(57)【要約】解離デバイスが、前駆イオンを断片化し、解離デバイス内で重複するｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの異なる生成イオンを生成する。解離デバイスは、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧を印加し、少なくとも２つの生成イオンを含む、閾値ｍ／ｚを下回るイオンを捕獲する、擬ポテンシャルを生成する。解離デバイスは、それらのｍ／ｚ値がＡＣ電圧によって設定される閾値ｍ／ｚを上回って増加するまで、捕獲された少なくとも２つの生成イオンを電荷低減させる、電荷低減試薬を受容する。少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の増加は、それらの重複を減少させる。増加したｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンは、他のデバイスに印加されるＤＣ電圧に対してＤＣ電圧を解離デバイスに印加することによって、後続の質量分析のために別のデバイスに伝送される。
2021535559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析の前に、閾値質量対電荷比（ｍ／ｚ）値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、前記少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、前記少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための装置であって、
電荷低減試薬を供給する試薬源デバイスと、
解離デバイスであって、前記解離デバイスは、
前駆イオンを受容し、前記前駆イオンを解離して解離デバイス内で複数の生成イオンを生成し、前記試薬源デバイスから前記電荷低減試薬を受容し、
軸方向に擬ポテンシャルを生成し、前記解離デバイス内で閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴う前記複数の生成イオンのうちの生成イオンを捕獲し、ひいては、前記捕獲された生成イオンのうちの少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、前記閾値ｍ／ｚを上回るｍ／ｚ値まで増加するように、前記捕獲された生成イオンを前記受容された電荷低減試薬によって電荷低減させる、交流（ＡＣ）電圧および直流（ＤＣ）電圧を、前記解離デバイスの１つ以上の電極に印加し、
前記閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う前記少なくとも２つの生成イオンを前記解離デバイスの後に位置付けられる次のデバイスに連続的に伝送させる前記次のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、前記ＤＣ電圧を前記１つ以上の電極に印加する、
解離デバイスと
を備える、装置。
【請求項２】
前記電荷低減試薬源デバイスは、プロトン移動反応（ＰＴＲ）試薬源デバイスを備え、前記電荷低減試薬は、ＰＴＲ試薬イオンを含み、前記解離デバイスは、前記擬ポテンシャルを生成し、前記閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴って前記複数の生成イオンおよび前記受容されたＰＴＲ試薬イオンの両方を相互に捕獲する、前記ＡＣ電圧を、前記解離デバイスの１つ以上の電極に印加する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記解離デバイスの１つ以上の電極は、前記解離デバイスのロッドを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記解離デバイスの１つ以上の電極は、前記解離デバイスの出射開口またはレンズの電極を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記前駆イオンおよび前記試薬源デバイスからの前記電荷低減試薬は、前記解離デバイスの同一の入口によって別個かつ連続的に受容される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記解離デバイスは、四重極、六重極、または八重極解離デバイスを備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記前駆イオンおよび前記試薬源デバイスからの前記電荷低減試薬は、前記解離デバイスの異なる入口において受容される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記解離デバイスは、４つの分岐を提供する８つのＬ字形電極を含むキメラ電子捕捉解離（ＥＣＤ）デバイスを備え、整合された一対の分岐は、前記質量フィルタ源デバイスから前記選択された前駆イオンを受容し、同時に、別の整合された一対の分岐は、前記試薬源デバイスから前記電荷低減試薬を受容する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記次のデバイスは、第２の解離デバイスを備え、前記解離デバイスは、前記閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う前記少なくとも２つの生成イオンを前記解離デバイスに連続的に伝送させる前記第２解離のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、ＤＣ電圧を前記解離デバイスの１つ以上の電極に印加する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の解離デバイスの後に位置付けられる質量分析器デバイスをさらに備え、前記質量分析器デバイスは、前記閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う前記少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を測定する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記次のデバイスは、質量分析器デバイスを備え、前記解離デバイスは、前記閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う前記少なくとも２つの生成イオンを前記質量分析器デバイスに連続的に伝送させる前記質量分析器デバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、ＤＣ電圧を前記解離デバイスの１つ以上の電極に印加し、前記質量分析器デバイスは、前記閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う前記少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を測定する、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記解離デバイスは、電子捕捉解離ＥＣＤデバイスを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記解離デバイスは、電子伝達解離（ＥＴＤ）デバイス、紫外線光解離（ＵＶＰＤ）デバイス、赤外線光解離（ＩＲＭＰＤ）デバイス、または衝突誘発解離（ＣＩＤ）デバイスを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
