(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＳｎ質量分析計においてイオンを多重化するための方法であって、
関心のイオン群を生成するようにイオンをフィルタリングするステップであって、前記イオン群は、前記ＭＳｎ質量分析計の空間電荷制限を下回る、ステップと、
断片化したイオン群を形成するように、前記イオン群の少なくとも一部分を断片化するステップと、
質量分析のために、前記断片化した群の複数の部分を順次に選択することができるように、前記断片化した群の前記少なくとも一部分を貯蔵するステップと、
前記質量分析の前に、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれを順次に選択し、再断片化するステップと、
いったん前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれが断片化されると、質量分析を介して、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれを分析するステップと
を含み、
前記順次に選択し、再断片化するステップは、前記質量分析計のイオン経路に沿って、前記イオンの前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を前後に進行させるステップを含む、方法。
【請求項２】
前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部が、所与の回数で再断片化されるように、前記分析するステップの前に、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれについて、前記貯蔵するステップと、前記順次に選択し、再断片化するステップとを、前記所与の回数で繰り返すステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記貯蔵するステップは、前記ＭＳｎ質量分析計のイオン経路に沿って、前記断片化した群を後に進行させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記順次に選択し、再断片化するステップは、前記ＭＳｎ質量分析計を通して、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を選択的に移動させるステップを含み、前記選択的移動は、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれの所与の質量範囲を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
関心のイオン群を生成するようにイオンをフィルタリングするステップは、前記イオンの所与の質量範囲に基づいて前記イオンをフィルタリングするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
多重化ＭＳｎ質量分析計であって、
イオンを生成するためのイオン源と、
関心のイオン群を生成するように前記イオンをフィルタリングするための、前記イオン源に接続されるフィルタモジュールであって、前記イオン群は、前記ＭＳｎ質量分析計の空間電荷制限を下回る、フィルタモジュールと、
前記関心のイオン群の部分および／または断片化したイオン群の部分を貯蔵するための、前記フィルタモジュールに接続される貯蔵モジュールであって、断片化および質量分析のために、内部に貯蔵されたイオンの複数の部分を順次に選択するためにさらに使用可能である、貯蔵モジュールと、
前記貯蔵モジュールにおいて順次に選択されたイオンを断片化するための、前記貯蔵モジュールに接続される断片化モジュールと、
質量分析を介して断片化したイオンを分析するための、前記断片化モジュールに接続される質量分析モジュールと
を備え、
前記貯蔵モジュールおよび前記断片化モジュールは、前記質量分析モジュールによる分析の前に、少なくとも各一部が所与の回数で断片化されるように、前記貯蔵モジュールおよび前記断片化モジュールのそれぞれの間で、前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を前記所与の回数で前後に移動させるために使用可能である、多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項７】
前記断片化モジュールから前記貯蔵モジュールまでの少なくとも各前記一部の移動は、非選択的に発生し、前記貯蔵モジュールから前記断片化モジュールまでの少なくとも各前記一部の移動は、選択的に発生する、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項８】
前記貯蔵モジュールはさらに、前記関心のイオン群が前記断片化モジュールへとそこを通過するために使用可能である、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項９】
前記貯蔵モジュールと前記フィルタモジュールとが組み合わされて、フィルタ／貯蔵モジュールが形成される、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１０】
前記イオン源と前記フィルタ／貯蔵モジュールとの間に位置する第２の貯蔵モジュールであって、イオン貯蔵と、前記フィルタ／貯蔵モジュールへのイオンの移動のためにその中に貯蔵されたイオン群の複数の部分の順次の選択とのために、使用可能である第２の貯蔵モジュールをさらに備える、請求項９に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１１】
前記第２の貯蔵モジュールはさらに、前記イオン源からのイオンが前記フィルタ／貯蔵モジュールへとそこを通過することを可能にするために使用可能である、請求項１０に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１２】
前記第２の貯蔵モジュールおよび前記貯蔵モジュールは、前記フィルタ／貯蔵モジュールに貯蔵されたイオンを前記第２の貯蔵モジュールに移動させるために使用可能である、請求項１１に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１３】
前記断片化モジュールはさらに、前記断片化したイオンを貯蔵するために使用可能である、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１４】
前記貯蔵モジュールおよび前記断片化モジュールのうちの少なくとも１つは、その中に位置するイオンの残りの部分を廃棄するために使用可能である、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１５】
前記貯蔵モジュールの中に前記関心のイオン群を貯蔵する前に、前記関心のイオン群を断片化するための、前記貯蔵モジュールと前記フィルタモジュールとの間に位置する第２の断片化モジュールをさらに備える、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１６】
前記第２の断片化モジュールと前記貯蔵モジュールとの間に位置する、所与の数の通過／貯蔵モジュールをさらに備え、各前記通過／貯蔵モジュールは、断片化したイオンの所与の生成を貯蔵するために使用可能であり、各前記通過／貯蔵モジュールは、前記貯蔵モジュールへのそれを通るイオンの非選択的移動のために使用可能であり、さらに、前記貯蔵モジュールから前記第２の断片化チャンバへのイオンの非選択的移動のために使用可能である、請求項１５に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１７】
前記イオン源は、エレクトロスプレーイオン源、ナノスプレーイオン源、ＡＰＣＩ（大気圧化学イオン化）イオン源、ＡＰＰＩ（大気圧光イオン化）イオン源、電子衝撃イオン源、ＭＡＬＤＩ（マトリクス支援レーザ脱離イオン化）イオン源、およびＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）イオン源のうちの少なくとも１つを備える、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１８】
前記断片化モジュールは、衝突誘起解離（ＣＩＤ）、表面誘起解離（ＳＩＤ）、電子捕獲解離（ＥＣＤ）、電子移動解離（ＥＴＤ）、準安定原子衝撃、および光断片化のうちの少なくとも１つを備える、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項１９】
前記貯蔵モジュールは、線形イオントラップ、線形イオントラップの配列、３Ｄイオントラップの配列、ペニングトラップ、四重極イオントラップ、円筒形イオントラップ、軸方向噴出を伴うイオントラップ、半径方向噴出を伴うイオントラップ、飛行時間分離システム、および移動度分離イオントラップのうちの少なくとも１つを備える、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項２０】
