(57)【要約】第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させる質量分析法が開示される。次いで第２イオン群の全イオン電流が調節され、イオン検出器を含む質量分析器へ向かって前方へ送られたイオンに対応したイオン電流がイオン検出器のダイナミックレンジ内にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること；および
第３イオン群を形成するように前記第２イオン群の全イオン電流を調節または最適化して、イオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む、質量分析法。
【請求項２】
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群の全イオン電流を調節または最適化すること；および
第３イオン群を形成するように前記第２イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、イオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む、質量分析法。
【請求項３】
第１イオン群を生成するためにイオン源を使用すること；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること；および
前記イオン源から放出されたイオンの全イオン電流を調節または最適化するように前記イオン源からのイオンの生成効率を変動させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む、質量分析法。
【請求項４】
複数のイオンを生成するためにイオン源を使用すること；
前記イオン源から放出される第１イオン群の全イオン電流を調節または最適化するように前記イオン源からのイオンの生成効率を変動させること；および
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む、質量分析法。
【請求項５】
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること；および
イオン検出器のゲインを調節または最適化して、前記イオン検出器により受信されたイオンに対応して検出されたイオン信号が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む、質量分析法。
【請求項６】
第１イオン群を供給すること；
イオン検出器のゲインを調節または最適化すること；および
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それにより前記イオン検出器により受信されたイオンに対応して検出されたイオン信号が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む、質量分析法。
【請求項７】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること、および全イオン電流を調節または最適化して、それにより検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む、質量分析法。
【請求項８】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させるステップ、および全イオン電流を調節または最適化するステップが、第１イオン光学装置および１つまたは複数の第２の異なるイオン光学装置の操作を調整することにより達成される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第１イオン光学装置が質量、質量電荷比、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質に従ってイオンを分離するための装置を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１イオン光学装置が飛行時間領域、イオン移動度分離器もしくは分光計、または微分型イオン移動度分離器もしくは分光計を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記１つまたは複数の第２イオン光学装置が、特定の質量、質量電荷比の範囲、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質を有するイオンをろ過する、または減衰するための装置を含む、請求項８、９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の第２イオン光学装置が、マスフィルター、イオントラップ、イオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させる、および全イオン電流を調節または最適化するステップは、単一のイオン光学装置の操作を制御することにより達成される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
イオン群にある比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるステップと、前記イオン群の全イオン電流を調節または最適化するステップとが、実質上同時に実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記単一のイオン光学装置が、可変のデータ取り込み時間に合わせて段階的に調整されるマスフィルター、またはイオントラップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
マスフィルター、イオントラップまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズを使用して、全イオン電流またはあるイオン電流をさらに調節または最適化することをさらに含む、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるステップが：
（ｉ）１つまたは複数のイオン種を減少させる、または完全に除去すること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン種を少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％減衰させることを含む、請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるステップ、および／または全イオン電流を調節または最適化するステップが、
（ｉ）イオントラップから比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を共鳴放出すること；および／または
（ｉｉ）四重極ロッドセットマスフィルターを使用して、連続的なイオンビームから比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を共鳴放出すること；および／または
（ｉｉｉ）イオン移動度分離によりイオン群を分離し、次いで、１つまたは複数の特定のイオン移動度の範囲内のイオン移動度を有するイオンの時間依存性減衰により、比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｉｖ）軸方向の飛行時間分離によりイオン群を分離し、次いで時間依存性減衰により比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｖ）１つまたは複数の重複しない質量または質量電荷比の範囲および／または１つまたは複数の重複しないイオン移動度の範囲でイオン群を１回以上ろ過し、次に、前記１つまたは複数の重複しない質量または質量対電荷比の範囲内の質量または質量対電荷比を有するイオン、および／または、前記１つまたは複数の重複しないイオン移動度範囲内のイオン移動度を有するイオンをイオントラップ内に蓄積すること；および／または
（ｖｉ）マスフィルターへイオン群を導入させ、ある速度で、または質量もしくは質量電荷比に依存するデータ取り込み時間で、ある質量または質量電荷比の範囲で前記マスフィルターをスキャンすること；および／または
（ｖｉｉ）連続して動作する１つまたは複数の装置を使用して、比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｖｉｉｉ）マスフィルターまたは四重極マスフィルターを段階的に調節し、前記マスフィルターまたは四重極マスフィルターを調節する際にデータ取り込み時間を変動させること、を含む、請求項１から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
時間Ｔの間に、選択的に減衰されるイオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、減少、漸進的に増加、漸進的に減少させることをさらに含む、請求項１から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記時間Ｔが、（ｉ）０−１秒；（ｉｉ）１−２秒；（ｉｉｉ）２−３秒；（ｉｖ）３−４秒；（ｖ）４−５秒；（ｖｉ）５−６秒；（ｖｉｉ）６−７秒；（ｖｉｉｉ）７−８秒；（ｉｘ）８−９秒；（ｘ）９−１０秒；（ｘｉ）１０−１５秒；（ｘｉｉ）１５−２０秒；（ｘｉｉｉ）２０−２５秒；（ｘｉｖ）２５−３０秒；（ｘｖ）３０−３５秒；（ｘｖｉ）３５−４０秒；（ｘｖｉｉ）４０−４５秒；（ｘｖｉｉｉ）４５−５０秒；（ｘｉｘ）５０−５５秒；（ｘｘ）５５−６０秒；および（ｘｘｉ）６０秒超、から成る群から選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるステップが：
（ｉ）漸進的に量が減少するまたは強度が減少するイオン種を検出できるように減衰される、比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を増加させること；または
（ｉｉ）漸進的に量が増加するまたは強度が増加するイオン種を検出できるように減衰される、比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を減少させること、のいずれかを含む、請求項１から２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
選択的に減衰される、イオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、または減少させた後、イオン群のイオン電流を再調節もしくは最適化する、および／またはイオン検出器のゲインを再調節もしくは最適化することをさらに含む、請求項１から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰させる前記ステップが：
（ｉ）マスフィルターまたはイオントラップの使用；および／または
（ｉｉ）イオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（「ＤＲＥ」）レンズを使用する時間依存性減衰により前記比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させることを含む、請求項１から２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
全イオン電流を調節または最適化する前記ステップが：
（ｉ）１つまたは複数の静電レンズを使用して、イオンビームを変化させる、偏向させる、焦点を合わせる、焦点をずらさせる、減弱させる、遮断する、拡大させる、収縮させる、方向転換させる、または反射させること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数の電極、ロッドセット、イオンゲートまたはイオン光学装置を使用して、イオンビームを変化させる、偏向させる、焦点を合わせる、焦点をずらさせる、減弱させる、遮断する、拡大させる、収縮させる、方向転換させる、または反射させることを含む、請求項１から２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
