KR20170036012A - 샘플의 화학적 이온화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

가스 유체의 샘플을 이온화하기 위한 이온화 장치가 제공된다. 이온화 장치는 반응물 이온을 제공하도록 구성된 이온화기; 반응물 이온을 변경시키도록 구성된 이온 변경자, 및 변경된 반응물 이온 및 샘플을 수용하고, 샘플에서 관심 물질을 확인하도록 구성된 검출기에 의한 분석을 위해 샘플을 이온화하기 위해 샘플을 변경된 반응물 이온과 조합하도록 배치된 반응 영역을 포함한다.

Description

샘플의 화학적 이온화를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR THE CHEMICAL IONIZATION OF SAMPLES}
본 발명의 실시예는 샘플, 예를 들어 가스, 증기 및 에어로졸과 같은 가스 유체의 샘플의 이온화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이온에 대한 전자기장의 영향은 특성을 특징짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 질량 분광(mass spectrometry)에서, 전기장은 이온을 가속시키는데 사용될 수 있고, 자기장에 의해 가속된 이온의 편향은 질량 대 전하 비를 추론하는데 사용될 수 있다. 이온 이동도 분광(ion mobility spectrometry)에서, 이온은 드리프트 가스의 흐름에 대해 검출기로 이동될 수 있고, 이온의 이동 속도는 드리프트 가스를 통한 이동도에 대한 추론을 이끌어내는데 사용될 수 있다. 두 기술은 주변 대기압에서든, 진공 상태와 같은 제어된 압력 조건 하에서든 이온에 대한 전기장 및/또는 자기장과 같은 전자기장의 영향을 분석함으로써 관심 물질을 식별할 수 있다.
본 발명은 검출기에 의한 분석을 위해 가스 유체의 샘플을 이온화하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 가스 유체의 예는 가스 및 증기를 포함한다.
본 발명의 양태 및 실시예는 첨부된 청구 범위에 기재되어 있으며, 이제 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
본 발명의 실시예는 다양한 상이한 반응물 이온이 이온화 장치에 제공되도록 하는 것을 목적으로 한다. 그 다음, 이러한 반응물 이온은 검출기에 의한 분석을 위해 가스 유체의 샘플을 이온화하는데 사용될 수 있다. 일부 타입의 반응물 이온은 검출기에 의한 샘플의 분석을 혼동시킬 수 있는 원치 않는 간섭 이온을 생성하도록 일부 타입의 샘플과 상호 작용할 수 있다. 일부 실시예에서, 반응물 이온은 이러한 원치 않는 간섭 이온의 생성을 억제하도록 변경(modify)될 수 있다. 따라서, 이것은 달리 이용 가능한 샘플에 대한 더욱 정확한 정보를 제공할 수 있다.
도 1a는 이온화 장치의 예를 도시한다.
도 1b는 이온화 장치의 다른 예를 도시한다.
도 2는 이온화 장치를 포함하는 검출기의 예를 도시한다.
도 3은 도 2의 장치의 동작 방법을 도시하는 흐름도를 도시한다.
도면에서, 동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 가스 유체의 샘플을 반응물 이온(reactant ion)과 조합함으로써 이러한 샘플을 이온화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일례는, 예를 들어 공기 및/또는 도펀트와 같은 가스 유체를 이온화함으로써 반응물 이온을 제공하도록 배치된 이온화기를 포함하는 이온화 장치이다. 이러한 장치는 또한 가스 유체의 샘플이 샘플을 이온화하기 위해 변경된 반응물 이온과 조합되기 전에 반응물 이온을 변경시키도록 구성된 이온 변경자(ion modifier)를 포함한다. 반응물 이온을 변경시킬지의 여부를 선택함으로써, 샘플과 혼합되는 반응물 이온의 타입은 변경될 수 있다. 이것은 원치 않는 간섭 이온의 생성이 억제되거나, 선택된 상이한 타입의 생성물 이온(product ion)이 동일한 가스 유체의 샘플로부터 얻어지도록 할 수 있다.
이러한 검출기에서 분석을 위해 상이한 기술이 샘플을 이온화하기 위해 사용될 수 있다. 자외선은 샘플을 직접 이온화하는 데 사용될 수 있다. 더욱 일반적으로, 샘플은, 먼저 코로나 방전 및 β 입자와 같은 이온화 방사선 소스를 사용하여 검출기 내의 공기로부터 이온을 생성시킨 다음, 이러한 이온이 샘플 분자와의 이온 분자 반응을 겪도록 허용하는 샘플과 이러한 이온을 혼합함으로써 간접적으로 이온화된다. 이러한 상황에서, 생성된 초기 이온은 반응물 이온이라고 부르며, 샘플 분자로부터 생성된 이온을 생성물 이온이라고 부른다. 또한, 도펀트라고 부르는 증기를 검출기에 부가함으로써, 초기 공기 이온에 의해 이온화되고, 그 다음 이러한 새로운 반응물 이온이 이온 분자 반응을 통해 샘플을 이온화하도록 하는 것이 유용할 수 있다. 이러한 방식으로, 샘플의 이온화의 화학 작용은 검출될 화합물을 우선적으로 이온화하고, 샘플 내의 일부 잠재적 간섭 화합물을 이온화시키지 않도록 제어될 수 있다. 이것은 이온이 달리 서로 구별하기 어려울 수 있는 물질을 식별하도록 할 수 있다
실시예에서, 이온은 반응물 이온 생성 영역에서 생성되고, 전기장은 이온 변경 영역을 통해 샘플이 투여되는 반응 영역으로 통과하도록 배열된다. 도펀트 증기의 흐름은 반응물 이온 생성 영역에 투여될 수 있고, 도펀트 증기를 함유하지 않은 흐름은 변경 영역으로부터 도펀트 증기를 이동시키도록 구성됨으로써, 변경 영역 내의 도펀트 증기의 농도가 반응물 이온 생성 영역 내의 도펀트의 농도에 비해 감소되도록 할 수 있다. 변경 영역은 반응물 이온 생성 영역으로의 도펀트의 흐름과 반응 영역으로의 샘플의 흐름 사이에 위치된다. 일 실시예에서, 전기장은 반응물 이온 및/또는 변경된 반응물 이온을 반응 영역 내의 샘플로 이동시키도록 배열된다. 이온 게이트는 반응 영역으로부터 생성물 이온의 흐름을 제어하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예는 또한 관심 물질을 검출하기 위한 검출 장치를 제공한다. 검출 장치는 검출기에 생성물 이온을 제공하는 샘플을 이온화하도록 구성되는 상술한 바와 같은 이온화 장치를 포함할 수 있다.
