説明

質量分析計

四重極ロッドセットイオンガイドまたは質量フィルタデバイス(6)を備える質量分析計が開示される。1つ以上のノッチ(11a、11b、11c)を有する広帯域周波数信号(10)が四重極ロッドセット(6)のロッドに印加される。ノッチ広帯域周波数信号(10)は、不要なイオンをイオンガイド(6)から共振により排出させる。ノッチ広帯域周波数信号(10)は、前方へ移送されることが所望のイオンの共振周波数に対応する欠落周波数成分を有する。イオンガイドまたは質量フィルタデバイス(6)は、異なる質量電荷比を有する複数の所望のイオンがイオンガイドまたは質量フィルタデバイス(6)によって同時に移送されることを可能にするが、他のイオンは、イオンガイドまたは質量フィルタデバイス(6)から共振により排出される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、イオンガイドまたは質量フィルタデバイス、質量分析計、イオンをガイドまたは質量フィルタリングする方法、および質量分析の方法に関する。好適な実施形態は、四重極ロッドセットイオンガイドに関し、ここでノッチ広帯域周波数信号が四重極ロッドセットイオンガイドのロッドに印加される。ノッチ広帯域周波数信号は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ送りたい対象の検体または他のイオンに実質的に影響を与えずに、イオンガイド中に存在する不要なバックグラウンドイオンを共振により励起し、半径方向に排出する。
【背景技術】
【0002】
4つの平行なロッドを備える四重極ロッドセットは、イオンガイドとして、かつ質量フィルタまたは質量分析器として一般に使用される。また、四重極ロッドセットを直線イオントラップの一部として使用することは公知であり、前記直線イオントラップでは、イオンを四重極ロッドセット内に軸方向に閉じ込めるために更に軸方向トラップ電位が印加される。
【0003】
4つの平行なロッドを備える四重極ロッドセットは、イオンガイドとして使用され、二位相RF信号または電圧をロッドに印加することによって、イオンを実質的に質量フィルタリングすることなく、イオンを送り得る。隣り合うロッドは、逆位相のRF信号または電圧が印加されるように配置される。RF信号または電圧をロッドに印加することにより、イオンを四重極ロッドセット内に半径方向に閉じ込めるように作用する半径方向擬似電位井戸が生成される。4つのロッドは、同じDC電位または電圧に維持される。四重極ロッドセットイオンガイドは、実用において、質量電荷比カットオフが本来若干低く、イオンガイドの移送効率は、質量電荷比が高くなるにつれ徐々に低減し得る。それにもかかわらず、少なくとも一次近似として、この公知の四重極ロッドセットイオンガイドは、広範囲の質量電荷比を有するイオンを実質的に同時に移送するように構成されると考えられ得る。
【0004】
四重極ロッドセットは、質量フィルタまたは質量分析器としても動作され得る。この構成によると、RF信号または電圧は、四重極ロッドセットイオンガイドと同様にロッドに印加される。すなわち、隣り合うロッドに逆位相の二位相RF信号または電圧が印加される。しかし、すべてのロッドを同じDC電圧または電位に維持する代わりに、隣り合うロッドに大きさが等しくかつ逆位相のDC電圧が印加されるように電圧のDC成分がロッドに印加される。RF電圧をロッドに印加し、隣り合うロッド間のDC電位差を維持することによって、四重極ロッドセットは、明確に定義された上側および下側質量電荷比カットオフ内に質量電荷比があるイオンのみが質量フィルタによって移送されるような質量フィルタとして機能するように構成され得る。DC成分が0に設定されると、四重極ロッドセットは非分解モード動作におけるイオンガイドとして機能する。前記非分解モード動作において、受け取られるすべてのイオンが実質的に前方へ移送される。
【0005】
質量フィルタの質量電荷比移送ウィンドウは、特定の質量電荷比を有する実質的に1種のイオンのみが四重極ロッドセット質量フィルタによって前方へ移送されるような程度に狭められ得る。すべての他のイオンは、質量フィルタによって実質的に減衰される。完全な質量スペクトルは、異なる質量電荷比を有するイオンを選択的に順次移送するようにRFおよびDC信号を時間の関数としてスキャンすることによって得ることが可能となる。したがって、質量フィルタの質量電荷比移送ウィンドウは、漸進的に変化または増加され得る。この動作モードにおいて、四重極ロッドセットは、質量分析器として機能する。
【0006】
四重極ロッドセットは、また直線四重極イオントラップの一部を形成し得る。この構成によると、上記のような四重極ロッドセットイオンガイドと同様にイオンを半径方向に閉じ込めるためにRF信号または電圧がロッドに印加される。また、ロッドはすべて同じDC電位または電圧に維持される。加えて、イオントラップ中に一旦注入されたイオンが軸方向に四重極ロッドセットイオントラップを出射することを防止するために、電位障壁が四重極ロッドセットの入射口および出射口において維持される。したがって、イオンは、四重極ロッドセットイオントラップ内に効果的にトラップされる。一旦イオンがイオントラップ内にトラップされると、所定のイオンをイオントラップから軸方向または半径方向のいずれかに質量選択的に排出するために、補助RF波形がイオントラップの電極に印加され得る。電極に印加される補助RF波形の周波数は、イオンをイオントラップから質量選択的に順次排出するためにスキャンされ得、それによって質量スペクトルが生成可能となる。閉じ込めRF電界におけるイオン励起のための共振または第1高調波振動数ωrは、以下によって与えられる。
【0007】
【数1】

【0008】
ここで、Ωは主閉じ込めRF電圧の角周波数であり、βはマシュー安定性パラメータaおよびqを介したイオンの質量電荷比に関連するパラメータである。
【0009】
ここで、従来の四重極ロッドセット質量フィルタをさらに詳細に考察する。上記のように、RFおよびDC電圧成分の両方が従来の四重極ロッドセット質量フィルタに印加される。四重極ロッドセット質量フィルタは、比較的広い質量電荷比移送ウィンドウを有するように動作され得、したがって比較的低い分解能の質量フィルタとして動作し得る。あるいは、四重極ロッドセット質量フィルタは、比較的狭い質量電荷比移送ウィンドウを有するように動作され得、この場合、四重極ロッドセット質量フィルタは、比較的高い分解能の質量フィルタとして動作すると考えられ得る。
【0010】
比較的低い分解能モードで質量フィルタを動作させることにより、単に四重極ロッドセットをイオンガイドとして非分解モードで動作させるよりも明らかに特異性が良くなる。しかし、質量フィルタは、比較的低い分解能モードで動作する場合、質量電荷比移送ウィンドウの上側および下側質量電荷比カットオフ値の間の連続な質量電荷比を有する複数のイオンを平行に移送する。
【0011】
質量フィルタを比較的高い分解能モードで動作させることにより、より良い特異性が与えられるが、一度に質量フィルタによって移送され得る対象検体イオンが1種のみとなるという欠点がある。したがって、他種の対象検体イオンも存在するならば、総デューティサイクルが低減される。他種の検体イオンを分析するためには、異なる対象検体イオンを選択的に順次移送するために質量フィルタの質量電荷比移送ウィンドウをスキャンする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
改善されたイオンガイドまたは質量フィルタデバイスを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の第1の局面によると、
複数の電極またはロッドと、
ACまたはRF電圧を複数の電極またはロッドに印加するACまたはRF電圧源と、
イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内またはそこから不要なイオンを共振により励起させるために複数の電極またはロッドに信号を供給するように配置および適合させた信号手段と
を備えるイオンガイドまたは質量フィルタデバイスが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
イオンがイオントラップ内に軸方向に閉じ込められる従来の2Dもしくは直線四重極ロッドセットイオントラップまたは従来の3D四重極イオントラップは、本発明でいうイオンガイドまたは質量フィルタデバイスを備えるとは考えられないことが理解されるべきである。また、従来の四重極ロッドセット質量フィルタは、質量フィルタ内でまたは質量フィルタから不要なイオンを共振により励起させていないと理解される。
【0015】
イオンを好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス内に閉じ込めるために複数の電極またはロッドに印加されるACまたはRF電圧は、第1のACまたはRF電圧を備えると考えられ得る。イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内でまたはそこから不要なイオンを共振により励起させるために複数の電極またはロッドに印加される信号は、第2の異なるACまたはRF電圧を備えると考えられ得る。
【0016】
信号手段は、好ましくは、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスから不要なイオンを半径方向に排出するように配置および適合される。イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、イオンをイオンガイドまたは質量フィルタデバイス内に軸方向に実質的に閉じ込めることもトラップすることもなしにイオンを前方へ移送させるように配置および適合される。対象検体イオンは、好ましくは、イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内に軸方向に実質的に閉じ込められることもトラップされることもなしにイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ移送されるが、検体対象でない他のイオンは、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰される。
【0017】
イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、四重極イオンガイドまたは質量フィルタデバイスを備える。四重極イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、4つのロッドを備える四重極ロッドセットを備える。四重極ロッドセットの各ロッドは、好ましくは、長軸を有し、4つのロッドの各々の長軸は、好ましくは、互いに実質的平行である。また、ロッドは、好ましくは、互いに等距離である。イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、半径方向2次電位分布または半径方向直線電界を維持するように構成される。半径方向直線電界の方向は、半径方向電界が0になる時点があるように経時的に振動または回転する。
【0018】
信号手段は、好ましくは、広帯域周波数信号を好適なイオンガイドまたは質量フィルタを備える複数の電極またはロッドに供給するように配置および適合される。信号手段は、好ましくは、(i)<1kHz、(ii)1〜2kHz、(iii)2〜3kHz、(iv)3〜4kHz、(v)4〜5kHz、(vi)5〜6kHz、(vii)6〜7kHz、(viii)7〜8kHz、(ix)8〜9kHz、(x)9〜10kHz、(xi)10〜11kHz、(xii)11〜12kHz、(xiii)12〜13kHz、(xiv)13〜14kHz、(xv)14〜15kHz、(xvi)15〜16kHz、(xvii)16〜17kHz、(xviii)17〜18kHz、(xix)18〜19kHz、(xx)19〜20kHz、(xxi)20〜21kHz、(xxii)21〜22kHz、(xxiii)22〜23kHz、(xxiv)23〜24kHz、(xxv)24〜25kHz、(xxvi)25〜26kHz、(xxvii)26〜27kHz、(xxviii)27〜28kHz、(xxix)28〜29kHz、(xxx)29〜30kHz、および(xxxi)>30kHzの範囲うちの1つ以上から選択される1つ以上の周波数成分を有する信号を供給するように配置および適合される。
【0019】
信号手段は、好ましくは、双極および/または四重極波形を有する信号を供給するように配置および適合される。信号手段は、好ましくは、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって使用に際して受け取られた複数のイオンの永続、共振、第1または基本高調波振動数に好ましくは対応する複数の周波数成分を有する信号を提供するように配置および適合される。
【0020】
信号手段は、好ましくは、1つ以上の周波数ノッチを有する信号を供給するように配置および適合される。信号は、好ましくは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20の周波数ノッチを備える。1つ以上の周波数ノッチは、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ移送されることが所望の1つ以上のイオンの永続、共振、第1または基本高調波振動数に好ましくは対応する。1つ以上の周波数ノッチは、好ましくは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20の異なる種の対象検体イオンの永続、共振、第1または基本高調波振動数に対応する。
【0021】
信号手段は、好ましくは、対象検体イオンを共振により励起させ、および/または好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスから半径方向に排出させることが実質的にない信号を複数の電極またはロッドに供給するように配置および適合される。上記好適な実施形態によると、1つ以上の周波数ノッチに対応する周波数において、イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内のイオンは、好ましくは、実質的に共振により励起されない。好ましさのより低い実施形態によると、1つ以上の周波数ノッチに対応する周波数において、イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内のイオンは、好ましくは、わずかに共振により励起されるがイオンがイオンガイドまたは質量フィルタデバイスから半径方向に排出されるのに十分には共振により励起されない。
【0022】
信号手段は、好ましくは、M1およびM3の質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって同時に前方へ移送され、およびM2の質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、または好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスから実質的に共振により排出されるように配置および適合される。ここで、M1<M2<M3である。
【0023】
信号手段は、好ましくは、M1、M3およびM5の質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって同時に前方へ移送され、およびM2およびM4の質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、または好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスから実質的に共振により排出されるように配置および適合される。ここで、M1<M2<M3<M4<M5である。
【0024】
信号手段は、好ましくは、M1、M3、M5およびM7の質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって同時に前方へ移送され、およびM2、M4およびM6の質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、または好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスから実質的に共振により排出されるように配置および適合される。ここで、M1<M2<M3<M4<M5<M6<M7である。
【0025】
信号手段は、好ましくは、M1、M3、M5、M7およびM9の質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって同時に前方へ移送され、およびM2、M4、M6およびM8の質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、または好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスから実質的に共振により排出されるように配置および適合される。ここで、M1<M2<M3<M4<M5<M6<M7<M8<M9である。
【0026】
信号手段は、好ましくは、質量電荷比移送ウィンドウ内に質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ移送されるように、前記好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスが1つもしくは複数の離散なまたは別々の同時質量電荷比移送ウィンドウを有するように配置および適合される。信号手段は、好ましくは、質量電荷比移送ウィンドウ外に質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、および/または実質的にそこから共振により排出されるように、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが1つもしくは複数の離散なまたは別々の同時質量電荷比移送ウィンドウを有するように配置および適合される。
【0027】
信号手段は、好ましくは、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20の離散なまたは別々の同時質量電荷比移送ウィンドウを有するように配置および適合される。離散なまたは別々の同時質量電荷比移送ウィンドウは、好ましくは、実質的に重複しないか、および/または連続しない。2つの隣り合う質量電荷比移送ウィンドウ間の中間に質量電荷比を有するイオンは、好ましくは実質的に減衰されるか、および/または好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスから共振により排出される。
【0028】
一実施形態によると、1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウの中心もしくは中央および/または幅は、好ましくは、経時的に、または(i)0〜1ms、(ii)1〜2ms、(iii)2〜3ms、(iv)3〜4ms、(v)4〜5ms、(vi)5〜6ms、(vii)6〜7ms、(viii)7〜8ms、(ix)8〜9ms、(x)9〜10ms、(xi)10〜11ms、(xii)11〜12ms、(xiii)12〜13ms、(xiv)13〜14ms、(xv)14〜15ms、(xvi)15〜16ms、(xvii)16〜17ms、(xviii)17〜18ms、(xix)18〜19ms、(xx)19〜20ms、(xxi)20〜21ms、(xxii)21〜22ms、(xxiii)22〜23ms、(xxiv)23〜24ms、(xxv)24〜25ms、(xxvi)25〜26ms、(xxvii)26〜27ms、(xxviii)27〜28ms、(xxix)28〜29ms、(xxx)29〜30ms、および(xxxi)>30msからなる群から選択される期間にわたり実質的に一定のままである。
【0029】
別の実施形態によると、1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウの中心もしくは中央および/または幅は、好ましくは、経時的に、または(i)0〜1ms、(ii)1〜2ms、(iii)2〜3ms、(iv)3〜4ms、(v)4〜5ms、(vi)5〜6ms、(vii)6〜7ms、(viii)7〜8ms、(ix)8〜9ms、(x)9〜10ms、(xi)10〜11ms、(xii)11〜12ms、(xiii)12〜13ms、(xiv)13〜14ms、(xv)14〜15ms、(xvi)15〜16ms、(xvii)16〜17ms、(xviii)17〜18ms、(xix)18〜19ms、(xx)19〜20ms、(xxi)20〜21ms、(xxii)21〜22ms、(xxiii)22〜23ms、(xxiv)23〜24ms、(xxv)24〜25ms、(xxvi)25〜26ms、(xxvii)26〜27ms、(xxviii)27〜28ms、(xxix)28〜29ms、(xxx)29〜30ms、および(xxxi)>30msからなる群から選択される期間にわたり好ましくは実質的に変動および/または増加および/または低減する。1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウの中心および/または幅は、実質的に漸進的、非漸進的、直線的、非直線的、2次的、滑らか、段階的、規則的、ランダム、または準ランダムに変動し得る。
【0030】