前記質量分析モジュールは、扇形電界質量分析器、飛行時間分析器、四重極質量分析器、イオントラップ、四重極イオントラップ、線形四重極イオントラップ、四重極質量フィルタ、ＴＯＦ（飛行時間）分析器、およびＦＴ−ＭＳ（フーリエ変換質量分析質量）分析器のうちの少なくとも１つを備える、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【請求項２１】
前記フィルタモジュールは、四重極質量フィルタ、磁場質量フィルタ、イオン移動度フィルタ、およびイオントラップ質量フィルタのうちの少なくとも１つを備える、請求項６に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（分野）
本明細書は、概して、質量分析に関し、具体的には、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（導入部）
ＭＳｎ（またはＭＳｎ）は、関心の化合物に対するマルチレベル断片化経路に基づいて構造／定量的情報を抽出する、質量分析技法である。ＭＳｎは、概して、以下のように行われる。関心のイオンを含有する質量スペクトル領域が選択され、残りのイオンがフィルタリングして取り除かれる。残りの関心のイオンが断片化される。１つの関心のイオンが選択される一方で、残りのイオンがフィルタリングして取り除かれる。関心の断片が断片化され、２次断片のスペクトルおよび／または特定２次断片の強度が記録される。順序（フィルタリング・断片）は、各レベルの断片化によるさらなる断片生成を得るように継続し、イオンの構造に関する新しい情報を潜在的に提供することができる。しかしながら、フィルタリングの各ステップが、典型的に１０から１００という因数のイオン電流の低減につながり、低感度をもたらすため、高レベルＭＳｎ分析はめったに実践されない。ＭＳ−ＭＳおよびＭＳｎ多重化がイオン利用を向上させることができる一方で、多重化を伴うイオンの連続断片化は、より長い分析サイクル、および１次イオンの空間電荷の増加につながる。質量分析計の空間電荷制限を超過した場合は、不正確な結果につながる。したがって、このアプローチでは、空間電荷を制御するために１次イオン電流を減衰させなければならず、イオン信号の低減を通した器具効率の損失をもたらす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書の第１の局面は、ＭＳｎ質量分析計においてイオンを多重化するための方法を提供する。方法は、関心のイオン群を生成するようにイオンをフィルタリングするステップを含み、イオン群は、ＭＳｎ質量分析計の空間電荷制限を下回る。方法はさらに、断片化したイオン群を形成するように、イオン群の少なくとも一部分を断片化するステップを含む。方法はさらに、質量分析のために、断片化した群の複数の部分を連続的に選択することができるように、断片化した群の少なくとも一部分を貯蔵するステップを含む。方法はさらに、質量分析の前に、断片化した群の複数の部分のそれぞれを連続的に選択し、再断片化するステップを含む。方法はさらに、いったん断片化した群の複数の部分のそれぞれが断片化されると、質量分析を介して、断片化した群の複数の部分のそれぞれを分析するステップを含む。方法はさらに、断片化した群の複数の部分のそれぞれの少なくとも一部が、所与の回数で再断片化されるように、分析するステップの前に、断片化した群の複数の部分のそれぞれについて、貯蔵するステップと、連続的に選択し、再断片化するステップとを、所与の回数で繰り返すステップを含むことができる。貯蔵するステップは、ＭＳｎ質量分析計のイオン経路に沿って、断片化した群を後に進行させるステップを含むことができる。
【０００４】
連続的に選択し、再断片化するステップは、質量分析計のイオン経路に沿って、イオンの前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を前後に進行させるステップを含むことができる。
【０００５】
連続的に選択し、再断片化するステップは、ＭＳｎ質量分析計を通して、断片化した群の複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を選択的に移動させるステップを含むことができ、選択的移動は、断片化した群の複数の部分のそれぞれの所与の質量範囲を選択するステップを含むことができる。
【０００６】
関心のイオン群を生成するようにイオンをフィルタリングするステップは、イオンの所与の質量範囲に基づいてイオンをフィルタリングするステップを含むことができる。
【０００７】
本明細書の第２の局面は、多重化ＭＳｎ質量分析計を提供する。多重化ＭＳｎ質量分析計は、イオンを生成するためのイオン源を含む。多重化ＭＳｎ質量分析計はさらに、関心のイオン群を生成するようにイオンをフィルタリングするための、イオン源に接続されるフィルタモジュールを備え、イオン群は、ＭＳｎ質量分析計の空間電荷制限を下回る。多重化ＭＳｎ質量分析計はさらに、少なくとも関心のイオン群を貯蔵するための、フィルタモジュールに接続される貯蔵モジュールであって、断片化および質量分析のために、少なくとも関心のイオン群の複数の部分を連続的に選択するためにさらに使用可能である、少なくとも１つの貯蔵モジュールを備える。多重化ＭＳｎ質量分析計はさらに、少なくとも１つの貯蔵モジュールにおいて連続的に選択されたイオンを断片化するための、貯蔵モジュールに接続される断片化モジュールを含む。多重化ＭＳｎ質量分析計はさらに、質量分析を介して断片化したイオンを分析するための、断片化モジュールに接続される質量分析モジュールを備える。
【０００８】
貯蔵モジュールおよび断片化モジュールは、質量分析モジュールによる分析の前に、少なくとも各一部が所与の回数で断片化されるように、貯蔵モジュールおよび断片化モジュールのそれぞれの間で、複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を所与の回数で前後に移動させるために使用可能となり得る。断片化モジュールから貯蔵モジュールまでの少なくとも各一部の移動は、非選択的に発生することができ、貯蔵モジュールから断片化モジュールまでの少なくとも各一部の移動は、選択的に発生することができる。貯蔵モジュールはさらに、関心のイオン群が断片化モジュールへとそこを通過するために使用可能となり得る。少なくとも１つの貯蔵モジュールは、フィルタリングモジュールを備えることができる。多重化ＭＳｎ質量分析計はさらに、イオン源と貯蔵モジュールとの間に位置する第２の貯蔵モジュールであって、イオン貯蔵と、断片化および質量分析のためにその中に貯蔵されたイオン群の複数の部分の連続的選択とのために、使用可能な第２の貯蔵モジュールを備えることができる。第２の貯蔵モジュールはさらに、イオン源からのイオンが貯蔵モジュールへとそこを通過することを可能にするために使用可能となり得る。第２の貯蔵モジュールおよび貯蔵モジュールは、貯蔵モジュールに貯蔵されたイオンを第２の貯蔵モジュールに移動させるために使用可能となり得る。
【０００９】
断片化モジュールはさらに、断片化したイオンを貯蔵するために使用可能となり得る。
【００１０】
貯蔵モジュールおよび断片化モジュールのうちの少なくとも１つは、その中に位置するイオンの残りの部分を廃棄するために使用可能となり得る。
【００１１】
多重化ＭＳｎ質量分析計はさらに、貯蔵モジュールの中の関心のイオン群を貯蔵する前に、関心のイオン群を断片化するための、貯蔵モジュールと第２の断片化モジュールとの間に位置する第２の断片化モジュールを備えることができる。
【００１２】
多重化ＭＳｎ質量分析計はさらに、第２の断片化モジュールと貯蔵モジュールとの間に位置する、所与の数の通過／貯蔵モジュールを備えることができ、各通過／貯蔵モジュールは、断片化したイオンの所与の生成を貯蔵するために使用可能であり、各通過／貯蔵モジュールは、貯蔵モジュールへのそれを通るイオンの非選択的移動のために使用可能であり、さらに、貯蔵モジュールから第２の断片化チャンバへの非選択的移動のために使用可能である。
【００１３】
イオン源は、エレクトロスプレーイオン源、ナノスプレーイオン源、ＡＰＣＩ（大気圧化学イオン化）イオン源、ＡＰＰＩ（大気圧光イオン化）イオン源、電子衝撃イオン源、ＭＡＬＤＩ（マトリクス支援レーザ脱離イオン化）イオン源、およびＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）イオン源のうちの少なくとも１つを備えることができる。
【００１４】
断片化モジュールは、衝突誘起解離（ＣＩＤ）、表面誘起解離（ＳＩＤ）、電子捕獲解離（ＥＣＤ）、電子移動解離（ＥＴＤ）、準安定原子衝撃、および光断片化のうちの少なくとも１つを備えることができる。
【００１５】
貯蔵モジュールは、線形イオントラップ、線形イオントラップの配列、３Ｄイオントラップの配列、ペニングトラップ、四重極イオントラップ、円筒形イオントラップ、軸方向噴出を伴うイオントラップ、半径方向噴出を伴うイオントラップ、飛行時間分離システム、および移動度分離イオントラップのうちの少なくとも１つを備えることができる。
