JP5301537B2 - イオントラップ、質量分析計およびその方法、並びにコンピュータ可読媒体 - Google Patents

Description

本発明は、質量分析計、質量分析の方法、イオントラップ、及びイオンをトラップする方法に関するものである。

中央リング電極と２つのエンドキャップ電極とを含む３ＤイオントラップすなわちＰａｕｌイオントラップがよく知られており、多くのタイプのイオン分析用に強力で尚且つ比較的安価なツールを提供している。

また、イオンをイオントラップ内において軸方向に閉じ込めるために四重極ロッドセットと２つの電極とを含む２Ｄイオントラップすなわちリニアイオントラップ（「ＬＴＩ」）もよく知られている。市販のリニアイオントラップの感度及びダイナミックレンジは、近年大幅に向上されている。線形のイオン経路形態を有するハイブリッド型質量分析計に取り入れるには、イオンを（径方向ではなく）軸方向に放出するリニアイオントラップが特に適しているであろう。しかしながら、市販のリニアイオントラップの大半は、イオンを径方向に放出するものであり、これは、深刻な設計上の困難をもたらす。

したがって、イオンがイオントラップから軸方向に放出される改良されたイオントラップを提供することが望まれている。

本発明の一態様にしたがうと、イオントラップであって、
第１の複数の電極を含む第１の電極セットと、
第２の複数の電極を含む第２の電極セットと、
第１の装置であって、
（ａ）第１の範囲内の径方向変位を有するイオンが、上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を受けるように、尚且つ
（ｂ）異なる第２の範囲内の径方向変位を有するイオンが、（ｉ）上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込められないようにする実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場、並びに／或いは（ii）上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場、のいずれかを受けるように、
第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応された第１の装置と、
イオントラップ内において少なくとも一部のイオンの径方向変位を変化させる、増加させる、減少させる、又は変更するように構成され適応された第２の装置と、
を含むイオントラップが提供される。

第２の装置は、
（ｉ）第１の時点において第１の範囲内に入る径方向変位を有する少なくとも一部のイオンに、続く第２の時点において第２の範囲内に入る径方向変位を持たせるように、尚且つ／或いは
（ii）第１の時点において第２の範囲内に入る径方向変位を有する少なくとも一部のイオンに、続く第２の時点において第１の範囲内に入る径方向変位を持たせるように、
構成されてよい。

次善に好ましい一実施形態にしたがうと、
（ｉ）第１の電極セット及び第２の電極セットは、同じ電極セットのうちの電気的に隔離されたセクションである、且つ／又は第１の電極セット及び第２の電極セットは、同じ電極セットから機械的に形成される、尚且つ／或いは
（ii）第１の電極セットは、１つの電極セットのうちの誘電体コーティングを有する領域を含み、第２の電極セットは、同じ電極セットのうちの異なる領域を含む、尚且つ／或いは
（iii）第２の電極セットは、１つの電極セットのうちの誘電体コーティングを有する領域を含み、第１の電極セットは、同じ電極セットのうちの異なる領域を含む、いずれかである。

第２の電極セットは、第１の電極セットの下流に配置されることが好ましい。第１の電極セットの下流端と第２の電極セットの上流端との間の軸方向の間隔は、(i)＜１ｍｍ、(ii)１〜２ｍｍ、(iii)２〜３ｍｍ、(iv)３〜４ｍｍ、(v)４〜５ｍｍ、(vi)５〜６ｍｍ、(vii)６〜７ｍｍ、(viii)７〜８ｍｍ、(ix)８〜９ｍｍ、(x)９〜１０ｍｍ、(xi)１０〜１５ｍｍ、(xii)１５〜２０ｍｍ、(xiii)２０〜２５ｍｍ、(xiv)２５〜３０ｍｍ、(xv)３０〜３５ｍｍ、(xvi)３５〜４０ｍｍ、(xvii)４０〜４５ｍｍ、(xviii)４５〜５０ｍｍ、及び(xix)＞５０ｍｍからなる群より選択されることが好ましい。

第１の電極セットは、第２の電極セットに実質的に隣接して且つ／又は同軸に配置されることが好ましい。

第１の複数の電極は、多重極ロッドセット、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、又は８を超える数のロッドを有するロッドセットを含むことが好ましい。第２の複数の電極は、多重極ロッドセット、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、又は８を超える数のロッドを有するロッドセットを含むことが好ましい。

次善に好ましい一実施形態にしたがうと、第１の複数の電極は、使用時にイオンが伝送されるアパーチャを有する複数の電極又は少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、若しくは２００の電極を含んでよい。次善に好ましい一実施形態にしたがうと、第２の複数の電極は、使用時にイオンが伝送されるアパーチャを有する複数の電極又は少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、若しくは２００の電極を含んでよい。

好ましい実施形態にしたがうと、第１の電極セットは、第１の軸方向長さを有し、第２の電極セットは、第２の軸方向長さを有し、第１の軸方向長さは、第２の軸方向長さより大幅に大きい、尚且つ／或いは第２の軸方向長さに対する第１の軸方向長さの比は、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０である。

第１の装置は、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される第１の径方向への径方向変位とともに増加する及び／又は減少する及び／又は変化する電気的ポテンシャルを使用時に第１の電極セット内及び／又は第２の電極セット内に形成するために、第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。第１の装置は、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される第２の径方向への径方向変位とともに増加する及び／又は減少する及び／又は変化する電気的ポテンシャルを使用時に形成するために、第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。第２の径方向は、第１の径方向に直交することが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、第１の装置は、少なくとも一部の正イオン及び／又は負イオンを、それらのイオンの有する第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される径方向変位が第１の値より大きい又は小さい場合にイオントラップ内において軸方向に閉じ込めるために、第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応されてよい。

好ましい実施形態にしたがうと、第１の装置は、使用時に１つ又は２つ以上の径方向依存性軸方向ＤＣポテンシャル障壁をイオントラップの長さに沿った１つ又は２つ以上の軸方向位置に形成するように構成され適応されることが好ましい。１つ又は２つ以上の径方向依存性軸方向ＤＣポテンシャル障壁は、イオントラップ内の正イオン及び／又は負イオンの少なくとも一部又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、若しくは９５％が１つ若しくは２つ以上の軸方向ＤＣポテンシャル障壁を軸方向に乗り越えること及び／又はイオントラップから軸方向に抽出されることを実質的に阻止することが好ましい。

第１の装置は、少なくとも一部の正イオン及び／又は負イオンを、それらのイオンの有する第１の電極及び／又は第２の電極の長手方向中心軸から測定される径方向変位が第１の値より大きい又は小さい場合に抽出して又は加速してイオントラップから出す働きをすることが好ましい抽出場を使用時に形成するために、第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。

第１の装置は、使用時に１つ又は２つ以上の軸方向ＤＣ抽出電場をイオントラップの長さに沿った１つ又は２つ以上の軸方向位置に形成するように構成され適応されることが好ましい。１つ又は２つ以上の軸方向ＤＣ抽出電場は、イオントラップ内の正イオン及び／又は負イオンの少なくとも一部又は少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、若しくは９５％がＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、若しくは障壁場を軸方向に乗り越える及び／又はイオントラップから軸方向に抽出されるようにすることが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を使用時に形成するように構成され適応され、イオンは、(i)０〜０．５ｍｍ、(ii)０．５〜１．０ｍｍ、(iii)１．０〜１．５ｍｍ、(iv)１．５〜２．０ｍｍ、(v)２．０〜２．５ｍｍ、(vi)２．５〜３．０ｍｍ、(vii)３．０〜３．５ｍｍ、(viii)３．５〜４．０ｍｍ、(ix)４．０〜４．５ｍｍ、(x)４．５〜５．０ｍｍ、(xi)５．０〜５．５ｍｍ、(xii)５．５〜６．０ｍｍ、(xiii)６．０〜６．５ｍｍ、(xiv)６．５〜７．０ｍｍ、(xv)７．０〜７．５ｍｍ、(xvi)７．５〜８．０ｍｍ、(xvii)８．０〜８．５ｍｍ、(xviii)８．５〜９．０ｍｍ、(xix)９．０〜９．５ｍｍ、(xx)９．５〜１０．０ｍｍ、及び(xxi)＞１０．０ｍｍからなる群より選択される範囲内の、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される径方向変位を有することが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部がイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込められないように、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場が少なくとも１つの場所に提供されるように構成され適応され、イオンは、(i)０〜０．５ｍｍ、(ii)０．５〜１．０ｍｍ、(iii)１．０〜１．５ｍｍ、(iv)１．５〜２．０ｍｍ、(v)２．０〜２．５ｍｍ、(vi)２．５〜３．０ｍｍ、(vii)３．０〜３．５ｍｍ、(viii)３．５〜４．０ｍｍ、(ix)４．０〜４．５ｍｍ、(x)４．５〜５．０ｍｍ、(xi)５．０〜５．５ｍｍ、(xii)５．５〜６．０ｍｍ、(xiii)６．０〜６．５ｍｍ、(xiv)６．５〜７．０ｍｍ、(xv)７．０〜７．５ｍｍ、(xvi)７．５〜８．０ｍｍ、(xvii)８．０〜８．５ｍｍ、(xviii)８．５〜９．０ｍｍ、(xix)９．０〜９．５ｍｍ、(xx)９．５〜１０．０ｍｍ、及び(xxi)＞１０．０ｍｍからなる群より選択される範囲内の、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される径方向変位を有することが好ましい。

第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場を使用時に形成するように構成され適応され、イオンは、(i)０〜０．５ｍｍ、(ii)０．５〜１．０ｍｍ、(iii)１．０〜１．５ｍｍ、(iv)１．５〜２．０ｍｍ、(v)２．０〜２．５ｍｍ、(vi)２．５〜３．０ｍｍ、(vii)３．０〜３．５ｍｍ、(viii)３．５〜４．０ｍｍ、(ix)４．０〜４．５ｍｍ、(x)４．５〜５．０ｍｍ、(xi)５．０〜５．５ｍｍ、(xii)５．５〜６．０ｍｍ、(xiii)６．０〜６．５ｍｍ、(xiv)６．５〜７．０ｍｍ、(xv)７．０〜７．５ｍｍ、(xvi)７．５〜８．０ｍｍ、(xvii)８．０〜８．５ｍｍ、(xviii)８．５〜９．０ｍｍ、(xix)９．０〜９．５ｍｍ、(xx)９．５〜１０．０ｍｍ、及び(xxi)＞１０．０ｍｍからなる群より選択される範囲内の、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される径方向変位を有することが好ましい。

第１の複数の電極は、内接半径ｒ１及び第１の長手方向軸を有することが好ましく、且つ／又は第２の複数の電極は、内接半径ｒ２及び第２の長手方向軸を有する。

第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を形成するように構成され適応され、ＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場は、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸から第１の径方向へ第１の内接半径ｒ１及び／又は第２の内接半径ｒ２の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％にかけての半径又は変位の増大とともに増加する、及び／又は減少する、及び／又は変化する。

第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を形成するように構成され適応され、ＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場は、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸から第２の径方向へ第１の内接半径ｒ１及び／又は第２の内接半径ｒ２の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％にかけての半径又は変位の増大とともに増加する、及び／又は減少する、及び／又は変化する。第２の径方向は、第１の径方向に直交することが好ましい。

第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部がイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込められないように実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場を少なくとも１つの場所に提供するように構成され適応され、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場は、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸から第１の径方向へ第１の内接半径ｒ１及び／又は第２の内接半径ｒ２の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％にかけての半径又は変位の増大とともに広がる。第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部がイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込められないように実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場を少なくとも１つの場所に提供するように構成され適応され、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場は、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸から第２の径方向へ第１の内接半径ｒ１及び／又は第２の内接半径ｒ２の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％にかけての半径又は変位の増大とともに広がる。第２の径方向は、第１の径方向に直交することが好ましい。

第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場を形成するように構成され適応され、ＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場は、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸から第１の径方向へ第１の内接半径ｒ１及び／又は第２の内接半径ｒ２の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％にかけての半径又は変位の増大とともに増加する、及び／又は減少する、及び／又は変化する。第１の装置は、上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場を形成するように構成され適応され、ＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場は、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸から第２の径方向へ第１の内接半径ｒ１及び／又は第２の内接半径ｒ２の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％にかけての半径又は変位の増大とともに増加する、及び／又は減少する、及び／又は変化する。第２の径方向は、第１の径方向に直交することが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場は、イオントラップの長さに沿って、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの軸方向中心から上流及び／又は下流の少なくとも距離ｘｍｍにある１つ又は２つ以上の軸方向位置に形成され、ｘは、(i)＜１、(ii)１〜２、(iii)２〜３、(iv)３〜４、(v)４〜５、(vi)５〜６、(vii)６〜７、(viii)７〜８、(ix)８〜９、(x)９〜１０、(xi)１０〜１５、(xii)１５〜２０、(xiii)２０〜２５、(xiv)２５〜３０、(xv)３０〜３５、(xvi)３５〜４０、(xvii)４０〜４５、(xviii)４５〜５０、及び(xix)＞５０からなる群より選択されることが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、ゼロＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場は、イオントラップの長さに沿って、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの軸方向中心から上流及び／又は下流の少なくとも距離ｙｍｍにある１つ又は２つ以上の軸方向位置に提供され、ｙは、(i)＜１、(ii)１〜２、(iii)２〜３、(iv)３〜４、(v)４〜５、(vi)５〜６、(vii)６〜７、(viii)７〜８、(ix)８〜９、(x)９〜１０、(xi)１０〜１５、(xii)１５〜２０、(xiii)２０〜２５、(xiv)２５〜３０、(xv)３０〜３５、(xvi)３５〜４０、(xvii)４０〜４５、(xviii)４５〜５０、及び(xix)＞５０からなる群より選択されることが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場は、イオントラップの長さに沿って、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの軸方向中心から上流及び／又は下流の少なくとも距離ｚｍｍにある１つ又は２つ以上の軸方向位置に形成され、ｚは、(i)＜１、(ii)１〜２、(iii)２〜３、(iv)３〜４、(v)４〜５、(vi)５〜６、(vii)６〜７、(viii)７〜８、(ix)８〜９、(x)９〜１０、(xi)１０〜１５、(xii)１５〜２０、(xiii)２０〜２５、(xiv)２５〜３０、(xv)３０〜３５、(xvi)３５〜４０、(xvii)４０〜４５、(xviii)４５〜５０、及び(xix)＞５０からなる群より選択されることが好ましい。

第１の装置は、
（ｉ）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、ＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場の径方向位置及び／又は軸方向位置が実質一定にとどまるように、尚且つ／或いは
（ii）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場の径方向位置及び／又は軸方向位置が実質一定にとどまるように、尚且つ／或いは
（iii）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、ＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場の径方向位置及び／又は軸方向位置が実質一定にとどまるように、
第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に上記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。

第１の装置は、
（ｉ）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、ＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場の径方向位置及び／又は軸方向位置を変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように、尚且つ／或いは
（ii）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場の径方向位置及び／又は軸方向位置を変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように、尚且つ／或いは
（iii）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、ＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場の径方向位置及び／又は軸方向位置を変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように、
第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に上記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。

第１の装置は、
（ｉ）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、ＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場の振幅が実質一定にとどまるように、尚且つ／或いは
（ii）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場の振幅が実質一定にとどまるように、尚且つ／或いは
（iii）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、ＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場の振幅が実質一定にとどまるように、
第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に上記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。

一実施形態にしたがうと、第１の装置は、
（ｉ）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、ＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場の振幅を変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように、尚且つ／或いは
（ii）一動作モードにおいて、イオントラップからイオンが軸方向に放出されている間に、ＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場の振幅を変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように、
第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に上記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。