一実施形態によると、信号手段は、好ましくは、信号を好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスの対向するかまたは隣り合わない電極またはロッドに印加するように配置および適合される。
【0031】
イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、イオン入射口領域およびイオン出射口領域を有し、動作モードにおいて、イオン入射口領域において好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって受け取られたイオンのx%は、好ましくは、イオン出射口領域に移送され、ここでxは、(i)<1、(ii)1〜5、(iii)5〜10、(iv)10〜15、(v)15〜20、(vi)20〜25、(vii)25〜30、(viii)30〜35、(ix)35〜40、(x)40〜45、(xi)45〜50、(xii)50〜55、(xiii)55〜60、(xiv)60〜65、(xv)65〜70、(xvi)70〜75、(xvii)75〜80、(xviii)80〜85、(xix)85〜90、(xx)90〜95、(xxi)95〜99.99、および(xxii)<100からなる群から選択される。
【0032】
イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、イオン入射口領域およびイオン出射口領域を有し、動作モードにおいて、イオン入射口領域において好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって受け取られたイオンのy%は、好ましくはイオン出射口領域に到達する前に減衰されるか、および/または好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスから半径方向に排出され、ここで、yは、(i)<1、(ii)1〜5、(iii)5〜10、(iv)10〜15、(v)15〜20、(vi)20〜25、(vii)25〜30、(viii)30〜35、(ix)35〜40、(x)40〜45、(xi)45〜50、(xii)50〜55、(xiii)55〜60、(xiv)60〜65、(xv)65〜70、(xvi)70〜75、(xvii)75〜80、(xviii)80〜85、(xix)85〜90、(xx)90〜95、(xxi)95〜99.99、および(xxii)<100からなる群から選択される。
【0033】
イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、非連続な範囲の質量電荷比を有する複数の異なる所望のイオンを同時に移送するように配置および適合される。
【0034】
ACまたはRF電圧源は、好ましくは、二位相源を備え、逆位相のACまたはRF電圧は、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスの隣り合う電極またはロッドに印加されるように構成される。ACまたはRF電圧源は、好ましくは、(i)<50Vピーク・トゥ・ピーク、(ii)50〜100Vピーク・トゥ・ピーク、(iii)100〜150Vピーク・トゥ・ピーク、(iv)150〜200Vピーク・トゥ・ピーク、(v)200〜250Vピーク・トゥ・ピーク、(vi)250〜300Vピーク・トゥ・ピーク、(vii)300〜350Vピーク・トゥ・ピーク、(viii)350〜400Vピーク・トゥ・ピーク、(ix)400〜450Vピーク・トゥ・ピーク、(x)450〜500Vピーク・トゥ・ピーク、(xi)500〜1000Vピーク・トゥ・ピーク、(xii)1〜2kVピーク・トゥ・ピーク、(xiii)2〜3kVピーク・トゥ・ピーク、(xiv)3〜4kVピーク・トゥ・ピーク、(xv)4〜5kVピーク・トゥ・ピーク、(xvi)5〜6kVピーク・トゥ・ピーク、(xvii)6〜7kVピーク・トゥ・ピーク、(xviii)7〜8kVピーク・トゥ・ピーク、(xix)8〜9kVピーク・トゥ・ピーク、(xx)9〜10kVピーク・トゥ・ピーク、および(xxi)>10kVピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するACまたはRF電圧を、複数の電極またはロッドに印加するように配置および適合される。
【0035】
ACまたはRF電圧源は、好ましくは、(i)<100kHz、(ii)100〜200kHz、(iii)200〜300kHz、(iv)300〜400kHz、(v)400〜500kHz、(vi)0.5〜1.0MHz、(vii)1.0〜1.5MHz、(viii)1.5〜2.0MHz、(ix)2.0〜2.5MHz、(x)2.5〜3.0MHz、(xi)3.0〜3.5MHz、(xii)3.5〜4.0MHz、(xiii)4.0〜4.5MHz、(xiv)4.5〜5.0MHz、(xv)5.0〜5.5MHz、(xvi)5.5〜6.0MHz、(xvii)6.0〜6.5MHz、(xviii)6.5〜7.0MHz、(xix)7.0〜7.5MHz、(xx)7.5〜8.0MHz、(xxi)8.0〜8.5MHz、(xxii)8.5〜9.0MHz、(xxiii)9.0〜9.5MHz、(xxiv)9.5〜10.0MHz、および(xxv)>10.0MHzからなる群から選択される周波数を有するACまたはRF電圧を、複数の電極またはロッドに印加するように配置および適合される。
【0036】
一実施形態によると、第1動作モードにおいて、実質的にすべての電極またはロッドは、実質的に同じDC電位または電圧に維持される。この実施形態によると、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、実質的に非分解またはイオンガイド動作モードで動作される。
【0037】
一実施形態によると、第2動作モードにおいて、隣り合う電極またはロッドは、好ましくは、実質的に異なるDC電位または電圧に維持される。この実施形態によると、好ましくは、隣り合う電極またはロッド間でDC電位または電圧差が維持され、ここで、好ましくは、DC電位または電圧差は、(i)<1V、(ii)1〜2V、(iii)2〜3V、(iv)3〜4V、(v)4〜5V、(vi)5〜6V、(vii)6〜7V、(viii)7〜8V、(ix)8〜9V、(x)9〜10V、(xi)10〜20V、(xii)20〜30V、(xiii)30〜40V、(xiv)40〜50V、(xv)50〜60V、(xvi)60〜70V、(xvii)70〜80V、(xviii)80〜90V、(xix)90〜100V、および(xx)>100Vからなる群から選択される。
【0038】
第2動作モードにおいて、対向し合う電極またはロッドは、好ましくは、実質的に同じDC電位または電圧に維持される。
【0039】
一実施形態によると、動作モードにおいて、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、分解または質量フィルタリング動作モードで動作され得る。一実施形態によると、動作モードにおいて、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウを有し得、1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウは、z質量単位の幅を有し、ここでzは、(i)<1、(ii)1〜2、(iii)2〜3、(iv)3〜4、(v)4〜5、(vi)5〜6、(vii)6〜7、(viii)7〜8、(ix)8〜9、(x)9〜10、(xi)10〜15、(xii)15〜20、(xiii)20〜25、(xiv)25〜30、(xv)30〜35、(xvi)35〜40、(xvii)40〜45、(xviii)45〜50、(xix)50〜60、(xx)60〜70、(xxi)70〜80、(xxii)80〜90、(xxiii)90〜100、(xxiv)100〜120、(xxv)120〜140、(xxvi)140〜160、(xxvii)160〜180、(xxviii)180〜200、(xxix)200〜250、(xxx)250〜300、(xxxi)300〜350、(xxxii)350〜400、(xxxiii)400〜450、(xxxiv)450〜500、および(xxxv)>500からなる群から選択される範囲内にある。
【0040】
動作モードにおいて、好ましくは、DCおよび/またはACもしくはRF電圧の組み合わせは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスが低域通過質量フィルタとして動作するように構成されるように複数の電極またはロッドに印加される。
【0041】
一実施形態によると、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが低域通過質量フィルタとして動作するように構成される場合に、高い質量電荷比カットオフ値よりも大きな質量電荷比を有するイオンが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰され、ここで高い質量電荷比カットオフ値は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000、(xi)1000〜1100、(xii)1100〜1200、(xiii)1200〜1300、(xiv)1300〜1400、(xv)1400〜1500、(xvi)1500〜1600、(xvii)1600〜1700、(xviii)1700〜1800、(xix)1800〜1900、(xx)1900〜2000、および(xxi)>2000からなる群から選択されるのが好ましい。
【0042】
動作モードにおいて、好ましくは、DCおよび/またはACもしくはRF電圧の組み合わせは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスが帯域通過質量フィルタとして動作するように構成されるように複数の電極またはロッドに印加される。
【0043】
イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが帯域通過質量フィルタとして動作するように構成される場合に、好ましくは、高い質量電荷比カットオフ値よりも大きな質量電荷比を有するイオンがイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰され、ここで、好ましくは、高い質量電荷比カットオフ値は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000、(xi)1000〜1100、(xii)1100〜1200、(xiii)1200〜1300、(xiv)1300〜1400、(xv)1400〜1500、(xvi)1500〜1600、(xvii)1600〜1700、(xviii)1700〜1800、(xix)1800〜1900、(xx)1900〜2000、および(xxi)>2000からなる群から選択される。イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが帯域通過質量フィルタとして動作するように構成される場合に、好ましくは、低い質量電荷比カットオフ値よりも低い質量電荷比を有するイオンがイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰され、ここで、好ましくは、低い質量電荷比カットオフ値は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000、(xi)1000〜1100、(xii)1100〜1200、(xiii)1200〜1300、(xiv)1300〜1400、(xv)1400〜1500、(xvi)1500〜1600、(xvii)1600〜1700、(xviii)1700〜1800、(xix)1800〜1900、(xx)1900〜2000、および(xxi)>2000からなる群から選択される。
【0044】
一実施形態によると、動作モードにおいて、好ましくは、DCおよび/またはACもしくはRF電圧の組み合わせは、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが高域通過質量フィルタとして動作するように構成されるように複数の電極またはロッドに印加される。イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが高域通過質量フィルタとして動作するように構成される場合に、好ましくは、低い質量電荷比カットオフ値よりも低い質量電荷比を有するイオンがイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰され、ここで、好ましくは、低い質量電荷比カットオフ値は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000、(xi)1000〜1100、(xii)1100〜1200、(xiii)1200〜1300、(xiv)1300〜1400、(xv)1400〜1500、(xvi)1500〜1600、(xvii)1600〜1700、(xviii)1700〜1800、(xix)1800〜1900、(xx)1900〜2000、および(xxi)>2000からなる群から選択される。
【0045】
一実施形態によると、動作モードにおいて、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、(i)<10-3mbar、(ii)<10-4mbar、(iii)<10-5mbar、(iv)<10-6mbar、(v)<10-7mbar、(vi)10-3〜10-4mbar、(vii)10-4〜10-5mbar、および(viii)>10-3mbarの圧力に維持され得る。好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスが質量または質量電荷比分解モード、すなわち、質量フィルタとして動作されている場合に、そのような圧力(すなわち、<10-3mbar)で動作される。
【0046】
一実施形態において、動作モードにおいて、イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、(i)>100mbar、(ii)<100mbar、(iii)<10mbar、(iv)<1mbar、(v)<10-1mbar、(vi)<10-2mbar、(vii)<10-3mbar、(viii)<10-4mbar、(ix)<10-5mbar、(x)<10-6mbar、(xi)<10-7mbar、(xii)10〜100mbar、(xiii)1〜10mbar、(xiv)0.1〜1mbar、(xv)10-2〜10-1mbar、(xvi)10-3〜10-2mbar、(xvii)10-4〜10-3mbar、および(xviii)10-5〜10-4mbarの圧力に維持され得る。好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスがイオンをその質量または質量電荷比にしたがってフィルタリングせずに非分解モード、すなわちイオンガイドとして動作されている場合、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、比較的高い圧力(すなわち、100mbarまで)で動作され得る。
【0047】
本発明の別の局面によると、上記のようなイオンガイドまたは質量フィルタデバイスを備える質量分析計が提供される。
【0048】
質量分析計は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスの上流および/または下流に配置される衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスをさらに備える。衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスは、好ましくは、(i)多重極ロッドセットもしくは分割多重極ロッドセット、(ii)イオントンネルもしくはイオンファネル、または(iii)積層もしくは配列された平面状、板状、もしくは網状の電極を備える。
【0049】
多重極ロッドセットは、好ましくは、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、または8つより多くのロッドを備えるロッドセットを備える。
【0050】
イオントンネルまたはイオンファネルは、使用に際してイオンが移送される開口を有する複数の電極または少なくとも2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90もしくは100の電極を好ましくは備え、電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、実質的に同じサイズもしくは面積を有するか、またはサイズもしくは面積が漸進的に大きくなるかおよび/もしくは小さくなる開口を有するのが好ましい。電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、(i)≦1.0mm、(ii)≦2.0mm、(iii)≦3.0mm、(iv)≦4.0mm、(v)≦5.0mm、(vi)≦6.0mm、(vii)≦7.0mm、(viii)≦8.0mm、(ix)≦9.0mm、(x)≦10.0mm、および(xi)>10.0mmからなる群から選択される内径または寸法を有するのが好ましい。
【0051】
積層または配列された平面状、板状、または網状の電極は、好ましくは、複数または少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20の平面状、板状、または網状の電極を備え、ここで平面状、板状、または網状の電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、好ましくは、使用に際してイオンが走行する平面に概ね配置される。好ましくは、複数の平面状、板状、または網状の電極にACまたはRF電圧を印加するACまたはRF電圧手段がさらに提供され、隣り合う平面状、板状、または網状の電極には、好ましくは、逆位相のACまたはRF電圧が印加される。
【0052】
一実施形態によると、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスは、好ましくは、複数の軸方向セグメントまたは少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95もしくは100の軸方向セグメントを備える。
【0053】
質量分析計は、好ましくは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って実質的に一定のDC電圧勾配を維持するDC電圧手段をさらに備える。
【0054】
質量分析計は、好ましくは、少なくともいくつかのイオンを衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、1つ以上の過渡DC電圧もしくは電位または1つ以上の過渡DC電圧もしくは電位波形を衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスを形成する電極に印加するように配置および適合される過渡DC電圧手段をさらに備える。
【0055】
質量分析計は、好ましくは、少なくともいくつかのイオンを衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、2つ以上の位相シフトACまたはRF電圧を衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスを形成する電極に印加するように配置および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに備える。
【0056】
衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスは、好ましくは、前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、ACまたはRF電圧を衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの複数の電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に印加するように配置および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに備える。ACまたはRF電圧手段は、好ましくは、(i)<50Vピーク・トゥ・ピーク、(ii)50〜100Vピーク・トゥ・ピーク、(iii)100〜150Vピーク・トゥ・ピーク、(iv)150〜200Vピーク・トゥ・ピーク、(v)200〜250Vピーク・トゥ・ピーク、(vi)250〜300Vピーク・トゥ・ピーク、(vii)300〜350Vピーク・トゥ・ピーク、(viii)350〜400Vピーク・トゥ・ピーク、(ix)400〜450Vピーク・トゥ・ピーク、(x)450〜500Vピーク・トゥ・ピーク、および(xi)>500Vピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するACまたはRF電圧を、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの複数の電極に印加するように配置および適合される。ACまたはRF電圧手段は、好ましくは、(i)<100kHz、(ii)100〜200kHz、(iii)200〜300kHz、(iv)300〜400kHz、(v)400〜500kHz、(vi)0.5〜1.0MHz、(vii)1.0〜1.5MHz、(viii)1.5〜2.0MHz、(ix)2.0〜2.5MHz、(x)2.5〜3.0MHz、(xi)3.0〜3.5MHz、(xii)3.5〜4.0MHz、(xiii)4.0〜4.5MHz、(xiv)4.5〜5.0MHz、(xv)5.0〜5.5MHz、(xvi)5.5〜6.0MHz、(xvii)6.0〜6.5MHz、(xviii)6.5〜7.0MHz、(xix)7.0〜7.5MHz、(xx)7.5〜8.0MHz、(xxi)8.0〜8.5MHz、(xxii)8.5〜9.0MHz、(xxiii)9.0〜9.5MHz、(xxiv)9.5〜10.0MHz、および(xxv)>10.0MHzからなる群から選択される周波数を有するACまたはRF電圧を、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの複数の電極に印加するように配置および適合される。
