JP2022512413A - 開始静電線形イオントラップ - Google Patents

Abstract

ＥＬＩＴは、電圧源と、スイッチと、中心軸に沿って整列させられた電極板の第１の組と、第１の組と中心軸に沿って整列させられた電極板の第２の組とを含む。第１の組および第２の組の板の第１の群は、第１の経路長内にイオンを捕獲するために位置付けられている。第１の組および第２の組の板の第２の群は、より短い第２の経路長内にイオンを捕獲するために位置付けられている。スイッチは、電圧源からの電圧を第１の組および第２の組に印加することによって、第１の経路長を選択し、電圧源からの電圧は、板の第１の群に第１の経路長内にイオンを捕獲させる。代替として、スイッチは、電圧を印加することによって第２の経路長を選択し、電圧は、板の第２の群に第２の経路長内にイオンを捕獲させることができる。

Description

（関連出願）
本願は、その内容が参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる２０１８年１２月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／７７９，３６３号の利益を主張する。

本明細書の教示は、低分解能で広い質量電荷比（ｍ／ｚ）範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に質量分析し得る質量分析計のための単一の静電線形イオントラップ（ＥＬＩＴ）に関する。より具体的に、ＥＬＩＴは、追加の軸方向電極板を含み、それによって、軸方向に整列させられた電極板の２つ以上の異なる群のうちの１つに電圧を選択的に印加することが、イオンが２つ以上の異なるイオン経路長のうちの１つに沿って捕獲されることを引き起こす。

本明細書に開示される装置および方法は、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または図１のコンピュータシステム等のコンピュータシステムと併せて実施されることができる。

（ＥＬＩＴ－ＭＳ）
静電線形イオントラップ質量分析計（ＥＬＩＴ－ＭＳ）は、あるタイプの質量分析計である。ＥＬＩＴ－ＭＳは、イオンの質量分析を実施するためのＥＬＩＴを含む。ＥＬＩＴにおいて、トラップ内のイオンを振動させることによって誘導電流が、検出される。イオンの振動の測定された周波数は、イオンのｍ／ｚを計算するために使用される。例えば、フーリエ変換が、測定された誘導電流に対して実施される。

Ｄｚｉｅｋｏｎｓｋｉ ｅｔ ａｌ．，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．４１０ （２０１６） ｐ１２－２１，（「Ｄｚｉｅｋｏｎｓｋｉ Ｐａｐｅｒ」）が、例示的ＥＬＩＴを説明している。Ｄｚｉｅｋｏｎｓｋｉ Ｐａｐｅｒは、参照することによって本明細書に組み込まれる。

図２は、例示的な従来のＥＬＩＴ２００の３次元切り取り斜視図である。ＥＬＩＴ２００は、Ｄｚｉｅｋｏｎｓｋｉ ＰａｐｅｒのＥＬＩＴに類似する。ＥＬＩＴ２００は、電極板の第１の組２１０と、ピックアップ電極２１５と、電極板の第２の組２２０とを含む。電極板の第１の組２１０および電極板の第２の組２２０は、それらが、イオンを反射するために使用されるので、リフレクトロン板とも呼ばれ得る。電極板の第１の組１２０および電極板の第２の組２２０は、中心に孔を含む。電極板の第１の組２１０および電極板の第２の組２２０の端部電極が中心に孔を含まないことに留意されたい。しかしながら、これは、シミュレーション目的のためにすぎない。実際のデバイスでは、これらの端部電極は、ＥＬＩＴ２００への、およびそれからのイオンの導入および除去のために、中心に孔を含むことができる。そして、電極板の第１の組２１０および電極板の第２の組２２０の内側からの（ピックアップ電極２１５に向かう）１つ以上の電極は、それがアインツェルレンズとしての機能を果たし、それによってイオンビームを半径方向に集束させるであろうようにバイアスをかけられる。

ＥＬＩＴ２００において、イオンが、軸方向に導入され、電極板の第１の組２１０と電極板の第２の組２２０との間で軸方向に振動する。ピックアップ電極２１５が、振動するイオンによって生成される誘導鏡像電流または鏡像電荷を測定するために使用される。フーリエ変換（ＦＴ）が、振動周波数を取得するために、ピックアップ電極２１５から測定されたデジタル化信号に対して実施される。振動周波数または複数の周波数から、１つ以上のイオンのｍ／ｚが、計算される。検出は、複数の電極または成形電極を使用して、電極板に対して実施されることもできる。

（ＥＬＩＴ ｍ／ｚ範囲対分解能問題）
ＥＬＩＴの軸方向長は、ＥＬＩＴの許容される飛行時間距離に直接関連する。妥当な大きさ、すなわち、１０メートル未満のトラップに関して、かつ固定された低質量カットオフに関して、より長いＥＬＩＴが、より広いｍ／ｚ範囲にわたってイオンを分析するために使用されることができる。しかしながら、ＥＬＩＴの軸方向長は、固定された入手時間およびイオン運動エネルギーに関して分解能に反比例して関連する。言い換えると、より長いＥＬＩＴは、所与の入手時間およびイオン運動エネルギーに関してより低い質量分析分解能を有する。したがって、より広いｍ／ｚ質量範囲を分析するために、より長いＥＬＩＴを使用することが、より良好であるが、より高い分解能を取得するために、より短いＥＬＩＴを使用することが、より良好である。

ｍ／ｚ範囲と分解能との間のこの対立は、イオン注入（外部）およびイオン検出の両方が、軸方向次元において起こるという事実に起因する。一般に、ＥＬＩＴの中に注入されるイオンの平均運動エネルギー（平均速度）は、注入方法、電極幾何学形状、および捕獲電位によって固定される。その結果、ＥＬＩＴ内のイオンは、ｍ／ｚ特定の平均速度を伴って軸に沿って端から端まで前後に振動する。同様のイオンエネルギーおよび板電位がより長いＥＬＩＴとともに使用される場合、イオンは、より長い経路長を横断するために、より長い時間を要求するであろう。その結果、振動の周波数は、より低い。ＦＴ周波数分解能は、振動の周波数に正比例する。したがって、より低い振動の周波数は、固定された入手時間に関してより低い分解能を生成する。板電位が、時間的および半径方向焦点が同じ位置にないであろうから、異なるサイズのＥＬＩＴにおいてわずかに異なることに留意されたい。より長い経路長を補償するために、ある電極をオフセットすることが可能であることにも留意されたい。