第２の装置は、第１の電極セット内及び／又は第２の電極セット内において少なくとも一部のイオンを少なくとも１つの径方向に励起するために、尚且つ少なくとも一部のイオンが引き続き上記少なくとも１つの軸方向に追い立てられるように及び／又はイオントラップから軸方向に放出されるように及び／又はＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル、若しくは障壁場を通過させられるように、第１の複数の電極の少なくとも一部に及び／又は第２の複数の電極の少なくとも一部に、第１の位相及び／又は第２の逆位相の１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。上記少なくとも１つの軸方向に追い立てられる及び／又はイオントラップから軸方向に放出される及び／又はＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル、若しくは障壁場を通過させられるイオンは、第２の電極セット内に形成されたイオン経路に沿って移動することが好ましい。

第２の装置は、第１の電極セット内及び／又は第２の電極セット内において少なくとも一部のイオンを質量選択方式又は質量対電荷比選択方式で径方向に励起して、第１の電極セット内及び／又は第２の電極セット内における少なくとも一部のイオンの径方向運動を質量選択方式又は質量対電荷比選択方式で少なくとも１つの径方向に増大させるために、第１の複数の電極の少なくとも一部に及び／又は第２の複数の電極の少なくとも一部に、第１の位相及び／又は第２の逆位相の１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。

好ましくは、１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧は、(i)＜５０ｍＶ、(ii)５０〜１００ｍＶ、(iii)１００〜１５０ｍＶ、(iv)１５０〜２００ｍＶ、(v)２００〜２５０ｍＶ、(vi)２５０〜３００ｍＶ、(vii)３００〜３５０ｍＶ、(viii)３５０〜４００ｍＶ、(ix)４００〜４５０ｍＶ、(x)４５０〜５００ｍＶ、及び(xi)＞５００ｍＶからなる群より選択されるピーク・ツー・ピーク振幅を有する。好ましくは、１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧は、(i)＜１０ｋＨｚ、(ii)１０〜２０ｋＨｚ、(iii)２０〜３０ｋＨｚ、(iv)３０〜４０ｋＨｚ、(v)４０〜５０ｋＨｚ、(vi)５０〜６０ｋＨｚ、(vii)６０〜７０ｋＨｚ、(viii)７０〜８０ｋＨｚ、(ix)８０〜９０ｋＨｚ、(x)９０〜１００ｋＨｚ、(xi)１００〜１１０ｋＨｚ、(xii)１１０〜１２０ｋＨｚ、(xiii)１２０〜１３０ｋＨｚ、(xiv)１３０〜１４０ｋＨｚ、(xv)１４０〜１５０ｋＨｚ、(xvi)１５０〜１６０ｋＨｚ、(xvii)１６０〜１７０ｋＨｚ、(xviii)１７０〜１８０ｋＨｚ、(xix)１８０〜１９０ｋＨｚ、(xx)１９０〜２００ｋＨｚ、(xxi)２００〜２５０ｋＨｚ、(xxii)２５０〜３００ｋＨｚ、(xxiii)３００〜３５０ｋＨｚ、(xxiv)３５０〜４００ｋＨｚ、(xxv)４００〜４５０ｋＨｚ、(xxvi)４５０〜５００ｋＨｚ、(xxvii)５００〜６００ｋＨｚ、(xxviii)６００〜７００ｋＨｚ、(xxix)７００〜８００ｋＨｚ、(xxx)８００〜９００ｋＨｚ、(xxxi)９００〜１０００ｋＨｚ、及び(xxxii)＞１ＭＨｚからなる群より選択される周波数を有する。

好ましい実施形態にしたがうと、第２の装置は、第１の複数の電極の少なくとも一部及び／又は第２の複数の電極の少なくとも一部に印加される１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧の周波数及び／又は振幅及び／又は位相を実質一定に維持するように構成され適応されることが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、第２の装置は、第１の複数の電極の少なくとも一部及び／又は第２の複数の電極の少なくとも一部に印加される１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧の周波数及び／又は振幅及び／又は位相を変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように構成され適応されることが好ましい。

第１の電極セットは、第１の長手方向中心軸を含むことが好ましく、
（i）第１の長手方向中心軸に沿って真直ぐ見通せ、尚且つ／或いは
（ii）第１の長手方向中心軸に沿って軸方向の物理的障害が実質何もなく、尚且つ／或いは
（iii）使用時に第１の長手方向中心軸に沿って伝送されるイオンは、実質１００％のイオン伝送効率で伝送される。

第２の電極セットは、第２の長手方向中心軸を含むことが好ましく、
（i）第２の長手方向中心軸に沿って真直ぐ見通せ、尚且つ／或いは
（ii）第２の長手方向中心軸に沿って軸方向の物理的障害が実質何もなく、尚且つ／或いは
（iii）使用時に第２の長手方向中心軸に沿って伝送されるイオンは、実質１００％のイオン伝送効率で伝送される。

好ましい実施形態にしたがうと、第１の複数の電極は、個々で及び／又はあわせて第１の断面積及び／又は断面形状を有し、第２の複数の電極は、個々で及び／又はあわせて第２の断面積及び／又は断面形状を有し、第１の断面積及び／又は断面形状は、第１の電極セット及び第２の電極セットの軸方向長さに沿った１つ又は２つ以上の地点において第２の断面積及び／又は断面形状と実質同じである、尚且つ／或いは第１の複数の電極の下流端における第１の断面積及び／又は断面形状は、第２の複数の電極の上流端における第２の断面積及び／又は断面形状と実質同じである。

次善に好ましい実施形態にしたがうと、第１の複数の電極は、個々で及び／又はあわせて第１の断面積及び／又は断面形状を有し、第２の複数の電極は、個々で及び／又はあわせて第２の断面積及び／又は断面形状を有し、第１の電極セット及び第２の電極セットの軸方向長さに沿った１つ又は２つ以上の地点並びに／或いは第１の複数の電極の下流端及び第２の複数の電極の上流端において、第２の断面積及び／又は断面形状に対する第１の断面積及び／又は断面形状の比は、(i)＜０.５０、(ii)０.５０〜０.６０、(iii)０.６０〜０.７０、(iv)０.７０〜０.８０、(v)０.８０〜０.９０、(vi)０.９０〜１.００、(vii)１.００〜１.１０、(viii)１.１０〜１.２０、(ix)１.２０〜１.３０、(x)１.３０〜１.４０、(xi)１.４０〜１.５０、及び(xii)＞１.５０からなる群より選択される。

好ましい実施形態にしたがうと、イオントラップは、第１の電極セット間に配置された第１の複数のヴェーン電極若しくは補助電極、及び／又は第２の電極セット間に配置された第２の複数のヴェーン電極若しくは補助電極を更に含むことが好ましい。

第１の複数のヴェーン電極若しくは補助電極及び／又は第２の複数のヴェーン電極若しくは補助電極は、それぞれ、第１の平面内に配置された第１のヴェーン電極群若しくは補助電極群及び／又は第２の平面内に配置された第２の電極群を含むことが好ましい。第２の平面は、第１の平面に直交することが好ましい。

第１のヴェーン電極群又は補助電極群は、第１の電極セットの第１の長手方向軸及び／又は第２の電極セットの第２の長手方向軸の片側に配置された第１のヴェーン電極セット又は補助電極セットと、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸の反対側に配置された第２のヴェーン電極セット又は補助電極セットとを含むことが好ましい。第１のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット及び／又は第２のヴェーン電極セット若しくは補助電極セットは、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、又は１００のヴェーン電極又は補助電極を含むことが好ましい。

第２のヴェーン電極群又は補助電極群は、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸の片側に配置された第３のヴェーン電極セット又は補助電極セットと、第１の長手方向軸及び／又は第２の長手方向軸の反対側に配置された第４のヴェーン電極セット又は補助電極セットとを含むことが好ましい。第３のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット及び／又は第４のヴェーン電極セット若しくは補助電極セットは、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、又は１００のヴェーン電極又は補助電極を含むことが好ましい。

好ましくは、第１のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット及び／又は第２のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット及び／又は第３のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット及び／又は第４のヴェーン電極セット若しくは補助電極セットは、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットを構成する異なる電極対の間に配置される。

イオントラップは、更に、（ｉ）ヴェーン電極若しくは補助電極の少なくとも一部、及び／又は（ii）第１のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（iii）第２のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（iv）第３のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（ｖ）第４のヴェーン電極セット若しくは補助電極セットのいずれかに、１つ若しくは２つ以上の第１のＤＣ電圧及び／又は１つ若しくは２つ以上の第２のＤＣ電圧を印加するように構成され適応された第４の装置を含む。

１つ若しくは２つ以上の第１のＤＣ電圧及び／又は１つ若しくは２つ以上の第２のＤＣ電圧は、１つ若しくは２つ以上の過渡ＤＣ電圧若しくは過渡ＤＣポテンシャル及び／又は１つ若しくは２つ以上の過渡ＤＣ電圧波形若しくは過渡ＤＣポテンシャル波形を含むことが好ましい。

１つ若しくは２つ以上の第１のＤＣ電圧及び／又は１つ若しくは２つ以上の第２のＤＣ電圧は、
（ｉ）イオンが、イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って、軸方向に及び／又はイオントラップの入口若しくは第１の領域に向かって、追い立てられる、方向付けられる、加速される、若しくは駆り立てられるようにする、尚且つ／或いは
（ii）少なくとも１つの径方向に励起されているイオンが、イオントラップの軸方向長さの少なくとも一部に沿って、反対の軸方向に及び／又はイオントラップの入口若しくは第２の領域に向かって、追い立てられる、方向付けられる、加速される、若しくは駆り立てられるようにする
ことが好ましい。

１つ若しくは２つ以上の第１のＤＣ電圧及び／又は１つ若しくは２つ以上の第２のＤＣ電圧は、実質的に同じ振幅又は異なる振幅を有することが好ましい。１つ若しくは２つ以上の第１のＤＣ電圧及び／又は１つ若しくは２つ以上の第２のＤＣ電圧の振幅は、(i)＜１Ｖ、(ii)１〜２Ｖ、(iii)２〜３Ｖ、(iv)３〜４Ｖ、(v)４〜５Ｖ、(vi)５〜６Ｖ、(vii)６〜７Ｖ、(viii)７〜８Ｖ、(ix)８〜９Ｖ、(x)９〜１０Ｖ、(xi)１０〜１５Ｖ、(xii)１５〜２０Ｖ、(xiii)２０〜２５Ｖ、(xiv)２５〜３０Ｖ、(xv)３０〜３５Ｖ、(xvi)３５〜４０Ｖ、(xvii)４０〜４５Ｖ、(xviii)４５〜５０Ｖ、及び(xix)＞５０Ｖからなる群より選択されることが好ましい。

第２の装置は、第１の電極セット内及び／又は第２の電極セット内において少なくとも一部のイオンを少なくとも１つの径方向に励起するために、尚且つ少なくとも一部のイオンが引き続き上記少なくとも１つの軸方向に追い立てられるように及び／又はイオントラップから軸方向に放出されるように及び／又はＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル、若しくは障壁場を通過させられるように、（ｉ）ヴェーン電極若しくは補助電極の少なくとも一部、及び／又は（ii）第１のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（iii）第２のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（iv）第３のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（ｖ）第４のヴェーン電極セット若しくは補助電極セットのいずれかに、第１の位相及び／又は第２の逆位相の１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧を印加するように構成され適応されることが好ましい。

上記少なくとも１つの軸方向に追い立てられる及び／又はイオントラップから軸方向に放出される及び／又はＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル、若しくは障壁場を通過させられるイオンは、第２の電極セット内に形成されたイオン経路に沿って移動することが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、第２の装置は、第１の電極セット内及び／又は第２の電極セット内において少なくとも一部のイオンを質量選択方式又は質量対電荷比選択方式で径方向に励起して、第１の電極セット内及び／又は第２の電極セット内における少なくとも一部のイオンの径方向運動を質量選択方式又は質量対電荷比選択方式で少なくとも１つの径方向に増大させるために、（ｉ）ヴェーン電極若しくは補助電極の少なくとも一部、及び／又は（ii）第１のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（iii）第２のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（iv）第３のヴェーン電極セット若しくは補助電極セット、及び／又は（ｖ）第４のヴェーン電極セット若しくは補助電極セットのいずれかに、第１の位相及び／又は第２の逆位相の１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧を印加するように構成され適応される。

好ましくは、１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧は、(i)＜５０ｍＶ、(ii)５０〜１００ｍＶ、(iii)１００〜１５０ｍＶ、(iv)１５０〜２００ｍＶ、(v)２００〜２５０ｍＶ、(vi)２５０〜３００ｍＶ、(vii)３００〜３５０ｍＶ、(viii)３５０〜４００ｍＶ、(ix)４００〜４５０ｍＶ、(x)４５０〜５００ｍＶ、及び(xi)＞５００ｍＶからなる群より選択されるピーク・ツー・ピーク振幅を有する。

好ましくは、１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧は、(i)＜１０ｋＨｚ、(ii)１０〜２０ｋＨｚ、(iii)２０〜３０ｋＨｚ、(iv)３０〜４０ｋＨｚ、(v)４０〜５０ｋＨｚ、(vi)５０〜６０ｋＨｚ、(vii)６０〜７０ｋＨｚ、(viii)７０〜８０ｋＨｚ、(ix)８０〜９０ｋＨｚ、(x)９０〜１００ｋＨｚ、(xi)１００〜１１０ｋＨｚ、(xii)１１０〜１２０ｋＨｚ、(xiii)１２０〜１３０ｋＨｚ、(xiv)１３０〜１４０ｋＨｚ、(xv)１４０〜１５０ｋＨｚ、(xvi)１５０〜１６０ｋＨｚ、(xvii)１６０〜１７０ｋＨｚ、(xviii)１７０〜１８０ｋＨｚ、(xix)１８０〜１９０ｋＨｚ、(xx)１９０〜２００ｋＨｚ、(xxi)２００〜２５０ｋＨｚ、(xxii)２５０〜３００ｋＨｚ、(xxiii)３００〜３５０ｋＨｚ、(xxiv)３５０〜４００ｋＨｚ、(xxv)４００〜４５０ｋＨｚ、(xxvi)４５０〜５００ｋＨｚ、(xxvii)５００〜６００ｋＨｚ、(xxviii)６００〜７００ｋＨｚ、(xxix)７００〜８００ｋＨｚ、(xxx)８００〜９００ｋＨｚ、(xxxi)９００〜１０００ｋＨｚ、及び(xxxii)＞１ＭＨｚからなる群より選択される周波数を有する。

第２の装置は、複数のヴェーン電極又は補助電極の少なくとも一部に印加される１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧の周波数及び／又は振幅及び／又は位相を実質一定に維持するように構成され適応されてよい。

第２の装置は、複数のヴェーン電極又は補助電極の少なくとも一部に印加される１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧の周波数及び／又は振幅及び／又は位相を変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように構成され適応されてよい。

第１の複数のヴェーン電極又は補助電極は、個々で及び／又はあわせて第１の断面積及び／又は断面形状を有することが好ましい。第２の複数のヴェーン電極又は補助電極は、個々で及び／又はあわせて第２の断面積及び／又は断面形状を有することが好ましい。第１の断面積及び／又は断面形状は、第１の複数のヴェーン電極又は補助電極及び第２の複数のヴェーン電極又は補助電極の長さに沿った１つ又は２つ以上の地点において第２の断面積及び／又は断面形状と実質同じであることが好ましい。

