JP2020535622A - 軸外イオン化デバイスおよびシステム - Google Patents

Abstract

チャンバ及び電子コレクタを備えるイオン源が記載される。一構成では、チャンバは、試料注入口及びイオン放出口を備える。チャンバはまた、電子源から電子を受け入れるように構成された電子注入口を含み得る。電子コレクタは、電子注入口に対向して配置され得る。チャンバは、電子ビームを電子源から、ガス注入口とイオン放出口との間の経路を横切るチャンバの経路に沿って向けるよう構成され得る。チャンバは、イオン放出口の軸からずれたガイド軸を含むイオンガイドを備え得る。【選択図】図１

Description

優先権出願
本出願は、２０１７年９月２９日に提出された米国仮出願第６２／５６５，６５８号に対する優先権を主張するとともに、この米国仮出願の利益を主張するものであり、この米国仮出願の全開示内容を参照により本明細書に援用する。

本出願は、１つ以上の試料をイオン化し得るシステム及びデバイスに関する。より詳細には、電子衝撃イオン化法及び／または化学イオン化法を使用してイオンを供給し得るイオン源の特定の構成が記載される。

従来の質量分析技法は、分析用のアナライトイオンの形成に依拠する。エレクトロスプレーイオン化、化学イオン化、及び電子衝撃イオン化の技法など、非常に多くのイオン化技法が知られている。しかしながら、既存の技法は、柔軟性に欠けることが多い。

本明細書には、イオン源、及びそれらを使用するシステムの特定の態様、構成、特徴、及び実施形態が記載される。

一態様では、イオン源は、チャンバ及び電子源を備える。いくつかの例では、チャンバは、アナライトを含む試料を受け入れるように構成された試料注入口を備えるチャンバであって、チャンバは、チャンバからイオンを提供するように構成されたイオン放出口をさらに備える。特定の構成では、電子源は、電子をチャンバ内に加速させる磁場を提供するように構成された導電性ヘリカルコイルを備え得る。特定の実施形態では、チャンバは、電子注入口と、電子注入口に向かい合う電子コレクタとをさらに備える。場合によっては、電子コレクタと電子注入口とは、電子ビームを、電子源から電子注入口に通し、チャンバの試料注入口とイオン放出口との間の経路を横切る経路に沿って向けるよう配置される。

特定の実施形態では、試料注入口は、イオン放出口に概して向かい合って配置され得る。他の実施形態では、試料注入口は、ガスクロマトグラフから試料を受け入れるように構成されてもよい。いくつかの例では、電子源は、イオン放出口にレンズを備え、例えば、レンズが、イオン源からのイオンを集束させるように構成される。いくつかの実施形態では、チャンバは、チャンバ内のイオンを加速させるように構成された荷電プレートをさらに備える。他の例では、チャンバは、間隔を置いて配置された少なくとも２つの別個の電子注入口を備える。いくつかの例では、チャンバは、アナライトの第２の供給源を受け入れるように構成された第２の試料注入口を備える。

特定の実施形態では、チャンバは、チャンバに導入された第２の試料と同軸にガスを提供するように構成されたガス注入口をさらに備える。いくつかの例では、ガス注入口が、チャンバ内のアナライトと反応する反応ガスを提供するように構成されている。他の例では、ガス注入口が、衝撃ガスを提供するように構成されている。

別の態様では、イオン源は、第１及び第２の対向するチャンバを備える。一構成では、第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれが、アナライトを含む試料をそれぞれ受け入れるように構成された試料注入口を備える。第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれは、イオン放出口をさらに備え得る。いくつかの例では、第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれが、第１の電子源及び第２の電子源のそれぞれ１つから電子を受け入れるように構成された電子注入口をさらに備える。イオン源はまた、第１及び第２の対向するチャンバに共通であり、第１のチャンバ及び第２のチャンバのそれぞれの電子注入口に対向して配置された電子コレクタを備えてもよい。場合によっては、電子コレクタは、電子ビームを、第１の電子源及び第２の電子源のそれぞれから、各チャンバの試料注入口と、各チャンバのイオン放出口との間の経路を横切る経路に沿って向けるよう配置される。

いくつかの実施形態では、第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれのイオン放出口は、イオン源に流体的に結合された質量分析器にイオンを提供する。他の実施形態では、第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれのイオン放出口は、質量分析器とイオン源との間に配置された第１の多重極イオンガイドにイオンを提供する。特定の例では、第１の多重極イオンガイドは、複数の傾斜ロッドを備える。他の例では、複数の傾斜ロッドのそれぞれは、その長さに沿って変化する断面を有する。

いくつかの例では、第１のチャンバ及び第２のチャンバのそれぞれは、そのイオン放出口に集束レンズを備える。他の実施形態では、試料はガスクロマトグラフから受け入れられる。いくつかの例では、電子源は、電子が、その軸に沿って、磁場によって加速される縦軸を含む導電性ヘリカルコイルを備える。特定の実施形態では、チャンバは、チャンバ内のイオンを加速させるように構成された荷電プレートをさらに備える。

他の例では、第２の対向するチャンバが、試料中のアナライトと相互作用するガスを受け入れるように構成される。特定の例では、ガスが、反応ガスであるように選択される。他の例では、ガスが、アナライトに衝撃を与えるように選択される。いくつかの実施形態では、イオン源は、電子コレクタに、０〜２５０Ｖの電位を供給するように構成された電圧源をさらに備える。

別の態様では、イオン源は、チャンバ、電子コレクタ、及びイオンガイドを含む。特定の構成では、チャンバは、アナライトを含む試料を受け入れるように構成された試料注入口を備える。チャンバは、放出口軸に沿ってイオンを提供するように構成されたイオン放出口を備え得る。チャンバは、電子源から電子を受け入れるように構成された電子注入口を備え得る。いくつかの例では、電子コレクタは、電子注入口に対向して配置され、電子ビームを、電子源から、試料注入口とイオン放出口との間の経路を横切るチャンバの経路に沿って向けるよう配置され得る。特定の例では、イオンガイドは、放出口軸からずれているガイド軸を含む。いくつかの実施形態では、イオンガイドは、放出口軸からずれているガイド軸を含むイオンガイドであって、イオンガイドが、放出口軸に沿って提供されたイオンを、イオンガイド軸に導くように構成され得る。

特定の実施形態では、イオン源は、アナライトを含む試料を受け入れるように構成された第２の試料注入口を備えるとともに、第２の試料注入口に向かい合う第２のイオン放出口を備える第２のチャンバを備え得る。いくつかの例では、第２のチャンバは、放出口軸からずれ、かつイオンガイド軸からずれている第２の放出口軸に沿ってイオンを提供するように構成される。他の例では、第２のチャンバは、電子源から電子を受け入れるように構成された第２の電子注入口をさらに備えるとともに、第２の電子注入口に対向して配置された第２の電子コレクタを備える。いくつかの例では、第２のチャンバは、電子ビームを、第２の電子源から、第２の試料注入口と第２の放出口軸との間の経路を横切る第２のチャンバ内の経路に沿って向けるよう配置される。他の例では、イオンガイドは、第２の放出口軸に沿って提供されたイオンをイオンガイド軸に導くようにさらに構成される。

