JP5881765B2

JP5881765B2 - マルチモードイオン化装置

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Publication number: JP5881765B2
Application number: JP2014077526A
Authority: JP
Inventors: 謝建台
Original assignee: 國立中山大學
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2034-04-04
Also published as: EP2793248A2; CN104111282A; US9607818B2; TWI488216B; TW201442057A; JP2014212109A; EP2793248A3; CN104111282B; US20140312244A1

Description

この発明は、マルチモードイオン化装置に関し、特に質量分析計での使用に適合したマルチモードイオン化装置に関する。

質量分析計は、イオン化された被検体を発生させ、かつそれらの質量電荷比を測定することによって機能する。被検体をイオン化するにはいくつかのアプローチがあり、かつ異なる種類の被検体のイオン化に対しては、異なるアプローチが適している。例えば、エレクトロスプレーイオン化装置は、ペプチド、タンパク質などのような極性分子をイオン化するのに適しているが、しかし飽和炭化水素、多環式芳香族炭化水素などのような非極性分子をイオン化するのには適していない。大気圧化学イオン化装置は、非極性分子をイオン化するのに適しているが、しかし極性分子をイオン化するのには適していない。したがって、極性分子および非極性分子を含む試料を分析する場合、異なるイオン化装置を備えた異なる質量分析計を別々に使用して試料を分析する必要がある。そのため、異なる性質の被検体をイオン化するために、マルチモードイオン化装置を提供する必要性がある。

図１を参照すると、米国特許第７０７８６８１号明細書はマルチモードイオン化源を開示しているが、これは、エレクトロスプレーイオン化源（ＥＳＩ源）５と、ＥＳＩ源５の下流に配設される大気圧化学イオン化源（ＡＰＣＩ源）６とを含む。ＥＳＩ源５は、噴霧器５１と乾燥装置５２とを含む。被検体を含む液状媒質５０は、噴霧器５１へ導入され、かつオリフィス５１１へ輸送され、ここから帯電したエアロゾルが生成され、イオン化領域７０へ移動する。乾燥装置５２は、イオン化領域７０で帯電したエアロゾルにスイープガスを供給するために、スイープガス導管５２１を有する。噴霧器５１の噴霧器先端５１２と第１電極５３との間の第１電位差は、噴霧器先端５１２で帯電したエアロゾルを生成するための電界を作り出し、その一方で、第２電極５４と導管８との間の第２電位差は、イオンを導管８の方に向け、かつ案内するための電界を作り出す。ＡＰＣＩ源６は、コロナニードル６１を含む。コロナ放電は、コロナニードル６１での高電界によって生成される。電界は、コロナニードル６１と導管８との間の電位差によって顕著に生成される。この場合、帯電したエアロゾルがイオン化領域７０へ移動する際、帯電したエアロゾルは、コロナ放電によってさらにイオン化され得る。

それゆえに、本発明の目的は、マルチモードイオン化装置を提供することであり、この装置は、被検体を同時にかつ同じ場所でイオン化するための２つのイオン化ユニットを含み、それによって、極性および非極性の被検体が、より効率的かつ効果的にイオン化されることが可能である。

本発明によれば、マルチモードイオン化装置は、質量分析計での使用に適合しており、この質量分析計は、試料から引き出されかつ質量分析計によって分析されるべきイオン化された被検体を自身の中に収容するべく配設された受けユニットを含む。マルチモードイオン化装置は、
液状エレクトロスプレー媒質を供給するための貯留槽と、貯留槽の下流に配置され、かつ自身のところで液状エレクトロスプレー媒質のエレクトロスプレープルームを形成するように構成されるノズルとを含むエレクトロスプレーユニットであって、ノズルが自身の間で進行経路を規定するように受けユニットから一定の間隔を置いて配設される、エレクトロスプレーユニットと、
液状エレクトロスプレー媒質が、自身の中に収容されるべき受けユニットに向かって進むためのエレクトロスプレープルームとしてノズルを離れることが可能となるように、液状エレクトロスプレー媒質がノズルに駆け寄る際、液状エレクトロスプレー媒質に複数の電荷を負わせるように構成された電荷発生ユニットと、
プラズマプルームを発生させ、かつこれを案内するように構成されたプラズマ供給ユニットであって、プラズマプルームは、合流ゾーンにおいてプルーム結合体が形成されるようにエレクトロスプレープルームと混合し、この合流ゾーンは、進行経路の直線的に伸びる端部ゾーンの上流にあり、かつこの合流ゾーンは、少なくとも１つの被検体が、直線的に伸びる端部ゾーンに沿って受けユニットへ進行するプルーム結合体の中で運ばれることが可能となるように方向付けられ、それによって、直線的に伸びる端部ゾーンに沿う受けユニットへの接近の結果として、プルーム結合体の中で運ばれる前記少なくとも１つの被検体に対してプルーム結合体の電荷が渡され、したがって、イオン化された被検体の対応する１つが形成される、プラズマ供給ユニットと、を含む。