第１の複数のヴェーン電極又は補助電極は、個々で及び／又はあわせて第１の断面積及び／又は断面形状を有してよく、第２の複数のヴェーン電極又は補助電極は、個々で及び／又はあわせて第２の断面積及び／又は断面形状を有する。第１の複数のヴェーン電極又は補助電極及び第２の複数のヴェーン電極又は補助電極の長さに沿った１つ又は２つ以上の地点において、第２の断面積及び／又は断面形状に対する第１の断面積及び／又は断面形状の比は、(i)＜０.５０、(ii)０.５０〜０.６０、(iii)０.６０〜０.７０、(iv)０.７０〜０.８０、(v)０.８０〜０.９０、(vi)０.９０〜１.００、(vii)１.００〜１.１０、(viii)１.１０〜１.２０、(ix)１.２０〜１.３０、(x)１.３０〜１.４０、(xi)１.４０〜１.５０、及び(xii)＞１.５０からなる群より選択される。

イオントラップは、第１の電極セットに第１のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧を且つ／又は第２の電極セットに第２のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧を印加するように構成され適応された第３の装置を更に含むことが好ましい。第１のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧及び／又は第２のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧は、イオンをイオントラップ内において径方向に閉じ込める働きをする擬ポテンシャル井戸を第１の電極セット内及び／又は第２の電極セット内に形成することが好ましい。

第１のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧及び／又は第２のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧は、(i)＜５０Ｖ、(ii)５０〜１００Ｖ、(iii)１００〜１５０Ｖ、(iv)１５０〜２００Ｖ、(v)２００〜２５０Ｖ、(vi)２５０〜３００Ｖ、(vii)３００〜３５０Ｖ、(viii)３５０〜４００Ｖ、(ix)４００〜４５０Ｖ、(x)４５０〜５００Ｖ、及び(xi)＞５００Ｖからなる群より選択される振幅を有することが好ましい。

第１のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧及び／又は第２のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧は、(i)＜１００ｋＨｚ、(ii)１００〜２００ｋＨｚ、(iii)２００〜３００ｋＨｚ、(iv)３００〜４００ｋＨｚ、(v)４００〜５００ｋＨｚ、(vi)０．５〜１．０ＭＨｚ、(vii)１．０〜１．５ＭＨｚ、(viii)１．５〜２．０ＭＨｚ、(ix)２．０〜２．５ＭＨｚ、(x)２．５〜３．０ＭＨｚ、(xi)３．０〜３．５ＭＨｚ、(xii)３．５〜４．０ＭＨｚ、(xiii)４．０〜４．５ＭＨｚ、(xiv)４．５〜５．０ＭＨｚ、(xv)５．０〜５．５ＭＨｚ、(xvi)５．５〜６．０ＭＨｚ、(xvii)６．０〜６．５ＭＨｚ、(xviii)６．５〜７．０ＭＨｚ、(xix)７．０〜７．５ＭＨｚ、(xx)７．５〜８．０ＭＨｚ、(xxi)８．０〜８．５ＭＨｚ、(xxii)８．５〜９．０ＭＨｚ、(xxiii)９．０〜９．５ＭＨｚ、(xxiv)９．５〜１０．０ＭＨｚ、及び(xxv)＞１０．０ＭＨｚからなる群より選択される周波数を有することが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、第１のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧及び／又は第２のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧は、実質的に同じ振幅及び／又は同じ周波数及び／又は同じ位相を有する。

次善に好ましい実施形態にしたがうと、第３の装置は、第１のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧及び／又は第２のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧の周波数及び／又は振幅及び／又は位相を実質一定に維持するように構成され適応されてよい。

次善に好ましい実施形態にしたがうと、第３の装置は、第１のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧及び／又は第２のＡＣ電圧若しくはＲＦ電圧の周波数及び／又は振幅及び／又は位相を変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように構成され適応される。

一実施形態にしたがうと、第２の装置は、共振放出によって、及び／又は質量選択不安定性によって、及び／又はパラメトリック励振によって、イオンを励起させるように構成され適応される。

第２の装置は、第１の複数の電極及び／又は第２の複数の電極の少なくとも一部に、１つ又は２つ以上のＤＣポテンシャルを印加することによって、イオンの径方向変位を増加させるように構成され適応されることが好ましい。

イオントラップは、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットの上流及び／又は下流に配置された１つ又は２つ以上の電極を更に含むことが好ましく、少なくとも一部のイオンをイオントラップ内において軸方向に閉じ込めるために、一動作モードにおいて、上記１つ又は２つ以上の電極に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧及び／又はＡＣ電圧又はＲＦ電圧が印加される。

一動作モードにおいて、少なくとも一部のイオンは、イオントラップの１つ又は２つ以上の上流領域及び／又は中間領域及び／又は下流領域においてトラップされる又は隔離されるように配置されることが好ましい。

一動作モードにおいて、少なくとも一部のイオンは、イオントラップの１つ又は２つ以上の上流領域及び／又は中間領域及び／又は下流領域においてフラグメント化されるように配置されることが好ましい。イオンは、(i)衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）、(ii)表面誘起解離（「ＳＩＤ」）、(iii)電子移動解離、(iv)電子捕獲解離、(v)電子衝突又は電子衝撃解離、(vi)光誘起解離（「ＰＩＤ」）、(vii)レーザ誘起解離、(viii)赤外線放射誘起解離、(ix)紫外線放射誘起解離、(x)熱解離又は温度解離、(xi)電場誘起解離、(xii)磁場誘起解離、(xiii)酵素消化解離又は酵素分解解離、(xiv)イオン−イオン反応解離、(xv)イオン−分子反応解離、(xvi)イオン−原子反応解離、(xvii)イオン−準安定イオン反応解離、(xviii)イオン−準安定分子反応解離、(xix)イオン−準安定原子反応解離、及び(xx)電子イオン化解離（「ＥＩＤ」）によってフラグメント化されるように配置されることが好ましい。

一実施形態にしたがうと、イオントラップは、一動作モードにおいて、(i)＞１００ミリバール、(ii)＞１０ミリバール、(iii)＞１ミリバール、(iv)＞０.１ミリバール、(v)＞１０^-2ミリバール、(vi)＞１０^-3ミリバール、(vii)＞１０^-4ミリバール、(viii)＞１０^-5ミリバール、(ix)＞１０^-6ミリバール、(x)＜１００ミリバール、(xi)＜１０ミリバール、(xii)＜１ミリバール、(xiii)＜０.１ミリバール、(xiv)＜１０^-2ミリバール、(xv)＜１０^-3ミリバール、(xvi)＜１０^-4ミリバール、(xvii)＜１０^-5ミリバール、(xviii)＜１０^-6ミリバール、(xix)１０〜１００ミリバール、(xx)１〜１０ミリバール、(xxi)０.１〜１ミリバール、(xxii)１０^-2〜１０^-1ミリバール、(xxiii)１０^-3〜１０^-2ミリバール、(xxiv)１０^-4〜１０^-3ミリバール、及び(xxv)１０^-5〜１０^-4ミリバールからなる群より選択される圧力に維持される。

一動作モードにおいて、少なくとも一部のイオンは、イオントラップの長さの少なくとも一部分に沿って通過するにつれて、それらのイオン移動度、又は電場強度によるそれらのイオン移動度の変化率にしたがって、時間的に分離されるように配置されることが好ましい。

一実施形態にしたがうと、イオントラップは、イオンをイオントラップにパルス入力するための、及び／又は実質的に連続したイオンビームをパルスイオンビームに変換するための、装置又はイオンゲートを更に含むことが好ましい。

一実施形態にしたがうと、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットは、複数の軸方向分割片に、又は少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、若しくは２０の軸方向分割片に、軸方向に分割される。一動作モードにおいて、複数の軸方向分割片の少なくとも一部は、異なるＤＣポテンシャルに維持されることが好ましく、尚且つ／或いは少なくとも一部のイオンが１つ又は２つ以上の軸方向ＤＣポテンシャル井戸内にトラップされるように、複数の軸方向分割片の少なくとも一部に、１つ若しくは２つ以上の過渡ＤＣポテンシャル若しくは過渡ＤＣ電圧又は１つ若しくは２つ以上の過渡ＤＣポテンシャル波形若しくは過渡ＤＣ電圧波形が印加され、尚且つ／或いは少なくとも一部のイオンは、第１の軸方向及び／又は第２の反対の軸方向に追い立てられる。

一動作モードにおいて、（ｉ）イオンは、イオントラップから軸方向に実質断熱的に、及び／又はイオンに軸方向エネルギを大きく付与することなく放出され、尚且つ／或いは（ii）イオンは、(i)＜１ｅＶ、(ii)１〜２ｅＶ、(iii)２〜３ｅＶ、(iv)３〜４ｅＶ、(v)４〜５ｅＶ、(vi)５〜６ｅＶ、(vii)６〜７ｅＶ、(viii)７〜８ｅＶ、(ix)８〜９ｅＶ、(x)９〜１０ｅＶ、(xi)１０〜１５ｅＶ、(xii)１５〜２０ｅＶ、(xiii)２０〜２５ｅＶ、(xiv)２５〜３０ｅＶ、(xv)３０〜３５ｅＶ、(xvi)３５〜４０ｅＶ、及び(xvii)４０〜４５ｅＶからなる群より選択される範囲内の平均軸方向運動エネルギによって、軸方向にイオントラップから軸方向に放出され、尚且つ／或いは（iii）イオンは、軸方向にイオントラップから軸方向に放出され、軸方向運動エネルギの標準偏差は、(i)＜１ｅＶ、(ii)１〜２ｅＶ、(iii)２〜３ｅＶ、(iv)３〜４ｅＶ、(v)４〜５ｅＶ、(vi)５〜６ｅＶ、(vii)６〜７ｅＶ、(viii)７〜８ｅＶ、(ix)８〜９ｅＶ、(x)９〜１０ｅＶ、(xi)１０〜１５ｅＶ、(xii)１５〜２０ｅＶ、(xiii)２０〜２５ｅＶ、(xiv)２５〜３０ｅＶ、(xv)３０〜３５ｅＶ、(xvi)３５〜４０ｅＶ、及び(xvii)４０〜４５ｅＶからなる群より選択される範囲内である。

一実施形態にしたがうと、一動作モードにおいて、異なる質量対電荷比を有する複数の異なる種のイオンは、実質同じ軸方向に及び／又は実質異なる軸方向に、イオントラップから軸方向に同時に放出される。

一動作モードにおいて、第１の複数の電極の少なくとも一部及び／又は第２の複数の電極の少なくとも一部に、付加的ＡＣ電圧が印加されてよい。１つ又は２つ以上のＤＣ電圧は、少なくとも一部の正イオン及び負イオンがイオントラップ内に同時に閉じ込められるように且つ／又はイオントラップから軸方向に同時に放出されるように、付加的ＡＣ電圧に基づいて変調されることが好ましい。好ましくは、付加的ＡＣ電圧は、(i)＜１Ｖ、(ii)１〜２Ｖ、(iii)２〜３Ｖ、(iv)３〜４Ｖ、(v)４〜５Ｖ、(vi)５〜６Ｖ、(vii)６〜７Ｖ、(viii)７〜８Ｖ、(ix)８〜９Ｖ、(x)９〜１０Ｖ、及び(xi)＞１０Ｖからなる群より選択される振幅を有する。好ましくは、付加的ＡＣ電圧は、(i)＜１０ｋＨｚ、(ii)１０〜２０ｋＨｚ、(iii)２０〜３０ｋＨｚ、(iv)３０〜４０ｋＨｚ、(v)４０〜５０ｋＨｚ、(vi)５０〜６０ｋＨｚ、(vii)６０〜７０ｋＨｚ、(viii)７０〜８０ｋＨｚ、(ix)８０〜９０ｋＨｚ、(x)９０〜１００ｋＨｚ、(xi)１００〜１１０ｋＨｚ、(xii)１１０〜１２０ｋＨｚ、(xiii)１２０〜１３０ｋＨｚ、(xiv)１３０〜１４０ｋＨｚ、(xv)１４０〜１５０ｋＨｚ、(xvi)１５０〜１６０ｋＨｚ、(xvii)１６０〜１７０ｋＨｚ、(xviii)１７０〜１８０ｋＨｚ、(xix)１８０〜１９０ｋＨｚ、(xx)１９０〜２００ｋＨｚ、(xxi)２００〜２５０ｋＨｚ、(xxii)２５０〜３００ｋＨｚ、(xxiii)３００〜３５０ｋＨｚ、(xxiv)３５０〜４００ｋＨｚ、(xxv)４００〜４５０ｋＨｚ、(xxvi)４５０〜５００ｋＨｚ、(xxvii)５００〜６００ｋＨｚ、(xxviii)６００〜７００ｋＨｚ、(xxix)７００〜８００ｋＨｚ、(xxx)８００〜９００ｋＨｚ、(xxxi)９００〜１０００ｋＨｚ、及び(xxxii)＞１ＭＨｚからなる群より選択される周波数を有する。

イオントラップは、
（ｉ）イオンがイオンガイド内において軸方向に閉じ込められないＲＦ専用イオンガイド又はイオンガイドとしてイオントラップが動作するように、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットにＤＣ電圧及び／又はＡＣ電圧又はＲＦ電圧が印加される、尚且つ／或いは
（ii）その他のイオンを大幅に減衰させつつ一部のイオンを質量選択的に伝送するためにイオントラップが質量フィルタ又は質量分析器として動作するように、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットに、ＤＣ電圧及び／又はＡＣ電圧又はＲＦ電圧が印加される
いずれかである、少なくとも１つの非トラップ動作モードにおいて動作されるように構成され適応されることも好ましい。

次善に好ましい一実施形態にしたがうと、一動作モードにおいて、とある瞬間において軸方向に放出されることを望まれないイオンは、径方向に励起されてよく、尚且つ／或いはとある瞬間において軸方向に放出されることを望まれるイオンは、これ以上径方向に励起されない、又は径方向への励起の程度が低い。

とある瞬間にイオントラップから軸方向に放出されることを望まれるイオンは、イオントラップから質量選択的に放出されることが好ましく、尚且つ／或いはとある瞬間において軸方向に放出されることを望まれないイオンは、イオントラップから質量選択的に放出されないことが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、第１の電極セットは、第１の多重極ロッドセット（例えば四重極ロッドセット）を含むことが好ましく、第２の電極セットは、第２の多重極ロッドセット（例えば四重極ロッドセット）を含むことが好ましい。イオンを第１の多重極ロッドセット内及び／又は第２の多重極ロッドセット内に径方向に閉じ込めるために、第１の多重極ロッドセット及び第２の多重極ロッドセットには、実質同じ振幅及び／又は周波数及び／又は位相のＡＣ電圧又はＲＦ電圧が印加されることが好ましい。

本発明の一態様にしたがうと、
第１の径方向変位を有するイオンをイオントラップ内において軸方向に閉じ込める働きをする第１のＤＣ電場及び第２の径方向変位を有するイオンをイオントラップから抽出する又は軸方向に加速する働きをする第２のＤＣ電場を形成するように構成され適応された第１の装置と、
その他のイオンがイオントラップ内において軸方向に閉じ込められたままの間に少なくとも一部のイオンがイオントラップから軸方向に放出されるように、上記少なくとも一部のイオンの径方向変位を質量選択的に変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように構成され適応された第２の装置と、
を含むイオントラップが提供される。

