説明

質量分析計

衝突またはフラグメンテーションセル(8)の上流に配置されるイオン移動度分光計またはセパレータ(6)を含む質量分析計が開示される。イオン移動度分光計またはセパレータ(6)において、イオンがそのイオン移動度にしたがって分離される。イオンが衝突またはフラグメンテーションセル(8)に入射する際のイオンのフラグメンテーションエネルギーを最適化するために、イオン移動度分光計またはセパレータ(6)を出射するイオンの運動エネルギーを実質的に時間とともに直線的に増加させる。イオン移動度分光計またはセパレータ(6)のポテンシャルを変化させる期間中、イオン源(1)、イオンガイド(2)、四重極質量フィルタ(3)、必要に応じて設けられる第2の衝突またはフラグメンテーションセル(4)およびイオントラップデバイス(5)などのイオン移動度分光計またはセパレータ(6)の上流のイオン光学部品のポテンシャルは一定に保たれる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、質量分析計および質量分析の方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のハイブリッド四重極飛行時間質量分析計の大多数は、四重極質量フィルタ、その四重極質量フィルタの下流に配置されるフラグメンテーションセル、およびそのフラグメンテーションセルの下流に配置された飛行時間質量分析器を含む。この質量分析計は、従来、飛行時間(TOF)データセットを問い合わせることによって、候補の親または前駆イオンが特定されるデータ指向分析(Data Directed Analysis,DDA)型実験のために使用される。次いで、特定の質量電荷比を有する親または前駆イオンは四重極質量フィルタによって選択的に移送されるように構成され、他方、他のイオンはその質量フィルタによって実質的に減衰される。四重極質量フィルタによって移送された、選択された親または前駆イオンはフラグメンテーションセルに移送され、フラグメントまたは娘イオンにフラグメンテーションされる。次いで、フラグメントまたは娘イオンは質量分析され、フラグメントまたは娘イオンの質量分析により、その親または前駆イオンについてのさらなる構造情報を得る。
【0003】
親または前駆イオンのフラグメンテーションは、衝突誘起解離(「CID」)として知られているプロセスによって一般に実現される。イオンはフラグメンテーションセル中へ加速され、フラグメンテーションセル内に維持された衝突ガスに激しく衝突する際にフラグメンテーションされる。一旦十分なフラグメントイオン質量スペクトルデータが得られると、次いで質量フィルタは異なる質量電荷比を有する、異なる親または前駆イオンを選択するように設定され得る。次いで、このプロセスは複数回繰り返され得る。このアプローチにより総実験デューティサイクルが不利に低減され得ることが理解される。
【0004】
特定の質量電荷比を有する親または前駆イオンを選択する工程を行わないことによって実験デューティサイクルを増加させることは公知である。この公知の方法は、特定の親または前駆イオンを選択することなく、その代わりに、衝突またはフラグメンテーションセルをフラグメンテーション動作モードと非フラグメンテーション動作モードとの間で交互に繰り返し切り換える。
【0005】
この公知のアプローチは、理想的には、前駆または親イオンだけに関連する第1のデータセット(非フラグメンテーション動作モードにおいて)およびフラグメントイオンだけに関連する第2のデータセット(フラグメンテーション動作モードにおいて)を生成する。次いで、親イオン質量スペクトルにおいて見られる個々の親または前駆イオンが、フラグメントイオン質量スペクトルにおいて見られる対応するフラグメントイオンと照合され得る。この公知のアプローチは、上記の直列プロセスとは違って本質的に並列プロセスであり、総実験デューティサイクルにおいてその分増加が生じ得る。
【0006】
この公知の並列アプローチに付随する問題は、フラグメンテーション動作モードにおいて同時にフラグメンテーションされる前駆または親イオンが特定のものではなく、したがって異なる質量電荷比および電荷状態を有する広範囲のイオンが同時にフラグメンテーションされるように図られることである。しかし、ある親または前駆イオンに対する最適なフラグメンテーションエネルギーは、フラグメンテーションの対象となるそのイオンの質量電荷比およびそのイオンの電荷状態の両方に依存するので、同時にフラグメンテーションされることが望まれるすべての親または前駆イオンに対して最適となるような1つのフラグメンテーションエネルギーは存在しない。したがって、最適にフラグメンテーションされない親または前駆イオンがあり得るか、あるいは、実際には全くフラグメンテーションされない親または前駆イオンがあり得る可能性がある。
【0007】
フラグメンテーションエネルギーを取得期間中に漸進的に傾斜状または階段状に増加させて、取得期間の少なくとも一部が異なる親または前駆イオンに対する最適なフラグメンテーションエネルギーにおいてまたはその近くで費やされることを確実にし得ることが考えられ得る。しかし、このアプローチが採用されたならば、取得時間の多くの割合が非最適なフラグメンテーションエネルギーを有する親または前駆イオンにも費やされるであろう。その結果、このアプローチが採用されたならば、フラグメントイオン質量スペクトルにおけるフラグメントイオンの強度は比較的低いままとなる可能性がある。フラグメンテーション動作モード中にフラグメンテーションエネルギーの階段状または傾斜状の増加を図る別の結果は、親または前駆イオンの一部がそのまま残り、したがってこれらの親または前駆イオンが本来はフラグメントイオンのみに関連するはずのデータセット中に見られるという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
改善された質量分析計を提供することが所望される。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様によると、質量分析計であって、
イオンをそのイオン移動度にしたがって分離するように構成および適合されるイオン移動度分光計またはセパレータと、
イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置される1つ以上のイオン光学デバイス(device)と、
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第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスと、
第1の動作モードにおいて、イオン移動度分光計またはセパレータと第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にし、他方、上記1つ以上のイオン光学デバイスを実質的に一定または不変のポテンシャルに維持するように構成および適合される電圧手段とを含む質量分析計が提供される。
【0010】
上記1つ以上のイオン光学デバイスは、例えば、イオン源を含み得る。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)サーモスプレーイオン源からなる群から選択され得る。
【0011】
イオン源は、パルス化または連続イオン源を含み得る。
【0012】
上記1つ以上のイオン光学デバイスは、例えばイオン源の下流に配置され得るイオンガイドを含み得る。イオンガイドは、(i)多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセットイオンガイド、(ii)イオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイド、または(iii)イオンガイドを形成する平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイを含み得る。
【0013】
イオンガイドがロッドセットを含む場合、多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセットイオンガイドは、四重極ロッドセットイオンガイド、六重極ロッドセットイオンガイド、八重極ロッドセットイオンガイド、または8つより多くのロッドを含むロッドセットイオンガイドを含み得る。
【0014】
イオンガイドがイオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイドを含む場合、イオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイドは、使用中にイオンが移送されるアパーチャ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の電極を含み得、上記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、実質的に同一のサイズまたは面積であるアパーチャを有するか、あるいは、サイズもしくは面積が漸進的に増加および/または減少するアパーチャを有する。好ましくは、上記電極の少なくとも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内寸法を有する。
【0015】
イオンガイドが電極のアレイを含む場合、平面、平板、またはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される複数のまたは少なくとも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、平板、またはメッシュ電極を含み得、平面、平板、またはメッシュ電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される。好ましくは、上記複数の平面、平板、またはメッシュ電極にACまたはRF電圧を供給するためのACまたはRF電圧手段をさらに含み、隣接する平面、平板、またはメッシュ電極には、ACまたはRF電圧の逆位相が供給される。
【0016】
イオンガイドは、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含み得る。
【0017】
一実施形態によると、イオンガイド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%に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、イオンガイドを形成する電極に、1つ以上の過渡DC電圧(transient DC voltage)もしくはポテンシャル、または1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル波形を印加するように過渡DC電圧手段が構成および適合され得る。
【0018】
別の実施形態によると、第1のイオンガイド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%に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、イオンガイドを形成する電極に、2つ以上の位相シフトACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段が設けられ得る。
【0019】
イオンガイドは、(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;および(xvi)>300mmからなる群から選択される軸方向長さを好ましくは有する。
【0020】
イオンガイドは、イオンをイオンガイド内に半径方向に閉じ込めるために、イオンガイドの上記複数の電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%に、ACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段を好ましくは含む。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、イオンガイドの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。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、イオンガイドの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。
【0021】
イオンガイドの少なくとも一部は、(i)>0.0001mbar;(ii)>0.001mbar;(iii)>0.01mbar;(iv)>0.1mbar;(v)>1mbar;(vi)>10mbar;(vii)0.0001〜0.1mbar;および(viii)0.001〜0.01mbarからなる群から選択される圧力に好ましくは維持される。
【0022】
上記1つ以上のイオン光学デバイスは、質量フィルタ/分析器を含み得る。質量フィルタ/分析器は、四重極ロッドセット質量フィルタもしくは分析器、飛行時間質量フィルタもしくは質量分析器、ウィーンフィルタ、または磁場型質量フィルタもしくは質量分析器を含み得る。
【0023】
上記1つ以上のイオン光学デバイスは、イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置される第2のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを含み得る。第2のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスにより、親または前駆イオンを選択およびフラグメンテーションし、次いで、その結果得られる第1世代フラグメントイオンをイオン移動度分光計またはセパレータに渡すことが可能となる。イオン移動度分光計またはセパレータにおいて、第1世代フラグメントイオンは、そのイオン移動度にしたがって分離される。次いで、第1世代フラグメントイオンは、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第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスに渡され、その結果、第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスにおいて第2世代フラグメントイオンが生成される。
【0024】
第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、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衝突またはフラグメンテーションセルを好ましくは含む。
【0025】
衝突またはフラグメンテーションセルは、イオンが衝突またはフラグメンテーションセルに入射できるようにするための上流開口およびイオンが衝突またはフラグメンテーションセルから出射できるようにするための下流開口を有するハウジングを好ましくは含む。一実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、多重極ロッドセットを含み得る。第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、四重極、六重極、八重極またはより高次のロッドセットを含み得る。多重極ロッドセットは軸方向にセグメント化され得る。
【0026】
一実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数の電極を含む。第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、イオントンネルまたはイオンファンネル構成を含み得る。第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100の電極を含み得る。
