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公開番号2024096100
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-11
出願番号2023222891
出願日2023-12-28
発明の名称インソースイオン分離のためのシステム及び技術
出願人サーモフィニガンリミテッドライアビリティカンパニー
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01J 49/06 20060101AFI20240704BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】インソースイオン分離のためのシステム、デバイス、及び方法を提供する。
【解決手段】イオン分離器が、分析機器の1つ以上の構成要素の流体的上流にあり、その1つ以上の構成要素に連結された、イオン伝達導管を含む。イオン分離器は、イオン伝達導管の流体的上流にあり、イオン伝達導管に流体的に連結されたガス導管であって、内部体積を画定する、ガス導管を含む。イオン分離器はまた、内部体積に露出された活性表面を画定する電子回路であって、活性表面に通電するように構成されている、電子回路を含む。本開示の実施形態は、ガス流に同伴される比較的重いイオンからの比較的軽いイオンのインソース分離に少なくとも部分的に基づいて、材料試料の改善された分析を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
インソースイオン分離用のイオン分離器であって、
分析機器の１つ以上の構成要素の流体的上流にあり、前記１つ以上の構成要素に流体的に連結されたイオン伝達導管と、
前記イオン伝達導管の流体的上流にあり、前記イオン伝達導管に流体的に連結されたガス導管であって、前記ガス導管は内部体積を画定する、ガス導管と、
前記内部体積に露出された活性表面を画定する電子回路であって、前記電子回路は前記活性表面に通電するように構成されている、電子回路と、を備える、イオン分離器。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記活性表面と前記ガス導管との間に配置されたスタンドオフを更に備え、前記電子回路の少なくとも一部は、前記スタンドオフを介して前記ガス導管に機械的に連結され、前記ガス導管は、前記内部体積を前記活性表面に流体的に連結するアパーチャを画定する、請求項１に記載のイオン分離器。
【請求項３】
前記アパーチャは、第１のアパーチャであり、前記第１のアパーチャは、前記活性表面の第１の領域に近接し、前記ガス導管は、前記内部体積を前記活性表面の第２の領域に流体的に連結させる第２のアパーチャを画定する、請求項２に記載のイオン分離器。
【請求項４】
前記第１のアパーチャ及び前記第２のアパーチャは、前記ガス導管の対向する側部に形成される、請求項３に記載のイオン分離器。
【請求項５】
前記活性表面は、前記ガス導管の内側表面の中又は上に配置されている、請求項１に記載のイオン分離器。
【請求項６】
前記活性表面は、第１の活性表面であり、前記電子回路は、前記ガス導管の前記内側表面の中又は上に配置された第２の活性表面を画定する、請求項５に記載のイオン分離器。
【請求項７】
前記電子回路は、前記内部体積内に配置された導電性要素を含み、前記活性表面は、前記導電性要素の外側表面によって画定されている、請求項１に記載のイオン分離器。
【請求項８】
前記導電性要素は、前記ガス導管及び前記イオン伝達導管の中心軸に実質的に整列されている、請求項７に記載のイオン分離器。
【請求項９】
前記電子回路は、前記活性表面に通電して約１０Ｖ～約１０００Ｖの振幅の電圧にするように構成されている、請求項１に記載のイオン分離器。
【請求項１０】
前記ガス導管は、前記イオン伝達導管と比較して、より高いガスコンダクタンスにより特徴付けられている、請求項１に記載のイオン分離器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、分析機器構成要素、システム、及び方法を対象とする。具体的には、いくつかの実施形態は、インソースイオン分離器を含むイオン源を対象とする。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
元素組成及び／又は化学構造のためなどの、質量分析計を使用する試料の化学分析は、イオン伝達セクションを介して検出器に導かれるイオン流を生成することを含む。例えば、誘導結合プラズマ質量分析（inductively coupled plasma mass spectrometry、ＩＣＰ－ＭＳ）は、試料を非熱的プラズマ中で少なくとも部分的に解離させて、電界によって影響され得るイオン化された化学種を生成する。イオンと検出器の静電要素との間の相互作用により、組成分析に使用できる異なるタイプの検出可能信号が生成される。質量分析計（ＭＳ）機器では、元素組成、分子構造、及び試料の他の特性（例えば、酸化状態など）に関する詳細な情報が生成され得る。
【０００３】
ＭＳ機器は、典型的には、試料をイオン化させ、生成されたイオンの質量と電荷の比を測定する。質量スペクトルは、検出器信号の強度を質量対電荷（Ｍ／Ｚ）比の関数として表す。構成する化学種は、親イオン質量値と、特定の元素及び分子構造を特徴付けることができる分解シグネチャとを比較することにより特定される。クラスタリング、空間電荷容量制限、及び比較的軽いイオンによるトラッピングデバイスの飽和を含む現象が、それぞれ、ＭＳ機器を使用する検出、定量化、及び他の分析にとって重要な課題を提示する。例示的な実施例では、溶媒及び／又はより軽い化学種が、電荷の大部分を運ぶことができる、検出器を飽和させることができる、又はトラッピングデバイス全体を通る透過率を低減させることができる。したがって、対象の化学種及び／又は元素に対応する信号を強調することを優先して、溶媒及び他の材料のシグネチャを選択的に減衰させるための構成要素、システム、及び方法を開発する必要がある。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、インソースイオン分離のためのイオン分離器は、分析機器の１つ以上の構成要素の流体的上流にあり、１つ以上の構成要素に流体的に連結されたイオン伝達導管と、イオン伝達導管の流体的上流にあり、イオン伝達導管に流体的に連結されたガス導管であって、ガス導管は内部体積を画定する、ガス導管と、内部体積に露出された活性表面を画定する電子回路であって、電子回路は、活性表面に通電するように構成されている、電子回路と、を備える。
【０００５】
イオン分離器はまた、活性表面とガス導管との間に配置された電気絶縁スタンドオフを更に備えることができ、電子回路の少なくとも一部が、絶縁スタンドオフを介してガス導管に機械的に連結され、ガス導管は、内部体積を活性表面に流体的に連結するアパーチャを画定する。
【０００６】
活性表面は、ガス導管の内側表面の中又は上に配置することができる。
【０００７】
電子回路は、内部体積内に配置された導電性要素を含むことができ、活性表面は、導電性要素の外側表面によって画定される。
【０００８】
電子回路は、活性表面に通電して、約１０Ｖ～約１０００Ｖの振幅の電圧にするように構成できる。
【０００９】
ガス導管は、イオン伝達導管と比較して、より高いガスコンダクタンスによって特徴付けることができる。
【００１０】
イオン分離器は、約１ｍ／ｓ～約５０ｍ／ｓのガス導管を通るガス速度を生成するように構成され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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