したがって、より長いトラップが、広範なｍ／ｚ範囲の質量スペクトルを発生させるために有益である一方、より小さいトラップが、同重体化合物を分解すること、電荷状態決定に関して同位体エンベロープを分解すること等のために有益である。概して、この問題の唯一の解決策は、１つのトラップを物理的に除去し、それを着目分析問題に最良に答えるために適切にサイズを決定されたトラップと置換することであった。しかしながら、これは、真空破壊、数日の中断時間、および熟練者を要求する。

別の可能な解決策は、異なるサイズのＥＬＩＴを並列に設置することである。しかしながら、この解決策も、いくつかの欠点を有する。例えば、イオンのビームをオフセットするための複数の偏向器等のより多くの要素が、必要とされ、前置増幅器が、各ＥＬＩＴのために必要とされ、より多くのイオンが、失われる可能性が高い。

その結果、追加のシステムおよび方法が、低分解能で広いｍ／ｚ範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に分析し得る単一のＥＬＩＴを提供するために必要とされる。

選択可能なイオン経路長を伴うＥＬＩＴが、開示される。加えて、ＥＬＩＴにおいて異なるイオン経路長を選択する方法およびコンピュータプログラム製品が、開示される。

ＥＬＩＴは、１つ以上の電圧源と、電極板の第１の組と、電極板の第２の組と、１つ以上のスイッチとを含む。電極板の第１の組は、中心軸に沿って整列させられる。電極板の第２の組も、中心に孔を含み、第１の組と中心軸に沿って整列させられる。

板の第１の組および板の第２の組の板の第１の群が、中心軸の第１の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸に沿って位置付けられる。板の第１の組および板の第２の組の板の第２の群が、第１の経路長より短い中心軸の第２の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸に沿って位置付けられる。

１つ以上のスイッチは、１つ以上の電圧源からの電圧を板の第１の組および板の第２の組に印加することによって、第１の経路長を選択し、それらは、板の第１の群に第１の経路長内にイオンを捕獲させる。代替として、１つ以上のスイッチは、１つ以上の電圧源からの電圧を板の第１の組および板の第２の組に印加することによって、第２の経路長を選択し、それらは、板の第２の群に、第２の経路長内にイオンを捕獲させることができる。

本出願人の教示のこれらおよび他の特徴が、本明細書に記載される。

当業者は、下記に説明される図面が例証目的のみのためであることを理解するであろう。図面は、いかようにも本教示の範囲を限定することを意図していない。

図１は、本教示の実施形態が実装され得るコンピュータシステムを図示するブロック図である。

図２は、例示的な従来の静電線形イオントラップ（ＥＬＩＴ）の３次元切り取り斜視図である。

図３は、低分解能で広いｍ／ｚ範囲を分析するように構成された例示的な従来のＥＬＩＴの切り取り側面図である。

図４は、より高い分解能で図３のＥＬＩＴより狭いｍ／ｚ範囲を分析するように構成された例示的な従来のＥＬＩＴの切り取り側面図である。

図５は、種々の実施形態による、低分解能で広いｍ／ｚ範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に分析し得る単一のＥＬＩＴを提供するために、ＥＬＩＴ内に同軸に設置された例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図である。

図６は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴが低分解能で広いｍ／ｚ範囲を分析するように動作させられる方法を示す図５の例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図である。

図７は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴがより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を分析するように動作させられる方法を示す図５の例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図である。

図８は、種々の実施形態による、低分解能で広いｍ／ｚ範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に分析し得る単一のＥＬＩＴを提供するために、追加の板が図４のＥＬＩＴに追加された例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図である。

図９は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴが低分解能で広いｍ／ｚ範囲を分析するように動作させられる方法を示す図８の例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図である。

図１０は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴがより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を分析するように動作させられる方法を示す図８の例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図である。

図１１は、種々の実施形態による、選択可能なイオン経路長を伴うＥＬＩＴの概略図である。

図１２は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴにおいて異なるイオン経路長を選択する方法を示すフローチャートである。

図１３は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴにおいて異なるイオン経路長を選択する方法を実施する１つ以上の明確に異なるソフトウェアモジュールを含むシステムの概略図である。

本教示の１つ以上の実施形態が、詳細に説明される前に、当業者は、本教示が、それらの用途において、以下の詳細な説明に記載され、または図面に図示される構造の詳細、構成要素の配列、およびステップの配列に限定されないことを理解するであろう。本明細書に使用される表現法および専門用語が説明の目的のためのものであり、限定的と見なされるべきではないことも理解されたい。

（コンピュータ実装システム）
図１は、本教示の実施形態が実装され得るコンピュータシステム１００を図示するブロック図である。コンピュータシステム１００は、情報を通信するためのバス１０２または他の通信機構と、情報を処理するためのバス１０２と結合されるプロセッサ１０４とを含む。コンピュータシステム１００は、プロセッサ１０４によって実行されるべき命令を記憶するためにバス１０２に結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶デバイスであり得るメモリ１０６も含む。メモリ１０６は、プロセッサ１０４によって実行されるべき命令の実行中に一時変数または他の中間情報を記憶するためにも使用され得る。コンピュータシステム１００は、プロセッサ１０４のための静的情報および命令を記憶するためのバス１０２に結合される読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１０８または他の静的記憶デバイスをさらに含む。磁気ディスクまたは光学ディスク等の記憶デバイス１１０が、情報および命令を記憶するために提供され、バス１０２に結合される。

