JP2009502017A - 質量分析計 - Google Patents

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Abstract

質量選択的イオントラップ（１２）、及び質量選択的イオントラップ（１２）の下流に配置される四重極ロッドセット質量フィルタ（１４）を含む質量分析計が開示される。質量フィルタ（１４）のデューティサイクルを向上させるために、イオンは、質量フィルタ（１４）のスキャンに実質的に同期してイオントラップ（１２）から質量選択的に排出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、質量分析計及び質量分析の方法に関する。
質量スキャン型四重極質量フィルタ／分析器は、どこにでもある分析装置である。
しかし、質量スキャン型四重極質量フィルタ／分析器には、デューティサイクルが低いために感度が低いという大きな欠点がある。四重極質量フィルタ／分析器が、質量範囲ｘＤａを質量分解能又はピーク幅ｙＤａでスキャンする場合、その四重極質量フィルタ／分析器のデューティサイクルは、ｙ／ｘとなる。従来の四重極質量フィルタ／分析器は、通常、質量範囲１０００Ｄａを質量分解能１でスキャンし得る。従って、従来の四重極質量フィルタ／分析器のデューティサイクルは、ほんの１／１０００又は０．１％であり得る。その結果、四重極質量フィルタ／分析器は、いずれの特定の時点においてもその四重極質量フィルタ／質量分析器が受け取ったイオンの全質量範囲の０．１％を前方へ移送することができるだけである。特定の時点で前方へ移送されるイオン以外のすべてのイオンは、四重極質量フィルタ／分析器を通る軌跡が不安定であるので、四重極質量フィルタ／分析器によって減衰される。
本発明の一局面によれば、
複数の電極を含む、質量又は質量電荷比選択的イオントラップと、
前記質量又は質量電荷比選択的イオントラップの下流に配置された第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計と、
制御手段であって、
（ｉ）イオンがその質量又は質量電荷比にしたがって前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるようにし、
（ii）前記イオントラップからのイオンの選択的排出又は放出に実質的に同期するように前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンする、
ように構成及び適合される制御手段と
を含む質量分析計が提供される。
前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、好ましくは、質量又は質量電荷比スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含む。前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、好ましくは、四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計などの四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含む。
好ましさの劣る実施の形態によれば、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、磁場型質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含み得る。
前記イオントラップは、好ましくは、（ｉ）＜１、（ii）１〜５、（iii）５〜１０、（iv）１０〜１５、（ｖ）１５〜２０、（vi）２０〜２５、（vii）２５〜３０、（viii）３０〜３５、（ix）３５〜４０、（ｘ）４０〜４５、（xi）４５〜５０、（xii）５０〜１００、（xiii）１００〜１５０、（xiv）１５０〜２００、（xv）２００〜２５０、（xvi）２５０〜３００、（xvii）３００〜３５０、（xviii）３５０〜４００、（xix）４００〜４５０、（xx）４５０〜５００、（xxi）５００〜６００、（xxii）６００〜７００、（xxiii）７００〜８００、（xxiv）８００〜９００、（xxv）９００〜１０００、及び（xxvi）＞１０００からなる群から選択される質量又は質量電荷比分解能を有する。
前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、好ましくは、（ｉ）＜１００、（ii）１００〜２００、（iii）２００〜３００、（iv）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（vi）５００〜６００、（vii）６００〜７００、（viii）７００〜８００、（ix）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（xi）１０００〜１５００、（xii）１５００〜２０００、（xiii）２０００〜２５００、（xiv）２５００〜３０００、及び（xv）＞３０００からなる群から選択される質量又は質量電荷比分解能を有する。
本発明の好ましい特徴は、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の質量又は質量電荷比分解能が、前記イオントラップの質量又は質量電荷比分解能よりも大きくあり得ることである。一実施の形態によれば、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の質量又は質量電荷比分解能は、前記イオントラップの質量又は質量電荷比分解能よりも（ｉ）１〜２、（ii）２〜３、（iii）３〜４、（iv）４〜５、（ｖ）５〜６、（vi）６〜７、（vii）７〜８、（viii）８〜９、（ix）９〜１０、（ｘ）１０〜１１、（xi）１１〜１２、（xii）１２〜１３、（xiii）１３〜１４、（xiv）１４〜１５、（xv）１５〜１６、（xvi）１６〜１７、（xvii）１７〜１８、（xviii）１８〜１９、（xix）１９〜２０、（xx）２０〜５０、（xxi）５０〜１００、（xxii）１００〜１５０、（xxiii）１５０〜２００、（xxiv）２００〜２５０、及び（xxv）＞２５０からなる群から選択される倍数因子だけ大きい。
前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、好ましくは、前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるイオンを受け取るように構成される。
前記制御手段は、好ましくは、イオンをその質量又は質量電荷比にしたがって前記イオントラップから順次又は漸次排出又は放出させるように構成及び適合される。
前記制御手段は、好ましくは、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計を実質的に連続的及び／又は直線的及び／又は漸次的及び／又は規則的にスキャンするように構成及び適合される。別の実施の形態によれば、前記制御手段は、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計を実質的に非連続的及び／又は段階的及び／又は非直線的及び／又は非漸次的及び／又は不規則的にスキャンするように構成及び適合され得る。
前記制御手段は、好ましくは、前記イオントラップからのイオンの選択的排出又は放出を前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の質量又は質量電荷比移送ウィンドウのスキャンと同期させるように構成及び適合される。
前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるイオンのうちの少なくともいくつかは、好ましくは、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計によって前方へ移送される。
一実施の形態によれば、１つ以上のイオン検出器が前記イオントラップ及び／又は前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の上流及び／又は下流に配置され得る。
さらなる質量分析器が、好ましくは、前記イオントラップ及び／又は前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の下流及び／又は上流に配置される。前記さらなる質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ii）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（iii）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（iv）直交加速式飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（ｖ）軸方向加速式飛行時間質量分析器、（vi）磁場型質量分析計、（vii）ポール又は三次元四重極質量分析器、（viii）二次元又は線形四重極質量分析器、（ix）ペニングトラップ質量分析器、（ｘ）イオントラップ質量分析器、（xi）フーリエ変換オービトラップ、（xii）静電フーリエ変換質量分析計、及び（xiii）四重極質量分析器からなる群から選択される。
前記イオントラップは、好ましくは、動作モードにおいて、第１の範囲の質量電荷比を有するイオンを放出し、同時に前記第１の範囲から外れた質量電荷比を有するイオンを前記イオントラップ内に実質的に保持するように構成される。前記第１の範囲の質量電荷比は、好ましくは、（ｉ）＜１００、（ii）１００〜２００、（iii）２００〜３００、（iv）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（vi）５００〜６００、（vii）６００〜７００、（viii）７００〜８００、（ix）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（xi）１０００〜１１００、（xii）１１００〜１２００、（xiii）１２００〜１３００、（xiv）１３００〜１４００、（xv）１４００〜１５００、（xvi）１５００〜１６００、（xvii）１６００〜１７００、（xviii）１７００〜１８００、（xix）１８００〜１９００、（xx）１９００〜２０００、及び（xxi）＞２００0からなる群から選択される１つ以上の範囲内にある。
前記イオントラップは、好ましくは、イオンガイド手段を含む。
前記イオントラップは、好ましくは、ＲＦ電極セットを含む。前記ＲＦ電極セットは、少なくとも１対のＲＦ電極スタックを含み得る。各ＲＦ電極スタック対のスタックは、好ましくは、ガスセルを挟んで間隔があいており、各スタックのＲＦ電極は、イオン抽出経路に沿ってスタックされる。
前記ＲＦ電極セットは、好ましくは、イオン抽出経路に沿って配置されるＲＦ電極のサブセットを含む。
１つ以上のポテンシャル障壁が、好ましくは、前記ＲＦ電極のサブセットに印加される振動ＲＦポテンシャルにおける周期性によって前記イオントラップの軸に沿って生成される。
好ましくは、共通位相の振動ＲＦポテンシャルを１サブセットのＲＦ電極のうちの複数の隣り合うＲＦ電極に印加するための手段が提供され、前記サブセットうちのＲＦ電極のグループ間に振動ＲＦポテンシャルの周期性を確立する。
好ましくは、振動ＲＦポテンシャルを前記電極に印加するための手段が提供され、（ｉ）一般的にイオン抽出経路をわたる少なくとも１つの軸に沿って動重力イオントラップポテンシャルを生成し、（ii）イオン抽出経路に沿って、少なくも部分的に、有効ポテンシャルを生成する。ここで、前記有効ポテンシャルは、少なくとも１つのポテンシャル障壁を含み、前記ポテンシャル障壁の大きさは、一供給のイオンにおけるイオンの質量電荷比に依存し、かつ、前記イオン抽出経路をわたる軸に沿ったイオンの位置に実質的に依存せず、前記少なくとも１つのポテンシャル障壁は、前記電極に印加される振動ＲＦポテンシャルにおける周期性によって生じる。
前記イオントラップは、好ましくは、ＡＣ又はＲＦ電圧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構成及び適合されるＡＣ又はＲＦ電圧手段をさらに含む。
前記ＡＣ又はＲＦ電圧手段は、好ましくは、少なくともいくつかのイオンを前記イオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、前記ＡＣ又はＲＦ電圧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構成及び適合される。
前記ＡＣ又はＲＦ電圧手段は、好ましくは、ＡＣ又はＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に印加するように構成及び適合される。
前記ＡＣ又はＲＦ電圧手段は、好ましくは、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ii）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（iii）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（iv）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（vi）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（vii）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（viii）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ix）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、及び（xi）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣ又はＲＦ電圧を供給するように構成及び適合される。
前記ＡＣ又はＲＦ電圧手段は、好ましくは、（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ＡＣ又はＲＦ電圧を供給するように構成及び適合される。
前記イオントラップは、好ましくは、イオンを前記イオントラップ内に半径方向に閉じ込める手段を含む。前記イオントラップは、好ましくは、動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルを生成するための手段を含む。前記動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルは、好ましくは、前記イオントラップを通るガス及び／又はイオンのフローの方向を横切るか又はそれに直交する方向に生成される。前記動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルは、好ましくは、静電又はＤＣイオントラップポテンシャルの方向に直交する方向に生成される。前記動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルは、好ましくは、前記イオントラップの長さに沿って印加される軸方向電界の方向に直交する方向に生成される。
前記イオントラップは、好ましくは、周期性を有する複数の軸方向擬ポテンシャル井戸を生成する手段を含む。前記軸方向擬ポテンシャル井戸の振幅は、好ましくは、イオンの質量電荷比に依存する。
前記イオントラップは、好ましくは、静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段をさらに含む。
前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸は、好ましくは、前記イオントラップを通るガス及び／又はイオンのフローの方向を横切るか又はそれに直交する方向に生成される。前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸は、好ましくは、動重力又はＲＦポテンシャルが生成される方向に直交する方向に生成される。前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸は、好ましくは、前記イオントラップの長さに沿って印加される軸方向電界の方向に直交する方向に生成される。
前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、好ましくは、少なくとも１対の電極を含み、前記少なくとも１対の電極うちの電極は、ガスセルを挟んで間隔をあけられる。
前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、好ましくは、ガスセルに沿って配置される一連の電極対を含む。
前記イオントラップは、好ましくは、イオンが前記イオントラップの抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルを与えるためのさらなるポテンシャルを生成するための手段をさらに含む。
前記イオントラップは、好ましくは、前記イオンが前記イオントラップの前記抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルの特性が、少なくとも部分的に、動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルの生成によって生じるように構成される。
上記好適な実施の形態によれば、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％に沿って軸方向電界を印加するための手段が提供される。
前記イオントラップは、好ましくは、イオン抽出経路に沿ってドリフトポテンシャルを印加するための手段をさらに含む。
前記イオントラップは、好ましくは、イオンを選択的に抽出するために前記ドリフトポテンシャルの大きさを変化させるための手段をさらに含む。
前記イオントラップは、好ましくは、ガス体での一供給のイオンが使用時に位置するガスセルを含む。
前記ガスセルの少なくとも一部は、ガスのフローに同伴するイオンが輸送され得るガスフロー導管であって、前記導管がガスフローの方向を有する、ガスフロー導管を含む。前記ガスフローを提供するためのガスフロー手段が好ましくは提供される。
前記イオントラップは、好ましくは、イオン抽出経路を規定するイオン抽出容積を含む。前記イオン抽出容積は、好ましくは、幅、高さ及び長さを有する直方体を含む。前記直方体の幅の高さに対する比は、（ｉ）≧１、（ii）≧１．１、（iii）≧１．２、（iv）≧１．３、（ｖ）≧１．４、（vi）≧１．５、（vii）≧１．６、（viii）≧１．７、（ix）≧１．８、（ｘ）≧１．９及び（xi）≧２．０からなる群から選択される。
上記好適な実施の形態によれば、好ましくは、所定の質量電荷比又はイオン移動度を有するイオンを前記イオントラップの抽出領域から選択的に抽出するためのイオン抽出手段が提供される。
イオン抽出手段は、好ましくは、前記イオントラップ内の所定の空間位置に位置するイオン群を空間選択的に抽出するように構成される。
前記イオン抽出手段は、ガスセルにわたって配置され、内部に開口部が形成されるイオン障壁を含み得る。前記イオントラップは、前記開口部を通してイオンを抽出するために抽出電界を印加するための手段をさらに含み得る。前記イオントラップは、好ましくは、前記開口部と連絡し、漏洩誘電体から形成され、内部に向かって伸びるチューブをさらに含む。
前記イオントラップは、好ましくは、前記イオントラップの軸方向長さに沿って生成される複数の軸方向擬ポテンシャル井戸を変化又はスキャンするための手段をさらに含む。
前記イオントラップは、好ましくは、所定の質量電荷比又はイオン移動度のイオンが前記イオントラップから選択的に抽出されるように有効ポテンシャルを変化させるための手段をさらに含む。
前記有効ポテンシャルを変化させるための手段は、イオンを選択的に抽出するように振動ＲＦポテンシャルを変化させ得る。
前記有効ポテンシャルを変化させるための手段は、好ましくは、選択された１群のイオンを所定の空間位置に移動させるために前記イオントラップ内の動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルを変化させる。
前記有効ポテンシャルを変化させるための手段は、選択された１群のイオンを所定の空間位置に移動させるために前記イオントラップ内の静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を変化させ得る。
好ましさの劣る実施の形態によれば、選択された１群のイオンを所定の空間位置に移動させるためにガス体の圧力を変化させるための手段が提供され得る。
一実施の形態に係る前記イオントラップは、イオンがキャリアガスの層流に同伴し、電界が前記層流を横切って印加される障壁領域内にトラップされるデバイスを含み得る。
別の実施の形態によれば、前記イオントラップは、第１の動作モードにおいて１つ以上のＤＣ、実又は静的ポテンシャル井戸又は実質的に静的で不均一な電界を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成及び適合される第１の手段を含み得る。前記第１の手段は、少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個又は＞１０個のポテンシャル井戸を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成及び適合され得る。好ましくは、前記第１の手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成及び適合される。
前記第１の手段は、好ましくは、１つ以上の実質的に非二次のポテンシャル井戸を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成及び適合される。
前記第１の手段は、好ましくは、１つ以上のポテンシャル井戸を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に沿って維持するように構成及び適合される。
前記第１の手段は、好ましくは、（ｉ）＜１０Ｖ、（ii）１０〜２０Ｖ、（iii）２０〜３０Ｖ、（iv）３０〜４０Ｖ、（ｖ）４０〜５０Ｖ、（vi）５０〜６０Ｖ、（vii）６０〜７０Ｖ、（viii）７０〜８０Ｖ、（ix）８０〜９０Ｖ、（ｘ）９０〜１００Ｖ、及び（xi）＞１００Ｖからなる群から選択される深さを有する１つ以上のポテンシャル井戸を維持するように構成及び適合される。
前記第１の手段は、前記第１の動作モードにおいて、前記イオントラップの軸方向長さに沿って第１の位置に位置する極小を有する１つ以上のポテンシャル井戸を維持するように構成及び適合され得る。前記イオントラップは、好ましくは、イオン入口及びイオン出口を有し、前記第１の位置は、前記イオン入口から下流へ距離Ｌのところ、及び／又は、前記イオン出口から上流へ距離Ｌのところに位置し、ここで、Ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ii）２０〜４０ｍｍ、（iii）４０〜６０ｍｍ、（iv）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（vi）１００〜１２０ｍｍ、（vii）１２０〜１４０ｍｍ、（viii）１４０〜１６０ｍｍ、（ix）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、及び（xi）＞２００ｍｍからなる群から選択される。
前記第１の手段は、好ましくは、１つ以上のＤＣ電圧を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を含む。
前記第１の手段は、好ましくは、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変化又は増加する電界強度を有する電界を与えるように構成及び適合される。
前記第１の手段は、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に沿って変化又は増加する電界強度を有する電界を与えるように構成及び適合され得る。
上記好適な実施の形態によれば、前記イオントラップは、好ましくは、前記第１の動作モードにおいて、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界を維持するように構成及び適合される第２の手段を含む。前記第２の手段は、好ましくは、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に沿って前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界を維持するように構成及び適合される。
前記第２の手段は、１つ以上のＤＣ電圧を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を含み得る。
前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って、いずれの時点においても、実質的に一定の電界強度を有する軸方向電界を生成するように構成及び適合され得る。
前記第２の手段は、好ましくは、前記第１の動作モードにおいて、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に沿って、いずれの時点においても、実質的に一定の電界強度を有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される。
前記第２の手段は、好ましくは、前記第１の動作モードにおいて、時間とともに変化する電界強度を有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される。
前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、時間とともに少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％だけ変化する電界強度を有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される。
前記第２の手段は、好ましくは、前記第１の動作モードにおいて、時間とともに方向が変化する軸方向電界を生成するように構成及び適合される。
前記第２の手段は、時間とともに変化するオフセットを有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される。
前記第２の手段は、好ましくは、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界を第１の周波数ｆ1を用いて、又はそれにおいて変化させるように構成及び適合され、ここで、ｆ1は、（ｉ）＜５ｋＨｚ、（ii）５〜１０ｋＨｚ、（iii）１０〜１５ｋＨｚ、（iv）１５〜２０ｋＨｚ、（ｖ）２０〜２５ｋＨｚ、（vi）２５〜３０ｋＨｚ、（vii）３０〜３５ｋＨｚ、（viii）３５〜４０ｋＨｚ、（ix）４０〜４５ｋＨｚ、（ｘ）４５〜５０ｋＨｚ、（xi）５０〜５５ｋＨｚ、（xii）５５〜６０ｋＨｚ、（xiii）６０〜６５ｋＨｚ、（xiv）６５〜７０ｋＨｚ、（xv）７０〜７５ｋＨｚ、（xvi）７５〜８０ｋＨｚ、（xvii）８０〜８５ｋＨｚ、（xviii）８５〜９０ｋＨｚ、（xix）９０〜９５ｋＨｚ、（xx）９５〜１００ｋＨｚ、及び（xxi）＞１００ｋＨｚからなる群から選択される。
前記第１の周波数ｆ1は、好ましくは、前記イオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％の共鳴又は基本調波周波数よりも大きい。
前記第１の周波数ｆ1は、好ましくは、少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、１６０％、１７０％、１８０％、１９０％、２００％、２５０％、３００％、３５０％、４００％、４５０％又は５００％だけ、前記イオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％の共鳴又は基本振動周波数よりも大きい。
前記イオントラップは、動作モードにおいて、少なくともいくつかのイオンを前記イオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンは、前記イオントラップの前記トラップ領域内に実質的にトラップされたままとなるように構成されるように構成及び適合される排出手段を含む。
前記排出手段は、好ましくは、時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振幅を変更及び／又は変化及び／又はスキャンするように構成及び適合される。
前記排出手段は、好ましくは、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振幅を増加させるように構成及び適合される。
前記排出手段は、好ましくは、時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振幅を実質的に連続的及び／又は直線的及び／又は漸次的及び／又は規則的に増加させるように構成及び適合される。
前記排出手段は、好ましくは、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振幅を実質的に非連続的及び／又は非直線的及び／又は非漸次的及び／又は不規則的に増加させる構成及び適合される。
