JP2014515831A - 高速スプレーとターゲットとの相互作用による大気圧イオン源 - Google Patents

Abstract

ネブライザー（１）とターゲット（１０）とを含むイオン源が開示される。ネブライザー（１）は、使用中に、ターゲット（１０）に衝撃を与え、分析物をイオン化して複数の分析物イオンを形成するようにされた分析物液滴の流れを放出するように配置および適合されている。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１１年４月２５日出願の米国仮特許出願第第６１／４７８７２５号および２０１１年４月２０日出願の英国特許出願第１１０６６９４．１号に基づく優先権および利益を請求するものである。これらの出願の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、質量分析計用のイオン源および試料をイオン化する方法に関する。好ましい実施形態は、質量分析計および質量分析の方法に関する。

質量分析計により結果として生じる気相イオンを分析する前に、ＨＰＬＣまたはＵＰＬＣクロマトグラフィー装置からの液体流をイオン化するために、大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源が一般的に使用される。最も一般的に使用される２つの技術は、エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）および大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）を含む。ＥＳＩは中〜高極性分析物に最適であり、ＡＰＣＩは非極性分析物に最適である。これらの技術の両方を組み合わせたＡＰＩイオン源は、各技術により生成される電界が遮蔽され、互いに独立であることを保証する幾何学を使用してＥＳＩとＡＰＣＩイオン化を同時に組み合わせる設計で提案および理解されている。これらのいわゆる「マルチモード」イオン源は、異なるイオン化技術を切り換える必要なく単一のクロマトグラフ分析で広範囲の極性を含む分析物混合物をイオン化することができるという利点を有する。米国特許第７０３４２９１号は、ＥＳＩイオン源および下流コロナニードルを含むＥＳＩ／ＡＰＣＩマルチモードイオン源を開示しており、米国特許第７４１１１８６号は、マルチモードＥＳＩ／ＡＰＣＩイオン源を開示している。既知のマルチモードイオン源は、機械的に複雑であるという問題を抱えている。

液体クロマトグラフィーを質量分析とインターフェースとで接続するために、他の汎用またはマルチモードイオン源が提案されてきた。このような例の１つは、加熱ネブライザープローブからの蒸気流を、質量分析計のイオン入口開口部の近くでネブライザーの端から１５〜２０ｍｍ離れたところに位置するブロードエリア帯電ターゲットプレートへ向ける表面活性化化学イオン化（「ＳＡＣＩ」）イオン源である。ＳＡＣＩイオン源のスプレーポイントは、加熱ネブライザープローブ内にあり、その結果としてＳＡＣＩイオン源のスプレーポイントとターゲットプレートとの間の典型的な距離は７０ｍｍとなる。スプレーヤーとターゲットとの間の距離が比較的長いこの幾何学により、ターゲットにおいて分散反射流を有する発散スプレーが生成され、これは一般的に最適化ＥＳＩおよびＡＰＣＩ源と比べ感度をを低下させる。米国特許第７３６８７２８号は、既知の表面活性化化学イオン化イオン源を開示している。

原子吸光分析に使用されるインパクターネブライザーの噴霧されるスプレーポイントのすぐそばにビーズの形態の小さいターゲットを配置することも知られている。インパクターネブライザーは、例えば、Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．１９８２、５４、１４１１〜１４１９に開示されている。既知のインパクターネブライザーは、試料をイオン化するために使用されない。

質量分析計に改善したイオン供給源を提供することが望ましい。

本発明の態様によると、
１以上のネブライザーと１以上のターゲットとを含むイオン源であって、１以上のネブライザーは、使用中に、主に１以上のターゲットに衝撃を与え、液滴をイオン化して複数のイオンを形成するようにされた液滴の流れを放出するように配置および適合されているイオン源が提供される。

液滴は好ましくは分析物液滴を含み、複数のイオンは好ましくは分析物イオンを含む。

しかしながら、別の実施形態によると、液滴は試薬液滴を含んでもよく、複数のイオンは試薬イオンを含んでもよい。

好ましい実施形態によると、作成される試薬イオンは、中性分析物分子と反応する、相互作用するまたはこれに電荷を運び、分析物分子をイオン化させることができる。試薬イオンを使用して分析物イオンの形成を強化することもできる。

実施形態によると、１以上のチューブを、１種以上の分析物または他のガスを１以上のターゲットに隣接した領域に供給するように配置および適合させてもよい。

試薬イオンは、好ましくは分析物ガスをイオン化して複数の分析物イオンを形成するように配置される。

分析物液体が１以上のターゲットに供給され、イオン化されて複数の分析物イオンを形成してもよく、ならびに／あるいは試薬液体が１以上のターゲットに供給され、イオン化されて電荷を中性分析物原子もしくは分子に運び分析物イオンを形成するおよび／または分析物イオンの形成を強化する試薬イオンを形成してもよい。

１以上のターゲットは好ましくは１以上の開口部を含み、分析物液体および／または試薬液体が１以上のターゲットに直接供給され、１以上の開口部から出現する。

実施形態によると、１以上のターゲットを１種以上の液体、固体またはゼラチン状分析物でコーティングしてもよく、１種以上の分析物をイオン化して複数の分析物イオンを形成する。

１以上のターゲットを１種以上の分析物から形成することができ、１種以上の分析物をイオン化して複数の分析物イオンを形成することができる。

好ましい実施形態によると、イオン源は、大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源を含む。

１以上のネブライザーは、好ましくは１以上のネブライザーにより放出される質量または物質の大部分が蒸気ではなく液滴の形態となるように配置および適合される。

好ましくは、１以上のネブライザーにより放出される質量または物質の少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％または９５％が液滴の形態である。

１以上のネブライザーは、好ましくは液滴の流れを放出するように配置および適合され、液滴のザウター平均直径（「ＳＭＤ」、ｄ３２）は、（ｉ）＜５μｍ、（ｉｉ）５〜１０μｍ、（ｉｉｉ）１０〜１５μｍ、（ｉｖ）１５〜２０μｍ、（ｖ）２０〜２５μｍ、または（ｖｉ）＞２５μｍの範囲にある。

１以上のネブライザーから放出された液滴の流れは、好ましくは１以上のターゲットに衝撃を与えた後に二次液滴の流れを形成する。

液滴の流れおよび／または二次液滴の流れは、好ましくは（ｉ）＜２０００、（ｉｉ）２０００〜２５００、（ｉｉｉ）２５００〜３０００、（ｉｖ）３０００〜３５００、（ｖ）３５００〜４０００、または（ｖｉ）＞４０００の範囲のレイノルズ数（Ｒｅ）を有する流れ領域を横切る。

好ましい実施形態によると、実質的に液滴が１以上のターゲットに衝撃を与える点で、液滴は（ｉ）＜５０、（ｉｉ）５０〜１００、（ｉｉｉ）１００〜１５０、（ｉｖ）１５０〜２００、（ｖ）２００〜２５０、（ｖｉ）２５０〜３００、（ｖｉｉ）３００〜３５０、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００、（ｉｘ）４００〜４５０、（ｘ）４５０〜５００、（ｘｉ）５００〜５５０、（ｘｉｉ）５５０〜６００、（ｘｉｉｉ）６００〜６５０、（ｘｉｖ）６５０〜７００、（ｘｖ）７００〜７５０、（ｘｖｉ）７５０〜８００、（ｘｖｉｉ）８００〜８５０、（ｘｖｉｉｉ）８５０〜９００、（ｘｉｘ）９００〜９５０、（ｘｘ）９５０〜１０００、および（ｘｘｉ）＞１０００からなる群から選択されるウェーバー数（Ｗｅ）を有する。

好ましい実施形態によると、実質的に液滴が１以上のターゲットに衝撃を与える点で、液滴は（ｉ）１〜５、（ｉｉ）５〜１０、（ｉｉｉ）１０〜１５、（ｉｖ）１５〜２０、（ｖ）２０〜２５、（ｖｉ）２５〜３０、（ｖｉｉ）３０〜３５、（ｖｉｉｉ）３５〜４０、（ｉｘ）４０〜４５、（ｘ）４５〜５０、および（ｘｉ）＞５０の範囲のストローク数（Ｓ_ｋ）を有する。

１以上のターゲットに対する液滴の平均軸衝撃速度は、好ましくは（ｉ）＜２０ｍ／ｓ、（ｉｉ）２０〜３０ｍ／ｓ、（ｉｉｉ）３０〜４０ｍ／ｓ、（ｉｖ）４０〜５０ｍ／ｓ、（ｖ）５０〜６０ｍ／ｓ、（ｖｉ）６０〜７０ｍ／ｓ、（ｖｉｉ）７０〜８０ｍ／ｓ、（ｖｉｉｉ）８０〜９０ｍ／ｓ、（ｉｘ）９０〜１００ｍ／ｓ、（ｘ）１００〜１１０ｍ／ｓ、（ｘｉ）１１０〜１２０ｍ／ｓ、（ｘｉｉ）１２０〜１３０ｍ／ｓ、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０ｍ／ｓ、（ｘｉｖ）１４０〜１５０ｍ／ｓ、および（ｘｖ）＞１５０ｍ／ｓからなる群から選択される。

１以上のターゲットは、好ましくは１以上のネブライザーの出口から＜２０ｍｍ、＜１９ｍｍ、＜１８ｍｍ、＜１７ｍｍ、＜１６ｍｍ、＜１５ｍｍ、＜１４ｍｍ、＜１３ｍｍ、＜１２ｍｍ、＜１１ｍｍ、＜１０ｍｍ、＜９ｍｍ、＜８ｍｍ、＜７ｍｍ、＜６ｍｍ、＜５ｍｍ、＜４ｍｍ、＜３ｍｍまたは＜２ｍｍに配置される。