いくつかの例では、イオンガイドは、イオンガイド軸の周りに多重極に配置された複数のロッドを備える。他の例では、ロッドのそれぞれは、イオンガイド軸に対して傾いている。特定の実施形態では、電子源は、電子が、その軸に沿って、磁場によって加速される縦軸を含む導電性ヘリカルコイルを備える。いくつかの実施形態では、チャンバは、チャンバ内のイオンを加速させるように構成された荷電プレートをさらに備える。

さらなる例では、イオン源は、第１の放出口軸、第２の放出口軸、及びイオンガイド軸からずれた軸に沿って、イオン化アナライトの第３の供給源を提供するように構成された追加イオンチャンバをさらに備え得る。いくつかの実施形態では、追加イオンチャンバは、電子イオン化もしくは化学イオン化、またはその両方を使用して、イオン化アナライトの第３の供給源を提供するように構成されている。他の例では、追加イオンチャンバは、エレクトロスプレーイオン化装置、大気圧化学イオン化装置、及び大気圧光イオン化装置のうちの１つを備える。

別の態様では、質量分析計は、試料導入デバイス、イオン源、質量分析器、及び検出器を備える。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されるイオン源は、試料導入デバイスに流体的に結合され得る。他の実施形態では、質量分析器は、イオン源に流体的に結合され得る。追加の例において、検出器は、質量分析器に流体的に結合され得る。場合によっては、質量分析計は、構成要素の１つ以上、例えばイオン源に電気的に結合されたプロセッサを含み得る。

さらなる態様、実施形態、例、及び特徴が、以下に、より詳細に記載される。

本明細書に記載される技術の新規かつ進歩的な特徴をいくつか例示するために、添付の図面を参照して、特定の構成について説明する。

いくつかの例による複合型の電子イオン化／化学イオン化源の概略ブロック図である。 図１のイオン化源の電子加速器の概略ブロック図である。 特定の実施形態による電子イオン化（または化学イオン化）源の別のブロック図である。 特定の実施形態による電子イオン化（または化学イオン化）源の補足図である。 いくつかの実施形態による質量分析計システムのブロック図である。

図１は、電子衝撃イオン化法、化学イオン化法、その両方のいずれかを手段としてイオン化アナライトを生成するのに使用し得る例示的なイオン源１０を示す。図に示すように、イオン源１０は、二重イオン化チャンバ１２を画定する外側ハウジング１８を含む。二重イオン化チャンバ１２は、互いに垂直方向に偏位しており、イオン化装置の放出口軸２０に対してずれている第１のチャンバ１４及び第２のチャンバ１６を含む。

ハウジング１８は、金属または合金などの一般に導電性の材料から形成された、（正方形または長方形の面を有する）概して長方形または円筒形の形状であり得る。ハウジング１８の寸法は、例えば、約１０ｍｍ〜２００ｍｍであってよい。一実施形態では、ハウジング１８の寸法は、２４．５ｍｍ×１２ｍｍ×２５．４ｍｍであってよい。代替実施形態では、ハウジング１８は、例えば、面に関して対称である他の形状を有してもよく、（円形、楕円形、長方形、またはその他の形状の底面を有する）直円筒形、球形などであってよい。

明らかになるように、第１のチャンバ１４は電子衝撃イオン化法によく適し、一方、チャンバ１６は化学イオン化法によく適する。

第１のチャンバ１４は、アナライトイオンを送るために、第１のチャンバ１４及びハウジング１８の概して対向する側面に設置された、アナライト注入口３０及び１つ以上の試料放出口（複数可）３２（個別的にまた集合的に放出口３２）を含む。

アナライト注入口３０、例えば、ガスクロマトグラフィデバイスまたはシステムに流体的に結合された入口は、アナライトの好適な供給源によって、例えば、気体の形で供給され得る。アナライトは、例えば、ガスクロマトグラフから供給されてもよい。クロマトグラフまたはその他の分離デバイスは、厳密には必要ないが、これは、望ましくないバックグラウンドを排除し、時間内に目的のアナライトを分離するのにしばしば役立つ。あるいは、アナライトは、周囲空気の流れ及び／または圧力調整された進入に導入されてもよく、または試料は、シリンジもしくは他の手動式試料導入デバイスを用いて、直接導入されてもよい。

アナライトは、第１のチャンバ１４の片側の注入口３０から反対側に移動し、その経路に沿ってイオン化される。

印加された電圧を有する荷電要素３６、例えば、イオン反発電極は、第１のチャンバ１４内のイオン化アナライトが試料放出口３２に向かって移動する際に、そのイオン化アナライトを加速させ得る。帯電要素３６は、任意好適な幾何学的形状を有してよい。一実施形態では、荷電要素３６は、アナライトが第１のチャンバ１４に入る際に、荷電要素３６中を移動するように配置されて、円筒軸が試料放出口３２を向いた、例えば、外径２．２ｍｍ、長さ４〜８ｍｍの中空円筒であってよい。荷電要素３６には好適な電圧が印加され得る。例えば、約−４００〜＋４００Ｖの電圧が印加され得る。

チャンバ１４のさらなる第３の側面に、１つ以上の電子注入口３４があり、アナライト注入口３０と試料放出口３２との間の経路を概して横切る経路に沿って、電子を導入できるようにする。アナライトが注入口３０から試料放出口３２へと渡っていく際に、注入口３４を介して導入された電子が、アナライトに衝撃を与え得る。電子ビームを電子注入口３４に供給するために使用される電子源及び電子加速器の例を図２に示し、以下でこれらを説明する。電子注入口３４は、導入電子用の集束レンズとして機能し得る。その目的のために、電子注入口３４は、チャンバ１４の残りの部分から電気的に絶縁され得る導電性プレートまたはその一部に形成され得る。電子注入口３４は、それぞれから生じた電子が通過できるように配置され得る。好適な電圧（例えば、０〜＋４００Ｖの範囲）をプレートに印加してもよく、またはプレートを接地してもよい。

電子注入口３４に向かい合って電子コレクタ５０が配置され、電子コレクタ５０は、電子を加速させ、導くことを促進し得る。電子コレクタ５０は、チャンバ１４内で導電性プレートの形態を取り、そこに印加された電圧を有し得る。好適な電圧がコレクタ５０に印加され得る。図示の実施形態では、０〜２５０ボルトの電圧が印加され得る。