前記排出手段は、好ましくは、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振動又は変調の周波数を変更及び／又は変化及び／又はスキャンするように構成及び適合される。
前記排出手段は、好ましくは、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振動又は変調の周波数を低減するように構成及び適合される。前記排出手段は、好ましくは、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振動又は変調の周波数を実質的に連続的及び／又は直線的及び／又は漸次的及び／又は規則的に低減するように構成及び適合される。
前記排出手段は、好ましくは、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振動又は変調の周波数を実質的に非連続的及び／又は非直線的及び／又は非漸次的及び／又は不規則的に低減するように構成及び適合され得る。
前記イオントラップは、好ましくは、イオンを前記イオントラップから質量又は質量電荷比選択的に排出するように構成及び適合される排出手段をさらに含む。
前記排出手段は、好ましくは、前記第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフよりも低い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンが前記イオントラップのイオントラップ領域から排出されるように構成及び適合される。
前記排出手段は、好ましくは、前記第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフよりも高い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンを前記イオントラップのイオントラップ領域内に維持又は保持もしくは閉じ込められるように構成及び適合される。
前記第１の質量電荷比カットオフは、好ましくは、（ｉ）＜１００、（ii）１００〜２００、（iii）２００〜３００、（iv）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（vi）５００〜６００、（vii）６００〜７００、（viii）７００〜８００、（ix）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（xi）１０００〜１１００、（xii）１１００〜１２００、（xiii）１２００〜１３００、（xiv）１３００〜１４００、（xv）１４００〜１５００、（xvi）１５００〜１６００、（xvii）１６００〜１７００、（xviii）１７００〜１８００、（xix）１８００〜１９００、（xx）１９００〜２０００、及び（xxi）＞２０００からなる群から選択される範囲内にある。
前記排出手段は、好ましくは、前記第１の質量電荷比カットオフを増加させるように構成及び適合される。前記排出手段は、好ましくは、前記第１の質量電荷比カットオフを実質的に連続的及び／又は直線的及び／又は漸次的及び／又は規則的に増加させるように構成及び適合される。あるいは、前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを実質的に非連続的及び／又は非直線的及び／又は非漸次的及び／又は不規則的に増加させるように構成及び適合され得る。
前記排出手段は、好ましくは、前記第１の動作モードにおいて、イオンを前記イオントラップから実質的に軸方向に排出するように構成及び適合される。
イオンは、好ましくは、前記イオントラップ内のイオントラップ領域内にトラップされるか、又は軸方向に閉じ込められるように構成され、前記イオントラップ領域は、長さｌを有し、ここで、ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ii）２０〜４０ｍｍ、（iii）４０〜６０ｍｍ、（iv）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（vi）１００〜１２０ｍｍ、（vii）１２０〜１４０ｍｍ、（viii）１４０〜１６０ｍｍ、（ix）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、及び（xi）＞２００ｍｍからなる群から選択される。
前記イオントラップは、好ましくは、直線イオントラップを含む。
前記複数の電極は、（ｉ）およそ又は実質的に円形、（ii）およそ又は実質的に双曲線形、（iii）およそ又は実質的にアーチ形又は部分円形、及び（iv）およそ又は実質的に長方形又は正方形からなる群から選択される断面を有し得る。
前記イオントラップは、好ましくは、多重極ロッドセットイオントラップを含む。
前記イオントラップは、好ましくは、四重極、六重極、八重極又はより高次の多重極ロッドセットを含む。前記多重極ロッドセットイオントラップが内接する半径は、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、及び（xi）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
前記イオントラップは、軸方向にセグメント化されるか、又は複数の軸方向セグメントを含み得る。
前記イオントラップは、好ましくは、ｘ個の軸方向セグメントを含み、ここで、ｘ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、及び（xi）＞１００からなる群から選択される。
各軸方向セグメントは、好ましくは、１個、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個の電極を含む。
前記軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％の軸方向長さは、（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、及び（xi）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
前記軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％間の間隔は、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、及び（xi）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
前記イオントラップは、好ましくは、複数の非導電性、絶縁性又はセラミックのロッド、突起又はデバイスを含む。
前記イオントラップは、好ましくは、１個、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個のロッド、突起又はデバイスを含む。
前記複数の非導電性、絶縁性又はセラミックのロッド、突起又はデバイスは、前記ロッド、突起又はデバイスの周り、隣、上又は近傍に配置される１つ以上の抵抗性又は導電性被膜、層、電極、フィルム又は表面をさらに含み得る。
前記イオントラップは、好ましくは、開口部を有する複数の電極を含み、ここで、イオンは、使用時に、前記開口部を通って移送される。
好ましくは、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％は、実質的に同じ大きさ又は実質的に同じ面積の開口部を有する。
一実施の形態によれば、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％は、大きさ又は面積が前記イオントラップの軸に沿った方向に漸次大きく及び／又は小さくなる開口部を有する。
一実施の形態によれば、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ、（ii）≦２．０ｍｍ、（iii）≦３．０ｍｍ、（iv）≦４．０ｍｍ、（ｖ）≦５．０ｍｍ、（vi）≦６．０ｍｍ、（vii）≦７．０ｍｍ、（viii）≦８．０ｍｍ、（ix）≦９．０ｍｍ、（ｘ）≦１０．０ｍｍ；及び（xi）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径又は大きさの開口部を有する。
前記イオントラップは、複数のプレート又はメッシュ電極を含み得、前記電極のうちの少なくともいくつかは、イオンが使用時に走行する概して平面内に構成されるか、又はイオンが使用時に走行する平面に概して直交するように構成される。
前記イオントラップは、複数のプレート又はメッシュ電極を含み得、前記電極のうちの少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％は、イオンが使用時に走行する概して平面内に構成されるか、又はイオンが使用時に走行する平面に概して直交するように構成される。
前記イオントラップは、好ましくは、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個のプレート又はメッシュ電極を含む。
前記プレート又はメッシュ電極は、好ましくは、（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厚さを有する。
前記プレート又はメッシュ電極は、好ましくは、（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間隔があけられる。
前記プレート又はメッシュ電極には、好ましくは、ＡＣ又はＲＦ電圧が供給される。隣り合うプレート又はメッシュ電極には、好ましくは、前記ＡＣ又はＲＦ電圧の反対の位相が供給される。
前記ＡＣ又はＲＦ電圧は、好ましくは、（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。
前記ＡＣ又はＲＦ電圧の振幅は、好ましくは、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ii）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（iii）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（iv）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（vi）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（vii）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（viii）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ix）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、及び（xi）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される。
前記イオントラップは、好ましくは、前記イオントラップの第１の側面上に配置される第１の外側プレート電極及び前記イオントラップの第２の側面上に配置される第２の外側プレート電極をさらに含む。
前記イオントラップは、好ましくは、前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極を、ＡＣ又はＲＦ電圧が印加される前記プレート又はメッシュ電極の平均電圧に対して、バイアスＤＣ電圧にバイアスするためのバイアス手段をさらに含む。前記バイアス手段は、好ましくは、前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極を（ｉ）＜−１０Ｖ、（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からなる群から選択される電圧にバイアスするように構成及び適合される。
前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極には、使用時に、ＤＣ専用電圧が供給され得る。あるいは、前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極には、使用時に、ＡＣ又はＲＦ専用電圧が供給され得る。別の実施の形態によれば、前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極には、使用時に、ＤＣ及びＡＣ又はＲＦ電圧が供給され得る。
前記イオントラップは、前記複数のプレート又はメッシュ電極間に点在配置、配置、交互配置、又は堆積される１つ以上の絶縁体層をさらに含み得る。
前記イオントラップは、実質的に湾曲状又は非直線状のイオンガイド又はイオントラップ領域を含み得る。
前記イオントラップは、複数の軸方向セグメントを含み得る。例えば、前記イオントラップは、少なくとも５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、３５個、４０個、４５個、５０個、５５個、６０個、６５個、７０個、７５個、８０個、８５個、９０個、９５個又は１００個の軸方向セグメントを含み得る。
前記イオントラップは、実質的に円形、長円形、正方形、長方形、規則的又は不規則的な断面を有し得る。
一実施の形態によれば、前記イオントラップは、前記イオンガイド領域の少なくとも一部に沿って、大きさ及び／又は形状及び／又は幅及び／又は高さ及び／又は長さが変化するイオンガイド領域を有し得る。前記イオントラップは、好ましくは、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個又は＞１０個の電極を含む。別の実施の形態によれば、前記イオントラップは、少なくとも（ｉ）１０〜２０個の電極、（ii）２０〜３０個の電極、（iii）３０〜４０個の電極、（iv）４０〜５０個の電極、（ｖ）５０〜６０個の電極、（vi）６０〜７０個の電極、（vii）７０〜８０個の電極、（viii）８０〜９０個の電極、（ix）９０〜１００個の電極、（ｘ）１００〜１１０個の電極、（xi）１１０〜１２０個の電極、（xii）１２０〜１３０個の電極、（xiii）１３０〜１４０個の電極、（xiv）１４０〜１５０個の電極、又は（xv）＞１５０個の電極を含む。
前記イオントラップは、好ましくは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ii）２０〜４０ｍｍ、（iii）４０〜６０ｍｍ、（iv）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（vi）１００〜１２０ｍｍ、（vii）１２０〜１４０ｍｍ、（viii）１４０〜１６０ｍｍ、（ix）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、及び（xi）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有する。
一実施の形態によれば、動作モードにおいて、前記イオントラップを（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ii）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（iii）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、（iv）＜１．０×１０-4ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０-5ｍｂａｒ、（vi）＜１．０×１０-6ｍｂａｒ、（vii）＜１．０×１０-7ｍｂａｒ、（viii）＜１．０×１０-8ｍｂａｒ、（ix）＜１．０×１０-9ｍｂａｒ、（ｘ）＜１．０×１０-10ｍｂａｒ、（xi）＜１．０×１０-11ｍｂａｒ、及び（xii）＜１．０×１０-12ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成及び適合される手段が提供される。
一実施の形態によれば、動作モードにおいて、前記イオントラップを（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ii）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ、（iii）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ、（iv）＞１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０ｍｂａｒ、（vi）＞１００ｍｂａｒ、（vii）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ、（viii）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ、（ix）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、及び（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成及び適合される手段が提供される。
動作モードにおいて、イオンは、前記イオントラップにおいてトラップされ得るが、実質的にフラグメント化されない。別の実施の形態によれば、動作モードにおいて、前記イオントラップの少なくとも一部においてイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成及び適合され得る。
前記イオントラップ内のイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成及び適合される手段は、イオンが前記イオントラップから排出される前及び／又は後にイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成される。
前記イオントラップは、前記イオントラップ内のイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成及び適合されるフラグメンテーション手段をさらに含み得る。前記フラグメンテーション手段は、好ましくは、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）又は表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成及び適合される。
前記イオントラップは、好ましくは、動作モードにおいて、イオンを前記イオントラップから共鳴によって及び／又は質量選択的に排出するように構成及び適合される。
前記イオントラップは、イオンを前記イオントラップから軸方向及び／又は半径方向に排出するように構成及び適合され得る。
一実施の形態によれば、前記イオントラップは、質量選択的不安定性によってイオンを排出するために、前記複数の電極に印加されるＡＣ又はＲＦ電圧の周波数及び／又は振幅を調節するように構成及び適合され得る。前記イオントラップは、共鳴排出によってイオンを排出するために、ＡＣ又はＲＦ補助波形又は電圧を前記複数の電極に重ね合わせるように構成及び適合され得る。前記イオントラップは、イオンを排出するために、ＤＣバイアス電圧を前記複数の電極に印加するように構成及び適合され得る。
動作モードにおいて、前記イオントラップは、イオンが前記イオントラップから質量選択的に及び／又は非共鳴的に排出されずに、前記イオンを移送又は格納するように構成され得る。
動作モードにおいて、前記イオントラップは、イオンを質量フィルタリング又は質量分析するように構成され得る。
動作モードにおいて、前記イオントラップは、イオンが前記イオントラップから質量選択的に及び／又は非共鳴的に排出されずに、衝突又はフラグメンテーションセルとして作用するように構成され得る。
前記イオントラップは、動作モードにおいて、前記イオントラップの一部内に、前記イオントラップの入口及び／又は中心及び／又は出口に最も近い１つ以上の位置にイオンを格納又はトラップするように構成及び適合される手段を含み得る。
一実施の形態によれば、前記イオントラップは、動作モードにおいて、イオンを前記イオントラップ内にトラップし、漸次前記イオンを前記イオントラップの入口及び／又は中心及び／又は出口に向かって移動させるように構成及び適合される手段をさらに含む。
前記イオントラップは、１つ以上の過渡ＤＣ電圧又は１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形をまず第１の軸方向位置において前記複数の電極に印加するように構成及び適合される手段をさらに含み得、ここで、前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧又は１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、その後に前記イオントラップに沿った第２、次いで第３の異なる軸方向位置に与えられる。
前記イオントラップは、イオンを前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って推進するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧又は１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を前記イオントラップの一端部から別の端部へ印加、移動又は平行移動するように構成及び適合される手段をさらに含み得る。前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧は、（ｉ）ポテンシャル山又は障壁、（ii）ポテンシャル井戸、（iii）複数のポテンシャル山又は障壁、（iv）複数のポテンシャル井戸、（ｖ）ポテンシャル山又は障壁及びポテンシャル井戸の組み合わせ、又は（vi）複数のポテンシャル山又は障壁及び複数のポテンシャル井戸の組み合わせを生成し得る。
前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、繰り返し波形又は方形波を含み得る。
前記イオントラップは、１つ以上のトラップ静電又はＤＣポテンシャルを前記イオントラップの第１の端部及び／又は第２の端部に印加するように構成される手段をさらに含み得る。
前記イオントラップは、１つ以上のトラップ静電ポテンシャルを前記イオントラップの軸方向長さに沿って印加するように構成される手段をさらに含み得る。
一実施の形態によれば、前記質量分析計は、前記イオントラップの上流及び／又は下流に配置される１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域をさらに含み得る。前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域は、前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域内のイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成及び適合され得る。前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域は、イオンが前記イオントラップに導入される前及び／又は後に、前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域内のイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成及び適合され得る。
前記質量分析計は、イオンを前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域から前記イオントラップ内へ導入、軸方向に注入又は排出、半径方向に注入又は排出、移送又はパルス化するように構成及び適合される手段をさらに含み得る。
一実施の形態によれば、前記質量分析計は、前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域内のイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成及び適合される手段をさらに含み得る。
前記質量分析計は、イオンを前記イオントラップ内へ導入、軸方向に注入又は排出、半径方向に注入又は排出、移送又はパルス化するように構成及び適合される手段をさらに含み得る。
前記イオントラップは、イオンを前記イオントラップから実質的に共鳴によらないか又は共鳴によって質量又は質量電荷比選択的に排出し、同時に他のイオンは、前記イオントラップ内にトラップされたままとなるように構成及び適合される手段を含む直線状の質量又は質量電荷比選択的イオントラップを含み得る。
別の実施の形態によれば、前記イオントラップは、（ｉ）三次元四重極電界又はポールイオントラップ、（ii）二次元又は線形四重極イオントラップ、又は（iii）磁気又はペニングイオントラップからなる群から選択され得る。
前記質量分析計は、好ましくは、（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、及び（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をさらに含む。
前記イオン源は、連続又はパルス化イオン源をさらに含み得る。
前記質量分析計は、衝突セルをさらに含み得る。
一実施の形態によれば、前記質量分析計は、第２の質量又は質量電荷比選択的イオントラップと、前記第２の質量又は質量電荷比選択的イオントラップの下流に配置された第２の質量フィルタ／分析器又は質量分析計と、第２の制御手段であって、（ｉ）イオンがその質量又は質量電荷比にしたがって前記第２のイオントラップから選択的に排出又は放出されるようにし、（ii）イオンの前記第２のイオントラップからの選択的排出又は放出と実質的に同期して前記第２の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンする、ように構成及び適合される第２の制御手段とをさらに含み得る。
前記第２の質量又は質量電荷比選択的イオントラップは、好ましくは、上記のようなイオントラップを含む。同様に、前記第２の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、好ましくは、四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計又は磁場型質量フィルタ／分析器又は質量分析計などの質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含む。
本発明の別の局面によれば、質量分析の方法であって、
質量又は質量電荷比選択的イオントラップを準備するステップと、
前記質量又は質量電荷比選択的イオントラップの下流に第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計を準備するステップと、
イオンがその質量又は質量電荷比にしたがって前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるようにするステップと、
イオンの前記イオントラップからの選択的排出又は放出に実質的に同期して前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンするステップとを含む方法が提供される。
本発明の別の実施の形態によれば、
複数の電極を含むイオン移動度選択的イオントラップと、
前記イオン移動度選択的イオントラップの下流に配置される第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計と、
制御手段であって、
（ｉ）イオンがそのイオン移動度にしたがって前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるようにし、
（ii）イオンの前記イオントラップからの選択的排出又は放出に実質的に同期して前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンする、
ように構成及び適合される制御手段とを含む質量分析計が提供される。
本発明の別の実施の形態によれば、質量分析の方法であって、
複数の電極を含むイオン移動度選択的イオントラップを準備するステップと、
前記イオン移動度選択的イオントラップの下流に第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計を準備するステップと、
イオンがそのイオン移動度にしたがって前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるようにするステップと、
イオンの前記イオントラップからの選択的排出又は放出に実質的に同期して前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンするステップとを含む方法が提供される。
本発明の一局面によれば、
質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップと、
前記イオントラップの下流に位置する質量スキャン型質量分析計であって、前記イオントラップから排出されるイオンが質量スキャン型質量分析計内へ方向付けられるようにする質量スキャン型質量分析計と、