【0057】
上記好適な実施形態によると、衝突、フラグメンテーションまたは反応セルまたはデバイスは、好ましくは、衝突誘起解離(「CID」)によってイオンをフラグメンテーションするように構成される。
【0058】
別の実施形態によると、質量分析計は、(i)表面誘起解離(「SID」)フラグメンテーションデバイス、(ii)電子移動解離フラグメンテーションデバイス、(iii)電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、(iv)電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、(v)光誘起解離(「PID」)フラグメンテーションデバイス、(vi)レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、(vii)赤外放射誘起解離デバイス、(viii)紫外放射誘起解離デバイス、(ix)ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、(x)イオン源フラグメンテーションデバイス、(xi)イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、(xii)熱または温度源フラグメンテーションデバイス、(xiii)電界誘起フラグメンテーションデバイス、(xiv)磁場誘起フラグメンテーションデバイス、(xv)酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、(xvi)イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、(xvii)イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、(xviii)イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、(xix)イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、(xx)イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、(xxi)イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、(xxii)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−イオン反応デバイス、(xxiii)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−分子反応デバイス、(xxiv)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−原子反応デバイス、(xxv)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定イオン反応デバイス、(xxvi)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定分子反応デバイス、および(xxvii)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスをさらに備える。
【0059】
一実施形態によると、質量分析計は、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスの上流および/または下流に配置されるイオン移動度分光計またはセパレータをさらに備える。イオン移動度分光計またはセパレータは、好ましくは、気相電気泳動デバイスを備える。
【0060】
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータは、(i)ドリフト管、(ii)多重極ロッドセットもしくは分割多重極ロッドセット、(iii)イオントンネルもしくはイオンファネル、または(iv)積層もしくは配列された平面状、板状、もしくは網状の電極を備える。
【0061】
ドリフト管は、好ましくは、1つ以上の電極、およびドリフト管の軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って軸方向DC電圧勾配または実質的に一定もしくは直線の軸方向DC電圧勾配を維持する手段を備える。
【0062】
多重極ロッドセットは、好ましくは、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、または8つより多くのロッドを備えるロッドセットを備える。
【0063】
イオントンネルまたはイオンファネルは、使用に際してイオンが移送される開口を有する複数の電極または少なくとも2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90もしくは100の電極を備え、電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、実質的に同じサイズもしくは面積を有するか、またはサイズもしくは面積が漸進的に大きくなるかおよび/もしくは小さくなる開口を有する。電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、好ましくは、(i)≦1.0mm、(ii)≦2.0mm、(iii)≦3.0mm、(iv)≦4.0mm、(v)≦5.0mm、(vi)≦6.0mm、(vii)≦7.0mm、(viii)≦8.0mm、(ix)≦9.0mm、(x)≦10.0mm、および(xi)>10.0mmからなる群から選択される内径または寸法を有する。
【0064】
積層または配列された平面状、板状、または網状の電極は、好ましくは、使用に際してイオンが走行する平面に概ね配置される、複数または少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20の平面状、板状、または網状の電極を備える。平面状、板状、または網状の電極の少なくともいくつかまたは少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%もしくは100%には、好ましくは、ACまたはRF電圧が印加され、隣り合う平面状、板状、または網状の電極には、逆位相のACまたはRF電圧が印加される。
【0065】
上記好適な実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータは、好ましくは、複数の軸方向セグメントまたは少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95もしくは100の軸方向セグメントを備える。
【0066】
質量分析計は、好ましくは、少なくともいくつかのイオンをイオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って実質的に一定のDC電圧勾配を維持するDC電圧手段をさらに備える。
【0067】
質量分析計は、好ましくは、少なくともいくつかのイオンをイオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、1つ以上の過渡DC電圧もしくは電位または1つ以上の過渡DC電圧もしくは電位波形をイオン移動度分光計またはセパレータを形成する電極に印加するように配置および適合させた過渡DC電圧手段をさらに備える。
【0068】
質量分析計は、好ましくは、少なくともいくつかのイオンをイオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、2つ以上の位相シフトACまたはRF電圧をイオン移動度分光計またはセパレータを形成する電極に印加するように配置および適合させたACまたはRF電圧手段をさらに備える。
【0069】
イオン移動度分光計またはセパレータは、(i)<20mm、(ii)20〜40mm、(iii)40〜60mm、(iv)60〜80mm、(v)80〜100mm、(vi)100〜120mm、(vii)120〜140mm、(viii)140〜160mm、(ix)160〜180mm、(x)180〜200mm、(xi)200〜220mm、(xii)220〜240mm、(xiii)240〜260mm、(xiv)260〜280mm、(xv)280〜300mm、(xvi)>300mmからなる群から選択される軸方向長さを有するのが好ましい。
【0070】
イオン移動度分光計またはセパレータは、好ましくは、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ内に半径方向に閉じ込めるために、ACまたはRF電圧をイオン移動度分光計またはセパレータの複数の電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に印加するように配置および適合させたACまたはRF電圧手段をさらに備える。ACまたはRF電圧手段は、好ましくは、(i)<50Vピーク・トゥ・ピーク、(ii)50〜100Vピーク・トゥ・ピーク、(iii)100〜150Vピーク・トゥ・ピーク、(iv)150〜200Vピーク・トゥ・ピーク、(v)200〜250Vピーク・トゥ・ピーク、(vi)250〜300Vピーク・トゥ・ピーク、(vii)300〜350Vピーク・トゥ・ピーク、(viii)350〜400Vピーク・トゥ・ピーク、(ix)400〜450Vピーク・トゥ・ピーク、(x)450〜500Vピーク・トゥ・ピーク、および(xi)>500Vピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するACまたはRF電圧を、イオン移動度分光計またはセパレータの複数の電極に印加するように配置および適合される。ACまたはRF電圧手段は、好ましくは、(i)<100kHz、(ii)100〜200kHz、(iii)200〜300kHz、(iv)300〜400kHz、(v)400〜500kHz、(vi)0.5〜1.0MHz、(vii)1.0〜1.5MHz、(viii)1.5〜2.0MHz、(ix)2.0〜2.5MHz、(x)2.5〜3.0MHz、(xi)3.0〜3.5MHz、(xii)3.5〜4.0MHz、(xiii)4.0〜4.5MHz、(xiv)4.5〜5.0MHz、(xv)5.0〜5.5MHz、(xvi)5.5〜6.0MHz、(xvii)6.0〜6.5MHz、(xviii)6.5〜7.0MHz、(xix)7.0〜7.5MHz、(xx)7.5〜8.0MHz、(xxi)8.0〜8.5MHz、(xxii)8.5〜9.0MHz、(xxiii)9.0〜9.5MHz、(xxiv)9.5〜10.0MHz、および(xxv)>10.0MHzからなる群から選択される周波数を有するACまたはRF電圧を、イオン移動度分光計またはセパレータの複数の電極に印加するように配置および適合される。
【0071】
一実施形態によると、1〜100、100〜200、200〜300、300〜400、400〜500、500〜600、600〜700、700〜800、800〜900または900〜1000の範囲の質量電荷比を有する1価イオンは、イオン移動度分光計またはセパレータを通るドリフト時間または通過時間が(i)0〜1ms、(ii)1〜2ms、(iii)2〜3ms、(iv)3〜4ms、(v)4〜5ms、(vi)5〜6ms、(vii)6〜7ms、(viii)7〜8ms、(ix)8〜9ms、(x)9〜10ms、(xi)10〜11ms、(xii)11〜12ms、(xiii)12〜13ms、(xiv)13〜14ms、(xv)14〜15ms、(xvi)15〜16ms、(xvii)16〜17ms、(xviii)17〜18ms、(xix)18〜19ms、(xx)19〜20ms、(xxi)20〜21ms、(xxii)21〜22ms、(xxiii)22〜23ms、(xxiv)23〜24ms、(xxv)24〜25ms、(xxvi)25〜26ms、(xxvii)26〜27ms、(xxviii)27〜28ms、(xxix)28〜29ms、(xxx)29〜30ms、および(xxxi)>30msの範囲内にある。
【0072】
一実施形態によると、質量分析計は、好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータの少なくとも一部を(i)>0.001mbar、(ii)>0.01mbar、(iii)>0.1mbar、(iv)>1mbar、(v)>10mbar、(vi)>100mbar、(vii)0.001〜100mbar、(viii)0.01〜10mbar、および(ix)0.1〜1mbarからなる群から選択される圧力に維持するように配置および適合させた手段をさらに備える。
【0073】
好ましくは、第1のガスがイオン移動度分光計またはセパレータに導入され、第1のガスは、好ましくは、(i)窒素、(ii)アルゴン、(iii)ヘリウム、(iv)メタン、(v)ネオン、(vi)キセノン、および(vii)空気から選択されるか、またはそれらからなる群から選択されるガスを少なくとも部分的に含む。
【0074】
質量分析計は、好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータのためのハウジングをさらに備え、ハウジングは、イオン入射口開口、イオン出射口開口、およびガスをハウジング中へ導入するためのポートを除いて実質的に気密な封入体を形成する。
【0075】
0〜5ms、5〜10ms、10〜15ms、15〜20ms、20〜25ms、25〜30ms、30〜35ms、35〜40ms、40〜45ms、45〜50msまたは>50ms毎に1回、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータにパルス入力されるのが好ましい。
【0076】
一実施形態によると、質量分析計は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスの上流および/または下流に配置されるドリフト領域、ドリフト管または電界のない領域をさらに備える。ドリフト領域は、好ましくは、イオンをその質量電荷比にしたがって時間的に分離するように配置および適合される。
【0077】
別の実施形態によると、質量分析計は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスの上流および/または下流に配置されるイオントラップまたはイオントラップ領域をさらに備える。イオンは、好ましくは、動作モードにおいてイオントラップまたはイオントラップ領域から質量選択的におよび/または共振により排出されるように構成される。あるいは、イオンは、動作モードにおいてイオントラップまたはイオントラップ領域から非質量選択的におよび/または共振により排出されるように構成されてもよい。
【0078】
イオントラップは、四重極イオントラップ、2Dもしくは直線四重極イオントラップ、またはポールもしくは3D四重極イオントラップを備え得る。
【0079】
質量分析計は、好ましくは、イオン源をさらに備える。イオン源は、好ましくは、(i)エレクトロスプレーイオン化(「ESI」)イオン源、(ii)大気圧光イオン化(「APPI」)イオン源、(iii)大気圧化学イオン化(「APCI」)イオン源、(iv)マトリックス支援レーザ脱離イオン化(「MALDI」)イオン源、(v)レーザ脱離イオン化(「LDI」)イオン源、(vi)大気圧イオン化(「API」)イオン源、(vii)シリコンを用いた脱離イオン化(「DIOS」)イオン源、(viii)電子衝突(「EI」)イオン源、(ix)化学イオン化(「CI」)イオン源、(x)電界イオン化(「FI」)イオン源、(xi)電界脱離(「FD」)イオン源、(xii)誘導結合プラズマ(「ICP」)イオン源、(xiii)高速原子衝撃(「FAB」)イオン源、(xiv)液体二次イオン質量分析(「LSIMS」)イオン源、(xv)脱離エレクトロスプレーイオン化(「DESI」)イオン源、(xvi)ニッケル−63放射性イオン源、(xvii)大気圧マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオン源、および(xviii)熱スプレーイオン源からなる群から選択される。
【0080】
イオン源は、パルス化または連続イオン源を備え得る。
【0081】
質量分析計は、好ましくは、質量分析器をさらに備える。質量分析器は、好ましくは、(i)四重極質量分析器、(ii)2Dまたは直線四重極質量分析器、(iii)ポールまたは3D四重極質量分析器、(iv)ペニングトラップ質量分析器、(v)イオントラップ質量分析器、(vi)扇形磁場質量分析器、(vii)イオンサイクロトロン共鳴(「ICR」)質量分析器、(viii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(「FTICR」)質量分析器、(ix)静電またはオービトラップ質量分析器、(x)フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析器、および(xi)フーリエ変換質量分析器からなる群から選択される。
【0082】
本発明の別の局面によると、
複数の電極またはロッドを備えるイオンガイドまたは質量フィルタデバイスを準備するステップと、
ACまたはRF電圧を複数の電極またはロッドに印加するステップと、
イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内またはそこから不要なイオンを共振により励起させるために複数の電極またはロッドに信号を供給するステップと
を含むイオンをガイドまたは質量フィルタリングする方法が提供される。
【0083】
本発明の別の局面によると、
複数の電極と、
M1の質量電荷比を有するイオンおよびM3の質量電荷比を有するイオンがイオンガイドによって同時に移送されるが、M2の質量電荷比を有するイオンがイオンガイドによって実質的に移送されないように1つ以上の電圧を複数の電極に印加する電圧手段であって、M1<M2<M3である電圧手段と
を備えるイオンガイドが提供される。
【0084】
本発明の別の局面によると、
複数の電極と、
M1、M3およびM5の質量電荷比を有するイオンがイオンガイドによって同時に移送されるが、M2およびM4の質量電荷比を有するイオンがイオンガイドによって実質的に移送されないように1つ以上の電圧を複数の電極に印加する電圧手段であって、M1<M2<M3<M4<M5である電圧手段と
を備えるイオンガイドが提供される。
【0085】
本発明の別の局面によると、
1つ以上の電極と、
第1の範囲内に質量電荷比を有するイオンをイオンガイド内に実質的に維持させ、第2の異なる範囲内に質量電荷比を有するイオンを実質的にイオンガイドに維持させるが、第1および第2の範囲の中間の質量電荷比を有するイオンがイオンガイドから排出されるように配置および適合させた手段と
を備えるイオンガイドが提供される。
【0086】
本発明の別の局面によると、複数の別々のまたは離散な非重複および同時質量電荷比移送ウィンドウを有するように配置および適合され、複数の質量電荷比移送ウィンドウ外の質量電荷比を有するイオンがイオンガイドによって実質的に減衰される、四重極ロッドセットイオンガイドが提供される。
【0087】
本発明の別の局面によると、対象検体イオンを、イオンガイド内に軸方向に実質的にイオンをトラップすることなく、前方へ移送するように配置および適合され、イオンガイドによって前方へ移送させたくないイオンを共振により排出させるために、使用に際して広帯域周波数信号がイオンガイドに印加される、四重極ロッドセットイオンガイドが提供される。
【0088】
本発明の別の局面によると、第1の質量電荷比移送ウィンドウおよび第2の異なる同時質量電荷比移送ウィンドウを有し、第1の質量電荷比移送ウィンドウが第2の質量電荷比移送ウィンドウに重複しない、四重極ロッドセットイオンガイドが提供される。
【0089】
好適な実施形態によると、四重極ロッドセットイオンガイドは、第3の異なる同時質量電荷比移送ウィンドウを備え、第1、第2および第3質量電荷比移送ウィンドウが互いに重複しない。四重極ロッドセットイオンガイドは、好ましくは、第4の異なる同時質量電荷比移送ウィンドウを備え得、第1、第2、第3および第4の質量電荷比移送ウィンドウが互いに重複しない。第1、第2、第3および第4の質量電荷比移送ウィンドウの中間の質量対電荷比を有するイオンは、好ましくは、実質的に減衰される。
【0090】
本発明の別の局面によると、
四重極ロッドセットイオンガイドを準備するステップと、
広帯域周波数信号を生成するステップと、
1つ以上の周波数ノッチを有するノッチ広帯域周波数信号を提供するために広帯域周波数信号から周波数成分を除去するステップと、