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を以下に詳しく説明する中で、明白となるであろう。

図１は、米国特許第７０７８６８１号明細書に開示された従来のマルチモードイオン化源の断面図である。図２は、本発明の第１の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置の断片的な断面図である。図３は、図２の断片的な拡大図である。図４は、本発明の第２の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置の断片的な断面図である。図５は、本発明の第３の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置の断片的な断面図である。図６は、本発明の第４の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置の断片的な断面図である。図７は、図６の断片的な拡大図である。図８は、本発明の第５の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置の断片的な断面図である。図９は、本発明の第６の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置の断片的な断面図である。図１０は、本発明の第７の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置の断片的な断面図である。図１１（ａ）は、エレクトロスプレーイオン化源（ＥＳＩ源）および大気圧化学イオン化源（ＡＰＣＩプラズマ源）の両方が動作している状態で、図９のマルチモードイオン化装置を用いて取られた第１試料のスペクトルを示す。図１１（ｂ）は、ＥＳＩ源だけが動作している状態で、図９のマルチモードイオン化装置を用いて取られた第１試料のスペクトルを示す。図１１（ｃ）は、ＡＰＣＩプラズマ源だけが動作している状態で、図９のマルチモードイオン化装置を用いて取られた第１試料のスペクトルを示す。図１２（ａ）は、ＥＳＩ源およびＡＰＣＩプラズマ源の両方が動作している状態で、図９のマルチモードイオン化装置を用いて取られた第２試料のスペクトルである。図１２（ｂ）は、ＡＰＣＩプラズマ源だけが動作している状態で、図９のマルチモードイオン化装置を用いて取られた第２試料のスペクトルを示す。図１２（ｃ）は、ＥＳＩ源だけが動作している状態で、図９のマルチモードイオン化装置を用いて取られた第２試料のスペクトルを示す。

本発明がより詳細に説明される前に、ここで注意するべきことは、本明細書を通して、同類の要素を表すのに同じ参照符号が用いられていることである。

図２および図３を参照すると、本発明の第１の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置３は、質量分析計２での使用に適合する。

質量分析計２は、受けユニット２１と検出器２２とを含む。受けユニット２１は、試料から引き出され、かつ質量分析計２によって分析されるべきイオン化された被検体を、自身の中に収容するように配設されている。受けユニット２１は、イオン化された被検体を分析するための質量分析器２１１を含む。質量分析器２１１は、イオン化された被検体が入るための入口ポート２１２を備えて形成される。検出器２２は、質量分析器２１１によるイオン化された被検体の分析結果として発生された信号を受け取るように配設され、それによって、質量分析結果、すなわち質量スペクトルを発生させる。

マルチモードイオン化装置３は、エレクトロスプレーユニット３１を含み、これは、エレクトロスプレーイオン化源（ＥＳＩ源）と、大気圧化学イオン化源（ＡＰＣＩ源）の性質を持つプラズマ供給ユニット３２と、電荷発生ユニット４とで構成される。

エレクトロスプレーユニット３１は、液状エレクトロスプレー媒質を供給するための貯留槽３１０と、貯留槽３１０の下流に配設され、かつ自身のところで液状エレクトロスプレー媒質の複数のエレクトロスプレープルームを連続的に形成するために構成されるノズル３０３とを含む。ノズル３０３は、自身の間で進行経路（Ｘ）を規定するように、受けユニット２１から一定の間隔を置いて配設される。

