イオントラップ質量分析計を走査するための方法および装置
イオントラップと下流の質量分析計とを有する質量分析計システムが提供される。複数のイオン群がイオントラップに提供され、第一の質量対電荷比が選択される。該下流の質量分析計は、（ｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように設定される。第一の質量対電荷比の第一のイオン群は、第一のイオントラップから下流の質量分析計まで排出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオントラップ質量分析計を走査するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオントラップ質量分析計の性能は、捕捉されるイオンの数が最適な範囲を超えて増加するにつれ劣化し得る。その結果は、質量スペクトル特性の広がりであり得、見かけのｍ／ｚのシフトであり得、重大な場合には安定線図における予測されないβ−値における排出であり得る。予測されないａ−値、ｑ−値の組み合わせにおけるイオン排出は、ｍ／ｚ情報の完全な欠損を導き得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の実施形態の局面にしたがって、イオントラップと下流の質量分析計とを有する質量分析計を有する質量分析計システムを稼動する方法が提供される。上記方法は、（ａ）複数のイオン群をイオントラップに提供する工程と、（ｂ）第一の質量対電荷比を選択する工程と、（ｃ）（ｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと（ｉｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように、該下流の質量分析計を設定する工程と、（ｄ）該イオントラップから該下流の質量分析計まで、該第一の質量対電荷比の第一のイオン群を排出する工程とを包含する。
【０００４】
本発明のさらなる実施形態にしたがって、質量分析計システムが提供され、該システムは、（ａ）複数のイオン群を受け、捕捉するためのイオントラップと、（ｂ）該イオントラップから排出されたイオンを受けるための下流の質量分析計と、（ｃ）選択された質量対電荷比を受けるための入力手段と、（ｄ）該入力手段からの、選択された質量対電荷比を受けるため、かつ該選択された質量対電荷比に基づいて該イオントラップと該下流の質量分析計との両方を制御するためのコントローラーであって、その結果、該イオントラップが、イオントラップから、選択された質量対電荷比の選択されたイオン群を排出するように稼動可能であり、該下流の質量分析計が（ｉ）第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように設定される、コントローラーとを備える。コントローラーは、入力手段と、イオントラップと、下流の質量分析計との通信のために結合される。
【０００５】
本出願人の教示のこれらの特徴および他の特徴が本明細書において記載される。
【０００６】
当業者は、以下に記載される図面が例示目的のみであるということを理解する。図面は、いかなる方法においても本出願人の教示の範囲を限定することを意図しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、ＨａｇｅｒおよびＬｅＢｌａｎｃ、Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ ２００３、１７、１０５６〜１０６４によって記載される、ＱＴＲＡＰ Ｑ−ｑ−Ｑリニアイオントラップ質量分析計システム１０の概略図が示される。質量分析計システムの稼動中に、イオンは、オリフィス板１４およびスキマー１６を通って真空チャンバー１２に入り得る。リニアイオントラップ質量分析計システム１０は、ロッドＱ０、Ｑ１、Ｑ２およびＱ３の４つの伸長したセットと、ロッドのセットＱ０の後のオリフィス板ＩＱ１と、Ｑ１およびＱ２の間のＩＱ２と、Ｑ２およびＱ３の間のＩＱ３とを備える。スタビロッド（ｓｔｕｂｂｙ ｒｏｄ）Ｑ１ａの追加のセットが、オリフィス板ＩＱ１と伸長したロッドのセットＱ１との間に提供される。
【０００８】
一部の場合において、ロッドのセットの隣接する対の間のフリンジ電界は、イオンの流れを歪曲し得る。スタビロッドＱ１ａが、オリフィス板ＩＱ１と伸長したロッドのセットＱ１との間に提供され、イオンの流れを伸長したロッドのセットＱ１に集める（ｆｏｃｕｓ）。
【０００９】
イオンは、Ｑ０（約８×１０−３ｔｏｒｒの圧力に維持され得る）で衝突によって（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌｌｙ）冷却され得る。リニアイオントラップ質量分析計Ｑ１および下流の透過質量分析計（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）Ｑ３の両方は、従来の透過ＲＦ／ＤＣ多重極質量分析計としての稼動が可能である。Ｑ２は、衝突セル（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｃｅｌｌ）であり、この中で、イオンが衝突ガス（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｇａｓ）と衝突し、より少ない質量の生成物にフラグメント化される。代表的に、イオンは、多重極ロッドに印加されるＲＦ電圧および末端の開口レンズ１８に印加される障壁電圧を使用して、リニアイオントラップ質量分析計Ｑ１に捕捉され得る。
【００１０】
多くのイオントラップ質量分析計システムは、１つの型のイオンゲーティング（ｉｏｎ ｇａｔｉｎｇ）を使用し、これは、イオントラップがあまりにも多量のイオンで満ちることを防ぐ。これらのイオンゲーティング技術にともなう可能性のある１つの課題は、これらが、追加の質量走査を実施することによって、イオントラップを満たすイオンの適切な数を決定することである。この工程は、さらなる時間を必要とし、装置のデューティサイクル、有効な走査速度、および感度全体の低減をもたらす。本発明の一部の実施形態のいくつかの局面にしたがって、下流の透過質量分析計Ｑ３は、質量差０で、リニアイオントラップＱ１と組み合わせて稼動される。言い換えると、下流の透過質量分析計は、未選択のイオンを除くように構成され得る（一部の実施形態においては、構成される）。予期されないａ−値、ｑ−値でリニアイオントラップＱ１から排出されるイオンは、それによって除かれ得、かつ下流の透過質量分析計Ｑ３によって透過され得ない。
【００１１】
図２ａ、２ｂ、３ａおよび３ｂの質量スペクトルを提供するために、図１の質量分析計システム１０を使用した。Ｑ１を、質量選択的な軸方向排出（ａｘｉａｌ ｅｊｅｃｔｉｏｎ）を備えたリニアイオントラップとして稼動させた。衝突セルＱ２を、リニアイオントラップＱ１からＱ３へイオンを移すための、衝突ガスを含まない単純なイオンパイプとして稼動させた。Ｑ３を、標準的なＲＦ／ＤＣ分解多重極質量分析計として使用した。
【００１２】
次に、時折（ｉ）分解せず、ＲＦのみのモード、および時折（ｉｉ）０ａｍｕの質量差でのリニアイオントラップＱ１と同時での分解モードの走査で下流の透過質量分析計Ｑ３を稼動させて、空間電荷条件下で、種々の溶液についてスペクトルを取得した。
【００１３】
図２ａは、下流の透過質量分析計Ｑ３が分解せずに、リニアトラップＱ１および下流の透過質量分析計Ｑ３を同時に走査することによって得られた、ｍ／ｚ＝６２２、９２２および１５２２での優勢なイオンを含むＡｇｉｌｅｎｔ試験溶液の質量スペクトルを示す。言い換えると、リニアイオントラップＱ１を走査して、ｍ／ｚ ６２２、９２２および１５２２のイオンを逐次的にイオンパイプＱ２へ排出し、そこから下流の透過質量分析計Ｑ３へ排出した。これらの排出されたイオンは、下流の透過質量分析計Ｑ３で分解されず、検出器３０へ排出された。
【００１４】
図２ａの質量スペクトルは、空間電荷の問題（すなわち、至適範囲を超えて増加する捕捉されたイオンの数）から生じる重大な影響を示す。結果として、スペクトル特性は、図２ａにおいて顕著に広がっている。
【００１５】
図２ｂは、下流の透過質量分析計Ｑ３をおよそ３ａｍｕの広い透過ウインドウ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）での分解モードにして、リニアトラップＱ１および下流の透過質量分析計Ｑ３を同時に走査することによって得られた、ｍ／ｚ＝６２２、９２２および１５２２での優勢なイオンを含むＡｇｉｌｅｎｔ試験溶液の質量スペクトルを示す。図２ｂの質量スペクトルについて、空間電荷の問題はリニアイオントラップＱ１に残っている。結果として、選択した質量（仮に６２２）のイオンが軸方向に排出されるとき、選択していないａ−値、ｑ−値の多くの他のイオンもまた排出され得、それによって図２ａの広がった質量スペクトル特性が説明され得る。しかしながら、図２ｂの質量スペクトルの場合において、リニアイオントラップＱ１から排出されたイオンは、イオン検出器３０に達する前に、まず分解モードの下流の透過質量分析計Ｑ３を横切るはずである。結果的に、高品質の質量スペクトルに不適切なａ−値、ｑ−値に対応する、図２ａに示される多くの質量シグナルが、下流の質量分析計Ｑ３によって除去され、それによって質量スペクトル情報を回収することが可能になる。すなわち、不適切なａ−値、ｑ−値に対応する質量シグナルが、多くの場合、３ａｍｕの広い透過ウインドウを超え、それゆえ分解モードでのＱ３の稼動によって除去される。