コンピュータシステム１００は、情報をコンピュータユーザに表示するために、バス１０２を介してブラウン管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ１１２に結合され得る。英数字および他のキーを含む入力デバイス１１４が、情報およびコマンド選択をプロセッサ１０４に通信するためにバス１０２に結合される。別のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ１０４に通信し、かつディスプレイ１１２上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御装置１１６である。この入力デバイスは、典型的に、このデバイスが平面内の位置を規定することを可能にする２つの軸、第１の軸（すなわち、ｘ）および第２の軸（すなわち、ｙ）において２自由度を有する。

コンピュータシステム１００は、本教示を実施することができる。本教示のある実装と一貫して、結果が、プロセッサ１０４がメモリ１０６内に含まれる１つ以上の命令の１つ以上の一続きを実行することに応答して、コンピュータシステム１００によって提供される。そのような命令は、記憶デバイス１１０等の別のコンピュータ読み取り可能な媒体からメモリ１０６に読み込まれ得る。メモリ１０６内に含まれる命令の一続きの実行は、プロセッサ１０４に本明細書に説明されるプロセスを実施させる。代替として、配線回路が、本教示を実装するために、ソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせて、使用され得る。したがって、本教示の実装は、ハードウェア回路およびソフトウェアのいずれの具体的組み合わせにも限定されない。

種々の実施形態において、コンピュータシステム１００は、ネットワーク化システムを形成するように、ネットワークを横断して、コンピュータシステム１００のような１つ以上の他のコンピュータシステムに接続されることができる。ネットワークは、私設ネットワークまたはインターネット等の公衆ネットワークを含むことができる。ネットワーク化システムでは、１つ以上のコンピュータシステムは、データを記憶し、他のコンピュータシステムにサービス提供することができる。データを記憶およびサービス提供する、１つ以上のコンピュータシステムは、クラウドコンピューティングシナリオでは、サーバまたはクラウドと称され得る。１つ以上のコンピュータシステムは、例えば、１つ以上のウェブサーバを含むことができる。サーバまたはクラウドに、およびそれからデータを送信および受信する、他のコンピュータシステムは、例えば、クライアントまたはクラウドデバイスと称され得る。

本明細書に使用されるような用語「コンピュータ読み取り可能な媒体」は、実行のために命令をプロセッサ１０４に提供することに関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、限定ではないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含む多くの形態をとり得る。不揮発性媒体は、例えば、記憶デバイス１１０等の光学または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メモリ１０６等の動的メモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を備えているワイヤを含む同軸ケーブル、銅ワイヤ、および光ファイバを含む。

コンピュータ読み取り可能な媒体またはコンピュータプログラム製品の一般的形態は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク、任意の他の光学媒体、サムドライブ、メモリカード、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ（登録商標）－ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、またはコンピュータが読み取り得る任意の他の有形媒体を含む。

コンピュータ読み取り可能な媒体の種々の形態が、実行のために１つ以上の命令の１つ以上の一続きをプロセッサ１０４に搬送することに関与し得る。例えば、命令は、最初に、遠隔コンピュータの磁気ディスク上で搬送され得る。遠隔コンピュータは、命令をその動的メモリの中にロードし、モデムを使用して、電話線を経由して命令を送信することができる。コンピュータシステム１００にローカルのモデルが、電話線上でデータを受信し、赤外線伝送機を使用し、データを赤外線信号に変換することができる。バス１０２に結合される赤外線検出器が、赤外線信号内で搬送されるデータを受信し、バス１０２上にデータを設置することができる。バス１０２は、メモリ１０６にデータを搬送し、それから、プロセッサ１０４が、命令を読み出し、実行する。メモリ１０６によって受信される命令は、随意に、プロセッサ１０４による実行の前または後のいずれかに記憶デバイス１１０上に記憶され得る。

種々の実施形態によると、方法を実施するためにプロセッサによって実行されるように構成される命令が、コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶される。コンピュータ読み取り可能な媒体は、デジタル情報を記憶するデバイスであり得る。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体は、ソフトウェアを記憶するための当技術分野で公知であるようなコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）を含む。コンピュータ読み取り可能な媒体は、実行されるように構成される命令を実行するために好適なプロセッサによってアクセスされる。

本教示の種々の実装の以下の説明は、例証および説明の目的のために提示されている。これは、包括的ではなく、本教示を開示される精密な形態に限定しない。修正および変形例が、上記の教示に照らして可能であるか、または、本教示の実践から入手され得る。加えて、説明される実装は、ソフトウェアを含むが、本教示は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせとして、またはハードウェア単独で実装され得る。本教示は、オブジェクト指向および非オブジェクト指向プログラミングシステムの両方を用いて実装され得る。

（ＥＬＩＴ内のＥＬＩＴ）
上で説明されるように、ＥＬＩＴの軸方向長またはサイズは、許容されるｍ／ｚ範囲に直接関連する。しかしながら、ＥＬＩＴの軸方向長は、分解能に反比例的に関連する。その結果、より長いＥＬＩＴが、低分解能で広い質量範囲を分析するためにより良好である一方、より短いＥＬＩＴが、より高い分解能でより狭い質量範囲を分析するためにより良好である。

本問題の１つの解決策は、１つのトラップを物理的に除去し、それを着目分析問題に最良に答えるために適切にサイズを決定されたトラップと置換することであった。しかしながら、これは、真空破壊、数日の中断時間、および熟練者を要求する。別の可能な解決策は、異なるサイズのＥＬＩＴを並列に設置することである。しかしながら、この解決策も、いくつかの欠点を有する。例えば、イオンのビームをオフセットするための複数の偏向器等のより多くの要素が、必要とされ、前置増幅器が、各ＥＬＩＴのために必要とされ、より多くのイオンが、失われる可能性が高い。

その結果、追加のシステムおよび方法が、低分解能で広いｍ／ｚ範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に分析し得る単一のＥＬＩＴを提供するために必要とされる。

種々の実施形態において、ＥＬＩＴが、低分解能で広いｍ／ｚ範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に分析し得る単一のＥＬＩＴを提供するために、ＥＬＩＴ内に同軸に設置される。両方のＥＬＩＴは、同じピックアップ電極を共有するが、別個の検出システムが、前置増幅器の周波数応答を異なるトラップのそれに合致させるために使用され得る。