本発明の一態様にしたがうと、上記のイオントラップを含む質量分析計が提供される。

質量分析計は、
（ａ）イオントラップの上流に配置されたイオン源であって、(i)エレクトロスプレイイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、(ii)大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、(iii)大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、(iv)マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、(v)レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、(vi)大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、(vii)シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、(viii)電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源、(ix)化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、(x)電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、(xi)電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、(xii)誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、(xiii)高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、(xiv)液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、(xv)脱離エレクトロスプレイイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、(xvi)ニッケル６３放射性イオン源、(xvii)大気圧マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオン源、及び(xviii)サーモスプレイイオン源からなる群より選択されるイオン源、並びに／或いは
(ｂ)イオントラップの上流及び／又は下流に配置された１つ又は２つ以上のイオンガイド、並びに／或いは
(ｃ)イオントラップの上流及び／又は下流に配置された１つ若しくは２つ以上のイオン移動度分離装置及び／又は１つ若しくは２つ以上の電界非対称イオン移動度分析計装置、並びに／或いは
(ｄ)イオントラップの上流及び／又は下流に配置された１つ若しくは２つ以上のイオントラップ又は１つ若しくは２つ以上のイオントラップ領域、並びに／或いは
(ｅ)イオントラップの上流及び／又は下流に配置された１つ又は２つ以上の衝突、フラグメンテーション、又は反応のセルであって、(i)衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーション装置、(ii)表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置、(iii)電子移動解離フラグメンテーション装置、(iv)電子捕獲解離フラグメンテーション装置、(v)電子衝突解離又は電子衝撃解離フラグメンテーション装置、(vi)光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、(vii)レーザ誘起解離フラグメンテーション装置、(viii)赤外線放射誘起解離装置、(ix)紫外線放射誘起解離装置、(x)ノズル−スキマ界面フラグメンテーション装置、(xi)インソースフラグメンテーション装置、(xii)イオン源衝突誘起解離フラグメンテーション装置、(xiii)熱源又は温度源フラグメンテーション装置、(xiv)電場誘起フラグメンテーション装置、(xv)磁場誘起フラグメンテーション装置、(xvi)酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、(xvii)イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、(xviii)イオン−分子反応フラグメンテーション装置、(xix)イオン−原子反応フラグメンテーション装置、(xx)イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、(xxi)イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、(xxii)イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、(xxiii)イオンを反応させて付加イオン又は生成イオンを形成するためのイオン−イオン反応装置、(xxiv)イオンを反応させて付加イオン又は生成イオンを形成するためのイオン−分子反応装置、(xxv)イオンを反応させて付加イオン又は生成イオンを形成するためのイオン−原子反応装置、(xxvi)イオンを反応させて付加イオン又は生成イオンを形成するためのイオン−準安定イオン反応装置、(xxvii)イオンを反応させて付加イオン又は生成イオンを形成するためのイオン−準安定分子反応装置、(xxviii)イオンを反応させて付加イオン又は生成イオンを形成するためのイオン−準安定原子反応装置、及び（xxix）電子イオン化解離（「ＥＩＤ」）フラグメンテーション装置からなる群より選択される１つ又は２つ以上の衝突、フラグメンテーション、又は反応のセル、並びに／或いは
(ｆ)(i)四重極質量分析器、(ii)２Ｄ又はリニア四重極質量分析器、(iii)Ｐａｕｌ又は３Ｄ四重極質量分析器、(iv)Ｐｅｎｎｉｎｇトラップ質量分析器、(v)イオントラップ質量分析器、(vi)磁場セクタ型質量分析器、(vii)イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、(viii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、(ix)静電型又はオービトラップ質量分析器、(x)フーリエ変換静電型又はオービトラップ質量分析器、(xi)フーリエ変換質量分析器、(xii)飛行時間型質量分析器、(xiii)直交加速方式飛行時間型質量分析器、及び(xiv)リニア加速方式飛行時間型質量分析器からなる群より選択される質量分析器、並びに／或いは
（ｇ）イオントラップの上流及び／又は下流に配置された１つ又は２つ以上のエネルギ分析器又は静電エネルギ分析器、並びに／或いは
（ｈ）イオントラップの上流及び／又は下流に配置された１つ又は２つ以上のイオン検出器、並びに／或いは
（ｉ）イオントラップの上流及び／又は下流に配置された１つ又は２つ以上の質量フィルタであって、(i)四重極質量フィルタ、(ii)２Ｄ又はリニア四重極イオントラップ、(iii)Ｐａｕｌ又は３Ｄ四重極イオントラップ、(iv)Ｐｅｎｎｉｎｇイオントラップ、(v)イオントラップ、(vi)磁場セクタ型質量フィルタ、及び(vii)飛行時間型質量フィルタからなる群より選択される１つ又は２つ以上の質量フィルタ、
のいずれかを更に含むことが好ましい。

本発明の一態様にしたがうと、デュアルモード装置であって、
第１の電極セット及び第２の電極セットと、
デュアルモード装置が第１の動作モードにおいて動作されるときに、第１の径方向変位を有するイオンをイオントラップ内において軸方向に閉じ込めるとともに第２の径方向変位を有するイオンをイオントラップから抽出する働きをするＤＣポテンシャル場をイオントラップに沿った位置に形成するように構成され適応された第１の装置と、
デュアルモード装置が上記第１の動作モードにおいて動作されるときに、その他のイオンがイオントラップ内において軸方向に閉じ込められたままの間に少なくとも一部のイオンがイオントラップから軸方向に放出されるように、上記少なくとも一部のイオンの径方向変位を質量選択的に変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように構成され適応された第２の装置と、
デュアルモード装置が第２の動作モードにおいて動作されるときに、デュアルモード装置が質量フィルタ若しくは質量分析器として、又はイオンが軸方向に閉じ込められることなく前方へ伝送されるＲＦ専用イオンガイドとして動作するように、第１の電極セット及び／又は第２の電極セットに、ＤＣ電圧及び／又はＲＦ電圧を印加するように構成され適応された第３の装置と、
を含むデュアルモード装置が提供される。

本発明の一態様にしたがうと、イオンをトラップする方法であって、
第１の複数の電極を含む第１の電極セット及び第２の複数の電極を含む第２の電極セットを提供することと、
第１の範囲内の径方向変位を有するイオンが、上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を受けるように、第１の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数の電極の１つ若しくは２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加することであって、異なる第２の範囲内の径方向変位を有するイオンは、
（ｉ）上記イオンの少なくとも一部がイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込められないように、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場、尚且つ／或いは
（ii）上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場
のいずれかを受ける、ことと、
イオントラップ内において少なくとも一部のイオンの径方向変位を変化させる、増加させる、減少させる、又は変更することと、
を含む方法が提供される。

本発明の一態様にしたがうと、上述されたイオンをトラップする方法を含む質量分析の方法が提供される。

本発明の一態様にしたがうと、イオントラップを含む質量分析計の制御システムによって実行可能なコンピュータプログラムであって、制御システムに
（ｉ）イオントラップ内において第１の範囲内の径方向変位を有するイオンが、上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を受けるように、イオントラップの１つ又は２つ以上の電極に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加することであって、異なる第２の範囲内の径方向変位を有するイオンは、（ａ）上記イオンの少なくとも一部がイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込められないように、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場、尚且つ／或いは（ｂ）上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場、のいずれかを受ける、ことと、
（ii）イオントラップ内において少なくとも一部のイオンの径方向変位を変化させる、増加させる、減少させる、又は変更することと、
を行わせるように構成されたコンピュータプログラムが提供される。

本発明の一態様にしたがうと、コンピュータ実行可能命令を格納されたコンピュータ可読媒体であって、上記コンピュータ実行可能命令は、イオントラップを含む質量分析計の制御システムに、
（ｉ）イオントラップ内において第１の範囲内の径方向変位を有するイオンが、上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を受けるように、イオントラップの１つ又は２つ以上の電極に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加することであって、異なる第２の範囲内の径方向変位を有するイオンは、（ａ）上記イオンの少なくとも一部がイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込められないように、実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場、尚且つ／或いは（ｂ）上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場、のいずれかを受ける、ことと、
（ii）イオントラップ内において少なくとも一部のイオンの径方向変位を変化させる、増加させる、減少させる、又は変更することと、
を行わせるために、制御システムによって実行可能であるように構成される、コンピュータ可読媒体が提供される。

コンピュータ可読媒体は、（ｉ）ＲＯＭ、（ii）ＥＡＲＯＭ、（iii）ＥＰＲＯＭ、（iv）ＥＥＰＲＯＭ、（ｖ）フラッシュメモリ、及び（vi）光ディスクからなる群より選択されることが好ましい。

本発明の一態様にしたがうと、イオントラップであって、
第１の長手方向軸を有する第１の複数の電極を含む第１の電極セットと、
第２の長手方向軸を有する第２の複数の電極を含む第２の電極セットであって、第１の電極セットの下流に配置された第２の電極セットと、
第２の長手方向軸から第１の径方向への半径又は変位の増大とともにポテンシャルを減少させる障壁場を使用時に形成するために、第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応された第１の装置と、
第１の電極セット内において少なくとも１つの径方向に少なくとも一部のイオンを励起させるように尚且つ／或いは第１の電極セット内において少なくとも１つの径方向への少なくとも一部のイオンの径方向変位を増大させるように構成され適応された第２の装置と
を含むイオントラップが提供される。

本発明の一態様にしたがうと、イオントラップであって、
複数の電極と、
第１の径方向変位を有する少なくとも一部のイオンを軸方向に閉じ込める働きをするとともに第２の径方向変位を有する少なくとも一部のイオンを軸方向に抽出する働きをするＤＣ場を形成するために、複数の電極の１つ又は２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応された第１の装置と、
を含むイオントラップが提供される。

イオントラップは、少なくとも一部のイオンを、上記イオンの少なくとも一部の径方向変位が変化され、増加され、減少され、又は変更され上記イオンの少なくとも一部がイオントラップから軸方向に抽出されるように励起させるように構成され適応された第２の装置を更に含むことが好ましい。

本発明の一態様にしたがうと、イオントラップであって、
複数の電極と、
イオントラップの第１の領域内の正イオンがイオントラップから軸方向に出て行くことを阻止するように、上記第１の領域にかかる正のＤＣ電場を維持するように構成され適応された装置であって、イオントラップの第２の領域内の正イオンがイオントラップから軸方向に自由に出て行く又はイオントラップから軸方向に追い立てられる、引き付けられる、若しくは抽出されるように、上記第２の領域にかかるゼロ又は負のＤＣ電場を維持するように構成され適応された装置と、
を含むイオントラップが提供される。

本発明の一態様にしたがうと、イオントラップであって、
複数の電極と、
イオントラップの第１の領域内の負イオンがイオントラップから軸方向に出て行くことを阻止するように、上記第１の領域にかかる負のＤＣ電場を維持するように構成され適応された装置であって、イオントラップの第２の領域内の負イオンがイオントラップから軸方向に自由に出て行く又はイオントラップから軸方向に追い立てられる、引き付けられる、若しくは抽出されるように、上記第２の領域にかかるゼロ又は正のＤＣ電場を維持するように構成され適応された装置と、
を含むイオントラップが提供される。

本発明の一態様にしたがうと、一動作モードにおいて、イオンは、イオントラップから軸方向に実質断熱的に放出される、イオントラップが提供される。

好ましい実施形態にしたがうと、軸方向への放出直前におけるイオントラップ内のイオンは、第１の平均エネルギＥ１を有し、イオントラップからの軸方向への放出直後におけるイオンは、第２の平均エネルギＥ２を有し、Ｅ１は、Ｅ２に実質等しい。好ましくは、軸方向への放出直前におけるイオントラップ内のイオンは、第１のエネルギ範囲を有し、イオントラップからの軸方向への放出直後におけるイオンは、第２のエネルギ範囲を有し、第１のエネルギ範囲は、第２のエネルギ範囲に実質等しい。好ましくは、軸方向への放出直前におけるイオントラップ内のイオンは、第１のエネルギの広がりΔＥ１を有し、イオントラップからの軸方向への放出直後におけるイオンは、第２のエネルギの広がりΔＥ２を有し、ΔＥ１は、ΔＥ２に実質等しい。

本発明の一態様にしたがうと、一動作モードにおいて、イオントラップの出口領域に径方向依存性の軸方向ＤＣ障壁が形成され、ＤＣ障壁は、第１の径方向変位において非ゼロ、正、又は負であるとともに、第２の径方向変位において実質ゼロ、負、又は正である、イオントラップが提供される。

本発明の一態様にしたがって、イオントラップであって、
第１の装置であって、
（ｉ）第１の径方向変位を有するイオンをイオントラップ内において軸方向に閉じ込める働きをする第１の軸方向ＤＣ電場、及び
（ii）第２の径方向変位を有するイオンをイオントラップから抽出する又は軸方向に加速する働きをする第２の軸方向ＤＣ電場
を形成するように構成され適応された第１の装置と、
その他のイオンがイオントラップ内において軸方向に閉じ込められたままの間に、少なくとも一部のイオンがイオントラップから軸方向に放出されるように、上記少なくとも一部のイオンの径方向変位を質量選択的に変化させる、増加させる、減少させる、又はスキャンするように構成され適応された第２の装置と、
を含むイオントラップが提供される。

本発明の一態様にしたがうと、軸方向の物理的障害を実質有さないＲＦイオンガイドを含む装置を含む質量分析計であって、上記装置は、使用時に、印加される電場が少なくとも２つの動作モード又は状態の間で切り替わるように構成され、第１の動作モード又は状態において、装置は、とある質量範囲内又は質量対電荷比範囲内のイオンを前方へ伝送し、第２の動作モード又は状態において、装置は、１つ又は２つ以上の径方向依存性の軸方向ＤＣ障壁によってイオンが少なくとも１つの径方向に質量選択的に変位されるとともに軸方向に断熱的に放出されるリニアイオントラップとして働く、質量分析計が提供される。

本発明の一態様にしたうと、イオントラップであって、一動作モードにおいて、イオンは、(i)＜１ｅＶ、(ii)１〜２ｅＶ、(iii)２〜３ｅＶ、(iv)３〜４ｅＶ、(v)４〜５ｅＶ、(vi)５〜６ｅＶ、(vii)６〜７ｅＶ、(viii)７〜８ｅＶ、(ix)８〜９ｅＶ、(x)９〜１０ｅＶ、(xi)１０〜１５ｅＶ、(xii)１５〜２０ｅＶ、(xiii)２０〜２５ｅＶ、(xiv)２５〜３０ｅＶ、(xv)３０〜３５ｅＶ、(xvi)３５〜４０ｅＶ、及び(xvii)４０〜４５ｅＶからなる群より選択される範囲内の平均軸方向運動エネルギによって軸方向にイオントラップから軸方向に放出される、イオントラップが提供される。

本発明の一態様にしたがうと、イオントラップであって、一動作モードにおいて、イオンは、軸方向にイオントラップから軸方向に放出され、軸方向運動エネルギの標準偏差は、(i)＜１ｅＶ、(ii)１〜２ｅＶ、(iii)２〜３ｅＶ、(iv)３〜４ｅＶ、(v)４〜５ｅＶ、(vi)５〜６ｅＶ、(vii)６〜７ｅＶ、(viii)７〜８ｅＶ、(ix)８〜９ｅＶ、(x)９〜１０ｅＶ、(xi)１０〜１５ｅＶ、(xii)１５〜２０ｅＶ、(xiii)２０〜２５ｅＶ、(xiv)２５〜３０ｅＶ、(xv)３０〜３５ｅＶ、(xvi)３５〜４０ｅＶ、及び(xvii)４０〜４５ｅＶからなる群より選択される範囲内である、イオントラップが提供される。

本発明の一態様にしたがうと、イオントラップであって、
第１の複数のロッド電極を含む第１の多重極ロッドセットと、
第２の複数のロッド電極を含む第２の多重極ロッドセットと、
第１の装置であって、
（ａ）第１の範囲内の径方向変位を有するイオンが、上記イオンの少なくとも一部をイオントラップ内において少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を受けるように、尚且つ
（ｂ）異なる第２の範囲内の径方向変位を有するイオンが、（ｉ）上記イオンの少なくとも一部がイオントラップ内において上記少なくとも１つの軸方向に閉じ込められないようにする実質ゼロのＤＣトラップ場、無ＤＣポテンシャル障壁、又は無障壁場、並びに／或いは（ii）上記イオンの少なくとも一部を上記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又はイオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場、のいずれかを受けるように、
第１の複数のロッド電極の１つ若しくは２つ以上に及び／又は第２の複数のロッド電極の１つ若しくは２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応された第１の装置と、
イオントラップ内において少なくとも一部のイオンの径方向変位を変化させる、増加させる、減少させる、又は変更するように構成され適応された第２の装置と、
を含むイオントラップが提供される。