【００１６】
図３ａを参照すると、下流の透過質量分析計Ｑ３が分解せずにリニアトラップＱ１および下流の透過質量分析計Ｑ３を同時に走査することによってポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物溶液の質量スペクトルを取得した。言い換えると、リニアイオントラップＱ１を走査して、ポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物を逐次的にイオンパイプＱ２へ排出し、そこから下流の透過質量分析計Ｑ３へ排出した。図２ａの質量スペクトルのように、これらの排出されたイオンは、下流の透過質量分析計Ｑ３で分解されず、検出器３０へ排出された。
【００１７】
リニアイオントラップ内のポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物溶液の数は高いままだった。結果として、選択されないａ−値、ｑ−値のイオンがリニアイオントラップＱ１から排出され、それによって図３ａの広くなった質量スペクトル特性を提供する。
【００１８】
図３ｂは、ポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物の質量スペクトルを示す。下流の透過質量分析計Ｑ３をおよそ３ａｍｕの広い透過ウインドウでの分解モードにして、リニアトラップＱ１および下流の透過質量分析計Ｑ３を同時に走査することによって図３ｂの質量スペクトルを得た。選択されないａ−値、ｑ−値のイオンがリニアイオントラップＱ１から排出されたように、リニアイオントラップＱ１内のポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物の数は高いままだった。しかしながら、図３ｂの質量スペクトルの場合、リニアイオントラップＱ１から排出されたイオンは、イオン検出器３０に達する前に、分解モードの下流の透過分析計Ｑ３を横切った。結果的に、高品質の質量スペクトルに不適切なａ−値、ｑ−値に対応する、図３ａに示される多くの質量シグナルが下流の質量分析計Ｑ３によって除去され、図３ｂの質量スペクトルからなくなっている。それゆえ、図３ｂの質量スペクトルは、５８ａｍｕで分離された一連の分解されたピークを示す。
【００１９】
図４を参照して、本発明の一実施形態にしたがうリニアイオントラップ質量分析計システム４００の概略図が示される。公知の様式で、システム４００は、イオン源５０（これは、例えば、エレクトロスプレー、イオンスプレー、コロナ放電デバイスまたは他の適切なイオン源であり得る）からイオンを受ける。イオン源５０からのイオンは、開口プレート４０４の開口部４０２を通って導かれる。その後、イオンは、スキマープレート４０８の開口部４０６を通って、第一チャンバー４１０に入る。チャンバー４１０は、標準的なＲＦのみの多重極イオンガイド４１２を備える。この機能は、イオンを冷却し集めることであり、チャンバー４１０内に存在する比較的高圧のガスによってこの機能が補助される。チャンバー４１０はまた、大気圧のイオン源とより低い圧力の真空チャンバー４１４との間のインターフェイスを提供するのに役立ち、それによってさらなる処理の前に、イオン流からより多くのガスを除去するのに役立つ。オリフィス板４１３は真空チャンバー４１４からチャンバー４１０を分離する。真空チャンバー４１４において、短いまたは短く太いＲＦのみのロッド４１６は、Ｂｒｕｂａｋｅｒレンズとして役立つ。伸長したロッドのセット４１８もまた真空チャンバー４１４に配置される。以下でより詳細に記載されるように、伸長した多重極ロッドのセット４１８がトラップとして使用されるので、チャンバー４１４は約５×１０−４Ｔｏｒｒの圧力で維持される。
【００２０】
多重極ロッドのセット４１８から、イオンは、オリフィス板４２０を通って衝突セル４２２へ軸方向に排出され得る。本発明の一部の実施形態において、衝突セル４２２は、単純に衝突ガスを含まないイオンパイプとして働き、多重極ロッドのセット４１８から下流の多重極ロッドのセット４２４へイオンを移す。本発明の他の実施形態において、衝突セル４２２は、他の中間的なイオン光学素子に置き換えられても、四重極ロッドのセット４１８からのイオンが下流の透過多重極ロッドのセット４２４へ直接排出されるようにその全体が排除されてもよい。
【００２１】
図４に示される実施形態において、衝突セル４２２は、多重極ロッドのセット４２６（これは、オリフィス板４２８を通って多重極ロッドのセット４２４へイオンを軸方向に排出し得る）を備える。
【００２２】
稼動中、複数のイオン群（このような各群は種々のｍ／ｚを有する）が、イオン源５０によって、オリフィス板４０４、スキマー４０８、ロッドのセット４１２を含む真空チャンバー４１０、オリフィス板４１３およびスタビロッドのセット４１６を介して多重極ロッドのセット４１８に供給される。イオンは、ロッドのセット４１２（これは、図１のロッドのセットＱ０と同様に、およそ８×１０−３Ｔｏｒｒの圧力で維持され得る）内で衝突によって冷却され得る。多重極ロッドのセット４１８は、ｍ／ｚが異なる複数のイオン群のためのイオントラップとして働く。その後、使用者または自動的にかのいずれかによって第一の質量対電荷比が選択され、入力デバイス４３０に入力する。次に、入力デバイス４３０は、選択された第一の質量対電荷比をコントローラー４３２に伝達する。示されるように、多重極ロッドのセット４１８のための電源４３４は、ＲＦ、分解ＤＣ（ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ ＤＣ）および補助ＡＣを多重極ロッドのセット４１８に提供し得る。さらに、電源４３６は、ＲＦおよび分解ＤＣを下流の透過ロッドのセット４２４に供給し得る。コントローラー４３２は電源４３６を制御し得、下流の透過ロッドのセット４２４に提供されるＲＦおよび分解ＤＣを設定し得、選択されコントローラー４３２に提供された第一の質量対電荷比とは実質的に異なる質量対電荷比を有するイオンを除去し得る。同様に、コントローラー４３２は電源４３４を制御し、リニアイオントラップとして稼動する多重極ロッドのセット４１８にＲＦおよび分解ＤＣおよび補助ＡＣを提供し、リニアイオントラップ４１８からの第一の質量対電荷比の第一のイオン群を下流の質量分析計４２４へ排出し、一方で他のイオンを保持する。
【００２３】
上記で議論したように、多重極ロッドのセット４１８に保存され捕捉されたイオンの数が至適範囲を超える場合、選択された質量対電荷比とは異なる質量対電荷比を有するイオンもまた排出され得る。小さな透過ウインドウ（仮に約３ａｍｕ）で、多重極ロッドのセット４１８および下流の透過多重極ロッドのセット４２４の走査を結合することによって、下流の透過ロッドのセット４２４を使用し得、選択されない質量対電荷比のこれらの偶発的に排出されたイオンを除去し得る。図２ｂおよび３ｂに示されるように、このことは、失われたスペクトル情報を回収するのを補助し得る。なぜなら、選択した質量対電荷比のイオンはロッドのセット４２４によって除去されないが、代わりに出口の障壁（ｅｘｉｔ ｂａｒｒｉｅｒ）４３８を通って検出器４４０へ透過されるからである。
【００２４】
図５を参照すると、本発明の第二の実施形態にしたがう下流の飛行時間型（ＴＯＦ）質量分析計５２４を使用するリニアイオントラップ質量分析計システム５００の概略図が示される。明確さのために、１００を加えた、同一の参照番号が使用され、図４のシステム４００の要素と類似するリニアイオントラップ質量分析計システム５００の要素を指定する。簡潔さのための、図４の説明は、図５に関して繰り返さない。
【００２５】
稼動中、複数のイオン群（このような各群は種々のｍ／ｚを有する）は、イオン源５０によって、オリフィス板５０４、スキマープレート５０８、真空チャンバー５１０、オリフィス板５１３およびスタビロッドのセット５１６を介して多重極ロッドのセット５１８に供給される。その後、使用者または自動的にかのいずれかによって第一の質量対電荷比が選択され、入力デバイス５３０に入力する。次に、入力デバイス５３０は、選択された第一の質量対電荷比をコントローラー５３２に伝達する。示されるように、そしてシステム４００と同様に、多重極ロッドのセット５１８のための電源５３４は、ＲＦ、分解ＤＣおよび補助ＡＣを多重極ロッドのセット５１８に提供し得る。
【００２６】