理解されるように、アナライトの電子衝撃は、そのイオン化を促進する（または引き起こす）。

アナライト放出口３２は、第１のチャンバ１４の壁に形成されて、第１の集束レンズ６０を画定する。集束レンズ６０は、電気的に絶縁された壁部分の開口部として形成されて、チャンバ１４の残りの部分から絶縁され得る。この場合もやはり、好適な電圧を集束レンズ６０に印加して、レンズ６０によるアナライトの抽出が促進され得る。電圧の例としては、この場合も先と同様に、−４００〜＋４００Ｖの範囲内であり得る。

集束レンズ６０によって、出射イオン化アナライト分子は、概ね整合した速度で、放出口軸に沿って、集束レンズ６０の壁に垂直に、かつ集束レンズ６０の中心に向かって、第１のチャンバ１４を出る。

また、好適な圧力及び流動様式も、アナライトの流動を助長し得る。例えば、好適なガスクロマトグラフィ源からの流量は、１〜３ａｔｍ ｃｃ／ｍｉｎであってよい。第１のチャンバ１４内の圧力は、１０^-6〜１０^-3トルの範囲であってよい。

第２のチャンバ１６は、第２のチャンバ１６の概して向かい合った側面に配置されたアナライト注入口４０及び試料放出口（複数可）４２を含む。試料放出口４２は多数であってもよく、ハウジング１８の壁に配列され得、出射レンズ１９として機能するように機械加工されている。

アナライト注入口４０は、例えば気体状のアナライトの好適な供給源によって供給され得る。アナライトは、例えば、この場合も先と同様にガスクロマトグラフから供給されてもよい。繰り返しになるが、クロマトグラフまたはその他の分離デバイスは、厳密には必要ないが、これは、望ましくないバックグラウンドを排除し、時間内に目的のアナライトを分離するのにしばしば役立つ。あるいは、アナライトは、周囲空気の流れ及び／または圧力調整された進入の状態で第２のチャンバ１６に導入されてもよく、または試料は、シリンジもしくは他の手動式試料導入デバイスを用いて、直接導入されてもよい。

さらに、アナライト注入口４０は、導入アナライトと相互作用しかつ反応して、第２のチャンバ１６内で化学イオン化を引き起こし得る第２のガスの導入を可能にし得る。第２のガスは、ボンバードメントガス、または反応ガスであってよい。第２のガスは、例えば、導入アナライトと同軸に導入されてもよい。理解されるように、好適な第２のガスは、別の方法で、例えば、アナライト注入口４０に近接するさらなるガス注入口（図示せず）か、またはチャンバ１６の壁上の他の場所を通って、第２のチャンバ１６に導入されてもよい。

第２のガスは、アナライトガスと化学的に反応してもよく（それによって反応ガスとして作用する）、または単に物理的にアナライトガスに衝撃を与えてもよい（それによって衝撃ガスとして作用する）。

チャンバ１６内の化学イオン化では、導入した反応ガスから生成されたイオンとの（中性）アナライト分子の衝突によってイオンが生成され得る。化学反応ガスの例は、ＣＨ₄、ＮＨ₃、及びイソブタンである。典型的には、入射電子が反応ガスを優先的にイオン化するように、反応ガスは標的アナライトに大いに過剰に導入される。反応ガスがイオン化されると、プロトン化［Ｍ＋ＸＨ⁺→Ｍ−Ｈ⁺＋Ｘ］、水素化物の引き抜き［ＭＨ＋Ｘ⁺→Ｍ⁺＋ＸＨ］、付加物形成［Ｍ＋Ｘ⁺→Ｍ−Ｘ⁺］、電荷交換［Ｍ＋Ｘ⁺→Ｍ⁺＋Ｘ］など、標的アナライトとの様々な化学反応が起こり得る。Ｍ、ＭＨはアナライトを表し、ＸＨ⁺、Ｘ⁺は反応ガスに由来する化学種である。

衝撃ガスは、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、Ｎ₂などの不活性ガス、またはＮＯ、ＣＯなどの単純な二原子気体であり得る。衝撃ガスが使用される場合、衝撃ガスはイオン化され、その後、相対イオン化エネルギーに応じて選択的にアナライトをイオン化するのに用いられる：Ｘ＋ｅ^-→Ｘ⁺（衝撃ガスのイオン化）。Ｘ⁺＋Ｍ→Ｍ⁺＋Ｘ（アナライトＭのイオン化エネルギー＜衝撃ガスＸのイオン化エネルギーの場合）。それ以外の場合、反応は起こらない。衝撃ガスが異なれば、固有のイオン化エネルギーも異なる。

アナライト及び反応ガス／ボンバードメントガスは、チャンバ１６の片側の注入口４０から反対側に移動し、その経路に沿ってイオン化される。この場合もやはり、印加された電圧を有する帯電している要素４６は、第２のチャンバ１６内のイオン化アナライトが試料放出口４２に向かって移動する際に、そのイオン化アナライト及び第２のガスを加速させ得る。

ここで理解されるように、第２のチャンバ１６が化学イオン化のために使用され、第１のチャンバ１４が電子衝撃イオン化のために使用されるため、第２のチャンバ１６内の圧力は第１のチャンバ１４内よりも高くなり得る。チャンバ１４内の典型的な圧力は、１０^-6〜１０^-4トルの間に維持され得る。

例えば、好適なガスクロマトグラフィ源からチャンバ１６への流量は、１〜３ａｔｍ ｃｃ／ｍｉｎであってよい。第２のチャンバ１６内の圧力は、０．１〜１．０トルの範囲であってよい。

チャンバ１４及び１６内の圧力は、実効的な排気速度に対するＧＣ注入口、及び任意の補助ガス注入口（図示せず）からの流入量のバランスを取ることによって維持され得る。イオンガイド領域で達成可能な最大排気速度は、分析器の下流圧力領域に結合された真空ポンプまたは真空ポンプ段の容量によって決まるが、各チャンバの出射レンズの口径を小さく、及び／または少なく選択することによって抑えることができる。

第２のチャンバ１６の放出口４２の幾何学的形状は、少なくとも部分的に、第２のチャンバ１６内の典型的な圧力を決定する。したがって、放出口４２の異なった総出射口径サイズにより、チャンバ１６内に、より高い圧力が維持され得る。放出口４２の直径の例は、円形の開口、または異なった形状もしくは複数の開口からの同等物については、０．５〜５ｍｍであってよい。

いくつかの例では、また、荷電要素４６は、荷電要素３６と同様に、アナライトが第２のチャンバ１６に入る際に、荷電要素４６中を移動するように配置されて、円筒軸が試料放出口４２を向いた、外径２．２ｍｍ、長さ４〜８ｍｍの中空円筒として形成されてもよい。印加電圧は、−４００〜＋４００Ｖの範囲内であってよい。

