(57)【要約】【目的】イオンガイド６の上流に配置される質量選択性イオントラップまたは質量分析器４を含む質量分析計を提供する。【構成】イオンは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４外へ走査され、イオンガイド６内に生成または形成される１つ以上の軸方向ポテンシャル井戸により受け取られる。イオンガイド６の長さに沿って平行移動される複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位がイオンガイド６に印加されることが好ましい。イオンは、イオンガイド６の出口からパケットとして放出され、比較的高いデューティサイクルで、直交加速飛行時間質量分析器１３のドリフトまたはフライト領域へと直交加速される。【選択図】図１
2008523554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器と、
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置され、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンを受け取るように構成され、複数の電極を含む第１のイオンガイドと、
第１の動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から受け取られたイオンが、前記第１のイオンガイドの別々の領域または部分に保持され、閉じ込められ、輸送され、および／または平行移動されるように、１つ以上の電圧または１つ以上の電圧波形を前記複数の電極に印加するように構成および適合される第１の電圧手段と、
前記第１のイオンガイドの下流に配置される質量分析器とを含む質量分析計。
【請求項２】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、３Ｄ四重極もしくはポールイオントラップまたは質量分析器を含む請求項１に記載の質量分析計。
【請求項３】
前記３Ｄもしくはポールイオントラップまたは質量分析器は、リング電極と、２つの双曲エンドキャップ電極とを含む請求項２に記載の質量分析計。
【請求項４】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、２Ｄもしくはリニア四重極イオントラップまたは質量分析器を含む請求項１に記載の質量分析計。
【請求項５】
前記２Ｄもしくはリニア四重極イオントラップまたは質量分析器は、四重極ロッドセットイオントラップまたは質量分析器を含む請求項４に記載の質量分析計。
【請求項６】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、円筒型イオントラップまたは質量分析器を含む請求項１に記載の質量分析計。
【請求項７】
前記円筒型イオントラップまたは質量分析器は、円筒型電極と、１つ以上の平面エンドキャップ電極とを含む請求項６に記載の質量分析計。
【請求項８】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、キュービックイオントラップまたは質量分析器を含む請求項１に記載の質量分析計。
【請求項９】
前記キュービックイオントラップまたは質量分析器は、６つの平面電極を含む請求項８に記載の質量分析計。
【請求項１０】
３位相ＡＣまたはＲＦ電圧源をさらに含み、１対以上の対向する平面電極が、前記３位相ＡＣまたはＲＦ電圧源の３位相の１つに接続または供給される請求項９に記載の質量分析計。
【請求項１１】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内に径方向にイオンを閉じ込めるＡＣまたはＲＦ電圧手段と、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内に軸方向にイオンを閉じ込めるＤＣ電圧手段とを含む請求項１に記載の質量分析計。
【請求項１２】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、ペニングイオントラップを含む請求項１に記載の質量分析計。
【請求項１３】
前記ペニングイオントラップは、イオンが円軌跡に沿って進む際に、イオンを径方向に閉じ込める磁界手段を含む請求項１２に記載の質量分析計。
【請求項１４】
前記ペニングイオントラップは、前記ペニングイオントラップ内に軸方向にイオンを閉じ込めるＤＣ電界手段、および／またはＡＣもしくはＲＦ電界手段を含む請求項１２または１３に記載の質量分析計。
【請求項１５】
前記質量選択性イオントラップは、静電またはオービトラップ質量分析器を含む請求項１に記載の質量分析計。
【請求項１６】
前記静電またはオービトラップ質量分析器は、前記静電またはオービトラップ質量分析器内にイオンを閉じ込めるＤＣ電界手段をさらに含む請求項１５に記載の質量分析計。
【請求項１７】
前記静電またはオービトラップ質量分析器の圧力を＜１０-9ｍｂａｒに維持する手段をさらに含む請求項１５または１６に記載の質量分析計。
【請求項１８】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器に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１９】
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電圧を供給するように構成および適合される請求項１８に記載の質量分析計。
【請求項２０】
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電圧を供給するように構成および適合される請求項１８または１９に記載の質量分析計。
【請求項２１】
動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器を、（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜１．０×１０-4ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０-5ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１．０×１０-6ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１．０×１０-7ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＜１．０×１０-8ｍｂａｒ、（ｉｘ）＜１．０×１０-9ｍｂａｒ、および（ｘ）＜１．０×１０-10ｍｂａｒ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２２】
動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器を、（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２３】
動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内で、イオンはトラップされるが実質的には断片化されない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】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内で、イオンを実質的に断片化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２５】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを共鳴的にかつ／または質量選択的に排出するように構成および適合される排出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２６】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを非共鳴的にかつ／または質量選択的に排出するように構成および適合される排出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２７】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを軸方向および／または径方向に排出または出射するように構成および適合される排出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２８】
前記排出手段は、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、質量選択不安定法によりイオンを排出するために、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧の周波数および／または振幅を調整するように構成および適合される請求項２７に記載の質量分析計。
【請求項２９】
前記排出手段は、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、共鳴排出法によりイオンを排出するために、前記複数の電極にＡＣまたはＲＦ追加波形または電圧を重畳する手段をさらに含む請求項２７または２８に記載の質量分析計
【請求項３０】
前記排出手段は、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からイオンを排出するために、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器にＤＣバイアス電圧を印加する手段をさらに含む請求項２７、２８または２９に記載の質量分析計。
【請求項３１】
０〜５ｍｓ、５〜１０ｍｓ、１０〜１５ｍｓ、１５〜２０ｍｓ、２０〜２５ｍｓ、２５〜３０ｍｓ、３０〜３５ｍｓ、３５〜４０ｍｓ、４０〜４５ｍｓ、４５〜５０ｍｓ、または＞５０ｍｓ毎に１回、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へイオンをパルス状に入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３２】
前記第１のイオンガイドは、
（ｉ）多重極ロッドセットもしくはセグメント多重極ロッドセット、
（ｉｉ）イオントンネルもしくはイオンファンネル、または
（ｉｉｉ）平面、平板、もしくはメッシュ電極のスタックもしくはアレイ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３３】
前記多重極ロッドセットまたはセグメント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３２に記載の質量分析計。
【請求項３４】
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開口を有する複数の電極、または少なくとも２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、もしくは１００の電極を含み、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開口を有するか、または、サイズもしくは面積が漸進的に増加および／もしくは減少する開口を有する請求項３２に記載の質量分析計。
【請求項３５】
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寸法を有する請求項３４に記載の質量分析計。
【請求項３６】
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、一般的に使用中にイオンが進行する平面に配置される複数、または少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、もしくは２０の平面、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、一般的に使用中にイオンが進行する平面に配置される請求項３２に記載の質量分析計。
【請求項３７】
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３６に記載の質量分析計。
【請求項３８】
前記第１のイオンガイドは、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先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項３９】
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するために、前記第１のイオンガイドを形成する電極に、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位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するために、前記第１の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先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項４１】
前記第１のイオンガイドは、（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】
前記第１のイオンガイドは、前記第１のイオンガイド内に径方向にイオンを閉じ込めるために、前記第１の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先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項４３】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記第１のイオンガイドの前記複数の電極に、（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電圧を供給するように構成および適合される請求項４２に記載の質量分析計。
【請求項４４】
前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記第１のイオンガイドの前記複数の電極に、（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電圧を供給するように構成および適合される請求項４２または４３に記載の質量分析計。
【請求項４５】
１〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜６００、６００〜７００、７００〜８００、８００〜９００、または９００〜１０００の範囲にある質量電荷比を有する一価イオンが前記第１のイオンガイドを通過する、ドリフトまたは通過時間が（ｉ）０〜１０μｓ、（ｉｉ）１０〜２０μｓ、（ｉｉｉ）２０〜３０μｓ、（ｉｖ）３０〜４０μｓ、（ｖ）４０〜５０μｓ、（ｖｉ）５０〜６０μｓ、（ｖｉｉ）６０〜７０μｓ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０μｓ、（ｉｘ）８０〜９０μｓ、（ｘ）９０〜１００μｓ、（ｘｉ）１００〜１１０μｓ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０μｓ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０μｓ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０μｓ、（ｘｖ）１４０〜１５０μｓ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０μｓ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０μｓ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０μｓ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０μｓ、（ｘｘ）１９０〜２００μｓ、（ｘｘｉ）２００〜２１０μｓ、（ｘｘｉｉ）２１０〜２２０μｓ、（ｘｘｉｉｉ）２２０〜２３０μｓ、（ｘｘｉｖ）２３０〜２４０μｓ、（ｘｘｖ）２４０〜２５０μｓ、（ｘｘｖｉ）２５０〜２６０μｓ、（ｘｘｖｉｉ）２６０〜２７０μｓ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７０〜２８０μｓ、（ｘｘｉｘ）２８０〜２９０μｓ、（ｘｘｘ）２９０〜３００μｓ、および（ｘｘｘｉ）＞３００μｓの範囲にあ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４６】
前記第１のイオンガイドの少なくとも一部分を、（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先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項４７】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンを、前記第１のイオンガイドへと加速するように構成および適合される加速手段をさらに含み、第２の動作モードにおいて、前記イオンの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、前記第１のイオンガイドに入ると断片化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４８】
前記加速手段は、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンが前記第１のイオンガイドへと移送される際に、イオンの運動エネルギーを漸進的に変化または増加させ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】
前記加速手段は、電位差が維持される領域を含み、前記電位差は、時間とともに漸進的に変化または増加する請求項４７または４８に記載の質量分析計。
【請求項５０】
前記第１のイオンガイドに入るとイオンが実質的に断片化される高断片化動作モードと、前記第１のイオンガイドに入ると、イオンが実質的にほとんどまたは全く断片化されない低断片化動作モードとの間で、前記第１のイオンガイドに入る前にイオンが通過する電位差の切り替えまたは反復的な切り替えを行う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請求項４７、４８、および４９のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５１】
前記高断片化動作モードにおいて、前記第１のイオンガイドに入るイオンは、（ｉ）≧１０Ｖ、（ｉｉ）≧２０Ｖ、（ｉｉｉ）≧３０Ｖ、（ｉｖ）≧４０Ｖ、（ｖ）≧５０Ｖ、（ｖｉ）≧６０Ｖ、（ｖｉｉ）≧７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）≧８０Ｖ、（ｉｘ）≧９０Ｖ、（ｘ）≧１００Ｖ、（ｘｉ）≧１１０Ｖ、（ｘｉｉ）≧１２０Ｖ、（ｘｉｉｉ）≧１３０Ｖ、（ｘｉｖ）≧１４０Ｖ、（ｘｖ）≧１５０Ｖ、（ｘｖｉ）≧１６０Ｖ、（ｘｖｉｉ）≧１７０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）≧１８０Ｖ、（ｘｉｘ）≧１９０Ｖ、および（ｘｘ）≧２００Ｖからなる群から選択される電位差により加速される請求項５０に記載の質量分析計。