質量分析の前に、閾値質量対電荷比（ｍ／ｚ）値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、前記少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、前記少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための方法であって、
プロセッサを使用して、電荷低減試薬を供給するように試薬源デバイスに命令することと、
前記プロセッサを使用して、前駆イオンを受容し、前記前駆イオンを断片化し、解離デバイス内で複数の生成イオンを生成するように解離デバイスに命令することと、
前記プロセッサを使用して、前記試薬源デバイスから前記電荷低減試薬を受容するように前記解離デバイスに命令することと、
前記プロセッサを使用して、軸方向に擬ポテンシャルを生成し、前記解離デバイス内で閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴う前記複数の生成イオンのうちの生成イオンを捕獲し、ひいては、前記捕獲された生成イオンのうちの少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、前記閾値ｍ／ｚを上回るｍ／ｚ値まで増加するように、前記捕獲された生成イオンを前記受容された電荷低減試薬によって電荷低減させる、交流（ＡＣ）電圧および直流（ＤＣ）電圧を、前記解離デバイスの１つ以上の電極に印加するように前記解離デバイスに命令することと、
前記プロセッサを使用して、前記閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う前記少なくとも２つの生成イオンを前記解離デバイスの後に位置付けられる次のデバイスに連続的に伝送させる前記次のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、前記ＤＣ電圧を前記１つ以上の電極に印加するように前記解離デバイスに命令することと
を含む、方法。
【請求項１５】
非一過性の有形コンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記非一過性の有形コンピュータ可読記憶媒体のコンテンツは、質量分析の前に、閾値質量対電荷比（ｍ／ｚ）値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、前記少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、前記少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための方法を実施するように、プロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含み、前記方法は、
システムを提供することであって、前記システムは、１つ以上の明確に異なるソフトウェアモジュールを備え、前記明確に異なるソフトウェアモジュールは、制御モジュールを備える、ことと、
前記制御モジュールを使用して、電荷低減試薬を供給するように試薬源デバイスに命令することと、
前記制御モジュールを使用して、前駆イオンを受容し、前記前駆イオンを断片化し、解離デバイス内で複数の生成イオンを生成するように解離デバイスに命令することと、
前記制御モジュールを使用して、前記試薬源デバイスから前記電荷低減試薬を受容するように前記解離デバイスに命令することと、
前記制御モジュールを使用して、軸方向に擬ポテンシャルを生成し、前記解離デバイス内で閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴う前記複数の生成イオンのうちの生成イオンを捕獲し、ひいては、前記捕獲された生成イオンのうちの少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、前記閾値ｍ／ｚを上回るｍ／ｚ値まで増加するように、前記捕獲された生成イオンを前記受容された電荷低減試薬によって電荷低減させる、交流（ＡＣ）電圧および直流（ＤＣ）電圧を、前記解離デバイスの１つ以上の電極に印加するように前記解離デバイスに命令することと、
前記制御モジュールを使用して、前記閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う前記少なくとも２つの生成イオンを前記解離デバイスの後に位置付けられる次のデバイスに連続的に伝送させる前記次のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、前記ＤＣ電圧を前記１つ以上の電極に印加するように前記解離デバイスに命令することと
を含む、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、その内容が参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１８年８月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／７２４，４９７号の利益を主張する。
【０００２】
（緒言）
本明細書の教示は、質量分析の前に、閾値質量対電荷比（ｍ／ｚ）値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための質量分析装置に関する。より具体的には、解離デバイスが、前駆イオンを断片化し、交流（ＡＣ）電圧および直流（ＤＣ）電圧によって生成される擬ポテンシャルを使用して、閾値ｍ／ｚ値を下回る生成イオンを捕獲し、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、閾値ｍ／ｚを上回って増加し、それによって、ｍ／ｚ重複を減少させるように、捕獲された生成イオンを電荷低減させる、電荷低減試薬を受容し、他のデバイスに対して直流（ＤＣ）電圧を印加することによって、後続の質量分析のために少なくとも２つの生成イオンを別のデバイスに伝送する。
【０００３】
本明細書に開示される装置および方法はまた、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または図１のコンピュータシステム等のコンピュータシステムと併せて実施される。
【背景技術】
【０００４】
（質量分析背景）
質量分析（ＭＳ）は、それらの化合物から形成されるイオンのｍ／ｚ値の分析に基づく、化学化合物の検出および定量化のための分析技法である。ＭＳは、試料からの１つ以上の着目化合物のイオン化、前駆イオンの生成、および前駆イオンの質量分析を伴う。
【０００５】
タンデム質量分析または質量分析／質量分析（ＭＳ／ＭＳ）は、試料からの１つ以上の着目化合物のイオン化、１つ以上の化合物の１つ以上の前駆イオンの選択、生成イオンへの１つ以上の前駆イオンの断片化、および生成イオンの質量分析を伴う。
【０００６】
ＭＳおよびＭＳ／ＭＳは両方とも、定性的および定量的情報を提供することができる。測定された前駆または生成イオンスペクトルは、着目分子を同定するために使用されることができる。前駆イオンおよび生成イオンの強度もまた、試料に存在する化合物の量を定量化するために使用されることができる。
【０００７】
（断片化技法背景）
電子ベースの解離（ＥｘＤ）、紫外線光解離（ＵＶＰＤ）、赤外線光解離（ＩＲＭＰＤ）、および衝突誘発解離（ＣＩＤ）が、多くの場合、タンデム質量分析（ＭＳ／ＭＳ）のための断片化技法として使用される。ＥｘＤは、限定ではないが、電子捕捉解離（ＥＣＤ）または電子伝達解離（ＥＴＤ）を含むことができる。ＣＩＤは、タンデム質量分析計における解離のための最も従来的技法である。
【０００８】
（生成イオン重複問題）