검출기는 이온 이동도 분광계 및/또는 질량 분광계를 포함할 수 있다.
실시예에서, 장치는 반응물 이온을 생성하고, 검출기에 의한 분석을 위한 생성물 이온을 생성하기 위해 샘플과 변경된 반응물 이온을 조합하기 전에 반응물 이온을 변경시키도록 구성된다.
실시예에서, 장치는 제 1 생성물 이온을 생성하기 위해 반응물 이온과 샘플을 조합하고, 이러한 제 1 생성물 이온을 검출기에 제공하는 것에 기초하여 샘플을 분석하도록 제어될 수 있다. 그 다음, 장치는 반응물 이온을 얻고, 제 2 생성물 이온을 생성하기 위해 샘플과 변경된 반응물 이온을 조합하기 전에 반응물 이온을 변경시키도록 제어될 수 있다. 변경된 반응물 이온은 반응물 이온과 상이할 수 있으며, 예를 들어 이것은 상이한 구성 부분, 예를 들어 상이한 질량, 또는 상이한 화학적 성질, 예를 들어 상이한 에너지 성질을 가질 수 있다. 이온 변경자는 선택적으로 동작될 수 있으며, 예를 들어, 이온 변경자는 제 1 반응물 이온을 샘플과 조합하는 것으로부터 얻어진 검출기 신호에 기초하여 반응물 이온을 변경시키도록 동작될 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 이온 변경자는 생성물 이온을 변경시키기 위해 제공되고 배열될 수 있다.
도 1a는 이온화 장치(1)를 도시한다. 이온화 장치(1)는 반응물 이온 생성 영역(6), 이온 변경자(2) 및 반응 영역(8)을 포함한다.
반응물 이온 생성 영역(6)은 이온화기(12) 및 도펀트 증기를 도입하기 위한 제 1 유입구(14)를 포함할 수 있고, 제 1 배출구(16)를 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 예에서, 이온 변경자(2)는 반응 영역(8)으로부터 이온화기(12)를 분리하도록 배열된다. 반응 영역(8)은 샘플을 반응 영역으로 도입하기 위한 제 2 유입구(18)를 포함하고, 제 2 배출구(20)를 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 제어기(4)는 이온화기(12) 및 이온 변경자(2)와, 이온화기(12)로부터 이온 변경자(2)로 이온을 이동시키기 위해 전기장을 인가하도록 배치된 전기장 인가 장치(applier)(10)에 결합된다.
이온화기(12)는 반응물 이온 생성 영역(6)에 반응물 이온을 형성하기 위해 이온화 에너지를 인가하도록 동작할 수 있으며, 예를 들어 여기서 반응물 이온 생성 영역이 도펀트를 도입하기 위한 제 1 유입구를 포함하는 경우, 이온화기는 도펀트를 이온화함으로써 반응물 이온을 생성할 수 있고, 도펀트가 사용되지 않을 경우, 이온화기는 공기를 이온화함으로써 반응물 이온을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 이온화기(12)는 코로나 방전 이온화기(12)를 포함하고, 이온화기(12)는 또한 β 입자와 같은 이온화 방사선의 방사성 선원(radioactive source)을 포함할 수 있다.
이온 변경자(2)는, 예를 들어 이온의 유효 온도를 상승시킴으로써, 예를 들어 이온을 가열하고/하거나 이온을 교류 전기장(alternating electric field), 예를 들어 무선 주파수(RF) 전기장에 가해짐으로써 이온을 단편화(fragment)하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 이온 변경자(2)는 2개의 전극을 포함한다. 이온 변경자(2)의 전극 사이의 영역은, 반응물 생성 영역(6)으로부터 반응 영역(8)으로 이동하기 위해, 반응물 이온이 교류 전기장에 가해질 수 있는 이온 변경 영역을 통과하도록 배열된 이온 변경 영역을 제공할 수 있다. 일례에서, 2개의 전극은 반응물 이온 생성 영역(6)으로부터 반응 영역(8)으로의 이온의 이동 방향으로 서로 이격될 수 있다. 이러한 전극은 각각 평면일 수 있고, 각각이 복수의 도체를 포함할 수 있으며, 이러한 도체는 예를 들어 그리드, 예를 들어 메시(mesh)와 같은 규칙적인 패턴으로 배치될 수 있다. 이온 변경자(2)는 히터를 포함할 수 있다.
제 2 유입구(18)는 가스 유체 샘플을 이온화될 반응 영역(8)으로 통과시키도록 구성될 수 있다. 제 2 배출구(20)는 샘플이 이온 변경 영역으로 흐르는 것보다 우선적으로 반응 영역(8)에서 흐르도록 배치될 수 있다.
제 1 유입구(14) 및 배출구(16)는 반응물 이온 생성 영역(6)을 통해 도펀트, 예를 들어 가스 유체의 흐름을 제공하도록 구성될 수 있다. 유입구 및 배출구는 이온화기(12) 주위에 도펀트의 흐름을 지향시키도록 배치될 수 있고, 또한 이온 변경자(2)로 흐르는 것보다 우선적으로 배출구에서 도펀트의 흐름을 지향시키도록 구성될 수 있다.
전기장 인가 장치(10)는 이온 변경 영역을 통해 반응물 이온 생성 영역(8)으로부터 반응 영역(8)으로 반응물 이온을 이동시키도록 전기장을 인가하기 위해 배치된 전극을 포함할 수 있다.