【請求項５２】
前記低断片化動作モードにおいて、前記第１のイオンガイドに入るイオンは、（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電位差により加速される請求項５０または５１に記載の質量分析計。
【請求項５３】
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毎に少なくとも１回、前記第１のイオンガイドを前記高断片化動作モードと前記低断片化動作モードとの間で切替えるように構成および適合される請求項５０、５１、および５２のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５４】
前記第１のイオンガイドは、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンビームを受け取り、任意の特定の時間に前記第１のイオンガイドに少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０の別々のイオンのグループまたはパケットが閉じ込められ、かつ／または分離されるように前記イオンビームを変換または分割するように構成および適合され、各イオンのグループまたはパケットは、前記第１のイオンガイドに形成される別々の軸方向ポテンシャル井戸に別々に閉じ込められ、かつ／または分離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５５】
前記第１のイオンガイドに閉じ込められ、かつ／または分離される前記イオンのグループまたはパケットのそれぞれにおけるイオンの平均質量電荷比は、時間とともに漸進的に増加または減少し、かつ／または第１のイオンガイドの出口領域から前記第１のイオンガイドの入口領域へ向かって漸進的に増加または減少する請求項５４に記載の質量分析計。
【請求項５６】
前記第１の電圧手段は、前記第１のイオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に同時に平行移動される少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０の別々の軸方向ポテンシャル井戸を生成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５７】
前記第１のイオンガイドは、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンを保持、閉じ込め、および／または分割し、かつ、（ｉ）前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からイオンが出てくる順序および／または忠実度を実質的に維持しながら、かつ／または（ｉｉ）前記第１のイオンガイドに沿って１つ以上のイオンのグループまたはパケットが平行移動する際に、イオンの組成を実質的に維持しながら前記第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、１つ以上のイオンのグループまたはパケットのイオンを平行移動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５８】
前記第１のイオンガイドは、前記第１のイオンガイド内で、イオンの運動エネルギーを、衝突により冷却化、実質的に熱中性子化、または実質的に減少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５９】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器の上流に配置されるイオントラップ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６０】
前記イオントラップは、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へ、反復的にイオンをパルス状に入れるように構成および適合される請求項５９に記載の質量分析計。
【請求項６１】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器の上流に配置される第２のイオンガイド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６２】
前記第２のイオンガイドは、
（ｉ）多重極ロッドセットもしくはセグメント多重極ロッドセット、
（ｉｉ）イオントンネルもしくはイオンファンネル、または
（ｉｉｉ）平面、平板、もしくはメッシュ電極のスタックもしくはアレイを含む請求項６１に記載の質量分析計。
【請求項６３】
前記第２のイオンガイドは、（ｉ）前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器のサイクル時間または走査時間に実質的に対応する、または（ｉｉ）前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器のサイクル時間または走査時間と実質的に異なるサイクル時間を有する請求項６１または６２に記載の質量分析計。
【請求項６４】
動作モードにおいて、前記第２のイオンガイドは、前記第２のイオンガイドの出口寄り、出口近傍、または実質的に出口に位置するイオントラップ領域にイオンをトラップ、保持、または蓄積するように構成および適合される請求項６１、６２、および６３のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項６５】
イオンが、前記第２のイオンガイドの前記イオントラップ領域から周期的に放出され、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器へと渡され、移送され、または排出される請求項６４に記載の質量分析計。
【請求項６６】
前記第２のイオンガイドの少なくとも一部分を、（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６１〜６５のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項６７】
少なくともいくつかのイオンが、前記第２のイオンガイドに入ると断片化されるように、前記第２のイオンガイド内へイオンを加速するように構成および適合される加速手段をさらに含む請求項６１〜６６のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項６８】
前記イオンが実質的に最適に断片化されるように、前記第２のイオンガイドに入る前にイオンのエネルギーを最適化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６７に記載の質量分析計。
【請求項６９】
前記第２のイオンガイドに入るとイオンが実質的に断片化される第１の動作モードと、前記第２のイオンガイドに入るとイオンが実質的にほとんどまたは全く断片化されない第２の動作モードとの間で、前記第２のイオンガイドに入る前にイオンが通過する電位差の切り替えまたは反復的な切り替えを行う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請求項６７または６８に記載の質量分析計。
【請求項７０】
前記第１の動作モードにおいて、前記第２のイオンガイドに入るイオンは、（ｉ）≧１０Ｖ、（ｉｉ）≧２０Ｖ、（ｉｉｉ）≧３０Ｖ、（ｉｖ）≧４０Ｖ、（ｖ）≧５０Ｖ、（ｖｉ）≧６０Ｖ、（ｖｉｉ）≧７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）≧８０Ｖ、（ｉｘ）≧９０Ｖ、（ｘ）≧１００Ｖ、（ｘｉ）≧１１０Ｖ、（ｘｉｉ）≧１２０Ｖ、（ｘｉｉｉ）≧１３０Ｖ、（ｘｉｖ）≧１４０Ｖ、（ｘｖ）≧１５０Ｖ、（ｘｖｉ）≧１６０Ｖ、（ｘｖｉｉ）≧１７０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）≧１８０Ｖ、（ｘｉｘ）≧１９０Ｖ、および（ｘｘ）≧２００Ｖからなる群から選択される電位差により加速される請求項６９に記載の質量分析計。
【請求項７１】
前記第２の動作モードにおいて、前記第２のイオンガイドに入るイオンは、（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電位差により加速される請求項６９または７０に記載の質量分析計。
【請求項７２】
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毎に少なくとも１回、第２のイオンガイドを第１の動作モードと第２の動作モードとの間で切替えるように構成および適合される請求項６９、７０および７１のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項７３】
ガスまたは他の分子との衝突または衝撃による衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によりイオンを断片化するフラグメンテーションまたは衝突セル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７４】
（ｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｉｉ）電子移動解離フラグメンテーション装置、（ｉｉｉ）電子捕獲解離フラグメンテーション装置、（ｉｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーション装置、（ｖ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｖｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーション装置、（ｖｉｉ）赤外放射誘起解離装置、（ｖｉｉｉ）紫外放射誘起解離装置、（ｉｘ）ノズル−スキマー間インターフェースフラグメンテーション装置、（ｘ）イオン源フラグメンテーション装置、（ｘｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（ｘｉｉ）熱または温度源フラグメンテーション装置、（ｘｉｉｉ）電場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｉｖ）磁場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーション装置、（ｘｖｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉｉ）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（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装置、（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装置、（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装置、（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−イオン反応装置、（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−分子反応装置、（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−原子反応装置、（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装置、（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装置、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装置からなる群から選択される衝突、フラグメンテーション、または反応装置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７５】
前記第２のイオンガイドの上流および／または下流に配置される、質量フィルタ、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、または扇形磁場質量フィルタもしくは質量分析器をさらに含む請求項６１〜７４のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項７６】
前記第１のイオンガイドと前記質量分析器との間に配置される、移動装置、アインツェルレンズ、またはイオン光学レンズ装置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７７】
イオン源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７８】
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）シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「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７７に記載の質量分析計。
【請求項７９】
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７７または７８に記載の質量分析計。
【請求項８０】
前記質量分析器は、飛行時間質量分析器、または軸方向もしくは直交加速飛行時間質量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８１】
前記質量分析器は、押出しおよび／または引き込み電極を含み、イオンが前記第１のイオンガイドから前記飛行時間質量分析器内へ最初のタイミングで放出され、前記押出しおよび／または引き込み電極の付近の領域に到達し、次いで、前記押出しおよび／または引き込み電極が、前記最初のタイミングに続く遅延時間後、電圧印加される請求項８０に記載の質量分析計。
【請求項８２】
前記質量分析器は、前記遅延時間が漸進的に変化、増加、または減少するように構成および適合される請求項８１に記載の質量分析計。
【請求項８３】
前記遅延時間は、所望の荷電状態を有するイオンは実質的に直交加速され、不必要な荷電状態を有するイオンは実質的に直交加速されないように設定され、前記所望の荷電状態および／または前記不必要な荷電状態は、（ｉ）一価イオン、（ｉｉ）二価イオン、（ｉｉｉ）三価イオン、（ｉｖ）四価イオン、（ｖ）五価イオン、（ｖｉ）５よりも大きい価数のイオン、および（ｖｉｉ）多価イオンからなる群から選択される請求項８１または８２に記載の質量分析計。
【請求項８４】
第１の複数のイオンが前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へパルス状に入れられ、第２の複数のイオンが前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へパルス状に入れられる前に、前記押出しおよび／または引き込み電極は、少なくともｘ回電圧印加され、ｘは、（ｉ）１、（ｉｉ）２〜１０、（ｉｉｉ）１０〜２０、（ｉｖ）２０〜３０、（ｖ）３０〜４０、（ｖｉ）４０〜５０、（ｖｉｉｉ）５０〜６０、（ｉｘ）６０〜７０、（ｘ）７０〜８０、（ｘｉ）８０〜９０、（ｘｉｉ）９０〜１００、（ｘｉｉｉ）１００〜１１０、（ｘｉｖ）１１０〜１２０、（ｘｖ）１２０〜１３０、（ｘｖｉ）１３０〜１４０、（ｘｖｉｉ）１４０〜１５０、（ｘｖｉｉｉ）１５０〜１６０、（ｘｉｘ）１６０〜１７０、（ｘｘ）１７０〜１８０、（ｘｘｉ）１８０〜１９０、（ｘｘｉｉ）１９０〜２００、（ｘｘｉｉｉ）２００〜２１０、（ｘｘｉｖ）２１０〜２２０、（ｘｘｖ）２２０〜２３０、（ｘｘｖｉ）２３０〜２４０、（ｘｘｖｉｉ）２４０〜２５０、および（ｘｘｖｉｉｉ）＞２５０からなる群から選択される請求項８１、８２、または８３に記載の質量分析計。
【請求項８５】
前記押出しおよび／または引き込み電極は、０〜１０μｓ、１０〜２０μｓ、２０〜３０μｓ、３０〜４０μｓ、４０〜５０μｓ、５０〜６０μｓ、６０〜７０μｓ、７０〜８０μｓ、８０〜９０μｓ、９０〜１００μｓ、１００〜１１０μｓ、１１０〜１２０μｓ、１２０〜１３０μｓ、１３０〜１４０μｓ、１４０〜１５０μｓ、１５０〜１６０μｓ、１６０〜１７０μｓ、１７０〜１８０μｓ、１８０〜１９０μｓ、１９０〜２００μｓ、２００〜２１０μｓ、２１０〜２２０μｓ、２２０〜２３０μｓ、２３０〜２４０μｓ、２４０〜２５０μｓ、２５０〜２６０μｓ、２６０〜２７０μｓ、２７０〜２８０μｓ、２８０〜２９０μｓ、２９０〜３００μｓ、または＞３００μｓ毎に１回、電圧印加される請求項８１〜８４のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項８６】
前記押出しおよび／または引き込み電極は、前記第１のイオンガイドからイオンが出射、または、そうでなければ排出されるように、前記第１のイオンガイドの端部へ平行移動される１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または＞２０の軸方向ポテンシャル井戸毎に、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または＞２０回電圧印加される請求項８１〜８５のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項８７】
第１の複数のイオンが前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へパルス状に入れられ、第２の複数のイオンが前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へパルス状に入れられる前に、少なくともｙの別々の軸方向ポテンシャル井戸が、前記第１のイオンガイド内に生成もしくは形成、および／または前記第１のイオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部分に沿って平行移動され、ｙは、（ｉ）１、（ｉｉ）２〜１０、（ｉｉｉ）１０〜２０、（ｉｖ）２０〜３０、（ｖ）３０〜４０、（ｖｉ）４０〜５０、（ｖｉｉｉ）５０〜６０、（ｉｘ）６０〜７０、（ｘ）７０〜８０、（ｘｉ）８０〜９０、（ｘｉｉ）９０〜１００、（ｘｉｉｉ）１００〜１１０、（ｘｉｖ）１１０〜１２０、（ｘｖ）１２０〜１３０、（ｘｖｉ）１３０〜１４０、（ｘｖｉｉ）１４０〜１５０、（ｘｖｉｉｉ）１５０〜１６０、（ｘｉｘ）１６０〜１７０、（ｘｘ）１７０〜１８０、（ｘｘｉ）１８０〜１９０、（ｘｘｉｉ）１９０〜２００、（ｘｘｉｉｉ）２００〜２１０、（ｘｘｉｖ）２１０〜２２０、（ｘｘｖ）２２０〜２３０、（ｘｘｖｉ）２３０〜２４０、（ｘｘｖｉｉ）２４０〜２５０、および（ｘｘｖｉｉｉ）＞２５０からなる群から選択される先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項８８】
