KR20150116874A - 표면 이온화 소스 - Google Patents

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KR20150116874A
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KR1020157023470A
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젠 헨드릭스
블라디미르 로마노프
Original Assignee
스미스 디텍션 몬트리올 인코포레이티드
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    • G01N27/62—Investigating 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
    • G01N27/64—Investigating 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 wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
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Abstract

표면 이온화 소스는 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부로부터 제2 단부로 튜브를 통해 연장하는 내부 보어를 가지는 튜브를 포함한다. 튜브의 제1 단부는 가스의 유동을 수용하도록 구성되고, 튜브의 제2 단부는 분해 물질을 홀딩하도록 구성된 표면 상으로 가스의 유동을 안내하도록 구성된다. 방사성 선원은 적어도 실질적으로 튜브의 내부 보어에 배치된다. 방사성 선원은 가스의 유동이 내부 보어를 통과함으로써 가스의 유동에서 이온을 형성하도록 구성된다. 이온을 함유하는 가스의 유동은 분해 물질을 적어도 부분적으로 이온화하도록 분해 물질로 안내된다.

Description

표면 이온화 소스{SURFACE IONIZATION SOURCE}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 그 전체에 있어서 참조에 의해 본원에 통합되는 "표면 이온화 소스" 라는 명칭으로 2103년 1월 31일 출원된 미국 특허 가출원 제61/759,030호에 대해 우선권을 주장하고, 본 출원은 그 전체에 있어서 참조에 의해 본원에 통합되는 "표면 이온화 소스"라는 명칭으로 2103년 3월 15일 출원된 미국 특허 가출원 제61/788,931호에 대해 우선권을 주장한다.
표면으로부터 직접 이온을 생성하는 다양한 기술이 개발되었다. 예의 기술은 이탈 전기분무 이온화(DESI, desorption electrospray ionization) 및 실시간 직접 분석(DART, Direct Analysis in Real Time)을 포함한다. 그러나, 이러한 표면 이온화 기술은 모두 가스의 유동에 고전압을 적용하는 것에 의해 이온을 생성한다. 고전압 이온화 기술의 사용은 적절한 등급의 배선, 고전압(HV) 전력 공급기 등을 이용하도록 이온화 소스를 이용하는 검출 설비를 요구한다. 또한, 대부분의 고전압 이온 소스는 적절하게 기능하도록 소모성 액체 또는 가스의 사용을 요구한다. 이러한 소모재의 사용은 소스가 휴대용 검출 디바이스와 같은 손파지 디바이스에서 사용될 때 불리할 수 있다.
이온을 생성하도록 방사선을 사용하는 표면 이온화 소스가 개시된다.
실시예에서, 표면 이온화 소스는 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부로부터 제2 단부로 튜브를 통해 연장하는 내부 보어를 가지는 튜브를 포함한다. 튜브의 제1 단부는 가스의 유동을 수용하도록 구성되고, 튜브의 제2 단부는 분해 물질을 홀딩하도록 구성된 표면 상으로 가스의 유동을 안내하도록 구성된다. 방사성 선원(radioactive source)은 적어도 실질적으로 튜브의 내부 보어에 배치된다. 방사성 선원은 가스의 유동이 내부 보어를 통과함으로써 가스의 유동에서 이온을 형성하도록 구성된다. 이온을 함유하는 가스의 유동은 분해 물질(analyte)을 적어도 부분적으로 이온화하도록 분해 물질 상으로 안내된다. 실시예에서, 표면 이온화 소스는 분해 물질의 분석을 위하여 이온화된 분해 물질의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 분광계 분석 기기(spectrometry analysis instrument)와 같은 분석 기기를 포함하는 검출 디바이스에 의해 이용될 수 있다.
이러한 요약은 상세한 설명에서 아래에 추가로 설명되는 간략화된 형태로 개념의 선택을 도입하도록 제공된다. 이러한 요약은 청구된 요지의 중요 특징 또는 본질적인 특징을 확인하도록 의도되지도 않고, 청구된 요지의 범위를 결정하는 것을 돕는 것으로 사용되도록 의도되지 않는다.
