JP2007095702A - 軸電界を有する分析計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 部材間に、縦軸を有する容積を画定する部材のセット、前記部材にRF電圧を印加し、前記縦軸に沿って前記容積を通ってイオンを伝達する手段、および前記部材に沿って延び、前記縦軸に沿って延びる軸電界を確立する手段を有する。
【選択図】 なし
Description
(a)部材のセットであって、そのセットの部材間に、縦軸を有する容積を画定する部材セット、
(b)前記部材にRF電圧を印加し、前記縦軸に沿って前記容積を通ってイオンを伝達する手段、
(c)前記部材に沿って延び、前記縦軸の少なくとも一部に沿って延びる軸電界を確立する手段、
を分析計に提供することにある。
(a)軸方向の大きさおよび放射状の大きさを有する容積をロッドのセット間に規定し、
(b)前記容積内に制動ガスを供給し、
(c)問題のイオンを前記容積の中に注入するかあるいは前記容積内に形成し、
(d)前記容積内の問題の質量範囲にイオンを含むように前記ロッドに電位を印加し、
(e)前記ロッドの長さの少なくとも一部に沿って縦方向に軸電界を確立し、かつ前記容積内に含まれるイオンを分離するように前記電界を振動させ、
(f)検出するために問題のイオンを前記容積から排出し、
(g)分析するために排出されたイオンの少なくともいくつかを検出することを含む、サンプルを質量分析する方法を提供する。
ロッド62Aとロッド62Bとの間に1ボルト差を印加することによって軸電界が形成された場合、この差は、センチメートル当たり0.578/15=0.038ボルト(15センチメートルの長さのロッドに対して)であるように計算される、前述のような軸電界を形成する。図12のプロット86によって示されるように、この軸電界は、10ms未満の時間にロッドセットQ2からの大部分のイオンを除去するのに十分である。
次に、この装置は、2つのイオン間、すなわち、低質量イオン(m/z40)と高質量イオン(m/z609)との間の“ホップをピークにする”ために使用された。
ロッドセットの長さの一部に沿って軸電界を印加するだけで十分な場合がある。例えば、ロッドセットに入るイオンは、通常、比較的速く移動し、ロッドセットの長さの最後の半分に沿ってのみ減速するので、ロッドセットを通過するイオンの速度を速めることが目的であるような用途では、ロッドセットの長さの最後の半分あるいは最後の部分に沿ってのみ軸電界を印加するだけで十分なこともある。しかしながら、セグメント化ロッドあるいはセグメント化ケースあるいはポストを使用する場合は、ロッドセットが極端に短くない限り(せいぜい1インチあるいは2インチ)、2つのセグメントしか備えないとロッドセットの長さの十分な部分に沿って延びる電界が生じないので、通常3つ以上のセグメントを設ける。少なくとも3つのセグメントがあり、一般に3つ以上のセグメントがあるのが好ましい。
ンを分離するため、および他のイオンのために有用であり得る。
補助ロッド232は傾斜されているので、補助ロッドは、ロッド230の一方の端部240のロッドセット230の中心軸236よりももう一方の端部238のロッドセット230の中心軸236により近い。補助ロッドは端部240の軸よりも端部238の軸により近いので、端部238の電位は他方の端部240の電位よりも補助ロッドの電位によってより大きく影響を及ぼされる。図36に示されるように結果として、補助ロッドはまっすぐであるので、一方の端から他方の端まで均一に変わる軸電位242となる。補助ロッド232が曲げられるならば、この電位は非線形で変化するように形成することができる。
12 供給源
16 イオン源
18 チャンバ
26 ガスカーテン発生源
30、33、34 ポンプ
48 電源
50 コントローラ
56 検出器
58 衝突ガス発生源
62、96、136 四重極ロッドセット
66 入口
67 中央縦軸
68 内部容積
120 絶縁リング
134 補助電極
Claims (47)
- 分析計において、
(a) 部材のセットであって、そのセットの部材間に、縦軸を有する容積を画定する部材のセット、
(b) 前記部材にRF電圧を印加し、前記縦軸に沿って前記容積を通ってイオンを伝達する手段、および
(c) 前記部材に沿って延び、前記縦軸の少なくとも一部に沿って軸電界を確立する手段を有することを特徴とする分析計。 - 前記部材のセットが1組のロッドを含むことを特徴とする請求項1に記載の分析計。
- 前記ロッドが四重極ロッドセットを形成することを特徴とする請求項2に記載の分析計。
- 前記軸電界がDC電界であることを特徴とする請求項3に記載の分析計。
- 前記容積内に衝突ガスを含み、前記容積内のイオンの衝突冷却あるいは粉砕を生じさせることを特徴とする請求項3に記載の分析計。
- 前記部材がセグメントに分割され、各セグメントが互いに分離され、前記軸電界を確立する手段が互いに異なる電圧を前記セグメントに印加する手段を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の分析計。