【0027】
一実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する。
【0028】
一実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記電極の少なくとも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または面積のアパーチャを有する。
【0029】
別の実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記電極の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または100%は、フラグメンテーション、衝突または反応デバイスの軸に沿った方向にサイズまたは面積が漸進的により大きくおよび/またはより小さくなるアパーチャを有する。
【0030】
好ましくは、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記電極の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、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内寸法を有するアパーチャを有する。
【0031】
第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数のプレートまたはメッシュ電極を含み得、上記プレートまたはメッシュ電極の少なくともいくつかは使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置され得る。
【0032】
第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み得、上記プレートまたはメッシュ電極の少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される。
【0033】
第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または>20のプレートまたはメッシュ電極を含み得る。プレートまたはメッシュ電極には、ACまたはRF電圧が好ましくは供給される。隣接するプレートまたはメッシュ電極には、ACまたはRF電圧の逆位相が好ましくは供給される。
【0034】
第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数の軸方向セグメントを含み得る。第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、例えば、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の軸方向セグメントを含み得る。
【0035】
一実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って実質的に一定のDC電圧勾配を維持するためのDC電圧手段が設けられ得る。DC電圧手段は、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしく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ように好ましくは構成および適合される。
【0036】
一実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、1つ以上の過渡DC電圧または1つ以上の過渡DC電圧波形を、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを形成する電極に印加するように構成および適合される過渡DC電圧手段が設けられ得る。過渡DC電圧手段は、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしく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1つ以上の過渡DC電圧または1つ以上の過渡DC電圧波形を電極に印加するように好ましくは構成および適合される。
【0037】
第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、1つ以上のACまたはRF電圧を、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを形成する電極に印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段が好ましくは設けられ得る。ACまたはRF電圧手段は、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしく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1つ以上のACまたはRF電圧を電極に印加するように好ましくは構成および適合される。
【0038】
一実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは複数の電極を含み、質量分析計は、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記複数の電極の少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または100%にACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含む。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、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。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、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。
【0039】
好ましさがやや劣る好ましい実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、(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)インソース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−メタステーブルイオン反応フラグメンテーションデバイス、(xx)イオン−メタステーブル分子反応フラグメンテーションデバイス、(xxi)イオン−メタステーブル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または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、(xxiii)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、(xxiv)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、(xxv)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブルイオン反応デバイス、(xxvi)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル分子反応デバイス、および(xxvii)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル原子反応デバイスからなる群から選択されるフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを含み得る。
【0040】
一実施形態によると、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの少なくとも一部を、(i)>1.0×10-3mbar;(ii)>1.0×10-2mbar;(iii)>1.0×10-1mbar;(iv)>1mbar;(v)>10mbar;(vi)>100mbar;(vii)>5.0×10-3mbar;(viii)>5.0×10-2mbar;(ix)10-3〜10-2mbar;および(x)10-4〜10-1mbarからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに含む。
【0041】
一実施形態によると、1動作モードにおいて、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイス内にイオンをトラップするように構成および適合される手段をさらに含む。
【0042】
質量分析計は、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを、イオンが実質的にフラグメンテーションされる第1の動作モードとフラグメンテーションされるイオンが実質的により少ないかまたは全くない第2の動作モードとの間で切り換えるかまたは繰り返し切り換えるように構成および適合される制御システムを好ましくは含む。第1の動作モードにおいて、イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンは、(i)≧10V;(ii)≧20V;(iii)≧30V;(iv)≧40V;(v)≧50V;(vi)≧60V;(vii)≧70V;(viii)≧80V;(ix)≧90V;および(x)≧100Vからなる群から選択されるポテンシャル差を通して好ましくは加速される。第2の動作モードにおいて、イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンは、(i)≦20V;(ii)≦15V;(iii)≦10V;(iv)≦5V;および(v)≦1Vからなる群から選択されるポテンシャル差を通して好ましくは加速される。制御システムは、1ms、5ms、10ms、15ms、20ms、25ms、30ms、35ms、40ms、45ms、50ms、55ms、60ms、65ms、70ms、75ms、80ms、85ms、90ms、95ms、100ms、200ms、300ms、400ms、500ms、600ms、700ms、800ms、900ms、1s、2s、3s、4s、5s、6s、7s、8s、9s、または10sごとに少なくとも1回、第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを第1の動作モードと第2の動作モードとの間で切り換えるように好ましくは構成および適合される。
【0043】
上記1つ以上のイオン光学デバイスは、例えば、イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置されるイオントラップまたはイオントラップデバイスを含み得る。
【0044】
イオントラップまたはイオントラップデバイスは、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ中へパルス化するように構成され得る。イオントラップまたはイオントラップデバイスは、(i)多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセット、(ii)イオントンネルまたはイオンファンネル、または(iii)平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイを含み得る。
【0045】
イオントラップまたはイオントラップデバイスが多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセットを含む場合、イオン移動度分光計またはセパレータは、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含むロッドセットを含み得る。
【0046】
イオントラップまたはイオントラップデバイスがイオントンネルまたはイオンファンネルを含む場合、イオントンネルまたはイオンファンネルは、使用中にイオンが移送されるアパーチャ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の電極を含み得、上記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、実質的に同一のサイズまたは面積であるアパーチャを有するか、または、サイズもしくは面積が漸進的に増加および/もしくは減少するアパーチャを有する。好ましくは、上記電極の少なくとも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内寸法を有する。
【0047】
イオントラップまたはイオントラップデバイスが電極のスタックまたはアレイを含む場合、電極のスタックまたはアレイは、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される複数のまたは少なくとも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、平板、またはメッシュ電極を含み得る。好ましくは、平面、平板、またはメッシュ電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される。上記複数の平面、平板、またはメッシュ電極にACまたはRF電圧を供給するためのACまたはRF電圧手段が設けられ得る。隣接する平面、平板、またはメッシュ電極には、ACまたはRF電圧の逆位相が好ましくは供給される。
【0048】
イオントラップまたはイオントラップデバイスは、イオントラップまたはイオントラップデバイス内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、イオントラップまたはイオントラップデバイスの上記複数の電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%に、ACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含み得る。好ましくは、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、イオントラップまたはイオントラップデバイスの上記複数の電極に供給するように構成および適合される。好ましくは、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、イオントラップまたはイオントラップデバイスの上記複数の電極に供給するように構成および適合される。
【0049】
電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に当該イオンが通過するポテンシャル差を変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にするように好ましくは構成および適合される。電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に当該イオンが通過するポテンシャル差を、実質的に連続的および/または直線的および/または漸進的および/または規則的に変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にするように好ましくは構成および適合される。好ましさがやや劣る好ましい実施形態によると、電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に通過するポテンシャル差を、実質的に非連続的および/または非直線的に変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にするように構成および適合され得る。