トップダウンおよびミドルダウンプロテオミクスでは、無傷または消化されたタンパク質が、イオン化され、タンデム質量分析を受ける。例えば、ＥＣＤは、ペプチドおよびタンパク質骨格を優先的に解離する解離技法である。結果として、本技法は、トップダウンおよびミドルダウンプロテオミクスアプローチを使用して、ペプチドまたはタンパク質配列を分析するための理想的なツールである。しかしながら、残念なことに、大規模な程度の生成イオン重複が、あるＥＣＤタンパク質分析で遭遇されている。特に、高電荷状態（＞１５＋）を伴って、かつそれらの前駆イオンに非常に近いｍ／ｚ値を伴ってＥＣＤによって生成される生成イオンは、相互と重複するｍ／ｚ値を有し得ることが実証されている。これらの異なる生成イオンが、殆ど同一のｍ／ｚ値を有するため、それらは、選択的に質量を検出することが困難（または殆ど不可能）である。
【０００９】
図２は、それらの前駆イオンの近傍の重複した高電荷生成イオンの領域を示す、タンパク質に関する生成イオン質量スペクトルの例示的な仮説的プロット２００である。例えば、括弧２１０は、それらの前駆イオン２２０の近傍の重複した高電荷生成イオンの領域を示す。
【００１０】
イオンのｍ／ｚ重複を低減させる１つの方法は、それらの電荷を低減させることである。イオンの電荷を低減させることは、そのｍ／ｚ値を増加させる。類似ｍ／ｚ値を伴う２つのイオンの電荷を低減させることは、これらのイオンを、重複が殆どまたは全くない、より高いｍ／ｚ値に移動させることができる。
【００１１】
ＭｃＬｕｃｋｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  ２００２，  ７４，  ３３６−３４６（以降では「ＭｃＬｕｃｋｅｙ論文」）は、例えば、高質量多価イオンと関連付けられるイオン電荷が操作され得ることが周知であると説明している。また、蓄積されたイオンは、反対電荷のイオンと混合され、イオン／イオンプロトン移動反応（ＰＴＲ）を生成し、イオンの電荷状態も低減させ得ることも周知である。
【００１２】
他者は、ＰＴＲをＥＴＤによって生成された生成イオンに印加し、生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、生成イオン重複を防止し、生成イオンスペクトルを単純化した（ｗｗｗ．ｐｎａｓ．ｏｒｇ／ｃｇｉ／ｄｏｉ／１０．１０７３／ｐｎａｓ．０５０３１８９１０２  ＰＮＡＳ  ２００５  ｖｏｌ．  １０２  ｐａｇｅ  ９４６３−９４６）。しかしながら、これらの研究では、（非常に大きいｍ／ｚを伴う）そのような電荷低減断片が、使用された質量分析器の質量範囲外に移動されたため、いくつかの大型断片が、失われた。
【００１３】
ＭｃＬｕｃｋｅｙ論文は、イオンに印加されるＰＴＲを具体的ｍ／ｚ値に限定する１つの方法を提供する。本技法では、イオン／イオンＰＴＲ率は、特定のイオンのみがトラップ内に維持されるように、選択的様式で阻止される。ＭｃＬｕｃｋｅｙ論文は、本イオン／イオンＰＴＲの阻止を「ピーク駐留」と称する。イオン／イオンＰＴＲを阻止するために、ＭｃＬｕｃｋｅｙ論文の技法は、双極共振励起電圧を四重極イオントラップのエンドキャップ電極に印加する。ＭｃＬｕｃｋｅｙ論文に説明される例示的共振励起電圧は、約数万ヘルツの周波数を有する。
【００１４】
共振励起ＡＣ電圧は、種を励起させるように、事前設定された電荷状態における標的イオンピークの長期周波数において印加され、次いで、ＰＴＲが、多くの電荷状態を伴うイオン群に印加される。ＰＴＲ反応率が、イオンの高運動エネルギーによって減少されるため、ＰＴＲは、イオン電荷状態またはｍ／ｚが励起標的に到達するときに停止される。
【００１５】
残念ながら、本アプローチは、必要とされる複雑なパラメータ設定により、市販の器具では実装されていない。本アプローチに関する別の問題は、イオンの共振励起が、イオンにグリコシル化等の脆弱な翻訳後修飾部分を失わせる可能性が非常に高いことである。換言すると、イオンの共振励起は、イオンを断片化させ得る。本アプローチに関するさらに別の問題は、それが駐留イオンのパルス放出を伴うことである。電荷低減イオンが、トラップ内に留まる。それらは、次いで、選択および分析のためにトラップから一度に全て放出される。本パルス放出は、多数のイオンが一度に放出され得ることを意味する。一度に多数のイオンの放出は、下流質量分析器の飽和につながり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（要約）
装置、方法、およびコンピュータプログラム製品が、質量分析の前に、閾値質量対電荷比（ｍ／ｚ）値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるために開示される。本装置は、解離デバイスと、ＰＴＲ試薬源デバイスとを含む。
【００１７】
試薬源デバイスは、電荷低減試薬を供給する。解離デバイスは、前駆イオンを受容し、前駆イオンを断片化して、複数の生成イオンを生成する。解離デバイスは、試薬源デバイスから電荷低減試薬を受容する。解離デバイスは、軸方向に擬ポテンシャルを生成し、解離デバイス内で閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴う複数の生成イオンのうちの生成イオンを捕獲する、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧を、その１つ以上の電極に印加する。ＡＣ電圧は、ひいては、捕獲された生成イオンのうちの少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、閾値ｍ／ｚを上回るｍ／ｚ値まで増加するように、捕獲された生成イオンを受容された電荷低減試薬によって電荷低減させる。解離デバイスは、閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンを、解離デバイスの後に位置付けられる次のデバイスに連続的に伝送させる、次のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、ＤＣ電圧をその１つ以上の電極に印加する。
【００１８】
出願人の教示のこれらおよび他の特徴が、本明細書に記載される。
【００１９】
当業者は、下記に説明される図面が、例証目的のためにすぎないことを理解するであろう。図面は、本教示の範囲をいかようにも限定することも意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本教示の実施形態が実装され得る、コンピュータシステムを図示する、ブロック図である。
【００２１】
【図２】図２は、それらの前駆イオンの近傍の重複した高電荷生成イオンの領域を示す、タンパク質に関する生成イオン質量スペクトルの例示的な仮説的プロットである。
【００２２】
【図３】図３は、種々の実施形態による、試料イオンおよび試薬が、同時に異なるポートを通して受容される、質量分析の前に、閾値質量対電荷比（ｍ／ｚ）値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための装置の概略図である。
【００２３】
【図４】図４は、種々の実施形態による、電子捕捉解離（ＥＣＤ）デバイスとして構成されるキメラデバイスの概略図である。
【００２４】
【図５】図５は、種々の実施形態による、キメラＥＣＤ解離デバイスおよび衝突誘発解離（ＣＩＤ）セルの切断３次元斜視図である。
【００２５】
【図６】図６は、種々の実施形態による、差分電荷状態におけるミオグロビンの１２個の異なる生成イオンに関するｍ／ｚ値を仮説的に示す、例示的な仮説的表である。
【００２６】
【図７】図７は、種々の実施形態による、図６の１２個の生成イオンが、１３００のｍ／ｚ閾値および図３の装置を使用して、単一の重複するｍ／ｚ値から１０個の別個のｍ／ｚ値まで移動される様子を示す、例示的な仮説的プロットである。
【００２７】
【図８】図８は、種々の実施形態による、同時に異なるポートを通して試料イオンおよび試薬を受容する解離デバイスが、同一のポートを通して試料イオンおよび試薬を別個に受容する解離デバイスに置換される、図３の装置の概略図である。
【００２８】
