(57)【要約】【課題】空間電荷効果のために同位体比測定に導入される不正確さの問題に対処する。【解決手段】イオンを発生させ、イオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置を通ってイオンを導き、イオンの少なくとも一部を質量分析器に供給してイオンの質量スペクトルを得、質量分析器に供給されたイオンの電流を決定することにより、イオンの質量スペクトルは取得される。各質量スペクトルについてイオンの同位体比が決定される。決定した同位体比および各質量スペクトルに対して決定したイオン電流を使い、決定した同位体比および質量スペクトルにわたる測定されたイオン電流の変化を特徴付ける較正関係を決定する。そして、決定したイオン電流で得られた測定された同位体比は、測定された同位体比を選択されたイオン電流に対応する調整された同位体比に調整するために、較正関係を用いて調整される。【選択図】図１Ａ
2019049554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析を用いてイオン源からのイオンの同位体比を決定する方法であって、
イオンの複数の質量スペクトルを得る工程であって、前記複数の質量スペクトルの各質量スペクトルを得る工程が、
第１イオン源からイオンを発生させる工程と、
発生させたイオンをイオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置を通して導く工程と、
前記イオンの少なくとも一部を質量分析器に供給する工程と、
前記質量分析器を使用して、前記質量分析器に供給されたイオンの質量スペクトルを得る工程と、
前記質量分析器に供給されたイオンのイオン電流を決定する工程と、を含み、前記質量スペクトルが、異なる測定イオン電流について取得される、前記イオンの複数の質量スペクトルを得る工程と、
各質量スペクトルから前記質量分析器に供給されたイオンの同位体比を決定する工程と、
各質量スペクトルについて決定した同位体比および決定したイオン電流を使用して、決定した同位体比および前記質量スペクトルにわたる前記測定されたイオン電流の変化を特徴付ける較正関係を決定する工程と、
前記較正関係を使用することによって、決定されたイオン電流において得られた測定された同位体比を調整して、前記測定された同位体比を、選択されたイオン電流に対応する調整された同位体比に調整する調整工程と、を含む方法。
【請求項２】
第２イオン源からイオンを発生させる工程と、
前記第２イオン源から発生したイオンをイオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置を通して導く工程と、
前記第２イオン源から発生したイオンの少なくとも一部を前記質量分析器に供給する工程と、
前記質量分析器を使用して、前記第２イオン源から発生し、前記質量分析器に供給された前記イオンの質量スペクトルを得る工程と、
前記第２イオン源から発生し、前記質量分析器に供給された前記イオンのイオン電流を決定する工程と、
前記第２イオン源から発生し、前記質量分析器に供給されたイオンの同位体比を前記質量スペクトルから決定する工程と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２イオン源からのイオンの決定したイオン電流を、選択されたイオン電流として選択する工程を含み、
前記測定された同位体比を調整する前記調整工程は、前記較正関係を使用することによって、前記第１イオン源からのイオンについて得られた前記測定された同位体比を調整して、前記測定された同位体比を、選択されたイオン電流に対応する調整された同位体比に調整する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１イオン源は既知の同位体比を有する基準であり、前記第２イオン源は未知の同位体比を有する試料である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記較正関係を使用して、前記基準の既知の同位体比に対応するイオン電流を決定する工程と、
前記較正関係を使用することによって、決定されたイオン電流において得られた測定された同位体比を調整して、前記測定された同位体比を、選択されたイオン電流に対応する調整された同位体比に調整する前記調整工程が、前記試料の測定された同位体比を前記基準の既知の同位体比に対応する選択されたイオン電流に調整し、それにより前記試料の補正された同位体比を提供するように、決定されたイオン電流を選択されたイオン電流として選択する工程、とを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第２イオン源からイオンの複数の質量スペクトルを得る工程を更に含み、
前記複数の質量スペクトルの各質量スペクトルを得る工程は、
前記第２イオン源からイオンを発生させる工程と、
前記第２イオン源からのイオンから発生したイオンを、イオン電流によって変化する質量移動関数を有する前記装置を通して導く工程と、
前記第２イオン源からのイオンから発生したイオンの少なくとも一部を前記質量分析器に供給する工程と、
前記質量分析器を使用して、前記第２イオン源からのイオンから前記質量分析器に供給されたイオンの質量スペクトルを得る工程と、
前記第２イオン源からのイオンから前記質量分析器に供給されたイオンのイオン電流を決定する工程と、
前記第２イオン源からのイオンから前記質量分析器に供給されたイオンの同位体比を前記質量スペクトルから決定する工程と、を含み、
前記方法は、
前記第２イオン源からのイオンから得られた各質量スペクトルについて決定した同位体比および決定したイオン電流を使用して、決定した同位体比および前記第２イオン源からのイオンから得られた前記質量スペクトルにわたる前記測定されたイオン電流の変化を特徴付ける試料の較正関係を決定する工程と、
前記第２イオン源からのイオンについて決定した前記較正関係を使用することによって、前記第２イオン源からのイオンの測定された同位体比を調整して、前記測定された同位体比を、前記第１イオン源からのイオンの測定された同位体比を調整する際に使われる前記選択されたイオン電流に対応する前記第２イオン源からのイオンについて調整された同位体比に調整する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記質量分析器に供給されたイオンの前記イオン電流を決定する前記工程が、前記質量分析器とは別の電荷収集装置を用いて前記イオン電流を決定する工程を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
イオン電流によって変化する質量移動関数を有する前記装置が、質量フィルタを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
同位体比を決定する対象の少なくとも２つの同位体を導入する工程を含む、発生させたイオンを前記質量フィルタを通して導く工程と、
前記質量フィルタの質量選択ウィンドウを、対象の同位体の質量を中心とし、前記対象の少なくとも２つの同位体を含むように設定する工程と、
前記質量分析器に供給されたイオンの少なくとも一部が前記質量フィルタを出ることができるイオンであるように、前記質量選択ウィンドウ内の質量を有するイオンを前記質量フィルタから出すことを可能にする工程と、を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記質量選択ウィンドウは、前記ウィンドウの中心質量値が前記対象の少なくとも２つの同位体の平均質量になるように設定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記発生させたイオンをイオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置を通して導く前記工程、および／または、前記イオンの少なくとも一部を質量分析器に供給する前記工程が、前記選択されたイオン電流を使用して行なわれるように、選択されたイオン電流を供給する工程を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
質量分析を用いてイオンの同位体比を決定する方法であって、
イオン源からイオンを発生させる工程と、
発生させたイオンをイオン電流によって変化する質量移動関数を有する質量フィルタを通して導く工程であって、
前記質量フィルタの質量選択ウィンドウを、同位体比を決定する対象の同位体の質量を中心とし、かつ、対象の同位体の質量を含むように設定する工程と、
前記対象の同位体を含むイオンを前記質量フィルタに導入する工程と、
前記質量選択ウィンドウ内の質量を有するイオンを前記質量フィルタから排出させる工程と、により、発生させたイオンをイオン電流によって変化する質量移動関数を有する質量フィルタを通して導く工程と、
前記質量選択ウィンドウ内の質量を有する前記イオンの少なくとも一部を質量分析器に提供する工程と、
前記質量分析器を使用して、前記質量分析器に供給されたイオンの質量スペクトルを得る工程と、
前記質量スペクトルから前記質量分析器に供給されたイオンの同位体比を決定する工程と、を含む方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法を実行するようプログラムされたコンピュータ。
【請求項１４】
イオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置と、質量分析器と、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法を実行するようにプログラムされたコンピュータと、を備えた質量分析計。
【請求項１５】
コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム命令を含む非一時的コンピュータ可読記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の概念は、質量分析計を用いて同位体比を測定することに関する。特に、本発明の概念は、別の方法で同位体比測定に悪影響を及ぼし得る空間電荷効果を最小化することに関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析計を用いて、例えば炭素または酸素含有化合物中の同位体比を測定できる。これは、例えば、試料の地球化学的起源を確認するために行うことができる。化合物自体またはその断片、またはそれらの反応生成物（例えば、それらの燃焼生成物または酸化生成物）をイオン化し、得られたイオンの質量および存在量を測定する。このようにして、13Ｃ／12Ｃまたは18Ｏ／16Ｏのような化合物中に存在する同位体の比を決定することができる。これは、典型的にガスクロマトグラフィーまたは液体クロマトグラフィーなどのイオン化の分離プロセス対象の、分析すべき化合物を含有する固体、気体または液体の試料を用いて行うことができる。