第２のチャンバ１６のさらなる第３の側面に、１つ以上の電子注入口４４があり、アナライト注入口４０と試料放出口４２との間の経路を概して横切る経路に沿って、電子を導入できるようにする。導入電子は、チャンバ１６への導入前とチャンバ１６の内部とで加速され、結果としてアナライト（及び導入された反応ガス／ボンバードメントガス）に、それらが注入口４０から放出口４２へ通り過ぎる際に衝撃を与え得る。電子衝撃は、アナライト及び反応ガス／ボンバードメントガスの両方をイオン化するのを促進し、結果として電子衝撃によるアナライトのイオン化、及び注入口１６を介して導入されるアナライトの化学イオン化を促進し得る。

同様に、電子注入口４４に向かい合って電子コレクタ５０が配置され、電子を導くことを促進し得る。電子コレクタ５０は、そこに電圧が印加される導電性プレートとして形成され得る。図示の実施形態では、電子コレクタ５０は、両方のチャンバ１４及び１６に共通であり、例えば、各チャンバ１４／１６の内端壁と同一の広がりを有し得る。上記のように、適切な電圧を電子コレクタ５０に印加して、電子注入口からコレクタ５０への経路上の電子を引き寄せ、加速させることができる。例えば、０〜２５０Ｖ ＤＣの電圧を印加してもよい。必要に応じて、チャンバ１４、１６のそれぞれが、それ自体のそれぞれの電子コレクタを含んでもよい。

電子は、第１のチャンバ１４及び第２のチャンバ１６の電子注入口３４、４４に、それぞれ、電子加速器１００を含む電子源を介して導入されてもよい。図示の実施形態では、各チャンバ１４及び１６は、４つの電子源／加速器１００から電子を受け入れる。

例示的な電子加速器１００を図２に示し、これは、チャンバ１４、１６内の電子の移動軸と概ね平行な軸の周りに巻かれた導電性ヘリカルコイル１０２の形態を取る。コイル１０２は、ミリメートルサイズ程度（例えば、０．５〜３ｍｍ、一実施形態では、約１ｍｍ）の空隙１０４を形成するように、約１０ターン毎ｃｍの巻線密度で巻かれ得る。理解されるように、コイル１０２に加えられた電流は、その結果として、概ね軸１０４に沿った磁場を生成する。コイル１０２の直列抵抗、または固有抵抗は、コイル１０２に流れ込む電流を制限し得る。磁場の大きさは、当業者によって理解される方法で、コイル１０２に供給される電流によって制御し得る。電子源（図示せず）からの電子は、軸１０４に沿って導入され、チャンバ１４、１６の電子注入口３４、４４への電子導入の前に、磁場によって加速されて、電子ビームとして集束する。したがって、加速された電子は、初期の明確な速度でチャンバ１４／１６に入って、注入口３０／４０から放出口３２／４２に横断するアナライト（及び反応ガス）と衝突し得る。

理解されるように、加速器１００は、ローレンツ力Ｆ＝ｑｖ×Ｂによって電子を加速させ得る。ここで、Ｆ、ｖ、及びＢは、電子速度ベクトル、及びコイル１０２によって生成される磁場の磁場ベクトルを表す。それらのベクトルの外積（電子電荷によってスケール変更される）は、電子に及ぼす力を決定する。結果として生じる力Ｆは、電荷ｑを持つ粒子の速度ｖと磁場ベクトルＢとの両方に垂直である。結果として、電子速度は、軸１０４に沿った方向、またはＦが向心力として作用するコイル１０２の軸１０４を中心とする円運動に束縛される。コイル１０２は直線軸の周りに巻かれることになる。しかしながら、コイル１０２が非線形軸の周りに巻かれる他の幾何学的形状が可能であり得る。例えば、コイル１０２が、弧、曲線などの周りに巻かれてもよい。

再び図１を参照すると、放出口３２と同様に、放出口４２は、第２のチャンバ１６を出るアナライトを集束させるために、第２の集束レンズ６２を画定する壁に形成される。イオン抽出を促進するために、壁には好適な電圧が印加され得る。放出口４２と放出口３２とは、互いに、かつ軸２０から、軸外にある。

チャンバ１８の外壁の下流に、共通の抽出レンズ５２が形成される。抽出レンズ５２は、約７ｍｍ×１７ｍｍの寸法を有し得る長方形（楕円形）開口部を有してもよい。抽出レンズ５２は、この場合も先と同様に、例えばセラミック絶縁体を介して、チャンバ１８から電気的に絶縁されており、好適な電圧が印加され得る。ここで明らかになるはずであるように、荷電要素３６、４６、出射レンズ６０、及び／または抽出レンズ５２は、チャンバ１８にわたってアナライト／イオンを誘導する働きをする。すなわち、アナライトは、電子ビームによってイオン化され、次いでこれらの要素に好適な電圧を印加することによって、放出口に向けられる。特に、チャンバ１４は下流の分析器軸２０の上方に位置し、チャンバ１６は軸２０の下方に位置する。したがって、チャンバ１４、１６を出るイオンは、軸外に出る（すなわち、軸２０上にはない）。

特定の構成では、好適なイオンガイドにより、イオンが、それらの放出口軸から軸２０上に導かれ得る。図示の実施形態では、２つの放出口（すなわち、チャンバ１４及び１６の放出口）は、軸外にあり（すなわち、軸２０から外れている）、または軸２０からずれている。他の実施形態では、図３及び図４のそれぞれに示すように、単一のイオン化源が軸外にイオンを放出し得る。他の実施形態では、３つ以上のイオン化源が軸外にイオンを放出し、好適なイオンガイドによって、全ては軸２０に沿って導かれ得る。例えば、第３の電子衝撃、化学イオン化装置、エレクトロスプレーイオン化装置、大気圧化学イオン化装置（ＡＰＣＩ）、及び大気圧光イオン化装置（ＡＰＰＩ）を、当技術分野で周知のように、適切なポンプ排気及びイオン輸送を使用して、軸外に設けてもよい。

特定の例では、いくつかのガイドロッド８０ａ、８０ｂ（個別的にまた集合的にガイドロッド８０）が軸２０の周りに配置されて、イオンの閉じ込めをもたらし、ガイド軸に沿って輸送する。当技術分野で周知のように、イオン閉じ込めを促進するために、無線周波数電圧を向かい合った対のロッドに印加してもよい。使用されるガイドロッドの正確な形状及び構成は様々であってもよく、例示的な形状としては、直線ロッド、傾斜ロッド、分割型ロッド、半径が減少する分割型ロッドが挙げられるが、これらに限定されない。ガイドロッドは、２つずつの対、３つずつの対、４つずつの対、及びより高次の対であってもよい。ガイドロッドは、イオンを軸上に集中させるために、テーパ形状、傾斜形状、ならびにテーパ形状及び傾斜形状であってもよい。ガイドロッドは、ロッドではなく、プレートにＲＦ電圧が印加されるイオンファンネルであってもよい。ガイドロッドは、減少するｒｏに合わせて分割されてもよい。ガイドロッドは、２つずつの対、３つずつの対、４つずつの対、及びより高次の対であってもよい。例えば、集中イオンガイドは、米国特許第７，５６９，８１１号（‘８１１特許）に詳述されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。図１には、説明のために、２つのロッド８０ａ、８０ｂのみが示されている。しかし、ロッド８０ａ、８０ｂは、一般的には、軸２０の周りに多重極（例えば、四重極）で配置される。ロッド８０ａ、８０ｂは多極構成に配置され、ロッド８０ａ、８０ｂのそれぞれに閉じ込め場が印加されて、‘８１１特許に詳述されるように、軸２０に近接する閉じ込め領域の範囲内に荷電イオンを閉じ込める。

