JP2018173283A - Field asymmetric ion mobility spectrometer, and mixture separation method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電界非対称性イオン移動度分光計、およびそれを用いた混合物分離方法に関する。 The present invention relates to a field asymmetric ion mobility spectrometer and a mixture separation method using the same.
特許文献1および特許文献2は、電界非対称性イオン移動度分光計を開示している。
電界非対称性イオン移動度分光計は、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するために用いられる。分離された少なくとも1種類の物質は、電界非対称性イオン移動度分光計に含まれる検出器により検出される。
Field asymmetric ion mobility spectrometers are used to selectively separate at least one substance from a mixture containing two or more substances. The separated at least one substance is detected by a detector included in the electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
本発明の目的は、高い分離能力を有する電界非対称性イオン移動度分光計を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a field asymmetric ion mobility spectrometer having high separation ability.
本発明による電界非対称性イオン移動度分光計は、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するための電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
を具備する。
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、第1電極群および第2電極群を具備し、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記第1電極群は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極を含み、
前記第2電極群は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極を含み、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており、
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており、
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な下側絶縁性基板および上側絶縁性基板を具備し、
前記下側絶縁性基板および前記上側絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記下側絶縁性基板の法線に直交しており、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凹部を具備しており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凸部および下側第2凸部を具備しており、
前記断面において、前記下側第1凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記下側第1凸部上に前記平板状の第1電極が位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第2凸部上に前記平板状の第2電極が位置している。
A field asymmetric ion mobility spectrometer according to the present invention is a field asymmetric ion mobility spectrometer for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more substances,
An ionizer for ionizing two or more kinds of substances contained in the mixture, and a filter for selecting the at least one kind of substance from the two or more kinds of ionized substances;
It comprises.
here,
The filter is adjacent to the ionizer;
The filter includes a first electrode group and a second electrode group,
The filter includes a flat plate-like first electrode, a flat plate-like second electrode, a flat plate-like third electrode, and a flat plate-like fourth electrode,
The first electrode group includes the flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode,
The second electrode group includes the flat plate-like second electrode and the flat plate-like fourth electrode,
Each of the flat plate-shaped first to fourth electrodes has a main surface parallel to the direction from the ionizer toward the filter,
The plate-like second electrode is located between the plate-like first electrode and the plate-like third electrode,
The plate-like third electrode is located between the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
The flat plate-like third electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode,
The flat plate-like fourth electrode is electrically connected to the flat plate-like second electrode,
A first gap is formed between the flat plate-like first electrode and the second electrode,
A second gap is formed between the flat plate-like second electrode and the third electrode,
A third gap is formed between the flat plate-like third electrode and the fourth electrode,
The first electrode group is electrically insulated from the second electrode group;
The filter includes a lower insulating substrate and an upper insulating substrate parallel to each other,
Between the lower insulating substrate and the upper insulating substrate, the plate-like first to fourth electrodes are located,
The normal direction of the flat plate-shaped first to fourth electrodes is orthogonal to the normal line of the lower insulating substrate,
In a cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower insulating substrate has a lower first recess on the upper surface thereof,
In the cross section, the lower insulating substrate includes a lower first convex portion and a lower second convex portion on an upper surface thereof,
In the cross section, the lower first concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
In the cross section, the flat plate-like first electrode is located on the lower first convex portion, and in the cross section, the flat plate-like second electrode is located on the lower second convex portion. ing.
本発明の趣旨には、上記の電界非対称性イオン移動度分光計を用いて、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離する方法も含まれる。 The gist of the present invention includes a method for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more kinds of substances using the above-described electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
本発明は、高い分離能力を有する電界非対称性イオン移動度分光計を提供する。 The present invention provides a field asymmetric ion mobility spectrometer with high separation capability.
以下、本発明の実施形態が、図面を参照しながら説明される。本発明は、特願2016−217738(英文明細書では、対応する米国出願である15/350155に変更)に開示された電界非対称性イオン移動度分光計の改良に係る。特願2016−217738(英文明細書では、対応する米国出願である15/350155に変更)は、本明細書に参考として援用される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention relates to an improvement in the electric field asymmetric ion mobility spectrometer disclosed in Japanese Patent Application No. 2006-217738 (changed to the corresponding US application 15/350155). Japanese Patent Application No. 2006-217738 (in the English specification, changed to the corresponding US application 15/350155) is hereby incorporated by reference.
まず、電界非対称性イオン移動度分光計(以下、「FAIMS」と呼ばれ得る)が説明される。ユーザは、本実施形態によるFAIMSを用意する。すなわち、ユーザは、本実施形態によるFAIMSを組み立てる。あるいは、ユーザは、本特許権者またはそのライセンシーから本実施形態によるFAIMSを購入する。次いで、ユーザは、本実施形態によるFAIMSの電源を入れ、FAIMSを使えるようにする。 First, a field asymmetric ion mobility spectrometer (hereinafter may be referred to as “FAIMS”) will be described. The user prepares FAIMS according to the present embodiment. That is, the user assembles the FAIMS according to the present embodiment. Alternatively, the user purchases FAIMS according to the present embodiment from the patentee or its licensee. Next, the user turns on the FAIMS according to the present embodiment so that the FAIMS can be used.
電界非対称性イオン移動度分光計は、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するために用いられる。 Field asymmetric ion mobility spectrometers are used to selectively separate at least one substance from a mixture containing two or more substances.