동작 중에, 도펀트, 예를 들어 가스 유체는 제 1 유입구(14)를 통해 반응물 이온 생성 영역(6)으로 도입될 수 있다. 그 다음, 제어기(4)는 이온화 에너지를 인가하여 반응물 이온을 제공하도록 이온화기(12)를 동작시킬 수 있다. 도펀트는 제 1 유입구(14)로부터 제 1 배출구(16)로 흐르는 도펀트의 흐름에서 반응물 이온 생성 영역(6)으로부터 수행될 수 있다. 이것은 반응물 이온 생성 영역(6)에서의 농도와 비교하여 이온 변경 영역에서의 도펀트의 농도를 감소시킬 수 있다. 제어기(4)는 이러한 도핑된 흐름과 상이한 방향으로, 예를 들어 전기장의 인가에 의한 흐름에 대해 횡 방향 또는 반대 방향으로 반응물 이온을 이동시키도록 전기장 인가 장치(10)를 제어할 수 있다. 실시예에서, 도펀트의 흐름은 도펀트와 조합한 변경된 반응물 이온으로부터 형성된 이온의 수를 선택된 임계 레벨 미만으로 감소시키도록 선택된다. 이를 수행하는 하나의 방식은 아래에 더욱 상세히 설명된다.
그 다음, 제어기(4)는 에너지, 예를 들어 교류 전기장 및/또는 열을 인가하도록 이온 변경자(2)를 동작시킬 수 있다. 이것은 이온 변경 영역에서 반응물 이온의 유효 온도를 상승시킬 수 있다. 이것은 반응물 이온을 단편화하고/하거나 첨가(adduct) 반응물 이온을 분리시킴으로써 반응물 이온을 변경시킬 수 있다. 제어기(4)는 변경되거나 변경되지 않은 반응물 이온을 제공하기 위해 이온 변경자(2)를 동작시킬지의 여부를 선택할 수 있다.
그 다음, 변경되거나 변경되지 않은 반응물 이온은 이온 변경 영역으로부터 반응 영역(8)으로 이동될 수 있으며, 여기서 이러한 반응물 이온은 생성물 이온을 생성하기 위해 샘플을 이온화하도록 가스 유체의 샘플과 조합된다.
본 발명과 관련하여 알 수 있는 바와 같이, 반응물 이온을 변경시키기 위해 이온 변경자(2)를 동작시킬지의 여부를 선택함으로써, 상이한 타입의 생성물 이온은 동일한 타입의 샘플 유체 및 동일한 도펀트 공급으로부터 제공될 수 있다. 이것은 생성물 이온이 샘플 유체를 분석할 목적으로 검출기에 제공될 수 있는 특별한 이점을 가질 수 있다.
실시예에서, 도 1a를 참조하여 설명된 것과 같은 이온화 장치는 달리 쉽게 이용할 수 없는 반응물 이온의 생성을 허용할 수 있다. 예를 들어, 본 경우의 발명자는 이온, NO2- 및 NO3-이 질산(HNO3)으로부터와 같이 도펀트 증기로부터 직접 생성하기 어려울 수 있음을 발견하였다.
예를 들어, 질산 증기가 이온화되면, NOx- 이온은 이온화 프로세스에서 해리에 의해 형성될 수 있지만, 이것은 HNO3 분자로 첨가물을 형성할 수 있다. 실시예에서, 이러한 첨가물 이온(adduct ion)은 NOx- 이온만을 방출하기 위해 단편화될 수 있으며, 이는 그 후 반응 영역(8)으로 이동될 수 있다. NOx- 이온은 코로나 방전과 같은 다른 수단에 의해 생성될 수 있지만, 생성된 반응물 이온은 일반적으로 방전의 동작(전류, 전압, 치수(dimension)) 및 방전의 부근에서 방전의 생성물의 축적에 허용된 시간에 따라 다양한 양의 NO2 -, NO3 -, CO3 - 및 O3 - 이온의 혼합물이다. 이러한 반응물 이온의 혼합물은 샘플 내의 타겟 화합물의 존재에 대해 해석하기 어려운 복잡한 분석 데이터, 예를 들어 복잡한 이온 이동도 스펙트럼으로 이어진다. 본 발명과 관련하여, NOx는 본 명세서에서 단지 예로서 사용되었으며, 물론 다른 타입의 도펀트가 또한 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1b는 제 2 이온화 장치를 도시한다. 도 1b에 도시된 장치는 도 1a를 참조하여 상술한 것과 유사하다. 그러나, 도 1b의 장치는 또한 이온 변경자(2) 주위에 퍼지 가스의 흐름을 제공하도록 배치된 퍼지 가스 제공자(30)를 포함한다. 이러한 퍼지 가스 제공자(30)는 전기장이 이온 변경자(2)를 통해 반응물 이온을 이동시키도록 허용하면서 도펀트 및 비이온화된 샘플과 같은 중성 종을 이온 변경자(2)로부터 멀리 이동시키도록 구성된다. 이것은 반응물 이온이 도펀트보다 우선적으로 변경 영역으로 이동되도록 할 수 있다. 예를 들어, 이러한 퍼지 가스의 흐름은 이온 변경 영역에 국한될 수 있고, 도펀트(및 샘플)가 예를 들어 그것을 옮기고/옮기거나 운반함으로써 이온 변경 영역으로 들어가는 경향을 감소시키도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 퍼지 가스 제공자(30)는 이온 변경자(2)에 걸친 퍼지 가스의 흐름을 제공하도록 배치된 유입구 및 배출구를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1a 또는 도 1b를 참조하여 상술한 이온화 장치(1)와 같은 이온화 장치(1), 제어기(4) 및 검출기(24)를 포함하는 검출 장치(100)의 일례를 도시한다. 도 1a를 참조하여 상술한 바와 같이, 도 2에 도시된 이온화 장치(1)는 반응물 이온 생성 영역(6), 이온 변경 영역 및 반응 영역(8)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 예에서, 검출기(24)는 반응 영역(8)을 통해 이온화 장치(1)에 결합된다. 이온 게이트는 반응 영역(8)과 검출기(24) 사이에 배치될 수 있고, 제 2 이온 변경자(22)는 이온 게이트와 검출기(24) 사이에 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 전기장 인가 장치(10)는 또한 생성물 이온을 반응 영역(8)으로부터 검출기(24)로 이동시키도록 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 제어기(4)는 도 1a를 참조하여 상술한 제어기(4)와 동일한 방식으로 이온화 장치(1)에 결합될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 제어기(4)는 이온 게이트, 제 2 이온 변경자(22) 및 검출기(24)에 결합될 수 있다.