【0050】
電圧手段は、時刻t1にイオン移動度分光計またはセパレータから現れるイオンを第1のポテンシャル差V1を通して加速し、時刻t1より後の第2の時刻t2にイオン移動度分光計またはセパレータから現れる第2の異なるイオンを第2の異なるポテンシャル差V2を通して加速するように好ましくは構成および適合される。
【0051】
好ましくは、V2>V1である。電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへ移送される際に当該イオンが通過するポテンシャル差を時間とともに漸進的に増加させるように好ましくは構成および適合される。
【0052】
好ましさがやや劣る好ましい実施形態によると、V2<V1である。この実施形態は、例えば、多価イオンがフラグメンテーションされる場合に実施され得る。この実施形態によると、電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへ移送される際に当該イオンが通過するポテンシャル差を時間とともに低減するように構成および適合され得る。
【0053】
電圧手段は、イオンが第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスに入射する際にフラグメンテーションのための実質的に最適なポテンシャル差を通過するようにイオンを加速するように好ましくは構成および適合される。
【0054】
電圧手段は、イオンを第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイス中へ加速しかつ/または減速するように好ましくは構成および適合される。
【0055】
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好ましくは含む。
【0056】
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、ドリフトチューブおよびドリフトチューブの少なくとも一部に沿って軸方向DC電圧勾配を維持するための1つ以上の電極を含み得る。ドリフトチューブの少なくとも一部に沿って軸方向DC電圧勾配を維持するための手段が好ましくは設けられる。
【0057】
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1つ以上の多重極ロッドセットを含み得る。イオン移動度分光計またはセパレータは1つ以上の四重極、六重極、八重極またはより高次のロッドセットを含み得る。上記1つ以上の多重極ロッドセットは軸方向にセグメント化され得るか、または複数の軸方向セグメントを含み得る。
【0058】
イオン移動度分光計またはセパレータは複数の電極を好ましくは含む。イオン移動度分光計またはセパレータは少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100の電極を好ましくは含む。イオン移動度分光計またはセパレータの上記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有し得る。
【0059】
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の上記電極の少なくとも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または面積のアパーチャを有する。
【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の上記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、イオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った方向にサイズまたは面積が漸進的により大きくおよび/またはより小さくなるアパーチャを有する。
【0061】
好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータの上記電極の少なくとも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内寸法を有するアパーチャを有する。
【0062】
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複数のプレートまたはメッシュ電極を含み得、プレートまたはメッシュ電極の少なくともいくつかは使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される。
【0063】
イオン移動度分光計またはセパレータは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み得、プレートまたはメッシュ電極の少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される。
【0064】
イオン移動度分光計またはセパレータは少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または>20のプレートまたはメッシュ電極を含み得る。プレートまたはメッシュ電極には、ACまたはRF電圧が好ましくは供給される。隣接するプレートまたはメッシュ電極には、ACまたはRF電圧の逆位相が好ましくは供給される。
【0065】
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を含み得る。イオン移動度分光計またはセパレータは、少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、または100の軸方向セグメントを含み得る。
【0066】
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の軸方向長さの少なくとも一部に沿って実質的に一定のDC電圧勾配を維持するためのDC電圧手段が設けられ得る。DC電圧手段は、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ように構成および適合され得る。
【0067】
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の軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャルまたは1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル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過渡DC電圧手段が構成および適合され得る。
【0068】
過渡DC電圧手段は、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1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャルまたは1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル波形を電極に印加するように構成および適合され得る。
【0069】
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一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、1つ以上の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構成および適合されるACまたはRF電圧手段が設けられ得る。
【0070】
ACまたはRF電圧手段は、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1つ以上のACまたはRF電圧を電極に印加するように好ましくは構成および適合される。
【0071】
イオン移動度分光計またはセパレータは複数の電極を好ましくは含む。質量分析計は、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、イオン移動度分光計またはセパレータの上記複数の電極の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または100%にACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段を好ましくはさらに含む。
【0072】
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、イオン移動度分光計またはセパレータの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。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、イオン移動度分光計またはセパレータの上記複数の電極に供給するように構成および適合される。
【0073】
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)>1.0×10-3mbar;(ii)>1.0×10-2mbar;(iii)>1.0×10-1mbar;(iv)>1mbar;(v)>10mbar;(vi)>100mbar;(vii)>5.0×10-3mbar;(viii)>5.0×10-2mbar;(ix)10-3〜10-2mbar;および(x)10-4〜10-1mbarからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段が好ましくは設けられる。
【0074】
イオン移動度分光計またはセパレータから現れるイオンを第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへまたは中へガイドまたは移送するためにイオン移動度分光計またはセパレータと第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間にイオンガイドまたは移送手段が配置され得る。
【0075】
第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの下流に質量分析器が好ましくは配置される。質量分析器は、(i)フーリエ変換(「FT」)質量分析器;(ii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(「FTICR」)質量分析器;(iii)飛行時間(「TOF」)質量分析器;(iv)直交加速飛行時間(「oaTOF」)質量分析器;(v)軸方向加速飛行時間質量分析器;(vi)磁場型質量分析計;(vii)ポールまたは三次元四重極質量分析器;(viii)二次元または線形四重極質量分析器;(ix)ペニングトラップ質量分析器;(x)イオントラップ質量分析器;(xi)フーリエ変換オービトラップ;(xii)静電イオンサイクロトロン共鳴質量分析計;(xiii)静電フーリエ変換質量分析計;および(xiv)四重極質量分析器からなる群から好ましくは選択される。
【0076】
本発明の一態様によると、質量分析の方法であって、
イオン移動度分光計またはセパレータにおいてイオンをそのイオン移動度にしたがって分離する工程と、
イオン移動度分光計またはセパレータの上流に1つ以上のイオン光学デバイスを準備する工程と、
イオン移動度分光計またはセパレータの下流に第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを準備する工程と、
イオン移動度分光計またはセパレータと第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にし、他方、上記1つ以上のイオン光学デバイスを実質的に一定または不変のポテンシャルに維持する工程とを含む、質量分析の方法が提供される。
【0077】
上記好ましい実施形態は、好ましくはフラグメンテーションデバイスの上流に配置されるイオン移動度分光計またはセパレータデバイスを使用して実質的に予測可能な方法でイオンを一時的に分離する工程を好ましくは含む。フラグメンテーションデバイスは、好ましくは>10-3mbarの圧力に維持された衝突ガスを収納する衝突またはフラグメンテーションセルを備える。任意の与えられた時刻に、イオン移動度分光計またはセパレータに入射するイオンの質量電荷比範囲(与えられた電荷状態に対して)は一般に予測され得る。したがって、任意の特定時刻に衝突またはフラグメンテーションセルに受け取られるイオンの質量電荷比もまた一般に予測され得る。上記好ましい実施形態は、衝突またはフラグメンテーションセルに入射するイオンのエネルギーを設定または制御する工程、および当該エネルギーを時間とともに変化させて、実質的にすべての親または前駆イオンが、イオン移動度分光計またはセパレータデバイスからフラグメンテーションデバイス中へまたはこれに向かって好ましくは加速される際にフラグメンテーションのための実質的に最適なエネルギーを有するように構成されるようにする工程を含む。
【0078】
上記好ましい実施形態は、対象のイオンの全質量電荷比範囲にわたり実質的に改善されたフラグメンテーション効率でイオンがフラグメンテーションされることを可能にし、したがって当該技術分野における重要な進歩を示す。
【0079】
上記好ましい実施形態の特に重要な態様は、イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置されるイオン光学デバイスのポテンシャルを好ましくは実質的に一定または不変とし、他方、イオン移動度分光計またはセパレータと第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を好ましくは漸進的に増加させるということである。
【0080】
従来においては、質量分析計において第1のイオン光学デバイスと第1のイオン光学デバイスの下流に配置される第2のイオン光学デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に増加させるならば、第1のイオン光学デバイスの上流の他のすべてのイオン光学デバイスのポテンシャルも、第1のイオン光学デバイスのポテンシャルの第2のイオン光学デバイスに対する増加と並行して増加させることになるであろう。
【0081】
上記好ましい実施形態によると、イオン源、イオンガイド、四重極ロッドセット質量フィルタ、必要に応じて設けられる第2のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスおよびトラップデバイスまたはイオントラップなどのイオン光学デバイスは、すべてイオン移動度分光計またはセパレータの上流に準備または配置され得る。上記好ましい実施形態によると、これらのイオン光学デバイスのそれぞれのポテンシャルをイオン移動度分光計またはセパレータのポテンシャルの増加と並行して変化または増加させる代わりに、イオン移動度分光計またはセパレータと第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を変化させる期間中、これらのイオン光学デバイスのポテンシャルを好ましくは実質的に不変とする。
【0082】