コントローラー５３２は電源５３４を制御し、第一の質量対電荷比を有するイオン群を排出するように多重極ロッドのセット５１８を設定する。しかしながら、上記で議論されたように、多重極ロッドのセット５１８に保存され捕捉されたイオンの数が至適範囲を超える場合、選択された質量対電荷比とは異なる質量対電荷比を有するイオンもまた排出され得る。これらのイオンの全ては、既知の時間で、多重極ロッドのセット５１８および下流の衝突セル５２２または他の中間的なイオン光学素子から排出され、イオンは、既知の時間で、飛行時間型質量分析計５２４の入り口開口部５２３に入る。飛行時間型質量分析計５２４内で、全てのイオンは同一の電場に供され、一定の電気エネルギーの領域でドリフトされる（ｄｒｉｆｔ）。結果として、イオンは、一定の時間内にこのドリフト領域を横切り、それらのｍ／ｚ比に依存する時間ウインドウ（ｔｉｍｅ ｗｉｎｄｏｗ）に検出器５２５に到達する。一部の実施形態において、コントローラー５３２は、飛行時間型質量分析計５２４の検出器５２５を制御し得、第一の選択したｍ／ｚのイオンが要する時間量で飛行時間型質量分析計５２４のドリフトゾーン（ｄｒｉｆｔ ｚｏｎｅ）５２７を横切るイオンのみを検出し得る。あるいは、検出器５２５は、選択したイオンおよび選択されていないイオンの両方を検出し得る。検出器５２５に達する選択したイオンのための時間ウインドウもまた決定される。次に、この時間ウインドウの外で受容したシグナルの全て（これらは、代表的に検出器５２５によって検出される選択されないｍ／ｚのイオンに対応する）は除去される。
【００２７】
図６を参照すると、本発明の一実施形態の局面にしたがうイオントラップ質量分析計システムを走査する方法がフローチャートで示される。図４および５のいずれかの質量分析計システムが使用され得るか、または代替的に他の質量分析計システムもまた使用され得る（ただし、このような質量分析計システムは上流のイオントラップおよび下流の質量分析計を備える）。工程６０２において、複数のイオン群がイオン源によって上流のリニアイオントラップに提供され得る。これらのイオン群の各々は種々のｍ／ｚに対応する。次に、工程６０４において、第一の質量対電荷比（リニアイオントラップに保存されたイオン群のうちの一つに対応する）が選択される。工程６０６において、下流の質量分析計は、第一の質量対電荷比とは異なる質量対電荷比を有するイオンを除去するように設定される。代表的に、一部の範囲またはウインドウが許容され、特定の範囲（仮に３ａｍｕ）内のイオンが除去されないが、この範囲外のイオンが除去される。もちろん、このウインドウは他のイオン群のｍ／ｚに依存して調整され得る。工程６０８において、第一の質量対電荷比の第一のイオン群が、リニアイオントラップから下流の質量分析計へ排出される。先に記載されるように、リニアイオントラップに保存され捕捉されたイオンの数が最適な数を超える場合、選択した質量対電荷比と異なる質量対電荷比を有するイオンもまた排出される可能性がある。次に、選択したイオンおよび選択されないイオンの両方が下流の質量分析計に提供される。
【００２８】
選択されない質量対電荷比のイオンを除去することにおける下流の質量分析計の稼動は使用されるシステムの型に依存して異なる。例えば、下流の質量分析計が四重極質量分析計、または選択されないイオンを物理的に除去する他の多重極質量分析計（一般的に、イオンガイドと呼ばれる）である場合、工程６０８において、適切なＲＦおよびＤＣ駆動電圧が下流のイオンガイドに提供され、第一のイオン群を半径方向に制限および透過（ｔｒａｎｓｍｉｔ）させ、一方で選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する。その後、第一のイオン群が工程６１０において検出される。他方、下流の質量分析計が、例えば、飛行時間型質量分析計である場合、工程６０８は、第一のイオン群が飛行時間型質量分析計のドリフトゾーンを横切り、検出器に達するのに要する時間量を決定する工程を含む。その後、特定の時間ウインドウ（第一のイオン群が変化量の局限（ｍａｒｇｉｎ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）に沿ってドリフトゾーンを横切るのに要する時間量に対応する）内に受ける検出器からの質量シグナルが受容され、一方で、この時間ウインドウの外で受ける検出器からの質量シグナルが除去される。
【００２９】
本発明の他のバリエーションおよび改変が可能である。例えば、上記の説明で、リニアイオントラップへの参照がなされるが、リニアイオントラップではないイオントラップが使用され得ることが認識される。特に、空間電荷の問題が、リニアイオントラップではないイオントラップに生じる可能性がなおより高くあり得る。したがって、本発明の局面はまた、リニアイオントラップではないイオントラップに適用され得る。さらに、四重極質量分析計ではない質量分析計またはイオンガイドが使用され得、空間に基づくイオン分離を提供し得る。例えば、４本より多いロッドを有する質量分析計が使用され得る。全てのこのような改変またはバリエーションが特許請求の範囲に定義される本発明の範囲（ｓｐｈｅｒｅ）および範囲（ｓｃｏｐｅ）内にあることが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は先行技術に従うＱＴＲＡＰ Ｑ−ｑ−Ｑリニアイオントラップ質量分析計を、概略図で示す。
【図２】図２ａは、リニアイオントラップを用いて得られた、ｍ／ｚ＝６２２、９２２および１５２２での優勢なイオンを含むＡｇｉｌｅｎｔ試験溶液の質量スペクトルを示す。図２ｂは、本発明の第一の局面にしたがった、リニアイオントラップを、下流の透過質量分析計（リニアイオントラップに対して０ａｍｕの質量差で稼動）とともに用いて得られた、ｍ／ｚ＝６２２、９２２および１５２２での優勢なイオンを含むＡｇｉｌｅｎｔ試験溶液の質量スペクトルを示す
【図３】図３ａは、リニアイオントラップを用いて得られたポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物溶液の質量スペクトルを示す。図３ｂは、本発明の第二の局面にしたがった、リニアイオントラップを、下流の透過質量分析計（リニアイオントラップに対して０ａｍｕの質量差で稼動）とともに用いて得られたポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物溶液の質量スペクトルを示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態にしたがったリニアイオントラップ質量分析計システムを、ブロック図で示す。
【図５】図５は、本発明の第二の実施形態にしたがったリニアイオントラップ質量分析計システムを、ブロック図で示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態の局面にしたがった方法を、フローチャートで示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオントラップ質量分析計を走査するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオントラップ質量分析計の性能は、捕捉されるイオンの数が最適な範囲を超えて増加するにつれ劣化し得る。その結果は、質量スペクトル特性の広がりであり得、見かけのｍ／ｚのシフトであり得、重大な場合には安定線図における予測されないβ−値における排出であり得る。予測されないａ−値、ｑ−値の組み合わせにおけるイオン排出は、ｍ／ｚ情報の完全な欠損を導き得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の実施形態の局面にしたがって、イオントラップと下流の質量分析計とを有する質量分析計を有する質量分析計システムを稼動する方法が提供される。上記方法は、（ａ）複数のイオン群をイオントラップに提供する工程と、（ｂ）第一の質量対電荷比を選択する工程と、（ｃ）（ｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと（ｉｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように、該下流の質量分析計を設定する工程と、（ｄ）該イオントラップから該下流の質量分析計まで、該第一の質量対電荷比の第一のイオン群を排出する工程とを包含する。
【０００４】
本発明のさらなる実施形態にしたがって、質量分析計システムが提供され、該システムは、（ａ）複数のイオン群を受け、捕捉するためのイオントラップと、（ｂ）該イオントラップから排出されたイオンを受けるための下流の質量分析計と、（ｃ）選択された質量対電荷比を受けるための入力手段と、（ｄ）該入力手段からの、選択された質量対電荷比を受けるため、かつ該選択された質量対電荷比に基づいて該イオントラップと該下流の質量分析計との両方を制御するためのコントローラーであって、その結果、該イオントラップが、イオントラップから、選択された質量対電荷比の選択されたイオン群を排出するように稼動可能であり、該下流の質量分析計が（ｉ）第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように設定される、コントローラーとを備える。コントローラーは、入力手段と、イオントラップと、下流の質量分析計との通信のために結合される。