図３は、低分解能で広いｍ／ｚ範囲を分析するように構成された例示的な従来のＥＬＩＴの切り取り側面図３００である。図３のＥＬＩＴにおいて、イオン３０５が、イオン入口３０１を通して軸方向に注入され、経路３３０に沿って電極板の第１の組３１０と電極板の第２の組３２０との間で軸方向に振動する。経路３３０は、例えば、イオン経路長３４０を有する。ピックアップ電極３０３が、経路３３０に沿って振動するイオンによって生成される誘導鏡像電荷または電流を測定するために使用される。

図４は、より高い分解能で図３のＥＬＩＴより狭いｍ／ｚ範囲を分析するように構成される、例示的な従来のＥＬＩＴの切り取り側面図４００である。図４のＥＬＩＴにおいて、イオン４０５が、イオン入口４０１を通して軸方向に注入され、経路４３０に沿って電極板の第１の組４１０と電極板の第２の組４２０との間で軸方向に振動する。経路４３０は、例えば、イオン経路長４４０を有する。ピックアップ電極４０３が、経路４３０に沿って振動するイオンによって生成される誘導鏡像電荷または電流を測定するために使用される。図４のＥＬＩＴと図３のＥＬＩＴとの比較は、図３のＥＬＩＴが、図４のＥＬＩＴのイオン経路長４４０よりはるかに長いイオン経路長３４０を有することを示す。

図５は、種々の実施形態による、低分解能で広いｍ／ｚ範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に分析し得る単一のＥＬＩＴを提供するために、ＥＬＩＴ内に同軸に設置された例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図５００である。図５の単一のＥＬＩＴは、図３のＥＬＩＴからの電極板の第１の組３１０および電極板の第２の組３２０と、図４のＥＬＩＴの電極板の第１の組４１０および電極板の第２の組４２０とを含む。ピックアップ電極５０３が、誘導鏡像電荷または電流を測定するために使用される。

図６は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴが低分解能で広いｍ／ｚ範囲を分析するように動作させられる方法を示す図５の例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図６００である。電圧が、第１のイオン経路長３４０内にイオンを捕獲するために、板の第１の群に印加される。板の第１の群は、電極板の第１の組３１０と、電極板の第２の組３２０とを含む。イオン６０５が、イオン入口３０１を通して軸方向に注入され、経路３３０に沿って電極板の第１の組３１０と電極板の第２の組３２０との間で軸方向に振動する。

板の第２の群は、電極板の第１の組４１０と、電極板の第２の組４２０とを含む。電圧が、イオン６０５が安定した軌道に沿って板を通過するように、板の第２の群に印加される。板の第２の群に印加される電圧は、イオン６０５の時間平均運動エネルギーを改変し、振動周波数を増加させるか、または減少させるかのいずれかのために使用されることができる。

図７は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴがより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を分析するように動作させられる方法を示す図５の例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図７００である。電圧が、第２のイオン経路長４４０内にイオンを捕獲するために、板の第２の群に印加される。板の第２の群は、電極板の第１の組４１０と、電極板の第２の組４２０とを含む。イオン７０５が、イオン入口３０１を通して軸方向に注入され、経路４３０に沿って電極板の第１の組４１０と電極板の第２の組４２０との間で軸方向に振動する。

板の第１の群は、電極板の第１の組３１０と、電極板の第２の組３２０とを含む。電圧が、板の第１の群がイオン７０５の分析に関与しないように、板の第１の群に印加される。しかしながら、板の第１の群の外側板は、イオン７０５を集束させるために使用されることができる。

図６および７の板の第１の群および板の第２の群は、どんな板も共有しない。しかしながら、種々の実施形態において、板の第１の群および板の第２の群は、板を共有することができる。

図８は、種々の実施形態による、低分解能で広いｍ／ｚ範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に分析し得る単一のＥＬＩＴを提供するために、追加の板が図４のＥＬＩＴに追加される、例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図８００である。図８の単一のＥＬＩＴは、図４のＥＬＩＴからの電極板の第１の組４１０と、電極板の第２の組４２０とを含む。３つの追加の板が、電極板の第１の組４１０に追加され、電極板の第１の組８１０を生成する。同様に、３つの追加の板が、電極板の第２の組４２０に追加され、電極板の第１の組８２０を生成する。図８のＥＬＩＴは、その電極板を板を共有する２つの群に分割することによって、低分解能で広いｍ／ｚ範囲、またはより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を選択的に分析することができる。

図９は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴが低分解能で広いｍ／ｚ範囲を分析するように動作させられる方法を示す図８の例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図９００である。電圧が、第１のイオン経路長９４０内にイオンを捕獲するために、電極板の第１の組８１０および電極板の第２の組８２０の板の第１の群（太線で示される）に印加される。イオン９０５が、イオン入口８０１を通して軸方向に注入され、経路９３０に沿って軸方向に振動する。ピックアップ電極８０３が、経路９３０のイオン９０５からの誘導鏡像電荷または電流を測定するために使用される。電圧は、イオン９０５が、安定した様式でそれらを通して伝送されるように、電極板の第１の組８１０および電極板の第２の組８２０の他の板にも印加される。

図１０は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴがより高い分解能でより狭いｍ／ｚ範囲を分析するように動作させられる方法を示す図８の例示的ＥＬＩＴの切り取り側面図１０００である。電圧が、第２のイオン経路長１０４０内にイオンを捕獲するために、電極板の第１の組８１０および電極板の第２の組８２０の板の第２の群（太線で示される）に印加される。イオン１００５が、イオン入口８０１を通して軸方向に注入され、経路１０３０に沿って軸方向に振動する。ピックアップ電極８０３が、経路１０３０のイオン１００５からの誘導鏡像電荷または電流を測定するために使用される。電圧はまた、それらが、イオン１００５の分析に関与しないように、電極板の第１の組８１０および電極板の第２の組８２０の他の板にも印加されるが、しかしながら、それらは、イオンが分析器に入射するとき、またはそれから出射するとき、イオン１００５を集束させるために使用されることができる。