全イオン流を調節または最適化する前記ステップが、減衰装置を低透過率モード操作および高透過率モード操作の間で繰り返し切り替えることを含み、前記減衰装置は、前記低透過率モード操作で時間ΔＴ１維持され、前記減衰装置は、前記高透過率モード操作で時間ΔＴ２維持され、前記減衰装置のデューティサイクルはΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）で与えられる、請求項１から２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
イオン群の全イオン電流を調節または最適化するステップが、
（ｉ）イオン検出器により検出されたイオン種の数が最適化または最大化される；および／または
（ｉｉ）イオン検出器が実質上線形レジームで動作するよう配置される；および／または
（ｉｉｉ）質量分析器に供給され、続いてイオン検出器により検出されたイオンの全イオン電流またはイオン電流が、時間が経過しても実質上一定のままとなるように前記イオン群の全イオン電流を調節することを含む、請求項１から２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
飛行時間型質量分析器またはイオントラップ質量分析器を使用して、イオン群を質量分析することをさらに含む、請求項１から２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記イオントラップ質量分析器において全電荷がほぼ一定のままとなるように、前記イオントラップ質量分析器の充填時間を調節することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高いイオンＮ種を選択的に減衰させること；
前記第２イオン群または前記第２イオン群から誘導したイオン群を検出すること；および、続いて
第３イオン群を形成するように選択的に減衰される、比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数Ｎを増加、減少、変動、または最適化させることを含む、質量分析法。
【請求項３０】
前記第３イオン群または前記第３イオン群から誘導したイオン群を検出することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
さらに、好ましくはイオン検出器により受信されたイオンのイオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、前記第１イオン群、および／または前記第２イオン群、および／または前記第３イオン群のイオン電流を増加、減少、変動、または最適化させることを含む、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
イオン電流を増加、減少、変動、または最適化させるステップが、
（ｉ）イオン源によるイオン生成の効率を変動させること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン光学装置により前方へ送られるイオンの強度を変動させること；および／または
（ｉｉｉ）検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、前記イオン検出器のゲインを変動させることを含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；および
第３イオン群を形成するように前記第２イオン群の全イオン電流を調節または最適化して、それによりイオン検出器により受信されるイオンの全イオン電流が前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された装置を含む質量分析計。
【請求項３４】
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群の全イオン流を調節または最適化するために配置され適用された選択的な減衰装置；および
第３イオン群を形成するように前記第２イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された選択的な減衰装置を含む質量分析計。
【請求項３５】
第１イオン群を生成するために配置され適用されたイオン源；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；および
前記イオン源から放出されたイオンの全イオン電流を調節または最適化するように、前記イオン源からのイオンの生成効率を変動させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された装置を含む質量分析計。
【請求項３６】
複数のイオンを生成するために配置され適用されたイオン源；
前記イオン源から放出された第１イオン群の全イオン電流を調節または最適化するために前記イオン源からのイオンの生成効率を変動するよう配置され適用された装置；および
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された選択的な減衰装置を含む質量分析計。
【請求項３７】
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；および
イオン検出器のゲインを調節または最適化して、前記イオン検出器により受信されたイオンに対応して検出されたイオン信号が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された装置を含む質量分析計。
【請求項３８】
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
イオン検出器のゲインを調節または最適化するために配置され適用された装置；および
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それにより前記イオン検出器により受信されたイオンに対応して検出されたイオン信号が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された選択的な減衰装置；を含む質量分析計。
【請求項３９】
検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用された装置と組み合わせられた比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用される選択的な減衰装置を含む質量分析計。
【請求項４０】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させるために配置され適用された第一のイオン光学装置、および全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用された１つまたは複数の第２の異なるイオン光学装置を含み、前記第１イオン光学装置の操作は、前記１つまたは複数の第２の異なるイオン光学装置の操作と連携される請求項３３から３９のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項４１】
前記第１イオン光学装置が、質量、質量電荷比、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質に従ってイオンを分離するための装置を含む、請求項４０に記載の質量分析計。
【請求項４２】
前記第１イオン光学装置が飛行時間領域、イオン移動度分離器もしくは分光計、または微分型イオン移動度分離器もしくは分光計を含む、請求項４１に記載の質量分析計。
【請求項４３】
前記１つまたは複数の第２イオン光学装置が、特定の質量、質量電荷比、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質を有するイオンをろ過する、または減衰するための装置を含む、請求項４０、４１または４２に記載の質量分析計。
【請求項４４】
前記１つまたは複数の第２イオン光学装置が、マスフィルター、イオントラップ、イオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズを含む、請求項４３に記載の質量分析計。
【請求項４５】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させるために、および全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用された単一のイオン光学装置をさらに含む、請求項３３から３９のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項４６】
前記単一のイオン光学装置が、イオン群にある比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種の選択的な減衰、および、前記イオン群の全イオン電流の調節または最適化を実質上同時に実施するために配置され適用される、請求項４５に記載の質量分析計。
【請求項４７】
前記単一のイオン光学装置が、可変のデータ取り込み時間に合わせて段階的に調整されるマスフィルター、またはイオントラップを含む、請求項４５または４６に記載の質量分析計。
【請求項４８】
全イオン電流またはあるイオン電流のさらなる調節または最適化のために配置され適用されたマスフィルター、イオントラップ、またはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズをさらに含む、請求項３３から４７のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項４９】
前記選択的な減衰装置が、
（ｉ）１つまたは複数のイオン種を減少させる、または完全に除去すること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン種を少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％減衰させるために配置され適用される、請求項３３から４８のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５０】
前記選択的な減衰装置、および／または全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用された前記装置が、
（ｉ）イオントラップから比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を共鳴放出するために；および／または
（ｉｉ）四重極ロッドセット質量フィルターを使用して、連続的なイオンビームから比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を共鳴放出するために；および／または
（ｉｉｉ）イオン移動度分離によりイオン群を分離し、次いで、１つまたは複数の特定のイオン移動度の範囲内のイオン移動度を有するイオンの時間依存性減衰により、比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰するために；および／または
（ｉｖ）軸方向の飛行時間によりイオン群を分離し、次いで時間依存性減衰により比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰するために；および／または
（ｖ）１つまたは複数の重複しない質量または質量電荷比の範囲および／または１つまたは複数の重複しないイオン移動度の範囲でイオン群を１回以上ろ過し、次に前記１つまたは複数の重複しない質量または質量対電荷比の範囲内の質量または質量対電荷比を有するイオン、および／または、前記１つまたは複数の重複しないイオン移動度範囲内のイオン移動度を有するイオンをイオントラップ内に蓄積するために；および／または