図1は、電界非対称性イオン移動度分光計の模式図を示す。図1に示されるように、電界非対称性イオン移動度分光計は、イオン化装置301およびフィルタ302を具備する。イオン化装置301を用いて、混合物に含有される2種類以上の物質がイオン化される。フィルタ302を介して、イオン化された2種類以上の物質から少なくとも1種類の物質が選択される。
FIG. 1 shows a schematic diagram of an electric field asymmetric ion mobility spectrometer. As shown in FIG. 1, the electric field asymmetric ion mobility spectrometer includes an
(イオン化装置301)
イオン化装置301に供給される混合物は、液体または気体である。本明細書では、混合物は、3種類のガス202〜204を含有することとする。ガス202〜204は、イオン化装置301を用いてイオン化される。
(Ionizer 301)
The mixture supplied to the
イオン化装置301の詳細については、特許文献1および特許文献2を参照せよ。これらの文献は、参考として本明細書に援用される。
For details of the
(フィルタ302)
次に、イオン化されたガス202〜204は、イオン化装置301に隣接して配置されたフィルタ302に供給される。
(Filter 302)
Next, the ionized
フィルタ302は、互いに平行に配置された平板状の第1電極201aおよび平板状の第2電極201bを具備する。第1電極201aは接地されている。一方、第2電極201bは、電源205に接続されている。電源205は、非対称な交流電圧を第2電極201bに印加するために用いられる。非対称な交流電圧には、補償電圧CVが重畳され得る。第2電極201bに印加される非対称な交流電圧については、後述される。
The
接地された第1電極201aおよび非対称な交流電圧が印加される第2電極201bの間に、イオン化された3種類のガス202〜204が供給される。3種類のガス202〜204は、第1電極201aおよび第2電極201bの間で生じた電場の影響を受ける。
Three types of
図2は、電場の強度およびイオン移動度の比の間の関係を示すグラフである。図2に含まれる符号701に示されるように、イオン化されたガスの中には、電場の強度が増すと、より活発に移動するものもある。300未満の質量電荷比(mass-to-charge ratio)を有するイオンは、このような動きを示す。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between electric field strength and ion mobility ratio. As indicated by
図2に含まれる符号702に示されるように、イオン化されたガスの中には、電場の強度が増すと、より活発に移動するが、さらに電場の強度を増すと、移動度合いが低下するものもある。
As indicated by
図2に含まれる符号703に示されるように、イオン化されたガスの中には、電場の強度が増すと、移動度合いが低下するものもある。300以上の質量電荷比(mass-to-charge ratio)を有するイオンは、このような動きを示す。
As indicated by
このような特性の違いのため、図1に示されるように、3種類のガス202〜204がフィルタ302の内部で異なる方向に進行する。ガス203のみがフィルタ302から排出される一方、ガス202は第1電極201aの表面にトラップされ、かつガス204は第2電極201bの表面にトラップされる。このようにして、3種類のガスからガス203のみが選択的に分離される。言い換えれば、ガス203のみがフィルタ302から排出される。
Due to such a difference in characteristics, as shown in FIG. 1, three kinds of
分離されることになるイオンの種類に応じて、電場の強度が適切に設定される。 The intensity of the electric field is appropriately set depending on the type of ions to be separated.
次に、本実施形態による電界非対称性イオン移動度分光計の特徴が、以下、説明される。 Next, features of the electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to the present embodiment will be described below.
本実施形態による電界非対称性イオン移動度分光計は、フィルタ302の構造によって特徴づけられる。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to the present embodiment is characterized by the structure of the
図3は、本実施形態によるフィルタ302の模式図を示す。図3に示されるように、フィルタ302は、第1電極群102および第2電極群103を具備する。言うまでもないが、本実施形態によるフィルタ302は、電界非対称性イオン移動度分光計に含まれる。
FIG. 3 is a schematic diagram of the
フィルタ302は、平板状の第1電極106a、平板状の第2電極106b、平板状の第3電極106c、および平板状の第4電極106dを具備している。
The
第1電極群102は、平板状の第1電極106aおよび平板状の第3電極106cを含む。第2電極群103は、平板状の第2電極106bおよび平板状の第4電極106dを含む。フィルタ302の内部において、第1電極群102は、第2電極群103から電気的に絶縁されている。
The
平板状の各第1〜第4電極106a〜106dは、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向(すなわち、混合物の流れ方向)に平行な主面を有している。図3に含まれる黒色の矢印は、混合物の流れ方向(すなわち、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向)を示している。
Each of the flat plate-like first to
図3に示されるように、平板状の第2電極106bは、平板状の第1電極106aおよび平板状の第3電極106cの間に位置している。平板状の第3電極106cは、平板状の第2電極106bおよび平板状の第4電極106fの間に位置している。
As shown in FIG. 3, the flat plate-like
図1に示されるフィルタ302は、平板状の第5電極106eおよび平板状の第6電極106fをさらに具備する。平板状の第5電極106eは第1電極群102に含まれる。平板状の第6電極106fは第2電極群103に含まれる。
The
フィルタ103は、より多くの平板状の電極106を具備し得る。平板状の第n電極106は、平板状の第(n−1)電極106および平板状の第(n+1)電極106の間に位置している(nは2以上の自然数を表す)。平板状の第n電極106は、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向(すなわち、混合物の流れ方向)に平行な主面を有している。第1電極群102は、平板状の第2m−1電極106を含む(mは1以上の整数を表す)。第2電極群103は、平板状の第2m電極106を含む。
The
隣接する2つの平板状の電極106の間には、隙間108が形成されている。具体的には、平板状の第1電極106aおよび平板状の第2電極106bの間には、第1隙間108aが形成されている。同様に、平板状の第2電極106bおよび平板状の第3電極106cの間には、第2隙間108bが形成されている。平板状の第3電極106cおよび平板状の第4電極106dの間には、第3隙間108cが形成されている。
A gap 108 is formed between two adjacent
以下、本実施形態によるフィルタ302の内部において、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離する手法が説明される。以下、混合物は、2種類のガス202〜203を含有することにする。
Hereinafter, a method for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more kinds of substances in the
イオン化装置301によりイオン化されたガス202〜203は、フィルタ302に供給される。第2電極群103は接地されている一方、第1電極群102には、電源205から非対称な交流電圧が印加される。
図4Aは、第1電極群102に印加される非対称な交流電圧および時間の関係を示すグラフである。図4Aにおいては、補償電圧は0ボルトである。期間t1の間、第1電極群102に正電圧V1(>0)が印加される。期間t2の間、第1電極群102に負電圧V2(<0)が印加される。これが繰り返される。積V1・t1により定義される面積S1は、積|V2|・t2により定義される面積S2に等しい。
FIG. 4A is a graph showing the relationship between the asymmetrical AC voltage applied to the
望ましくは、時間t1は6ナノ秒以上100ナノ秒以下である。望ましくは、正電圧V1は、67.5ボルト以上118.125ボルト以下であり、かつ負電圧V2は、16ボルト以上28.4ボルト以下である。一般的に、正電圧V1の絶対値は負電圧V2の絶対値よりも大きい。しかし、図4Cおよび図4Dに示されるように、正電圧V1の絶対値は負電圧V2の絶対値よりも小さくても良い。望ましくは、非対称な交流電圧は、2MHz以上30MHz以下の周波数を有する。 Desirably, time t1 is 6 nanoseconds or more and 100 nanoseconds or less. Desirably, positive voltage V1 is 67.5 volts or more and 118.125 volts or less, and negative voltage V2 is 16 volts or more and 28.4 volts or less. Generally, the absolute value of the positive voltage V1 is larger than the absolute value of the negative voltage V2. However, as shown in FIGS. 4C and 4D, the absolute value of the positive voltage V1 may be smaller than the absolute value of the negative voltage V2. Desirably, the asymmetrical AC voltage has a frequency of 2 MHz to 30 MHz.
図4Aに示される非対称な交流電圧は矩形波である。しかし、矩形波に代えて、非対称な交流電圧は正弦波であってもよい。 The asymmetrical AC voltage shown in FIG. 4A is a rectangular wave. However, instead of the rectangular wave, the asymmetrical AC voltage may be a sine wave.