好ましくは、エレクトロスプレーユニット３１は、長さ方向に伸びて互いに反対にある第１管端部３０１および第２管端部３０２で終止する案内管３１６をさらに含む。第１管端部３０１は貯留槽３１０と流体連通しており、かつ第２管端部３０２はノズル３０３の役目をする。この実施形態では、案内管３１６は毛細管であり、かつ硬質管３１７によって強化されている。

液状エレクトロスプレー媒質が、自身の中に収容されるべき受けユニット２１に向かって進むためのエレクトロプルームとしてノズル３０３を離れることが可能となるように、液状エレクトロスプレー媒質がノズル３０３に駆け寄る際、電荷発生ユニット４は、液状エレクトロスプレー媒質に複数の電荷を負わせるように構成される。この好ましい実施形態では、電荷発生ユニット４は電圧供給部材４１を含み、電圧供給部材４１は、エレクトロスプレーユニット３１と受けユニット２１との間に、液状エレクトロスプレー媒質に複数の電荷を負わせるための強度で、しかも液状エレクトロスプレー媒質がエレクトロスプレープルームとしてノズル３０３を離れることを強制するための強度の電位差を確立するように配設される。

プラズマ供給ユニット３２は、複数のプラズマプルームを連続して発生させ、かつ合流ゾーン（Ｘ１）でプルーム結合体を形成するために、各プラズマプルームを案内してエレクトロスプレープルームと混合するように構成され、合流ゾーン（Ｘ１）は、進行経路（Ｘ）の直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）の上流にあり、かつ合流ゾーン（Ｘ１）は、少なくとも１つの被検体が、直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）に沿って受けユニット２１へ進行するプルーム結合体の中で運ばれることが可能となるように方向付けられ、それによって、直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）に沿って受けユニット２１に接近するプルーム結合体のサイズ縮小の結果として、プルーム結合体の中で運ばれる前記少なくとも１つの被検体に対して、プルーム結合体の電荷が渡され、したがって、イオン化された被検体の対応する１つが形成される。

好ましくは、プラズマ供給ユニット３２は案内導管３２３を含み、案内導管３２３は、長さ方向に伸びて、互いに反対にある第１および第２導管端部３２１、３２２で終止する。第１導管端部３２１はノズル３０３から遠位にあり、かつ第２導管端部３２２は、第１導管端部３２１の反対側で、しかもノズル３０３に対して近位にあり、それによって、プラズマ形成ガスから発生された各プラズマプルームは、第２導管端部３２２を通って案内導管３２３を離れ、したがって、合流ゾーン（Ｘ１）でエレクトロスプレープルームと混合することが可能となる。プラズマ形成ガスは、空気、窒素ガス、ヘリウムガスなどであることができ、かつ不活性ガスが好ましい。

この実施形態では、案内導管３２３は、案内管３１６と同軸であり、しかも案内管３１６を囲んで環状空隙３２６を規定し、それによって、環状空隙の中に導入されるプラズマ形成ガスが、プラズマプルームを発生させるために、第１導管端部３２１を通って環状空隙の中に案内される。

好ましくは、プラズマ供給ユニット３２は、プラズマ発生部材３２４をさらに含む。プラズマ発生部材３２４は、案内導管３２３の外側導管表面上で、しかも第１導管端部３２１と第２導管端部３２２との間に配設され、かつプラズマプルームを発生させるように、プラズマ形成ガスに高電圧を印加するように構成される。この実施形態では、プラズマ発生部材３２４は、案内導管３２３上にそでが付けられた環状電極３２４１を有し、かつプラズマプルームを発生させるように、環状空隙３２６を通過するプラズマ形成ガスをイオン化するために、高電圧が環状電極３２４１に印加される。

好ましくは、マルチモードイオン化装置３は、加圧されたガス供給ユニット３３を含む。加圧されたガス供給ユニット３３は、第１導管端部３２１と流体連通するように構成された出口３３０を有し、それによって、プラズマ形成ガスが環状空隙３２６の中に導入されることが可能になる。この実施形態では、加圧されたガス供給ユニット３３は、加圧されたプラズマ形成ガスを供給するためのガス供給器（図示せず）と、３つのポート３３２、３３３、３３４を有するガス案内Ｔ字型パイプ３３１とを含む。ポート３３２は、ポート３３２を通って、加圧されたプラズマ形成ガスをガス案内Ｔ字型パイプ３３１の中に導入するためのガス供給器と連通している。ポート３３３は出口３３０を有し、かつ第１導管端部３２１と連通している。ポート３３４は、硬質管３１７の外側表面に封着される。