制御手段であって、（ｉ）イオンをそのイオンの質量電荷比又はイオン移動度にしたがって前記イオントラップから順次及び選択的に排出し、（ii）前記質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量をスキャンし、（iii）前記質量スキャン型質量分析計へ方向付けられたイオンのうちの少なくともいくつかの質量が質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量に対応するように（ｉ）及び（ii）を同期させる制御手段と
を含む質量分析計デバイスが提供される。
本発明の一局面によれば、
イオンをそのイオンの質量電荷比又はイオン移動度にしたがって質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップから順次及び選択的に排出するステップと、
前記排出されたイオンを質量スキャン型質量分析計へ方向付けるステップと、
前記質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量をスキャンするステップと
を含む質量分析を行う方法であって、
前記イオンのイオントラップからの排出及び前記質量スキャン型質量分析計のスキャンは、前記質量スキャン型質量分析計へ方向付けられたイオンの少なくともいくつかの質量が前記質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量に対応するように、互いに同期するようにされる、
方法が提供される。
上記好適な実施の形態は、四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器などのスキャン型質量フィルタ／分析器のデューティサイクルを著しく向上させるので、そのような質量フィルタ／分析器の感度を著しく向上させる。
用語「質量スキャン型質量分析計」は、時間における任意の特定の場合において特定の又は選択された質量又は質量電荷比を有するイオンだけが前方へ移送されることを可能にするように構成される質量フィルタ／分析器又は質量分析計を意味すると理解されるべきである。前記質量フィルタ／分析器又は質量分析計の質量電荷比移送ウィンドウは、前記質量フィルタ／分析器がスキャンされるにつれて漸次変化する。その結果、前記質量フィルタ／分析器によって前方へ移送され、前記質量フィルタ／分析器を通るようにされるイオンの質量又は質量電荷比は、時間とともに漸次変化する。
スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、例えば、広範囲の質量電荷比を有するイオンが同時にパルス化されてドリフト又は飛行時間領域に入る飛行時間質量分析器とは対照的に異なり得る。次いで、イオンは、時間的に分離され、イオンの質量電荷比は、イオンが前記ドリフト又は飛行時間領域の端部に配置されたイオン検出器に到達する前にイオンが前記ドリフト又は飛行時間領域を通る飛行時間を測定することによって決定される。
上記好適な実施の形態によれば、前記イオントラップと結合される前記質量又は質量電荷比スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計を備える。
一実施の形態によれば、好ましくは前記質量フィルタ／分析器の上流に配置される前記質量選択的イオントラップは、ガスセルを含む。ガス体での一供給のイオンが、好ましくは、前記ガスセルへ与えられる。好ましくは、動重力イオントラップポテンシャルを生成するための手段が設けられる。前記動重力イオントラップポテンシャルは、好ましくは、イオンが前記イオントラップ内に半径方向に閉じ込められるようにする。加えて、さらなるポテンシャルを生成して、前記イオントラップの一端における抽出領域からイオンが抽出されることを防止する有効軸方向ポテンシャルを与えるための手段が、好ましくは、設けられる。
前記質量選択的イオントラップは、好ましくは、少なくとも部分的には、動重力イオントラップポテンシャルを生成することによって、イオンが抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルの特性が生じるように構成される。
前記質量選択的イオントラップは、好ましくは、所定の質量電荷比又はイオン移動度を有するイオンを前記イオントラップの抽出領域から選択的に抽出するためのイオン抽出手段をさらに含む。
上記好適なイオントラップは、質量又は質量電荷比選択的イオントラップ又はイオン移動度選択的デバイスのいずれかとして動作され得る。
上記好適な実施の形態に係るイオントラップの特定の利点は、前記イオントラップが前記イオントラップの下流に配置された前記質量フィルタ／分析器又は質量分析計が質量範囲にわたってスキャンする時間スケールに釣り合った時間スケールでイオンを選択的に出射できることである。この時間スケールは、数百ミリ秒のオーダーであり得る。
別の好ましさの劣る実施の形態によれば、前記イオントラップは、イオン移動度選択的デバイスを含み得る。イオンは、キャリアガスの層流に同伴し得る。次いで、イオンは、電界が前記層流を横切って印加される障壁領域において、好ましくは、トラップされ得る。イオン移動度選択的イオントラップのこの形態の利点は、前記イオントラップの下流に配置された質量フィルタ／分析器又は質量分析計が質量範囲にわたってスキャンする時間スケールに釣り合った時間スケールで、前記イオントラップがイオンを選択的に出射できることである。この時間スケールは、数百ミリ秒のオーダーであり得る。
他の実施の形態によれば、前記質量選択的イオントラップは、ポールイオントラップ、三次元四重極電界イオントラップ、磁気（「ペニング」）イオントラップ、又は線形四重極イオントラップを含み得る。
上記好適なイオントラップは、好ましくは、イオンを格納し、次いで好ましくは実質的にこれらのイオンだけを前記質量フィルタ／分析器の質量電荷比移送ウィンドウに概して対応する前記質量スキャン型質量フィルタ／分析器に供給することによって質量スキャン型質量フィルタ／分析器の感度を改善する、前記質量フィルタ／分析器の前記質量スキャン型サイクルにおける任意の与えられた時間に前記質量フィルタ／分析器によって前方へ移送される。
感度を最大にするには、イオンは、好ましくはそのような質量電荷比を有するイオンが質量選択的質量分析計によってスキャンされている時間にイオンが質量スキャン型質量フィルタ／分析器に到達し、他の時間ではそうならないように質量選択的イオントラップから排出される。質量選択的イオントラップの分解能が質量フィルタ／分析器の分解能と等しいか、又はそれよりも良いならば、質量フィルタ／分析器は、概して不要であることが明らかである。しかし、上記好適な実施の形態は、質量フィルタ／分析器よりも低い分解能を有する質量選択的イオントラップが使用される場合に特に有利である。一実施の形態によれば、質量フィルタ／分析器の質量又は質量電荷比分解能は、質量選択的イオントラップの質量分解能よりも５〜１５倍高くあり得る。好ましくは、質量フィルタ／分析器の質量分解能は、質量選択的イオントラップよりも１０倍高くあり得る。質量分解能は、Ｍ／ΔＭとして定義され得る。ここで、Ｍは、イオンの質量又は質量電荷比であり、ΔＭは、イオンが質量Ｍと異なり得、かつなおも質量Ｍのイオンと区別され得る最小数の質量単位である。
イオン蓄積トラップ又は段が質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップの上流に設けられ得る。
一実施の形態によれば、２つの質量選択的イオントラップ及び／又は２つの対応する質量フィルタ／分析器を含む質量分析計が提供され得る。また、三連四重極質量分析計の変形例が提供され得るために、衝突、フラグメンテーション又は反応セルが提供され得る。
本発明の一実施の形態によれば、イオンが質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップから順次及び選択的に排出される質量分析の方法が提供される。好ましくは、排出されたイオンは、好ましくは四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器を含む質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計へ渡されるか、又は方向付けられる。質量スキャン型質量フィルタ／分析器によって移送されるイオンの質量又は質量電荷比は、好ましくはスキャンされる。イオントラップからのイオンの排出及び質量スキャン型質量フィルタ／分析器のスキャンは、好ましくは、質量スキャン型質量フィルタ／分析器へ方向付けられるか、又は渡されるイオンのうちの少なくともいくつかイオンの質量又は質量電荷比が質量スキャン型質量フィルタ／分析器の瞬間的な質量電荷比移送ウィンドウに実質的に対応するように、互いに同期するようにされる。
また、好ましくはガス体での一供給のイオンを準備するステップを含む、イオンを選択的に抽出する方法が開示される。この方法は、好ましくはイオンを半径方向に閉じ込めるために動重力イオントラップポテンシャルを生成するステップをさらに含む。さらなるポテンシャルが好ましくはイオンが抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルを提供するために生成される。イオンは、好ましくは有効ポテンシャルにおいてトラップされる。所定の質量電荷比又はイオン移動度を有するイオンが好ましくは選択的に抽出領域から抽出される。好ましくは、イオンが抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルの特性が、少なくとも部分的に、動重力イオントラップポテンシャルを生成することによって生じる。
上記好適な質量選択的イオントラップは、好ましくは動重力イオントラップポテンシャルが概して軸に沿って生成されるようにする。さらなるポテンシャルが好ましくは生成され、（ａ）好ましくは異なる質量電荷比及び／又はイオン移動度を有するイオンを空間分離する有効ポテンシャル、及び／又は（ｂ）有効な大きさが好ましくはデバイスを通るイオンの質量又は質量電荷比に依存する１つ以上のポテンシャル障壁を含む有効ポテンシャルを与える。イオンは、好ましくは有効ポテンシャルにトラップされる。この方法は、好ましくは所定の質量電荷比又はイオン移動度のイオンを選択的に抽出するステップをさらに含む。
イオンを選択的に抽出する方法であって、（ｉ）ガス体での一供給のイオンをイオン抽出容積中に準備するステップであって、イオン抽出容積がイオン抽出経路を規定する、ステップ、（ｉｉ）概して第１の軸に沿って動重力イオントラップポテンシャルを生成するステップ、（ｉｉｉ）第１の軸に好ましくは直交する第２の軸に概して沿って静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するステップを含む方法が開示される。ステップ（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）は、好ましくは異なる質量電荷比を有するイオン及び／又は異なるイオン移動度を有するイオンを空間分離する有効ポテンシャルを提供するために行われる。異なる質量電荷比及び／又は異なるイオン移動度を有する、空間的に分離された複数のイオン群が好ましくは生成される。この方法は、好ましくは１群のイオンを選択的に抽出するステップをさらに含む。
好適なイオントラップ内の有効ポテンシャル井戸は、好ましくはＲＦポテンシャル及び静電ポテンシャルの組み合わせにより生成され、かつ好ましくは異なる質量電荷比のイオン（例えば、質量は同様だが電荷の異なるイオン）の空間分離が可能となるようにポテンシャルにおけるイオン上の電荷に依存する。上記好適なイオントラップは、イオンの選択的抽出を与えるこの現象を利用する。
好ましさの劣る実施の形態によれば、有効ポテンシャルがまたイオン移動度に依存するので、このこともイオンをイオン移動度に依存して選択的に抽出するために利用され得る。
上記好適なイオントラップは、空間分離を達成するために空間電荷効果に依存しない。空間電荷効果は、イオントラップ環境を適切に設計することで低減され得る。
上記好適な実施の形態は、イオンを予測的なやり方で分離する方法を提供し、かつ質量分析計段などのさらなる段への効率的な結合を可能にする。イオン分離、格納又はトラップ及びフラグメンテーションの方法がまた開示される。
上記好適なイオントラップにおけるイオンは、ガスのフローに同伴し得る。動重力イオントラップポテンシャル及び静電イオントラップポテンシャルは、好ましくはガスのフローの方向に直交する単一軸に概して沿って生成される。
静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸がポテンシャルを少なくとも１対の好ましくは間隔のあいた電極に印加することによって生成され得る。ガス体及びイオンは、好ましくは２つの電極の間を通る。
動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルは、好ましくはＡＣ又はＲＦ電圧を１セットの電極（多重極ロッドセット又はリングセットなど）に印加することによって生成される。また、ＤＣ静電ポテンシャルが、静電イオントラップポテンシャル井戸の生成を補助するために、好ましくはＲＦ電極に印加され得る。
１群のイオンが上記好適なイオントラップ内の所定の空間位置から抽出され得る。１群のイオンの選択的抽出は、選択された１群のイオンを所定の空間位置に移動させることによって達成され得る。次いで、１群のイオンが所定の空間位置から抽出され得る。選択された１群のイオンが有効ポテンシャルを変化させることによって所定の空間位置へ移動され得る。有効ポテンシャルは、動重力又はＲＦイオントラップポテンシャル及び／また静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を変化させることによって変化され得る。
好ましさの劣る実施の形態によれば、有効ポテンシャルは、ガス体の圧力を変化させることによって変化され得る。
１群のイオンがガス体を横切ってイオン障壁を設けることによって所定の空間位置から抽出され得る。イオン障壁は、その内部に位置する開口部を有し得る。イオンは、好ましくは開口部を通って抽出される。選択されたイオン群を有効ポテンシャルを調整することによって抽出して、１群のイオンによって占有される空間位置をイオンが開口部を通って抽出され得る所定の空間位置に一致するように調節することができる。
ドリフトポテンシャルは、ガス体に沿って印加され得る。
一実施の形態によれば、イオン抽出容積内のガス体での一供給のイオンが提供されるような、イオンを選択的に抽出する方法が使用され得る。イオン抽出容積は、好ましくはイオン抽出経路を規定する。ＡＣ又はＲＦ電圧が印加される電極セットが好ましくは提供される。振動ＲＦポテンシャルが好ましくはＲＦ電極セットに提供され、（ａ）好ましくはイオン抽出経路をわたる少なくとも１つの軸に概して沿って動重力イオントラップポテンシャルを生成し、（ｂ）イオン抽出経路に沿って有効ポテンシャルを生成する。イオン抽出経路に沿った有効ポテンシャルは、好ましくは少なくとも１つのポテンシャル障壁を含む。ポテンシャル障壁の大きさは、好ましくは供給イオン内のイオンの質量電荷比に依存し、かつ好ましくはイオン抽出経路をわたる軸に沿ったイオンの位置に依存しない。イオン抽出経路に沿った有効ポテンシャルは、好ましくは、少なくとも部分的に、ＲＦ電極セットに印加される振動ＲＦポテンシャルによって生成される。少なくとも１つのポテンシャル障壁は、好ましくはＲＦ電極セットに印加される振動ＲＦポテンシャルにおける周期性によって生じる。有効ポテンシャルは、好ましくは所定の質量電荷比又はイオン移動度のイオンが選択的に抽出されるように変化される。
このように、イオンをトラップ及び抽出する、フレキシブルで、感度がよく、かつ正確な方法が好ましくは提供される。全質量範囲にわたって１００％デューティサイクルに近いか、又はそれを実際に達成する高デューティサイクルが得られ得る。上記好適なイオントラップのさらなる利点は、イオンを強力なパケットにまとめることが達成され得、これによりＡＤＣシステムにおけるノイズが低減されることである。
ＲＦ電極セットは、好ましくはイオン抽出経路に沿って配置されるＲＦ電極のサブセットを含む。イオン抽出経路に沿った少なくとも１つのポテンシャル障壁は、好ましくはイオン抽出経路に沿って配置されたＲＦ電極のサブセットに印加される振動ＲＦポテンシャルにおける周期性によって生じる。
また、有効ポテンシャルは、好ましくはイオン抽出経路に沿って印加され得るさらなるドリフトポテンシャルを含み得る。イオンは、ドリフトポテンシャルの大きさを変化させることによって選択的に抽出され得る。あるいは、又はさらに、イオンは、振動ＲＦポテンシャルの大きさを変化させることによって選択的に抽出され得る。
イオンは、好ましくはガスのフローに同伴し、好ましくは、動重力イオントラップポテンシャルは、好ましくはガスのフローの方向に直交する少なくとも１つの軸に概して沿って生成される。
上記方法は、動重力イオントラップポテンシャルが沿って生成される軸に直交する軸に概して沿って静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するステップをさらに含み得る。静電イオントラップポテンシャル井戸は、ポテンシャルを少なくとも１対の電極に印加することによって生成され得る。この少なくとも１対の電極は、ガス体を挟んで間隔があけられる。これらの実施の形態において、ＤＣ静電ポテンシャルが静電イオントラップポテンシャル井戸の生成を補助するようにＲＦ電極セットに印加され得る。
別の実施の形態において、動重力イオントラップポテンシャルが、互いに直交し、かつまたイオン抽出経路に直交する２つの軸に概して沿って生成され得る。この場合、好ましくはイオン抽出経路に沿って配置されるさらなるＲＦ電極のサブセットを有する拡張されたＲＦ電極セットが使用され得る。利点としては、さらなるサブセットにおけるＲＦ電極は、その他のサブセットのＲＦ電極におけるＲＦ電極よりも薄くあり得ることである。
一実施の形態によれば、イオン抽出デバイスが提供される。イオン抽出デバイスは、好ましくはガス体での一供給のイオンが位置するガスセルを含む。動重力イオントラップポテンシャルを概して軸に沿って生成するための手段が提供される。また、イオンが抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルを提供するようにさらなるポテンシャルを生成するための手段が好ましくは提供される。このデバイスは、好ましくはイオンが抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルの特性が、少なくとも部分的に、動重力イオントラップポテンシャルを生成することによって生じるように構成される。所定の質量電荷比又はイオン移動度を有するイオンを抽出領域から選択的に抽出するためのイオン抽出手段が提供され得る。
一実施の形態によればガス体での一供給のイオンが使用時に提供されるガスセルを含むイオン抽出デバイスが提供される。ガスセルは、好ましくはイオン抽出経路を規定するイオン抽出容積を有する。動重力イオントラップポテンシャルを生成するための手段が好ましくは提供される。動重力ポテンシャルは、好ましくはガスセルにわたって生成される。静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を生成する手段が好ましくは提供される。静電又はＤＣポテンシャル井戸は、好ましくは動重力ポテンシャルが沿って生成される単一軸に好ましくは直交する単一軸に概して沿って、ガスセルにわたり生成される。また、所定の空間位置に位置するイオン群の空間選択的抽出のためのイオン抽出手段が好ましくは提供される。
イオン抽出デバイスは、イオン分離、イオン格納又はイオンフラグメンテーション動作モードを含む種々のモードにおいて動作され得る。
ガスセルの少なくとも一部は、ガスのフローに同伴するイオンが好ましくは輸送されるガスフロー導管を含み得る。導管は、ガスフローの方向を有する。上記デバイスは、ガスのフローを提供するためのガスフロー手段をさらに含み得る。動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルを生成するための手段がフローの方向を横切るＤＣポテンシャルを生成し得る。また同様に、静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段がフローの方向を横切るポテンシャル井戸を生成し得る。
動重力イオントラップポテンシャルを生成する手段は、好ましくはＲＦ電極セットを提供する手段を含む。ＲＦ電極セットは、少なくとも１対のＲＦ電極を含み得る。各ＲＦ電極対における電極は、好ましくはガスセルを挟んで間隔があけられる。１対のＲＦ電極スタックを有するいくつかの実施の形態において、このＲＦ電極スタックにおけるＲＦ電極は、ガスセルの実質的に全長に沿って伸び得る。１対のＲＦ電極スタックを有する他の実施の形態において、各スタックにおけるＲＦ電極は、ガスセルの長さに沿ってスタックされ得る。
あるいは、ＲＦ電極セットは、ガスセルを挟んで間隔のあいた一連のＲＦ電極スタック対を含み得る。各スタックにおける電極は、ガスセルの長軸に直交する方向にスタックされ得る。
静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、少なくとも１対の電極を含み得る。少なくとも１対の電極における電極は、好ましくはガスセルを挟んで間隔があけられる。静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、好ましくはガスセルに沿って配置された一連の電極対を含む。あるいは、静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、ガスセルを挟んで間隔のあいた１対の電極を含み得る。この１対の電極は、フローの方向に対して傾けられ得る。ポテンシャルを一連の電極対に印加して、ドリフト電界がガスセルの少なくとも一部に沿って印加されるようにし得る。
別の実施の形態において、動重力イオントラップポテンシャルを生成する手段は、ＲＦ電極セットを含み得、静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、ガスセルに沿って配置された一連の電極対を含み、かつデバイスは、複数のセグメント化ＲＦ電極／電極ユニットを含む。各ユニットは、２つの対向するＲＦ電極及び２つの対向する電極が同一平面に配置された構成を含む。
ＤＣ静電ポテンシャルは、静電イオントラップポテンシャル井戸の生成を補助するように、動重力イオントラップポテンシャルを生成するための手段に印加され得る。
イオン抽出手段は、内部に開口部が形成されたガスフロー導管を横切って配置されたイオン障壁を含み得る。イオン障壁は、好ましくはイオンが障壁を横断し、したがってイオン抽出デバイスから出ることを防止する。イオン障壁は、エンドキャップなどの物理的な障壁を含み得、及び／又はイオンを減速させる電界を印加するための手段を含み得る。イオン抽出デバイスは、開口部を通ってイオンを抽出するように抽出電界を印加するための手段をさらに備える。
イオン抽出手段は、開口部と連絡する、漏洩誘電体から形成される、内側へ向かって伸びるチューブを含み得る。
動重力イオントラップポテンシャルを生成するための手段、静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段、及びガス体の圧力のうちの少なくとも１つは、選択された１群のイオンを所定の空間位置へ移動させるために可変であり得る。
イオン抽出デバイスは、ガス衝突セルとして使用され得る。
別の実施の形態によれば、ガス体での一供給のイオンが使用時に位置するガスセルを含むイオン抽出デバイスが提供される。ガスセルは、好ましくはイオン抽出経路を規定するイオン抽出容積を有する。ＲＦ電極セットを含むイオンガイド手段が好ましくは提供される。振動ＲＦポテンシャルをＲＦ電極セットに印加して、（ａ）イオン抽出経路をわたる少なくとも１つの軸に概して沿って動重力イオントラップポテンシャルを生成し、（ｂ）少なくとも部分的に、有効ポテンシャルをイオン抽出経路に沿って生成するための手段が好ましくは提供される。イオン抽出経路に沿った有効ポテンシャルは、好ましくは少なくとも１つのポテンシャル障壁を含み、そのポテンシャル障壁の大きさは、供給イオンにおけるイオンの質量電荷比に依存し、かつイオン抽出経路をわたる軸に沿ったイオンの位置に実質的に依存しない。この少なくとも１つのポテンシャル障壁は、ＲＦ電極セットに印加される振動ＲＦポテンシャルにおける周期性によって生じる。また、所定の質量電荷比又はイオン移動度のイオンがデバイスから選択的に抽出されるように有効ポテンシャルを変化させるための手段が好ましくは提供される。
好ましくは、イオンガイド手段は、静電イオントラップポテンシャル井戸を、動重力イオントラップポテンシャルが沿って生成される軸に直交し、かつイオン抽出経路に直交する軸に概して沿って、生成するための手段をさらに含む。静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、少なくとも１対の電極を含み得る。この少なくとも１対の電極における電極は、ガスセルを挟んで間隔があけられる。静電イオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、ガスセルに沿って配置される一連の電極対を含み得る。イオン抽出経路に沿ってドリフト電界を印加するように、ポテンシャルが一連の電極対に印加され得る。
静電イオントラップポテンシャル井戸の生成を補助するように、ＤＣ静電ポテンシャルがＲＦ電極セットに印加され得る。
イオン抽出容積は、幅、高さ及び長さを有し、断面が長方形の直方体を含むことが有利である。ここで、幅と高さは異なる。動重力イオントラップポテンシャルは、好ましくは直方体の幅に対応する軸に概して沿って生成される。直方体の幅対高さの比は、好ましくは少なくとも１：１．５であり、さらに好ましくは１：１．７より大きい。
上記デバイスは、少なくとも１つのイオン入口を有する入口端板をデバイスの一端に含み得る。デバイスは、少なくとも１つのイオン出口を有する出口端板をデバイスの他端に含み得る。ドリフトポテンシャルは、電圧を端板に印加することによってイオン抽出経路に沿って印加され得る。
好適なデバイスは、ｘ、ｙもしくはｚ方向又はそれらを組み合わせた方向に、デバイス配列を生成するように縦続接続され得る。イオンは、スロット、孔、メッシュ又は他の開口部を有する電極を使用することによって、隣り合うデバイス間を移送され得る。これらの電極は、好ましくは隣り合う電極に共通であり得る。
ＲＦ電極セットは、少なくとも１対のＲＦ電極スタックを含み得る。ここで、各ＲＦ電極スタック対におけるスタックは、ガスセルを挟んで間隔があけられ、各スタックにおけるＲＦ電極は、イオン抽出経路に沿ってスタックされる。
振動ＲＦポテンシャルを印加するための手段は、共通位相の振動ＲＦポテンシャルを１サブセットのＲＦ電極における複数の隣り合うＲＦ電極に印加し得る。従って、振動ＲＦポテンシャルにおける周期性は、サブセットにおけるＲＦ電極のグループ間に確立される。また、この場合、イオントラップ振動ＲＦポテンシャルを各ＲＦ電極スタック対におけるＲＦ電極に印加することが望ましい。ここで、隣り合うＲＦ電極に印加されるイオントラップ振動ＲＦポテンシャルの位相が反対である。このイオントラップ振動ＲＦポテンシャルは、高い質量のイオン（イオントラップ振動ＲＦポテンシャルがなければデバイスの電極に衝突しやすい）は、主なデバイス軸に沿って有効ポテンシャルに著しい影響を与えずに、強力なポテンシャル障壁をデバイスの側面に向かって与えることによって閉じ込めるように作用する。好ましくは、イオントラップ振動ＲＦポテンシャルは、各サブセットのＲＦ電極に印加される振動ＲＦポテンシャルに対して９０°位相がずれて印加される。これにより、イオントラップが向上し、ＲＦ電極にかかるピーク電圧が低減する。
イオン走行波デバイスが使用され得る。時間平均された場合に、隣り合う電極間のポテンシャル分割器によって生成される場合のＤＣ軸方向電界と同様に障壁に打ち勝つ周期性を有する、走行軸方向電界を印加するための手段が提供され得る。
一実施の形態によれば、ガスセルに対する一供給のイオンを生成するためのイオン供給手段を含むイオン抽出デバイスが提供され得る。イオンは、レーザなどの従来の光源によって生成される真空紫外又はソフトｘ線放射を使用する、エレクトロスプレーイオン化、ＭＡＬＤＩ（マトリックス支援レーザ脱離イオン化）、電子衝突、化学イオン化、高速原子衝撃、電界イオン化、電界脱離、及びソフトイオン化技術などの適切なイオン化技術を使用して生成され得る。概して、イオンは、ガスセルの外部で生成されるが、原理的にはガスセル内部で生成され得る。
別の実施の形態によれば、イオン分離段に結合された第１のイオン抽出デバイスを含むタンデムイオン分離デバイスが提供され得る。イオン移動度セパレータとして動作する上流のイオン抽出デバイスが提供され得、イオンをその質量電荷比にしたがって分離する下流のイオン抽出デバイスが提供され得る。次いで、上流のイオン抽出デバイスは、比較的高い圧力で動作し得る。あるいは、イオン分離段は、質量分析手段を含み得る。質量分析手段は、多重極質量分析計を含み得る。この場合、質量分析手段は、質量フィルタとして動作し得、第１のイオン抽出デバイスは、イオン移動度セパレータとして動作し得る。イオン分離段は、イオンを第１のイオン抽出デバイスに供給し得る。