図4Bもまた、第1電極群102に印加される非対称な交流電圧および時間の関係を示すグラフである。図4Bにおいては、補償電圧CVが非対称な交流電圧に重畳されている。積(V1+CV)・t1’により定義される面積S3が、積|−V2+CV|・t2’により定義される面積S4に等しくなるように、周波数を一定に維持したまま、非対称な交流電圧のデューティ比が調整される。望ましくは、補償電圧CVは−20ボルト以上+20ボルト以下である。
FIG. 4B is also a graph showing the relationship between the asymmetrical AC voltage applied to the
図5は、従来のフィルタに含まれる一対の平板状の電極900a・900bの間における、2種類のイオン化されたガス902〜903の動きの模式平面図を示す。平板状の電極900aは接地されており、かつ平板状の電極900bは電源205に電気的に接続されている。図5に含まれる矢印は、混合物の流れ方向(すなわち、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向)を示している。
FIG. 5 shows a schematic plan view of the movement of two kinds of
図5に示されるように、期間t1では、イオン化されたガス902および903は、平板状の電極900bに向かって引き寄せられる。一方、期間t2では、イオン化されたガス902および903は、平板状の電極900aに向かって引き寄せられる。ガス903については、期間t1での横方向の移動距離は、期間t2での横方向の移動距離と実質的に等しい。一方、ガス902については、期間t1での横方向の移動距離は、期間t2での横方向の移動距離よりも大きい。従って、ガス903は、一対の平板状の電極900a・900bに沿って進む一方で、ガス902は、平板状の電極900の表面にトラップされる。
As shown in FIG. 5, in the period t1, the ionized
しかし、期間t1でガス902に印加される電場が小さすぎる場合、電極900の長さが短すぎる場合、または電極900の間隔が大きすぎる場合には、ガス902は平板状の電極900の表面にトラップされない。言い換えれば、ガス902は、ガス903と共にフィルタから排出される。結果的に、ガス902およびガス903を含有する混合物からガス902が分離されない。このように、図5に示される従来のフィルタは、低い分離能力を有する。
However, when the electric field applied to the
一方、図6は、本実施形態によるフィルタ302に含まれる平板状の第1電極106a〜第4電極104dの間における、2種類のイオン化されたガス202〜203の動きの模式平面図を示す。上述の通り、平板状の第1電極106aおよび平板状の第3電極106cは、電源205に電気的に接続されている。一方、平板状の第2電極106bおよび平板状の第4電極106dは、接地されている。
On the other hand, FIG. 6 shows a schematic plan view of the movement of the two types of
期間t1では、イオン化されたガス202および203は、第1電極群102に含まれる平板状の電極の1つ(すなわち、平板状の第1電極106aまたは平板状の第3電極106c)に向かって引き寄せられる。一方、期間t2では、イオン化されたガス202および203は、第2電極群103に含まれる平板状の電極の1つ(すなわち、平板状の第2電極106bまたは平板状の第4電極106d)に向かって引き寄せられる。
In the period t1, the ionized
ガス203については、期間t1での横方向の移動距離は、期間t2での横方向の移動距離と実質的に等しい。一方、ガス202については、期間t1での横方向の移動距離は、期間t2での横方向の移動距離よりも大きい。
For
図6を図5と比較すれば明らかなように、期間t1でガス202に印加される電場が小さい場合でも、または平板状の電極106の長さが短い場合でも、イオン化されたガス202は平板状の電極106の表面にトラップされる一方、イオン化されたガス203は、平板状の電極106に沿ってフィルタ302を直進して、フィルタ302から排出される。このように、本実施形態によるフィルタ302を用いて、2種類以上のイオンを含有する混合物から、目的とされる少なくとも1種類のイオン(すなわち、イオン化されたガス203)が、効率的に分離される。このように、図6に示される本実施形態によるフィルタは、高い分離能力を有する。
As is clear from comparison of FIG. 6 with FIG. 5, the ionized
目的とされるイオン化されたガス(すなわち、イオン化されたガス203)の種類(nature)に依存して、ガスに印加される電場は調整される。一例を挙げると、本実施形態によるフィルタ302においては、隣接する2つの平板状の電極106の間の間隔801は10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下であり得る。平板状の電極106の長さは、300マイクロメートル以上、10000マイクロメートル以下であり得る。期間t1では、20000ボルト/cm以上70000ボルト/cm以下の電場がガスに印加され得る。期間t2では、1000ボルト/cm以上10000ボルト/cm以下の電場がガスに印加され得る。
Depending on the nature of the intended ionized gas (ie, ionized gas 203), the electric field applied to the gas is adjusted. As an example, in the
本実施形態によるフィルタ302が、以下、より具体的に説明される。
The
図3に示されるように、フィルタ302は直方体の形状を有する。フィルタ302は、互いに平行な下側絶縁性基板101および上側絶縁性基板105を具備することが望ましい。下側絶縁性基板101および上側絶縁性基板105の間に、平板状の電極106が位置している。平板状の各電極106は、下側絶縁性基板101の厚み方向(すなわち、紙面上での上下方向)に直交する法線を有する。さらに、平板状の各電極106は、混合物の流れ方向(すなわち、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向)に平行な主面を有する。
As shown in FIG. 3, the
このように、平板状の電極106は、下側絶縁性基板101上で鉛直方向に立つように、下側絶縁性基板101および上側絶縁性基板105の間に設けられている。
Thus, the
上側絶縁性基板105の下面には、第1帯状電極112および第2帯状電極114が設けられている。第1帯状電極112は、第1電極群102に含まれており、かつ平板状の第2m−1電極106(例えば、平板状の第1電極106a、平板状の第3電極106c、および平板状の第5電極106e)に電気的に接続されている。第2帯状電極114は、第2電極群103に含まれており、かつ平板状の第2m電極106(例えば、平板状の第2電極106b、平板状の第4電極106d、および平板状の第6電極106f)に電気的に接続されている。図3に示されるように、第1帯状電極112および第2帯状電極114は、平板状の第1電極106aの法線に平行な方向(すなわち、紙面上では左右方向)に伸び出していることが望ましい。
A
このように、第1電極群102および第2電極群103は、櫛状を有することが望ましい。平面視において、櫛の形状を有する第1電極群102および第2電極群103は、互いに係合している。
Thus, it is desirable that the
第1電極群102は、フィルタ302の一端(紙面上では左端)に位置する第1壁面電極122を含むことが望ましい。同様に、第2電極群103は、フィルタ302の他端(紙面上では右端)に位置する第2壁面電極124を含むことが望ましい。言うまでもないが、フィルタ302の他の2つの側面(紙面上では前側および後側)には、一対の開口が設けられている。混合物が一方の開口(紙面上では後側の開口)を通ってフィルタ302の内部に入る。目的とされる少なくとも1種の物質が、他方の開口(紙面上では前側の開口)を通ってフィルタ302から排出される。
The
上側絶縁性基板105には、第1スルーホール106および第2スルーホール107が設けられている。第1スルーホール106を通して、第1壁面電極122は、電源205に電気的に接続される。同様に、第2スルーホール107を通して、第2壁面電極124は接地される。
The upper insulating