【図９】図９は、種々の実施形態による、質量分析の前に、閾値ｍ／ｚ値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための方法を示す、フローチャートである。
【００２９】
【図１０】図１０は、種々の実施形態による、質量分析の前に、閾値ｍ／ｚ値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための方法を実施する、１つ以上の明確に異なるソフトウェアモジュールを含む、システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本教示の１つ以上の実施形態が、詳細に説明される前に、当業者は、本教示が、それらの用途において、以下の詳細な説明に記載される、または図面に図示される、構造、構成要素の配列、およびステップの配列の詳細に限定されないことを理解するであろう。また、本明細書で使用される語句および専門用語は、説明の目的のためのものであって、限定的と見なされるべきではないことを理解されたい。
【００３１】
（様々な実施形態の説明）
（コンピュータ実装システム）
図１は、本教示の実施形態が実装され得る、コンピュータシステム１００を図示する、ブロック図である。コンピュータシステム１００は、情報を通信するためのバス１０２または他の通信機構と、情報を処理するためのバス１０２と結合されるプロセッサ１０４とを含む。コンピュータシステム１００はまた、プロセッサ１０４によって実行されるべき命令を記憶するために、バス１０２に結合される、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶デバイスであり得る、メモリ１０６を含む。メモリ１０６はまた、プロセッサ１０４によって実行されるべき命令の実行の間に、一時的変数または他の中間情報を記憶するために使用されてもよい。コンピュータシステム１００はさらに、プロセッサ１０４のための静的情報および命令を記憶するために、バス１０２に結合される読取専用メモリ（ＲＯＭ）１０８または他の静的記憶デバイスを含む。磁気ディスクまたは光ディスク等の記憶デバイス１１０は、情報および命令を記憶するために提供され、バス１０２に結合される。
【００３２】
コンピュータシステム１００は、バス１０２を介して、コンピュータユーザに情報を表示するために、ブラウン管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ１１２に結合されてもよい。英数字および他のキーを含む、入力デバイス１１４が、情報およびコマンド選択をプロセッサ１０４に通信するために、バス１０２に結合される。別のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ１０４に通信するため、かつディスプレイ１１２上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御１１６である。本入力デバイスは、典型的には、デバイスが平面内で位置を規定することを可能にする、２つの軸、すなわち、第１の軸（すなわち、ｘ）および第２の軸（すなわち、ｙ）において２自由度を有する。
【００３３】
コンピュータシステム１００は、本教示を実施することができる。本教示のある実装によると、結果は、プロセッサ１０４が、メモリ１０６内に含有される１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行することに応答して、コンピュータシステム１００によって提供される。そのような命令は、記憶デバイス１１０等の別のコンピュータ可読媒体から、メモリ１０６に読み込まれてもよい。メモリ１０６内に含有される命令のシーケンスの実行は、プロセッサ１０４に、本明細書に説明されるプロセスを実施させる。代替として、有線回路が、本教示を実装するために、ソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせて使用されてもよい。したがって、本教示の実装は、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の具体的組み合わせに限定されない。
【００３４】
種々の実施形態では、コンピュータシステム１００は、ネットワーク化されたシステムを形成するように、ネットワークを横断して、コンピュータシステム１００のような１つ以上の他のコンピュータシステムに接続されることができる。ネットワークは、私設ネットワークまたはインターネット等の公衆ネットワークを含むことができる。ネットワーク化されたシステムでは、１つ以上のコンピュータシステムは、データを記憶し、他のコンピュータシステムに供給することができる。データを記憶および供給する、１つ以上のコンピュータシステムは、サーバ、またはクラウドコンピューティングシナリオではクラウドと称されることができる。１つ以上のコンピュータシステムは、例えば、１つ以上のウェブサーバを含むことができる。データをサーバまたはクラウドに送信し、そこから受信する、他のコンピュータシステムは、例えば、クライアントまたはクラウドデバイスと称されることができる。
【００３５】
本明細書で使用されるような用語「コンピュータ可読媒体」は、実行のために、命令をプロセッサ１０４に提供することに関与する、任意の媒体を指す。そのような媒体は、限定ではないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含む、多くの形態をとってもよい。不揮発性媒体は、例えば、記憶デバイス１１０等の光学または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メモリ１０６等の動的メモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を備えるワイヤを含む、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含む。
【００３６】
コンピュータ可読媒体またはコンピュータプログラム製品の一般的形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク、任意の他の光学媒体、サムドライブ、メモリカード、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、またはコンピュータが読み取り得る任意の他の有形媒体を含む。
【００３７】
種々の形態のコンピュータ可読媒体が、実行のために、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスをプロセッサ１０４に搬送することに関与し得る。例えば、命令は、最初に、遠隔コンピュータの磁気ディスク上で搬送されてもよい。遠隔コンピュータは、命令をその動的メモリの中にロードし、モデムを使用して、電話回線を経由して、命令を送信することができる。コンピュータシステム１００にローカルなモデムは、電話回線上でデータを受信し、データを赤外線信号に変換するために、赤外線送信機を使用することができる。バス１０２に結合された赤外線検出器は、赤外線信号内で搬送されるデータを受信し、データをバス１０２上に置くことができる。バス１０２は、データをメモリ１０６に搬送し、そこから、プロセッサ１０４は、命令を読み出し、実行する。メモリ１０６によって受信された命令は、随意に、プロセッサ１０４による実行前または後のいずれかで、記憶デバイス１１０上に記憶されてもよい。
【００３８】
種々の実施形態によると、方法を実施するためにプロセッサによって実行されるように構成される命令は、コンピュータ可読媒体上に記憶される。コンピュータ可読媒体は、デジタル情報を記憶するデバイスであり得る。例えば、コンピュータ可読媒体は、ソフトウェアを記憶するための当技術分野で公知であるようなコンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）を含む。コンピュータ可読媒体は、実行されるように構成される命令を実行するために好適なプロセッサによってアクセスされる。