1つ以上の周波数ノッチを有するノッチ広帯域周波数信号を四重極ロッドセットイオンガイドに印加するステップと、
イオンのビームを四重極ロッドセットイオンガイドに渡し、イオンのビームのサブセットを、四重極ロッドセット内に軸方向にイオンを閉じ込めずに、四重極ロッドセットイオンガイドから現れさせるステップと
を含む質量分析の方法が提供される。
【0091】
本発明の好適な実施形態によると、四重極ロッドセットイオンガイドが提供される。ここで、ノッチ広帯域周波数信号は、使用に際して、四重極ロッドセットのロッドに印加される。印加されたノッチ広帯域周波数信号は、好適なイオンガイドによって前方へ移送させたくないイオンを低減するが、一方、前方へ移送されることが所望のイオンの前方移送には好ましくは実質的に影響のない効果を有するのが好ましい。
【0092】
上記好適な実施形態は、好ましくは、複数の異なる種のイオンの連続移送を容易にする四重極ロッドセットイオンガイドに関する。ここで、移送されるイオンは、好ましくは、単一の連続な質量電荷比を有さない。上記好適な実施形態によると、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、複数の異なる離散なイオン種を同時に平行に移送することができるが、前方へ移送されるイオンの質量電荷比の中間の質量電荷比を有する他のイオンを実質的に減衰しない。これは、単一の質量電荷比移送ウィンドウ内で連続となる質量電荷比を有するイオンを移送できるだけの低い分解能従来の四重極ロッドセット質量フィルタとは対照的である。好ましくは好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスを出射するイオンビームは、好ましくは好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって最初に受け取られたイオンビームの組成または質量電荷比プロファイルのサブセットであるイオン組成または質量電荷比プロファイルを好ましくは有する。
【0093】
好適な実施形態によると、イオンガイド内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、好ましくは、二位相ACまたはRF電圧が四重極ロッドセットイオンガイドのロッドに印加される。加えて、好ましくは、ノッチ広帯域周波数信号が四重極ロッドセットの2つの対向するロッドに印加される。ノッチ広帯域周波数信号は、好ましくは、不要なイオンを共振により励起させ、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスから半径方向に排出させるが、対象検体イオンは、好ましくは、ノッチ広帯域周波数信号の四重極ロッドセットへの印加によって実質的に影響されない。好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスに好ましくは印加される広帯域周波数信号は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ移送されることが所望の対象の検体または他のイオンの共振、永続、第1または基本高調波振動数に好ましくは対応する1つ以上の欠落周波数成分を有する。
【0094】
好適な動作モードにおいて、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、好ましくは、特定の対象イオンの実質的に連続な流れを前方へ移送するが、すべての他のイオンを実質的に減衰する。好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって好ましくは前方へ移送されるイオンは、好ましくは、複数の異なる質量電荷比を有し、イオンは、好ましくは、後の分析のために平衡に移送される。中間質量電荷比を有するイオンは、好ましくは、減衰される。例として、200〜500の範囲の連続な質量電荷比を有するイオンのビームは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって受け取られると考えられる。250、350および450の特定の質量電荷比を有するイオンのみを同時に前方へ移送させたいならば、250、350および450の質量電荷比を有するこれらのイオンを除いて受け取られるすべてのイオンを共振により励起し、半径方向に排出する効果を有する周波数を有するノッチ広帯域周波数信号が好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスに与えられ得る。したがって、ノッチ広帯域周波数信号は、好ましくは、250、350および450の質量電荷比を有するイオンの共振または第1の高調波振動数に対応する欠落周波数成分を有する。あるいは、250、350および450の質量電荷比を有するイオンは、印加された広帯域周波数信号によって共振により励起されず、したがって好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスから半径方向に排出されない。その結果、250、350および450の特定の質量電荷比を有するイオンは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ移送されるが、すべての他のイオンは、共振により励起され、イオンガイド半径方向に排出され、したがって実質的に減衰されるか、またはそうでなければ系から失われる。
【0095】
以下に、例示のためのみに示される構成とともに本発明の種々の実施形態を、あくまで例として、添付の図面を参照して説明する。
【0096】
従来の四重極ロッドセットイオンガイド1を図1に示す。四重極ロッドセットは、4つの平行ロッド2a、2bを備える。4つのすべてのロッド2a、2bは、実質的に同じDC電圧または電位に維持される。二位相RF電圧源3は、隣り合うロッドに逆位相のRF電圧が印加されるが、正反対のロッド2a;2bに同じ位相のRF電圧が印加されるように、ロッド2a、2bに接続される。ロッド2a、2bに印加されたRF電圧は、イオンをイオンガイド1内に半径方向に閉じ込めるように作用する半径方向擬似電位井戸を生成する。イオンは、イオンガイド1内に軸方向には閉じ込められない。
【0097】
従来の四重極ロッドセットイオンガイド1は、少なくとも一次近似として、イオンを実質的に質量フィルタリングすることなく、イオンを同時にイオンガイド1を通って移送させる。したがって、少なくとも一次近似として、イオンガイド1の入射口において受け取られた実質的にすべてのイオン4は、イオンガイド1によって前方へ移送される。その結果、イオンガイド1の出射口から現れるイオン5のビームの組成は、イオンガイド1の入射口において最初に受け取られるイオン4のビームの組成と実質的に同様である。
【0098】
あるいは、四重極ロッドセット1は、隣り合うロッド間のDC電位差を維持することによって質量フィルタまたは質量分析器として動作され得る。質量フィルタまたは質量分析器として動作される場合、所定の質量電荷比移送ウィンドウ内の質量電荷比を有するイオンのみが安定した軌跡を描いて質量フィルタを通る。したがって、質量電荷比移送ウィンドウ内の質量電荷比を有するこれらのイオンのみが質量フィルタによって前方へ移送される。すべての他のイオンは、質量フィルタまたは質量分析器を通る軌跡が不安定なので、系から失われる。
【0099】
本発明の好適な実施形態にかかるイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6を図2に示す。イオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、好ましくは、4つの平行ロッド2a、2bを備える四重極ロッドセットを備える。この好適な実施形態によると、ロッド2a、2bは、二位相ACまたはRF電圧源3に接続される。隣り合うロッドは、好ましくは、逆位相のACまたはRF電圧が印加されるように配置され、正反対のロッド2a、2bは、好ましくは、同位相のACまたはRF電圧が印加されるように配置される。ロッド2a、2bに印加されるACまたはRF電圧は、好ましくは、イオンを好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6内に半径方向に閉じ込めるように好ましくは作用する半径方向擬似電位井戸を生成する。
【0100】
この好適な実施形態によると、好ましくは、ノッチ広帯域周波数信号7が対向するロッド対2a;2bに印加される。ノッチ広帯域周波数信号7は、好ましくは、補助双極波形を備える。ノッチ広帯域周波数信号7を対向するロッド対2a、2bに印加することによって、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって前方へ移送されてほしくない大多数のイオンが共振により励起され、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6から半径方向に排出される。不要なイオンの共振励起および半径方向の移動の強度は、好ましくは、反対にイオンを好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6内に半径方向に閉じ込めようとするACまたはRF電圧の印加によって生成される半径方向擬似電位井戸の効果を打ち勝つのに十分である。
【0101】
また、好ましくは、広帯域の周波数信号7に備えられるノッチを、好ましくはロッド2a、2bに印加される広帯域周波数信号7に好ましくは存在しないか、またはそうでなければ欠落したいくつかの周波数または周波数成分があるように配置する。したがって、印加された広帯域周波数信号7に存在しないかまたは欠落した周波数に実質的に対応する共振または第1の高調波振動数を有するイオンは、好ましくは、印加された広帯域周波数信号7によって共振により励起されない。したがって、これらのイオンは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6から半径方向に排出されない。したがって、これらのイオンは、広帯域周波数信号7をロッド2a、2bに印加することに実質的に影響されない。その結果、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって前方へ移送されることが所望のイオンは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6内に維持され、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって前方へ移送される。
【0102】
好ましさのより低い実施形態によると、対向するロッド対2a;2bに好ましくは印加されるノッチ広帯域周波数信号7は、比較的小さいまたは低い程度にのみ対象検体イオンを共振により励起させ得る比較的低い振幅周波数成分を含み得る。これらの周波数成分の振幅は、好ましくは比較的低く保たれ、したがって、対象イオンは、ACまたはRF電圧を印加することによって生じる半径方向擬似電位井戸の半径方向閉じ込め作用に打ち勝つことができるほど十分には共振により励起されない。
【0103】
好ましくはロッド2a、2bに印加される広帯域双極波形7は、好ましくは、いくつかまたは大多数のイオンを共振により励起させ、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6から半径方向に排出させるが、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6内に半径方向に維持され、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって前方へ移送されることが意図されるか、またはそうでなければ所望される所定の特定の質量電荷比を有する1つ以上の対象検体イオンに実質的に影響を与えない。したがって、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって移送されることが所望のイオンであって、広帯域周波数信号7の印加に実質的に影響されないイオンは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6を通って平行に同時に移送されるように配置される。前方へ同時に移送されるイオン9は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6の入射口において受け取られたイオン8のサブセットまたは低減されたセットを構成する。
【0104】
好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって好ましくは同時に前方へ移送されるイオン9は、好ましくは一範囲の異なるかつ別個の質量電荷比を有する。したがって、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、好ましくは、低いかまたは高い分解能モードのいずれかで動作する従来の四重極ロッドセットイオンガイドまたは従来の四重極ロッドセット質量フィルタの質量電荷比プロファイルと好ましくは異なる質量電荷比プロファイルを有するイオンを移送する。
【0105】
好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6のロッド対2a;2bに好ましくは印加される双極広帯域波形7は、好ましくは、最初に広帯域周波数信号を与え、次いで好ましくは所定の特定の周波数成分をこの広帯域周波数信号から除去することによって形成または生成される。好ましくは広帯域周波数信号から除去されるこれらの周波数または周波数成分は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって前方へ移送されることが所望の対象イオンの共振または第1の高調波振動数と対応する。
【0106】
本発明の実施形態にかかる四重極ロッドセットイオンガイド6に好ましくは印加され得るノッチ広帯域周波数信号10の例を図3に示す。ノッチ広帯域周波数信号10は、図では複数の周波数ノッチ11a、11b、11cを有するように示される。1つ以上の周波数ノッチ11a、11b、11cは、好ましくは、広帯域周波数信号10において与えられ、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって前方へ移送されることが所望の所定の種の検体イオンの共振または第1の高調波振動数に好ましくは対応する周波数が欠落している。広帯域周波数信号10の範囲は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって受け取られたイオンビーム8に存在するすべての不要なイオンが好ましくは共振により励起され、好適なイオンガイドまたは質量フィルタ6から半径方向に排出されるが、対象検体イオンが好ましくは実質的に維持される程度に十分広い。したがって、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6中に受け取られたすべてのイオン8は、好ましくは、広帯域周波数信号10に存在する周波数ノッチ11a、11b、11cの1つに対応する共振周波数または広帯域周波数信号から欠落した周波数成分を有するイオンを除いて、共振により励起され、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6から半径方向に排出される。
【0107】
イオン8は、好ましくは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6へ実質的に軸方向に入射するように配置されるが、イオンが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6へ非軸方向、半径方向、または別方向に入射するように配置され得る他の実施形態が考えられる。また、イオンが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6内で生成されることが考えられる。
【0108】
印加された広帯域周波数信号10の周波数成分に対応する共振または基本高調波振動数を有するイオンは、好ましくは、共振により励起され、好ましくは好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6から半径方向に排出される。しかし、広帯域周波数信号10中の周波数ノッチ11a、11b、11cの1つに好ましくは一致するか、または好ましくは実質的に対応する共振または基本高調波振動数を有するイオンは、好ましくは共振により励起されず、好ましくは好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6から実質的に半径方向に排出されない。したがって、これらのイオンは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6内に好ましく留まる。次いで、好ましくは好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6内に維持され、かつ好ましくはその中を移送されるイオンのサブセット9は、好ましくは実質的に軸方向に好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6を出射する。次いで、これらのイオンは、イオン検出器によって検出され得るか、または質量分析計の他のデバイスまたは構成要素に移送され得る。好ましさのより低い実施形態によると、所望のイオンは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6から半径方向または別方向へ排出され得る。
【0109】
四重極ロッドセットイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、非分解またはイオンガイドモードにおいて動作され得る。ここで、すべてのロッドは、好ましくは、実質的に同じDC電圧または電位に維持される。図4Aは、この実施形態によって、印加された広帯域周波数信号10の周波数範囲が、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6中へ受け取られると期待される最低および最高質量電荷比イオンの共振周波数をどのように好ましく上回り、下回るかを示す。したがって、ノッチ広帯域周波数信号10は、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6中に受け取られたすべてのイオン(ノッチ広帯域周波数信号10中の周波数ノッチ11a、11b、11cに対応するか、または広帯域周波数信号10から欠落した周波数成分に対応する永続または共振周波数を有するイオンを除く)を、場合によっては、効果的に共振により励起させ、したがって半径方向に排出するように配置され得る。
【0110】
図4Bを参照してより詳細に説明されるような別の実施形態によると、四重極ロッドセットイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、比較的低い分解能質量フィルタリング動作モードにおいて動作され得る。この動作モードによると、好ましくは、DCおよびRF電圧の組み合わせが、隣り合うロッドが好ましくは実質的に大きさが等しくかつ位相が逆のDC電位または電圧に維持されるように、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6のロッド2a、2bに印加される。したがって、四重極ロッドセット6は、好ましくは、低い分解能質量フィルタとして動作する。したがって、上側および下側質量電荷比カットオフを境界とする質量電荷比移送ウィンドウ内の所定の質量電荷比を有するイオンのみが四重極ロッドセット6によって移送される。これは、ノッチ広帯域周波数信号を四重極ロッドセット6に印加する効果に関係しない。この実施形態は、対象検体イオンの維持および前方移送に実質的に影響を与えずに不要なイオンを除去するために、低減された周波数内容または低減された範囲の周波数を有するノッチ広帯域周波数信号10’が好ましくは四重極ロッドセット6に印加されることを可能にする。
【0111】
この実施形態によると、イオンは、2つの異なる効果を受けると考えられ得る。第一に、四重極ロッドセット質量フィルタの質量電荷比移送ウィンドウから外れる質量電荷比を有するすべてのイオンは、減衰される。なぜなら、これらのイオンが不安定な軌跡を描いて四重極ロッドセットを通り、系から失われるからである。第二に、四重極質量フィルタの移送ウィンドウ内にある質量電荷比を有するイオンは、四重極ロッドセット質量フィルタの質量電荷比移送ウィンドウに好ましくは概ねまたは実質的に対応する周波数範囲を好ましくは有するノッチ広帯域周波数信号10’の効果をさらに受ける。広帯域周波数信号10’中の周波数ノッチ11a、11b、11cに対応する共振または基本高調波振動数を有するこれらのイオンのみが前方へ移送される。他のイオンは、四重極ロッドセット質量フィルタの質量電荷比移送ウィンドウ内にある質量電荷比を有するが、共振により励起され、四重極ロッドセットから半径方向に排出される。
【0112】
四重極ロッドセットが低い分解能質量フィルタとして動作されている場合に、ノッチ広帯域周波数信号が印加されることによって生成された1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウが四重極ロッドセット質量フィルタの単一の質量電荷比移送ウィンドウを部分的に越えるか、重複するか、または完全にその中に含まれ得るような実施形態が考えられる。
【0113】
