JP6379200B2 - 分光分析測定のための誘電体バリア放電イオン化源 - Google Patents

分光分析測定のための誘電体バリア放電イオン化源 Download PDF

Info

Publication number
JP6379200B2
JP6379200B2 JP2016535037A JP2016535037A JP6379200B2 JP 6379200 B2 JP6379200 B2 JP 6379200B2 JP 2016535037 A JP2016535037 A JP 2016535037A JP 2016535037 A JP2016535037 A JP 2016535037A JP 6379200 B2 JP6379200 B2 JP 6379200B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
conductive
ionization
spine
ionizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016535037A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017500557A (ja
Inventor
クーベリック イゴル
クーベリック イゴル
フェルドベルク サイモン
フェルドベルク サイモン
アタマンチュク ボフダン
アタマンチュク ボフダン
ピニアルスキー マーク
ピニアルスキー マーク
レクター マーク
レクター マーク
レビン ダニエル
レビン ダニエル
セルゲイエフ ヴラド
セルゲイエフ ヴラド
ザレスキー ヘンリック
ザレスキー ヘンリック
Original Assignee
スミスズ ディテクション モントリオール インコーポレイティド
スミスズ ディテクション モントリオール インコーポレイティド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スミスズ ディテクション モントリオール インコーポレイティド, スミスズ ディテクション モントリオール インコーポレイティド filed Critical スミスズ ディテクション モントリオール インコーポレイティド
Publication of JP2017500557A publication Critical patent/JP2017500557A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6379200B2 publication Critical patent/JP6379200B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/68Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using electric discharge to ionise a gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622Ion mobility spectrometry
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2443Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube
    • H05H1/2465Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube the plasma being activated by inductive coupling, e.g. using coiled electrodes