- 前記ロッドが一方の端部から他方の端部に先細りされていることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の分析計。
- 前記軸電界を確立する手段が前記ロッドから分離した電極を含むことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の分析計。
- 前記軸電界を確立する手段が、前記ロッドを取り囲む、セグメント化されているケーシング、および前記セグメントの少なくとも1つに異なる電圧を印加する手段とを備えていることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の分析計。
- 前記軸電界を確立する手段が、前記ロッドに沿って延びる補助電極を含むことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の分析計。
- 前記軸電界を確立する手段が、少なくとも2つの補助電極を備え、前記補助電極が前記ロッド間に置かれ、かつ前記ロッドに沿って延びていることを特徴とする請求項2に記載の分析計。
- 前記補助電極がそれに沿って電圧グラジエントを確立するためにそれの上に抵抗性材料を有することを特徴とする請求項11に記載の分析計。
- 前記補助電極がセグメント化され、前記セグメントが互いに、かつ前記セグメントの少なくともいくつかに異なる電圧を印加する手段から隔離されていることを特徴とする請求項11に記載の分析計。
- 前記軸電界を確立する手段が、前記ロッドを被覆する抵抗性表面を含み、かつこのようなロッドにRFを接続する、各ロッドに沿って軸方向に離隔されている1組の導電性バンドを含むことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の分析計。
- 各ロッドが、内部表面および外部表面を有する絶縁材料のチューブを備え、前記軸電界を確立する手段が前記外部表面を被覆する抵抗性材料を備え、前記チューブが、RFを印加するための該チューブの内部表面を被覆する導電性材料のコーティングを有することを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の分析計。
- 前記ロッドセットに接続され、かつ該ロッドセットからイオンを受け取るように構成された分析分光計を含むことを特徴とする請求項2に記載の分析計。
- 前記分析分光計が飛行時間分析計であることを特徴とする請求項16に記載の分析計。
- 前記部材に接続され、前記軸に垂直な方向で該部材からイオンを受け取る飛行時間ドリフトチューブを含むことを特徴とする請求項1に記載の分析計。
- 前記容積内にドリフトガスを含み、かつ前記軸電界が、イオンの形状、質量および電荷に依存する速度でイオンを軸方向に伝達するためにドリフト速度をイオンに印加することを特徴とする請求項1に記載の分析計。
- 前記部材が入口端部および出口端部を有し、前記イオンを前記入口端部と出口端部との間の前記部材の一部を通って軸方向に移動する時よりも前記部材に入る時に軸方向に速く移動させる手段を含むことを特徴とする請求項2に記載の分析計。
- 前記イオンを前記一部を通って軸方向に移動する時よりも前記部材を出る時に軸方向に速く移動させる手段をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の分析計。
- 前記ロッドのセットが中心軸を有し、前記軸電界を確立する手段が前記ロッドの長さの少なくとも一部に沿って延びる補助電極を備え、前記補助電極の各々の少なくとも一部が前記軸に対して傾斜されていることを特徴とする請求項2に記載の分析計。
- 導電性部材間に縦軸を有する容積が形成された導電性部材のセットを用いて、前記縦軸に沿ってイオンの通過を制御する方法であって、前記容積を通って軸方向にイオンを伝達することを制御するようにRF電圧を前記部材に印加すること、および前記イオンの伝達をさらに制御するように前記縦軸の少なくとも一部に沿って軸電界を確立することを含むことを特徴とする方法。
- 前記部材が1組のロッドであることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記容積内にガスがあることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記軸電界が前記容積の少なくとも一部を通るイオンの通過速度を制御するのに役立つことを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記ロッドが四重極ロッドセットを形成することを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記軸電界がDC電界であることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