JP6330154B2 - 電界非対称性イオン移動度分光計、およびそれを用いた混合物分離方法 - Google Patents
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Description
電界非対称性イオン移動度分光計は、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するために用いられる。分離された少なくとも1種類の物質は、電界非対称性イオン移動度分光計に含まれる検出器により検出される。
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、第1電極群および第2電極群を具備し、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記第1電極群は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極を含み、
前記第2電極群は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極を含み、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、かつ
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されている。
イオン化装置301に供給される混合物は、液体または気体である。本明細書では、混合物は、3種類のガス202〜204を含有することとする。ガス202〜204は、イオン化装置301を用いてイオン化される。
次に、イオン化されたガス202〜204は、イオン化装置301に隣接して配置されたフィルタ302に供給される。
(イオン検出部)
図1に示されるように、電界非対称性イオン移動度分光計は、イオン検出部303を具備し得る。イオン検出部303は、フィルタ302に隣接して配置される。言い換えれば、フィルタ302は、イオン化装置301およびイオン検出部303の間に配置される。
図1に示されるように、電界非対称性イオン移動度分光計は、ポンプ304を具備し得る。ポンプ304により、混合物は、イオン化装置301からフィルタ302を通ってイオン検出部303に吸引される。
102 第1電極群
103 第2電極群
105 第2絶縁性基板
106a 平板状の第1電極
106b 平板状の第2電極
106c 平板状の第3電極
106d 平板状の第4電極
106e 平板状の第5電極
106f 平板状の第6電極
108a 第1隙間
108b 第2隙間
108c 第3隙間
112 第1帯状電極
114 第2帯状電極
122 第1壁面電極
124 第2壁面電極
161 第1スルーホール
162 第2スルーホール
201a 平板状の第1電極
201b 平板状の第2電極
202 ガス
203 ガス
204 ガス
205 電源
301 イオン化装置
302 フィルタ
303 イオン検出部
304 ポンプ
311 電流計
900a 平板状の電極
900b 平板状の電極
902 ガス
903 ガス
Claims (18)
- 2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するための電界非対称性イオン移動度分光計であって、以下を具備する:
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極が第1電極群に含まれ、
前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極が第2電極群に含まれ、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、かつ
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されている。 - 請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記フィルタは、互いに平行な第1絶縁性基板および第2絶縁性基板を具備し、
前記第1絶縁性基板および前記第2絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、かつ
前記各平板状の第1〜第4電極は、前記第1絶縁性基板の厚み方向に直交する法線を有する。 - 請求項2に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記第2絶縁性基板の裏面に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記第2絶縁性基板の裏面に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、かつ
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている。 - 請求項3に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している。 - 請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、さらに
前記フィルタにより選択された前記少なくとも1種類の物質を検出するための検出部を具備し、
前記フィルタは、前記イオン化装置および前記検出部の間に位置している。 - 請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記第1隙間、第2隙間、および第3隙間は、10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する。 - 請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上、10000マイクロメートル以下の長さを有する。 - 電界非対称性イオン移動度分光計を用いて、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離する方法であって、
以下を具備する前記電界非対称性イオン移動度分光計を用意する工程(a)、
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極が第1電極群に含まれ、
前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極が第2電極群に含まれ、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、かつ
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記イオン化装置に前記2種類以上の物質を含有する混合物を供給し、前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化する工程(b)、および
前記イオン化された2種類以上の物質を前記フィルタに供給し、前記少なくとも1種類の物質を前記フィルタを通して分離する工程(c)、
ここで、
前記第1電極群および第2電極群の間に非対称な交流電圧が印加され、かつ
イオン化された前記少なくとも1種類の物質は前記第1〜第3隙間を通過する一方、それ以外のイオン化された物質は、前記平板状の第1〜第4電極の主面にトラップされる。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記フィルタは、互いに平行な第1絶縁性基板および第2絶縁性基板を具備し、
前記第1絶縁性基板および前記第2絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、かつ
前記各平板状の第1〜第4電極は、前記第1絶縁性基板の厚み方向に直交する法線を有する。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記第2絶縁性基板の裏面に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記第2絶縁性基板の裏面に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、かつ
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている。 - 請求項10に記載の方法であって、
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している。 - 請求項8に記載の方法であって、さらに
前記フィルタにより選択された前記少なくとも1種類の物質を検出するための検出部を具備し、
前記フィルタは、前記イオン化装置および前記検出部の間に位置している。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記第1隙間、第2隙間、および第3隙間は、10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上、10000マイクロメートル以下の長さを有する。 - 2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離する電界非対称性イオン移動度分光計のために用いられるフィルタであって、以下を具備する:
平板状の第1電極、
平板状の第2電極、
平板状の第3電極、および
平板状の第4電極、ここで、
前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極は、第1電極群に含まれ、
前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極は、第2電極群に含まれ、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な第1絶縁性基板および第2絶縁性基板を具備し、
前記第1絶縁性基板および前記第2絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、かつ
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記第1絶縁性基板の厚み方向に直交しており、
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記第2絶縁性基板の裏面に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記第2絶縁性基板の裏面に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている。 - 請求項15に記載のフィルタであって、
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している。 - 請求項15に記載のフィルタであって、
前記第1隙間、第2隙間、および第3隙間は、10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する。 - 請求項15に記載のフィルタであって、
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上、10000マイクロメートル以下の長さを有する。
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