JP2008522377A - 質量分析計 - Google Patents

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Abstract

１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極（２）の層を備えたイオンガイド（７ａ）を開示する。第１電極（８ａ〜８ｅ）の第１アレイが上面に設けられ、第２電極（９ａ〜９ｅ）の第２アレイが下面に設けられている。イオン案内領域は、イオンガイド（７ａ）内に形成される。好ましくは、前記イオンガイド（７ａ）を通して、又はこれに沿ってイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極（８ａ〜８ｅ、９ａ〜９ｅ）の第１及び第２アレイに、１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位を印加する。

Description

本発明は、イオンガイド、イオン移動度分光計若しくはセパレータ、又は衝突、フラグメンテーション若しくは反応装置を備え得る装置に関する。前記装置は、質量分析計の一部を構成するのが好ましい。本発明はまた、イオンを案内する方法、イオン移動度分光分析又はイオン移動度分離の方法、並びにイオンを衝突、フラグメンテーション又は反応させる方法に関する。本発明はさらに、質量分析方法、イオンガイドの製造又は作製方法、イオン移動度分光計又はセパレータの製造又は作製方法、並びに衝突、フラグメンテーション又は反応装置の製造又は作製方法に関する。
好ましい実施形態は、積み重ねられた平面状、板状、又は網状中間電極の層を備えたイオンガイドに関する。前記イオンガイドは、上部電極のアレイと下部電極のアレイとをさらに備えている。前記好適なイオンガイドの少なくとも一部分に沿って通過するようにイオンを移動させるため、前記上部電極のアレイ及び／又は前記下部電極のアレイに１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形を印加するのが好ましい。
円周の周りに等間隔に配置された４個、６個、又は８個の平行ロッドを備えた多重極ロッドセットイオンガイドが公知である。前記ロッドは全て、実質的に同一のＤＣ電圧に保持されている。前記ロッドには二相ＲＦ電圧も印加されるが、隣接したロッドには、互いに逆位相の前記ＲＦ電圧が供給される。前記ロッドに印加されるＲＦ電圧により、前記ロッドに囲まれた空間内に対称形の有効な放射状擬似電位井戸が発生する。前記放射状擬似電位井戸により、前記イオンガイド内でイオンが径方向に閉じ込められる。前記イオンガイドは比較的高圧に保持してもよく、背景ガス分子との衝突によるイオンの冷却によって、前記イオンの径方向の密度分布が低下することになる可能性もある。前記多重極ロッドセットイオンガイドは、背景ガスの存在下において、イオンを閉じ込め、輸送し、集中させるように配置できる。前記公知のロッドセットイオンガイドは、例えば、比較的低圧に保持しなければならない質量分析器に大気圧イオン源を結合するのに使用してもよい。
使用時にイオンが通過して搬送される開口を有する、複数の、又は積み重ねられたリング電極を備えた別の形態のイオンガイドが公知である。隣接した電極には、互いに逆位相の二相ＡＣ又はＲＦ電圧が印加される。前記イオンガイドは、全て大きさ又は直径が実質的に同一である開口を有する電極を含むイオントンネルイオンガイドを備えていてもよい。或いは、前記イオンガイドは、イオンガイドの軸方向長さに沿って直径が次第に減少する開口を有する電極を複数含むイオンファンネルイオンガイドを備えていてもよい。
積み重ねられた、又は複数の平面状中間電極の層を備えた別の形態のイオンガイドが公知である。前記複数の平面状中間電極は、片側に設けられた単一の平面状上部電極と、反対側に設けられた単一の平面状下部電極とによって境界されている。平面状中間電極の各層は、２個の長手電極を備えている。いずれの層における２個の長手電極にも、同位相の二相ＲＦ電圧が供給される。隣接した平面状中間電極の層には、互いに逆位相の二相ＲＦ電圧が供給される。平面状中間電極の層に印加されるＲＦ電圧により、イオンガイド内において、前記長手電極間で水平径方向にイオンを閉じ込める働きをする擬似電位井戸が発生する。イオンガイド内で垂直径方向にイオンを閉じ込めるため、前記単一の平面状上部及び下部電極に電圧が印加される。
積み重ねられた平面状中間電極の層と、単一の平面状上部及び下部電極を備えた前記公知のイオンガイドは、ロッドセットイオンガイド又は複数のリング電極を備えたイオンガイドを用いた場合には提供することが極めて困難な、種々の複雑かつ効率的なイオン輸送容積又はジオメトリを提供することができる点において、その他の公知のイオンガイドと比べて特に有利である。
積み重ねられた、又は複数の平面状中間電極の層を備えたイオンガイドは、比較的入り組んだ、又は潜在的に複雑なイオン経路に沿ってイオンを輸送するように、比較的容易に設計できる。複数の平面状中間電極の層を備えたイオンガイドのさらなる利点は、イオン閉じ込め容積の形状及び／又は面積を、イオンガイドの長さに沿って変化するようにできるということである。これにより、前記イオンガイドが、異なるイオン光学受容プロファイルを有し得る質量分析計の２つの構成部品を効果的に結合させることが可能となる。
一配置構成によれば、複数の平面状中間電極の層を備えたイオンガイドは、２個以上の別個のイオンガイドを一体化させて単一のイオンガイドとなるように配置することもできる。或いは、別の配置構成によれば、複数の平面状中間電極の層を備えたイオンガイドは、１個のイオンガイドが２個以上の別個のイオンガイドに分かれるように配置することもできる。
複数の平面状中間電極の層と、単一の平面状上部及び下部電極とを備えた前記公知のイオンガイドには、イオンとイオンガイド内に存在する背景ガス分子との衝突により、イオンの運動エネルギーが、イオンガイドを通過する際に低下する可能性があるという問題がある。このことは、イオンがイオンガイドを通過する際の通過時間が長くなるという影響を及ぼし得る。
本発明の一態様によって提供される装置は、使用時にイオンが移動する面に通常又は実質的に配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上と、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に配置された、第１電極の第１アレイと、前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加するように配置及び適合させた電圧手段とを備えている。
前記第１電極の第１アレイは、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、又は２０個を超える電極を備えているのが好ましい。
前記第１電極の第１アレイは、（i）プリント回路基板、プリント配線基板、又はエッチング配線基板、（ii）非導電性基板上に塗布又は積層された複数の導電性トレース、（iii）基板上に配置された複数の銅製又は金属製電極、（iv）スクリーン印刷、写真製版、エッチング、又は切削（milled）されたプリント回路基板、（v）フェノール樹脂を含浸させた紙基板上に配置された複数の電極、（vi）エポキシ樹脂内で含浸させたファイバーグラスマット上に配置された複数の電極、（vii）プラスチック基板上に配置された複数の電極、又は（viii）基板上に配置された複数の電極を備えていてもよい。
一実施形態によれば、前記第１電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向の中心間距離を有している。
好ましくは、前記第１電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有している。
一実施形態によれば、前記第１電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有している。
前記第１電極は、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．１ｍｍ、（iii）０．１〜０．２ｍｍ、（iv）０．２〜０．３ｍｍ、（v）０．３〜０．４ｍｍ、（vi）０．４〜０．５ｍｍ、（vii）０．５〜０．６ｍｍ、（viii）０．６〜０．７ｍｍ、（ix）０．７〜０．８ｍｍ、（x）０．８〜０．９ｍｍ、（xi）０．９〜１．０ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、及び（xvi）＞５ｍｍからなる群から選択される厚みを有しているのが好ましい。
前記第１電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、使用時において、前記平面状、板状、又は網状中間電極の少なくとも一部又は全部の中間若しくは平均電圧又は電位に対して第１バイアスＤＣ電圧又は電位でバイアスされるのが好ましい。前記第１ＤＣバイアス電圧又は電位は、（i）−１０Ｖ未満、（ii）−９〜−８Ｖ、（iii）−８〜−７Ｖ、（iv）−７〜−６Ｖ、（v）−６〜−５Ｖ、（vi）−５〜−４Ｖ、（vii）−４〜−３Ｖ、（viii）−３〜−２Ｖ、（ix）−２〜−１Ｖ、（x）−１〜０Ｖ、（xi）０〜１Ｖ、（xii）１〜２Ｖ、（xiii）２〜３Ｖ、（xiv）３〜４Ｖ、（xv）４〜５Ｖ、（xvi）５〜６Ｖ、（xvii）６〜７Ｖ、（xviii）７〜８Ｖ、（xix）８〜９Ｖ、（xx）９〜１０Ｖ、及び（xxi）１０Ｖを超える電圧又は電位からなる群から選択されるのが好ましい。
一実施形態によれば、前記第１電極の第１アレイには、操作モードにおいて、ＤＣ電圧のみを供給するのが好ましい。或いは、前記第１電極の第１アレイには、操作モードにおいて、ＡＣ又はＲＦ電圧のみが供給されてもよい。他の実施形態によれば、前記第１電極の第１アレイには、操作モードにおいて、ＤＣ電圧及びＡＣ又はＲＦ電圧を供給してもよい。
好ましい実施形態によれば、前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させるのが好ましい。
前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の実質的に一定のＤＣ電圧又は電位を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させてもよい。また、前記装置の少なくとも一部分に沿って、非ゼロＤＣ電位又は電圧勾配を保持するのが好ましい。
別の一実施形態によれば、前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに２以上の位相シフトＡＣ又はＲＦ電圧を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させてもよい。
好ましい実施形態によれば、前記装置は、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の、前記第１電極の第１アレイが配置された側とは異なる及び／又は反対の第２の側に配置された第２電極の第２アレイをさらに備えるのが好ましい。
前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極の第２アレイにも１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させるのが好ましい。
前記第２電極の第２アレイは、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、又は２０個を超える電極を備えているのが好ましい。
前記第２電極の第２アレイは、（i）プリント回路基板、プリント配線基板又はエッチング配線基板、（ii）非導電性基板上に塗布又は積層された複数の導電性トレース、（iii）基板上に配置された複数の銅製又は金属製電極、（iv）スクリーン印刷、写真製版、エッチング、又は切削されたプリント回路基板、（v）フェノール樹脂を含浸させた紙基板上に配置された複数の電極、（vi）エポキシ樹脂内で含浸させたファイバーグラスマット上に配置された複数の電極、（vii）プラスチック基板上に配置された複数の電極、又は（viii）基板上に配置された複数の電極、を備えていてもよい。
好ましくは、前記第２電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向の中心間距離を有している。
好ましくは、前記第２電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有している。
一実施形態によれば、前記第２電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有している。
前記第２電極は、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．１ｍｍ、（iii）０．１〜０．２ｍｍ、（iv）０．２〜０．３ｍｍ、（v）０．３〜０．４ｍｍ、（vi）０．４〜０．５ｍｍ、（vii）０．５〜０．６ｍｍ、（viii）０．６〜０．７ｍｍ、（ix）０．７〜０．８ｍｍ、（x）０．８〜０．９ｍｍ、（xi）０．９〜１．０ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、及び（xvi）＞５ｍｍからなる群から選択される厚みを有しているのが好ましい。
前記第２電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、使用時において、前記平面状、板状、又は網状電極の少なくとも一部又は全部の中間若しくは平均電圧又は電位に対して第２バイアスＤＣ電圧又は電位でバイアスされるのが好ましい。前記第２ＤＣバイアス電圧又は電位は、（i）−１０Ｖ未満、（ii）−９〜−８Ｖ、（iii）−８〜−７Ｖ、（iv）−７〜−６Ｖ、（v）−６〜−５Ｖ、（vi）−５〜−４Ｖ、（vii）−４〜−３Ｖ、（viii）−３〜−２Ｖ、（ix）−２〜−１Ｖ、（x）−１〜０Ｖ、（xi）０〜１Ｖ、（xii）１〜２Ｖ、（xiii）２〜３Ｖ、（xiv）３〜４Ｖ、（xv）４〜５Ｖ、（xvi）５〜６Ｖ、（xvii）６〜７Ｖ、（xviii）７〜８Ｖ、（xix）８〜９Ｖ、（xx）９〜１０Ｖ、及び（xxi）１０Ｖを超える電圧又は電位からなる群から選択されるのが好ましい。