好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、好ましくは、例えばイオン源から受け取られたイオン8のサブセット9を好ましくは同時に移送する同時複数イオン移送イオンガイドまたは質量フィルタデバイス6として機能する。次いで、イオンは、さらなる分析またはイオン検出のために移送され得る。
【0114】
好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、多くの異なるアプリケーションを有する。一実施形態によると、イオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、図5に示すようにイオン源11と、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14とのほぼ中間に提供または配置され得る。比較となる従来の構成において、従来の四重極ロッドセットイオンガイドは、イオン源と、衝突またはフラグメンテーションセルとの中間に提供され得る。従来の四重極ロッドセットイオンガイドは、イオン源から受け取った実質的にすべてのイオンを衝突またはフラグメンテーションセルに移送する。しかしながら、衝突またはフラグメンテーションセルに移送され、次いで衝突またはフラグメンテーションセル内でフラグメンテーションされる前駆体イオンの親の種の多くは、対象検体イオンと関係しない可能性があるという欠点がある。
【0115】
これに対して、従来の四重極ロッドセットイオンガイドの代わりに上記好適な実施形態にかかるイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6を提供することによって、対象検体イオンのみが好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によってイオン源11から衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14へ同時に平行に移送されることを確実にすることによって信号対雑音比を著しく向上させ得る。バックグラウンドイオンまたは対象でないかもしくは除外したいイオンは、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6によって効果的に減衰され得、したがって、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14へ移送されることが防止される。したがって、上記好適な実施形態は、総イオンクロマトグラムにおけるノイズを低減することができるので、特に有利である。一実施形態において、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、例えば異なる電荷状態を有するが同じ種の検体分子、原子または化合物に関するイオンを平行に移送するように使用され得る。例えば、同じ種の分子、原子または化合物に関する二価および三価のイオンは前方へ移送され得るが、すべての他のイオンは実質的に減衰され得る。
【0116】
他の実施形態によると、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、図6に示すように、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14の下流かつイオン検出器17の上流に提供され得る。この実施形態によると、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、複数の異なる種の娘、フラグメント、付加物または生成物イオン15、および、場合によっては、フラグメンテーションされていない親または前駆体イオンを受け取り得る。しかし、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6は、好ましくは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14から現れる、選択された娘、フラグメント、付加物または生成物対象イオン16のみが前方へ同時に実質的に平行にイオン検出器17へ移送されるよう配置されることを確実にする。
【0117】
本発明のさらなる実施形態により、高感度化マルチ反応モニタリング実験を行うことが可能となる。この実施形態を図7を参照してより詳細に説明する。従来のタンデム四重極質量分析計を使用して行われるマルチ反応モニタリング(MRM)実験において、高分解能動作モードにおいて動作される第1の四重極質量フィルタを使用して1種の親または前駆体イオンを選択することは従来から行われている。第1の四重極ロッドセット質量フィルタは、1種の親または前駆体イオンを選択的に移送し、すべての他の親または前駆体イオンを減衰する。次いで、第1の四重極ロッドセット質量フィルタによって移送される1種の親または前駆体イオンは、第1の四重極ロッドセット質量フィルタの下流に配置される衝突またはフラグメンテーションセルにおいてフラグメンテーションされるように配置される。複数の異なる娘またはフラグメントイオンは、衝突またはフラグメンテーションセルにおいて生成される。第2の四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器は、衝突またはフラグメンテーションセルの下流に配置される。次いで、衝突またはフラグメンテーションセルにおいて生成された最も強度の高い娘またはフラグメントイオンは、第2の四重極ロッドセット質量フィルタの切り替えおよび/またはスキャンを行い、イオン検出器を使用してイオンを検出することによって移送および検出される。
【0118】
本発明の一実施形態によると、第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aは、図7に示すように衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14の下流に提供され得る。第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aは、好ましくは、対象の複数の異なる種の娘、フラグメント、付加物もしくは生成物イオン、および/または対象のフラグメンテーションされていない親もしくは前駆体イオンを同時に平行に移送するが、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14から受け取られる対象でない他の娘、フラグメント、付加物もしくは生成物イオンおよび/またはフラグメンテーションされていない親もしくは前駆体イオンを好ましくはフィルタリング除去または実質的に減衰させるように配置される。
【0119】
さらにまたは代わりに、第2の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6bは、イオン蓄積またはイオン格納デバイス20(イオントラップなど)の上流かつ好ましくはイオン源11の下流に提供され得る。第2の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6bは、好ましくは、公知であるかまたは検体対象と考えられる種の親または前駆体イオンのみを選択的に移送することによってイオン蓄積またはイオン格納デバイス20に入る総イオン流を低減するように配置される。また、これは空間電荷効果および容量効果を低減するのに役立ち得る。
【0120】
好ましくは、イオン源11は、好ましくは第2の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6bによって受け取られるイオンビーム18を出射するように配置される。第2の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6bは、好ましくは、親または前駆体イオンの所定の特定の種19を選択的に移送し、次いでこれらは、好ましくは、下流イオン蓄積領域またはイオントラップ20へ前方移送される。所定の期間の後に、イオン蓄積領域またはイオントラップ20中に存在する親または前駆体イオン21は、好ましくは、イオン蓄積領域またはイオントラップ20から排出され、好ましくはイオン蓄積領域またはイオントラップ20の下流に配置されるイオン時間的分離領域またはデバイス22へ好ましくは輸送または移送される。イオン時間的分離領域またはデバイス22は、好ましくは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14の上流にある。
【0121】
一実施形態によると、イオン時間的分離領域またはデバイス22は、イオン移動度分光計またはセパレータを備え得る。イオン移動度分光計またはセパレータは、好ましくは、イオンをそのイオン移動度にしたがって時間的に分離するように構成される。次いで、好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータから現れたイオンは、好ましくはイオン移動度分光計またはセパレータの下流に配置される衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14へ渡されるか、またはそうでなければ前方へ移送される。好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータ22から所定の期間にわたって現れるイオンは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14において順次フラグメンテーションされるか、または反応される。次いで、好ましくは、得られたフラグメント、娘、付加物または生成物イオン24、およびいずれかのフラグメンテーションされていない親または前駆体イオンは、好ましくは衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14の下流に提供される第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aへ移送される。
【0122】
第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aは、好ましくは、所定の特定のもしくは所望のフラグメント、娘、付加物もしくは生成物イオン25または所望のフラグメンテーションされていない親もしくは前駆体イオンを、好ましくは第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aの下流に配置されるイオン検出器17へ向かって前方のみに移送する。好ましくは第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aによって前方へ移送されるように配置されたフラグメント、娘、付加物もしくは生成物イオンおよび/またはフラグメンテーションされていない親もしくは前駆体イオンの質量電荷比プロファイルまたは移送ウィンドウは、好ましくはイオン時間的分離領域またはデバイス22から現れ、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14の入射口に到着する特定の親もしくは前駆体イオンまたは他のイオンの時間的な到着に概ねまたは実質的に同期するように配置されてもよいし、されなくてもよい。したがって、第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aによって移送されるフラグメント、娘、付加物もしくは生成物イオンおよび/またはフラグメンテーションされていない親もしくは前駆体イオンの質量電荷比プロファイルまたは移送ウィンドウは、好ましくは、時間的に変化するかまたはスキャンされる。
【0123】
親または前駆体イオンは、好ましくは、時間的分離領域またはデバイス22を通過する際に時間的に分離される。イオンの時間的分離は、イオン移動度にしたがって行われ得るか、またはイオンの質量電荷比にしたがって行われ得る。
【0124】
時間的分離領域またはデバイス22から現れるイオン種は、好ましくは所定時間に衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14に入射し、好ましくはフラグメンテーションまたは反応を行う。次いで、得られた娘、フラグメント、付加物または生成物イオン24は、好ましくは、第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aに入射する。ここで、好ましくはノッチ広帯域信号10が使用に際して第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aに印加される。第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aは、好ましくは、異なる質量電荷比を有する選択された娘、フラグメント、付加物もしくは生成物イオン25および/またはフラグメンテーションされていない親もしくは前駆体イオンをイオン検出器17へ移送する。
【0125】
第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aによって移送される娘、フラグメント、付加物もしくは生成物イオン25および/またはフラグメンテーションされていない親もしくは前駆体イオンの質量電荷比は、時間の関数として変化または変動し得る。上記好適な実施形態によると、第1の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6aの1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウは、例えば、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14における親または前駆体イオンの到着時間にしたがってまたは応じて変動する。別々のまたは異なる親もしくは前駆体イオンおよび/またはフラグメンテーションされていない親もしくは前駆体イオンから生じる娘、フラグメント、付加物または生成物イオンの時間的分離を維持するために、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14は、好ましくは、アクティブ軸方向イオン輸送の一形態を使用し得る。アクティブ軸方向イオン輸送は、好ましくは生成され、次いで好ましくは衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14の長さに沿って平行移動される複数の軸方向電位井戸を生成および平行移動させることを含んでいてもよい。
【0126】
時間的分離および分析段階の間、時間的分離領域またはデバイス22の上流のイオン蓄積領域またはイオントラップ20は、好ましくは、第2の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6bによって好ましくは選択的に前方へ移送される親または前駆体イオン19によって再度満たされ得る。一旦前回の分析が終了すると、次いでこれらの新しい親または前駆体イオン19は、イオン蓄積領域またはイオントラップ20から放出され、分離および後の分析のために時間的分離領域またはデバイス22へ渡され得る。この実施形態にかかるシステムデューティサイクルは、好ましくは比較的高く、前駆体または親イオン毎に検出される娘、フラグメント、付加物または生成物イオン信号は、好ましくは、比較となる従来の構成に比べて増加される。
【0127】
時間的分離領域またはデバイス22は、好ましくは、イオン蓄積領域またはイオントラップ20から受け取るイオンの混合物を時間的に分離するデバイスを備える。衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14から現れるいずれかの娘、フラグメント、付加物または生成物イオン24、または時間的分離領域またはデバイス22から現れるイオンは、対応する親または前駆体イオンと時間的に相関するか、またはそうでなければ連係もしくは関連することが可能であることが望ましい。時間的分離領域またはデバイス22は、イオン移動度分光計またはセパレータを備え得る。あるいは、時間的分離領域またはデバイス22は、ドリフト領域を備え得る。ここで、イオンがドリフト領域を通る飛行時間に基づき質量電荷比にしたがって分離される。さらなる実施形態によると、時間的分離領域またはデバイス22は、イオントラップを備え得る。ここで、イオンは、好ましくは、漸進的および/または結果的に共振してイオントラップから排出またはスキャンされる。
【0128】
衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14を通るアクティブイオン推進は、好ましくは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14中へ受け取られているイオン種の時間的分離が、例えば、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14中に存在するイオンおよびガス分子間の複数回の衝突によって失われることを防止するために利用され得る。イオンは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14の電極に好ましくは印加される1つ以上の過渡DC電位もしくは電圧、または1つ以上の過渡DC電位もしくは電圧波形によって、または印加された軸方向電圧または電位勾配によって、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス14を通るように駆動され得る。
【0129】
また、複数の異なるまたは別々のノッチ広帯域周波数信号が好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイス6、6a、6bのうちの1つ以上に印加され得る実施形態が考えられる。各別個のノッチ広帯域周波数信号によって生成される質量電荷比移送ウィンドウは、少なくとも部分的に互いに重複してもよいし、しなくてもよい。さらに、1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウが実質的に一定または経時的に固定されたままであり得るが、1つ以上の他の質量電荷比移送ウィンドウが実質的に時間的に変動または変化し得る実施形態が考えられる。
【0130】
本発明を好適な実施形態を参照して説明したが、添付の特許請求の範囲に記載の発明の範囲を逸脱することなく形態および詳細について種々の変更をし得ることが当業者に理解される。
【図面の簡単な説明】
【0131】
【図1】図1は、従来の四重極ロッドセットイオンガイドを示す。
【図2】図2は、本発明の好適な実施形態にかかるイオンガイドまたは質量フィルタデバイスを示す。ここで、不要なイオンを共振により励起させ、半径方向に排出するために、ノッチ広帯域周波数信号が2つの対向するロッドに印加される。
【図3】図3は、好適な実施形態にかかる四重極ロッドセットの2つの対向するロッドに印加され得るノッチ広帯域周波数信号の模式図である。
【図4】図4Aは、比較的広範囲の周波数を有する広帯域周波数信号が四重極ロッドセットイオンガイドに印加される実施形態を示す。図4Bは、より狭い範囲の周波数を有する広帯域周波数信号が低い分解能質量フィルタとして動作する四重極ロッドセット質量フィルタに印加される別の実施形態を示す。
【図5】図5は、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスがイオン源と衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスとの中間に配置され、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、イオン源から受け取られた所定の親または前駆体イオンのみを衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスに移送するように配置される本発明の実施形態を示す。
【図6】図6は、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスが衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスとイオン検出器との中間に配置され、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスから受け取られた所定の娘、フラグメント、生成物または付加物のイオンのみをイオン検出器に移送するように配置される本発明の実施形態を示す。
【図7】図7は、好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、イオン源から受け取られた所定の前駆体または親イオンを、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの上流に配置されたイオン移動度分光計またはセパレータにイオンをパルス入力するイオントラップに前方移送するように構成され、他の好適なイオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの下流に配置され、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスから受け取った所定の娘、フラグメント、生成物または付加物イオンのみをイオン検出器に移送するように配置される本発明の実施形態を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の電極またはロッドと、
ACまたはRF電圧を前記複数の電極またはロッドに印加するACまたはRF電圧源と、
イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内またはそこから不要なイオンを共振により励起させるために前記複数の電極またはロッドに信号を供給するように配置および適合させた信号手段と
を備えるイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項2】
前記信号手段は、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスから不要なイオンを半径方向に排出するように配置および適合させた、請求項1に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項3】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、イオンを前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内に軸方向に実質的に閉じ込めるかまたはトラップすることなしにイオンを前方へ移送させるように配置および適合させた、請求項1または2に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項4】
対象検体イオンは、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内に軸方向に実質的に閉じ込めるかまたはトラップされずに前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ移送されるが、検体対象でない他のイオンは、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰される、請求項1、2または3に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項5】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、四重極イオンガイドまたは質量フィルタデバイスを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項6】
前記複数の電極またはロッドは、4つのロッドを備える四重極ロッドセットを備える、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項7】
前記四重極ロッドセットの各ロッドは、長軸を有し、前記4つのロッドの各々の長軸は、互いに実質的平行および/または等距離である、請求項6に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項8】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、半径方向2次電位分布または半径方向直線電界を維持するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項9】
前記信号手段は、広帯域周波数信号を前記複数の電極またはロッドに供給するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項10】
前記信号手段は、(i)<1kHz、(ii)1〜2kHz、(iii)2〜3kHz、(iv)3〜4kHz、(v)4〜5kHz、(vi)5〜6kHz、(vii)6〜7kHz、(viii)7〜8kHz、(ix)8〜9kHz、(x)9〜10kHz、(xi)10〜11kHz、(xii)11〜12kHz、(xiii)12〜13kHz、(xiv)13〜14kHz、(xv)14〜15kHz、(xvi)15〜16kHz、(xvii)16〜17kHz、(xviii)17〜18kHz、(xix)18〜19kHz、(xx)19〜20kHz、(xxi)20〜21kHz、(xxii)21〜22kHz、(xxiii)22〜23kHz、(xxiv)23〜24kHz、(xxv)24〜25kHz、(xxvi)25〜26kHz、(xxvii)26〜27kHz、(xxviii)27〜28kHz、(xxix)28〜29kHz、(xxx)29〜30kHz、および(xxxi)>30kHzの範囲うちの1つ以上から選択される1つ以上の周波数成分を有する信号を供給するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項11】
前記信号手段は、双極および/または四重極波形を有する信号を供給するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項12】
前記信号手段は、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって使用に際して受け取られた複数のイオンの永続、共振、第1または基本高調波振動数に対応する複数の周波数成分を有する信号を提供するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項13】
前記信号手段は、1つ以上の周波数ノッチを有する信号を供給するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項14】
前記信号は、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20の周波数ノッチを備える、請求項13に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項15】
前記1つ以上の周波数ノッチは、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ移送されることが所望の1つ以上のイオンの永続、共振、第1または基本高調波振動数に対応する、請求項13または14に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項16】
前記1つ以上の周波数ノッチは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20の異なる種の対象検体イオンの永続、共振、第1または基本高調波振動数に対応する、請求項13、14または15に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項17】
前記信号手段は、対象検体イオンを共振により励起させ、および/または前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスから半径方向に排出させることが実質的にない信号を前記複数の電極またはロッドに供給するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項18】
前記1つ以上の周波数ノッチに対応する周波数において、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内のイオンは、実質的に共振により励起されない、請求項13〜17のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項19】
前記1つ以上の周波数ノッチに対応する周波数において、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内のイオンは、共振により励起されるが、イオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスから半径方向に排出されるのに十分には共振により励起されない、請求項13〜17のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項20】
前記信号手段は、(i)M1およびM3の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって同時に前方へ移送され、および(ii)M2の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、または前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスから実質的に共振により排出されるように配置および適合され、ここでM1<M2<M3である、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項21】
前記信号手段は、(i)M1、M3およびM5の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって同時に前方へ移送され、および(ii)M2およびM4の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、または前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスから実質的に共振により排出されるように配置および適合され、ここでM1<M2<M3<M4<M5である、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項22】
前記信号手段は、(i)M1、M3、M5およびM7の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって同時に前方へ移送され、および(ii)M2、M4およびM6の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、または前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスから実質的に共振により排出されるように配置および適合され、ここでM1<M2<M3<M4<M5<M6<M7である、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項23】
前記信号手段は、(i)M1、M3、M5、M7およびM9の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって同時に前方へ移送され、および(ii)M2、M4、M6およびM8の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、または前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスから実質的に共振により排出されるように配置および適合され、ここでM1<M2<M3<M4<M5<M6<M7<M8<M9である、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項24】
前記信号手段は、質量電荷比移送ウィンドウ内に質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって前方へ移送されるように、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが1つもしくは複数の離散なまたは別々の同時質量電荷比移送ウィンドウを有するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項25】
前記信号手段は、質量電荷比移送ウィンドウ外に質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドもしくは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰されるか、および/または実質的にそこから共振により排出されるように、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが1つもしくは複数の離散なまたは別々の同時質量電荷比移送ウィンドウを有するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項26】
前記信号手段は、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20の離散なまたは別々の同時質量電荷比移送ウィンドウを有するように配置および適合させた、請求項24または25に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項27】
前記離散なまたは別々の同時質量電荷比移送ウィンドウは、実質的に重複しないか、および/または連続しない、請求項26に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項28】
前記1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウの中心および/または幅は、経時的に、または(i)0〜1ms、(ii)1〜2ms、(iii)2〜3ms、(iv)3〜4ms、(v)4〜5ms、(vi)5〜6ms、(vii)6〜7ms、(viii)7〜8ms、(ix)8〜9ms、(x)9〜10ms、(xi)10〜11ms、(xii)11〜12ms、(xiii)12〜13ms、(xiv)13〜14ms、(xv)14〜15ms、(xvi)15〜16ms、(xvii)16〜17ms、(xviii)17〜18ms、(xix)18〜19ms、(xx)19〜20ms、(xxi)20〜21ms、(xxii)21〜22ms、(xxiii)22〜23ms、(xxiv)23〜24ms、(xxv)24〜25ms、(xxvi)25〜26ms、(xxvii)26〜27ms、(xxviii)27〜28ms、(xxix)28〜29ms、(xxx)29〜30ms、および(xxxi)>30msからなる群から選択される期間にわたり実質的に一定のままである、請求項24〜27のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項29】
前記1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウの中心および/または幅は、経時的に、または(i)0〜1ms、(ii)1〜2ms、(iii)2〜3ms、(iv)3〜4ms、(v)4〜5ms、(vi)5〜6ms、(vii)6〜7ms、(viii)7〜8ms、(ix)8〜9ms、(x)9〜10ms、(xi)10〜11ms、(xii)11〜12ms、(xiii)12〜13ms、(xiv)13〜14ms、(xv)14〜15ms、(xvi)15〜16ms、(xvii)16〜17ms、(xviii)17〜18ms、(xix)18〜19ms、(xx)19〜20ms、(xxi)20〜21ms、(xxii)21〜22ms、(xxiii)22〜23ms、(xxiv)23〜24ms、(xxv)24〜25ms、(xxvi)25〜26ms、(xxvii)26〜27ms、(xxviii)27〜28ms、(xxix)28〜29ms、(xxx)29〜30ms、および(xxxi)>30msからなる群から選択される期間にわたり実質的に変動および/または増加および/または低減する、請求項24〜27のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項30】
前記1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウの中心および/または幅は、実質的に漸進的、非漸進的、直線的、非直線的、2次的、滑らか、段階的、規則的、ランダム、または準ランダムに変動し得る、請求項29に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項31】
前記信号手段は、前記信号を前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスの対向するかまたは隣り合わない電極またはロッドに印加するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項32】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、イオン入射口領域およびイオン出射口領域を有し、動作モードにおいて、前記イオン入射口領域において前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって受け取られたイオンのx%は、前記イオン出射口領域に移送され、ここでxは、(i)<1、(ii)1〜5、(iii)5〜10、(iv)10〜15、(v)15〜20、(vi)20〜25、(vii)25〜30、(viii)30〜35、(ix)35〜40、(x)40〜45、(xi)45〜50、(xii)50〜55、(xiii)55〜60、(xiv)60〜65、(xv)65〜70、(xvi)70〜75、(xvii)75〜80、(xviii)80〜85、(xix)85〜90、(xx)90〜95、(xxi)95〜99.99、および(xxii)<100からなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項33】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、イオン入射口領域およびイオン出射口領域を有し、動作モードにおいて、前記イオン入射口領域において前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって受け取られたイオンのy%は、前記イオン出射口領域に到達する前に減衰されるか、および/または前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスから半径方向に排出され、ここで、yは、(i)<1、(ii)1〜5、(iii)5〜10、(iv)10〜15、(v)15〜20、(vi)20〜25、(vii)25〜30、(viii)30〜35、(ix)35〜40、(x)40〜45、(xi)45〜50、(xii)50〜55、(xiii)55〜60、(xiv)60〜65、(xv)65〜70、(xvi)70〜75、(xvii)75〜80、(xviii)80〜85、(xix)85〜90、(xx)90〜95、(xxi)95〜99.99、および(xxii)<100からなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項34】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、非連続な範囲の質量電荷比を有する複数の異なる所望のイオンを同時に移送するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項35】
前記ACまたはRF電圧源は、二位相源を備え、逆位相の前記ACまたはRF電圧は、隣り合う電極またはロッドに印加されるように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項36】
前記ACまたはRF電圧源は、(i)<50Vピーク・トゥ・ピーク、(ii)50〜100Vピーク・トゥ・ピーク、(iii)100〜150Vピーク・トゥ・ピーク、(iv)150〜200Vピーク・トゥ・ピーク、(v)200〜250Vピーク・トゥ・ピーク、(vi)250〜300Vピーク・トゥ・ピーク、(vii)300〜350Vピーク・トゥ・ピーク、(viii)350〜400Vピーク・トゥ・ピーク、(ix)400〜450Vピーク・トゥ・ピーク、(x)450〜500Vピーク・トゥ・ピーク、(xi)500〜1000Vピーク・トゥ・ピーク、(xii)1〜2kVピーク・トゥ・ピーク、(xiii)2〜3kVピーク・トゥ・ピーク、(xiv)3〜4kVピーク・トゥ・ピーク、(xv)4〜5kVピーク・トゥ・ピーク、(xvi)5〜6kVピーク・トゥ・ピーク、(xvii)6〜7kVピーク・トゥ・ピーク、(xviii)7〜8kVピーク・トゥ・ピーク、(xix)8〜9kVピーク・トゥ・ピーク、(xx)9〜10kVピーク・トゥ・ピーク、および(xxi)>10kVピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するACまたはRF電圧を、前記複数の電極またはロッドに印加するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項37】
前記ACまたはRF電圧源は、(i)<100kHz、(ii)100〜200kHz、(iii)200〜300kHz、(iv)300〜400kHz、(v)400〜500kHz、(vi)0.5〜1.0MHz、(vii)1.0〜1.5MHz、(viii)1.5〜2.0MHz、(ix)2.0〜2.5MHz、(x)2.5〜3.0MHz、(xi)3.0〜3.5MHz、(xii)3.5〜4.0MHz、(xiii)4.0〜4.5MHz、(xiv)4.5〜5.0MHz、(xv)5.0〜5.5MHz、(xvi)5.5〜6.0MHz、(xvii)6.0〜6.5MHz、(xviii)6.5〜7.0MHz、(xix)7.0〜7.5MHz、(xx)7.5〜8.0MHz、(xxi)8.0〜8.5MHz、(xxii)8.5〜9.0MHz、(xxiii)9.0〜9.5MHz、(xxiv)9.5〜10.0MHz、および(xxv)>10.0MHzからなる群から選択される周波数を有するACまたはRF電圧を、前記複数の電極またはロッドに印加するように配置および適合させた、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項38】
第1動作モードにおいて、実質的にすべての前記電極またはロッドは、実質的に同じDC電位または電圧に維持される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項39】