他のロッド形状を代わりに用いてもよい。例えば、ロッドの中心軸に沿って円形の断面を有するロッドを用いてもよい。同様に、傾斜した角度に配置された、正方形または長方形の断面を有するロッドを用いてもよい。チャンバ１４、１６からイオンガイド軸２０へそれらの放出口軸に概ね沿って放出されるイオンに益する他のロッド形状。

いくつかの例では、ロッド８０ａ、８０ｂを完全に省略し、チャンバ１４、１６を出るイオンは、以下により詳細に記載されるように下流構成要素に供給され得る。

使用時には、チャンバ１４及び１６は、同時にまたは順次に使用され得、それによって、チャンバ１４での電子衝撃イオン化、及びチャンバ１６での直後またはさらに同時の化学イオン化を可能にする。アナライトは、注入口３０、４０を通ってチャンバ１４、１６のそれぞれに供給され得る。チャンバ１４を出るイオンは軸２０の上に出て、一方、チャンバ１６を出るイオンは軸２０の反対側（すなわち、軸２０の下）に出る。集束レンズ６０、６２、及び共通焦点レンズ５２は、概して、チャンバ１４、１６を出るイオンを集束させ、イオンを主に、軸２０に概して平行な方向に、「下流」へ加速させる。これは、ロッド８０ａ、８０ｂによって画定されるイオンガイドにイオンを導くのに有用である。

特定の構成では、ロッド８０ａ、８０ｂによって生成される閉じ込め場は、結果として、イオンを分析器の軸２０に向け、軸２０の周りにイオンを閉じ込める。さらに、‘８１１特許に詳述されているように、ロッド８０ｓ、８０ｂは、軸２０に沿ってイオン化アナライトを輸送するために、概して軸２０に沿った、軸方向場をさらに作成し得る。

特定の例では、チャンバ１４及び１６は、ターボポンプ（図示せず）によって排気される真空チャンバ内に収容されて、所望の背景圧力を生じさせてもよい。ロッド８０ａ、８０ｂは、別個の加圧ハウジング（図示せず）に収容されることにより加圧されて、ガイド軸２０に沿ってイオンを集中させ、または集束させることをさらに促進し得る。当技術分野で周知のように、軸方向場を利用して、イオンを出口から追い出してもよい。

本開示の利点を考慮して、イオンを軸２０上にもたらす集束構造として機能する他のイオンガイドが、当業者によって選択されるようになる。例えば、イオンファンネル、レンズスタック、スキマーコーンは全て、イオンを軸２０に導くためのイオンガイドとして機能し得る。例として、イオンファネル、スキマー、及び多重極イオンガイドは全て、Ｃｈｅｎ． ｅｔ． ａｌ．，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．２０１５，８７，７１６−７２２（ｈｔｔｐ：／／ｐｕｂｓ．ａｃｓ．ｏｒｇ／ｄｏｉ／ｐｄｆ／１０．１０２１／ａｃ５０３５６４ｃ ＡＣＳ ｏｐｅｎ ｓｏｕｒｃｅ ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）において議論されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。ＣＨＥＭ．２０１５，８７，７１６−７２２（ｈｔｔｐ：／／ｐｕｂｓ．ａｃｓ．ｏｒｇ／ｄｏｉ／ｐｄｆ／１０．１０２１／ａｃ５０３５６４ｃＡＣＳ オープンソースの刊行物）、この内容は参照により本明細書に組み込まれる。１つ以上の好適な電圧源（図示せず）を使用して、必要な電流／電圧を加速器（複数可）１００、電子コレクタ５０、及びロッド８０ｓ、８０ｂに印加してもよい。

特定の例では、本明細書に記載されているイオン源は、質量分析計内で、または質量分析計とともに使用してもよい。質量分析計のブロック図を図５に示す。システム５００は、イオン源５２０、例えば、本明細書に記載されているようなイオン源に流体的に結合された試料導入デバイス５１０を備える。イオン源５２０は、質量分析器５３０に流体的に結合される。図示していないが、レンズ要素、イオンガイド、衝突セルなどが、イオン源５２０と質量分析器５３０との間に存在してもよい。質量分析器５３０は、検出器５４０に結合される。システム５００は、プロセッサ５５０を使用して制御してもよく、プロセッサ５５０は、システム５００の１つ以上の構成要素に電気的に結合してもよい。

特定の例では、試料導入デバイス５１０は、誘導ネブライザ、非誘導ネブライザ、もしくはこれら２つのハイブリッド、同軸型ネブライザ、クロスフロー型ネブライザ、巻き込み型ネブライザ、Ｖ溝型ネブライザ、パラレルパス型ネブライザ、強化パラレルパス型ネブライザ、フローブラー型ネブライザ、もしくは圧電式ネブライザ、スプレーチャンバ、ガスクロマトグラフィデバイスなどのクロマトグラフィデバイス、またはイオン源５２０に試料を供給することができるその他のデバイスとして構成してもよい。

いくつかの例では、質量分析器５３０は、概して試料の性質、所望の分解能などに応じた多数の形態を取ってもよく、例示的な質量分析器は、例えば四重極またはその他のロッドアセンブリなどの１つ以上のロッドアセンブリを含んでもよい。いくつかの例では、質量分析器５３０は、飛行時間デバイスであってもよく、またはそれを含んでもよい。場合によっては、質量分析器５３０は、それ自体の無線周波数発生器を備えてもよい。ある例では、質量分析器５３０は、走査型質量分析器、磁気セクタ分析器（例えば、単集束型及び二重集束型ＭＳ装置に使用される）、四重極質量分析器、イオントラップ分析器（例えば、サイクロトロン、四重極イオントラップ）、飛行時間分析器（例えば、マトリックス支援レーザ脱離イオン化飛行時間分析器）、及び質量対電荷比が異なる化学種を分離することができる他の適切な質量分析器であってもよい。必要に応じて、質量分析器５３０は、イオン源５２０から受け入れたイオンを選択し及び／または同定するために、直列に配置された２つ以上の異なるデバイス、例えばタンデムＭＳ／ＭＳデバイスまたはトリプル四重極デバイスを備えてもよい。

いくつかの例では、検出器５４０は、既存の質量分析計と共に使用することができる任意好適な検出デバイス、例えば、電子増倍管、ファラデーカップ、被覆感光板、シンチレーション検出器、マルチチャネルプレートなどであってもよく、本開示の利点を考慮して、当業者によって選択されるであろう他の好適なデバイスであってもよい。