期間t1では、隣接する2つの電極106の間に非常に高い電圧が印加される。そのため、沿面放電が、隣接する2つの平板状の電極106の間で、下側絶縁性基板101の表面に沿って発生し得る。本実施形態では、下側絶縁性基板101の上面に下側第1凹部が設けられる。当該下側第1凹部が、沿面放電を抑制する。
In the period t1, a very high voltage is applied between two
以下、本実施形態による下側絶縁性基板101が詳細に説明される。図8Aは、実施形態によるフィルタ302の平面図を示す。この平面図には、第1電極106a〜第6電極106fが含まれている。図8Bは、図8Aに含まれる線8B−8Bに沿った断面図を示す。図8Bに示される断面図は、フィルタ302の正面図でもある。
Hereinafter, the lower insulating
図3に含まれる矢印Xは、平板状の第1電極106aの法線(すなわち、紙面左右方向)に平行である。矢印Yは、混合物の流れ方向(すなわち、紙面手前奥方向)に平行である。矢印Zは、下側絶縁性基板101の法線(すなわち、紙面上下方向)に平行である。図8Aは、矢印Xおよび矢印Yを含む面に沿ってフィルタ302を切断した際に現れる。図8Bは、矢印Xおよび矢印Zを含む面に沿ってフィルタ302を切断した際に現れる。
The arrow X included in FIG. 3 is parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode 106a (that is, the left-right direction on the paper). The arrow Y is parallel to the flow direction of the mixture (that is, the front and back direction on the paper). The arrow Z is parallel to the normal line of the lower insulating substrate 101 (that is, the vertical direction on the paper surface). FIG. 8A appears when the
図8Bに示されるように、下側絶縁性基板101は、下側第1凹部131a、下側第2凹部131b、下側第3凹部131c、下側第4凹部131d、および下側第5凹部131eを上面に具備している。さらに、下側絶縁性基板101は、下側第1凸部141a、下側第2凸部141b、下側第3凸部141c、下側第4凸部141d、下側第5凸部141e、および下側第6凸部141fを上面に具備している。下側第1凹部131aは、下側第1凸部141aおよび下側第2凸部141bの間に位置している。下側第2凹部131bは、下側第2凸部141bおよび下側第3凸部141cの間に位置している。
As shown in FIG. 8B, the lower insulating
第1電極106aが、下側第1凸部141a上に位置している。望ましくは、薄い直方体の形状を有する第1電極106aの1つの側面が、下側第1凸部141aに接している。同様に、第2電極106b〜第6電極106eが、それぞれ、下側第2凸部141b〜下側第6凸部141f上に位置している。
The
図示しないが、同様に、上側絶縁性基板105もまた、上側第1凹部〜上側第5凹部および上側第1凸部〜上側第6凸部を下面に具備している。
Although not shown, similarly, the upper insulating
図3に示されるように、各凹部131は、矢印Yに平行な溝の形状を有する。 As shown in FIG. 3, each recess 131 has a groove shape parallel to the arrow Y.
図8Cは、図8Bに含まれる破線によって囲まれた部分の拡大図を示す。図8Dは、下側第1凹部131aがない場合の、当該部分の拡大図を示す。図8Dに含まれる矢印L2によって示されるように、沿面放電が、隣接する2つの平板状の電極106の間で、下側絶縁性基板101の表面に沿って発生し得る。一方、本実施形態においては、図8Cに含まれる矢印L1に示されるように、下側第1凹部131aのため、隣接する2つの平板状の電極106の間における下側絶縁性基板101の表面に沿った距離L1は、下側第1凹部131aがない場合と比較して長くなる。言い換えれば、距離L1は距離L2よりも長い。このため、沿面放電が発生する可能性が小さくなる。
FIG. 8C shows an enlarged view of a portion surrounded by a broken line included in FIG. 8B. FIG. 8D shows an enlarged view of the portion where there is no lower
一例として、下側第1凹部131aの深さD(図8C参照)が5マイクロメートル以上であれば、70000ボルト/cmの電圧が印加されても、隣接する2つの電極106の間の電場強度は、沿面放電のしきい値を超えない。深さDは10マイクロメートル以下であり得る。10マイクロメートル以下の深さDを有する凹部131は、ボッシュ法により形成され得る。
As an example, when the depth D (see FIG. 8C) of the lower
図9Aは、実施形態の第1変形例によるフィルタの平面図を示す。図9Bは、図9Aに含まれる線9B−9Bに沿った断面図を示す。図9Bに示されるように、下側第1凸部141aおよび下側第2凸部141bの間には、2本以上の溝が形成され得る。言い換えれば、下側絶縁性基板101は、上面に、下側第1凹部131a〜下側第5凹部131eだけでなく、下側第1追加凹部151a〜下側第5追加凹部151eも具備している。図示しないが、上側絶縁性基板105もまた、このような追加凹部を下面に具備し得る。
FIG. 9A shows a plan view of a filter according to a first modification of the embodiment. FIG. 9B shows a cross-sectional view along
図10Aは、実施形態の第2変形例によるフィルタの平面図を示す。図10Bは、図10Aに含まれる線10B−10Bに沿った断面図を示す。図10Cは、図10Aに含まれる線10C−10Cに沿った断面図を示す。図10Bにおいては、下側凹部131が設けられているが、図10Cにおいては、下側凹部131は設けられていない。すなわち、平面視において、溝(すなわち、断面視において凹部131)の長さL3は、下側絶縁性基板101の短辺の長さL4よりも小さくても良い。このように、沿面放電の抑制が求められる部分にのみ、下側凹部131が設けられ得る。上側絶縁性基板105もまた、図10A〜図10Cに示される構造と同様の構造を有し得る。
FIG. 10A is a plan view of a filter according to a second modification of the embodiment. FIG. 10B shows a cross-sectional view along line 10B-10B included in FIG. 10A. FIG. 10C shows a cross-sectional view along
図11Aは、実施形態の第3変形例によるフィルタの平面図を示す。図11Bは、図11Aに含まれる線11B−11Bに沿った断面図を示す。図11Aに示されるように、平面視において、第1電極106aおよび第2電極106bの間隔は、第2電極106bおよび第3電極106cの間隔とは異なっていても良い。図10A〜図10Cに示される第2変形例の場合と同様に、図11Aおよび図11Bに示される第3変形例においても、沿面放電の抑制が求められる部分(例えば、隣接する電極106の間の間隔が特に狭い部分)にのみ、下側凹部131が設けられ得る。
FIG. 11A is a plan view of a filter according to a third modification of the embodiment. FIG. 11B shows a cross-sectional view along
図12Aは、実施形態の第4変形例によるフィルタの平面図を示す。図12Bは、図12Aに含まれる線12B−12Bに沿った断面図を示す。図12Cは、図12Aに含まれる線12C−12Cに沿った断面図を示す。電極106の一端で生じる電場強度は、電極106の中央で生じる電場強度とは異なり得る。具体的には、電極106の一端において局所的に電場が集中しやすい。そのため、図12A〜図12Cに示されるように、電極106の一端に下側凹部131が形成され得る。図12Aに示されるように、電極106の他端に下側追加凹部151が形成され得る。同様に、電極106の一端に上側凹部(不図示)および上側追加凸部(不図示)が形成され得る。
