JP2011222491A - 質量分析用の低圧での電子イオン化および化学イオン化 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イオン源を0.1Torr未満の圧力に維持しながら、電子イオン化により、試薬ガスをイオン源内でイオン化して、試薬イオンを生成する。0.1Torr未満の圧力で、サンプルを試薬イオンと反応させて、サンプルの生成イオンを生成する。質量分析のために、生成イオンをイオントラップへと移送する。
【選択図】図1
Description
一実施態様によれば、化学イオン化によりサンプルをイオン化する方法が提供される。0.1Torr未満の圧力で、前記サンプルおよび試薬ガスが、イオン源へと流される。前記イオン源を前記0.1Torr未満の圧力に維持しながら、電子イオン化により、前記試薬ガスを前記イオン源内でイオン化して、試薬イオンを生成する。0.1Torr未満の圧力で、前記サンプルを前記試薬イオンと反応させて、前記サンプルの生成イオンを生成する。質量分析のために、前記生成イオンをイオントラップへと移送する。
以下の図面を参照することにより、本発明をよりよく理解することができる。図中の構成要素は必ずしも縮尺が同じではなく、発明の原理を示す際に強調が加えられている。図中、同様の参照番号は、異なる図面を通じて対応する部分を示している。
図2は、LIT228の電極構造、および、それに関連した電気回路のいくつかを示している。電極構造は、軸方向に長尺で双曲線状の4つの電極142、144、146、148の構成を含んでいる。この構成では、電極142および144が対向する対を構成し、他の電極146および148が同様に対向する対を構成するようになっている。適切な手段により、電極対142、144は電気的に相互接続されていてもよく、電極対146、148は電気的に相互接続されていてもよい。電極142、144、146、148は、LIT228の中央の長手方向軸周りに配置されている。本例では、中央軸は、任意でz軸とされており、z軸は、図2の向きからは、点によって示されている。電極構造の断面は、z軸に直交する径方向の平面すなわちx-y平面内に位置している。中央のz軸は、図3に示す別の実施形態の側断面図において、より明らかである。線形形状を形成するために、電極142、144、146、148は、z軸に沿って構造的に長尺にされており、x-y平面においてz軸から径方向に間隔を空けられている。対向する電極対142、144および146、148の内面は、互いに対向しており、LIT228の軸方向に長尺の内部空間または領域150を、協働して区画している。内部領域150の構造上のまたは幾何学的な中心は、中央のz軸と大略的に一致している。図3に示すように、中央の軸に対して径方向または横方向へと内部領域150から排出される選択されたm/z比のイオンの収集および検知を可能にするために、電極142、144、146、148の1つ以上が、イオン出口開口部362を含んでいてもよい。出口開口部362は、スロットとして、軸方向に長尺にされていてもよい。
図6は、図1に示すMSシステム100のブロック図、ならびに、低圧CI処理の試薬イオン充填ステージ(プロットA)、試薬イオン捕捉/サンプル反応ステージ(プロットB)およびサンプル生成イオン充填ステージ(プロットC)中のサンプル/イオン流れ方向に沿った位置の関数としてのMSシステム100の構成要素に印加される電圧の3つのプロットA、BおよびCである。プロットA(イオンガイド充填ステージ)において、点612は、イオン源光学系112において印加された電圧に対応し、点616は、イオンガイド入口レンズ116において印加された電圧に対応し、点624は、イオントラップ入口レンズ124において印加された電圧に対応し、点632は、イオントラップ出口電極132において印加された電圧に対応する。プロットB(捕捉/反応ステージ)において、点642は、イオン源光学系112において印加された電圧に対応し、点646は、イオンガイド入口レンズ116において印加された電圧に対応し、点654は、イオントラップ入口レンズ124において印加された電圧に対応し、点662は、イオントラップ出口電極132において印加された電圧に対応する。プロットC(イオントラップ充填ステージ)において、点672は、イオン源光学系112において印加された電圧に対応し、点676は、イオンガイド入口レンズ116において印加された電圧に対応し、点684は、イオントラップ入口レンズ124において印加された電圧に対応し、点692は、イオントラップ出口電極132において印加された電圧に対応する。図5と同様に、プロットAがプロットBの上方に現れ、プロットBがプロットCの上方に現れること、ならびに、作動の各ステージ中にMSシステム100に沿った異なる位置における電圧強度の相違を比較して示すのに単に都合がよいように、プロットA、BおよびCのすべてが、同じ電圧および位置軸を使って示されていることが理解できるであろう。すなわち、プロットAがプロットBの上方に現れ、プロットBがプロットCの上方に現れることを、試薬イオン充填ステージ(プロットA)中にさまざまな点に印加される電圧がすべて、捕捉/反応ステージ(プロットB)中に同じ点に印加される電圧よりも高いことを示していると解釈すべきではなく、または、捕捉/反応ステージ(プロットB)中にさまざまな点に印加される電圧がすべて、サンプル充填ステージ(プロットC)中に同じ点に印加される電圧よりも高いことを示していると解釈すべきではない。
一般に、「連通(接続)している」および「連通(接続)した状態にある」(例えば、第1の構成要素は第2の構成要素と「連通(接続)している」または「連通(接続)した状態にある」)などの用語は、本明細書中で、2つ以上の構成要素または要素の間の、構造的、機能的、機械的、電気的、信号的、光学的、磁気的、電磁気的、イオン的または流体的な関係を示唆するために使用されている。ゆえに、1つの構成要素が第2の構成要素と連通(接続)していると書かれている事実は、追加の構成要素が間に存在する、ならびに/または、第1および第2の構成要素と作動的に関連もしくは係合している可能性を排除することを意図していない。
Claims (20)
- 化学イオン化によりサンプルをイオン化する方法であって、
0.1Torr未満の圧力で、前記サンプルおよび試薬ガスを、イオン源へと流すステップと、