【００３９】
本教示の種々の実装の以下の説明は、例証および説明の目的のために提示されている。これは、包括的ではなく、本教示を開示される精密な形態に限定しない。修正および変形例が、上記の教示に照らして可能である、または本教示の実践から入手され得る。加えて、説明される実装は、ソフトウェアを含むが、本教示は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせとして、またはハードウェア単独で実装されてもよい。本教示は、オブジェクト指向および非オブジェクト指向両方のプログラミングシステムを用いて実装されてもよい。
【００４０】
（擬ポテンシャルイオン蓄積および電荷低減）
上記に説明されるように、ＥＣＤ等のＥｘＤ技法が、特に、タンパク質およびペプチドを分析するために非常に適している。しかしながら、高電荷状態（＞１５＋）を伴って、かつそれらの前駆イオンに非常に近いｍ／ｚ値を伴ってＥＣＤによって生成される、いくつかの生成イオンは、相互と重複するｍ／ｚ値を有し得る。これらの異なる生成イオンが、殆ど同一のｍ／ｚ値を有するため、それらは、選択的に質量を検出することが困難（または殆ど不可能）である。
【００４１】
イオンのｍ／ｚ重複を低減させる１つの方法は、それらの電荷を低減させることである。イオンの電荷を低減させることは、そのｍ／ｚ値を増加させる。類似ｍ／ｚ値を伴う２つのイオンの電荷を低減させることは、これらのイオンを、重複が殆どまたは全くない、より高いｍ／ｚ値に移動させることができる。
【００４２】
イオン／分子またはイオン／イオンプロトン移動反応（ＰＴＲ）が、イオンの電荷状態を低減させるために使用され得ることが周知である。しかしながら、いくつかの純粋ＰＴＲ実験では、（非常に大きいｍ／ｚを伴う）そのような電荷低減断片が、使用された質量分析器の質量範囲外に移動されたため、大型断片が、失われた。
【００４３】
ＭｃＬｕｃｋｅｙ論文は、イオンに印加されるＰＴＲを具体的ｍ／ｚ値に限定する１つの方法を提供する。本技法では、イオン／イオンプロトン移動反応（ＰＴＲ）が、共振励起電圧を四重極イオントラップのエンドキャップ電極に印加することによって、選択された電荷状態またはｍ／ｚ値において阻止される。残念ながら、本アプローチは、複雑なパラメータ設定を要求し、イオンを断片化させ得、電荷低減イオンのパルス放出に起因して飽和問題を引き起こし得る。
【００４４】
種々の実施形態では、生成イオンが、共振励起を使用することなく、断片化の直後に、解離デバイス内で低減電荷状態において蓄積される。代わりに、付加的交流（ＡＣ）電圧が、あるｍ／ｚ値に到達した電荷低減生成イオンのみが伝送され得る、擬ポテンシャル電圧障壁を生成するように、解離デバイスの全てのロッドに、または解離デバイスの出射開口またはレンズに印加される。
【００４５】
ＭｃＬｕｃｋｅｙ論文では、イオントラップに印加される付加的ＡＣ共振励起は、電荷低減が阻止されるｍ／ｚ値に対応する周波数を与えられる。本周波数は、より高い運動エネルギーで本ｍ／ｚ値におけるイオンを励起させ、それらが電荷低減試薬と反応することを防止する。残念ながら、このより高い運動エネルギーもまた、これらのイオンを断片化させ得る。
【００４６】
対照的に、反応デバイス内のロッド電極全体に印加される付加的ＡＣ電圧は、種々の実施形態では、閾値ｍ／ｚ値を下回るｍ／ｚ値を伴う生成イオンが解離デバイスの外側に移動することを防止する、擬ポテンシャル障壁を生成する。これは、それらが電荷低減試薬と反応し続けることを可能にする。付加的ＡＣ電圧の振幅は、例えば、閾値ｍ／ｚ値の平方根と比例する。結果として、ＡＣ電圧の振幅を低下させることは、閾値ｍ／ｚ値を低下させる。線形ＲＦＱに印加されるピーク駐留の場合、ＡＣ電圧は、電荷低減種の長期周波数を励起させるように半径方向に印加される。
【００４７】
対照的に、種々の実施形態では、ＡＣ電圧は、軸方向に印加され、これは、半径方向に共振励起を誘発しない。これは、解離セルの出口におけるロッドの間にポテンシャル障壁を生成する。ＡＣ電圧を解離セルに印加するための少なくとも２つのオプションが存在する。１つは、ＡＣ電圧が、解離セルロッドセットと解離セルの出口に設置されるレンズ電極（または出射レンズ電極）との間にＡＣ電場を印加するように、解離セルのロッド上に印加されることである。別のオプションは、ＡＣ電圧が出射レンズ電極において印加されることである。質量選択的閾値を生成するために、ＤＣバイアスが、出射レンズと解離セルとの間に印加される。正電荷を持つ前駆イオンに関して、出射レンズは、解離セルに対して負に設定される。負電荷を持つ前駆イオンに関して、出射レンズは、解離セルに対して正に設定される。
【００４８】
四重極解離デバイスでは、例えば、適切な無線周波数（ＲＦ）電圧が、半径方向にイオンを閉じ込めるために、解離デバイス内の反対の電極対に印加される。種々の実施形態では、付加的ＡＣ電圧は、擬ポテンシャル障壁を生成するために、ＲＦ電圧にわたって重畳される。擬ポテンシャルについての背景情報が、“Ｔｈｅ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，”  Ｖｏｌ  １，  １８２−１９４（２００３）内のＧｅｒｌｉｃｈ，  ＲＦ  Ｉｏｎ  Ｇｕｉｄｅｓ（参照することによって本明細書に組み込まれる）で見出されることができる。
【００４９】
２００８年１１月２５日に発行された米国特許第７，４５６，３８８号（以降では「第‘３８８号特許」）（参照することによって本明細書に組み込まれる）は、例えば、イオンパケットを濃縮するためのイオンガイドを説明する。第‘３８８号特許は、例えば、事実上、伝送損失を伴わずに、広いｍ／ｚ範囲にわたってイオンの分析を可能にする、装置および方法を提供する。イオンガイドからのイオンの放出は、（ｍ／ｚにかかわらず）全てのイオンが、所望のシーケンスで、または所望の時間に、ほぼ同一のエネルギーを用いて、例えば、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析器の抽出領域または加速器等の空間内の指定された点に到着させられ得る、条件を生成することによって、影響を受ける。そのような方法で束にされるイオンは、次いで、例えば、ＴＯＦ抽出パルスを使用して抽出され、ＴＯＦ検出器上の同一のスポットに到着するために所望の経路に沿って推進されることによって、群として操作されることができる。
【００５０】
全てのイオンが、所望の場所に、所望の時間において、ほぼ同一のエネルギーを用いて到着するように、イオンガイドからイオンを放出するために、第‘３８８号特許は、付加的ＡＣ電圧をイオンガイドに印加する。本付加的ＡＣ電圧は、擬ポテンシャル障壁を生成する。第‘３８８号特許では、ＡＣ電圧の振幅は、最初に、最大ｍ／ｚ値を伴うイオンの放出のみを可能にするように設定される。次いで、ＡＣ電圧の振幅は、擬ポテンシャルウェルの深度を変化させ、ますます小さくなるｍ／ｚ値を伴うイオンがイオンガイドから放出されることを可能にするように、段階的に次第に低減される。換言すると、第‘３８８号特許では、ＡＣ電圧振幅は、スキャンされる。
【００５１】
種々の実施形態では、解離デバイスに印加されるＡＣ電圧は、スキャンされない。１つのＡＣ電圧振幅は、ｍ／ｚ閾値に対応するように設定される。加えて、ＡＣ電圧は、異なるｍ／ｚ値のイオンを連続的に放出するために使用されない。代わりに、ＡＣ電圧は、ＰＴＲに起因して電荷低減後に閾値ｍ／ｚ値に到達するイオンが連続的に放出される、障壁を生成するために使用される。
【００５２】
図３は、種々の実施形態による、試料イオンおよび試薬が、同時に異なるポートを通して受容される、質量分析の前に、閾値ｍ／ｚ値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための装置の概略図３００である。図３の装置は、試薬源デバイス３１２と、Ｑ１質量フィルタデバイス３１６と、解離デバイス３１７とを含む。本装置は、例えば、質量分析計３１０の一部である。