イオントラップは、
第１の多重極ロッドセットを構成するロッド間に配置された第１の複数のヴェーン電極又は補助電極と、
第２の多重極ロッドセットを構成するロッド間に配置された第２の複数のヴェーン電極又は補助電極と、
を更に含むことが好ましい。

本発明の一実施形態にしたがうと、質量分析計であって、比較的高伝送のＲＦイオンガイド又はイオントラップを含む質量分析計が提供される。イオンガイド又はイオントラップは、イオントラップの長手方向中心軸が電極によって遮られないという点で有利である。これは、イオントラップの長手方向中心軸を跨ぐ十字型の電極が提供され、それゆえにイオントラップを通るイオンの伝送が大幅に低減される、既知のイオントラップと対照的である。

好ましい装置は、デュアルモード装置として動作されてよく、少なくとも２つの異なる動作モード又は状態の間で切り替えられてよい。例えば、第１の動作モード又は状態において、好ましい装置は、特定の質量若しくは質量対電荷比を有するイオンのみ又は特定の範囲内の質量対電荷比を有するイオンのみが前方へ伝送されるように、従来の質量フィルタ又は質量分析器として動作されてよい。その他のイオンは、大幅に減衰されることが好ましい。第２の動作モード又は状態においては、好ましい装置は、イオンが少なくとも１つの径方向に質量選択的に変位され、引き続き径方向依存性の軸方向ＤＣポテンシャル障壁を断熱的に軸方向に通過して質量選択的に放出されることが好ましい、リニアイオントラップとして動作されてよい。

好ましいイオントラップは、ＲＦイオンガイド又はＲＦロッドセットを含むことが好ましい。イオントラップは、同軸的に且つ互いにごく接近して又は隣接して配置された２つの四重極ロッドセットを含むことが好ましい。第１の四重極ロッドセットは、第２の四重極ロッドセットの上流に配置されることが好ましい。第２の四重極ロッドセットは、第１の四重極ロッドセットより大幅に短いことが好ましい。

好ましい実施形態にしたがうと、好ましい装置の少なくとも一端に、１つ又は２つ以上の径方向依存性の軸方向ＤＣポテンシャル障壁が形成されることが好ましい。１つ又は２つ以上のＤＣポテンシャル障壁は、第２の四重極ロッドセットを構成する１つ又は２つ以上のロッドに、１つ又は２つ以上のＤＣポテンシャルを印加することによって形成されることが好ましい。１つ又は２つ以上の径方向依存性のＤＣポテンシャル障壁の軸方向位置は、イオンがイオントラップから放出されている間、実質固定されたままであることが好ましい。しかしながら、１つ又は２つ以上の径方向依存性のＤＣポテンシャル障壁の軸方向位置が経時的に変化されえるような、次善に好ましいその他の実施形態も考えられる。

好ましい実施形態にしたがうと、１つ又は２つ以上の軸方向ＤＣポテンシャル障壁の振幅は、実質固定されたままであることが好ましい。しかしながら、１つ又は２つ以上の軸方向ＤＣポテンシャル障壁の振幅が経時的に変化されえるような、次善に好ましいその他の実施形態も考えられる。

障壁場の振幅は、軸方向ＤＣポテンシャル障壁の振幅が、好ましくは第１の径方向への半径の増大とともに減少するように、第１の径方向に変化することが好ましい。軸方向ＤＣポテンシャル障壁の振幅は、また、軸方向ＤＣポテンシャル障壁の振幅が、好ましくは第２の異なる（直交する）径方向への半径の増大とともに増加するように、第２の径方向にも変化することが好ましい。

好ましいイオントラップ内のイオンは、イオンガイド内又はイオントラップ内に追加時間変動場を印加する又は形成することによって、少なくとも１つの径方向に質量選択的に変位されることが好ましい。追加時間変動場は、ＲＦイオンガイド又はＲＦイオントラップを構成する電極対の１つに追加ＡＣ電圧を印加することによって形成されることが好ましい電場を含むことが好ましい。

一実施形態にしたがうと、１つ又は２つ以上のイオンは、追加時間変動場の周波数をイオンガイド内の１つ又は２つ以上のイオンの質量依存性の特性振動周波数に近くなるように又は実質対応するように選択する又は設定することによって、質量選択的に径方向に変位されることが好ましい。

質量依存性の特性周波数は、イオントラップ内の１つ又は２つ以上のイオンの永年周波数に関連する、対応する、又は実質等しいことが好ましい。好ましい装置内のイオンの永年周波数は、イオンの質量対電荷比の関数である。永年周波数は、ＲＦ専用四重極について、以下の等式によって近似されてよい。

ここで、ｍ／ｚは、イオンの質量対電荷比であり、ｅは、電子電荷であり、Ｖは、ピークＲＦ電圧であり、Ｒ₀は、ロッドセットの内接半径であり、Ωは、ＲＦ電圧の角周波数である。

次に、添付の図面を参照にして、本発明の様々な実施形態がほんの一例として説明される。

本発明の好ましい一実施形態にしたがったイオントラップの概略を示す図である。 本発明の実施形態にしたがったイオントラップの出口に配置された出口電極間のポテンシャルエネルギをグラフ化したものであり、径方向依存性の軸方向ＤＣポテンシャルの一例を示す図である。 図２に示されたポテンシャルエネルギのグラフを、ｙ＝０の線に沿って２つのｙ電極間の中間地点で切り取って示した断面である。 軸方向に分割されたヴェーン電極を隣り合うロッド電極間に提供された別の一実施形態にしたがったイオントラップの概略を示す図である。 図４に示された実施形態を（ｘ＝ｙ）、ｚ平面で示したものであり、ヴェーン電極が軸方向にどのように好ましく分割されるかを示す図である。 （ｘ＝−ｙ）、ｚ平面に配置された個々のヴェーン電極に好ましく印加されるＤＣポテンシャルシーケンスを示す図である。 （ｘ＝−ｙ）、ｚ平面に配置された個々のヴェーン電極にやはり好ましく印加される続きのＤＣポテンシャルシーケンスを示す図である。 （ｘ＝ｙ）、ｚ平面に配置された個々のヴェーン電極に好ましく印加されるＤＣポテンシャルシーケンスを示す図である （ｘ＝ｙ）、ｚ平面に配置された個々のヴェーン電極にやはり好ましく印加される続きのＤＣポテンシャルシーケンスを示す図である。 イオントラップについて、質量対電荷比３００を有するイオンを励起させるためにロッド電極対の１つに周波数６９．９３６ｋＨｚの追加ＡＣ電圧を印加された場合のＳＩＭＩＯＮ（ＲＴＭ）シミュレーションを、ｘ、ｚ平面で示す図である。 イオントラップについて、質量対電荷比２９９を有するイオンを励起させるためにロッド電極対の１つに周波数７０．１７０ｋＨｚの追加ＡＣ電圧を印加された場合のＳＩＭＩＯＮ（ＲＴＭ）シミュレーションを、ｘ、ｚ平面で示す図である。 ヴェーン電極を含むイオントラップについて、ＡＣ電圧をヴェーン電極間に印加されるとともに振幅の等しい２つのＤＣポテンシャルシーケンスをヴェーン電極に印加された場合のＳＩＭＩＯＮ（ＲＴＭ）シミュレーションを、ｘ、ｚ平面で示す図である。 ヴェーン電極を含むイオントラップについて、ＡＣ電圧をヴェーン電極間に印加されるとともに振幅の異なる２つのＤＣポテンシャルシーケンスをヴェーン電極に印加された場合のＳＩＭＩＯＮ（ＲＴＭ）シミュレーションを、ｘ、ｚ平面で示す図である。 好ましいイオントラップ及びイオン検出器を含む、一実施形態にしたがった質量分析計を示す図である。 好ましいイオントラップ及びイオン検出器の上流に質量フィルタ又は質量分析器を配置された、一実施形態にしたがった質量分析計を示す図である。 質量フィルタ又は質量分析器の上流に好ましいイオントラップを配置された、一実施形態にしたがった質量分析計を示す図である。 一部の実験データを示す図である。

次に、図１を参照にして、本発明の一実施形態が説明される。１つ又は２つ以上の入口電極１と、２つの双極電極対２，３を含む第１の主四重極ロッドセットと、主四重極ロッドセットの下流に配置された短い第２の四重極ロッドセット（又はポストフィルタ）と、を含むイオントラップが提供されることが好ましい。より短い第２の四重極ロッドセットは、２つの双極電極対４，５を含むことが好ましく、これは、２つの放出電極対４，５を形成しているものと見なすことができる。短い第２の四重極ロッドセット４，５又はポストフィルタは、イオントラップからのイオンの軸方向の放出をサポートするように構成されることが好ましい。

一動作モードにおいて、イオンは、入口電極を又はイオントラップの上流に配置されることが好ましいイオンゲート（不図示）などの別のイオン光学部品をパルス駆動することによって、イオントラップに周期的にパルス入力されることが好ましい。イオントラップにパルス入力されるイオンは、第１の主四重極ロッドセットを構成することが好ましい２つの電極対２，３に対するＲＦ電圧の印加によって、イオントラップ内において径方向に閉じ込められることが好ましい。イオンは、イオントラップ内において、擬ポテンシャル井戸内に径方向に閉じ込められることが好ましい。とある位相の印加ＲＦ電圧が、第１の主四重極ロッドセットを構成する１つのロッド電極対２に好ましく印加される一方で、やはり第１の主四重極ロッドセットを構成するもう１つのロッド電極対３には、逆位相の印加ＲＦ電圧が好ましく印加される。イオンは、イオンがイオントラップに入ったら入口電極１にＤＣ電圧を印加することによって、そしてイオントラップの出口に配置された放出電極対４，５の少なくとも１対にＤＣ電圧を印加することによって、イオントラップ内において軸方向に閉じ込められることが好ましい。２つの放出電極対４，５は、主四重極ロッドセットを構成するロッド電極２，３と同じＲＦ電圧に維持されることが好ましい。主ロッド電極２，３に印加されるＲＦ電圧の振幅及び周波数と、出口電極４，５に印加されるＲＦ電圧の振幅及び周波数とは、同じであることが好ましい。イオンは、したがって、イオントラップ内において径方向に尚且つ軸方向に閉じ込められることが好ましい。

イオントラップ内のイオンは、一定時間の経過後に熱エネルギ状態にあるものと見なすことができるように、イオントラップ内に存在する背景ガスとの衝突によって、運動エネルギを失うことが好ましい。その結果、イオンは、イオントラップの中心軸に沿ってイオン雲を形成することが好ましい。

イオントラップは、様々に異なる動作モードにおいて動作されてよい。装置は、質量選択的又は質量対電荷比選択的なイオントラップとして動作するように構成されることが好ましい。この動作モードにおいては、イオントラップの出口に配置された出口電極対又は放出電極対４，５の少なくとも１対に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧が印加されることが好ましい。放出電極対４，５の少なくとも１対に対する１つ又は２つ以上のＤＣ電圧の印加は、結果として、イオントラップの出口領域に径方向依存性の軸方向ＤＣポテンシャル障壁を生成させる又は形成させることが好ましい。次に、図２を参照にして、径方向依存性の軸方向ＤＣポテンシャルの形態について、より詳しく説明される。

図２は、主ロッド電極２，３に印加されるＤＣバイアスに対して＋４Ｖの電圧が一方のエンド電極対４に印加された一実施形態にしたがって２つの出口電極対４，５間に生成されるポテンシャル面を示している。もう一方のエンド電極対５には、主ロッド電極２，３に印加されるＤＣバイアスに対して−３Ｖの電圧が印加された。

２つのエンド電極対又は出口電極対４，５に印加された２つの異なるＤＣ電圧の組み合わせは、その結果、イオントラップの出口に長手方向中心軸に沿って＋０．５Ｖの軸上ポテンシャル障壁を形成させることが好ましい。ＤＣポテンシャル障壁は、正電荷を帯びたイオン（すなわちカチオン）をイオンガイド内において熱エネルギ状態で軸方向にトラップするのに十分であることが好ましい。図２に示されるように、軸方向トラップポテンシャルは、ｙ径方向には半径とともに増加するがｘ径方向には半径とともに減少することが好ましい。

図３は、ｘ方向への半径とともに径方向依存性のＤＣポテンシャルがどのように変化するかを、標準座標系においてｙがゼロに等しい場合について（すなわちｙ電極間の中間の線に沿って）示している。ｘ＝１、ｙ＝０における軸上ポテンシャルは、＋０．５Ｖであり、ポテンシャルは、ｘの絶対値の増加とともに二次関数的に減少することが明らかである。イオンが、ｘ径方向におよそ２ｍｍより大きく径方向に移動しない限り、ポテンシャルは、正にとどまり、したがって、正電荷を帯びたイオンをイオントラップ内において軸方向に閉じ込める効果を有する。半径２ｍｍの地点において、ＤＣポテンシャルは、主四重極ロッドセットを構成する２つの双極ロッド電極対２，３に印加されたＤＣバイアスポテンシャルより低くなる。その結果、ｘ方向に２ｍｍを超える径方向運動を有するイオンは、イオントラップの出口領域に配置された抽出電極又は出口電極４，５の近くにあるときに抽出場を受けるようになる。抽出場は、２ｍｍを超える径方向運動を有するイオンを加速してイオントラップから軸方向に追い出す働きをすることが好ましい。

イオントラップ内におけるｘ方向へのイオンの径方向運動を増大させ（て引き続きそれらのイオンに軸方向抽出場をかけ）る方法の１つは、主四重極ロッドセット２，３を構成する１つのロッド電極対３間に小さいＡＣ電圧（又はティックル電圧）を印加することである。電極対３に印加されたＡＣ電圧は、２つのロッド電極３間にｘ方向の電場を生成することが好ましい。電場は、電極３間におけるイオンの運動に作用することが好ましく、印加ＡＣ場の周波数でイオンをｘ方向に振動させることが好ましい。印加ＡＣ場の周波数が、好ましい装置内におけるイオンの永年周波数に一致する場合は（上記の式１を参照せよ）、これらのイオンは、印加された場と共鳴しあうようになることが好ましい。ｘ方向へのイオン運動の振幅が、ｘ方向の軸方向ポテンシャル障壁の幅より大きくなると、イオンは、これ以上イオントラップ内において軸方向に閉じ込められなくなる。その代わり、イオンは、抽出場を受けてイオントラップから軸方向に放出される。

イオントラップから軸方向に放出される際のイオンが径方向に閉じ込められたままにするために、エンド電極４，５には、ＲＦ電圧が印加されることが好ましい。

径方向依存性の軸方向ＤＣポテンシャル障壁の位置は、固定されたままであることが好ましい。しかしながら、特定の質量対電荷比又は一定の範囲内の質量対電荷比を有するイオンの放出又は前方への移送をもたらすために、径方向依存性の軸方向障壁の位置が経時的に変化しえるような、次善に好ましいその他の実施形態も考えられる。

