JP5307844B2 - イオン移動度分析及びイオントラップ質量分析のための方法及システム - Google Patents
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Description
従来的には、高電界非対称イオン移動度分析(FAIMS)は、イオンをそれらの低電界イオン移動度と高電界イオン移動度との組合せに基づいて分離するイオン移動度分析の一形態である。一定のガス速度では、イオン移動度係数の依存性は、次の式1によって定義される。即ち、
K(E)=K0[1+α(E)]
上式で、零電界ではK0=K(E)であり、α(E)は一定のガス速度では移動度係数がEに依存する理由である。
本発明の第2の態様では、イオン移動度に基づく手順もしくはMS手順のいずれかの間に、又はこれらの手順が相互に重畳されている手順の間に、イオン断片化の工程が挿入可能である。
図6は、図4の貯蔵リング状イオントラップ50の断面図である。共通の回転軸60に対する4つの環状棒52、54、56、58の断面は、これらの4つの環状棒が点線62によって示した正方形のコーナーを形成することを示すことに留意されたい。これらの4つの環状棒は正方形のコーナーに限定されるものではなく、当業者に知られた任意適切な形状であり得ることに留意される。例えば、同じ直径ではない棒、又はテーパ付きの棒、又は断面図で見たときに菱形の形状を作成するようにずらした棒を考えられたい。
Claims (27)
- 荷電粒子と、原子、分子、粒子、亜原子粒子、およびイオンに由来する荷電粒子と、のイオン移動度及び質量対電荷比にしたがって、イオンを分離するために分離装置内の単一の室を使用する方法であって、前記方法は、
1)前記分離装置内の単一の室中でイオン移動度に基づく質量分析のシステムを提供する第1の工程であって、前記装置は複数の電極から構成され、前記複数の電極間に電界を生成するようにされ、前記システムは、同じ前記室内で、荷電粒子と、原子、分子、粒子、亜原子粒子、およびイオンに由来する荷電粒子と、のイオン移動度及び質量対電荷比にしたがって、イオンを分離できる、イオン移動度に基づく質量分析のシステムを提供する前記第1の工程と、
2)前記分離装置を作動する第2の工程であって、前記イオンの、イオン移動度、電荷、サイズ、質量、及び断面積に基づいて、イオンを分離する、前記分離装置を作動する前記第2の工程と、を含み、
前記第1及び第2の工程が、同時でなく任意の順番に行われる、方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記分離装置内の単一の室中で、前記イオンをトラップする工程をさらに含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、イオン移動度によって選択されたイオン又は質量対電荷比によって選択されたイオンを断片化する工程をさらに含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、イオン移動度、質量対電荷比、又はそれらの任意の組合せにしたがって、分離された前記イオンを分析する工程をさらに含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、
1)前記分離装置内の単一の室中でイオン移動度に基づく分析を実行する工程と、
2)前記分離装置内の単一の室中で質量分析を実行する工程とをさらに含む、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
1)前記分離装置内の単一の室中で質量分析を実行する工程と、
2)前記分離装置内の単一の室中でイオン移動度に基づく分析を実行する工程と、をさらに含む、方法。 - 請求項1に記載の方法において、イオン移動度に基づく分析及び質量分析の個別手順を、前記単一の室中で任意の順番で実行する工程をさらに含み、それによって前記イオンを処理する、方法。
- 請求項7に記載の方法において、イオン移動度に基づく分析及び質量分析の前記手順を、前記単一の室中で任意の回数で実行する工程をさらに含むが、一度に1つの手順のみを実行し、それによって前記イオンを処理する、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記複数の電極は、第1の複数の電極及び第2の複数の電極からなり、前記第1の複数の電極及び前記第2の複数の電極は、少なくとも2つの同心円筒、少なくとも2枚の実質的に平行な板、複数の直線棒、及び同心円筒内部の中心棒から構成される電極の群から選択される、方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記分離装置内の単一の室がその内部で直交流イオン移動度分析の手順も実行するように、前記分離装置内の単一の室を変更する工程をさらに含む、方法。
- 請求項10に記載の方法において、イオン移動度に基づく分析、質量分析、及び直交流イオン移動度分析の個別手順を、前記単一の室中で任意の順番で実行する工程をさらに含み、それによって前記イオンを処理する、方法。