一実施形態によれば、前記第２電極の第２アレイには、操作モードにおいて、ＤＣ電圧のみを供給する。或いは、前記第２電極の第２アレイには、操作モードにおいて、ＡＣ又はＲＦ電圧のみが供給されてもよい。他の実施形態によれば、前記第２電極の第２アレイには、操作モードにおいて、ＤＣ及びＡＣ又はＲＦ電圧を供給してもよい。
好ましい実施形態によれば、前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極の第２アレイにも１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させるのが好ましい。
他の実施形態によれば、前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極の第２アレイに１以上の実質的に一定のＤＣ電圧又は電位を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させるのが好ましい。また、前記装置の少なくとも一部分に沿って、非ゼロＤＣ電位又は電圧勾配を保持するのが好ましい。
一実施形態によれば、前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極の第２アレイに２以上の位相シフトＡＣ又はＲＦ電圧又は電位を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させてもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記装置は、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％に沿って非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配を保持するための手段を備えていてもよい。
前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配は、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％に沿ってイオンを加速させてもよい。
或いは、前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配は、イオンの前方への搬送を妨害するように働くか、或いはイオンを減速させるように働く電位障壁又は電位の山を生じさせてもよい。前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配は、前記装置の軸方向長さの少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％に沿って保持される。一実施形態では、イオンの前方への搬送を妨害する前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配を、比較的短い距離、例えば、前記装置の軸方向長さの５％未満に渡って保持してもよい。イオンの前方への搬送を妨害する前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配を、前記装置の軸方向長さの４％未満、３％未満、２％未満、又は１％未満に渡ってのみ保持することも考えられる。
本発明の好ましい態様によれば、イオンが前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配による影響を克服し、前記装置内のイオンの少なくとも一部又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％が前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配を横切って、或いは通過して前方に搬送されるように、前記電圧手段を配置してもよい。例えば、前記装置においてイオンの前方への搬送の妨害が起こる部分に電位障壁を保持してもよく、イオンを推進、強制移動、前進、又は加速して前記電位障壁を乗り越えさせ、これによりイオンを前方に搬送するため、上部及び／又は下部電極に１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形を印加してもよい。
一実施形態によれば、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層は、１層、２層、３層、４層、５層、６層、７層、８層、９層、１０層、１１層、１２層、１３層、１４層、１５層、１６層、１７層、１８層、１９層、２０層、又は２０層を超える平面状、板状、又は網状中間電極の層を含んでいてもよい。平面状、板状、又は網状中間電極の各層は、２個以上の長手電極を備えているのが好ましい。
一実施形態によれば、前記長手電極のうちの少なくとも１個又は少なくとも２個が、（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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅方向の中心間距離を有しているのが好ましい。また、前記長手電極のうちの少なくとも１個又は少なくとも２個が、（i）＜１０ｍｍ、（ii）１０〜２０ｍｍ、（iii）２０〜３０ｍｍ、（iv）３０〜４０ｍｍ、（v）４０〜５０ｍｍ、（vi）５０〜６０ｍｍ、（vii）６０〜７０ｍｍ、（viii）７０〜８０ｍｍ、（ix）８０〜９０ｍｍ、（x）９０〜１００ｍｍ、（xi）１００〜１１０ｍｍ、（xii）１１０〜１２０ｍｍ、（xiii）１２０〜１３０ｍｍ、（xiv）１３０〜１４０ｍｍ、（xv）１４０〜１５０ｍｍ、（xvi）１５０〜１６０ｍｍ、（xvii）１６０〜１７０ｍｍ、（xviii）１７０〜１８０ｍｍ、（xix）１８０〜１９０ｍｍ、（xx）１９０〜２００ｍｍ、及び（xxi）＞２００ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有しているのが好ましい。
一実施形態によれば、前記長手電極のうちの少なくとも１個又は少なくとも２個は、（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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有している。また、前記長手電極のうちの少なくとも１個又は少なくとも２個は、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．１ｍｍ、（iii）０．１〜０．２ｍｍ、（iv）０．２〜０．３ｍｍ、（v）０．３〜０．４ｍｍ、（vi）０．４〜０．５ｍｍ、（vii）０．５〜０．６ｍｍ、（viii）０．６〜０．７ｍｍ、（ix）０．７〜０．８ｍｍ、（x）０．８〜０．９ｍｍ、（xi）０．９〜１．０ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、及び（xvi）＞５ｍｍからなる群から選択される厚みを有しているのが好ましい。
前記２個以上の長手電極が、実質的に同一平面上にあるのが好ましい。
好ましい実施形態では、平面状、板状、又は網状中間電極の層内の前記２個以上の長手電極に対し、使用時に、実質的に同位相の二相又は多相のＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号が供給される。垂直方向に隣接した平面状、板状、又は網状電極の層には、互いに逆位相又は異なる位相の前記ＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号が供給されるのが好ましい。前記ＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号は、（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、及び（xxv）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するのが好ましい。前記ＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号の振幅は、（i）＜５０Ｖ頂点間、（ii）５０〜１００Ｖ頂点間、（iii）１００〜１５０Ｖ頂点間、（iv）１５０〜２００Ｖ頂点間、（v）２００〜２５０Ｖ頂点間、（vi）２５０〜３００Ｖ頂点間、（vii）３００〜３５０Ｖ頂点間、（viii）３５０〜４００Ｖ頂点間、（ix）４００〜４５０Ｖ頂点間、（x）４５０〜５００Ｖ頂点間、及び（xi）＞５００Ｖ頂点間からなる群から選択されるのが好ましい。
一実施形態によれば、前記平面状、板状、又は網状中間電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％に、ＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号が供給される。前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、実質的に互いに平行に配置されているのが好ましい。
一実施形態によれば、前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、実質的に平面状又は平坦であり、前記装置は、前記電極の面内において湾曲している。
他の実施形態によれば、前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が実質的に非平面状又は非平坦であり、前記電極は、その軸方向長さに沿って、上向き又は下向きに湾曲している。前記電極が上記とは異なった湾曲を示すことも考えられる。
前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、実質的に互いに等間隔に配置されているのが好ましい。
前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、（i）５ｍｍ以下、（ii）４．５ｍｍ以下、（iii）４ｍｍ以下、（iv）３．５ｍｍ以下、（v）３ｍｍ以下、（vi）２．５ｍｍ以下、（vii）２ｍｍ以下、（viii）１．５ｍｍ以下、（ix）１ｍｍ以下、（x）０．８ｍｍ以下、（xi）０．６ｍｍ以下、（xii）０．４ｍｍ以下、（xiii）０．２ｍｍ以下、（xiv）０．１ｍｍ以下、及び（xv）０．２５ｍｍ以下からなる群から選択される距離だけ互いに離間しているのが好ましい。
好ましい実施形態によれば、前記装置は、実質的に直線状のイオン案内領域を有するのが好ましい。別の実施形態によれば、前記装置は、実質的に曲線状のイオン案内領域を有していてもよい。
前記装置は、第１軸に沿ってイオンを受け取るための入口と、イオンが第２軸に沿って前記装置から流出する出口とを有していてもよく、前記第２軸は、前記第１軸に対して角度θを成し、さらにθは、（i）＜１０°、（ii）１０〜２０°、（iii）２０〜３０°、（iv）３０〜４０°、（v）４０〜５０°、（vi）５０〜６０°、（vii）６０〜７０°、（viii）７０〜８０°、（ix）８０〜９０°、（x）９０〜１００°、（xi）１００〜１１０°、（xii）１１０〜１２０°、（xiii）１２０〜１３０°、（xiv）１３０〜１４０°、（xv）１４０〜１５０°、（xvi）１５０〜１６０°、（xvii）１６０〜１７０°、及び（xviii）１７０〜１８０°からなる群から選択される範囲内にある。
前記装置は、前記装置のイオン入口と前記装置のイオン出口との間に配置されたイオン案内領域を備えていてもよく、前記イオン案内領域は、実質的に直線状、曲線状、「Ｓ」字状であるか、或いは１以上の変曲点を有していてもよい。
前記装置は、イオンを受け取るための１以上の別個の入口と、イオンが前記装置から流出し得る１以上の別個の出口を有していてもよい。好ましい実施形態によれば、前記装置は、２個の別個のイオンガイドが一体化して単一のイオンガイドとなるか、或いは単一のイオンガイドが分岐して２個の別個のイオンガイドとなるＹ字状の部材を備えていてもよい。他の実施形態によれば、前記装置は、２個の別個のイオンガイドが交差して２個の別個のイオンガイドを形成するＸ字状の部材を備えていてもよい。
好ましい実施形態によれば、前記装置は、第１断面プロファイル及び第１断面積を有する入口と、第２断面プロファイル及び第２断面積を有する出口とを有していてもよい。前記第１断面プロファイルは、前記第２断面プロファイルとは異なっていてもよく、及び／又は、前記第１断面積は、前記第２断面積とは異なっていてもよい。前記第１断面プロファイル及び／又は前記第２断面プロファイルは、実質的に円形、楕円形、長方形、又は正方形の断面を有していてもよい。
前記装置は、（i）実質的に円形、正方形、長方形、又は楕円形の断面プロファイルを有するイオン光学部品、（ii）実質的に円形又は楕円形の断面プロファイルを有する四重極質量フィルター／分析器、（iii）実質的に正方形又は長方形の断面プロファイルを有する直交加速式飛行時間質量分析器、（iv）実質的に長方形の断面プロファイルを有する磁場型分析器、（v）実質的に円形又は楕円形の断面プロファイルを有するフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（vi）実質的に円形又は楕円形の断面プロファイルを有する二次元（線形）四重極イオントラップ、及び（vii）実質的に円形又は楕円形の断面プロファイルを有する三次元（ポール）四重極イオントラップからなる群から選択されるイオン光学部品に結合されるように配置及び適合させてもよい。