１以上のネブライザーは、好ましくは一定期間にわたって１以上の装置により放出される１種以上の溶離液を噴霧するように配置および適合される。

１以上の装置は、好ましくは１以上の液体クロマトグラフィー分離装置を含む。

１以上のネブライザーは、好ましくは１種以上の溶離液を噴霧するように配置および適合され、１種以上の溶離液は（ｉ）＜１μＬ／分、（ｉｉ）１〜１０１μＬ／分、（ｉｉｉ）１０〜５０μＬ／分、（ｉｖ）５０〜１００μＬ／分、（ｖ）１００〜２００μＬ／分、（ｖｉ）２００〜３００μＬ／分、（ｖｉｉ）３００〜４００μＬ／分、（ｖｉｉｉ）４００〜５００μＬ／分、（ｉｘ）５００〜６００μＬ／分、（ｘ）６００〜７００μＬ／分、（ｘｉ）７００〜８００μＬ／分、（ｘｉｉ）８００〜９００μＬ／分、（ｘｉｉｉ）９００〜１０００μＬ／分、（ｘｉｖ）１０００〜１５００μＬ／分、（ｘｖ）１５００〜２０００μＬ／分、（ｘｖｉ）２０００〜２５００μＬ／分、および（ｘｖｉｉ）＞２５００μＬ／分からなる群から選択される液体流速を有する。

１以上のネブライザーは、あまり好ましくない実施形態によると、１以上の回転ディスクネブライザーを含んでもよい。

１以上のネブライザーは、好ましくは使用中に液滴の流れを放出する出口を有する第１のキャピラリーチューブを含む。

第１のキャピラリーチューブは、好ましくは使用中に（ｉ）−５〜−４ｋＶ、（ｉｉ）−４〜−３ｋＶ、（ｉｉｉ）−３〜−２ｋＶ、（ｉｖ）−２〜−１ｋＶ、（ｖ）−１０００〜−９００Ｖ、（ｖｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｖｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−７００〜−６００Ｖ、（ｉｘ）−６００〜−５００Ｖ、（ｘ）−５００〜−４００Ｖ、（ｘｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｘｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｘｉｉｉ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘｉｖ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｖ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｖｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｉｘ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｘ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｘｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘｉｖ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｖ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｖｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｉｘ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｘ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｘｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｖ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｉｘ）６００〜７００Ｖ、（ｘｌ）７００〜８００Ｖ、（ｘｌｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｌｉｉ）９００〜１０００Ｖ、（ｘｌｉｉｉ）１〜２ｋＶ、（ｘｌｉｖ）２〜３ｋＶ、（ｘｌｖ）３〜４ｋＶ、および（ｘｌｖｉ）４〜５ｋＶの電位に維持される。

第１のキャピラリーチューブは、好ましくは使用中に質量分析計および／または１以上のターゲットの第１の真空度にするイオン源および／またはイオン入口装置を囲む筐体の電位に対して（ｉ）−５〜−４ｋＶ、（ｉｉ）−４〜−３ｋＶ、（ｉｉｉ）−３〜−２ｋＶ、（ｉｖ）−２〜−１ｋＶ、（ｖ）−１０００〜−９００Ｖ、（ｖｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｖｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−７００〜−６００Ｖ、（ｉｘ）−６００〜−５００Ｖ、（ｘ）−５００〜−４００Ｖ、（ｘｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｘｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｘｉｉｉ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘｉｖ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｖ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｖｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｉｘ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｘ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｘｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘｉｖ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｖ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｖｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｉｘ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｘ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｘｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｖ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｉｘ）６００〜７００Ｖ、（ｘｌ）７００〜８００Ｖ、（ｘｌｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｌｉｉ）９００〜１０００Ｖ、（ｘｌｉｉｉ）１〜２ｋＶ、（ｘｌｉｖ）２〜３ｋＶ、（ｘｌｖ）３〜４ｋＶ、および（ｘｌｖｉ）４〜５ｋＶの電位に維持される。

実施形態によると、ワイヤーを第１のキャピラリーチューブに囲まれる容積内に配置させてもよく、ワイヤーは液滴の流れを集中させるように配置および適合される。

好ましい実施形態によると、
（ｉ）第１のキャピラリーチューブは、ガス流を第１のキャピラリーチューブの出口に供給するように配置および適合された第２のキャピラリーチューブに囲まれる、または
（ｉｉ）第２のキャピラリーチューブは、ガスのクロスフロー流を第１のキャピラリーチューブの出口に供給するように配置および適合される。

第２のキャピラリーチューブは、好ましくは第１のキャピラリーチューブを囲む、および／または第１のキャピラリーチューブと同心円状もしくは非同心円状である。

第１および第２のキャピラリーチューブの端は、好ましくは（ｉ）互いに同一平面もしくは平行である、または（ｉｉ）互いに対して突出している、陥凹しているもしくは平行でない。

第１のキャピラリーチューブの出口は、好ましくは直径Ｄを有し、液滴のスプレーは好ましくは１以上のターゲットの衝撃ゾーンに衝撃を与えるように配置される。

衝撃ゾーンは、好ましくはｘの最大寸法を有し、比ｘ／Ｄは＜２、２〜５、５〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜３５、３５〜４０または＞４０の範囲にある。

衝撃ゾーンは、好ましくは（ｉ）＜０．０１ｍ^２、（ｉｉ）０．０１〜０．１０ｍ^２、（ｉｉｉ）０．１０〜０．２０ｍ^２、（ｉｖ）０．２０〜０．３０ｍ^２、（ｖ）０．３０〜０．４０ｍ^２、（ｖｉ）０．４０〜０．５０ｍ^２、（ｖｉｉ）０．５０〜０．６０ｍ^２、（ｖｉｉｉ）０．６０〜０．７０ｍ^２、（ｉｘ）０．７０〜０．８０ｍ^２、（ｘ）０．８０〜０．９０ｍ^２、（ｘｉ）０．９０〜１．００ｍ^２、（ｘｉｉ）１．００〜１．１０ｍ^２、（ｘｉｉｉ）１．１０〜１．２０ｍ^２、（ｘｉｖ）１．２０〜１．３０ｍ^２、（ｘｖ）１．３０〜１．４０ｍ^２、（ｘｖｉ）１．４０〜１．５０ｍ^２、（ｘｖｉｉ）１．５０〜１．６０ｍ^２、（ｘｖｉｉｉ）１．６０〜１．７０ｍ^２、（ｘｉｘ）１．７０〜１．８０ｍ^２、（ｘｘ）１．８０〜１．９０ｍ^２、（ｘｘｉ）１．９０〜２．００ｍ^２、（ｘｘｉｉ）２．００〜２．１０ｍ^２、（ｘｘｉｉｉ）２．１０〜２．２０ｍ^２、（ｘｘｉｖ）２．２０〜２．３０ｍ^２、（ｘｘｖ）２．３０〜２．４０ｍ^２、（ｘｘｖｉ）２．４０〜２．５０ｍ^２、（ｘｘｖｉｉ）２．５０〜２．６０ｍ^２、（ｘｘｖｉｉｉ）２．６０〜２．７０ｍ^２、（ｘｘｉｘ）２．７０〜２．８０ｍ^２、（ｘｘｘ）２．８０〜２．９０ｍ^２、（ｘｘｘｉ）２．９０〜３．００ｍ^２、（ｘｘｘｉｉ）３．００〜３．１０ｍ^２、（ｘｘｘｉｉｉ）３．１０〜３．２０ｍ^２、（ｘｘｘｉｖ）３．２０〜３．３０ｍ^２、（ｘｘｘｖ）３．３０〜３．４０ｍ^２、（ｘｘｘｖｉ）３．４０〜３．５０ｍ^２、（ｘｘｘｖｉｉ）３．５０〜３．６０ｍ^２、（ｘｘｘｖｉｉｉ）３．６０〜３．７０ｍ^２、（ｘｘｘｉｘ）３．７０〜３．８０ｍ^２、（ｘ）ｌ３．８０〜３．９０ｍ^２、および（ｘｌｉ）３．９０〜４．００ｍ^２からなる群から選択される面積を有する。

イオン源は、好ましくは１種以上の加熱ガス流を１以上のネブライザーの出口に供給するように配置および適合された１以上のヒーターをさらに含む。

実施形態によると、
（ｉ）１以上のヒーターは第１のキャピラリーチューブを囲み、加熱ガス流を第１のキャピラリーチューブの出口に供給するように配置および適合される、および／または
（ｉｉ）１以上のヒーターは１以上の赤外線ヒーターを含む、および／または
（ｉｉｉ）１以上のヒーターは１以上の燃焼式ヒーターを含む。

イオン源は、１以上のターゲットを直接的におよび／または間接的に加熱するよう配置および適合された１以上の加熱装置をさらに含んでもよい。

１以上の加熱装置は、１以上のターゲットを加熱するために１以上のターゲットに衝突する１種以上のレーザー光を放出するように配置および適合された１種以上のレーザーを含んでもよい。

実施形態によると、１以上のターゲットは、使用中に（ｉ）−５〜−４ｋＶ、（ｉｉ）−４〜−３ｋＶ、（ｉｉｉ）−３〜−２ｋＶ、（ｉｖ）−２〜−１ｋＶ、（ｖ）−１０００〜−９００Ｖ、（ｖｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｖｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−７００〜−６００Ｖ、（ｉｘ）−６００〜−５００Ｖ、（ｘ）−５００〜−４００Ｖ、（ｘｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｘｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｘｉｉｉ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘｉｖ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｖ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｖｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｉｘ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｘ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｘｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘｉｖ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｖ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｖｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｉｘ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｘ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｘｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｖ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｉｘ）６００〜７００Ｖ、（ｘｌ）７００〜８００Ｖ、（ｘｌｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｌｉｉ）９００〜１０００Ｖ、（ｘｌｉｉｉ）１〜２ｋＶ、（ｘｌｉｖ）２〜３ｋＶ、（ｘｌｖ）３〜４ｋＶ、および（ｘｌｖｉ）４〜５ｋＶの電位に維持される。