【０００３】
正確・精密な同位体測定は、通常、磁場質量分析計によって決定される。しかし、最近ではオービトラップ（Ｏｒｂｉｔｒａｐ（登録商標））質量分析計は、正確で精密な同位体比を測定できることが示されている（Ｊｏｈｎ  Ｅｉｌｅｒ、Ｃｌｕｍｐｅｄ  Ｉｓｏｔｏｐｅ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ、２０１５年１月；Ｊｏｈｎ  Ｅｉｌｅｒら、ＡＳＭＳ２０１６会議のポスター）。
【０００４】
このプロセスで発生したイオンの誘導および存在する場合の閉じ込めは、測定された同位体比に影響することがわかっている空間電荷効果をもたらす。すなわち、空間電荷効果は、試料からのイオン分別に影響を与え、化合物に存在する真の相対存在量から質量分析計に導入される同位体の異なる相対存在量をもたらす。これは、実験条件の変化により、１つの試料と次の試料とで異なった同位体比が測定されることにつながる。
【０００５】
同位体比を測定するための既知の技術は、試料／基準ブラケッティングとして知られており、分析されるべき試料および既知の同位体比を有する基準から発生したイオンの質量分光測定を交互に行う（すなわち、試料測定は前後の基準測定によりひとまとめにされる）。空間電荷効果は、既知の基準に対してさえも、誤った同位体比の決定につながる可能性がある。空間電荷効果は質量分析計のイオン蓄積装置のイオンでのある充填から次の充填で変化する可能性があるので、試料／基準ブラケッティングでも、分析される試料について測定された同位体比に対するこれらの影響を補正するためには使用できない。本発明の概念は、空間電荷効果のために同位体比測定に導入される不正確さの問題に対処することである。
【発明の概要】
【０００６】
上述の空間電荷効果は、質量分析計の質量分析器の上流側に位置する、典型的にはイオン源と質量分析器との間に位置する、少なくとも１つのイオン光学装置内で生じることがある。本発明の概念は、イオン源によって発生したイオンが、空間電荷依存質量バイアスのあるイオン透過機能を有する少なくとも１つのイオン光学装置を介して質量分析器に送られる質量分析計で有用である。例えば、四重極質量フィルタは、このような透過機能を有することが見出されている。質量バイアスとは、観察されたイオンの同位体比と真の同位体比との差を意味し、イオン電流によって変化する。質量フィルタの観点から、質量バイアスはそれゆえ、質量フィルタによって伝わるイオンの同位体比と、質量フィルタに入るイオンの同位体比との間の差になり得る。
【０００７】
同位体比を測定する際に空間電荷依存質量バイアスのあるイオン透過機能を有する少なくとも１つのイオン光学装置を通るイオン電流の測定を有することが重要である。測定された「イオン電流」パラメータは、このイオン電流または実際のイオン電流を代表するパラメータとすることができる。ある実施形態における代表的パラメータは、例えば、イオン源におけるイオン電流、四重極質量フィルタや多重極などのイオン源の下流側のイオン光学装置（特に、質量電荷比依存質量バイアスのある少なくとも１つのイオン光学装置）を通るイオン電流、または質量分析器によって収集され得るイオンの質量スペクトルから測定されるイオン電流の合計の１つになり得る。したがって、イオン電流の測定は、イオン電流の測定を得る工程を含むが、必ずしもイオン電流の直接的あるいは正確な測定ではない。
【０００８】
そして、本発明の概念は、望ましくは調整されたイオン電流において調整された測定された同位体比を供給するために較正関係を使って測定された同位体比の調整、すなわち測定された同位体比の、調整されたイオン電流が使われた際に得られたのであろう調整された同位体比への調整を含む。
【０００９】
したがって、そして第１の態様から、本発明の概念は、イオンの質量スペクトルを得るための質量分析を用いてイオン源（試料）からのイオンの同位体比を決定する方法に属する。各質量スペクトルを得る工程は、（ｉ）第１イオン源からイオンを発生させる工程、（ｉｉ）発生したイオンを、イオン電流によって変化する質量移動機能を有する装置を通して導く工程、（ｉｉｉ）少なくともイオンのいくらかを質量分析器に提供する工程、（ｉｖ）質量分析器に提供されたイオンの質量スペクトルを取得するために質量分析器を使用する工程、（ｖ）質量分析器に提供されたイオンのイオン電流を決定する工程からなる。イオン電流を変化させるよう制御することによって、あるいはイオン電流を漂わせる、またはランダムに変化させることによって、異なる測定されたイオン電流についての質量スペクトルがこのように得られる。
【００１０】
第１イオン源からイオンを発生させる工程は、例えば、チャンバーを満たす原料ガスや（チャンバーを補充するために使ってもよい）ガス容器から供給される原料ガスといったガス試料、あるいは液体試料などの原子や分子の同一供給からイオンを発生させる工程を含んでもよい。第１イオン源は、例えば同じガスを供給するガス容器のような複数の容器、または同じ供給源から得られた液体試料を保持する複数の容器などの、同一の分子や原子の複数のバッチを含んでもよい。第１イオン源のバッチは全て同じ組成を有するべきであり、したがって実質的に同じ同位体比を有するべきである。
【００１１】
発生したイオンを、イオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置に導く工程は、装置内にイオンの保存または捕捉を含んでもよい。装置内のイオンの貯蔵または捕捉は、典型的にはイオンを装置から送出することによって追跡してもよい。
【００１２】
この方法は、このようにして得られた各質量スペクトルから質量分析器に供給されたイオンの同位体比を決定する工程をさらに含む。そして、この方法は、各質量スペクトルについて決定した同位体比およびイオン電流を使用して、決定した同位体比および質量スペクトルにわたる測定されたイオン電流の変化を特徴付ける較正関係を決定する工程を含む。この方法は、測定された同位体比を選択されたイオン電流に対応する調整された同位体比に調整するための較正関係を使用することにより、決定したイオン電流で得られた測定された同位体比を調整する工程を含む。
【００１３】
調整される測定された同位体比は、前述の方法の工程において決定した同位体比の１つであってもよく、あるいは別の測定された同位体比、例えば早期または後で決定された同位体比であってもよいが、望ましくは同様に、すなわち上記（ｉ）〜（ｖ）の方法の工程を使用して決定された同位体比でもよい。
【００１４】
イオンは第１イオン試料でもよく、同位体比は、第１イオン試料と同じような方法で、第１イオン試料とは異なる第２イオン試料について測定されてもよい。第２イオン試料について測定された同位体比は、直ぐ上で説明したように調整することができる。
【００１５】
したがって、本方法は、第２イオン源（第２試料）からイオンを発生させる工程、前記第２イオン源から発生したイオンをイオン電流により変化する質量移動関数を有する装置に導く工程、第２イオン源から発生したイオンの少なくとも一部を質量分析計に供給する工程、前記第２イオン源から発生した、質量分析計に供給されたイオンの質量スペクトルを得るために質量分析器を使用する工程、前記第２イオン源から発生した、質量分析計に供給されたイオンのイオン電流を決定する工程、質量スペクトルより、第２イオン源から発生した、質量分析計に供給されたイオンの同位体比を決定する工程と、を更に含んでもよい。第２イオン源からイオンを発生させる工程は、例えば、チャンバーを充填する原料ガスや（チャンバーを補充するために使ってもよい）ガス容器から供給された原料ガスのようなガス試料、あるいは液体試料といった分子または原子の同一供給からイオンを発生させる工程を含んでもよい。第２イオン源は、例えば、同じガスを供給するガス容器のような複数の容器、あるいは同じ供給源から得られた液体試料を保持する複数の容器といった、同一の分子や原子の複数のバッチを含むことができる。第２イオン源のバッチは全て同じ組成であるべきであり、したがって実質的に同じ同位体比を有するべきである。第２イオン源は、第１イオン源と同じ組成を有しても有していなくてもよく、したがって同じ同位体比を有しても有していなくてもよい。
【００１６】
第２の源から発生させたイオンを、イオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置に導く工程は、イオンを装置に保存することまたは捕捉する工程を含んでもよい。装置内のイオンを貯蔵または捕捉することは、典型的にはイオンを装置から送出することによって追跡され得る。
【００１７】
第１イオン試料の調整されたイオン電流は、第２イオン試料について同位体比が測定されたイオン電流と同じイオン電流であり得る。
【００１８】
したがって、第２イオン試料の測定された同位体比も、較正関係を使用して調整し、第２イオン試料の調整されたイオン電流で調整された測定された同位体比を提供することができる。第１イオン試料の調整されたイオン電流は、第２イオン試料の測定されたあるいは調整されたイオン電流と同じであるのが望ましい。他の実施形態では、第１イオン試料の調整されたイオン電流および第２イオン試料の調整されたイオン電流は、任意のイオン電流、例えば、測定されたイオン電流が及ぶ範囲内から選択された任意のイオン電流でもよい。
【００１９】
第１イオン試料は、未知の同位体比のイオン、すなわち検体イオンでもよい。第２イオン試料は、既知の同位体比のイオン、すなわち基準イオンでもよい。このようにして、第１イオン試料のイオン電流を、第２イオン試料の測定されたイオン電流または調整されたイオン電流と同じにする際、空間電荷に関連する質量バイアス効果は、検体イオンと基準イオンの間にあるように効果的に低減される。
【００２０】
別の実施形態では、第１イオン試料は基準イオンであり、第２イオン試料は検体イオンである。このようにして、基準イオンのイオン電流は、検体イオンの測定されたあるいは調整されたイオン電流に調整することができる。
【００２１】