第1動作モードにおいて、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、実質的に非分解またはイオンガイド動作モードで動作される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項40】
第2動作モードにおいて、隣り合う電極またはロッドは、実質的に異なるDC電位または電圧に維持される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項41】
前記第2動作モードにおいて、隣り合う電極またはロッド間でDC電位または電圧差が維持され、ここで前記DC電位または電圧差は、(i)<1V、(ii)1〜2V、(iii)2〜3V、(iv)3〜4V、(v)4〜5V、(vi)5〜6V、(vii)6〜7V、(viii)7〜8V、(ix)8〜9V、(x)9〜10V、(xi)10〜20V、(xii)20〜30V、(xiii)30〜40V、(xiv)40〜50V、(xv)50〜60V、(xvi)60〜70V、(xvii)70〜80V、(xviii)80〜90V、(xix)90〜100V、および(xx)>100Vからなる群から選択される、請求項40に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項42】
前記第2動作モードにおいて、対向し合う電極またはロッドは、実質的に同じDC電位または電圧に維持される、請求項40または41に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項43】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、分解または質量フィルタリング動作モードで動作される、請求項40、41または42に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項44】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウを有し、前記1つ以上の質量電荷比移送ウィンドウは、z質量単位の幅を有し、ここでzは、(i)<1、(ii)1〜2、(iii)2〜3、(iv)3〜4、(v)4〜5、(vi)5〜6、(vii)6〜7、(viii)7〜8、(ix)8〜9、(x)9〜10、(xi)10〜15、(xii)15〜20、(xiii)20〜25、(xiv)25〜30、(xv)30〜35、(xvi)35〜40、(xvii)40〜45、(xviii)45〜50、(xix)50〜60、(xx)60〜70、(xxi)70〜80、(xxii)80〜90、(xxiii)90〜100、(xxiv)100〜120、(xxv)120〜140、(xxvi)140〜160、(xxvii)160〜180、(xxviii)180〜200、(xxix)200〜250、(xxx)250〜300、(xxxi)300〜350、(xxxii)350〜400、(xxxiii)400〜450、(xxxiv)450〜500、および(xxxv)>500からなる群から選択される範囲内にある、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項45】
動作モードにおいて、DCおよび/またはACもしくはRF電圧の組み合わせが、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが低域通過質量フィルタとして動作するように構成されるように前記複数の電極またはロッドに印加される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項46】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが低域通過質量フィルタとして動作するように構成される場合に、高い質量電荷比カットオフ値よりも大きな質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰され、ここで前記高い質量電荷比カットオフ値は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000、(xi)1000〜1100、(xii)1100〜1200、(xiii)1200〜1300、(xiv)1300〜1400、(xv)1400〜1500、(xvi)1500〜1600、(xvii)1600〜1700、(xviii)1700〜1800、(xix)1800〜1900、(xx)1900〜2000、および(xxi)>2000からなる群から選択される、請求項45に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項47】
動作モードにおいて、DCおよび/またはACもしくはRF電圧の組み合わせが、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが帯域通過質量フィルタとして動作するように構成されるように前記複数の電極またはロッドに印加される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項48】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが帯域通過質量フィルタとして動作するように構成される場合に、高い質量電荷比カットオフ値よりも大きな質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰され、ここで前記高い質量電荷比カットオフ値は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000、(xi)1000〜1100、(xii)1100〜1200、(xiii)1200〜1300、(xiv)1300〜1400、(xv)1400〜1500、(xvi)1500〜1600、(xvii)1600〜1700、(xviii)1700〜1800、(xix)1800〜1900、(xx)1900〜2000、および(xxi)>2000からなる群から選択される、請求項47に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項49】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが帯域通過質量フィルタとして動作するように構成される場合に、低い質量電荷比カットオフ値よりも低い質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰され、ここで前記低い質量電荷比カットオフ値は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000、(xi)1000〜1100、(xii)1100〜1200、(xiii)1200〜1300、(xiv)1300〜1400、(xv)1400〜1500、(xvi)1500〜1600、(xvii)1600〜1700、(xviii)1700〜1800、(xix)1800〜1900、(xx)1900〜2000、および(xxi)>2000からなる群から選択される、請求項47または48に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項50】
動作モードにおいて、DCおよび/またはACもしくはRF電圧の組み合わせが、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが高域通過質量フィルタとして動作するように構成されるように前記複数の電極またはロッドに印加される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項51】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスが高域通過質量フィルタとして動作するように構成される場合に、低い質量電荷比カットオフ値よりも低い質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスによって実質的に減衰され、ここで前記低い質量電荷比カットオフ値は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000、(xi)1000〜1100、(xii)1100〜1200、(xiii)1200〜1300、(xiv)1300〜1400、(xv)1400〜1500、(xvi)1500〜1600、(xvii)1600〜1700、(xviii)1700〜1800、(xix)1800〜1900、(xx)1900〜2000、および(xxi)>2000からなる群から選択される、請求項50に記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項52】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、(i)<10-3mbar、(ii)<10-4mbar、(iii)<10-5mbar、(iv)<10-6mbar、(v)<10-7mbar、(vi)10-3〜10-4mbar、(vii)10-4〜10-5mbar、および(viii)>10-3mbarの圧力に維持される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項53】
動作モードにおいて、前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスは、(i)>100mbar、(ii)<100mbar、(iii)<10mbar、(iv)<1mbar、(v)<10-1mbar、(vi)<10-2mbar、(vii)<10-3mbar、(viii)<10-4mbar、(ix)<10-5mbar、(x)<10-6mbar、(xi)<10-7mbar、(xii)10〜100mbar、(xiii)1〜10mbar、(xiv)0.1〜1mbar、(xv)10-2〜10-1mbar、(xvi)10-3〜10-2mbar、(xvii)10-4〜10-3mbar、および(xviii)10-5〜10-4mbarの圧力に維持される、先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイス。
【請求項54】
先行する請求項のいずれかに記載のイオンガイドまたは質量フィルタデバイスを備える質量分析計。
【請求項55】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスの上流および/または下流に配置される衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスをさらに備える請求項54に記載の質量分析計。
【請求項56】
前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスは、
(i)多重極ロッドセットもしくは分割多重極ロッドセット、
(ii)イオントンネルもしくはイオンファネル、または
(iii)積層もしくは配列された平面状、板状、もしくは網状の電極
を備える、請求項55に記載の質量分析計。
【請求項57】
前記多重極ロッドセットは、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、または8つより多くのロッドを備えるロッドセットを備える、請求項56に記載の質量分析計。
【請求項58】
前記イオントンネルまたはイオンファネルは、使用に際してイオンが移送される開口を有する複数の電極または少なくとも2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90もしくは100の電極を備え、前記電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、実質的に同じサイズもしくは面積を有するか、またはサイズもしくは面積が漸進的に大きくなるかおよび/もしくは小さくなる開口を有する、請求項56に記載の質量分析計。
【請求項59】
前記電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、(i)≦1.0mm、(ii)≦2.0mm、(iii)≦3.0mm、(iv)≦4.0mm、(v)≦5.0mm、(vi)≦6.0mm、(vii)≦7.0mm、(viii)≦8.0mm、(ix)≦9.0mm、(x)≦10.0mm、および(xi)>10.0mmからなる群から選択される内径または寸法を有する、請求項58に記載の質量分析計。
【請求項60】
前記積層または配列された平面状、板状、または網状の電極は、複数または少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20の平面状、板状、または網状の電極を備え、ここで前記平面状、板状、または網状の電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、使用に際してイオンが走行する平面に概ね配置される、請求項56に記載の質量分析計。
【請求項61】
前記複数の平面状、板状、または網状の電極にACまたはRF電圧を印加するACまたはRF電圧手段をさらに備え、隣り合う平面状、板状、または網状の電極には逆位相の前記ACまたはRF電圧が印加される、請求項60に記載の質量分析計。
【請求項62】
前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスは、複数の軸方向セグメントまたは少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95もしくは100の軸方向セグメントを備える、請求項55〜61のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項63】
前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って実質的に一定のDC電圧勾配を維持するDC電圧手段をさらに備える請求項55〜62のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項64】
少なくともいくつかのイオンを前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、1つ以上の過渡DC電圧もしくは電位または1つ以上の過渡DC電圧もしくは電位波形を前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス形成する電極に印加するように配置および適合させた過渡DC電圧手段をさらに備える請求項55〜63のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項65】
少なくともいくつかのイオンを前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、2つ以上の位相シフトACまたはRF電圧を前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスを形成する電極に印加するように配置および適合させたACまたはRF電圧手段をさらに備える請求項55〜64のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項66】
前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスは、衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、ACまたはRF電圧を前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの前記複数の電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に印加するように配置および適合させたACまたはRF電圧手段をさらに備える、請求項55〜65のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項67】
前記ACまたはRF電圧手段は、(i)<50Vピーク・トゥ・ピーク、(ii)50〜100Vピーク・トゥ・ピーク、(iii)100〜150Vピーク・トゥ・ピーク、(iv)150〜200Vピーク・トゥ・ピーク、(v)200〜250Vピーク・トゥ・ピーク、(vi)250〜300Vピーク・トゥ・ピーク、(vii)300〜350Vピーク・トゥ・ピーク、(viii)350〜400Vピーク・トゥ・ピーク、(ix)400〜450Vピーク・トゥ・ピーク、(x)450〜500Vピーク・トゥ・ピーク、および(xi)>500Vピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するACまたはRF電圧を、前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの前記複数の電極に印加するように配置および適合させた、請求項66に記載の質量分析計。
【請求項68】
前記ACまたはRF電圧手段は、(i)<100kHz、(ii)100〜200kHz、(iii)200〜300kHz、(iv)300〜400kHz、(v)400〜500kHz、(vi)0.5〜1.0MHz、(vii)1.0〜1.5MHz、(viii)1.5〜2.0MHz、(ix)2.0〜2.5MHz、(x)2.5〜3.0MHz、(xi)3.0〜3.5MHz、(xii)3.5〜4.0MHz、(xiii)4.0〜4.5MHz、(xiv)4.5〜5.0MHz、(xv)5.0〜5.5MHz、(xvi)5.5〜6.0MHz、(xvii)6.0〜6.5MHz、(xviii)6.5〜7.0MHz、(xix)7.0〜7.5MHz、(xx)7.5〜8.0MHz、(xxi)8.0〜8.5MHz、(xxii)8.5〜9.0MHz、(xxiii)9.0〜9.5MHz、(xxiv)9.5〜10.0MHz、および(xxv)>10.0MHzからなる群から選択される周波数を有するACまたはRF電圧を、前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスの前記複数の電極に印加するように配置および適合させた、請求項66または67に記載の質量分析計。
【請求項69】
前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスは、衝突誘起解離(「CID」)によってイオンをフラグメンテーションするように構成される、請求項55〜68のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項70】
前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスは、(i)表面誘起解離(「SID」)フラグメンテーションデバイス、(ii)電子移動解離フラグメンテーションデバイス、(iii)電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、(iv)電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、(v)光誘起解離(「PID」)フラグメンテーションデバイス、(vi)レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、(vii)赤外放射誘起解離デバイス、(viii)紫外放射誘起解離デバイス、(ix)ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、(x)イオン源フラグメンテーションデバイス、(xi)イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、(xii)熱または温度源フラグメンテーションデバイス、(xiii)電界誘起フラグメンテーションデバイス、(xiv)磁場誘起フラグメンテーションデバイス、(xv)酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、(xvi)イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、(xvii)イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、(xviii)イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、(xix)イオン−準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス、(xx)イオン−準安定分子反応フラグメンテーションデバイス、(xxi)イオン−準安定原子反応フラグメンテーションデバイス、(xxii)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−イオン反応デバイス、(xxiii)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−分子反応デバイス、(xxiv)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−原子反応デバイス、(xxv)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定イオン反応デバイス、(xxvi)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定分子反応デバイス、および(xxvii)イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−準安定原子反応デバイスからなる群から選択される、請求項55〜68のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項71】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスの上流および/または下流に配置されるイオン移動度分光計またはセパレータをさらに備える請求項54〜70のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項72】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは、気相電気泳動デバイスを備える請求項に71に記載の質量分析計。