前記イオン源を前記0.1Torr未満の圧力に維持しながら、電子イオン化により、前記試薬ガスを前記イオン源内でイオン化して、試薬イオンを生成するステップと、
0.1Torr未満の圧力で、前記サンプルを前記試薬イオンと反応させて、前記サンプルの生成イオンを生成するステップと、
質量分析のために、前記生成イオンをイオントラップへと移送するステップとを含む、方法。 - 前記イオンを移送している間、前記イオントラップを150℃未満の温度に維持するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記サンプルを前記試薬イオンと反応させている間、前記試薬イオンを所望の時間だけ捕捉するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 電子イオン化によるイオン化ののち、前記試薬イオンをイオンガイドへと移送し、前記サンプルを前記イオン源から前記イオンガイドへと流すステップを含み、前記生成イオンは、前記イオンガイド内で生成され、前記イオンガイドから前記イオントラップへと移送される、請求項1に記載の方法。
- 前記イオンガイド内で、時間変化する四重極電界を印加することにより、前記サンプルを前記試薬イオンと反応させている間、前記試薬イオンを所望の時間だけ前記イオンガイド内に捕捉するステップを含む、請求項4に記載の方法。
- 電子イオン化により前記イオン源内で生成されたサンプルイオンを、前記試薬イオンとともに前記イオンガイドへと移送するステップと、前記サンプルを前記試薬イオンと反応させる前に、前記サンプルイオンを前記イオンガイドから除去するステップとを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記サンプルイオンを除去するステップが、前記イオンガイドの1対の対向する電極の間に、補足的な時間変化する電界を印加することにより、前記サンプルイオンを前記イオンガイドから共振的に排出するステップを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記サンプルイオンを除去するステップが、前記イオンガイドの電極に印加される時間変化する捕捉電圧を、前記試薬イオンを捕捉するのに十分で、かつ前記サンプルイオンを捕捉するのに不十分な低い値に調節するステップを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記生成イオンの生成後、前記イオンガイドから前記試薬イオンを除去するステップを含む、請求項4に記載の方法。
- イオン源を作動する方法であって、
前記イオン源を0.1Torr未満の圧力に維持しながら、電子イオン化により、第1のサンプルを前記イオン源内でイオン化して、第1のサンプルイオンを生成するステップと、
質量分析のために、前記第1のサンプルイオンをイオントラップへと移送するステップと、
前記イオン源を0.1Torr未満の圧力に維持し続けながら、試薬ガスおよび第2のサンプルを、前記イオン源へと流すステップと、
電子イオン化により、前記試薬ガスを前記イオン源内でイオン化して、試薬イオンを生成するステップと、
0.1Torr未満の圧力で、前記第2のサンプルを前記試薬イオンと反応させて、前記第2のサンプルの生成イオンを生成するステップと、
質量分析のために、前記生成イオンを前記イオントラップへと移送するステップとを含む、方法。 - 前記第2のサンプルを前記試薬イオンと反応させている間、前記試薬イオンを所望の時間だけ捕捉するステップを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記試薬イオンのイオン化後、前記試薬イオンをイオンガイドへと移送し、前記サンプルを前記イオン源から前記イオンガイドへと流すステップを含み、前記生成イオンは、前記イオンガイド内で生成され、前記イオンガイドから前記イオントラップへと移送される、請求項10に記載の方法。
- 電子イオン化により前記イオン源内で生成されたサンプルイオンを、前記試薬イオンとともに前記イオンガイドへと移送するステップと、前記第2のサンプルを前記試薬イオンと反応させる前に、前記サンプルイオンを前記イオンガイドから除去するステップとを含む、請求項12に記載の方法。
- イオン化チャンバ、および、電子線を前記イオン化チャンバへと向けるよう構成された電子源を備えたイオン源であって、前記イオン化チャンバは、サンプルおよび試薬ガスを受け入れるための1つ以上の入口を有しているイオン源と、
前記イオン化チャンバ内で、0.1Torr未満の圧力を維持するよう構成された真空ポンプと、
前記イオン化チャンバに連通したイオンガイド内部空間を包囲する複数のガイド電極を備え、イオン捕捉電界を印加するよう構成されたイオンガイドと、
前記イオン源と前記イオンガイドとの間に介在され、電位障壁を形成するように構成された第1のイオン光学系と、
前記イオンガイド内部空間に連通したイオントラップ内部空間を包囲する複数の捕捉電極を備え、イオンを質量分析するように構成されたイオントラップと、
前記イオンガイドと前記イオントラップとの間に介在され、電位障壁を形成するように構成された第2のイオン光学系とを含む、質量分析機器。 - 前記電子源が、前記イオン化チャンバから離れる方へ、前記電子線を選択的に偏向させるように構成された電子偏向器を備えた、請求項14に記載の質量分析機器。
- 前記イオンガイドが、前記イオンガイド内部空間から試薬イオンを除去するよう構成されている、請求項14に記載の質量分析機器。
- 前記複数のガイド電極が、2次元のイオン捕捉場を印加するよう構成された、少なくとも4つの軸方向に長尺の電極を備えた、請求項14に記載の質量分析機器。
- 前記イオン源と前記イオンガイドとの間に気密に介在された電気絶縁体を備え、前記第1のイオン光学系が前記電気絶縁体に取り付けられている、請求項14に記載の質量分析機器。
- 前記第1のイオン光学系から軸方向に延びて、前記ガイド電極の少なくとも一部を包囲している覆いを備えた、請求項14に記載の質量分析機器。
- 前記イオントラップが、2次元または3次元のイオントラップである、請求項14に記載の質量分析機器。
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