JP6817201B2 - 不要イオンを抑制するシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2014年11月3日に出願された、米国特許出願第14/531,661号の優先権と利益とを主張し、その全開示が、ここに、参照により本明細書に組み込まれる。
イオンシミュレーションが、図9に示すシステム構成要素に基づいて、SimIon(登録商標) Ion and Electron Opticsシミュレータソフトウェアを使用して、実行された。シミュレーションされたシステムは、偏向器920に流体的に連結されたイオン源910を含んでいた。前置フィルタ922は、偏向器920と下流質量分析器930とに流体的に連結されている。セル940は、下流にあり、質量分析器930に後置フィルタ932を通して流体的に連結されている。検出器950は、セル940に流体的に連結されている。シミュレーションのターゲットイオンは、56amuの質量を有していた。使用されたセルは、加圧されておらず、0.1パスカルのセル圧を有していた。システムを通るイオンの流れは、図9に、濃い線で示されている。全イオンは、検出器950に伝達された。
別のイオンシミュレーションが、加圧セルとSimIon(登録商標)ソフトウェアとを使用して実行された。実施例1のシミュレーションと同じ構成要素を使用した。図10Aは、アンモニアガスを使用した反応モードにおいて、0.66パスカルのセル圧で56amuのターゲット質量を有するシミュレーションを示している。図10Bは、1.33パスカルのセル圧で56amuのターゲット質量を有するシミュレーションを示している。シミュレーションされたイオンは、干渉40Ar16O+であった。シミュレーションで示す通り、妨害種は、アンモニアガスとの反応で除去された。
イオンシミュレーションは、1.33パスカルで加圧されたセルとSimIon(登録商標)ソフトウェアとを使用して実行された。実施例1のシミュレーションと同じ構成要素が使用された。ターゲットイオンは、56amuの質量を有するイオンであった。セルの反応モードが使用された。400ボルトの軸方向電場電圧が使用された。反応ガスとの2回の連続した衝突の後、セルを通した56Fe+の伝達は成功し、それは、56Fe+が、反応ガスと著しい程度で反応しないためである。
イオンシミュレーションは、セル1210が質量分析器1220の上流にある従来のシステム(図12A)と、セル1240が質量分析器1230の下流にある新しいシステム(図12B)と、の結果を比較するために実行された。アンモニアをとの亜鉛(64のm/z)反応生成物のシミュレーションが実行された。セル1210(図12A)内に導入されたマトリックスは、115In+と、116Sn+と、64Zn+と、32S16O2+と、32S2+と、48Ti+と、を含む。結果として生じるアンモニアとの反応生成物は、115In+と、116Sn+と、64Zn(14NH3)3+と、32S16O2+と、32S2+と、48Ti14NH2(14NH3)3+と、を含む。反応生成物を、その後、質量分析器1220に提供する。マトリクス干渉がm/z115を示すために、4つの生成物が選択される(115In+、116Sn+、64Zn(14NH3)3+、48Ti14NH2(14NH3)3+)。質量分析器1220からの出力は、所望の亜鉛種以外の種を含む。これらの追加的な種は、また、(図示しない)検出器に提供され、それが、不正確な測定結果をもたらす。
イオンシミュレーションは、セル1310が質量分析器1320の上流にある従来のシステム(図13A)と、セル1340が質量分析器1330の下流にある新しいシステム(図13B)と、の結果を比較するために実行された。酸素とのセレン(80のm/z)反応生成物のシミュレーションが、実行された。セル1310(図13A)に導入されたマトリックスは、80Ar2 +と、160Gd++と、160Dy++と、80Se+と、96Mo+と、96Zr+と、96Ru+と、を含む。結果として生じる酸素との反応生成物は、80Ar2 +と、160Gd++と、160Dy++と、80Se16O+と、96Mo+と、96Zr+と、96Ru+と、を含む。反応生成物を、その後、質量分析器1320に提供する。マトリクス干渉がm/z96を有して存在するために、4つの生成物を選択する(80Se16O+、96Mo+、96Zr+、及び96Ru+)。質量分析器1320からの出力は、所望のセレン種以外の種を含む。これらの追加的な種は、また、(図示しない)検出器に提供され、それが、不正確な測定結果をもたらす。
イオンシミュレーションは、セル1410が質量分析器1420の上流にある従来のシステム(図14A)と、セル1440が質量分析器1430の下流にある新しいシステム(図14B)との、結果を比較するために実行された。酸素とのチタニウム同位体(47と48と49とのm/z)反応生成物のシミュレーションが、実行された。セル1410(図14A)の中に導入されたマトリックスは、32S16O+と、32S14NH+と、32S16OH+と、47Ti+と、48Ti+と、49Ti+と、63Cu+と、65Cu+と、64Zn+と、を含む。結果として生じる酸素との反応生成物は、47Ti16O+と、48Ti16O+と、49Ti16O+と、63Cu+と、65Cu+と、64Zn+と、を含む。反応生成物を、その後、質量分析器1420に提供する。マトリクス干渉が、m/z63と64と65とを有して存在するために、セル1410からの全部の6つの種が、質量分析器1420によって選択される。質量分析器1420からの出力は、所望のチタニウム同位体以外の種を含む。これらの追加的な種は、また、(図示しない)検出器に提供され、それが、不正確な測定結果を生じる。