そのうえ、エレクトロスプレーユニット３１は、３つのポート３１２、３１３および３１５を有する液体案内Ｔ字型パイプ３１１をさらに含む。ポート３１２は、液状エレクトロスプレー媒質が、ポート３１２を通ってＴ字型パイプ３１１に流入することを可能にする貯留槽３１０と連通している。ポート３１５は、液状エレクトロスプレー媒質が、案内管３１６に流入するのを案内するための第１管端部３０１に固定される。ポート３１３は、液状エレクトロスプレー媒質と接触した状態で配設され、かつ電圧供給部材４１と電気的に接続されている電極３１４に取り付けられる。電圧供給部材４１はまた、受けユニット２１と電気的に接続される。したがって、電圧供給部材４１によって、エレクトロスプレーユニット３１のノズル３０３と受けユニット２１との間に電位差が確立され得る。

この実施形態では、被検体は液状エレクトロスプレー媒質の中で分散され、かつ進行経路（Ｘ）は直線的に伸びる。図２および図３をさらに参照すると、動作中は、エレクトロスプレープルームが連続的に発生され、これらの各々は、合流ゾーン（Ｘ１）でプラズマプルームと混合され、したがって、少なくとも１つの被検体をそれぞれ運ぶプルーム結合体を連続的に形成する。プルーム結合体は、エレクトロスプレーユニット３１のノズル３０３と受けユニット２１との間の電位差によって、進行経路（Ｘ）の直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）に沿って、連続的に受けユニット２１の方に強制的に向けられる。各プルーム結合体が受けユニット２１に接近すると、各プルームのサイズは縮小し、かつプルーム結合体の電荷は、プルーム結合体の中の前記少なくとも１つの被検体の上に渡り、したがって、イオン化された被検体が形成されるであろう。イオン化された被検体は、入口ポート２１２を通って質量分析器２１１に入った後、質量分析器２１１によって分析される。質量分析器２１１による、イオン化された被検体分析の結果として発生される信号は、その信号に基づいて質量スペクトルを発生させるために、検出器２２によって受け取られる。

図４は、本発明の第２の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置３を例示する。第２の好ましい実施形態は、次の点を除いて、第１の好ましい実施形態と類似しているが、次の点とは、第２の好ましい実施形態におけるマルチモードイオン化装置３が、案内導管３２３および環状電極３２４１の周りに配設される加熱部材３２５を、さらに含むことである。この実施形態において、試料９は、合流ゾーン（Ｘ１）の下流で、しかも直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）の上流に配設される。図４を参照すると、エレクトロスプレープルームが連続的に発生されると、それらの各々は加熱されたプラズマプルームと混合され、かつ加熱されたプラズマプルームによってプルーム結合体を形成するように導かれ、さらにこのプルーム結合体は試料９に衝突するように導かれ、それによって、試料９に含まれる少なくとも１つの被検体が、プルーム結合体の中で運ばれるように脱着される。その後、連続的に形成されたプルーム結合体は、エレクトロスプレーユニット３１のノズル３０３と受けユニット２１との間の電位差によって、進行経路（Ｘ）の直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）に沿って、受けユニット２１の方に強制的に向けられる。

図５は、本発明の第３の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置３を例示する。第３の好ましい実施形態は、加圧されたガス供給ユニット３３が省略されていること、およびプラズマ供給ユニット３２が、受けユニット２１の質量分析器２１１に隣接して配設されていることを除いて、第１の好ましい実施形態に類似している。