図９および１０の比較は、図８のＥＬＩＴが、図９の長い第１のイオン経路長９４０に沿って、または図１０のより短い第２のイオン経路長１０４０に沿ってイオンを捕獲するために使用され得ることを示す。図９および１０はまた、電圧を板の２つの異なる群に印加すると、図９の板の第１の群および図１０の板の第２の群が、これらの異なる経路長を生成し得ることを示す。最後に、図９および１０は、図９の板の第１の群および図１０の板の第２の群が、板８１２、８１５、８２２、および８２５を共有し得ることを示す。ある意味では、板８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８２１、８２２、８２３、８２４、および８２５が、両方の構造間で共有される。より大きいＥＬＩＴは、依然として、動作するためにそれらの板の全てに印加される電圧を必要とする。

図９に示されるような図８のＥＬＩＴの動作は、例えば、通常の動作と称され得る。上で説明されるように、電圧が、最も外側の板を含む図９の板の第１の群に印加される。これは、イオン９０５の経路長を第１のイオン経路長９４０まで増加させる。より小さいＥＬＩＴに対して、これは、より広い許容されるｍ／ｚ範囲（広帯域検出）を可能にする。しかしながら、イオン９０５の測定される周波数および分解能／時間は、より低い。より低い周波数間隔に起因して、この実装は、空間電荷の影響をより受けやすく、ピーク合体に対するより低い閾値を有する。合体は、２つのイオンが、空間電荷に起因して合併するときに起こり、それによって、２つの個々のピークではなく、単一のピークのみが、検出される。

図１０に示されるような図８のＥＬＩＴの動作は、例えば、ズーム走査モード（狭帯域検出）と称され得る。上で説明されるように、電圧が、最も内側の板を含む図１０の板の第２の群に印加される。これは、イオン１００５の経路長を第２のイオン経路長１０４０まで減少させる。この幾何学形状は、より短い経路長を有し、それによって、許容されるｍ／ｚ範囲を損なう。しかしながら、イオン１００５は、その「通常の」周波数に対してより高い周波数を有する。これは、観察される分解能／時間およびイオン合体に関する閾値を増加させる。

６つのみの板が、図８のＥＬＩＴにおいて２つの独特のＥＬＩＴ構造を発生させるために追加されたが、任意の数の板が、多数の構造を発生させるために追加され得ることに留意することが重要である。その結果、多くの異なる効果的な経路長を伴うＥＬＩＴが、作製され、１つのデバイスが、多くの顧客の必要性に適合することを可能にすることができる。

また、調整を容易にするために、種々の実施形態において、各ＥＬＩＴ構造の軸方向間隔は、互いに比例している。加えて、図１０に示されるように、ズーム走査モードを使用するとき、最も外側の電極に印加される電圧が、それらが、イオン１００５の分析に関与しないように印加されるが、外側電極が、入射イオンビームをより良好に集束させるために使用される場合、より有用である可能性が高い。

（選択可能なイオン経路長を伴うＥＬＩＴ）
図１１は、種々の実施形態による、選択可能なイオン経路長を伴うＥＬＩＴの概略図１１００である。ＥＬＩＴは、１つ以上の電圧源１１０１と、ピックアップ電極１１０３と、電極板の第１の組１１１０と、電極板の第２の組１１２０と、１つ以上のスイッチ１１０２とを含む。図１１のＥＬＩＴは、ピックアップ電極１１０３を含むが、検出は、電極板の第１の組および電極板の第２の組１１２０を使用して、複数の電極（図示せず）を使用して、または成形電極（図示せず）を使用して実施されることもできる。

電極板の第１の組１１１０が、中心軸１１０５に沿って整列させられている。電極板の第２の組１１２０も、中心に孔を含み、電極板の第１の組１１１０と中心軸１１０５に沿って整列させられている。

板の第１の組１１１０および板の第２の組１１２０の板の第１の群が、中心軸１１０５の第１の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸１１０５に沿って位置付けられている。第１の経路長内にイオンを捕獲するために位置付けられる板の第１の群は、例えば、図９に太線で示されている。

図１１に再び目を向けると、板の第１の組１１１０および板の第２の組１１２０の板の第２の群が、第１の経路長より短い、中心軸１１０５の第２の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸１１０５に沿って位置付けられる。第１の経路長より短い第２の経路長内にイオンを捕獲するために位置付けられる板の第２の群は、例えば、図１０に太線で示される。

図１１に再び目を向けると、１つ以上のスイッチ１１０２は、１つ以上の電圧源１１０１からの電圧を板の第１の組１１１０および板の第２の組１１２０に印加することによって、第１の経路長を選択し、１つ以上の電圧源１１０１からの電圧は、板の第１の群に第１の経路長内にイオンを捕獲させる。代替として、１つ以上のスイッチ１１０２は、１つ以上の電圧源１１０２からの電圧を板の第１の組１１１０および板の第２の組１１２０に印加することによって、第２の経路長を選択し、１つ以上の電圧源１１０２からの電圧は、板の第２の群に第２の経路長内にイオンを捕獲させることができる。１つ以上のスイッチ１１０２は、限定ではないが、電子スイッチまたは電気機械スイッチを含む任意のタイプのスイッチを含むことができる。

種々の実施形態において、板の第１の群および板の第２の群は、どんな板も共有しない。例えば、図６に太線で示される板の第１の群は、図７に太線で示される板の第２の群とどんな板も共有しない。

図１１に再び目を向けると、種々の実施形態において、板の第１の群および板の第２の群は、２つ以上の板を共有することができる。例えば、図９に太線で示される板の第１の群は、図１０に太線で示される板の第２の群と４つの板（８１２、８１５、８２２、および８２５）を共有する。再び、ある意味では、板８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８２１、８２２、８２３、８２４、および８２５が、両方の構造の間で共有される。より大きいＥＬＩＴは、依然として、動作するためにそれらの板の全てに印加される電圧を必要とする。