（ｖｉ）マスフィルターへイオン群を導入させ、ある速度で、または質量または質量電荷比に依存するデータ取り込み時間で、ある質量または質量電荷比の範囲で前記マスフィルターをスキャンするために；および／または
（ｖｉｉ）連続して動作する１つまたは複数の装置を使用して、比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰するために；および／または
（ｖｉｉｉ）マスフィルターまたは四重極マスフィルターを段階的に調節し、前記マスフィルターまたは四重極マスフィルターを調節する際にデータ取り込み時間を変動させるために、配置され適用される、請求項３３から４９のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５１】
時間Ｔの間に、選択的に減衰される、イオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、減少、漸進的に増加、漸進的に減少させるために配置され適用される制御システムをさらに含む請求項３３から５０のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５２】
前記時間Ｔが、（ｉ）０−１秒；（ｉｉ）１−２秒；（ｉｉｉ）２−３秒；（ｉｖ）３−４秒；（ｖ）４−５秒；（ｖｉ）５−６秒；（ｖｉｉ）６−７秒；（ｖｉｉｉ）７−８秒；（ｉｘ）８−９秒；（ｘ）９−１０秒；（ｘｉ）１０−１５秒；（ｘｉｉ）１５−２０秒；（ｘｉｉｉ）２０−２５秒；（ｘｉｖ）２５−３０秒；（ｘｖ）３０−３５秒；（ｘｖｉ）３５−４０秒；（ｘｖｉｉ）４０−４５秒；（ｘｖｉｉｉ）４５−５０秒；（ｘｉｘ）５０秒−５５秒；（ｘｘ）５５−６０秒；および（ｘｘｉ）６０秒超、から成る群から選択される、請求項５１に記載の質量分析計。
【請求項５３】
質量分析計はさらに、
（ｉ）漸進的に量が減少するまたは強度が減少するイオン種を検出できるように減衰される、比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を増加させる、または
（ｉｉ）漸進的に量が増加する、または強度が増加するイオン種を検出できるように、減衰される、比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を減少させる、のいずれかのために配置され適用された制御システムを含む、請求項３３から５２のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５４】
質量分析計はさらに、イオン群のイオン電流を再調節または最適化するために、および／または、選択的に減衰される、イオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、または減少させた後にイオン検出器のゲインを再調節または最適化するために配置され適用される制御システムを含む、請求項３３から５３のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５５】
前記選択的な減衰装置が、
（ｉ）マスフィルターまたはイオントラップ；および／または
（ｉｉ）使用時に、時間依存性減衰方式においてイオンを減衰するために配置されるイオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズ、を含む、請求項３３から５４のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５６】
イオン群の全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用された前記装置が、
（ｉ）イオンビームを変化させる、偏向させる、焦点を合わせる、焦点をずらさせる、減弱させる、遮断する、拡大させる、収縮させる、方向転換させる、または反射させるために配置され適用された１つまたは複数の静電レンズ；および／または
（ｉｉ）イオンビームを変化させる、偏向させる、焦点を合わせる、焦点をずらさせる、減弱させる、遮断する、拡大させる、収縮させる、方向転換させる、または反射させるために配置され適用された１つまたは複数の電極、ロッドセット、イオンゲートまたはイオン光学装置を含む、請求項３３から５５のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５７】
イオン群の全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用された前記装置が使用時に低透過率モード操作と高透過率モード操作の間で繰り返し切り替え可能な前記減衰装置を含み、前記減衰装置は、前記低透過率モード操作で時間ΔＴ１維持され、前記減衰装置は、前記高透過率モード操作で時間ΔＴ２維持され、前記減衰装置のデューティサイクルはΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）で与えられる、請求項３３から５６のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５８】
イオン群の全イオン電流を調節または最適化するため配置され適用された前記装置が、
（ｉ）イオン検出器により検出されたイオン種の数が最適化、または最大化される；および／または
（ｉｉ）イオン検出器が実質上線形レジームで動作するよう配置される；および／または
（ｉｉｉ）質量分析器に供給され、続いてイオン検出器により検出されたイオンの全イオン電流またはイオン電流は、時間が経過しても実質上一定のままとなるように、前記イオン群の全イオン電流を調節、または最適化するために配置され適用された、請求項３３から５７のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項５９】
飛行時間型質量分析器またはイオントラップ質量分析器をさらに含む請求項３３から５８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質量分析器が、前記イオントラップ質量分析器において全電荷がほぼ一定のままとなるように前記イオントラップ質量分析器の充填時間を調節するため配置され適用される装置をさらに含む、請求項５９に記載の質量分析計。
【請求項６１】
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高いイオン種Ｎを選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；
前記第２イオン群または前記第２イオン群から誘導したイオン群を検出するために配置され適用されたイオン検出器；および
第３イオン群を形成するように選択的に減衰される、比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数Ｎを増加、減少、変動、または最適化させるために配置され適用された制御システムを含む質量分析計。
【請求項６２】
前記イオン検出器は、使用時に、前記第３イオン群または前記第３イオン群から誘導したイオン群を検出する、請求項６１に記載の質量分析計。
【請求項６３】
前記制御システムが、前記第１イオン群、および／または前記第２イオン群、および／または前記第３イオン群のイオン流量を増加、減少、変動、または最適化させ、好ましくは、前記イオン検出器により受信されたイオンのイオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように配置され適用される、請求項６１または６２に記載の質量分析計。
【請求項６４】
前記制御システムが、
（ｉ）イオン源によるイオン生成の効率を変動させることにより；および／または、
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン光学装置により前方へ送られるイオンの強度を変動させることにより；および／または
（ｉｉｉ）検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、前記イオン検出器のゲインを変動させることにより、イオン電流を増加、減少、変動または最適化させるために配置され適用される、請求項６３に記載の質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は質量分析計および質量分析の方法に関する。好ましい実施形態は、質量分析計のスペクトル内のダイナミックレンジを改善するための装置および方法に関する。
【０００２】
関連案件の相互参照
本願は、２０１１年１１月７日に出願された米国暫定特許出願番号第６１／５５６４７５号および２０１１年１０月２７日に出願された英国特許出願第１１８５７９．０号に対する優先権および利益を主張する。これらの出願の全内容を、引用により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００３】
質量分析の現代の応用の多くは、広ダイナミックレンジを有する構成成分を含む複合サンプルの高速の分析に用いられる。代表的な例としては、ペプチドまたはより小さな分子を分析するため、エレクトロスプレーのイオン源に接続した高圧液体クロマトグラフィー（High Pressure Liquid Chromatography 'ＨＰＬＣ'）である。これらの実験では、質量分析器へ導入される混合物の構成は、数秒のタイムスケールで変化する。解析されているサンプルの構成が急速に変わることを考慮すれば、短期間にできるだけ多くの構成成分を識別することが利点となるのは明白である。
【０００４】
しかしながら、サンプルのダイナミックレンジが広いため、分析器のダイナミックレンジの大部分は最も量が多い種に対応する必要がある。
【０００５】
種をすべて同時に抑制することによりダイナミックレンジを拡張する試みが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
改良された質量分析計および質量分析の方法の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様によれば、質量分析法が提供されるが、これは、
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること；および
第３イオン群を形成するように第２イオン群の全イオン電流を調節または最適化して、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む。
【０００８】
本発明の態様によれば、質量分析法が提供されるが、これは、
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように第１イオン群の全イオン電流を調節または最適化すること；および
第３イオン群を形成するように第２イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む。
【０００９】
本発明の態様によれば、質量分析法が提供されるが、これは、
第１イオン群を生成するためにイオン源を使用すること；
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること；および
イオン源から放出されたイオンの全イオン電流を調節または最適化するようにイオン源からのイオンの生成効率を変動させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む。
【００１０】
本発明の態様によれば、質量分析法が提供されるが、これは、
複数のイオンを生成するためにイオン源を使用すること；
イオン源から放出される第１イオン群の全イオン電流を調節または最適化するようにイオン源からのイオンの生成効率を変動させること；および
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む。
【００１１】
本発明の態様によれば、質量分析法が提供されるが、これは：