一実施の形態によれば、質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップ、及びイオントラップの下流に位置する質量スキャン型質量分析計であって、イオントラップから排出されるイオンが質量スキャン型質量分析計内へ方向付けられるようにする質量スキャン型質量分析計を含む質量分析計デバイスが提供される。制御手段であって、（ｉ）イオンをそのイオンの質量電荷比又はイオン移動度にしたがってイオントラップから順次及び選択的に排出し、（ｉｉ）質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量をスキャンし、（ｉｉｉ）前記質量スキャン型質量分析計へ方向付けられたイオンのうちの少なくともいくつかのイオンの質量が質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量に対応するように（ｉ）及び（ｉｉ）を同期させて、質量スキャン型質量分析計の感度が改善する制御手段が提供される。
このように、デューティサイクルが改善され得る。デューティサイクルは、質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップを含まない同一の質量スキャン型質量分析計と比較して改善され得る。
上記好適なイオントラップのスキャン速度及び質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計のスキャン速度は、好ましくは一致するようにされる。実際には、これは、質量スキャン型質量分析計のスキャン速度に一致させるために十分にゆっくりとしたスキャン速度を有するイオントラップを使用することを意味し得る。
好ましくは、質量スキャン型質量分析計の質量分解能は、イオントラップから排出されるイオンの質量分解能よりも２〜２５０の範囲、好ましくは５〜１５の範囲、さらに好ましくは約１０の倍数因子だけ大きい。質量分解能は、Ｍ／ΔＭとして定義される。ここで、Ｍは、イオンの質量であり、ΔＭは、イオンが質量Ｍと異なり得、かつなおも質量Ｍのイオンと区別され得る最小数の質量単位である。尚、四重極質量分析計についての質量分解能Ｍ／ΔＭは、概してＭの関数として変化する。また、イオントラップの質量分解能は、Ｍの関数として変化することが可能である。従って、倍数因子は、Ｍの関数として変化し得る。上記の倍数因子の範囲は、質量１００ａｍｕのイオンを基準にし得る。イオン蓄積トラップは、質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップの上流に配置されることが有利である。
ここで、添付の図面を参照して、本発明の種々の実施の形態を、あくまで例として、説明する。
図１は、本発明の好適な実施の形態を例示する模式図を示す。
図２は、本発明の一実施の形態を示す。
図３は、図２に示す実施の形態の動作を例示する。
図４は、一実施の形態に係るＤＣ電極及びＲＦ並列ロッドセットイオントラップの断面図を示す。
図５Ａは、本発明の一実施の形態に係るイオン抽出デバイスのｘｙ平面における断面図を示し、図５Ｂは、端板の端面図を示す。
図６は、好適なイオントラップの側面図を示す。
図７は、別の好適なイオン抽出デバイスの側面図を示す。
図８は、さらなる好適なイオン抽出デバイスの側面図を示す。
図９は、イオン抽出デバイスの一実施の形態の斜視側面図を示す。
図１０は、イオン抽出デバイスの一実施の形態の斜視側面図を示す。
図１１は、イオン抽出デバイスの一実施の形態の斜視側面図を示す。
図１２は、図２に示すようなイオン抽出デバイスを使用して生成されるｙ軸に沿った典型的な静電ポテンシャル井戸を示す。
図１３は、図５Ａに示すようなデバイスを使用して生成されるｘ軸に沿った典型的な負の分散プロットを示す。
図１４は、図５Ａに示すようなデバイスを使用して生成されるｘ軸に沿った有効ポテンシャル井戸の形状を示す。
図１５は、図５Ａに示すようなデバイスを使用して生成されるｘ軸に沿った静電及び動重力ポテンシャルの組み合わせによる合成ポテンシャルを示す。
図１６Ａは、Ｍ＝１０００及びｚ＝２を有するイオンに対するポテンシャル極小の位置を、図１６Ｂは、Ｍ＝５００及びｚ＝２を有するイオンに対するポテンシャル極小の位置を、図１６Ｃは、Ｍ＝２５０及びｚ＝２を有するイオンに対するポテンシャル極小の位置を示す。
図１７は、好適なイオン抽出デバイスの出口領域の断面図を示す。
図１８は、別の実施の形態に係るイオン抽出デバイスの出口領域の断面図を示す。
図１９Ａは、ＤＣ電極／ＲＦ電極構成の断面図を、図１９Ｂは、一実施の形態に係る直方体デバイスの斜視図を示す。
図２０Ａは、ｘｚ平面における好適なイオントラップの断面図を、図２０Ｂは、側面図を、図２０Ｃは、後端面図を、図２０Ｄは、好適なイオン抽出デバイスの前端面図を示す。
図２１は、イオン抽出デバイスの一実施の形態に係るＲＦ電極の平面図であり、ＲＦポテンシャルの電極への印加を示す。
図２２は、ｘ方向におけるＲＦ有効ポテンシャル井戸を示す。
図２３は、ｚ方向におけるＤＣ静電ポテンシャル井戸を示す。
図２４は、ｙ方向又は軸方向における有効ポテンシャルを示す。
図２５Ａは、デバイスの中心での質量電荷比=２０００のイオンについてのｙ方向又は軸方向における好適なイオン抽出デバイス内の有効ポテンシャルを、図２５Ｂは、ＲＦ電極での質量電荷比=２０００のイオンについての有効ポテンシャルを、図２５Ｃは、デバイスの中心での質量電荷比=２００のイオンについての有効ポテンシャルを、図２５Ｄは、ＲＦ電極での質量電荷比=２００のイオンについての有効ポテンシャルを示す。
図２６は、Ｖ０=２００Ｖ及び質量電荷比=２０００の場合のｘｙ平面（ｚ＝０）におけるポテンシャルを示す。
図２７は、Ｖ０=２００Ｖ及び質量電荷比=５０の場合のｘｙ平面（ｚ＝０）におけるポテンシャルを示す。
図２８は、Ｖ０=５０Ｖ及び質量電荷比=５０の場合のｘｙ平面（ｚ＝０）におけるポテンシャルを示す。
図２９は、Ｖ０=５０Ｖ及び質量電荷比=２０００の場合のｘｙ平面（ｚ＝０）におけるポテンシャルを示す。
図３０は、Ｖ０=５０Ｖ及び質量電荷比=５０の場合のｘｙ平面（ｘ＝０）におけるポテンシャルを示す。
図３１は、Ｖ０=５０Ｖ及び質量電荷比=５０の場合のｙｚ平面（ｘ＝０）におけるポテンシャルを示す。
図３２は、Ｖ０=５０Ｖ、質量電荷比=２００、Ｖｅｎｔ=Ｖｅｘｔ=１Ｖの場合のｙｚ平面（ｘ＝０）ポテンシャルを示す。
図３３Ａは、比較的高い質量電荷比のイオンについてドリフト電界を印加した場合のｙ方向の有効ポテンシャルを、図３３Ｂは、比較的低い質量電荷比のイオンについてドリフト電界を印加した場合のｙ方向の有効ポテンシャルを示す。
図３４は、本発明のイオン抽出デバイスのＲＦ電極の平面図であり、電極グループのＲＦポテンシャルの共通位相への接続を示す。
図３５は、出口プレートを示す。
図３６Ａは、質量電荷比=５００のイオンについてｘ方向における有効ポテンシャルを、図３６Ｂは、質量電荷比=５０のイオンについてｘ方向における有効ポテンシャルを示す。
図３７は、上記好適なイオントラップの端板としての使用に適切な種々の電極構造を示す。
図３８は、好適な実施の形態に係る多段イオントラップ及び関連のＤＣポテンシャルエネルギー図を示す。
図３９は、好適なイオントラップについてのトラップ−ＴＯＦ段及びパルス化抽出方式を示す。
図４０は、好適なイオントラップのビーム成形器部を示す。
図４１は、好適な実施の形態に係る、部分的に構築されたイオントラップの端面図を示す。
図４２は、本発明の一実施の形態に係る中空のＲＦプレートを示す。
図４３は、イオンの連続ビームを受け取る好適なイオントラップを示す。
図４４は、四重極質量フィルタ／分析器が２つの好適なイオントラップの間に設けられ、かつ、さらなる質量分析器（飛行時間質量分析器など）が設けられる好適な構成を示す。
図４５は、本発明の好適な実施の形態のイオントラップに結合されたスキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計についてのイオン質量の関数としてのデューティサイクルの、同じ質量フィルタ／分析器又は質量分析計に上流イオントラップが結合されない場合と比較した場合の改善を示す。
図１を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。この好適な実施の形態によれば、質量又は質量電荷比スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４とインタフェースをとるようにその上流に配置された質量又は質量電荷比選択的イオントラップ１２を含む質量分析計１０が提供される。質量又は質量電荷比スキャン型質量フィルタ／分析器は、好ましくは、四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含み、より好ましさは低いが、質量又は質量電荷比スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、磁場型質量フィルタ／質量分析器又は質量分析計を含み得る。
質量又は質量電荷比選択的イオントラップ１２及び質量又は質量電荷比スキャン型質量分析計１４は、好ましくは、制御手段１６によって制御される。制御手段１６は、好ましくは、質量又は質量電荷比選択的イオントラップ１２からのイオンの排出を制御し、かつまた好ましくは、質量又は質量電荷比スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４のスキャンを制御する。
上記好適な実施の形態によれば、制御手段１６は、好ましくは、質量又は質量電荷比選択的イオントラップ１２からのイオンの排出又は放出を同期させて、特定又は所望の質量又は質量電荷比を有するイオンだけが、質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４がスキャンにおけるある点にある場合に質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４へ渡されるようにする。ここで、質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４の質量又は質量電荷比移送ウィンドウは、イオンの質量又は質量電荷比が上記特定の場合にイオントラップからの放出又は排出に実質的に対応する。
好適なイオントラップ１２は、比較的制限された又は低い質量又は質量電荷比分解能を有し得る。従って、特定の質量又は質量電荷比を有するいくつかのイオンは、与えられた質量又は質量電荷比のイオンが質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４によって移送されるよりもある期間だけ前及び／又は後にイオントラップ１２から排出され得る。しかし、質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４のスキャンサイクルの著しく長い期間に、質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４によって前方へ移送されないイオンは、好ましくは、上流の質量選択的イオントラップ１２内に保持されるか、又はそうでなければ維持される。
制御手段１６は、好ましくは、１つ以上のコンピュータ及び関連の電子機器を含む。制御手段１６は、その機能を行うためにカスタマイズされた回路を含み得る。あるいは、質量分析計１０は、市販の質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４を利用し得る。この場合、制御手段１６は、質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４のスキャンを制御するための市販の制御システム、及び質量又は質量電荷比選択的イオントラップ１２からのイオンの排出を制御し、これを質量スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４のスキャンと同期させるための適切なインタフェースを含み得る。
例えば、毎秒１回１０００Ｄａにわたってスキャンし、質量０からスキャンを開始し、質量１０００までスキャンする四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４が考えられ得る。四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計１２の上流に配置される蓄積イオントラップ１２が考えられ得る。イオントラップ１２は、四重極スキャンの最初の０．９秒の期間にわたってイオンを蓄積するように構成されると考えられ得る。次いで、イオントラップ１２は、残りの０．１秒の期間にイオンを放出するように構成される。
１秒のスキャン期間の質量スペクトルは、質量スケールの最後の１０％（９００〜１０００Ｄａ）を除いてゼロとなる。しかし、最後の１０％は、質量選択的イオントラップ１２が設けられない場合よりも約１０倍強度の高いイオンを有する。なぜなら、イオントラップ１２は、イオンのすべてを格納し、次いでそのイオンを勢いよく放出するからである。全種のイオンのイオン電流は、放出期間中の強度が連続の場合よりも１０倍高くなる（イオントラップにおいてイオンが失われないからである）。
上記好適な実施の形態にしたがって、イオントラップ１２が質量分解能１０で１秒スキャンを行う間に質量又は質量電荷比依存又は選択的にイオントラップ１２からイオンを放出するように構成される場合、イオントラップ１２の出力を四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４のスキャンとリンクされたスキャンにおいて同期させると、四重極質量フィルタ/分析器又は質量分析計１４の感度は同率だけ増加する。質量又は質量電荷比依存又は選択的イオントラップ１２の分解能が高ければ高いほど、連続な（トラップなしの）場合からの改善はより大きくなる。
イオントラップ１２が一定幅１Ｄａの質量を有するイオンを出射、排出又は放出することが可能であるという制限においては、四重極は１０００倍感度が高くなる。しかし、またその制限において、四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４は、実質的に余分である。なぜなら、イオントラップ１２が必要な分解能及び感度を提供しているからである。
上記好適な実施の形態の有利な特徴は、比較的低い分解能の質量又は質量電荷比選択的イオントラップ１２を使用して、イオントラップ１２の下流に配置された比較的高い分解能のスキャン型四重極質量フィルタ／分析器の感度を著しく高めることができることである。
図２は、本発明の実施の形態に係る多段イオンガイド又はイオントラップ２０を示す。ここで、イオンガイド又はイオントラップ２０は、第１の上流フラグメンテーション、熱化及びトラップ段２２、及びその後段の第２の下流質量又は質量電荷比選択的イオン移送段２４を含む。四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計２６は、好ましくは、多段イオンガイド又はイオントラップ２０の下流に設けられ又は配置される。
好適なイオンガイド又はイオントラップ２０の、上流の第１のフラグメンテーション、熱化及びトラップ段２２、及び、下流の第２の質量選択的イオン移送段２４を、以下にさらに詳細に説明する。第１のフラグメンテーション熱化及びトラップ段２２は、好ましくは、間隔をあけて積み重ねられた（スタック）ＤＣ電極３０内に間隔あけて積み重ねられた（スタック）ＲＦ電極２８を含む。第１のフラグメンテーション、熱化及びイオントラップ段２２及び第２の質量選択的イオン移送段２４は、好ましくは、複数のセグメント化ＲＦ／ＤＣ電極ユニットを含む。各ＲＦ／ＤＣ電極ユニットは、好ましくは、同一平面に配置された２つの対向するＲＦ電極２８及び２つの対向するＤＣ電極３０を含む。イオンガイドは、好ましくは、第１のフラグメンテーション、熱化及びトラップ段２２の上流に端板３２を含む。
第１のフラグメンテーション、熱化及びトラップ段２２は、質量選択的排出が好ましくは第２の質量選択的イオン移送段２４において生じる間に、好ましくは、適切なイオン供給段（図示せず）から受け取るイオンを蓄積するように構成される。質量選択的移送段２４の動作を以下により詳細に説明する。
図２は、また本発明の好適な実施の形態に係るイオンガイド又はイオントラップ２０の長さに沿ったＤＣポテンシャルエネルギープロフィールを示す。図２は、有効軸方向ポテンシャルおける比較的大きな質量電荷比依存性リップル又は複数の周期的擬ポテンシャル井戸が好ましくは質量選択的段２４の軸方向長さに沿って設けられ又は生成されることを示す。
好ましくは、イオントラップの質量選択的移送段２４からのイオンの質量又は質量電荷比選択的放出は、好ましくは下流に配置された四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計２６のスキャンに同期するようにされる。この処理を図３を参照してより詳細に説明する。
図３は、好ましくは連続イオンビーム源から受け取ったイオンをトラップ及び蓄積するイオントラップのイオントラップ段２２を示す。イオントラップ段は、好ましくは、時間０から時間ｔ1の期間にイオンをトラップ及び蓄積する。この期間は、好ましくは、また下流の四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計２６のスキャン時間に対応する。
時間０から時間ｔ1の間、好ましくは、イオントラップの質量選択的段２４から質量選択的に排出されたイオンの質量又は質量電荷比は、排出されたイオンの質量又は質量電荷比が好ましくは時間おけるその特定の場合において実質的に四重極質量フィルタ／分析器２６の質量又は質量電荷比移送ウィンドウに対応するように変化させる。
四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計２６のスキャンサイクルが完了した後、時間ｔ1から時間ｔ2の抽出／充満フェーズが好ましくは生じる。時間ｔ1から時間ｔ2の期間に、イオンは、好ましくは、トラップ段２２の下流に配置された質量選択的移送段２４を満たすために上流のトラップ段２２から排出されるように構成される。
処理が完了した後、四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計２６の別のスキャンサイクルが好ましくは質量選択的イオン移送段２４からのイオンの質量又は質量電荷比選択的抽出と同期して行われる。
好ましくは、質量選択的イオン移送段２４は、比較的高い質量電荷比を有するイオンからイオンを質量選択的に排出し、比較的低い質量電荷比を有するイオンへ質量電荷比に関して下方にスキャンするように構成される。従って、いずれのサイクルにおいても、比較的高い質量電荷比を有するイオンは、比較的低い質量電荷比を有するイオンよりも前に移送される。
しかし、他の好ましさの劣る実施の形態によれば、質量又は質量電荷比選択的イオントラップは、まず比較的低い質量又は質量電荷比を有するイオンを排出し、次いで質量又は質量電荷比に関して上方にスイープ又はスキャンして比較的高い質量又は質量電荷比を有するイオンを排出し得る。
好ましくは質量又は質量電荷比スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計（例えば、四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計又は磁場型質量フィルタ／分析器又は質量分析計）の上流に設けられた質量選択的イオントラップは、多くの異なる形態をとり得る。ここで特に好適なイオントラップを添付の図面を参照してより詳細に説明する。この好適なイオントラップは、イオンガイド領域を間に有するプレート電極対を含む。両方のプレート電極は、好ましくは、ＡＣ又はＲＦ電圧源の同じ位相に接続される。複数のプレート電極対は、好ましくは、上記好適なイオントラップの長さに沿って配置される。好ましくは、軸方向に隣り合うプレート電極は、ＡＣ又はＲＦ電圧源の反対の位相に接続される。
複数のプレート電極に印加されるＡＣ又はＲＦ電圧は、半径方向の擬ポテンシャル井戸を生成する。この擬ポテンシャル井戸は、イオンをイオントラップ内に一半径方向に閉じ込めるよう作用する。
好ましくは、イオンは、ＤＣ又は静電ポテンシャル井戸によって、好ましくは第１の半径方向に直交する第２の半径方向に閉じ込められる。
ＤＣ又は静電ポテンシャル井戸は、好ましくは、ＤＣ電圧を上記好適なイオントラップの軸方向長さに沿って上及び下を走る複数のＤＣ電極に印加することによって生成される。
イオントラップが軸方向にセグメント化されていること、及び位相が反対のＡＣ又はＲＦ電圧がイオントラップの軸方向長さに沿って電極に印加されることにより、複数のさらなる擬ポテンシャル井戸が好ましくはイオントラップの軸に沿って生成される。さらなる軸方向擬ポテンシャル井戸は、好ましくは、上記好適なイオントラップの長さに沿って配置されるＲＦ電極の周期性に対応する周期性を有する。
軸方向擬ポテンシャル井戸の有効な高さ又は深さは、イオントラップの長さに沿って通過するイオンの質量電荷比に依存する。印加されるＡＣ又はＲＦ電圧の振幅を変化させることによって、軸方向擬ポテンシャル井戸の有効な振幅も変化させることができる。
好適な実施の形態によれば、イオンは、多くの手段によってイオントラップの軸方向長さに沿って駆動又は推進され得る。イオンは、上記好適なイオントラップの長さに沿って一定のＤＣ電圧勾配を維持することにより、イオントラップの長さに沿って推進され得る。あるいは、１つ以上の過渡ＤＣ電圧がイオントラップの電極に印加され得、過渡ＤＣ電圧の印加を使用して上記好適なイオントラップの長さに沿ってイオンを推進し得る。別の実施の形態によれば、イオンは、ガスフロー効果によってイオントラップの長さに沿って推進され得る。
イオントラップにおける有効ポテンシャル（ＲＦ及び静電源の両方から）の一般形は、断熱近似を使用して導出され、以下のように与えられる。
Figure 2009502017
ここでＲ0は、イオンのゆっくりと変化する位置であり、ｑは、イオンの電荷であり、Ｅ0は、位置Ｒ0における角周波数(の振動電界の大きさであり、Ｍは、イオンの質量である。
上記式は、古典的な静電ポテンシャルｑΦsを含む。ここで、Φsは、任意の一般のシステムにおいて電極に印加されるＤＣポテンシャルによって生成される電圧である。
振動電界によるポテンシャルが電荷の二乗に比例すると同時に静電ポテンシャルが電荷に比例することが分かる。上記好適な実施の形態による質量選択的イオントラップは、同程度の質量を有するが電荷の異なるイオンを分離するために、この関係を利用する。
四重極、六重極、又は八重極における振動電界からの有効ポテンシャルの形態は、以下のようになる。
Figure 2009502017
リングセットについては、以下のようになる。
Figure 2009502017
上記イオンガイドは、ある程度の円筒対称性を有し、有効ポテンシャルに対して半径方向の依存性を有し、より高次の多重極及びリングセットに対してはポテンシャル井戸の側面がより急峻となる。
上記好適な実施の形態によれば、ＲＦプレートが直線状に積み重ねられたイオントラップが好ましくは設けられ、これにより、所望の質量又は質量電荷比及び／又はイオン移動度及び／又は荷電状態を有するイオンが選択的に排出又は放出されるようにすることができる。
イオントラップは、好ましくは、長い直線状の形状を有し得、これにより、好ましくは、イオントラップの動作がその大きな電荷容量による空間電荷効果によって損なわれない（影響を受けない）ようにし得る。
イオンガイド又はイオントラップ内の任意の点における有効ポテンシャルの形態についての解析解、すなわち、選択された一般形状に対する式（１）の解が所望される。そのような解は、ＲＦ及び静電要素別に解き、その２つの解を重ね合わせによって加え合わせることにより得られ得る。
図４に形態及び表記法が示されたイオンガイド又はイオントラップに対して一般的な二次元解を見つけた。図４に示すイオンガイド又はイオントラップは、複数のＲＦロッドとともに１対の上部及び下部ＤＣ電極を含むＲＦ並列ロッドセットを含む。その解は、以下のようになる。
Figure 2009502017
イオンガイド又はイオントラップは、ｙ（又は垂直）方向の静電又はＤＣトラップ及びｘ方向の動重力又はＲＦ有効ポテンシャル又は擬ポテンシャルトラップに関わる。
ラプラス方程式の性質により、ｙ方向にイオンをトラップする静電ポテンシャル井戸は、イオンをデバイスの中心からｘ方向に遠ざけるような鞍点である。動重力有効ポテンシャル井戸又は擬ポテンシャル井戸は、好ましくは、完全なｘ−ｙトラップが達成される場合にこの負の分散に打ち勝つのに十分であるように構成される。
図５〜１１は、本発明のそれぞれに若干異なる実施の形態に係るイオントラップを例示する。イオンをｘ−ｙ次元（x-y dimension）にトラップすることに加えて、異なる手段を使用して複雑さが変化し得る軸方向電界を生成し得る。軸方向電界は、直線状の軸方向駆動電界又はより複雑な多項式電界を含み得る。好ましくは、軸方向電界を使用して上記好適なイオンガイド又はイオントラップの軸方向長さにそってイオンを推進させる。
図５〜１１に示す実施の形態には種々の共通の特徴があり、そのような共通の特徴は同様の参照符号を使用して示される。
図５Ａは、本発明の好適な実施の形態に係るイオントラップの中心を通るｘ−ｙ断面を示す。好ましくは、イオントラップは、好ましくはＤＣ電圧Ｖｐに維持される上部及び下部ＤＣ専用トラップ電極２２を含む。イオントラップは、好ましくは、また上部及び下部ＤＣ専用電極２２の間に挟まれたＲＦ電極２０を含む。
ＲＦ電極２０は、好ましくは、対をなすように配置される。１対をなす２つのＲＦ電極は、好ましくは、イオンガイド又はイオントラップ領域によって隔てられる。ＲＦ電極２０の対向するプレート対は、好ましくは、ＲＦの同じ位相に接続される。垂直方向に隣り合うプレート対は、好ましくは、ＲＦ電圧の反対の位相に接続される。これは、すべての例示の実施の形態について当てはまるが、簡単のために後の図面においては省略する。
図５Ｂは、好ましくは上記好適なイオントラップの軸方向端に設けられる端板２４を示す。端板２４は、好ましくは、孔２６を有する。孔２６の中心を通って、イオンは、好ましくは、質量又は質量電荷比選択的に排出される。好ましさは劣るが、イオンは、質量電荷比ではなくイオン移動度に基づいて孔２６を通って排出され得る。
端板２４と同様な入口プレートがまたイオン抽出デバイス又は上記好適なイオントラップの入口領域に設けられ得る。
図６は、イオントラップが複数のセグメント化上部及び下部ＤＣ電極３０を含む実施の形態を示す。この実施の形態によれば、所望の形状の軸方向ＤＣ電界又は電圧勾配が上記好適なイオントラップの長さに沿って維持され得る。軸方向ＤＣ又は静電界は、上部及び下部ＤＣ電極３０のそれぞれに異なる電圧Ｖｐ１〜Ｖｐ８を印加することによって与えられ得る。同じＤＣ電圧が、好ましくは、軸方向セグメントを含む上部及び下部電極に印加される。
図７は、傾いた上部ＤＣ電極４０及び下部ＤＣ電極４２を設けることによって軸方向電界が生成され又は与えられる別の実施の形態を示す。
図８は、軸方向セグメント化ＤＣ電極に加えて、複数の軸方向セグメント化ＲＦプレート又は電極５０が設けられる、さらなる実施の形態を示す。この実施の形態は、上流での格納を目的としてトラップ井戸を生成するという点でより大きなフレキシビリティが可能となる（さらなる説明は下記）。
図９は、図５Ａに示す実施の形態と類似の別のイオントラップを示す。但し、ＲＦプレート又は電極２２は、ｙ方向ではなく、ｚ方向又は軸方向にスタックされるところが異なる。従って、ＲＦ電極は、イオンの移動方向と直交する平面に設けられる。これは、図５Ａを参照して図示及び説明された実施の形態とは対照的である。図５Ａの実施の形態においては、ＲＦ電極は、概してイオンがイオントラップに沿って移送される方向に平行な平面に配置される。
図１０は、図７に示した実施の形態と類似の実施の形態を示す。但し、ＲＦプレート又は電極７２がｚ方向又は軸方向にスタックされるところが異なる。
図１１は、セグメント化ＲＦプレート８０がｚ方向又は軸方向にスタックされ、セグメント化ＤＣプレート８２がまたｚ方向又は軸方向にスタックされる実施の形態を示す。図１１に示す実施の形態は、複数のセグメント化ＲＦ／ＤＣ電極ユニットを含む。ここで、各ＲＦ／ＤＣ電極ユニットは、２つの対向するＲＦ電極及び２つの対向するＤＣ電極が同一の平面に配置される構成を含むと考えられる。このように、多項式関数を有するＤＣ電圧が上部及び下部ＤＣ電極８２及び／又はＲＦプレート又は電極８０に印加され、任意の所望の関数が生成され得る。
上記イオン抽出デバイス又は好適なイオントラップは、好ましくは、長さが５０〜２５０ｍｍ、幅が５〜５０ｍｍ、抽出口径が０．５〜４ｍｍであり得る。好ましくは、抽出口径は、約２ｍｍである。
図１２は、図５Ａに示すような好適なイオントラップのｙ方向（例えば、垂直方向）の典型的な静電又はＤＣポテンシャル井戸を示す。図１３は、例えばＲＦ電極間のｘ方向に沿った典型的な負の分散を示す。これらのプロットは、式（４）の第２項から計算された。
図１４は、式（４）の第１項から計算される、ｘ軸に沿った有効ポテンシャル井戸の形状を示す。図１５は、選択されたデバイス形状に対するｘ軸に沿った静電又はＤＣポテンシャル及び動重力又はＲＦポテンシャルによる合成ポテンシャルを示す。ｙ軸近傍のデバイスの中心において、ポテンシャルが局所極大であることが分かる。なぜなら、イオンガイド又はイオントラップの中心におけるｘでの静電又はＤＣ鞍点からの分散力は、ＲＦ有効ポテンシャルからの動重力又はＲＦトラップ力によって生成されるものよりも大きい。ＲＦ有効ポテンシャルは、イオンガイド又はイオントラップの端に近づくにつれ、静電分散を超え、それにより、完全なｘ−ｙトラップがこれら２つの井戸において達成される。
衝突ガスが存在する場合、イオンの運動エネルギーは、好ましくは減衰され、そのイオンは、好ましくは、上記好適なイオンガイド又はイオントラップの中心から離れたこれらのポテンシャル極小に局所的に閉じ込められる。
式（４）の第１項を調べると、ＲＦ有効ポテンシャル井戸の大きさが電荷の二乗及び質量に依存することが分かる。静電又はＤＣ電圧及び／又は印加されるＲＦ電圧を注意して調節することにより、同様の質量を有するがｚの異なるイオンを分離することができる。