本発明の別の一実施形態にしたがったイオントラップが、図４に示されている。この実施形態にしたがうと、イオントラップは、軸方向に分割された複数のヴェーン電極６，７を更に含むことが好ましい。図４は、イオントラップのｘ、ｙ平面を通る断面であり、イオントラップを構成する主ロッド電極２，３間に２つのヴェーン電極対６，７がどのように提供されてよいかを示している。ヴェーン電極６，７は、双極ロッド電極２，３間の２つの異なるゼロポテンシャル面内にあるように位置決めされることが好ましい。ヴェーン電極６，７は、イオントラップ内に最小変形のみを生じることが好ましい。

１つのヴェーン電極対６は、ｘ＝ｙ平面にあるように配置されることが好ましく、もう１つのヴェーン電極対７は、ｘ＝−ｙ平面にあるように配置されることが好ましい。ヴェーン電極対６，７は、ともに、イオントラップの中心軸より内接半径４手前の地点で終結することが好ましい。したがって、イオントラップの長手方向中心軸に沿った軸方向イオン誘導領域は、制限されない又は遮られない状態にとどまることが好ましい（すなわち、イオントラップの中心軸に沿ってクリアに見通せることが好ましい）。これに対して既知のイオントラップは、イオントラップの長手方向中心軸を跨ぐ十字型の電極を有しており、その結果、イオントラップを通るイオンの伝送が低減される。

図５は、図４に示されたイオントラップを（ｘ＝ｙ）、ｚ平面で示している。イオントラップに入るイオンは、主ロッド電極２，３に対するＲＦ電圧の印加の結果として得られる擬ポテンシャル場によって、径方向に閉じ込められることが好ましい。イオンは、１つ又は２つ以上の入口電極８に及び出口電極９に好ましく印加されるＤＣポテンシャルによって、軸方向に閉じ込められることが好ましい。１つ又は２つ以上の入口電極８は、イオントラップの入口に配置されることが好ましく、出口電極９は、イオントラップの出口に配置されることが好ましい。

ｘ＝ｙ平面に配置されたヴェーン電極６及びｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７は、ｘ軸に沿って分割されることが好ましい。図５に示された特定の実施形態にしたがうと、ヴェーン電極６，７は、好ましい装置の長さに沿って２０の個々の分割電極が配置されるように軸方向に分割されてよい。しかしながら、ヴェーン電極が異なる数の電極に軸方向に分割されえるような、その他の実施形態も考えられる。

１番目のヴェーン電極（＃１）は、イオントラップの入口端に配置されることが好ましく、２０番目のヴェーン電極（＃２０）は、イオントラップの出口端に配置されることが好ましい。

一実施形態にしたがうと、ＤＣポテンシャルは、所定の順序にしたがってヴェーン電極６，７に好ましく印加される。図６Ａ及び図６Ｂは、ｘ＝−ｙ平面に配置された分割ヴェーン電極７に対して時刻Ｔ＝Ｔ０からその後の時刻Ｔ＝Ｔ２１までの期間にわたって好ましく順次印加されるＤＣ電圧シーケンスを例示している。初期時刻Ｔ＝Ｔ０では、全ての分割ヴェーン電極７が、主ロッド電極２，３に印加されるＤＣバイアス（例えばゼロ）と同じであることが好ましい同じＤＣバイアスポテンシャルに維持されることが好ましい。続く時刻Ｔ１では、ｘ＝−ｙ平面に配置された１番目のヴェーン電極（＃１）に、正のＤＣポテンシャルが好ましく印加される。続く時刻Ｔ２では、ｘ＝−ｙ平面に配置された１番目及び２番目のヴェーン電極（＃１、＃２）の両方に、正のＤＣポテンシャルが好ましく印加される。このシーケンスは、のちの時刻Ｔ２０において、ｘ＝−ｙ平面に配置された全てのヴェーン電極７にＤＣポテンシャルが好ましく印加されるまで、更なるヴェーン電極７へと次第にＤＣポテンシャルが好ましく印加されていくように、展開され繰り返されることが好ましい。最後に、続く時刻Ｔ２１では、ｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７に印加されたＤＣポテンシャルが、全てのヴェーン電極７から実質同時に排除されることが好ましい。負電荷を帯びたイオン（すなわちアニオン）の分析の場合は、正のＤＣポテンシャルではなく負のＤＣポテンシャルがヴェーン電極７に印加されることが好ましい。

ｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７に正のＤＣポテンシャルが好ましく印加されるのと同時に、ｘ＝ｙ平面に配置されたヴェーン電極６にも正のＤＣポテンシャルが好ましく印加される。図７Ａ及び図７Ｂは、ｘ＝ｙ平面に配置された分割ヴェーン電極６に時刻Ｔ＝Ｔ０からその後の時刻Ｔ＝Ｔ２１までの期間にわたって好ましく順次印加されるＤＣ電圧シーケンスを例示している。初期時刻Ｔ＝Ｔ０では、全ての分割ヴェーン電極６が、主ロッド電極２，３に印加されたＤＣバイアス（すなわちゼロ）と同じであることが好ましい同じＤＣバイアスポテンシャルに維持されることが好ましい。続く時刻Ｔ１では、ｘ＝ｙ平面に配置された２０番目のヴェーン電極（＃２０）に、正のＤＣポテンシャルが好ましく印加される。続く時刻Ｔ２では、ｘ＝ｙ平面に配置された１９番目及び２０番目のヴェーン電極（＃１９、＃２０）の両方に、正のＤＣポテンシャルが好ましく印加される。このシーケンスは、のちの時刻Ｔ２０において、ｘ＝ｙ平面に配置された全てのヴェーン電極６にＤＣポテンシャルが好ましく印加されるまで、更なるヴェーン電極６へと次第にＤＣポテンシャルが好ましく印加されていくように、展開され繰り返されることが好ましい。最後に、続く時刻Ｔ２１では、ｘ＝ｙ平面に配置されたヴェーン電極６に印加されたＤＣポテンシャルが、全てのヴェーン電極６から実質同時に排除されることが好ましい。負電荷を帯びたイオン（すなわちアニオン）の分析の場合は、正のＤＣポテンシャルではなく負のＤＣポテンシャルがヴェーン電極６に印加されることが好ましい。

平均してイオントラップの中心軸に対してランダムに分布されている正電荷を帯びたトラップイオンについて、図６Ａ〜６Ｂ及び図７Ａ〜６Ｂを参照にして上述された順序にしたがって、ｘ＝−ｙ平面に配置された分割ヴェーン電極７にＤＣポテンシャルを印加すると同時にｘ＝ｙ平面に配置された分割ヴェーン電極６にＤＣポテンシャルを印加することの効果は、イオントラップの中心軸沿いに位置しているイオンを、イオントラップの入口に向かう方向及び好ましい装置の出口に向かう方向に追い立てることにある。その結果、イオントラップの中心軸沿いに位置しているイオンは、正味ゼロの力を受け、平均して、いずれの方向にもエネルギを得ないことになる。

しかしながら、ｘ＝ｙ平面に配置されたヴェーン電極６及びｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７に、順次に尚且つ同時に２つのＤＣポテンシャルシーケンスが印加されるにつれて、ヴェーン電極６，７のいずれかに向かって中心軸から径方向に変位されたイオンは、好ましいことに、１つの方向にエネルギを得るようになる。したがって、径方向に励起されたイオンは、好ましいことに、ヴェーン電極６，７に印加された過渡ＤＣポテンシャルによって、イオントラップの出口に向かって伝送される又は追い立てられる。

一実施形態にしたがうと、ｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７の全ての対向する分割片間に、小さいＡＣ電圧又はティックル電圧が印加されることも好ましい。この実施形態にしたがうと、とある位相のＡＣ電圧が、中心軸の一方の側に配置された全てのヴェーン電極に好ましく印加される一方で、中心軸のもう一方の側に配置された全てのヴェーン電極には、逆位相のＡＣ電圧が好ましく印加される。ヴェーン電極７に印加されるＡＣ電圧又はティックル電圧の周波数は、好ましい装置内にあってイオントラップから軸方向に放出されることを望まれている１つ又は２つ以上のイオンの永年周波数（式１を参照せよ）に一致する又は対応することが好ましい。ＡＣ電圧の印加は、ｘ＝−ｙ平面における（すなわち１つの径方向における）イオンの振動振幅を増大させることが好ましい。したがって、これらのイオンは、好ましいことに、好ましい装置の出口に向かう加速をもたらす場を、好ましい装置の入口に向かう加速をもたらす対応する場よりも、平均して強く受けることになる。ひとたび十分な軸方向エネルギを得たイオンは、好ましいことに、出口電極９によって提供される径方向依存性のＤＣポテンシャル障壁を乗り越える。出口電極９は、上述のような形で径方向依存性のＤＣポテンシャル障壁を形成するように構成されることが好ましい。第１の範囲内の質量対電荷比を有するイオンが第１の軸方向に追い立てられる、方向付けられる、加速される、又は駆り立てられる一方で、第２の異なる範囲内の異なる質量対電荷比を有するその他のイオンが第２の異なる軸方向に同時に又はその他の形で追い立てられ、方向付けられ、加速され、又は駆り立てられえるような、その他の実施形態も考えられる。第２の軸方向は、第１の軸方向に直交することが好ましい。

分割ヴェーン電極６，７を含むイオントラップであって、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧シーケンスがヴェーン電極６，７に順次印加されるイオントラップは、径方向に励起されたイオンが、好ましいことに、ヴェーン電極６，７に対する過渡ＤＣ電圧又は過渡ＤＣポテンシャルの印加によって次いでイオントラップの出口領域へ活発に移送される、という利点を有する。イオンは、次いで、好ましいことに、イオントラップのｚ軸沿いにおけるそれらの初期位置に無関係に、遅延することなくイオントラップから軸方向に放出される。

図６Ａ〜６Ｂ及び図７Ａ〜７Ｂを参照にして上述されたようにヴェーン電極６，７に好ましく印加されるＤＣ電圧シーケンス又はＤＣポテンシャルシーケンスは、ひとたび径方向に励起されたイオンをイオントラップの長さに沿って追い立てる又は平行移動させるために分割ヴェーン電極６，７に印加されえる特定の組み合わせのＤＣポテンシャルシーケンスを例示しているに過ぎない。しかしながら、１つ又は２つ以上のヴェーン電極セット６，７に異なるＤＣポテンシャルシーケンスを印加することによって同様の結果が得られる、その他の実施形態も考えられる。

上述のような分割ヴェーン電極６，７を含むイオントラップは、様々に異なる動作モードにおいて動作されてよい。例えば、一動作モードにおいては、ｘ＝ｙ平面に配置された分割ヴェーン電極６に印加される過渡ＤＣ電圧の振幅が、ｘ＝−ｙ平面に配置された分割ヴェーン電極７に印加される過渡ＤＣ電圧の振幅より大きくされてよい。平均してイオントラップの中心軸に対してランダムに分布されたイオンは、その結果、イオントラップの入口領域に向けて追い立てられることになる。イオンは、入口電極８に好ましく印加される適切なＤＣ電圧の印加によって、イオントラップの局所にトラップされてよい。ｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７の両端に好ましく印加される追加ＡＣ電圧又はティックル電圧の印加によって、ｘ＝−ｙ平面内において十分に変位されたイオンは、好ましいことに、好ましい装置の出口に向けて加速される。イオンは、次いで、好ましいことに、イオントラップから軸方向に放出される。

イオンの共振質量対電荷比に関連する１つ又は２つ以上のパラメータを経時的に変化させる又はスキャンすることによって、異なる質量対電荷比を有するイオンがイオントラップから順次解放されえる又は放出されえるような、本発明の更なる実施形態が考えられる。例えば、式１を参照にすると、ロッド電極２，３に印加される主ＲＦ電圧の振幅Ｖ及び／又は周波数Ωが、（イオンをイオントラップ内において径方向に閉じ込めるために）実質一定に維持される一方で、ロッド電極対２，３の１つ及び／又はヴェーン電極セット６，７の１つに印加される追加ＡＣ電圧又はティックル電圧の周波数は、時間の関数として変化されてよい。

別の一実施形態にしたがうと、追加ＡＣ電圧若しくはティックル電圧の周波数及び／又は主ロッド電極２，３に印加される主ＲＦ電圧の周波数Ωが、実質一定に維持される一方で、主ロッド電極２，３に印加される主ＲＦ電圧の振幅Ｖは、時間の関数として変化されてよい。

別の一実施形態にしたがうと、追加ＡＣ電圧若しくはティックル電圧の周波数及び／又は主ロッド電極２，３に印加される主ＲＦ電圧の振幅Ｖが、実質一定に維持される一方で、主ロッド電極２，３に印加される主ＲＦ電圧の周波数Ωは、時間の関数として変化されてよい。

別の一実施形態にしたがうと、ロッド電極２，３に印加される主ＲＦ電圧の周波数Ω、及び／又は追加ＡＣ電圧若しくはティックル電圧の周波数、及び／又は主ＲＦ電圧の振幅Ｖは、任意の組み合わせで変化されてよい。

図８は、図１を参照にして図示及び説明されたように構成された好ましいイオントラップ内におけるイオン挙動のＳＩＭＩＯＮ８（ＲＴＭ）シミュレーションの結果を示している。ロッド電極２，３の内接半径Ｒ₀は、５ｍｍであるものとしてモデル化された。入口電極１は、＋１Ｖの電圧でバイアスされるものとしてモデル化され、ロッドセット電極２，３は、０Ｖの電圧でバイアスされるものとしてモデル化された。ロッド電極２，３及び出口電極４，５に印加される主ＲＦ電圧は、１５０Ｖ（ゼロ・ツー・ピーク振幅）及び１ＭＨｚの周波数に設定された。一方の主ロッドセット電極対３及び一方のエンド電極対５には、同位相のＲＦ電圧が印加された。他方の主ロッド電極対２及び他方のエンド電極対４には、逆位相のＲＦ電圧が印加された。ｙエンド電極対４が、＋４Ｖの電圧にバイアスされたのに対し、ｘエンド電極対５は、−３Ｖにバイアスされた。背景ガス圧力は、１０^-4トール（１．３×１０^-4ミリバール）のヘリウムであるものとしてモデル化された（抗力がイオン速度に線形比例する抗力モデル）。初期の軸方向イオンエネルギは、０．１ｅＶに設定された。

初期時刻ゼロにおいて、イオントラップ内に５つのイオンが提供されるものとしてモデル化された。イオンは、質量対電荷比２９８、２９９、３００、３０１、及び３０２を有するものとしてモデル化された。イオンは、次いで、ｘロッド電極対３間に周波数６９．９３６ｋＨｚで３０ｍＶ（ピーク・ツー・ピーク）の正弦波ＡＣポテンシャル差を印加することによって生成された追加ＡＣ場又は励起ＡＣ場を直ちに受けた。これらのシミュレーション条件下では、質量対電荷比３００を有するイオンの径方向運動が増大され、イオントラップの出口に配置された軸方向ＤＣポテンシャル障壁の幅より大きくなった。その結果、質量対電荷比３００を有するイオンは、１．３ｍｓ後にイオントラップから抽出された又は軸方向に放出された。シミュレーションは、その後１０ｍｓに相当する期間にわたって同様に継続されたが、イオントラップから更なるイオンが抽出される又は放出されることはなかった。

第２のシミュレーションが実施され、その結果が図９に示された。ｘロッド電極対３に印加される追加ＡＣ電圧又は励起ＡＣ電圧又はティックル電圧の周波数が、６９．９３６ｋＨｚから７０．１７０ｋＨｚまで増大されたことを除き、全てのパラメータは、図８を参照にして上述された先のシミュレーションと同じに維持された。このシミュレーションでは、今度は質量対電荷比２９９を有するイオンが放出される一方で、その他のイオンは全て、イオントラップ内に閉じ込められたままであった。これは、式１と十分に一致している。