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること；および
イオン検出器のゲインを調節、または最適化して、イオン検出器により受信されたイオンに対応して検出されたイオン信号が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む。
【００１２】
本発明の態様によれば、質量分析法が提供されるが、これは、
第１イオン群を供給すること；
イオン検出器のゲインを調節、または最適化すること；および
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、イオン検出器により受信されたイオンに対応して検出されたイオン信号が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む。
【００１３】
本発明の態様によれば、質量分析法が提供されるが、これは、
比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること、および全イオン電流を調節または最適化して、検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む。
【００１４】
比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させるステップ、および全イオン電流を調節または最適化するステップは、第１イオン光学装置および１つまたは複数の第２の異なるイオン光学装置の操作を調整することにより達成されてもよい。
【００１５】
第１イオン光学装置は、イオンの質量、質量電荷比の範囲、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質に従ってイオンを分離するための装置を含むのが好ましい。
【００１６】
第１イオン光学装置は飛行時間領域、イオン移動度分離器もしくは分析計、または微分型イオン移動度分離器もしくは分析計を含むのが好ましい。
【００１７】
１つまたは複数の第２イオン光学装置は、特定の質量、質量電荷比の範囲、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質を有するイオンをろ過する、または減衰するための装置を含むのが好ましい。
【００１８】
１つまたは複数の第２イオン光学装置は、マスフィルター、イオントラップ、イオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ:Dynamic Range Enhancement）レンズを含むのが好ましい。
【００１９】
あるいは、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させる、および全イオン電流を調節または最適化するステップは、単一のイオン光学装置の操作を制御することにより達成されてもよい。
【００２０】
イオン群にある比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させる、およびイオン群の全イオン電流を調節、または最適化するステップは、実質上同時に実行されるのが好ましい。
【００２１】
単一のイオン光学装置は、可変のデータ取り込み時間に合わせて段階的に調整されるマスフィルター、またはイオントラップを含むのが好ましい。
【００２２】
本方法はさらに、マスフィルター、イオントラップまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズを使用して、全イオン電流またはあるイオン電流を調節または最適化することを含むのが好ましい。
【００２３】
比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるステップは：
（ｉ）１つまたは複数のイオン種を減少させる、または完全に除去すること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン種を少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％減衰させることを含むのが好ましい。
【００２４】
比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させる、および／または、全イオン電流を調節もしくは最適化するステップは；
（ｉ）イオントラップから比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を共鳴放出すること；および／または
（ｉｉ）四重極ロッドセットマスフィルターを使用して、連続的なイオンビームから比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を共鳴放出すること；および／または
（ｉｉｉ）イオン移動度分離によりイオン群を分離し、次いで、１つまたは複数の特定のイオン移動度の範囲内のイオン移動度を有するイオンの時間依存性減衰により、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｉｖ）軸方向の飛行時間分離によりイオン群を分離し、次いで時間依存性減衰により比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｖ）１つまたは複数の重複しない質量または質量電荷比の範囲および／または１つまたは複数の重複しないイオン移動度の範囲でイオン群を１回以上ろ過し、次に、１つまたは複数の重複しない質量または質量対電荷比の範囲内の質量または質量対電荷比を有するイオン、および／または、１つまたは複数の重複しないイオン移動度範囲内のイオン移動度を有するイオンをイオントラップ内に蓄積すること；および／または
（ｖｉ）マスフィルターへイオン群を導入させ、ある速度で、または質量または質量電荷比に依存するデータ取り込み時間で、ある質量または質量電荷比の範囲でマスフィルターをスキャンすること；および／または
（ｖｉｉ）連続して動作する１つまたは複数の装置を使用して、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｖｉｉｉ）マスフィルターまたは四重極マスフィルターを段階的に調節し、マスフィルターまたは四重極マスフィルターを調節する際にデータ取り込み時間を変動させること、を含むのが好ましい。
【００２５】
本方法は、さらに、時間Ｔの間に、選択的に減衰されるイオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、減少、漸進的に増加、漸進的に減少させることを含む。
【００２６】
時間Ｔは、（ｉ）０−１秒；（ｉｉ）１−２秒；（ｉｉｉ）２−３秒；（ｉｖ）３−４秒；（ｖ）４−５秒；（ｖｉ）５−６秒；（ｖｉｉ）６−７秒；（ｖｉｉｉ）７−８秒；（ｉｘ）８−９秒；（ｘ）９−１０秒；（ｘｉ）１０−１５秒；（ｘｉｉ）１５−２０秒；（ｘｉｉｉ）２０−２５秒；（ｘｉｖ）２５−３０秒；（ｘｖ）３０−３５秒；（ｘｖｉ）３５−４０秒；（ｘｖｉｉ）４０−４５秒；（ｘｖｉｉｉ）４５−５０秒；（ｘｉｘ）５０−５５秒；（ｘｘ）５５−６０秒；および（ｘｘｉ）＞６０秒。から成る群から選択されるのが好ましい。
【００２７】
比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるステップは：
（ｉ）漸進的に量が減少する、または強度が減少するイオン種を検出できるようにするように減衰される、比較的量が多い強度の高いイオン種の数を増加させること、または、
（ｉｉ）漸進的に量が増加する、または強度が増加するイオン種を検出できるようにするように減衰される、比較的量が多い強度の高いイオン種の数を減少させること、のいずれかを含むのが好ましい。
【００２８】
本方法はさらに、選択的に減衰される、イオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、または減少させた後に、イオン群のイオン電流を再調節、もしくは最適化する、および／またはイオン検出器のゲインを再調節、もしくは最適化することを含む。
【００２９】
比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰させるステップは：
（ｉ）マスフィルターまたはイオントラップの使用；および／または
（ｉｉ）イオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズを使用する時間依存性減衰により、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させることを含むのが好ましい。
【００３０】
全イオン電流を調節、または最適化するステップは：
（ｉ）１つまたは複数の静電レンズを使用して、イオンビームを変化させる、偏向させる、焦点を合わせる、焦点をずらさせる、減弱させる、遮断する、拡大させる、収縮させる、方向転換させる、または反射させること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数の電極、ロッドセット、イオンゲートまたはイオン光学装置を使用して、イオンビームを変化させる、偏向させる、焦点を合わせる、焦点をずらさせる、減弱させる、遮断する、拡大させる、収縮させる、方向転換させる、または反射させること；を含むのが好ましい。
【００３１】
全イオン流を調節、または最適化するステップは、減衰装置を低透過率モード操作および高透過率モード操作の間で繰り返し切り替えることを含み、減衰装置は、低透過率モード操作で時間ΔＴ１維持され、減衰装置は、高透過率モード操作で時間ΔＴ２維持され、減衰装置のデューティ比はΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）で与えられる。
【００３２】
イオン群の全イオン電流を調節、または最適化するステップは、
（ｉ）イオン検出器により検出されたイオン種の数が最適化、または最大化される；および／または
（ｉｉ）イオン検出器が実質上線形レジームで動作するよう配置される；および／または、
（ｉｉｉ）質量分析器に導入され、続いてイオン検出器により検出されたイオンの全イオン電流またはイオン電流は、時間が経過しても実質上一定のままとなるようにイオン群の全イオン電流を調節することを含む。
【００３３】
本方法は、さらに飛行時間型質量分析器またはイオントラップ質量分析器を使用して、イオン群を質量分析することを含むのが好ましい。
【００３４】
本方法はさらに、イオントラップ質量分析器において全電荷がほぼ一定のままとなるように、イオントラップ質量分析器の充填時間を調節することを含むのが好ましい。
【００３５】
本発明の態様によれば、質量分析法が提供されるが、これは：
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高いイオン種Ｎを選択的に減衰させること；
第２イオン群または第２イオン群から誘導したイオン群を検出すること；続いて、
第３イオン群を形成するように選択的に減衰される、比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数Ｎを増加、減少、変動、最適化させることを含む。
【００３６】
本方法はさらに、第３イオン群または第３イオン群から誘導したイオン群を検出することを含むのが好ましい。
【００３７】
本方法はさらに、イオン検出器により受信されたイオンのイオン電流が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、第１イオン群、および／または第２イオン群、および／または第３イオン群のイオン電流を増加、減少、変動、最適化させることを含むのが好ましい。
【００３８】
イオン電流を増加、減少、変動、最適化させるステップは：
（ｉ）イオン源によるイオン生成の効率を変動させること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン光学装置により前方へ送られるイオンの強度を変動させること；および／または