この実施形態では、入口ポート２１２は入口軸（Ｚ）を規定し、かつマルチモードイオン化装置３は、管状延長部３４を含むが、管状延長部３４は、入口ポート２１２と流体連通するように構成され、かつ入口ポート２１２から入口軸（Ｚ）に沿って合流ゾーン（Ｘ１）に向けて伸びる。案内導管３２３は、管状延長部３４を取り囲むように配設されて、取り囲み空隙３４１を規定し、それによって、第１導管端部３２１を通って取り囲み空隙３４１の中に導入されるプラズマ形成ガスが、プラズマプルームの連続的な発生のために、取り囲み空隙３４１の中に案内されることが可能になる。この実施形態では、プラズマ形成ガスは、加圧されたガス供給ユニット（図示せず）によって、第１導管端部３２１を通って取り囲み空隙３４１の中に強制的に入れられる。プラズマ形成ガスが取り囲み空隙３４１および環状電極３２４１を通過する際、高電圧が環状電極３２４１に印加され、プラズマプルームを発生させるために、プラズマ形成ガスをイオン化する。プラズマプルームは、合流ゾーン（Ｘ１）に向けられてエレクトロスプレープルームと混合され、それによって、プルーム結合体が得られる。プルーム結合体は、エレクトロスプレーユニット３１のノズル３０３と受けユニット２１との間の電位差によって、進行経路（Ｘ）の直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）に沿って、受けユニット２１の方に強制的に向けられる。

図６および図７は、本発明の第４の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置３を例示する。第４の好ましい実施形態は、次の点を除いて、第３の好ましい実施形態に類似しているが、次の点とは、第４の好ましい実施形態におけるマルチモードイオン化装置３が、加圧されたガス供給ユニット３３と加熱部材３２５とをさらに含むことである。

この実施形態では、加圧されたガス供給ユニット３３は、３つのポート３３２、３３３、３３４を有するガス案内Ｔ字型パイプ３３１と、管状ダクト３３６を有する案内部材３３５とを含む。ポート３３２は、ポート３３２を通ってガス案内Ｔ字型パイプ３３１の中に加圧されたガスを導入するためのガス供給器（図示せず）と連通している。ポート３３３は、案内部材３３５と流体連通している。ポート３３４は、案内管３１６に封着される。管状ダクト３３６は、これ自身を案内管３１６が通過することが可能であるように構成され、かつ加圧されたガスが、ダクト出口３３７を通って排出されることが可能となるように、ノズル３０３のすぐ上流に配設されるダクト出口３３７で終止するように伸び、それによって、エレクトロスプレープルームが合流ゾーン（Ｘ１）の方に向けられ、合流ゾーン（Ｘ１）に配設された試料９に、合流ゾーン（Ｘ１）でのプラズマプルームと共に衝突する。したがって、試料９の中に含まれる少なくとも１つの被検体は脱着され、それによって、合流ゾーン（Ｘ１）で形成されるプルーム結合体の中で運ばれる。連続的に形成されるプルーム結合体は、エレクトロスプレーユニット３１のノズル３０３と受けユニット２１との間の電位差によって、進行経路（Ｘ）の直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）に沿って、受けユニット２１の方に強制的に向けられる。加熱部材３２５は、加圧されたガスの温度を上昇させるために、ガス案内部材３３５の周りに配設される。

図８は、本発明の第５の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置３を例示する。第５の好ましい実施形態は、第５の好ましい実施形態におけるマルチモードイオン化装置３が、試料９にエネルギーを加えるのに適合した脱着ユニット２３を含み、それによって、試料９の中に含まれる少なくとも１つの被検体が脱着されて、進行経路（Ｘ）と交差する飛行経路（Ｙ）に沿って飛行し、その結果、前記少なくとも１つの被検体が、プルーム結合体の中で運ばれることが可能となる点を除いて、第１の好ましい実施形態に類似している。

脱着ユニット２３は、レーザー脱着装置、熱脱着装置、レーザー誘起音響脱着装置などのような、被検体の脱着を可能にする任意の公知の装置であり得る。

この実施形態では、連続的なイオン化と分析のために、異なる試料９を回転可能な試料台２４の上に取り付けることができる。

図９は、本発明の第６の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置３を例示する。第６の好ましい実施形態は、次の点を除いて、第３の好ましい実施形態と類似であるが、次の点とは、第６の好ましい実施形態におけるマルチモードイオン化装置３が、第５の好ましい実施形態の脱着ユニット２３をさらに含むことである。

注意すべきことであるが、上記の好ましい実施形態においては、エレクトロスプレープルームは、電圧供給部材４１によって発生される電位差によって形成されてはいるが、エレクトロスプレープルームは、音波スプレー装置、熱スプレー装置、ＡＣ電圧エレクトロスプレーイオン化装置、イオンスプレー装置などで使用されるような、任意の公知スプレー技術によって発生させることができる。