前記装置は、入口と出口の間に配置されたイオン案内領域を備えていてもよく、前記イオン案内領域は、（i）前記イオン案内領域の長さに沿って大きさ及び／又は形状が変化するか、或いは（ii）サイズが徐々に小さくなるか、又は大きくなる幅及び／又は高さを有している。
前記装置は、使用時、（i）＞０．０００１ｍｂａｒ、（ii）＞０．００１ｍｂａｒ、（iii）＞０．０１ｍｂａｒ、（iv）＞０．１ｍｂａｒ、（v）＞１ｍｂａｒ、（vi）＞１０ｍｂａｒ、（vii）＞１００ｍｂａｒ、（viii）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ix）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（x）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（xi）０．１〜１ｍｂａｒ、（xii）１〜１０ｍｂａｒ、（xiii）１０〜１００ｍｂａｒ、及び（xiv）１００〜１０００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持されていてもよい。
前記装置は、使用時、（i）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ii）＜０．００１ｍｂａｒ、（iii）＜０．０１ｍｂａｒ、（iv）＜０．１ｍｂａｒ、（v）＜１ｍｂａｒ、（vi）＜１０ｍｂａｒ、（vii）＞１００ｍｂａｒ、（viii）０．０００１〜１００ｍｂａｒ、（ix）０．００１〜１０ｍｂａｒ、及び（x）０．０１〜１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持されていてもよい。
好ましい実施形態によれば、前記装置は、イオンガイドを備えているのが好ましい。
別の実施形態によれば、前記装置は、イオン移動度分光計又はセパレータ、好ましくは、気相電気泳動装置を備えていてもよい。この実施形態では、上部及び／又は下部電極に印加される電圧により軸方向ＤＣ電圧又は電位勾配が生じるのが好ましいが、この軸方向ＤＣ電圧又は電位勾配は、比較的高いガス圧力と組み合わせて使用すれば、イオン移動度に応じてイオンを一時的に分離させられる。比較的高いイオン移動度を有するイオンは、比較的低いイオン移動度を有するイオンと比べて、より迅速に前記装置を通過する。或いは、前記上部及び／又は下部電極に１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形を印加してもよい。前記上部及び／又は下部電極に印加される前記１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形は、振幅が比較的小さくてもよい。その結果、比較的高いイオン移動度を有するイオンは、前記装置の長さに沿って移動する際、前記比較的小さい振幅の電位の山を滑り越すか、又は通過し得る。しかし、比較的低いイオン移動度を有するイオンは、前記比較的小さい振幅の電位の山によって、前記装置に沿って推進され得る。従って、イオンは、イオン移動度に応じて一時的に分離されるのが好ましい。
イオン移動度以外の物理化学的特性に応じてイオンを分離する、前記好適なイオンガイドに実質的に類似する装置を設けることも考えられる。例えば、質量電荷比に応じて、或いは電場強度に伴うイオン移動度の変化率に基づいてイオンを分離してもよい。従って、前記好適なイオンガイドと同一の構造を有する電場非対称性イオン移動度分光分析、すなわち「ＦＡＩＭＳ」装置を設けることも考えられる。
他の実施形態によれば、前記装置は、衝突、フラグメンテーション又は反応装置を備えていてもよい。前記装置は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように配置及び適合させてもよい。この実施形態によれば、イオンが前記装置に流入する際、比較的高い運動エネルギーを持ち、前記装置内のガス分子と衝突し、フラグメント又は娘イオンへとフラグメンテーションするようにイオンを加速してもよい。この構成の代わりに、及び／又はこの構成に加えて、前記イオンが前記装置内において高いエネルギーで背景ガス分子と衝突し、フラグメント又は娘イオンへとフラグメンテーションするように前記装置内においてイオンを加速させてもよい。
或いは、前記衝突、フラグメンテーション又は反応装置は、（i）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ii）電子移動解離フラグメンテーション装置、（iii）電子捕獲解離フラグメンテーション装置、（iv）電子衝突又は衝撃解離フラグメンテーション装置、（v）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、（vi）レーザー誘起解離フラグメンテーション装置、（vii）赤外線誘起解離装置、（viii）紫外線誘起解離装置、（ix）ノズル−スキマー・インターフェースフラグメンテーション装置、（x）インソースフラグメンテーション装置、（xi）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（xii）熱又は温度源フラグメンテーション装置、（xiii）電場誘起フラグメンテーション装置、（xiv）磁場誘起フラグメンテーション装置、（xv）酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、（xvi）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（xvii）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（xviii）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（xix）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、（xx）イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、（xxi）イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、（xxii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−イオン反応装置、（xxiii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−分子反応装置、（xxiv）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−原子反応装置、（xxv）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、（xxvi）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、及び（xxvii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応装置からなる群から選択されてもよい。
反応装置とは、イオン、原子、又は分子を再構成又は反応させて新たな種のイオン、原子、又は分子を形成する装置を含むものとする。Ｘ−Ｙ反応フラグメンテーション装置とは、ＸとＹとを組み合わせ、後にフラグメンテーションする生成物を形成する装置を意味するものとする。この装置は、生成物を最初に形成することなくイオンをフラグメンテーションさせ得るフラグメンテーション装置自体とは異なるものである。Ｘ−Ｙ反応装置とは、ＸとＹとを組み合わせて生成物を形成し、かつ、前記生成物を必ずしもフラグメンテーションする必要のない装置を意味するものとする。
複数の絶縁層を、前記１以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の間、さらに任意に前記平面状、板状、又は網状中間電極と前記上部及び／又は下部の電極アレイとの間に交えるか、或いは挟み込んでもよい。
前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％を、前記絶縁層上に配置又は蒸着させる。
一実施形態によれば、操作モードにおいて、前記装置は、第１軸方向にイオンを搬送するように配置及び適合させている。別の操作モードにおいて、前記装置を、第２軸方向にイオンを搬送するように配置及び適合させてもよく、前記第２軸方向は、前記第１軸方向に対して角度αを成し、αは、（i）＜１０°、（ii）１０〜２０°、（iii）２０〜３０°、（iv）３０〜４０°、（v）４０〜５０°、（vi）５０〜６０°、（vii）６０〜７０°、（viii）７０〜８０°、（ix）８０〜９０°、（x）９０〜１００°、（xi）１００〜１１０°、（xii）１１０〜１２０°、（xiii）１２０〜１３０°、（xiv）１３０〜１４０°、（xv）１４０〜１５０°、（xvi）１５０〜１６０°、（xvii）１６０〜１７０°、（xviii）１７０〜１８０°、及び（xix）実質的に１８０°からなる群から選択される。
前記装置の好ましい態様は、実質的に連続したイオンのビームを受け取るように当該装置を配置及び適合させ得るものであり、前記装置は、複数のイオンパケット又はイオン束としてイオンを放出又は射出し得る。前記装置又はイオンガイドを、実質的に連続したイオンのビームをイオンのパルス又は不連続ビームへと変換するように配置及び適合させてもよい。
本発明の他の態様によれば、上述のような装置を１以上備えた質量分析計が提供される。前記質量分析計は、イオン源をさらに備えているのが好ましい。前記イオン源は、（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ー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（v）レーザー脱離イオン化（「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）電子衝撃（「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ー脱離イオン化イオン源、及び（xviii）サーモスプレーイオン源からなる群から選択されてもよい。
前記イオン源は、パルス化又は連続イオン源を備えていてもよい。
質量分析器が、前記装置の下流に配置されるのが好ましい。前記質量分析器は、（i）四重極質量分析器、（ii）二次元又は線形四重極質量分析器、（iii）ポール又は三次元四重極質量分析器、（iv）ペニングトラップ質量分析器、（v）イオントラップ質量分析器、（vi）磁場型質量分析器、（vii）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、（viii）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ix）静電又はオービトラップ（orbitrap）質量分析器、（x）フーリエ変換静電又はオービトラップ質量分析器、（xi）フーリエ変換質量分析器、（xii）飛行時間質量分析器、（xiii）軸方向加速式飛行時間質量分析器、及び（xiv）直交加速式飛行時間質量分析器からなる群から選択されてもよい。
前記質量分析計は、前記装置の上流及び／又は下流に配置された１以上の質量又は質量電荷比フィルター及び／又は質量分析器をさらに備えていてもよい。前記１以上の質量又は質量電荷比フィルター及び／又は分析器は、（i）四重極質量フィルター又は分析器、（ii）ウィーンフィルター、（iii）磁場型質量フィルター又は分析器、（iv）速度フィルター、及び（v）イオンゲートからなる群から選択してもよい。
本発明の一態様によれば、イオンを案内する方法であって、イオンが移動する面に通常又は実質的に配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上備えた装置を準備することと、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に配置された、第１電極の第１アレイを準備することと、前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加することとを含む方法が提供される。
前記方法は、前記装置を通して、及び／又は前記装置に沿ってイオンを通過させるか、又は案内することをさらに含むのが好ましい。
本発明の他の態様によれば、イオン移動度分光分析又はイオン移動度分離の方法であって、イオンが移動する面に通常又は実質的に配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上備えた装置を準備することと、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に配置された第１電極の第１アレイを準備することと、前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加することとを含む方法が提供される。
前記方法は、前記装置内へイオンを通過させるか又は搬送すること、並びに、前記イオンを、その質量、質量電荷比、又はその他の物理化学的特性に基づいて一時的に分離させることをさらに含んでいるのが好ましい。
本発明の他の態様によれば、イオンを衝突、フラグメンテーション又は反応させる方法であって、イオンが移動する面に通常又は実質的に配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上備えた装置を準備することと、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に配置された第１電極の第１アレイを準備することと、前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加することとを含む方法が提供される。