FIG. 12A is a plan view of a filter according to a fourth modification of the embodiment. FIG. 12B shows a cross-sectional view along
以下、本実施形態によるフィルタ302を製造する方法が説明される。
Hereinafter, a method for manufacturing the
まず、図7Aに示されるように、表面にアルミニウム層(不図示)を有するガラス基板のような下側絶縁性基板101上に、表面に金層(不図示)を有するシリコン基板501が、ガラス層/アルミニウム層/シリコン層/金層の積層体を形成するように、積層される。シリコン基板501は、300マイクロメートル以上、700マイクロメートル以下の厚みを有し得る。シリコン基板501は、アンチモンのような不純物によってドープされている。そのため、シリコン基板501は導電性を有している。金層は、下側絶縁性基板101上をスパッタ法または蒸着法により金で被覆することによって形成され得る。金層は、200ナノメートル以上300ナノメートル以下の厚みを有し得る。アルミニウム層は、アンチモンのような不純物によってドープされたシリコン基板上をスパッタ法または蒸着法によりアルミニウムで被覆することによって形成され得る。アルミニウム層は、およそ1マイクロメートルの厚みを有し得る。表面にアルミニウム層を有するシリコン基板501は、陽極接合法により下側絶縁性基板101上に貼り合わされる。
First, as shown in FIG. 7A, a
次に、最表面に露出する金層上に、フォトレジストが塗布される。マスクを用いてフォトレジストが露光され、レジストパターン(不図示)を形成する。レジストパターンをマスクとして用いて、金層の一部がウェットエッチングにより除去される。さらに、レジストパターンをマスクとして用いて、シリコン層の一部がボッシュ法により除去される。レジストパターンをマスクとして用いて、アルミニウム層の一部が除去される。このようにして、下側絶縁性基板101上に、平板状の電極106、第1壁面電極122、および第2壁面電極124が形成される。
Next, a photoresist is applied on the gold layer exposed on the outermost surface. The photoresist is exposed using a mask to form a resist pattern (not shown). A part of the gold layer is removed by wet etching using the resist pattern as a mask. Further, a part of the silicon layer is removed by the Bosch method using the resist pattern as a mask. A part of the aluminum layer is removed using the resist pattern as a mask. In this manner, the plate-
その後、図7Cに示されるように、ガラス層がさらにエッチングされる。平板状の電極106、第1壁面電極122、および第2壁面電極124をマスクとして用い、かつ化学式CF4により表されるテトラフルオロメタンのようなフルオロカーボンのガスを用いて、ガラス層がその厚み方向に沿ってエッチングされる。このようにして、隣接する2つの電極106の間に、下側凹部131が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 7C, the glass layer is further etched. Using the
これに代えて、シリコン基板501がガラス基板上に積層される前に、下側凹部131がガラス基板上に形成され得る。この場合、ガラス基板の表面上にフォトレジスト層が形成される。次いで、フォトリソグラフィ技術によって、下側凹部131が形成される部分のみが現像処理によって除去される。ガラス基板上に残されたフォトレジスト層をマスクとして用いて、ガラス基板の表面がエッチングされ、下側凹部131が形成される。リムーバー処理および酸素アッシング処理を経て、フォトレジスト層が除去される。次いで、シリコン基板501が、ガラス基板上に積層される。その後は、上記のプロセスに従って電極106が形成される。上側凹部(不図示)は、このような方法で上側絶縁性基板105の下面上に形成され得る。言うまでもないが、フォトレジスト層の形成および凹部の形成のためには、必要ならば位置合わせ(すなわち、アライメント)が実施される。
Alternatively, the lower recess 131 can be formed on the glass substrate before the
最後に、図7Dに示されるように、第1帯状電極112および第2帯状電極114を下面に有する上側絶縁性基板105が、下側絶縁性基板101上に接合される。接合時に、第1帯状電極112は、平板状の第2m−1電極106(例えば、平板状の第1電極106a、平板状の第3電極106c、および平板状の第5電極106e)に電気的に接続される。同様に、第2帯状電極114は、平板状の第2m電極106(例えば、平板状の第2電極106b、平板状の第4電極106d、および平板状の第6電極106f)に電気的に接続される。このようにして、図3に示されるフィルタ302が得られる。
Finally, as shown in FIG. 7D, the upper insulating
(その他)
(イオン検出部)
図1に示されるように、電界非対称性イオン移動度分光計は、イオン検出部303を具備し得る。イオン検出部303は、フィルタ302に隣接して配置される。言い換えれば、フィルタ302は、イオン化装置301およびイオン検出部303の間に配置される。
(Other)
(Ion detector)
As shown in FIG. 1, the electric field asymmetric ion mobility spectrometer can include an
特許文献1および特許文献2にも開示されているような公知のイオン検出部303が用いられ得る。フィルタ302を通り抜けた少なくとも1種の物質(すなわち、ガス203)は、イオン検出部303により検出される。イオン検出部303に到達した少なくとも1種の物質(すなわち、ガス203)は、イオン検出部303に含まれる電極310に電荷を受け渡す。受け渡された電荷の量に比例して流れる電流の値が電流計311によって測定される。当該電流計によって測定された電流の値を元に、ガス203が特定される。
A known
(ポンプまたは静電場)
図1に示されるように、電界非対称性イオン移動度分光計は、ポンプ304を具備し得る。ポンプ304により、混合物は、イオン化装置301からフィルタ302を通ってイオン検出部303に吸引される。
(Pump or electrostatic field)
As shown in FIG. 1, the field asymmetric ion mobility spectrometer may comprise a
ポンプ304に代えて、静電場が用いられ得る。言い換えれば、静電場により、イオン化装置301からフィルタ302を通ってイオン検出部303に混合物が流れ得る。この場合、電界非対称性イオン移動度分光計は、一対の電極(図示せず)を具備している。一対の電極の間に、イオン化装置301、フィルタ302、およびイオン検出部303が挟まれる。一対の電極には直流電圧が印加される。イオン化された混合物は、一対の電極の間に印加された直流電圧によって、イオン化装置301からフィルタ302を通ってイオン検出部303に流れ得る。
Instead of the
本発明による電界非対称性イオン移動度分光計は、生体から放出される生体ガスに含有される成分を検出するため、または環境ガスに含有される危険成分を検出するために用いられ得る。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to the present invention can be used for detecting a component contained in a biological gas released from a living body or for detecting a dangerous component contained in an environmental gas.