基準イオンの既知の同位体比に基づいて、基準イオンの測定されたあるいは調整された同位体比は検体イオンの調整された同位体比を較正するために使用することができる。したがって、本発明の概念は、検体イオンの同位体比測定を較正するために使用される基準イオンの同位体比測定値を見る既知の技術を拡大する。ある実施形態では、基準イオンの測定されたあるいは調整された同位体比と基準イオンの既知の同位体比との間の偏差が（例えば、較正係数として使用することができる小数値として）決定でき、較正係数を適用することにより（例えば、較正係数を乗じることにより）検体イオンの測定されたあるいは調整された同位体比が較正（補正）できる。本発明の概念によって、検体イオンの測定されたまたは調整された同位体比に使用されるイオン電流は、基準イオンに対して較正係数が導出されるイオン電流に対応する。
【００２２】
ある実施形態では、第１イオン試料の調整されたイオン電流と第２イオン試料の調整されたイオン電流を、較正関係により基準イオンの測定された同位体比が既知の同位体比と同じとなるところで理想的なイオン電流とすることが可能となり得る。このような実施形態では、検体イオンの調整された同位体比に対し更なる修正は必要ではない。
【００２３】
較正関係は、望ましくは同位体比の変化をイオン電流の変化に関連付ける勾配を提供する。したがって、測定された同位体比を補正することは、第２の調整されたイオン電流に対応する調整した測定された同位体比を提供するために、勾配を使用することによって第１イオン電流に対応する同位体比を調整することを含んでもよい。好ましい工程において、本発明の概念は複数の測定されたイオン電流の各々におけるイオンの同位体比を測定することを含み、それによりイオン電流の変化を決定される同位体比の変化に関連付ける較正関係が可能になる。このように複数のイオン電流の各々でイオンの同位体比を測定することは、同じ試料組成からのイオンの同位体比を測定すること、すなわち、同じ真の同位体比を有するが、イオン電流での質量バイアス効果の依存に起因して同位体比を一致させないことを意味する。複数のイオン電流の各々におけるイオンの同位体比の測定することは、前述したような第１イオン試料または上記の第２イオン試料、またはその両方、例えば検体イオンおよび／または基準イオンの複数のイオン電流における同位体比を測定することを含んでもよい。
【００２４】
したがって、この方法は、選択されたイオン電流として、第２イオン源からのイオンの決定したイオン電流を選択する工程を含んでもよく、測定された同位体比を調整する工程は、測定された同位体比を測定された同位体比を選択したイオン電流に対応する調整された同位体比に調整するために較正関係を使用することによって、第１イオン源からのイオンによって得られる測定された同位体比を調整する工程を含む。例えば、測定された同位体比の１つを訂正のために選択することができる。
【００２５】
上記の例では、第１イオン源は未知の同位体比（すなわち、「検体」）を有する試料であってもよく、第２イオン源は既知の同位体比を有する基準であってもよい。この場合、試料のために較正関係が決定され、試料の同位体比は、基準を測定する際に使用されるイオン電流に対応する同位体比、または基準に使用される調整されたイオン電流に対応する同位体比に調整される。
【００２６】
あるいは、第１イオン源は既知の同位体比を有する基準であってもよく、第２イオン源は、未知の同位体比を有する試料であってもよい。この場合、基準のために較正関係が決定され、基準の同位体比は試料を測定する際に使用されるイオン電流に対応する同位体比、あるいは試料に使用される調整された同位体比に対応する同位体比に調整される。同位体比を補正するために使用されるイオン電流は任意でもよいので、さらなる補正が必要かもしれない。例えば、調整された基準同位体比と基準同位体比の既知の（真の）値との偏差に基づいて、較正係数を用いることにより、試料の補正された同位体比を提供することができる。
【００２７】
第１イオン源が既知の同位体比を有する基準でもよく、第２イオン源が未知の同位体比を有する試料でもよいさらなる例においては、この方法は基準の既知の同位体比に対応するイオン電流を決定するために較正関係を使用することを含んでいる。すなわち、既知の同位体比を生成したであろうイオン電流が決定される。そして、測定された同位体比を調整する工程のために、選択されたイオン電流としてこのイオン電流が選択される。この例において、試料の測定された同位体比が選択されたイオン電流に調整され、それによって試料の補正された同位体比が提供される。この例では、試料の補正された同位体比を得るために、基準を使用してさらに較正する必要はない。
【００２８】
他の例では、第１および第２イオン源の両方からのイオンに対して較正関係を決定することができる。したがって、この方法は、第２イオン源からイオンの質量スペクトルを得ることをさらに含んでもよい。各質量スペクトルを得る工程は、第２イオン源からのイオンからイオンを発生させる工程と、第２イオン源からのイオンから発生させたイオンを、イオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置に導く工程と、第２イオン源からのイオンから発生させたイオンの少なくとも一部を質量分析器に供給する工程と、第２イオン源からのイオンから質量分析器に供給されたイオンの質量スペクトルを取得するために質量分析器を使用する工程と、第２イオン源からのイオンから質量分析器に供給されたイオンのイオン電流を決定する工程と、質量スペクトルから、第２イオン源からのイオンを質量分析器に供給されたイオンの同位体比を決定する工程とを更に含んでもよい。第２イオン源からのイオンを発生させる工程は、例えば、チャンバーを満たす原料ガスや（チャンバーを補充するために使ってもよい）ガス容器から供給される原料ガスといったガス試料、あるいは液体試料などの原子や分子の同一供給からイオンを発生させることを含んでもよい。第２イオン源は、例えば同じガスを供給するガス容器のような複数の容器、または同じ供給源から得られた液体試料を保持する複数の容器のような、同一の分子または原子の複数のバッチを含んでもよい。第２イオン源のバッチは全て同じ組成を有するべきであり、したがって実質的に同じ同位体比を有するべきである。第２イオン源は、第１イオン源と同じ組成を有しても有していなくてもよく、したがって同じ同位体比を有しても有していなくてもよい。第２の源から発生したイオンを、イオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置に導く工程は、イオンを装置に保存することまたは捕捉することを含んでもよい。装置内のイオンを貯蔵または捕捉することは、典型的には、イオンを装置から送出することによって追跡され得る。そして、この方法は、決定した同位体比と、第２イオン源からのイオンから得られた質量スペクトルにわたって測定されたイオン電流の変化を特徴付ける試料較正関係を決定するために、決定した同位体比と第２イオン源からのイオンから得られた各質量スペクトル用のイオン電流を使用することを含んでもよい。これにより、第１イオン源からのイオンおよび第２イオン源からのイオンに対してに実行される工程が効果的に繰り返される。
【００２９】
そして、本方法は、第２イオン源からのイオンについて決定した較正関係を使用することによって、第１イオン源からのイオンの測定された同位体比を調整するときに使用された、選択されたイオン電流に対応する第２イオン源からのイオンについて調整された同位体比に対する測定された同位体比を調整するため、第２イオン源からのイオンの測定された同位体比を調整することを含んでもよい。したがって、調整された同位体比は、同じイオン電流に調整した第１および第２イオン源からのイオンの両方について得られる。これは、例えば、調整された基準同位体比と基準同位体比の既知の（真の）値との偏差に基づく較正係数を使用することにより、試料の補正された同位体比を提供することによって較正を行うことを可能にする。
【００３０】
前段落のいずれかに記載の質量分析計に供給されたイオンのイオン電流を決定する工程は、質量スペクトルから質量分析計に提供されるイオンの総数を決定する工程を含めてもよい。例えば、質量分析器にイオンが供給された時間が決定され、次に決定した総イオン数および決定時間からイオン電流が計算することができる。
【００３１】
その代わりに、または組み合わせて、前段落のいずれかに記載の質量分析計に提供されたイオンのイオン電流を決定する工程は、質量分析器とは別の電荷収集装置を使用してイオン電流を決定する工程を含んでもよい。この工程は、イオンを発生させる工程を繰り返すことによってイオンを電荷収集装置に供給する工程、そして少なくとも一部のイオンを電荷収集装置に供給する工程を含んでもよい。任意で、これは質量分析器が質量スペクトルを収集している間に行うことができる。例えば、質量分析器にイオンを供給した後、より多くのイオンを発生させ、代わりに電荷収集装置に導いてもよい。
【００３２】
前段落のいずれかに記載されたイオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置は、質量フィルタ、任意に四重極質量フィルタを含むことができる。そして、イオンの少なくとも一部を質量分析計に供給することを含む上記の工程（iii）は、質量フィルタの質量選択ウィンドウ内に質量（またはｍ／ｚ比）を有するイオンを提供することを含んでもよい。質量フィルタを通じてイオンを導く工程は、同位体比が決定される対象となる同位体を導く工程、対象質量同位体の質量に集中させ対象同位体を含む質量フィルタの質量選択ウィンドウを設定する工程、および質量分析計に供給されたイオンの少なくとも一部が質量フィルタを抜け出せたイオンであるように、質量選択ウィンドウ内の質量を有するイオンを質量フィルタから出させる工程を含んでもよい。質量選択ウィンドウは、ウィンドウの中心質量値が２つの対象同位体の平均質量になるように設定することができる。
【００３３】
任意で、上記の方法のいずれかは、発生したイオンをイオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置に導く工程および／または少なくともイオンの一部を質量分析器に供給する工程が選択されたイオン電流を使って行なわれるように、選択されたイオン電流を供給する質量分析計を制御する工程を含んでも良い。このようにして、空間電荷効果が低減される好ましいイオン電流を選択することができる。
【００３４】