実施形態によると、１以上のターゲットは、使用中に質量分析計および／または１以上のターゲットの第１の真空度にするイオン源および／またはイオン入口装置を囲む筐体の電位に対して（ｉ）−５〜−４ｋＶ、（ｉｉ）−４〜−３ｋＶ、（ｉｉｉ）−３〜−２ｋＶ、（ｉｖ）−２〜−１ｋＶ、（ｖ）−１０００〜−９００Ｖ、（ｖｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｖｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−７００〜−６００Ｖ、（ｉｘ）−６００〜−５００Ｖ、（ｘ）−５００〜−４００Ｖ、（ｘｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｘｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｘｉｉｉ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘｉｖ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｖ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｖｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｉｘ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｘ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｘｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘｉｖ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｖ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｖｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｉｘ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｘ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｘｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｖ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｉｘ）６００〜７００Ｖ、（ｘｌ）７００〜８００Ｖ、（ｘｌｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｌｉｉ）９００〜１０００Ｖ、（ｘｌｉｉｉ）１〜２ｋＶ、（ｘｌｉｖ）２〜３ｋＶ、（ｘｌｖ）３〜４ｋＶ、および（ｘｌｖｉ）４〜５ｋＶの電位に維持される。

好ましい実施形態によると、運転モード中、１以上のターゲットは正電位に維持され、１以上のターゲットに衝撃を与える液滴は複数の正に帯電したイオンを形成する。

別の好ましい実施形態によると、運転モード中、１以上のターゲットは負電位に維持され、１以上のターゲットに衝撃を与える液滴は複数の負に帯電したイオンを形成する。

イオン源は、正弦波もしくは非正弦波ＡＣまたはＲＦ電圧を１以上のターゲットに印加するよう配置および適合された装置をさらに含んでもよい。

１以上のターゲットは、液滴の流れおよび／または複数のイオンを質量分析計のイオン入口装置に向けて偏向させるように配置または位置決めされる。

１以上のターゲットは、好ましくは質量分析計のイオン入口装置の上流に位置決めされ、結果としてイオンがイオン入口装置の方向に向けて偏向する。

１以上のターゲットは、ステンレス鋼ターゲット、金属、金、非金属物質、半導体、カーバイドコーティングを有する金属もしくは他の物質、絶縁体またはセラミックを含んでもよい。

１以上のターゲットは、複数のターゲット要素を含んでもよく、結果として１以上のネブライザーからの液滴は複数のターゲット要素上に落ちる、および／またはターゲットは多数の衝撃点を有するように配置され、結果として液滴は多数のそれた偏向によりイオン化される。

１以上のターゲットは、１以上のターゲットを過ぎたガス流が質量分析計のイオン入口装置に向かうか、これと平行に、これと直交に、もしくはこれから離れるように案内または偏向されるように形成するまたは空気力学プロファイルを有することができる。

複数のイオンの少なくともいくつかまたは多数を、使用中に１以上のターゲットを過ぎたガス流に巻き込まれるように配置してもよい。

実施形態によると、運転モード中、１以上の基準または検量体ネブライザーからの液滴は１以上のターゲット上に案内される。

実施形態によると、運転モード中、１以上の分析物ネブライザーからの液滴は１以上のターゲット上に案内される。

本発明の別の態様によると、上記のようなイオン源を含む質量分析計が提供される。

質量分析計は、好ましくは質量分析計の第１の真空度にするイオン入口装置をさらに含む。

イオン入口装置は、好ましくはイオンオリフィス、イオン入口コーン、イオン入口キャピラリー、イオン入口加熱キャピラリー、イオントンネル、イオン移動度分光計もしくは分離器、示差イオン移動度分光計、非対称電界イオン移動度分光計（「ＦＡＩＭＳ」）装置または他のイオン入口を含む。

１以上のターゲットは、好ましくはイオン入口装置から第１の方向に第１の距離Ｘ_１およびイオン入口装置から第２の方向に第２の距離Ｚ_１に位置し、第２の方向は第１の方向と直交しており、
（ｉ）Ｘ_１は（ｉ）０〜１ｍｍ、（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、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、および／または
（ｉｉ）Ｚ_１は（ｉ）０〜１ｍｍ、（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、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。

１以上のターゲットは、好ましくは液滴の流れおよび／または複数のイオンをイオン入口装置に向けて偏向させるように位置決めされる。

１以上のターゲットは、好ましくはイオン入口装置の上流に位置決めされる。

１以上のターゲットは、好ましくは（ｉ）１以上のロッド、または（ｉｉ）テーパコーンを有する１以上のピンのいずれかを含む。

液滴の流れは、好ましくは１以上のロッドまたは１以上のピンのテーパコーンに対して（ｉ）１以上のロッドまたはピンの中心線に直接的に、あるいは（ｉｉ）イオン入口オリフィスの方をもしくはから外方を向く１以上のロッドまたは１以上のピンのテーパコーンの側面に衝撃を与えるように配置される。

質量分析計は、１以上のネブライザー、１以上のターゲット、およびイオン入口装置を囲む筐体をさらに含んでもよい。

質量分析計は、１以上の偏向またはプッシャー電極をさらに含んでもよく、イオンを質量分析計のイオン入口装置に向けて偏向するまたは付勢するために、使用中に１種以上のＤＣ電圧またはＤＣ電圧パルスが１以上の偏向またはプッシャー電極に印加される。

本発明の態様によると、
主に液滴の流れに、１以上のターゲットに衝撃を与えさせて、液滴をイオン化して複数の分析物イオンを形成させるステップと、
を含む、試料をイオン化する方法が提供される。

本発明の態様によると、上記のようなイオンをイオン化する方法を含む質量分析の方法が提供される。

本発明の態様によると、
ターゲットと、
使用中に、主にターゲットに衝撃を与え、液滴をイオン化して複数のイオンを形成するようにされた液滴から形成された流れを放出するよう構成されたネブライザーと、
を含むイオン源を含む質量分析計が提供される。

本発明の態様によると、
ターゲットと、
使用中に、主にターゲットに衝撃を与え、液滴をイオン化して複数のイオンを形成するようにされた液滴から形成された流れを放出するよう構成されたネブライザーと、
を含むイオン源が提供される。

本発明の態様によると、
主に液滴から形成された流れを生成し、液滴が１以上のターゲットに衝撃を与えるようにすることにより液滴をイオン化して複数のイオンを形成することにより試料をイオン化するステップ
を含む、質量分析の方法が提供される。

本発明の態様によると、主に液滴から形成された流れを生成するステップと、液滴が１以上のターゲットに衝撃を与えるようにすることにより液滴をイオン化して複数のイオンを形成するステップとを含む、試料をイオン化する方法が提供される。

本発明の態様によると、
１以上のネブライザーと１以上のターゲットと
を含む脱溶媒和装置であって、
１以上のネブライザーは、使用中に、主に前記１以上のターゲットに衝撃を与え、前記液滴に脱溶媒和気相分子および／または二次液滴を形成させるようにされた液滴の流れを放出するよう配置および適合されている装置が提供される。

本発明の態様によると、
主に液滴の流れに、１以上のターゲットに衝撃を与えさせて、前記液滴に脱溶媒和気相分子および／または二次液滴を形成させるようにするステップ
を含む、脱溶媒和の方法が提供される。

本発明がイオン源および試料をイオン化する方法を越えて液滴の流れを少なくとも部分的に脱溶媒和するまたはさらに脱溶媒和するための装置および方法を含むことが明らかであろう。結果として生じる気相分子および／または二次液滴は、その後別のイオン源によりイオン化され得る。

本発明の態様によると、
第１のキャピラリーチューブを含み、使用中に分析物液滴の流れを放出する出口を有するネブライザーと、
ネブライザーの出口から１０ｍｍ未満に配置されたターゲットと、
を含む質量分析計であって、
一定期間にわたって溶離液を放出するように配置および適合された液体クロマトグラフィー分離装置と、
ネブライザーを含む、溶離液をイオン化するように配置および適合されたイオン源と、
をさらに含み、
使用中に、分析物液滴の流れはターゲットに衝撃を与え、分析物をイオン化して複数の分析物イオンを形成するようにされていることを特徴とする質量分析計が提供される。

対照として、ＳＡＣＩイオン源の標的は、質量分析計のイオン入口オリフィスの下流に置かれ、イオンはイオン入口オリフィスに向けて後ろ向きに反射される。

本発明の別の態様によると、
第１のキャピラリーチューブを含み、分析物液滴の流れを放出する出口を有するネブライザーを用意するステップと、
ターゲットをネブライザーの出口から１０ｍｍ未満に位置決めするステップと、
を含む質量分析の方法であって、
一定期間にわたって溶離液を放出する液体クロマトグラフィー分離装置を用意するステップと、
分析物液滴の流れに、ターゲットに衝撃を与え、分析物をイオン化して複数の分析物イオンを形成させることにより、溶離液をイオン化するステップと
をさらに含むことを特徴とする質量分析の方法が提供される。

上に論じるように、ＳＡＣＩイオン源のスプレーポイントは、加熱ネブライザープローブ内にあり、結果としてスプレーポイントとターゲットプレートとの間の典型的な距離は約７０ｍｍとなる。対照として、好ましいインパクターイオン源では、スプレーポイントは内部キャピラリーチューブの先端に位置し、スプレーポイントとターゲットとの間の距離は１０ｍｍ未満となり得る。