상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 기술된다. 설명 및 도면에서 다른 예에서 동일한 도면 부호의 사용은 유사 또는 동일한 물품을 지시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예의 실시예에 따른 표면 이온화 소스를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 예의 실시예에 따라서 도 1에 도시된 표면 이온화 소스를 이용하는 검출 디바이스를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 예의 실시예에 따라서 표면 이온화 소스의 튜브로 들어가는 가스의 유동을 가열하도록 구성된 가열 장치를 가지는 표면 이온화 소스를 포함하는 검출 디바이스를 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 예의 실시예에 따라서, 표면 이온화 소스와, 가스의 유동에 있는 이온의 적어도 일부의 움직임을 제어하도록 구성된 이온 전달 조립체를 포함하는 검출 디바이스를 도시한 블록도.
도 5은 예의 발명에 따라서 분해 물질의 분석을 위해 사용하기 위한 방사성 선원을 사용하여 이온을 생성하기 위한 방법을 도시하는 흐름도.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표면 이온화 소스(100)를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 표면 이온화 소스(100)는 제1 (주입구) 단부(104)와 제2 (유출구) 단부(106)를 가지는 튜브(102)를 포함한다. 내부 보어(108)는 제1 단부(104)로부터 제2 단부(106)로 튜브를 통해 연장한다. 튜브(102)의 제1 단부(104)는 내부 보어(108)를 통해 제2 단부(106)로 유동하는 가스(112)의 유동을 수용하도록 구성된 주입구(110)를 포함한다. 제2 단부(106)는 튜브(102)로부터 가스(112)의 유동을 안내하도록 구성된 유출구(노즐)(114)을 포함한다(예를 들어, 분해 물질(204)을 홀딩하도록 구성된 표면 상으로)(도 2 참조). 실시예에서, 튜브(102)는 방사선(예를 들어, 고에너지(베타) 입자 등을 차단(예를 들어, 반사 및/또는 흡수)할 수 있는 물질로 제조될 수 있다. 예의 물질은 강, 황동, 알루미늄 등과 같은 금속, 조성물 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 튜브(102)가 그 안에 배치된 방사선 차단 라이너를 가지는 비방사선 차단 물질로 또한 제조될 수 있다는 것이 예측된다.
방사성 선원(116)은 튜브(102)의 내부 보어(108) 내에 배치된다. 방사성 선원(116)은 가스(112)의 유동이 방사성 선원(116)을 지나서 내부 보어(108)를 통과함으로써 가스(112)의 유동에 있는 반응물질 이온(118)(reactant ions)을 형성하도록 구성된다. 특히, 반응물질 이온(118)은 방사성 선원(116)에 의해 방사된, 고에너지 입자(예를 들어, 베타 입자)를 방사하는 이온화 방사선과 가스(112)의 상호 작용에 의해 형성된다. 실시예에서, 방사성 선원(116)은 튜브의 내부 보어(108)의 표면(120) 상에 배치된, 고에너지 입자(예를 들어, 베타 입자)를 방사하는 막(118)을 포함한다. 막(120)은 내부 보어(108)의 지름과 대체로 동일한 외경을 가지는 대체로 링 형상일 수 있다. 방사성 선원은 고에너지 입자(예를 들어, 베타 입자)를 포함하는 이온화 방사선을 방사하는 물질로 제조된다. 예의 물질은 Nickel-63(Ni-63) 또는 Americium-241(Am-241)을 포함하지만 반드시 이에 한정되지 않는다.
반응물질 이온(118)을 함유하는 가스(112)의 유동(예를 들어, 이온화된 가스(112'))은 분해 물질을 적어도 부분적으로 이온화하도록 분해 물질 상으로 안내된다. 튜브(102)의 내부 보어(108)를 통해 가스(112)의 유동을 제공하도록 이용된 가스는 임의의 적절한 가스일 수 있다. 실시예에서, 가스는 용이하게 이용 가능한 공기 또는 건조된 공기를 포함한다. 그러나, 질소(N), 아르곤(Ar) 등과 같은 다양한 다른 가스가 가스(112)의 유동을 제공하도록 이용되는 가스로서 사용될 수 있다는 것이 예측된다.
실시예에서, 가스(112)의 유동은 가열될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 표면 이온화 소스(100)는 방사성 선원(116)(예를 들어, 상류)에 의한 이온화 전에 가스(112)의 유동을 가열하도록 튜브(102)의 주입구(104)에 결합된 열원(302)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 열원(302)은 주입구(104)와 결합된 히터 블록을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 히터 블록은 130C의 온도로, 건조 공기일 수 있는 가스(112)의 유동을 가열하도록 구성될 수 있다. 그러나, 가스(112)의 유동은 가열되지 않을 수 있다(예를 들어, 대략 검출 디바이스(200)가 작동되는 환경의 주위 온도일 수 있다).