前記方法は、前記装置内にイオンを通過させるか又は搬送させ、好ましくは前記装置内に存在するガス分子との前記イオンの衝突、フラグメンテーション又は反応を可能にする、又はアレンジすることをさらに含んでいるのが好ましい。
本発明の他の態様によれば、先に述べた方法を１以上含む質量分析法が提供される。
本発明の一態様によれば、装置の製造又は作製方法であって、１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の間に複数の絶縁体を交えるか、又は挟み込み、イオンが移動する面に通常又は実質的に配置された、積み重ねられた電極を形成するように、複数の平面状、板状、又は網状電極が前記絶縁体上に配置された装置を形成することと、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に、第１電極の第１アレイを配置することとを含む方法が提供される。
前記装置の製造又は作製方法は、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第２の側に、第２電極の第２アレイを配置することをさらに含むのが好ましい。前記第２の側は、前記第１の側の反対側であるのが好ましい。
前記第１電極の第１アレイは、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、又は２０個を超える電極を備えているのが好ましい。前記第２電極の第２アレイは、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、又は２０個を超える電極を備えているのが好ましい。
前記装置は、イオンガイド、イオン移動度分光計若しくはセパレータ、又は衝突、フラグメンテーション若しくは反応装置を備えていてもよい。
本発明の他の態様によれば、装置の製造又は作製方法であって、使用時にイオンが前記装置を通って搬送される面に通常又は実質的に配置された、平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上設けることと、前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に、第１電極の第１アレイを配置することとを含む方法が提供される。
好ましい実施形態は、複数の板状、平面状、又は網状中間電極と、複数の上部電極若しくは上部電極のアレイ、及び／又は複数の下部電極若しくは下部電極のアレイを備えたイオンガイドに関する。前記好適なイオンガイドに沿って通過するようにイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記上部及び／又は下部電極に、１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形を印加するのが好ましい。
前記好ましい実施形態によれば、複数の複雑なイオンガイドジオメトリ又はデザインを提供することが可能となり、さらに、前記イオンガイドを通過するイオンの動きを効果的に制御することが可能となる。前記好ましい実施形態のイオンガイドを通過するイオンの通過時間は、従来のイオンガイドと比べて著しく向上し得る。
本発明の各種実施形態について、説明目的においてのみ示す配置構成と共に、あくまでも例示を目的として、添付図面を参照しながら以下に説明する。
図１は、複数の平面状中間電極の層と、単一の平面状上部電極と、単一の平面状下部電極とを備えた公知のイオンガイドを示している。
図２は、イオンが移動する面に通常配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を複数と、１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位を印加するのが好ましい上部及び下部電極のアレイとを備えた、本発明の好ましい実施形態におけるイオンガイドを示している。
図３は、好適なイオンガイドの側面図を示し、上部の電極アレイと下部の電極アレイにおける連続的に配列された電極に漸進的に印加される過渡ＤＣ電圧又は電位により、前記好適なイオンガイドを通過するように前進又は推進されるイオンを図示している。
図４は、各種イオンの軌道をモデル化するために使用した好適なイオンガイドのジオメトリを示している。
図５は、上部電極のアレイ及び下部電極のアレイに含まれる電極に対して、二つおきに＋１０Ｖを印加し、上部電極のアレイ及び下部電極のアレイにおけるそれ以外の電極を０Ｖに保ち、複数の平面状中間電極の層も０Ｖに保つことで生じる電位面を示している。
図６Ａは、上部の電極アレイに過渡ＤＣ電圧又は電位を印加せず、下部の電極アレイにも過渡ＤＣ電圧又は電位を印加しない操作モードにおいて好適なイオンガイドを通過するイオンの軌道を示し、図６Ｂは、上部の電極アレイの電極及び下部の電極アレイの電極に過渡ＤＣ電圧又は電位を漸進的に印加した場合の、好ましい実施形態におけるイオンの軌道を示している。
積み重ねられた、又は複数の平面状中間電極２の層を備えた公知のイオンガイド１を、図１に示している。中間電極２の層は、それぞれ第１長手電極と第２長手電極を備えている。平面状中間電極２の各層における長手電極は全て、使用時にイオンがイオンガイド１を通って搬送される面に実質的に配置されている。図１に示す特定のイオンガイドは、４層の平面状中間電極の層と、単一の平面状上部電極３と、単一の平面状下部電極４とを備えている。
第１長手電極と第２長手電極は、同一面に配置され、さらに、同位相の二相ＡＣ又はＲＦ電圧源５がこれらに印加されるように配置されている。垂直方向に隣接又は近接している平面状中間電極２の層には、互いに逆位相の二相ＡＣ又はＲＦ電圧源５が印加される。
単一の平面状上部電極３及び単一の平面状下部電極４には、ＤＣ電圧のみ、ＲＦ電圧のみ、或いはＤＣ電圧とＡＣ又はＲＦ電圧とを組み合わせて供給してもよい。単一の平面状上部電極３及び単一の平面状下部電極４に印加される電圧は、イオンをイオンガイド１内で垂直径方向に閉じ込める働きをする。単一の平面状上部電極３及び単一の平面状下部電極４に印加される前記電圧は、単にイオンガイド１内にイオンを閉じ込めるに過ぎず、イオンガイド１を通過させるようにイオンを駆送、又は前進させるものではない。平面状中間電極２の各層の長手電極に印加されるＡＣ又はＲＦ電圧は、イオンガイド１内でイオンを水平径方向に閉じ込める働きをする擬似電位井戸又は障壁を発生させる。
イオンガイド１のジオメトリにより、平面状中間電極２の各層の第１及び第２長手電極の間、並びに単一の平面状上部及び下部電極３、４の間におけるイオン閉じ込め容積が規定される。特にイオンガイド１内のガス圧力が比較的低い場合には、前記イオン閉じ込め容積を通してイオンを効率よく輸送することができる。しかし、公知のイオンガイド１を比較的高い圧力で操作した場合には、当該イオンガイドを通過するイオンの運動エネルギーが、前記イオンとイオンガイド１内に存在するガス分子との衝突によって低下する場合がある。これにより、公知のイオンガイド１を通過するイオンの通過時間が長くなる。
イオン通過時間が長くなると、ある種の用途、特に、イオンガイド１の下流に配置されたイオンゲート、質量フィルター若しくは質量分析器、又は衝突セル等の質量分析計の構成部品を比較的迅速に走査又は切り替えることが所望される場合において、問題が生じる場合がある。
本発明の好ましい実施形態におけるイオンガイド７ａを、図２に示している。好適なイオンガイド７ａは、複数の、又は積み重ねられた平面状、板状、又は網状中間電極２の層を備えている。平面状、板状、又は網状中間電極２の各層は、第１長手電極と第２長手電極とを備えているのが好ましい。別の実施形態によれば、平面状、板状、又は網状中間電極２の各層は、２個を超える長手電極を備えていてもよい。
平面状、板状、又は網状中間電極２の各層は、使用時にイオンが好適なイオンガイド７ａを通って搬送される面に通常又は実質的に配置されているのが好ましい。
前記好ましい実施形態によれば、イオンガイド７ａは、上部電極８ａ〜８ｅのアレイ又は複数の上部電極８ａ〜８ｅを備えているのが好ましい。好適なイオンガイド７ａ内にイオンを閉じ込め、これにより、好適なイオンガイド７ａの上方境界又はイオン閉じ込め領域を規定するため、ＤＣ及び／又はＡＣ若しくはＲＦ電圧を上部電極のアレイ又は複数の上部電極に印加するのが好ましい。同様に、イオンガイド７ａは、下部電極９ａ〜９ｅのアレイ又は複数の下部電極９ａ〜９ｅを備えているのが好ましい。好適なイオンガイド７ａ内にイオンを閉じ込め、これにより、好適なイオンガイド７ａの下方境界又はイオン閉じ込め領域を規定するため、ＤＣ及び／又はＡＣ若しくはＲＦ電圧を下部電極のアレイ又は複数の下部電極に印加するのが好ましい。
平面状、板状、又は網状中間電極２の各層における第１長手電極及び第２長手電極は、同一面に配置されているのが好ましく、さらに、同位相の二相ＡＣ又はＲＦ電圧５がこれらに印加されるように配置されているのが好ましい。隣接した垂直方向又は近接の平面状、板状、又は網状中間電極２の層には、互いに逆位相の二相ＡＣ又はＲＦ電圧源５が印加されるのが好ましい。
第１長手電極と第２長手電極とをそれぞれ有する４層の平面状、板状、又は網状中間電極の層を、図２に示している。一実施形態によれば、好適なイオンガイド７ａは、平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層、２層、又は３層備えていてもよい。他の実施形態では、好適なイオンガイド７ａは、５層、６層、７層、８層、９層、１０層、１１層、１２層、１３層、１４層、１５層、１６層、１７層、１８層、１９層、２０層、又は２０層を超える別個の平面状、板状、又は網状中間電極２の層を備えていてもよい。
好適なイオンガイド７ａ内にイオンを閉じ込めるために、複数の上部電極８ａ〜８ｅ又は上部電極８ａ〜８ｅのアレイ及び複数の下部電極９ａ〜９ｅ又は下部電極９ａ〜９ｅのアレイに、ＤＣ電圧のみ、ＡＣ又はＲＦ電圧のみ、或いはＤＣ電圧とＡＣ又はＲＦ電圧との組み合わせのいずれかを供給してもよい。
平面状、板状、又は網状中間電極２の層に印加するのが好ましい前記ＡＣ又はＲＦ電圧は、平面状、板状、又は網状中間電極２の各層を構成する前記２個の長手電極のいずれかに向かうイオンの移動を防止する役割を果たすのが好ましい有効な擬似電位障壁又は電位井戸を発生させるのが好ましい。従って、平面状、板状、又は網状中間電極２の各層の第１及び第２長手電極に向かうイオンの水平径方向の移動が防止されるのが好ましい。イオンは、前記複数の上部電極８ａ〜８ｅ又は上部電極８ａ〜８ｅのアレイ及び／又は前記複数の下部電極９ａ〜９ｅ又は下部電極９ａ〜９ｅのアレイに印加されるのが好ましい前記ＤＣ電圧及び／又はＡＣ若しくはＲＦ電圧によって、垂直径方向に閉じ込められるのが好ましい。
好適なイオンガイド７ａのジオメトリにより、平面状、板状、又は網状中間電極２の各層における第１及び第２長手電極の間、並びに、複数の上部電極８ａ〜８ｅ又は上部電極８ａ〜８ｅのアレイと複数の下部電極９ａ〜９ｅ又は下部電極９ａ〜９ｅのアレイとの間のイオン案内容積が規定されるのが好ましい。イオンは、前記イオン案内容積に沿って効率よく輸送可能であるのが好ましく、また、イオンは好適なイオンガイド７ａ内において径方向に閉じ込められるのが好ましい。
好適なイオンガイド７ａは、１０-4〜１０ｍｂａｒのガス圧力、或いは、より好ましくは１０-3〜１ｍｂａｒのガス圧力に保持されてもよい。
複数の上部電極８ａ〜８ｅ及び／又は複数の下部電極９ａ〜９ｅは、好ましくは互いに電気的に絶縁された、電極一式又はこれらのアレイを具備又は形成しているのが好ましい。複数の上部電極８ａ〜８ｅは、全て実質的に同一の面に配置されているのが好ましく、複数の下部電極９ａ〜９ｅは、全て実質的に同一の面に配置されているのが好ましい。しかしながら、好適性の低い実施形態によれば、上部電極８ａ〜８ｅのうちのいくつかを、これら全てが必ずしも実質的に同一平面上にはないように配置してもよい。同様に、好適性の低い一実施形態によれば、複数の下部電極９ａ〜９ｅのうちのいくつかを、これら全てが必ずしも実質的に同一平面上にはないように配置してもよい。
一実施形態によれば、前記複数の上部電極８ａ〜８ｅ及び／又は前記複数の下部電極９ａ〜９ｅは、操作モードにおいて、使用時に実質的に同一のＤＣ電位又は電圧に保たれ、及び／又は、これら電極に実質的に同一のＡＣ又はＲＦ電圧が印加されるように配置されてもよい。この実施形態によれば、隣接する平面状、板状、又は網状中間電極２の層に対し、好ましくは前記公知のイオンガイド１と実質的に同様の方法で、互いに逆位相の二相ＡＣ又はＲＦ電圧５を印加するのが好ましい。
複数の上部電極８ａ〜８ｅ又は複数の下部電極９ａ〜９ｅのいずれに対しても過渡ＤＣ電圧又は電位をさらに印加しないこの実施形態によれば、イオンガイド７ａは、図１を参照して先に述べた公知のイオンガイド１と実質的に同様の働きをすること、すなわち、イオンが、イオンガイド７ａを通って、又はこれに沿って、活発に前進又は推進されないことは明らかであろう。
特に好ましい実施形態によれば、好適なイオンガイド７ａは、好ましくは、複数の上部電極８ａ〜８ｅ及び／又は複数の下部電極９ａ〜９ｅに対して１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形をさらに印加又はさらに重畳することが好ましい操作モードで操作してもよい。その結果、好適なイオンガイド７の前記イオン案内領域内に、１以上の軸方向電位障壁又は１以上の軸方向電位井戸が生じるのが好ましい。前記イオン案内領域は、複数の上部電極８ａ〜８ｅ下方の領域、平面状、板状、又は網状中間電極２の層内における長手電極の間の領域、及び複数の下部電極９ａ〜９ｅ上方の領域によって画定されるのが好ましい。
前記イオン案内領域内に生じることが好ましい前記１以上の軸方向電位井戸又は障壁は、好適なイオンガイド７ａの軸方向長さの少なくとも一部に沿って漸進的に移動又は動かされるのが好ましい。その結果、好適なイオンガイド７ａの少なくとも一部分に沿って通過するようにイオンの駆動、前進、又は推進が行われるのが好ましい。