更なる態様では、本発明の概念は質量分析計を使ってイオンの同位体比を決定する方法に集中し、イオン源からイオンを発生させる工程、および集中させられ同位体比が決定する対象同位体の質量を含む質量フィルタの質量選択ウィンドウを設定し、対象同位体を含むイオンを質量フィルタに導入し、質量選択ウィンドウ内の質量を有するイオンを質量フィルタに抜け出させることにより、発生したイオンを質量フィルタ、任意でイオン電流によって変化する質量移動関数を有する四重極質量フィルタに導く工程を含んでもよい。この方法はさらに、質量分析器に提供されたイオンの質量スペクトルを得るために質量分析計を使って質量選択ウィンドウ内の質量を有するイオンの少なくとも一部を質量分析器に供給する工程と、質量分析計から質量分析器に供給されたイオンの同位体比を決定する工程を含む。
【００３５】
イオン源からイオンを発生させる工程は、例えば、チャンバーを満たす原料ガスや（チャンバーを補充するために使ってもよい）ガス容器から供給される原料ガスといったガス試料、あるいは液体試料などの原子や分子の同一供給からイオンを発生させる工程を含んでもよい。イオン源は、例えば同じガスを供給するガス容器のような複数の容器、または同じ供給源から得られた液体試料を保持する複数の容器などの、同一の分子や原子の複数のバッチを含んでもよい。イオン源のバッチは全て同じ組成を有するべきであり、したがって実質的に同じ同位体比を有するべきである。
【００３６】
発生したイオンをイオン電流によって変化する質量移動関数を有するデバイスに導く工程は、装置内にイオンを保存または捕捉することを含んでもよい。装置内のイオンを保存または捕捉することは、イオンを装置から送出することによって典型的には追跡され得る。
【００３７】
任意で、質量選択ウィンドウは、両方の同位体が質量フィルタの質量移動関数の端に関してほぼ同じ位置にあるように、対象の同位体の中心となるよう設定される。質量選択ウィンドウは、対象同位体の質量の中央付近に中心となるよう設定できる。質量選択ウィンドウの中心は、対象の２つの同位体の質量の中ほどに設定してもよい。
【００３８】
本発明の概念はまた、上記方法のいずれかを実行するようにプログラムされたコンピュータに存在する。コンピュータは、質量分析計を制御するように操作可能なコントローラであってもよい。コンピュータは、コンピュータによって実行されると、コンピュータに質量分析計を制御させて上記の方法のいずれかを実行させるコンピュータプログラム命令を含むコンピュータプログラムを含む関連メモリを有することができる。
【００３９】
本発明の概念はまた、イオン電流によって変化する質量移動関数を有する装置と、質量分析器と、上記の方法のいずれかを実行するようにプログラムされたコンピュータとを含む質量分析計に存在する。コンピュータは、質量分析計を制御するように操作可能なコントローラであってもよい。
【００４０】
本発明の概念はまた、コンピュータによって実行されると、上記の方法のいずれかを実行させるコンピュータプログラム命令、およびコンピュータによって実行されると、コンピュータに上記の方法のいずれかを実行させる、コンピュータプログラム命令を含むコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含むコンピュータプログラムに存在する。
【００４１】
本発明の概念をより容易に理解することができるように、ほんの一例として、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】２つの典型的な質量分析計の概略図を示す。
【図１Ｂ】２つの典型的な質量分析計の概略図を示す。
【図２】典型的な質量フィルタの質量移動関数を示す。
【図３Ａ】イオン束による同位体比の変化を示すグラフである。
【図３Ｂ】イオン束による同位体比の変化を示すグラフである。
【図４Ａ】イオン束による同位体比の変化を示すグラフである。
【図４Ｂ】イオン束による同位体比の変化を示すグラフである。
【図５】イオン束による同位体比の変化を示すグラフである。
【図６】補正された同位体比を得るために使用される変化するイオン束による同位体比の測定値を示すグラフである。
【図７】本発明の概念の実施形態による同位体比を決定する方法を示す図である。
【図８】図７に示すデータの収集および補正された同位体比の決定の工程の３つの実施形態を示す。
【図９】図７に示すデータの収集および補正された同位体比の決定の工程の３つの実施形態を示す。
【図１０】図７に示すデータの収集および補正された同位体比の決定の工程の３つの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の概念に対する背景を提供するため、同位体比を測定するために使用される典型的な質量分析計をまず説明する。図１Ａは、同位体比を測定するために使用することができるＱ  Ｅｘａｃｔｉｖｅ（登録商標）ハイブリッド四重極Ｏｒｂｉｔｒａｐ（登録商標）質量分析計１０の概略構成を示す。
【００４４】
質量分析計１０は、気相イオンを発生させるイオン源２０を含む。これらは、イオン源ブロック３０を通過してガスとの衝突によってイオンを冷却するＲＦ伝送装置４０に入る。次に、冷却されたイオンは、四重極質量フィルタ５０に入るが、質量フィルタ５０が対象のｍ／ｚ比を含む所望の質量選択ウィンドウ（すなわち、対象の同位体を含むウィンドウ）内のイオンのみを抽出するように設定される質量選択ウィンドウで操作されるものである。質量選択ウィンドウ内に入る質量を有するイオンは、リニアトラップ６０（典型的にはＣ−トラップ）に進入し、ロッドのセット（典型的には四重極、六重極または八重極）へのＲＦポテンシャルの適用により捕捉容積内にイオンを保存する。あるいは、リニアトラップ６０は、イオンを捕捉するよりもむしろイオンを導くように操作されてもよい。
【００４５】
また、質量分析計は、高エネルギー衝突セル（ＨＣＤ）セル９０および電荷検出装置９５を含む。ＨＣＤセル９０は、イオンの衝突誘起解離に使用してもよい。すなわち、イオンをリニアトラップ６０から、衝突誘起解離によってフラグメント化されるＨＣＤセル９０に通すことができる。
断片化されたイオンは、別の場所に保存または誘導されるリニアトラップ６０に戻すこともできる。電荷検出装置９５は、ＨＣＤセル９０の背後に位置する「イオンコレクタ」であり、例えばファラデーカップを用いてイオンを測定するために使用してもよい。イオン電流の測定が必要な場合、イオンはリニアトラップ６０から移動させられ、ＨＣＤセル９０（イオンがそこを通って送出するよう設定されたＨＣＤセル端電極上の電圧を有する）を通ろ、それゆえ後ろに配置された電荷収集デバイス９５に導かれる。
【００４６】
イオンは、断片化されていなくてもされていても、ポテンシャル井戸内（その底がリニアトラップ６０の出口電極に隣接して配置されてもよい）にイオンを保持することにより、リニアトラップ６０内に保存できる。あるいは、イオンはリニアトラップ６０を単に通過してもよい。空間電荷効果はいずれのおいてもイオンに影響を与えるが、これらの影響はより大きなイオン束が存在するところで最も強く感じられる。したがって、イオンビームが質量フィルタ５０およびリニアトラップ６０を通って移動する間を含め、イオンビームが質量分析計１０を通って移動する際に、影響はイオンビーム内で顕著になる。イオンがリニアトラップ６０に格納されると、これらのイオンは、空間電荷効果によって特に影響を受ける。
【００４７】
イオンは、例えば、ＲＦトラッピング電圧をオフにし、ＤＣパルスをリニアトラップ６０の１つ以上の電極に印加することによって、レンズ装置７０へ向けてリニアトラップ６０を直角に出る。イオンは、ガスのキャリーオーバーを避けるために湾曲している線に沿ってレンズ装置７０を通過し、静電トラップ８０（質量分析器としても知られている）に入る。図１Ａでは、質量分析器８０は、いわゆる「Ｏｒｂｉｔｒａｐ（登録商標）」タイプであり、分離した外側電極８２，８３および内側電極８４を含む。
【００４８】
イオンは、一連のエネルギーの短いパケットとして（各パケットが同様のｍ／ｚ比のイオンを含む）、質量分析器８０の入口に到着する。
【００４９】
イオンは、コヒーレントな束として質量分析器８０に入り、中心電極８４に向かって絞られる。そして、それらのイオンは、ｍ／ｚ比に依存する周波数で中心電極８４に沿って振動するように静電界内にトラップされる。イメージ電流が、第１外部電極８２および第２外部電極８３によって検出され、第１高調波過渡信号および第２高調波過渡信号をそれぞれ提供する。これらの２つの信号は次に差動増幅器によって処理され、過渡的なイメージ電流信号（以下過渡信号とする）を提供する。
【００５０】
したがって、過渡信号は、１つまたは複数の周期信号（または高調波スペクトル成分）の重ね合わせを含む。各周期信号は、イオンの質量対電荷（ｍ／ｚ）比によって決定されるそれぞれの特性周波数を有する質量分析器内のイオンのそれぞれのコヒーレントパケットの振動に対応する。このようにして、異なる対象の同位体に対応するイオンを同時に検出することができる。過渡信号のフーリエ変換処理により、イオンの周波数、ひいてはｍ／ｚ比を決定し、質量スペクトルを得ることができる。質量分析器８０に供給されるイオンの総数も見いだされ、そこからイオン電流を決定することができる。
【００５１】
Ｏｒｂｉｔｒａｐ型質量分析計のさらなる説明は、その全体の内容が参照することによりにより本明細書に組み込まれる、同一出願人によるＷＯ−Ａ−０２／０７８０４６で見ることができる。当然のことながら、上に概説した質量分析計１０は単に質量スペクトルがどのように生成されるかの一例として役立つものである。以下に提示される本発明の概念の実施形態では、任意の質量分析計１０によって生成される適切な質量スペクトルを使用することができる。特に、上述の質量分析計１０は、Ｏｒｂｉｔｒａｐ（登録商標）質量分析計１０であり、軌道捕捉静電的トラップを使う質量分析計１０の例であって、以下に説明する本発明の概念の実施形態は、そのような質量分析計１０に限定されない。
【００５２】
Ｏｒｂｉｔｒａｐ（登録商標）質量分析計１０は、ガスクロマトグラフィーまたは液体クロマトグラフィーシステムとのインターフェースに適している。図１Ａに示すイオン源２０は、例えば、液体クロマトグラフィーシステムにインターフェースするのに適したエレクトロスプレーイオン源でもよい。
【００５３】
