JP2011528487A - 疑似平面多重反射飛行時間型質量分析計 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
(A)「折り返し経路」方式。N個の順次反射するTOF MSを組み合わせることと同等。飛行経路は、ジグザグな軌道に沿って折り返される。(図1A)
(B)「同軸反射」方式。パルス化イオンの捕捉と開放を使用することにより、軸方向に整合された2個のイオンミラー間の複数のイオン反射を使用する。(図1B)
a)高次の空間的及びエネルギー収差に対する等時性を維持しながら垂直方向の高次の空間的及びエネルギー収束における空間収束を提供するイオンミラーを導入すること、
b)イオンパケットを主ジグザグイオン経路に沿って保持する1組の周期的レンズ(レンズシステム)を無電場領域に導入すること、及び
c)ドリフト方向のイオン運動を逆転することによってイオン飛行経路の更なる延長を可能にするエンドデフレクタを導入すること
によって改善されている。
・ドリフト方向(Z)に拡張され平行電極で構成され、無電場領域によって分離された2個の疑似平面静電気イオンミラーと、
・ドリフト方向Z方向と垂直なX方向に対して小さな角度でイオンパケットを放出し、その結果、イオンパケットが、イオンミラー間で反射されドリフト方向にドリフトするようにするパルス化イオン源と、
・イオンパケットを受け取るレシーバとを有し、
・前記ミラーが、レシーバ上での飛行時間収束を提供するように構成され、
・前記ミラーが、ドリフト方向Z方向とイオン注入方向X方向に垂直なY方向に空間収束を提供するように配置され、少なくとも1個のミラーが、イオンパケットをZ方向に周期的に空間収束させるためにドリフトZ方向に沿って静電場を変調する周期的特徴を有する。
・無電場領域内の少なくとも2個のレンズと、
・イオン経路をドリフト方向に戻すためのエンドデフレクタと、
・前記パルス化イオン源と前記レシーバの間の少なくとも1個の等時性湾曲インタフェース等、平面多重反射質量分析計の特徴を含む。
・Z方向の周期的幾何学構造を有する少なくとも1個の補助電極を少なくとも1個のミラー電極に組み込み、この電極又は1組の電極に調整可能な電位を印加しZ方向の変調強度を調整し、
・ミラー電極の内の少なくとも1個のミラー電極に1組の周期的スロットを作成し、それらのスロットに入り込む電場を有する追加電極を加え、
・Z方向周期的幾何学構造を有する少なくとも1個の補助電極をミラー電極間に挿入し、
・電極開口の高さ(Y方向)が周期的(Z方向)に変化するか、電極の幅(X方向)が周期的に変化するように、少なくとも1個のミラー電極の幾何学的形状を修正し、
・1組の周期的レンズを少なくとも1個のイオンミラーの内部電極内又はミラー電極間に組み込むことによって達成される。
・多数の他の電場変調方法が可能である。Z方向周期的変調の強度が調整可能な解決策は、幾何学的変調が固定された解決策より好ましい。
・分析されるイオンのパケットを形成する段階と、
・イオンがジグザグイオン軌道に沿って動くようにZ方向のイオンパケットの比較的小さい速度成分を維持しながら、ドリフトZ方向に拡張された2個の平行な疑似平面イオンミラー間にイオンを通す段階と、
・レシーバでイオンを受け取る段階と、
・イオンが時間的に収束されると共に空間的にY方向に収束されるように前記イオンミラーによって静電場を形成し、この電場が、少なくとも1個のミラー内でZ方向に周期的に空間変調されて、イオンパケットがZ方向に空間収束される段階とを含む。
・イオンミラー間のドリフト空間内で少なくとも2個のレンズによってイオンパケットを空間収束し、分析装置の縁でイオンドリフトの方向を戻す段階と、
・湾曲等時性インタフェースを介してイオン注入する段階とを含む。
・少なくとも1個のミラー電極の形状を空間変調する段階と、
・補助電極を組み込むことによって周期的電場を導入する段階の内のいずれかを含み、周期的収束の強度が調整可能であることが好ましい。
2 レシーバ
3〜8 静電気イオンミラー
13 無電場領域
Claims (20)
- 多重反射飛行時間型質量分析計であって、
ドリフト方向(Z)に延長されると共に平行電極で構成され、無電場領域によって分離された2個の疑似平面静電気イオンミラーと、