（ｉｉｉ）検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、イオン検出器のゲインを変動させることを含むのが好ましい。
【００３９】
本発明の態様によれば、質量分析計が供給されるが、これは：
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；および
第３イオン群を形成するように第２イオン群の全イオン電流を調節または最適化して、イオン検出器により受信されるイオンの全イオン電流がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように配置され適用された装置を含む。
【００４０】
本発明の態様によれば、質量分析計が供給されるが、これは：
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように第１イオン群の全イオン電流を調節または最適化して配置され適用された選択的な減衰装置；および
第３イオン群を形成するように第２イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように配置され適用された選択的な減衰装置を含む。
【００４１】
本発明の態様によれば、質量分析計が供給されるが、これは：
第１イオン群を生成するために配置され適用されたイオン源；
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；および
イオン源から放出されたイオンの全イオン電流を調節、または最適化するように、イオン源からのイオンの生成効率を変動させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された装置を含む。
【００４２】
本発明の態様によれば、質量分析計が供給されるが、これは：
複数のイオンを生成するために配置され適用されたイオン源；
イオン源から放出された第１イオン群の全イオン電流を調節、または最適化するようにイオン源からのイオンの生成効率を変動させるために配置され適用された装置；および
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、イオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように配置され適用された選択的な減衰装置を含む。
【００４３】
本発明の態様によれば、質量分析計が供給されるが、これは：
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；および
イオン検出器のゲインを調節、または最適化して、イオン検出器により受信されたイオンに対応して検出されたイオン信号が、イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された装置を含む。
【００４４】
本発明の態様によれば、質量分析計が供給されるが、これは：
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
イオン検出器のゲインを調節、または最適化するために配置され適用された装置；および
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、イオン検出器により受信されたイオンに対応して検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように配置され適用された選択的な減衰装置を含む。
【００４５】
本発明の態様によれば、質量分析計が供給されるが、これは：
検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように全イオン電流を調節、または最適化するように配置され適用された装置と併用される、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置を含む。
【００４６】
質量分析計は、さらに、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させるために配置され適用された第１イオン光学装置、および全イオン電流を調節、または最適化するために配置され適用された１つまたは複数の第２の異なるイオン光学装置を含み、第１イオン光学装置の操作は、１つまたは複数の第２の異なるイオン光学装置の操作と連携される。
【００４７】
第１イオン光学装置は、イオンの質量、質量電荷比の範囲、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質に従ってイオンを分離するための装置を含むのが好ましい。
【００４８】
第１イオン光学装置は飛行時間領域、イオン移動度分離器もしくは分析計、または微分型イオン移動度分離器もしくは分析計を含むのが好ましい。
【００４９】
１つまたは複数の第２のイオン光学装置は、特定の質量、質量電荷比の範囲、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質を有するイオンをろ過する、または減衰するための装置を含むのが好ましい。
【００５０】
１つまたは複数の第２イオン光学装置は、マスフィルター、イオントラップ、イオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズを含むのが好ましい。
【００５１】
ある実施形態によれば、質量分析計は、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させるために、および全イオン電流を調節、または最適化するために配置され適用された単一のイオン光学装置を含む。
【００５２】
単一のイオン光学装置は、イオン群にある比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種の選択的な減衰、および、イオン群の全イオン電流の調節、または最適化を実質上同時に実施するために配置され適用されるのが好ましい。
【００５３】
単一のイオン光学装置は、可変のデータ取り込み時間に合わせて段階的に調整されるマスフィルター、またはイオントラップを含むのが好ましい。
【００５４】
質量分析計はさらに、全イオン電流またはあるイオン電流のさらなる調節、または最適化のために配置され適用されたマスフィルター、イオントラップ、またはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズを含むのが好ましい。
【００５５】
選択的な減衰装置は、
（ｉ）１つまたは複数のイオン種を減少させる、または完全に除去すること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン種を少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％減衰させるために配置され適用されるのが好ましい。
【００５６】
選択的な減衰装置、および／または全イオン電流を調節、または最適化するために配置され適用された装置は、
（ｉ）イオントラップから比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を共鳴放出すること；および／または
（ｉｉ）四重極ロッドセットマスフィルターを使用して、連続的なイオンビームから比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を共鳴放出すること；および／または
（ｉｉｉ）イオン移動度分離によりイオン群を分離し、次に、１つまたは複数の特定のイオン移動度範囲内のイオン移動度を有するイオンの時間依存性減衰により、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｉｖ）軸方向の飛行時間分離によりイオン群を分離し、次に、時間依存性減衰により比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｖ）１つまたは複数の重複しない質量または質量電荷比の範囲および／または１つまたは複数の重複しないイオン移動度の範囲でイオン群を１回以上ろ過し、次に１つまたは複数の重複しない質量または質量対電荷比の範囲内の質量または質量対電荷比を有するイオン、および／または、１つまたは複数の重複しないイオン移動度範囲内のイオン移動度を有するイオンをイオントラップ内に蓄積すること；および／または
（ｖｉ）マスフィルターへイオン群を導入させ、ある速度で、または質量または質量電荷比に依存するデータ取り込み時間で、ある質量または質量電荷比の範囲でマスフィルターをスキャンすること；および／または
（ｖｉｉ）連続して動作する１つまたは複数の装置を使用して、比較的量が多い、または強度の高い１つまたは複数のイオン種を減衰すること；および／または
（ｖｉｉｉ）マスフィルターまたは四重極マスフィルターを段階的に調節し、マスフィルターまたは四重極マスフィルターを調節する際にデータ取り込み時間を変動させることのために、配置され適用されるのが好ましい。
【００５７】
質量分析計はさらに、時間Ｔの間に、選択的に減衰される、イオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、減少、漸進的に増加、漸進的に減少させるために配置され適用される制御システムを含むのが好ましい。
【００５８】
時間Ｔは、（ｉ）０−１秒；（ｉｉ）１−２秒；（ｉｉｉ）２−３秒；（ｉｖ）３−４秒；（ｖ）４−５秒；（ｖｉ）５−６秒；（ｖｉｉ）６−７秒；（ｖｉｉｉ）７−８秒；（ｉｘ）８−９秒；（ｘ）９−１０秒；（ｘｉ）１０−１５秒；（ｘｉｉ）１５−２０秒；（ｘｉｉｉ）２０−２５秒；（ｘｉｖ）２５−３０秒；（ｘｖ）３０−３５秒；（ｘｖｉ）３５−４０秒；（ｘｖｉｉ）４０−４５秒；（ｘｖｉｉｉ）４５−５０秒；（ｘｉｘ）５０−５５秒；（ｘｘ）５５−６０秒；および（ｘｘｉ）６０秒以上、からなる群から選択されるのが好ましい。
【００５９】
質量分析計はさらに、
（ｉ）漸進的に量が減少する、または強度が減少するイオン種を検出できるようにするように減衰される比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を増加させる、または
（ｉｉ）漸進的に量が増加する、または強度が増加するイオン種を検出できるようにするように減衰される比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を減少させるために配置され適用される制御システムを含むのが好ましい。
【００６０】
質量分析計はさらに、イオン群のイオン電流を再調節、または最適化するために、および／または、選択的に減衰される、イオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、または減少させた後にイオン検出器のゲインを再調節、または最適化するために配置され適用される制御システムを含むのが好ましい。
【００６１】
選択的な減衰装置は、
（ｉ）マスフィルターまたはイオントラップ；および／または
（ｉｉ）使用時に、時間依存性減衰方式においてイオンを減衰するために配置されるイオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズ、を含むのが好ましい。
【００６２】
イオン群の全イオン電流を調節、または最適化するために配置され適用された装置は；
（ｉ）イオンビームを変化させる、偏向させる、焦点を合わせる、焦点をずらさせる、減弱させる、遮断する、拡大させる、収縮させる、方向転換させる、または反射させるために配置され適用された１つまたは複数の静電レンズ；および／または
（ｉｉ）イオンビームを変化させる、偏向させる、焦点を合わせる、焦点をずらさせる、減弱させる、遮断する、拡大させる、収縮させる、方向転換させる、または反射させるために配置され適用された１つまたは複数の電極、ロッドセット、イオンゲートまたはイオン光学装置；を含むのが好ましい。
【００６３】