別の好ましい設定では、図１Ｂに示すようなＱ  Ｅｘａｃｔｉｖｅ（登録商標）ＧＣガスクロマトグラフィー質量分析計１０を、試料ガスおよび基準ガスが接続されるＴｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（登録商標） ＣｏｎＦｌｏ ＩＶ試料参照装置に接続する。ＣｏｎＦｌｏ  IVデバイスの出力キャピラリーは、ガスクロマトグラフィー移送ラインによって質量分析計１０のイオン源２０に接続されている。この設定では、異なる試料と基準ガスを切り替えたり、ヘリウムで試料を希釈したりすることが可能である。未知の正確な同位体組成を有する試料ガスおよび異なる既知の同位体組成の基準ガスを用いて実験を行うことができる。試料は、試料と基準ガスとの間で交互に切り替えて測定される（いわゆる上記の試料／基準ブラケッティング）。基準ガス測定で数分から数時間にわたる機器のドリフトを検出することができ、それに応じて試料測定値を補正することができる。さらに他の試料導入構成を本発明の概念と共に使用することができる。例えば、実験はガスクロマトグラフィーからのピークの溶出や溶出されたピークの捕捉およびそれらの緩やかな放出、あるいは半揮発性の液体または固体を含む少量からのサンプリング蒸気のサンプリングを含むことができる。
【００５４】
上述したように、質量フィルタ５０は質量選択ウィンドウにしたがって操作される。すなわち、質量フィルタ５０が帯域通過フィルタとして機能するように、質量フィルタ５０が通過できる質量の上限と下限が設定される。図２に示すように、質量フィルタ５０の透過関数はほぼ矩形であるが、正確には矩形ではない。質量選択ウィンドウの両縁に近い質量を有するイオンが分別され、すなわちそれらは低減した透過率を有する。さらに、透過機能は平坦な上部を有さなくてもよく、均一な透過とは異なる特徴を示し、例えば使用される多極子のパラメトリック共鳴によって引き起こされる。非常に正確な同位体比を見るとき、イオンが２原子質量単位またはそれ以上だけ両端から離れているときでさえ、分別効果が顕著になる。質量選択ウィンドウの形状は、図２に示すように質量フィルタ５０を通過するイオン束の影響を受ける。ビームサイズがほぼ一定であるとき、イオン束はイオン電流に関係しており、すなわちイオン電流が高いほど、イオン束も高くなる。低イオン電流（例えば、上の曲線）では、透過関数はより矩形の形状に近似し、より鋭い両端を有する。より高いイオン電流（例えば、下の曲線）では、透過関数の形状は両端でより丸くなる。
【００５５】
いかなる理論にも制約されるものではないが、透過ウィンドウ形状のこの歪みの原因は、質量フィルタ５０自体の操作だけでなく、先行するイオン光学系（特に光学系が前述したような低速度のイオン輸送による衝突冷却を使用するＲＦ伝送装置４０）に依拠する。これは、意図せず、より高い空間電荷密度につながり、したがって質量フィルタ５０への入口で見られるイオンビームの増大したエミッタンスにつながる。一般に、数ｅＶのイオンエネルギーを有する質量フィルタ５０は、例えば、磁気セクター質量フィルタのような高エネルギーセレクターと比べて、この効果の影響をより受けやすい。また、これらの増大した空間電荷効果は、リニアトラップ６０におけるより悪い空間電荷効果を引き起こす。
【００５６】
したがって、イオン束の変化は、質量フィルタ５０の質量透過関数の変化をもたらし、これは異なる同位体に対するイオンの相対数が異なる影響を受ける可能性があることを意味する。これは、同じ試料が異なるイオン束で測定されるときに決定される同位体比の差につながる。図３Ａおよび図３Ｂは、質量フィルタ５０を通過して測定されたイオンの数に比例する任意の単位（ＮＬ）で示されるイオン電流が変化しながら（すなわち、イオン束を効果的に変化させるイオン電流を変化させながら）、同じＣＯ2試料から測定された13Ｃ、18Ｏの同位体の変化を示している。観察されたイオン電流（したがってイオン束）に対する依存性は、質量分析計１０の精度よりもかなり大きい。
【００５７】
したがって、イオン電流、よってイオン束を制御することが有益にもなりうる。例えば、 ＲＦ伝送装置４０および質量フィルタ５０を通過するイオンビーム束を一定に保つためにイオン源チューニングおよびフロントエンドイオン光学チューニング（質量フィルタ５０および／またはＲＦ伝送装置４０のような他のＲＦ伝送装置の上流側）を調整する自動利得制御（ＡＧＣ）のような機能を使用することは、その影響を補償するために使用することができる。しかしながら、実際にはイオン束を完全に制御することは困難である。その影響を例えば十分正確に考慮するため、いわゆる圧力平衡を実行する必要があり、すなわち、試料および基準は、サブパーセント範囲までの低い範囲内で強度が一致するように調節する必要がある。この技術の例は、Ｃ.  Ｒ.  ＭｃＫｉｎｎｅｙ、 Ｊ.  Ｍ.  ＭｃＣｒｅａ、 Ｓ.  Ｅｐｓｔｅｉｎ、 Ｈ.  Ａ.  ＡｌｌｅｎおよびＨ.  Ｃ.  Ｕｒｅｙによる、同位体存在比における微小差の測定のための質量分析計の改良、Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ２１、７２４（１９５０）に示されており、その全体の内容は参照により本明細書に組み込まれることになる。これは多くの測定では実用的ではなく、その性質上安定でない信号、例えば測定中に定量的に消費される低試料量用、あるいはＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析）またはＬＣ／ＭＳ（液体クロマトグラフィー質量分析）のように過渡信号用に対しては不可能である。
【００５８】
さらに、理想状態における理論では、両方の同位体の伝達が質量選択ウィンドウの中心点の両側で等しく平衡している場合、すなわち、両方の同位体が透過関数の両端に対してほぼ同じ位置にあるように、質量選択ウィンドウが対象の同位体を中心にして中心付けられるように選択される場合、測定された同位体比は変化しない、と評価されている。これは、透過関数の丸み付けが、対称でありかくして両方の同位体に等しく影響を及ぼすように、両端で等しく変形しているからである。その場合、質量フィルタ５０の透過関数がイオン束と共に変化するとき、両方の同位体の透過が等しく影響を受けて、透過関数の角の曲率が増減し、両方の同位体の透過の変化が一致するので、同位体比は変化しない。
【００５９】
したがって、本発明の概念の特徴は、質量フィルタ５０の質量選択ウィンドウが、好ましくは対象の同位体の質量の中央又は中間に中心付けられるように選択されることである。より好ましくは、質量選択ウィンドウの中心は、対象の２つの同位体の質量の間の中間である。対称的な透過関数を仮定すると、これはイオン束による透過率の変化が、両方の同位体について同じまたは非常に類似していることを意味する。同位体の中心質量に中心付けられる質量選択ウィンドウのこの特別な選択は、イオン束／電流依存性に対するロバスト性を高める。
【００６０】
図４Ａ、図４Ｂおよび図５は、この効果を示している。図４Ａおよび図４Ｂは、別々の実験においてＸｅガスについて測定した同位体比の変化を示す。これらの実験では、同位体比を測定しながらイオン電流とイオン流束を減少させるように、Ｘｅ試料ガスを高濃度から低濃度に変化させた。実験は、ｉ）重い方の同位体の質量に向かってスキューした質量フィルタ５０の質量選択ウィンドウと、ｉｉ）軽い方の同位体の質量に向かってスキューした質量選択ウィンドウとを用いた２つの方法で行った。図４Ｂは、分離範囲１２０−１２８．１のイオン電流の関数として124Ｘｅ／128Ｘｅ同位体比を示す。図４Ａは、１３３．８−１４０の分離範囲を有するイオン電流の関数として134Ｘｅ／136Ｘｅ同位体比を示す。これらの実験の間、信号強度（相対イオン束に対応する）が数桁のオーダーで変化した。測定された同位体比の変化は、対象の同位体が質量選択ウィンドウ内のどこにあるかに依存することが分かる。測定された同位体比の変化の大きさは数十パーセントである。
【００６１】
実験は、ほぼ対称的な質量選択ウィンドウ（すなわち、２つのＸｅ同位体の平均質量に中心付けられた質量選択ウィンドウ）を用いて反復され、図５は、その結果（分離範囲１２３−１３７に対するイオン電流の関数としての同位体比128Ｘｅ／132Ｘｅ）を示す。図４に示す結果と比較して、測定された同位体比の相対的変化は非常に小さい。これは、イオン束／イオン電流により測定された同位体比の変化が、質量選択ウィンドウの慎重な選択によって低減可能であることを示している。
【００６２】
しかしながら、実際には、同位体の伝達は、伝達ウィンドウの中心点の両側で完全には一致しておらず、すなわち透過関数は正確には対称ではない。どの透過関数も、わずかに歪んだ又はスキューした「ベル」よりも複雑な２次構造を示すようである。したがって、質量選択ウィンドウが選択された場合であっても、対象の２つの質量ピークの中間点を占めるような中心質量を有するように質量選択ウィンドウが選択されたとしても、イオン束が変化するとき、ある同位体の伝達は他の同位体よりもより影響を受け、決定される同位体比の変化をもたらす。
【００６３】
したがって、本発明の概念の別の特徴は、イオン電流に対する測定された同位体比の依存性を較正することである。これは、イオン電流と同位体比を測定し、次いで較正に基づいて他のイオン電流に対する同位体比に調整することを可能にする。他のイオン電流は、理想的なイオン電流であってもよく、他の同位体比を測定するために使用されたイオン電流であってもよく、任意のイオン電流であってもよい。後者の２つの例は、試料／基準ブラケッティングで有用であり、というのは、これは同一のイオン電流に対して試料および基準の同位体比を決定することを可能にし、それにより空間電荷効果によって引き起こされるイオン電流／イオン束に対する依存性を除去することができるからである。
【００６４】
標準試料についてイオン電流に対する同位体比の依存性を測定すると、図３または図４の曲線傾向と同様の曲線傾向が得られる。所与の同位体種についてのこのような曲線の傾きは、実験条件に特有のものであり、試料自体の同位体比の値とは概ね独立している。したがって、既知の同位体組成の基準は、定期的な間隔で質量分析計１０を較正するために使用することができる。そのような較正は、例えば各分析の制御要素としてのイオン源２０への検体の配送速度又は量を変えることによって、同位体比分析の一部として行うことができる。あるいは、他の機器チューニングパラメータ（四重極質量フィルタ５０によってサンプリングされる質量範囲など）、イオン電流目標（上述のＡＧＣのような電流制御を使用する場合）、Ｏｒｂｉｔｒａｐ（登録商標）の分解能が較正と分析の間で変更されない場合には、較正は分析の前や後で行なうことができる。実際には、このような較正は、数日またはそれ以上の期間、機器状態の制御不能な変化に対してロバストであることがわかる。イオン電流と同位体比値の対は、測定され、フィッティングされて、同位体比の値がイオン電流によってどのように変化するかを特徴付ける較正関係を提供する。そして、この較正関係は、分析されるべき試料のその後の測定に適用することができる。すなわち、任意の特定のイオン電流について測定された同位体比は、任意の他のイオン電流についての同位体比に調整することができる。これは、イオン電流が実質的に同じであるとき、基準から得られた測定値への直接的な比較を可能にする。したがって、イオン束の変化によって引き起こされる変化は除去される。基準の同位体比は既知であるので、さらなる補正を適用して、質量分析計１０によって導入される他の不正確さの源を取り除き、それによって試料の同位体比を補正することができる。