Description

本件出願は、2013年11月26日出願の米国仮出願第61/908,887号の恩恵を主張し、この内容は参照により全体が本明細書に組み入れられるものとする。
本発明は、分光分析測定(Spectrometry)のための誘電体バリア放電イオン化源に関する。
イオン移動度分光学(Ion Mobility Spectroscopy)は、サンプルガスの構成イオンの飛行時間分析によりサンプルガスの組成を決定するのに使用される。このことを行うため、サンプルガスの中性原子にイオン化処理を施し、この処理には、エネルギーを有する電子による直接照射があり、これにより、中性の原子又は分子からの二次電子遊離及び一次正(+)イオン発生;中性の原子又は分子に対する低エネルギー電子付着による(−)イオン発生;イオンと中性の原子又は分子との間の化学反応及び電荷交換;中性の原子又は分子に対するイオンの付着;及び帯電粒子相互間の再結合プロセスを生ぜしめる。イオンの再結合が安定した後には、規則的な間隔で均質な電界を使用してドリフトチューブにおけるドリフト領域内にイオンをゲートインさせる。ドリフト領域内に入った後、イオン電荷、イオン質量及びイオン形状に基づいてイオンの異なる移動度及び化学的素性を決定する。
イオン化処理の初期部分で必要となる一次電子は、ニッケル同位元素63Niのような放射性β粒子源;加熱電極からの蒸発による限定寿命を有する電子の熱イオン放出;及び直流電流(DC)又は交流電流(AC)のコロナ放電を用いた鋭利なポイント、エッジ、又は微細ワイヤからの電界放出;によって供給するのが一般的である。しかし、コロナ放電技術は、概してイオン照射からの腐食に起因して点弧安定性が悪く及び寿命が限定されるという難点がある。
したがって、放射能源を排除し、エージング効果を減少又は最小化し、またIMSシステムの安定性を向上する装置、システム及び技術を記載する。イオン化装置は、誘電体によって互いに絶縁した2個又はそれ以上の電極を備え、これら電極に経時変化電圧によってバイアスを加える。サンプルガス及び反応ガスは、イオン化装置の近傍に注入されるときイオン化される。交流高電圧励起を使用して誘電体バリア放電によりイオン化プラズマを発生し、これにより反応ガス及びサンプルガスの双方からイオンを生成し、これらイオンのドリフト移動を測定してサンプル分析を行う。イオン化装置は、複数同時に点弧されるプラズマ発生場所に対応する多重相互電極交差部を設け、これら交差部は電気的並列接続を介して付勢される。幾つかの実施形態において、ガラス被覆の形式とした誘電体によって絶縁された第1電極(すなわち、ガラス被覆ワイヤ)は、金属支持ロッドとともに微細ワイヤコイルの形式とした第2電極で巻き付ける。ガラス被覆した第1電極との交差部において、第2電極の各個別ループは、プラズマ点弧に適した2つの集中電界スポットを生ずる。電極は、一連の交流電圧バーストによって付勢され、またゲート電極に対してバイアスが加わり、これにより関心対象イオンがゲートに向かってドリフトする。
本発明イオン化装置は、誘電体層で被覆した導電部材を有する第1電極を備える。本発明イオン化装置は、さらに、前記第1電極に隣接し、また少なくとも部分的に前記第1電極に沿って延在するスパインを備える。本発明イオン化装置は、さらに、前記第1電極に隣接配置した複数の導電性セグメントを有する第2電極を備える。前記複数の導電性セグメントは各個に、それぞれに対応する接触場所で前記スパインに接触する。前記第1電極の前記誘電体層は、前記第1電極の前記導電部材を前記スパイン及び前記第2電極から分離する。本発明イオン化装置は、前記第1電極及び前記第2電極の各交差部に対応してプラズマ発生場所を生ずるよう構成する。
この概要は、詳細な説明においてさらに後述するものを簡潔化した形式での概念セレクションの導入部として提供する。この概要は、特許請求した本発明要旨の重要特徴又は基本特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求した本発明要旨の範囲を決定する上での一助として使用することを意図する。
詳細な説明を添付図面につき記載する。図面において、参照符号の最左側桁はその参照符号が現れる図番を特定する。説明及び図面における異なる事例で同一参照符号を使用することは、類似又は同一事項を示す。
本発明の例示的実施形態によるイオン化装置を有するIMS装置の縦断面図である。 本発明の例示的実施形態による図1に示したようなIMS装置のためのイオン化装置の部分縦断面図である。 図2Aに示したイオン化装置の部分横断面図である。 本発明の例示的実施形態による図1に示したようなIMS装置のためのイオン化装置であって、本発明の例示的実施形態によって導電材料を塗布した非導電性支持材料からなる導電性支持体を備える、該イオン化装置の部分縦断面図である。 本発明の例示的実施形態による図1に示したようなIMS装置のためのイオン化装置であって、本発明の例示的実施形態によって導電性支持体を部分的に包囲する複数の誘電体被覆電極を備える、該イオン化装置の部分縦断面図である。 本発明の例示的実施形態による図1に示したようなIMS装置のためのイオン化装置であって、本発明の例示的実施形態によってコイル状電極の外側に配置した導電性支持体を備え、またコイル状電極が導電性支持体の導電性表面に接触する外側並列接触部を有する、該イオン化装置の部分縦断面図である。 本発明の例示的実施形態による図1に示したようなIMS装置のためのイオン化装置であって、本発明の例示的実施形態によって平面状形態をとる、該イオン化装置の頂面図である。 図3Aに示したイオン化装置の部分縦断面図である。 本発明の例示的実施形態による図1に示したようなIMS装置のためのイオン化装置であって、本発明の例示的実施形態によって分岐した平面状電極が画定する複数の開孔を設けた平面状形態をとる、該イオン化装置の頂面図である。