실시예에서, 하나 이상의 도판트(예를 들어, "도판트 1"(122), "도판트 2"(124))는 가스(112)의 유동에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 도판트(예를 들어, "도판트 1"(122))는 검출 가능한 이온을 형성하도록 관심 분해 물질(들)과 반응하는(예를 들어, 도 2의 표면(202) 상에서) 특정 이온을 생성하도록 이온화 전에 가스(112)의 유동에 첨가될 수 있다(예를 들어, 방사성 선원(116)의 상류에서). 실시예에서, 하나 이상의 도판트(예를 들어, "도판트 2"(124))는 중격(septum) 등(도시되지 않음)과 같은 적절한 도판트 주입 포트를 사용하여 튜브(102)의 주입구(104)의 상류에서 가스(112)의 유동 내로 주입될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 도판트(예를 들어, "도판트 2"(124))는 도판트의 직접 이온화가 원치않는 종으로 이어질 수 있는 예에서 이온화 후에 가스(112)의 유동에 첨가될 수 있다(예를 들어, 방사성 선원(116)의 하류에서 튜브(102)에 제공된 포트(126)를 통해). 그러므로, 다양한 실시예에서, 도판트가 방사성 선원(116)의 상류, 방사성 선원(116)의 하류, 또는 방사성 선원(116)의 상류 및 하류 모두에서 주입될 수 있다는 것이 예측된다.
실행에서, 표면 이온화 소스(100)는 분해 물질의 분석을 위하여 이온화된 분해 물질의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 분광계 분석 기기를 포함하는 손파지 휴대용 검출 디바이스(예를 들어, 손파지 폭발물 검출기), 비손파지 휴대용 검출 디바이스(예를 들어, 화학제 검출기), 또는 고정(실험실) 검출 디바이스 등일 수 있는 검출 디바이스에 의해 이용될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 예의 실시예에 따라서 도 1에 도시된 표면 이온화 소스(100)를 이용하는 예의 검출 디바이스(200)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 검출 디바이스(200)는 분해 물질(예를 들어, 분석될 샘플)(204)을 홀딩하는 표면(202)과, 분해 물질(204)의 분석을 위하여 이온화된 분해 물질(204)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 주입구(208)를 가지는 분광계 분석 기기(206)를 포함한다. 실시예에서, 표면(202)은 유리 표면 등과 같은 비전도성 샘플 표면을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 표면(202)은 검출 디바이스(200)에 의해 수용된 샘플 수집 스와브(sample collection swab)를 포함할 수 있다.
분광계 분석 기기(206)는 이온의 이동도 선택을 위하여 이온 이동도 분석기(IMS), 필드 비대칭 이온 이동도 분석기(FAIMS), 이동 주파수 이온 이동도 분석기(TWIMS), 스탠딩 웨이브 IMS, 그 조합 등과 같은 이온의 질량 선택 및/또는 이온 이동도 분석 기술을 위한 Ion Trap, Quadruple, Time of Flight, Magnetic Sector, Orbitrap, 그 조합 등을 포함하는 다수의 질량 분석 기술 중 임의의 것을 이용할 수 있다. 이온은 사용된 선택(분리) 기술(들)에 적절한 분광계 분석 기기(206)의 검출기에 의해 검출될 수 있다.
표면 이온화 소스(100)는 튜브(102)의 제2 단부(106)(유출구(노즐)(114))가 분해 물질(204)을 수용하는 표면(202) 가까이 배치되도록 위치된다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 표면 이온화 소스(100)(예를 들어, 튜브(102))는, 유출구(노즐)(114)를 빠져나가는 가스(112)의 유동이 분광계 분석 기기(206)의 주입구(208) 반대편에서 일정 각도로 표면(202)에 충돌하도록 위치될 수 있다. 반응물질 이온(118)을 함유하는 가스(112)의 유동은 분해 물질의 적어도 일부를 이온화하고, 분석을 위하여 분광계 분석 기기(200)로 전달되는 분해 물질 이온을 생성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가스(112)의 유동은 디바이스(206)에 의한 분석을 위하여 표면 이온화 소스(100)로부터 표면(202) 및/또는 분광계 분석 기기(206)의 주입구(208)로 이온의 전달을 촉진할 수 있다. 그러나, 표면 이온화 소스(100)로부터 표면(202) 및/또는 분광계 분석 기기(206)의 주입구(208)로 이온의 전달은 적절히 형상화된 유동장(flow field), 전기장, 또는 그 조합에 의해 향상될 수 있다. 더욱이, 형상화된 유동장 및/또는 전기장의 사용은 동일한 소스가 표면(202)으로부터 양 및 음이온 모두를 만들도록 사용되는 것을 허용할 수 있다. 도 4에서, 검출 디바이스(200)는 가스(112)의 유동에서 이온의 적어도 일부의 움직임을 제어하도록 구성된 하나 이상의 이온 전달 조립체(402, 404)를 이용하는 것으로서 도시된다. 이온 전달 조립체(402, 404)는 표면 이온화 소스(100)로부터 표면(202) 및/또는 분광계 분석 기기(206)의 주입구(208)로 이온의 전달에 적절한, 유동장, 전기장, 또는 그 조합을 발생시키도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라서 분해 물질의 분석에서 사용하기 위한 방사성 선원으로부터 이온화 방사선을 사용하여 이온을 생성하기 위한 방법(500)이 도시된다. 실시예에서, 방법(500)은 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 검출 디바이스와 같은 검출 디바이스에 의해 도 1에 도시된 표면 이온화 소스(100)와 같은 표면 이온화 소스를 사용하여 실행될 수 있다.