이온화 장치(1)의 이온 변경자(2)와 마찬가지로, 제 2 이온 변경자(22)는 2개의 전극을 포함할 수 있으며, 이러한 2개의 전극은 이들 사이에 이온 변경 영역을 제공하도록 이격될 수 있다. 2개의 전극은 생성물 이온이 검출기(24)에 도달하도록 이온 변경 영역을 통과하도록 배치될 수 있다. 일례에서, 2개의 전극은 반응 영역(8)으로부터 검출기(24)로의 이온의 이동 방향으로 서로 이격될 수 있다. 이러한 전극은 각각 평면일 수 있고, 각각이 복수의 도체를 포함할 수 있으며, 이러한 도체는 예를 들어 그리드, 예를 들어 메시와 같은 규칙적인 패턴으로 배치될 수 있다. 제 2 이온 변경자(22)는 히터를 포함할 수 있다.
이온 게이트는 이온이 반응 영역(8)으로부터 검출기(24)로 이동하는 것을 방지하도록 전기장을 제공하기 위해 이격되어 배치된 복수의 도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이온 게이트는 예를 들어 동일 평면 구성으로 배치될 수 있는 교차 연결된(inter-digitated) 도체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이온 게이트의 도체는 반응 영역으로부터 검출기로의 이온의 이동 방향으로 서로 오프셋될 수 있으며, 예를 들어 이온 게이트는 Tyndall-Powell 게이트를 포함할 수 있다. 이온 게이트는 반응 영역(8)으로부터 검출기(24)로의 생성물 이온의 통과를 제어하도록 동작할 수 있다. 이온 게이트의 도체는 도체가 상이한 전위에 있을 때 이온이 게이트를 통과할 수 없도록 배치될 수 있다. 그러나 도체가 동일한 전위에 있을 때, 도체에 부딪치지 않는 이온은 게이트를 통과할 수 있다. 이온 게이트는 Bradbury-Nielsen 게이트를 제공하도록 배치될 수 있다.
제 2 이온 변경자(22)는, 예를 들어, 생성물 이온을 단편화함으로써, 예를 들어 이러한 이온의 유효 온도를 상승시킴으로써, 예를 들어 이온을 가열하고/하거나 이온을 교류 전기장에 가함으로써 생성물 이온을 변경시키도록 동작할 수 있다.
검출기(24)는 생성물 이온을 수용하도록 구성되고, 예를 들어 전자기장, 예를 들어 전기장 및/또는 자기장과의 생성물 이온의 상호 작용에 기초하여 관심 물질을 확인하기 위해 생성물 이온을 추가로 분석할 수 있다. 검출기(24)는 생성물 이온의 분석에 기초하여 신호를 제어기(4)에 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 검출기(24)는 이온 이동도 분광계의 이온 수집기를 포함하고, 일부 실시예에서 검출기(24)는 질량 분광계를 포함한다. 다른 타입의 검출기가 또한 사용될 수 있다.
제어기(4)는 도 1a를 참조하여 상술한 바와 같이 가스 유체의 샘플로부터 생성물 이온을 얻기 위해 이온화 장치를 제어하도록 동작할 수 있다. 제어기(4)는 또한 반응물 이온을 변경할지의 여부를 결정하고, 반응물 이온이 변경되어야 하는 것으로 결정하는 경우에, 샘플과 조합되기 전에 반응물 이온을 변경하기 위해 이온 변경자를 제어하도록 동작할 수 있다. 제어기(4)는 가스 유체의 샘플의 분석에 기초하여 검출기(24)에 의해 제공된 신호에 기초하여 반응물 이온을 변경할지의 여부를 결정하도록 동작할 수 있다.
동작 시에, 도 2에 도시된 검출 장치(100)는 일련의 사이클에서 동작될 수 있다. 제 1 동작 사이클에서, 제어기(4)는 가스 유체의 제 1 샘플로부터 제 1 생성물 이온을 제공하기 위해 이온화 장치를 동작시킬 수 있다. 제 1 생성물 이온은 반응물 이온을 변경시키기 위해 이온 변경자를 동작시키지 않고 생성될 수 있다. 그 후, 제어기(4)는 생성물 이온이 분석을 위해 검출기(24)로 이동되도록 허용하기 위해 이온 게이트를 제어할 수 있다. 검출기(24)는 제 1 생성물 이온을 분석하고, 제 1 생성물 이온의 분석에 기초한 제 1 신호를 제어기(4)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 이러한 신호는 가스 유체에서의 관심 물질의 존재를 확인하기 위한 데이터를 포함할 수 있다.
제 2 동작 사이클에서, 제어기(4)는 가스 유체의 제 2 샘플로부터 제 2 생성물 이온을 제공하기 위해 이온화 장치를 동작시킬 수 있다. 제 2 생성물 이온은 가스 유체의 제 2 샘플과 조합되기 전에 반응물 이온을 변경함으로써 생성될 수 있다. 그 후, 제어기(4)는 제 2 생성물 이온이 분석을 위해 검출기(24)로 이동되도록 허용하기 위해 이온 게이트를 제어할 수 있다. 검출기(24)는 제 2 생성물 이온을 분석하고, 제 2 생성물 이온의 분석에 기초한 제 2 신호를 제어기(4)에 제공할 수 있다. 그 후, 제어기(4)는 제 1 신호 및 제 2 신호에 기초한 가스 유체에서의 관심 물질의 존재를 확인할 수 있다. 추가의 동작 사이클에서, 제어기(4)는 관심 물질의 존재를 확인하기 위한 추가의 신호를 제공하도록 생성물 이온을 변경하기 위해 제 2 이온 변경자(22)를 동작시킬지의 여부를 결정할 수 있다.