大まかに図1〜3Cにつき、イオン移動度分光分析(IMS:ion mobility spectrometer)装置100を説明する。本発明の実施形態において、IMS装置100は、関心対象サンプルからのガス及び/又は蒸気をイオン化するのに使用する。例えば、プラズマは、電極102と電極104との間における誘電体バリア放電によって発生し、またサンプルをイオン化するのに使用する。本明細書に記載するように、例示的なIMS装置100は、イオン化装置108を有するイオン化チャンバ106を備える。イオン化チャンバ106は、電極110とイオンゲート112のゲート電極112Aとの間に形成する。このようにして、電極110及びゲート電極112Aは内部電界E1を規定する。IMS装置100はさらに、積層電極116〜116を有し、これら電極のそれぞれが内部に形成した開孔を有するドリフトチャンネル114を備える。ドリフトチャンネル114は、さらに、グリッド電極118、接地電極120、ゲート電極112A、及び他のゲート電極112Bを有する。これら電極は互いに誘電体スペーサ122によって分離する。このようにして、ドリフトチャンネル114は、コレクタ電極124で捕集されるイオンの飛行時間を分析するためのほぼ均一な内部電界E2を発生するよう構成する。
幾つかの実施形態において、ドリフトチャンネル114は、2ミリメートル(2mm)〜50ミリメートル(50mm)の間における直径、及び20ミリメートル(20mm)〜200ミリメートル(200mm)の間における長さを有するものとする。しかし、これら範囲は、単なる例として提示したもので、本発明を限定することは意味しない。他の実施形態において、ドリフトチャンネル114は、異なる直径(例えば、2ミリメートル(2mm)よりも小さい、又は50ミリメートル(50mm)よりも大きい直径)、及び/又は異なる長さ(例えば、20ミリメートル(20mm)よりも小さい、又は200ミリメートル(200mm)より大きい長さ)を有することができる。
直列接続した抵抗126のセットを有する分圧器に対して、電源(例えば、直流(DC)高圧(HV)電源128)によって供給される電圧を加える。本発明実施形態において、分圧器は、ゲート電極112B、積層電極116〜116、グリッド電極118、及びコレクタ電極124に線形的に増加する電位差を与え、ドリフトチャンネル114の内部電界E2に均一性を付与し、この内部電界E2は1センチメートル当たり数百ボルト(V/cm)のオーダーとすることができる。幾つかの実施形態において、電源128の極性は切替え可能とする(例えば、逆電荷イオンの分析を容易にするため)。
ドリフトチャンネル114の内部電界E2と比べると、イオン化チャンバ106の内部電界E1は、電圧差及び電極110とゲート電極112Aとの間の距離によって規定される。例えば、電極110及びゲート電極112Aは、DCHV電源130のような電源に接続する。幾つかの実施形態において、イオン化チャンバ106の内部電界E1は、1センチメートル当たり20ボルト(20V/cm)〜1センチメートル当たり500ボルト(500V/cm)の間におけるオーダーとすることができる。例えば、内部電界E1は、1センチメートル当たり50ボルト(50V/cm)〜1センチメートル当たり300ボルト(300V/cm)の間におけるオーダーとすることができる。さらに、内部電界E1は、内部電界E2と同一の指向性を有し、またイオン抽出を行うため内部電界E2よりも小さく又は大きくすることができる。さらに、電源128,130を個別に図示しまた説明したが、幾つかの実施形態において、電源128,130に代えて単一電源を設けることができる点も留意されたい。
以下に図2A及び2Bにつき説明すると、イオン化装置108は電極102及び104を備え、これら電極102及び104は誘電体層102Aによって互いに分離する。幾つかの実施形態において、イオン化装置108は導管146を介してイオン化チャンバ106に突入させる。イオン化装置108は、さらに、導電性、半導体性、又は非導電性のスパイン132(例えば、支持金属ロッド又はチューブ)を備え、このスパイン132は第1電極102に対して機械的支持を与える。幾つかの実施形態において、第1電極102は導電部材(例えば、直径約1/10ミリメートル(0.1mm)の細いタングステンワイヤ)で形成し、誘電体層102A(例えば、厚さ数十ミクロンのガラス薄層)によって被覆する。スパイン132は第1電極102に隣接しまた第1電極102に沿って少なくとも部分的に延在する。幾つかの実施形態において、誘電体層102Aによって絶縁される第1電極102は、スパイン132に直接物理的に接触する。例えば、第1電極102は、第2電極104によってスパイン132に機械的に連結する。図2Eに示す実施形態において、スパイン132はコイル状電極104の外側に位置し、またコイル状電極104はスパイン132に対して外側並列接触部を有する。
スパイン132は、第2電極104の複数導電性セグメント(例えば、ループ)と各接触場所で電気的に接触する。幾つかの実施形態において、第2電極104は、第1電極102(及び可能であればスパイン132)を包囲する(例えば、周囲に巻き付く)直径数十ミクロンの細いワイヤから形成する。例えば、第2電極104は、順次の巻回間のピッチが少なくとも約1000分の25ミリメートル(0.025mm)〜50ミリメートル(50mm)となる複数のループを有する。本発明の実施形態において、第2電極104は、低化学反応性、低スパッタリング率、及び/又は低仕事関数を有する1つ又は複数の金属及び/又は合金(例えば、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ロジウム(Rh)、炭化ニッケル(N13C)等々)から構成する。