別の一実施形態によれば、複数の上部電極８ａ〜８ｅ及び／又は複数の下部電極９ａ〜９ｅに、１以上の一定のＤＣ電圧又は電位を印加してもよい。例えば、非ゼロの直線状ＤＣ電圧勾配を、好適なイオンガイド７ａの少なくとも一部分の軸方向長さに沿って保持してもよい。前記一定の軸方向ＤＣ電圧勾配は、好適なイオンガイド７ａの少なくとも一部分に沿って、又はこれを通過するようイオンの推進又は加速を支援し得る。
他の実施形態によれば、好適なイオンガイド７ａの少なくとも一部分の軸方向長さに沿って通過させるようにイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、複数の上部電極８ａ〜８ｅ及び／又は複数の下部電極９ａ〜９ｅに、２以上の位相シフトＡＣ又はＲＦ電圧を印加してもよい。
好適性の低い、図示されていない実施形態では、複数の上部電極と、平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上と、単一の平面状下部電極とを備えた本発明の実施形態におけるイオンガイドを提供し得る。また、好適性の低い、図示されていない他の実施形態では、複数の下部電極と、平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上と、単一の平面状上部電極とを備えた本発明の実施形態におけるイオンガイドを提供することもできる。かかる好適性の低い実施形態では、中間電極の層を１層以上と、上方（又は下方）境界を成す複数の電極又は電極アレイと、対応する下方（又は上方）境界を成す単一の平面状、板状、又は網状電極とを備えたイオンガイドを提供することができる。
図３は、好適なイオンガイド７ｂが、平面状、板状、又は網状中間電極２の層を４層備えた本発明の実施形態を示している。複数の上部電極８ａ〜８ｇ又は上部電極８ａ〜８ｇのアレイ及び複数の下部電極９ａ〜９ｇ又は下部電極９ａ〜９ｇのアレイは、それぞれ７個の別個の又は分離された電極を含む。上部及び下部電極８ａ〜８ｇ、９ａ〜９ｇのアレイにおける各電極の電位は、個別に制御可能であってもよい。
好ましい実施形態によれば、上部電極の数は、下部電極の数と同一であるのが好ましい。しかし、好適性の低い実施形態によれば、上部電極は、下部電極とは異なった配置であってもよく、及び／又は下部電極とは異なる寸法を有していてもよい。例えば、上部電極間の間隔は、下部電極間の間隔と異なっていてもよい。従って、好適性の低い実施形態では、上部の電極アレイにおける電極の数は、下部の電極アレイにおける電極の数と異なっていることも考えられる。
図３はさらに、本発明の実施形態によれば、イオンガイド７ｂの上部電極８ａ〜８ｇ及び／又は下部電極９ａ〜９ｇに対し、どのようにして１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形１０を漸進的又は順次に印加し得るのかを示している。図３は、第１時間ｔ1において、上部及び下部電極８ａ〜８ｇ、９ａ〜９ｇのアレイにおける第１電極８ａ、９ａに対し、どのようにして過渡ＤＣ電圧又は電位が好ましく印加されるのかを示している。そして、それよりも後の第２時間ｔ2において、過渡ＤＣ電圧又は電位を、上部及び下部電極８ａ〜８ｇ、９ａ〜９ｇのアレイにおける第２電極８ｂ、９ｂに印加するのが好ましい。さらに後の第３時間t3において、過渡ＤＣ電圧又は電位を、上部及び下部電極８ａ〜８ｇ、９ａ〜９ｇのアレイにおける第３電極８ｃ、９ｃに印加するのが好ましい。さらに後の第４、第５、第６、及び第７時間ｔ4、ｔ5、ｔ6、及びｔ7において、過渡ＤＣ電圧又は電位を、上部及び下部電極８ａ〜８ｇ、９ａ〜９ｇのアレイにおける第４電極８ｄ、９ｄ、第５電極８ｅ、９ｅ、第６電極８ｆ、９ｆ、及び第７電極８ｇ、９ｇに印加するのが好ましい。
上部電極８ａ〜８ｇのアレイ及び／又は下部電極９ａ〜９ｇのアレイに過渡ＤＣ電圧又は電位１０が漸進的又は連続的に印加されるにつれ、好適なイオンガイド７ｂ内に生じることが好ましい移動電位障壁１０の前までイオン１１が推進されるのが好ましい。よって、イオン１１は、イオンガイド７ｂの長さに沿って移動することが好ましい電位障壁１０の前方において、好適なイオンガイド７ｂの長さに沿って前進又は推進されるのが好ましい。
１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形１０を、上部電極８ａ〜８ｇ及び／又は下部電極９ａ〜９ｇのアレイに漸進的又は順次に印加することにより、好適なイオンガイド７ａ、７ｂの長さに沿って漸進的に移動することが好ましい移動軸方向電位障壁又は電位井戸が生じるのが好ましい。好適なイオンガイド７ａ、７ｂの長さに沿って移動することが好ましい前記電位障壁又は電位井戸により、イオン１１の一部又は実質的に全部が、好適なイオンガイド７ａ、７ｂを通過するように、好ましくは好適なイオンガイド７ａ、７ｂに存在し得る背景ガスに逆らって、駆送又は前進されるのが好ましい。上部電極８ａ〜８ｇ及び／又は下部電極９ａ〜９ｇのアレイに印加することが好ましい前記１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形は、好適なイオンガイド７ａ、７ｂを通過するイオン通過時間を短縮するという有利な効果を有するのが好ましい。
図４に示す好適なイオンガイド７ｃを通過するイオンのシミュレーションは、イオン光学パッケージであるＳＩＭＩＯＮバージョン７．０（登録商標）を使用してモデル化したものである。イオンガイド７ｃは、平面状中間電極２の層を５層備えたものとしてモデル化した。平面状中間電極２の各層は、第１長手電極と第２長手電極とを備えていた。各長手電極は、厚さ０．６ｍｍ、幅２．４ｍｍ、長さ９７ｍｍであった。前記長手電極は、垂直方向の中心間距離が１．６ｍｍとなるように積み重ねられて配置されているものとしてモデル化した。各層の第１及び第２長手電極は、水平方向に互いに５ｍｍ離間するように配置した。二相ＡＣ又はＲＦ電圧は、平面状中間電極２の層に対し、各層２における両長手電極が同位相のＡＣ又はＲＦ電圧に接続された状態で印加されるものとしてモデル化した。垂直方向に隣接した平面状中間電極２の層は、互いに逆位相の前記ＡＣ又はＲＦ電圧に接続するように配置した。
２０個の上部電極８ａ〜８ｔのアレイ及び２０個の下部電極９ａ〜９ｔのアレイが設けられているものとしてモデル化した。上部及び下部電極８ａ〜８ｔ、９ａ〜９ｔのアレイにおける各電極は、厚さ０．６ｍｍ、長さ４ｍｍ（軸方向の長さ）、幅９．８ｍｍであるものとしてモデル化した。上部電極８ａ〜８ｔのアレイにおける各電極から下部電極９ａ〜９ｔのアレイにおいて対応する電極までの対面距離は、９ｍｍであるものとしてモデル化した。
図５は、上部電極８ａ〜８ｔのアレイの電極に対し２個おきに１０ＶのＤＣを印加すること、並びに下部電極９ａ〜９ｔのアレイの電極に対し２個おきに１０ＶのＤＣを印加することによって生じる電位面を示している。ユーザープログラムは、イオンガイド７ｃ内に存在するものとしてモデル化したイオンと中性ガスとの衝突のシミュレーションができるように、前記ＳＩＭＩＯＮ（登録商標）パッケージ用に作製されたものであった。
図６Ａは、好ましい実施形態におけるイオンガイド７ｃ内における３ｅＶのエネルギーを有するイオンの軌道１２を示しているが、ここでは、上部電極８ａ〜８ｔのアレイ又は下部電極９ａ〜９ｔのアレイのいずれにも過渡ＤＣ電圧又は電位を印加しなかった場合がモデル化されている。１ＭＨｚの周波数と２００Ｖの頂点間振幅を有するＲＦ電圧を、水平径方向にイオンを閉じ込めるため、前記５層の平面状中間電極２の層内の電極に印加するものとしてモデル化した。
上部電極８ａ〜８ｔのアレイと平面状中間電極２の層との間において、＋２Ｖの一定のＤＣオフセットが保持されるものとしてシミュレートした。同様に、下部電極９ａ〜９ｔのアレイと平面状中間電極２の層との間においても、＋２Ｖの一定のＤＣオフセットが保持されるものとしてシミュレートした。平面状中間電極２の層に対する上部電極８ａ〜８ｔのアレイと下部電極９ａ〜９ｔのアレイとの間の一定のＤＣオフセットにより、前記好適なイオンガイド７内において、確実にイオンを垂直径方向に閉じ込めることができた。
イオンガイド７ｃ内のガス圧力については、１×１０-2ｍｂａｒであるものとしてシミュレートした。中性ガス分子との多数回の衝突を経た後、イオンは、前記好適なイオンガイド７から流出できない程度にまで、その軸方向の運動速度を喪失していることが観察された。
図６Ｂは、上部及び下部電極８ａ〜８ｔ、９ａ〜９ｔのアレイにおける電極に１０Ｖの振幅を有する過渡ＤＣ電圧又は電位を漸進的に印加するものとしてモデル化した好適なイオンガイド７ｃ内での３ｅＶのエネルギーを有するイオンの軌道１３を示している。前記過渡ＤＣ電圧又は電位は、イオンガイド７ｃの長さに沿った隣又は後続の電極へ印加される前に、２０μｓの間各電極に印加された。
この実施形態によれば、好適なイオンガイド７ｃの軸方向長さに沿って漸進的に移動することが好ましい軸方向電位障壁によって、イオン１３が好適なイオンガイド７ｃを通って効率良く前進させられるのが観察された。従って、当該モデルから、上部及び下部電極８ａ〜８ｔ、９ａ〜９ｔのアレイに過渡ＤＣ電圧又は電位を印加することにより、好適なイオンガイド７ｃを通過する通過時間が著しく向上するという効果があったことは明白である。
前記好適なイオンガイドは直線状のイオン案内領域を具備するものとして説明したが、前記イオン輸送容積が入り組んだ、又は実質的に湾曲した、或いは不規則な経路を有し得る他の実施形態も考えられる。かかる実施形態は、ある種の状況下では特に有利となり得る。
一実施形態によれば、上部電極のアレイ及び／又は下部電極のアレイを、１以上のプリント回路基板に装着してもよい。かかる実施形態には、上部電極と下部電極の接続及び相互接続を簡易化できるという利点がある。
前記好ましい実施形態におけるイオンガイド７ａ、７ｂ、７ｃは、ガス中、イオンを迅速に輸送するために使用してもよい。好適なイオンガイド７ａ、７ｂ、７ｃと実質的に類似した装置を設けてもよいが、この装置をイオン移動度分光計又はセパレータとして使用できる本発明の別の実施形態が考えられる。
前記装置をイオン移動度分光計又はセパレータとして使用する場合、前記装置内において生じる１以上のＤＣ電圧又は電位障壁、山、若しくは井戸の高さ、振幅、又は深さは、前記電位障壁又は電位の山が好ましくは前記装置の長さに沿って移動する際に、前記装置内に存在するイオンの少なくとも一部がこれを滑り越すか、さもなければ通過するように、比較的低いレベルに設定するのが好ましい。その結果、比較的高いイオン移動度を有するイオンは、通過の際、前記電位障壁又は電位の山を滑り越すか、さもなければ通過する傾向を示し、一方、比較的低いイオン移動度を有するイオンは、前記電位障壁又は電位の山によって前方に推進される傾向を示す。よって、イオンは、そのイオン移動度に基づいて、或いはイオン移動度に応じて一時的に分離される。高ガス圧力及び／又はより速い位相速度を用いることにより、イオン混合物のイオン移動度分離を達成することができる。
好適なイオンガイド７ａ、７ｂ、７ｃと実質的に類似した装置を設けてもよいが、この装置を衝突、フラグメンテーション又は反応装置として使用できる本発明のさらに別の実施形態が考えられる。
この実施形態では、十分な運動エネルギー又は速度を持って前記装置を通過させるか又前記装置に突入させるようにイオンを輸送し、前記イオンを前記装置内に存在する背景ガス分子と好適に衝突させ、これにより前記イオンのフラグメント又は娘イオンへのフラグメンテーションを起こすか、そうでなければ誘発してもよい。よって、前記装置は、タンデム質量分析計の一部であることが好ましい衝突セル又はフラグメンテーションセルとして使用してもよい。前記タンデム質量分析計は、四重極質量フィルター、磁場型質量分析器、線形四重極イオントラップ質量分析器、三次元四重極イオントラップ質量分析器、軸方向飛行時間質量分析器、直交加速式飛行時間質量分析器、フーリエ変換ＩＣＲ質量分析器、又はこれらを任意に組み合わせたものを備えていてもよい。
他の実施形態によれば、前記装置は、衝突、反応、又はフラグメンテーション装置を備えていてもよく、前記フラグメンテーション又は反応装置は、（i）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ii）電子移動解離フラグメンテーション装置、（iii）電子捕獲解離フラグメンテーション装置、（iv）電子衝突又は衝撃解離フラグメンテーション装置、（v）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、（vi）レーザー誘起解離フラグメンテーション装置、（vii）赤外線誘起解離装置、（viii）紫外線誘起解離装置、（ix）ノズル−スキマー・インターフェースフラグメンテーション装置、（x）インソースフラグメンテーション装置、（xi）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（xii）熱又は温度源フラグメンテーション装置、（xiii）電場誘起フラグメンテーション装置、（xiv）磁場誘起フラグメンテーション装置、（xv）酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、（xvi）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（xvii）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（xviii）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（xix）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、（xx）イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、（xxi）イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、（xxii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−イオン反応装置、（xxiii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−分子反応装置、（xxiv）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−原子反応装置、（xxv）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、（xxvi）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、及び（xxvii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応装置からなる群から選択される。