【０００５】
本出願人の教示のこれらの特徴および他の特徴が本明細書において記載される。
【０００６】
当業者は、以下に記載される図面が例示目的のみであるということを理解する。図面は、いかなる方法においても本出願人の教示の範囲を限定することを意図しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、ＨａｇｅｒおよびＬｅＢｌａｎｃ、Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ ２００３、１７、１０５６〜１０６４によって記載される、ＱＴＲＡＰ Ｑ−ｑ−Ｑリニアイオントラップ質量分析計システム１０の概略図が示される。質量分析計システムの稼動中に、イオンは、オリフィス板１４およびスキマー１６を通って真空チャンバー１２に入り得る。リニアイオントラップ質量分析計システム１０は、ロッドＱ０、Ｑ１、Ｑ２およびＱ３の４つの伸長したセットと、ロッドのセットＱ０の後のオリフィス板ＩＱ１と、Ｑ１およびＱ２の間のＩＱ２と、Ｑ２およびＱ３の間のＩＱ３とを備える。スタビロッド（ｓｔｕｂｂｙ ｒｏｄ）Ｑ１ａの追加のセットが、オリフィス板ＩＱ１と伸長したロッドのセットＱ１との間に提供される。
【０００８】
一部の場合において、ロッドのセットの隣接する対の間のフリンジ電界は、イオンの流れを歪曲し得る。スタビロッドＱ１ａが、オリフィス板ＩＱ１と伸長したロッドのセットＱ１との間に提供され、イオンの流れを伸長したロッドのセットＱ１に集める（ｆｏｃｕｓ）。
【０００９】
イオンは、Ｑ０（約８×１０−３ｔｏｒｒの圧力に維持され得る）で衝突によって（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌｌｙ）冷却され得る。リニアイオントラップ質量分析計Ｑ１および下流の透過質量分析計（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）Ｑ３の両方は、従来の透過ＲＦ／ＤＣ多重極質量分析計としての稼動が可能である。Ｑ２は、衝突セル（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｃｅｌｌ）であり、この中で、イオンが衝突ガス（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｇａｓ）と衝突し、より少ない質量の生成物にフラグメント化される。代表的に、イオンは、多重極ロッドに印加されるＲＦ電圧および末端の開口レンズ１８に印加される障壁電圧を使用して、リニアイオントラップ質量分析計Ｑ１に捕捉され得る。
【００１０】
多くのイオントラップ質量分析計システムは、１つの型のイオンゲーティング（ｉｏｎ ｇａｔｉｎｇ）を使用し、これは、イオントラップがあまりにも多量のイオンで満ちることを防ぐ。これらのイオンゲーティング技術にともなう可能性のある１つの課題は、これらが、追加の質量走査を実施することによって、イオントラップを満たすイオンの適切な数を決定することである。この工程は、さらなる時間を必要とし、装置のデューティサイクル、有効な走査速度、および感度全体の低減をもたらす。本発明の一部の実施形態のいくつかの局面にしたがって、下流の透過質量分析計Ｑ３は、質量差０で、リニアイオントラップＱ１と組み合わせて稼動される。言い換えると、下流の透過質量分析計は、未選択のイオンを除くように構成され得る（一部の実施形態においては、構成される）。予期されないａ−値、ｑ−値でリニアイオントラップＱ１から排出されるイオンは、それによって除かれ得、かつ下流の透過質量分析計Ｑ３によって透過され得ない。
【００１１】
図２ａ、２ｂ、３ａおよび３ｂの質量スペクトルを提供するために、図１の質量分析計システム１０を使用した。Ｑ１を、質量選択的な軸方向排出（ａｘｉａｌ ｅｊｅｃｔｉｏｎ）を備えたリニアイオントラップとして稼動させた。衝突セルＱ２を、リニアイオントラップＱ１からＱ３へイオンを移すための、衝突ガスを含まない単純なイオンパイプとして稼動させた。Ｑ３を、標準的なＲＦ／ＤＣ分解多重極質量分析計として使用した。
【００１２】
次に、時折（ｉ）分解せず、ＲＦのみのモード、および時折（ｉｉ）０ａｍｕの質量差でのリニアイオントラップＱ１と同時での分解モードの走査で下流の透過質量分析計Ｑ３を稼動させて、空間電荷条件下で、種々の溶液についてスペクトルを取得した。
【００１３】
図２ａは、下流の透過質量分析計Ｑ３が分解せずに、リニアトラップＱ１および下流の透過質量分析計Ｑ３を同時に走査することによって得られた、ｍ／ｚ＝６２２、９２２および１５２２での優勢なイオンを含むＡｇｉｌｅｎｔ試験溶液の質量スペクトルを示す。言い換えると、リニアイオントラップＱ１を走査して、ｍ／ｚ ６２２、９２２および１５２２のイオンを逐次的にイオンパイプＱ２へ排出し、そこから下流の透過質量分析計Ｑ３へ排出した。これらの排出されたイオンは、下流の透過質量分析計Ｑ３で分解されず、検出器３０へ排出された。
【００１４】
図２ａの質量スペクトルは、空間電荷の問題（すなわち、至適範囲を超えて増加する捕捉されたイオンの数）から生じる重大な影響を示す。結果として、スペクトル特性は、図２ａにおいて顕著に広がっている。
【００１５】
図２ｂは、下流の透過質量分析計Ｑ３をおよそ３ａｍｕの広い透過ウインドウ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）での分解モードにして、リニアトラップＱ１および下流の透過質量分析計Ｑ３を同時に走査することによって得られた、ｍ／ｚ＝６２２、９２２および１５２２での優勢なイオンを含むＡｇｉｌｅｎｔ試験溶液の質量スペクトルを示す。図２ｂの質量スペクトルについて、空間電荷の問題はリニアイオントラップＱ１に残っている。結果として、選択した質量（仮に６２２）のイオンが軸方向に排出されるとき、選択していないａ−値、ｑ−値の多くの他のイオンもまた排出され得、それによって図２ａの広がった質量スペクトル特性が説明され得る。しかしながら、図２ｂの質量スペクトルの場合において、リニアイオントラップＱ１から排出されたイオンは、イオン検出器３０に達する前に、まず分解モードの下流の透過質量分析計Ｑ３を横切るはずである。結果的に、高品質の質量スペクトルに不適切なａ−値、ｑ−値に対応する、図２ａに示される多くの質量シグナルが、下流の質量分析計Ｑ３によって除去され、それによって質量スペクトル情報を回収することが可能になる。すなわち、不適切なａ−値、ｑ−値に対応する質量シグナルが、多くの場合、３ａｍｕの広い透過ウインドウを超え、それゆえ分解モードでのＱ３の稼動によって除去される。
【００１６】
図３ａを参照すると、下流の透過質量分析計Ｑ３が分解せずにリニアトラップＱ１および下流の透過質量分析計Ｑ３を同時に走査することによってポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物溶液の質量スペクトルを取得した。言い換えると、リニアイオントラップＱ１を走査して、ポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物を逐次的にイオンパイプＱ２へ排出し、そこから下流の透過質量分析計Ｑ３へ排出した。図２ａの質量スペクトルのように、これらの排出されたイオンは、下流の透過質量分析計Ｑ３で分解されず、検出器３０へ排出された。
【００１７】
リニアイオントラップ内のポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物溶液の数は高いままだった。結果として、選択されないａ−値、ｑ−値のイオンがリニアイオントラップＱ１から排出され、それによって図３ａの広くなった質量スペクトル特性を提供する。
【００１８】
図３ｂは、ポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物の質量スペクトルを示す。下流の透過質量分析計Ｑ３をおよそ３ａｍｕの広い透過ウインドウでの分解モードにして、リニアトラップＱ１および下流の透過質量分析計Ｑ３を同時に走査することによって図３ｂの質量スペクトルを得た。選択されないａ−値、ｑ−値のイオンがリニアイオントラップＱ１から排出されたように、リニアイオントラップＱ１内のポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物の数は高いままだった。しかしながら、図３ｂの質量スペクトルの場合、リニアイオントラップＱ１から排出されたイオンは、イオン検出器３０に達する前に、分解モードの下流の透過分析計Ｑ３を横切った。結果的に、高品質の質量スペクトルに不適切なａ−値、ｑ−値に対応する、図３ａに示される多くの質量シグナルが下流の質量分析計Ｑ３によって除去され、図３ｂの質量スペクトルからなくなっている。それゆえ、図３ｂの質量スペクトルは、５８ａｍｕで分離された一連の分解されたピークを示す。