실시예에서, 제어기(4)는 반응물 이온이 변경되거나 변경되지 않는 사이클과 생성물 이온이 변경되거나 변경되지 않는 사이클 사이에서 전환하도록 제 1 이온 변경자 및 제 2 이온 변경자(22)를 동작시킨다. 일부 실시예에서, 제어기(4)는 이온 변경자를 동작시키지 않을지를 결정하고, 그렇다면 어느 것을 동작시킬 것인지, 또는 검출기(24)로부터의 신호에 기초하여 둘 다를 동작시킬지를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(4)는 신호가 관심 물질의 존재를 나타내지만, 물질을 모호하지 않게 식별하기에 충분한 정보를 제공하지 않는 것으로 결정하면, 그것은 제 1 및/또는 제 2 이온 변경자(22)를 동작시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 방법은 이제 도 3을 참조하여 설명될 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도펀트가 제공되고(110), 이온화되어(112), 반응물 이온을 제공할 수 있다. 그 다음, 도펀트는 반응물 이온으로부터 적어도 부분적으로 분리되어(114), 반응물 이온 생성 영역에서의 농도에 비해 이온 변경 영역에서의 도펀트의 농도를 감소시킬 수 있다. 그 다음, 반응물 이온을 변경할지에 관한 선택(116)이 이루어질 수 있다. 그럴 경우, 반응물 이온은, 예를 들어 이의 유효 온도를 상승시킴으로써, 예를 들어, 이러한 이온을 단편화함으로써 변경된다(118). 그 다음, 변경된 반응물 이온(또는 경우에 따라 변경되지 않은 반응물 이온)은 생성물 이온을 제공하기 위해 샘플을 이온화하도록 가스 유체의 샘플과 조합될 수 있다(120).
그 다음, 생성물 이온은 검출기에 제공될 수 있고(122), 그 다음, 생성물 이온을 변경시킬지 여부에 관한 선택(124)이 이루어질 수 있다. 그럴 경우, 반응물 이온은, 예를 들어 이의 유효 온도를 상승시킴으로써, 예를 들어, 이러한 이온을 단편화함으로써 변경된다(126). 그 다음, 변경되거나 변경되지 않은 생성물 이온은 검출기에 의해 분석될 수 있다(128, 130).
일부 실시예에서, 장치는 반응물 이온을 도펀트보다 우선적으로 변경 영역으로 이동시키도록 구성된다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 반응물 이온 생성 영역을 통한 도펀트의 흐름은 반응물 이온 생성 영역으로부터 이온 변경자로의 도펀트의 통과를 방지하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 제 1 유입구(14) 및 제 1 배출구(16) 중 적어도 하나를 통한 체적 유량(volume flow rate)은 이것을 달성하도록 선택될 수 있다. 이것이 행해질 수 있는 하나의 방식은 도펀트의 흐름을 지향시키기 위해 제 1 유입구(14) 또는 제 1 배출구(16)의 단면 형상 또는 영역을 선택하는 것이다. 일부 예에서, 제 1 유입구(14) 및/또는 제 1 배출구(16)는 이온 변경자로의 도펀트의 통과를 방지하도록 선택된 경로를 따라 도펀트의 흐름을 지향시키도록 구성된다.
실시예에서, 도펀트의 흐름은 도펀트 증기와 검출기에 의해 카운트된 변경된 반응물 이온 사이의 반응에 의해 형성된 이러한 이온의 수가 선택된 임계 레벨보다 작도록 선택된다. 이러한 임계 레벨은 검출기의 분해능 및/또는 신호 대 잡음비에 기초하여 선택될 수 있다. 이러한 임계 레벨은 또한 일상적인 실험에 기초하여, 예를 들어 도펀트와 반응되는 변경된 반응물 이온의 실험적으로 결정된 수용 가능한 레벨에 기초하여 선택될 수 있다(예를 들어, 시스템은 이러한 특정 이온 형성의 어떤 레벨을 용인하고(tolerate), 여전히 정확하게 동작할 수 있다). 예를 들어 첨가물 이온은 이온 변경자에 의해 변경된 도펀트와 반응물 이온 사이의 반응에 의해 형성된 이온을 포함할 수 있다. 이온 변경 영역에서 도펀트의 양을 제어하기 위해 도펀트의 흐름을 선택하는 하나의 방식은 이러한 첨가물 이온의 존재를 테스트하고, 유량, 흐름의 방향, 위치, 제 1 유입구(14), 제 1 배출구(16), 제 2 유입구(18) 및 제 2 배출구(20) 중 적어도 하나의 형상 및/또는 크기를 조정하는 것에 기초할 수 있다. 이러한 파라미터는 충분히 낮은 첨가물 이온 생성의 레벨을 달성하기 위해 테스트하는 것에 기초하여 선택될 수 있다. 이것에 접근하는 하나의 방식은 교정 절차를 수행하는 것이다. 이러한 교정은 도펀트 또는 샘플 중 어느 하나를 도입하지 않고 제 1 이온 이동도 스펙트럼(예를 들어, 플라즈마그램(plasmagram))을 얻기 위해 장치를 동작시키는 것을 포함할 수 있다. 그 다음, 이러한 스펙트럼은 도핑되지 않은 시스템에서 예상되는 이온과 다른 검출된 어떤 이온이 있는지(예를 들어 "깨끗한(clean)" 상태인지, 오염이 없는지)를 확인하도록 체크될 수 있다.
이러한 체크는 다음과 같이 이루어질 수 있다:
(1) 스펙트럼에서 지배적인 피크(dominant peak)를 찾고, 이것이 첨가된 도펀트가 없는 경우 클린 시스템에 존재할 것으로 예상되는 이온에 의해서만 형성된 피크라고 가정한다(이러한 이온의 예는 음이온 모드에서는 O2-·(H2O)n 및 양이온 모드에서는 H+·(H2O)n을 포함한다).