分析用の検体ガス又は蒸気のイオン化は複数ステップで行う。イオン化は、正弦波状、三角形状、矩形状、又は規則的又は恣意的な時間分解反復を有する規則的又は他の恣意的な形式とした可変電圧の短いバーストを、イオン化装置108の電極102,104に印加することによって開始する。幾つかの実施形態において、短電圧バーストは、約5百ボルト(500V)〜一万ボルト(10,000V)の振幅(例えば、約千ボルト(1,000V)〜5千ボルト(5,000V))を有する。さらに、印加電圧は、約10メガヘルツ(10MHz)以下の周波数(例えば、約十キロヘルツ(10kHz)〜5メガヘルツ(5MHz)の間における周波数)で交互動作する。印加電圧は、電極102及び104の交差部近傍領域で強力な可変電界を生ずる。可変電界が臨界値を超えるとき、誘電体バリア放電が点弧してコロナを発生する。コロナは、ランダムに存在する電子が順次の衝突間で、周囲のガス及び/又は蒸気の原子又は分子のイオン化エネルギーよりも大きなエネルギーまで加速されるとき発生する。放電中、誘電体バリアは連続的に帯電し、電界を減衰させ、これによりイオン化プロセスの短い終息をもたらす。コロナの存在において、一次正(+)イオン及び一次負(−)イオンそれぞれが電子の照射又は付着によって生ずる。
検体ガス及び/又は蒸気はイオン化チャンバ106内でイオン化装置108の近傍に入口134から導入し、この入口134は端部に配置することができる。キャリヤガス(例えば、乾燥空気)を他の入口136からドリフトチャンネル114の検出端部内に供給する。幾つかの実施形態において、検体からのイオン化した原子及び/又は分子の収率を上げるには、一次イオンに対して電子又は陽子との親和性がより高い反応ガスをキャリヤガスとの混合気をイオン化チャンバ106内に(入口134及び/又は他の入口138から)注入する。幾つかの実施形態において、出口140もイオン化チャンバ106内に設ける。
電子照射、化学的イオン化、付着プロセス等々によって生ずるイオンクラウドからのイオンは、その極性に関連して電極110又はゲート電極112Aに向かってドリフトする。本発明の実施形態において、イオン化チャンバ106をドリフトチャンネル114から分離するイオンゲート112は、互いに近接配置した2個のグリッド状ゲート電極112A及び112Bを有し、これらグリッド状ゲート電極は薄い(例えば、数十ミクロンのオーダーの厚さ)誘電体122Aによって互いに絶縁する。「閉」状態において、ゲート電極112A及び112Bに印加する電圧により、ドリフトチャンネル114の内部電界E2及びイオン化チャンバ106の電界E1の双方に対して逆向きの半径方向成分を有する電極間に電界を生ずる。幾つかの実施形態において、ゲート電極112A及び112B間の電圧差は、そのジオメトリに基づいて数十ボルトのオーダーとする。
イオンゲート112は短時間(例えば、50マイクロセカンド(50μsec)〜300マイクロセカンド(300μsec))にわたり所望極性を有するパルスによって「開」状態となる。幾つかの実施形態において、パルスはプラズマトリガに対して遅延し、所望量の検体イオンがイオン化チャンバ106におけるイオンゲート112に近接する領域に到達することができる。プラズマトリガは、例えば、HVパルス発生器142によって供給することができる。幾つかの実施形態において、パルス遅延は、イオン化チャンバ106の寸法、発生したイオンの反応イオン率、電界E1、及びイオン移動度に基づいて、約ゼロミリセカンド(0msec)〜約10ミリセカンド(10msec)(例えば、1/2ミリセカンド(0.5msec)〜約3ミリセカンド(3msec))とする。イオンゲート112が開く瞬間からコレクタ電極124に到達する時刻までの飛行時間を分析することによってイオンは同定される。例えば、検出器144を使用して、1つ又は複数のイオンそれぞれの飛行時間に基づいてイオンを同定する。
図2Cにつき説明すると、幾つかの実施形態において、スパイン132は導電材料132Aを塗布した非導電性支持材料(例えば、支持ロッド又はチューブ)から構成する。例えば、導電材料132Aは、スパイン132の非導電性支持材料と第1電極102との間に配置する。他の実施形態において、スパイン132は、金属化した(又は部分的に金属化した)表面を有する非導電性支持材料から構成する。
図2Dにつき説明すると、幾つかの実施形態において、プラズマ発生場所は、誘電体で被覆した複数の電極102を使用して設ける。幾つかの実施形態において、スパイン132をこれら電極102によって部分的に包囲する。この実施形態において、第2電極104が複数の第1電極102(及び可能であればスパイン132)を取り囲む。
次に図3A〜3Cにつき説明すると、イオン化装置108は、平面状電極を有する平面状形態を使用して形成することもできる。例えば、図3A及び3Bに示すように、第1平面状電極を有する導電部材を基板148上に配置し、また誘電体層102Aによって封止する。この実施形態において、第2電極104は、第1電極102に対して複数の交差部を有する分岐した第2平面状電極とし、これら交差部において、局部的に高められる電界によって誘電体バリア放電をトリガする。図3Cにつき説明すると、第2平面状電極104は、単独の開孔150又は開孔のマトリクスを画定し、この開孔内でプラズマが同時に発生する。これら実施形態において、平面状イオン化コンポーネントは、ラミネート加工技術、真空蒸着技術等々により製造することができる。
本発明の要旨を言語依存で構造的特徴及び/又は方法論的行為につき説明したが、特許請求の範囲で定義される本発明の要旨は、記載した特定の特徴又は行為に必ずしも限定されないと理解されたい。種々の実施形態を説明したが、装置、システム、サブシステム、コンポーネント等々は、本発明から逸脱することなく様々な様態で構成することができる。むしろ、特別な特徴及び行為は、特許請求の範囲に記載の発明を実現する例示的形態として開示されるものである。
100 イオン移動度分光分析(IMS)装置
102 電極
102A 誘電体層
104 電極
106 イオン化チャンバ
108 イオン化装置
110 電極
112 イオンゲート
112A ゲート電極
112B ゲート電極
114 ドリフトチャンネル
116〜116 (積層)電極
118 グリッド電極
120 接地電極
122 誘電体スペーサ
122A 誘電体
124 コレクタ電極
126 抵抗
128 (DCHV)電源
130 (DCHV)電源
132 スパイン
132A 導電材料
134 入口
136 入口
138 入口
140 出口
144 検出器
142 HVパルス発生器
146 導管
148 基板
150 開孔