イオン群の全イオン電流を調節、または最適化するために配置され適用された装置は；使用時に低透過率モード操作と高透過率モード操作の間で繰り返し切り替え可能な減衰装置を含むのが好ましく、減衰装置は、低透過率モード操作で時間ΔＴ１維持され、減衰装置は、高透過率モード操作で時間ΔＴ２維持され、減衰装置のデューティ比はΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）で与えられる。
【００６４】
イオン群の全イオン電流を調節、または最適化するため配置され適用された装置は、
（ｉ）イオン検出器による検出されたイオン種の数が最適化、または最大化される；および／または
（ｉｉ）イオン検出器が実質上線形レジームで動作するよう配置される；および／または
（ｉｉｉ）質量分析器に供給され、続いてイオン検出器により検出されたイオンの全イオンまたはイオン電流が、時間が経過しても実質上一定のままとなるように、イオン群の全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用されるのが好ましい。
【００６５】
本質量分析計は、さらに飛行時間型質量分析器またはイオントラップ質量分析器を含むのが好ましい。
【００６６】
本質量分析計はさらに、イオントラップ質量分析器において全電荷がほぼ一定のままとなるようにイオントラップ質量分析器の充填時間を調節するために配置され適用された装置を含むのが好ましい。
【００６７】
本発明の態様によれば、質量分析計が供給されるが、これは：
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように第１イオン群における比較的量が多い、または強度の高いイオンＮ種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；
第２イオン群または第２イオン群から誘導したイオン群を検出するために配置され適用されたイオン検出器；および
第３イオン群を形成するように選択的に減衰される、比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数Ｎを増加、減少、変動、最適化させるために配置され適用された制御システムを含む。
【００６８】
ある実施形態によれば、イオン検出器は、使用時に、第３イオン群または第３イオン群から誘導したイオン群を検出する。
【００６９】
質量分析計はさらに、イオン検出器により受信されたイオンのイオン電流が、好ましくはイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、第１イオン群、および／または第２イオン群、および／または第３イオン群のイオン電流を増加、減少、変動、最適化させるために配置され適用される制御システムを含むのが好ましい。
【００７０】
制御システムは、
（ｉ）イオン源によるイオン生成の効率を変動させることにより；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン光学装置により前方へ送られるイオンの強度を変動させることにより；および／または
（ｉｉｉ）検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、イオン検出器のゲインを変動させることにより、イオン電流を増加、減少、変動または最適化させるために配置され適用されるのが好ましい。
【００７１】
本発明の好ましい実施形態によれば、全応答制御は、すべての種に対して観察された信号をイオン検出器のダイナミックレンジ内に収めるために使用される。全応答制御は、イオン源でのイオン生成の効率の変更（例えば、ＥＳＩまたはＡＰＣＩイオン源のニードル電圧の調節）により、および／または非標的化モードで減衰装置を使用することにより、および／または光電子増倍管または電子増倍管を使用して、検出器に対して検出器ゲインを調節（すなわち、イオン群ではなく検出器応答を制御）することにより、達成されてもよい。
【００７２】
ある状況においては、単一の減衰装置は標的の減衰および全応答制御の両方に使用してもよい。この場合、種はすべて減衰されるが、標的となった種は大幅に減衰される。
【００７３】
減衰は、（例えば、イオン移動度による）分離とそれに続く、分離のタイムスケールより短いタイムスケールでの（例えば、ＤＲＥレンズの使用した）減衰により実行できる。一般に、この組み合わせでは全イオン電流および標的制御の両方が可能である。
【００７４】
同様に、イオントラップを使用して、異なる大きさの異なる種を放出することで、両方の機能を同時に実行してもよい。
【００７５】
任意のフィルター（例えば、四重極またはＦＡＩＭＳ装置）は、可変速度でスキャンされ、またはその後ＤＲＥ装置を用いて、比較的低いデューティサイクルだが両方の機能を果たせる。
【００７６】
特定の実施形態によれば、選択的な減衰ステップおよび全イオン電流制御ステップは入れ替えられるが、例えばこの場合、器具の異なる部分は異なる方法で飽和する（例えば、検出器飽和は通常種特異的であるが、イオントラップでの空間電荷効果は全イオン電流と関連している）。
【００７７】
ある実施形態によれば、フィルターは、連続的に（例えば、四重極をスキャン）、または不連続的に（例えば、四重極を段階的に）操作され得る。後者の場合は、各チャンネルは、フィルターのデータ取り込み時間を変化させることにより、または別の手段（例えば、ＤＲＥ装置）により異なった減衰を受ける。
【００７８】
ある実施形態によれば、クロマトグラフィー実験が実行され得、データはある時間、例えば１秒間取得され得る。この時間がクロマトグラフィーのピーク幅と比較して短い場合、異なる値Ｎ（したがって異なる検出限界）を有するピーク幅にわたって数ポイント取得することが可能である。ある実施形態によれば、減衰後の全イオン電流は、（減衰により）Ｎに合わせて増加しない可能性もあり、もし量が多い数種が支配的な場合、およそ一定となる場合もある。
【００７９】
好ましい実施形態は、四重極飛行時間型質量分析計（Ｑ−ＴＯＦｓ:Quadrupole Time of Flight mass spectrometers）およびイオントラップ質量分析器を含む既存の装置に対する改良に関する。
【００８０】
好ましい実施形態によれば、質量分析器に供給された全イオン電流、およびイオン群の詳細な構成の両方が、質量分析器の有効なダイナミックレンジを向上させるためにデータ依存方式で制御されるのが好ましい。
【００８１】
本発明の態様によれば、質量分析器に供給されたイオン群を制御する装置、および方法が提供されるが、これにより質量分析器の利用可能なダイナミックレンジを全て利用しながら、イオン群の構成を変更して、量が多い１つまたは複数の種を減衰、または完全に除去できる。
【００８２】
好ましい実施形態は、高デューティサイクルを有しており、複合混合物、例えばペプチド、または代謝物質の高速分離に対応する。
【００８３】
好ましい実施形態によれば、複合混合物の高速分離において、構成成分の増大数は質量分析により正確に評価できる。
【００８４】
一実施形態によれば、質量分析計はさらに、
（ａ）（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（Electrospray ionisation 'ＥＳＩ'）イオン源；（ｉｉ）大気圧光イオン化（Atmospheric Pressure Photo Ionisation 'ＡＰＰＩ'）イオン源；（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（Atmospheric pressure Chemical Ionisation 'ＡＰＣＩ'）イオン源；（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation 'ＭＡＬＤＩ'）イオン源；（ｖ）レーザー脱離イオン化（Laser Desorption Ionisation 'ＬＤＩ'）イオン源；（ｖｉ）大気圧イオン化（Atmospheric Pressure Ionisation 'ＡＰＩ'）イオン源；（ｖｉｉ）シリコン上の脱離イオン化（Desorption Ionisation on Silicon 'ＤＩＯＳ'）イオン源；（ｖｉｉｉ）電子衝撃（Electron Impact 'ＥＩ'）イオン源；（ｉｘ）化学イオン化（Chemical Ionisation 'ＣＩ'）イオン源；（ｘ）電界イオン化（Field Ionisation 'ＦＩ'）イオン源；（ｘｉ）電界脱離（Field Desorption 'ＦＤ'）イオン源；（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma 'ＩＣＰ'）イオン源；（ｘｉｉｉ）高速原子衝突（Fast Atom Bombardment 'ＦＡＢ'）イオン源；（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（Liquid Secondary Ion Mass Spectro metry 'ＬＳＩＭＳ'）イオン源；（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（Desorption Electrospray Ionisation '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ー脱離イオン化イオン源；（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源；（ｘｉｘ）大気圧サンプリンググロー放電イオン化（Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionisation 'ＡＳＧＤＩ'）イオン源；（ｘｘ）グロー放電（Glow Discharge 'ＧＤ'）イオン源；及び（ｘｘｉ）衝撃子イオン源からなる群から選択されるイオン源、および／または、
（ｂ）１つまたは複数の連続またはパルスイオン源、および／または、
（ｃ）１つまたは複数のイオンガイド、および／または、
（ｄ）１つまたは複数のイオン移動度分離装置および／または１つまたは複数の電界非対称イオン移動度分光計、および／または、
（ｅ）１つもしくは複数のイオントラップ、または１つもしくは複数のイオン捕捉領域、および／または、
（ｆ）（ｉ）衝突誘導性解離（Collisional Induced Dissociation 'ＣＩＤ'）フラグメント化装置；（ｉｉ）表面誘導性解離（Surface Induced Dissociation 'ＳＩＤ'）フラグメント化装置；（ｉｉｉ）電子移動解離（Electron Transfer Dissociation 'ＥＴＤ'）フラグメント化装置；（ｉｖ）電子捕獲解離（Electron Capture Dissociation 'ＥＣＤ'）フラグメント化装置；（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメント化装置；（ｖｉ）光誘導解離（Photo Induced Dissociation 'ＰＩＤ'）フラグメント化装置；、（ｖｉｉ）レーザー誘起解離フラグメンテーション装置、（ｖｉｉｉ）赤外線誘起解離装置、（ｉｘ）紫外線誘起解離装置、（ｘ）ノズル・スキマー・インターフェース・フラグメンテーション装置、（ｘｉ）インソースフラグメンテーション装置、（ｘｉｉ）インソース衝突誘起解離フラグメンテーション装置、（ｘｉｉｉ）熱源または温度源フラグメンテーション装置、（ｘｉｖ）電場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉｉｉ）イオンの反応により付加イオンまたはプロダクトイオン（生成イオン）を形成するイオン−イオン反応装置、（ｘｘｉｖ）イオンの反応により付加イオンまたはプロダクトイオンを形成するイオン−分子反応装置、（ｘｘｖ）イオンの反応により付加イオンまたはプロダクトイオンを形成するイオン−原子反応装置、（ｘｘｖｉ）イオンの反応により付加イオンまたはプロダクトイオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、（ｘｘｖｉｉ）イオンの反応により付加イオンまたはプロダクトイオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、（ｘｘｖｉｉｉ）イオンの反応により付加イオンまたはプロダクトイオンを形成するイオン−準安定原子反応装置、および（ｘｘｉｘ）電子イオン化解離（Electron Ionisation Dissociation 'ＥＩＤ'）フラグメンテーション装置、からなる群から選択される１つまたは複数の衝突、フラグメンテーションまたは反応セル、および／または、
