられており、
前記入力部がさらに、イオン化領域を備え、さらに、前記イオン化領域中に少なくとも１つの電極とを備えている装置。
請求項３３において、前記電極の配置がさらに、複数のセグメントを持つ分割された検出器を形成し、
各セグメントが基板上の少なくとも１つの電極により形成され、
前記セグメントが前記出力部内に、前記流路に沿って長手方向に連続的に形成されている、装置。
請求項１において、さらに、前記入力部から前記出力部に前記流路を通してガス・サンプルを吸引するフロー・ポンプを備えている、装置。
請求項３９において、前記入力部が、前記ポンプで吸引されるガス・サンプルの前記イオン化を行うイオン化源を備え、さらに、少なくとも１つの流路中の空気を循環させる第２ポンプを備えている装置。
請求項１において、前記イオン・フィルタ部が前記流路内に一対の電極プレートを備え、
前記補償された非対称電界が前記電極プレート間で発生し、
さらに、前記流路の表面を形成する一対の絶縁基板を備え、
前記電極プレートが前記イオン・フィルタ部内の前記基板上に形成されている、装置。
請求項４１において、さらに、第３の基板を備え、前記一対および第３の基板が少なくとも２つの近接する流路を形成している装置。
請求項４１において、さらに、前記入力部と出力部の間で前記流路軸に沿って延びるスペーサを備え、
前記イオン・フィルタ部が一対の間隔を空けたフィルタ電極を備えている、装置。
請求項４３において、前記スペーサが前記電極と協働して、前記流路を囲むデバイス・ハウジングを形成している、装置。
請求項４４において、前記スペーサが、シリコン製であって、かつ前記流路中に閉じ込め電極を形成し、さらに、前記イオン・フィルタ部の下流に、前記封入電極を制御して前記フィルタ部から移動するイオンを検出する検出器を備えるシステム。
請求項１において、さらに、前記流路中にこの流路を加熱およびパージするヒータを備える装置。
請求項４６において、さらに、絶縁基板を備え、
前記イオン・フィルタ部が前記基板上に形成されたフィルタ電極を備え、
フィルタ電極をヒータ電極として利用する装置。
請求項４７において、前記電気的コントローラが、前記フィルタ電極を通して電流を選択的に供給して、熱を発生させる装置。
クロマトグラフ溶出物の特性を決定する装置であって、
入力セクション、イオン化セクション、イオン・フィルタセクション、出力セクション、および前記各セクションを接続する流路を備え、
前記入力セクションは前記イオン流路にクロマトグラフ溶出物を提供し、この溶出物が、立上がり区間から少なくとも１つのピーク形状を通り立下がり区間にまで延び、かつピーク持続時間を有する化学溶出物ピークを形成し、
前記流路が前記入力セクションおよび前記イオン化セクション間の前記溶出物流れを収容し、前記少なくとも１つのピーク形状が前記イオン化セクションでイオン化されて、少なくとも１つのイオン種流れとなり、
前記流路が、前記イオン化セクションおよび前記イオン・フィルタセクション間の前記少なくとも１つのイオン種の流れを収容し、
前記流路が前記入力セクションから出力セクションまでの流路軸を形成し、前記イオン・フィルタセクションが前記流路の前記流路軸の横断方向に補償された非対称電界を供給して、少なくとも１つのイオン種を選択し、前記選択が前記補償された非対称電界中の前記少なくとも１つのイオン種の高電界移動度特性に基づいてなされ、前記選択された少なくとも１つのイオン種が前記流路中で前記出力セクションに移送されて検出され、
前記溶出物の提供から、前記少なくとも１つのイオン種の前記検出までの時間の長さが、前記ピーク持続時間より短く、
前記出力セクションが、前記検出、時間の長さおよび補償された非対称高電界に関係するデータの収集および相互関係を得ることにより、前記クロマトグラフ溶出物の化学成分の特性を決定するように構成された装置。
請求項４９において、さらに、前記電界補償を走査する制御セクションを備え、
前記溶出物形状を含む前記溶出物が、前記イオン化セクションでイオン化されて、前記流路内で前記フィルタセクションに送られるイオン流れを生成し、
前記電界補償が前記制御セクションにより走査されるとき、前記イオン流れの移動度スペクトルを発生させ、
前記走査が前記ピーク持続時間より短い持続時間を有する装置。
化学サンプルの特性を決定する装置であって、
入力部、イオン・フィルタ部、出力部、およびそれらを接続する流路を備え、
前記流路が、前記入力部と出力部の間に、前記イオン・フィルタを通って延びる流路軸を形成し、前記入力部が前記流路にイオン流れを供給し、前記イオンが前記流路の前記流路軸に沿って前記イオン・フィルタ部に流れ、
前記イオン・フィルタ部が、前記流路に前記流路軸を横切る補償された非対称電界を供給することにより、前記イオン流れから少なくとも１つのイオン種を選択し、前記選択が前記補償された非対称電界中の前記選択されたイオン種の高電界移動度特性に基づいてなされ、