도시된 바와 같이, 가스의 유동이 수용된다(블록 502). 예를 들어, 설명된 바와 같이, 튜브의 내부 보어(108)를 통하여 제2 단부(106)로 유동하는 가스의 유동은 표면 이온화 소스(100)의 튜브(102)의 제1 단부(104)에서 제공되는 주입구(110)에 의해 수용될 수 있다. 튜브(102)의 내부 보어(108)를 통한 가스(112)의 유동을 제공하도록 이용된 가스는 임의의 적절한 가스일 수 있다. 실시예에서, 가스는 용이하게 이용 가능한 공기 또는 건조된 공기를 포함한다. 그러나, 질소(N), 아르곤(Ar) 등과 같은 다양한 다른 가스가 가스(112)의 유동을 제공하도록 이용된 가스로서 사용될 수 있다는 것이 예측된다.
실시예에서, 가스의 유동은 가열된다(블록 504). 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 표면 이온화 소스(100)는 방사성 선원(116)(예를 들어, 상류)에 의한 이온화 전에 가스(112)의 유동을 가열하도록 튜브(102)의 주입구(104)에 결합된 열원(302)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 열원(302)은 주입구(104)와 결합된 히터 블록을 포함할 수 있다. 그러나, 가스(112)의 유동은 가열되지 않을 수 있다(예를 들어, 대략 검출 디바이스(200)가 작동되는 환경의 주위 온도일 수 있다).
도판트는 가스의 유동으로 주입될 수 있다(블록 506). 예를 들어, 하나 이상의 도판트(예를 들어, "도판트 1"(122))는 검출 가능한 이온을 형성하도록 관심 분해 물질(들)과 반응하는(예를 들어, 도 2의 표면(202) 상에서) 특정 이온을 생성하도록 이온화 전에 가스(112)의 유동에 첨가될 수 있다(예를 들어, 방사성 선원(116)의 상류에서). 실시예에서, 하나 이상의 도판트(예를 들어, "도판트 1"(122))는 중격 등(도시되지 않음)과 같은 적절한 도판트 주입 포트를 사용하여 튜브(102)의 주입구(110)의 상류에서 가스(112)의 유동 내로 주입될 수 있다.
가스의 유동은 그런 다음 방사성 선원 위를 지나가며, 방사성 선원은 가스의 유동에서 이온을 형성하도록 구성된다(블록 508). 도 1에 도시된 바와 같이, 방사성 선원(116)은 표면 이온화 소스(100)의 튜브(102)의 내부 보어(108) 내에 배치된다. 방사성 선원(116)은 가스(112)의 유동이 방사성 선원(116)을 지나 내부 보어(108)를 통과함으로써 가스(112)의 유동에서 반응물질 이온(118)을 형성하도록 구성될 수 있다. 특히, 반응물질 이온(118)은 고에너지 입자(예를 들어, 베타 입자)를 방사하는 방사성 선원(116)에 의해 방사된 이온화 방사선과 가스(112)의 상호 작용에 의해 형성된다. 실시예에서, 방사성 선원(116)은 튜브의 내부 보어(108)의 표면(120) 상에 배치된 고에너지 입자(예를 들어, 베타 입자)를 방사하는 막(118)을 포함한다. 막(120)은 내부 보어(108)의 지름과 대체로 동일한 외경을 가지는 대체로 링 형상일 수 있다. 방사성 선원은 고에너지 입자(예를 들어, 베타 입자)를 포함하는 이온화 방사선을 방사하는 물질로 제조된다. 예의 물질은 Nickel-63(Ni-63) 또는 Americium-241(Am-241)을 포함하지만 반드시 이에 한정되지 않는다.