- 請求項11に記載の方法において、イオン移動度に基づく分析、質量分析、及び直交流イオン移動度分析の個別手順を、前記単一の室内で任意の回数で実行する工程をさらに含み、それによって前記イオンを処理する、方法。
- 請求項1に記載の方法において、
1)第1の複数の電極及び第2の複数の電極を提供する工程であって、前記第1の複数の電極及び前記第2の複数の電極は、これらの間に電界を生成するように配置される、第1の複数の電極及び第2の複数の電極を提供する工程と、
2)前記第1の複数の電極及び前記第2の複数の電極に印加される電位を供給するための第1の手段を提供する工程と、
3)前記第1の複数の電極及び前記第2の複数の電極に印加される電位を供給するための第2の手段を提供する工程とをさらに含む、方法。 - 分離装置内の単一の室で、荷電粒子と、原子、分子、粒子、亜原子粒子、及びイオンに由来する荷電粒子との、イオン移動度及び質量対電荷比にしたがって、イオンを分離するシステムであって、前記システムは、
第1の複数の電極及び第2の複数の電極であって、前記単一の室内でこれらの間に電界を生成するように配置される、第1の複数の電極及び第2の複数の電極と、
前記第1の複数の電極及び第2の複数の電極に印加される電位を供給することにより、前記イオン移動度を分析する第1の手段と、
前記第1の複数の電極及び第2の複数の電極に印加される電位を供給することにより、前記質量対電荷比を分析する第2の手段と、から構成され、
前記第1及び第2の手段の動作は、同時でなく任意の順番に行われる、システム。 - 請求項14に記載のシステムにおいて、検出器をさらに含む、システム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、前記第1の複数の電極及び前記第2の複数の電極は、少なくとも2つの同心円筒、少なくとも2枚の実質的に平行な板、複数の直線棒、及び同心円筒内部の中心棒から構成される電極の群から選択される、システム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、前記電極は、4つの同軸に位置合わせされた環状棒の群から構成されており、第1の環状棒が第2の環状棒と共平面にかつ前記第2の環状棒の直径の内側に配置されており、第3の環状棒が第4の環状棒と共平面にかつ前記第4の環状棒の直径の内側に配置されており、前記第1及び第2の環状棒は前記第3及び第4の環状棒に平行とされており、さらに共通の回転軸に対する前記4つの環状棒の断面は、前記4つの環状棒が4辺構造のコーナーを形成することを示す、システム。
- 請求項16に記載のシステムにおいて、前記少なくとも2つの同心円筒は、第1の円筒及び第2の円筒からさらに構成される、システム。
- 請求項18に記載のシステムにおいて、前記検出器は、前記第1の円筒と前記第2の円筒との第1の端部に配置される、システム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、前記検出器は、ファラデー検出器、電子増倍管、マルチチャネル板、質量分析器、イオン移動度分析器、アレイ検出器、画像電流検出器、前記電極それ自体、電荷結合検出器、光子生成検出器、及びイオン/光子変換装置から構成される検出器の群から選択される、システム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、前記システムはイオン源からさらに構成され、前記イオン源は、前記単一の室にイオンを引き渡すための入口に隣接して配置される、システム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記システムはイオンを分析する手段からさらに構成され、前記分析する手段は、前記システムが特定のイオン移動度の少なくとも1つの種類のイオンを選択することのみを可能とする能力を備える、システム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記システムはイオンを分析する手段からさらに構成され、前記分析する手段は、前記システムが特定の質量対電荷比の少なくとも1つの種類のイオンを選択することのみを可能とする能力を備える、システム。
- 請求項23に記載のシステムにおいて、前記システムはイオンを測定する手段からさらに構成され、前記測定する手段は、イオン移動度のある範囲を走査する能力を備える、システム。
- 請求項23に記載のシステムにおいて、前記システムはイオンを測定する手段からさらに構成され、前記測定する手段は、イオンの質量対電荷比のある範囲を走査する能力を備える、システム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記電位を供給する第1の手段は、高電界非対称波形を生成する手段をさらに備え、前記電位を供給する第2の手段は、イオン移動度に基づく分析器として動作するときに、異なる電位を生成する手段を備える、システム。
- 請求項26に記載のシステムにおいて、前記高電界非対称波形は連続的に又は段階的に変更可能であり、それによって対象となる特定のイオンをいずれも選択する、システム。
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