【００６５】
具体的には、イオン電流及び同位体比は、分析される基準又は試料から測定することができる。次いで、較正関係を決定し、そして、測定したイオン電流の同位体比を異なるイオン電流の同位体比に変換するために適用することができる。例えば、較正関係は、測定されたイオン電流について決定された測定された同位体比を、２つの測定された同位体比を直接比較することができるように、別の同位体比測定に使用されたイオン電流に対応する等価な同位体比に変換するために適用することができる。あるいは、較正関係は、測定された同位体比を、較正関係が最も正確に決定されたイオン束において観察されていた等価な同位体比に補正するために使用することができる。これは、最小の分散（例えば図５に示された線の周りの最小の分散のデータ点）を示すデータの一部に対応することができる。この補正は、測定された同位体比を同じイオン電流について決定し、そして直接比較を可能にするため（すなわち同位体比に有意に影響を及ぼすイオン束依存性の影響なしに）、試料と基準の両方から収集されたデータに対して適応することができる。
【００６６】
ＣＯ2ガスの同位体比測定の較正例を図６に示す。13Ｃ／12Ｃの比が互いに異なる２つのＣＯ2ガスを、同一の機器調整および操作条件下で分析した。測定は、ブロック１、３、５および７についてガス１が、ブロック２、４および６についてガス２が観察されるように、７つの連続した測定ブロックにわたって２つのガスの３つのブラケットされた比較から行われた。この例で、ガス１および２は、研究室内基準ＣＯ2ガスであり、共通のガス源同位体比質量分析法を用いて、13Ｃ／12Ｃおよび18Ｏ／17Ｏの比について以前に特徴付けられていた。質量フィルタ５０を用いて分析するための選択された質量範囲は、４３．５〜４５．５ａｍｕであり、両同位体が上述のように質量伝達関数の両端に対してほぼ同位置にあるように、対象の同位体を中心とするように中心付けられている。
【００６７】
各ガスの平均13Ｃ／12Ｃ比を測定し、その結果を図６に示した。全イオン電流が増加するにつれて、測定された同位体比が減少する傾向が見られる。質量フィルタ５０を用いる分析のための選択された比較的狭い質量範囲は、４３．５〜４５．５ａｍｕであり、その天然の値〜０．０１１から測定値〜０．００７への13Ｃ16Ｏ2／12Ｃ16Ｏ2比の有意な分画につながる。より正確には、各ガスについて測定された平均13Ｃ／12Ｃ比は、そのガスが観測されたすべてのブロックにわたって平均され、ガス１については０．００６６９４、ガス２については０．００６４１であることが観察された。平均のブラケットされたガス１／ガス２の差（ガス１の13Ｃ／12Ｃをガス２の13Ｃ／12Ｃで割ったもの）は、０．９５７７０６であった。これらの２つの試料についてのイオン源２０内のＣＯ2分圧は、数十パーセント異なり、高イオン源分圧（したがって高イオン束）で分析されたガス１について分画は、低イオン源分圧で分析されたガス２より極端であるという予想が導かれる。
【００６８】
この例では、各ブロックの測定された13Ｃ／12Ｃ比は、測定された同位体比を全イオン電流がゼロの等価な比値にシフトすることによって調整された。この補正形式は、補正された同位体比を、空間電荷効果が生じない理論的なイオン電流であるゼロに戻すことを効率的に見ている。データのフィッティングにより、−７．８２３×１０-13の勾配を有するように決定された図６に示す線をもたらした。これは、そのブロックで測定された13Ｃ／12Ｃ比に（７．８２３×１０-13×ＮＬ）を加えることによって補正に使用された。ＮＬは、ＮＬ値で測定されたそのブロックの平均強度全イオン電流である（ＮＬ値は任意の単位であり、質量スペクトルの最大ピークに正規化され、それゆえイオン数に比例する値を提供する）。この補正後、各ガスの観測された平均13Ｃ／12Ｃ比は、そのガスが観測されたすべてのブロックにわたって平均化されたものであり、ガス１では０．００７５５４、ガス２では０．００７４０５であり、平均ブラケッティングによるガス１／ガス２の差は０．９８０７３であった。13Ｃ／12Ｃ比における真のガス１／ガス２の差は、０．９７８２であり、補正された値の２標準誤差内および真値のショットノイズ制限誤差内である。
【００６９】
較正が実行されると、同位体比および全イオン電流のその後の測定が行われ、同位体比は、較正で見出された勾配を使って等価なゼロ全イオン電流値に調整される。
【００７０】
較正方法は、上述したＡＧＣのような電流制御および／または質量選択ウィンドウセンタリング技術と組み合わせて使用する必要はない。すなわち、試料と基準の信号強度の正確なマッチングの必要性を克服するために、同位体比のイオン電流依存性を測定し、測定された依存性の傾きを使用して、その後の測定を較正することができることが実証されている。これにより、ＡＧＣのような電流制御と質量選択ウィンドウのセンタリングを使用しなくても、測定の精度が大幅に向上する。
【００７１】
測定され補正される同位体比は、それ自体同位体比（Ｒ）であってもよく、標準デルタ表記法（δ−表記法）のように別の方法で表される同位体比であってもよい。同位体比は、一般に、軽い同位体に対する重い同位体の比（Ｒ）である。
2019049554.tif 000003
【００７２】
あるいは、同位体比は、重同位体に対する軽同位体の比とすることができる。測定された同位体比はデルタ表記（δ−表記）として計算することができ、δ−表記の値を使用して補正が行われる。同位体比質量分析（ＩＲＭＳ）から安定同位体比を報告する一般的な方法は、デルタ表記法を使用している。δ値は、既知の同位体値の基準（物質）に対する未知試料の安定同位体比であり、以下の式（１）のように計算される。
2019049554.tif 000004
【００７３】
したがって、同位体比という用語は、同位体比（Ｒ）またはδ値などの同位体比を表す値のいずれかを意味する。
【００７４】
図７は、２つの任意の工程を含む、本発明の概念の実施形態による同位体比を取得する方法を示す。
【００７５】
任意で、この方法は質量選択ウィンドウが選択される工程１００から開始することができる。すなわち、例えば図１の質量分析計１０のような質量分析器８０を充填するために使用される質量フィルタ５０の質量選択ウィンドウは、質量フィルタ５０により通過が許容されるイオンのｍ／ｚ比の下限および上限を設定するように選択される。例えば、工程１００は、対象の同位体のｍ／ｚ比を取得する工程と、対象の同位体のｍ／ｚ比を包含し、例えば上述のように、対象の同位体のｍ／ｚ比を中心とする質量選択ウィンドウを選択する工程を含む。対象の同位体のｍ／ｚ比に対して質量選択ウィンドウがどれだけ広く選択されるかについての選択がなされ得る。この選択は効果的な妥協であり、質量選択ウィンドウが広い程、質量分析器８０を満たすイオンが多くなり、空間電荷の問題を悪化させるが、ウィンドウの幅が狭いほど、前述したように対象の同位体のｍ／ｚ比が、非対称性が同位体の数に不均等に影響を及ぼす可能性のある質量移動関数の丸みを帯びた両端により近くなる。この方法は、例えば最適にプログラムされたコンピュータを使用して、質量フィルタ５０の四重極ロッド電圧、したがって質量選択ウィンドウを制御するために自動的に実施されてもよいし、手動で、例えば熟練した人間のオペレータによって実施されてもよい。
【００７６】
質量選択ウィンドウを選択する任意の工程１００は、上述の方法にしたがって実行される必要はない。質量選択ウィンドウは、固定のものでもよく、または幅が固定であって中心が選択されてもよく、または中心が固定であって幅が選択されてもよい。
【００７７】
図７は次に、図１の質量分析計１０の質量分析器８０に供給するリニアトラップ６０のような質量分析計のリニアトラップの充填中にイオン電流を制御する任意の工程２００を示しており、自動利得のような制御を使って、典型的にはリニアトラップ６０の前で静電誘導ゲートを操作することにより制御される。例えば、上述したように、リニアトラップ６０内の総イオン存在量は、例えば、イオン源のチューニングおよびフロントエンドイオン光学系のチューニングを調整し、ＲＦ伝送装置４０及び質量フィルタ５０を通過するイオンビーム束を一定に保つことによって制御される。この技術は、工程１００と組み合わせて実施されてもされなくてもよい。組み合わせて実施される場合、工程１００は、自動利得のような制御のための迅速な総イオン存在量測定値を得るために使用される初期充填中に、及び、その後の各高解像度走査において、イオントラップ６０を満たすために使用される質量選択ウィンドウを制御するために使用される。
【００７８】
工程３００では、データの収集、すなわち質量分析器（例えば、図１のものと同様の質量分析計１０の質量分析器８０）に送られたイオンからの質量スペクトルの収集を見る。上述したように、質量分析器８０を充填することは、任意の工程１００および２００のいずれか、または両方と組み合わせて実行される。
【００７９】
質量スペクトルの収集工程３００は、異なる数のイオン（例えば、異なる全イオン電流）で質量分析器８０を充填するための対象の各同位体のイオンの総数を決定する工程を含む。これは、工程２００に関して上述したように、リニアトラップ６０を充填するときにイオン電流を制御する工程と組み合わせて実行されてもよい。例えば、最適イオン電流を含み、その周りに広がる異なる全イオン電流が用いられ、イオン電流の制御が、各充填物の目標全イオン電流をより正確に達成することを可能にする。質量スペクトルは、１より多い供給源から収集することができ、例えば、上述の試料／基準ブラケッティングを用いることにより、試料および基準から収集することができる。以下でより詳細に説明されるように、異なる供給源の全てまたはいくつかについて、異なる数のイオンについて質量スペクトルを決定することができる。
【００８０】
質量スペクトルを収集する工程は、異なるｍ／ｚ値を有するイオンの存在量を決定する工程を含んでもよい。対象の同位体のｍ／ｚ値が既知であるので、各対象の同位体の存在量を決定することができる。
【００８１】