【００１９】
図４を参照して、本発明の一実施形態にしたがうリニアイオントラップ質量分析計システム４００の概略図が示される。公知の様式で、システム４００は、イオン源５０（これは、例えば、エレクトロスプレー、イオンスプレー、コロナ放電デバイスまたは他の適切なイオン源であり得る）からイオンを受ける。イオン源５０からのイオンは、開口プレート４０４の開口部４０２を通って導かれる。その後、イオンは、スキマープレート４０８の開口部４０６を通って、第一チャンバー４１０に入る。チャンバー４１０は、標準的なＲＦのみの多重極イオンガイド４１２を備える。この機能は、イオンを冷却し集めることであり、チャンバー４１０内に存在する比較的高圧のガスによってこの機能が補助される。チャンバー４１０はまた、大気圧のイオン源とより低い圧力の真空チャンバー４１４との間のインターフェイスを提供するのに役立ち、それによってさらなる処理の前に、イオン流からより多くのガスを除去するのに役立つ。オリフィス板４１３は真空チャンバー４１４からチャンバー４１０を分離する。真空チャンバー４１４において、短いまたは短く太いＲＦのみのロッド４１６は、Ｂｒｕｂａｋｅｒレンズとして役立つ。伸長したロッドのセット４１８もまた真空チャンバー４１４に配置される。以下でより詳細に記載されるように、伸長した多重極ロッドのセット４１８がトラップとして使用されるので、チャンバー４１４は約５×１０−４Ｔｏｒｒの圧力で維持される。
【００２０】
多重極ロッドのセット４１８から、イオンは、オリフィス板４２０を通って衝突セル４２２へ軸方向に排出され得る。本発明の一部の実施形態において、衝突セル４２２は、単純に衝突ガスを含まないイオンパイプとして働き、多重極ロッドのセット４１８から下流の多重極ロッドのセット４２４へイオンを移す。本発明の他の実施形態において、衝突セル４２２は、他の中間的なイオン光学素子に置き換えられても、四重極ロッドのセット４１８からのイオンが下流の透過多重極ロッドのセット４２４へ直接排出されるようにその全体が排除されてもよい。
【００２１】
図４に示される実施形態において、衝突セル４２２は、多重極ロッドのセット４２６（これは、オリフィス板４２８を通って多重極ロッドのセット４２４へイオンを軸方向に排出し得る）を備える。
【００２２】
稼動中、複数のイオン群（このような各群は種々のｍ／ｚを有する）が、イオン源５０によって、オリフィス板４０４、スキマー４０８、ロッドのセット４１２を含む真空チャンバー４１０、オリフィス板４１３およびスタビロッドのセット４１６を介して多重極ロッドのセット４１８に供給される。イオンは、ロッドのセット４１２（これは、図１のロッドのセットＱ０と同様に、およそ８×１０−３Ｔｏｒｒの圧力で維持され得る）内で衝突によって冷却され得る。多重極ロッドのセット４１８は、ｍ／ｚが異なる複数のイオン群のためのイオントラップとして働く。その後、使用者または自動的にかのいずれかによって第一の質量対電荷比が選択され、入力デバイス４３０に入力する。次に、入力デバイス４３０は、選択された第一の質量対電荷比をコントローラー４３２に伝達する。示されるように、多重極ロッドのセット４１８のための電源４３４は、ＲＦ、分解ＤＣ（ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ ＤＣ）および補助ＡＣを多重極ロッドのセット４１８に提供し得る。さらに、電源４３６は、ＲＦおよび分解ＤＣを下流の透過ロッドのセット４２４に供給し得る。コントローラー４３２は電源４３６を制御し得、下流の透過ロッドのセット４２４に提供されるＲＦおよび分解ＤＣを設定し得、選択されコントローラー４３２に提供された第一の質量対電荷比とは実質的に異なる質量対電荷比を有するイオンを除去し得る。同様に、コントローラー４３２は電源４３４を制御し、リニアイオントラップとして稼動する多重極ロッドのセット４１８にＲＦおよび分解ＤＣおよび補助ＡＣを提供し、リニアイオントラップ４１８からの第一の質量対電荷比の第一のイオン群を下流の質量分析計４２４へ排出し、一方で他のイオンを保持する。
【００２３】
上記で議論したように、多重極ロッドのセット４１８に保存され捕捉されたイオンの数が至適範囲を超える場合、選択された質量対電荷比とは異なる質量対電荷比を有するイオンもまた排出され得る。小さな透過ウインドウ（仮に約３ａｍｕ）で、多重極ロッドのセット４１８および下流の透過多重極ロッドのセット４２４の走査を結合することによって、下流の透過ロッドのセット４２４を使用し得、選択されない質量対電荷比のこれらの偶発的に排出されたイオンを除去し得る。図２ｂおよび３ｂに示されるように、このことは、失われたスペクトル情報を回収するのを補助し得る。なぜなら、選択した質量対電荷比のイオンはロッドのセット４２４によって除去されないが、代わりに出口の障壁（ｅｘｉｔ ｂａｒｒｉｅｒ）４３８を通って検出器４４０へ透過されるからである。
【００２４】
図５を参照すると、本発明の第二の実施形態にしたがう下流の飛行時間型（ＴＯＦ）質量分析計５２４を使用するリニアイオントラップ質量分析計システム５００の概略図が示される。明確さのために、１００を加えた、同一の参照番号が使用され、図４のシステム４００の要素と類似するリニアイオントラップ質量分析計システム５００の要素を指定する。簡潔さのための、図４の説明は、図５に関して繰り返さない。
【００２５】
稼動中、複数のイオン群（このような各群は種々のｍ／ｚを有する）は、イオン源５０によって、オリフィス板５０４、スキマープレート５０８、真空チャンバー５１０、オリフィス板５１３およびスタビロッドのセット５１６を介して多重極ロッドのセット５１８に供給される。その後、使用者または自動的にかのいずれかによって第一の質量対電荷比が選択され、入力デバイス５３０に入力する。次に、入力デバイス５３０は、選択された第一の質量対電荷比をコントローラー５３２に伝達する。示されるように、そしてシステム４００と同様に、多重極ロッドのセット５１８のための電源５３４は、ＲＦ、分解ＤＣおよび補助ＡＣを多重極ロッドのセット５１８に提供し得る。
【００２６】
コントローラー５３２は電源５３４を制御し、第一の質量対電荷比を有するイオン群を排出するように多重極ロッドのセット５１８を設定する。しかしながら、上記で議論されたように、多重極ロッドのセット５１８に保存され捕捉されたイオンの数が至適範囲を超える場合、選択された質量対電荷比とは異なる質量対電荷比を有するイオンもまた排出され得る。これらのイオンの全ては、既知の時間で、多重極ロッドのセット５１８および下流の衝突セル５２２または他の中間的なイオン光学素子から排出され、イオンは、既知の時間で、飛行時間型質量分析計５２４の入り口開口部５２３に入る。飛行時間型質量分析計５２４内で、全てのイオンは同一の電場に供され、一定の電気エネルギーの領域でドリフトされる（ｄｒｉｆｔ）。結果として、イオンは、一定の時間内にこのドリフト領域を横切り、それらのｍ／ｚ比に依存する時間ウインドウ（ｔｉｍｅ ｗｉｎｄｏｗ）に検出器５２５に到達する。一部の実施形態において、コントローラー５３２は、飛行時間型質量分析計５２４の検出器５２５を制御し得、第一の選択したｍ／ｚのイオンが要する時間量で飛行時間型質量分析計５２４のドリフトゾーン（ｄｒｉｆｔ ｚｏｎｅ）５２７を横切るイオンのみを検出し得る。あるいは、検出器５２５は、選択したイオンおよび選択されていないイオンの両方を検出し得る。検出器５２５に達する選択したイオンのための時間ウインドウもまた決定される。次に、この時間ウインドウの外で受容したシグナルの全て（これらは、代表的に検出器５２５によって検出される選択されないｍ／ｚのイオンに対応する）は除去される。
【００２７】
図６を参照すると、本発明の一実施形態の局面にしたがうイオントラップ質量分析計システムを走査する方法がフローチャートで示される。図４および５のいずれかの質量分析計システムが使用され得るか、または代替的に他の質量分析計システムもまた使用され得る（ただし、このような質量分析計システムは上流のイオントラップおよび下流の質量分析計を備える）。工程６０２において、複数のイオン群がイオン源によって上流のリニアイオントラップに提供され得る。これらのイオン群の各々は種々のｍ／ｚに対応する。次に、工程６０４において、第一の質量対電荷比（リニアイオントラップに保存されたイオン群のうちの一つに対応する）が選択される。工程６０６において、下流の質量分析計は、第一の質量対電荷比とは異なる質量対電荷比を有するイオンを除去するように設定される。代表的に、一部の範囲またはウインドウが許容され、特定の範囲（仮に３ａｍｕ）内のイオンが除去されないが、この範囲外のイオンが除去される。もちろん、このウインドウは他のイオン群のｍ／ｚに依存して調整され得る。工程６０８において、第一の質量対電荷比の第一のイオン群が、リニアイオントラップから下流の質量分析計へ排出される。先に記載されるように、リニアイオントラップに保存され捕捉されたイオンの数が最適な数を超える場合、選択した質量対電荷比と異なる質量対電荷比を有するイオンもまた排出される可能性がある。次に、選択したイオンおよび選択されないイオンの両方が下流の質量分析計に提供される。