平面状、板状、又は網状中間電極の各層が２個を超える長手電極を備え得るさらに別の実施形態が考えられる。例えば、平面状、板状、又は網状中間電極の各層が、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、又は１０個を超える長手電極を備え得る実施形態が考えられる。
本発明について、好ましい実施形態を参照しながら説明してきたが、添付の請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱しない限り、形態及び詳細において種々の変更を行ってもよいことは、当業者には理解される。
複数の平面状中間電極の層と、単一の平面状上部電極と、単一の平面状下部電極とを備えた公知のイオンガイドを示す。 イオンが移動する面に通常配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を複数と、１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位を印加することが好ましい上部及び下部電極のアレイとを備えた、本発明の好ましい実施形態におけるイオンガイドを示す。 好適なイオンガイドの側面図を示し、上部の電極アレイと下部の電極アレイにおける連続的に配列された電極に漸進的に印加される過渡ＤＣ電圧又は電位により、前記好適なイオンガイドを通過するように前進又は推進されるイオンを図示する。 種々のイオンの軌道をモデル化するために使用した好適なイオンガイドのジオメトリを示す。 上部電極のアレイ及び下部電極のアレイに含まれる電極に対して、二つおきに＋１０Ｖを印加し、上部電極のアレイ及び下部電極のアレイにおけるそれ以外の電極を０Ｖに保ち、複数の平面状中間電極の層を０Ｖに保つことで生じる電位面を示す。 上部の電極アレイに過渡ＤＣ電圧又は電位を印加せず、下部の電極アレイにも過渡ＤＣ電圧又は電位を印加しない操作モードにおいて好適なイオンガイドを通過するイオンの軌道を示す。 上部の電極アレイの電極及び下部の電極アレイの電極に過渡ＤＣ電圧又は電位を漸進的に印加した場合の、好ましい実施形態におけるイオンの軌道を示す。

Claims (96)

  1. 装置であって、
    使用時にイオンが移動する面に通常又は実質的に配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上と、
    前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に配置された、第１電極の第１アレイと、
    前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加するように配置及び適合させた電圧手段とを備えたことを特徴とする装置。
  2. 前記第１電極の第１アレイが、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、又は２０個を超える電極を備えている、請求項１に記載の装置。
  3. 前記第１電極の第１アレイが、（i）プリント回路基板、プリント配線基板、又はエッチング配線基板、（ii）非導電性基板上に塗布又は積層された複数の導電性トレース、（iii）基板上に配置された複数の銅製又は金属製電極、（iv）スクリーン印刷、写真製版、エッチング、又は切削されたプリント回路基板、（v）フェノール樹脂を含浸させた紙基板上に配置された複数の電極、（vi）エポキシ樹脂内で含浸させたファイバーグラスマット上に配置された複数の電極、（vii）プラスチック基板上に配置された複数の電極、又は（viii）基板上に配置された複数の電極を備えている、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 前記第１電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向の中心間距離を有する、請求項１、２又は３に記載の装置。
  5. 前記第１電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記第１電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記第１電極が、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．１ｍｍ、（iii）０．１〜０．２ｍｍ、（iv）０．２〜０．３ｍｍ、（v）０．３〜０．４ｍｍ、（vi）０．４〜０．５ｍｍ、（vii）０．５〜０．６ｍｍ、（viii）０．６〜０．７ｍｍ、（ix）０．７〜０．８ｍｍ、（x）０．８〜０．９ｍｍ、（xi）０．９〜１．０ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、及び（xvi）＞５ｍｍからなる群から選択される厚みを有する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記第１電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、使用時において、前記平面状、板状、又は網状中間電極の少なくとも一部又は全部の中間若しくは平均電圧又は電位に対して第１バイアスＤＣ電圧又は電位でバイアスされる、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記第１ＤＣバイアス電圧又は電位が、（i）−１０Ｖ未満、（ii）−９〜−８Ｖ、（iii）−８〜−７Ｖ、（iv）−７〜−６Ｖ、（v）−６〜−５Ｖ、（vi）−５〜−４Ｖ、（vii）−４〜−３Ｖ、（viii）−３〜−２Ｖ、（ix）−２〜−１Ｖ、（x）−１〜０Ｖ、（xi）０〜１Ｖ、（xii）１〜２Ｖ、（xiii）２〜３Ｖ、（xiv）３〜４Ｖ、（xv）４〜５Ｖ、（xvi）５〜６Ｖ、（xvii）６〜７Ｖ、（xviii）７〜８Ｖ、（xix）８〜９Ｖ、（xx）９〜１０Ｖ、及び（xxi）１０Ｖを超える電圧又は電位からなる群から選択される、請求項８に記載の装置。
  10. 前記第１電極の第１アレイには、操作モードにおいて、ＤＣ電圧のみを供給する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  11. 前記第１電極の第１アレイには、操作モードにおいて、ＡＣ又はＲＦ電圧のみを供給する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  12. 前記第１電極の第１アレイには、操作モードにおいて、ＤＣ電圧及びＡＣ又はＲＦ電圧を供給する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  13. 前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  14. 前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の実質的に一定のＤＣ電圧又は電位を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  15. 前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに２以上の位相シフトＡＣ又はＲＦ電圧を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  16. 前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の、前記第１電極の第１アレイが配置された側とは異なる及び／又は反対の第２の側に配置された第２電極の第２アレイをさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  17. 前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極の第２アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させた、請求項１６に記載の装置。
  18. 前記第２電極の第２アレイが、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、又は２０個を超える電極を備えている、請求項１６又は１７に記載の装置。
  19. 前記第２電極の第２アレイが、（i）プリント回路基板、プリント配線基板又はエッチング配線基板、（ii）非導電性基板上に塗布又は積層された複数の導電性トレース、（iii）基板上に配置された複数の銅製又は金属製電極、（iv）スクリーン印刷、写真製版、エッチング、又は切削されたプリント回路基板、（v）フェノール樹脂を含浸させた紙基板上に配置された複数の電極、（vi）エポキシ樹脂内で含浸させたファイバーグラスマット上に配置された複数の電極、（vii）プラスチック基板上に配置された複数の電極、又は（viii）基板上に配置された複数の電極を備えている、請求項１６、１７又は１８に記載の装置。
  20. 前記第２電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向の中心間距離を有する、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の装置。
  21. 前記第２電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の装置。
  22. 前記第２電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の装置。
  23. 前記第２電極が、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．１ｍｍ、（iii）０．１〜０．２ｍｍ、（iv）０．２〜０．３ｍｍ、（v）０．３〜０．４ｍｍ、（vi）０．４〜０．５ｍｍ、（vii）０．５〜０．６ｍｍ、（viii）０．６〜０．７ｍｍ、（ix）０．７〜０．８ｍｍ、（x）０．８〜０．９ｍｍ、（xi）０．９〜１．０ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、及び（xvi）＞５ｍｍからなる群から選択される厚みを有する、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の装置。
  24. 前記第２電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、使用時において、前記平面状、板状、又は網状電極の少なくとも一部又は全部の中間若しくは平均電圧又は電位に対して第２バイアスＤＣ電圧又は電位でバイアスされる、請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の装置。
  25. 前記第２ＤＣバイアス電圧又は電位が、（i）−１０Ｖ未満、（ii）−９〜−８Ｖ、（iii）−８〜−７Ｖ、（iv）−７〜−６Ｖ、（v）−６〜−５Ｖ、（vi）−５〜−４Ｖ、（vii）−４〜−３Ｖ、（viii）−３〜−２Ｖ、（ix）−２〜−１Ｖ、（x）−１〜０Ｖ、（xi）０〜１Ｖ、（xii）１〜２Ｖ、（xiii）２〜３Ｖ、（xiv）３〜４Ｖ、（xv）４〜５Ｖ、（xvi）５〜６Ｖ、（xvii）６〜７Ｖ、（xviii）７〜８Ｖ、（xix）８〜９Ｖ、（xx）９〜１０Ｖ、及び（xxi）１０Ｖを超える電圧又は電位からなる群から選択される、請求項２４に記載の装置。
  26. 前記第２電極の第２アレイには、操作モードにおいて、ＤＣ電圧のみを供給する、請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の装置。
  27. 前記第２電極の第２アレイには、操作モードにおいて、ＡＣ又はＲＦ電圧のみを供給する、請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の装置。
  28. 前記第２電極の第２アレイには、操作モードにおいて、ＤＣ及びＡＣ又はＲＦ電圧を供給する、請求項１６〜２７のいずれか一項に記載の装置。
  29. 前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極の第２アレイに１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位、或いは１以上の過渡ＤＣ電圧又は電位波形を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させた、請求項１６〜２８のいずれか一項に記載の装置。
  30. 前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極の第２アレイに１以上の実質的に一定のＤＣ電圧又は電位を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させた、請求項１６〜２９のいずれか一項に記載の装置。