イオンシミュレーションは、セル1510が質量分析器1520の上流にある従来のシステム(図15A)と、セル1540が質量分析器1530の下流にある新しいシステム(図15B)と、の結果を比較するために実行された。酸素との硫黄(32のm/z)反応生成物のシミュレーションが、実行された。セル1510(図15A)内に導入されたマトリックスは、48Ca+と、48Ti+と、32S+と、16O2 +と、14N16OH2 +と、を含む。結果として生じる酸素との反応生成物は、48Ca16O+と、48Ti16O+と、32S16O+と、48Ca+と、48Ti+と、を含む。反応生成物を、その後、質量分析器1520に提供して、48のm/zを有する種を選択する。マトリクス干渉が存在するために、セルからの3つの種(32S16O+、48Ca+、及び48Ti+)は、質量分析器1520によって選択される。質量分析器1520からの出力は、所望の硫黄反応生成物以外の種を含む。これらの追加的な種は、また、(図示しない)検出器に提供され、それが、不正確な測定結果をもたらす。
Claims (15)
- システムであって、
検体イオン及び干渉イオンを含むイオンビームを生成するように構成されているイオン源であって、前記干渉イオンは前記検体イオンの検出を干渉する、イオン源と、
前記イオン源に流体的に連結されたイオン光学素子と、
前記イオン光学素子に流体的に連結された質量分析器であって、前記イオン光学素子を介して前記イオン源から前記イオンビームを受けとるように構成され、前記システム内で唯一の質量分析器である、前記質量分析器と、
前記質量分析器に流体的に連結され、前記質量分析器の下流にあり、前記質量分析器によって選択されたイオンを受けとるように構成されている、セルと、
前記セルに流体的に連結された検出器と、
を備え、
前記セルは、衝突モードと反応モードとの両方で動作するように構成されていて、かつ、複数の電極を備え、
前記反応モードにおいて、前記セルは前記干渉イオンに対して反応性であり且つ前記検体イオンに対しては不活性である反応ガスで充填され、前記質量分析器から選択されたイオン内の前記干渉イオンは反応することで除去され、前記検体イオンの質量対電荷比とは異なる質量対電荷比を有する反応生成物を形成し、
前記反応モードにおいて、前記セルは、前記複数の電極を使用して、前記反応生成物及び前記検体イオンを質量フィルタリングするように構成されていて、
前記衝突モードにおいて、前記セルは不活性ガスで加圧され、運動エネルギー弁別を利用して、前記セルの端部において下流エネルギー障壁によって前記干渉イオンは除去され、前記下流エネルギー障壁は前記複数の電極によって提供される、前記システム。 - 前記セルが前記反応モードである場合、前記複数の電極のそれぞれに直流電圧及びラジオ周波数を適用することで前記複数の電極が、共に、四重極場を前記セル内に提供するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数の電極の各々が、ロッドとして構成されている、請求項2に記載のシステム。
- 前記イオン源と前記イオン光学素子との間のインターフェースをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記イオン源が、誘導結合プラズマと、アークと、スパークと、グロー放電と、フレームと、から成るグループから選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記イオン源が、誘導結合プラズマの温度未満の温度を有するイオン源である、請求項1に記載のシステム。
- 前記質量分析器が、スキャン質量分析器と、磁気セクター分析器と、四重極質量分析器と、イオントラップ分析器と、飛行時間分析器と、から成るグループから選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記検出器が、ファラデーカップと、電子増倍管と、マイクロチャネルプレートと、から成るグループから選択される、請求項1に記載のシステム。
- 前記反応モードと前記衝突モードとの間で前記セルを切り替えるように構成されているプロセッサを更に備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記セルが前記反応モードである場合、前記複数の電極のそれぞれに直流電圧及びラジオ周波数を適用することで前記複数の電極が、共に、四重極場を前記セル内に提供するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記イオン源と前記イオン光学素子との間のインターフェースをさらに備える、請求項9に記載のシステム。
- 前記イオン源が、誘導結合プラズマと、アークと、スパークと、グロー放電と、フレームと、から成るグループから選択される、請求項9に記載のシステム。
- 前記イオン源が、誘導結合プラズマの温度未満の温度を有するイオン源である、請求項9に記載のシステム。
- 前記質量分析器が、スキャン質量分析器と、磁気セクター分析器と、四重極質量分析器と、イオントラップ分析器と、飛行時間分析器と、から成るグループから選択される、請求項9に記載のシステム。
- 前記検出器が、ファラデーカップと、電子増倍管と、マイクロチャネルプレートと、から成るグループから選択される、請求項9に記載のシステム。
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