図１１に再び目を向けると、種々の実施形態において、板の第１の群および板の第２の群の各々は、捕獲板と、方向転換点の近くの電場の湾曲を変化させるための板と、イオンを半径方向に閉じ込めるための板とを含む。例えば、図１０に太線で示される板の第２の群は、捕獲板８１５および８２５と、方向転換点の近くの電場の湾曲を変化させるための板８１４、８１３、８１２、８２４、８２３、および８２２と、イオンを半径方向に閉じ込めるための板８１１および８２１とを含む。

図１１に再び目を向けると、種々の実施形態において、板の第２の群における各板の中心軸１１０５に沿った位置は、板の第１の群における対応する板の位置に正比例する。例えば、図９の板の第１の群の捕獲板８１８からピックアップ電極８０３までの距離は、図１０の板の第２の群の対応する捕獲板８１５からピックアップ電極８０３までの距離の２倍である。

上で説明されるように、調整は、板の第２の群における板の場所が、板の第１の群における板に比例する場合、簡略化される。特に、これは、同じ電圧が、２つの群における板の大部分に印加され得ることを意味する。捕獲板および方向転換点の近くの電場の湾曲を変化させるための板は、運動エネルギー分布のみを収束させ、それは、より長いＥＬＩＴが使用されるとき、またはより短いＥＬＩＴが使用されるときに一定である。その結果、板の第２の群における板の場所が、板の第１の群における板に比例する場合、イオンを半径方向に閉じ込めるために使用される板の電圧のみが、板の第１の群と板の第２の群との間で切り替わるときに大幅に変更される必要があるはずである。

したがって、種々の実施形態において、板の第２の群における板の場所が、板の第１の群における板に比例する場合、第１の経路長内にイオンを捕獲するために、板の第１の群の捕獲板に印加される電圧は、第２の経路長内にイオンを捕獲するために、板の第２の群の対応する捕獲板に印加される電圧と同じである（または非常に類似する）。同様に、板の第２の群における板の場所が、板の第１の群における板に比例する場合、第１の経路長内にイオンを捕獲するために、板の第１の群の方向転換点の近くの電場の湾曲を変化させるための板に印加される電圧は、第２の経路長内にイオンを捕獲するために、板の第２の群の方向転換点の近くの電場の湾曲を変化させるための対応する板に印加される電圧と同じである（または非常に類似する）。

板の第２の群における板の場所が、板の第１の群における板に比例する場合、イオンを半径方向に閉じ込めるために使用される板の電圧のみが、大幅に変更される必要がある。具体的に、板の第２の群における板の場所が、板の第１の群における板に比例する場合、第１の経路長内にイオンを捕獲するために、板の第１の群のイオンを半径方向に閉じ込めるための板に印加される電圧は、第２の経路長内にイオンを捕獲するために、板の第２の群のイオンを半径方向に閉じ込めるための対応する板に印加される電圧と異なる。

上で説明されるように、板の第２の群が、より短い第２の経路長内にイオンを捕獲するために選択されるとき、板の第１の群の最も外側の電極に印加される電圧は、それらが、イオンの分析に関与しないように印加される。しかしながら、種々の実施形態において、これらの板は、イオンを集束させるために使用されることができる。具体的に、図１１に再び目を向けると、１つ以上のスイッチ１１０２が、第２の経路長を選択するとき、板の第１の群の１つ以上の板に印加される電圧は、１つ以上の板に第２の経路長の外側に半径方向にイオンを集束させる。

種々の実施形態において、ＥＬＩＴ間の切り替えは、サンプル実験の間で行われる。具体的に、１つ以上のスイッチ１１０２は、サンプル分析の間で第１の経路長と第２の経路長との間で切り替わる。

種々の実施形態において、ＥＬＩＴの間の切り替えは、単一のサンプル実験内で動的に、またはリアルタイムで行われる。具体的に、１つ以上のスイッチ１１０２は、サンプル分析内で第１の経路長と第２の経路長との間で切り替わる。例えば、標的化走査では、着目ピークが、狭いｍ／ｚ範囲内に位置することが、既知であり得る。着目ピークが、より長い第１の経路長を使用して分解されない場合、１つ以上のスイッチ１１０２は、分解能を増加させ、着目ピークを位置特定するために、第１の経路長から第２の経路長に切り替わることができる。

種々の実施形態において、各捕獲点の近くで、１つの捕獲板が、必要とされ、最低３つの板が、電気の湾曲を変化させ、イオンを半径方向に閉じ込めるために必要とされる。その結果、板の第１の群は、第１の組からの少なくとも４つの板と、第２の組からの少なくとも４つの板とを含み、板の第２の群は、第１の組からの少なくとも４つの板と、第２の組からの少なくとも４つの板とを含む。種々の実施形態において、電極が、成形され、すなわち、それらが、例えば、Ｈｏｇａｎ，Ｊ．Ａ．；Ｊａｒｒｏｌｄ，Ｍ．Ｆ．Ｊ．Ａｍ．Ｓｏｃ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．２０１８，１－１０によって説明されるように、単純な円筒形構造によって表されない場合、より少ない電極を使用することが、可能である。

上で説明されるように、種々の実施形態において、任意の数の板が、ＥＬＩＴ内に１つ以上の追加のＥＬＩＴを作成するために、ＥＬＩＴに追加されることができる。例えば、板の第１の組１１１０および板の第２の組１１２０の板の第３の群（図示せず）が、第２の経路長より短い、中心軸１１０５の第３の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸１１０５に沿って位置付けられることができる。１つ以上のスイッチ１１０２は、１つ以上の電圧源１１０１からの異なる別個の電圧を板の第１の組１１１０および板の第２の組１１２０に印加することによって、第３の経路長を選択し、それらは、板の第３の群に第３の経路長内にイオンを捕獲させることができる。

