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公開番号2024104299
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-02
出願番号2024007747
出願日2024-01-23
発明の名称化学組成物を同定するための方法、およびシステム
出願人ハミルトン・サンドストランド・コーポレイション,HAMILTON SUNDSTRAND CORPORATION
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01N 27/624 20210101AFI20240726BHJP(測定;試験)
要約【課題】化学組成物を同定するための方法、およびシステムを提供する。
【解決手段】本開示の少なくとも1つの態様によれば、化学組成物を同定するための方法は、化学的試料を収集すること、化学的試料を検出システムに導入すること、示差移動度分光計を用いて、化学的試料の中のイオンを第1の分析特性に基づいて第1の成分群に分離するために、化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することを含む。化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することは、イオン化された流れの中のイオンをフィルタリングして、所望の移動度を有するイオンのみがフラグメンタへと通過するようにすること、及びフィルタリングされた試料を断片化して、フィルタリングされた試料の中のイオンをさらに解離して、特有の移動度特性を有する追加のイオンのタイプを生成することをさらに含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
化学組成物を同定するための方法であって、
化学的試料を収集し、前記化学的試料を検出システムに導入すること、
示差移動度分光計を用いて、第１の分析特性に基づいて前記化学的試料の中のイオンを第１の成分群に分離するために、前記化学的試料に示差移動度分光測定を実行することであって、前記化学的試料に示差移動度分光測定を実行することは、
所望の移動度を有するイオンのみがフラグメンタへと通過するように、前記イオン化された流れの中の前記イオンをフィルタリングすること、をさらに含む、前記実行すること、
前記フィルタリングされた試料を断片化して、前記フィルタリングされた試料の中のイオンをさらに解離させて、特有の移動度特性を有する追加のイオンのタイプを生成すること、
イオン移動度分光計を用いて、第２の分析特性に基づいて前記第１の成分群の中のイオンを第２の成分群に分離するために、前記第１の成分群に対してイオン移動度分光測定を実行すること、及び
前記第２の成分群の中に存在するイオンに基づいて前記化学的試料の同一性を判定すること、を含む、前記方法。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
前記化学的試料に示差移動度分光測定を実行する前に、イオン化源を使用して前記化学的試料をイオン化して、イオン化された流れを生成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することが、
前記イオン化された流れを第１の高周波場に曝して、前記イオン化された流れの中のイオンを振動させること、及び
前記第１の高周波場にわたって第１の電圧差を加えて、前記イオン化された流れの中の陽イオンを負電荷に向かってドリフトさせ、陰イオンを正電荷に向かってドリフトさせて、前記イオン化された流れの中の前記陰イオンから前記陽イオンを分離することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することが、
前記第１の成分群のみが前記検出システムのイオン移動度分光計へと通過するように、前記断片化されたイオン化された流れの中の前記イオンをフィルタリングして前記第１の成分群を生成することであって、
前記第１の電圧差を加えることが、前記第１の電圧差を漸進的に修正して、前記イオン化された流れ及び／または前記断片化されたイオン化された流れの中の選択されたイオンが、前記第１の成分群として前記イオン移動度分光計に通過して入ることを可能にすることをさらに含む、前記生成すること、及び
前記第１の分析特性に基づいて前記第１の成分群に対する第１のデータセットを生成することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することが、
第２の高周波場にわたって第２の電圧差を加えて、前記断片化されたイオン化された流れの中の陽イオンを負電荷に向かってドリフトさせ、陰イオンを正電荷に向かってドリフトさせて、前記断片化されたイオン化された流れの中の前記陰イオンから前記陽イオンを分離すること、及び
前記第１の成分群のみがイオン移動度分光計へと通過するように、前記断片化されたイオン化された流れの中の前記イオンをフィルタリングして前記第１の成分群を生成すること、をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の電圧差を加えること及び／または前記第２の電圧差を加えることは、前記第１の電圧差及び／または前記第２の電圧差を漸進的に修正して、前記イオン化された流れ及び／または前記断片化されたイオン化された流れの中の選択されたイオンが、前記第１の成分群として前記イオン移動度分光計に通過して入ることを可能にすることをさらに含み、
示差移動度分光測定を実行することが、前記第１の分析特性に基づいて前記第１の成分群に対する第１のデータセットを生成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の成分群に対してイオン移動度分光測定を実行することが、
前記第１の成分群のみを含む前記イオン化された流れを前記イオン移動度分光計の分析モジュールへと通過させること、及び
前記イオン移動度分光計の第１の分析モジュールの負電荷に前記第１の成分群の陽イオンを引き込み、前記イオン移動度分光計の第２の分析モジュールの正電荷に前記第１の成分群の中の前記陰イオンを引き込むように、前記分析モジュールにわたって電圧差を加えること、
空間で第１の連続群の前記イオンを分離し、前記第１の成分群の中の前記イオンに対して第１の飛行時間分析を実行して、前記第１の成分群の中の選択されたイオンをフラグメンタへと通過することを可能にすること、及び
前記第１の成分群の中の前記選択されたイオンを断片化して、特有の移動度特性を有する追加のイオンのタイプをさらに解離及び生成し、前記第２の成分群を形成するイオンの断片化された流れを生成することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の成分群に対してイオン移動度分光測定を実行することが、
第２の成分群の中の前記イオンの断片化された流れに対して第２の飛行時間分析を実行して、前記第２の分析特性に基づいて前記第２の成分群に対する第２のデータセットを生成すること、