도판트는 그런 다음 가스의 유동 내로 주입될 수 있다(블록 510). 예를 들어, 하나 이상의 도판트(예를 들어, "도판트 2"(124))는 도판트의 직접 이온화가 원치않는 종으로 이어질 수 있는 예에서 이온화 후에 가스(112)의 유동에 첨가될 수 있다(예를 들어, 방사성 선원(116)의 하류에서 튜브(102)에 제공된 포트(126)를 통해). 그러므로, 다양한 실시예에서, 도판트가 방사성 선원(116)의 상류(블록 506), 방사성 선원(116)의 하류(블록 510), 또는 방사성 선원(116)의 상류 및 하류 모두에서 분될 수 있다는 것이 예측된다(블록 506 및 블록 510 모두).
이온을 함유하는 가스의 유동은 분해 물질을 적어도 부분적으로 이온화하기 위해 분해 물질을 홀딩하도록 구성된 표면 상으로 안내된다(블록 512). 예를 들어, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 반응물질 이온(118)을 함유하는 가스(112)의 유동(예를 들어, 이온화된 가스(112'))는 분해 물질을 적어도 부분적으로 이온화하도록 분해 물질 상으로 안내된다. 실시예에서, 표면(202)은 유리 표면 등과 같은 비전도성 샘플 표면을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 표면(202)은 검출 디바이스(200)에 의해 수용된 샘플 수집 스와브를 포함할 수 있다.
기술된 바와 같이, 표면 이온화 소스(100)는 튜브(102)의 제2 단부(106)(유출구(노즐)(114))가 분해 물질(204)을 수용하는 표면(202) 가까이 배치되도록 위치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 표면 이온화 소스(100)(예를 들어, 튜브(102))는, 유출구(노즐)(114)를 빠져나가는 가스(112)의 유동이 분광계 분석 기기(206)의 주입구(208) 반대편에서 일정 각도로 표면(202)에 충돌하도록 위치될 수 있다. 반응물질 이온(118)을 함유하는 가스(112)의 유동은 분해 물질의 적어도 일부를 이온화하고, 분석을 위하여 분광계 분석 기기(200)로 전달되는 분해 물질 이온을 생성한다.
실시예에서, 표면 이온화 소스로부터 이온은 표면 및/또는 분광계 분석 기기로 운반될 수 있어서(블록 514), 분광계 분석은 이온화된 분해 물질의 적어도 일부 상에 형성될 수 있다(블록 516). 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스(112)의 유동은 디바이스(206)에 의한 분석을 위하여 표면 이온화 소스(100)로부터 표면(202) 및/또는 분광계 분석 기기(206)의 주입구(208)로 이온의 전달을 촉진할 수 있다. 다른 실시예에서, 도 4에 도시된 실시예와 같이, 검출 디바이스(200)는 가스(112)의 유동에서 이온의 적어도 일부의 움직임을 제어하도록 구성된 하나 이상의 이온 전달 조립체(402, 404)를 이용하는 것으로서 도시된다. 이온 전달 조립체(402, 404)는 표면 이온화 소스(100)로부터 표면(202) 및/또는 분광계 분석 기기(206)의 주입구(208)로 이온의 전달에 적절한, 유동장, 전기장, 또는 그 조합을 발생시키도록 구성된다.
설명된 바와 같이, 분광계 분석 기기(206)는 이온의 이동도 선택을 위하여 이온 이동도 분석기(IMS), 필드 비대칭 이온 이동도 분석기(FAIMS), 이동 주파수 이온 이동도 분석기(TWIMS), 스탠딩 웨이브 IMS, 그 조합 등과 같은 이온의 질량 선택 및/또는 이온 이동도 분석 기술을 위한 Ion Trap, Quadruple, Time of Flight, Magnetic Sector, Orbitrap, 그 조합 등을 포함하는 다수의 질량 분석 기술 중 임의의 것을 이용할 수 있다. 이온은 사용된 선택(분리) 기술(들)에 적절한 분광계 분석 기기(206)의 검출기에 의해 검출될 수 있다.
비록 본 발명의 요지가 구조적 특징 및/또는 공정 작업에 대해 특정한 언어로 설명되었을지라도, 첨부된 청구항에 한정된 요지가 상기된 특정 특징 또는 작용으로 반드시 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 오히려, 상기된 특정 특징 및 작용은 청구항을 실행하는 예의 형태로서 기술된다.