図１０は、図５に示されたものと同様の分割ヴェーン電極６，７を含むイオントラップの性能をモデル化された別のＳＩＭＩＯＮ８（ＲＴＭ）シミュレーションの結果を示している。イオントラップは、図６Ａ〜図６Ｂ及び図７Ａ〜図７Ｂの両方を参照にして図示され説明されたのと実質同様な形でヴェーン電極６，７にＤＣポテンシャルシーケンスを印加されるモードにおいて動作されるものとしてモデル化された。

ヴェーン電極６，７は、２つの電極セットを含むものとしてモデル化された。一方のヴェーン電極セット６は、ｘ＝ｙ平面に配置され、他方のヴェーン電極セット７は、ｘ＝−ｙ平面に配置された。各ヴェーン電極セットは、２本の電極帯で構成され、中心のイオン誘導領域の一方の側に第１の電極帯を配置され、中心のイオン誘導領域のもう一方の側に第２の電極帯を配置された。第１及び第２の電極帯は、同一平面内に配置された。各電極帯は、２０の個々のヴェーン電極で構成された。個々の各ヴェーン電極は、ｚ軸に沿って（すなわち軸方向に）１ｍｍに及んだ。隣り合うヴェーン電極の間は、１ｍｍの間隔に維持された。四重極ロッドセットの内側の内接半径Ｒ₀は、５ｍｍに設定され、２つのヴェーン電極対６，７によってもたらされる内側の内接半径は、２．８３ｍｍに設定された。

入口電極８に＋２ＶのＤＣバイアスが印加されるものとしてモデル化され、出口電極９にも＋２ＶのＤＣバイアスが印加されるものとしてモデル化された。主ロッド電極２，３に印加されるＤＣバイアスは、０Ｖに設定された。ロッド電極２，３及び出口電極９に印加されるＲＦポテンシャルの振幅は、ゼロ・ツー・ピークが４５０Ｖであるように設定され、このＲＦポテンシャルの周波数は、１ＭＨｚに設定された。背景ガス圧力は、１０^-4トール（１．３×１０^-4ミリバール）のヘリウムにモデル化された（抗力モデル）。初期の軸方向イオンエネルギは、０．１ｅＶに設定された。ヴェーン電極６，７には、分割ヴェーン電極６，７に対するＤＣ電圧の印加間の時間ステップを０．１μｓとして、過渡ＤＣ電圧が印加された。両分割ヴェーン電極セット６，７に印加されるＤＣ電圧の振幅は、４Ｖに設定された。

時刻ゼロにおいて、イオントラップ内に６つのイオンが提供されるものとしてモデル化された。イオンは、質量対電荷比３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、及び３３２を有するものとしてモデル化された。イオンは、次いで、ｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７間に１６０ｍＶ（ピーク・ツー・ピーク）の正弦波ＡＣポテンシャル差を印加することによって生成された追加ＡＣ場又は励起ＡＣ場を直ちに受けた。追加ＡＣ電圧又は励起ＡＣ電圧の周波数は、２０８．３８０ｋＨｚに設定された。これらのシミュレーション条件下では、質量対電荷比３２９を有するイオンの径方向運動がｘ＝−ｙ平面において増大され、その結果、イオンは、ヴェーン電極６，７に印加された過渡ＤＣ電圧によってｚ軸方向の軸方向エネルギを得た。質量対電荷比３２９を有するイオンは、出口電極９に向けて加速された。イオンは、出口電極９によって課されたＤＣ障壁を乗り越えるのに十分な軸方向エネルギを得た。その結果、質量対電荷比３２９を有するイオンは、およそ０．６５ｍｓ後にイオントラップから抽出された又は軸方向に放出された。その他のイオンは、イオントラップ内にトラップされたままであった。

図１１は、分割ヴェーン電極６，７を有するイオントラップの第２のＳＩＭＩＯＮ８（ＲＴＭ）シミュレーションの結果を示している。イオントラップは、図１０を参照にして上述されたのと同様に構成され、同様のモードにおいて動作された。しかしながら、このシミュレーションによると、出口電極９に印加されるＤＣバイアスは、０Ｖに引き下げられた。ｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７に次第に印加されたＤＣ電圧の振幅は、３．５Ｖに設定され、その一方で、ｘ＝ｙ平面に配置されたヴェーン電極６に次第に印加されたＤＣ電圧の振幅は、４．０Ｖに設定された。ｘ＝−ｙ平面に配置されたヴェーン電極７間に印加された追加ＡＣ電圧又は励起ＡＣ電圧の振幅は、１２０ｍＶ（ピーク・ツー・ピーク）に設定され、２０７．３８０ｋＨｚの周波数を有した。

異なる質量対電荷比を有する６つのイオンは、最初、入口電極８に近いイオントラップの上流端に閉じ込められた。質量対電荷比３２９を有するイオンの径方向運動は、このイオンを好ましい装置の出口に向かって加速させる平均の力がこのイオンを好ましい装置の入口に向かって加速させる平均の力を超えるまで、ｘ＝−ｙ平面において増大した。質量対電荷比３２９を有するイオンは、およそ０．９ｍｓ後に好ましい装置から出て行くことを示された。

本発明の一実施形態にしたがうと、好ましい装置は、複数の異なるモードにおいて動作されてよい。例えば、一動作モードにおいては、好ましい装置は、リニアイオントラップとして動作されてよい。別の一動作モードにおいては、好ましい装置は、適切なＲＦ電圧及び分解ＤＣ電圧をロッド電極に印加することによって、従来の四重極ロッドセット質量フィルタ又は質量分析器として動作されてよい。Ｂｒｕｂａｋｅｒレンズ又はポストフィルタとしても知られる遅延ＤＣランプを提供するために、出口電極にＤＣ電圧が印加されてよい。

別の一実施形態にしたがうと、好ましい装置は、アイソレーションセル及び／又はフラグメンテーションセルとして動作されてよい。好ましい装置に入るように、イオンの集団が配置されてよい。次いで、分離イオンに、追加ＡＣ電圧又はティックル電圧が印加されてよい。追加ＡＣ電圧又はティックル電圧は、様々な質量対電荷比を有するイオンの永年周波数に対応する周波数を含むがイオントラップ内において最初に分離され保持されるべきイオンに対応する永年周波数は含まないことが好ましい。追加ＡＣ電圧又はティックル電圧は、不要な又は望まれていないイオンを共鳴励起させそれらのイオンをロッド又はシステムから失わせる働きをすることが好ましい。残っている分離イオンは、次いで、軸方向に放出される、且つ／又は好ましい装置内において１つ若しくは２つ以上のフラグメンテーションプロセスを経ることが好ましい。

一実施形態にしたがうと、イオンは、好ましい装置内において、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）、電子移動解離（「ＥＴＤ」）、又は電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）を含む１つ又は２つ以上のフラグメンテーションプロセスを経てよい。これらのプロセスは、ＭＳⁿ実験を促進するために繰り返されてよい。結果として得られるフラグメントイオンは、下流に配置された更なる好ましい装置へ質量選択方式又は非質量選択方式で解放されてよい。

例えば図１２に示されるように、好ましい装置が独立型装置として動作されえるような、その他の実施形態が考えられる。この実施形態にしたがうと、好ましい装置１０の上流には、イオン源１１が配置されてよく、好ましい装置１０の下流には、イオン検出器１２が配置されてよい。イオン源１１は、レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、又はシリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源などのパルスイオン源を含むことが好ましい。

或いは、イオン源１１は、連続イオン源を含んでよい。連続イオン源が提供される場合は、好ましい装置１０の上流に、更なるイオントラップ１３が提供されてよい。イオントラップ１３は、好ましくは、イオンを蓄えて次いで好ましい装置１０内に向けてイオンを周期的に解放する働きをする。連続イオン源は、エレクトロスプレイイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源、大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、脱離エレクトロスプレイイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、大気圧ＭＡＬＤＩ（「ＡＰ−ＭＡＬＤＩ」）イオン源、高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、又は電界脱離（「ＦＤ」）イオン源を含んでよい。或いは、その他の連続イオン源又は擬似連続イオン源が使用されてよい。

一実施形態にしたがうと、好ましい装置は、ハイブリッド型質量分析計を形成するために組み入れられてよい。例えば、図１３に示された一実施形態にしたがうと、好ましい装置１０の上流に、フラグメンテーション装置１３とともに質量分析器又は質量フィルタ１４が提供されてよい。好ましい装置１０の上流には、イオンを蓄え次いで好ましい装置１０内に向けてイオンを周期的に解放するために、イオントラップ（不図示）も提供されてよい。フラグメンテーション装置１３は、特定の動作モードにおいてイオントラップ又はイオンガイドとして動作するように構成されてよい。図１３に示された実施形態にしたがうと、質量分析器又は質量フィルタ１４によって先ず質量選択的に伝送されたイオンは、次いで、フラグメンテーション装置１３内においてフラグメント化されてよい。結果として得られたフラグメントイオンは、次いで、好ましい装置１０によって質量分析されることが好ましく、好ましい装置１０から軸方向に放出されたイオンは、次いで、下流のイオン検出器１２によって検出されることが好ましい。

図１３に示されたような質量分析器又は質量フィルタ１４は、四重極ロッドセット質量フィルタ又は別のイオントラップを含むことが好ましい。質量分析器又は質量フィルタ１４は、磁場型の質量フィルタ若しくは質量分析器、又は軸方向加速飛行時間型質量分析器を含んでよい。

フラグメンテーション装置１３は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）、電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）、電子移動解離（「ＥＴＤ」）、又は表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメント化するように構成されることが好ましい。

別の一実施形態にしたがった質量分析計が、図１４に示されている。この実施形態にしたがうと、好ましい装置１０は、フラグメンテーション装置１３及び質量分析器１５の上流に配置されることが好ましい。フラグメンテーション装置１３は、好ましい装置１０の下流に且つ質量分析器１５の上流に配置されることが好ましい。好ましい装置１０の上流には、イオンを蓄え次いでイオンを好ましい装置１０内に向けて周期的に解放するために、イオントラップ（不図示）が配置されてよい。図１４に示された幾何学的配置は、好ましい装置１０からイオンを質量依存方式で軸方向に放出可能にすることが好ましい。好ましい装置１０から軸方向に放出されるイオンは、次いで、フラグメンテーション装置１３内においてフラグメント化されることが好ましい。結果として得られたフラグメントイオンは、次いで、質量分析器１５によって分析されることが好ましい。

図１４を参照にして示され上述された実施形態は、好ましい装置から質量依存方式で出て行くイオンが次いで好ましくはフラグメント化されるような、並列ＭＳ／ＭＳ実験の実施を促進することが好ましい。これは、フラグメントイオンから前駆イオンへの割り当てが高デューティサイクルで達成されることを可能にする。フラグメンテーション装置１３は、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）、電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）、電子移動解離（「ＥＴＤ」）、又は表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメント化するように構成されてよい。フラグメンテーション装置１３の下流に配置された質量分析器１５は、飛行時間型質量分析器又は別のイオントラップを含むことが好ましい。その他の実施形態にしたがうと、質量分析器１５は、磁場型質量分析器、四重極ロッドセット質量分析器、又はオービトラップ質量分析計などフーリエ変換をベースにした質量分析器を含んでよい。

共振追加ＡＣ電圧又はティックル電圧を印加する以外の手段によってイオンがイオントラップ内において径方向に変位されえるような、本発明の更なる実施形態が考えられる。例えば、イオンは、質量選択不安定性によって、尚且つ／或いはパラメトリック励振によって、尚且つ／或いは１つ若しくは２つ以上のロッド電極２，３及び／又は１つ若しくは２つ以上のヴェーン電極６，７にＤＣポテンシャルを印加することによって、径方向に変位されてよい。

次善に好ましい実施形態にしたがうと、イオンは、イオントラップの一端又は両端から順次に尚且つ／或いは同時的に軸方向に放出されてよい。

一実施形態にしたがうと、好ましい装置は、異なる特定の質量対電荷比を有する複数の異なる種のイオンが実質同時に尚且つゆえに実質並列的にイオントラップから軸方向に放出されえるように、構成されてよい。

好ましい装置は、一動作モードにおいて、イオンが好ましい装置を通過する又は好ましい装置から放出されるとともに自身のイオン移動度にしたがって時間的に分離されえるように、より高圧で動作されてよい。

図１３及び図１４を参照にして上述されたハイブリッド型実施形態は、イオン移動度に基づく分離段階も含んでよい。イオンは、好ましい装置１０内において、尚且つ／或いは例えば好ましい装置１０の上流及び／又は下流に位置しえる１つ又は２つ以上の個々のイオン移動度装置内において、自身のイオン移動度にしたがって分離されてよい。

一実施形態にしたがうと、更なるヴェーン電極を提供するのではなく主四重極ロッド電極を分割することによって、位置を経時的に変化させる１つ又は２つ以上の径方向依存性ＤＣ障壁が提供されてよい。ＤＣポテンシャルは、実質上述されたように順次に個々の電極分割片に印加されてよい。一方の又は両方の四重極ロッド対に跨るＡＣティックル電圧励起は、質量選択的な軸方向への放出をもたらすことになる。

一実施形態にしたがうと、異なる径方向依存性障壁の位置は、経時的に変化されてよい。

一実施形態にしたがうと、径方向依存性障壁の位置の経時的変化を記述する異なる順序が実現されてよい。

一実施形態にしたがうと、障壁場の軸方向位置は、好ましい装置の長さの全部又は一部に沿って可変であってよい。

好ましい装置内において異なる電極分割片にＤＣポテンシャルを印加する間の時間間隔は、好ましい装置の動作時の任意の時点において可変であってよい。

異なる時間に異なる電極分割片に印加されるＤＣ電圧の振幅は、好ましい装置の動作時の任意の時点において可変であってよい。

好ましい実施形態にしたがうと、同じ面内にある相対するヴェーン電極に対して同じＤＣポテンシャルが同時に印加されてよい。しかしながら、その他の実施形態にしたがうと、動作の原理を変更することなくより複雑なその他の順序で１つ又は２つ以上のＤＣ電圧が印加されてよい。

１つ又は２つ以上の径方向依存性ＤＣ障壁が位置を経時的に変化させるように構成された実施形態に関しては、好ましい装置は、好ましい実施形態の下流に位置するエネルギ分析器とあわせて使用されてよい。エネルギ分析器は、例えば、静電分析器（「ＥＳＡ」）又は適切なＤＣポテンシャルを印加されたグリッドを含んでよい。

１つ又は２つ以上の径方向依存性ＤＣ障壁が位置を経時的に変化させるように構成された実施形態に関しては、好ましい装置は、正イオン及び負イオンを実質同時に閉じ込める及び／又は分離するために使用されてもよい。

一実施形態にしたがうと、ＲＦ四重極は、更なるＤＣポテンシャルを追加されてよく、これは、式１の変更につながる。

好ましい実施形態の利点の１つは、装置又はイオントラップから出て行くイオンのエネルギの広がりが、好ましいことに、比較的低く尚且つ範囲が明確であることにある。これは、好ましい実施形態にしたがうと、放出プロセス時において、主径方向閉じ込めＲＦポテンシャルからイオンに対して軸方向エネルギが付与されない、という事実による。これは、閉じ込めＲＦポテンシャルから閉じ込めイオンに対する軸方向エネルギの移動が放出プロセスに不可欠であるような、その他の既知のイオントラップと対照的である。この軸方向エネルギの移動は、主ＲＦポテンシャルとＤＣ障壁電極との相互作用によって、装置出口のフリンジ場領域において発生しえる。

好ましい実施形態は、したがって、下流の質量分析器又は衝突セル若しくは反応ガスセルなどの下流装置にイオンが引き渡される場合に、特に有利である。下流装置の受け入れ基準は、入ってくるイオンの運動エネルギの広がりが大きいと、装置全体の伝送及び／又は性能が悪影響を受けることであってよい。