ＳＡＣＩイオン源は蒸気流を放出し、蒸気のターゲットに対する衝撃速度は比較的低く、約４ｍ／ｓであることが当業者により理解されよう。対照として、好ましい実施形態によるインパクターイオン源は蒸気流を放出しないが、代わりに高密度液滴流を放出する。さらに、液滴流のターゲットに対する衝撃速度は比較的高く、約１００ｍ／ｓである。

そのため、本発明によるイオン源が既知のＳＡＣＩイオン源と全く別であることが明らかであろう。

好ましい実施形態によると、液体流は好ましくはスプレーヤーまたはネブライザーチップでの高い電位差を用いずに高速ガスの同心円状流を介して噴霧されたスプレーに変換される。液滴流に匹敵する寸法または衝撃ゾーンを有する微小ターゲットは、好ましくは衝撃ゾーンを規定し、スプレーを質量分析計のイオン入口オリフィスに向けて部分的に偏向するようスプレーヤーチップのすぐそばに（例えば、＜５ｍｍ）位置決めされる。結果として生じるイオンおよび帯電した液滴は、質量分析計の第１の真空度により採取される。

好ましい実施形態によると、ターゲットは、好ましくはステンレス鋼ターゲットを含む。しかしながら、ターゲットが他の金属物質（例えば、金）および非金属物質を含んでもよい他の実施形態が考えられる。例えば、ターゲットが半導体、カーバイドコーティングを有する金属もしくは他の物質、絶縁体またはセラミックを含む実施形態が考えられる。

別の実施形態によると、ターゲットは、複数のプレートまたはターゲット要素を含んでもよく、結果としてネブライザーからの液滴は複数のターゲットプレートまたはターゲット要素上に落ちる。この実施形態によると、好ましくは多数の衝撃点が存在し、液滴は多数のそれた偏向によりイオン化される。

ＡＰＩ源の観点から、帯電イオン化表面としても働く密結合インパクターの組み合わせは高感度のマルチモードイオン源の基礎を提供する。スプレーチップおよび微小ターゲットは、好ましくはそれた衝撃幾何学のすぐそばに構成され、その結果として既知のブロードエリアＳＡＣＩイオン源と比べると増加したターゲットでの噴霧束および有意に小さいビーム発散もしくは反射分散が得られる。そのため、好ましい実施形態は、高感度ＡＰＩ源を提供する。

好ましい実施形態は、ハードウエアまたはチューニングパラメータを切り換える必要がなく、高効率で高および低極性分析物を有利にイオン化することができるマルチモードイオン源を含む。

１以上のターゲットに衝撃を与える液滴は、好ましくは帯電していない。

本発明によるイオン源およびイオンをイオン化する方法は、既知のＳＡＣＩイオン源と比較して特に有利であることが明らかであろう。

本発明の種々の実施形態を、単なる例として、付随する図面を参照してここで記載する。

本発明の好ましい実施形態によるインパクタースプレーＡＰＩイオン源を示す図である。 ネブライザーを省略した本発明の好ましい実施形態による質量分析計のターゲットおよび第１の真空度の平面図である。 本発明の好ましい実施形態による質量分析計のネブライザーまたはスプレーヤーチップ、ターゲットおよび第１の真空度の側面図である。 コロナ放電ピンを用いる従来のＡＰＣＩイオン源を示す図である。 従来のエレクトロスプレーイオン源、従来のＡＰＣＩイオン源および好ましい実施形態によるインパクターイオン源を使用して測定した５種の試験分析物の相対強度を示す図である。 本発明の好ましい実施形態による、ターゲット電位のイオンシグナルへの影響を示す図である。 ２．２ｋＶのターゲット電位を用いる本発明の好ましい実施形態によるインパクタースプレーイオン源から得られた質量スペクトルを示す図である。 ０Ｖのターゲット電位を用いる本発明の実施形態によるインパクタースプレー源から得られた質量スペクトルを示す図である。 ４ｋＶの最適化キャピラリー電位を用いる従来のエレクトロスプレーイオン源により得られた質量スペクトルを示す図である。 既知の表面活性化化学イオン化イオン源を示す図である。 従来のＳＡＣＩイオン源および好ましい実施形態によるインパクターイオン源スプレーにより得られた相対強度の比較を示す図である。 好ましいネブライザーから放出された液滴の位相ドップラー粒子計測分析から得られたデータを示す図である。 本発明の実施形態による空気ネブライザーおよびＳＡＣＩイオン源に使用されるような加熱ネブライザーについてのデータレートの径方向分布の比較を示す図である。

図１は、本発明の実施形態によるインパクタースプレーＡＰＩイオン源の一般的なレイアウトの概略図を示す。分析物を含む液体流は、ネブライザーまたはスプレーヤー１に入るように配置され、液体キャピラリーチューブ３を介してスプレーヤーチップ２に送達される。液体キャピラリーチューブ３は、好ましくは高速ガス流を液体キャピラリーチューブ３の出口に送達するためのガス入口５を含む第２のキャピラリー４に囲まれる。実施形態によると、液体キャピラリーチューブ３の内径は１３０μｍであり、液体キャピラリーチューブ３の外径は２７０μｍである。第２の（ガス）キャピラリーチューブ４の内径は好ましくは３３０μｍである。この配置により、１０〜２０μｍの典型的な直径を有する液滴を含み、スプレーヤーチップから近い距離で１００ｍ／ｓを超える速度を有する噴霧スプレーが生成する。

結果として生じる液滴は、好ましくは第２のガス入口７を介して同心円状ヒーター６に入る追加のガス流により加熱される。ネブライザーまたはスプレーヤー１は、動揺してスプレーヤーチップとイオン入口オリフィス９との間の水平距離を変化させることができるように質量分析計のイオン入口コーン８の右手側にちょうつがい式に動かされ得る。プローブもまたスプレーヤーチップとイオン入口オリフィス９との間の垂直距離を同様に変化させることができるように構成され得る。好ましくは液体キャピラリーチューブ３と類似の寸法を有するターゲット１０は、スプレーヤーチップとイオン入口オリフィス９との間に置かれる。ターゲット１０は、好ましくは微小アジャスターステージを介してｘおよびｙ方向に（水平面で）操作することができ、好ましくは源筐体１１およびイオン入口オリフィス９に対して０〜５ｋＶの電位に維持される。イオン入口コーン８は、好ましくはガス入口１３を介して入る低流量の窒素ガスにより流される金属コーンガスハウジング１２に囲まれる。源筐体に入る全ガスは、好ましくは質量分析計の第１の真空度１５により排気される源筐体排気１４またはイオン入口オリフィス９を介して出る。

図２Ａは、ネブライザーまたはスプレーヤー１を省略した本発明の実施形態の概略平面図を示す。ターゲット１０は、質量分析計の第１の真空度１５に隣接して位置する。実施形態によると、ターゲット１０は、好ましくは５ｍｍの距離にわたって直線状テーパ部を組み込んだ０．８ｍｍ直径のステンレス鋼ピンを含んでもよい。ピンは、好ましくはイオン入口オリフィス９から５ｍｍの水平距離Ｘ_１に位置決めされる。ピン１０は、好ましくはプローブ軸とターゲット１０との間の衝撃点が図２Ｂに示すようにイオン入口オリフィス９に面するテーパコーンの側面にあるように位置決めされる。この位置により、図２Ｂの端面概略図中に矢印線１６として示す最適化されたそれた入射角が得られる。図２Ｂはまた、好ましい実施形態、すなわち、Ｚ_１＝９ｍｍおよびＺ_２＝１．５ｍｍによるネブライザーまたはプローブ２およびターゲット１０の相対的垂直位置を示す。ネブライザーまたはスプレーヤー２は好ましくは０Ｖに維持され、ターゲット１０は好ましくは２．２ｋＶに維持され、イオン入口コーンは好ましくは１００Ｖに維持され、コーンガスハウジングは好ましくは１００Ｖに維持され、ヒーターアセンブリおよび源筐体は好ましくはグラウンド電位に維持される。窒素ネブライザーガスは好ましくは７バールに加圧され、窒素ヒーターガス流は好ましくは１２００Ｌ／時間送達するよう加圧され、窒素コーンガス流は好ましくは１５０Ｌ／時間を送達するよう加圧される。

一連の試験を行い好ましいインパクタースプレー源、従来のＥＳＩイオン源および従来のＡＰＣＩイオン源の相対的感度を試験した。

従来のＥＳＩイオン源は、ターゲット１０を除去し、スプレーヤーチップに直接２．５ｋＶの電位を印加することにより構築した。他の全電位およびガス流は上記の通り維持した。

ＡＰＣＩイオン源は、市販のＡＰＣＩイオン源に使用されているように、図３に示すようにネブライザーまたはスプレーヤー２を従来の加熱ネブライザープローブ１７と交換し、コロナ放電ピン１８を付加することにより構築した。コロナ放電ピン１８の先端は、図３に示すように距離Ｘ＝７ｍｍおよびＺ＝５．５ｍｍに置いた。ＡＰＣＩイオン源プローブは、５５０℃で運転し、ヒーターガスは５００Ｌ／時間の流速で加熱せず、コロナ放電ピン１８は５μＡの電流に設定した。他の全設定は上記の通りとした。

７０／３０アセトニトリル／水からなり、スルファジメトキシン（１０ｐｇ／μＬ）、ベラパミル（１０ｐｇ／μＬ）、エリスロマイシン（１０ｐｇ／μＬ）、コレステロール（１０ｎｇ／μＬ）およびシクロスポリン（１００ｐｇ／μＬ）を含む試験溶液を調製した。試験溶液を１５μＬ／分の流速で７０／３０アセトニトリル／水の０．６ｍＬ／分のキャリア液体流に注入し、次いでこれを３種の異なるＡＰＩイオン源により採取した。