【請求項73】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは、
(i)ドリフト管、
(ii)多重極ロッドセットもしくは分割多重極ロッドセット、
(iii)イオントンネルもしくはイオンファネル、または
(iv)積層もしくは配列された平面状、板状、もしくは網状の電極
を備える請求項71または72に記載の質量分析計。
【請求項74】
前記ドリフト管は、1つ以上の電極、および前記ドリフト管の軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って軸方向DC電圧勾配または実質的に一定もしくは直線の軸方向DC電圧勾配を維持する手段を備える請求項73に記載の質量分析計。
【請求項75】
前記多重極ロッドセットは、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、または8つより多くのロッドを備えるロッドセットを備える請求項73に記載の質量分析計。
【請求項76】
前記イオントンネルまたはイオントンネルは、使用に際してイオンが移送される開口を有する複数の電極または少なくとも2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90もしくは100の電極を備え、前記電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、実質的に同じサイズもしくは面積を有するか、またはサイズもしくは面積が漸進的に大きくなるかおよび/もしくは小さくなる開口を有する、請求項73に記載の質量分析計。
【請求項77】
前記電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%は、(i)≦1.0mm、(ii)≦2.0mm、(iii)≦3.0mm、(iv)≦4.0mm、(v)≦5.0mm、(vi)≦6.0mm、(vii)≦7.0mm、(viii)≦8.0mm、(ix)≦9.0mm、(x)≦10.0mm、および(xi)>10.0mmからなる群から選択される内径または寸法を有する、請求項76に記載の質量分析計。
【請求項78】
前記積層または配列された平面状、板状、または網状の電極は、使用に際してイオンが走行する平面に概ね配置される、複数または少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20の平面状、板状、または網状の電極を備える請求項73に記載の質量分析計。
【請求項79】
前記平面状、板状、または網状の電極の少なくともいくつかまたは少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%もしくは100%には、ACまたはRF電圧が印加され、隣り合う平面状、板状、または網状の電極には、逆位相の前記ACまたはRF電圧が印加される、請求項78に記載の質量分析計。
【請求項80】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは、複数の軸方向セグメントまたは少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95もしくは100の軸方向セグメントを備える請求項71〜79のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項81】
少なくともいくつかのイオンを前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って実質的に一定のDC電圧勾配を維持するDC電圧手段をさらに備える請求項71〜80のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項82】
少なくともいくつかのイオンを前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、1つ以上の過渡DC電圧もしくは電位または1つ以上の過渡DC電圧もしくは電位波形を前記イオン移動度分光計またはセパレータを形成する電極に印加するように配置および適合させた過渡DC電圧手段をさらに備える請求項71〜81のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項83】
少なくともいくつかのイオンを前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に沿って駆動するために、2つ以上の位相シフトACまたはRF電圧を前記イオン移動度分光計またはセパレータを形成する電極に印加するように配置および適合させたACまたはRF電圧手段をさらに備える請求項71〜82のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項84】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは、(i)<20mm、(ii)20〜40mm、(iii)40〜60mm、(iv)60〜80mm、(v)80〜100mm、(vi)100〜120mm、(vii)120〜140mm、(viii)140〜160mm、(ix)160〜180mm、(x)180〜200mm、(xi)200〜220mm、(xii)220〜240mm、(xiii)240〜260mm、(xiv)260〜280mm、(xv)280〜300mm、(xvi)>300mmからなる群から選択される軸方向長さを有する、請求項71〜83のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項85】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは、前記イオン移動度分光計またはセパレータ内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、ACまたはRF電圧を前記イオン移動度分光計またはセパレータの複数の電極のうちの少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%に印加するように配置および適合させたACまたはRF電圧手段をさらに備える、請求項71〜84のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項86】
前記ACまたはRF電圧手段は、(i)<50Vピーク・トゥ・ピーク、(ii)50〜100Vピーク・トゥ・ピーク、(iii)100〜150Vピーク・トゥ・ピーク、(iv)150〜200Vピーク・トゥ・ピーク、(v)200〜250Vピーク・トゥ・ピーク、(vi)250〜300Vピーク・トゥ・ピーク、(vii)300〜350Vピーク・トゥ・ピーク、(viii)350〜400Vピーク・トゥ・ピーク、(ix)400〜450Vピーク・トゥ・ピーク、(x)450〜500Vピーク・トゥ・ピーク、および(xi)>500Vピーク・トゥ・ピークからなる群から選択される振幅を有するACまたはRF電圧を、前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記複数の電極に印加するように配置および適合される、請求項85に記載の質量分析計。
【請求項87】
前記ACまたはRF電圧手段は、(i)<100kHz、(ii)100〜200kHz、(iii)200〜300kHz、(iv)300〜400kHz、(v)400〜500kHz、(vi)0.5〜1.0MHz、(vii)1.0〜1.5MHz、(viii)1.5〜2.0MHz、(ix)2.0〜2.5MHz、(x)2.5〜3.0MHz、(xi)3.0〜3.5MHz、(xii)3.5〜4.0MHz、(xiii)4.0〜4.5MHz、(xiv)4.5〜5.0MHz、(xv)5.0〜5.5MHz、(xvi)5.5〜6.0MHz、(xvii)6.0〜6.5MHz、(xviii)6.5〜7.0MHz、(xix)7.0〜7.5MHz、(xx)7.5〜8.0MHz、(xxi)8.0〜8.5MHz、(xxii)8.5〜9.0MHz、(xxiii)9.0〜9.5MHz、(xxiv)9.5〜10.0MHz、および(xxv)>10.0MHzからなる群から選択される周波数を有するACまたはRF電圧を、前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記複数の電極に印加するように配置および適合される、請求項85または86に記載の質量分析計。
【請求項88】
1〜100、100〜200、200〜300、300〜400、400〜500、500〜600、600〜700、700〜800、800〜900または900〜1000の範囲の質量電荷比を有する1価イオンは、前記イオン移動度分光計またはセパレータを通るドリフト時間または通過時間が(i)0〜1ms、(ii)1〜2ms、(iii)2〜3ms、(iv)3〜4ms、(v)4〜5ms、(vi)5〜6ms、(vii)6〜7ms、(viii)7〜8ms、(ix)8〜9ms、(x)9〜10ms、(xi)10〜11ms、(xii)11〜12ms、(xiii)12〜13ms、(xiv)13〜14ms、(xv)14〜15ms、(xvi)15〜16ms、(xvii)16〜17ms、(xviii)17〜18ms、(xix)18〜19ms、(xx)19〜20ms、(xxi)20〜21ms、(xxii)21〜22ms、(xxiii)22〜23ms、(xxiv)23〜24ms、(xxv)24〜25ms、(xxvi)25〜26ms、(xxvii)26〜27ms、(xxviii)27〜28ms、(xxix)28〜29ms、(xxx)29〜30ms、および(xxxi)>30msの範囲内にある、請求項71〜87のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項89】
前記イオン移動度分光計またはセパレータの少なくとも一部を(i)>0.001mbar、(ii)>0.01mbar、(iii)>0.1mbar、(iv)>1mbar、(v)>10mbar、(vi)>100mbar、(vii)0.001〜100mbar、(viii)0.01〜10mbar、および(ix)0.1〜1mbarからなる群から選択される圧力に維持するように配置および適合させた手段をさらに備える請求項71〜88のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項90】
第1のガスが前記イオン移動度分光計またはセパレータに導入され、前記第1のガスは、(i)窒素、(ii)アルゴン、(iii)ヘリウム、(iv)メタン、(v)ネオン、(vi)キセノン、および(vii)空気から選択されるか、またはそれらからなる群から選択されるガスを少なくとも部分的に含む、請求項71〜89のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項91】
前記イオン移動度分光計またはセパレータのためのハウジングをさらに備え、前記ハウジングは、イオン入射口開口、イオン出射口開口およびガスを前記ハウジング中へ導入するためのポートを除いて実質的に気密な封入体を形成する、請求項71〜90のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項92】
0〜5ms、5〜10ms、10〜15ms、15〜20ms、20〜25ms、25〜30ms、30〜35ms、35〜40ms、40〜45ms、45〜50msまたは>50ms毎に1回、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータにパルス入力される、請求項71〜91のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項93】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスの上流および/または下流に配置されるドリフト領域、ドリフト管または電界のない領域をさらに備える、請求項54〜92のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項94】
前記ドリフト領域は、イオンをその質量電荷比にしたがって時間的に分離するように配置および適合させた、請求項93に記載の質量分析計。
【請求項95】
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイスの上流および/または下流に配置されるイオントラップまたはイオントラップ領域をさらに備える請求項54〜94のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項96】
イオンは、動作モードにおいて前記イオントラップまたはイオントラップ領域から質量選択的におよび/または共振により排出されるように配置される請求項95に記載の質量分析計。
【請求項97】
イオンは、動作モードにおいて前記イオントラップまたはイオントラップ領域から非質量選択的におよび/または共振により排出されるように配置される請求項95または96に記載の質量分析計。
【請求項98】
前記イオントラップは、(i)四重極イオントラップ、(ii)2Dもしくは直線四重極イオントラップ、または(iii)ポールもしくは3D四重極イオントラップを備える、請求項95、96または97に記載の質量分析計。
【請求項99】
イオン源をさらに備える、請求項54〜98のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項100】
前記イオン源は、(i)エレクトロスプレーイオン化(「ESI」)イオン源、(ii)大気圧光イオン化(「APPI」)イオン源、(iii)大気圧化学イオン化(「APCI」)イオン源、(iv)マトリックス支援レーザ脱離イオン化(「MALDI」)イオン源、(v)レーザ脱離イオン化(「LDI」)イオン源、(vi)大気圧イオン化(「API」)イオン源、(vii)シリコンを用いた脱離イオン化(「DIOS」)イオン源、(viii)電子衝突(「EI」)イオン源、(ix)化学イオン化(「CI」)イオン源、(x)電界イオン化(「FI」)イオン源、(xi)電界脱離(「FD」)イオン源、(xii)誘導結合プラズマ(「ICP」)イオン源、(xiii)高速原子衝撃(「FAB」)イオン源、(xiv)液体二次イオン質量分析(「LSIMS」)イオン源、(xv)脱離エレクトロスプレーイオン化(「DESI」)イオン源、(xvi)ニッケル−63放射性イオン源、(xvii)大気圧マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオン源、および(xviii)熱スプレーイオン源からなる群から選択される、請求項99に記載の質量分析計。
【請求項101】
前記イオン源は、パルス化または連続イオン源を備える、請求項99または100に記載の質量分析計。
【請求項102】
質量分析器をさらに備える請求項99、100または101のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項103】
前記質量分析器は、(i)四重極質量分析器、(ii)2Dまたは直線四重極質量分析器、(iii)ポールまたは3D四重極質量分析器、(iv)ペニングトラップ質量分析器、(v)イオントラップ質量分析器、(vi)扇形磁場質量分析器、(vii)イオンサイクロトロン共鳴(「ICR」)質量分析器、(viii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(「FTICR」)質量分析器、(ix)静電またはオービトラップ質量分析器、(x)フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析器、および(xi)フーリエ変換質量分析器からなる群から選択される、請求項102に記載の質量分析計。
【請求項104】
複数の電極またはロッドを備えるイオンガイドまたは質量フィルタデバイスを準備するステップと、
ACまたはRF電圧を前記複数の電極またはロッドに印加するステップと、
前記イオンガイドまたは質量フィルタデバイス内またはそこから不要なイオンを共振により励起させるために前記複数の電極またはロッドに信号を供給するステップと
を含むイオンをガイドまたは質量フィルタリングする方法。
【請求項105】
複数の電極と、
M1の質量電荷比を有するイオンおよびM3の質量電荷比を有するイオンがイオンガイドによって同時に移送されるが、M2の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドによって実質的に移送されないように1つ以上の電圧を前記複数の電極に印加する電圧手段であって、M1<M2<M3である電圧手段と
を備えるイオンガイド。
【請求項106】
複数の電極と、
M1、M3およびM5の質量電荷比を有するイオンがイオンガイドによって同時に移送されるが、M2およびM4の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドによって実質的に移送されないように1つ以上の電圧を前記複数の電極に印加する電圧手段であって、M1<M2<M3<M4<M5である電圧手段と
を備えるイオンガイド。
【請求項107】
1つ以上の電極と、
第1の範囲内に質量電荷比を有するイオンをイオンガイド内に実質的に維持させ、第2の異なる範囲内に質量電荷比を有するイオンを実質的に前記イオンガイド内に維持させるが、前記第1および第2の範囲の中間の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドから排出されるように配置および適合させた手段と
を備えるイオンガイド。
【請求項108】
複数の別々のまたは離散な非重複および同時質量電荷比移送ウィンドウを有するように配置および適合され、前記複数の質量電荷比移送ウィンドウ外の質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドによって実質的に減衰される、四重極ロッドセットイオンガイド。
【請求項109】
対象検体イオンを、イオンガイド内に軸方向に実質的にイオンをトラップすることなく、前方へ移送するように配置および適合され、前記イオンガイドによって前方へ移送させたくないイオンを共振により排出させるために、使用に際して広帯域周波数信号が前記イオンガイドに印加される、四重極ロッドセットイオンガイド。
【請求項110】
第1の質量電荷比移送ウィンドウおよび第2の異なる同時質量電荷比移送ウィンドウを有し、前記第1の質量電荷比移送ウィンドウが前記第2の質量電荷比移送ウィンドウに重複しない、四重極ロッドセットイオンガイド。
【請求項111】
前記四重極ロッドセットイオンガイドは、第3の異なる同時質量電荷比移送ウィンドウを備え、前記第1、第2および第3質量電荷比移送ウィンドウが互いに重複しない、請求項110に記載の四重極ロッドセットイオンガイド。
【請求項112】
前記四重極ロッドセットイオンガイドは、第4の異なる同時質量電荷比移送ウィンドウを備え、前記第1、第2、第3および第4の質量電荷比移送ウィンドウが互いに重複しない、請求項111に記載の四重極ロッドセットイオンガイド。
【請求項113】
四重極ロッドセットイオンガイドを準備するステップと、
広帯域周波数信号を生成するステップと、
1つ以上の周波数ノッチを有するノッチ広帯域周波数信号を提供するために前記広帯域周波数信号から周波数成分を除去するステップと、
1つ以上の周波数ノッチを有する前記ノッチ広帯域周波数信号を前記四重極ロッドセットイオンガイドに印加するステップと、
イオンのビームを前記四重極ロッドセットイオンガイドに渡し、前記イオンのビームのサブセットを、前記四重極ロッドセット内に軸方向にイオンを閉じ込めずに、前記四重極ロッドセットイオンガイドから現れさせるステップと
を含む質量分析の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公表番号】特表2008−521189(P2008−521189A)
【公表日】平成20年6月19日(2008.6.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−542101(P2007−542101)
【出願日】平成17年11月18日(2005.11.18)
【国際出願番号】PCT/GB2005/004457
【国際公開番号】WO2006/054101
【国際公開日】平成18年5月26日(2006.5.26)
【出願人】(504142097)マイクロマス ユーケー リミテッド (57)
【Fターム(参考)】