【００１６】
質量分析モジュールは、扇形電界質量分析器、飛行時間分析器、四重極質量分析器、イオントラップ、四重極イオントラップ、線形四重極イオントラップ、四重極質量フィルタ、ＴＯＦ（飛行時間）分析器、およびＦＴ−ＭＳ（フーリエ変換質量分析質量）分析器のうちの少なくとも１つを備えることができる。
【００１７】
フィルタモジュールは、四重極質量フィルタ、磁場質量フィルタ、イオン移動度フィルタ、およびイオントラップ質量フィルタうちの少なくとも１つを備えることができる。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ＭＳｎ質量分析計においてイオンを多重化するための方法であって、
関心のイオン群を生成するようにイオンをフィルタリングするステップであって、前記イオン群は、前記ＭＳｎ質量分析計の空間電荷制限を下回る、ステップと、
断片化したイオン群を形成するように、前記イオン群の少なくとも一部分を断片化するステップと、
質量分析のために、前記断片化した群の複数の部分を連続的に選択することができるように、前記断片化した群の前記少なくとも一部分を貯蔵するステップと、
前記質量分析の前に、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれを連続的に選択し、再断片化するステップと、
いったん前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれが断片化されると、質量分析を介して、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれを分析するステップと
を含む、方法。
（項目２）
前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部が、所与の回数で再断片化されるように、前記分析するステップの前に、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれについて、前記貯蔵するステップと、前記連続的に選択し、再断片化するステップとを、前記所与の回数で繰り返すステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記貯蔵するステップは、前記ＭＳｎ質量分析計のイオン経路に沿って、前記断片化した群を後に進行させるステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記連続的に選択し、再断片化するステップは、前記質量分析計のイオン経路に沿って、前記イオンの前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を前後に進行させるステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記連続的に選択し、再断片化するステップは、前記ＭＳｎ質量分析計を通して、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を選択的に移動させるステップを含み、前記選択的移動は、前記断片化した群の前記複数の部分のそれぞれの所与の質量範囲を選択するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
関心のイオン群を生成するようにイオンをフィルタリングするステップは、前記イオンの所与の質量範囲に基づいて前記イオンをフィルタリングするステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目７）
イオンを生成するためのイオン源と、
関心のイオン群を生成するように前記イオンをフィルタリングするための、前記イオン源に接続されるフィルタモジュールであって、前記イオン群は、前記ＭＳｎ質量分析計の空間電荷制限を下回る、フィルタモジュールと、
少なくとも前記関心のイオン群を貯蔵するための、前記フィルタモジュールに接続される貯蔵モジュールであって、断片化および質量分析のために、少なくとも前記関心のイオン群の複数の部分を連続的に選択するためにさらに使用可能である、少なくとも１つの貯蔵モジュールと、
前記少なくとも１つの貯蔵モジュールにおいて連続的に選択されたイオンを断片化するための、前記貯蔵モジュールに接続される断片化モジュールと、
質量分析を介して断片化したイオンを分析するための、前記断片化モジュールに接続される質量分析モジュールと
を備える、多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目８）
前記貯蔵モジュールおよび前記断片化モジュールは、前記質量分析モジュールによる分析の前に、少なくとも各一部が所与の回数で断片化されるように、前記貯蔵モジュールおよび前記断片化モジュールのそれぞれの間で、前記複数の部分のそれぞれの少なくとも一部を前記所与の回数で前後に移動させるために使用可能である、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目９）
前記断片化モジュールから前記貯蔵モジュールまでの少なくとも各前記一部の移動は、非選択的に発生し、前記貯蔵モジュールから前記断片化モジュールまでの少なくとも各前記一部の移動は、選択的に発生する、項目８に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１０）
前記貯蔵モジュールはさらに、前記関心のイオン群が前記断片化モジュールへとそこを通過するために使用可能である、項目８に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１１）
前記少なくとも１つの貯蔵モジュールは、前記フィルタリングモジュールを備える、項目８に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１２）
前記イオン源と前記貯蔵モジュールとの間に位置する第２の貯蔵モジュールであって、イオン貯蔵と、断片化および質量分析のためにその中に貯蔵されたイオン群の複数の部分の連続的選択とのために、使用可能な前記第２の貯蔵モジュールをさらに備える、項目１１に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１３）
前記第２の貯蔵モジュールはさらに、前記イオン源からのイオンが前記貯蔵モジュールへとそこを通過することを可能にするために使用可能である、項目１２に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１４）
前記第２の貯蔵モジュールおよび前記貯蔵モジュールは、前記貯蔵モジュールに貯蔵されたイオンを前記第２の貯蔵モジュールに移動させるために使用可能である、項目１３に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１５）
前記断片化モジュールはさらに、前記断片化したイオンを貯蔵するために使用可能である、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１６）
前記貯蔵モジュールおよび前記断片化モジュールのうちの少なくとも１つは、その中に位置するイオンの残りの部分を廃棄するために使用可能である、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１７）
前記貯蔵モジュールの中の前記関心のイオン群を貯蔵する前に、前記関心のイオン群を断片化するための、前記貯蔵モジュールと前記第２の断片化モジュールとの間に位置する第２の断片化モジュールをさらに備える、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１８）
前記第２の断片化モジュールと前記貯蔵モジュールとの間に位置する、所与の数の通過／貯蔵モジュールをさらに備え、各前記通過／貯蔵モジュールは、断片化したイオンの所与の生成を貯蔵するために使用可能であり、各前記通過／貯蔵モジュールは、前記貯蔵モジュールへのそれを通るイオンの非選択的移動のために使用可能であり、さらに、前記貯蔵モジュールから前記第２の断片化チャンバへの非選択的移動のために使用可能である、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目１９）
前記イオン源は、エレクトロスプレーイオン源、ナノスプレーイオン源、ＡＰＣＩ（大気圧化学イオン化）イオン源、ＡＰＰＩ（大気圧光イオン化）イオン源、電子衝撃イオン源、ＭＡＬＤＩ（マトリクス支援レーザ脱離イオン化）イオン源、およびＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）イオン源のうちの少なくとも１つを備える、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目２０）