図４は、従来のエレクトロスプレーイオン源、従来のＡＰＣＩイオン源および好ましい実施形態によるインパクターイオン源を使用して５種の試験分析物について得られた相対シグナル強度を示す。各分析物について、シグナル強度をプロトン化分子（［Ｍ＋Ｈ］^＋）で監視した。しかしながら、好ましいインパクタースプレーにおいてはシグナル飽和のために、コレステロールシグナルを［Ｍ＋Ｈ］^＋イオンの炭素−１３同位体で測定した。この図から、ＡＰＣＩイオン源はＥＳＩイオン源に対していくつかの利点を有するが（例えば、コレステロールなどの非極性分析物について）、ＥＳＩは一般的にこれらの２つの技術のより高感度な方であることが明らかである。好ましいインパクタースプレー源が全化合物種についてＥＳＩまたはＡＰＣＩイオン源よりも有意に強いシグナル強度を与えることも明らかである。

ＳＡＣＩイオン化技術を利用するＡＰＩイオン源では、ブロードエリアターゲットを高電位に維持してイオンシグナルを最適化する。図５は、好ましいインパクタースプレー源についての、ターゲット電位を変化させることの、結果として生じるイオンシグナルへの影響を示しており、同一試験混合物を２．２ｋＶのターゲット電位、引き続いて０ｋＶのターゲット電位で分析した。ＳＡＣＩと対照的に、高ターゲット電位は、有利ではあるが、イオン化工程に必須ではないことが明らかである。対照的に、ブロードエリアＳＡＣＩ源は、同一実験条件下でイオンシグナルの９０％超を失うであろう（データは不図示）。

必須ではないが、高ターゲット電位はそれでもなお有利であり、質量スペクトルデータの質的側面を改善するという結果を有する。これを示すために、図６Ａは２．２ｋＶのターゲット電位を用いる好ましい実施形態によるインパクターイオン源から得られた質量スペクトルを示し、図６Ｂは０Ｖのターゲット電位を用いる実施形態によるインパクターイオン源から得られた質量スペクトルを示し、図６Ｃは４ｋＶの最適化キャピラリー電位を用いる従来のエレクトロスプレー源により得られた質量スペクトルを示す。好ましい実施形態によるイオン源を使用して得られた図６Ａおよび図６Ｂに示す質量スペクトルは、ＥＳＩより多くの分析物イオンを生成することが示されているが、有意に高いターゲット電位はまたイオン付加物形成（［Ｍ＋Ｎａ］^＋および［Ｍ＋Ｋ］^＋）に対する感受性を低下させ、結果としてプロトン化分子（［Ｍ＋Ｈ］^＋）は図６Ａに示す質量スペクトルについての基準ピークに過ぎなくなる。

好ましい実施形態によるインパクターイオン源とＳＡＣＩ型イオン源の感度を比較するための実験を行った。図７は、使用したＳＡＣＩイオン源の概略図を示す。ＳＡＣＩイオン源は、インパクターピンターゲット１０を、約３０ｍｍ×１５ｍｍである０．１５ｍｍ厚さの長方形スズシート１９と交換することにより構築した。シートターゲット１９は、水平に対して約３０°の角度とし、ネブライザーまたはプローブ２軸とターゲット１９との間の交点がＸ＝４ｍｍおよびＺ＝４ｍｍとなるように位置決めした。ＳＡＣＩイオン源を、０Ｖのネブライザーまたはスプレーヤー電位および１ｋＶのターゲット電位で最適化した。他の全ガス流および電圧は好ましいインパクタースプレー源について記載した通りとした。

図８は、ＳＡＣＩイオン源および好ましい実施形態によるインパクターイオン源により得られた相対シグナル強度を比較している。好ましいインパクタースプレーイオン源は、典型的にはブロードエリアＳＡＣＩイオン源よりも５〜１０倍高感度であることが認められる。

中心ワイヤーを液体キャピラリーチューブ３の孔の中に位置決めすることにより、好ましいインパクターイオン源の性能をさらに改善することができるさらなる実施形態が考えられる。ビデオ写真撮影により、中心ワイヤーが液滴流の焦点を合わせると、結果としてターゲットを、液滴束密度をさらに増加させる焦点に置くことができることが示された。焦点の位置は、好ましい実施形態に使用されるスプレーヤーチップ／ターゲット距離に匹敵する（１〜２ｍｍ）。

上記のように、ＳＡＣＩイオン源は液体流を蒸気流に変換し、次いでこれがブロードエリアターゲットに衝突する。ＳＡＣＩの実験（Ｃｒｉｓｔｏｎｉ他、Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．、２００５、４０、１５５０）により、イオン化が、気相の中性分析物分子とブロードエリアターゲットのプロトンに富む表面の相互作用の結果として起こることが示された。さらに、イオン化効率と１〜４ｃｍ^２の範囲内のターゲット面積との間には線形関係がある。

ＳＡＣＩと対照的に、好ましいイオン源は、流線型ターゲットを使用して液体液滴の高速流を遮断して、二次液滴、気相中性物質およびイオンからなる二次流を与える。

本発明の実施形態による空気ネブライザーをさらに調査した。ネブライザーは、１２７μｍの内径および２３０μｍの外径を有する内部液体キャピラリーを含んでいた。内部液体キャピラリーは、７バールに加圧された３３０μｍの内径を有するガスキャピラリーに囲まれていた。

図９は、９０％水／１０％メタノールからなる１ｍＬ／分液体流および窒素ネブライザーガスについての、好ましいネブライザーの位相ドップラー粒子計測（「ＰＤＡ」）分析から得られた典型的なデータを示す。

ＰＤＡサンプリング点を、スプレーポイントから５ｍｍの軸距離、すなわち、好ましい実施形態による典型的なネブライザー／ターゲット距離と等しい距離で、スプレーを径方向に横切ってスキャンした（プローブ軸＝０）。図９は、ネブライザーが、典型的には１００ｍｓ^−１を超える平均軸速度を有する１３〜２０μｍの範囲のザウター平均直径（ｄ_３２）の液体液滴を生成することを示している。

図９はまた、極めて高い速度の液滴がプローブ軸から１ｍｍの半径内でよく視準され典型的には限局されることを示している。

図１０の上部線は、上記のような好ましい空気ネブライザーおよび実験条件についてのデータレートＮ／ｔ（単位時間当たりの有効試料の数）の径方向分布を示している。この対数プロットは、スプレーがプローブ軸から１ｍｍの半径に限局されている総液滴質量の３分の２よりも高くよく視準されていることを示している。図１０の下部線は、従来のＳＡＣＩ源に使用されるような加熱ネブライザーからの対応するＮ／Ｔ分布を示している。加熱ネブライザーは、４ｍｍ直径孔を有する９０ｍｍ長さの円筒チューブ中（チューブ温度＝６００℃）に噴霧する空気ネブライザーからなっていた。このネブライザーについてのＮ／Ｔデータを、加熱チューブの出口端から７ｍｍの軸距離で得た。加熱ネブライザーからのわずかな検出された液滴（ｄ_３２は典型的には１４μｍであった、データは不図示）についてのＮ／Ｔは、典型的には好ましい実施形態による空気ネブライザーから得られたものより３桁少ないことに留意することが重要である。これは、圧倒的な質量の液体がＳＡＣＩ型加熱ネブライザーで気化され、極めて低い数密度の残存液滴を含む蒸気流がもたらされるという事実のためである。

したがって、既知のＳＡＣＩイオン源は、主に蒸気の流れを放出するネブライザーを含むものと解釈すべきであるので、ＳＡＣＩイオン源は本発明の範囲に入らないと理解すべきである。

図９および図１０に示されるデータを参照すると、好ましい実施形態によるイオン源の物理モデルは、高速液体液滴の源ヒーターにより間接的に加熱されるターゲットに対する衝撃により支配されると仮定することができる。このような衝撃効果は、二次液滴の形成をもたらし、液滴崩壊の性質は以下により与えられるウェーバー数Ｗ_ｅにより決定される：
Ｗ_ｅ＝ρＵ^２ｄ／σ （１）
（式中、ρは液滴密度であり、Ｕは液滴速度であり、ｄは液滴直径であり、σは液滴表面張力である）。

水液滴が４０℃であり、窒素ガス環境が１００℃であり、ｄ＝１８μｍおよびＵ＝５０ｍｓ^−１であると仮定すると、好ましい実施形態による液滴についてはＷ_ｅ＝６４０の値が得られる。再微粒化水液滴の数は、２６０〜４００℃の間の温度で加熱鋼ターゲットに対する衝撃について５０〜７５０の範囲のＷ_ｅと共に線形に増加することが示されている（文献において）。Ｗ_ｅ＝７５０で、単一液滴は典型的には４０個の二次液滴をもたらした。

そのため、インパクター標的が有意な液滴崩壊をもたらして、帯電した液滴、中性物質、イオンおよびクラスターからなる二次流を生成することが明らかである。

系の衝撃効率は、ストローク数Ｓ_ｋにより大きく支配され、
Ｓ_ｋ＝ρｄ^２Ｕ／１８μａ （２）
（式中、ρは液滴密度であり、ｄは液滴直径であり、Ｕは液滴速度であり、μはガス粘度であり、ａはターゲットの特徴的直径である）
である。

衝撃効率は、Ｓ_ｋの増加と共に増加するので、高速の大きな液滴および小さなターゲット直径を好む。したがって、上記の好ましいインパクタースプレー条件については、Ｓ_ｋは３０の典型的な値を有すると予想され得る。