【００２８】
選択されない質量対電荷比のイオンを除去することにおける下流の質量分析計の稼動は使用されるシステムの型に依存して異なる。例えば、下流の質量分析計が四重極質量分析計、または選択されないイオンを物理的に除去する他の多重極質量分析計（一般的に、イオンガイドと呼ばれる）である場合、工程６０８において、適切なＲＦおよびＤＣ駆動電圧が下流のイオンガイドに提供され、第一のイオン群を半径方向に制限および透過（ｔｒａｎｓｍｉｔ）させ、一方で選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する。その後、第一のイオン群が工程６１０において検出される。他方、下流の質量分析計が、例えば、飛行時間型質量分析計である場合、工程６０８は、第一のイオン群が飛行時間型質量分析計のドリフトゾーンを横切り、検出器に達するのに要する時間量を決定する工程を含む。その後、特定の時間ウインドウ（第一のイオン群が変化量の局限（ｍａｒｇｉｎ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）に沿ってドリフトゾーンを横切るのに要する時間量に対応する）内に受ける検出器からの質量シグナルが受容され、一方で、この時間ウインドウの外で受ける検出器からの質量シグナルが除去される。
【００２９】
本発明の他のバリエーションおよび改変が可能である。例えば、上記の説明で、リニアイオントラップへの参照がなされるが、リニアイオントラップではないイオントラップが使用され得ることが認識される。特に、空間電荷の問題が、リニアイオントラップではないイオントラップに生じる可能性がなおより高くあり得る。したがって、本発明の局面はまた、リニアイオントラップではないイオントラップに適用され得る。さらに、四重極質量分析計ではない質量分析計またはイオンガイドが使用され得、空間に基づくイオン分離を提供し得る。例えば、４本より多いロッドを有する質量分析計が使用され得る。全てのこのような改変またはバリエーションが特許請求の範囲に定義される本発明の範囲（ｓｐｈｅｒｅ）および範囲（ｓｃｏｐｅ）内にあることが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は先行技術に従うＱＴＲＡＰ Ｑ−ｑ−Ｑリニアイオントラップ質量分析計を、概略図で示す。
【図２】図２ａは、リニアイオントラップを用いて得られた、ｍ／ｚ＝６２２、９２２および１５２２での優勢なイオンを含むＡｇｉｌｅｎｔ試験溶液の質量スペクトルを示す。図２ｂは、本発明の第一の局面にしたがった、リニアイオントラップを、下流の透過質量分析計（リニアイオントラップに対して０ａｍｕの質量差で稼動）とともに用いて得られた、ｍ／ｚ＝６２２、９２２および１５２２での優勢なイオンを含むＡｇｉｌｅｎｔ試験溶液の質量スペクトルを示す
【図３】図３ａは、リニアイオントラップを用いて得られたポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物溶液の質量スペクトルを示す。図３ｂは、本発明の第二の局面にしたがった、リニアイオントラップを、下流の透過質量分析計（リニアイオントラップに対して０ａｍｕの質量差で稼動）とともに用いて得られたポリプロピレングリコールのＮａ＋付加物溶液の質量スペクトルを示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態にしたがったリニアイオントラップ質量分析計システムを、ブロック図で示す。
【図５】図５は、本発明の第二の実施形態にしたがったリニアイオントラップ質量分析計システムを、ブロック図で示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態の局面にしたがった方法を、フローチャートで示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオントラップおよび下流の質量分析計を有する質量分析計システムを稼動する方法であって、該方法は、
（ａ） 複数のイオン群を該イオントラップに提供する工程と、
（ｂ） 第一の質量対電荷比を選択する工程と、
（ｃ） （ｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように、該下流の質量分析計を設定する工程と、
（ｄ） 該第一の質量対電荷比の第一のイオン群を、該イオントラップから該下流の質量分析計まで排出する工程と
を包含する、方法。
【請求項２】
前記下流の質量分析計は、前記第一の質量対電荷比とは異なる前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するためのイオンガイドであり、
工程（ｃ）は、第一のＲＦおよびＤＣ駆動電圧を該イオンガイドに提供して、前記第一のイオン群を半径方向に制限および透過させ、該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｄ）の後、前記第一のイオン群を、前記イオンガイドから検出器まで排出し、該検出器において該第一のイオン群を検出する工程をさらに包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一の質量対電荷比とは異なる第二の質量対電荷比を選択する工程と、
工程（ｃ）の後、該第二の質量対電荷比とは異なる第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するように、前記下流の質量分析計を再設定する工程と、
該第二の質量対電荷比の第二のイオン群を、前記イオントラップから該下流の質量分析計まで排出する工程と
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記下流の質量分析計は、前記第一の質量対電荷比とは異なる前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するためのイオンガイドであり、
工程（ｃ）は、第一のＲＦおよびＤＣ駆動電圧を該イオンガイドに提供して、前記第一のイオン群を半径方向に制限および透過させ、該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程を包含し、
前記第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するように該イオンガイドを再設定する工程は、該第一のＲＦおよびＤＣ駆動電圧とは異なる第二のＲＦおよびＤＣ駆動電圧を該イオンガイドに提供して、前記第二のイオン群を半径方向に制限および透過させ、該第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程を包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｃ）の後に、前記第一のイオン群を、前記イオンガイドから検出器まで排出し、該検出器において該第一のイオン群を検出する工程と、
該イオンガイドを介して前記第二のイオン群を透過させた後、該第二のイオン群を該イオンガイドから検出器まで排出し、該検出器において該第二のイオン群を検出する工程と
をさらに包含する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記下流の質量分析計はＴＯＦ質量分析計であって、検出器を備え、
工程（ｃ）は、（ｉ）該ＴＯＦ質量分析計のドリフトゾーンを横切って該検出器まで到達する前記第一のイオン群に対する第一の飛行時間範囲を決定する工程と、（ｉｉ）該第一の飛行時間範囲内に受ける該検出器からの質量シグナルを受容する工程と、（ｉｉｉ）該第一の飛行時間範囲外に受けた該検出器からの質量シグナルを拒否することによって、前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程とを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記下流の質量分析計はＴＯＦ質量分析計であって、検出器を備え、
工程（ｃ）は、（ｉ）該ＴＯＦ質量分析計のドリフトゾーンを横切って該検出器まで到達する前記第一のイオン群に対する第一の飛行時間範囲を決定する工程と、（ｉｉ）該第一の飛行時間範囲内に受ける該検出器からの質量シグナルを受容する工程と、（ｉｉｉ）該第一の飛行時間範囲外に受けた該検出器からの質量シグナルを拒否することによって、前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程とを包含し、