上記好ましい実施形態によると、次いで、イオン移動度分光計またはセパレータと第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を変化または増加させる期間の終わりに、イオン移動度分光計またはセパレータのポテンシャルを当該期間の始まりにおけるポテンシャルに低下させるか、または戻し得る。次いで、新たなイオンのパルスがイオン移動度分光計またはセパレータ中に入れられ得る。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上流に配置されるイオントラップまたはイオントラップデバイスからパルス出力されることによってイオン移動度分光計またはセパレータ中にパルス化されるのが好ましい。本発明者らは、上記好ましい動作モードの周期性により、イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置されるイオン光学デバイスが維持されるポテンシャルをイオン移動度分光計またはセパレータが使用時に維持されるポテンシャルから切り離すことが可能になることを理解した。イオン移動度分光計またはセパレータの第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスに対するポテンシャルだけを増加させ、他方、イオン移動度分光計またはセパレータの上流のイオン光学デバイスを実質的に一定のポテンシャルに維持することは、非常に有利であり、質量分析計の上記好ましい動作モードを大幅に簡略化する。
【図面の簡単な説明】
【0083】
【図1】図1は、本発明の好ましい実施形態に係る質量分析計の模式図である。
【図2】図2は、異なる質量電荷比を有する一価イオンが好ましい実施形態に係るイオン移動度分光計またはセパレータを出射するのにかかる時間を示す図である。
【図3】図3は、例えば、MALDIイオン源から射出された際の一価イオンについての、質量電荷比に対する最適なフラグメンテーションエネルギーのプロットを示す図である。
【図4】図4は、一価イオンが上記好ましい実施形態に係るイオン移動度分光計またはセパレータをドリフト通過するのにかかる時間に対する、イオンが有するべきフラグメンテーションのための最適なエネルギーのプロットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0084】
ここで、添付の図面を参照して本発明の種々の実施形態を、あくまで例として、説明する。
【0085】
以下に、本発明の好ましい実施形態を図1を参照して説明する。本発明の上記好ましい実施形態に係る質量分析計は、好ましくはイオン源1を備える。イオンガイド2は、好ましくはイオン源1の下流に配置される。一実施形態によると、イオンガイド2は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極を含む四重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントンネルイオンガイドを含み得る。イオンをイオンガイド2の長さに沿って駆動させるために、イオンガイド2の電極には1つ以上の過渡DC電圧波形が印加され得る。
【0086】
イオンガイド2の下流には、質量フィルタ3が好ましくは準備される。質量フィルタ3は、好ましくは四重極ロッドセット質量フィルタ3を含む。質量フィルタ3の下流には、必要に応じて設けられる衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス4が準備され得る。
【0087】
後に詳述するように、必要に応じて設けられる衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス4は、準備された場合、質量フィルタ3によって特定の親または前駆イオンが選択され得るMS2実験を行うことを可能にする。質量フィルタ3によって次いで前方へ移送される親または前駆イオンは、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4へ渡される。次いで、親または前駆イオンは好ましくはフラグメンテーションされ、複数の第1世代フラグメントイオンが生成される。次いで、第1世代フラグメント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6中へパルス化される。次いで、第1世代フラグメントイオンは、好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータ6を通過する際にそのイオン移動度にしたがって一時的に分離される。次いで、第1世代フラグメントイオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ6の下流に配置される移送光学部品7またはイオンガイド、および次のさらなる衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス8を通過する際に、第1世代フラグメントイオン自身がその後フラグメンテーションされて第2世代フラグメントイオンを生成するような最適なポテンシャル差を通して加速される。
【0088】
好ましくは質量フィルタ3および必要に応じて設けられる衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス4の下流に、イオントラップまたはイオントラップデバイス5が配置される。イオントラップまたはイオントラップデバイス5は、イオン移動度分光計またはセパレータ6の上流にある。
【0089】
イオン移動度分光計またはセパレータ6は、好ましくはイオンをそのイオン移動度または関連の物理化学性質にしたがって分離するように構成される。イオン移動度分光計またはセパレータ6は、好ましくは一形態の気相電気泳動デバイスを含む。
【0090】
イオン移動度分光計またはセパレータ6は、多くの異なる形態を取り得る(より詳細は後述する。)。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6は、進行波イオン移動度セパレータデバイスを含み得る。進行波イオン移動度セパレータデバイスにおいては、1つ以上の進行もしくは過渡DC電圧もしくは波形またはDC電圧もしくはポテンシャル波形がデバイス6を形成する複数の電極に印加される。あるいは、デバイス6は、イオンを半径方向に閉じ込めてもよいし、閉じ込めなくてもよいドリフトセルを含み得る。
【0091】
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6は、1つ以上のガードリング電極を有するドリフトチューブを含み得る。一定の軸方向DC電圧勾配が好ましくはドリフトチューブの長さに沿って維持され得る。ドリフトチューブは好ましくは>10-3mbar、より好ましくは>10-2mbarのガス圧力で維持され、イオンは好ましくは一定のDC電圧勾配を印加することによってデバイスに沿ってまたは通って駆動される。比較的高いイオン移動度を有するイオンは、比較的低いイオン移動度を有するイオンよりも先にイオン分光計移動度またはセパレータ6から現れる。
【0092】
他の実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータ6は、多重極ロッドセットを含み得る。特に好ましい実施形態によると、多重極ロッドセット(例えば、四重極ロッドセット)は軸方向にセグメント化され得る。その複数の軸方向セグメントは、静的な軸方向DC電圧勾配がイオン移動度分光計またはセパレータ6の長さに沿って維持されるように、異なるDCポテンシャルに維持され得る。また、別の実施形態によると、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ6の軸方向長さに沿ってかつ通って駆動させるために、1つ以上の時変DCポテンシャルが軸方向セグメントに印加され得ることが考えられる。あるいは、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ6の長さに沿って駆動させるために1つ以上のACまたはRF電圧が軸方向セグメントに印加され得る。これらの種々の実施形態によると、イオンはイオン移動度分光計またはセパレータ6の軸方向ドリフト領域に存在する背景ガスを通過する際に、そのイオン移動度にしたがって分離されることが理解される。
【0093】
イオン移動度分光計またはセパレータ6は、別の実施形態によると、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数のプレート、リングまたはワイヤ電極を含むイオントンネルまたはイオンファンネル構成を含み得る。あるイオントンネル構成において、実質的にすべての電極は同様のサイズのアパーチャを有する。あるイオンファンネル構成において、アパーチャのサイズは、好ましくは漸進的により小さくなるか、またはより大きくなる。これらの実施形態によると、一定のDC電圧勾配がイオントンネルまたはイオンファンネルイオン移動度分光計またはセパレータの長さに沿って維持され得る。あるいは、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ6の長さに沿って駆動させるために1つ以上の過渡もしくは時変DCポテンシャル、または多相ACもしくはRF電圧がイオントンネルまたはイオンファンネル構成を形成する電極に印加され得る。
【0094】
さらなる実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータ6は、使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される複数のプレートまたはメッシュ電極を含むサンドイッチプレート構成を含み得る。また、電極構成は好ましくは軸方向にセグメント化され得、その結果、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ6の長さに沿ってかつ通って駆動させるために、他の実施形態と同様に、静的なDCポテンシャル勾配、時変DCポテンシャルまたは多相ACもしくはRF電圧のいずれかが軸方向セグメントに印加され得る。
【0095】
イオンは、好ましくはACまたはRF電圧がイオン移動度分光計またはセパレータ6を形成する電極に印加されることによって、イオン移動度分光計またはセパレータ6内に半径方向に閉じ込められる。印加されたACまたはRF電圧により、好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータ6からイオンが半径方向に逃げることを阻止する半径方向擬ポテンシャル井戸が、好ましくは形成される。
【0096】
イオン移動度分光計またはセパレータ6の上流に好ましくは準備されるイオントラップ5は、好ましくは1つ以上のパルスのイオンをイオン移動度分光計またはセパレータ6中へまたはそれに向かって周期的に放出するように配置される。
【0097】
移送光学部品7またはイオンガイドが、イオン移動度分光計またはセパレータ6から射出されるかまたはそこを離れるイオンを受け取るために、好ましくはイオン移動度分光計またはセパレータ6の下流に配置される。移送光学部品7またはイオンガイドは、一実施形態によると、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極を含む四重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントンネルイオンガイドを含み得る。
【0098】
好ましくは衝突またはフラグメンテーションセル8を含むフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8が、好ましくは移送光学部品7またはイオンガイドの下流に配置される。別の実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、イオン移動度分光計またはセパレータ6から直接または間接的に射出されたイオンを受け取るように配置され得る。
【0099】
フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、好ましくは多くの異なる形態を取り得る衝突またはフラグメンテーションセル8を含む。最も簡単な形態において、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、多重極ロッドセット衝突またはフラグメンテーションセルを含み得る。一実施形態によると、衝突またはフラグメンテーションセル8は、進行波衝突またはフラグメンテーションセル8を含み得る。進行波衝突またはフラグメンテーションセル8においては、イオンを衝突またはフラグメンテーションセル8の長さに沿って駆動させるために、衝突またはフラグメンテーションセル8を形成する電極に、1つ以上の進行もしくは過渡DC電圧もしくはポテンシャルまたは過渡DC電圧もしくはポテンシャル波形が好ましくは印加される。フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8を形成する電極に過渡DCポテンシャルまたは電圧を印加することにより、好ましくはフラグメントイオンが衝突またはフラグメンテーションセル8を通る通過時間が早まる。
【0100】
あるいは、衝突またはフラグメンテーションセル8は直線加速衝突またはフラグメンテーションセルを含み得る。ここで、一定の軸方向DC電圧勾配が衝突またはフラグメンテーションセル8の軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持される。
【0101】
上記好ましい実施形態によると、衝突またはフラグメンテーションセル8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配置される。ここで、衝突またはフラグメンテーションセル8内に存在するガス分子にイオンが衝突した際にフラグメンテーションされるように十分なエネルギーでイオンは衝突またはフラグメンテーションセル8中へ加速される。好ましさがやや劣る好ましい実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、表面誘起解離(「SID」)によってイオンをフラグメンテーションするためのデバイスを含み得る。SIDにおいて、イオンは表面または電極へ加速されることによってフラグメンテーションされる。好ましさがやや劣る好ましい他の実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は他の形態をとり得ると考えられる。
【0102】
一実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は多重極ロッドセットを含み得る。一実施形態によると、多重極ロッドセット(例えば、四重極ロッドセット)は軸方向にセグメント化され得る。その複数の軸方向セグメントは、静的な軸方向DC電圧勾配がフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の長さの少なくとも一部に沿って好ましくは維持されるように、異なるDCポテンシャルに維持され得る。別の実施形態によると、フラグメントイオンをフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の軸方向長さに沿ってかつ通って駆動させるために、1つ以上の時変DC電圧もしくはポテンシャルまたは1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル波形がフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の軸方向セグメントに印加され得ることが考えられる。あるいは、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の長さに沿ってフラグメントイオンを駆動させるために、1つ以上の多相ACまたはRF電圧が軸方向セグメントに印加され得る。
【0103】