図１６Ａは、Ｍ＝１０００、ｚ＝２のイオンのポテンシャル極小の位置を示す。図１６Ｂは、Ｍ＝５００、ｚ＝２のイオンのポテンシャル極小の位置を示す。図１６Ｃは、Ｍ＝２５０、ｚ＝２のイオンのポテンシャル極小の位置を示す。この３つの図面に対して上記好適なイオンガイド又はイオントラップにおいて同じ電圧設定を使用した。同様の質量を有するがｚの異なるイオンの空間分離が達成できることが実証された。
ここまでは、上記好適なイオンガイド又はイオントラップの二次元の振る舞いだけを説明し、さらなる段へのイオンの抽出は説明していない。上記好適なイオントラップは、性能が劣化する手前まで空間電荷容量を増加させるために種々の長さに構築され得る。
図１７に示すような一実施の形態において、端板１４０には、開口部１４２が設けられる。そして、開口部１４２を通って、イオンが好ましくは抽出される。通常動作において、端板１４０は、イオントラップのボディ内にイオンをトラップするようにバイアスされ得る。イオントラップの中心に局所抽出電界を生じさせるために、補助電極１４４が好ましくは端板１４０の後ろに設置される。図１７は、また上部及び下部ＤＣ電極１４６の末端部分を示す。また、局所抽出電界を示す等ポテンシャル線を図１７に示す。光軸から離れたポテンシャル井戸に位置するイオンは、好ましくは、デバイス内にトラップされたままとなるが、イオントラップの中心へ向かって位置するイオンは、好ましくはある動作モードにおいてイオントラップから抽出される。
上記好適な実施の形態によれば、ＲＦ及び／又は静電ＤＣポテンシャルを好ましくはスキャン又は変化させて、所望の質量電荷比及び／又は荷電状態ｚを有するイオンを光軸へ順次動かして、その後に端板孔を通って排出されるようにし得る。異なる種のイオンの空間分離は、好ましくは、イオントラップの性能が損なわれないように抽出処理の間維持される。
上記好適なイオントラップからイオンを抽出する別の方法を図１８に示す。この方法は、内側に向かって伸びた漏洩誘電チューブ１５０を有する端板１４０を準備するステップを含む。イオンは、内側に向かって伸びた漏洩誘電チューブ１５０から抽出され得る。漏洩誘電チューブ１５０は、好ましくは、開口部１４２に隣接するように配置される。トラップ電圧は、好ましくは端板１４０に印加され、好ましくはイオントラップ内にイオンを維持するように作用する。イオントラップを通るガスフロー及び／又はチューブ１５０における電界の印加は、好ましくは、イオンをチューブ１５０中へ及び上記好適なイオントラップの外へ駆動又は推進するように作用し得る。ＲＦ電界は、好ましくは、例えば後段の分光計段へイオンが出射する間又はイオンが好ましくは上記好適なイオントラップの下流に配置されたスキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計へ通過される間にチューブ１５０の中心へ向かうようにイオンを維持するように漏洩誘電体を通って維持され得る。
上記好適なイオントラップの抽出要素は、質量分析計の下流要素（例えば、四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計）に対して最適なインタフェースをとるためにパルス化され得る。別の実施の形態において、イオン群は、上記好適なイオントラップの多くの所定の位置から抽出され得る。複数の開口部は、この目的で提供され得る。従って、イオン群は、イオントラップの中心などの固定抽出点へ移動されることなくその場（インサイチュ）で抽出され得る。
上記好適なイオントラップは、二次元の一般解に伴う現象を利用する。本発明のさらなる実施の形態は、三次元の一般解に伴う現象を利用する。図１９Ａ及び１９Ｂに形態及び表記法を示すイオンガイド又はイオントラップに対して三次元の一般解を見つけた。イオンガイド又はイオントラップは、複数のＲＦプレート２１２、複数の上部及び下部ＤＣ電極２１４、及び１対の端板２１６を含む。図１９Ａ及び１９Ｂに示すイオンガイド又はイオントラップに対して利用された座標系は、図４を参照して図示及び説明したイオンガイド又はイオントラップに対する座標系と異なる。
立方形状に対する解によれば、得られるポテンシャルは、やはり以下のように個々の成分の重ね合わせである。
ｙ＝−ｃにおける注入プレートＶｅｎｔ：
Figure 2009502017
ｙ＝ｃにおける抽出プレートＶｅｘｔ：
Figure 2009502017
ｚ＝＋／−ｄにおけるプレート（両プレートとも同じ電圧ＶＰ）：
Figure 2009502017
ΦＲＦは、電極がｚ軸に沿って一定であり、ｙ軸に沿って交番し、ｘ＝＋／−ａに位置するように定義される：
Figure 2009502017
このＲＦ電界からの有効ポテンシャルは、上記式から導出されるが、得られる項は、長すぎるのでここに含められない。図１９Ａ及び１９Ｂに示す形状に対して以下のパラメータを使用して計算された有効ポテンシャルの多くの例を以下の図に示す。ｚ軸−ＲＦプレート間距離ａは、好ましくは６ｍｍである。ＲＦプレート幅ｂは、好ましくは１０ｍｍである。イオントラップのｙ方向の半分の長さｄは、好ましくは２０ｍｍである。ｘ軸からＤＣプレートまでのプレート数ｎは、好ましくは５である。ピーク電圧は、好ましくはＶ０である。挿入プレート電圧Ｖｅｎｔは、好ましくは１Ｖである。抽出プレート電圧Ｖｅｘｔは、特に断らない限り、好ましくは−１Ｖである。トラッププレート電圧Ｖｐは、好ましくは１Ｖである。以下の例は、有効ポテンシャルの質量又は質量電荷比依存性及び上記好適なイオントラップの選択方向へのイオンのトラップ及び抽出能力を例示する。
図２０Ａ〜図２０Ｄは、本発明のイオン抽出デバイスの一実施の形態を示す。イオン抽出デバイスの動作は、上記の三次元解に基づく。図２０Ａは、イオントラップの中心を通るｘ−ｚ断面であり、上部及び下部ＤＣ静電トラップ電極２２０及びＲＦプレート電極２２２を示す。ＲＦ電極は、好ましくは１対の電極を形成する。複数対のＲＦ電極は、好ましくは図２０Ａに示すような２つのＲＦ電極スタック２２４ａ、２２４ｂを形成する。一方のスタックにおける各ＲＦ電極は、好ましくはｘ方向にイオン抽出又はイオンガイド領域を介して位置する他方のスタックにおいて、一致又は対応する電極を有する。図２０Ａは、そのようなｘ方向に間隔をあけて離された１対のＲＦ電極２２２ａ、２２２ｂを示す。
電極２２２ａ、２２２ｂなどのｘ方向に間隔をあけて離されて対向するＲＦ電極対は、好ましくは、ＲＦ電極２２２に印加されるＡＣ又はＲＦ電圧の同じ位相に接続される。これに対して、印加ＲＦポテンシャルの反対の位相が好ましくは同じスタックの隣り合う電極に接続される。
上部及び下部ＤＣ電極２２０は、好ましくは軸方向にセグメント化され、好ましくはイオントラップの長さに沿って軸方向に伸びる１対のＤＣ電極スタック２２５ａ、２２５ｂを形成する。
図２０Ａに示すイオンガイド又はイオントラップは、複数のセグメント化ＲＦ／ＤＣ電極ユニットを含み、各ＲＦ／ＤＣ電極ユニットは、２つの対向するＲＦ電極２２２並びに２つの対向する上部及び下部ＤＣ電極２２４が同一平面に配置される構成を含むことが分かる。多項式関数を有するＤＣ電圧は、ＤＣ専用電極２２４及びＲＦプレート又は電極２２２の両方に印加され、任意の所望の関数を生成し得る。
イオンガイド又はイオントラップは、好ましくは、第１の端板２２６及び第２の端板２２８をさらに含む。図２０Ｃに示すような第１の端板２２６は、好ましくは、イオンがイオンガイド又はイオントラップに供給されることを可能にする開口部２３０が内部に形成される。開口部２３０は、正方形又は円などの任意の都合のよい形状であり得る。第２の端板２２８は、好ましくは開口部２３２を有し、そこを通ってイオンがイオンガイド又はイオントラップから抽出され得る。開口部２３２は、図２０Ｄに示すようなスロットなどの任意の適切な形状であり得る。イオンがデバイスから出射する開口部に適切な他の構成を以下に説明する。
図２１は、図２０のＲＦプレート電極２２２が長軸方向に並列した２つのスタック２２４ａ、２２４ｂに配置された様子を示す平面図である。図２１は、ＡＣ又はＲＦポテンシャル（式Θrf＝Ｖｏｃｏｓ（ｗｔ）で定義される）がＲＦ電極２２２に印加される様子を示す。特に、図２１は、各ＲＦ電極２２２に印加されるようなＡＣ又はＲＦポテンシャルの位相を示す。ｘ方向に間隔をあけて離されたＲＦ電極２２２の対は、好ましくは、ＡＣ又はＲＦポテンシャルの同じ位相に接続される。これに対して、電極のスタックにおいて上記好適なイオンガイド又はイオントラップのｙ軸又は軸方向長さに沿って隣り合う電極は、好ましくは、ＡＣ又はＲＦポテンシャルの反対の位相に接続される。
任意の与えられた電極に印加されるＡＣ又はＲＦポテンシャルの位相は、時間の関数として変化し、従って、各電極２２２に印加されるＲＦポテンシャルを説明するために図２１において利用される正及び負の記号は、時間におけるスナップショットを表すことが分かる。ＡＣ又はＲＦポテンシャルが軸方向にセグメント化されたＲＦ電極２２２に印加されるこのようなやり方の効果は、ｙ軸（すなわち、光軸）に沿った有効ポテンシャルにおいて空間周期性を生成することである。軸方向有効ポテンシャルにおける周期性は、図２１において点線で示される。
図２２は、同じ位相に維持され、間隔をあけて配置されたＲＦ電極２２２の対の間のｘ方向（すなわち、半径方向）における有効ＲＦポテンシャル井戸の典型的な形状を示す。図２２は、間隔をあけて対をなす同じ位相のＲＦ電極２２２のいずれか一方にイオンが近づくにつれ、有効半径方向のトラップポテンシャルが急峻に上昇することを示す。
図２３は、電圧Ｖｐを上部及び下部ＤＣ静電トラップ電極２２０に印加することによって生成されるｚ方向（すなわち、垂直半径方向）の典型的なＤＣ静電ポテンシャル井戸を示す。ポテンシャルは、またイオンが上部又は下部ＤＣ電極２２０のいずれか一方に近づくにつれて非常に著しく上昇する。
図２４は、イオン抽出デバイス又はイオントラップのｙ方向（すなわち、軸方向長さ）に沿った有効ポテンシャルを示す。有効ポテンシャルがｙ軸に沿ったリップルを示すことが分かる。ｙ軸に沿ったＡＣ又はＲＦポテンシャルにおける周期性によって生じるリップルの大きさは、イオン抽出デバイス又はイオントラップにおけるイオンの質量電荷比に依存する。ｙ軸に沿った有効ポテンシャルのリップルの大きさは、ＲＦ電極２２２又は上部及び下部ＤＣ電極２２０のいずれか一方へのイオンの近傍度に依存しないことが分かった。
図２５Ａ〜図２５Ｄは、多くの異なる場合においてｙ方向（すなわち、軸方向）の質量依存性有効ポテンシャルを示す。図２５Ａ及び２５Ｂは、質量２０００の一価イオンに対する有効ポテンシャルを示す。図２５Ａは、イオン抽出デバイスの中心（すなわち、ｘ＝０及びｚ＝０）に沿った有効ポテンシャルを図１９Ａ〜１９Ｂに示した座標系を使用して示す。図２５Ｂは、ＲＦ電極２２２における有効ポテンシャルを示す。予想されるとおり、ＲＦ電極２２２におけるポテンシャルは、デバイスの中心におけるポテンシャルよりも高い。しかし、両方の場合において、リップルの大きさは、０．３Ｖである（すなわち、リップルの大きさは、イオンガイド又はイオントラップ内の位置について変化しない）。
同様に、図２５Ｃ及び２５Ｄは、質量２００の一価イオンに対するｙ方向の（すなわち、光軸に沿った）有効ポテンシャルを示す。図２５Ｃは、デバイスの中心における有効ポテンシャルを示し、図２５Ｄは、ＲＦ電極２２２における有効ポテンシャルを示す。やはり、ＲＦ電極２２２におけるポテンシャルは、デバイスの中心よりも高いが、観測されるリップルの大きさは、両方の場合において同じである。この場合のリップルの大きさは、ここでは３Ｖである。このことは、リップルの大きさがデバイスにおけるイオンの質量電荷比に依存しないことを例示する。
図２６〜図３２は、図２０Ａを参照して図示及び説明されたようなイオン抽出デバイス又はイオントラップを通る多くの平面における種々の二次元有効ポテンシャルを示す。上記の有効軸方向ポテンシャルにおけるリップルは、質量依存性ポテンシャル障壁を表す。この現象は、好ましくは上記好適な実施の形態にしたがって利用され、フラグメント又は親イオンをトラップし、かつ、好ましくは質量選択的にイオンを放出する。
本発明の好適な実施の形態において、軸方向電界がさらにイオントラップの長さに沿って印加され得る。例えば、適切なポテンシャルが図２０Ａに示すイオントラップの端板２２６、２２８に印加され得る。このさらなる軸方向電界によって、好ましくは比較的高い質量電荷比を有するイオンがデバイスの長さに沿って移動し、他方、比較的低い質量電荷比を有するイオンは、好ましくはｙ方向のより深いポテンシャル井戸に遭遇するので（図２５Ａ〜図２５Ｄを参照）、好ましくはデバイスのボディ内にトラップされたままとなる。有効ポテンシャルを適切に変化させることによって、選択された質量電荷比を有するイオンは、イオントラップから選択的に抽出され得る。
図３３Ａ〜図３３Ｂは、どのようにイオンの質量選択的抽出がイオンガイド又はイオントラップの軸方向長さに沿った軸方向ドリフト電界の印加を介して達成され得るかを示す。図３３Ａは、ドリフト電界がＲＦポテンシャルによって生じるポテンシャル極大に打ち勝つほど十分に大きい場合にイオンが受ける有効ポテンシャルを示す。この場合、有効ポテンシャルにおいて軸方向エネルギー障壁はなく、ドリフト電界は、デバイスの長さに沿ってイオンが移送できる程度に十分である。図３３Ｂは、印加されるドリフト電界がＲＦポテンシャルによって生成されるポテンシャル極大を低減するが無くしはしない場合における有効ポテンシャルを示す。この場合に、イオンは、有効ポテンシャルにおけるポテンシャル極大の後ろにトラップされることになる。印加されるＲＦポテンシャルは、高から低質量電荷比のイオンを選択的に移送するためにスイープされ得る。別の実施の形態において、印加されるドリフト電界の大きさは、イオンを選択的に移送するようにスイープされ得る。
図３４は、複数の軸方向に隣り合うＲＦ電極２２２が印加される振動ＡＣ又はＲＦポテンシャルの共通位相に接続される別の実施の形態を示す。ＲＦ電極２２２の各スタック２２４ａ、２２４ｂにおいて、３つの隣り合うＲＦ電極３６０のグループは、好ましくは印加されるＲＦポテンシャルの共通位相に接続される。従って、軸方向に沿って、印加されるＲＦポテンシャルの位相は、二つおいて三つめの電極ごとに変化する。実施の形態の効果は、与えられた１セットのＲＦ電極に対して、印加されるＲＦポテンシャルにおける周期性の間隔が増加されること、すなわち、軸方向擬ポテンシャル井戸の周期性が好ましくは増加されることである。
図３４に示す例において、それぞれ３つの隣り合うＲＦ電極からなるグループは、印加されるＲＦポテンシャルの共通位相に接続される。しかし、共通のＲＦポテンシャルに接続される１グループの隣り合う電極における電極数は、３個に限らない。例えば、２個、４個、５個、６個、７個、８個又は８個よりも多くの軸方向に隣り合うＲＦ電極がＲＦ電圧の共通位相にまとめて接続され得る他の実施の形態が考えられる。好適な実施の形態によれば、６つの軸方向に隣り合うＲＦ電極がＲＦ電圧の共通位相に接続され得る。
スタックにおいて軸方向に隣り合うＲＦ電極が図２１に示すように印加されるＲＦポテンシャルの互いに対向するプレートに接続される場合、軸方向ポテンシャルにおいてより大きなリップルを生成するために、一実施の形態によれば比較的厚いＲＦ電極が使用され得る。
図２１及び図３４の両方を参照して図示及び説明したアプローチの組み合わせを使用することが可能である。例えば、印加されるＲＦポテンシャルの周期性を増加させるために、図３４などに示すように、複数の軸方向に隣り合うＲＦ電極を印加される振動ＲＦポテンシャルの共通位相に接続することが可能である。ｘ方向のさらなる閉じ込めを提供するためのさらなるイオントラップ振動ＡＣ又はＲＦポテンシャルがまた図２１に示すやり方で隣り合うＲＦ電極に印加され得る。すなわち、隣り合うＲＦ電極に印加されるイオントラップ振動ＲＦポテンシャルの位相は、反対である。
尚、イオントラップ振動ＲＦポテンシャルを用いる目的は、印加されるＲＦポテンシャルにおいて周期性を生成することではない。すなわち、周期的井戸は、接続された複数の隣り合うＲＦ電極によってすでに生成されている。むしろ、イオントラップ振動ＲＦポテンシャルは、主要な長軸方向のデバイス軸に沿った有効ＲＦポテンシャルに著しくは影響を与えずに、デバイスの側面への強力なポテンシャル障壁を設けることによって高い質量電荷比のイオンを閉じ込めるように作用する。イオントラップ振動ＲＦポテンシャルがなければ、高い質量電荷比のイオンは、デバイスの電極に衝突する。
イオントラップ振動ＲＦポテンシャルは、好ましくは、隣り合うＲＦ電極のグループに印加されるＲＦポテンシャルとは位相が９０°ずれて印加され得る。これは、イオントラップを向上し、ＲＦ電極のピーク電圧を低減する。一実施の形態によれば、隣り合うＲＦ電極のグループに印加されるＲＦポテンシャルは、３００Ｖであり得、イオントラップ振動ＲＦポテンシャルは、８５Ｖであり得る。両方のポテンシャルは、周波数が１．５ＭＨｚであり得る。ラプラス方程式の性質により、イオントラップ振動ＲＦポテンシャルは、イオントラップの有効ポテンシャルに対して加法的であるという有利な特徴がある。
図３５は、好ましくはイオンガイド又はイオントラップの出口に設けられた好適な端板３７０を示す。端板３７０は、好ましくはスロット状の開口部３７２を有し、そこを通ってイオンが好ましくはイオントラップから抽出される。ＤＣ電極によって生成された静電又はＤＣポテンシャル及びＲＦ有効ポテンシャルの重ね合わせにより、ｘ軸（すなわち、デバイスをわたって、間隔をあけられたＲＦ電極対の間）に沿った有効ポテンシャルは、イオンガイド又はイオントラップの中心軸から離れた位置にあるポテンシャル極小を呈示し得る。ポテンシャル極小の位置は、有効ポテンシャルにおけるイオンの質量電荷比に依存する。
図３６Ａは、質量電荷比が５００のイオンに対するｘ方向の有効ポテンシャルを示す。図３６Ｂは、質量電荷比がより低い５０のイオンに対する有効ポテンシャルを示す。図３６Ｂから分かるように、質量電荷比が５０のイオンに対する有効ポテンシャルの極小は、イオントラップの中心に位置し、他方、質量電荷比が５００のイオンに対しては、イオンガイド又はイオントラップの中心から軸方向にずれた２つのポテンシャル極小が観測される。図３５に示すようなスロット状の開口部３７２を設けることによって、ｘ軸に沿った分布がどのような分布であろうともイオンをイオントラップから移送することができる。
図３７Ａ〜図３７Ｅは、他の実施の形態に係る端板を示す。図３７Ａは、複数の出口開口部を規定するグリッド又はメッシュ３９２を有する端板３９０を示す。図３７Ｂは、垂直にスロット状の開口部３９４を有する端板３９０を示す。図３７Ｃは、円形状の開口部３９６を有する端板３９０を示す。図３７Ｄは、垂直及び水平スロットから形成された十字形状の開口部３９８を有する端板３９０を示す。図３７Ｅは、複数の垂直にスロット状の開口部４００を有する端板３９０を示す。図１７及び１８に図示及び説明した実施の形態に関して上記した方法は、イオンを抽出するために使用され得る。
一実施の形態によれば、ＤＣ電極として作用する１対の間隔をあけたＤＣプレート又は電極が提供され得る。ＤＣプレート又は電極は、好ましくは軸方向にイオンガイド又はイオントラップに沿って伸びている。あるいは、イオントラップに沿った軸方向電界が生成されることを可能にするＤＣ電極として作用する、１対の間隔をあけられた傾斜ＤＣプレートが提供され得る。
イオントラップは、好ましくは長さが５０〜２５０ｍｍであり、幅が５〜５０ｍｍであり、かつ一好適な実施の形態によれば、各スタックにおいて１４０個のＲＦ電極（すなわち、合計２８０個のＲＦ電極）を含み得る。
図３８は、イオンガイド又はイオントラップが第１のフラグメンテーション、熱化及びトラップ段４２０、その後段の質量選択的移送段４２２を含む実施の形態を示す。質量選択的移送段４２２の後段は、トラップ−飛行時間段４２４である。光ビーム成形器段４２６は、イオンガイド又はイオントラップの出口領域及びトラップ−飛行時間段４２４の下流に設けられ得る。
質量選択的移送段４２２は、好ましくは上記のようなイオントラップを含む。イオンガイド又はイオントラップ全体のうちの段４２０、４２２、４２４、４２６のそれぞれは、また好ましくはＲＦ電極４２８からなる間隔をあけたスタック及び対応の上部及び下部ＤＣ電極４３０からなる間隔をあけたスタックを含み得る。端板４３２がまた好ましくは設けられる。
最初のフラグメンテーション、熱化及びトラップ段４２０は、好ましくは有効軸方向ポテンシャルにおけるリップルが無視できるものでしかないように動作され得る。フラグメンテーション、熱化及びトラップ段は、好ましくは比較的緩やかな駆動軸方向電界がその段にわたって維持され得る。一実施の形態によれば、イオンは、ある動作モードにおいてこの段４２０内で好ましくは蓄積され、かつ必要に応じてフラグメント化される。次いで、親又はフラグメントイオン群は、好ましくは質量選択的移送段４２２へ移送される。好ましくは、フラグメンテーション、熱化及びトラップ段４２０は、質量選択的排出が好ましくは下流の質量選択的移送段４２２において生じる間に、入射イオンを蓄積するように構成される。
質量選択的移送段４２２は、好ましくは概して上記のやり方で動作する。比較的大きな質量依存性リップルが好ましくは有効軸方向ポテンシャルにおいて与えられる。
質量選択的移送段４２２の下流に設けられたトラップ−飛行時間段４２４は、好ましくは軸方向有効ポテンシャルにおけるリップルが無視できる。トラップ−飛行時間段４２４は、好ましくはイオンを蓄積し、イオンパケットを下流に配置されたビーム成形器段４２６へ送る。トラップ−飛行時間段４２４は、好ましくは比較的緩やかな駆動電界がこの段４２４の軸方向長さにわたって維持される。
イオンガイド又はイオントラップからのイオンの抽出は、好ましくは図３９に示すような可変質量依存性遅延によってプッシャとの同期がとられる。その他の段とは対照的に、ビーム成形器段４２６は、好ましくはＲＦ専用電極段を含む。従って、ポテンシャルは、好ましくはこの段４２６におけるいずれのＤＣ電極にも印加されない。従って、ＤＣ電極は、ビーム成形器段４２６に設けなくてもよい。ビーム成形器段４２６は、好ましくは軸方向有効ポテンシャルにおいてリップルが無視できる。
図４０に示すように、好ましくは、ビーム成形器段４２６は、好ましくは内部アスペクト比が変化する複数の異なるプレート４４０を含み得る。内部アスペクト比は、好ましくは後段の分析段に導入されるようにイオンビームの断面プロフィールを用意及び／又は改変し得る。その後段の分析段は、好ましくは四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計などの質量分析計段を含む。従って、一実施の形態によれば、ビーム成形器段４２６は、イオンビームの断面プロフィールが下流四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計１４に受け取られるのに最適となるように、イオンビームの断面プロフィールを成形し得る。
一実施の形態によれば、上記好適なイオンガイド又はイオントラップの電極は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装され得る。電極のＰＣＢ上への実装は、イオントラップがどのように配線されるかに関してフレキシビリティを与える。都合がよいことに、ＰＣＢの孔は、所望のイオン−光性能を得るのに十分に正確であることが分かった。
図４１は、概して４５０で示した好適なイオントラップの端部の示す図である。このイオントラップは、複数のＲＦ電極４５２並びに上部及び下部ＤＣ電極４５４を含む。ＲＦ電極４５２は、好ましくはＲＦプレート電極を含み、好ましくはＰＣＢ４５６、４５８上に直接実装される。１スタックのＲＦ電極が好ましくは第１のＰＣＢ４５６上に実装され、第２のスタックのＲＦ電極が好ましくは第２のＰＣＢ４５８上に実装される。好ましくは、上部及び下部ＤＣ電極４５４は、好ましくは端部コネクタ４６２を介してＰＣＢ４５６、４５８上に実装される部材４６０上に実装される。
間隔のあいた上部及び下部ＤＣ電極４５４並びにＲＦ電極４５２によって規定される通路又はイオンガイド領域は、好ましくはイオン抽出経路を有するイオン抽出容積を表すか、又は含む。この例において、イオン抽出容積は、上部及び下部ＤＣ電極４５４並びにＲＦ電極４５２の間隔によって規定される矩形面を有する直方体である。その間隔は、好ましくはそれぞれ１４ｍｍ及び８ｍｍであり、そのアスペクト比は１．７５である。他の次元及び／又はアスペクト比も考えられる。しかし、なお、立方体イオン抽出容積（アスペクト比が１．０）とは異なり、直方体イオン抽出容積を設けることは、特に所望の軸方向有効ポテンシャルの生成について有利である。
図４１に示すイオントラップは、好ましくは上部プレート４６３及び下部プレート４６４をさらに含む。上部及び下部プレート４６３、４６４は、金属から形成され得、ＰＣＢ４５６、４５８に対向するようにガスケット４６６を用いて配置され得、ねじ２６８などの適切な固定手段を用いて所定位置に固定され得る。ガス入口４７０が上部プレート４６２に設けられ得る。好ましくは、ＲＦ電極４５２は、好ましくはＰＣＢ４５６、４５８を通って突き出たタブ４５２ａを有し、これにより簡便な配線が可能となる。同様に、好ましくは、上部及び下部ＤＣ電極４５４は、好ましくは部材４６０を通って突き出たタブ４５４ａを有し、これによりＤＣ電極の簡便な配線が可能となる。
各ＤＣ電極４５４は、独立した部材４６０に取り付けられ得、各ＤＣ電極４５４又は部材４６０ユニットは、互いに間隔をあけて配置される。このように、開口部は、好ましくは上部ＤＣ電極４５４又は部材４６０ユニットの間に設けられ、ガスがガス入口４７０からセルに入ることを可能にする。適切に成形された入口及び出口開口部を含む入口及び出口プレートアセンブリは、好ましくはガスケットを使用してＰＣＢ４５６、４５８並びに上部及び下部プレート４６２、４６４の端部に固定される。
図４２は、一実施の形態にしたがって使用され得る中空又は開口ＲＦプレート４８０、４８２の可能な設計を示す。中空又は開口プレート電極によって、容量が低減し、従ってＲＦ電源にかかる負荷が低減する。形状の異なる隣り合うプレートを提供することが可能である。プレートは、化学的にエッチングされ得、必要に応じて金メッキされ得る。図４１に例示した構築アプローチは、簡便であり、費用対効果が高く、かつ上記好適なイオンガイド又はイオントラップの製造を簡単にすることができる。イオンガイド又はイオントラップは、はんだ付けによって構築され得る。この場合、プレートを所定の位置に保持するための構築ジグを使用することが必要となる。
好適なイオンガイド又はイオントラップを質量分析計のさらなる段に結合する場合は、より分析的なユーティリティが提供され得る。上記好適な実施の形態によれば、イオントラップは、好ましくは下流の四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計に結合される。また、好適なイオンガイド又はイオントラップが直交加速飛行時間質量分析器に結合される場合に、デューティサイクルの向上が実現され得ることが考えられる。
上記好適なイオンガイド又はイオントラップは、直交加速飛行時間質量分析器に結合される場合、すべてのイオン（例えば、親及びフラグメントイオン）に対して１００％デューティサイクルが可能となる。一実施の形態において、所望のイオンは、例えばＲＦポテンシャルを変化させることによって、補助抽出電極によって、又は端板によって、パルス化されてイオンガイド又はイオントラップを出射され得る。直交加速飛行時間質量分析器のプッシャ電極のパルス化は、好ましくはイオンガイド又はイオントラップからのイオンの質量電荷比パケットの排出と一致するようにタイミングがとられ得る。抽出−パルスサイクルは、すべてのイオンがイオンガイド又はイオントラップから抽出されるまで繰り返され得、次いでイオンガイド又はイオントラップは、次の所望の質量電荷比値のイオンを排出するように調節され得る。抽出されたイオンの簡易操作及び単一エネルギー性は、従来の３Ｄ四重極イオントラップ（ＱＩＴ）構成に比べて著しい利点を提供する。１００％デューティサイクルは、イオン抽出デバイスがイオンを１００％の効率で蓄積し、イオン抽出デバイスの上流にある効率が１００％のイオントラップ領域によって隔離され、同時にイオンを順次飛行時間質量分析器へ排出することに依存する。
一実施の形態において、上流のイオントラップ領域が、イオンが下流段に入ることを防止するように適切にバイアスされた別の好適なイオン抽出デバイスを含むこと考えられる。
また、直交加速飛行時間質量分析器を用いた好適なイオン抽出デバイスの動作は、特にアナログ−デジタル変換器（［ＡＤＣ」）獲得電子機器に結合される場合に、信号対ノイズ比を向上させることができることが分かった。ＡＤＣ変換器は、高イオン電流に対して、時間−デジタル変換器（［ＴＤＣ」）に比べて著しいダイナミック範囲を有するという利点がある。しかし、イオン電流が低い場合、そのノイズ特性が低いために特に長い積分期間にわたっては弱い信号が不明瞭になる。信号対ノイズの改善は、二つの概念、すなわちイオン信号をより短い時間パケットに集中させること、及びより小さな離散質量範囲に集中させることに依拠する。
図４３は、抽出パルス幅「Ｗ」及びトラップ時間「Ｔ」がｎ個の離散かつ等しい質量範囲に分けられた蓄積イオントラップ１７０の安定した実施（すなわち一定なデバイスへのイオン信号）を示す。イオントラップが１００％の効率であり、かつあらゆる質量のイオンを等しく出射するならば、いずれの特定の質量に対しても、その抽出フェーズの間にイオンパケットの強度は、等価な連続実験よりもｎ（Ｗ＋Ｔ）／Ｗ倍強い（かつＷ／ｎ（Ｗ＋Ｔ）の率でより短い時間で出射される）。信号対ノイズは、信号がない間はＡＤＣがデータを獲得する必要がないので劇的に改善される。ＡＤＣに設定される獲得の質量範囲は、その時点での上記好適な実施の形態のイオントラップによって出射されるイオンに関係する。典型的には、上記好適なイオントラップは、対象の全質量範囲を覆うために１０個の独立した離散質量範囲にわたって出射するよう設定され得る。ここで、データは、イオントラップによって出射されるイオンに対応する質量チャネルに記録されるだけである。