前記入力部は前記イオン流れにイオン化された化学サンプルを提供し、この提供されたサンプルは少なくとも１つのピーク形状を持つ濃度ピークを形成し、前記ピークは、立上がり区間から前記ピーク形状を通り立下がり区間まで広がり、かつピーク持続期間を有し、前記イオン化されたサンプルが前記少なくとも１つのピーク形状を表す代表イオン種を含んでおり、
前記イオン・フィルタ部が前記代表イオン種を選択し、前記選択された代表イオン種が、前記流路内で前記出力部に移送されて、前記ピーク持続時間内に前記溶出物の特性を決定する検出データを生成させる装置。
請求項５１において、さらに、前記フィルタ部分に結合され、前記フィルタ部分の前記電界補償を走査して、前記ピーク形状の差動移動度スペクトルを発生させる制御セクションを備え、
前記走査が前記ピーク持続時間と同じ長さの時間またはそれより短い時間で実行されて、複数の検出データを生成させることにより、前記化学サンプルの特性を決定する装置。
請求項５１において、さらに、前記フィルタ部に結合され、前記フィルタ部にＲＦ信号を供給して、前記補償された非対称電界を発生させる制御セクションを備え、
前記制御セクションが前記ＲＦ信号の形状を走査して前記補償を走査する装置。
請求項５３において、前記ＲＦ信号の形状がＲＦ信号のデューティ・サイクルである装置。
請求項５２において、さらに、前記補償された非対称電界を制御する制御セクションを備え、前記制御セクションが、前記フィルタ部に印加する可変ＤＣバイアスを供給して、前記電界補償を走査する装置。
クロマトグラフ法で化合物を分析する方法であって、
高電界非対称イオン移動度フィルタ・システムに内部流路を設けるステップであって、クロマトグラフ・システムの出力を前記流路に取り付け、前記流路が高電界非対称イオン移動度フィルタの入力に開口するステップと、
化学混合物から少なくとも１つの分析物をクロマトグラフ法により分離し、前記クロマトグラフから前記流路中に前記分離された分析物を溶出させるステップであって、前記分析物が特定の時間の長さのクロマトグラフ・ピークを形成するステップと、
前記時間内に前記流路内の前記フィルタにイオン流れを供給するステップであって、前記分析物のサンプルをイオン化し、少なくとも１つのイオン種を形成するサブステップと、さらに前記少なくとも１つのイオン種を前記時間内に前記イオン流れに流し込むサブステップとを含むステップと、
前記時間内に、前記フィルタ部内で前記流路の横断方向に補償された非対称イオン移動度電界を供給するステップと、
前記時間内に、前記イオン流れを濾過して、前記イオン流れから前記少なくとも１つのイオン種を選択するステップであって、前記選択が、前記時間内に前記電界中の前記少なくとも１つのイオン種のイオン移動度特性に応じてなされるステップと、
前記時間内に前記選択された少なくとも１つのイオン種を前記出力セクションにまで通過させて、前記サンプルの特性を決定するステップとを含む方法。
請求項５６において、さらに、流路内で互いに対向する内表面を有するフィルタ電極を前記フィルタに設けて、前記電界を形成するステップを含む方法。
請求項５６において、さらに、前記時間内に、前記分析物の少なくとも第２のサンプルをイオン化して、少なくとも１つの別のイオン種を形成するステップと、
さらに、前記時間内に、前記少なくとも１つの別のイオン種を前記イオン流れに流し込むステップと、
前記時間内に、前記イオン流れを濾過して、そのイオン流れから前記少なくとも１つの別のイオン種を選択するステップであって、前記選択が、前記時間内に、前記電界中の前記少なくとも１つの別のイオン種のイオン移動度特性に応じてなされるステップと、
前記時間内に、前記選択された少なくとも１つの別のイオン種を前記出力セクションにまで通過させて、前記分析物の特性を決定するステップとを含む方法。
請求項５８において、前記時間の長さが１０秒より短い、方法。
請求項５６において、さらに、前記溶出サンプルにドリフト・ガスを供給して、前記分光計を通る前記イオンの体積流量および速度を増大させるステップを含む方法。
請求項６０において、前記溶出物がガスクロマトグラフのキャピラリ・カラムから溶出され、さらに、前記キャピラリ・カラム出口を前記ドリフト・ガスで囲むステップを含む方法。
請求項６１において、前記イオン流れ内で反応イオンを生成するステップであって、この反応イオンが前記イオン化されたサンプルと反応して、反応イオン・データ・ピークを発生させるステップと、
さらに、前記反応イオン・データ・ピークの強度の変動を観察して、前記分析物に関係するクロマトグラフ保持時間を得るステップとを含む方法。
請求項６２において、さらに、前記フィルタ内でＲＦ非対称高電界を供給するステップと、
前記ＲＦ高電界を通過する陽イオンおよび陰イオンを同時に検出するステップとを含む方法。
請求項５６において、さらに、検出データを収集して、保持時間、補償電圧および検出強度を求め、それらを前記サンプルに関連づけて、前記イオン種を識別するステップを含む方法。