一定の非ゼロDC電圧勾配をフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の長さに沿って印加したり、または1つ以上の過渡DCまたは多相ACもしくはRF電圧をフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを形成する電極に印加する必要はないが、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の長さに沿って静的なまたは時変電界を印加することによってフラグメントイオンがフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8を通る通過時間を改善できる。
【0104】
フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、別の実施形態によると、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数のプレート電極を含むイオントンネルまたはイオンファンネル構成を含み得る。あるイオントンネル構成において、実質的にすべての電極は同様のサイズのアパーチャを有する。あるイオンファンネル構成において、アパーチャのサイズは、好ましくは漸進的により小さくなるか、またはより大きくなる。これらの実施形態によると、一定のDC電圧勾配が、イオントンネルまたはイオンファンネルフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の長さに沿って維持され得る。あるいは、イオンをフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の長さに沿って駆動させるために、1つ以上の過渡もしくは時変DC電圧ポテンシャル、過渡DC電圧もしくは電圧波形、または多相ACもしくはRF電圧が、イオントンネルまたはイオンファンネル構成を形成する電極に印加され得る。
【0105】
さらなる実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8はサンドイッチプレート構成を含み得る。ここで、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される複数のプレートまたはメッシュ電極を含む。また、電極構成は、好ましくは軸方向にセグメント化され得、その結果、フラグメントイオンをフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8に沿ってかつ通って駆動させるために、他の実施形態と同様に、静的なDCポテンシャル勾配、時変DCポテンシャルまたは多相ACもしくはRF電圧のいずれかが軸方向セグメントに印加され得る。
【0106】
イオンは、好ましくはACまたはRF電圧がフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8を形成する電極に印加されることによって、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8内に半径方向に閉じ込められる。印加されたACまたはRF電圧により、好ましくは、イオンがフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8から半径方向に逃げることを阻止する半径方向擬ポテンシャル井戸が、好ましくは形成される。
【0107】
衝突またはフラグメンテーションガスが、好ましくはフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8内に準備される。衝突またはフラグメンテーションガスは、ヘリウム、メタン、ネオン、窒素、アルゴン、キセノン、空気またはこのようなガスの混合物を含み得る。窒素またはアルゴンが特に好ましい。
【0108】
さらなる移送光学部品9またはイオンガイドが、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8と直交加速飛行時間質量分析器などの質量分析器との間のインターフェースとして働くように、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の下流に配置され得る。一実施形態によると、さらなる移送光学部品9またはイオンガイドは、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極を含む四重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントンネルイオンガイドを含み得る。直交加速飛行時間質量分析器のプッシャー電極(pusher electrode)10を図1に示す。直交加速質量分析器のドリフト領域、リフレクトロンおよびイオン検出器は図1に示していない。飛行時間質量分析器の動作は、当業者に周知であるのでより詳細な説明は省略する。
【0109】
イオン源1は多くの異なる形態を取り得る。特に好ましい実施形態によると、イオン源1は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化(「MALDI」)イオン源を備え得る。MALDIイオン源は、MALDIイオン源1によって生成されるイオンのうち、通常一価イオンが最も多いという点で特に有利である。これにより、イオン移動度分光計またはセパレータ6の動作が簡単化され、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータ6を出射する際にイオンが受ける、イオン移動度分光計またはセパレータ6とフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8との間のポテンシャル差を変化させる工程を特に簡単化する。上記好ましい実施形態のこの態様を後でより詳細に説明する。
【0110】
他の実施形態によると、他のタイプのイオン源1が使用され得る。例えば、大気圧イオン化(API)イオン源および、特に、エレクトロスプレーイオン化イオン源が使用され得る。
【0111】
イオン源1によって射出されたイオンは、イオン源1自身内、またはイオントラップもしくはイオントラップデバイス5内、またはイオン移動度分光計またはセパレータ6の上流部分または区分内のいずれかに、ある期間蓄積され得る。例えば、イオン移動度分光計またはセパレータ6は、イオントラップ領域として機能する上流部分と、イオンがそのイオン移動度にしたがって分離される下流部分とを含み得る。イオンが何らかの方法で蓄積された後、次いである範囲の異なる質量電荷比を有する1パケットまたはパルスのイオンが好ましくは放出される。このパケットまたはパルスのイオンは、好ましくはイオン移動度分光計もしくはセパレータ6、またはイオンがそのイオン移動度にしたがって分離されるイオン移動度分光計もしくはセパレータ6の主区分のいずれかに移送または通過されるように構成されるのが好ましい。
【0112】
MALDIイオン源から射出されたイオンのうち最も多いのが一価イオンであるので、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータ6を通過してそこから出射するのにかかる時間は、好ましくはそのイオンの質量電荷比の関数となる。イオンの質量電荷比とイオン移動度分光計またはセパレータ6の通過または出射時間との関係は、一般に既知かつ予測可能であり、図2を参照してより詳細に説明する。
【0113】
図2は、異なる一価イオンおよびそれらの対応する質量電荷比を表すピーク、ならびにイオンが上記好ましい実施形態に係るイオン移動度分光計またはセパレータ6を通過して出射するのにかかる時間を示すいくつかの実験結果を示す。図2から分かるように、比較的低い質量電荷比を有する一価イオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ6を比較的短時間で通過して出射するが、比較的高い質量電荷比を有する一価イオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ6を通過して出射する時間が実質的により長い。例えば、図2から分かるように、質量電荷比<350を有するイオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ6の長さを2ミリ秒未満で通過するが、質量電荷比>1000を有するイオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ6の長さを通過するのに約7ミリ秒以上の時間がかかる。
【0114】
図2において、ゼロとして示される時刻は、イオンパケットまたはパルスが、蓄積ステージまたはイオントラップ領域から、イオン移動度分光計またはセパレータ6の本体中へ、最初に放出される時刻に一致する。図2から分かるように、この特定のイオン移動度分光計またはセパレータ6を使用すると、最も高い質量電荷比のイオンがイオン移動度分光計またはセパレータ6を出射するのに約12ミリ秒またはそれ以上の時間がかかり得る。
【0115】
フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、一定のフラグメンテーション動作モードにおいて使用されるように構成され得る。しかし、他の実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、1回の実験または取得中に有効に繰り返しONおよびOFFを切り換えられ得る。フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8が非フラグメンテーション(すなわち、親イオン)動作モードで動作すると、次いでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は有効にOFFに切り換えられ、次いでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は有効にイオンガイドとして機能する。この動作モードにおいて、イオン移動度分光計またはセパレータ6とフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8との間に維持されるポテンシャル差は、好ましくは比較的低い。したがって、イオン移動度分光計またはセパレータ6を出射するイオンは、イオンがフラグメンテーションされるような十分なエネルギーでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8中へ加速されない。したがって、親または前駆イオンがフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8をこの動作モードで通過する際のそれらのイオンのフラグメンテーションは最小限であるかまたは実質的に起こらない。親または前駆イオンは、好ましくは実質的にフラグメンテーションされずにフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8を通過して出射する。次いでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8から実質的にフラグメンテーションされずに現れる親または前駆イオンは、好ましくはさらなる移送光学部品またはイオンガイド9を通過し、次いで例えば直交加速飛行時間質量分析器10によって好ましくは質量分析される。次いで親または前駆イオン質量スペクトルが得られ得る。
【0116】
フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8がフラグメンテーション動作モードで動作すると、次いでイオン移動度分光計またはセパレータ6とフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8との間に維持されるポテンシャル差は、好ましくはイオン移動度分光計またはセパレータ6から現れるイオンがフラグメンテーションのための最適なエネルギーでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8に入射するように設定される。上記好ましい実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8がフラグメンテーション動作モードで動作されている間(すなわち、例えば非フラグメンテーション動作モードに戻るように切り換えられる前)、イオン移動度分光計またはセパレータ6の出射口とフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の入射口との間に維持されるポテンシャル差は、好ましくは時間とともに漸進的に増加される。これにより、イオン移動度分光計またはセパレータ6から現れるイオンは、次いでフラグメンテーションのための最適なエネルギーを有してフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8に入射するようなエネルギーに加速される。
【0117】
一実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8が非フラグメンテーション動作モードにおいて費やす時間は、フラグメンテーション動作モードにおいて費やす時間と等しくない場合があることが考えられる。例えば、1回の実験または取得中にフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8は、非フラグメンテーション動作モードにおいてよりもフラグメンテーション動作モードにおいて比較的長い時間を費やし得る。
【0118】
例えば、MALDIイオン源から射出される一価イオンに対する最適なフラグメンテーションエネルギー(単位:eV)をそのイオンの質量電荷比に対してプロットしたものを図3に示す。図3から分かるように、例えば、質量電荷比が200のイオンは衝突ガス分子と衝突する前に約10eVのエネルギーを有する場合に、最適にフラグメンテーションされるが、質量電荷比が2000の一価イオンは衝突ガス分子と衝突する前に約100eVのエネルギーを有する場合に、最適にフラグメンテーションされる。
【0119】
図2および図3に示されたデータおよび関係は、イオンのフラグメンテーションを最適にするために、イオン移動度分光計またはセパレータ6から現れてフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8に入射しようとしているイオンが時間の関数として有するように構成されるべき最適なエネルギーを計算するために使用され得る。最適なフラグメンテーションエネルギーは、イオンの質量電荷比の関数として変化する。任意の時点でイオン移動度分光計またはセパレータ6から現れるイオンの質量電荷比は一般に既知であるので、最適なフラグメンテーションエネルギーと1パケットまたはパルスのイオンがイオン移動度分光計またはセパレータ6に入射してからの時間との関係は、決定され得る。図4は、好ましい実施形態によって、好ましくは、どのようにイオンのフラグメンテーションエネルギーが時間の関数として変化するように構成されるべきかのグラフを示す。
【0120】
上記好ましい実施形態によると、親または前駆イオンがイオン移動度分光計またはセパレータ6から現れ、その後フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8へと進む際に、そのイオンは好ましくは実質的に最適な方法によりフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8内でフラグメンテーションされるようなポテンシャル差を通して加速される。次いで、その結果フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8内に生成されたフラグメントまたは娘イオンは、好ましくはフラグメンテーションデバイス8を出射するように配置される。フラグメントまたは娘イオンは、一定または時変電界がフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8の長さに沿って印加されることによってフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8を離れるように駆動され得る。次いで、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス8から現れるフラグメントまたは娘イオンは、好ましくはさらなる移送光学部品9またはイオンガイドを通過し、次いで好ましくは、例えば、直交加速飛行時間質量分析器10によって質量分析される。しかし、他の実施形態によると、イオンは別の形態の質量分析器によって質量分析され得る。