101 下側絶縁性基板
102 第1電極群
103 第2電極群
105 上側絶縁性基板
106a 平板状の第1電極
106b 平板状の第2電極
106c 平板状の第3電極
106d 平板状の第4電極
106e 平板状の第5電極
106f 平板状の第6電極
108a 第1隙間
108b 第2隙間
108c 第3隙間
112 第1帯状電極
114 第2帯状電極
122 第1壁面電極
124 第2壁面電極
131a 下側第1凹部
131b 下側第2凹部
131c 下側第3凹部
131d 下側第4凹部
131e 下側第5凹部
141a 下側第1凸部
141b 下側第2凸部
141c 下側第3凸部
141d 下側第4凸部
141e 下側第5凸部
141f 下側第6凸部
151a 下側第1追加凹部
151b 下側第2追加凹部
151c 下側第3追加凹部
151d 下側第4追加凹部
151a 下側第5追加凹部
201a 平板状の第1電極
201b 平板状の第2電極
202 ガス
203 ガス
204 ガス
205 電源
301 イオン化装置
302 フィルタ
303 イオン検出部
304 ポンプ
311 電流計
900a 平板状の電極
900b 平板状の電極
902 ガス
903 ガス
101
112
131a Lower
141a Lower first
151a Lower first
201a Flat first electrode 201b Flat
301
900a
Claims (40)
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、第1電極群および第2電極群を具備し、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記第1電極群は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極を含み、
前記第2電極群は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極を含み、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており、
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており、
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な下側絶縁性基板および上側絶縁性基板を具備し、
前記下側絶縁性基板および前記上側絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記下側絶縁性基板の法線に直交しており、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凹部を具備しており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凸部および下側第2凸部を具備しており、
前記断面において、前記下側第1凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記下側第1凸部上に前記平板状の第1電極が位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第2凸部上に前記平板状の第2電極が位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 A field asymmetric ion mobility spectrometer for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more substances, comprising:
An ionizer for ionizing two or more kinds of substances contained in the mixture, and a filter for selecting the at least one kind of substance from the two or more kinds of ionized substances;
here,
The filter is adjacent to the ionizer;
The filter includes a first electrode group and a second electrode group,
The filter includes a flat plate-like first electrode, a flat plate-like second electrode, a flat plate-like third electrode, and a flat plate-like fourth electrode,
The first electrode group includes the flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode,
The second electrode group includes the flat plate-like second electrode and the flat plate-like fourth electrode,
Each of the flat plate-shaped first to fourth electrodes has a main surface parallel to the direction from the ionizer toward the filter,
The plate-like second electrode is located between the plate-like first electrode and the plate-like third electrode,
The plate-like third electrode is located between the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
The flat plate-like third electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode,
The flat plate-like fourth electrode is electrically connected to the flat plate-like second electrode,
A first gap is formed between the flat plate-like first electrode and the second electrode,
A second gap is formed between the flat plate-like second electrode and the third electrode,
A third gap is formed between the flat plate-like third electrode and the fourth electrode,
The first electrode group is electrically insulated from the second electrode group;
The filter includes a lower insulating substrate and an upper insulating substrate parallel to each other,
Between the lower insulating substrate and the upper insulating substrate, the plate-like first to fourth electrodes are located,
The normal direction of the flat plate-shaped first to fourth electrodes is orthogonal to the normal line of the lower insulating substrate,
In a cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower insulating substrate has a lower first recess on the upper surface thereof,
In the cross section, the lower insulating substrate includes a lower first convex portion and a lower second convex portion on an upper surface thereof,
In the cross section, the lower first concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
In the cross section, the flat plate-like first electrode is located on the lower first convex portion, and in the cross section, the flat plate-like second electrode is located on the lower second convex portion. ing,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第2凹部は、前記下側第2凸部および前記下側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第3凸部上に前記平板状の第3電極が位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
In the cross section, a lower second recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower third convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower second concave portion is located between the lower second convex portion and the lower third convex portion, and in the cross section, on the lower third convex portion, A plate-like third electrode is located,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第3凹部は、前記下側第3凸部および前記下側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第4凸部上に前記平板状の第4電極が位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 2,
In the cross section, a lower third recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower fourth convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower third concave portion is located between the lower third convex portion and the lower fourth convex portion, and in the cross section, on the lower fourth convex portion, A flat fourth electrode is located,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凸部および上側第2凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第1凹部は、前記上側第1凸部および前記上側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記上側第1凸部は、前記平板状の第1電極上に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第2凸部は、前記平板状の第2電極上に位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
In the cross section, an upper first recess is provided on a lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper first convex portion and an upper second convex portion are provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper first concave portion is located between the upper first convex portion and the upper second convex portion,
In the cross section, the upper first convex portion is located on the flat plate-like first electrode, and in the cross section, the upper second convex portion is located on the flat plate-like second electrode. ing,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第2凹部は、前記上側第2凸部および前記上側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第3凸部は前記平板状の第3電極上に位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 4,
In the cross section, an upper second concave portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper third convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper second concave portion is located between the upper second convex portion and the upper third convex portion, and in the cross section, the upper third convex portion is the flat plate-like third. Located on the electrode,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第3凹部は、前記上側第3凸部および前記上側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第4凸部は前記平板状の第4電極上に位置している、 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 5,
In the cross section, an upper third recess is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper fourth convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper third concave portion is located between the upper third convex portion and the upper fourth convex portion, and in the cross section, the upper fourth convex portion is the flat plate-shaped fourth. Located on the electrode,
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に、下側第1追加凹部が設けられており、
かつ
前記断面において、前記下側第1追加凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
In the cross section, a lower first additional recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
And in the cross section, the lower first additional concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む他の断面において、前記下側第1凹部が現れない、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
In another cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower first concave portion does not appear.