Claims (20)

  1. イオン化装置において、
    誘電体層で被覆した導電部材を有する第1電極と、
    前記第1電極に隣接し、また少なくとも部分的に前記第1電極に沿って延在するスパインと、及び
    前記第1電極に隣接配置した複数の導電性セグメントを有する第2電極であって、前記複数の導電性セグメントは各個に、それぞれに対応する接触場所で前記スパインに接触し、前記第1電極の前記誘電体層は、前記第1電極の前記導電部材を前記スパイン及び前記第2電極から分離し、またイオン化装置が、前記第1電極及び前記第2電極の各交差部に対応して複数のプラズマ発生場所を生ずる構成となるようにする、該第2電極と、
    を備える、イオン化装置。
  2. 請求項1記載のイオン化装置において、前記第2電極は、前記第1電極を取り囲む複数ループを有する、イオン化装置。
  3. 請求項1又は2記載のイオン化装置において、前記第2電極は、前記第1電極及び前記スパインの双方を取り囲む複数ループを有する、イオン化装置。
  4. 請求項2又は3記載のイオン化装置において、前記第2電極の前記複数ループにおける順次の巻回間のピッチを少なくとも約1000分の25ミリメートル(0.025mm)〜50ミリメートル(50mm)とする、イオン化装置。
  5. 請求項1〜4のうちいずれか一項記載のイオン化装置において、前記スパインは、導電材料が塗布された非導電性支持材料を有する、イオン化装置。
  6. 請求項1〜5のうちいずれか一項記載のイオン化装置において、前記第1電極は、誘電体で被覆した複数の電極を有する、イオン化装置。
  7. 請求項6記載のイオン化装置において、前記第2電極は、前記第1電極及び前記スパインを取り囲む複数ループを有する、イオン化装置。
  8. イオン移動度分光分析(IMS)装置において、
    関心対象であるガス又は蒸気の少なくとも一方をイオン化するイオン化チャンバと、
    前記イオン化チャンバ内に配置したイオン化装置であって、誘電体層で被覆した導電部材を有する第1電極、前記第1電極に隣接し、また少なくとも部分的に前記第1電極に沿って延在するスパイン、及び前記第1電極に隣接配置した複数の導電性セグメントを有する第2電極であり、前記複数の導電性セグメントは各個に、それぞれに対応する接触場所で前記スパインに接触し、前記第1電極の前記誘電体層は、前記第1電極の前記導電部材を前記スパイン及び前記第2電極から分離し、またイオン化装置が、前記第1電極及び前記第2電極の各交差部に対応して複数のプラズマ発生場所を生ずる構成となるようにする、該第2電極、を備える該イオン化装置と、
    前記イオン化チャンバと流体連通するドリフトチャンネルと、
    前記イオン化チャンバと前記ドリフトチャンネルとの間に配置したゲートであって、前記イオン化チャンバから前記ドリフトチャンネルへのアクセスを選択的に行うようにした、該ゲートと、並びに
    前記ドリフトチャンネルの前記ゲート側とは反対側の端部に配置したコレクタ電極であって、前記関心対象であるガス又は蒸気の少なくとも一方からイオンを捕集する、該コレクタ電極と、
    を備える、IMS装置。
  9. 請求項8記載のIMS装置において、前記第2電極は、前記第1電極を取り囲む複数ループを有する、IMS装置。
  10. 請求項8又は9記載のIMS装置において、前記第2電極は、前記第1電極及び前記スパインの双方を取り囲む複数ループを有する、IMS装置。
  11. 請求項9又は10記載のIMS装置において、前記第2電極の前記複数ループにおける順次の巻回間のピッチを少なくとも約1000分の25ミリメートル(0.025mm)〜50ミリメートル(50mm)とする、IMS装置。
  12. 請求項8〜11のうちいずれか一項記載のIMS装置において、前記スパインは、導電材料が塗布された非導電性支持材料を有する、IMS装置。
  13. 請求項8〜12のうちいずれか一項記載のIMS装置において、前記第1電極は、誘電体で被覆した複数の電極を有する、IMS装置。
  14. 請求項13記載のIMS装置において、前記第2電極は、前記第1電極及び前記スパインの双方を取り囲む複数ループを有する、IMS装置。
  15. イオン化装置において、
    誘電体層で被覆した導電ワイヤを有する第1電極と、
    前記第1電極に隣接し、また少なくとも部分的に前記第1電極に沿って延在する導電性支持体と、及び
    前記第1電極に隣接配置した複数の導電性セグメントを有する第2電極であって、前記複数の導電性セグメントは各個に、それぞれに対応する接触場所で前記導電性支持体に接触し、前記第1電極の前記誘電体層は、前記第1電極の前記導電ワイヤを前記導電性支持体及び前記第2電極から分離し、またイオン化装置が、前記第1電極及び前記第2電極の各交差部に対応して複数のプラズマ発生場所を生ずる構成となるようにする、該第2電極と、
    を備える、イオン化装置。
  16. 請求項15記載のイオン化装置において、前記第2電極は、前記第1電極及び前記導電性支持体の双方を取り囲む、イオン化装置。
  17. 請求項15又は16記載のイオン化装置において、前記第2電極の前記複数ループにおける順次の巻回間のピッチを少なくとも約1000分の25ミリメートル(0.025mm)〜50ミリメートル(50mm)とする、イオン化装置。
  18. 請求項15〜17のうちいずれか一項記載のイオン化装置において、前記導電性支持体は、導電材料が塗布された非導電性支持材料を有する、イオン化装置。
  19. 請求項15〜18のうちいずれか一項記載のイオン化装置において、前記第1電極は、誘電体で被覆した複数の電極を有する、イオン化装置。
  20. 請求項15〜19のうちいずれか一項記載のイオン化装置において、前記第2電極は、前記第1電極及び前記導電性支持体を取り囲む複数ループを有する、イオン化装置。
JP2016535037A 2013-11-26 2014-11-26 分光分析測定のための誘電体バリア放電イオン化源 Active JP6379200B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361908887P 2013-11-26 2013-11-26
US61/908,887 2013-11-26
PCT/CA2014/051126 WO2015077879A1 (en) 2013-11-26 2014-11-26 Dielectric barrier discharge ionization source for spectrometry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017500557A JP2017500557A (ja) 2017-01-05
JP6379200B2 true JP6379200B2 (ja) 2018-08-22