【００５３】
イオン源デバイス３１１は、試料の化合物をイオン化し、異なるｍ／ｚ値を伴う前駆イオンのイオンビームを生成する。イオンビームは、例えば、オリフィスおよびスキマ３１３、イオンガイド３１４、およびＱ０イオンガイド３１５を通して、Ｑ１質量フィルタデバイス３１６によって受容される。
【００５４】
イオン源デバイス３１１は、限定ではないが、エレクトスプレーイオン源（ＥＳＩ）デバイス、電子衝撃源および高速原子衝撃源デバイス、大気圧化学イオン化源（ＡＰＣＩ）デバイス等の化学イオン化（ＣＩ）源デバイス、大気圧光イオン化（ＡＰＰＩ）源デバイス、またはマトリクス支援レーザ脱離源（ＭＡＬＤＩ）デバイスであり得る。
【００５５】
試薬源デバイス３１２は、電荷低減試薬を供給する。電荷低減試薬は、電荷イオンであり得る。
【００５６】
Ｑ１質量フィルタデバイス３１６は、イオンビームから試料の化合物の前駆イオンを選択し、前駆イオンを解離デバイス３１７に伝送する。
【００５７】
解離デバイス３１７は、選択された前駆イオンを断片化し、解離デバイス３１７内で複数の生成イオンを生成する。解離デバイス３１７は、軸方向に擬ポテンシャルを生成し、解離デバイス３１７内で閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴う複数の生成イオンのうちの生成イオンを捕獲する、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧を、その電極のうちの１つ以上のものに印加する。解離デバイス３１７は、試薬源デバイス３１２から電荷低減試薬を受容する。電荷低減試薬およびＡＣ電圧は、捕獲された生成イオンのうちの少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、閾値ｍ／ｚを上回るｍ／ｚ値まで増加するように、捕獲された生成イオンを電荷低減させる。解離デバイス３１７は、閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンを次のデバイスに連続的に伝送させる、次のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、ＤＣ電圧をその１つ以上の電極に印加する。次のデバイスは、例えば、解離デバイス３１７の後に位置付けられるＱ２解離デバイス３１９である。Ｑ２解離デバイス３１９は、例えば、質量分析のために、閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンを質量分析器デバイス３２０に伝送する。
【００５８】
図３では、試薬源デバイス３１２が、解離デバイス３１７に結合される。解離デバイス３１７は、例えば、キメラデバイスである。キメラデバイスは、４つの分岐を提供する８つのＬ字形電極を含む。整合された一対の分岐は、Ｑ１質量フィルタデバイス３１６から前駆イオンを受容する。別の整合された一対の分岐は、試薬源デバイス３１２からＰＴＲ試薬を受容する。
【００５９】
図４は、種々の実施形態による、ＥＣＤデバイスとして構成されるキメラデバイスの概略図４００である。キメラデバイスは、電子エミッタまたはフィラメント４１０と、電子ゲート４２０とを含む。電子が、イオン４３０の流動と垂直に、かつ磁場４４０の方向と平行に放射される。
【００６０】
図３に戻ると、ＥｘＤまたはＵＶＰＤ解離デバイス３１７を含む質量分析計は、典型的には、ＣＩＤのためのＱ２解離デバイス３１９のような別の解離デバイスを含む。Ｑ２解離デバイス３１９は、例えば、タンパク質またはペプチド以外の化合物を断片化するために使用される。タンパク質またはペプチドの分析の間に、Ｑ２解離デバイス３１９は、イオンガイドとして作用し、単に、解離デバイス３１７から質量分析器デバイス３２０に生成イオンを伝送する。
【００６１】
図５は、種々の実施形態による、キメラＥＣＤおよびＣＩＤ衝突セルの切断３次元斜視図５００である。図５は、被分析物イオンの断片化が、選択的に、キメラＥＣＤ５１４内の場所５１１で、またはＣＩＤ衝突セル５１５内の場所５１２で実施され得ることを示す。
【００６２】
図３に戻ると、ＰＴＲ試薬は、重複するｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンの電荷状態を低減させるために、解離デバイス３１７に供給される。しかしながら、ある程度の捕獲力がないと、少なくとも２つの生成イオンは、単に、解離デバイス３１７を通して通過するであろう。解離デバイス３１７内で少なくとも２つの生成イオンを捕獲するために、ＡＣ電圧が、例えば、ＡＣ電圧源３２２を使用して、解離デバイス３１７の全てのロッドに印加される。種々の代替実施形態では、ＡＣ電圧は、出射開口またはＩＱ２Ｂレンズ３１８の電極に印加される。上記に説明されるように、ＡＣ電圧は、少なくとも２つの生成イオンによって受けられる擬ポテンシャルを生成する。
【００６３】
プロット３４０は、質量分析計３１０内の異なる場所において異なる生成イオンによって受けられるポテンシャルを描写する。例えば、線３４１は、全ての生成イオンが解離デバイス３１７とＱ２解離デバイス３１９との間で受けるＤＣポテンシャルを描写する。線３４２は、閾値ｍ／ｚ値を下回るｍ／ｚ値を伴う生成イオンが受ける、複合ＡＣおよびＤＣ（擬）ポテンシャルを描写する。線３４２は、これらのイオンがＱ２解離デバイス３１９まで移動することを防止する障壁が存在することを示す。
【００６４】
線３４３は、閾値ｍ／ｚ値を上回るｍ／ｚ値を伴う生成イオンが受ける、複合ＡＣおよびＤＣ（擬）ポテンシャルを描写する。線３４３は、これらのイオンがＱ２解離デバイス３１９まで移動することを防止する障壁が存在しないことを示す。
【００６５】
プロット３４０は、ＡＣ電圧が、閾値ｍ／ｚ値を下回るｍ／ｚ値を伴う生成イオンを捕獲するが、また、閾値ｍ／ｚ値を上回るｍ／ｚ値を伴う生成イオンがＱ２解離デバイス３１９まで連続的に移動することも可能にすることを示す。ＡＣ電圧が、閾値ｍ／ｚ値を下回るｍ／ｚ値を伴う生成イオンを捕獲し、解離デバイス３１７が、ＰＴＲ試薬を供給されるため、これらの捕獲された生成イオンは、それらのｍ／ｚ値が閾値ｍ／ｚを上回って増加するまで、ＰＴＲ試薬によって電荷低減される。このように、ＡＣ電圧は、ＰＴＲを限定している。
【００６６】
ＰＴＲ試薬は、例えば、負電荷を持つイオンを含むことができる。この場合、ＡＣ電圧は、ＰＴＲ試薬イオンを相互に捕獲することができる。
【００６７】
プロット３４０内のＤＣポテンシャル３４１は、例えば、出射開口またはＩＱ２Ｂレンズ３１８のＤＣ電圧を解離デバイス３１７のロッドのＤＣ電圧よりも低く設定することによって生成される。加えて、Ｑ２解離デバイス３１９のＤＣ電圧は、解離デバイス３１７のロッドのＤＣ電圧よりも低く設定される。ＤＣ電圧および出射開口またはＩＱ２Ｂレンズ３１８の近傍のＡＣ電圧によって生成される擬ポテンシャルを結合することによって、解離デバイス３１７は、高ｍ／ｚフィルタ抽出を実施する。
【００６８】
ＰＴＲに起因して、解離デバイス３１７内の生成イオンの電荷状態が、連続的に減少しており、それらのｍ／ｚ値が、増加している。生成イオンのｍ／ｚ値が、高ｍ／ｚ抽出閾値に到達するとき、イオンは、解離デバイス３１７から抽出される。解離デバイス３１７の外側にＰＴＲ試薬がないため、さらなる電荷低減が、停止される。図６は、種々の実施形態による、差分電荷状態におけるミオグロビンの１２個の異なる生成イオンに関するｍ／ｚ値を仮説的に示す、例示的な仮説的表６００である。図６では、各列は、異なる生成イオンを表し、各列の行は、異なる電荷状態におけるその生成オンに関する仮説的ｍ／ｚ値を示す。＋２１〜＋１０に及ぶ電荷状態を伴う１２個の異なる生成イオンは、最初に、全て８０９．５２３８のｍ／ｚ値を有する。結果として、全ての１２個の生成イオンは、最初に、重複するｍ／ｚ値を有する。