（ｇ）（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２次元またはリニア四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポールトラップ型または３次元四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニングトラップ型質量分析器、（ｖ）イオントラップ型質量分析器、（ｖｉ）磁場型質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（Ion Cyclotron Resonance '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（Fourier Transform Ion Cyclotron resonance 'ＦＴＩＣＲ'）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ型質量分析器、（ｘ）フーリエ変換静電またはオービトラップ型質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間型質量分析器、（ｘｉｉｉ）直交加速飛行時間型質量分析器、及び（ｘｉｖ）線形加速飛行時間型質量分析器、からなる群から選択される質量分析器、および／または、
（ｈ）１つまたは複数のエネルギー分析器または静電エネルギー分析器、および／または、
（ｉ）１つまたは複数のイオン検出器、および／または、
（ｊ）（ｉ）四重極マスフィルター、（ｉｉ）２次元またはリニア四重極イオントラップ、（ｉｉｉ）ポールまたは３次元四重極イオントラップ、（ｉｖ）ペニングイオントラップ、（ｖ）イオントラップ、（ｖｉ）磁気セクタ型マスフィルター、（ｖｉｉ）飛行時間型マスフィルター、及び（ｖｉｉｉ）ウィーンフィルター、からなる群から選択される１つまたは複数のマスフィルター、および／または、
（ｋ）イオンをパルス状にする装置またはイオンゲート、および／または、
（ｌ）、実質的に連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換する装置、をさらに含んでもよい。
【００８５】
質量分析計はさらに、次のいずれかを含む；
（ｉ）アウターバレル状の電極および共軸のインナースピンドル状の電極を含むＣ−ｔｒａｐおよびｏｒｂｉｔｒａｐ（ＲＴＭ）質量分析器であり、第１運転モードで、イオンはＣ−ｔｒａｐに送られ、次に、ｏｒｂｉｔｒａｐ（ＲＴＭ）質量分析器に注入され、第２運転モードでは、イオンは、Ｃ−ｔｒａｐへ送られ、次に衝突セルまたは電子移動解離装置に送られ、少なくともいくつかのイオンは断片イオンへ開裂され、その後、断片イオンはｏｒｂｉｔｒａｐ（ＲＴＭ）質量分析器に導入される前にＣ−ｔｒａｐに送られる；および／または
（ｉｉ）使用時にイオンを透過させる開口部をそれぞれ有する複数の電極を含む積層リングイオンガイドであり、電極の間隔はイオン通路の長さに沿って増大し、イオンガイドの上流部分にある電極の開口部は第１の直径を有し、イオンガイドの下流部分にある電極の開口部は、第１の直径より小さい第２の直径を有し、使用時に、連続する電極に、逆相のＡＣまたはＲＦ電圧が印加される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】複合混合物のＬＣ分離からのイオン種分布を、最も数の多いイオン種の除去前後でシミュレートしたものを示す。
【発明を実施するための形態】
【００８７】
本発明の種々の実施形態を、ほんの一例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【００８８】
本発明の好ましい実施形態を以下に記述する。好ましい実施形態によれば、質量分析計は、イオン検出器を含む質量分析器の上流に提供される標的減衰装置を含んで供給される。標的減衰装置はイオンが質量分析器へ導入される前に、量が多くない他のイオン種に比して最も量が多いイオン種を減衰するために配置され適用されるのが好ましい。全イオン電流は、イオンが質量分析器へ導入される前に再最適化されるのが好ましい。したがって、標的減衰装置は、質量分析器へイオンが導入されるのに先立って最も量が多いイオン種を減衰させ、スペクトル内のダイナミックレンジを向上させることが好ましい。
【００８９】
好ましい実施形態によれば、質量分析器に供給されたイオンの全イオン電流は、質量分析器により検出できるイオン種の数を最適化、または最大化するため、制御または変動されるのが好ましい。同時に、分析されるすべてのイオン種に対して、質量分析器が線形レジームで動作することが保証されるのが好ましい。
【００９０】
ある実施形態によれば、イオン群の全イオン電流を制御する代わりに、検出器応答を制御してもよい。この実施形態では、検出された信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内に収まるように、イオン検出器のゲインを制御または調節してもよい。例えば、光電子増倍管または電子増倍管検出器を使用する場合、これが実行され得る。
【００９１】
好ましい実施形態によれば、すべてのイオン種で観察される信号は、質量分析計の全応答を制御することにより、イオン検出器のダイナミックレンジ内に収まるのが好ましい。全応答の制御は多くの方法で達成され得る。
【００９２】
ある実施形態によれば、質量分析器に供給されたイオンの全イオン電流は、イオン源でのイオン生成の量または効率を変更することにより制御、または調節され得る。エレクトロスプレイイオン化（ＥＳＩ）または大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）源では、これはニードル電圧の調節により達成され得る。
【００９３】
別の実施形態によれば、質量分析器に供給されたイオンの全イオン電流は、非標的化、または非選択運転モードで動作する減衰装置（下に述べるものを含む）を使用して、制御または調節され得る。この実施形態によれば、実質的にイオン種はすべて等しく減衰される。
【００９４】
別の実施形態によれば、単一の減衰装置は標的の減衰および全応答制御または全イオン電流制御の両方に使用してもよい。この実施形態では、イオン種はすべて減衰されるのが好ましいが、標的となったイオン種または選択されたイオン種は大幅に減衰されるのが好ましい。
【００９５】
質量分析器に供給されているサンプルの構成は、非常に量が多い、または強度の高いイオン種を１つまたは複数識別するために、実施形態に従って頻繁にモニターされ得る。例えば、非常に量が多いイオン種Ｎが識別され得る。
【００９６】
標的減衰装置は、あらかじめ識別された最も量が多いイオン種Ｎの濃度を減少（または完全に除去）するために使用されるのが好ましい。最も量が多いイオン種Ｎは他の残存するイオン種に比して減衰されるのが好ましい。最も量が多いイオン種Ｎは質量分析器への注入に先立って減衰されるのが好ましい。
【００９７】
好ましい実施形態によれば、全イオン電流またはイオン電流は、質量分析器にイオンを導入する前に再最適化され得、および／またはイオン検出器のゲインが再最適化され得る。
【００９８】
特に好ましい実施形態では、上述したような好ましい実施形態によるアプローチが十分短いタイムスケールで反復され、最も量が多いイオン種がより多く連続スペクトルから減衰され得る。このように、比較的強度の高いまたは量が多いイオンは、質量分析器に供給されたイオンから連続的に減衰され得る。例えば、量が最も多いイオン種５つが最初に、次に量が最も多い種１０種が、次に量が最も多い種１５種が減衰され得、同様に続く。異なる数のイオン種を減衰する各連続ステップの後で、全イオン電流またはイオン電流は再最適化されてもよく、および／または、イオン検出器のゲインが再最適化されてもよい。
【００９９】
この反復のタイムスケールはＬＣクロマトグラフィー源からの構成成分の溶出と適合するよう選択してもよい。例えば、反復は数秒、またはこれより短いタイムスケールで実施され得る。この実施形態では、漸進的に減少するイオン種を検出できる。
【０１００】
各イオン種が減衰される程度は一般的に既知である。したがって、好ましい実施形態によれば、一旦質量スペクトルが記録されたならば、減衰された構成成分は適切な係数によってデータ内でスケールアップされる。このようにして、正確な質量スペクトルが作成され得る。
【０１０１】
ある実施形態によれば、多くの反復から生成されたデータは例えば、ＬＣピークは適切なスケーリングと組み合わせられ、拡張された有効なダイナミックレンジに合わせたＬＣピークのマススペクトルを生成する。
【０１０２】
減衰されたイオン種の数Ｎ、および減衰させるイオン種を選択する方法は、サンプル、およびスペクトルにより、意図通りに変動しえる。減衰の特異性は、減衰装置の特性に依存するだろう。質量または質量電荷比（またはイオン移動度のような他の物理化学的特性）が標的の種に近いイオン種は、ある程度まで減衰する場合がある。しかしながら、好ましい実施形態により、量が少ないイオン種により流れるイオン電流の割合は高くなるであろう。
【０１０３】
好ましい実施形態の様々な側面を例示するために、シミュレーションを実施した。シミュレーションでは、対数正規分布からサンプリングされた最初の存在度を有するイオン種を生成した。分布の幅は存在度のダイナミックレンジ１ディケード当たりおよそ５０００種を与えるように選択された。この特定の分布選択は、複合タンパク質混合物のタンパク質分解の分析において観察されるペプチド種の存在度に対する適切な近似数である。
【０１０４】
その後、種を長さ１００分のシミュレートしたＬＣ分離にかけたが、この間に各種は無作為に選ばれた保持時間で溶出させたクロマトグラフィーの半値全幅は１２秒であった。
【０１０５】
全イオン電流を調節し、最も量が多い種に対するイオン電流がほぼ一定の値に保たれるようにした。最も量が多い種が存在するイオンの総数の多数を占めるため、これは全イオン電流をほぼ一定に保つことにもなる。
【０１０６】
上述のシミュレーションにおいて利用された特定の値は、割り当てられた存在度分布およびシミュレートされたＬＣ条件の詳細にいくぶん影響を受ける場合があるが、それでも一般的な結論が様々な動作条件に適用されることが認識されるだろう。
【０１０７】
図１は、シミュレーションの結果を図示する。複合混合物のＬＣ分離からシミュレートした単一のスペクトルにおいて最も量が多いイオン種を本発明の好ましい実施形態によって除去した。
【０１０８】
１秒間に観察された存在度分布を、減衰無しの曲線として図１に示す。
【０１０９】
図１で、イオンは存在度の降順でソートされ、垂直軸は、各種のイオン電流の１０を底とする対数を示す。イオン検出器が存在度において４．５ディケードのダイナミックレンジを、または１×１０6イオンを保持するのに十分な電荷容量を持っていると仮定すること、この保持時間で確実に測定できるイオン種の数は、４０あまりである。
【０１１０】
トップ５つの種が本発明の実施形態に従って完全に除去され、全イオン電流が補完するよう調節する場合、この数は５０あまりに増加する。（つまり、種の数がダイナミックレンジの限界を超えた部分で２５％増加することが観察される）。最終実験では量が最も多いトップ２０の種を除去し、全イオン電流を補完するよう再度調節することが含まれる。これにより、イオン検出器のダイナミックレンジ内で７０種以上が検出された。これは、ダイナミックレンジの限界を超える部分の種の数が、減衰がない場合の約７０％増加したことを表わす。
【０１１１】
したがって、本発明は当業界において大きな前進を意味することは明らかである。
【０１１２】