前記質量分析器は、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２Ｄまたはリニア四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析器、（ｖ）イオントラップ質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ質量分析器、（ｘ）フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析器、および（ｘｉ）フーリエ変換質量分析器からなる群から選択される請求項１〜７９のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項８９】
（ｉ）一価イオン、（ｉｉ）二価イオン、（ｉｉｉ）三価イオン、（ｉｖ）四価イオン、（ｖ）五価イオン、（ｖｉ）５よりも大きい価数のイオン、および（ｖｉｉ）多価イオンに関する質量スペクトルデータを含む質量スペクトルが生成されるように、前記質量分析器により得られた質量スペクトルデータをフィルタするように構成および適合される処理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９０】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、質量選択的にイオンを排出する工程と、
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンを、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置され、複数の電極を含む第１のイオンガイドで受け取る工程と、
第１の動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から受け取られたイオンが、前記第１のイオンガイドの別々の領域または部分に保持され、閉じ込められ、輸送され、および／または平行移動されるように、１つ以上の電圧または１つ以上の電圧波形を、前記第１のイオンガイドの前記電極に印加する工程と、
前記第１のイオンガイドの下流に質量分析器を備える工程とを含む質量分析方法。
【請求項９１】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置されるイオンガイドを含み、前記イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、使用中に、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形が前記イオンガイドに印加される質量分析計。
【請求項９２】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置されるイオンガイドを含み、前記イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、使用中に、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧が前記イオンガイドに印加される質量分析計。
【請求項９３】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置されるイオンガイドを含み、使用中に、複数の軸方向ポテンシャル井戸が、前記イオンガイドに生成され、かつ／または前記イオンガイドに沿って平行移動される質量分析計。
【請求項９４】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流にイオンガイドを備える工程と、
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、
前記イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形を前記イオンガイドに印加する工程とを含む質量分析方法。
【請求項９５】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流にイオンガイドを備える工程と、
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、
前記イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を前記イオンガイドに印加する工程とを含む質量分析方法。
【請求項９６】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流にイオンガイドを備える工程と、
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、
前記イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成し、かつ／または前記イオンガイドに沿って複数の軸方向ポテンシャル井戸が平行移動する工程とを含む質量分析方法。
【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方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほぼ同一のエネルギーを有するイオンを直交加速場が周期的に印加される空間を通過させる直交加速飛行時間質量分析器が知られている。直交加速領域の長さ、イオンのエネルギー、および直交加速場の印加頻度により、飛行時間質量分析器における分析のためにイオンをサンプリングするサンプリングデューティサイクル（ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ）が決定される。ほぼ同一のエネルギーを有するものの質量電荷比が異なるイオンは、異なる速度を有するため、異なるサンプリングデューティサイクルを有することとなる。
【０００３】
連続したイオンビームとともに用いられる場合の従来の設計による直交加速飛行時間質量分析器の最大イオンサンプリングデューティサイクルは、典型的には約２０〜２５％である。これは、最大質量電荷比を有するイオンにのみ当てはまり、より低い質量電荷比を有するイオンに対するイオンサンプリングデューティサイクルはより低くなる。最大質量電荷比を有するイオンの質量電荷比をｍｏ、これらのイオンに対するサンプリングデューティサイクルをＤｃｏとすると、質量電荷比ｍを有するイオンに対するサンプリングデューティサイクルＤｃは、以下のようになる。
【０００４】
【数１】
2008523554.tif 000003
【０００５】
平均サンプリングデューティサイクルは、最大サンプリングデューティサイクルＤｃｏの２／３に等しいことがわかる。よって、最大サンプリングデューティサイクルが２２．５％の場合、平均サンプリングデューティサイクルは１５％となる。
【０００６】
イオンが、直交加速飛行時間質量分析器の上流でイオントラップに保持され、連続して流されるのではなく一連のパケットとして質量分析器内へ放出される場合、押出し電極（ｐｕｓｈｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の電圧印加は、イオンの各パケットの放出と同期させることが可能である。しかし、同一のエネルギーを有するものの質量電荷比が異なるイオンは、異なる速度で質量分析器に入る。よって、質量電荷比が異なるイオンは押出し電極に隣接する直交加速領域に異なる時間に到達する。イオンの放出と、その後の押出し電極への電圧印加との間の遅延時間により、直交加速され、質量分析器の直交加速ドリフト領域へと移送されるイオンの質量電荷比が決定される。これらのイオンに対しては、デューティサイクルを実質的に１００％まで向上できる。しかし、他の質量電荷比を有するイオンは、押出し電極が電圧印加される際に押出し電極に隣接するように構成されてないため、これらのイオンに対するサンプリング効率は低くなる。質量電荷比がまったく異なるイオンのサンプリング効率はゼロとなることもある。
【０００７】
他の手法として、３Ｄ四重極またはポールイオントラップ等の質量選択性イオントラップにイオンをトラップおよび保持する手法がある。このようなイオントラップは、選択された質量電荷比または質量電荷比の範囲を有するイオンのみを質量選択性イオントラップから排出するように作動させうる。従って、質量電荷比の範囲が比較的狭いイオンをイオントラップから排出する構成が可能となる。イオントラップからのイオンパケットの排出と押出し電極の電圧印加との間の遅延時間は、イオントラップから放出されるイオンの質量電荷比の範囲に必要な時間に設定可能である。他の質量電荷比を有するイオンは、イオントラップ内に保持され、イオントラップから放出されるイオンの後続パケットとして放出されることが可能である。各サイクルで、異なる質量電荷比の範囲を有するイオンをイオントラップから放出可能であり、それぞれの質量電荷比の範囲に対して適切な遅延時間を設定可能である。最終的に、イオントラップ内の全てのイオンを放出し、質量分析することができる。
【０００８】
２つの異なる方法により四重極イオントラップを走査して質量選択的にイオンを排出する。１つ目は、ＲＦ電圧およびＤＣ電圧のいずれかまたは両方を走査して、安定イオン運動のレジーム（ｒｅｇｉｍｅｓ）から不安定イオン運動のレジームへとイオンを順次動かすものである。これは、質量選択不安定法（ｍａｓｓ−ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｉｎｓｔａｂｉｌｔｙ）として知られている。２つ目は、補助ＡＣ電圧（ティックル電圧（ｔｉｃｋｌｅ  ｖｏｌｔａｇｅ））を四重極イオントラップのエンドキャップに印加して、特定の質量電荷比値を有するイオンを共鳴的に励起し最終的には排出するものである。これは、共鳴排出法（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｅｊｅｃｔｉｏｎ）として知られている。ＡＣティックル電圧のＲＦ電圧または周波数を走査して、異なる質量電荷比を有するイオンを順次排出することができる。
【０００９】
質量電荷比における降順の走査は非常に迅速に行うことが望ましい。質量選択不安定法を用いて、逆の順序で軸方向にイオンを放出するには、イオンが安定領域のβｚ＝０境界を順次横切るように走査を行うことが必要である。これは、イオントラップの中央リングとエンドキャップとの間に逆のＤＣ電圧を漸進的に印加すること、またはＤＣ電圧およびＲＦ電圧の両方を走査することによって実現可能となる。
【００１０】
質量電荷比の逆の順序でイオンを排出する他の方法として、イオントラップのエンドキャップ間に小さいＤＣダイポール（ＤＣ  ｄｉｐｏｌｅ）を印加する方法がある。βｚ値が最小となるイオンは、負キャップへと移される。この電圧が増加するのに伴って、比較的高い質量電荷比を有するイオンが最初に、次いで、比較的低い質量電荷比を有するイオンが排出される。この方法は、イオンを１つの軸方向のみに排出するという利点を有する。共鳴排出法を用いて、質量電荷比の逆の順序でイオンを排出してもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の公知の構成では、比較的高いエネルギーおよび比較的大きいエネルギー拡散（ｓｐｒｅａｄ）で、四重極イオントラップからイオンが共鳴的に排出されてしまう。イオンのエネルギーおよびエネルギー拡散は、走査の正確な方法によっては、数十電子ボルトから数百電子ボルトにまでなる場合がある。さらに、イオンのエネルギーおよびエネルギー拡散は、走査の方法によっては、質量電荷比とともに変化する。
【００１２】
全てのイオンが直交加速領域にほぼ同一のエネルギーで到達することが望ましいため、上記公知の手法には問題があることが理解されるだろう。
【００１３】
よい質量分解能を実現するためには、直交加速飛行時間分析器の直交加速領域を通過する際に、イオンビームがきちんと平行となることが望ましい。四重極イオントラップから排出されるイオンは、比較的大きいエネルギーおよび比較的大きいエネルギー拡散を有するため、イオンビームを狭く平行にするには、従来、これらイオンのかなりの割合を排除することが通常必要であった。このことにより、感度が低下する。
【００１４】
改良された質量分析計を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一の態様によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器と、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置され、質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンを受け取るように構成され、複数の電極を含む第１のイオンガイドと、
第１の動作モードにおいて、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から受け取られたイオンが、第１のイオンガイドの別々の領域または部分に保持され、閉じ込められ、輸送され、および／または平行移動されるように、１つ以上の電圧または１つ以上の電圧波形を、複数の電極に印加するように構成および適合される第１の電圧手段と、
第１のイオンガイドの下流に配置される質量分析器とを含む質量分析計が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
一の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、３Ｄ四重極もしくはポールイオントラップまたは質量分析器を含んでもよい。３Ｄもしくはポールイオントラップまたは質量分析器は、リング電極と、２つの双曲（ｈｙｐｅｒｂｏｌｉｃ）エンドキャップ電極とを含むことが好ましい。
【００１７】
他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、２Ｄもしくはリニア四重極イオントラップまたは質量分析器を含んでもよい。２Ｄもしくはリニア四重極イオントラップまたは質量分析器は、四重極ロッドセットイオントラップまたは質量分析器を含むことが好ましい。
【００１８】
他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、円筒型イオントラップまたは質量分析器を含むことが好ましい。円筒型イオントラップまたは質量分析器は、円筒型電極と、１つ以上の平面エンドキャップ電極を含むことが好ましい。
【００１９】
他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、キュービック（ｃｕｂｉｃ）イオントラップまたは質量分析器を含むことが好ましい。キュービックイオントラップまたは質量分析器は、６つの平面電極を含むことが好ましい。イオントラップまたは質量分析器は、３位相ＡＣまたはＲＦ電圧源をさらに含み、１対以上の対向する平面電極が、３位相ＡＣまたはＲＦ電圧源の３位相の１つに接続または供給されることが好ましい。
【００２０】
他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器内に径方向にイオンを閉じ込めるＡＣまたはＲＦ電圧手段と、質量選択性イオントラップまたは質量分析器内に軸方向にイオンを閉じ込めるＤＣ電圧手段とを含む。
【００２１】
他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、ペニング（Ｐｅｎｎｉｎｇ）イオントラップを含む。ペニングイオントラップは、イオンが円軌跡に沿って進む際に、イオンを径方向に閉じ込める磁界手段を含むことが好ましい。ペニングイオントラップは、ペニングイオントラップ内に軸方向にイオンを閉じ込めるＤＣ電界手段、および／またはＡＣもしくはＲＦ電界手段をさらに含むことが好ましい。
【００２２】
他の実施形態によると、質量選択性イオントラップは、静電またはオービトラップ（ｏｒｂｉｔｒａｐ）質量分析器を含む。静電またはオービトラップ質量分析器は、静電またはオービトラップ質量分析器内にイオンを閉じ込めるＤＣ電界手段をさらに含むことが好ましい。静電またはオービトラップ質量分析器は、静電またはオービトラップ質量分析器の圧力を＜１０-9ｍｂａｒに維持する手段をさらに含むことが好ましい。
【００２３】
一の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器に、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電圧手段が提供される。ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）、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電圧を供給するように構成および適合されることが好ましい。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電圧を供給するように構成および適合されることが好ましい。
【００２４】
一の実施形態によると、動作モードにおいて、質量選択性イオントラップまたは質量分析器を、（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜１．０×１０-4ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０-5ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１．０×１０-6ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１．０×１０-7ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＜１．０×１０-8ｍｂａｒ、（ｉｘ）＜１．０×１０-9ｍｂａｒ、および（ｘ）＜１．０×１０-10ｍｂａｒ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提供される。
【００２５】
一の実施形態によると、動作モードにおいて、質量選択性イオントラップまたは質量分析器を、（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提供される。
【００２６】
動作モードにおいて、質量選択性イオントラップまたは質量分析器内で、イオンはトラップされるが実質的には断片化されないことが好ましい。
【００２７】
他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器内で、イオンを実質的に断片化するように構成および適合される手段が提供されてもよい。
【００２８】
質量分析計は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを共鳴的にかつ／または質量選択的に排出するように構成および適合される排出手段をさらに含むことが好ましい。
【００２９】
質量分析計は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを非共鳴的にかつ／または質量選択的に排出するように構成および適合される排出手段を含んでもよい。
