JP2019519766A - イオンを空間的に圧縮しイオンモビリティの分解能を向上させる方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照によって本明細書に組み入れられる、2016年5月17日出願の米国特許出願第15/157,217号の利益を主張するものである。
本発明は、エネルギー省により授与された協定DE−AC0576RL01830の政府支援により行われた。政府は発明に対して一定の権利を持つ。
、それをより長い時間に延長することによってより大きくすることができる一方で、より長い注入パルスは、ピークをより広幅にしてしまい、所望のより高い分解能とは相いれない。この問題の解決法がないことは明らかであり、結果的に、しばしば、S/Nを増大させるために、分離を何度も繰り返し、次いでその結果を合計または平均することが必要となる。
Claims (39)
- イオンピークを圧縮する装置であって:
a.実質的に連続的なイオンビームが導入されるデバイスと;
b.イオンをより小さな体積またはより狭い分布のイオンピークに圧縮するために該デバイスに印加される断続的な進行波と
を含む、前記装置。 - イオンパケットは、断続的な進行波のデューティサイクルまたは間欠周期を変えることによってより狭いピーク分布に圧縮される、請求項1に記載の装置。
- イオンピークを圧縮する方法であって:
a.イオンパケットをデバイスに導入する工程と;
b.イオンをより狭い分布またはより狭いイオンピーク分布に圧縮するように、該デバイスに断続的な進行波を印加する工程と
を含む、前記方法。 - イオンは、断続的な進行波のデューティサイクルまたは間欠周期を変えることによって、より狭いピーク分布に圧縮される、請求項3に記載の方法。
- イオンピークを圧縮する装置であって:
a.イオンパケットが導入されるデバイスと;
b.イオンパケットをそれらのモビリティに従って時間的または空間的に分散させるための第1の電場と;
c.分散されたイオンパケットを、より狭いピークのより少数のトラッピング領域内に再グループ化または併合するための第2の断続的な進行波と
を含む、前記装置。 - イオンパケットは、断続的な進行波のデューティサイクルを変えることによってより狭いピーク領域内に併合される、請求項5に記載の装置。
- 第1の電場は、進行波場である、請求項5に記載の装置。
- 第1の電場は、第1のイオン運動領域に印加され、第2の断続的な進行波は、第2のイオン運動領域に印加される、請求項5に記載の装置。
- 第1の電場領域内のイオン運動の方向は、第2の断続的な進行波領域内のイオン運動の方向に対して直交して位置合わせされる、請求項8に記載の装置。
- 第1の電場領域内のイオン運動の方向は、第2の断続的な進行波領域内のイオン運動の方向と同じ方向に位置合わせされる、請求項8に記載の装置。
- 第1の電場領域および第2の断続的な進行波領域は、互いに対して0°〜359°の間の任意の角度に位置合わせされる、請求項8に記載の装置。
- イオンピークを圧縮する方法であって、
a.イオンパケットをデバイスに導入する工程と;
b.イオンパケットをそれらのモビリティに従って時間的または空間的に分散させるように第1の電場を印加する工程と;
c.分散されたイオンパケットを、より狭いピークのより少数のトラッピング領域内に
再グループ化または併合するように第2の断続的な進行波を印加する工程と;
を含む、前記方法。 - より狭いピーク領域内へのイオンパケットの併合を制御するように断続的な進行波のデューティサイクルを変える工程をさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 第1の電場は、進行波場である、請求項12に記載の方法。
- 第1の電場は、第1のイオン運動領域に印加され、第2の断続的な進行波は、第2のイオン運動領域に印加される、請求項12に記載の方法。
- 第1の電場領域内のイオン運動の方向は、第2の断続的な進行波領域内のイオン運動の方向に対して直交して位置合わせされる、請求項15に記載の方法。
- 第1の電場領域内のイオン運動の方向は、第2の断続的な進行波領域内のイオン運動の方向と同じ方向に位置合わせされる、請求項15に記載の方法。
- 第1の電場領域および第2の断続的な進行波領域は、互いに対して0°〜359°の間の任意の角度に位置合わせされる、請求項15に記載の方法。
- 断続的な進行波は、イオンを2つ以上のトラッピング領域から1つに併合する、請求項12に記載の方法。
- 断続的な進行波は、イオンを4つ以上のトラッピング領域から1つに併合する、請求項12に記載の方法。