前記断片化モジュールは、衝突誘起解離（ＣＩＤ）、表面誘起解離（ＳＩＤ）、電子捕獲解離（ＥＣＤ）、電子移動解離（ＥＴＤ）、準安定原子衝撃、および光断片化のうちの少なくとも１つを備える、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目２１）
前記貯蔵モジュールは、線形イオントラップ、線形イオントラップの配列、３Ｄイオントラップの配列、ペニングトラップ、四重極イオントラップ、円筒形イオントラップ、軸方向噴出を伴うイオントラップ、半径方向噴出を伴うイオントラップ、飛行時間分離システム、および移動度分離イオントラップのうちの少なくとも１つを備える、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目２２）
前記質量分析モジュールは、扇形電界質量分析器、飛行時間分析器、四重極質量分析器、イオントラップ、四重極イオントラップ、線形四重極イオントラップ、四重極質量フィルタ、ＴＯＦ（飛行時間）分析器、およびＦＴ−ＭＳ（フーリエ変換質量分析質量）分析器のうちの少なくとも１つを備える、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
（項目２３）
前記フィルタモジュールは、四重極質量フィルタ、磁場質量フィルタ、イオン移動度フィルタ、およびイオントラップ質量フィルタうちの少なくとも１つを備える、項目７に記載の多重化ＭＳｎ質量分析計。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
当業者であれば、以下で説明される図面が例証目的のみのためであることを理解するであろう。図面は、決して出願者の教示の範囲を限定することを目的としない。
【図１】図１は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステムを描写する。
【図２】図２は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための方法を描写する。
【図３】図３〜図６は、非限定的実施形態による、動作中の図１のシステムを描写する。
【図４】図３〜図６は、非限定的実施形態による、動作中の図１のシステムを描写する。
【図５】図３〜図６は、非限定的実施形態による、動作中の図１のシステムを描写する。
【図６】図３〜図６は、非限定的実施形態による、動作中の図１のシステムを描写する。
【図７】図７〜図１１は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステムを描写する。
【図８】図７〜図１１は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステムを描写する。
【図９】図７〜図１１は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステムを描写する。
【図１０】図７〜図１１は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステムを描写する。
【図１１】図７〜図１１は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステムを描写する。
【図１２】図１２〜図１４は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための質量分析計を描写する。
【図１３】図１２〜図１４は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための質量分析計を描写する。
【図１４】図１２〜図１４は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための質量分析計を描写する。
【図１５】図１５は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステムを描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステム１００であって、コンピュータデバイス１０５と通信している多重化ＭＳｎ質量分析計１０１を備えるシステム１００を描写する。一般に、コンピュータデバイス１０５は、コンピュータデバイス１０５のメモリ１１２に貯蔵することができ、コンピュータデバイス１０５の処理ユニット１１４によって処理することができる、アプリケーション１１０を処理することによって、質量分析計１０１の動作を制御する。コンピュータデバイス１０５は、適宜、制御信号を質量分析計１０１の各要素に伝送し、例えば、コンピュータデバイス１０５および質量分析計１０１のそれぞれにおけるインターフェースおよびコンピュータバス構造を介して、質量分析計１０１の動作を制御する。実際に、質量分析計１０１の要素のそれぞれは、それらの動作を制御することができるように、制御信号を受け取り、それに応じて応答するために使用可能であることが、以下の説明で理解される。いくつかの非限定的実施形態では、質量分析計１０１は、コンピュータデバイス１０５を備える。
【００２０】
非限定的実施形態では、質量分析計１０１は、フィルタモジュール１２２に接続されるイオン源１２０を備える。イオン源１２０は、例えば、イオン群を生成するように、イオン源１２０に導入されるサンプルをイオン化することによって、質量分析用のイオンを生成するために使用可能である。さらに、イオン源１２０は、概して、イオン群をフィルタモジュール１２２に伝達するために使用可能である。イオン源１２０は、エレクトロスプレーイオン源、ナノスプレーイオン源、ＡＰＣＩ（大気圧化学イオン化）イオン源、ＡＰＰＩ（大気圧光イオン化）イオン源、または電子衝撃イオン源（ＭＡＬＤＩ（マトリクス支援レーザ脱離イオン化）イオン源、およびＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）イオン源等のパルスイオン源を含むが、それらに限定されない）を含むが、それらに限定されない、任意の好適なイオン源技術を含むことができる。しかしながら、他の種類のイオン源技術が当業者に思い浮かび、本実施形態の範囲内である。
【００２１】
フィルタモジュール１２２は、概して、質量分析用のイオンの質量範囲を選択する、および／または、以下で説明される、質量分析計１０１の断片化および／または貯蔵モジュールの空間電荷制限を下回るイオンの全空間電荷を低減するために、イオン源１２０からイオンを受け取り、空間、時間、およびエネルギーのうちの少なくとも１つにおいてイオンをフィルタリングするために使用可能である。フィルタモジュール１２２は、四重極質量フィルタ、イオントラップに基づいた質量フィルタ、ＴＯＦ（飛行時間）に基づいた質量フィルタ、または磁場質量フィルタを含むが、それらに限定されない、任意の好適な質量フィルタを含むことができる。しかしながら、他の種類の質量フィルタが当業者に思い浮かび、本実施形態の範囲内である。実際に、概して、関心の質量範囲を選択し、空間電荷を低減するように、イオン源１２０からイオンをフィルタリングすることによって、１次イオンビーム（すなわち、イオン源１２０によって生成されるイオン）の減衰のステップが排除され、質量分析計１０１の効率が増加させられる。さらに、この空間電荷の標的化低減は、以下で説明される、質量分析モジュール１３０において記録される質量スペクトルの質に影響を及ぼす。言い換えれば、フィルタリングは、質量分析計１０１における空間電荷制限に対処するように発生し、正味の結果は、以下で説明されるように、空間電荷が質量分析計の他のモジュールのうちのいずれも圧倒しないような、質量分析計１０１におけるより少ないイオンである。さらに、断片化および分析の前に関心の質量範囲を選択することによって、フィルタリングしたイオンから抽出される後続の情報は、フィルタリングが発生しない場合よりも詳細となり得る。
【００２２】
質量分析計１０１はさらに、フィルタモジュール１２２に接続される第１の断片化モジュール１２４であって、フィルタモジュール１２２からイオンを受け取り、衝突誘起解離（ＣＩＤ）、表面誘起解離（ＳＩＤ）、電子捕獲解離（ＥＣＤ）、電子移動解離（ＥＴＤ）、準安定原子衝撃、光断片化を含むが、それらに限定されない、任意の好適な断片化技術を使用してイオンを断片化するために使用可能な第１の断片化モジュール１２４を備える。しかしながら、他の種類の断片化技術が当業者に思い浮かび、本実施形態の範囲内である。断片化がガスとの衝突を介して発生する実施形態では、第１の断片化モジュール１２４は、イオンの断片化を達成するためのガスの入力を備えることができる。
【００２３】