イオンパケットがイオンミラー間で反射されドリフト方向Zにドリフトするようにイオンパケットをドリフト方向Zに垂直なX方向に対して小さな角度で放出するパルス化イオン源と、
イオンパケットを受け取るレシーバとを有し、
前記ミラーが、前記レシーバ上での飛行時間収束を提供し、ドリフト方向Zとイオン注入方向Xの両方に垂直なY方向の空間収束を提供するように位置決めされ、
少なくとも1個のミラーが、イオンパケットをZ方向に周期的に空間収束するためにドリフトZ方向に沿って静電場を変調する周期的特徴を有する、多重反射飛行時間型質量分析計。 - イオン経路をドリフト方向と逆方向に戻すための少なくとも1個のエンドデフレクタを有する、請求項1に記載の装置。
- 前記パルス化イオン源と前記レシーバとの間に設けられた少なくとも1個の等時性湾曲インタフェースを更に有する、請求項1に記載の装置。
- 無電場領域内に設けられた少なくとも2個のレンズを更に有する、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1個のミラーが、少なくとも4個の電極を有し、その少なくとも1個の電極に、前記飛行時間収束と前記Y方向の空間収束を提供するための引き付け電位が印加される、請求項1に記載の装置。
- 前記周期的特徴が、高さ(Y方向)が変化する開口を有する少なくとも1個のミラー電極を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記周期的特徴が、幅(X方向)が変化する少なくとも1個のミラー電極を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記周期的特徴が、少なくとも1個のイオンミラーの内部電極に組み込まれた1組の周期的レンズである、請求項1に記載の装置。
- 前記周期的特徴が、少なくとも1個のミラー電極に組み込まれた1組の補助電極を有し、補助電極の電位がZ方向に周期的に変化する、請求項1に記載の装置。
- 前記周期的特徴が、N*ΔZ/2と等しい周期を有し、ここで、Nは整数であり、ΔZは、反射1回当たりの前記イオンジグザグ軌道のドリフト方向の前進量である、請求項1に記載の装置。
- 前記周期的特徴が、前記ジグザグ軌道の周期の整数と等しい周期を有する、請求項1に記載の装置。
- 飛行時間分析方法であって、
被分析イオンのパケットを形成する段階と、
イオンがジグザグイオン軌道に沿って動くようにイオンパケットのZ方向の比較的小さな速度成分を保持しながら、ドリフトZ方向に延在された2個の平行な疑似平面イオンミラー間にイオンを通す段階と、
イオンをレシーバで受け取る段階と、
前記イオンを時間的に収束すると共にY方向に空間的に収束させる段階と、
Z方向に沿ってイオンパケットの空間収束を提供するために、少なくとも1個のミラー内の静電場を空間的且つ周期的に変調する段階とを含む方法。 - 分析装置の縁においてイオンドリフト方向を反転させる段階を更に含む、請求項12に記載の方法。
- 湾曲等時性インタフェースを介してイオンを注入する段階を更に含む、請求項12に記載の方法。
- イオンミラー間のドリフト空間内で少なくとも2個のレンズによってイオンパケットを空間収束させる段階を更に含む、請求項12に記載の方法。
- 少なくとも1個のイオンミラー内で静電場を周期的に変調する前記段階が、少なくとも1個のミラー電極の形状を空間変調する段階を含む、請求項12に記載の方法。
- 少なくとも1個のイオンミラー内で静電場を周期的に変調する前記段階が、補助電極の周期的電場を導入する段階を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記変調の周期がN*ΔZ/2と等しく、ここで、Nが、整数であり、ΔZが、反射1回当たりの前記イオンジグザグ軌道のドリフト方向の前進量である、請求項12に記載の方法。
- 前記イオンパケットを形成する段階が、連続的イオン源から来るイオンをイオン蓄積する段階を含む、請求項12に記載の方法。
- Z方向の周期的収束の強度が調整可能である、請求項12に記載の方法。
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