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、かつ
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
The first electrode group includes a first strip electrode,
The second electrode group includes a second strip electrode,
The first strip electrode is provided on at least one of a lower surface of the upper insulating substrate or an upper surface of the lower insulating substrate,
The second strip electrode is provided on at least one of the lower surface of the upper insulating substrate or the upper surface of the lower insulating substrate,
The first strip electrode is electrically connected to the flat first electrode and the flat third electrode, and the second strip electrode is the flat second electrode and the flat plate. Electrically connected to the fourth electrode of
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 2,
The first strip electrode and the second strip electrode extend in a direction parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記フィルタにより選択された前記少なくとも1種類の物質を検出するための検出部を具備し、
前記フィルタは、前記イオン化装置および前記検出部の間に位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1, further comprising a detection unit for detecting the at least one kind of substance selected by the filter,
The filter is located between the ionizer and the detector;
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記下側第1凹部は、5マイクロメートル以上10マイクロメートル以下の深さを有している、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
The lower first recess has a depth of 5 micrometers to 10 micrometers,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記第1隙間、前記第2隙間、および前記第3隙間は、いずれも、10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
The first gap, the second gap, and the third gap all have a width of 10 micrometers to 35 micrometers,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上10000マイクロメートル以下の長さを有する、
電界非対称性イオン移動度分光計。 The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
Each of the flat plate-like first electrode to fourth electrode has a length of 300 micrometers to 10,000 micrometers,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
以下を具備する前記電界非対称性イオン移動度分光計を用意する工程(a)、
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、第1電極群および第2電極群を具備し、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記第1電極群は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極を含み、
前記第2電極群は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極を含み、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、かつ
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な下側絶縁性基板および上側絶縁性基板を具備し、
前記下側絶縁性基板および前記上側絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記下側絶縁性基板の法線に直交しており、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凹部を具備しており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凸部および下側第2凸部を具備しており、
前記断面において、前記下側第1凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記下側第1凸部上に前記平板状の第1電極が位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第2凸部上に前記平板状の第2電極が位置しており、
前記イオン化装置に前記2種類以上の物質を含有する混合物を供給し、前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化する工程(b)、および
前記イオン化された2種類以上の物質を前記フィルタに供給し、前記少なくとも1種類の物質を前記フィルタを通して分離する工程(c)、
を具備し、
ここで、
前記第1電極群および第2電極群の間に非対称な交流電圧が印加され、かつ
イオン化された前記少なくとも1種類の物質は前記第1〜第3隙間を通過する一方、それ以外のイオン化された物質は、前記平板状の第1〜第4電極の主面にトラップされる、
方法。 A method for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more substances using a field asymmetric ion mobility spectrometer, comprising:
Providing the field asymmetric ion mobility spectrometer comprising: (a)
An ionizer for ionizing two or more kinds of substances contained in the mixture, and a filter for selecting the at least one kind of substance from the two or more kinds of ionized substances;
here,
The filter is adjacent to the ionizer;
The filter includes a first electrode group and a second electrode group,
The filter includes a flat plate-like first electrode, a flat plate-like second electrode, a flat plate-like third electrode, and a flat plate-like fourth electrode,
The first electrode group includes the flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode,
The second electrode group includes the flat plate-like second electrode and the flat plate-like fourth electrode,
Each of the flat plate-shaped first to fourth electrodes has a main surface parallel to the direction from the ionizer toward the filter,
The plate-like second electrode is located between the plate-like first electrode and the plate-like third electrode,
The plate-like third electrode is located between the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
The flat plate-like third electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode,
The flat plate-like fourth electrode is electrically connected to the flat plate-like second electrode,
A first gap is formed between the flat first electrode and the second electrode, and a second gap is formed between the flat second electrode and the third electrode. A third gap is formed between the third electrode and the fourth electrode, and the first electrode group is electrically insulated from the second electrode group,
The filter includes a lower insulating substrate and an upper insulating substrate parallel to each other,
Between the lower insulating substrate and the upper insulating substrate, the plate-like first to fourth electrodes are located,
The normal direction of the flat plate-shaped first to fourth electrodes is orthogonal to the normal line of the lower insulating substrate,
In a cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower insulating substrate has a lower first recess on the upper surface thereof,
In the cross section, the lower insulating substrate includes a lower first convex portion and a lower second convex portion on an upper surface thereof,
In the cross section, the lower first concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
In the cross section, the flat plate-like first electrode is located on the lower first convex portion, and in the cross section, the flat plate-like second electrode is located on the lower second convex portion. And
Supplying a mixture containing the two or more substances to the ionizer, ionizing the two or more substances contained in the mixture, and (b) filtering the two or more ionized substances into the filter And c) separating the at least one substance through the filter;
Comprising
here,
An asymmetrical alternating voltage is applied between the first electrode group and the second electrode group, and the ionized at least one kind of substance passes through the first to third gaps, while the other ionized substance is ionized. The substance is trapped on the main surface of the flat plate-shaped first to fourth electrodes.
Method.
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第2凹部は、前記下側第2凸部および前記下側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第3凸部上に前記平板状の第3電極が位置している、
方法。 16. A method according to claim 15, comprising
In the cross section, a lower second recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower third convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower second concave portion is located between the lower second convex portion and the lower third convex portion, and in the cross section, on the lower third convex portion, A plate-like third electrode is located,
Method.
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第3凹部は、前記下側第3凸部および前記下側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第4凸部上に前記平板状の第4電極が位置している、
方法。 The method according to claim 16, comprising:
In the cross section, a lower third recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower fourth convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower third concave portion is located between the lower third convex portion and the lower fourth convex portion, and in the cross section, on the lower fourth convex portion, A flat fourth electrode is located,
Method.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凸部および上側第2凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第1凹部は、前記上側第1凸部および前記上側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記上側第1凸部は、前記平板状の第1電極上に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第2凸部は、前記平板状の第2電極上に位置している、
方法。 16. A method according to claim 15, comprising
In the cross section, an upper first recess is provided on a lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper first convex portion and an upper second convex portion are provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper first concave portion is located between the upper first convex portion and the upper second convex portion,
In the cross section, the upper first convex portion is located on the flat plate-like first electrode, and in the cross section, the upper second convex portion is located on the flat plate-like second electrode. ing,
Method.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第2凹部は、前記上側第2凸部および前記上側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第3凸部は前記平板状の第3電極上に位置している、
方法。 The method according to claim 18, comprising:
In the cross section, an upper second concave portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper third convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper second concave portion is located between the upper second convex portion and the upper third convex portion, and in the cross section, the upper third convex portion is the flat plate-like third. Located on the electrode,
Method.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第3凹部は、前記上側第3凸部および前記上側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第4凸部は前記平板状の第4電極上に位置している、 20. The method according to claim 19, comprising
In the cross section, an upper third recess is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper fourth convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper third concave portion is located between the upper third convex portion and the upper fourth convex portion, and in the cross section, the upper fourth convex portion is the flat plate-shaped fourth. Located on the electrode,
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に、下側第1追加凹部が設けられており、
かつ
前記断面において、前記下側第1追加凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置している、
方法。 16. A method according to claim 15, comprising
In the cross section, a lower first additional recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
And in the cross section, the lower first additional concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
Method.
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む他の断面において、前記下側第1凹部が現れない、
方法。 16. A method according to claim 15, comprising
In another cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower first concave portion does not appear.
Method.
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、かつ
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている、
方法。 16. A method according to claim 15, comprising
The first electrode group includes a first strip electrode,
The second electrode group includes a second strip electrode,
The first strip electrode is provided on at least one of a lower surface of the upper insulating substrate or an upper surface of the lower insulating substrate,
The second strip electrode is provided on at least one of the lower surface of the upper insulating substrate or the upper surface of the lower insulating substrate,
The first strip electrode is electrically connected to the flat first electrode and the flat third electrode, and the second strip electrode is the flat second electrode and the flat plate. Electrically connected to the fourth electrode of
Method.
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している、
方法。 24. The method of claim 23, comprising:
The first strip electrode and the second strip electrode extend in a direction parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode,
Method.