Ｓ_ｋ＞＞１については、液滴が流れの流線から逸脱してターゲットに衝撃を与える可能性が極めて高い。対照的に、ターゲット寸法が１桁増加し、速度が１桁減少する（すなわち、ＳＡＣＩと類似の条件）と、Ｓ_ｋの値は０．３に下がり、この点では液滴はターゲットの周りのガス流に従可能性が高い。衝撃効率は、好ましい実施形態によるインパクタースプレーターゲットの流線型性質をさらに好むレイノルズ数の減少とともに増加することも知られている。

二次流の形状は、ガス流動力学、特に
Ｒ_ｅ＝ρｖＬ／μ （３）
（式中、ρはガス密度であり、ｖはガス速度であり、μはガス粘度であり、Ｌはターゲットの重要寸法である）
により与えられるレイノルズ数（Ｒ_ｅ）により支配されよう。

１ｍｍ直径のインパクターターゲット、５０ｍｓ^−１のガス速度および１００℃の窒素ガスでは、Ｒ_ｅ＝３０００の値が得られる。

２０００〜３０００の範囲のレイノルズ数は、一般的に層流から乱流の遷移領域に相当する。そのため、ターゲットからの後流はいくらかの乱流および渦巻の特徴を含むと予想され得る。しかしながら、イオン入口コーンでのイオンまたは液滴の採取を妨げ得る重度の乱流は予想されない。

ネブライザーを動揺して衝撃ゾーンを棒状ターゲットの片側から反対側まで動かすことにより、好ましいイオン源を調整することができる。これにより、二次液滴流の強い照度により視覚的に観察することができる後流の変化がもたらされる。そのため、源最適化が集中化した衝撃ゾーンおよび非対称ターゲット横断面により達成され得る他の実施形態も考えられる、例えば、航空機の翼（のプロファイル）。

本発明を、好ましい実施形態を参照して記載してきたが、付随する特許請求の範囲により定義される本発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細の種々の変更を行うことができることが当業者に明らかであろう。

Claims (68)