【0121】
上記好ましい実施形態によると、実質的に全対象質量電荷比範囲にわたり親または前駆イオンの効率的かつ最適なフラグメンテーションが容易となる。したがって、上記好ましい実施形態によると、フラグメントイオン感度が著しく増加または改善され、前駆または親イオンのフラグメントイオン質量スペクトルへのクロスオーバーが実質的に低減される。上記好ましい実施形態は、フラグメントイオン質量スペクトルに見られる実質的にすべてのイオンが実際にフラグメントイオンであるフラグメントイオン質量スペクトルが生成されることを可能にする。このことは、従来のアプローチからの重要な改善を示す。従来のアプローチでは、いくつかの親または前駆イオンが最適にはフラグメンテーションされていないので、フラグメントイオン質量スペクトルであるはずのところに親イオンがなお見られ得る。
【0122】
MALDIイオン源が使用され得るが、他のイオン源(例えば、大気圧イオン化(「API」)イオン源および、特に、エレクトロスプレーイオン化イオン源が等しく好ましい)が使用され得る。ほとんどの従来の大気圧イオン化イオン源およびエレクトロスプレーイオン源は、一価ではなく多価の親または前駆イオンを生成しやすい点において、特にMALDIイオン源と異なる。しかし、上記好ましい実施形態は、多価イオンをイオン源によって生成するかまたは発生させる構成、または多価イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ6へ渡す構成に等しく適用可能である。
【0123】
上記好ましい実施形態によると、多価イオンがイオン源1によって生成され、イオン移動度分光計またはセパレータ6へ移送され、次いでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス8へ渡されると、多価イオンの衝突エネルギーは、好ましくは同じポテンシャル差を通して加速される一価イオンに対する電荷数に比例して増加し得る。例えば、同じ質量電荷比を有するイオンを考えると、一価イオンの最適な衝突エネルギーが10eVである場合、二価イオンに対する衝突エネルギーは20eVに設定され、三価イオンに対する衝突エネルギーは30eVに設定される。
【0124】
当業者に理解されるように、イオン移動度分光計またはセパレータ6を通るドリフト時間の関数としての最適なフラグメンテーションエネルギーとの正確な対応は多価イオンに対して少し変化するが、イオン移動度分光計またはセパレータ6から現れるイオンのエネルギーを時間の関数として漸進的に増加させる上記好ましい実施形態の一般動作原理は実質的に同じままである。
【0125】
イオン移動度分光計またはセパレータから現れるイオンの運動エネルギーが好ましくは時間とともに増加される上記好ましい実施形態に対する例外は、質量分析計が二価(または多価)イオンのフラグメンテーションを最適化する工程から一価イオンのフラグメンテーションを最適化する工程へ切り換わることである。ある一定の質量電荷比を有する二価(または多価)イオンは、同じ質量電荷比を有する一価イオンより先にイオン移動度分光計またはセパレータ6を出射する。二価イオンは、例えば、20eVの運動エネルギーを得るように配置され得る。次いで質量分析計が同じ質量電荷比を有する一価イオンのフラグメンテーションを最適化する工程へ切り換わると、一価イオンは10eVの運動エネルギーを得るように配置され得る。
【0126】
本発明を好ましい実施形態を参照して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載の発明の範囲から逸脱せずに種々の変更が形態および詳細においてなされ得ることが当業者には理解される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
イオンをそのイオン移動度にしたがって分離するように構成および適合されるイオン移動度分光計またはセパレータと、
前記イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置される1つ以上のイオン光学デバイスと、
前記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第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスと、
第1の動作モードにおいて、前記イオン移動度分光計またはセパレータと前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にし、他方、前記1つ以上のイオン光学デバイスを実質的に一定または不変のポテンシャルに維持するように構成および適合される電圧手段とを含む、質量分析計。
【請求項2】
前記1つ以上のイオン光学デバイスは、イオン源を含む、請求項1に記載の質量分析計。
【請求項3】
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)サーモスプレーイオン源からなる群から選択される、請求項2に記載の質量分析計。
【請求項4】
前記イオン源は、パルス化または連続イオン源を含む、請求項2または3に記載の質量分析計。
【請求項5】
前記1つ以上のイオン光学デバイスは、イオンガイドを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項6】
前記イオンガイドは、
(i)多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセットイオンガイド、
(ii)イオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイド、または
(iii)イオンガイドを形成する平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイを含む、請求項5に記載の質量分析計。
【請求項7】
前記多重極ロッドセットまたは前記セグメント化多重極ロッドセットイオンガイドは、四重極ロッドセットイオンガイド、六重極ロッドセットイオンガイド、八重極ロッドセットイオンガイド、または8つより多くのロッドを含むロッドセットイオンガイドを含む、請求項6に記載の質量分析計。
【請求項8】
前記イオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイドは、使用中にイオンが移送されるアパーチャ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の電極を含み、前記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、実質的に同一のサイズまたは面積であるアパーチャを有するか、または、サイズもしくは面積が漸進的に増加および/または減少するアパーチャを有する、請求項6に記載の質量分析計。
【請求項9】
前記電極の少なくとも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内寸法を有する、請求項8に記載の質量分析計。
【請求項10】
前記平面、平板、またはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される複数のまたは少なくとも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、平板、またはメッシュ電極を含み、前記平面、平板、またはメッシュ電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される、請求項6に記載の質量分析計。
【請求項11】
前記複数の平面、平板、またはメッシュ電極にACまたはRF電圧を供給するためのACまたはRF電圧手段をさらに含み、隣接する平面、平板、またはメッシュ電極には、前記ACまたはRF電圧の逆位相が供給される、請求項10に記載の質量分析計。
【請求項12】
前記イオンガイドは、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含む、請求項5〜11のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項13】
前記イオンガイド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%に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、前記イオンガイドを形成する電極に、1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル、または1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル波形を印加するように構成および適合される過渡DC電圧手段をさらに含む、請求項5〜12のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項14】
前記第1のイオンガイド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%に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、前記イオンガイドを形成する電極に、2つ以上の位相シフトACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含む、請求項5〜13のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項15】
前記イオンガイドは、(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;および(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5〜14のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項16】
前記イオンガイドは、イオンを前記イオンガイド内に半径方向に閉じ込めるために、前記イオンガイドの前記複数の電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%に、ACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含む、請求項5〜15のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項17】
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、前記イオンガイドの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項16に記載の質量分析計。
【請求項18】
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、前記イオンガイドの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項16または17に記載の質量分析計。
【請求項19】
前記イオンガイドの少なくとも一部を、(i)>0.0001mbar;(ii)>0.001mbar;(iii)>0.01mbar;(iv)>0.1mbar;(v)>1mbar;(vi)>10mbar;(vii)0.0001〜0.1mbar;および(viii)0.001〜0.01mbarからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに含む、請求項5〜18のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項20】
前記1つ以上のイオン光学デバイスは、質量フィルタ/分析器を含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項21】
前記質量フィルタ/分析器は、四重極ロッドセット質量フィルタもしくは分析器、飛行時間質量フィルタもしくは質量分析器、ウィーンフィルタ、または磁場型質量フィルタもしくは質量分析器を含む、請求項20に記載の質量分析計。
【請求項22】
前記1つ以上のイオン光学デバイスは、前記イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置される第2のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項23】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、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衝突またはフラグメンテーションセルを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項24】
前記衝突またはフラグメンテーションセルは、イオンが前記衝突またはフラグメンテーションセルに入射できるようにするための上流開口およびイオンが前記衝突またはフラグメンテーションセルから出射できるようにするための下流開口を有するハウジングを含む、請求項23に記載の質量分析計。
【請求項25】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、多重極ロッドセットを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項26】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、四重極、六重極、八重極またはより高次のロッドセットを含む、請求項25に記載の質量分析計。
【請求項27】
前記多重極ロッドセットは軸方向にセグメント化される、請求項25または26に記載の質量分析計。
【請求項28】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数の電極を含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項29】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100の電極を含む、請求項28に記載の質量分析計。
【請求項30】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する、請求項28または29に記載の質量分析計。
【請求項31】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記電極の少なくとも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または面積のアパーチャを有する、請求項28、29または30に記載の質量分析計。
【請求項32】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記電極の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または100%は、前記フラグメンテーション、衝突または反応デバイスの軸に沿った方向にサイズまたは面積が漸進的により大きくおよび/またはより小さくなるアパーチャを有する、請求項28、29または30に記載の質量分析計。