種々の実施形態において、プロセッサ１１０４が、１つ以上のスイッチ１１０２および１つ以上の電圧源１１０１への命令を制御または提供し、収集されたデータを分析するために使用される。プロセッサ１１０４は、１つ以上の電圧、電流、または圧力源（図示せず）を制御することによって、または電流または電圧を印加することによって、命令を制御または提供する。プロセッサ１１０４は、図１１に示されるような別個のデバイスであり得るか、または、質量分析計（図示せず）の１つ以上のデバイスのプロセッサまたはコントローラであり得る。プロセッサ１１０４は、限定ではないが、コントローラ、コンピュータ、マイクロプロセッサ、図１のコンピュータシステム、または制御信号およびデータを送信ならびに受信することが可能な任意のデバイスであり得る。

（異なるＥＬＩＴイオン経路長を選択する方法）
図１２は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴにおいて異なるイオン経路長を選択する方法１２００を示すフローチャートである。

方法１２００のステップ１２１０において、１つ以上のスイッチが、プロセッサを使用して、１つ以上の電圧源からの電圧を電極板の第１の組および電極板の第２の組に印加することによって、第１の経路長を選択するように命令され、１つ以上の電圧源からの電圧は、板の第１の組および板の第２の組の板の第１の群に第１の経路長内にイオンを捕獲させる。第１の組の板は、中心に孔を含み、中心軸に沿って整列させられる。第２の組の板は、中心に孔を含み、第１の組と中心軸に沿って整列させられる。板の第１の群は、中心軸の第１の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸に沿って位置付けられる。板の第１の組および板の第２の組の板の第２の群は、第１の経路長より短い、中心軸の第２の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸に沿って位置付けられる。

ステップ１２１０において、１つ以上のスイッチは、プロセッサを使用して、１つ以上の電圧源からの電圧を板の第１の組および板の第２の組に印加することによって、第２の経路長を選択するように命令され、１つ以上の電圧源からの電圧は、板の第２の群に、第２の経路長内にイオンを捕獲させる。

（異なるＥＬＩＴイオン経路長を選択するためのコンピュータプログラム製品）
種々の実施形態において、コンピュータプログラム製品が、その内容がＥＬＩＴにおいて異なるイオン経路長を選択する方法を実施するようにプロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含む有形コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。この方法は、１つ以上の異なるソフトウェアモジュールを含むシステムによって実施される。

図１３は、種々の実施形態による、ＥＬＩＴにおいて異なるイオン経路長を選択する方法を実施する１つ以上の明確に異なるソフトウェアモジュールを含むシステム１３００の概略図である。システム１３００は、制御モジュール１３１０を含む。

制御モジュール１３１０は、１つ以上の電圧源からの電圧を電極板の第１の組および電極板の第２の組に印加することによって、第１の経路長を選択するように１つ以上のスイッチに命令し、１つ以上の電圧源からの電圧は、第１の組および第２の組の板の第１の群に第１の経路長内にイオンを捕獲させる。第１の組の板は、中心に孔を含み、中心軸に沿って整列させられる。第２の組の板は、中心に孔を含み、第１の組と中心軸に沿って整列させられる。板の第１の群は、中心軸の第１の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸に沿って位置付けられる。第１の組および第２の組の板の第２の群は、第１の経路長より短い中心軸の第２の経路長内にイオンを捕獲するために中心軸に沿って位置付けられる。

制御モジュール１３１０は、１つ以上の電圧源からの電圧を第１の組および第２の組に印加することによって、第２の経路長を選択するように１つ以上のスイッチに命令し、１つ以上の電圧源からの電圧は、板の組の第２の群に第２の経路長内にイオンを捕獲させる。

本教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本教示が、そのような実施形態に限定されることを意図していない。対照的に、本教示は、当業者によって理解されるであろうように、種々の代替物、修正、および均等物を包含する。

さらに、種々の実施形態を説明することにおいて、本明細書は、ステップの特定の一続きとして、方法および／またはプロセスを提示していることもある。しかしながら、方法またはプロセスが本明細書に記載されるステップの特定の順序に依拠しない限りにおいて、方法またはプロセスは、説明されるステップの特定の一続きに限定されるべきではない。当業者が理解するであろうように、ステップの他の一続きも、可能性として考えられ得る。したがって、本明細書に記載されるステップの特定の順序は、請求項に対する限定として解釈されるべきではない。加えて、方法および／またはプロセスを対象とする請求項は、書かれる順序でのそれらのステップの実施に限定されるべきではなく、当業者は、一続きが変動され、依然として、種々の実施形態の精神および範囲内に留まり得ることを容易に理解することができる。

Claims (15)