【００３０】
質量分析計は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを軸方向および／または径方向に排出または出射するように構成および適合される排出手段をさらに含むことが好ましい。
【００３１】
排出手段は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、質量選択不安定法によりイオンを排出するために、質量選択性イオントラップまたは質量分析器に印加されるＡＣまたはＲＦ電圧の周波数および／または振幅を調整するように構成および適合されてもよい。
【００３２】
排出手段は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、共鳴排出法によりイオンを排出するために、複数の電極にＡＣまたはＲＦ追加波形または電圧を重畳する手段をさらに含んでもよい。
【００３３】
排出手段は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器からイオンを排出するために、質量選択性イオントラップまたは質量分析器にＤＣバイアス電圧を印加する手段をさらに含んでもよい。
【００３４】
質量分析計は、０〜５ｍｓ、５〜１０ｍｓ、１０〜１５ｍｓ、１５〜２０ｍｓ、２０〜２５ｍｓ、２５〜３０ｍｓ、３０〜３５ｍｓ、３５〜４０ｍｓ、４０〜４５ｍｓ、４５〜５０ｍｓ、または＞５０ｍｓ毎に１回、質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へイオンをパルス状に入れる手段をさらに含むことが好ましい。
【００３５】
本発明の一実施形態によると、第１のイオンガイドは、
（ｉ）多重極ロッドセットもしくはセグメント（ｓｅｇｅｍｅｎｔｅｄ）多重極ロッドセット、
（ｉｉ）イオントンネルもしくはイオンファンネル、または
（ｉｉｉ）平面、平板、もしくはメッシュ電極のスタックもしくはアレイとを含むことが好ましい。
【００３６】
一の実施形態によると、質量分析計は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の上流に配置される第２のイオンガイドをさらに含むことが好ましい。
【００３７】
第２のイオンガイドは、
（ｉ）多重極ロッドセットもしくはセグメント多重極ロッドセット、
（ｉｉ）イオントンネルもしくはイオンファンネル、または
（ｉｉｉ）平面、平板、もしくはメッシュ電極のスタックもしくはアレイとを含むことが好ましい。
【００３８】
第１および／または第２のイオンガイドの多重極ロッドセットまたはセグメント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とを含んでもよい。
【００３９】
第１および／または第２のイオンガイドの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開口を有する複数の電極、または少なくとも２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、もしくは１００の電極を含み、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開口を有するか、または、サイズもしくは面積が漸進的に増加および／もしくは減少する開口を有してもよい。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寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）を有することが好ましい。
【００４０】
一の実施形態によると、第１および／または第２のイオンガイドの平面、平板、またはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、一般的に使用中にイオンが進行する平面に配置される複数、または少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、もしくは２０の平面、平板、またはメッシュ電極を含み、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、一般的に使用中にイオンが進行する平面に配置されてもよい。
【００４１】
質量分析計は、第１および／または第２のイオンガイドの複数の平面、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ことが好ましい。
【００４２】
第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、複数の軸方向セグメント（ａｘｉａｌ  ｓｅｇｍｅｎｔ）、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ことが好ましい。
【００４３】
質量分析計は、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの軸方向長さ（ａｘｉａｌ  ｌｅｎｇｔｈ）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するために、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドを形成する電極に、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位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ことが好ましい。
【００４４】
質量分析計は、第１のイオンガイドおよび／または第２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するために、第１のイオンガイドおよび／または第２の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電圧手段を含んでもよい。
【００４５】
一の実施形態によると、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、（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してもよい。
【００４６】
第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイド内に径方向にイオンを閉じ込めるために、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの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ことが好ましい。
【００４７】
ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの複数の電極に、（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電圧を供給するように構成および適合されることが好ましい。ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドの複数の電極に、（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電圧を供給するように構成および適合されることが好ましい。
【００４８】
一の実施形態によると、１〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜６００、６００〜７００、７００〜８００、８００〜９００、または９００〜１０００の範囲にある質量電荷比を有する一価イオンは、第１のイオンガイドおよび／または第２のイオンガイドを通過するドリフトまたは通過時間が（ｉ）０〜１０μｓ、（ｉｉ）１０〜２０μｓ、（ｉｉｉ）２０〜３０μｓ、（ｉｖ）３０〜４０μｓ、（ｖ）４０〜５０μｓ、（ｖｉ）５０〜６０μｓ、（ｖｉｉ）６０〜７０μｓ、（ｖｉｉｉ）７０〜８０μｓ、（ｉｘ）８０〜９０μｓ、（ｘ）９０〜１００μｓ、（ｘｉ）１００〜１１０μｓ、（ｘｉｉ）１１０〜１２０μｓ、（ｘｉｉｉ）１２０〜１３０μｓ、（ｘｉｖ）１３０〜１４０μｓ、（ｘｖ）１４０〜１５０μｓ、（ｘｖｉ）１５０〜１６０μｓ、（ｘｖｉｉ）１６０〜１７０μｓ、（ｘｖｉｉｉ）１７０〜１８０μｓ、（ｘｉｘ）１８０〜１９０μｓ、（ｘｘ）１９０〜２００μｓ、（ｘｘｉ）２００〜２１０μｓ、（ｘｘｉｉ）２１０〜２２０μｓ、（ｘｘｉｉｉ）２２０〜２３０μｓ、（ｘｘｉｖ）２３０〜２４０μｓ、（ｘｘｖ）２４０〜２５０μｓ、（ｘｘｖｉ）２５０〜２６０μｓ、（ｘｘｖｉｉ）２６０〜２７０μｓ、（ｘｘｖｉｉｉ）２７０〜２８０μｓ、（ｘｘｉｘ）２８０〜２９０μｓ、（ｘｘｘ）２９０〜３００μｓ、および（ｘｘｘｉ）＞３００μｓの範囲にあることが好ましい。
【００４９】
一の実施形態によると、質量分析計は、第１のイオンガイドの少なくとも一部分を、（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。
【００５０】
質量分析計は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンを、第１のイオンガイドへと加速するように構成および適合される加速手段をさらに含み、第２の動作モードにおいて、イオンの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、第１のイオンガイドに入ると断片化されることが好ましい。加速手段は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンが第１のイオンガイドへと移送される際に、イオンの運動エネルギーを漸進的に変化または増加させるように構成および適合されることが好ましい。
【００５１】
前記加速手段は、電位差が維持される領域を含み、前記電位差は時間とともに漸進的に変化または増加することが好ましい。
【００５２】
一の実施形態によると、質量分析計は、第１のイオンガイドに入るとイオンが実質的に断片化される高断片化動作モードと、第１のイオンガイドに入ると、イオンが実質的にほとんどまたは全く断片化されない低断片化動作モードとの間で、第１のイオンガイドに入る前にイオンが通過する電位差の切り替えまたは反復的な切り替えを行う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ことが好ましい。
【００５３】
高断片化動作モードにおいて、第１のイオンガイドに入るイオンは、（ｉ）≧１０Ｖ、（ｉｉ）≧２０Ｖ、（ｉｉｉ）≧３０Ｖ、（ｉｖ）≧４０Ｖ、（ｖ）≧５０Ｖ、（ｖｉ）≧６０Ｖ、（ｖｉｉ）≧７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）≧８０Ｖ、（ｉｘ）≧９０Ｖ、（ｘ）≧１００Ｖ、（ｘｉ）≧１１０Ｖ、（ｘｉｉ）≧１２０Ｖ、（ｘｉｉｉ）≧１３０Ｖ、（ｘｉｖ）≧１４０Ｖ、（ｘｖ）≧１５０Ｖ、（ｘｖｉ）≧１６０Ｖ、（ｘｖｉｉ）≧１７０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）≧１８０Ｖ、（ｘｉｘ）≧１９０Ｖ、および（ｘｘ）≧２００Ｖからなる群から選択される電位差により加速されることが好ましい。
【００５４】
低断片化動作モードにおいて、第１のイオンガイドに入るイオンは、（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電位差により加速されることが好ましい。
【００５５】
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毎に少なくとも１回、第１のイオンガイドを高断片化動作モードと低断片化動作モードとの間で切替えるように構成および適合されることが好ましい。
【００５６】
第１のイオンガイドは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンビームを受け取り、任意の特定の時間に第１のイオンガイドに少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０の別々のイオンのグループまたはパケットが閉じ込められ、かつ／または分離されるようにイオンビームを変換または分割するように構成および適合され、各イオンのグループまたはパケットは、第１のイオンガイドに形成される別々の軸方向ポテンシャル井戸に別々に閉じ込められ、かつ／または分離されることが好ましい。
【００５７】
一の実施形態によると、第１のイオンガイドに閉じ込められ、かつ／または分離されるイオンのグループまたはパケットのそれぞれにおけるイオンの平均質量電荷比は、時間とともに漸進的に増加または減少し、かつ／または第１のイオンガイドの出口領域から第１のイオンガイドの入口領域へ向かって漸進的に増加または減少する。
【００５８】
第１の電圧手段は、第１のイオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に同時に平行移動される少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０の別々の軸方向ポテンシャル井戸を生成するように構成および適合されることが好ましい。
【００５９】
第１のイオンガイドは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンを保持、閉じ込め、および／または分割し、かつ、（ｉ）質量選択性イオントラップまたは質量分析器からイオンが出てくる順序および／または忠実度（ｆｉｄｅｌｉｔｙ）を実質的に維持しながら、かつ／または（ｉｉ）第１のイオンガイドに沿って１つ以上のイオンのグループまたはパケットが平行移動する際に、イオンの組成を実質的に維持しながら、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、１つ以上のイオンのグループまたはパケットのイオンを平行移動するように構成および適合されることが好ましい。
【００６０】
一の実施形態によると、第１のイオンガイドは、第１のイオンガイド内で、イオンの運動エネルギーを、衝突により冷却化、実質的に熱中性子化（ｔｈｅｒｍａｌｉｓｅ）、または実質的に減少させるように構成および適合される。
【００６１】
質量分析計は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の上流にイオントラップをさらに含むことが好ましい。
【００６２】
イオントラップは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へ、反復的にイオンをパルス状に入れるように構成および適合されることが好ましい。
【００６３】
第２のイオンガイドは、（ｉ）質量選択性イオントラップまたは質量分析器のサイクル時間または走査時間に実質的に対応する、または（ｉｉ）質量選択性イオントラップまたは質量分析器のサイクル時間または走査時間と実質的に異なるサイクル時間を有することが好ましい。第２のイオンガイドは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器と同期または非同期で作動させてもよい。
【００６４】
動作モードにおいて、第２のイオンガイドは、第２のイオンガイドの出口寄り、出口近傍、または実質的に出口に位置するイオントラップ領域にイオンをトラップ、保持、または蓄積するように構成および適合されることが好ましい。
【００６５】
イオンは、第２のイオンガイドのイオントラップ領域から周期的に放出され、質量選択性イオントラップまたは質量分析器へと渡され、移送され、または排出されることが好ましい。
【００６６】
質量分析計は、第２のイオンガイドの少なくとも一部分を、（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ことが好ましい。
【００６７】
一の実施形態によると、少なくともいくつかのイオンが、第２のイオンガイドに入ると断片化されるように、第２のイオンガイド内へイオンを加速するように構成および適合される加速手段をさらに含むことが好ましい。
【００６８】
質量分析計は、イオンが実質的に最適に断片化されるように、第２のイオンガイドに入る前にイオンのエネルギーを最適化するように構成および適合される手段をさらに含むことが好ましい。
【００６９】
質量分析計は、第２のイオンガイドに入るとイオンが実質的に断片化される第１の動作モードと、第２のイオンガイドに入るとイオンが実質的にほとんどまたは全く断片化されない第２の動作モードとの間で、第２のイオンガイドに入る前にイオンが通過する電位差の切り替えまたは反復的な切り替えを行う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ことが好ましい。
【００７０】
第１の動作モードにおいて、第２のイオンガイドに入るイオンは、（ｉ）≧１０Ｖ、（ｉｉ）≧２０Ｖ、（ｉｉｉ）≧３０Ｖ、（ｉｖ）≧４０Ｖ、（ｖ）≧５０Ｖ、（ｖｉ）≧６０Ｖ、（ｖｉｉ）≧７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）≧８０Ｖ、（ｉｘ）≧９０Ｖ、（ｘ）≧１００Ｖ、（ｘｉ）≧１１０Ｖ、（ｘｉｉ）≧１２０Ｖ、（ｘｉｉｉ）≧１３０Ｖ、（ｘｉｖ）≧１４０Ｖ、（ｘｖ）≧１５０Ｖ、（ｘｖｉ）≧１６０Ｖ、（ｘｖｉｉ）≧１７０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）≧１８０Ｖ、（ｘｉｘ）≧１９０Ｖ、および（ｘｘ）≧２００Ｖからなる群から選択される電位差により加速されることが好ましい。
【００７１】
第２の動作モードにおいて、第２のイオンガイドに入るイオンは、（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電位差により加速される。
【００７２】
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毎に少なくとも１回、第２のイオンガイドを第１の動作モードと第２の動作モードとの間で切替えるように構成および適合されることが好ましい。
【００７３】
質量分析計は、ガスまたは他の分子との衝突または衝撃による衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によりイオンを断片化するフラグメンテーションまたは衝突セルをさらに含むことが好ましい。
【００７４】