工程４００では、少なくとも１つの補正された同位体比の決定が見られる。上述したように、工程３００では、各充填の同位体比が決定されるように、対象の各同位体の存在量が決定されることが見られる。しかしながら、上述したように、各同位体比は空間電荷効果の影響を受けることがあり、これらの比は異なる全イオン電流に対して異なる影響を受ける。工程４００では、調整された同位体比が決定されるように較正に用いられる異なるイオン電流を使用して、供給源（試料または基準）について決定された同位体比が見られる。これがどのように行われるかは、図８、図９および図１０を参照して次に説明される。
【００８２】
図８は、試料の補正された同位体比を決定する工程の第１の実施形態を示す。図８の上部に破線の矢印で示すように、この方法には工程１００および／または工程２００が先行してもよい。いずれの場合でも、データは工程３００で収集される。まず、工程３１１において、測定される単一のイオン電流を用いてデータを基準から収集する。
【００８３】
計画していた実施形態では、図１の電荷検出装置９５が、イオン電流を測定するために使用される。これは、質量スペクトルが導かれるデータを質量分析器８０が取得するのと並行して行うことができる。例えば、質量分析器８０内で分析走査が取得されている間に、リニアトラップ６０の１つまたは複数の充填物が電荷検出装置９５に放出され、リニアトラップ６０に保存された電荷が測定される。この測定電荷は、リニアトラップ６０へのイオン電流、したがって質量フィルタ５０を通るイオン電流の計算を可能にする。
【００８４】
別の計画していた実施形態では、質量分析器８０がイオン電流を測定するために使用される。例えば、質量分析器８０に供給される全電荷を、質量分析器８０によって検出されたイオンの総数から得ることができる。この全電荷は、質量分析器８０へのイオン電流、したがって質量フィルタ５０を通るイオン電流の計算を可能にする。
【００８５】
次に、工程３２１において、各々測定されるイオン電流の範囲にわたって、分析される試料からデータが収集される。これらの電流は、段落の前述の対で説明されたように測定することができる。任意で、工程３１１において基準からデータを収集するために使用されるイオン電流の周りで変化するイオン電流となる実験条件を使用してもよい。
【００８６】
そして、工程３３１において、測定される単一のイオン電流を用いて基準からデータが収集される。本質的に、工程３３１は工程３１１の反復である。工程３１１、３２１および３３１は一緒になって、試料／基準ブラケッティングの一例を形成し、ここでは、試料の分析が、既知の同位体比を有する基準から得られる測定値によってブラケットされる。
【００８７】
データ収集３００が完了すると、本方法は、以下に説明するように、補正された同位体比４００を決定する工程に進む。
【００８８】
工程４００の最初の部分では、工程４１１において、平均基準同位体比および平均基準イオン電流の決定が見られる。すなわち、工程３１１で収集されたデータは、基準の同位体比を決定するために使用される。例えば、上述したように、各対象の同位体の存在量が決定される（したがって、ある同位体の存在量を他の同位体の存在量で割ることによって、同位体比が決定される）。これを工程３３１で収集されたデータについて繰り返す。そして、同位体比の対を平均して平均基準同位体比を求め、平均基準イオン電流を供給するために、工程３１１および３３１で決定した対のイオン電流の平均値を決定する。
【００８９】
次に、工程４２１において、試料から収集されたデータについて補正されていない同位体比を決定する。上記のように、各対象の同位体の存在量を決定することができる（したがって、ある同位体の存在量を他の同位体の存在量で割ることにより同位体比を決定することができる）。これは、異なる全イオン電流に対応する充填物の全部または一部にわたって実行される。したがって、測定された同位体比のセットが、異なる全イオン電流に対して決定される。
【００９０】
試料についての全イオン電流に対する測定された同位体比の変化を決定する関係を、次に工程４３１において、例えばフィッティングによって、任意の標準的な方法で決定することができる。この関係を決定する工程の一例が、全イオン電流に対する測定された同位体比の変化を示す図６のグラフの考察で理解することができる。線形関係を仮定する場合、測定された同位体比にそれぞれ対応するデータ点に対して、直線がフィッティングされ、直線の傾き又は勾配が見いだされる。データ点が非線形関係を示唆する場合には、より複雑なフィッティングを実行してもよい。
【００９１】
工程４３１で決定された勾配により、本方法は工程４４１に進むことができ、工程３２１からの既に収集されたデータを使用して、調整された試料の同位体比を得る。調整された試料の同位体比は、平均基準イオン電流と等しいイオン電流が使用されていた場合に得られたであろう試料の同位体比に相当する。例えば、測定された試料の同位体比の１つを調整のために選択することができる。この比を調整するために、その値に工程４３１で求められた勾配と全イオン電流の差（すなわち、測定された同位体比に用いられたイオン電流と平均基準イオン電流との差）との積を乗じる。これは効果的に、測定された比の値を、平均基準イオン電流で現れる比の値に調整する。これは、図６からのデータ点をとり、フィッティングされた線に沿って、その点を平均基準イオン電流を表すｘ軸値に移動させることによって予測することができる。
【００９２】
工程４４１を実施する他の方法も可能である。例えば、利用可能な全ての測定された同位体比を含む、１つ以上の測定された同位体比を使用してもよい。各々の測定された比は上記のように平均基準イオン電流に調整することができ、そしてこれらの比の平均が取られて、単一の調整された同位体比値が得られる。あるいは、データ点を平均して、測定された試料の平均同位体比および対応する試料の平均全イオン電流を得ることによって、平均を最初に得てもよい。そして、試料の平均同位体比値に、勾配と全イオン電流の差（すなわち、試料の平均イオン電流と平均基準イオン電流との間の差）との積を乗じてもよい。
【００９３】
工程４４１が完了すると、空間電荷効果による変化を除去する共通のイオン電流について、試料および基準の同位体比が決定されている。質量分析計１０内で他の効果から生じる誤差を取り除くために、さらなる補正を工程４５１で実行することができる。この補正は、基準の既知の同位体比を用いて行われ、すなわち、基準の平均同位体比と基準の既知の同位体比との間の変化が補正され、同じ補正が調整された試料の同位体比に適用される。
【００９４】
試料の補正された同位体比を決定する工程の別の実施形態を図９に示す。この実施形態では、基準と試料が効率的に逆転され、すなわち、較正方法を用いて、基準の同位体比を、試料に使用されたのと同じイオン電流を使用して得られたであろう比に調整しながら、単一のイオン電流を用いて試料からデータを収集する。
【００９５】
この方法では、前述と同様に、工程１００および／または工程２００が先行してもよい。いずれにしても、データは工程３００で収集される。まず、工程３１２において、測定される各々のイオン電流の範囲全体にわたって、基準からデータが収集される。これらの電流は、図８の実施形態に関して上述したように測定することができる。次に、工程３２２において、測定される単一のイオン電流を用いて、分析する試料からデータを収集する。この電流は、図８の実施形態に関して上述したように測定することができる。そして、工程３３２において、測定される各々のイオン電流の範囲全体にわたって、基準からデータを収集する。本質的に、工程３３２は工程３１２の反復である。
【００９６】
データ収集３００が完了すると、本方法では、以下に説明するように、補正された同位体比を決定する工程４００に進むことができる。
【００９７】
工程４００の最初の部分では、試料の同位体比および試料のイオン電流が工程４１２で決定されることを見る。すなわち、工程３２２で収集されたデータを使用して、試料の同位体比を決定する。次に、工程４２２において、基準の補正されていない同位体比を決定する。これは、工程３１２および３３２で用いられた異なる全イオン電流に対応する充填の全てまたは一部にわたって実行される。したがって、異なる全イオン電流について、測定された同位体比のセットが決定される。全イオン電流に対する測定された同位体比の変化を決定する関係は、次に、工程４３２において任意の標準的な方法で、例えば、図８の工程４３１を参照して説明したフィッティングにより決定することができる。
【００９８】
工程４３２で勾配が決定されると、本方法は工程４４２に進むことができ、工程３１２および３３２からの既に収集されたデータを使用して、基準の調整された同位体比を得ることができる。基準の調整された同位体比は、試料のイオン電流と等しいイオン電流が使用されていた場合に得られたであろう基準の同位体比に相当する。例えば、基準の測定された同位体比の１つを調整のために選択することができる。比を調整するために、その値に、工程４３２で求めた勾配と全イオン電流の差（すなわち、測定された同位体比に用いられたイオン電流と試料のイオン電流との差）との積を乗じる。これは効率的に、測定された比の値を、試料のイオン電流で現れる比の値に調整することを見る。工程４４１について上記で説明したように、工程４４２を実施する工程の他の方法も可能である。
【００９９】
工程４４２が完了すると、空間電荷効果による変化が除去された、試料および基準の同位体比が決定されている。図８の工程４５１で行われたように、質量分析計１０内の他の影響から生じる誤差を除去するために、工程４５２で更なる補正を行うことができる。
【０１００】
試料の補正された同位体比を決定する工程の他の実施形態が図１０に示される。この実施形態では、基準と試料の両方の同位体比が共通のイオン電流に調整される。
【０１０１】
この方法では、前と同様に、工程１００および／または工程２００が先行してもよい。いずれにしても、データは工程３００で収集される。まず、工程３１３において、測定される各々のイオン電流の範囲全体にわたって、基準からデータが収集される。これらの電流は、図８の実施形態に関して上述したように測定することができる。次に、工程３２３において、測定される各々のイオン電流の範囲全体にわたって、分析する試料からデータを収集する。これらの電流は、図８の実施形態に関して上述したように測定することができる。そして、工程３３３において、測定される各々のイオン電流の範囲全体にわたって、基準からデータを収集する。本質的に、工程３３３は工程３１３の反復である。
【０１０２】
データ収集３００が完了すると、本方法は、以下に説明するように、補正された同位体比を決定する工程４００に進むことができる。
【０１０３】