1. １以上のネブライザーと１以上のターゲットとを含むイオン源であって、
   １以上のネブライザーは、使用中に、主に前記１以上のターゲットに衝撃を与え、前記液滴をイオン化して複数のイオンを形成するようにされた液滴の流れを放出するように配置および適合されているイオン源。
2. 前記液滴が分析物液滴を含み、前記複数のイオンが分析物イオンを含む、請求項１に記載のイオン源。
3. 前記液滴が試薬液滴を含み、前記複数のイオンが試薬イオンを含む、請求項１に記載のイオン源。
4. １種以上の分析物または他のガスを前記１以上のターゲットに隣接した領域に供給するように配置および適合された１以上のチューブをさらに含む、請求項３に記載のイオン源。
5. 前記試薬イオンが前記分析物ガスをイオン化して複数の分析物イオンを形成するように配置された、請求項４に記載のイオン源。
6. 分析物液体が前記１以上のターゲットに供給され、イオン化されて複数の分析物イオンを形成するならびに／あるいは試薬液体が前記１以上のターゲットに供給され、イオン化されて電荷を中性分析物原子もしくは分子に運び分析物イオンを形成するおよび／または分析物イオンの形成を強化する試薬イオンを形成する、請求項１から５のいずれか１項に記載のイオン源。
7. 前記１以上のターゲットが１以上の開口部を含み、前記分析物液体および／または前記試薬液体が前記１以上のターゲットに直接供給され、前記１以上の開口部から出現する、請求項６に記載のイオン源。
8. 前記１以上のターゲットが１種以上の液体、固体またはゼラチン状分析物でコーティングされ、前記１種以上の分析物がイオン化されて複数の分析物イオンを形成する、請求項３に記載のイオン源。
9. 前記１以上のターゲットが１種以上の分析物から形成され、前記１種以上の分析物がイオン化されて複数の分析物イオンを形成する、請求項３に記載のイオン源。
10. 前記イオン源が大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載のイオン源。
11. 前記１以上のネブライザーが前記１以上のネブライザーにより放出される質量または物質の大部分が蒸気ではなく液滴の形態となるように配置および適合される、請求項１から１０のいずれか１項に記載のイオン源。
12. 前記１以上のネブライザーにより放出される質量または物質の少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％または９５％が液滴の形態である、請求項１１に記載のイオン源。
13. 前記１以上のネブライザーが液滴の流れを放出するように配置および適合され、前記液滴のザウター平均直径（「ＳＭＤ」、ｄ３２）が（ｉ）＜５μｍ、（ｉｉ）５〜１０μｍ、（ｉｉｉ）１０〜１５μｍ、（ｉｖ）１５〜２０μｍ、（ｖ）２０〜２５μｍ、または（ｖｉ）＞２５μｍの範囲にある、請求項１から１２のいずれか１項に記載のイオン源。
14. 前記１以上のネブライザーから放出された前記液滴の流れが１以上のターゲットに衝撃を与えた後に二次液滴の流れを形成する、請求項１から１３のいずれか１項に記載のイオン源。
15. 前記液滴の流れおよび／または前記二次液滴の流れが（ｉ）＜２０００、（ｉｉ）２０００〜２５００、（ｉｉｉ）２５００〜３０００、（ｉｖ）３０００〜３５００、（ｖ）３５００〜４０００、または（ｖｉ）＞４０００の範囲のレイノルズ数（Ｒｅ）を有する流れ領域を横切る、請求項１４に記載のイオン源。
16. 実質的に前記液滴が１以上のターゲットに衝撃を与える点で、前記液滴が（ｉ）＜５０、（ｉｉ）５０〜１００、（ｉｉｉ）１００〜１５０、（ｉｖ）１５０〜２００、（ｖ）２００〜２５０、（ｖｉ）２５０〜３００、（ｖｉｉ）３００〜３５０、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００、（ｉｘ）４００〜４５０、（ｘ）４５０〜５００、（ｘｉ）５００〜５５０、（ｘｉｉ）５５０〜６００、（ｘｉｉｉ）６００〜６５０、（ｘｉｖ）６５０〜７００、（ｘｖ）７００〜７５０、（ｘｖｉ）７５０〜８００、（ｘｖｉｉ）８００〜８５０、（ｘｖｉｉｉ）８５０〜９００、（ｘｉｘ）９００〜９５０、（ｘｘ）９５０〜１０００、および（ｘｘｉ）＞１０００からなる群から選択されるウェーバー数（Ｗｅ）を有する、請求項１から１５のいずれか１項に記載のイオン源。
17. 実質的に前記液滴が１以上のターゲットに衝撃を与える点で、前記液滴が（ｉ）１〜５、（ｉｉ）５〜１０、（ｉｉｉ）１０〜１５、（ｉｖ）１５〜２０、（ｖ）２０〜２５、（ｖｉ）２５〜３０、（ｖｉｉ）３０〜３５、（ｖｉｉｉ）３５〜４０、（ｉｘ）４０〜４５、（ｘ）４５〜５０、および（ｘｉ）＞５０の範囲のストローク数（Ｓ_ｋ）を有する、請求項１から１６のいずれか１項に記載のイオン源。
18. 前記１以上のターゲットに対する前記液滴の平均軸衝撃速度が（ｉ）＜２０ｍ／ｓ、（ｉｉ）２０〜３０ｍ／ｓ、（ｉｉｉ）３０〜４０ｍ／ｓ、（ｉｖ）４０〜５０ｍ／ｓ、（ｖ）５０〜６０ｍ／ｓ、（ｖｉ）６０〜７０ｍ／ｓ、（ｖｉｉ）７０〜８０ｍ／ｓ、（ｖｉｉｉ）８０〜９０ｍ／ｓ、（ｉｘ）９０〜１００ｍ／ｓ、（ｘ）１００〜１１０ｍ／ｓ、（ｘｉ）１１０〜１２０ｍ／ｓ、（ｘｉｉ）１２０〜１３０ｍ／ｓ、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０ｍ／ｓ、（ｘｉｖ）１４０〜１５０ｍ／ｓ、および（ｘｖ）＞１５０ｍ／ｓからなる群から選択される、請求項１から１７のいずれか１項に記載のイオン源。
19. 前記１以上のターゲットが前記１以上のネブライザーの出口から＜２０ｍｍ、＜１９ｍｍ、＜１８ｍｍ、＜１７ｍｍ、＜１６ｍｍ、＜１５ｍｍ、＜１４ｍｍ、＜１３ｍｍ、＜１２ｍｍ、＜１１ｍｍ、＜１０ｍｍ、＜９ｍｍ、＜８ｍｍ、＜７ｍｍ、＜６ｍｍ、＜５ｍｍ、＜４ｍｍ、＜３ｍｍまたは＜２ｍｍに配置される、請求項１から１８のいずれか１項に記載のイオン源。
20. 前記１以上のネブライザーが一定期間にわたって１以上の装置により放出される１種以上の溶離液を噴霧するように配置および適合される、請求項１から１９のいずれか１項に記載のイオン源。
21. 前記１以上の装置が１以上の液体クロマトグラフィー分離装置を含む、請求項２０に記載のイオン源。
22. 前記１以上のネブライザーが１種以上の溶離液を噴霧するように配置および適合され、前記１種以上の溶離液が（ｉ）＜１μＬ／分、（ｉｉ）１〜１０μＬ／分、（ｉｉｉ）１０〜５０μＬ／分、（ｉｖ）５０〜１００μＬ／分、（ｖ）１００〜２００μＬ／分、（ｖｉ）２００〜３００μＬ／分、（ｖｉｉ）３００〜４００μＬ／分、（ｖｉｉｉ）４００〜５００μＬ／分、（ｉｘ）５００〜６００μＬ／分、（ｘ）６００〜７００μＬ／分、（ｘｉ）７００〜８００μＬ／分、（ｘｉｉ）８００〜９００μＬ／分、（ｘｉｉｉ）９００〜１０００μＬ／分、（ｘｉｖ）１０００〜１５００μＬ／分、（ｘｖ）１５００〜２０００μＬ／分、（ｘｖｉ）２０００〜２５００μＬ／分、および（ｘｖｉｉ）＞２５００μＬ／分からなる群から選択される液体流速を有する、請求項２０または２１に記載のイオン源。
23. 前記１以上のネブライザーが１以上の回転ディスクネブライザーを含む、請求項１から１９のいずれか１項に記載のイオン源。
24. 前記１以上のネブライザーが使用中に前記液滴の流れを放出する出口を有する第１のキャピラリーチューブを含む、請求項１から２３のいずれか１項に記載のイオン源。
25. 前記第１のキャピラリーチューブが使用中に（ｉ）−５〜−４ｋＶ、（ｉｉ）−４〜−３ｋＶ、（ｉｉｉ）−３〜−２ｋＶ、（ｉｖ）−２〜−１ｋＶ、（ｖ）−１０００〜−９００Ｖ、（ｖｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｖｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−７００〜−６００Ｖ、（ｉｘ）−６００〜−５００Ｖ、（ｘ）−５００〜−４００Ｖ、（ｘｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｘｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｘｉｉｉ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘｉｖ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｖ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｖｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｉｘ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｘ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｘｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘｉｖ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｖ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｖｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｉｘ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｘ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｘｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｖ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｉｘ）６００〜７００Ｖ、（ｘｌ）７００〜８００Ｖ、（ｘｌｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｌｉｉ）９００〜１０００Ｖ、（ｘｌｉｉｉ）１〜２ｋＶ、（ｘｌｉｖ）２〜３ｋＶ、（ｘｌｖ）３〜４ｋＶ、および（ｘｌｖｉ）４〜５ｋＶの電位に維持される、請求項２４に記載のイオン源。
26. 前記第１のキャピラリーチューブが使用中に質量分析計および／または前記１以上のターゲットの第１の真空度にするイオン源および／またはイオン入口装置を囲む筐体の電位に対して（ｉ）−５〜−４ｋＶ、（ｉｉ）−４〜−３ｋＶ、（ｉｉｉ）−３〜−２ｋＶ、（ｉｖ）−２〜−１ｋＶ、（ｖ）−１０００〜−９００Ｖ、（ｖｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｖｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−７００〜−６００Ｖ、（ｉｘ）−６００〜−５００Ｖ、（ｘ）−５００〜−４００Ｖ、（ｘｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｘｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｘｉｉｉ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘｉｖ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｖ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｖｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｉｘ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｘ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｘｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘｉｖ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｖ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｖｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｉｘ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｘ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｘｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｖ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｉｘ）６００〜７００Ｖ、（ｘｌ）７００〜８００Ｖ、（ｘｌｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｌｉｉ）９００〜１０００Ｖ、（ｘｌｉｉｉ）１〜２ｋＶ、（ｘｌｉｖ）２〜３ｋＶ、（ｘｌｖ）３〜４ｋＶ、および（ｘｌｖｉ）４〜５ｋＶの電位に維持される、請求項２４または２５に記載のイオン源。
27. 前記第１のキャピラリーチューブに囲まれる容積内に配置したワイヤーをさらに含み、前記ワイヤーが前記液滴の流れを集中させるように配置および適合される、請求項２４、２５または２６に記載のイオン源。
28. （ｉ）前記第１のキャピラリーチューブが、ガス流を前記第１のキャピラリーチューブの出口に供給するように配置および適合された第２のキャピラリーチューブに囲まれる、または
    （ｉｉ）第２のキャピラリーチューブが、ガスのクロスフロー流を前記第１のキャピラリーチューブの出口に供給するように配置および適合される、
    請求項２４から２７のいずれか１項に記載のイオン源。
29. 前記第２のキャピラリーチューブが前記第１のキャピラリーチューブを囲む、および／または前記第１のキャピラリーチューブと同心円状もしくは非同心円状である、請求項２８に記載のイオン源。
30. 前記第１および第２のキャピラリーチューブの端が（ｉ）互いに同一平面もしくは平行である、または（ｉｉ）互いに対して突出している、陥凹しているもしくは平行でない、請求項２８または２９に記載のイオン源。
31. 前記第１のキャピラリーチューブの出口が直径Ｄを有し、前記液滴のスプレーが前記１以上のターゲットの衝撃ゾーンに衝撃を与えるように配置される、請求項２４から３０のいずれか１項に記載のイオン源。
32. 前記衝撃ゾーンがｘの最大寸法を有し、比ｘ／Ｄが＜２、２〜５、５〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜３５、３５〜４０または＞４０の範囲にある、請求項３１に記載のイオン源。