選択的な減衰装置は多くの異なる形態をとり得る。例えば、一実施形態によれば、選択的な減衰装置は、イオントラップからの選択した質量または質量電荷比範囲のイオンの共鳴放出を利用してもよい。別の実施形態によれば、選択的な減衰装置は、四重極ロッドセットマスフィルターを使用した、連続的なイオンビームからのイオンの共鳴放出を利用してもよい。別の実施形態によれば、選択的な減衰装置は、特定の移動度範囲のイオンを減衰するようにイオンを閉じ込め、イオン移動度によってイオンを分離し、次いで時間依存性方式においてイオンを減衰させてもよい。
【０１１３】
さらなる実施形態では、例えば、選択的な減衰装置はイオンを閉じ込め、次いで、飛行時間領域を利用して軸方向にイオンを分離することで、イオントラップから放出されたイオンを分離してもよい。その後、イオンは時間依存性方式で減衰されてもよい。
【０１１４】
別の実施形態によれば、選択的な減衰装置は、異なるスペクトルにおいて重複しない特異性で動作する濾過装置（四重極ロッドセットマスフィルタ等）の次に、イオントラップの複数回分の充填量を利用してもよい。別の実施形態によれば、選択的な減衰装置は、ある速度で質量または質量対電荷比の範囲、またはそれにリンクされたデータ取り込み時間にわたり、四重極マスフィルター等のマスフィルターのスキャン、または段階的な調整を利用してもよい。この実施形態によれば、スキャンの速度またはデータ取り込み時間の段階的調整は、目的でない、または選択されていない質量または質量電荷比の範囲にわたって高速（または低速）であり、および、目的のまたは選択された質量または質量電荷比にわたって低速（または高速）であることが好ましいこの実施形態によれば、高分解能四重極マスフィルターは１Ｄａより優れた質量または質量電荷比特異性での減衰に利用され得る。
【０１１５】
他の実施形態によれば、上述された実施形態の組み合わせは、連続して動作するいくつかの装置による、異なる質量もしくは質量電荷比の範囲、またはイオン移動度を有するイオンの減衰を含み利用され得る。
【０１１６】
時間依存性減衰は、１つまたは複数の既知のダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズまたはイオンゲートを使用して、デューティサイクルの減少を通じて達成され得る。
【０１１７】
さらに、他の様々な減衰方式が使用可能である。
【０１１８】
質量分析計は、飛行時間質量分析計（ＴｏＦ）、および特に、特定のイオン検出機構、または信号をディジタル化する工程により、高イオン到着率で非線形の挙動を表示するイオン検出器を有する飛行時間質量分析計を含むのが好ましい。
【０１１９】
あるいは、質量分析計はイオントラップ質量分析計を含んでもよく、特に、イオントラップの電荷容量により器具の線形のダイナミックレンジが決定されるイオントラップ質量分析計を含んでいてもよい。そのような質量分析計には、Ｃ−ｔｒａｐの電荷容量により同時に測定できるイオンの数が決まるＯｒｂｉｔｒａｐ（ＲＴＭ）質量分析が含まれる。
【０１２０】
イオントラップに基づいた検出器システムについては、イオントラップ内での全電荷をほぼ一定に維持するよう充填時間を調節してもよい。
【０１２１】
本明細書に記述された一般的な原則は、ダイナミックレンジが限定されたイオン群およびイオン検出器を含む他の操作方式にも適用可能である。
【０１２２】
本発明を好適な実施形態を参照して説明してきたが、形態および細部における様々な変更が、添付の特許請求の範囲に記載されるような本発明の範囲から逸脱することなく実行され得ることが当業者であれば理解されるであろう。
【図１】
2014535049.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月3日(2014.9.3)
【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】
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること；および
第３イオン群を形成するように前記第２イオン群の全イオン電流を調節または最適化して、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含み、前記全イオン電流の調節または最適化は全イオン種を実質上等しく減衰することを含む、質量分析法。
【請求項２】
第１イオン群を供給すること；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群の全イオン電流を調節または最適化して、前記全イオン電流の調節または最適化は全イオン種を実質上等しく減衰すること；および
第３イオン群を形成するように前記第２イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含む、質量分析法。
【請求項３】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させること、および全イオン電流を調節または最適化して、検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにすることを含み、
前記全イオン電流の調節または最適化はイオン種をすべて減衰することを含み、前記比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種が大幅に減衰され；
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させる、および全イオン電流を調節または最適化するステップが、単一のイオン光学装置の操作を制御することにより達成され；および
イオン群にある比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させる、および前記イオン群の全イオン電流を調節または最適化するステップが、実質上同時に実行される、質量分析法。
【請求項４】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数の種を選択的に減衰させるステップ、および全イオン電流を調節または最適化するステップが、第１イオン光学装置および１つまたは複数の第２の異なるイオン光学装置の操作を調整することにより達成される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１イオン光学装置が質量、質量電荷比、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質に従ってイオンを分離するための装置を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１イオン光学装置が飛行時間領域、イオン移動度分離器もしくは分光計、または微分型イオン移動度分離器もしくは分光計を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記１つまたは複数の第２イオン光学装置は、特定の質量、質量電荷比、イオン移動度、微分型イオン移動度または他の物理化学的性質を有するイオンをろ過する、または減衰するための装置を含む、請求項４、５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数の第２イオン光学装置は、マスフィルター、イオントラップ、イオンゲートまたはダイナミックレンジ拡張（ＤＲＥ）レンズを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるステップが：
（ｉ）１つまたは複数のイオン種を減少させる、または完全に除去すること；および／または
（ｉｉ）１つまたは複数のイオン種を少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％減衰させる、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
時間Ｔの間に、選択的に減衰されるイオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、減少、漸進的に増加、漸進的に減少させることをさらに含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
選択的に減衰される、イオン群において比較的量が多いまたは強度の高いイオン種の数を変動、増加、または減少させた後、イオン群のイオン電流を再調節もしくは最適化する、および／またはイオン検出器のゲインを再調節、もしくは最適化することをさらに含む、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
イオン群の全イオン電流を調節または最適化するステップが、
（ｉ）イオン検出器により検出されたイオン種の数が最適化または最大化される；および／または
（ｉｉ）イオン検出器が実質上線形レジームで動作するよう配置される；および／または
（ｉｉｉ）質量分析器に供給され、続いてイオン検出器により検出されたイオンの全イオン電流またはイオン電流が、時間が経過しても実質上一定のままとなるように、前記イオン群の全イオン電流を調節することを含む、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために配置され適用された選択的な減衰装置；および
第３イオン群を形成するように前記第２イオン群の全イオン電流を調節または最適化して、それによりイオン検出器により受信されるイオンの全イオン電流が前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された装置を含み、前記装置は、全イオン種を実質上等しく減衰することにより全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用される、質量分析計。
【請求項１４】
第１イオン群を供給するために配置され適用された装置；
第２イオン群を形成するように前記第１イオン群の全イオン流を調節または最適化するために配置され適用された選択的な減衰装置であり、前記装置が、全イオン種を実質上等しく減衰することにより全イオン電流を調節または最適化するために配置され適用される装置；および
第３イオン群を形成するように前記第２イオン群における比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させて、それによりイオン検出器により受信されたイオンの全イオン電流が、前記イオン検出器のダイナミックレンジ内にあるようにするために配置され適用された選択的な減衰装置を含む、質量分析計。
【請求項１５】
検出されたイオン信号がイオン検出器のダイナミックレンジ内にあるように、全イオン電流を調節するまたは最適化するために配置され適用された装置と組み合わせられる装置、すなわち比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を大幅に、選択的に減衰させるために配置され適用される選択的な減衰装置を含み、
単一のイオン光学装置が、比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を選択的に減衰させるために、および全イオン流を調節または最適化するために配置され適用され；
前記単一のイオン光学装置は、イオン群にある比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種の選択的な減衰、および、前記イオン群の全イオン電流の調節または最適化を実質上同時に実施するために配置され適用され；および
前記全イオン電流の調節または最適化には全イオン種を減衰することが含まれ、前記減衰装置は、前記比較的量が多いまたは強度の高い１つまたは複数のイオン種を大幅に減衰させるために配置され適用される、質量分析計。
【国際調査報告】
2014535049.tif 000004
2014535049.tif 000005
2014535049.tif 000006
2014535049.tif 000007
2014535049.tif 000008