前記電界非対称性イオン移動度分光計は、さらに前記フィルタにより選択された前記少なくとも1種類の物質を検出するための検出部を具備し、かつ
前記フィルタは、前記イオン化装置および前記検出部の間に位置している、
方法。 24. The method of claim 23, comprising:
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer further includes a detection unit for detecting the at least one substance selected by the filter, and the filter is interposed between the ionization device and the detection unit. positioned,
Method.
前記下側第1凹部は、5マイクロメートル以上10マイクロメートル以下の深さを有している、
方法。 16. A method according to claim 15, comprising
The lower first recess has a depth of 5 micrometers to 10 micrometers,
Method.
前記第1隙間、前記第2隙間、および前記第3隙間は、いずれも10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する、
方法。 16. A method according to claim 15, comprising
The first gap, the second gap, and the third gap all have a width of 10 micrometers to 35 micrometers,
Method.
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上10000マイクロメートル以下の長さを有する、
方法。 16. A method according to claim 15, comprising
Each of the flat plate-like first electrode to fourth electrode has a length of 300 micrometers to 10,000 micrometers,
Method.
平板状の第1電極、
平板状の第2電極、
平板状の第3電極、および
平板状の第4電極、ここで、
前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極は、第1電極群に含まれ、
前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極は、第2電極群に含まれ、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1〜第4電極の間には、隙間が形成されており、
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な下側絶縁性基板および上側絶縁性基板を具備し、
前記下側絶縁性基板および前記上側絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記下側絶縁性基板の厚み方向に直交しており、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凹部を具備しており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凸部および下側第2凸部を具備しており、
前記断面において、前記下側第1凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記下側第1凸部上に前記平板状の第1電極が位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第2凸部上に前記平板状の第2電極が位置しており、
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている、
フィルタ。 A filter used for a field asymmetric ion mobility spectrometer that selectively separates at least one substance from a mixture containing two or more substances, comprising:
A flat first electrode,
A plate-like second electrode;
A plate-like third electrode, and a plate-like fourth electrode, wherein
The flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode are included in the first electrode group,
The flat plate-like second electrode and the flat plate-like fourth electrode are included in the second electrode group,
Each of the flat plate-shaped first to fourth electrodes has a main surface parallel to the direction from the ionizer toward the filter,
The plate-like second electrode is located between the plate-like first electrode and the plate-like third electrode,
The plate-like third electrode is located between the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
The flat plate-like third electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode,
The flat plate-like fourth electrode is electrically connected to the flat plate-like second electrode,
A gap is formed between the flat plate-shaped first to fourth electrodes,
The first electrode group is electrically insulated from the second electrode group;
The filter includes a lower insulating substrate and an upper insulating substrate parallel to each other,
Between the lower insulating substrate and the upper insulating substrate, the plate-like first to fourth electrodes are located,
The normal direction of the flat plate-shaped first to fourth electrodes is orthogonal to the thickness direction of the lower insulating substrate,
In a cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower insulating substrate has a lower first recess on the upper surface thereof,
In the cross section, the lower insulating substrate includes a lower first convex portion and a lower second convex portion on an upper surface thereof,
In the cross section, the lower first concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
In the cross section, the flat plate-like first electrode is located on the lower first convex portion, and in the cross section, the flat plate-like second electrode is located on the lower second convex portion. And
The first electrode group includes a first strip electrode,
The second electrode group includes a second strip electrode,
The first strip electrode is provided on at least one of a lower surface of the upper insulating substrate or an upper surface of the lower insulating substrate,
The second strip electrode is provided on at least one of the lower surface of the upper insulating substrate or the upper surface of the lower insulating substrate,
The first strip electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode,
The second strip electrode is electrically connected to the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
filter.
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第2凹部は、前記下側第2凸部および前記下側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第3凸部上に前記平板状の第3電極が位置している、
フィルタ。 30. The filter of claim 29, comprising:
In the cross section, a lower second recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower third convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower second concave portion is located between the lower second convex portion and the lower third convex portion, and in the cross section, on the lower third convex portion, A plate-like third electrode is located,
filter.
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第3凹部は、前記下側第3凸部および前記下側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第4凸部上に前記平板状の第4電極が位置している、
フィルタ。 The filter according to claim 30, wherein
In the cross section, a lower third recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower fourth convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower third concave portion is located between the lower third convex portion and the lower fourth convex portion, and in the cross section, on the lower fourth convex portion, A flat fourth electrode is located,
filter.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凸部および上側第2凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第1凹部は、前記上側第1凸部および前記上側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記上側第1凸部は、前記平板状の第1電極上に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第2凸部は、前記平板状の第2電極上に位置している、
フィルタ。 30. The filter of claim 29, comprising:
In the cross section, an upper first recess is provided on a lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper first convex portion and an upper second convex portion are provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper first concave portion is located between the upper first convex portion and the upper second convex portion,
In the cross section, the upper first convex portion is located on the flat plate-like first electrode, and in the cross section, the upper second convex portion is located on the flat plate-like second electrode. ing,
filter.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第2凹部は、前記上側第2凸部および前記上側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第3凸部は前記平板状の第3電極上に位置している、
フィルタ。 A filter according to claim 32, comprising:
In the cross section, an upper second concave portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper third convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper second concave portion is located between the upper second convex portion and the upper third convex portion, and in the cross section, the upper third convex portion is the flat plate-like third. Located on the electrode,
filter.
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第3凹部は、前記上側第3凸部および前記上側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第4凸部は前記平板状の第4電極上に位置している、 34. The filter of claim 33, wherein
In the cross section, an upper third recess is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper fourth convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper third concave portion is located between the upper third convex portion and the upper fourth convex portion, and in the cross section, the upper fourth convex portion is the flat plate-shaped fourth. Located on the electrode,
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に、下側第1追加凹部が設けられており、
かつ
前記断面において、前記下側第1追加凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置している、
フィルタ。 30. The filter of claim 29, comprising:
In the cross section, a lower first additional recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
And in the cross section, the lower first additional concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
filter.
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む他の断面において、前記下側第1凹部が現れない、
フィルタ。 30. The filter of claim 29, comprising:
In another cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower first concave portion does not appear.
filter.
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している、
フィルタ。 30. The filter of claim 29, comprising:
The first strip electrode and the second strip electrode extend in a direction parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode,
filter.
前記下側第1凹部は、5マイクロメートル以上10マイクロメートル以下の深さを有している、
フィルタ。 30. The filter of claim 29, comprising:
The lower first recess has a depth of 5 micrometers to 10 micrometers,
filter.
前記第1隙間、前記第2隙間、および前記第3隙間は、いずれも、10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する。 30. The filter of claim 29, comprising:
The first gap, the second gap, and the third gap all have a width of 10 micrometers to 35 micrometers.
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上10000マイクロメートル以下の長さを有する。 30. The filter of claim 29, comprising:
Each of the flat plate-like first electrode to fourth electrode has a length of not less than 300 micrometers and not more than 10,000 micrometers.
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