工程４００の最初の部分では、試料の補正されていない同位体比を工程４１３で決定することが見られる。これは、工程３１３および３３３で用いられる異なる全イオン電流に対応する充填の全部または一部にわたって実行される。したがって、試料の異なるイオン電流に対して、測定された試料の同位体比のセットが決定される。試料のイオン電流に対する試料の測定された同位体比の変化を決定する関係は、次に、工程４２３において任意の標準的な方法、例えば、図８の工程４３１を参照して説明されたようなフィッティングにより決定することができる。
【０１０４】
次に、工程４３３において、基準の補正されていない同位体比が決定される。これは、工程３１３および３３３で使用された異なる全イオン電流に対応する充填の全部または一部にわたって実行される。したがって、基準の測定された同位体比のセットは、基準の異なるイオン電流に対して決定される。基準のイオン電流に対する基準の測定された同位体比の変化を決定する関係が、工程４４３で任意の標準的な方法で、例えば、図８の工程４３１を参照して説明したようなフィッティングにより決定することができる。
【０１０５】
工程４５３において、調整されたイオン電流（すなわち、試料および基準の同位体比が調整されるイオン電流）を決定する。調整されたイオン電流は、多くの異なる方法で決定することができる。例えば、任意の値を選択することができる。この値は、工程３１３、３２３および３３３のデータ収集の間に、イオン電流の範囲内に入るように選択してもよい。あるいは、この範囲外の調整されたイオン電流を選択してもよい。ゼロの調整されたイオン電流を選択してもよい。
【０１０６】
調整されたイオン電流は任意に決定する必要はなく、計算してもよい。２つの異なる実施形態が特に検討される。
【０１０７】
第１の例では、測定データの最小変化に対応する調整されたイオン電流を決定する。この調整されたイオン電流は、以下では「最小変化」イオン電流という。
【０１０８】
第２の例では、調整されたイオン電流は、基準の既知の同位体比が得られるイオン電流に計算される。すなわち、工程４４３で見出された基準の勾配が、基準の既知の同位体比に対応するイオン電流値を決定するために使用される。この調整されたイオン電流は、以下では「既知の比」イオン電流という。
【０１０９】
工程４２３および４４３で勾配が決定され、工程４５３で調整されたイオン電流が決定されると、本方法は工程４６３に進むことができ、工程３１３、３２３および３３３からの既に収集されたデータを使用して、基準の調整された同位体比および試料の調整された同位体比の両方を得ることができる。基準および試料の調整された同位体比は、調整されたイオン電流に等しいイオン電流が使用されていた場合に得られたであろう基準および試料の同位体比に対応する。前述のように調整が行われる。例えば、基準の測定された同位体比の１つを調整のために選択することができる。比を調整するために、その値に、工程４４３で求めた勾配とイオン電流の差（すなわち、測定された同位体比に用いられたイオン電流と調整されたイオン電流との差）との積を乗じる。図８の工程４４１について上記で説明したように、工程４４２を実施する工程の他の方法が可能である。同じまたは異なる方法を使用して、試料および基準の同位体比を調整することができる。調整されたイオン電流が既知の比イオン電流であるように選択された場合、試料の調整された同位体比のみを工程４６３で決定する必要がある（基準の調整された同位体比は、基準の既知の同位体比であるので）。
【０１１０】
工程４６３が完了すると、空間電荷効果による変化を除去する共通のイオン電流について、試料および基準の同位体比が決定されている。さらに、試料または基準の同位体比の両方を補正することは、より多くのデータを使用するので、より良い結果が得られ、それにより、単に試料又は基準のための単一のイオン電流を使う場合に取り除けなかったであろうデータのノイズを取り除くことができる。
【０１１１】
図８の工程４５１で行ったように、質量分析計１０内の他の影響から生じる誤差を除去するために、工程４７３で更なる修正を行うことができる。しかし、調整されたイオン電流を既知の比イオン電流となるよう選択した場合、試料の調整された同位体比が基準の既知の同位体比と等価であるので、この最終工程４７３を省略することができる。
【０１１２】
当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の概念の範囲から逸脱することなく、上記の実施形態を変更できることを理解するであろう。
【０１１３】
図８、図９および図１０の実施形態は、試料／基準ブラケッティングの文脈に記載されている。これは、分析する試料からのデータ収集（工程３２１、３２２、３２３）が、基準からのデータ収集のより前の工程とより後の工程との間に（工程３１１、３１２、３１３および３３１、３３２、３３３）ブラケットされることが見られる。しかしながら、本発明の概念はまた、データが試料から収集される前または後にのみ、基準からデータが収集される実施形態を包含する。そして、試料および基準の同位体比は、試料または基準またはその両方の同位体比を調整することによって、共通のイオン電流について依然として比較してもよい。図８の実施形態では、基準の同位体比および基準のイオン電流を工程４１１で見つけることができる（もはや平均をとる必要はない）。図９および図１０の実施形態では、調整された同位体比は同じ方法で見つけられるが、単一のデータ収集工程で収集されたデータのみを使用して見出される。
【０１１４】
図８、図９および図１０の工程の一部の順序は変更可能であることも理解できる。明らかに、データを処理する前にデータを収集しなければならないが、処理を開始できる前に全てのデータを収集する必要はない。例えば、図８の実施形態では、基準から収集されたデータを使用する工程４１１は、工程３３１のデータ収集が完了するまで開始しなくてもよい。しかしながら、試料から収集されたデータを使用する工程４２１および４３１は、工程３２１が完了次第すぐに開始することができる。すなわち、工程４２１および４３１は、工程３３１の前または同時に実行することができる。同様に、図９の実施形態の工程４１２は、試料からのデータ収集が工程３２２で完了すると実行され、工程３３２で基準からのデータ収集の前に、またはそれと同時に実行してもよい。また、図１０の補正部分４００内の工程の順序は、変更することができ、図１０では、試料のデータは基準のデータの前に処理されるが、この順序は逆になることがある。最終的な実施例として、調整されたイオン電流がどのように選択されるか次第で、図１０の実施形態において工程４５３が実行される際に大きな柔軟性がある場合がある。例えば、完全に任意の調整されたイオン電流が選択される場合、工程４６３が開始される前のいつでも選択してもよい。実際に、調節されたイオン電流は工程３００の開始にあたってのデータ収集の数時間または数日前に選択されてもよい。  
【０１１５】
図１の質量分析計は四重極質量フィルタ５０を有するが、本発明の概念において、特に他の質量分析器を用いる質量分析計では、イオン電流によって変化する質量移動関数を有する発生イオンを誘導する他のタイプの装置を用いる質量分析計と共に使用してもよい。イオン電流によって変化する質量移動関数を有する発生イオンを誘導するこのような装置は、ガスダイナミック輸送装置、少なくとも１つのＲＦ場を有する輸送装置、少なくとも１つの静電気および／または磁場を有する輸送装置でよく、装置を一緒に機能させることを実現するサブユニットから構成することができる。そして、サブユニットはイオン電流によって変化する共通の質量移動関数を有し、発生したイオンをそれらの軌道上でイオン源から質量分析器に導く。
【０１１６】
例えば、本発明の概念は、空間電荷依存の質量移動関数（すなわち空間電荷に依存する質量バイアスを有する透過関数）を有するイオン光学装置をより一般的に含む他の機器で使うことができる。同位体比測定のための質量分析器は、軌道捕捉質量分析器を含むＯｒｂｉｔｒａｐ（登録商標）質量分析器である必要はない。例えば、本発明の概念は、同位体比質量分析に一般に使用されるタイプの磁気セクター質量分析器を含む質量分析計で使うことができる。
【０１１７】
例えば、イオン選択または質量選択装置は、四重極質量フィルタ、ウィーンフィルタ、静電フィルタ、他の多重極タイプの質量フィルタ、飛行時間型質量フィルタ、イオントラップ（線形または四重極）質量フィルタ、イオン移動度ドリフト時間または電界非対称イオン移動度などの他の物理的特性に基づいてイオン選択を実施する他の種類のフィルタ、および化学的または物理的特性に基づいてイオンを識別することができる他の任意のデバイスが含まれる。
【０１１８】
同位体比測定のための質量分析器は、軌道捕捉質量分析器を含むＯｒｂｉｔｒａｐ（登録商標）質量分析器である必要はなく、例えば、本発明の概念は、同位体比質量分析に一般的に使用されているような他の磁気部門質量分析器において使用することができる。
【０１１９】
質量分析器は、特に軌道捕捉静電トラップ質量分析器（例えばＯｒｂｉｔｒａｐ（登録商標）装置）といった静電的トラップ質量分析器、磁気セクター質量分析器、飛行時間型質量分析器、イオントラップ質量分析器、例えばイオンサイクロトロン共鳴（ＩＣＲ）質量分析器）などのフーリエ変換（ＦＴ）質量分析器、四重極質量分析器、あるいは他の軌道捕捉質量分析器（例えば、カッシーニトラップ）から選択できる。
【０１２０】
収集される質量分析データに本発明の概念による較正補正を適用することに加えて、補正は履歴データに適用することもできる。また、本発明の概念による較正補正は１つの化合物について得られ、次いで他の化合物および化合物の種類に関して使用することができる。
【０１２１】
別段の指示がない、あるいは必要でない限り、上記の例に記載された以外の順序で本方法の工程を実施してもよいことは理解されるであろう。
【図１Ａ】
2019049554.tif 000005
【図１Ｂ】
2019049554.tif 000006
【図２】
2019049554.tif 000007
【図３Ａ】
2019049554.tif 000008
【図３Ｂ】
2019049554.tif 000009
【図４Ａ】
2019049554.tif 000010
【図４Ｂ】
2019049554.tif 000011
【図５】
2019049554.tif 000012
【図６】
2019049554.tif 000013
【図７】
2019049554.tif 000014
【図８】
2019049554.tif 000015
【図９】
2019049554.tif 000016
【図１０】
2019049554.tif 000017
【外国語明細書】
2019049554000001.pdf