特定の例では、プロセッサ５５０は、一般に、マイクロプロセッサ及び／またはコンピュータと、ＭＳデバイス５００に導入された試料の分析用の好適なソフトウェアとを含む。ＭＳデバイス５００に導入される化学種の化学的同一性を判定するために、１つ以上のデータベースが、プロセッサ５５０によってアクセスされ得る。また、当技術分野で周知の他の好適な追加デバイスを、限定はしないが、例えば、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ Ｈｅａｌｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｉｎｃ．から市販されているＡＳ−９０ｐｌｕｓオートサンプラ及びＡＳ−９３ｐｌｕｓオートサンプラなどのオートサンプラを含むＭＳデバイス５００と共に使用してもよい。本開示の利点を考慮して、既存のＭＳデバイスに本明細書に記載のイオン源を後付けすること、及び本明細書に記載のイオン源を用いた新規のＭＳデバイスを設計することもまた、当業者の能力の範囲内であろう。

いくつかの実施形態では、プロセッサ５５０は、イオン源を使用する様々な動作モードに対してシステム５００の動作を制御し調整するために、例えば、コントローラ内に、またはスタンドアロンプロセッサとして存在する。この目的のために、プロセッサは、イオン源５２０、質量分析器５３０の構成要素、例えば、１つ以上のポンプ、１つ以上の電圧源、ロッドなど、及びシステム５００に含まれる他のいずれかの電圧源のそれぞれに電気的に結合し得る。特定の構成では、プロセッサは、例えば、イオン源、ポンプ、質量分析器、検出器などの電圧を制御するために、システムを動作させるためのマイクロプロセッサ及び／または適切なソフトウェアを含む１つ以上のコンピュータシステム及び／または共通ハードウェア回路に存在してもよい。いくつかの例では、システム５００の任意の１つ以上の構成要素は、その構成要素の動作を可能にするために、それ自体のそれぞれのプロセッサ、オペレーティングシステム、及び他の特徴を含んでもよい。プロセッサは、システムに一体化されていてもよく、またはシステムの構成要素に電気的に結合された１つ以上の付属品ボード、プリント回路ボード、もしくはコンピュータ上に存在していてもよい。プロセッサは、一般に、システムの他の構成要素からデータを受け取り、必要または所望に応じてさまざまなシステムパラメータを調節できるように、１つ以上のメモリユニットに電気的に結合される。プロセッサは、Ｕｎｉｘ（登録商標）、Ｉｎｔｅｌ ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）タイププロセッサ、Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＰｏｗｅｒＰＣ、Ｓｕｎ ＵｌｔｒａＳＰＡＲＣ、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ ＰＡ−ＲＩＳＣプロセッサ、またはその他の任意のタイプのプロセッサをベースとした汎用コンピュータの一部であってもよい。本技術の様々な実施形態に従って、１つ以上の任意のタイプのコンピュータシステムを使用し得る。さらに、システムは、単一のコンピュータに接続されていてもよく、または通信ネットワークによって接続された複数のコンピュータの間で分散されていてもよい。ネットワーク通信を含む他の機能を実行することができ、本技術はいずれかの特定の機能または機能のセットを有することに限定されないことを理解されたい。様々な態様が、汎用コンピュータシステムで実行される専用ソフトウェアとして実装され得る。コンピュータシステムは、ディスクドライブ、メモリ、またはデータを格納するためのその他のデバイスなど、１つ以上のメモリデバイスに接続されたプロセッサを含み得る。メモリは、通常は、ガス混合物を使用するさまざまなモードでのシステムの動作中に、プログラム、キャリブレーション、及びデータを保存するために使用される。コンピュータシステムのコンポーネントは、１つ以上の（例えば、同じマシン内に組み込まれたコンポーネント間の）バス及び／または（例えば、別個の分散したマシン上に存在するコンポーネント間の）ネットワークを含み得る相互接続デバイスによって結合され得る。相互接続デバイスは、システムのコンポーネント間で交換すべき通信（例えば、信号、データ、命令）を提供する。コンピュータシステムは、一般に、システム５００の迅速な制御を可能にするために、例えば数ミリ秒、数マイクロ秒以下などの処理時間内にコマンドを受信し及び／または発行することができる。例えば、コンピュータ制御を実施して、イオン源５２０内の圧力、イオン源５２０及び／またはレンズ要素に提供される電圧などを制御することができる。プロセッサは、典型的には、例えば、直流源、交流源、バッテリ、燃料電池、もしくは他の電源、または電源の組み合わせであり得る電源に電気的に結合される。電源は、システムの他のコンポーネントによって共有され得る。システムはまた、１つ以上の入力デバイス、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、マイクロフォン、タッチスクリーン、手動スイッチ（例えば、オーバーライドスイッチ）、及び１つ以上の出力デバイス、例えば、印刷デバイス、ディスプレイ画面、スピーカを含んでもよい。さらに、システムは、コンピュータシステムを通信ネットワークに接続する１つ以上の通信インタフェースを（相互接続デバイスに加えて、またはその代替として）含んでもよい。システムはまた、システムに存在する様々な電気デバイスから受け取る信号を変換するために、好適な回路を含んでもよい。そのような回路は、プリント回路ボード上に存在してもよく、あるいは好適なインタフェース、例えばシリアルＡＴＡインタフェース、ＩＳＡインタフェース、ＰＣＩインタフェースなどを介して、または１つ以上の無線インタフェース、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ、近距離無線通信、もしくはその他の無線プロトコル及び／または無線インタフェースを介してプリント回路ボードに電気的に結合される別個のボードまたはデバイス上に存在してもよい。