【００６９】
しかしながら、１２個全ての生成イオンが、それらのｍ／ｚ値が１３００のｍ／ｚ閾値を上回るレベルまで増加するまで電荷低減される場合、図６は、１２個全ての生成イオンの間の重複が低減されることを示す。例えば、列６０１内の生成イオンが、そのｍ／ｚ値が１３００のｍ／ｚ閾値を上回るレベルまで増加するまで電荷低減されるとき、その電荷は、＋２１から＋１３まで減少し、そのｍ／ｚ値は、８０９．５２３８から１３０７．６９２まで増加する。列６０２内の生成イオンが、同様に、電荷低減されるとき、その電荷は、＋２０から＋１２まで減少し、そのｍ／ｚ値は、８０９．５２３８から１３４９．２０６まで増加する。結果として、列６０１内の生成イオンおよび列６０２内の生成イオンは、もはやｍ／ｚ値が重複しなくなる。
【００７０】
１３００のｍ／ｚ閾値でさえも、いくつかの生成イオンが、依然として、重複する。例えば、列６０２、６０７、および６１２内の生成イオンは、依然として、１３４９．２０６の同一のｍ／ｚ値を有する。結果として、１２個の生成イオンのうちのより多くのものを分離するために、ｍ／ｚ閾値は、より高くなる必要がある。しかしながら、ｍ／ｚ閾値を過剰に高く設定することは、いくつかのイオンのｍ／ｚ値を、質量分析のためには過剰に高いレベルまで上昇させ得る。換言すると、付加的イオンの分離は、ｍ／ｚ閾値を過剰に高い値まで増加させることに対して平衡を保たれなければならない。
【００７１】
図７は、種々の実施形態による、図６の１２個の生成イオンが、１３００のｍ／ｚ閾値および図３の装置を使用して、単一の重複するｍ／ｚ値から１０個の別個のｍ／ｚ値まで移動される様子を示す、例示的な仮説的プロット７００である。図６の１２個の生成イオンは、ピーク７１０によって表され、全て８０９．５２３８のｍ／ｚを有する。１３００のｍ／ｚ閾値および図３の装置を使用して、これらの生成イオンのｍ／ｚ値は、１０個の別個のｍ／ｚ値、すなわち、１３０７．６９２、１３１５．４７６、１３２４．６７５、１３４９．２０６、１３７６．１９、１３８７．７５５、１３９８．２６８、１４１６．６６７、１４３９．１５３、１４８４．１２７まで移動される。
【００７２】
３つの生成イオンは、依然として、ｍ／ｚ値１３４９．２０６において重複し、ピーク７２０によって表される。しかしながら、他の９つの生成イオンのｍ／ｚ値は、正常に分離されており、例えば、図３の質量分析器３２０による質量分析を通して検出されることができる。使用されるｍ／ｚ閾値は、全ての前駆イオンに関する固定値であり得る、または分析されている前駆イオンまたは化合物に基づいて設定されることができる。好ましい実施形態では、ｍ／ｚ閾値は、１３００等の固定値である。
【００７３】
図８は、種々の実施形態による、同時に異なるポートを通して試料イオンおよび試薬を受容する解離デバイスが、同一のポートを通して試料イオンおよび試薬を別個に受容する解離デバイスに置換される、図３の装置の概略図８００である。具体的には、図３のキメラＥＣＤ解離デバイス３１７は、図８の多極解離デバイス８１７に置換される。多極解離デバイス８１５は、限定ではないが、四重極、六重極、または八重極であり得、例えば、解離デバイス８１５と平行にＥＴＤ試薬またはＵＶレーザビームを導入することによって、ＥＴＤまたはＵＶＰＤを実施することができる。
【００７４】
Ｑ１質量フィルタデバイス３１６およびＥＴＤおよびＰＴＲ試薬源デバイス３１２が、ここで、それぞれ、それらの前駆イオンおよび試薬を、解離デバイス８１５の単一の入口ポートを通して解離デバイス８１５に伝送する。例えば、イオン源デバイス３１１および試薬源デバイス３１２が、ここで、それぞれ、それらの試料イオンおよび試薬を、解離デバイス８１５の単一の入口ポートを通して解離デバイス８１５に伝送する。試料イオンおよび試薬は、オリフィスおよびスキマ３１３およびイオンガイド３１４を通して伝送される。例えば、最初に、試料イオンが、解離デバイス８１５に伝送される。次いで、イオン源デバイス３１１が、停止され、試薬源デバイス３１２が、Ｑ１フィルタによってＥＴＤ試薬イオンを選択することによって、ＥＴＤ試薬を解離デバイス８１５に伝送するように開放される。次いで、試薬源デバイス３１２が、Ｑ１フィルタによって電荷低減試薬イオンを選択することによって、電荷低減試薬を解離デバイス８１５に伝送するように開放して保たれる。種々の実施形態では、電荷低減試薬は、負化学イオン化が大気圧において使用されるときに、試薬源デバイス３１２によってオリフィスおよびスキマ３１３およびイオンガイド３１４を通して導入される。
【００７５】
（擬ポテンシャル捕獲および電荷低減装置）
図３に戻ると、質量分析計３１０は、質量分析の前に、閾値ｍ／ｚ値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための装置を含む。本装置は、試薬源デバイス３１２と、解離デバイス３１７とを含む。
【００７６】
試薬源デバイス３１２は、電荷低減試薬を供給する。電荷低減試薬は、電荷イオンであり得る。
【００７７】
Ｑ１質量フィルタデバイス３１６は、イオンビームから試料の化合物の前駆イオンを選択および伝送する。Ｑ１質量フィルタデバイス３１６は、四重極として示される。しかしながら、Ｑ１質量フィルタデバイス３１６は、磁場セクタ型質量分析器等の任意のタイプの質量フィルタであり得る。
【００７８】
解離デバイス３１７は、前駆イオンを受容し、選択された前駆イオンを断片化し、解離デバイス３１７内で複数の生成イオンを生成する。例えば、解離デバイス３１７は、Ｑ１質量フィルタデバイス３１６から前駆イオンを受容する。解離デバイス３１７は、例えば、ＥｘＤ、ＩＲＭＰＤ、ＣＩＤ、またはＵＶＰＤを使用して、選択された前駆イオンを断片化する。
【００７９】
解離デバイス３１７は、試薬源デバイス３１２から電荷低減試薬を受容する。解離デバイス３１７は、軸方向に擬ポテンシャルを生成し、解離デバイス３１７内で閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴う複数の生成イオンのうちの生成イオンを捕獲する、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧を、解離デバイス３１７の電極のうちの１つ以上のものに印加する。ＡＣ電圧は、ひいては、捕獲された生成イオンのうちの少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、閾値ｍ／ｚを上回るｍ／ｚ値まで増加するように、捕獲された生成イオンを受容された電荷低減試薬によって電荷低減させる。解離デバイス３１７は、閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンを、解離デバイス３１７の後に位置付けられる次のデバイスに連続的に伝送させる、次のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、ＤＣ電圧をその１つ以上の電極に印加する。
【００８０】
種々の代替実施形態では、試薬源デバイス３１２は、ＰＴＲ試薬源デバイスである。電荷低減試薬は、ＰＴＲ試薬イオンを含む。加えて、解離デバイス３１７は、ＡＣ電圧を印加し、複数の生成イオンおよび受容されたＰＴＲ試薬イオンの両方を相互に捕獲する。
【００８１】
種々の実施形態では、解離デバイス３１７の１つ以上の電極は、解離デバイス３１７のロッドである。種々の代替実施形態では、解離デバイス３１７の１つ以上の電極は、解離デバイス３１７の出射開口またはＩＱ２Ｂレンズ３１８を含む。
【００８２】
図８に戻ると、種々の実施形態では、前駆イオンおよび試薬源デバイス３１２からの電荷低減試薬は、解離デバイス８１７の同一の入口によって別個かつ連続的に受容される。解離デバイス８１７は、限定ではないが、四重極、六重極、または八重極解離デバイスであり得る。
【００８３】