例えば、図１０は、本発明の第７の好ましい実施形態によるマルチモードイオン化装置３を例示する。第７の好ましい実施形態では、電荷発生ユニット４は、イオン発生室４２と高速ガスの源４３とを含む音波スプレーイオン化装置である。イオン発生室４２は、ノズル３０３の上流に配設された出口と、原料を有する内側表面４２２とを有する。高速ガスの源４３は、内側表面４２２と流体的に連通するように配設され、その結果、高速ガスと原料との間の物理的相互作用によって、液状エレクトロスプレー媒質が負うべき電荷を生成することが可能になる。

実施例の以下の説明では、プロトン化イオン（ＭＨ^＋）は、自身に付けられたプロトンを有する被検体の分子を指し、ラジカル（Ｍ・^＋）は、自身から逃れた電子を有する被検体の分子を指し、かつプロトン化イオン（Ｍ＋２Ｈ）^２＋または（Ｍ＋３Ｈ）^３＋は、自身に付けられた２つまたは３つのプロトンを有する被検体の分子を指す。

図１１（ａ）は、カルバゾールを含む第１試料のスペクトル例を示す。このスペクトルは、図９のマルチモードイオン化装置３を用いて得られたが、図の中で、脱着ユニット２３は、レーザー脱着装置である。この実施例では、エレクトロスプレーユニット（ＥＳＩ源）３１およびプラズマ供給ユニット（ＡＰＣＩ源）３２が動作している。カルバゾールのプロトン化イオン（ＭＨ^＋，ｍ／ｚ＝１６８．２）およびラジカル（Ｍ・^＋，ｍ／ｚ＝１６７．２）に対する信号が観察された。図１１（ｂ）に示されるように、エレクトロスプレーユニット３１（ＥＳＩ源）だけが動作している場合、カルバゾールのプロトン化イオン（ＭＨ^＋）に対する信号だけが観察された。図１１（ｃ）に示されるように、プラズマ供給ユニット３２（ＡＰＣＩ源）だけが動作している場合、カルバゾールのラジカル（Ｍ・^＋）に対する信号だけが観察された。

図１２（ａ）は、インドール、フェロセン、リドカインおよびアンギオテンシンＩを含む第２試料のスペクトル例であり、このスペクトルは、図９のマルチモードイオン化装置を用いて得られたが、図９で脱着ユニット２３はレーザー脱着装置である。この実施例では、エレクトロスプレーユニット（ＥＳＩ源）３１およびプラズマ供給ユニット（ＡＰＳＩ源）３２の両方が動作していた。インドール（ｍ／ｚ＝１１８．３）のプロトン化イオン（ＭＨ^＋）、リドカイン（ｍ／ｚ＝２３５．３）のプロトン化イオン（ＭＨ^＋）、フェロセン（ｍ／ｚ＝１８６．１）のラジカル（Ｍ・^＋）、アンギオテンシンＩ（ｍ／ｚ＝４３３．２）のプロトン化イオン（Ｍ＋３Ｈ）^３＋およびアンギオテンシンＩ（ｍ／ｚ＝６４９．２）のプロトン化イオン（Ｍ＋２Ｈ）^２＋に対する信号が観察された。

図１２（ｂ）を参照すると、プラズマ供給ユニット３２（ＡＰＣＩ源）だけが動作している場合、インドール（ｍ／ｚ＝１１８．２）、フェロセン（ｍ／ｚ＝１８６．１）およびリドカイン（ｍ／ｚ＝２３５．２）に対する信号だけが観察された。図１２（ｃ）を参照すると、エレクトロスプレーユニット３１（ＥＳＩ源）だけが動作している場合、インドール（ｍ／ｚ＝１１８．３）、リドカイン（ｍ／ｚ＝２３５．２）およびアンギオテンシンＩ（ｍ／ｚ＝４３３．１，６４９．０）に対する信号だけが観察された。

上記から明らかなことは、エレクトロスプレーユニット（ＥＳＩ源）３１およびプラズマ供給ユニット（ＡＰＣＩ源）３２の両方が使用される場合、２つの異なるイオン化源が、被検体をイオン化するために、同時に使用され得ることである。