イオントラップ対抽出比は、イオントラップ内に含まれた全電荷が（Ｗ＋Ｔ）／Ｗの比で増加するので、イオントラップの空間電荷容量によってのみ制限される。
選択荷電状態を選択することの有用性は、これまでに理解された。また、それはプロテオミックス型のアプリケーションにおいて信号対ノイズ比を改善するために重要である。例えば、タンデムイオン移動度分光計は、四重極質量フィルタを用いてタンデムにスキャンされ、選択荷電状態を選択し得る。また、好適なイオン抽出デバイスの出力は、移動度セパレータとして動作する場合、四重極質量フィルタ又は軸方向飛行時間（又は他の質量フィルタ／分析器）などの質量分析手段によってフィルタリングされ、所望の荷電状態の完全な選択を与えるので、例えば、プロテオミックス実験において信号対ノイズ比を改善し得る。本発明のイオン抽出デバイスの移動度分離デバイスとしての動作原理は、有効ポテンシャルの大きさがガス圧力及びイオン断面とともに変化することをさらに考慮して考えられるべきである。Ｔｏｌｍａｃｈｅｖ （Ａ．Ｖ．Ｔｏｌｍａｃｈｅｖ ｅｔ ａｌ：Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂ １２４ （１９９７） １１２−１１９）は、剛体球モデルを利用して、有効ポテンシャルの大きさがガス圧力及びイオン断面とともにどのように変化するかを予測する。乗法的減衰率γが有効ポテンシャルに組み込まれるべきであり、以下によって与えられる。
Figure 2009502017
ここで、
Figure 2009502017
ここで、ωは、ＲＦ駆動電界の角周波数、ｍは、背景ガス分子の質量、Ｍは、イオンの質量、ｎは、バッファガスの数密度、ｖは、平均マックスウェルガス速度、σは、イオンの衝突断面である。
このモデルによれば、ガス圧力が増加するにつれ、有効ポテンシャル場が減衰することが予測される。特に、イオンが１ＲＦサイクルの期間に残留ガス分子と多数回衝突するならば、有効ポテンシャルは低減されることが読み取れる。イオンの移動度は、以下の関係式によってその衝突断面と関係付けられる（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．１９９８、７０、２２３６−２２４２）。
Figure 2009502017
ここで、Ｔは、絶対温度、Ｐは、ｍｂａｒ単位の圧力、ｋはボルツマン定数である。
次いで、イオン抽出デバイス内のガス圧力は、項γが１よりも著しく小さくなり（低い圧力においてγは、すべてのイオンに対して１に等しく、かつ有効ポテンシャルの減衰がない）、ポテンシャル井戸の位置が上記の有効ポテンシャルの変化によって移動するにつれて、異なる断面又はイオン移動度のイオンが異なる位置を占めるようにされ得るように調節される。従って、イオンのデバイスからの移動度選択的抽出は、ガス圧力、又はさらに好ましくは印加されるＲＦ電圧もしくはＤＣトラップ電圧のいずれかを上記の質量選択的排出と同じやり方で変化させることによって達成され得る。典型的には、イオン移動度セパレータとしてデバイスを使用するためのガス圧力は、０．１〜１０ｍｂａｒであるが、これに限定されない。
上記好適なイオンガイド又はイオントラップは、衝突セルとして動作され得る。そうするために、イオンガイド又はイオントラップは、好ましくはイオンが所望のイオンエネルギーでイオンガイド又はイオントラップ中へ加速されるようなポテンシャルに保持される。イオンは、好ましくはフラグメンテーションするのに十分なエネルギーでイオンガイド又はイオントラップ中に存在するガスに衝突するように構成される。イオンは、好ましくはイオンガイド又はイオントラップの長さにわたって移動する際に概して熱化される。イオンは、好ましくはイオンガイド又はイオントラップの出口に到達する時間までに、低いエネルギーで注入された、未フラグメント化イオンが分離され得るのと同じやり方で質量電荷比にしたがって分離され得る。
一好適な実施の形態にかかる質量分析計の例を図４４に示す。イオンは、好ましくはエレクトロスプレー又はＭＡＬＤＩ源などのイオン源１８０において生成される。次いで、イオンは、好適なイオントラップ１８２を通って従来の四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計１８４へ渡される。次いで、イオンは、好適なイオントラップ１８６を通過する。最後に、次いで、イオンは、質量分析器段１８８に移送される。質量分析器段１８８は、四重極質量分析器、飛行時間質量、フーリエ変換質量分析計、扇形磁場質量分析器、イオン−トラップ質量分析器、又は別の形態の質量分析計を含み得る。
上記好適な実施の形態によれば、上記好適な質量分析計は、好ましくは充満−隔離−抽出サイクルで動作される。イオンは、好ましくは好適なイオントラップ１８６の空間電荷容量を好ましくは超えないような期間に好適なイオントラップ１８６に入ることが可能にされる。次いで、好適なイオントラップ１８６は、好ましくはいずれのさらなるイオンも入らないように隔離される。最後に、イオンは、好ましくは質量分析計のさらなる下流段へ順次抽出される。イオン抽出デバイス又はイオントラップ１８６を隔離して人為結果を防止するのが望ましい。例えば、デバイスが質量電荷比の低いイオン（ＭLと表記）を排出することによって開始し、漸次質量電荷比がより高いイオン（ＭHと表記）を排出するように進む場合、その時に好適なイオントラップ１８６に到達するＭLのいずれのイオンもまた移送される。例えば、上記好適なイオントラップが移動度の高いイオンを排出することによって開始し、次いで移動度がより低いイオンを排出するようにスキャンされる場合に、同様の効果が生じ得る。そのような人為結果は、イオン抽出デバイス又は好適なイオントラップ１８６が飛行時間又は他の質量分析計段とインタフェースがとられる場合に最適には検出されないか、又は簡単なイオン検出器に単純にインタフェースがとられる場合は混乱を起こす。
図４４は、また好ましくは好適なイオン抽出デバイス又はイオントラップを含む上流のイオンガイド１８２が設けられ得ることを示す。エレクトロスプレーイオン化の場合、エレクトロスプレーの大気イオン化処理とのインタフェースをとった結果、差動排気型の上流チャンバは、四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計の最適動作に必要な圧力よりも高い圧力に必ずなり得る。好適なイオントラップ１８２がそのような高い圧力で動作される場合、イオン抽出デバイス又はイオントラップは、効率のよい移動度セパレータとして動作され得る。従って、一実施の形態において、イオントラップ１８２は、例えば多価ペプチドに対する信号対ノイズを改善するために、四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計１８４の上流に設けられるイオン移動度選択的イオントラップを含み得る。下流のイオントラップ１８６からの質量選択的排出は、後段の飛行時間又は他の質量分析器段１８８に対して１００％までのデューティサイクルを与えるように生じ得る。
すべてが同じ質量電荷比（Ｍc）を有する［ｎＭc］n+という形態のクラスターイオンを分離する実験例では、第１の四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計を使用して質量電荷比がＭcのイオンを選択し、次いでそのイオンを好適なイオン移動度選択的イオントラップへ渡し、次いでこの好適なイオン移動度選択的イオントラップは、イオンをイオン移動度にしたがって順次排出し得る。最高の移動度（かつより高い荷電状態）のイオンは、より低い荷電状態のイオンよりも前にイオン抽出デバイス又はイオントラップの中心に閉じ込められ、かつ最初に抽出される。このような実験は、従来の質量分析ではこれらの種の区別ができなかった非共有タンパク質凝集研究において有用である。
計算を行って、図２及び３に例示したように質量選択的イオン移送段に結合された四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計についてのデューティサイクルがどれだけ改善したかを決定した。デューティサイクルの改善は、図４５に示めされ、四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計が質量選択的イオン移送段との結合なしに動作される場合と関係がある。改善は、質量選択的イオン移送段を用いた四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計のデューティサイクルと質量選択的イオン移送段を用いない四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計のデューティサイクルとの比として提示される。デューティサイクルの非常に大きな改善が広いイオン質量範囲にわたって見られることが分かる。比較的低いイオン質量又は質量電荷比において改善はさらに顕著である。物理的に、これは、イオン質量範囲にわたって多少の一定の質量分解能（上記定義）を有する質量又は質量電荷比選択的イオン移送段の性質による。これから、比較的低い質量Ｍにおいては、イオンが質量Ｍと異なり得、かつなおも質量Ｍのイオンと区別され得る質量単位（ΔＭ）の最小数がＭの高い場合よりも小さいことが導かれる。従って、より大きなイオン群が任意の与えられた時点で四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計に導入されることは、四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計によってイオン質量が移送されることに対応する。言い換えると、質量選択的イオン移送段からのイオン排出と四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計の質量スキャンのより有効な同期が達成される。
イオン移送段は、好ましくはイオンの質量選択的排出が質量又は質量電荷比の高いイオンから質量又は質量電荷比の低いイオンへと行われるように構成される。しかし、好ましさは劣るが、質量又は質量電荷比選択的イオントラップは、最初に質量又は質量電荷比が比較的低いイオンを排出し、質量又は質量電荷比が比較的高いイオンの排出へ向かって上昇するようにスイープし得る。
例えば、図１９Ａに図示及び説明した上記好適な実施の形態にかかるイオントラップを詳細に説明したが、好ましさが劣る実施の形態によれば、イオントラップは、他の形態をとり得る。
例えば、好ましさが劣る一実施の形態によれば、イオントラップ１２は、複数の電極を含み得る。ここで、１つ以上の実質的に静的で不均一な電界がイオントラップ１２の長さに沿って生成される。二次又は非二次ポテンシャル井戸が好ましくはイオントラップ１２の長さに沿って生成される。時間的に変化する均一な軸方向電界は、好ましくは好適なイオントラップ１２の長さに沿って重ね合わされる。時間的に変化する均一な軸方向電界は、好ましくはイオントラップ１２内に位置するイオンのうちの大多数のイオンの共鳴又は基本振動周波数よりも大きな周波数で変化させる。イオンは、好ましくは時間的に変化する均一な軸方向電界の振動の振幅及び／又は周波数を変化させることによって、共鳴によらずにイオントラップ１２から排出される。
また、イオントラップの軸方向長さに沿ってイオンを推進させるために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧がイオントラップを構成する軸方向にセグメント化された電極に印加され得る実施の形態が考えられる。
好適な実施の形態によれば、イオントラップは、使用時にイオンが移送される複数の環状電極又は開口部を有する電極を含み得る。イオンガイド内にイオンを閉じ込め、かつ周期的擬ポテンシャル井戸をイオントラップの長さに沿って生成させるポテンシャル場を生成するために、ＤＣ及びＡＣ／ＲＦ電圧の組み合わせが好ましくは環状電極又は開口部を有する電極に印加され得る。さらに、印加される電圧は、またイオントラップの長さに沿ってイオンを推進させるように作用するさらなる静的又は過渡的な軸方向電界を生成され得る。
さらなる実施の形態によれば、イオントラップは、３Ｄ四重極又はポールイオントラップ、２Ｄ又は直線四重極イオントラップ、又は磁気又はペニングイオントラップを含み得る。このようなイオントラップは、当該分野で周知であるのでそのさらなる詳細は省略する。
本発明を好適な実施の形態を参照して記載したが、添付の特許請求の範囲に記載の発明の範囲を逸脱せずに種々の変更が形態及び詳細に対してなされ得ることが当業者には理解される。
図１は、本発明の好適な実施の形態を例示する模式図を示す。 図２は、本発明の一実施の形態を示す。 図３は、図２に示す実施の形態の動作を例示する。 図４は、一実施の形態に係るＤＣ電極及びＲＦ並列ロッドセットイオントラップの断面図を示す。 図５Ａは、本発明の一実施の形態に係るイオン抽出デバイスのｘｙ平面における断面図を示し、図５Ｂは、端板の端面図を示す。 図６は、好適なイオントラップの側面図を示す。 図７は、別の好適なイオン抽出デバイスの側面図を示す。 図８は、さらなる好適なイオン抽出デバイスの側面図を示す。 図９は、イオン抽出デバイスの一実施の形態の斜視側面図を示す。 図１０は、イオン抽出デバイスの一実施の形態の斜視側面図を示す。 図１１は、イオン抽出デバイスの一実施の形態の斜視側面図を示す。 図１２は、図２に示すようなイオン抽出デバイスを使用して生成されるｙ軸に沿った典型的な静電ポテンシャル井戸を示す。 図１３は、図５Ａに示すようなデバイスを使用して生成されるｘ軸に沿った典型的な負の分散プロットを示す。 図１４は、図５Ａに示すようなデバイスを使用して生成されるｘ軸に沿った有効ポテンシャル井戸の形状を示す。 図１５は、図５Ａに示すようなデバイスを使用して生成されるｘ軸に沿った静電及び動重力ポテンシャルの組み合わせによる合成ポテンシャルを示す。 図１６Ａは、Ｍ＝１０００及びｚ＝２を有するイオンに対するポテンシャル極小の位置を、図１６Ｂは、Ｍ＝５００及びｚ＝２を有するイオンに対するポテンシャル極小の位置を、図１６Ｃは、Ｍ＝２５０及びｚ＝２を有するイオンに対するポテンシャル極小の位置を示す。 図１７は、好適なイオン抽出デバイスの出口領域の断面図を示す。 図１８は、別の実施の形態に係るイオン抽出デバイスの出口領域の断面図を示す。 図１９Ａは、ＤＣ電極／ＲＦ電極構成の断面図を、図１９Ｂは、一実施の形態に係る直方体デバイスの斜視図を示す。 図２０Ａは、ｘｚ平面における好適なイオントラップの断面図を、図２０Ｂは、側面図を、図２０Ｃは、後端面図を、図２０Ｄは、好適なイオン抽出デバイスの前端面図を示す。 図２１は、イオン抽出デバイスの一実施の形態に係るＲＦ電極の平面図であり、ＲＦポテンシャルの電極への印加を示す。 図２２は、ｘ方向におけるＲＦ有効ポテンシャル井戸を示す。 図２３は、ｚ方向におけるＤＣ静電ポテンシャル井戸を示す。 図２４は、ｙ方向又は軸方向における有効ポテンシャルを示す。 図２５Ａは、デバイスの中心での質量電荷比=２０００のイオンについてのｙ方向又は軸方向における好適なイオン抽出デバイス内の有効ポテンシャルを、図２５Ｂは、ＲＦ電極での質量電荷比=２０００のイオンについての有効ポテンシャルを、図２５Ｃは、デバイスの中心での質量電荷比=２００のイオンについての有効ポテンシャルを、図２５Ｄは、ＲＦ電極での質量電荷比=２００のイオンについての有効ポテンシャルを示す。 図２６は、Ｖ０=２００Ｖ及び質量電荷比=２０００の場合のｘｙ平面（ｚ＝０）におけるポテンシャルを示す。 図２７は、Ｖ０=２００Ｖ及び質量電荷比=５０の場合のｘｙ平面（ｚ＝０）におけるポテンシャルを示す。 図２８は、Ｖ０=５０Ｖ及び質量電荷比=５０の場合のｘｙ平面（ｚ＝０）におけるポテンシャルを示す。 図２９は、Ｖ０=５０Ｖ及び質量電荷比=２０００の場合のｘｙ平面（ｚ＝０）におけるポテンシャルを示す。 図３０は、Ｖ０=５０Ｖ及び質量電荷比=５０の場合のｘｙ平面（ｘ＝０）におけるポテンシャルを示す。 図３１は、Ｖ０=５０Ｖ及び質量電荷比=５０の場合のｙｚ平面（ｘ＝０）におけるポテンシャルを示す。 図３２は、Ｖ０=５０Ｖ、質量電荷比=２００、Ｖｅｎｔ=Ｖｅｘｔ=１Ｖの場合のｙｚ平面（ｘ＝０）ポテンシャルを示す。 図３３Ａは、比較的高い質量電荷比のイオンについてドリフト電界を印加した場合のｙ方向の有効ポテンシャルを、図３３Ｂは、比較的低い質量電荷比のイオンについてドリフト電界を印加した場合のｙ方向の有効ポテンシャルを示す。 図３４は、本発明のイオン抽出デバイスのＲＦ電極の平面図であり、電極グループのＲＦポテンシャルの共通位相への接続を示す。 図３５は、出口プレートを示す。 図３６Ａは、質量電荷比=５００のイオンについてｘ方向における有効ポテンシャルを、図３６Ｂは、質量電荷比=５０のイオンについてｘ方向における有効ポテンシャルを示す。 図３７は、上記好適なイオントラップの端板としての使用に適切な種々の電極構造を示す。 図３８は、好適な実施の形態に係る多段イオントラップ及び関連のＤＣポテンシャルエネルギー図を示す。 図３９は、好適なイオントラップについてのトラップ−ＴＯＦ段及びパルス化抽出方式を示す。 図４０は、好適なイオントラップのビーム成形器部を示す。 図４１は、好適な実施の形態に係る、部分的に構築されたイオントラップの端面図を示す。 図４２は、本発明の一実施の形態に係る中空のＲＦプレートを示す。 図４３は、イオンの連続ビームを受け取る好適なイオントラップを示す。 図４４は、四重極質量フィルタ／分析器が２つの好適なイオントラップの間に設けられ、かつ、さらなる質量分析器（飛行時間質量分析器など）が設けられる好適な構成を示す。 図４５は、本発明の好適な実施の形態のイオントラップに結合されたスキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計についてのイオン質量の関数としてのデューティサイクルの、同じ質量フィルタ／分析器又は質量分析計に上流イオントラップが結合されない場合と比較した場合の改善を示す。

Claims (191)

  1. 複数の電極を含む、質量又は質量電荷比選択的イオントラップと、
    前記質量又は質量電荷比選択的イオントラップの下流に配置された第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計と、
    制御手段であって、
    （ｉ）イオンがその質量又は質量電荷比にしたがって前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるようにし、
    （ii）前記イオントラップからのイオンの選択的排出又は放出に実質的に同期するように前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンする、
    ように構成及び適合される制御手段と
    を含む質量分析計。
  2. 前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、質量又は質量電荷比スキャン型質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含む、請求項１に記載の質量分析計。
  3. 前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、四重極質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含む、請求項１又は２に記載の質量分析計。
  4. 前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、四重極ロッドセット質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含む、請求項１、２又は３に記載の質量分析計。
  5. 前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、磁場型質量フィルタ／分析器又は質量分析計を含む、請求項１又は２に記載の質量分析計。
  6. 前記イオントラップは、（ｉ）＜１、（ii）１〜５、（iii）５〜１０、（iv）１０〜１５、（ｖ）１５〜２０、（vi）２０〜２５、（vii）２５〜３０、（viii）３０〜３５、（ix）３５〜４０、（ｘ）４０〜４５、（xi）４５〜５０、（xii）５０〜１００、（xiii）１００〜１５０、（xiv）１５０〜２００、（xv）２００〜２５０、（xvi）２５０〜３００、（xvii）３００〜３５０、（xviii）３５０〜４００、（xix）４００〜４５０、（xx）４５０〜５００、（xxi）５００〜６００、（xxii）６００〜７００、（xxiii）７００〜８００、（xxiv）８００〜９００、（xxv）９００〜１０００、及び（xxvi）＞１０００からなる群から選択される質量又は質量電荷比分解能を有する、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  7. 前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、（ｉ）＜１００、（ii）１００〜２００、（iii）２００〜３００、（iv）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（vi）５００〜６００、（vii）６００〜７００、（viii）７００〜８００、（ix）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（xi）１０００〜１５００、（xii）１５００〜２０００、（xiii）２０００〜２５００、（xiv）２５００〜３０００、及び（xv）＞３０００からなる群から選択される質量又は質量電荷比分解能を有する、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  8. 前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の質量又は質量電荷比分解能は、前記イオントラップの質量又は質量電荷比分解能よりも大きい、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  9. 前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の質量又は質量電荷比分解能は、前記イオントラップの質量又は質量電荷比分解能よりも（ｉ）１〜２、（ii）２〜３、（iii）３〜４、（iv）４〜５、（ｖ）５〜６、（vi）６〜７、（vii）７〜８、（viii）８〜９、（ix）９〜１０、（ｘ）１０〜１１、（xi）１１〜１２、（xii）１２〜１３、（xiii）１３〜１４、（xiv）１４〜１５、（xv）１５〜１６、（xvi）１６〜１７、（xvii）１７〜１８、（xviii）１８〜１９、（xix）１９〜２０、（xx）２０〜５０、（xxi）５０〜１００、（xxii）１００〜１５０、（xxiii）１５０〜２００、（xxiv）２００〜２５０、及び（xxv）＞２５０からなる群から選択される倍数因子だけ大きい、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  10. 前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計は、前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるイオンを受け取るように構成される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  11. 前記制御手段は、イオンをその質量又は質量電荷比にしたがって前記イオントラップから順次又は漸次排出又は放出させるように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  12. 前記制御手段は、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計を実質的に連続的及び／又は直線的及び／又は漸次的及び／又は規則的にスキャンするように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  13. 前記制御手段は、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計を実質的に非連続的及び／又は段階的及び／又は非直線的及び／又は非漸次的及び／又は不規則的にスキャンするように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  14. 前記制御手段は、前記イオントラップからのイオンの選択的排出又は放出を前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の質量又は質量電荷比移送ウィンドウのスキャンと同期させるように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  15. 前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるイオンのうちの少なくともいくつかは、前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計によって前方へ移送される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  16. 前記イオントラップ及び／又は前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の上流及び／又は下流に配置された１つ以上のイオン検出器をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  17. 前記イオントラップ及び／又は前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計の下流及び／又は上流に配置されたさらなる質量分析器をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  18. 前記さらなる質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ii）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（iii）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（iv）直交加速式飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（ｖ）軸方向加速式飛行時間質量分析器、（vi）磁場型質量分析計、（vii）ポール又は三次元四重極質量分析器、（viii）二次元又は線形四重極質量分析器、（ix）ペニングトラップ質量分析器、（ｘ）イオントラップ質量分析器、（xi）フーリエ変換オービトラップ、（xii）静電フーリエ変換質量分析計、及び（xiii）四重極質量分析器からなる群から選択される、請求項１７に記載の質量分析計。
  19. 前記イオントラップは、動作モードにおいて、第１の範囲の質量電荷比を有するイオンを放出し、同時に前記第１の範囲から外れた質量電荷比を有するイオンを前記イオントラップ内に実質的に保持するように構成される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  20. 前記第１の範囲の質量電荷比は、（ｉ）＜１００、（ii）１００〜２００、（iii）２００〜３００、（iv）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（vi）５００〜６００、（vii）６００〜７００、（viii）７００〜８００、（ix）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（xi）１０００〜１１００、（xii）１１００〜１２００、（xiii）１２００〜１３００、（xiv）１３００〜１４００、（xv）１４００〜１５００、（xvi）１５００〜１６００、（xvii）１６００〜１７００、（xviii）１７００〜１８００、（xix）１８００〜１９００、（xx）１９００〜２０００、及び（xxi）＞２００0からなる群から選択される１つ以上の範囲内にある、請求項１９に記載の質量分析計。
  21. 前記イオントラップは、イオンガイド手段を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  22. 前記イオントラップは、ＲＦ電極セットを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  23. 前記ＲＦ電極セットは、少なくとも１対のＲＦ電極スタックを含む、請求項２２に記載の質量分析計。
  24. 各ＲＦ電極スタック対のスタックは、ガスセルを挟んで間隔があいており、各スタックのＲＦ電極は、イオン抽出経路に沿ってスタックされる、請求項２３に記載の質量分析計。
  25. 前記ＲＦ電極セットは、イオン抽出経路に沿って配置されるＲＦ電極のサブセットを含む、請求項２２、２３又は２４に記載の質量分析計。
  26. １つ以上のポテンシャル障壁が、前記ＲＦ電極のサブセットに印加される振動ＲＦポテンシャルにおける周期性によって前記イオントラップの軸に沿って生成される、請求項２５に記載の質量分析計。