Claims (22)

  1. 표면 이온화 소스로서,
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부로부터 제2 단부로 튜브를 통하여 연장하는 내부 보어를 가지는 튜브로서, 상기 제1 단부는 가스의 유동을 수용하도록 구성되고, 상기 제2 단부는 분해 물질을 홀딩하도록 작동 가능한 표면 상으로 상기 가스의 유동을 안내하도록 구성되는, 튜브; 및
    적어도 실질적으로 상기 튜브의 내부 보어에 배치되고, 상기 가스의 유동이 상기 내부 보어를 통과함으로써 상기 가스의 유동에서 이온을 형성하도록 구성된 방사성 선원을 포함하며, 이온을 함유한 상기 가스의 유동은 상기 분해 물질을 적어도 부분적으로 이온화하도록 상기 분해 물질로 안내되는 표면 이온화 소스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사성 선원은 상기 튜브의 내부 보어의 표면 상에 배치된 고에너지 입자를 방사하는 막을 포함하는 표면 이온화 소스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 막은 대체로 링 형상인 표면 이온화 소스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사성 선원은 Nickel-63(Ni-63) 또는 Americium-241(Am-241) 중 적어도 하나를 포함하는 표면 이온화 소스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동은 건조 공기의 유동인 표면 이온화 소스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동을 가열하도록 구성된 열원을 추가로 포함하는 표면 이온화 소스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동에서 이온의 적어도 일부의 움직임을 제어하도록 구성된 이온 전달 조립체를 추가로 포함하는 표면 이온화 소스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동 내로 도판트의 첨가를 용이하게 하도록 구성된 포트를 추가로 포함하는 표면 이온화 소스.
  9. 검출 디바이스로서,
    제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부로부터 제2 단부로 튜브를 통하여 연장하는 내부 보어를 가지는 상기 튜브로서, 상기 제1 단부는 가스의 유동을 수용하도록 구성되고, 상기 제2 단부는 분해 물질을 홀딩하도록 작동 가능한 표면 상으로 상기 가스의 유동을 안내하도록 구성되는, 상기 튜브; 및 적어도 실질적으로 상기 튜브의 내부 보어에 배치되고, 상기 가스의 유동이 상기 내부 보어를 통과함으로써 상기 가스의 유동에서 이온을 형성하도록 구성된 방사성 선원을 포함하며, 이온을 함유한 상기 가스의 유동은 상기 분해 물질을 적어도 부분적으로 이온화하도록 상기 분해 물질로 안내되는 표면 이온화 소스; 및
    상기 분해 물질의 분석을 위하여 이온화된 분해 물질의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 분광계 분석 기기를 포함하는 검출 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 방사성 선원은 상기 튜브의 내부 보어의 표면 상에 배치된 고에너지 입자를 방사하는 막을 포함하는 검출 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 막은 대체로 링 형상인 검출 디바이스.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사성 선원은 Nickel-63(Ni-63) 또는 Americium-241(Am-241) 중 적어도 하나를 포함하는 검출 디바이스.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동은 건조 공기의 유동을 포함하는 검출 디바이스.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동을 가열하도록 구성된 열원을 추가로 포함하는 검출 디바이스.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동에서 이온의 적어도 일부의 움직임을 제어하도록 구성된 이온 전달 조립체를 추가로 포함하는 검출 디바이스.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광계 분석 기기는 질량 분석기 또는 이온 이동도 분석기(IMS) 중 적어도 하나를 포함하는 검출 디바이스.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동 내로 도판트의 첨가를 용이하게 하도록 구성된 포트를 추가로 포함하는 검출 디바이스.
  18. 가스의 유동을 수용하는 단계;
    상기 가스의 유동을 방사성 선원 위를 통과시키는 단계로서, 상기 가스의 유동이 방사성 선원 위를 통과함으로써, 상기 방사성 선원이 상기 가스의 유동에서 이온을 형성하도록 구성되는 단계; 및
    분해 물질을 적어도 부분적으로 이온화하기 위해 상기 분해 물질을 홀딩하도록 구성된 표면 상으로 이온을 함유한 상기 가스의 유동을 안내하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 이온화된 분해 물질의 적어도 일부에서 분광계 분석을 수행하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 방사성 선원은 Nickel-63(Ni-63) 또는 Americium-241(Am-241) 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동을 가열하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스의 유동 내에 도판트를 주입하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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