本発明は、最も実際的かつ好ましい実施形態と考えられることに関連して説明されてきたが、その一方で理解されることは、本発明は、開示された実施形態だけに限定されるものではなく、最も広範な解釈および等価的配置という精神および範囲の中に含まれる様々な配置に及ぶように意図されていることである。

Claims

質量分析計（２）での使用に適合したマルチモードイオン化装置（３）であって、
前記質量分析計（２）が、試料から引き出されかつ前記質量分析計（２）によって分析されるべきであるイオン化された被検体を自身の中に収容するように配設された受けユニット（２１）を含み、
当該マルチモードイオン化装置（３）は、
液状エレクトロスプレー媒質を供給するための貯留槽（３１０）と、前記貯留槽（３１０）の下流に配設され、かつ前記液状エレクトロスプレー媒質のエレクトロスプレープルームを自身のところで形成するように構成されるノズル（３０３）とを含むエレクトロスプレーユニット（３１）であって、前記ノズル（３０３）が、自身の間に進行経路（Ｘ）を規定するように、前記受けユニット（２１）から一定の間隔を置いて配設される、エレクトロスプレーユニット（３１）と、
前記液状エレクトロスプレー媒質が前記ノズルに駆け寄る際、前記液状エレクトロスプレー媒質に複数の電荷を負わせるように構成されており、それによって、前記液状エレクトロスプレー媒質が、自身の中に収容されるべき受けユニット（２１）に向かって進むための前記エレクトロスプレープルームとして前記ノズル（３０３）を離れることを可能とする電荷発生ユニット（４）と、
プラズマプルームを発生させ、かつこれを案内するように構成されるプラズマ供給ユニット（３２）であって、このプラズマプルームは、合流ゾーン（Ｘ１）においてプルーム結合体が形成されるように前記エレクトロスプレープルームと混合し、この合流ゾーン（Ｘ１）は、進行経路（Ｘ）の直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）の上流にあり、かつこの合流ゾーン（Ｘ１）は、少なくとも１つの被検体が、前記直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）に沿って前記受けユニット（２１）へ進行する前記プルーム結合体の中で運ばれることが可能となるように方向付けられ、それによって、前記直線的に伸びる端部ゾーン（Ｘ２）に沿う前記受けユニット（２１）への接近の結果として、前記プルーム結合体の中で運ばれる前記少なくとも１つの被検体に対して、前記プルーム結合体の電荷が渡され、したがって、前記イオン化された被検体の対応する１つが形成される、プラズマ供給ユニット（３２）と、を備える、マルチモードイオン化装置。
前記電荷発生ユニット（４）が、前記エレクトロスプレーユニット（３１）と前記受けユニット（２１）との間に、ある強度の電位差を確立するように配設された電圧供給部材（４１）を含み、それによって、前記液状エレクトロスプレー媒質に前記複数の電荷を負わせ、かつ前記液状エレクトロスプレー媒質が、前記エレクトロスプレープルームとして前記ノズル（３０３）を離れることを強制する、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチモードイオン化装置。
前記電荷発生ユニット（４）が、前記ノズル（３０３）の上流に配設された出口（４２１）を有するイオン発生室（４２）と、原料を有する内側表面（４２２）と、前記内側表面（４２２）と流体的に連通するように配設された高速ガスの源（４３）とを含み、その結果、高速ガスと前記原料との間の物理的相互作用によって、前記液状エレクトロスプレー媒質に負わされるべき電荷の生成が可能になる、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチモードイオン化装置。
前記エレクトロスプレーユニット（３１）が、長さ方向に伸びて互いに反対にある第１および第２の管端部（３０１，３０２）で終止する案内管（３１６）をさらに含み、前記第１管端部（３０１）が前記貯留槽（３１０）と流体連通しており、前記第２管端部（３０２）が前記ノズル（３０３）の役目を果たし、かつ、