質量分析計は、（ｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーション装置（ｄｅｖｉｃｅ）、（ｉｉ）電子移動解離フラグメンテーション装置、（ｉｉｉ）電子捕獲解離フラグメンテーション装置、（ｉｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーション装置、（ｖ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーション装置、（ｖｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーション装置、（ｖｉｉ）赤外放射誘起解離装置、（ｖｉｉｉ）紫外放射誘起解離装置、（ｉｘ）ノズル−スキマー間（ｎｏｚｚｌｅ−ｓｋｉｍｍｅｒ）インターフェースフラグメンテーション装置、（ｘ）イオン源フラグメンテーション装置、（ｘｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（ｘｉｉ）熱または温度源フラグメンテーション装置、（ｘｉｉｉ）電場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｉｖ）磁場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーション装置、（ｘｖｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉｉ）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（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装置、（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装置、（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装置、（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−イオン反応装置、（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−分子反応装置、（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−原子反応装置、（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装置、（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装置、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装置からなる群から選択される衝突、フラグメンテーション、または反応装置をさらに含んでもよい。
【００７５】
なお、反応装置とは、イオン、原子、または分子が再配置される（ｒｅａｒｒａｎｇｅｄ）か、または反応することにより新たな種のイオン、原子、または分子が形成される装置を含むと解釈される。Ｘ−Ｙ反応フラグメンテーション装置は、ＸとＹとを結合させて生成物を形成し、次いでその生成物を断片化する装置を意味する。これは、フラグメンテーション装置とは、本質的に、最初に生成物を形成することなく、イオンが断片化されてもよいという点で異なる。Ｘ−Ｙ反応装置は、ＸとＹとを結合させて生成物を形成するが、その後その生成物は必ずしも断片化されるとは限らない装置を意味する。
【００７６】
質量分析計は、第２のイオンガイドの上流および／または下流に配置される、質量フィルタ、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（Ｗｅｉｎ  ｆｉｌｔｅｒ）、または扇形磁場質量フィルタもしくは質量分析器を含んでもよい。
【００７７】
一の実施形態によると、第１のイオンガイドと質量分析器との間に配置される、移動装置、アインツェルレンズ、またはイオン光学レンズ装置が備えられる。
【００７８】
質量分析計は、イオン源をさらに含むことが好ましい。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）シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「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
【００７９】
イオンガイドから飛行時間質量分析器内へ最初のタイミングで放出され、押出しおよび／または引き込み電極（ｐｕｌｌｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の付近の領域に到達し、次いで、押出しおよび／または引き込み電極が、最初のタイミングに続く遅延時間後、電圧印加されることが好ましい。
【００８０】
質量分析器は、遅延時間が漸進的に変化、増加、または減少するように構成および適合されてもよい。
【００８１】
遅延時間は、所望の荷電状態を有するイオンが実質的に直交加速され、不必要な荷電状態を有するイオンが実質的に直交加速されないように設定され、所望の荷電状態および／または不必要な荷電状態は、（ｉ）一価イオン、（ｉｉ）二価イオン、（ｉｉｉ）三価イオン、（ｉｖ）四価イオン、（ｖ）五価イオン、（ｖｉ）５よりも大きい価数のイオン、および（ｖｉｉ）多価イオンからなる群から選択されてもよい。
【００８２】
第１の複数のイオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へパルス状に入れられ、第２の複数のイオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へパルス状に入れられる前に、押出しおよび／または引き込み電極は、少なくともｘ回電圧印加され、ｘは、（ｉ）１、（ｉｉ）２〜１０、（ｉｉｉ）１０〜２０、（ｉｖ）２０〜３０、（ｖ）３０〜４０、（ｖｉ）４０〜５０、（ｖｉｉｉ）５０〜６０、（ｉｘ）６０〜７０、（ｘ）７０〜８０、（ｘｉ）８０〜９０、（ｘｉｉ）９０〜１００、（ｘｉｉｉ）１００〜１１０、（ｘｉｖ）１１０〜１２０、（ｘｖ）１２０〜１３０、（ｘｖｉ）１３０〜１４０、（ｘｖｉｉ）１４０〜１５０、（ｘｖｉｉｉ）１５０〜１６０、（ｘｉｘ）１６０〜１７０、（ｘｘ）１７０〜１８０、（ｘｘｉ）１８０〜１９０、（ｘｘｉｉ）１９０〜２００、（ｘｘｉｉｉ）２００〜２１０、（ｘｘｉｖ）２１０〜２２０、（ｘｘｖ）２２０〜２３０、（ｘｘｖｉ）２３０〜２４０、（ｘｘｖｉｉ）２４０〜２５０、および（ｘｘｖｉｉｉ）＞２５０からなる群から選択されることが好ましい。
【００８３】
押出しおよび／または引き込み電極は、０〜１０μｓ、１０〜２０μｓ、２０〜３０μｓ、３０〜４０μｓ、４０〜５０μｓ、５０〜６０μｓ、６０〜７０μｓ、７０〜８０μｓ、８０〜９０μｓ、９０〜１００μｓ、１００〜１１０μｓ、１１０〜１２０μｓ、１２０〜１３０μｓ、１３０〜１４０μｓ、１４０〜１５０μｓ、１５０〜１６０μｓ、１６０〜１７０μｓ、１７０〜１８０μｓ、１８０〜１９０μｓ、１９０〜２００μｓ、２００〜２１０μｓ、２１０〜２２０μｓ、２２０〜２３０μｓ、２３０〜２４０μｓ、２４０〜２５０μｓ、２５０〜２６０μｓ、２６０〜２７０μｓ、２７０〜２８０μｓ、２８０〜２９０μｓ、２９０〜３００μｓ、または＞３００μｓ毎に１回、電圧印加されることが好ましい。
【００８４】
押出しおよび／または引き込み電極は、第１のイオンガイドからイオンが出射、または、そうでなければ排出されるように、第１のイオンガイドの端部へ平行移動される１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または＞２０の軸方向ポテンシャル井戸毎に、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または＞２０回電圧印加されることが好ましい。
【００８５】
一の実施形態によると、第１の複数のイオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へパルス状に入れられ、第２の複数のイオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器内へパルス状に入れられる前に、少なくともｙの別々の軸方向ポテンシャル井戸が、第１のイオンガイド内に生成もしくは形成、および／または第１のイオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部分に沿って平行移動され、ｙは、（ｉ）１、（ｉｉ）２〜１０、（ｉｉｉ）１０〜２０、（ｉｖ）２０〜３０、（ｖ）３０〜４０、（ｖｉ）４０〜５０、（ｖｉｉｉ）５０〜６０、（ｉｘ）６０〜７０、（ｘ）７０〜８０、（ｘｉ）８０〜９０、（ｘｉｉ）９０〜１００、（ｘｉｉｉ）１００〜１１０、（ｘｉｖ）１１０〜１２０、（ｘｖ）１２０〜１３０、（ｘｖｉ）１３０〜１４０、（ｘｖｉｉ）１４０〜１５０、（ｘｖｉｉｉ）１５０〜１６０、（ｘｉｘ）１６０〜１７０、（ｘｘ）１７０〜１８０、（ｘｘｉ）１８０〜１９０、（ｘｘｉｉ）１９０〜２００、（ｘｘｉｉｉ）２００〜２１０、（ｘｘｉｖ）２１０〜２２０、（ｘｘｖ）２２０〜２３０、（ｘｘｖｉ）２３０〜２４０、（ｘｘｖｉｉ）２４０〜２５０、および（ｘｘｖｉｉｉ）＞２５０からなる群から選択される。
【００８６】
質量分析器は、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２Ｄまたはリニア四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析器、（ｖ）イオントラップ質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ質量分析器、（ｘ）フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析器、および（ｘｉ）フーリエ変換質量分析器からなる群から選択されてもよい。
【００８７】
一の実施形態によると、（ｉ）一価イオン、（ｉｉ）二価イオン、（ｉｉｉ）三価イオン、（ｉｖ）四価イオン、（ｖ）五価イオン、（ｖｉ）５よりも大きい価数のイオン、および（ｖｉｉ）多価イオンに関する質量スペクトルデータを含む質量スペクトルが生成されるように、質量分析器により得られた質量スペクトルデータをフィルタするように構成および適合される処理手段をさらに含むことが好ましい。
【００８８】
本発明の一態様によると、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンを、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置され、複数の電極を含む第１のイオンガイドで受け取る工程と、
第１の動作モードにおいて、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から受け取られたイオンが、第１のイオンガイドの別々の領域または部分に保持され、閉じ込められ、、輸送され、および／または平行移動されるように、１つ以上の電圧または１つ以上の電圧波形を、第１のイオンガイドの電極に印加する工程と、
第１のイオンガイドの下流に質量分析器を備える工程とを含む質量分析方法が提供される。
【００８９】
本発明の一態様によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置されるイオンガイドを含み、イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、使用中に、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形がイオンガイドに印加される質量分析計が提供される。
【００９０】
本発明の一態様によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置されるイオンガイドを含み、イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、使用中に、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧がイオンガイドに印加される質量分析計が提供される。
【００９１】
本発明の一態様によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置されるイオンガイドを含み、使用中に、複数の軸方向ポテンシャル井戸が、イオンガイドに生成され、かつ／またはイオンガイドに沿って平行移動される質量分析計が提供される。
【００９２】
本発明の一態様によると、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流にイオンガイドを備える工程と、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、
イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形をイオンガイドに印加する工程とを含む質量分析方法が提供される。
【００９３】
本発明の一態様によると、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流にイオンガイドを備える工程と、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、
イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧をイオンガイドに印加する工程とを含む質量分析方法が提供される。
【００９４】
本発明の一態様によると、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流にイオンガイドを備える工程と、
質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、
イオンガイドに複数の軸方向ポテンシャル井戸を生成し、かつ／またはイオンガイドに沿って複数の軸方向ポテンシャル井戸が平行移動する工程とを含む質量分析方法が提供される。
【００９５】
好適な実施形態によると、特定の質量電荷比を有するイオンは質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的に排出または出射され、異なる質量電荷比を有する他のイオンは質量選択性イオントラップまたは質量分析器内にトラップされたままであることが好ましい。実質的に、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から排出または出射された全てのイオンが、次いで直交加速飛行時間質量分析器の直交加速ドリフトまたはフライト領域へと直交加速されることが好ましい。
【００９６】
好適な本実施形態の方法は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出射された少なくともいくつかのイオンをイオンガイドへと集める工程とを含むことが好ましい。イオンは、イオンガイドの電極へ不均一ＡＣまたはＲＦ電界を印加することにより、イオンガイド内に径方向に閉じ込められることが好ましい。好適な本実施形態によると、イオンは、イオンガイド内のイオンの各グループまたはパケットを分離することが好ましい一連のポテンシャルの山または障壁により、グループまたはパケットに分割されることが好ましい。イオンは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器からの排出時間に応じて、種々のグループまたはパケットへと分割または分離されることが好ましい。各軸方向ポテンシャル井戸内のイオンの平均質量電荷比は、異なることが好ましい。
【００９７】
イオンは、イオンガイド内で衝突により冷却化されることが好ましい。イオンは、イオンガイドの軸または軸方向長さに沿って移動、または、そうでなければ平行移動されるように構成されることが好ましい一連のポテンシャルの山または障壁によって前方へと推進されることにより、イオンガイドに沿って、またはイオンガイドを通って輸送されることが好ましい。
【００９８】
一の実施形態によると、質量スペクトルは、飛行時間質量分析器を用いて得られることが好ましい。質量分析器は、イオンガイドの長さに沿って平行移動されたイオンの１つ以上のグループまたはパケットに含まれるイオンの質量電荷比を質量分析することが好ましい。
【００９９】
直交加速飛行時間質量分析器を含む従来の質量分析計においては、ほぼ同一のエネルギーを有するイオンは、直交加速場が周期的に印加される直交加速領域を通過するように構成されていた。直交加速領域の長さ、直交加速領域を通過する際のイオンのエネルギー、および直交加速電場の印加頻度によって、飛行時間質量分析器による後続の分析のためにイオンをサンプリングするサンプリングデューティサイクルが決定される。
【０１００】
ほぼ同一のエネルギーを有するものの質量電荷比が異なるイオンは、異なる速度を有するため、異なるサンプリングデューティサイクルを有することとなる。
【０１０１】
好適な本実施形態の一態様によると、イオンは、各イオンパケットのイオンが比較的狭い範囲の質量電荷比ひいては速度を有するように、イオンガイドから一連のパケットとして放出されるように構成されることが好ましい。従って、イオンパケットに含まれる全てのイオンは、直交加速電場が印加されると実質的に全てのイオンが飛行時間質量分析器のドリフトまたはフライト領域へと直交加速されるように、直交加速領域に到達するように構成されることが好ましい。結果として、高いサンプリングデューティサイクルが実現可能である。
【０１０２】
高いサンプリングデューティサイクルを実現するために、各イオンパケット内のイオンの質量電荷比の範囲は、比較的狭くなるように構成されることが好ましい。この構成は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の走査またはステッピング（ｓｔｅｐｐｉｎｇ）率を適切に選択することによって実現してもよい。
【０１０３】
各イオンパケット内のイオンのエネルギー拡散は、比較的低くなるように構成されることが好ましい。この構成は、例えば、イオンガイド内のイオンを衝突により冷却することによって実現してもよい。
【０１０４】
各イオンパケットは、イオンが飛行時間質量分析器の直交加速領域に到達する時間が、好ましくは比較的短くなるように、飛行時間質量分析器の上流のイオンガイドから放出されることが好ましい。従って、イオンには、分散する時間があまりないことが好ましい。結果的に、イオンガイドから放出された各イオンパケットのイオンは、飛行時間質量分析器の直交加速領域の長さよりも小さい範囲で、軸方向に分散することが好ましい。この構成は、イオンガイドからのイオンの放出ポイントから飛行時間質量分析器の直交加速領域までの距離を、イオンガイドから放出される各イオンパケット内のイオンのエネルギーおよび質量電荷比の範囲を前提として比較的短くすることによって実現してもよい。
【０１０５】
好適な本実施形態によると、飛行時間質量分析器の直交加速領域にわたって印加されることが好ましい直交加速電場は、直交加速領域へのイオンの到達と同期させて印加されることが好ましい。
【０１０６】
好適な本実施形態によると、飛行時間質量分析器の上流のイオンガイドから放出されるイオンパケットの全てのイオンに対して、実質的に１００％のサンプリングデューティサイクルが実現可能である。同一または最適な条件が、イオンガイドから放出される各イオンパケットに適用されるように構成される場合、イオンガイドから放出される全てのイオンパケットの全てのイオンに対して、実質的に１００％のサンプリングデューティサイクルが実現できる。
【０１０７】
好適な本実施形態は、比較的高いまたは実質的に１００％のサンプリングデューティサイクルを提供するために、直交加速飛行時間質量分析器に連結される質量選択性イオントラップまたは質量分析器を含む。イオンガイドが、質量選択性イオントラップまたは質量分析器と直交加速飛行時間質量分析器との間に配置されることが好ましい。
【０１０８】