特定の実施形態では、本明細書で説明されるシステムで使用されるストレージシステムは、一般に、プロセッサが実行すべきプログラムによって使用され得るコードが格納され得るコンピュータ可読及びコンピュータ書き込みが可能な不揮発性記録媒体、またはプログラムが処理すべき媒体上もしくは媒体中に記憶された情報を含む。媒体は、例えば、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、またはフラッシュメモリであってもよい。通常は、動作の際に、プロセッサは、データが不揮発性記録媒体から、媒体よりも高速なプロセッサによる情報へのアクセスを可能にする別のメモリに読み出されるようにする。このメモリは、一般に、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）またはスタティックメモリ（ＳＲＡＭ）などの揮発性のランダムアクセスメモリである。このメモリは、ストレージシステム内またはメモリシステム内に設置され得る。プロセッサは、一般に、集積回路メモリ内のデータを処理し、次いで処理が完了した後に、データを媒体にコピーする。媒体と集積回路メモリ要素との間のデータ移動を管理するための様々な機構が知られており、本技術はそれに限定されない。また、本技術は、特定のメモリシステムまたはストレージシステムにも限定されない。特定の実施形態では、システムは、特別にプログラムされた専用ハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などを含む場合もある。本技術の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実施されてもよい。さらに、そのような方法、行為、システム、システム要素、及びそのコンポーネントは、上記のシステムの一部として、または独立したコンポーネントとして実施されてもよい。特定のシステムは、一例として、本技術の様々な態様を実施し得る１つのタイプのシステムとして説明されているが、態様は、説明されたシステム上での実施に限定されないことを理解されたい。様々な態様が、異なるアーキテクチャまたはコンポーネントを有する１つ以上のシステム上で実施され得る。システムは、高水準コンピュータプログラミング言語を使用してプログラム可能な汎用コンピュータシステムを含んでもよい。システムはまた、特別にプログラムされた特殊用途のハードウェアを用いて実施されてもよい。本システムにおいて、プロセッサは、一般に、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な広く知られたＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）クラスプロセッサなどの市販のプロセッサである。他にも多くのプロセッサが市販されている。このようなプロセッサは通常、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＷｉｎｄｏｗｓ ９５、Ｗｉｎｄｏｗｓ ９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ、Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００（Ｗｉｎｄｏｗｓ ＭＥ）、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ、Ｗｉｎｄｏｗｓ ７、Ｗｉｎｄｏｗｓ ８、もしくはＷｉｎｄｏｗｓ １０オペレーティングシステム、Ａｐｐｌｅから入手可能なＭＡＣ ＯＳ Ｘ、例えば、Ｓｎｏｗ Ｌｅｏｐａｒｄ、Ｌｉｏｎ、Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｌｉｏｎ、もしくはその他のバージョン、Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓから入手可能なＳｏｌａｒｉｓオペレーティングシステム、または様々なソースから入手可能なＵＮＩＸ（登録商標）もしくはＬｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステムであり得るオペレーティングシステムを実行する。他の多くのオペレーティングシステムを使用してもよく、特定の実施形態では、コマンドまたは命令の単純なセットがオペレーティングシステムとして機能する場合がある。

特定の例では、プロセッサ及びオペレーティングシステムは、高水準プログラミング言語でアプリケーションプログラムを記述し得るプラットフォームを共に定義し得る。本技術は、特定のシステムプラットフォーム、プロセッサ、オペレーティングシステム、またはネットワークに限定されないことを理解されたい。また、本開示の利点を考慮すれば、本技術は特定のプログラミング言語またはコンピュータシステムに限定されないことは、当業者には明らかであろう。さらに、他の適切なプログラミング言語及び他の適切なシステムを使用できることも理解されたい。特定の例では、ハードウェアまたはソフトウェアを、認知アーキテクチャ、ニューラルネットワーク、または他の好適な実装を構築するように構成してもよい。必要に応じて、コンピュータシステムの１つ以上の部分を、通信ネットワークに結合された１つ以上のコンピュータシステム全体にわたって分散させてもよい。これらのコンピュータシステムはまた、汎用コンピュータシステムであり得る。例えば、様々な態様は、１つ以上のクライアントコンピュータにサービス（例えば、サーバ）を提供するように、または分散型システムの一部として全体的なタスクを実行するように構成された１つ以上のコンピュータシステム間に分散させてもよい。例えば、さまざまな実施形態によるさまざまな機能を実行する１つ以上のサーバシステムの間に分散されたコンポーネントを含むクライアントサーバシステムまたは多層システムで、さまざまな態様を実行してもよい。これらのコンポーネントは、通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用して通信ネットワーク（例えば、インターネット）を介して通信する、実行可能コード、中間コード（例えば、ＩＬ）、または解釈済みコード（例えば、Ｊａｖａ）であり得る。また、本技術は、特定のシステムまたはシステムのグループでの実行に限定されないことも理解されたい。また、本技術は、特定のいかなる分散アーキテクチャ、ネットワーク、または通信プロトコルにも限定されないことを理解されたい。

場合によっては、さまざまな実施形態が、例えばＳＱＬ、ＳｍａｌｌＴａｌｋ、Ｂａｓｉｃ、Ｊａｖａ、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、ＰＨＰ、Ｃ＋＋、Ａｄａ、Ｐｙｔｈｏｎ、ｉＯＳ／Ｓｗｉｆｔ、Ｒｕｂｙ ｏｎ Ｒａｉｌｓ、またはＣ＃（シーシャープ）などのオブジェクト指向プログラミング言語を使用してプログラムされてもよい。他のオブジェクト指向プログラミング言語を使用することもできる。あるいは、関数型プログラミング言語、スクリプトプログラミング言語、及び／または論理型プログラミング言語を使用してもよい。様々な構成を、プログラムされていない環境で実施することができる（例えば、ブラウザプログラムのウィンドウで表示したときに、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の一部をレンダリングし、またはその他の機能を実行する、ＨＴＭＬ、ＸＭＬ、またはその他の形式で作成されたドキュメント）。特定の構成は、プログラムされた要素もしくはプログラムされていない要素、またはそれらの任意の組み合わせとして実装され得る。場合によっては、システムは、有線または無線のインタフェースを介して通信し、必要に応じてリモートでのシステムの操作を可能にする、モバイルデバイス、タブレット、ラップトップコンピュータ、またはその他のポータブルデバイスに存在するようなリモートインタフェースを備えてもよい。

本明細書に開示された例の要素を案内する際に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素のうちの１つ以上が存在することを意味することを意図している。「備える」、「含む」、及び「有する」という用語は、非制限的であることを意図しており、記載された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。本開示の利点を考慮すれば、本例の様々な構成要素を、他の例の様々な構成要素と交換または置換し得ることが、当業者によって認識されるであろう。

特定の態様、例、及び実施形態を上で説明したが、本開示の利点を考慮すると、開示された例示的な態様、例、及び実施形態の追加、置換、修正、及び変更が可能であることが、当業者によって認識されるであろう。

Claims (34)