前記第二のイオン群を透過させるように前記下流の質量分析計を再設定する工程は、（ｉ）該ＴＯＦ質量分析計の該ドリフトゾーンを横切って該検出器まで到達する該第二のイオン群に対する第二の飛行時間範囲を決定する工程と、（ｉｉ）該第二の飛行時間範囲内に受ける該検出器からの質量シグナルを受容する工程と、（ｉｉｉ）該第二の飛行時間範囲外に受けた該検出器からの質量シグナルを拒否することによって、前記第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程とを包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記質量分析計システムは、前記イオントラップと前記下流の質量分析計との間に位置する少なくとも１つの中間的なイオン光学素子をさらに備え、
工程（ｄ）は、前記第一のイオン群を該少なくとも１つの中間的なイオン素子に排出する工程と、該少なくとも１つの中間的なイオン光学素子内に該第一のイオン群を制限する工程と、該少なくとも１つの中間的なイオン光学素子から該下流の質量分析計まで該第一のイオン群を透過させる工程とを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
（ｉ）前記下流の質量分析計内の前記第一のイオン群に由来する前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該下流の質量分析計内の該第一のイオン群に対する質量シグナルに由来する該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
（ｉ）前記下流の質量分析計内の前記第一のイオン群に由来する前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該下流の質量分析計内の該第一のイオン群に対する質量シグナルに由来する該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去する工程と、
（ｉ）該下流の質量分析計内の前記第二のイオン群に由来する前記第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該下流の質量分析計内の該第二のイオン群に対する質量シグナルに由来する該第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去する工程と
をさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
複数のイオン群を受け、捕捉するためのイオントラップと、
該イオントラップから排出されたイオンを受けるための下流の質量分析計と、
選択された質量対電荷比を受けるための入力手段と、
該入力手段から該選択された質量対電荷比を受けるため、かつ該選択された質量対電荷比に基づいて該イオントラップおよび該下流の質量分析計の両方を制御するためのコントローラーであって、
その結果、該イオントラップは、該イオントラップから、該選択された質量対電荷比の選択されたイオン群を排出するように稼動可能であり、
該下流の質量分析計は、（ｉ）第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように設定される、コントローラーと
を備え、
該コントローラーは、該入力手段と該イオントラップと該下流の質量分析計との通信のために結合される、質量分析計システム。
【請求項１３】
前記下流の質量分析計は、前記第一の質量対電荷比とは異なる前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するためのイオンガイドであり、
前記コントローラーは、前記選択された質量対電荷比に基づいて該下流の質量分析計を制御することにより、対応するＲＦおよびＤＣ駆動電圧が該下流の質量分析計に提供され、前記選択されたイオン群を半径方向に制限および透過させて、前記選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するように稼動可能である、請求項１２に記載の質量分析計システム。
【請求項１４】
前記選択されたイオン群を受け、検出するための検出器をさらに備え、前記下流の質量分析計は、該選択されたイオン群を、該下流の質量分析計から該検出器まで排出するように稼動可能である、請求項１３に記載の質量分析計システム。
【請求項１５】
前記下流の質量分析計はＴＯＦ質量分析計であり、検出器を備え、
前記選択された質量対電荷比に基づいて該下流の質量分析計を制御することにより、（ｉ）前記選択されたイオン群が該ＴＯＦ質量分析計のドリフトゾーンを横切って該検出器まで到達するための対応する飛行時間範囲を決定するように、（ｉｉ）該対応する飛行時間範囲内に受けた該検出器からの質量シグナルを受容するように、かつ（ｉｉｉ）該対応する飛行時間範囲外に受けた、該検出器からの質量シグナルを拒否することによって前記選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するように該下流の質量分析計が稼動可能であるように、前記コントローラーが稼動可能である、請求項１２に記載の質量分析計システム。
【請求項１６】
前記イオントラップからの前記選択されたイオン群を受けるため、および該選択されたイオン群を前記下流の質量分析計に透過させるための少なくとも１つの中間的なイオン光学素子をさらに備える、請求項１２に記載の質量分析計システム。
【請求項１７】
前記イオントラップはリニアイオントラップである、請求項１２に記載の質量分析システム。
【請求項１】
イオントラップおよび下流の質量分析計を有する質量分析計システムを稼動する方法であって、該方法は、
（ａ） 複数のイオン群を該イオントラップに提供する工程と、
（ｂ） 第一の質量対電荷比を選択する工程と、
（ｃ） （ｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように、該下流の質量分析計を設定する工程と、
（ｄ） 該第一の質量対電荷比の第一のイオン群を、該イオントラップから該下流の質量分析計まで排出する工程と
を包含する、方法。
【請求項２】
前記下流の質量分析計は、前記第一の質量対電荷比とは異なる前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するためのイオンガイドであり、
工程（ｃ）は、第一のＲＦおよびＤＣ駆動電圧を該イオンガイドに提供して、前記第一のイオン群を半径方向に制限および透過させ、該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｄ）の後、前記第一のイオン群を、前記イオンガイドから検出器まで排出し、該検出器において該第一のイオン群を検出する工程をさらに包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一の質量対電荷比とは異なる第二の質量対電荷比を選択する工程と、
工程（ｃ）の後、該第二の質量対電荷比とは異なる第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するように、前記下流の質量分析計を再設定する工程と、
該第二の質量対電荷比の第二のイオン群を、前記イオントラップから該下流の質量分析計まで排出する工程と
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記下流の質量分析計は、前記第一の質量対電荷比とは異なる前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するためのイオンガイドであり、
工程（ｃ）は、第一のＲＦおよびＤＣ駆動電圧を該イオンガイドに提供して、前記第一のイオン群を半径方向に制限および透過させ、該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程を包含し、
前記第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するように該イオンガイドを再設定する工程は、該第一のＲＦおよびＤＣ駆動電圧とは異なる第二のＲＦおよびＤＣ駆動電圧を該イオンガイドに提供して、前記第二のイオン群を半径方向に制限および透過させ、該第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程を包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｃ）の後に、前記第一のイオン群を、前記イオンガイドから検出器まで排出し、該検出器において該第一のイオン群を検出する工程と、
該イオンガイドを介して前記第二のイオン群を透過させた後、該第二のイオン群を該イオンガイドから検出器まで排出し、該検出器において該第二のイオン群を検出する工程と
をさらに包含する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記下流の質量分析計はＴＯＦ質量分析計であって、検出器を備え、