  31. 前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第２電極の第２アレイに２以上の位相シフトＡＣ又はＲＦ電圧又は電位を印加するように、前記電圧手段を配置及び適合させた、請求項１６〜３０のいずれか一項に記載の装置。
  32. 前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％に沿って非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配を保持するための手段をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  33. 前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配が、前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％に沿ってイオンを加速させる、請求項３２に記載の装置。
  34. 前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配が、イオンの前方への搬送を妨害するように働くか、或いはイオンを減速させるように働く電位障壁又は電位の山を生じさせ、前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配が、前記装置の少なくとも一部分又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％に沿って保持される、請求項３２に記載の装置。
  35. 前記電圧手段により、イオンが前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配による影響を克服し、前記装置内のイオンの少なくとも一部又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、若しくは１００％が前記非ゼロＤＣ電圧又は電位勾配を横切って、或いは通過して前方に搬送される、請求項３４に記載の装置。
  36. 前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層が、１層、２層、３層、４層、５層、６層、７層、８層、９層、１０層、１１層、１２層、１３層、１４層、１５層、１６層、１７層、１８層、１９層、２０層、又は２０層を超える平面状、板状、又は網状中間電極の層を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  37. 平面状、板状、又は網状中間電極の各層が、２個以上の長手電極を備えている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  38. 前記長手電極のうちの少なくとも１個又は少なくとも２個が、（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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅方向の中心間距離を有する、請求項３７に記載の装置。
  39. 前記長手電極のうちの少なくとも１個又は少なくとも２個が、（i）＜１０ｍｍ、（ii）１０〜２０ｍｍ、（iii）２０〜３０ｍｍ、（iv）３０〜４０ｍｍ、（v）４０〜５０ｍｍ、（vi）５０〜６０ｍｍ、（vii）６０〜７０ｍｍ、（viii）７０〜８０ｍｍ、（ix）８０〜９０ｍｍ、（x）９０〜１００ｍｍ、（xi）１００〜１１０ｍｍ、（xii）１１０〜１２０ｍｍ、（xiii）１２０〜１３０ｍｍ、（xiv）１３０〜１４０ｍｍ、（xv）１４０〜１５０ｍｍ、（xvi）１５０〜１６０ｍｍ、（xvii）１６０〜１７０ｍｍ、（xviii）１７０〜１８０ｍｍ、（xix）１８０〜１９０ｍｍ、（xx）１９０〜２００ｍｍ、及び（xxi）＞２００ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する、請求項３７又は３８に記載の装置。
  40. 前記長手電極のうちの少なくとも１個又は少なくとも２個が、（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、（xi）１０〜１１ｍｍ、（xii）１１〜１２ｍｍ、（xiii）１２〜１３ｍｍ、（xiv）１３〜１４ｍｍ、（xv）１４〜１５ｍｍ、（xvi）１５〜１６ｍｍ、（xvii）１６〜１７ｍｍ、（xviii）１７〜１８ｍｍ、（xix）１８〜１９ｍｍ、（xx）１９〜２０ｍｍ、及び（xxi）＞２０ｍｍからなる群から選択される幅を有する、請求項３７、３８又は３９に記載の装置。
  41. 前記長手電極のうちの少なくとも１個又は少なくとも２個が、（i）＜０．０１ｍｍ、（ii）０．０１〜０．１ｍｍ、（iii）０．１〜０．２ｍｍ、（iv）０．２〜０．３ｍｍ、（v）０．３〜０．４ｍｍ、（vi）０．４〜０．５ｍｍ、（vii）０．５〜０．６ｍｍ、（viii）０．６〜０．７ｍｍ、（ix）０．７〜０．８ｍｍ、（x）０．８〜０．９ｍｍ、（xi）０．９〜１．０ｍｍ、（xii）１〜２ｍｍ、（xiii）２〜３ｍｍ、（xiv）３〜４ｍｍ、（xv）４〜５ｍｍ、及び（xvi）＞５ｍｍからなる群から選択される厚みを有する、請求項３７〜４０のいずれか一項に記載の装置。
  42. 前記２個以上の長手電極が、実質的に同一平面上にある、請求項３７〜４１のいずれか一項に記載の装置。
  43. 前記２個以上の長手電極に対し、使用時に、実質的に同位相の二相又は多相のＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号が供給される、請求項３７〜４２のいずれか一項に記載の装置。
  44. 隣接した平面状、板状、又は網状電極の層には、互いに逆位相又は異なる位相のＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号が供給される、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  45. 前記ＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号が、（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、及び（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４３又は４４に記載の装置。
  46. 前記ＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号の振幅が、（i）＜５０Ｖ頂点間、（ii）５０〜１００Ｖ頂点間、（iii）１００〜１５０Ｖ頂点間、（iv）１５０〜２００Ｖ頂点間、（v）２００〜２５０Ｖ頂点間、（vi）２５０〜３００Ｖ頂点間、（vii）３００〜３５０Ｖ頂点間、（viii）３５０〜４００Ｖ頂点間、（ix）４００〜４５０Ｖ頂点間、（x）４５０〜５００Ｖ頂点間、及び（xi）＞５００Ｖ頂点間からなる群から選択される、請求項４３、４４又は４５に記載の装置。
  47. 前記平面状、板状、又は網状中間電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％に、ＡＣ若しくはＲＦ電圧又は信号が供給される、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  48. 前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、実質的に互いに平行に配置されている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  49. 前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、実質的に平面状又は平坦であり、前記装置が、前記電極の面内において湾曲している、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  50. 前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が実質的に非平面状又は非平坦であり、前記電極が、その軸方向長さに沿って湾曲している、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  51. 前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、実質的に互いに等間隔に配置されている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  52. 前記平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％が、（i）５ｍｍ以下、（ii）４．５ｍｍ以下、（iii）４ｍｍ以下、（iv）３．５ｍｍ以下、（v）３ｍｍ以下、（vi）２．５ｍｍ以下、（vii）２ｍｍ以下、（viii）１．５ｍｍ以下、（ix）１ｍｍ以下、（x）０．８ｍｍ以下、（xi）０．６ｍｍ以下、（xii）０．４ｍｍ以下、（xiii）０．２ｍｍ以下、（xiv）０．１ｍｍ以下、及び（xv）０．２５ｍｍ以下からなる群から選択される距離だけ互いに離間している、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  53. 前記装置が、実質的に直線状のイオン案内領域を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  54. 前記装置が、実質的に曲線状のイオン案内領域を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  55. 前記装置が、第１軸に沿ってイオンを受け取るための入口と、イオンが第２軸に沿って前記装置から流出する出口とを備え、前記第２軸が、前記第１軸に対して角度θを成し、θは、（i）＜１０°、（ii）１０〜２０°、（iii）２０〜３０°、（iv）３０〜４０°、（v）４０〜５０°、（vi）５０〜６０°、（vii）６０〜７０°、（viii）７０〜８０°、（ix）８０〜９０°、（x）９０〜１００°、（xi）１００〜１１０°、（xii）１１０〜１２０°、（xiii）１２０〜１３０°、（xiv）１３０〜１４０°、（xv）１４０〜１５０°、（xvi）１５０〜１６０°、（xvii）１６０〜１７０°、及び（xviii）１７０〜１８０°からなる群から選択される範囲内にある、請求項５４に記載の装置。
  56. 前記装置が、前記装置のイオン入口と前記装置のイオン出口との間に配置されたイオン案内領域を備え、前記イオン案内領域が、実質的に直線状、曲線状、「Ｓ」字状であるか、或いは１以上の変曲点を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  57. 前記装置が、イオンを受け取るための１以上の別個の入口と、イオンが前記装置から流出し得る１以上の別個の出口とを有する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  58. 前記装置が、第１断面プロファイル及び第１断面積を有する入口と、第２断面プロファイル及び第２断面積を有する出口とを有する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  59. 前記第１断面プロファイルが、前記第２断面プロファイルとは異なり、及び／又は、前記第１断面積が、前記第２断面積とは異なる、請求項５８に記載の装置。
  60. 前記第１断面プロファイル及び／又は前記第２断面プロファイルが、実質的に円形、楕円形、長方形、又は正方形の断面を有する、請求項５８又は５９に記載の装置。
  61. （i）実質的に円形、正方形、長方形、又は楕円形の断面プロファイルを有するイオン光学部品、（ii）実質的に円形又は楕円形の断面プロファイルを有する四重極質量フィルター／分析器、（iii）実質的に正方形又は長方形の断面プロファイルを有する直交加速式飛行時間質量分析器、（iv）実質的に長方形の断面プロファイルを有する磁場型分析器、（v）実質的に円形又は楕円形の断面プロファイルを有するフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（vi）実質的に円形又は楕円形の断面プロファイルを有する二次元（線形）四重極イオントラップ、及び（vii）実質的に円形又は楕円形の断面プロファイルを有する三次元（ポール）四重極イオントラップからなる群から選択されるイオン光学部品に結合されるように前記装置を配置及び適合させた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  62. 前記装置が、入口と出口との間に配置されたイオン案内領域を備え、前記イオン案内領域が、（i）前記イオン案内領域の長さに沿って大きさ及び／又は形状が変化するか、或いは（ii）サイズが徐々に小さくなるか、又は大きくなる幅及び／又は高さを有している、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  63. 前記装置が、使用時、（i）＞０．０００１ｍｂａｒ、（ii）＞０．００１ｍｂａｒ、（iii）＞０．０１ｍｂａｒ、（iv）＞０．１ｍｂａｒ、（v）＞１ｍｂａｒ、（vi）＞１０ｍｂａｒ、（vii）＞１００ｍｂａｒ、（viii）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ix）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（x）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（xi）０．１〜１ｍｂａｒ、（xii）１〜１０ｍｂａｒ、（xiii）１０〜１００ｍｂａｒ、及び（xiv）１００〜１０００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持される、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  64. 前記装置が、使用時、（i）＜０．０００１ｍｂａｒ、（ii）＜０．００１ｍｂａｒ、（iii）＜０．０１ｍｂａｒ、（iv）＜０．１ｍｂａｒ、（v）＜１ｍｂａｒ、（vi）＜１０ｍｂａｒ、（vii）＞１００ｍｂａｒ、（viii）０．０００１〜１００ｍｂａｒ、（ix）０．００１〜１０ｍｂａｒ、及び（x）０．０１〜１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に保持される、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  65. 前記装置がイオンガイドを備えている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  66. 前記装置がイオン移動度分光計又はセパレータを備えている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  67. 前記イオン移動度分光計又はセパレータが、気相電気泳動装置を備えている、請求項６６に記載の装置。