好適な本実施形態によると、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形が、イオンガイドの電極に印加されることが好ましい。イオンは、イオンガイドの軸に沿って移動、または、そうでなければ平行移動されるように構成されることが好ましい一連のポテンシャルの山または障壁によって、イオンガイドに沿って輸送されることが好ましい。
【０１０９】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器とイオンガイドとは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の出口に出てくるイオンが、質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てきたのと実質的に同一の順序で、イオンガイドに沿って、一連のパケットとして好ましくは輸送されるように、十分密接に連結されていることが好ましい。
【０１１０】
直交加速飛行時間質量分析器は、イオンガイドの下流に位置することが好ましい。イオンガイドと直交加速飛行時間質量分析器とは、イオンガイドから放出される各イオンパケットが、好ましくは、実質的に１００％サンプリングデューティサイクルで直交加速飛行時間質量分析計にサンプリングされるように、十分密接に連結されていることが好ましい。
【０１１１】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、比較的狭い質量電荷比の範囲を有するイオンを、一連の不連続パケットとして放出するように構成されてもよい。また、質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、質量電荷比に応じて順番にイオンを放出するように走査されてもよい。質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、比較的低い質量電荷比値から比較的高い質量電荷比値へと走査されてもよい。また、質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、比較的高い質量電荷比値から比較的低い質量電荷比値へと走査されてもよい。
【０１１２】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器の走査時間は、１ｍｓから１ｓの間、好ましくは５から２００ｍｓの間、より好ましくは１０から１００ｍｓの間であってもよい。飛行時間質量測定試験におけるサイクル時間は、１０から２５０μｓの間、好ましくは２０から１２５μｓの間、さらに好ましくは約５０μｓであってもよい。
【０１１３】
一の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の走査時間は、２０ｍｓに設定されてもよい。質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンが、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置されるイオンガイド内で連続して生成されることが好ましい４００のパケットまたは軸方向ポテンシャル井戸の１つに集められるように構成されてもよい。イオンガイド内で生成される各軸方向ポテンシャル井戸は、サイクル時間５０μｓを有するように構成されてもよい。イオンガイドの長さに沿って平行移動される各ポテンシャル井戸に対して、飛行時間質量分析器の直交加速またはドリフト領域へのイオンの直交加速または噴射の対応するサイクルがあることが好ましい。
【０１１４】
イオンガイドからのイオンパケットの放出と、直交加速領域への直交加速電場の印加（すなわち、押出しおよび／または引き込み電極への押出し電圧の印加）との間の遅延時間は、イオンガイドから放出される各パケットの対象イオンの質量電荷比に応じて、サイクル毎に、漸進的に変化するように構成されてもよい。
【０１１５】
イオン源が、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の上流に配置されてもよい。イオン源は、レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）、マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、またはシリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源等のパルス化イオン源であってもよい。
【０１１６】
また、連続イオン源を備えてもよく、その場合、イオンを保持し、質量選択性イオントラップまたは質量分析器に周期的に放出するイオントラップをさらに備えてもよい。連続イオン源は、エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源、大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、または電界脱離（「ＦＤ」）イオン源を含んでもよい。また、他の連続イオン源または擬似連続イオン源が用いられてもよい。
【０１１７】
質量フィルタが、イオン源の下流かつイオントラップの上流に配置されてもよい。この質量フィルタは、単一の質量電荷比または特定の質量電荷比の範囲を有する親または前駆イオンを移送するのに用いることができる。質量フィルタは、多重極ロッドセット、四重極質量フィルタ、飛行時間質量フィルタ、ウィーンフィルタ、または扇形磁場質量フィルタを含んでもよい。
【０１１８】
質量分析計は、イオントラップの上流に、衝突、フラグメンテーション、または反応装置を含んでもよい。ある動作モードにおいて、衝突、フラグメンテーション、または反応装置に入る少なくともいくつかのイオンは、断片化または反応させられることが好ましい。
【０１１９】
以下に本発明の種々の実施形態を、例としてのみ、添付の図面を参照して説明する。
【０１２０】
本発明の第１の実施形態を、図１を参照して説明する。好ましくはイオンビーム１を生成するエレクトロスプレーイオン源等の連続イオン源が備えられることが好ましい。イオンビーム１は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の上流に配置されることが好ましい第１のイオントラップ２へと渡されることが好ましい。イオンは、第１のイオントラップ２にトラップされることが好ましく、次いで、第１のイオントラップ２の出口または下流に配置されることが好ましいイオンゲート３に引出電圧を印加することによって、第１のイオントラップ２の外へパルス状に出されることが好ましい。
【０１２１】
第１のイオントラップ２は、四重極ロッドセットまたは他の多重極ロッドセットを含んでもよい。第１のイオントラップ２は、約７５ｍｍの長さを有することが好ましい。特に好適な実施形態によると、第１のイオントラップ２は、使用中にイオンが移送される開口を有する複数の電極を含むイオントンネルイオントラップを含んでもよい。開口は、全て同一のサイズであることが好ましい。他の実施形態においては、第１のイオントラップ２の電極の少なくとも６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または９５％は、実質的に同一のサイズの開口を有する。第１のイオントラップ２は、約５０の電極を含むことが好ましい。第１のイオントラップ２の隣接する電極は、使用中にイオンが径方向に第１のイオントラップ２内に閉じ込められるように、２位相ＡＣまたはＲＦ電圧源の逆位相に接続されることが好ましい。ＡＣまたはＲＦ電圧源は、０．１〜３．０ＭＨｚ、好ましくは０．３〜２．０ＭＨｚ、さらに好ましくは０．５〜１．５ＭＨｚの範囲の周波数を有することが好ましい。
【０１２２】
好適な本実施形態においては、第１のイオントラップ２の電極は、ＤＣ電圧Ｖrf1に維持されることが好ましい。第１のイオントラップ２の下流に配置されるイオンゲート３は、第１のイオントラップ２の電極が維持されることが好ましい電圧Ｖrf1よりも高いＤＣ電圧Ｖtrapに、通常保たれることが好ましい。イオンゲート３に印加される電圧は、電圧Ｖrf1よりも低いことが好ましい電圧Ｖextractへと、周期的に降下させることが好ましい。結果的に、イオンは、第１のイオントラップ２の外へ加速され、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４へと入れられることが好ましい。イオンゲート３に印加される電圧は、イオンが、実質的にパルスとして第１のイオントラップ２から排出され、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の内へ好ましくはパルス状に入れられるように、比較的短い時間で降下させてもよい。
【０１２３】
好ましさが劣る好ましい実施形態においては、マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、またはレーザ脱離イオン化イオン源等のパルス化イオン源を、連続イオン源の代わりに用いてもよい。パルス化イオン源が用いられる場合、第１のイオントラップ２およびそれに付随するイオンゲート３は、なくてもよい。
【０１２４】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器４は、質量電荷比に応じて、質量選択的にイオンを排出または出射するように構成されることが好ましい。図１に示すように、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４は、３Ｄ四重極またはポールイオントラップ質量分析器で構成されることが好ましい。また、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４は、円筒型イオントラップまたは質量分析器、キュービックイオントラップまたは質量分析器、２Ｄもしくはリニア四重極イオントラップまたは質量分析器、あるいは、ＤＣおよびＲＦイオン閉じ込め電界の両方を用いる種々の構成を含んでもよい。
【０１２５】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の典型的な走査時間は、数ミリ秒から数百ミリ秒の程度の時間であってもよい。質量選択性イオントラップまたは質量分析器４は、質量電荷比に応じて、イオンを順次排出または出射するように構成されることが好ましい。質量選択性イオントラップまたは質量分析器４は、イオンを共鳴的に励起して共鳴的に排出することが好ましい。全てのイオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から排出された後、好ましくは新たな動作サイクルを開始する質量選択性イオントラップまたは質量分析器４へと、新たなパルスイオンが入れられることが好ましい。１回の試験における運転で多くのサイクルが実施されてもよい。
【０１２６】
差動ポンピング開口部（ｄｉｆｆｅｒｅｍｔｉａｌ  ｐｕｍｐｉｎｇ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）５が、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の下流に配置されてもよい。イオンガイド６が、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４および差動ポンピング開口部５の下流に配置されることが好ましい。イオンガイド６は、使用中にイオンが移送される開口を有する複数の電極を含むことが好ましい。イオンガイド６を形成する電極の開口は、全て同一のサイズであることが好ましい。他の実施形態においては、電極の少なくとも６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または９５％は、実質的に同一のサイズの開口を有する。隣接する電極は、２位相ＡＣまたはＲＦ源の逆位相に接続されることが好ましい。
【０１２７】
１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形が、イオンガイド６の１つ以上の電極に印加されることが好ましい。１つ以上のポテンシャルの山または障壁が、イオンガイド６内に生成されることが好ましい。１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形もしくは電位は、１つ以上のポテンシャルの山または障壁がイオンガイド６の軸に沿って好ましくは移動することによりイオンがイオンガイド６の出口に向かって推進されるように、イオンガイド６の一連の電極に漸進的に印加されることが好ましい。
【０１２８】
イオンガイド６は、使用中に、０．００１〜０．０１ｍｂａｒの範囲の圧力に維持されることが好ましい真空室に備えられていることが好ましい。好ましさが劣る好ましい実施形態によると、真空室は、０．０１ｍｂａｒより高い圧力から、１ｍｂａｒまたはそれに近い圧力に維持されていてもよい。また、好ましさが劣る好ましい他の実施形態によると、真空室は、０．００１ｍｂａｒより低い圧力に維持されていてもよい。
【０１２９】
イオンガイド６内のガス圧力は、イオン運動の衝突減衰を起こすのに十分であるものの、イオンの動きに過剰な粘性抵抗をかけるのには十分ではないことが好ましい。イオンガイド６に沿って平行移動されることが好ましい１つ以上のポテンシャルの山または障壁の振幅および平均速度は、イオンがポテンシャルの山または障壁から滑り落ちる（ｓｌｉｐ）ことのないものであることが好ましい。イオンは、質量、質量電荷比、またはイオン移動度に関係なく、進行するポテンシャルの各山または障壁より前に輸送されることが好ましい。
【０１３０】
他の動作モードにおいては、イオンは、十分にエネルギーを有し、イオンガイド６に入った時に、イオンガイド６に存在するガス分子と衝突してフラグメントまたは娘イオン（生成イオン）へと断片化するように構成されてもよい。その後のフラグメントまたは娘イオンの質量分析により、１つまたは複数の親イオンに関する貴重な質量スペクトル情報がもたらされる。
【０１３１】
一の実施形態によると、イオンは、実質的に断片化されないように十分に低いエネルギーでイオンガイド６に入るように構成されてもよい。
【０１３２】
イオンガイド６に入るイオンのエネルギーは、例えば、イオンガイド６に入る前のイオンにかかる電圧または電位差のレベルを設定することによって制御可能である。電圧差は好ましくはほぼ即時に切り替え可能であるため、実質上、イオンガイド６は、比較的高い断片化動作モードと比較的低い断片化動作モードとの間で切り替え可能であると考えられる。
【０１３３】
イオンガイド６に入る前のイオンにかかる電圧または電位差は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４外へのイオンの走査中に変化させてもよい。電圧または電位差は、１つ以上の種のイオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から出てきてイオンガイド６へと前方に移送される際に、そのイオンに対して衝突エネルギーが最適化されるように設定されてもよい。また、衝突エネルギーは、各種のイオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から出てきてイオンガイド６へと好ましくは加速される際に、そのイオンに対して衝突エネルギーがほぼ最適化されるように、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４外へのイオンの走査中に漸進的に変化させてもよい。
【０１３４】
イオンガイド６に入る前のイオンにかかる電圧または電位差は、他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４外へのイオンの走査の連続したサイクルにおいて、比較的低い値と比較的高い値との間で切替えられてもよい。イオンガイド６に入る前のイオンにかかる高い値の電圧または電位差は、各種のイオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から出てくる際に、そのイオンに対して衝突エネルギーがほぼ最適化されるように、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４外へのイオンの走査中に漸進的に変化させてもよい。
【０１３５】
好適な実施形態によると、差動ポンピング開口部７が、イオンガイド６の下流に配置されてもよい。もう１つの差動ポンピング開口部９を通って、質量分析器を含むことが好ましい分析室へとイオンを加速およびガイドするために、１つ以上のイオン光学レンズ８が、イオンガイド６および差動ポンピング開口部７の下流に配置されることが好ましい。
【０１３６】
質量分析器は、直交加速ドリフトまたはフライト領域にイオンを噴射する押出しおよび／または引き込み電極１０を含む直交加速飛行時間質量分析器１３を含むことが好ましい。直交加速ドリフトまたはフライト領域を進行するイオンを、押出しおよび／または引き込み電極１０に比較的近接して位置することが好ましいイオン検出器１２へと反射させるリフレクトロン１１が、ドリフトまたはフライト領域の一端に配置されることが好ましい。当該分野においては周知であるように、直交加速飛行時間質量分析器に入るイオンパケットの少なくともいくつかのイオンは、直交加速ドリフトまたはフライト領域へと直交加速されることが好ましい。
【０１３７】
イオンは、質量電荷比に応じて、直交加速ドリフトまたはフライト領域で、一時的に分離されることが好ましい。より低い質量電荷比を有するイオンは、比較的高い質量電荷比を有するイオンよりも急速にドリフトまたはフライト領域を進行する。したがって、比較的低い質量電荷比を有するイオンは、比較的高い質量電荷比を有するイオンよりも先にイオン検出器１２へ到達する。イオンがドリフトまたはフライト領域内を流れてイオン検出器１２へ到達するのにかかる時間を用いて、対象イオンの質量電荷比を正確に決定することができる。イオン強度およびそれに対応する質量電荷比を用いて、質量スペクトルを作成することが可能である。
【０１３８】
図２Ａは、イオントラップ２のいくつかの電極、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４、イオンガイド６、光学レンズ８、および飛行時間質量分析器１３の押出し電極１０を概略的に示す。図２Ｂは、イオントラップ２、およびイオントラップ２と質量選択性イオントラップまたは質量分析器４との間に配置されるイオンゲート３に印加されることが好ましい静的および過渡ＤＣ電圧、ならびに質量選択性イオントラップまたは質量分析器４、イオンガイド６、および光学レンズ８の電極が保たれている相対電位を示す。質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の下流に配置されるイオンガイド６の電極に印加される複数の過渡ＤＣ電圧または電位を概略的に示す。イオン光学レンズ８にわたって維持される静的電位または電圧差も示す。
【０１３９】
イオンをイオントラップに保持し、イオントラップからイオンを排出して、直交加速飛行時間質量分析器へとイオンを移送することが知られている。イオントラップから排出されるイオンパケットのイオンは、飛行時間質量分析器の押出し電極に隣接して配置される直交加速領域に到達する時間によって、空間的に分散する。比較的低い質量電荷比を有するイオンは、比較的高い質量電荷比を有するイオンよりも先に直交加速領域へ到達する。押出し電極は、イオントラップからイオンがまず放出されてからの所定の時間後に、直交加速飛行時間質量分析器へとイオンを噴射するように構成されてもよい。イオンの直交加速領域への到達時間はイオンの質量電荷比に左右されるため、遅延時間を適切に設定することにより、約１００％のサンプリングデューティサイクルで、特定の質量電荷比を有するイオンが直交加速飛行時間質量分析器へと押出し電極により噴射される構成が可能となる。