1. 選択可能なイオン経路長を伴う静電線形イオントラップ（ＥＬＩＴ）であって、前記ＥＬＩＴは、
   １つ以上の電圧源と、
   中心軸に沿って整列させられた中心に孔を伴う電極板の第１の組と、
   前記第１の組と前記中心軸に沿って整列させられた中心に孔を伴う電極板の第２の組であって、前記第１の組および前記第２の組の板の第１の群は、前記中心軸の第１の経路長内にイオンを捕獲するために前記中心軸に沿って位置付けられ、前記第１の組および前記第２の組の板の第２の群は、前記第１の経路長より短い前記中心軸の第２の経路長内にイオンを捕獲するために前記中心軸に沿って位置付けられている、電極板の第２の組と、
   １つ以上のスイッチと
   を備え、
   前記１つ以上のスイッチは、
   前記１つ以上の電圧源からの電圧を前記第１の組および前記第２の組に印加することによって、前記第１の経路長を選択することであって、前記１つ以上の電圧源からの電圧は、前記板の第１の群に前記第１の経路長内にイオンを捕獲させる、ことと、
   前記１つ以上の電圧源からの電圧を前記第１の組および前記第２の組に印加することによって、前記第２の経路長を選択することであって、前記１つ以上の電圧源からの電圧は、前記板の第２の群に前記第２の経路長内にイオンを捕獲させる、ことと
   を行う、ＥＬＩＴ。
2. 前記板の第１の群および前記板の第２の群は、どんな板も共有していない、請求項１に記載のＥＬＩＴ。
3. 前記板の第１の群および前記板の第２の群は、２つ以上の板を共有している、請求項１に記載のＥＬＩＴ。
4. 前記板の第１の群および前記板の第２の群の各々は、捕獲板と、方向転換点の近くの電場の湾曲を変化させるための板と、イオンを半径方向に閉じ込めるための板とを含む、請求項１に記載のＥＬＩＴ。
5. 前記板の第２の群における各板の前記中心軸に沿った位置は、前記板の第１の群における対応する板の位置に正比例している、請求項４に記載のＥＬＩＴ。
6. 前記第１の経路長内にイオンを捕獲するために前記板の第１の群の捕獲板に印加される電圧は、前記第２の経路長内にイオンを捕獲するために前記板の第２の群の対応する捕獲板に印加される電圧と同じである、請求項５に記載のＥＬＩＴ。
7. 前記第１の経路長内にイオンを捕獲するために前記板の第１の群の方向転換点の近くの電場の前記湾曲を変化させるための板に印加される電圧は、前記第２の経路長内にイオンを捕獲するために前記板の第２の群の方向転換点の近くの電場の湾曲を変化させるための対応する板に印加される電圧と同じである、請求項５に記載のＥＬＩＴ。
8. 前記第１の経路長内にイオンを捕獲するために前記板の第１の群のイオンを半径方向に閉じ込めるための板に印加される電圧は、前記第２の経路長内にイオンを捕獲するために前記板の第２の群のイオンを半径方向に閉じ込めるための対応する板に印加される電圧と異なる、請求項５に記載のＥＬＩＴ。
9. 前記１つ以上のスイッチは、前記第２の経路長を選択し、前記板の第１の群の１つ以上の板に印加される電圧は、前記１つ以上の板に前記第２の経路長の外側に半径方向にイオンを集束させる、請求項１に記載のＥＬＩＴ。
10. 前記１つ以上のスイッチは、サンプル分析間で、前記第１の経路長と前記第２の経路長との間で切り替わる、請求項１に記載のＥＬＩＴ。
11. 前記スイッチは、サンプル分析内で、前記第１の経路長と前記第２の経路長との間で切り替わる、請求項１に記載のＥＬＩＴ。
12. 前記板の第１の群は、前記第１の組からの少なくとも４つの板と、前記第２の組からの少なくとも４つの板とを含み、前記板の第２の群は、前記第１の組からの少なくとも４つの板と、前記第２の組からの少なくとも４つの板とを含む、請求項１に記載のＥＬＩＴ。
13. 前記第１の組および前記第２の組の板の第３の群は、前記第２の経路長より短い前記中心軸の第３の経路長内にイオンを捕獲するために前記中心軸に沿って位置付けられ、前記１つ以上のスイッチは、前記１つ以上の電圧源からの異なる別個の電圧を前記第１の組および前記第２の組に印加することによって、前記第３の経路長を選択し、前記１つ以上の電圧源からの異なる別個の電圧は、前記板の第３の群に前記第３の経路長内にイオンを捕獲させる、請求項１に記載のＥＬＩＴ。
14. 静電線形イオントラップ（ＥＬＩＴ）において異なるイオン経路長を選択する方法であって、前記方法は、
    プロセッサを使用して、１つ以上の電圧源からの電圧を電極板の第１の組および電極板の第２の組に印加することによって、第１の経路長を選択するように１つ以上のスイッチに命令することであって、前記１つ以上の電圧源からの電圧は、前記第１の組および前記第２の組の板の第１の群に前記第１の経路長内にイオンを捕獲させ、前記第１の組の板は、中心に孔を含み、中心軸に沿って整列させられており、前記第２の組の板は、中心に孔を含み、前記第１の組と前記中心軸に沿って整列させられており、前記板の第１の群は、前記中心軸の第１の経路長内にイオンを捕獲するために前記中心軸に沿って位置付けられ、前記第１の組および前記第２の組の板の第２の群は、前記第１の経路長より短い前記中心軸の第２の経路長内にイオンを捕獲するために前記中心軸に沿って位置付けられている、ことと、
    前記プロセッサを使用して、前記１つ以上の電圧源からの電圧を前記第１の組および前記第２の組に印加することによって、前記第２の経路長を選択するように前記１つ以上のスイッチに命令することであって、前記１つ以上の電圧源からの電圧は、前記板の第２の群に前記第２の経路長内にイオンを捕獲させる、ことと
    を含む、方法。
15. 非一過性および有形コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を備えているコンピュータプログラム製品であって、前記記憶媒体の内容は、命令を伴うプログラムを含み、前記命令は、静電線形イオントラップ（ＥＬＩＴ）において異なるイオン経路長を選択する方法を実施するためにプロセッサ上で実行され、前記方法は、
    システムを提供することであって、前記システムは、１つ以上の異なるソフトウェアモジュールを備え、前記異なるソフトウェアモジュールは、制御モジュールを備えている、ことと、
    前記制御モジュールを使用して、１つ以上の電圧源からの電圧を電極板の第１の組および電極板の第２の組に印加することによって、第１の経路長を選択するように１つ以上のスイッチに命令することであって、前記１つ以上の電圧源からの電圧は、前記第１の組および前記第２の組の板の第１の群に前記第１の経路長内にイオンを捕獲させ、前記第１の組の板は、中心に孔を含み、中心軸に沿って整列させられており、前記第２の組の板は、中心に孔を含み、前記第１の組と前記中心軸に沿って整列させられており、前記板の第１の群は、前記中心軸の第１の経路長内にイオンを捕獲するために前記中心軸に沿って位置付けられ、前記第１の組および前記第２の組の板の第２の群は、前記第１の経路長より短い前記中心軸の第２の経路長内にイオンを捕獲するために前記中心軸に沿って位置付けられている、ことと、
    前記制御モジュールを使用して、前記１つ以上の電圧源からの電圧を前記第１の組および前記第２の組に印加することによって、前記第２の経路長を選択するように前記１つ以上のスイッチに命令することであって、前記１つ以上の電圧源からの電圧は、前記板の組の第２の群に前記第２の経路長内にイオンを捕獲させる、ことと
    を含む、コンピュータプログラム製品。

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