【請求項33】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記電極の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、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内寸法を有するアパーチャを有する、請求項28〜32のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項34】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数のプレートまたはメッシュ電極を含み、前記プレートまたはメッシュ電極の少なくともいくつかは使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項35】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み、前記プレートまたはメッシュ電極の少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項36】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または>20のプレートまたはメッシュ電極を含む、請求項34または35に記載の質量分析計。
【請求項37】
前記プレートまたはメッシュ電極には、ACまたはRF電圧が供給される、請求項34、35または36のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項38】
隣接するプレートまたはメッシュ電極には、前記ACまたはRF電圧の逆位相が供給される、請求項37に記載の質量分析計。
【請求項39】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数の軸方向セグメントを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項40】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、または100の軸方向セグメントを含む、請求項39に記載の質量分析計。
【請求項41】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って実質的に一定のDC電圧勾配を維持するためのDC電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項42】
前記DC電圧手段は、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしく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ように構成および適合される、請求項41に記載の質量分析計。
【請求項43】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャルまたは1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル波形を、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを形成する電極に印加するように構成および適合される過渡DC電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項44】
前記過渡DC電圧手段は、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしく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1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャルまたは1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル波形を電極に印加するように構成および適合される、請求項43に記載の質量分析計。
【請求項45】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、1つ以上のACまたはRF電圧を、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを形成する電極に印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項46】
前記ACまたはRF電圧手段は、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしく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1つ以上のACまたはRF電圧を電極に印加するように構成および適合される、請求項45に記載の質量分析計。
【請求項47】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは複数の電極を含み、前記質量分析計は、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記複数の電極の少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または100%にACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項48】
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、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項47に記載の質量分析計。
【請求項49】
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、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項47または48に記載の質量分析計。
【請求項50】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、(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)インソース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−メタステーブルイオン反応フラグメンテーションデバイス、(xx)イオン−メタステーブル分子反応フラグメンテーションデバイス、(xxi)イオン−メタステーブル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または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、(xxiii)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、(xxiv)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、(xxv)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブルイオン反応デバイス、(xxvi)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル分子反応デバイス、および(xxvii)イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル原子反応デバイスからなる群から選択されるフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項51】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの少なくとも一部を、(i)>1.0×10-3mbar;(ii)>1.0×10-2mbar;(iii)>1.0×10-1mbar;(iv)>1mbar;(v)>10mbar;(vi)>100mbar;(vii)>5.0×10-3mbar;(viii)>5.0×10-2mbar;(ix)10-3〜10-2mbar;および(x)10-4〜10-1mbarからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項52】
1動作モードにおいて、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイス内にイオンをトラップするように構成および適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項53】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを、イオンが実質的にフラグメンテーションされる第1の動作モードとフラグメンテーションされるイオンが実質的により少ないかまたは全くない第2の動作モードとの間で切り換えるかまたは繰り返し切り換えるように構成および適合される制御システムをさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項54】
前記第1の動作モードにおいて、前記イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンは、(i)≧10V;(ii)≧20V;(iii)≧30V;(iv)≧40V;(v)≧50V;(vi)≧60V;(vii)≧70V;(viii)≧80V;(ix)≧90V;および(x)≧100Vからなる群から選択されるポテンシャル差を通して加速される、請求項53に記載の質量分析計。
【請求項55】
前記第2の動作モードにおいて、前記イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンは、(i)≦20V;(ii)≦15V;(iii)≦10V;(iv)≦5V;および(v)≦1Vからなる群から選択されるポテンシャル差を通して加速される、請求項53または54に記載の質量分析計。
【請求項56】
前記制御システムは、1ms、5ms、10ms、15ms、20ms、25ms、30ms、35ms、40ms、45ms、50ms、55ms、60ms、65ms、70ms、75ms、80ms、85ms、90ms、95ms、100ms、200ms、300ms、400ms、500ms、600ms、700ms、800ms、900ms、1s、2s、3s、4s、5s、6s、7s、8s、9s、または10sごとに少なくとも1回、前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを前記第1の動作モードと前記第2の動作モードとの間で切り換えるように構成および適合される、請求項53、54または55のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項57】
前記1つ以上のイオン光学デバイスは、イオントラップまたはイオントラップデバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項58】
前記イオントラップまたはイオントラップデバイスは、
(i)多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセット、
(ii)イオントンネルまたはイオンファンネル、または
(iii)平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイを含む、請求項57に記載の質量分析計。
【請求項59】
前記多重極ロッドセットまたは前記セグメント化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含むロッドセットを含む、請求項58に記載の質量分析計。
【請求項60】
前記イオントンネルまたはイオンファンネルは、使用中にイオンが移送されるアパーチャ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の電極を含み、前記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、実質的に同一のサイズまたは面積であるアパーチャを有するか、または、サイズもしくは面積が漸進的に増加および/もしくは減少するアパーチャを有する、請求項58に記載の質量分析計。
【請求項61】
前記電極の少なくとも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内寸法を有する、請求項60に記載の質量分析計。
【請求項62】
前記平面、平板、またはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される複数のまたは少なくとも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、平板、またはメッシュ電極を含み、前記平面、平板、またはメッシュ電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される、請求項58に記載の質量分析計。
【請求項63】
前記複数の平面、平板、またはメッシュ電極にACまたはRF電圧を供給するためのACまたはRF電圧手段をさらに含み、隣接する平面、平板、またはメッシュ電極には、前記ACまたはRF電圧の逆位相が供給される、請求項62に記載の質量分析計。
【請求項64】
前記イオントラップまたはイオントラップデバイスは、前記イオントラップまたはイオントラップデバイス内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、前記イオントラップまたはイオントラップデバイスの前記複数の電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%に、ACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含む、請求項57〜63のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項65】
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、前記イオントラップまたはイオントラップデバイスの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項64に記載の質量分析計。
【請求項66】
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、前記イオントラップまたはイオントラップデバイスの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項64または65に記載の質量分析計。
【請求項67】
前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に前記イオンが通過するポテンシャル差を変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にするように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項68】