(2) 이러한 피크와 연관된 이온 이동도 상수(ion mobility constant)를 결정하고, 감소된 이온 이동도 상수 Ko를 얻기 위해 온도 및 압력 변화를 보정한다.
(3) 지배적인 피크가 어떤 형태의 오염물로부터 보다는 오히려 어떤 첨가된 도펀트 또는 샘플이 없는 경우에 시스템에 존재하는 것으로 예상되는 이온으로부터 형성되는지를 Ko 값에 기초하여 결정한다.
(4) 피크의 형상은 또한 예상되는 이온(예를 들어 오염물)과 유사한 Ko 값을 갖는 다른 이온 종의 존재에 대해 체크될 수 있다.
(5) 선택한 레벨보다 큰 피크 크기, 예를 들어 지배적인 피크의 선택된 퍼센티지를 가진 스펙트럼에서 임의의 다른 피크의 존재를 체크한다. 이러한 임계값은 검출기의 분해능 및/또는 신호 대 잡음비에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 임계값은 최소 분해 가능한 피크 크기에 기초할 수 있다. 이러한 임계값은 또한 실험적으로 결정된 수용 가능한 최소 레벨(예를 들어 허용 가능한 오염물의 레벨)에 기초하여 선택될 수 있다.
그 다음, 도펀트는 반응물 이온 생성 영역에 제공될 수 있고, 제 2 이온 이동도 스펙트럼은 어떤 샘플을 반응 영역에 도입하지 않고 얻어질 수 있다. 제 1 이온 이동도 스펙트럼에서 확인된 "도핑되지 않은" 피크가 제 2 이온 이동도 스펙트럼에서 선택된 최소 레벨 미만이고, 예를 들어 검출될 수 없고, 관찰된 유일한 피크가 첨가된 도펀트를 이온화함으로써 얻어지는 관련된 이온이도록 도펀트의 농도는 선택될 수 있다. 이러한 선택된 최소 레벨은 첨가된 도펀트와 관련된 피크 높이의 크기의 일부, 예를 들어 피크의 크기의 1/100에 기초할 수 있다. 그 다음, 부가적인 도펀트의 동작 농도는 이러한 방식으로 "도핑되지 않은" 이온의 검출을 스웜프(swamp)하는데 필요한 첨가된 도펀트의 농도에 기초하여 결정될 수 있다. 동작 농도는 "도핑되지 않은" 피크를 선택된 최소 레벨 아래로 제공하는데 필요한 것 이상의 부가적인 도펀트의 초과량을 포함할 수 있다. 이러한 초과량은 몇 배 또는 심지어 열배 단위 또는 백배 단위 이상일 수 있다.
이러한 농도를 선택하면, 교정은 반응물 이온 생성 영역에서 도펀트의 흐름의 파라미터를 선택하는 것을 더 포함할 수 있다. 이러한 파라미터는 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
(a) 제 1 유입구(14)를 통한 반응물 이온 생성 영역으로의 도펀트의 유량;
(b) 제 1 배출구(16)를 통한 반응물 이온 생성 영역에서의 도펀트의 유량;
(c) 도펀트의 흐름 경로, 예를 들어 제 1 유입구 및/또는 제 1 배출구의 정렬, 형상, 위치 및/또는 방향.
이러한 초기 파라미터를 선택하면, 교정은 선택된 도펀트의 농도 및 이러한 파라미터를 사용하여 제 3 이온 이동도 스펙트럼을 얻는 것과, 반응물 이온을 변경하지만 반응 영역에 임의의 샘플을 도입하지 않고 (반응물 이온 생성 영역과 반응 영역 사이에서) 이온 변경자를 동작시키는 것을 더 포함할 수 있다.
변경되지 않은 잔류 반응물 이온이 (예를 들어, 상술한 선택된 최소 레벨보다 큰 레벨에서) 이러한 제 3 이온 이동도 스펙트럼에서 검출된다면, 도펀트는 일부 변경된 이온이 도펀트와 반응하는 농도로 이온 변경 영역에 존재한다는 것을 의미할 수 있다. 원래의 변경되지 않은 반응물 이온은 변경된 이온 또는 다른 종류의 이온으로부터 변형되었을 수 있다. 이것은 일부 실험에서 나타났다. 또한, 변경된 반응물 이온이 도펀트 증기와 반응할 시에 원래의 도핑된 반응물 이온과 상이한 이온 종을 형성하는 경우가 있을 수 있다. 따라서, 이러한 제 3 스펙트럼은 도핑된 반응물 피크의 존재뿐만 아니라 다른 이온과 관련된 다른 피크의 존재를 위해 검사될 수 있다.
(도펀트와 관련이 있든 없든) 원하지 않는 이온이 이온 이동도 스펙트럼에서 검출되면, (위에 열거된) 흐름의 파라미터 중 하나 이상이 달라질 수 있고, 원하지 않는 이온의 레벨이 수용 가능한 레벨(예를 들어, 상술한 선택된 최소 레벨 미만)에 도달할 때까지 부가적인 스펙트럼이 획득될 수 있다.
동일한 교정 프로세스가 반응 영역으로의 샘플의 흐름을 선택하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 반응 영역으로의 샘플의 흐름을 제어하는 파라미터가 선택될 수 있으며, 이러한 파라미터는 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
(a) 제 2 유입구(18)를 통한 반응 영역으로의 샘플의 유량;
(b) 제 2 배출구(20)를 통한 반응 영역에서의 유량;
(c) 샘플의 흐름 경로, 예를 들어 제 2 유입구 및/또는 제 2 배출구의 정렬, 형상, 위치 및/또는 방향.