質量分析計１０１はさらに、第１の断片化モジュール１２４に接続される貯蔵／多重化モジュール１２６であって、第１の断片化モジュール１２４から断片化したイオンを受け取り、断片化したイオンを貯蔵するために使用可能な貯蔵／多重化モジュール１２６を備える。貯蔵／多重化モジュール１２６は、線形イオントラップ、線形イオントラップの配列、３Ｄイオントラップの配列、ペニングトラップ、四重極イオントラップ、および／または円筒形イオントラップを含むが、それらに限定されない、任意の好適なイオン貯蔵技術を含むことができる。しかしながら、他の種類の貯蔵技術が当業者に思い浮かび、本実施形態の範囲内である。貯蔵／多重化モジュール１２６はさらに、残りの部分が貯蔵／多重化モジュール１２６内に貯蔵されたままである間に、以下で説明される他のモジュールにおいて、質量分析のために貯蔵／多重化モジュール１２６に貯蔵された断片化したイオンの複数の部分の連続的選択および移動のために、使用可能である。さらなる分析のための選択した部分の連続的選択および移動は、多重化としても知られている。多重化設定は、軸方向噴出を伴うイオントラップ、半径方向噴出を伴うイオントラップ、飛行時間分離システム、および／または移動度分離を含むことができるが、それらに限定されない。しかしながら、他の種類の多重化技術が当業者に思い浮かび、本実施形態の範囲内である。
【００２４】
質量分析計１０１はさらに、貯蔵／多重化モジュール１２６に接続される第２の断片化モジュール１２８を備え、第２の断片化モジュール１２８は、上記で説明されるように、第１の断片化モジュール１２４と機能が実質的に同様となり得る。第２の断片化モジュール１２８は、貯蔵／多重化モジュール１２６から連続的に選択され、移動させられると、断片化したイオンの複数の部分のそれぞれを受け取り、質量分析のために断片化したイオンの複数の部分のそれぞれを断片化するために使用可能である。
【００２５】
質量分析計１０１はさらに、第２の断片化モジュール１２８に接続される質量分析モジュール１３０を備える。質量分析モジュール１３０は、いったん断片化したイオンの複数の部分のそれぞれが第２の断片化モジュール１２８の中で断片化されると、それらに質量分析を行うために使用可能である。質量分析モジュール１３０はさらに、分析および貯蔵のために、質量分析データをコンピュータデバイス１０５に出力するために使用可能である。質量分析モジュール１３０は、イオントラップ、四重極イオントラップ、ＴＯＦ分析器、ＦＴ−ＭＳ（フーリエ変換質量分析質量）分析器、扇形電界質量分析器、四重極質量分析器、四重極イオントラップ、および線形四重極イオントラップ等の質量分析器を含むが、それらに限定されない、任意の好適な質量分析技術を含むことができる。しかしながら、他の種類の質量分析技術が当業者に思い浮かび、本実施形態の範囲内である。
【００２６】
質量分析計１０１の要素のそれぞれは、概して、イオン源１２０において生成されるイオンを、フィルタリングのためにフィルタモジュール１２２に移動させることができ（矢印１５０によって表されるように）、フィルタモジュール１２２からのイオンを、断片化のために第１の断片化モジュール１２４に移動させることができ（矢印１５２によって表されるように）、第１の断片化モジュール１２４からの断片化したイオンを、貯蔵のために貯蔵／多重化モジュール１２６に移動させることができるように（矢印１５４によって表されるように）、相互接続される。次いで、断片化したイオンの複数部分を、選択的に選択し、断片化のために第２の断片化モジュール１２８に移動させ（矢印１５６によって表されるように）、次いで、質量分析のために質量分析モジュール１３０に移動させることができる（矢印１５８によって表されるように）。一般に、第１の断片化モジュール１２４の中で断片化される（すなわち、第２の断片化モジュール１２８の中での後続断片化を伴わずに）イオンに行われるＭＳ分析は、ＭＳ−ＭＳ（ＭＳ２）分析を含む。第２の断片化モジュール１２８の中で断片化される（すなわち、第１の断片化モジュール１２４の中での第１の断片化の後に）イオンに行われるＭＳ分析は、ＭＳ３分析を含む。
【００２７】
いったん断片化したイオンの各部分が選択され、第２の断片化チャンバ１２８に移動させられると、断片化および質量分析のために、断片化したイオンのさらなる部分を順に選択することができるように、断片化したイオンの残りの部分は、貯蔵／多重化モジュール１２６に貯蔵されたままである。貯蔵／多重化モジュール１２６によって連続的に選択される各部分は、他の部分の同じ質量範囲または異なる質量範囲内にあり得る。さらに、選択される各部分は、質量分析における所望の感度を提供するために好適なサイズを有することができる。さらに、いくつかの実施形態では、各後続断片化ステップ中に、断片化したイオン群全体のフィルタリングがなく、したがって、イオン電流の必要以上の損失がない。他の実施形態では、各後続断片化ステップ中に、（例えば、断片化したイオン群全体の大部分である、群全体の一部を選択するように）断片化したイオン群全体の限定されたフィルタリングがあり得るため、イオン電流の有意な損失がない。さらなる実施形では、例えば、断片化したイオン群全体の限定された部分である、群全体の一部を選択するように、断片化したイオンの大幅なフィルタリングがあり得るため、分析のために限定数の構成要素を選択する。後者の実施形態は、概して、分析ステップの数を低減することによって、総分析時間を低減するが、依然として、複数の構成要素が分析のために選択されることを可能にする。
【００２８】
いくつかの実施形態では、イオン源１２０とフィルタモジュール１２２との間で、イオンをゲート制御することができる。他の実施形態では、フィルタモジュール１２２と第１の断片化モジュール１２４との間で、イオンをゲート制御することができる。そのようなゲーティングは、概して、入力ＭＳ２イオン（すなわち、イオン源からのイオン、および／または、さらに、第１の断片化したイオン群が貯蔵／多重化モジュール１２６に移動させられた後に、第１の断片化モジュール１２４の中で断片化されているイオン）による貯蔵／多重化モジュール１２６の汚染を防止する。
【００２９】
さらに、質量分析計１０１は、真空ポンプ、真空コネクタ、電力供給部、電気コネクタ、電極等を含むが、それらに限定されない、質量分析計１０１を通したイオンの移動を可能にするための任意の数の付加的な要素を備えることができることが理解される。
【００３０】
さらなる実施形態では、質量分析計１０１がＮ個の断片化チャンバを備える場合に、ＭＳＮ＋１分析を行うことができるように、質量分析計１０１は、第２の断片化モジュール１２８と質量分析モジュール１３０との間に位置する、さらなる複数対の貯蔵／多重化および断片化モジュールを含むことができる。
【００３１】
ここで、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための方法２００を描写する図２に注目する。方法２００の説明を支援するために、方法２００はシステム１００を使用して行われると仮定される。さらに、方法２００の以下の考察は、システム１００およびその種々の構成要素のさらなる理解につながる。特に、アプリケーション１１０が処理ユニット１１４によって処理される時に、システム１００を使用して方法２００を行うことができることが理解される。しかしながら、システム１００および／または方法２００は、変化させることができ、相互と併せて本明細書で論議されるように正確に稼働する必要はなく、そのような変化例は、本実施形態の範囲内であることを理解されたい。
【００３２】
方法２００では、好適なサンプルがイオン源１２０に導入されており、好適なサンプルは、分析のためのイオンを生成するようにイオン源１２０によってイオン化されていることが仮定される。
【００３３】
ステップ２０５では、図３（類似番号を有する類似要素を伴って、図１と実質的に同様である）で描写されるように、イオン源からのイオンが、関心のイオン群Ｇを生成するように、フィルタモジュール１２２を介してフィルタリングされる。一般に、イオンは質量選択によってフィルタリングされ、イオン群Ｇは関心の質量範囲である。断片化ステップ（下記参照）を行う前にイオンをフィルタリングすることによって、質量分析計１０１内の空間電荷が、質量分析計１０１の（例えば、質量分析計１０１の後続のモジュールの）空間電荷制限を下回るまで低減される。したがって、フィルタリングが発生しない場合に関して、空間電荷の影響が低減される。
【００３４】
ステップ２０５はさらに、断片化のためにイオン群Ｇを第１の断片化モジュール１２４に移動させるステップ（矢印１５２）を含む。
【００３５】
ステップ２１０では、図３で描写されるように、イオン群Ｇの少なくとも一部分が、イオンの断片化した群Ｆを形成するように断片化される。例えば、イオン群Ｇは、イオンの断片化した群Ｆを形成するように、第１の断片化モジュール１２４によって断片化することができる。次いで、イオンの断片化した群Ｆは、類似番号を有する類似要素を伴って、図１と実質的に同様である図４で描写されるように、貯蔵／多重化モジュール１２６に移動させられる（矢印１５４）。
【００３６】
ステップ２２０では、断片化した群Ｆは、質量分析のために、断片化した群Ｆの複数の部分を連続的に選択することができるように貯蔵される。例えば、断片化した群Ｆは、概して、図４で描写されるように、任意の好適な貯蔵技法を介して（例えば、上記で説明されるようなイオントラップ等を介して）貯蔵／多重化モジュール１２６に貯蔵される。
【００３７】