前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に前記イオンが通過するポテンシャル差を、実質的に連続的および/または直線的および/または漸進的および/または規則的に変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にするように構成および適合される、請求項67に記載の質量分析計。
【請求項69】
前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に前記イオンが通過するポテンシャル差を、実質的に非連続的および/または非直線的に変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にするように構成および適合される、請求項67に記載の質量分析計。
【請求項70】
前記電圧手段は、時刻t1に前記イオン移動度分光計またはセパレータから現れる第1のイオンを第1のポテンシャル差V1を通して加速し、時刻t1より後の第2の時刻t2に前記イオン移動度分光計またはセパレータから現れる第2の異なるイオンを第2の異なるポテンシャル差V2を通して加速するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項71】
2>V1である、請求項70に記載の質量分析計。
【請求項72】
前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへ移送される際に前記イオンが通過するポテンシャル差を漸進的に増加させるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項73】
2<V1である、請求項70に記載の質量分析計。
【請求項74】
前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへ移送される際に前記イオンが通過するポテンシャル差を低減するように構成および適合される、請求項73に記載の質量分析計。
【請求項75】
前記電圧手段は、イオンが前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスに入射する際にフラグメンテーションのための実質的に最適なポテンシャル差を通過するように前記イオンを加速するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項76】
前記電圧手段は、イオンを前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイス中へ加速しかつ/または減速するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項77】
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含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項78】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは、ドリフトチューブおよび前記ドリフトチューブの少なくとも一部に沿って軸方向DC電圧勾配を維持するための1つ以上の電極を含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項79】
前記ドリフトチューブの少なくとも一部に沿って軸方向DC電圧勾配を維持するための手段をさらに含む、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1つ以上の多重極ロッドセットを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項81】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは1つ以上の四重極、六重極、八重極またはより高次のロッドセットを含む、請求項80に記載の質量分析計。
【請求項82】
前記1つ以上の多重極ロッドセットは軸方向にセグメント化されるか、または複数の軸方向セグメントを含む、請求項80または81に記載の質量分析計。
【請求項83】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは複数の電極を含む、先行する請求項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少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100の電極を含む、請求項83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の前記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する、請求項83または84に記載の質量分析計。
【請求項86】
前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記電極の少なくとも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または面積のアパーチャを有する、請求項83、84または85に記載の質量分析計。
【請求項87】
前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記電極の少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った方向にサイズまたは面積が漸進的により大きくおよび/またはより小さくなるアパーチャを有する、請求項83、84または85に記載の質量分析計。
【請求項88】
前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記電極の少なくとも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内寸法を有するアパーチャを有する、請求項83〜87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は複数のプレートまたはメッシュ電極を含み、前記プレートまたはメッシュ電極の少なくともいくつかは使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項90】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み、前記プレートまたはメッシュ電極の少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%は使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される、先行する請求項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は少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または>20のプレートまたはメッシュ電極を含む、請求項89または90に記載の質量分析計。
【請求項92】
前記プレートまたはメッシュ電極には、ACまたはRF電圧が供給される、請求項89、90または91に記載の質量分析計。
【請求項93】
隣接するプレートまたはメッシュ電極には、前記ACまたはRF電圧の逆位相が供給される、請求項92に記載の質量分析計。
【請求項94】
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を含む、請求項89から93のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項95】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは、少なくとも5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、または100の軸方向セグメントを含む、請求項94に記載の質量分析計。
【請求項96】
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一部に沿って実質的に一定のDC電圧勾配を維持するためのDC電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項97】
前記DC電圧手段は、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ように構成および適合される、請求項96に記載の質量分析計。
【請求項98】
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一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャルまたは1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル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構成および適合される過渡DC電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項99】
前記過渡DC電圧手段は、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1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャルまたは1つ以上の過渡DC電圧もしくはポテンシャル波形を電極に印加するように構成および適合される、請求項98に記載の質量分析計。
【請求項100】
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一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、1つ以上の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構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項101】
前記ACまたはRF電圧手段は、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1つ以上のACまたはRF電圧を電極に印加するように構成および適合される、請求項100に記載の質量分析計。
【請求項102】
前記イオン移動度分光計またはセパレータは複数の電極を含み、前記質量分析計は、イオンを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閉じ込めるために、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の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または100%にACまたはRF電圧を印加するように構成および適合されるACまたはRF電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項103】
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供給するように構成および適合される、請求項102に記載の質量分析計。
【請求項104】
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供給するように構成および適合される、請求項102または103に記載の質量分析計。
【請求項105】
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)>1.0×10-3mbar;(ii)>1.0×10-2mbar;(iii)>1.0×10-1mbar;(iv)>1mbar;(v)>10mbar;(vi)>100mbar;(vii)>5.0×10-3mbar;(viii)>5.0×10-2mbar;(ix)10-3〜10-2mbar;および(x)10-4〜10-1mbarからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項106】
前記イオン移動度分光計またはセパレータから現れるイオンを前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへまたは中へガイドまたは移送するために前記イオン移動度分光計またはセパレータと前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間に配置されるイオンガイドまたは移送手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項107】
前記第1のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび/または前記第2のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの下流に配置される質量分析器をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項108】
前記質量分析器は、(i)フーリエ変換(「FT」)質量分析器;(ii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(「FTICR」)質量分析器;(iii)飛行時間(「TOF」)質量分析器;(iv)直交加速飛行時間(「oaTOF」)質量分析器;(v)軸方向加速飛行時間質量分析器;(vi)磁場型質量分析計;(vii)ポールまたは三次元四重極質量分析器;(viii)二次元または線形四重極質量分析器;(ix)ペニングトラップ質量分析器;(x)イオントラップ質量分析器;(xi)フーリエ変換オービトラップ;(xii)静電イオンサイクロトロン共鳴質量分析計;(xiii)静電フーリエ変換質量分析計;および(xiv)四重極質量分析器からなる群から選択される、請求項107に記載の質量分析計。
【請求項109】
イオン移動度分光計またはセパレータにおいてイオンをそのイオン移動度にしたがって分離する工程と、
前記イオン移動度分光計またはセパレータの上流に1つ以上のイオン光学デバイスを準備する工程と、
前記イオン移動度分光計またはセパレータの下流に第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを準備する工程と、
前記イオン移動度分光計またはセパレータと前記第1のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に変化させかつ/または変更しかつ/または走査しかつ/または階段状にし、他方、前記1つ以上のイオン光学デバイスを実質的に一定または不変のポテンシャルに維持する工程とを含む、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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【公表番号】特表2009−541967(P2009−541967A)
【公表日】平成21年11月26日(2009.11.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−517380(P2009−517380)
【出願日】平成19年6月25日(2007.6.25)
【国際出願番号】PCT/GB2007/002346
【国際公開番号】WO2007/148115
【国際公開日】平成19年12月27日(2007.12.27)
【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)】