工程（ｃ）は、（ｉ）該ＴＯＦ質量分析計のドリフトゾーンを横切って該検出器まで到達する前記第一のイオン群に対する第一の飛行時間範囲を決定する工程と、（ｉｉ）該第一の飛行時間範囲内に受ける該検出器からの質量シグナルを受容する工程と、（ｉｉｉ）該第一の飛行時間範囲外に受けた該検出器からの質量シグナルを拒否することによって、前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程とを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記下流の質量分析計はＴＯＦ質量分析計であって、検出器を備え、
工程（ｃ）は、（ｉ）該ＴＯＦ質量分析計のドリフトゾーンを横切って該検出器まで到達する前記第一のイオン群に対する第一の飛行時間範囲を決定する工程と、（ｉｉ）該第一の飛行時間範囲内に受ける該検出器からの質量シグナルを受容する工程と、（ｉｉｉ）該第一の飛行時間範囲外に受けた該検出器からの質量シグナルを拒否することによって、前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程とを包含し、
前記第二のイオン群を透過させるように前記下流の質量分析計を再設定する工程は、（ｉ）該ＴＯＦ質量分析計の該ドリフトゾーンを横切って該検出器まで到達する該第二のイオン群に対する第二の飛行時間範囲を決定する工程と、（ｉｉ）該第二の飛行時間範囲内に受ける該検出器からの質量シグナルを受容する工程と、（ｉｉｉ）該第二の飛行時間範囲外に受けた該検出器からの質量シグナルを拒否することによって、前記第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去する工程とを包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記質量分析計システムは、前記イオントラップと前記下流の質量分析計との間に位置する少なくとも１つの中間的なイオン光学素子をさらに備え、
工程（ｄ）は、前記第一のイオン群を該少なくとも１つの中間的なイオン素子に排出する工程と、該少なくとも１つの中間的なイオン光学素子内に該第一のイオン群を制限する工程と、該少なくとも１つの中間的なイオン光学素子から該下流の質量分析計まで該第一のイオン群を透過させる工程とを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
（ｉ）前記下流の質量分析計内の前記第一のイオン群に由来する前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該下流の質量分析計内の該第一のイオン群に対する質量シグナルに由来する該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
（ｉ）前記下流の質量分析計内の前記第一のイオン群に由来する前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該下流の質量分析計内の該第一のイオン群に対する質量シグナルに由来する該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去する工程と、
（ｉ）該下流の質量分析計内の前記第二のイオン群に由来する前記第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該下流の質量分析計内の該第二のイオン群に対する質量シグナルに由来する該第二の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去する工程と
をさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
複数のイオン群を受け、捕捉するためのイオントラップと、
該イオントラップから排出されたイオンを受けるための下流の質量分析計と、
選択された質量対電荷比を受けるための入力手段と、
該入力手段から該選択された質量対電荷比を受けるため、かつ該選択された質量対電荷比に基づいて該イオントラップおよび該下流の質量分析計の両方を制御するためのコントローラーであって、
その結果、該イオントラップは、該イオントラップから、該選択された質量対電荷比の選択されたイオン群を排出するように稼動可能であり、
該下流の質量分析計は、（ｉ）第一の質量対電荷比とは異なる第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンと、（ｉｉ）該第一の質量対電荷比とは異なる該第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンに対する質量シグナルとのうちの１つを除去するように設定される、コントローラーと
を備え、
該コントローラーは、該入力手段と該イオントラップと該下流の質量分析計との通信のために結合される、質量分析計システム。
【請求項１３】
前記下流の質量分析計は、前記第一の質量対電荷比とは異なる前記第一の選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するためのイオンガイドであり、
前記コントローラーは、前記選択された質量対電荷比に基づいて該下流の質量分析計を制御することにより、対応するＲＦおよびＤＣ駆動電圧が該下流の質量分析計に提供され、前記選択されたイオン群を半径方向に制限および透過させて、前記選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するように稼動可能である、請求項１２に記載の質量分析計システム。
【請求項１４】
前記選択されたイオン群を受け、検出するための検出器をさらに備え、前記下流の質量分析計は、該選択されたイオン群を、該下流の質量分析計から該検出器まで排出するように稼動可能である、請求項１３に記載の質量分析計システム。
【請求項１５】
前記下流の質量分析計はＴＯＦ質量分析計であり、検出器を備え、
前記選択された質量対電荷比に基づいて該下流の質量分析計を制御することにより、（ｉ）前記選択されたイオン群が該ＴＯＦ質量分析計のドリフトゾーンを横切って該検出器まで到達するための対応する飛行時間範囲を決定するように、（ｉｉ）該対応する飛行時間範囲内に受けた該検出器からの質量シグナルを受容するように、かつ（ｉｉｉ）該対応する飛行時間範囲外に受けた、該検出器からの質量シグナルを拒否することによって前記選択されない質量対電荷比を有するイオンを除去するように該下流の質量分析計が稼動可能であるように、前記コントローラーが稼動可能である、請求項１２に記載の質量分析計システム。
【請求項１６】
前記イオントラップからの前記選択されたイオン群を受けるため、および該選択されたイオン群を前記下流の質量分析計に透過させるための少なくとも１つの中間的なイオン光学素子をさらに備える、請求項１２に記載の質量分析計システム。
【請求項１７】
前記イオントラップはリニアイオントラップである、請求項１２に記載の質量分析システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００９−５１６９００（Ｐ２００９−５１６９００Ａ）
【公表日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４１５５３（Ｐ２００８−５４１５５３）
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００６／００１６９１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５９６０１
【国際公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（５０８１５３８５５）エムディーエス アナリティカル テクノロジーズ， ア ビジネス ユニット オブ エムディーエス インコーポレイテッド， ドゥーイング ビジネス スルー イッツ サイエックス ディビジョン (17)
【出願人】（５０５１２３６９７）アプレラ コーポレイション (21)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００６／００１６９１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０５９６０１
【国際公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（５０８１５３８５５）エムディーエス アナリティカル テクノロジーズ， ア ビジネス ユニット オブ エムディーエス インコーポレイテッド， ドゥーイング ビジネス スルー イッツ サイエックス ディビジョン (17)
【出願人】（５０５１２３６９７）アプレラ コーポレイション (21)
【Ｆターム（参考）】
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