ステップ２３０では、断片化した群Ｆの一部分Ｐが、質量分析のために選択され、図５（類似番号を有する類似要素を伴って、図１と実質的に同様である）で描写されるように、第２の断片化モジュール１２８に選択的に移動させられる（矢印１５６）。例えば、貯蔵／多重化モジュール１２６は、概して、第２の断片化モジュール１２８へのイオンの質量選択的移動のために使用可能であるため、部分Ｐは、断片化した群Ｆの任意の所望の／好適な質量範囲となり得る。さらに、次いで、断片化した群Ｆは、量Ｐだけ低減され、図５で描写されるように、断片化したイオンＦの残りの部分Ｆ'を残す。いくつかの実施形態では、部分Ｐを質量分析モジュール１３０に移動させることによって、質量分析分析（ＭＳ２）を部分Ｐに行うことができる。
【００３８】
しかしながら、ＭＳ３が所望される場合、ステップ２４０では、部分Ｐが、部分ＰＦを生成するように、第２の断片化チャンバ１２８の中で断片化され、ステップ２５０では、断片化した部分ＰＦが、質量分析のために質量分析モジュール１３０に移動させられ（矢印１５８）、後に、分析および貯蔵のためにコンピュータデバイス１１０に転送される質量分析データを生じる。ステップ２４０および２５０は、類似番号を有する類似要素を伴って、図１と実質的に同様である、図６で描写されている。
【００３９】
ステップ２６０では、貯蔵／多重化モジュール１２６に貯蔵された断片化した群Ｆ（例えば、残りの部分Ｆ'）が除去しているかどうかが判定される。そうでなければ、ステップ２８０では、断片化した群Ｆの別の部分（例えば、残りの部分Ｆ'の一部分）が質量分析のために順に選択されるかどうかが判定される。そうであれば、ステップ２３０乃至２６０が、断片化した群Ｆの別の部分で繰り返される。例えば、アプリケーション１１０は、断片化した群Ｆの所与の数の部分に質量分析を受けさせるように構成することができる。連続的に選択された部分の数が所与の数以下である場合、ステップ２３０乃至２６０が繰り返される。そうでなければ、連続的に選択された部分の数は所与の数よりも多く、次いで、ステップ２９０では、例えば、さらなる断片化または分析を伴わずに、残りの部分を第２の断片化モジュール１２８および質量分析計モジュール１３０に通過させることによって、残りの部分Ｆ'が廃棄される。次いで、方法２００は、ステップ２９５で終了する。代替として、残りの部分は、貯蔵／多重化モジュール１２６および／または第２の断片化チャンバ１２８内の電極の中へイオンビームを誘導することによって、廃棄することができる。
【００４０】
代替として、断片化した群Ｆの別の部分が選択されることを質量分析データが示す場合に、ステップ２３０乃至２６０が繰り返される。そのような決定の規準は、アプリケーション１１０内で事前構成する、および／またはシステム１００のユーザによって作製することができる。
【００４１】
したがって、断片化した群Ｆの複数の部分のそれぞれが、質量分析の前に連続的に選択され、断片化される。さらに、いったん断片化した群Ｆの複数の部分のそれぞれが断片化されると、断片化した群Ｆの複数の部分のそれぞれは、質量分析を介して分析される。
【００４２】
ステップ２６０に戻って、断片化した群が除去している場合、ステップ２７０では、イオン源からのより多くのイオンが生成やフィルタリング等を受けるかどうかが判定される。そうであれば、例えば、質量分析のためにさらなるサンプルを導入することによって、いったんイオン源においてさらなるイオンが生成され、フィルタリングモジュール１０１においてフィルタリングされると、上記で説明されるように、ステップ２１０乃至２９０が繰り返される。そうでなければ、方法２００はステップ２９５で終了する。
【００４３】
ここで、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステム１００ａを描写する図７に注目する。システム１００ａは、類似番号を有する類似要素を伴って、システム１００と実質的に同様である。システム１００ａは、質量分析計１０１と実質的に同様である質量分析計１０１ａを備え、第１の断片化／貯蔵モジュール１２４ａおよび第２の断片化／貯蔵モジュール１２８ａを含む、各断片化モジュールは、イオンおよび／または断片化したイオンを貯蔵するために使用可能である。したがって、第１の断片化／貯蔵モジュール１２４ａおよび第２の断片化／貯蔵モジュール１２８ａのそれぞれは、それぞれ、第１の断片化モジュール１２４および第２の断片化モジュール１２８、ならびに貯蔵／多重化モジュール１２６と同様に、機能的に使用可能である。これは、質量分析計１０１ａが上記で説明されるような方法２００を行うことを可能にし、断片化した部分Ｆが貯蔵モジュールに貯蔵されている間に、第２の断片化した群を生成するように、さらなるイオンを断片化することができ、断片化した群Ｆが連続的に選択され、断片化され、質量分析を介して分析されている間に、第２の断片化した群は、断片化した群Ｆとは無関係に第１の断片化／貯蔵モジュール１２４ａに貯蔵されるため、第２の断片化した群は、例えば、断片化した群Ｆが除去または廃棄された後に、連続的に選択され、断片化し、質量分析を介して分析することができる。
【００４４】
これはさらに、断片化および／または分析が質量分析計１０１ａの要素のうちのもう１つで行われている間に、イオンおよび／または断片化したイオンが、第１の断片化／貯蔵モジュール１２４ａ、貯蔵／多重化モジュール１２６、および第２の断片化／貯蔵モジュール１２８ａのうちのいずれかに貯蔵されることを可能にする。そのような貯蔵および断片化等は、処理モジュール１１４による処理時に、アプリケーション１１０ａを介して制御することができる。アプリケーション１１０ａは、アプリケーション１１０と実質的に同様であるが、アプリケーション１１０ａはさらに、質量分析計１０１ａの複数の要素において質量分析計１０１ａに同時断片化／貯蔵を行わせるために使用可能である。
【００４５】
ここで、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステム１００ｂを描写する図８に注目する。システム１００ｂは、類似番号を有する類似要素を伴って、システム１００と実質的に同様である。システム１００ｂは、質量分析計１０１ａと同様である質量分析計１０１ｂを備えるが、第１の断片化／貯蔵モジュール１２４ａと同様の１つだけの断片化／貯蔵モジュール１２４ｂと、フィルタモジュール１２２と断片化／貯蔵モジュール１２４ｂとの間に位置する通過／貯蔵／多重化モジュール１２６ｂとを備える。通過／貯蔵／多重化モジュール１２６ｂは、上記で説明されるような（その中に貯蔵されたイオンの連続選択的移動を含む）貯蔵／多重化モジュール１２６と同様に、イオンおよび／または断片化したイオンを貯蔵するために使用可能であるが、通過／貯蔵／多重化モジュール１２６ｂはさらに、断片化のために、フィルタモジュール１２２からのイオンが断片化／貯蔵チャンバ１２４ｂを通過することを可能にするために使用可能である。
【００４６】
方法２００は、以下の違いを伴って、システム１００ｂを使用して行うことができる。ステップ２１０では、断片化した群Ｆを形成するように、イオン源からのイオンが断片化／貯蔵モジュール１２４ｂの中で断片化される。この段階で、ＭＳ２分析を行うことができる。しかしながら、断片化した群Ｆは、図８のように、ステップ２２０における貯蔵のために、通過／貯蔵／多重化モジュール１２６ｂへとイオン源１２０に向かって逆移動させる（すなわち、質量分析計１０１ｂのイオン経路に沿って後方に）ことができる（矢印１５６ｂ）。図９（類似番号を有する類似要素を伴って、図８と実質的に同様である）で描写されるように、ステップ２３０では、断片化した群の部分Ｐが選択され、断片化／貯蔵チャンバ１２４ｂに戻され、そこで、ステップ２４０で断片化され（断片化した部分ＰＦを生成する）、ＭＳ３分析のために質量分析計モジュール１３０に移動させられる。
【００４７】
付加的な断片化が所望される場合（ＭＳｎ、ｎ＞３）、所望の程度の断片化を達成するために必要な回数で、断片化した群Ｆを、通過／貯蔵／多重化モジュール１２６ｂと断片化／貯蔵モジュール１２４ｂとの間で前後に移動させることができる。例えば、断片化した群Ｆの複数の部分Ｐのそれぞれの少なくとも一部が所与の回数で再断片化されるように、分析するステップ２５０の前に、選択するステップ２３０および断片化するステップ２４０が、断片化した群Ｆの複数の部分Ｐのそれぞれについて所与の回数で繰り返される。したがって、選択するステップ２３０および断片化するステップ２４０は、質量分析計１０１ｂのイオン経路に沿って、複数の部Ｐ分のそれぞれの少なくとも一部を前後に進行させるステップを含む。
【００４８】
この幾何学形状は、概して、１つだけの断片化チャンバを使用して、ＭＳｎを可能にするように質量分析計１０１ｂを通るイオンの逆移動を可能にすることによって、質量分析計１０１または質量分析計１０１ａに対して、質量分析計１０１ｂの構成要素の数を低減する。さらに、イオンおよび断片化したイオンの移動および貯蔵は、処理モジュール１１４による処理時に、アプリケーション１１０ｂを介して制御することができる。アプリケーション１１０ｂは、アプリケーション１１０と実質的に同様であるが、アプリケーション１１０ｂはさらに、質量分析計１０１ａの複数の要素において質量分析計１０１ａに同時断片化／貯蔵を行わせるために使用可能である。
【００４９】
