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米国特許4542293(質量分析)独立クレーム


本件は、質量分析技術に関する特許である。本特許の発明者の一人 John Fenn (Yale University => Virginia Commonwealth University)は、田中耕一 (島津製作所) と共に、生体高分子の質量分析技術への貢献を理由として 2002 年度ノーベル化学賞を受賞している。

米国特許 No.4,542,293 (Fenn et al. September 17, 1985)の「独立クレーム」の訳。

1. In a method of increasing the energy of charged particles contained in a gas, the improvement comprising:

(a) maintaining a flow of said gas containing said charged particles from a first region through a tube-like member into a second region where the pressure is maintained substantially lower than in said first region, said flow being great enough to ensure that collisions between molecules of said gas and said charged particles in said tube-like member substantially determine the kinetic energy possessed by said charged particles;

(b) providing along at least part of said tube-like member an electrical potential gradient in a direction which in the absence of said flow of gas would serve to reduce the kinetic energy of said charged particles passing along said tube-like member from said first to said second region, thereby increasing the potential energy of said charged particles;

(c) permitting a free expansion of said gas containing said charged particles at the outlet of said tube-like member into said second region, so that the kinetic energy of said charged particles is no longer determined by collisions with molecules of said gas; and

(d) accelerating said charged particles to a desired kinetic energy by allowing them to pass through an electrical potential defining means maintained at a potential less than that existing at the outlet of said tube-like member.


11. Apparatus for increasing the energy of charged particles contained in a gas comprising:

(a) a first chamber adapted to contain a gas containing charged particles and having a conductive wall through which is fitted a tube-like member with its inlet flush with said conductive wall;

(b) a second chamber, one wall of which is formed by said conductive wall, into which said tube-like member extends, and means for maintaining the ambient pressure in said second chamber substantially below that in said first chamber;

(c) A first plate-like electrode disposed parallel to and spaced apart from said conductive wall and at least part way along said tube-like member;

(d) a second plate-like electrode spaced apart from and disposed parallel to said first plate-like electrode, disposed further from said conductive wall and having therein a slit or orifice aligned with said tube-like member through which at least some of said charged particles can pass after they leave said tube-like member;

(e) means for maintaining a first potential difference between said conductive wall and said first plate-like electrode which is at least as great as that required to increase the potential energy of said charged particles to a desired level during passage of said particles along said tube-like member from said first to said second chamber;

(f) means for maintaining a second potential difference between said first plate-like electrode and said second plate-like electrode equal to that required to accelerate said charged particles to a desired kinetic energy as they pass through said slit or orifice in said second plate-like electrode.


クレーム

1. 気体中の荷電粒子のエネルギーを増大する方法であって、

(a)前記荷電粒子を含有する前記気体が、第1の領域から、管状部材を通って、前記第1領域よりも実質的に低い圧力に維持されている第2の領域へと向かう流れを維持し、その気体流は、前記管状部材内における前記気体の分子と前記荷電粒子との衝突が、前記荷電粒子の運動エネルギーを実質的に決定するのに足るほど強いものであるように維持する段階と、

(b)前記気体流がなかったとするなら、前記第1領域から前記第2領域へ前記管状部材を通り抜けると前記荷電粒子の運動エネルギーが減少してしまうことになるような方向の電位勾配を、前記管状部材の少なくとも一部に沿って設けることで、前記荷電粒子の電位エネルギーを増加させる段階と、

(c)前記管状部材の前記第2領域への出口において前記荷電粒子を含有する前記気体を自由膨張させて、前記荷電粒子の運動エネルギーが、前記気体分子との衝突によっては決定されなくなるようにする段階と、

(d)前記管状部材の出口における電位よりも低い電位に維持された電位確定手段に前記荷電粒子を通させることで、前記荷電粒子を所望の運動エネルギーまで加速する段階とからなることを特徴とする

気体中の荷電粒子のエネルギーの増大方法。

11. 気体中の荷電粒子のエネルギーを増大する装置であって、

(a)荷電粒子を含有する気体を収容し、導電性の壁面を有し、前記導電性壁面を貫通するよう嵌装された管状部材の入り口が前記導電性壁面と同一面上にあるようにされている第1の室と、

(b)壁面の一つが前記導電性壁面からなり、前記管状部材が内部に伸びている第2の室と、前記第2室の内部雰囲気圧力を、前記第1室の内部雰囲気圧力よりも実質的に低く維持する手段と、

(c)前記導電性壁面とは離間して平行に、そして、少なくとも部分的には前記管状部材に沿って設置された第1の板状電極と、

(d)前記第1の板状電極とは離間して平行に、そして前記導電性壁面からは更に離れて設置され、前記管状部材から出てきた前記荷電粒子の少なくとも一部が通過するようなスリット又は小開口を前記管状部材と整列する位置に有する第2の板状電極と、

(e)前記荷電粒子が前記第1室から前記第2室へと前記管状部材を通過する間に前記荷電粒子の電位エネルギーを所望のレベルに引き上げるのに必要である以上の第1の電位差を、前記導電性壁面と前記第1の板状電極との間に維持する手段と、

(f)前記荷電粒子が、前記第2の板状電極の前記スリット又は小開口を通過する際に、前記荷電粒子を所望の運動エネルギーまで加速するのに丁度必要な電位差を、前記第1の板状電極と前記第2の板状電極との間に維持する手段とからなることを特徴とする

気体中の荷電粒子のエネルギーを増大する装置。

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