【０１４０】
図３は、特定の質量電荷比Ｍ２を有する全てのイオンが、飛行時間質量分析器の直交加速ドリフトまたはフライト領域へと直交加速されるように、飛行時間質量分析器の押出し電極１０への電圧印加のタイミングを構成する方法を示す。
【０１４１】
時間Ｔ＝０において、イオンパケットは、飛行時間質量分析器の直交加速領域の上流に配置されるイオントラップから非質量選択的に放出される。一定の時間Ｔｄ後、質量電荷比Ｍ２を有するイオンは、飛行時間質量分析器の押出し電極の中心に隣接する領域に到達している。次いで、押出し電極１０は、質量電荷比Ｍ２を有するイオンが飛行時間質量分析器の直交ドリフトまたはフライト領域へと噴射または直交加速されるように、電圧印加されることが好ましい。質量電荷比Ｍ２を有するイオンに対するデューティサイクルは、実質的に１００％になり得る。
【０１４２】
Ｍ２よりも大きい質量電荷比Ｍ４を有するイオンは、押出し電極１０が電圧印加される時間までに、直交加速領域に到達していない。従って、質量電荷比Ｍ４を有するイオンは、直交加速飛行時間質量分析器のドリフトまたはフライト領域へと噴射または直交加速されない。同様に、Ｍ２よりも小さい質量電荷比Ｍ０を有するイオンは、押出し電極１０が電圧印加される時間までには、押出し電極１０を通過している。従って、質量電荷比Ｍ０を有するイオンも、直交加速飛行時間質量分析器のドリフトまたはフライト領域へと噴射または直交加速されない。
【０１４３】
Ｍ２よりもわずかに大きい質量電荷比Ｍ３を有するイオンおよびＭ２よりもわずかに小さい質量電荷比Ｍ１を有するイオンは、飛行時間質量分析器の直交ドリフトまたはフライト領域へと部分的に噴射または直交加速される。
【０１４４】
遅延時間Ｔｄを調整することにより、いかなる特定の質量電荷比を有するイオンの移送または直交加速も所望どおりに最適化することが可能である。
【０１４５】
図４は、特定の質量電荷比Ｍ２を有するイオンが１００％近いデューティサイクルで直交加速され、他の質量電荷比を有するイオンのデューティサイクルがかなり急速に０％にまで減少する上記したデューティサイクルを増加させる公知の方法の、サンプリングデューティサイクルを示す。図４は、連続したイオンビームが飛行時間質量分析器の直交加速領域へと入れられ、押出し電極が反復的にパルス化を行うことによって得られる、０％と約２０％との間で変化するデューティサイクルも示す。
【０１４６】
好適な本実施形態によると、いくつかのイオンのみに対してではなく、対象となりうる質量電荷比を有する全てのイオンに対して有利に、比較的高いデューティサイクルを得ることが可能である。
【０１４７】
ここで、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形が印加されるイオンガイド６に連結される質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の組み合わせが、従来の構成と比較して、どのようにデューティサイクルを向上できるかを説明する。イオンガイド６は、直交加速飛行時間質量分析器１３に密接に連結されていることが好ましい。好適な実施形態によると、直交加速飛行時間質量分析器１３は、特定の荷電状態または荷電状態の範囲を有する実質的に全てのイオンがイオンガイド６から出てくる際に、それらのイオンを取得および分析するように構成されることが好ましい。
【０１４８】
図５は、イオンガイド６の端部に到達した軸方向ポテンシャル井戸から放出された実質的に全てのイオンが直交加速されるような、飛行時間質量分析器の押出し電極１０への電圧印加のタイミングを構成する方法を示す。１つ以上の過渡ＤＣ電圧または電位が、イオンガイド６に印加されることが好ましい。イオンは、イオンガイド６で質量電荷比に応じてグループ化されることが好ましい。Ｌ１は、イオンガイド６またはイオンガイド６の下流に配置される開口７の出口から、押出し電極１０の中心への距離を表す。Ｗｂは押出し電極１０の幅を表す。時間Ｔ＝０において、質量電荷比Ｍ２を有するイオンパケットは、イオンガイド６の出口領域に到達したポテンシャル井戸から放出される。時間Ｔｄ後、質量電荷比Ｍ２を有するイオンは、押出し電極１０に対向する直交加速領域へ到達している。次いで、押出し電極１０は、質量電荷比Ｍ２を有するイオンが飛行時間質量分析器１３の直交ドリフトまたはフライト領域へと好ましくは噴射されるように、電圧印加されることが好ましい。適切な短い距離Ｌ１を選択し、押出し電極１０が適切な広い幅Ｗｂを有するように構成することによって、質量電荷比Ｍ２のイオンが押出し電極１０に隣接する領域に到達する際の、これらのイオンの空間的拡散が、押出し電極１０の幅Ｗｂよりも小さくなるように構成されることが好ましい。従って、押出し電極１０が電圧印加されると、実質的に全てのイオンが直交加速される。これにより、質量電荷比Ｍ２を有するイオンに対して、実質的に１００％のサンプリングデューティサイクルが得られることとなる。イオンガイド６から放出されるイオンパケットの全てのイオンの質量電荷比の範囲が十分に小さい場合、これらイオンパケットの全てのイオンは、押出し電極１０の幅Ｗｂよりも小さい空間を占めることが理解されよう。従って、イオンガイド６の端部に平行移動された軸方向ポテンシャル井戸から放出された全てのイオンに対して、実質的に１００％のサンプリングデューティサイクルを得ることが可能となる。
【０１４９】
イオンパケットがイオンガイド６から放出された後、これらのイオンを噴射するために、所定の遅延時間Ｔｄ後、押出し電極１０が電圧印加されることが好ましい。所定の遅延時間Ｔｄは、イオンガイド６から好ましくは放出される次のイオンパケットのための要求どおりに調整されることが好ましい。例えば、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の１回の走査中に、４００パケットのイオンがイオンガイド６から放出される実施形態が実施されてもよい。説明のためのみに、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の走査時間は２０ｍｓとし、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から排出されるイオンは、イオンガイド６において生成されることが好ましく、イオンガイド６の長さに沿って平行移動されることが好ましい４００の別々のパケットまたはポテンシャル井戸の１つに集められるとする。イオンガイド６内で生成される各軸方向ポテンシャル井戸は５０μｓのサイクル時間を有する。イオンガイド６内で生成される各軸方向ポテンシャル井戸に対して、直交加速飛行時間質量分析器の対応するサイクルまたは電圧印加があることが好ましい。イオンガイド６からのイオンパケットの放出と、直交加速押出し電圧との間の遅延時間Ｔｄは、イオンガイド６内における各パケットに含まれる対象イオンの質量電荷比に応じて、サイクル毎に、漸進的に変化または増加させることが好ましい。
【０１５０】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器４は、質量電荷比において昇順または降順の走査を行ってもよい。遅延時間Ｔｄは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の走査法則、および／またはイオンガイド６内の各パケットまたはポテンシャル井戸のイオンの質量電荷比に応じて、設定可能である。
【０１５１】
図６は、本発明の第２の実施形態を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態と類似するが、第１の実施形態においては質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の上流に配置されうるイオントラップ２が、第２のイオンガイド１４に置き換えられていることが好ましい点で、第１の実施形態と異なることが好ましい。質量選択性イオントラップまたは質量分析器４、および質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の下流に配置されるイオンガイド６は、本発明の第１の実施形態に関して上記に記載されたいずれの形態をとってもよい。同様に、第１の実施形態に関して上記に記載されたイオン源を、第２の実施形態に関しても用いることができる。
【０１５２】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の上流に配置される第２のイオンガイド１４を形成する電極の開口は、全て同一のサイズであることが好ましい。他の実施形態においては、電極の少なくとも６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または９５％は、実質的に同一のサイズの開口を有する。第２のイオンガイド１４の隣接する電極は、２位相ＡＣまたはＲＦ源の逆位相に接続されることが好ましい。１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形が、第２のイオンガイド１４の長さに沿って平行移動されることが好ましい１つ以上のポテンシャルの山または障壁を形成または生成するために、第２のイオンガイド１４を形成する１つ以上の電極に印加されることが好ましい。
【０１５３】
１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位波形は、イオンが推進または駆動される方向に第２のイオンガイド１４の軸に沿って１つ以上のポテンシャルの山または障壁が好ましく移動するように、第２のイオンガイド１４の一連の電極に漸進的に印加されることが好ましい。
【０１５４】
第２のイオンガイド１４は、使用中に、０．００１〜０．０１ｍｂａｒの範囲の圧力に維持されることが好ましい真空室に備えられていることが好ましい。好ましさが劣る好ましい実施形態によると、真空室は、０．０１ｍｂａｒより高い圧力から、１ｍｂａｒまたはそれに近い圧力に維持されていてもよい。好ましさが劣る好ましい他の実施形態によると、真空室は、０．００１ｍｂａｒより低い圧力に維持されていてもよい。
【０１５５】
ガス圧力は、イオン運動の衝突減衰を起こすのに十分であるものの、イオンの動きに過剰な粘性抵抗をかけるのには十分ではないことが好ましい。第２のイオンガイド１４に沿って平行移動されることが好ましい１つ以上のポテンシャルの山または障壁の振幅および平均速度は、好ましくはポテンシャルの山または障壁からイオンが滑り落ちたり、または、そうでなければ通り越したりしないように設定されることが好ましい。イオンは、質量、質量電荷比、またはイオン移動度に関係なく、進行するポテンシャルの各山または障壁より前に輸送されることが好ましい。
【０１５６】
イオンは、第２のイオンガイド１４中を輸送されることが好ましく、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４内へまたはそれに向かって、パケットとして放出されることが好ましい。第２のイオンガイド１４の波サイクル（ｗａｖｅ  ｃｙｃｌｅ）時間は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の走査時間または走査サイクルと等しくなるように構成されることが好ましい。
【０１５７】
また、イオンは、第２のイオンガイド１４の出口近傍に配置されることが好ましいイオントラップ領域内に、蓄積および保持されてもよく、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の各走査の開始時に、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４へと放出されてもよい。この動作モードにおいて、第２のイオンガイド１４の波サイクル時間は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４のものとは異なっていてもよい。
【０１５８】
一の動作モードにおいて、イオンは、十分にエネルギーを有しているために、第２のイオンガイド１４に入った時に、第２のイオンガイド１４に存在するガス分子と衝突してフラグメントまたは娘イオンへと断片化されるように構成されてもよい。結果として生じるフラグメントまたは娘イオンは、次いで、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４へと前方に移送されてもよい。フラグメントまたは娘イオンは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４内にトラップされるように構成されてもよい。次いで、フラグメントまたは娘イオンは、好ましくは質量選択的に、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４外へ漸進的に走査されてもよい。よって、娘またはフラグメントイオンは、質量電荷比に応じて、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から分離または順次排出されてもよい。
【０１５９】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から好ましくは排出される娘またはフラグメントイオンは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の下流に配置されることが好ましい第１のイオンガイド６によって輸送されることが好ましい。フラグメントまたは娘イオンは、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の下流に配置されることが好ましい第１のイオンガイド６の長さに沿って平行移動されることが好ましい多数の軸方向ポテンシャル井戸によって、受け取られることが好ましい。イオンは、第１のイオンガイド６の出口からイオンパケットとして放出されることが好ましく、第１のイオンガイド６から放出される各イオンパケットのイオンは、第１のイオンガイド６の下流に配置されることが好ましい直交加速飛行時間質量分析器１３によって質量分析されるように構成されることが好ましい。
【０１６０】
一の実施形態によると、イオンは、断片化されないような比較的低いエネルギーで第２のイオンガイド１４に入るように構成されてもよい。第２のイオンガイド１４に入るイオンのエネルギーは、例えば、第２のイオンガイド１４に入る前のイオンにかかる電圧差のレベルを設定することによって制御可能である。電圧差は、ほぼ即時に切り替え可能であるため、実質上、第２のイオンガイド１４は、比較的高い断片化動作モードと比較的低い断片化動作モードとの間で切り替え可能であると考えられる。
【０１６１】
第２のイオンガイド１４に入る前のイオンにかかる電圧差は、他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の連続した走査において、比較的低い値と比較的高い値との間で切替えられてもよい。
【０１６２】
さらに他の動作モードにおいて、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から排出されるフラグメントまたは娘イオンは、十分にエネルギーを有しているために、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の下流に配置される第１のイオンガイド６に入った時に、イオンガイド６に存在するガス分子と衝突して第２世代のフラグメントまたは娘イオン（すなわち、孫娘イオン（ｇｒａｎｄ−ｄａｕｇｈｔｅｒ  ｉｏｎ））へと断片化されるように構成されてもよい。孫娘イオンを引き続いて質量分析することにより、これに関連付けられた娘またはフラグメントイオン、および関連する親または前駆イオンに関する貴重な質量スペクトル情報がもたらされる。
【０１６３】
イオンは、実質的に断片化されないような比較的低いエネルギーで、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の下流に配置される第１のイオンガイド６に入るように構成されてもよい。質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の下流に配置される第１のイオンガイド６に入るイオンのエネルギーは、例えば、第１のイオンガイド６に入る前のイオンにかかる電圧差のレベルを設定することによって制御可能である。電圧差は、ほぼ即時に切り替え可能であるため、実質上、第１のイオンガイド６は、比較的高い断片化動作モードと比較的低い断片化動作モードとの間で切り替え可能であると考えられる。
【０１６４】
第１のイオンガイド６に入る前のイオンにかかる電圧差は、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の走査中に変化させてもよい。１つ以上のフラグメントまたは娘イオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から出てくる際に、そのフラグメントまたは娘イオンに対して衝突エネルギーが最適化されるように設定されてもよい。
【０１６５】
また、衝突エネルギーは、各フラグメントまたは娘イオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から出てくる際に、そのイオンに対して衝突エネルギーがほぼ最適化されるように、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の質量走査中に漸進的に変化させてもよい。
【０１６６】
第１のイオンガイド６に入る前のフラグメントまたは娘イオンにかかる電圧差は、他の実施形態によると、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の連続した走査において、比較的低い値と比較的高い値との間で切替えられてもよい。
【０１６７】
第１のイオンガイド６に入る前のフラグメントまたは娘イオンにかかる高い値の電圧差は、各フラグメントまたは娘イオンが質量選択性イオントラップまたは質量分析器４から出てくる際に、そのイオンに対して衝突エネルギーがほぼ最適化されるように、質量選択性イオントラップまたは質量分析器４の走査中に漸進的に変化させてもよい。
【０１６８】
本発明について好適な実施形態を参照して説明したが、添付の特許請求の範囲に記載する本発明の範囲から逸脱することなく形態および詳細において種々の変更が可能であることが当業者に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】図１は、イオントラップ、質量選択性イオントラップまたは質量分析器、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置されるイオンガイド、およびイオンガイドの下流に配置される直交加速飛行時間質量分析器を含む本発明の第１の実施形態を示す。