ここで、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステム１００ｃを描写する図１０に注目する。システム１００ｃは、類似番号を有する類似要素を伴って、システム１００ｂと実質的に同様である。システム１００ｃは、質量分析計１０１ｂと同様である質量分析計１０１ｃを備えるが、イオン源１２０と断片化／貯蔵モジュール１２４ｃとの間に複合フィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｃを備える（したがって、矢印１５０および１５２が組み合わせられている）。断片化／貯蔵モジュール１２４ｃは、断片化／貯蔵モジュール１２４ｂと実質的に同様である。フィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｃは、組み合わせられたフィルタモジュール１２２および通過／貯蔵／多重化モジュール１２６ｂと実質的に同じ機能を果たし、さらに、単一構成要素におけるフィルタリングおよび貯蔵を可能にすることによって、質量分析計１０１、質量分析計１０１ａ、および質量分析計１０１ｂに対して質量分析計１０１ｃの構成要素の数を低減する。質量分析計１０１ｂのように、断片化した群Ｆは、フィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｃにおける貯蔵および連続的選択のために、イオン源１２０に戻される（矢印１５６ｂ）。さらに、イオンおよび断片化したイオンの移動および貯蔵は、処理モジュール１１４による処理時に、アプリケーション１１０ｃを介して制御することができる。アプリケーション１１０ｃは、アプリケーション１１０ｂと実質的に同様であるが、アプリケーション１１０ｂはさらに、必要に応じてフィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｃにフィルタリングおよび／または貯蔵させるために使用可能である。
【００５０】
ここで、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステム１００ｄを描写する図１１に注目する。システム１００ｄは、類似番号を有する類似要素を伴って、システム１００ｃと実質的に同様である。システム１００ｄは、質量分析計１０１ｃと同様の質量分析計１０１ｄを備えるが、質量分析計１０１ｄは、フィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｃと同様のフィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｄに順に接続される、通過／貯蔵／多重化モジュール１２６ｂと同様の通過／貯蔵モジュール１１２６に接続されるイオン源１２０を備える。いくつかの実施形態では、通過／貯蔵モジュール１１２６は、その中に貯蔵されたイオンの連続的選択のために使用可能である。他の実施形態では、通過／貯蔵モジュール１１２６は、その中に貯蔵されたイオンの連続的選択のために使用可能でない。むしろ、これらの実施形態では、通過／貯蔵モジュール１１２６は、フィルタ貯蔵／多重化モジュール１２６へのその中に貯蔵されたイオンの非選択的移動のために使用可能でない。
【００５１】
フィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｄは、順に質量分析モジュール１３０に接続される、断片化／貯蔵モジュール１２４ｃと同様の断片化／貯蔵モジュール１２４ｄに順に接続される。したがって、質量分析計１０１ｄの構成要素の配設は、質量分析計１０１ｃの構成要素の配設と同様であるが、イオン源１２０とフィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｄとの間に位置する通過／貯蔵モジュール１１２６を伴う。
【００５２】
質量分析計１０１ｄは、概して、上記で説明されるように、イオンをフィルタリングするように、イオン源１２０からフィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｄを通してイオンおよび／または断片化したイオンを移動させるために使用可能であり、フィルタリングしたイオンは、後に断片化／貯蔵モジュール１２４ｄに移動させられる（例えば、矢印１５０ｄ、１５２ｄ、１５４ｄ、および１５８ｄ）。質量分析計１０１ｄはさらに、断片化／貯蔵モジュール１２４ｄからフィルタ／貯蔵モジュール（矢印１１５６−１）に、およびフィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｄから通過／貯蔵モジュール１１２６（矢印１１５６−２）に（すなわち、イオン経路に沿って後方に）、イオンおよび／または断片化したイオンを移動させるために使用可能である。さらに、通過／貯蔵モジュール１１２６、フィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｄ、および断片化／貯蔵モジュール１２４ｄのそれぞれは、イオンおよび／または断片化したイオンを貯蔵するために使用可能である。これは、さらなる断片化および／または質量分析が質量分析計１０１ｄの別の要素において発生している間に、質量分析計１０１ｄが、通過／貯蔵モジュール１１２６、フィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｄ、および断片化／貯蔵モジュール１２４ｄのそれぞれにイオンおよび／または断片化したイオンを貯蔵することを可能にする。したがって、断片化および分析が、それぞれ、断片化／貯蔵モジュール１２４ｄおよび質量分析モジュール１３０において発生している間に、イオンおよび／または断片化したイオンを、通過／貯蔵モジュール１１２６および／またはフィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６ｄに貯蔵することができる。さらに、分析が質量分析モジュール１３０において発生している間に、断片化したイオンを断片化／貯蔵モジュール１２４ｄを貯蔵することができる。イオンおよび断片化したイオンの移動および貯蔵は、処理モジュール１１４による処理時に、アプリケーション１１０ｄを介して制御することができる。アプリケーション１１０ｄは、アプリケーション１１０ｂと実質的に同様であるが、アプリケーション１１０ｄはさらに、必要に応じて通過／貯蔵モジュール１１２６にイオンを通過／貯蔵させるために使用可能である。
【００５３】
ここで、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するためのシステム１００ｈを描写する図１５に注目する。システム１００ｈは、類似番号を有する類似要素を伴って、システム１００ａと実質的に同様であり、それぞれ、第１の断片化／貯蔵モジュール１２４ａおよび第２の断片化／貯蔵モジュール１２８ａと実質的に同様である、第１の断片化／貯蔵モジュール１２４ｈおよび第２の断片化／貯蔵モジュール１２８ｈを伴い、かつ貯蔵／多重化モジュール１２６と実質的に同様である貯蔵／多重化モジュール１２６ｈを伴う。しかしながら、第１の断片化／貯蔵モジュール１２４ｈと貯蔵／多重化モジュール１２６ｈとの間には、通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ−１、１１２６ｈ−２、１１２６ｈ−３（概して、通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ、まとめて通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ）が位置し、各通過／貯蔵モジュール１１２６ｈは、上記で説明されるような通過／貯蔵モジュール１１２６と実質的に同様である。さらに、質量分析計１０１ｈは、イオン経路に沿って、イオン源１２０から質量分析モジュール１３０に（例えば、矢印１５００−１５１４）イオンを移動させるために使用可能であり、貯蔵／多重化モジュール１２６ｈから第２の断片化モジュール１２８ｈへのイオン移動は選択的に発生する（すなわち、矢印１５１２、イオンの連続的選択）。質量分析計１０１ｈはさらに、所望に応じて非選択的に、イオン経路に沿って第２の断片化／貯蔵チャンバ１２８ｈから通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ−１に（すなわち、矢印１５１６−１５２２）にイオンを戻すために使用可能である。モジュール間のイオンの移動（選択的および非選択的）、ならびにイオンおよび断片化したイオンの貯蔵は、処理モジュール１１４による処理時に、アプリケーション１１０ｈを介して制御することができる。
【００５４】