前記プラズマ供給ユニット（３２）が案内導管（３２３）を含み、案内導管（３２３）は長さ方向に伸びて、前記ノズル（３０３）から遠位にある第１導管端部（３２１）と、前記第１導管端部（３２１）と反対にあり、かつ前記ノズル（３０３）に対して近位にある第２導管端部（３２２）とで終止し、それによって、プラズマ形成ガスから発生される前記プラズマプルームが、前記第２導管端部（３２２）を通って前記案内導管（３２３）を離れ、前記合流ゾーン（Ｘ１）で前記エレクトロスプレープルームと混合することが可能になる、ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のマルチモードイオン化装置。
前記案内導管（３２３）が前記案内管（３１６）と同軸である、ことを特徴とする請求項４に記載のマルチモードイオン化装置。
前記案内導管（３２３）が、環状空隙（３２６）を規定するために前記案内管（３１６）を取り囲み、それによって、環状空隙（３２６）の中に導入される前記プラズマ形成ガスが、前記第１導管端部（３２１）を通って、前記プラズマプルームの発生のために、環状空隙（３２１）の中に案内されることが可能になる、ことを特徴とする請求項５に記載のマルチモードイオン化装置。
前記受けユニット（２１）が、入口軸（Ｚ）を規定する入口ポート（２１２）を有し、前記マルチモードイオン化装置（３）が、前記入口ポート（２１２）と流体連通するように構成され、かつ前記入口ポート（２１２）から前記入口軸（Ｚ）に沿って前記合流ゾーン（Ｘ１）に向けて伸びる管状延長部（３４）を備え、前記案内導管（３２３）が、取り囲み空隙（３４１）を規定するために前記管状延長部（３４）を取り囲むように配設され、それによって、取り囲み空隙（３４１）の中に導入される前記プラズマ形成ガスが、連続的なプラズマプルームの発生のために、前記第１導管端部（３２１）を通って取り囲み空隙（３４１）内に案内されることが可能になる、ことを特徴とする請求項４に記載のマルチモードイオン化装置。
前記マルチモードイオン化装置（３）が、前記第１導管端部（３２１）と流体連通するように構成された出口（３３０）を有する加圧されたガス供給ユニット（３３）をさらに備え、それによって、前記プラズマ形成ガスが前記環状空隙（３２６）内に案内されることが可能になる、ことを特徴とする請求項６に記載のマルチモードイオン化装置。
前記マルチモードイオン化装置（３）が、管状ダクト（３３）を有するガス案内部材（３３５）を含む加圧されたガス供給ユニット（３３）をさらに備え、前記管状ダクト（３３６）が、前記案内管（３１６）が管状ダクト（３３６）を通過できるように構成され、かつ前記管状ダクト（３３６）が伸びて、加圧されたガスがダクト出口（３３７）から排出され得るように、前記ノズル（３０３）のすぐ上流に配設される前記ダクト出口（３３７）で終止し、それによって、前記エレクトロスプレープルームが前記合流ゾーン（Ｘ１）の方に向けられ、したがって、前記合流ゾーン（Ｘ１）での前記プラズマプルームと共に前記試料（９）に衝突する、ことを特徴とする請求項７に記載のマルチモードイオン化装置。
前記プラズマ供給ユニット（３２）がプラズマ発生部材（３２４）をさらに含み、プラズマ発生部材（３２４）が、前記案内導管（３２３）の外側導管表面上で、しかも前記第１導管端部（３２１）と第２導管端部（３２２）との間に配設され、かつ前記プラズマプルームを発生させるように、前記プラズマ形成ガスに高電圧を印加するように構成される、ことを特徴とする請求項４に記載のマルチモードイオン化装置。
前記マルチモードイオン化装置（３）が、前記プラズマプルームを加熱するために、前記案内導管（３２３）の周りに配設される加熱部材（３２５）をさらに備える、ことを特徴とする請求項６に記載のマルチモードイオン化装置。
前記マルチモードイオン化装置（３）が、加圧されたガスを加熱するために、前記ガス案内部材（３３５）の周りに配設される加熱部材（３２５）をさらに備える、ことを特徴とする請求項９に記載のマルチモードイオン化装置。
前記進行経路（Ｘ）が直線的に伸びる、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチモードイオン化装置。
前記マルチモードイオン化装置（３）が、前記試料（９）にエネルギーを加えるのに適合した脱着ユニット（２３）をさらに備え、それによって、前記試料（９）に含まれる前記少なくとも１つの被検体が脱着されて、前記進行経路（Ｘ）と交差する飛行経路（Ｙ）に沿って飛行し、それによって、前記少なくとも１つの被検体が、前記プルーム結合体の中で運ばれることが可能になる、ことを特徴とする請求項１３に記載のマルチモードイオン化装置。