Family

ID=53198145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016535037A Active JP6379200B2 (ja) 2013-11-26 2014-11-26 分光分析測定のための誘電体バリア放電イオン化源

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9778224B2 (ja)
EP (1) EP3074765B1 (ja)
JP (1) JP6379200B2 (ja)
KR (2) KR102384936B1 (ja)
CN (2) CN110133095A (ja)
CA (2) CA3213655A1 (ja)
MX (1) MX359728B (ja)
PL (1) PL3074765T3 (ja)
RU (1) RU2676384C1 (ja)
WO (1) WO2015077879A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201513472D0 (en) * 2015-07-30 2015-09-16 Smiths Detection Watford Ltd Apparatus and method
DE102015122155B4 (de) 2015-12-17 2018-03-08 Jan-Christoph Wolf Verwendung einer Ionisierungsvorrichtung
CN106290546B (zh) * 2016-08-03 2019-01-01 西安电子科技大学 离子迁移谱仪
WO2018229724A2 (de) 2017-06-16 2018-12-20 Plasmion Gmbh Vorrichtung und verfahren zur ionisation eines analyten sowie vorrichtung und verfahren zur analyse eines ionisierten analyten
CA2972600A1 (en) 2017-07-07 2019-01-07 Teknoscan Systems Inc. Polarization dielectric discharge source for ims instrument
CN107910237B (zh) * 2017-11-10 2024-03-26 中国人民解放军陆军防化学院 大气压辉光放电离子源
CN107946158B (zh) * 2017-11-10 2024-03-26 中国人民解放军陆军防化学院 介质阻挡放电离子源
CN110828283B (zh) * 2019-11-15 2021-02-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种热表面电离离子迁移管
CN113730623A (zh) * 2021-09-06 2021-12-03 西安电子科技大学 一种足部承压等离子体消杀装置
WO2023232082A1 (zh) * 2022-05-31 2023-12-07 广东美的制冷设备有限公司 一种等离子体发生装置、净化装置及电子设备