본 발명과 관련하여, 이러한 교정 방법은 장치의 검출기가 이온 이동도 분광계를 포함하는 경우, 및 또한 검출기가 질량 분광계, 예를 들어 조합된 이온 이동도 분광계 및 질량 분광계(IMS-MS) 검출기를 포함하는 경우에 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
실시예에서, 이온 변경이 불완전할 수 있는 가능성을 제어하기 위해, 본 발명의 이온화 장치는 예를 들어 퍼지 가스 내에서(예를 들어 이온이 반응물 이온 생성 영역에서 도펀트로부터 생성되지 않고, 반응물 이온 생성 영역으로의 도펀트의 흐름의 존재에서) 이온이 변경 영역에만 주입되도록 구성될 수 있다. 원하지 않는 이온이 검출되면, 그것은 이온 변경 영역에서의 도펀트의 존재로부터 있는 것으로 추정될 수 있다. 이러한 접근 방식의 이점은 100% 미만의 변경 효율로 인해 혼란이 없다는 것, 즉 변경자가 동작되지 않는다는 것이다. 이러한 방식은 모든 자체 문제를 가지며, 다른 테스트 방식이 고려될 수 있음을 보여주기 위해서만 본 명세서에 포함되었다.
교정 방법은 다양한 환경 조건(특히 온도 및 압력) 하에서 반복될 수 있으며, 또한 도펀트의 농도가 환경 조건에 따라 다를 수 있기 때문에 사용된 도펀트의 타입마다 반복될 수 있다.
본 발명의 다른 예 및 변형은 본 발명과 관련하여 당업자에게 명백할 것이며, 예를 들어, 도 1a를 참조하여 설명된 실시예, 및 도 2를 참조하여 설명된 실시예의 제어기(4)는 또한 이온화기(12) 및 이온 변경자 및/또는 이온 게이트의 동작의 타이밍을 제어함으로써, 이들의 동작이 동기화되도록, 예를 들어 이들이 동시에 동작되도록 구성될 수 있어, 예를 들어 이들의 동작의 타이밍이 중첩하거나 동시에 시작하고/하거나 종료한다. 예를 들어, 제어기(4)는 이온화 에너지의 펄스를 인가하기 위해 이온화기(12)를 동작시키고, 이러한 펄스의 타이밍에 기초하여 이온을 변경시키기 위해 이온 변경자를 동작시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(4)는, 이온화기(12)에 인가된 펄스와 동시에, 또는 이온화기의 동작으로부터 지연된 어떤 시간에 시작 및/또는 종료 중에 교류 전기장 및/또는 열 에너지를 인가하기 위해 이온 변경자를 제어하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 제어기(4)는 이온화기(12) 및/또는 이온 변경자의 동작 타이밍에 기초하여 이온 게이트를 개방할 시간을 선택하도록 구성될 수 있다.
일반적으로 도면을 참조하면, 개략적인 기능 블록도가 본 명세서에 설명된 시스템 및 장치의 기능을 나타내기 위해 사용되는 것으로 이해될 것이다. 그러나, 기능이 이러한 방식으로 분할될 필요는 없으며, 아래에서 설명되고 청구된 것과 다른 임의의 특정 하드웨어의 구조체를 암시하는 것으로 취해지지 않아야 하는 것으로 이해될 것이다. 도면에 도시된 요소 중 하나 이상의 기능은 본 발명의 장치 전체에 걸쳐 더 세분되고 및/또는 분산될 수 있다. 일부 실시예에서, 도면에 도시된 하나 이상의 요소의 기능은 단일 기능 유닛으로 통합될 수 있다.
상술한 실시예는 예시적인 예로서 이해되어야 한다. 추가의 실시예가 고려된다. 임의의 일 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 특징 또는 임의의 다른 실시예의 임의의 조합과 함께 사용될 수 있다. 더욱이, 상술하지 않은 등가물 및 수정이 또한 첨부된 청구 범위에 규정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
일부 예에서, 하나 이상의 메모리 요소는 본 명세서에 설명된 동작을 구현하는데 사용되는 데이터 및/또는 프로그램 명령어를 저장할 수 있다. 본 발명의 실시예는 본 명세서에 설명되고/되거나 청구된 방법 중 임의의 하나 이상을 수행하는 프로세서를 프로그램하고/하거나, 본 명세서에 설명되고/되거나 청구된 바와 같은 데이터 처리 장치를 제공하도록 동작 가능한 프로그램 명령어를 포함하는 유형의 비일시적 저장 매체를 제공한다.
본 명세서에 개략적으로 도시된 제어기와 같은 활동 및 장치는 로직 게이트의 어셈블리와 같은 고정된 로직, 또는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 및/또는 컴퓨터 프로그램 명령어와 같은 프로그램 가능한 로직으로 구현될 수 있다. 다른 종류의 프로그램 가능한 로직은 프로그램 가능한 프로세서, 프로그램 가능한 디지털 로직(예 : FPGA(field programmable gate array), EPROM(erasable programmable read only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read only memory), ASIC(application specific integrated circuit), 또는 임의의 다른 종류의 디지털 로직, 소프트웨어, 코드, 전자 명령어, 플래시 메모리, 광학 디스크, CD-ROM, DVD ROM, 자기 또는 광학 카드, 전자 명령어를 저장하기에 적합한 다른 타입의 머신 판독 가능한 매체, 또는 이의 임의의 적절한 조합을 포함한다.

Claims (24)

  1. 가스 유체의 샘플을 이온화하기 위한 이온화 장치에 있어서,
    반응물 이온을 제공하도록 구성된 이온화기;
    상기 반응물 이온을 변경시키도록 구성된 이온 변경자, 및
    변경된 반응물 이온 및 샘플을 수용하고, 상기 샘플에서 관심 물질을 확인하도록 구성된 검출기에 의한 분석을 위해 상기 샘플을 이온화하기 위해 상기 샘플을 상기 변경된 반응물 이온과 조합하도록 배치된 반응 영역을 포함하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온화기를 지나서 도펀트의 흐름을 제공하도록 배치된 도펀트 흐름 제공자, 및 상기 이온 변경자로의 상기 흐름에서 반응물 이온을 이동시키도록 배치된 전기장 인가 장치를 포함하는 장치.