- 断続的な進行波は、所定範囲のイオンパケットがより狭いピーク領域内に再グループ化または併合された後、かつ検出よりも前に、非断続的な進行波に置き換えられる、請求項12に記載の方法。
- イオンピークを圧縮する方法であって、
a.イオンパケットをデバイスに導入する工程と;
b.イオンパケットを多数のトラッピング領域またはビンに分散させるように第1の電場を印加する工程と;
c.分散されたイオンパケットを、より狭いピークを有するように、より少数のトラッピング領域またはビンに再グループ化または併合するように第2の断続的な進行波を印加する工程と;
を含む、前記方法。 - より狭いピーク領域内へのイオンパケットの併合を制御するように断続的な進行波のデューティサイクルを変える工程をさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 第1の電場は、進波場である、請求項22に記載の方法。
- 第1の電場は、第1のイオン運動領域に印加され、第2の断続的な進行波は、第2のイオン運動領域に印加され、第1の電場領域および第2の断続的な進行波領域は、互いに対して0°〜359°の間の任意の角度に位置合わせされる、請求項22に記載の方法。
- 断続的な進行波は、イオンを2つ以上のトラッピング領域から1つに併合する、請求項22に記載の方法。
- 断続的な進行波は、イオンを4つ以上のトラッピング領域から1つに併合する、請求項22に記載の方法。
- 断続的な進行波は、所定範囲のイオンパケットがより狭いピーク領域内に再グループ化または併合された後、かつ検出よりも前に、非断続的な進行波に置き換えられる、請求項22に記載の方法。
- イオンモビリティ分光分析(IMS)の分解能を向上させる方法であって:
a.混合されたイオンのパケットをIMSデバイスに導入する工程と;
b.進行波(TW)を該デバイスに印加することによってイオンをそれらのモビリティに従って分離する工程と;
c.イオンパケットが該分離する工程よりも前の位置に戻されるように、分離が行われないようにTWを逆にし、その振幅を増大させる工程と;
d.工程b.から所望の分解能が達成されるまで繰り返す工程と
を含む、前記方法。 - イオンを分離する工程の後に、イオンパケットを圧縮する工程をさらに含む、請求項29に記載の方法。
- TWを逆にする工程の後に、イオンパケットを圧縮する工程をさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 逆にする工程の間、イオン分離は行われない、請求項29に記載の方法。
- 逆にする工程は、TWの速度を低下させるまたは振幅を増大させる工程を含む、請求項29に記載の方法。
- IMSデバイスを物理的に増大させることなく、IMS分離のための経路長を効果的に増大させる、請求項29に記載の方法。
- イオンモビリティ分光分析(IMS)におけるイオン分解能を向上させる装置であって:
a.混合されたイオンのパケットが導入されるIMSデバイスと;
b.イオンをそれらのモビリティに従って分離するようにデバイスに印加される一定または可変の電場と;
c.イオンの狭化または圧縮のためのイオンコンプレッサと;
d.イオン分離のために一定または可変の電場が印加されるときの前の位置にイオンパケットを動かす逆電場と
を含む、前記装置。 - IMSデバイスは、SLIM IMSデバイスである、請求項35に記載の装置。
- イオンモビリティ分光分析(IMS)におけるイオン分解能を向上させる装置であって:
a.大きなイオンパケットまたは連続的なイオンビームがある時間の間に導入されるIMSデバイスと;
b.イオンを部分的に狭化または圧縮するためのイオンコンプレッサと;
c.イオンをそれらのモビリティに従って部分的に分離するようにデバイスに印加される一定または可変の電場と;
d.はるかに大きなピーク強度およびS/Nの最終分離を生じさせるように、空間電荷効果が部分的な分離により減少した後に適用される、イオンを狭化または圧縮するための追加のイオンコンプレッサと
を含む、前記装置。 - IMSデバイスは、SLIM IMSデバイスである、請求項37に記載の装置。
- 分離デバイスの後の、イオン分解能を向上させる装置であって:
a.分離からのイオンパケットが導入されるデバイスと;
b.分離からのパケット内のイオンを狭化または圧縮するように検出よりも前に適用されるイオンコンプレッサと
を含む、前記装置。
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