33. 前記衝撃ゾーンが（ｉ）＜０．０１ｍ^２、（ｉｉ）０．０１〜０．１０ｍ^２、（ｉｉｉ）０．１０〜０．２０ｍ^２、（ｉｖ）０．２０〜０．３０ｍ^２、（ｖ）０．３０〜０．４０ｍ^２、（ｖｉ）０．４０〜０．５０ｍ^２、（ｖｉｉ）０．５０〜０．６０ｍ^２、（ｖｉｉｉ）０．６０〜０．７０ｍ^２、（ｉｘ）０．７０〜０．８０ｍ^２、（ｘ）０．８０〜０．９０ｍ^２、（ｘｉ）０．９０〜１．００ｍ^２、（ｘｉｉ）１．００〜１．１０ｍ^２、（ｘｉｉｉ）１．１０〜１．２０ｍ^２、（ｘｉｖ）１．２０〜１．３０ｍ^２、（ｘｖ）１．３０〜１．４０ｍ^２、（ｘｖｉ）１．４０〜１．５０ｍ^２、（ｘｖｉｉ）１．５０〜１．６０ｍ^２、（ｘｖｉｉｉ）１．６０〜１．７０ｍ^２、（ｘｉｘ）１．７０〜１．８０ｍ^２、（ｘｘ）１．８０〜１．９０ｍ^２、（ｘｘｉ）１．９０〜２．００ｍ^２、（ｘｘｉｉ）２．００〜２．１０ｍ^２、（ｘｘｉｉｉ）２．１０〜２．２０ｍ^２、（ｘｘｉｖ）２．２０〜２．３０ｍ^２、（ｘｘｖ）２．３０〜２．４０ｍ^２、（ｘｘｖｉ）２．４０〜２．５０ｍ^２、（ｘｘｖｉｉ）２．５０〜２．６０ｍ^２、（ｘｘｖｉｉｉ）２．６０〜２．７０ｍ^２、（ｘｘｉｘ）２．７０〜２．８０ｍ^２、（ｘｘｘ）２．８０〜２．９０ｍ^２、（ｘｘｘｉ）２．９０〜３．００ｍ^２、（ｘｘｘｉｉ）３．００〜３．１０ｍ^２、（ｘｘｘｉｉｉ）３．１０〜３．２０ｍ^２、（ｘｘｘｉｖ）３．２０〜３．３０ｍ^２、（ｘｘｘｖ）３．３０〜３．４０ｍ^２、（ｘｘｘｖｉ）３．４０〜３．５０ｍ^２、（ｘｘｘｖｉｉ）３．５０〜３．６０ｍ^２、（ｘｘｘｖｉｉｉ）３．６０〜３．７０ｍ^２、（ｘｘｘｉｘ）３．７０〜３．８０ｍ^２、（ｘ）ｌ３．８０〜３．９０ｍ^２、および（ｘｌｉ）３．９０〜４．００ｍ^２からなる群から選択される面積を有する、請求項３１または３２に記載のイオン源。
34. １種以上の加熱ガス流を前記１以上のネブライザーの出口に供給するように配置および適合された１以上のヒーターをさらに含む、請求項１から３３のいずれか１項に記載のイオン源。
35. （ｉ）前記１以上のヒーターが前記第１のキャピラリーチューブを囲み、加熱ガス流を前記第１のキャピラリーチューブの出口に供給するように配置および適合される、および／または
    （ｉｉ）前記１以上のヒーターが１以上の赤外線ヒーターを含む、および／または
    （ｉｉｉ）前記１以上のヒーターが１以上の燃焼式ヒーターを含む、
    請求項３４に記載のイオン源。
36. 前記１以上のターゲットを直接的におよび／または間接的に加熱するよう配置および適合された１以上の加熱装置をさらに含む、請求項１から３５のいずれか１項に記載のイオン源。
37. 前記１以上の加熱装置が、前記１以上のターゲットを加熱するために前記１以上のターゲットに衝突する１種以上のレーザー光を放出するように配置および適合された１種以上のレーザーを含む、請求項３６に記載のイオン源。
38. 前記１以上のターゲットが、使用中に（ｉ）−５〜−４ｋＶ、（ｉｉ）−４〜−３ｋＶ、（ｉｉｉ）−３〜−２ｋＶ、（ｉｖ）−２〜−１ｋＶ、（ｖ）−１０００〜−９００Ｖ、（ｖｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｖｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−７００〜−６００Ｖ、（ｉｘ）−６００〜−５００Ｖ、（ｘ）−５００〜−４００Ｖ、（ｘｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｘｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｘｉｉｉ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘｉｖ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｖ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｖｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｉｘ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｘ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｘｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘｉｖ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｖ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｖｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｉｘ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｘ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｘｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｖ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｉｘ）６００〜７００Ｖ、（ｘｌ）７００〜８００Ｖ、（ｘｌｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｌｉｉ）９００〜１０００Ｖ、（ｘｌｉｉｉ）１〜２ｋＶ、（ｘｌｉｖ）２〜３ｋＶ、（ｘｌｖ）３〜４ｋＶ、および（ｘｌｖｉ）４〜５ｋＶの電位に維持される、請求項１から３７のいずれか１項に記載のイオン源。
39. 前記１以上のターゲットが、使用中に質量分析計および／または前記１以上のターゲットの第１の真空度にするイオン源および／またはイオン入口装置を囲む筐体の電位に対して（ｉ）−５〜−４ｋＶ、（ｉｉ）−４〜−３ｋＶ、（ｉｉｉ）−３〜−２ｋＶ、（ｉｖ）−２〜−１ｋＶ、（ｖ）−１０００〜−９００Ｖ、（ｖｉ）−９００〜−８００Ｖ、（ｖｉｉ）−８００〜−７００Ｖ、（ｖｉｉｉ）−７００〜−６００Ｖ、（ｉｘ）−６００〜−５００Ｖ、（ｘ）−５００〜−４００Ｖ、（ｘｉ）−４００〜−３００Ｖ、（ｘｉｉ）−３００〜−２００Ｖ、（ｘｉｉｉ）−２００〜−１００Ｖ、（ｘｉｖ）−１００〜−９０Ｖ、（ｘｖ）−９０〜−８０Ｖ、（ｘｖｉ）−８０〜−７０Ｖ、（ｘｖｉｉ）−７０〜−６０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）−６０〜−５０Ｖ、（ｘｉｘ）−５０〜−４０Ｖ、（ｘｘ）−４０〜−３０Ｖ、（ｘｘｉ）−３０〜−２０Ｖ、（ｘｘｉｉ）−２０〜−１０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）−１０〜０Ｖ、（ｘｘｉｖ）０〜１０Ｖ、（ｘｘｖ）１０〜２０Ｖ、（ｘｘｖｉ）２０〜３０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）３０〜４０Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）４０〜５０Ｖ、（ｘｘｉｘ）５０〜６０Ｖ、（ｘｘｘ）６０〜７０Ｖ、（ｘｘｘｉ）７０〜８０Ｖ、（ｘｘｘｉｉ）８０〜９０Ｖ、（ｘｘｘｉｉｉ）９０〜１００Ｖ、（ｘｘｘｉｖ）１００〜２００Ｖ、（ｘｘｘｖ）２００〜３００Ｖ、（ｘｘｘｖｉ）３００〜４００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉ）４００〜５００Ｖ、（ｘｘｘｖｉｉｉ）５００〜６００Ｖ、（ｘｘｘｉｘ）６００〜７００Ｖ、（ｘｌ）７００〜８００Ｖ、（ｘｌｉ）８００〜９００Ｖ、（ｘｌｉｉ）９００〜１０００Ｖ、（ｘｌｉｉｉ）１〜２ｋＶ、（ｘｌｉｖ）２〜３ｋＶ、（ｘｌｖ）３〜４ｋＶ、および（ｘｌｖｉ）４〜５ｋＶの電位に維持される、請求項１から３８のいずれか１項に記載のイオン源。
40. 運転モード中、前記１以上のターゲットが正電位に維持され、前記１以上のターゲットに衝撃を与える前記液滴が複数の正に帯電したイオンを形成する、請求項１から３９のいずれか１項に記載のイオン源。
41. 運転モード中、前記１以上のターゲットが負電位に維持され、前記１以上のターゲットに衝撃を与える前記液滴が複数の負に帯電したイオンを形成する、請求項１から４０のいずれか１項に記載のイオン源。
42. 正弦波もしくは非正弦波ＡＣまたはＲＦ電圧を前記１以上のターゲットに印加するよう配置および適合された装置をさらに含む、請求項１から４１のいずれか１項に記載のイオン源。
43. 前記１以上のターゲットが、前記液滴の流れおよび／または前記複数のイオンを質量分析計のイオン入口装置に向けて偏向させるように配置または位置決めされる、請求項１から４２のいずれか１項に記載のイオン源。
44. 前記１以上のターゲットが、質量分析計のイオン入口装置の上流に位置決めされ、結果としてイオンが前記イオン入口装置の方向に向けて偏向する、請求項１から４３のいずれか１項に記載のイオン源。
45. 前記１以上のターゲットが、ステンレス鋼ターゲット、金属、金、非金属物質、半導体、カーバイドコーティングを有する金属もしくは他の物質、絶縁体またはセラミックを含む、請求項１から４４のいずれか１項に記載のイオン源。
46. 前記１以上のターゲットが、複数のターゲット要素を含み、結果として前記１以上のネブライザーからの液滴が複数のターゲット要素上に落ちる、および／または前記ターゲットが多数の衝撃点を有するように配置され、結果として液滴が多数のそれた偏向によりイオン化される、請求項１から４５のいずれか１項に記載のイオン源。
47. 前記１以上のターゲットが、前記１以上のターゲットを過ぎたガス流が質量分析計のイオン入口装置に向かうか、これと平行に、これと直交に、もしくはこれから離れるように案内または偏向されるように形成されるまたは空気力学プロファイルを有する、請求項１から４６のいずれか１項に記載のイオン源。
48. 前記複数のイオンの少なくともいくつかまたは多数が、使用中に前記１以上のターゲットを過ぎた前記ガス流に巻き込まれるように配置される、請求項４７に記載のイオン源。
49. 運転モード中、１以上の基準または検量体ネブライザーからの液滴が前記１以上のターゲット上に案内される、請求項１から４８のいずれか１項に記載のイオン源。
50. 運転モード中、１以上の分析物ネブライザーからの液滴が前記１以上のターゲット上に案内される、請求項１から４９のいずれか１項に記載のイオン源。
51. 請求項１から５０のいずれか１項に記載のイオン源を含む質量分析計。
52. 質量分析計の第１の真空度にするイオン入口装置をさらに含む、請求項５１に記載の質量分析計。
53. 前記イオン入口装置がイオンオリフィス、イオン入口コーン、イオン入口キャピラリー、イオン入口加熱キャピラリー、イオントンネル、イオン移動度分光計もしくは分離器、示差イオン移動度分光計、非対称電界イオン移動度分光計（「ＦＡＩＭＳ」）装置または他のイオン入口を含む、請求項５２に記載の質量分析計。
54. 前記１以上のターゲットが前記イオン入口装置から第１の方向に第１の距離Ｘ_１および前記イオン入口装置から第２の方向に第２の距離Ｚ_１に位置し、前記第２の方向が前記第１の方向と直交しており、
    （ｉ）Ｘ_１が（ｉ）０〜１ｍｍ、（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、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、および／または
    （ｉｉ）Ｚ_１が（ｉ）０〜１ｍｍ、（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、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される、請求項５２または５３に記載の質量分析計。
55. 前記１以上のターゲットが前記液滴の流れおよび／または前記複数のイオンを前記イオン入口装置に向けて偏向させるように位置決めされる、請求項５２、５３または５４に記載の質量分析計。
56. 前記１以上のターゲットが前記イオン入口装置の上流に位置決めされる、請求項５２から５５のいずれか１項に記載の質量分析計。
57. 前記１以上のターゲットが（ｉ）１以上のロッド、または（ｉｉ）テーパコーンを有する１以上のピンのいずれかを含む、請求項５２から５６のいずれか１項に記載の質量分析計。
58. 前記液滴の流れが前記１以上のロッドまたは前記１以上のピンのテーパコーンに対して（ｉ）前記１以上のロッドまたはピンの中心線に直接的に、あるいは（ｉｉ）前記イオン入口オリフィスの方をもしくはから外方を向く前記１以上のロッドまたは前記１以上のピンのテーパコーンの側面に衝撃を与えるように配置される、請求項５７に記載の質量分析計。
59. 前記１以上のネブライザー、前記１以上のターゲット、および前記イオン入口装置を囲む筐体をさらに含む、請求項５２から５８のいずれか１項に記載の質量分析計。
60. １以上の偏向またはプッシャー電極をさらに含み、イオンを前記質量分析計のイオン入口装置に向けて偏向するまたは付勢するために、使用中に前記１種以上のＤＣ電圧またはＤＣ電圧パルスが前記１以上の偏向またはプッシャー電極に印加される、請求項５１から５９のいずれか１項に記載の質量分析計。
61. 主に液滴の流れに、１以上のターゲットに衝撃を与えさせて、前記液滴をイオン化して複数の分析物イオンを形成させるステップ
    を含む、試料をイオン化する方法。
62. 請求項６１に記載のイオンをイオン化する方法を含む質量分析の方法。
63. ターゲットと、
    使用中に、主にターゲットに衝撃を与え、液滴をイオン化して複数のイオンを形成するようにされた液滴から形成された流れを放出するよう構成されたネブライザーと、
    を含むイオン源を含む質量分析計。
64. ターゲットと、
    使用中に、主にターゲットに衝撃を与え、液滴をイオン化して複数のイオンを形成するようにされた液滴から形成された流れを放出するよう構成されたネブライザーと、
    を含むイオン源。
65. 主に液滴から形成された流れを生成し、液滴が１以上のターゲットに衝撃を与えるようにすることにより液滴をイオン化して複数のイオンを形成することにより試料をイオン化するステップ
    を含む、質量分析の方法。
66. 主に液滴から形成された流れを生成するステップと、液滴が１以上のターゲットに衝撃を与えるようにすることにより液滴をイオン化して複数のイオンを形成するステップとを含む、試料をイオン化する方法。
67. １以上のネブライザーと１以上のターゲットと
    を含む脱溶媒和装置であって、
    １以上のネブライザーは、使用中に、主に前記１以上のターゲットに衝撃を与え、前記液滴に脱溶媒和気相分子および／または二次液滴を形成させるようにされた液滴の流れを放出するよう配置および適合されている装置。
68. 主に液滴の流れに、１以上のターゲットに衝撃を与えさせて、前記液滴に脱溶媒和気相分子および／または二次液滴を形成させるようにするステップ
    を含む、脱溶媒和の方法。

Images