実質図１を参照にして上述されたように構成されたイオントラップから出て行くイオン群の運動エネルギは、図８を参照にして上述されたのと同様に、ＳＩＭＩＯＮ８（ＲＴＭ）を使用して記録された。ロッド電極２，３の内接半径Ｒ₀は、４．１６ｍｍであるものとしてモデル化された。入口電極１は、＋１Ｖの電圧でバイアスされるものとしてモデル化され、ロッドセット電極２，３は、０Ｖの電圧でバイアスされるものとしてモデル化された。ロッド電極２，３及び出口電極４，５に印加される主ＲＦ電圧は、８００Ｖ（ゼロ・ツー・ピーク振幅）及び１ＭＨｚの周波数に設定された。一方の主ロッドセット電極対３及び一方のエンド電極対５には、同位相のＲＦ電圧が印加された。他方の主ロッド電極対２及び他方のエンド電極対４には、逆位相のＲＦ電圧が印加された。ｙエンド電極対４が、＋４Ｖの電圧にバイアスされたのに対し、ｘエンド電極対５は、−２Ｖにバイアスされた。背景ガス圧力は、１０^-4トール（１．３×１０^-4ミリバール）のヘリウムであるものとしてモデル化された（抗力がイオン速度に線形比例する抗力モデル）。初期の軸方向のイオンエネルギは、０．１ｅＶに設定された。

初期時刻ゼロにおいて、イオントラップ内に質量対電荷比が６０９である３００個のイオンが提供されるものとしてモデル化された。ｘロッド電極対３間に、周波数が２４０ｋＨｚで２００ｍＶ（ピーク・ツー・ピーク）の正弦波ＡＣポテンシャル差が印加された。ロッド電極に印加されたＲＦ電圧は、次いで、その初期値から１０００Ｖ（ゼロ・ツー・ピーク振幅）へ引き上げられた。これらのシミュレーション条件下では、イオンの径方向運動が増大され、イオントラップの出口に配置された軸方向ＤＣポテンシャル障壁の幅より大きくなった。その結果、イオンは、イオントラップから軸方向に放出された。エンド電極５の端から４ｍｍの距離において、イオンの運動エネルギが測定された。イオンの平均運動エネルギは２ｅＶであり、運動エネルギの標準偏差は２．７ｅＶであった。

比較のため、ＳＩＭＩＯＮ８（ＲＴＭ）を使用して、別の既知の軸方向放出技術がモデル化された。使用された関連パラメータは、上述されたものと同じであり、装置の出口端にあるフリンジ場レンズは、＋２ＶのＤＣ電圧に設定された。この場合、イオンの平均運動エネルギは４９．１ｅＶであり、運動エネルギの標準偏差は５６．７ｅＶであった。

好ましい実施形態にしたがった実験的イオントラップからのデータが、図１５に示されている。実験的イオントラップは、改良された三連四重極質量分析計に装着された。牛のインスリンの試料が、正イオンエレクトロスプレイイオン化を使用して導入され、４＋荷電状態を形成するイオンが、イオントラップの上流の四重極質量フィルタを使用して選択された。２Ｄａ毎秒のスキャン速度で主閉じ込めＲＦ振幅の分析スキャンが実施される前に、イオントラップは、およそ２秒にわたってイオンで満たされた。径方向依存性の障壁を生成するために、一方の出口電極対は＋２０ボルトのＤＣを、もう一方の出口電極セットは−１４ボルトのＤＣを供給された。４＋荷電状態の同位体エンベロープを内包する狭い質量対電荷比範囲のマススペクトルが示されている。これらの条件下において、およそ２３，８００の質量分解力が実現された。一実施形態にしたがうと、リニアイオントラップとして１つの多重極ロッドセットが用いられてよい。幾つかの特定の機械的構成が考えられる。

一実施形態にしたがうと、ロッドの少なくとも１つ又は２つ以上の領域に導電性コーティングで覆われた誘電体コーティングを更に含む固体金属ロッドが提供されてよい。コーティングは、ロッドの外径が実質増大しないような厚さであることが好ましい。導電性コーティングを施された領域には、次いで、１つ又は２つ以上の軸方向ＤＣ障壁を形成するためにＤＣ電圧が印加されてよく、その一方で、主ロッドに印加されるＲＦ電圧は、ＲＦ四重極場を形成するために、わずかな減衰のみでコーティングを通して働きかけることを意図される。

固体金属ロッドの代わりに、導電性コーティングを伴うセラミック、石英、又は類似のロッドが使用されえることを除き、上記の実施形態と実質同様であるような、別の一実施形態が考えられる。

最後に、誘電体コーティング及び導電性コーティングに代えて、ロッドの周囲に又はロッド表面内に作成された溝に薄い電気絶縁線を巻かれることを除き、上記２つの実施形態と実質同様であるような、更なる一実施形態が考えられる。

本発明は、好ましい実施形態を参照にして説明されてきたが、当業者ならば、添付の特許請求の範囲に定められた本発明の範囲から逸脱することなく各種の変更を形態及び詳細に加えられることが明らかである。

Claims (15)

1. イオントラップであって、
   第１の複数の電極を含む第１の電極セットと、
   第２の複数の電極を含む第２の電極セットであって、前記第１の電極セットの下流に配置された第２の電極セットと、
   第１の装置であって、（ａ）第１の範囲内の径方向変位を有するイオンが、前記イオンの少なくとも一部を前記イオントラップ内において少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を受けるように、尚且つ（ｂ）異なる第２の範囲内の径方向変位を有するイオンが、前記イオンの少なくとも一部を前記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又は前記イオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場を受けるように、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応され、前記第１の装置は、更に、少なくとも一部の正イオン及び／又は負イオンを、前記イオンの有する前記第１の電極セット及び／又は前記第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される径方向変位が第１の値より小さい場合に前記イオントラップ内において軸方向に閉じ込めるために、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に、前記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応され、前記第１の装置は、少なくとも一部の正イオン及び／又は負イオンを、前記イオンの有する前記第１の電極及び／又は前記第２の電極の前記長手方向中心軸から測定される径方向変位が前記第１の値より大きい場合に抽出して又は加速して前記イオントラップから出す働きをする抽出場を使用時に形成するために、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に、前記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応される、第１の装置と、
   前記イオントラップ内において少なくとも一部のイオンの径方向変位を変化させる、増加させる、減少させる、又は変更するように構成され適応された第２の装置と
   を備えるイオントラップ。
2. 請求項１に記載のイオントラップであって、
   前記第１の電極セットは、第１の長手方向中心軸を含み、
   （i）前記第１の長手方向中心軸に沿って真直ぐ見通せ、尚且つ／或いは
   （ii）前記第１の長手方向中心軸に沿って軸方向の物理的障害が実質何もなく、尚且つ／或いは
   （iii）使用時に前記第１の長手方向中心軸に沿って伝送されるイオンは、実質１００％のイオン伝送効率で伝送されるイオントラップ。
3. 請求項１または請求項２に記載のイオントラップであって、
   前記第２の電極セットは、第２の長手方向中心軸を含み、
   （i）前記第２の長手方向中心軸に沿って真直ぐ見通せ、尚且つ／或いは
   （ii）前記第２の長手方向中心軸に沿って軸方向の物理的障害が実質何もなく、尚且つ／或いは
   （iii）使用時に前記第２の長手方向中心軸に沿って伝送されるイオンは、実質１００％のイオン伝送効率で伝送されるイオントラップ。
4. 請求項１ないし請求項３の何れかに記載のイオントラップであって、
   前記第２の装置は、
   （ｉ）第１の時点において前記第１の範囲内に入る径方向変位を有する少なくとも一部のイオンに、続く第２の時点において前記第２の範囲内に入る径方向変位を持たせるように、尚且つ／或いは
   （ii）第１の時点において前記第２の範囲内に入る径方向変位を有する少なくとも一部のイオンに、続く第２の時点において前記第１の範囲内に入る径方向変位を持たせるように、
   構成されるイオントラップ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のイオントラップであって、
   （ａ）前記第１の複数の電極は、多重極ロッドセット、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、又は８を超える数のロッドを有するロッドセットを含み、尚且つ／或いは
   （ｂ）前記第２の複数の電極は、多重極ロッドセット、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、又は８を超える数のロッドを有するロッドセットを含むイオントラップ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のイオントラップであって、
   前記第１の装置は、前記第１の電極セット及び／又は前記第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される第１の径方向への径方向変位とともに増加する及び／又は減少する及び／又は変化する電気的ポテンシャルを使用時に前記第１の電極セット内及び／又は前記第２の電極セット内に形成するために、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応され、尚且つ、
   前記第１の装置は、前記第１の電極セット及び／又は前記第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される第２の径方向への径方向変位とともに増加する及び／又は減少する及び／又は変化する電気的ポテンシャルを使用時に形成するために、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加するように構成され適応され、前記第２の径方向は、前記第１の径方向に直交する、イオントラップ。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のイオントラップであって、
   前記第２の装置は、前記第１の電極セット内及び／又は前記第２の電極セット内において少なくとも一部のイオンを質量選択方式又は質量対電荷比選択方式で径方向に励起して、前記第１の電極セット内及び／又は前記第２の電極セット内における少なくとも一部のイオンの径方向運動を質量選択方式又は質量対電荷比選択方式で少なくとも１つの径方向に増大させるために、前記第１の複数の電極の少なくとも一部に及び／又は前記第２の複数の電極の少なくとも一部に、第１の位相及び／又は第２の逆位相の１つ又は２つ以上の励起電圧、ＡＣ電圧、又はティックル電圧を印加するように構成され適応されるイオントラップ。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のイオントラップであって、更に、
   前記第１の電極セット間に配置された第１の複数のヴェーン電極若しくは補助電極、及び／又は前記第２の電極セット間に配置された第２の複数のヴェーン電極若しくは補助電極を備えるイオントラップ。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のイオントラップであって、
   前記第２の装置は、前記第１の複数の電極及び／又は前記第２の複数の電極の少なくとも一部に、１つ又は２つ以上のＤＣポテンシャルを印加することによって、イオンの径方向変位を増加させるように構成され適応される、イオントラップ。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のイオントラップであって、
    一動作モードにおいて、
    （ｉ）イオンは、前記イオントラップから軸方向に実質断熱的に、及び／又は前記イオンに軸方向エネルギを大きく付与することなく放出され、尚且つ／或いは
    （ii）イオンは、(i)＜１ｅＶ、(ii)１〜２ｅＶ、(iii)２〜３ｅＶ、(iv)３〜４ｅＶ、(v)４〜５ｅＶ、(vi)５〜６ｅＶ、(vii)６〜７ｅＶ、(viii)７〜８ｅＶ、(ix)８〜９ｅＶ、(x)９〜１０ｅＶ、(xi)１０〜１５ｅＶ、(xii)１５〜２０ｅＶ、(xiii)２０〜２５ｅＶ、(xiv)２５〜３０ｅＶ、(xv)３０〜３５ｅＶ、(xvi)３５〜４０ｅＶ、及び(xvii)４０〜４５ｅＶからなる群より選択される範囲内の平均軸方向運動エネルギによって、軸方向に前記イオントラップから軸方向に放出され、尚且つ／或いは
    （iii）イオンは、軸方向に前記イオントラップから軸方向に放出され、軸方向運動エネルギの標準偏差は、(i)＜１ｅＶ、(ii)１〜２ｅＶ、(iii)２〜３ｅＶ、(iv)３〜４ｅＶ、(v)４〜５ｅＶ、(vi)５〜６ｅＶ、(vii)６〜７ｅＶ、(viii)７〜８ｅＶ、(ix)８〜９ｅＶ、(x)９〜１０ｅＶ、(xi)１０〜１５ｅＶ、(xii)１５〜２０ｅＶ、(xiii)２０〜２５ｅＶ、(xiv)２５〜３０ｅＶ、(xv)３０〜３５ｅＶ、(xvi)３５〜４０ｅＶ、及び(xvii)４０〜４５ｅＶからなる群より選択される範囲内である、イオントラップ。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のイオントラップであって、
    前記第１の電極セットは、第１の多重極ロッドセットを含み、前記第２の電極セットは、第２の多重極ロッドセットを含み、イオンを前記第１の多重極ロッドセット内及び／又は前記第２の多重極ロッドセット内に径方向に閉じ込めるために、前記第１の多重極ロッドセットに及び第２の多重極ロッドセットに、実質同じ振幅及び／又は周波数及び／又は位相のＡＣ電圧又はＲＦ電圧が印加される、イオントラップ。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のイオントラップを備える質量分析計。
13. イオンをイオントラップにトラップする方法であって、
    第１の複数の電極を含む第１の電極セット及び第２の複数の電極を含む第２の電極セットを提供することであって、前記第２の電極セットは、前記第１の電極セットの下流に配置されることと、
    第１の範囲内の径方向変位を有するイオンが、前記イオンの少なくとも一部を前記イオントラップ内において少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を受けるように、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加することであって、異なる第２の範囲内の径方向変位を有するイオンは、前記イオンの少なくとも一部を前記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又は前記イオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場を受け、前記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧は、少なくとも一部の正イオン及び／又は負イオンを、前記イオンの有する前記第１の電極セット及び／又は前記第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される径方向変位が第１の値より小さい場合に前記イオントラップ内において軸方向に閉じ込めるために、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に印加され、前記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧は、少なくとも一部の正イオン及び／又は負イオンを、前記イオンの有する前記第１の電極及び／又は前記第２の電極の長手方向中心軸から測定される径方向変位が前記第１の値より大きい場合に抽出して又は加速して前記イオントラップから出す働きをする抽出場を使用時に形成するために、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に印加される、ことと、
    前記イオントラップ内において少なくとも一部のイオンの径方向変位を変化させる、増加させる、減少させる、又は変更することと、
    を備える方法。
14. 請求項１３に記載のイオンをトラップする方法を備える質量分析の方法。
15. コンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は、第１の複数の電極を含む第１の電極セットと、第２の複数の電極を含む第２の電極セットであって前記第１の電極セットの下流に配置された第２の電極セットと、を含むイオントラップを含む質量分析計の制御システムに、
    （ｉ）（ａ）第１の範囲内の径方向変位を有するイオンが、前記イオンの少なくとも一部を前記イオントラップ内において少なくとも１つの軸方向に閉じ込める働きをするＤＣトラップ場、ＤＣポテンシャル障壁、又は障壁場を受けるように、尚且つ（ｂ）異なる第２の範囲内の径方向変位を有するイオンが、前記イオンの少なくとも一部を前記少なくとも１つの軸方向に抽出する若しくは加速する及び／又は前記イオントラップから出す働きをするＤＣ抽出場、加速ＤＣポテンシャル差、又は抽出場を受けるように、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に、１つ又は２つ以上のＤＣ電圧を印加することであって、前記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧は、少なくとも一部の正イオン及び／又は負イオンを、前記イオンの有する前記第１の電極セット及び／又は前記第２の電極セットの長手方向中心軸から測定される径方向変位が第１の値より小さい場合に前記イオントラップ内において軸方向に閉じ込めるために、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に印加され、前記１つ又は２つ以上のＤＣ電圧は、少なくとも一部の正イオン及び／又は負イオンを、前記イオンの有する前記第１の電極及び／又は前記第２の電極の長手方向中心軸から測定される径方向変位が前記第１の値より大きい場合に抽出して又は加速して前記イオントラップから出す働きをする抽出場を使用時に形成するために、前記第２の複数の電極の１つ又は２つ以上に印加される、ことと、
    （ii）前記イオントラップ内において少なくとも一部のイオンの径方向変位を変化させる、増加させる、減少させる、又は変更することと、
    を行わせるために、前記制御システムによって実行可能であるように構成される、コンピュータ可読媒体。

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