記四重極ロッドセットが、ガスイオン源からのイオンを四重極質量分析計のフィルタリングロッドセットに案内するために使用され、かつ前記軸電界が前記四重極ロッドセットを通るイオンの通過の速度を制御するのに役立つことを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記四重極ロッドセットが衝突セルとして使用され、かつ前記軸電界が前記容積を通るイオンの通過速度を速くするように制御されることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記軸電界が前記イオンの通過速度を速くするように制御されることを特徴とする請求項26、29および30のいずれかに記載の方法。
- 前記容積内のイオンを粉砕するように前記軸電界を振動させるステップを含むことを特徴とする請求項25〜27のいずれかに記載の方法。
- 前記容積を通過するイオンが分析用分析計に案内されることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記分析用分析計が質量分析計であることを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記分析用分析計が飛行時間分析計であることを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記容積からのイオンを飛行時間ドリフトチューブに案内することを含み、かつ前記イオンを前記飛行時間ドリフトチューブに案内する前に前記容積内の前記イオンの軸速度をほぼゼロに減少させるステップを含むことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記容積内にガスを供給することを含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記容積内のイオンを分離するように前記軸電界を制御することを含むことを特徴とする請求項37に記載の方法。
- イオン質量対電荷比に依存する速度でイオンを前記ガス内部でドリフトさせるように前記軸電荷を制御し、かつ前記容積から所望のイオンをゲートすることを含むことを特徴とする請求項37に記載の方法。
- 前記部材が入口端部および出口端部を有し、かつ前記イオンを前記入口端部と出口端部との間の前記容積の一部を通って軸方向に移動する時よりも前記容積に入る時に速く軸方向に移動させるステップを含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
- イオンを前記一部を通って軸方向に移動する時よりも前記容積を出る時に速く軸方向に移動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
- DCならびに前記RFを前記部材に印加し、前記部材を解像四重極で作動させるステップを含むことを特徴とする請求項40あるいは41に記載の方法。
- 前記容積内にガスを供給するステップと、前記容積にフィルタリングされた雑音電界を印加し、関心の質量対電荷範囲内のイオン以外の前記容積内のイオンを排出するステップとを含むことを特徴とする請求項23あるいは24に記載の方法。
- 前記導電性部材の入口付近に第1の軸電位を供給し、前記第1の第1の軸電位よりも低い第2の軸電位を導電性部材の出口部に沿って供給し、前記入口部と出口部との間にポテンシャル井戸を供給し、イオンを前記容積に導入し、前記イオンが衝突して、エネルギーを失い、それによって前記容積内の前記入口部と出口部との間にイオンを捕捉することを含むことを特徴とする請求項23、24あるいは25に記載の方法。
- 前記容積内の前記イオンを捕捉し、それから前記容積からの前記イオンの少なくとも1つを排出し、前記容積からの前記イオンの排出速度を制御するために前記軸電界を制御するステップを含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記軸電界が前記容積からの前記イオンの排出の速度を速めるように制御されることを特徴とする請求項45に記載の方法。
- サンプルを質量分析する方法において、
(a) 1組のロッド間に、軸方向の寸法と半径方向の寸法を有する容積を画定し、
(b) 前記容積内に制動ガスを供給し、
(c) 前記容積内に関心のイオンを注入するかあるいは形成し、
(d) 前記容積内の関心の質量範囲内でイオンを含むように前記ロッドに電位を
印加し、
(e) 前記ロッドの長さの少なくとも一部に沿って軸電界を確立し、かつ前記容
積内に含まれたイオンを分離するように前記電界を振動させ、
(f) 検出するために前記容積から関心のイオンを排出し、
(g) 分析するために前記排出イオンの少なくともいくつかを検出する、
各ステップを有することを特徴とするサンプルを質量分析する方法。
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