  27. 共通位相の振動ＲＦポテンシャルを１サブセットのＲＦ電極のうちの複数の隣り合うＲＦ電極に印加して前記サブセットうちのＲＦ電極のグループ間に振動ＲＦポテンシャルの周期性を確立するための手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  28. （ｉ）一般的にイオン抽出経路をわたる少なくとも１つの軸に沿って動重力（pondermotive）イオントラップポテンシャルを生成し、（ii）イオン抽出経路に沿って、少なくも部分的に、有効ポテンシャルを生成するように振動ＲＦポテンシャルを前記電極に印加するための手段をさらに含み、前記有効ポテンシャルは、少なくとも１つのポテンシャル障壁を含み、前記ポテンシャル障壁の大きさは、一供給のイオンにおけるイオンの質量電荷比に依存し、かつ、前記イオン抽出経路をわたる軸に沿ったイオンの位置に実質的に依存せず、前記少なくとも１つのポテンシャル障壁は、前記電極に印加される振動ＲＦポテンシャルにおける周期性によって生じる、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  29. ＡＣ又はＲＦ電圧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構成及び適合されるＡＣ又はＲＦ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  30. 前記ＡＣ又はＲＦ電圧手段は、少なくともいくつかのイオンを前記イオントラップ内に半径方向に閉じ込めるために、前記ＡＣ又はＲＦ電圧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構成及び適合される、請求項２９に記載の質量分析計。
  31. 前記ＡＣ又はＲＦ電圧手段は、ＡＣ又はＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に印加するように構成及び適合される、請求項２９又は３０に記載の質量分析計。
  32. 前記ＡＣ又はＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ii）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（iii）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（iv）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（vi）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（vii）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（viii）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ix）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、及び（xi）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣ又はＲＦ電圧を供給するように構成及び適合される、請求項２９、３０又は３１に記載の質量分析計。
  33. 前記ＡＣ又はＲＦ電圧手段は、（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ＡＣ又はＲＦ電圧を供給するように構成及び適合される、請求項２９〜３２のいずれかに記載の質量分析計。
  34. 前記イオントラップは、イオンを前記イオントラップ内に半径方向に閉じ込める手段を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  35. 前記イオントラップは、動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルを生成するための手段を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  36. 前記動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルは、前記イオントラップを通るガス及び／又はイオンのフローの方向を横切るか又はそれに直交する方向に生成される、請求項３５に記載の質量分析計。
  37. 前記動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルは、静電又はＤＣイオントラップポテンシャルの方向に直交する方向に生成される、請求項３５又は３６に記載の質量分析計。
  38. 前記動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルは、前記イオントラップの長さに沿って印加される軸方向電界の方向に直交する方向に生成される、請求項３５、３６又は３７に記載の質量分析計。
  39. 前記イオントラップは、周期性を有する複数の軸方向擬ポテンシャル井戸を生成する手段を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  40. 前記軸方向擬ポテンシャル井戸の振幅は、イオンの質量電荷比に依存する、請求項３９に記載の質量分析計。
  41. 静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  42. 前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸は、前記イオントラップを通るガス及び／又はイオンのフローの方向を横切るか又はそれに直交する方向に生成される、請求項４１に記載の質量分析計。
  43. 前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸は、動重力又はＲＦポテンシャルが生成される方向に直交する方向に生成される、請求項４１又は４２に記載の質量分析計。
  44. 前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸は、前記イオントラップの長さに沿って印加される軸方向電界の方向に直交する方向に生成される、請求項４１、４２又は４３に記載の質量分析計。
  45. 前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、少なくとも１対の電極を含み、前記少なくとも１対の電極うちの電極は、ガスセルを挟んで間隔をあけられる、請求項４１〜４４のいずれかに記載の質量分析計。
  46. 前記静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を生成するための手段は、ガスセルに沿って配置される一連の電極対を含む、請求項４１〜４５のいずれかに記載の質量分析計。
  47. イオンが前記イオントラップの抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルを与えるためのさらなるポテンシャルを生成するための手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  48. 前記イオントラップは、前記イオンが前記抽出領域から抽出されることを防止する有効ポテンシャルの特性が、少なくとも部分的に、動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルの生成によって生じるように構成される、請求項４７に記載の質量分析計。
  49. 前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％に沿って軸方向電界を印加するための手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  50. 前記イオントラップは、イオン抽出経路に沿ってドリフトポテンシャルを印加するための手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  51. イオンを選択的に抽出するために前記ドリフトポテンシャルの大きさを変化させるための手段をさらに含む、請求項５０に記載の質量分析計。
  52. 前記イオントラップは、ガス体での一供給のイオンが使用時に位置するガスセルを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  53. 前記ガスセルの少なくとも一部は、ガスのフローに同伴するイオンが輸送され得るガスフロー導管であって、前記導管がガスフローの方向を有する、ガスフロー導管を含む、請求項５２に記載の質量分析計。
  54. 前記ガスフローを提供するためのガスフロー手段をさらに含む、請求項５３に記載の質量分析計。
  55. 前記イオントラップは、イオン抽出経路を規定するイオン抽出容積を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  56. 前記イオン抽出容積は、幅、高さ及び長さを有する直方体を含む、請求項５５に記載の質量分析計。
  57. 前記直方体の幅の高さに対する比は、（ｉ）≧１、（ii）≧１．１、（iii）≧１．２、（iv）≧１．３、（ｖ）≧１．４、（vi）≧１．５、（vii）≧１．６、（viii）≧１．７、（ix）≧１．８、（ｘ）≧１．９及び（xi）≧２．０からなる群から選択される、請求項５６に記載の質量分析計。
  58. 所定の質量電荷比又はイオン移動度を有するイオンを前記イオントラップの抽出領域から選択的に抽出するためのイオン抽出手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  59. 前記イオントラップ内の所定の空間位置に位置するイオン群を空間選択的に抽出するためのイオン抽出手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  60. 前記イオン抽出手段は、ガスセルにわたって配置され、内部に開口部が形成されるイオン障壁を含む、請求項５８又は５９に記載の質量分析計。
  61. 前記開口部を通してイオンを抽出するために抽出電界を印加するための手段をさらに含む、請求項６０に記載の質量分析計。
  62. 前記イオントラップは、前記開口部と連絡し、漏洩誘電体から形成され、内部に向かって伸びるチューブをさらに含む、請求項６０又は６１に記載の質量分析計。
  63. 前記イオントラップの軸方向長さに沿って生成される複数の軸方向擬ポテンシャル井戸を変化又はスキャンするための手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  64. 所定の質量電荷比又はイオン移動度のイオンが前記イオントラップから選択的に抽出されるように有効ポテンシャルを変化させるための手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  65. 前記有効ポテンシャルを変化させるための手段は、イオンを選択的に抽出するように振動ＲＦポテンシャルを変化させる、請求項６４に記載の質量分析計。
  66. 前記有効ポテンシャルを変化させるための手段は、選択された１群のイオンを所定の空間位置に移動させるために前記イオントラップ内の動重力又はＲＦイオントラップポテンシャルを変化させる、請求項６４又は６５に記載の質量分析計。
  67. 前記有効ポテンシャルを変化させるための手段は、選択された１群のイオンを所定の空間位置に移動させるために前記イオントラップ内の静電又はＤＣイオントラップポテンシャル井戸を変化させる、請求項６４、６５又は６６に記載の質量分析計。
  68. 選択された１群のイオンを所定の空間位置に移動させるためにガス体の圧力を変化させるための手段をさらに含む、請求項６４〜６７のいずれかに記載の質量分析計。
  69. 前記イオントラップは、イオンがキャリアガスの層流に同伴し、電界が前記層流を横切って印加される障壁領域内にトラップされるデバイスを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  70. 前記イオントラップは、第１の動作モードにおいて１つ以上のＤＣ、実又は静的ポテンシャル井戸又は実質的に静的で不均一な電界を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成及び適合される第１の手段を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  71. 前記第１の手段は、少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個又は＞１０個のポテンシャル井戸を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成及び適合される、請求項７０に記載の質量分析計。
  72. 前記第１の手段は、１つ以上の実質的に二次のポテンシャル井戸を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成及び適合される、請求項７０又は７１に記載の質量分析計。
  73. 前記第１の手段は、１つ以上の実質的に非二次のポテンシャル井戸を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持するように構成及び適合される、請求項７０又は７１に記載の質量分析計。
  74. 前記第１の手段は、１つ以上のポテンシャル井戸を前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に沿って維持するように構成及び適合される、請求項７０〜７３のいずれかに記載の質量分析計。
  75. 前記第１の手段は、（ｉ）＜１０Ｖ、（ii）１０〜２０Ｖ、（iii）２０〜３０Ｖ、（iv）３０〜４０Ｖ、（ｖ）４０〜５０Ｖ、（vi）５０〜６０Ｖ、（vii）６０〜７０Ｖ、（viii）７０〜８０Ｖ、（ix）８０〜９０Ｖ、（ｘ）９０〜１００Ｖ、及び（xi）＞１００Ｖからなる群から選択される深さを有する１つ以上のポテンシャル井戸を維持するように構成及び適合される、請求項７０〜７４のいずれかに記載の質量分析計。
  76. 前記第１の手段は、前記第１の動作モードにおいて、前記イオントラップの軸方向長さに沿って第１の位置に位置する極小を有する１つ以上のポテンシャル井戸を維持するように構成及び適合される、請求項７０〜７５のいずれかに記載の質量分析計。
  77. 前記イオントラップは、イオン入口及びイオン出口を有し、前記第１の位置は、前記イオン入口から下流へ距離Ｌのところ、及び／又は、前記イオン出口から上流へ距離Ｌのところに位置し、ここで、Ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ii）２０〜４０ｍｍ、（iii）４０〜６０ｍｍ、（iv）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（vi）１００〜１２０ｍｍ、（vii）１２０〜１４０ｍｍ、（viii）１４０〜１６０ｍｍ、（ix）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、及び（xi）＞２００ｍｍからなる群から選択される、請求項７６に記載の質量分析計。
  78. 前記第１の手段は、１つ以上のＤＣ電圧を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を含む、請求項７０〜７７のいずれかに記載の質量分析計。
  79. 前記第１の手段は、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って変化又は増加する電界強度を有する電界を与えるように構成及び適合される、請求項７０〜７８のいずれかに記載の質量分析計。
  80. 前記第１の手段は、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に沿って変化又は増加する電界強度を有する電界を与えるように構成及び適合される、請求項７０〜７９のいずれかに記載の質量分析計。
  81. 前記イオントラップは、前記第１の動作モードにおいて、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界を維持するように構成及び適合される第２の手段を含む、請求項７０〜８０のいずれかに記載の質量分析計。
  82. 前記第２の手段は、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に沿って前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界を維持するように構成及び適合される、請求項８１に記載の質量分析計。
  83. 前記第２の手段は、１つ以上のＤＣ電圧を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に供給するための１つ以上のＤＣ電圧源を含む、請求項８１又は８２に記載の質量分析計。
  84. 前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って、いずれの時点においても、実質的に一定の電界強度を有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される、請求項８１、８２又は８３に記載の質量分析計。
  85. 前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％に沿って、いずれの時点においても、実質的に一定の電界強度を有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される、請求項８１〜８４のいずれかに記載の質量分析計。
  86. 前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、時間とともに変化する電界強度を有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される、請求項８１〜８５のいずれかに記載の質量分析計。
  87. 前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、時間とともに少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％だけ変化する電界強度を有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される、請求項８１〜８６のいずれかに記載の質量分析計。
  88. 前記第２の手段は、前記第１の動作モードにおいて、時間とともに方向が変化する軸方向電界を生成するように構成及び適合される、請求項８１〜８７のいずれかに記載の質量分析計。
  89. 前記第２の手段は、時間とともに変化するオフセットを有する軸方向電界を生成するように構成及び適合される、請求項８１〜８８のいずれかに記載の質量分析計。
  90. 前記第２の手段は、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界を第１の周波数ｆ1を用いて、又はそれにおいて変化させるように構成及び適合され、ここで、ｆ1は、（ｉ）＜５ｋＨｚ、（ii）５〜１０ｋＨｚ、（iii）１０〜１５ｋＨｚ、（iv）１５〜２０ｋＨｚ、（ｖ）２０〜２５ｋＨｚ、（vi）２５〜３０ｋＨｚ、（vii）３０〜３５ｋＨｚ、（viii）３５〜４０ｋＨｚ、（ix）４０〜４５ｋＨｚ、（ｘ）４５〜５０ｋＨｚ、（xi）５０〜５５ｋＨｚ、（xii）５５〜６０ｋＨｚ、（xiii）６０〜６５ｋＨｚ、（xiv）６５〜７０ｋＨｚ、（xv）７０〜７５ｋＨｚ、（xvi）７５〜８０ｋＨｚ、（xvii）８０〜８５ｋＨｚ、（xviii）８５〜９０ｋＨｚ、（xix）９０〜９５ｋＨｚ、（xx）９５〜１００ｋＨｚ、及び（xxi）＞１００ｋＨｚからなる群から選択される、請求項８１〜８９のいずれかに記載の質量分析計。
  91. 前記第１の周波数ｆ1は、前記イオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％の共鳴又は基本調波周波数（resonance or fundamental harmonic frequency）よりも大きい、請求項９０に記載の質量分析計。
  92. 前記第１の周波数ｆ1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％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、１６０％、１７０％、１８０％、１９０％、２００％、２５０％、３００％、３５０％、４００％、４５０％又は５００％だけ、前記イオントラップ内のイオントラップ領域内に位置するイオンのうちの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％の共鳴又は基本振動周波数よりも大きい、請求項９０又は９１に記載の質量分析計。
  93. 前記イオントラップは、動作モードにおいて、少なくともいくつかのイオンを前記イオントラップのトラップ領域から実質的に共鳴によらずに排出し、同時に他のイオンは、前記イオントラップの前記トラップ領域内に実質的にトラップされたままとなるように構成されるように構成及び適合される排出手段を含む、請求項７０〜９２のいずれかに記載の質量分析計。
  94. 前記排出手段は、時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振幅を変更及び／又は変化及び／又はスキャンするように構成及び適合される、請求項９３に記載の質量分析計。
  95. 前記排出手段は、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振幅を増加させるように構成及び適合される、請求項９４に記載の質量分析計。
  96. 前記排出手段は、時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振幅を実質的に連続的及び／又は直線的及び／又は漸次的及び／又は規則的に増加させるように構成及び適合される、請求項９４又は９５に記載の質量分析計。
  97. 前記排出手段は、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振幅を実質的に非連続的及び／又は非直線的及び／又は非漸次的及び／又は不規則的に増加させる構成及び適合される、請求項９４又は９５に記載の質量分析計。
  98. 前記排出手段は、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振動又は変調の周波数を変更及び／又は変化及び／又はスキャンするように構成及び適合される、請求項９３〜９７のいずれかに記載の質量分析計。
  99. 前記排出手段は、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振動又は変調の周波数を低減するように構成及び適合される、請求項９８に記載の質量分析計。
  100. 前記排出手段は、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振動又は変調の周波数を実質的に連続的及び／又は直線的及び／又は漸次的及び／又は規則的に低減するように構成及び適合される、請求項９８又は９９に記載の質量分析計。
  101. 前記排出手段は、前記時間的に変化する実質的に均一な軸方向電界の振動又は変調の周波数を実質的に非連続的及び／又は非直線的及び／又は非漸次的及び／又は不規則的に低減するように構成及び適合される、請求項９８又は９９に記載の質量分析計。
  102. イオンを前記イオントラップから質量又は質量電荷比選択的に排出する（mass or mass to charge ratio selectively eject）ように構成及び適合される排出手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  103. 前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフよりも低い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンが前記イオントラップのイオントラップ領域から排出されるように構成及び適合される、請求項９３〜１０２のいずれかに記載の質量分析計。
  104. 前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、第１の質量電荷比カットオフよりも高い質量電荷比を有する実質的にすべてのイオンを前記イオントラップのイオントラップ領域内に維持又は保持もしくは閉じ込められるように構成及び適合される、請求項９３〜１０３のいずれかに記載の質量分析計。
  105. 前記第１の質量電荷比カットオフは、（ｉ）＜１００、（ii）１００〜２００、（iii）２００〜３００、（iv）３００〜４００、（ｖ）４００〜５００、（vi）５００〜６００、（vii）６００〜７００、（viii）７００〜８００、（ix）８００〜９００、（ｘ）９００〜１０００、（xi）１０００〜１１００、（xii）１１００〜１２００、（xiii）１２００〜１３００、（xiv）１３００〜１４００、（xv）１４００〜１５００、（xvi）１５００〜１６００、（xvii）１６００〜１７００、（xviii）１７００〜１８００、（xix）１８００〜１９００、（xx）１９００〜２０００、及び（xxi）＞２０００からなる群から選択される範囲内にある、請求項１０３又は１０４に記載の質量分析計。
  106. 前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを増加させるように構成及び適合される、請求項１０３、１０４又は１０５に記載の質量分析計。
  107. 前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを実質的に連続的及び／又は直線的及び／又は漸次的及び／又は規則的に増加させるように構成及び適合される、請求項１０６に記載の質量分析計。
  108. 前記排出手段は、前記第１の質量電荷比カットオフを実質的に非連続的及び／又は非直線的及び／又は非漸次的及び／又は不規則的に増加させるように構成及び適合される、請求項１０６に記載の質量分析計。
  109. 前記排出手段は、前記第１の動作モードにおいて、イオンを前記イオントラップから実質的に軸方向に排出するように構成及び適合される、請求項９３〜１０８のいずれかに記載の質量分析計。
  110. イオンは、前記イオントラップ内のイオントラップ領域内にトラップされるか、又は軸方向に閉じ込められるように構成され、前記イオントラップ領域は、長さｌを有し、ここで、ｌは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ii）２０〜４０ｍｍ、（iii）４０〜６０ｍｍ、（iv）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（vi）１００〜１２０ｍｍ、（vii）１２０〜１４０ｍｍ、（viii）１４０〜１６０ｍｍ、（ix）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、及び（xi）＞２００ｍｍからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  111. 前記イオントラップは、直線イオントラップを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  112. 前記複数の電極は、（ｉ）およそ又は実質的に円形、（ii）およそ又は実質的に双曲線形、（iii）およそ又は実質的にアーチ形又は部分円形、及び（iv）およそ又は実質的に長方形又は正方形からなる群から選択される断面を有する、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  113. 前記イオントラップは、多重極ロッドセットイオントラップを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  114. 前記イオントラップは、四重極、六重極、八重極又はより高次の多重極ロッドセットを含む、請求項１１３に記載の質量分析計。
  115. 前記多重極ロッドセットイオントラップが内接する半径は、（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、及び（xi）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項１１３又は１１４に記載の質量分析計。
  116. 前記イオントラップは、軸方向にセグメント化されるか、又は複数の軸方向セグメントを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  117. 前記イオントラップは、ｘ個の軸方向セグメントを含み、ここで、ｘ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、及び（xi）＞１００からなる群から選択される、請求項１１６に記載の質量分析計。
  118. 各軸方向セグメントは、１個、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個の電極を含む、請求項１１６又は１１７に記載の質量分析計。