1. アナライトを含む試料を受け入れるように構成された試料注入口を備えるチャンバであって、前記チャンバからイオンを提供するように構成されたイオン放出口をさらに備える、前記チャンバと、
   電子を前記チャンバ内に加速させる磁場を提供するように構成された導電性ヘリカルコイルを備える電子源であって、前記チャンバは、電子注入口と、前記電子注入口に向かい合う電子コレクタとをさらに備え、前記電子コレクタと前記電子注入口とは、電子ビームを、前記電子源から前記電子注入口に通し、前記チャンバの前記試料注入口と前記イオン放出口との間の経路を横切る経路に沿って向けるよう配置された、前記電子源と
   を備える、イオン源。
2. 前記試料注入口が、前記イオン放出口に概して向かい合う、請求項１に記載のイオン源。
3. 前記試料注入口は、ガスクロマトグラフから試料を受け入れるように構成された、請求項１に記載のイオン源。
4. 前記電子源は、前記イオン放出口にレンズを備え、前記レンズが、前記イオン源からのイオンを集束させるように構成された、請求項１に記載のイオン源。
5. 前記チャンバは、前記チャンバ内のイオンを加速させるように構成された荷電プレートをさらに備える、請求項１に記載のイオン源。
6. 前記チャンバは、前記チャンバの片側に沿って間隔を置いて配置された少なくとも２つの別個の電子注入口を備える、請求項１に記載のイオン源。
7. 前記チャンバは、アナライトの第２の供給源を受け入れるように構成された第２の試料注入口を備える、請求項１に記載のイオン源。
8. 前記チャンバは、前記チャンバに導入された前記第２の試料と同軸にガスを提供するように構成されたガス注入口をさらに備える、請求項７に記載のイオン源。
9. 前記ガス注入口が、前記チャンバ内のアナライトと反応する反応ガスを提供するように構成された、請求項８に記載のイオン源。
10. 前記ガス注入口が、衝撃ガスを提供するように構成された、請求項８に記載のイオン源。
11. 第１及び第２の対向するチャンバであって、前記第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれが、アナライトを含む試料をそれぞれ受け入れるように構成された試料注入口を備え、前記第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれが、イオン放出口をさらに備え、前記第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれが、第１の電子源及び第２の電子源のそれぞれ１つから電子を受け入れるように構成された電子注入口をさらに備える、前記第１及び第２の対向するチャンバと、
    前記第１及び第２の対向するチャンバに共通であり、前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバのそれぞれの前記電子注入口に対向して配置された電子コレクタであって、前記電子コレクタは、電子ビームを、前記第１の電子源及び前記第２の電子源のそれぞれから、前記試料注入口と前記イオン放出口との間の経路を横切る経路に沿って向けるよう配置された、前記電子コレクタと
    を備える、イオン源。
12. 前記第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれの前記イオン放出口は、前記イオン源に流体的に結合された質量分析器にイオンを提供する、請求項１１に記載のイオン源。
13. 前記第１及び第２の対向するチャンバのそれぞれの前記イオン放出口は、前記質量分析器と前記イオン源との間に配置された第１の多重極イオンガイドにイオンを提供する、請求項１２に記載のイオン源。
14. 前記第１の多重極イオンガイドは、複数の傾斜ロッドを備える、請求項１３に記載のイオン源。
15. 複数の前記傾斜ロッドのそれぞれは、その長さに沿って変化する断面を有する、請求項１４に記載のイオン源。
16. 前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバのそれぞれは、その前記イオン放出口に集束レンズを備える、請求項１１に記載のイオン源。
17. 前記試料がガスクロマトグラフから受け入れられる、請求項１１に記載のイオン源。
18. 前記電子源は、導電性ヘリカルコイルであって、電子が、前記導電性ヘリカルコイルの軸に沿って、磁場によって加速される縦軸を含む、前記導電性ヘリカルコイルを備える、請求項１１に記載のイオン源。
19. 前記チャンバは、前記チャンバ内のイオンを加速させるように構成された荷電プレートをさらに備える、請求項１１に記載のイオン源。
20. 前記第２の対向するチャンバが、前記試料中の前記アナライトと相互作用するガスを受け入れるように構成された、請求項１１に記載のイオン源。
21. 前記ガスが、反応ガスであるように選択された、請求項２０に記載のイオン源。
22. 前記ガスが、前記アナライトに衝撃を与えるように選択された、請求項２１に記載のイオン源。
23. 前記電子コレクタに、０〜２５０Ｖの電位を供給するように構成された電圧源をさらに備える、請求項２１に記載のイオン源。
24. アナライトを含む試料を受け入れるように構成された試料注入口を備えるとともに、放出口軸に沿ってイオンを提供するように構成されたイオン放出口を備えるチャンバであって、電子源から電子を受け入れるように構成された電子注入口をさらに備える、前記チャンバと、
    前記電子注入口に対向して配置され、前記電子ビームを、前記電子源から、前記試料注入口と前記イオン放出口との間の経路を横切る前記チャンバの経路に沿って向けるよう配置された電子コレクタと、
    前記放出口軸からずれているガイド軸を含むイオンガイドであって、前記放出口軸に沿って提供されたイオンを、前記イオンガイド軸に導くように構成された、前記イオンガイドと
    を備える、イオン源。
25. アナライトを含む試料を受け入れるように構成された第２の試料注入口を備えるとともに、前記第２の試料注入口に向かい合う第２のイオン放出口を備える第２のチャンバであって、前記第２のチャンバが、前記放出口軸からずれ、かつ前記イオンガイド軸からずれている第２の放出口軸に沿ってイオンを提供するように構成された、前記第２のチャンバをさらに備え、
    前記第２のチャンバは、電子源から電子を受け入れるように構成された第２の電子注入口をさらに備えるとともに、前記第２の電子注入口に対向して配置された第２の電子コレクタを備え、
    前記第２のチャンバは、電子ビームを、前記第２の電子源から、前記第２の試料注入口と前記第２の放出口軸との間の経路を横切る前記第２のチャンバ内の経路に沿って向けるよう配置され、
    前記イオンガイドは、前記第２の放出口軸に沿って提供されたイオンを前記イオンガイド軸に導くようにさらに構成された、
    請求項２４に記載のイオン源。
26. 前記イオンガイドは、前記イオンガイド軸の周りに多重極に配置された複数のロッドを備える、請求項２５に記載のイオン源。
27. 前記ロッドのそれぞれは、前記イオンガイド軸に対して傾いている、請求項２６に記載のイオン源。
28. 前記電子源は、導電性ヘリカルコイルであって、電子が、前記導電性ヘリカルコイルの軸に沿って、磁場によって加速される縦軸を含む、前記導電性ヘリカルコイルを備える、請求項２７に記載のイオン源。
29. 前記チャンバは、前記チャンバ内のイオンを加速させるように構成された荷電プレートをさらに備える、請求項２８に記載のイオン源。
30. 前記第１の放出口軸、前記第２の放出口軸、及び前記イオンガイド軸からずれた軸に沿って、イオン化アナライトの第３の供給源を提供するように構成された追加イオンチャンバをさらに備える、請求項２７に記載のイオン源。
31. 前記追加イオンチャンバは、電子イオン化もしくは化学イオン化、またはその両方を使用して、イオン化アナライトの前記第３の供給源を提供するように構成されている、請求項３０に記載のイオン源。
32. 前記追加イオンチャンバは、エレクトロスプレーイオン化装置、大気圧化学イオン化装置、及び大気圧光イオン化装置のうちの１つを備える、請求項３０に記載のイオン源。
33. 試料導入デバイスと、
    前記試料導入デバイスに流体的に結合されたイオン源であって、前記イオン源が請求項１〜３２に記載の前記イオン源のうちの１つを含む、前記イオン源と、
    前記イオン源に流体的に結合された質量分析器と、
    前記質量分析器に流体的に結合された検出器と
    を備える、質量分析計。
34. 前記イオン源に電気的に結合されたプロセッサをさらに備える、請求項３３に記載の質量分析計。

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