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2528980A1 (fr) * 1982-06-17 1983-12-23 Pgep Detecteur de niveau d'ionisation d'un milieu gazeux controle par arc electrique
US5234529A (en) * 1991-10-10 1993-08-10 Johnson Wayne L Plasma generating apparatus employing capacitive shielding and process for using such apparatus
US5455417A (en) * 1994-05-05 1995-10-03 Sacristan; Emilio Ion mobility method and device for gas analysis
US6455014B1 (en) * 1999-05-14 2002-09-24 Mesosystems Technology, Inc. Decontamination of fluids or objects contaminated with chemical or biological agents using a distributed plasma reactor
US6273958B2 (en) * 1999-06-09 2001-08-14 Applied Materials, Inc. Substrate support for plasma processing
US6815669B1 (en) * 1999-07-21 2004-11-09 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Longitudinal field driven ion mobility filter and detection system
US20110121735A1 (en) * 2000-02-22 2011-05-26 Kreos Capital Iii (Uk) Limited Tissue resurfacing
US6642526B2 (en) * 2001-06-25 2003-11-04 Ionfinity Llc Field ionizing elements and applications thereof
US6414702B1 (en) * 2001-06-29 2002-07-02 Xerox Corporation Printhead with plasma suppressing electrodes
US7091481B2 (en) * 2001-08-08 2006-08-15 Sionex Corporation Method and apparatus for plasma generation
US7274015B2 (en) * 2001-08-08 2007-09-25 Sionex Corporation Capacitive discharge plasma ion source
US6610986B2 (en) * 2001-10-31 2003-08-26 Ionfinity Llc Soft ionization device and applications thereof
US6703784B2 (en) * 2002-06-18 2004-03-09 Motorola, Inc. Electrode design for stable micro-scale plasma discharges
US7521026B2 (en) 2003-03-21 2009-04-21 Los Alamos National Security, Llc Field-enhanced electrodes for additive-injection non-thermal plasma (NTP) processor
CN1829911B (zh) * 2003-06-20 2011-04-20 杨百翰大学 用于离子迁移率和离子阱质谱分析的单一装置
CN1654111A (zh) * 2003-10-24 2005-08-17 雅马哈株式会社 使用非平衡等离子体的气体处理方法和装置
US7157721B1 (en) * 2003-12-22 2007-01-02 Transducer Technology, Inc. Coupled ionization apparatus and methods
JP2005216763A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Hiroshi Motokawa イオン化気流発生装置
ITMI20041523A1 (it) * 2004-07-27 2004-10-27 Getters Spa Spettrometro di mobilita' ionica comprendente un elemento ionizzante a scarica a corona
GB0501940D0 (en) * 2005-01-29 2005-03-09 Smiths Group Plc Analytical apparatus
US7993489B2 (en) * 2005-03-31 2011-08-09 Tokyo Electron Limited Capacitive coupling plasma processing apparatus and method for using the same
JP2007026981A (ja) * 2005-07-20 2007-02-01 Iwasaki Electric Co Ltd プラズマ処理装置
KR100751344B1 (ko) * 2005-10-07 2007-08-22 삼성에스디아이 주식회사 표시 장치
US7507972B2 (en) * 2005-10-10 2009-03-24 Owlstone Nanotech, Inc. Compact ionization source
US7943901B2 (en) * 2006-11-28 2011-05-17 Excellims Corporation Practical ion mobility spectrometer apparatus and methods for chemical and/or biological detection
CN101067616B (zh) * 2007-06-06 2011-07-20 中国科学院合肥物质科学研究院 纵向高场不对称波形离子迁移谱装置
US8173959B1 (en) * 2007-07-21 2012-05-08 Implant Sciences Corporation Real-time trace detection by high field and low field ion mobility and mass spectrometry
DE102008005281B4 (de) * 2008-01-19 2014-09-18 Airsense Analytics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Detektion und Identifizierung von Gasen
JP2010033914A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Kyocera Corp 誘電性構造体、並びに誘電性構造体を用いた放電装置および流体改質装置
CN101750264A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 中国科学院大连化学物理研究所 一种测量大气纳米粒子粒谱的方法及专用装置
JP2010189690A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Toshiba Corp 微小構造物の製造方法、微小構造物集合体、微小構造物、改質器、マイクロプラズマ発生装置、ガス検知用センシングデバイス、アクチュエータ及び圧力センシングデバイス
CN101571508B (zh) * 2009-06-16 2012-10-10 清华大学 多层平板结构高场非对称波形离子迁移谱仪
CN102107158B (zh) * 2009-12-24 2013-03-20 同方威视技术股份有限公司 过滤装置、过滤方法以及痕量检测仪器
CN102313774B (zh) * 2010-06-30 2013-05-08 清华大学 用于离子迁移谱仪的离子门结构和离子迁移谱仪的操作方法
EP3699584A1 (en) 2010-10-27 2020-08-26 Smiths Detection Montreal Inc. Fast-switching dual-polarity ion mobility spectrometry
CN201935894U (zh) * 2010-12-31 2011-08-17 同方威视技术股份有限公司 用于离子迁移谱仪的进样装置和离子迁移谱仪
KR101929819B1 (ko) * 2011-06-16 2018-12-17 스미스 디텍션 몬트리올 인코포레이티드 루프형 이온화 공급원
CN102237416A (zh) * 2011-07-05 2011-11-09 江苏能华微电子科技发展有限公司 一种用于紫外探测的雪崩光电二极管及其制备方法和工作方法
CN103137417B (zh) * 2011-12-02 2016-01-06 同方威视技术股份有限公司 电晕放电装置以及具有该电晕放电装置的离子迁移谱仪
US9207207B2 (en) * 2012-05-17 2015-12-08 Regents Of The University Of Minnesota Drift tube ion mobility spectrometer for aerosol measurement
US9201285B2 (en) * 2012-11-11 2015-12-01 Lensvector Inc. Capacitively coupled electric field control device
CN103364480B (zh) * 2013-07-11 2015-07-15 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 离子迁移谱爆炸物探测系统
US9385079B2 (en) * 2014-01-29 2016-07-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods for forming stacked capacitors with fuse protection