  119. 前記軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％の軸方向長さは、（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、及び（xi）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項１１６、１１７又は１１８に記載の質量分析計。
  120. 前記軸方向セグメントのうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％間の間隔は、（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、及び（xi）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項１１６〜１１９のいずれかに記載の質量分析計。
  121. 前記イオントラップは、複数の非導電性、絶縁性又はセラミックのロッド、突起又はデバイスを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  122. 前記イオントラップは、１個、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個のロッド、突起又はデバイスを含む、請求項１２１に記載の質量分析計。
  123. 前記複数の非導電性、絶縁性又はセラミックのロッド、突起又はデバイスは、前記ロッド、突起又はデバイスの周り、隣、上又は近傍に配置される１つ以上の抵抗性又は導電性被膜、層、電極、フィルム又は表面をさらに含む、請求項１２１又は１２２に記載の質量分析計。
  124. 前記イオントラップは、開口部を有する複数の電極を含み、ここで、イオンは、使用時に、前記開口部を通って移送される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  125. 前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％は、実質的に同じ大きさ又は実質的に同じ面積の開口部を有する、請求項１２４に記載の質量分析計。
  126. 前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％は、大きさ又は面積が前記イオントラップの軸に沿った方向に漸次大きく及び／又は小さくなる開口部を有する、請求項１２４に記載の質量分析計。
  127. 前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ、（ii）≦２．０ｍｍ、（iii）≦３．０ｍｍ、（iv）≦４．０ｍｍ、（ｖ）≦５．０ｍｍ、（vi）≦６．０ｍｍ、（vii）≦７．０ｍｍ、（viii）≦８．０ｍｍ、（ix）≦９．０ｍｍ、（ｘ）≦１０．０ｍｍ；及び（xi）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径又は大きさの開口部を有する、請求項１２４、１２５又は１２６に記載の質量分析計。
  128. 前記イオントラップは、複数のプレート又はメッシュ電極を含み、前記電極のうちの少なくともいくつかは、イオンが使用時に走行する概して平面内に構成されるか、又はイオンが使用時に走行する平面に概して直交するように構成される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  129. 前記イオントラップは、複数のプレート又はメッシュ電極を含み、前記電極のうちの少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％は、イオンが使用時に走行する概して平面内に構成されるか、又はイオンが使用時に走行する平面に概して直交するように構成される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  130. 前記イオントラップは、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個のプレート又はメッシュ電極を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  131. 前記プレート又はメッシュ電極は、（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厚さを有する、請求項１２８、１２９又は１３０のいずれかに記載の質量分析計。
  132. 前記プレート又はメッシュ電極は、（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間隔があけられる、請求項１２８〜１３１のいずれかに記載の質量分析計。
  133. 前記プレート又はメッシュ電極には、ＡＣ又はＲＦ電圧が供給される、請求項１２８〜１３２のいずれかに記載の質量分析計。
  134. 隣り合うプレート又はメッシュ電極には、前記ＡＣ又はＲＦ電圧の反対の位相が供給される、請求項１３３に記載の質量分析計。
  135. 前記ＡＣ又はＲＦ電圧は、（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、請求項１３３又は１３４に記載の質量分析計。
  136. 前記ＡＣ又はＲＦ電圧の振幅は、（ｉ）＜５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ii）５０〜１００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（iii）１００〜１５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（iv）１５０〜２００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（vi）２５０〜３００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（vii）３００〜３５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（viii）３５０〜４００Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ix）４００〜４５０Ｖピーク・トゥ・ピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピーク・トゥ・ピーク、及び（xi）＞５００Ｖピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される、請求項１３３、１３４又は１３５に記載の質量分析計。
  137. 前記イオントラップは、前記イオントラップの第１の側面上に配置される第１の外側プレート電極及び前記イオントラップの第２の側面上に配置される第２の外側プレート電極をさらに含む、請求項１３３〜１３６のいずれかに記載の質量分析計。
  138. 前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極を、ＡＣ又はＲＦ電圧が印加される前記プレート又はメッシュ電極の平均電圧に対して、バイアスＤＣ電圧にバイアスするためのバイアス手段をさらに含む、請求項１３７に記載の質量分析計。
  139. 前記バイアス手段は、前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極を（ｉ）＜−１０Ｖ、（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からなる群から選択される電圧にバイアスするように構成及び適合される、請求項１３８に記載の質量分析計。
  140. 前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極には、使用時に、ＤＣ専用電圧が供給される、請求項１３７、１３８又は１３９に記載の質量分析計。
  141. 前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極には、使用時に、ＡＣ又はＲＦ専用電圧が供給される、請求項１３７、１３８又は１３９に記載の質量分析計。
  142. 前記第１の外側プレート電極及び／又は前記第２の外側プレート電極には、使用時に、ＤＣ及びＡＣ又はＲＦ電圧が供給される、請求項１３７、１３８又は１３９に記載の質量分析計。
  143. 前記複数のプレート又はメッシュ電極間に点在配置、配置、交互配置、又は堆積される１つ以上の絶縁体層をさらに含む、請求項１２８〜１４２のいずれかに記載の質量分析計。
  144. 前記イオントラップは、実質的に湾曲状又は非直線状のイオンガイド又はイオントラップ領域を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  145. 前記イオントラップは、複数の軸方向セグメントを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  146. 前記イオントラップは、少なくとも５個、１０個、１５個、２０個、２５個、３０個、３５個、４０個、４５個、５０個、５５個、６０個、６５個、７０個、７５個、８０個、８５個、９０個、９５個又は１００個の軸方向セグメントを含む、請求項１４５に記載の質量分析計。
  147. 前記イオントラップは、実質的に円形、長円形、正方形、長方形、規則的又は不規則的な断面を有する、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  148. 前記イオントラップは、前記イオンガイド領域の少なくとも一部に沿って、大きさ及び／又は形状及び／又は幅及び／又は高さ及び／又は長さが変化するイオンガイド領域を有する、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  149. 前記イオントラップは、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個又は＞１０個の電極を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  150. 前記イオントラップは、少なくとも（ｉ）１０〜２０個の電極、（ii）２０〜３０個の電極、（iii）３０〜４０個の電極、（iv）４０〜５０個の電極、（ｖ）５０〜６０個の電極、（vi）６０〜７０個の電極、（vii）７０〜８０個の電極、（viii）８０〜９０個の電極、（ix）９０〜１００個の電極、（ｘ）１００〜１１０個の電極、（xi）１１０〜１２０個の電極、（xii）１２０〜１３０個の電極、（xiii）１３０〜１４０個の電極、（xiv）１４０〜１５０個の電極、又は（xv）＞１５０個の電極を含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  151. 前記イオントラップは、（ｉ）＜２０ｍｍ、（ii）２０〜４０ｍｍ、（iii）４０〜６０ｍｍ、（iv）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（vi）１００〜１２０ｍｍ、（vii）１２０〜１４０ｍｍ、（viii）１４０〜１６０ｍｍ、（ix）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、及び（xi）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有する、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  152. 動作モードにおいて、前記イオントラップを（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ii）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（iii）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、（iv）＜１．０×１０-4ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０-5ｍｂａｒ、（vi）＜１．０×１０-6ｍｂａｒ、（vii）＜１．０×１０-7ｍｂａｒ、（viii）＜１．０×１０-8ｍｂａｒ、（ix）＜１．０×１０-9ｍｂａｒ、（ｘ）＜１．０×１０-10ｍｂａｒ、（xi）＜１．０×１０-11ｍｂａｒ、及び（xii）＜１．０×１０-12ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成及び適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  153. 動作モードにおいて、前記イオントラップを（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ii）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ、（iii）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ、（iv）＞１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０ｍｂａｒ、（vi）＞１００ｍｂａｒ、（vii）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ、（viii）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ、（ix）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、及び（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成及び適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  154. 動作モードにおいて、イオンは、前記イオントラップにおいてトラップされるが、実質的にフラグメント化されない、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  155. 動作モードにおいて、前記イオントラップの少なくとも一部においてイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成及び適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  156. 前記イオントラップ内のイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成及び適合される手段は、イオンが前記イオントラップから排出される前及び／又は後にイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成される、請求項１５５に記載の質量分析計。
  157. 前記イオントラップ内のイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成及び適合されるフラグメンテーション手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  158. 前記フラグメンテーション手段は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）又は表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成及び適合される、請求項１５７に記載の質量分析計。
  159. 前記イオントラップは、動作モードにおいて、イオンを前記イオントラップから共鳴によって及び／又は質量選択的に排出するように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  160. 前記イオントラップは、イオンを前記イオントラップから軸方向及び／又は半径方向に排出するように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  161. 前記イオントラップは、質量選択的不安定性（mass selective instability）によってイオンを排出するために、前記複数の電極に印加されるＡＣ又はＲＦ電圧の周波数及び／又は振幅を調節するように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  162. 前記イオントラップは、共鳴排出によってイオンを排出するために、ＡＣ又はＲＦ補助（supplementary）波形又は電圧を前記複数の電極に重ね合わせるように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  163. 前記イオントラップは、イオンを排出するために、ＤＣバイアス電圧を前記複数の電極に印加するように構成及び適合される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  164. 動作モードにおいて、前記イオントラップは、イオンが前記イオントラップから質量選択的に及び／又は非共鳴的に排出されずに、前記イオンを移送又は格納するように構成される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  165. 動作モードにおいて、前記イオントラップは、イオンを質量フィルタリング又は質量分析するように構成される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  166. 動作モードにおいて、前記イオントラップは、イオンが前記イオントラップから質量選択的に及び／又は非共鳴的に排出されずに、衝突又はフラグメンテーションセルとして作用するように構成される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  167. 動作モードにおいて、前記イオントラップの一部内に、前記イオントラップの入口及び／又は中心及び／又は出口に最も近い１つ以上の位置にイオンを格納又はトラップするように構成及び適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  168. 動作モードにおいて、イオンを前記イオントラップ内にトラップし、漸次前記イオンを前記イオントラップの入口及び／又は中心及び／又は出口に向かって移動させるように構成及び適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  169. １つ以上の過渡ＤＣ電圧又は１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形をまず第１の軸方向位置において前記複数の電極に印加するように構成及び適合される手段をさらに含み、ここで、前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧又は１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、その後に前記イオントラップに沿った第２、次いで第３の異なる軸方向位置に与えられる、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  170. イオンを前記イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って推進するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧又は１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を前記イオントラップの一端部から別の端部へ印加、移動又は平行移動するように構成及び適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  171. 前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧は、（ｉ）ポテンシャル山又は障壁、（ii）ポテンシャル井戸、（iii）複数のポテンシャル山又は障壁、（iv）複数のポテンシャル井戸、（ｖ）ポテンシャル山又は障壁及びポテンシャル井戸の組み合わせ、又は（vi）複数のポテンシャル山又は障壁及び複数のポテンシャル井戸の組み合わせを生成する、請求項１６９又は１７０に記載の質量分析計。
  172. 前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形は、繰り返し波形又は方形波を含む、請求項１６９、１７０又は１７１に記載の質量分析計。
  173. １つ以上のトラップ静電又はＤＣポテンシャルを前記イオントラップの第１の端部及び／又は第２の端部に印加するように構成される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  174. １つ以上のトラップ静電ポテンシャルを前記イオントラップの軸方向長さに沿って印加するように構成される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  175. 前記イオントラップの上流及び／又は下流に配置される１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  176. 前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域は、前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域内のイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成及び適合される、請求項１７５に記載の質量分析計。
  177. 前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域は、イオンが前記イオントラップに導入される前及び／又は後に、前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域内のイオンを衝突によって冷却するか、又は実質的に熱化するように構成及び適合される、請求項１７６に記載の質量分析計。
  178. イオンを前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域から前記イオントラップ内へ導入、軸方向に注入又は排出、半径方向に注入又は排出、移送又はパルス化するように構成及び適合される手段をさらに含む、請求項１７５、１７６又は１７７に記載の質量分析計。
  179. 前記１つ以上のさらなるイオンガイド、イオンガイド領域、イオントラップ又はイオントラップ領域内のイオンを実質的にフラグメンテーションするように構成及び適合される手段をさらに含む、請求項１７５〜１７８のいずれかに記載の質量分析計。
  180. イオンを前記イオントラップ内へ導入、軸方向に注入又は排出、半径方向に注入又は排出、移送又はパルス化するように構成及び適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  181. 前記イオントラップは、イオンを前記イオントラップから実質的に共鳴によらないか又は共鳴によって質量又は質量電荷比選択的に排出し、同時に他のイオンは、前記イオントラップ内にトラップされたままとなるように構成及び適合される手段を含む直線状の質量又は質量電荷比選択的イオントラップを含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  182. 前記イオントラップは、（ｉ）三次元四重極電界又はポールイオントラップ、（ii）二次元又は線形四重極イオントラップ、又は（iii）磁気又はペニングイオントラップからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  183. （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、及び（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をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  184. 連続又はパルス化イオン源をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  185. 衝突セルをさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  186. 第２の質量又は質量電荷比選択的イオントラップと、
    前記第２の質量又は質量電荷比選択的イオントラップの下流に配置された第２の質量フィルタ／分析器又は質量分析計と、
    第２の制御手段であって、
    （ｉ）イオンがその質量又は質量電荷比にしたがって前記第２のイオントラップから選択的に排出又は放出されるようにし、
    （ii）イオンの前記第２のイオントラップからの選択的排出又は放出と実質的に同期して前記第２の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンする、
    ように構成及び適合される第２の制御手段と
    をさらに含む、先行する請求項のいずれかの記載の質量分析計。
  187. 質量分析の方法であって、
    質量又は質量電荷比選択的イオントラップを準備するステップと、
    前記質量又は質量電荷比選択的イオントラップの下流に第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計を準備するステップと、
    イオンがその質量又は質量電荷比にしたがって前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるようにするステップと、
    イオンの前記イオントラップからの選択的排出又は放出に実質的に同期して前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンするステップと
    を含む方法。
  188. 複数の電極を含むイオン移動度選択的イオントラップと、
    前記イオン移動度選択的イオントラップの下流に配置される第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計と、
    制御手段であって、
    （ｉ）イオンがそのイオン移動度にしたがって前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるようにし、
    （ii）イオンの前記イオントラップからの選択的排出又は放出に実質的に同期して前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンする、
    ように構成及び適合される制御手段と
    を含む質量分析計。
  189. 質量分析の方法であって、
    複数の電極を含むイオン移動度選択的イオントラップを準備するステップと、
    前記イオン移動度選択的イオントラップの下流に第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計を準備するステップと、
    イオンがそのイオン移動度にしたがって前記イオントラップから選択的に排出又は放出されるようにするステップと、
    イオンの前記イオントラップからの選択的排出又は放出に実質的に同期して前記第１の質量フィルタ／分析器又は質量分析計をスキャンするステップと
    を含む方法。
  190. 質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップと、
    前記イオントラップの下流に位置する質量スキャン型質量分析計であって、前記イオントラップから排出されるイオンが質量スキャン型質量分析計内へ方向付けられるようにする質量スキャン型質量分析計と、
    制御手段であって、（ｉ）イオンをそのイオンの質量電荷比又はイオン移動度にしたがって前記イオントラップから順次及び選択的に排出し、（ii）前記質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量をスキャンし、（iii）前記質量スキャン型質量分析計へ方向付けられたイオンのうちの少なくともいくつかの質量が質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量に対応するように（ｉ）及び（ii）を同期させる制御手段と
    を含む質量分析計デバイス。
  191. イオンをそのイオンの質量電荷比又はイオン移動度にしたがって質量選択的又はイオン移動度選択的イオントラップから順次及び選択的に排出するステップと、
    前記排出されたイオンを質量スキャン型質量分析計へ方向付けるステップと、
    前記質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量をスキャンするステップと
    を含む質量分析を行う方法であって、
    前記イオンのイオントラップからの排出及び前記質量スキャン型質量分析計のスキャンは、前記質量スキャン型質量分析計へ方向付けられたイオンの少なくともいくつかの質量が前記質量スキャン型質量分析計によって移送されるイオンの質量に対応するように同期される方法。
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