  3. 관심 물질을 검출하기 위한 검출 장치에 있어서,
    생성물 이온을 제공하기 위해 샘플을 이온화하도록 구성된 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 이온화 장치;
    상기 이온화 장치에 의해 생성된 상기 생성물 이온을 분석하는 것에 기초하여 관심 물질을 검출하도록 구성된 검출기; 및
    상기 생성물 이온을 상기 검출기로 이동시키도록 배치된 전기장 인가 장치를 포함하는 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온 변경자는 상기 이온화기와 상기 반응 영역 사이에 배치되는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온 변경자는 반응물 이온을 교류 전기장에 가하도록 구성되는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    반응물 이온을 생성하도록 상기 이온화기를 동작시키고, 상기 이온 변경자의 동작의 타이밍이 상기 이온화기의 동작의 타이밍에 기초하여 선택되도록 상기 이온 변경자를 동작시키기 위해 구성된 제어기를 포함하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반응 영역에서의 생성물 이온의 통과를 제어하도록 배치된 이온 게이트를 포함하고, 상기 제어기는 상기 이온화기 및 상기 이온 변경자 중 적어도 하나의 상기 동작의 타이밍에 기초하여 상기 이온 게이트의 상기 동작의 타이밍을 제어하도록 구성되는 장치.
  8. 제 2 항 또는 제 2 항에 따른 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도펀트 흐름 제공자는 제 1 방향으로 도펀트 흐름을 제공하도록 구성되고, 상기 전기장 인가 장치는 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 상기 변경 영역을 향해 상기 반응물 이온을 이동시키도록 구성되는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 영역으로보다는 상기 이온 변경자로의 퍼지 가스의 더 큰 흐름을 제공하기 위해 상기 이온 변경자에 걸쳐 퍼지 가스의 흐름을 제공하도록 배치된 퍼지 가스 제공자를 포함하는 장치.
  10. 제 3 항 또는 제 3 항에 따른 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 검출기로부터의 신호에 기초하여 상기 이온 변경자를 동작시키도록 구성되는 장치.
  11. 제 3 항 또는 제 3 항에 따른 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출기는 이온 이동도 분광계 및 질량 분광계 중 하나를 포함하는 장치.
  12. 가스 유체를 이온화하는 방법에 있어서,
    반응물 이온을 제공하기 위해 도펀트를 이온화하는 단계;
    상기 반응물 이온을 변경시키는 단계; 및
    상기 가스 유체를 이온화하기 위해 상기 샘플과 변경된 반응물 이온을 조합시키는 단계를 포함하는 방법.
  13. 샘플을 분석하는 방법에 있어서,
    생성물 이온을 제공하기 위해 제 12 항에 따른 방법에 의해 상기 샘플을 이온화하는 단계,
    상기 생성물 이온을 검출기로 이동시키도록 전기장을 인가하는 단계, 및
    관심 물질을 검출하기 위한 상기 검출기로의 상기 생성물 이온의 이동에 기초하여 상기 생성물 이온을 분석하는 단계를 포함하는, 샘플을 분석하는 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 도펀트보다 우선적으로 반응물 이온을 상기 변경 영역으로 이동시키는 단계를 포함하는, 샘플을 분석하는 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응물 이온을 변경시키는 단계는 상기 반응물 이온의 유효 온도를 상승시키는 단계를 포함하는, 샘플을 분석하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 반응물 이온의 유효 온도를 상승시키는 단계는 상기 반응물 이온을 교류 전기장에 가하는 것, 및 상기 반응물 이온을 가열하는 것 중 적어도 하나를 포함하는, 샘플을 분석하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 도펀트는 이온화 에너지의 펄스에 의해 이온화되고, 상기 교류 전기장은 상기 이온화 에너지의 펄스의 시간으로부터 지연된 시간에 있도록 타이밍되는, 샘플을 분석하는 방법.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도펀트에 대한 반응물 이온의 농도를 증가시키는 단계는 도펀트를 제 1 방향으로 이동시키는 단계, 및 상기 반응물 이온을 상기 이온 변경자를 향한 제 2 방향으로 이동시키는 단계를 포함하며, 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 상이한, 샘플을 분석하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 도펀트는 반응물 이온 생성 영역에서 이온화되고, 상기 도펀트를 제 1 방향으로 이동시키는 단계는 상기 반응물 이온 생성 영역에서의 도펀트의 흐름을 제공하는 단계를 포함하는, 샘플을 분석하는 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 반응물 이온을 상기 제 2 방향으로 이동시키는 단계는 상기 반응물 이온을 상기 변경 영역으로 이동시키도록 구성된 전기장에 상기 반응물 이온을 가하는 단계를 포함하는, 샘플을 분석하는 방법.
  21. 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온 변경자에 걸친 퍼지 가스의 흐름을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 퍼지 가스의 흐름은 상기 반응 영역에서보다 상기 이온 변경 영역에서 더 큰, 샘플을 분석하는 방법.
  22. 교정 방법에 있어서,
    가스 유체의 샘플을 이온화하기 위한 이온화 장치의 반응물 이온 생성 영역을 통해 도펀트의 흐름을 제공하는 단계;
    반응물 이온을 제공하기 위해 상기 도펀트를 이온화하는 단계;
    상기 반응물 이온을 변경시키기 위해 이온 변경자를 동작시키는 단계로서, 상기 이온 변경자는 상기 반응물 이온 생성 영역과 상기 이온화 장치의 반응 영역 사이에 배치되는 상기 동작시키는 단계;
    원하지 않는 이온이 상기 이온 변경자로부터 얻어지는지를 결정하는 단계; 및
    원하지 않는 이온이 얻어지는 경우에, 원하지 않는 이온의 생성을 줄이기 위해 도펀트의 흐름을 조절하는 단계를 포함하는, 교정 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 도펀트의 흐름을 조절하는 단계는,
    (a) 상기 반응물 이온 생성 영역으로의 도펀트의 유량;
    (b) 상기 반응물 이온 생성 영역에서의 도펀트의 유량; 및
    (c) 상기 도펀트의 흐름 경로, 예를 들어 제 1 유입구 및/또는 제 1 배출구의 정렬, 형상, 위치 및/또는 방향 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하는, 교정 방법.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항의 방법에 따라 교정된 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 장치.
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