前記第２の成分群に対して生成された前記第２のデータセットを、前記第１の成分群に対して生成された前記第１のデータセットと相関させること、及び
前記第１のデータセットと前記第２のデータセットとの間の前記相関に基づいて、前記化学組成の前記同一性を判定すること、をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
システムであって、
化学分析物入口を含む化学検出器、
前記化学分析物を受け取り、前記化学分析物をイオン化して、イオン化された流れを生成するように構成された前記化学分析物入口に流体接続されている、イオン化源を有するイオン化モジュール、及び
前記イオン化された流れを受け取るために前記イオン化モジュールに流体接続され、前記化学分析物の化学的同一性を判定するように構成された分析モジュールであって、前記分析モジュールが、
前記化学分析物入口に流体接続された示差移動度分光計であって、
前記イオン化された流れの中で陰イオンから陽イオンを分離するように構成された第１の正帯電電極及び第１の負帯電電極を含む第１の電極セットであって、所定の移動度特性のイオンのみが、前記第１の電極セットを通過して流れる、前記第１の電極セット、及び
前記フィルタリングされた試料を断片化して、前記フィルタリングされた試料の中のイオンをさらに解離させて、特有の移動度特性を有する追加のイオンのタイプを有する断片化されたイオン化された流れを生成するように構成された前記第１の電極セットの下流にあるフラグメンタを含む、前記示差移動度分光計、及び
前記示差移動度分光計に流体接続された、イオン移動度分光計、を含む前記分析モジュールを含む、前記システム。
【請求項１０】
前記イオン化源は、イオン化領域を通って流れる前記化学分析物をイオン化するように構成される、請求項９に記載のシステム。
（【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】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０２３年１月２３日に出願された米国仮特許出願第６３／４４０，４５４号の優先権を主張するものであり、その内容全体は、参照により本明細書に援用される。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
本開示は、例えば化学的検出のための、示差移動度及びイオン移動度分光測定に関する。
【背景技術】
【０００３】
移動度分光測定は、分析物の化学的同一性を判定するための手段である。遠隔の無人化学感知の分野では、従来の技術は、それらの意図された目的に対して満足のいくものであると考えられている。しかしながら、試料のより多くの成分を同定することに関してより高い精度をもたらし、同時に、従来のシステムと比較してより高い分解能の結果をもたらす、化学的検出のための改善されたシステム及び方法に対する必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、上記の必要性に対する解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の少なくとも１つの態様によれば、化学組成物を同定するための方法は、化学的試料を収集すること、化学的試料を検出システムに導入すること、示差移動度分光計を用いて、化学的試料の中のイオンを第１の分析特性に基づいて第１の成分群に分離するために、化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することを含む。化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することは、イオン化された流れの中のイオンをフィルタリングして、所望の移動度を有するイオンのみがフラグメンタへと通過するようにすること、及びフィルタリングされた試料を断片化して、フィルタリングされた試料の中のイオンをさらに解離して、特有の移動度特性を有する追加のイオンのタイプを生成することをさらに含む。方法は、イオン移動度分光計を用いて、第２の分析特性に基づいて第１の成分群の中のイオンを第２の成分群に分離するために、第１の成分群に対してイオン移動度分光測定を実行すること、及び第２の成分群の中に存在するイオンに基づいて化学的試料の同一性を判定することをさらに含む。
【０００６】
方法は、化学的試料に示差移動度分光測定を行う前に、イオン化源を使用して化学的試料をイオン化して、イオン化された流れを生成することをさらに含むことができる。
【０００７】
化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することは、イオン化された流れを第１の高周波場に曝して、イオン化された流れの中のイオンを振動させること、及び第１の高周波場にわたって第１の電圧差を加えて、イオン化された流れの中の陽イオンを負電荷に向かってドリフトさせ、陰イオンを正電荷に向かってドリフトさせて、陽イオンをイオン化された流れの中の陰イオンから分離すること、をさらに含むことができる。
【０００８】
特定の実施形態では、化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することは、第１の成分群のみが検出システムのイオン移動度分光計へと通過するように、断片化されたイオン化された流れの中のイオンをフィルタリングして第１の成分群を生成することをさらに含む。第１の電圧差を加えることは、第１の電圧差を漸進的に修正して、イオン化された流れ及び／または断片化されたイオン化された流れの中の選択されたイオンが、第１の成分群としてイオン移動度分光計に通過して入ることを可能にすることを含むことができる。方法は、第１の分析特性に基づいて第１の成分群に対する第１のデータセットを生成することを含むことができる。
【０００９】
特定の実施形態では、化学的試料に対して示差移動度分光測定を実行することは、第２の高周波場にわたって第２の電圧差を加えて、断片化されたイオン化された流れの中の陽イオンを負電荷に向かってドリフトさせ、陰イオンを正電荷に向かってドリフトさせて、断片化されたイオン化された流れの中の陰イオンから陽イオンを分離することをさらに含む。特定のこのような実施形態では、示差移動度分光測定は、第１の成分群のみがイオン移動度分光計へと通過するように、断片化されたイオン化された流れの中のイオンをフィルタリングして第１の成分群を生成することをさらに含むことができる。
【００１０】
第１の電圧差を加えること、及び／または第２の電圧差を加えることは、第１の電圧差及び／または第２の電圧差を漸進的に修正して、イオン化された流れ及び／または断片化されたイオン化された流れの中の選択されたイオンが、第１の成分群としてイオン移動度分光計に通過して入ることを可能にすることをさらに含み、示差移動度分光測定を実行することは、第１の分析特性に基づいて、第１の成分群に対する第１のデータセットを生成することをさらに含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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