Also Published As

Publication number Publication date
EP3074765A4 (en) 2017-07-05
CN105814440B (zh) 2019-04-05
KR102384936B1 (ko) 2022-04-08
CA3213655A1 (en) 2015-06-04
JP2017500557A (ja) 2017-01-05
WO2015077879A1 (en) 2015-06-04
MX2016006921A (es) 2016-10-26
CN105814440A (zh) 2016-07-27
CA2931681C (en) 2023-11-07
RU2018143863A3 (ja) 2021-12-13
US9778224B2 (en) 2017-10-03
RU2016123078A (ru) 2018-01-09
CN110133095A (zh) 2019-08-16
PL3074765T3 (pl) 2021-05-31
CA2931681A1 (en) 2015-06-04
US20170023525A1 (en) 2017-01-26
RU2676384C1 (ru) 2018-12-28
RU2018143863A (ru) 2019-03-25
KR20210064419A (ko) 2021-06-02
EP3074765A1 (en) 2016-10-05
MX359728B (es) 2018-10-08
EP3074765B1 (en) 2020-11-11
KR102259026B1 (ko) 2021-05-31
KR20160105785A (ko) 2016-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6379200B2 (ja) 分光分析測定のための誘電体バリア放電イオン化源
US7326926B2 (en) Corona discharge ionization sources for mass spectrometric and ion mobility spectrometric analysis of gas-phase chemical species
JP6717990B2 (ja) イオン化装置およびそれを有する質量分析計
JP5622751B2 (ja) 質量分析装置
US8648295B2 (en) Combined distance-of-flight and time-of-flight mass spectrometer
KR20170042300A (ko) 출구에서 감소된 가스 유동을 갖는 저 질량 대 전하비 이온들의 효율적인 전달을 위한 이온 깔때기
JP2006521006A (ja) 直交加速飛行時間型質量分析のための新規な電子イオン化源
JP5738050B2 (ja) 質量に関する情報を取得するための情報取得装置及び情報取得方法
US7365315B2 (en) Method and apparatus for ionization via interaction with metastable species
CN111937115A (zh) 包括电极线的离子引导件和离子束沉积系统
US11397165B2 (en) Analyzer
US4988869A (en) Method and apparatus for electron-induced dissociation of molecular species
JP2014507653A (ja) イオンゲートとイオンモディファイアとの組み合わせ
US10883964B2 (en) Polarization dielectric discharge source for IMS instrument
Lozano et al. Performance characteristics of a linear ionic liquid electrospray thruster
JP7245367B2 (ja) 分析装置
RU2775707C2 (ru) Ионизирующее устройство и устройство спектрометра ионной подвижности
JP2012028157A (ja) イオン源および質量分析装置
RU2537961C2 (ru) Способ транспорта ионов из полярной жидкости в вакуум и устройство для его осуществления
Brock et al. Description of a pulsed capacitor discharge ionization source for the generation of intense cluster ion beams
Gromov Ignition method of corona discharge with modulation of the field in ion source of ion mobility spectrometer
JPH04202767A (ja) イオンビーム発生装置および発生方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161107

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180622

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6379200

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250