一般に、第１の断片化モジュール１２４ｈによって断片化されるイオン（例えば、ＭＳ２用のイオン、またはＭＳ２イオン）は、通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ（矢印１５０４−１５１０）を介して、貯蔵／多重化モジュール１２６ｈに移動させることができ、そこで、第２の断片化／貯蔵モジュール１２８ｈへの断片化したイオンの選択的移動（矢印１５１２）が発生する。残りのＭＳ２イオンは、イオン経路に沿って、貯蔵のために貯蔵／多重化モジュール１２６ｈから通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ−１に（すなわち、矢印１５１８−１５２２）戻すことができる。いったんＭＳ２イオンから選択されたイオンが第２の断片化／貯蔵モジュール１２８ｈにおいて断片化されると（すなわち、ＭＳ３イオン）、それらは、イオン経路に沿って通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ−２に（すなわち、矢印１５１６−１５２０）に戻すことができる。しかしながら、その際に、ＭＳ３イオンを最初に貯蔵／多重化モジュール１２６ｈに戻すことができ、そこで、さらなる断片化のために、イオンのさらに別の一部を選択し、断片化／貯蔵モジュール１２８ｈに戻すことができる（すなわち、ＭＳ４イオンが生成される）。次いで、ＭＳ４イオンは、イオン経路に沿って、貯蔵のために通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ−３に（すなわち、矢印１５１６−１５１８）に戻すことができる。次いで、ＭＳ２、ＭＳ３、ＭＳ４イオンのそれぞれは、それぞれ、通過／貯蔵モジュール１１２６ｈ−１、１１２６ｈ−２、および１１２６ｈ−３に貯蔵される。順に、それぞれは、ＭＳ４イオンから開始して、所望に応じて、さらなる連続的選択および／断片化のために、貯蔵／多重化モジュール１２６ｈに戻すことができる。断片化したイオンの各連続生成に行われる質量分析は、どのようにさらなる質量分析を初期生成に行うことができるかを通知するために使用することができる（すなわち、さらなる分岐生成を作成するように、残りのＭＳ２およびＭＳ３イオンを処理する方法を判定するために、ＭＳ４データを使用することができる）。非選択的移動のために使用可能な通過／貯蔵モジュールは、概して、貯蔵／多重化モジュールよりも経済的であるため、複数の貯蔵／多重化モジュールを伴う質量分析計と比べて、費用節約を達成することができる。さらに、断片化したイオンのさらなる生成の貯蔵が所望される場合（例えば、ＭＳ５、ＭＳ６等）、通過／貯蔵モジュール１１２６ｈの数Ｘが、断片化したイオンのＸ＋１の生成を同時に貯蔵することを可能にするように、さらなる通過／貯蔵モジュール１１２６ｈを提供できることが理解される。
【００５５】
ここで、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための質量分析計１０１ｅを描写する図１２に注目する。質量分析計１０１ｅは、質量分析計１０１ｃと実質的に同様であるが、イオンは、イオン源１２０の後に位置するゲート１２１０を介してゲート制御され、フィルタ／貯蔵／多重化モジュール１２６の機能性は、第１の四重極１２２０を介して発生し、断片化／貯蔵モジュール１２４ｃの機能性は、第２の四重極１２３０を介して発生する。したがって、イオンを、第２の四重極１２３０における断片化のために第１の四重極１２２０から第２の四重極１２３０に（矢印１２５４）移動させ、連続的選択のために第１の四重極１２２０に戻し（矢印１２５６）、第２の四重極１２３０に選択的に戻し（矢印１２５７）、質量分析モジュール１３０における分析の前に（矢印１２５８）断片化することができる。
【００５６】
ここで、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための質量分析計１０１ｆを描写する図１３に注目する。質量分析計１０１ｆは、質量分析計１０１ｅと実質的に同様であるが、質量分析計１０１ｆは、ゲート１２１０と第１の四重極１２２０との間に位置する第３の四重極１３４０（図１３で「四重極０」と標識される）を備える。第３の四重極１３４０は、通過／貯蔵モジュール１１２６と同じ機能性で使用可能である。この観点から、質量分析計１０１ｆはまた、同様の機能性で、質量分析計１０１ｄと実質的に同様である。したがって、イオンを、第３の四重極１３２４から第１の四重極１２２０に（矢印１３５２）に、および第２の四重極１２３０における断片化のために第１の四重極１２２０から第２の四重極１２３０に（矢印１３５４）を移動させることができる。また、イオンを、質量分析モジュール１３０における分析の前のさらなる断片化のための、連続的選択および第２の四重極１２３０への選択的逆移動のために、第１の四重極１２２０に戻すこともできるし（矢印１３５６−１）。また、他のイオンおよび他の断片化したイオンの貯蔵および／または断片化が、質量分析計１０１ｆの他の構成要素において発生している間に、イオンを、貯蔵のために第１の四重極１２２０から四重極１３４０に移動させることもできる（矢印１３５６−２）。
【００５７】
ここで、非限定的実施形態による、ＭＳｎ質量分析においてイオンを多重化するための質量分析計１０１ｇを描写する図１４に注目する。質量分析計１０１ｇは、質量分析計１０１ｆと同様に、イオン源１２０、ゲート、１２１０、および質量分析モジュール１３０、および以下で説明される３つの四重極、ならびに、同様に以下で説明されるイオン収集モジュール１４１０を備える。四重極１４２０は、ゲート１２１０に接続され、通過／貯蔵モジュール１２６ｂと同様に、イオンを伝達および貯蔵するために使用可能である。四重極１４３０は、四重極１４２０に接続され、フィルタモジュール１２２、貯蔵／多重化モジュール１２６、および第１の断片化モジュール１２４の組み合わせと同様に、イオンをフィルタリングし、貯蔵し、断片化するために使用可能である。四重極１４３０はさらに、生成され、その中に貯蔵された断片化したイオンの複数部分を、連続的に選択し、半径方向噴出を介してイオン収集モジュール１４１０に移動させるために使用可能である。イオン収集モジュール１４１０は、連続的に選択され、半径方向噴出を介して四重極１４３０から移動させられたイオン（すなわち、断片化したイオン）を収集し、イオンを四重極１４４０に移動させるために使用可能であり、それは、四重極１４４０が四重極１４３０と略垂直となることを可能にする。四重極１４４０は、イオン収集モジュール１４１０から移動させられたイオンを断片化し、分析のために断片化したイオンを質量分析モジュール１３０に移動させるために使用可能である。
【００５８】
好適なアプリケーションが、質量分析計の各構成要素に所望の機能性を行わせるために使用可能である限り、質量分析計１０１ｅ−１０１ｇのうちのいずれかを、アプリケーション１１０と同様の好適なアプリケーションの制御下で、システム１００−１００ｄ、１００ｈに代入することができる。
【００５９】
当業者であれば、いくつかの実施形態では、事前にプログラムされたハードウェアまたはファームウェア要素（例えば、特定用途向け集積回路ＡＳＩＣ）、電気的消去可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等）、または他の関連構成要素を使用して、アプリケーション１１０−１１０ｄおよび１１０ｈの機能性を実装できることを理解するであろう。他の実施形態では、コンピュータ装置の動作のためのコンピュータ読み取り可能プログラムを記憶する、コードメモリ（図示せず）にアクセスできるコンピュータ装置を使用して、アプリケーション１１０−１１０ｄおよび１１０ｈの機能性を達成することができる。コンピュータ読み取り可能プログラムは、固定され、有形であり、かつこれらの構成要素によって直接読み取り可能である、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に記憶することができる（例えば、可撤性ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、固定ディスク、ＵＳＢドライブ）。代替として、コンピュータ読み取り可能プログラムコードは、遠隔で記憶することができるが、伝送媒体上で、ネットワーク（無制限にインターネットを含む）に接続されたモデムまたは他のインターフェースを介して、これらの構成要素に伝送可能となり得る。伝送媒体は、非無線媒体（例えば、光および／またはデジタルおよび／またはアナログ通信回線）または無線媒体（例えば、マイクロ波、赤外線、自由空間光学、または他の伝送スキーム）、あるいはそれらの組み合わせとなり得る。
【００６０】
本明細書で使用される項の見出しは、編成目的のためにすぎず、決して本主題を限定するものとして解釈されるものではない。
【００６１】
当業者であれば、実施形態を実装するために可能である、さらなる代替実装および修正があり、上記の実装および実施例は、１つ以上の実施形態の例証にすぎないことを理解するであろう。さらに、出願者の教示が種々の実施形態と併せて説明されているが、出願者の教示が種々の実施形態に限定されることは意図されない。逆に、出願者の教示は、当業者によって理解されるように、種々の代替案、修正、および同等物を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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