【図２】図２Ａは、好適な実施形態によるイオントラップ、質量選択性イオントラップまたは質量分析器、イオンガイド、および直交加速飛行時間質量分析器の直交加速領域を示す。図２Ｂは、イオントラップ、質量選択性イオントラップまたは質量分析器、およびイオンガイドを通じて印加または維持されることが好ましい種々のＤＣ電圧勾配および過渡ＤＣ電圧を示す。
【図３】図３は、直交加速飛行時間質量分析器の上流に配置されるイオントラップからイオンを非質量選択的に放出し、所定の遅延時間後、直交加速飛行時間質量分析器の押出し電極に電圧印加することにより、狭い質量電荷比の範囲を有するイオンに対するデューティサイクルを増加させる公知の方法を示す。
【図４】図４は、直交加速飛行時間質量分析器の上流に配置されるイオントラップからイオンを非質量選択的に放出し、所定の遅延時間後、直交加速飛行時間質量分析器の押出し電極が電圧印加されるように構成することにより得られるサンプリングデューティサイクルＭ２を示し、連続したイオンビームを飛行時間質量分析器に通過させることにより得られる、最大約２２．５％に到達する比較的低いサンプリングデューティサイクルと対比している。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による直交加速飛行時間質量分析器の上流に配置されるイオンガイドから狭い質量電荷比の範囲を有するイオンを放出する方法を示す。ここで、イオンガイドから放出されるイオンは、直交加速飛行時間質量分析器の直交加速領域にイオンが到達する時間によって空間的に有意に分散されない。
【図６】図６は、第２のまたは追加のイオンガイドが、質量選択性イオントラップまたは質量分析器の上流に配置されることが好ましい本発明の第２の実施形態を示す。
【図１】
2008523554.tif 000004
【図２】
2008523554.tif 000005
【図３】
2008523554.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008523554.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器と、
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置され、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンを受け取るように構成され、複数の電極を含む第１のイオンガイドと、
第１の動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から受け取られたイオンが、前記第１のイオンガイドの別々の領域または部分に保持され、閉じ込められ、輸送され、および／または平行移動されるように、１つ以上の電圧または１つ以上の電圧波形を前記複数の電極に印加するように構成および適合される第１の電圧手段と、前記第１のイオンガイドの下流に配置される質量分析器と、
前記第１のイオンガイドに入るとイオンが実質的に断片化される高断片化動作モードと、前記第１のイオンガイドに入るとイオンが実質的にほとんどまたは全く断片化されない低断片化動作モードとの間で、前記第１のイオンガイドに入る前にイオンが通過する電位差の切り替えまたは反復的な切り替えを行うように構成および適合される制御システムとを含む質量分析計。
【請求項２】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器は、（ｉ）３Ｄ四重極もしくはポールイオントラップまたは質量分析器、（ｉｉ）２Ｄもしくはリニア四重極イオントラップまたは質量分析器、（ｉｉｉ）円筒型イオントラップまたは質量分析器、（ｉｖ）キュービックイオントラップまたは質量分析器、（ｖ）前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内に径方向にイオンを閉じ込めるＡＣまたはＲＦ電圧手段と、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内に軸方向にイオンを閉じ込めるＤＣ電圧手段、（ｖｉ）ペニングイオントラップ、および（ｖｉｉ）静電またはオービトラップ質量分析器からなる群から選択される請求項１に記載の質量分析計。
【請求項３】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器に、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、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電圧を供給するように構成および適合される請求項１または２に記載の質量分析計。
【請求項４】
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電圧を供給するように構成および適合される請求項３に記載の質量分析計。
【請求項５】
動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器を、（ｉ）＜１．０×１０−１ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜１．０×１０−２ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜１．０×１０−３ｍｂａｒ、（ｉｖ）＜１．０×１０−４ｍｂａｒ、（ｖ）＜１．０×１０−５ｍｂａｒ、（ｖｉ）＜１．０×１０−６ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＜１．０×１０−７ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＜１．０×１０−８ｍｂａｒ、（ｉｘ）＜１．０×１０−９ｍｂａｒ、（ｘ）＜１．０×１０−１０ｍｂａｒ、（ｘｉ）＞１．０×１０−３ｍｂａｒ、（ｘｉｉ）＞１．０×１０−２ｍｂａｒ、（ｘｉｉｉ）＞１．０×１０−１ｍｂａｒ、（ｘｉｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｘｖ）＞１０ｍｂａｒ、（ｘｖｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｘｖｉｉ）＞５．０×１０−３ｍｂａｒ、（ｘｖｉｉｉ）＞５．０×１０−２ｍｂａｒ、（ｘｉｘ）１０−３〜１０−２ｍｂａｒ、および（ｘｘ）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請求項１から４のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項６】
動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器内で、イオンはトラップされるが実質的には断片化されない請求項１から５のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項７】
（ｉ）前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを共鳴的にかつ／または質量選択的に排出する、
（ｉｉ）前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを非共鳴的にかつ／または質量選択的に排出する、あるいは
（ｉｉｉ）前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から、イオンを軸方向および／または径方向に排出または出射するように構成および適合される排出手段をさらに含む請求項１から６のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項８】
前記第１のイオンガイドは、
（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ネル、および
（ｉｉｉ）平面、平板、またはメッシュ電極のスタックまたはアレイからなる群から選択される請求項１〜７のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項９】
前記第１のイオンガイドは、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１〜８のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１０】
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するために、前記第１のイオンガイドを形成する電極に、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくは電位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１〜９のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１１】
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するために、前記第１の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１〜１０のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１２】
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンを、前記第１のイオンガイドへと加速するように構成および適合される加速手段をさらに含み、動作モードにおいて、前記イオンの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％が、前記第１のイオンガイドに入ると断片化される請求項１〜１１のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１３】
前記加速手段は、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンが前記第１のイオンガイドへと移送される際に、イオンの運動エネルギーを漸進的に変化または増加させるように構成および適合される請求項１２に記載の質量分析計。
【請求項１４】
前記高断片化動作モードにおいて、前記第１のイオンガイドに入るイオンは、（ｉ）≧１０Ｖ、（ｉｉ）≧２０Ｖ、（ｉｉｉ）≧３０Ｖ、（ｉｖ）≧４０Ｖ、（ｖ）≧５０Ｖ、（ｖｉ）≧６０Ｖ、（ｖｉｉ）≧７０Ｖ、（ｖｉｉｉ）≧８０Ｖ、（ｉｘ）≧９０Ｖ、（ｘ）≧１００Ｖ、（ｘｉ）≧１１０Ｖ、（ｘｉｉ）≧１２０Ｖ、（ｘｉｉｉ）≧１３０Ｖ、（ｘｉｖ）≧１４０Ｖ、（ｘｖ）≧１５０Ｖ、（ｘｖｉ）≧１６０Ｖ、（ｘｖｉｉ）≧１７０Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）≧１８０Ｖ、（ｘｉｘ）≧１９０Ｖ、および（ｘｘ）≧２００Ｖからなる群から選択される電位差により加速される請求項１から１３のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１５】
前記低断片化動作モードにおいて、前記第１のイオンガイドに入るイオンは、（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電位差により加速される請求項１〜１４のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１６】
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毎に少なくとも１回、前記高断片化動作モードと前記低断片化動作モードとの間で、前記第１のイオンガイドを切替えるように構成および適合される請求項１から１５のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１７】
前記第１のイオンガイドは、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンビームを受け取り、任意の特定の時間に前記第１のイオンガイドに少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０の別々のイオンのグループまたはパケットが閉じ込められ、かつ／または分離されるように前記イオンビームを変換または分割するように構成および適合され、各イオンのグループまたはパケットは、前記第１のイオンガイドに形成される別々の軸方向ポテンシャル井戸に別々に閉じ込められ、かつ／または分離される請求項１から１６のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項１８】
前記第１のイオンガイドに閉じ込められ、かつ／または分離される前記イオンのグループまたはパケットのそれぞれにおけるイオンの平均質量電荷比は、時間とともに漸進的に増加または減少し、かつ／または第１のイオンガイドの出口領域から前記第１のイオンガイドの入口領域へ向かって漸進的に増加または減少する請求項１７に記載の質量分析計。
【請求項１９】
前記第１の電圧手段は、前記第１のイオンガイドの長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に同時に平行移動される少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０の別々の軸方向ポテンシャル井戸を生成するように構成および適合される請求項１から１８のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項２０】
前記第１のイオンガイドは、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から出てくるイオンを保持、閉じ込め、および／または分割し、かつ、（ｉ）前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からイオンが出てくる順序および／または忠実度を実質的に維持しながら、かつ／または（ｉｉ）前記第１のイオンガイドに沿って１つ以上のイオンのグループまたはパケットが平行移動する際に、イオンの組成を実質的に維持しながら前記第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、１つ以上のイオンのグループまたはパケットのイオンを平行移動するように構成および適合される請求項１から１９のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項２１】
前記第１のイオンガイドは、前記第１のイオンガイド内で、イオンの運動エネルギーを、衝突により冷却化、実質的に熱中性子化、または実質的に減少させるように構成および適合される請求項１から２０のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項２２】
（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ー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「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イオン源をさらに含む請求項１から２１のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項２３】
前記質量分析器は、（ｉ）飛行時間質量分析器、（ｉｉ）軸方向または直交加速飛行時間質量分析器、（ｉｉｉ）四重極質量分析器、（ｉｖ）２Ｄまたはリニア四重極質量分析器、（ｖ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｖｉ）ペニングトラップ質量分析器、（ｖｉｉ）イオントラップ質量分析器、（ｖｉｉｉ）扇形磁場質量分析器、（ｉｘ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、（ｘ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｘｉ）静電またはオービトラップ質量分析器、（ｘｉｉ）フーリエ変換静電またはオービトラップ質量分析器、および（ｘｉｉｉ）フーリエ変換質量分析器からなる群から選択される請求項１から２２のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項２４】
質量選択性イオントラップまたは質量分析器から質量選択的にイオンを排出する工程と、
前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器からのイオンを、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器の下流に配置され、複数の電極を含む第１のイオンガイドで受け取る工程と、
第１の動作モードにおいて、前記質量選択性イオントラップまたは質量分析器から受け取られたイオンが、前記第１のイオンガイドの別々の領域または部分に保持され、閉じ込められ、輸送され、および／または平行移動されるように、１つ以上の電圧または１つ以上の電圧波形を、前記第１のイオンガイドの前記電極に印加する工程と、
前記第１のイオンガイドの下流に質量分析器を備える工程と、
前記第１のイオンガイドに入るとイオンが実質的に断片化される高断片化動作モードと、前記第１のイオンガイドに入るとイオンが実質的にほとんどまたは全く断片化されない低断片化動作モードとの間で、前記第１のイオンガイドに入る前にイオンが通過する電位差の切り替えまたは反復的な切り替えを行う工程とを含む質量分析方法。
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月12日(2007.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
質量分析計は、イオン源をさらに含むことが好ましい。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）シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉ）ニッケル６３放射性イオン源、（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオン源、および（ｘｖｉｉｉ）熱スプレーイオン源からなる群から選択されうる。イオン源は、パルス化または連続イオン源であってもよい。質量分析器は、飛行時間質量分析器、または軸方向もしくは直交加速飛行時間質量分析器であってもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
質量分析器は、押しおよび／または引き電極を含み、イオンが第１のイオンガイドから飛行時間質量分析器内へ最初のタイミングで放出され、押出しおよび／または引き込み電極（ｐｕｌｌｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の付近の領域に到達し、次いで、押出しおよび／または引き込み電極が、最初のタイミングに続く遅延時間後、電圧印加されることが好ましい。
【国際調査報告】
2008523554.tif 000010
2008523554.tif 000011
2008523554.tif 000012