  68. 前記装置が、衝突、フラグメンテーション又は反応装置を備えている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  69. 衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように前記装置を配置及び適合させた、請求項６８に記載の装置。
  70. 前記衝突、フラグメンテーション又は反応装置が、（i）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ii）電子移動解離フラグメンテーション装置、（iii）電子捕獲解離フラグメンテーション装置、（iv）電子衝突又は衝撃解離フラグメンテーション装置、（v）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、（vi）レーザー誘起解離フラグメンテーション装置、（vii）赤外線誘起解離装置、（viii）紫外線誘起解離装置、（ix）ノズル−スキマー・インターフェースフラグメンテーション装置、（x）インソースフラグメンテーション装置、（xi）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（xii）熱又は温度源フラグメンテーション装置、（xiii）電場誘起フラグメンテーション装置、（xiv）磁場誘起フラグメンテーション装置、（xv）酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、（xvi）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（xvii）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（xviii）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（xix）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、（xx）イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、（xxi）イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、（xxii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−イオン反応装置、（xxiii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−分子反応装置、（xxiv）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−原子反応装置、（xxv）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、（xxvi）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、及び（xxvii）イオンを反応させて付加又は生成イオンを形成するイオン−準安定原子反応装置からなる群から選択される、請求項６８に記載の装置。
  71. 前記１以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の間に、交えるか、或いは挟み込まれた複数の絶縁層をさらに備えている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  72. 前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％を、前記絶縁層上に配置又は蒸着させる、請求項７１に記載の装置。
  73. 操作モードにおいて、第１軸方向にイオンを搬送するように前記装置を配置及び適合させた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  74. 操作モードにおいて、第２軸方向にイオンを搬送するように前記装置を配置及び適合させ、前記第２軸方向が、前記第１軸方向に対して角度αを成し、αが、（i）＜１０°、（ii）１０〜２０°、（iii）２０〜３０°、（iv）３０〜４０°、（v）４０〜５０°、（vi）５０〜６０°、（vii）６０〜７０°、（viii）７０〜８０°、（ix）８０〜９０°、（x）９０〜１００°、（xi）１００〜１１０°、（xii）１１０〜１２０°、（xiii）１２０〜１３０°、（xiv）１３０〜１４０°、（xv）１４０〜１５０°、（xvi）１５０〜１６０°、（xvii）１６０〜１７０°、（xviii）１７０〜１８０°、及び（xix）実質的に１８０°からなる群から選択される、請求項７３に記載の装置。
  75. 前記装置を、実質的に連続したイオンのビームを受け取るように配置及び適合させ、また複数のイオンパケット又はイオン束としてイオンを放出又は射出するように配置及び適合させた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  76. 実質的に連続したイオンのビームをイオンのパルス又は不連続ビームへと変換するように前記イオンガイドを配置及び適合させた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
  77. 前記請求項のいずれか一項に記載の装置を１以上備えた質量分析計。
  78. イオン源をさらに備えている、請求項７７に記載の質量分析計。
  79. 前記イオン源が、（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ー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（v）レーザー脱離イオン化（「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）電子衝撃（「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ー脱離イオン化イオン源、及び（xviii）サーモスプレーイオン源からなる群から選択される、請求項７８に記載の質量分析計。
  80. 前記イオン源が、パルス化又は連続イオン源を備えている、請求項７８又は７９に記載の質量分析計。
  81. 前記装置の下流に配置された質量分析器をさらに備えている、請求項７７〜８０のいずれか一項に記載の質量分析計。
  82. 前記質量分析器が、（i）四重極質量分析器、（ii）二次元又は線形四重極質量分析器、（iii）ポール又は三次元四重極質量分析器、（iv）ペニングトラップ質量分析器、（v）イオントラップ質量分析器、（vi）磁場型質量分析器、（vii）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、（viii）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ix）静電又はオービトラップ（orbitrap）質量分析器、（x）フーリエ変換静電又はオービトラップ質量分析器、（xi）フーリエ変換質量分析器、（xii）飛行時間質量分析器、（xiii）軸方向加速式飛行時間質量分析器、及び（xiv）直交加速式飛行時間質量分析器からなる群から選択される、請求項８１に記載の質量分析計。
  83. 前記装置の上流及び／又は下流に配置された１以上の質量又は質量電荷比フィルター及び／又は質量分析器をさらに備えている、請求項７７〜８２のいずれか一項に記載の質量分析計。
  84. 前記１以上の質量又は質量電荷比フィルター及び／又は分析器が、（i）四重極質量フィルター又は分析器、（ii）ウィーンフィルター、（iii）磁場型質量フィルター又は分析器、（iv）速度フィルター、及び（v）イオンゲートからなる群から選択される、請求項８３に記載の質量分析計。
  85. イオンを案内する方法であって、
    イオンが移動する面に通常又は実質的に配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上備えた装置を準備することと、
    前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に配置された、第１電極の第１アレイを準備することと、
    前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加することとを含む方法。
  86. イオン移動度分光分析又はイオン移動度分離の方法であって、
    イオンが移動する面に通常又は実質的に配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上備えた装置を準備することと、
    前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に配置された第１電極の第１アレイを準備することと、
    前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加することとを含む方法。
  87. イオンを衝突、フラグメンテーション又は反応させる方法であって、
    イオンが移動する面に通常又は実質的に配置された平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上備えた装置を準備することと、
    前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に配置された第１電極の第１アレイを準備することと、
    前記装置の少なくとも一部分を通して、及び／又はこれに沿って少なくとも一部のイオンを推進、前進、強制移動、又は加速させるため、前記第１電極の第１アレイに１以上の電圧又は１以上の電圧波形を印加することとを含む方法。
  88. 請求項８５、８６又は８７に記載の方法を含む質量分析方法。
  89. 装置の製造又は作製方法であって、
    １層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の間に複数の絶縁体を交えるか、又は挟み込み、イオンが移動する面に通常又は実質的に配置された、積み重ねられた電極を形成するように、複数の平面状、板状、又は網状電極が前記絶縁体上に配置された装置を形成することと、
    前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に、第１電極の第１アレイを配置することとを含む方法。
  90. 前記第１電極の第１アレイが、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、又は２０個を超える電極を備えている、請求項８９に記載の装置の製造又は作製方法。
  91. 前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第２の側に、第２電極の第２アレイを配置することをさらに含み、前記第２の側が、前記第１の側の反対側である、請求項８９又は９０に記載の装置の製造又は作製方法。
  92. 前記第２電極の第２アレイが、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、又は２０個を超える電極を備えている、請求項９１に記載の装置の製造又は作製方法。
  93. 前記装置が、イオンガイドを備えている、請求項８９〜９２のいずれか一項に記載の装置の製造又は作製方法。
  94. 前記装置が、イオン移動度分光計又はセパレータを備えている、請求項８９〜９２のいずれか一項に記載の装置の製造又は作製方法。
  95. 前記装置が、衝突、フラグメンテーション又は反応装置を備えている、請求項８９〜９２のいずれか一項に記載の装置の製造又は作製方法。
  96. 装置の製造又は作製方法であって、
    使用時にイオンが前記装置を通って搬送される面に通常又は実質的に配置された、平面状、板状、又は網状中間電極の層を１層以上設けることと、
    前記１層以上の平面状、板状、又は網状中間電極の層の第１の側に、第１電極の第１アレイを配置することとを含む方法。
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