図３に戻ると、種々の実施形態では、前駆イオンおよび試薬源デバイス３１２からの電荷低減試薬は、解離デバイス３１７の異なる入口において受容される。
【００８４】
好ましい実施形態では、解離デバイス３１７は、キメラＥＣＤデバイスである。本デバイスは、４つの分岐を提供する８つのＬ字形電極を含む。整合された一対の分岐は、Ｑ１質量フィルタ源デバイス３１６から選択された前駆イオンを受容する。別の整合された一対の分岐は、試薬源デバイス３１２から電荷低減試薬を受容する。ＥｘＤを実施するために、電子ビームが、整合された分岐の対のうちの１つから導入される。ＵＰＶＤを実施するために、ＵＶレーザビームが、整合された分岐の対のうちの１つから導入される。
【００８５】
種々の実施形態では、次のデバイスは、Ｑ２解離デバイス３１９であり、解離デバイス３１７は、閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンを、Ｑ２解離デバイス３１９に連続的に伝送させる、Ｑ２解離デバイス３１９の電極に印加されるＤＣ電圧に対して、ＤＣ電圧を解離デバイスのその１つ以上の電極に印加する。
【００８６】
種々の実施形態では、質量分析器デバイス３２０は、Ｑ２解離デバイス３１９の後に位置付けられる。質量分析器デバイス３２０は、閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を測定する。質量分析器デバイス３２０は、限定ではないが、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析器、四重極、イオントラップ、線形イオントラップ、オービトラップ、磁気セクタ型質量分析器、ハイブリッド四重極飛行時間（Ｑ−ＴＯＦ）質量分析器、またはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析器を含むことができる。好ましい実施形態では、質量分析器３１０は、ＴＯＦ質量分析器である。
【００８７】
種々の実施形態では、プロセッサ３３０は、命令を制御する、または試薬源デバイス３１２、Ｑ１質量フィルタデバイス３１６、および解離デバイス３１７に提供するために、かつ収集されるデータを分析するために使用される。プロセッサ３３０は、例えば、１つ以上の電圧、電流、または圧力源（図示せず）を制御することによって、命令を制御または提供する。プロセッサ３３０は、図３に示されるような別個のデバイスであり得る、または質量分析計３１０の１つ以上のデバイスのプロセッサまたはコントローラであり得る。プロセッサ３３０は、限定ではないが、コントローラ、コンピュータ、マイクロプロセッサ、図１のコンピュータシステム、または制御信号およびデータを送信および受信することが可能な任意のデバイスであり得る。
【００８８】
（擬ポテンシャル捕獲および電荷低減のための方法）
図９は、種々の実施形態による、質量分析の前に、閾値ｍ／ｚ値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための方法９００を示す、フローチャートである。
【００８９】
方法９００のステップ９１０では、試薬源デバイスが、プロセッサを使用して、電荷低減試薬を供給するように命令される。
【００９０】
ステップ９２０では、解離デバイスが、プロセッサを使用して、前駆イオンを受容し、前駆イオンを断片化し、解離デバイス内で複数の生成イオンを生成するように命令される。
【００９１】
ステップ９３０では、解離デバイスが、プロセッサを使用して、試薬源デバイスから電荷低減試薬を受容するように命令される。
【００９２】
ステップ９４０では、解離デバイスが、プロセッサを使用して、軸方向に擬ポテンシャルを生成し、解離デバイス内で閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴う複数の生成イオンのうちの生成イオンを捕獲する、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧を、解離デバイスの１つ以上の電極に印加するように命令される。これは、ひいては、捕獲された生成イオンのうちの少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、閾値ｍ／ｚを上回るｍ／ｚ値まで増加するように、捕獲された生成イオンを受容された電荷低減試薬によって電荷低減させる。
【００９３】
ステップ９５０では、解離デバイスが、プロセッサを使用して、閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンを、解離デバイスの後に位置付けられる次のデバイスに連続的に伝送させる、次のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、ＤＣ電圧を１つ以上の電極に印加するように命令される。
【００９４】
（擬ポテンシャル捕獲および電荷低減のためのコンピュータプログラム製品）
種々の実施形態では、コンピュータプログラム製品は、そのコンテンツが、質量分析の前に、閾値ｍ／ｚ値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための方法を実施するように、プロセッサ上で実行されている命令を伴うプログラムを含む、有形コンピュータ可読記憶媒体を含む。本方法は、１つ以上の明確に異なるソフトウェアモジュールを含む、システムによって実施される。
【００９５】
図１０は、種々の実施形態による、質量分析の前に、閾値ｍ／ｚ値を上回って少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値を移動させ、少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値の間の重複を減少させるために、少なくとも２つの生成イオンの電荷を低減させるための方法を実施する、１つ以上の明確に異なるソフトウェアモジュールを含む、システム１０００の概略図である。システム１０００は、制御モジュール１０１０を含む。
【００９６】
制御モジュール１０１０は、電荷低減試薬を供給するように試薬源デバイスに命令する。制御モジュール１０１０は、前駆イオンを受容し、前駆イオンを断片化し、解離デバイス内で複数の生成イオンを生成するように位置付けられる解離デバイスに命令する。
【００９７】
制御モジュール１０１０は、試薬源デバイスから電荷低減試薬を受容するように解離デバイスに命令する。制御モジュール１０１０は、軸方向に擬ポテンシャルを生成し、解離デバイス内で閾値ｍ／ｚを下回るｍ／ｚ値を伴う複数の生成イオンのうちの生成イオンを捕獲する、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧を、解離デバイスの１つ以上の電極に印加するように解離デバイスに命令する。これは、ひいては、捕獲された生成イオンのうちの少なくとも２つの生成イオンのｍ／ｚ値が、閾値ｍ／ｚを上回るｍ／ｚ値まで増加するように、捕獲された生成イオンを受容された電荷低減試薬によって電荷低減させる。制御モジュール１０１０は、閾値ｍ／ｚを上回って増加されたｍ／ｚ値を伴う少なくとも２つの生成イオンを、解離デバイスの後に位置付けられる次のデバイスに連続的に伝送させる、次のデバイスの電極に印加されるＤＣ電圧に対して、ＤＣ電圧を１つ以上の電極に印加するように解離デバイスに命令する。
【００９８】
本教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本教示が、そのような実施形態に限定されることを意図するものではない。対照的に、本教示は、当業者によって理解されるであろうように、種々の代替物、修正、および均等物を包含する。
【００９９】
さらに、種々の実施形態を説明する際、本明細書は、ステップの特定のシーケンスとして、方法および／またはプロセスを提示し得る。しかしながら、方法またはプロセスが、本明細書に記載されるステップの特定の順序に依拠しない限りにおいて、方法またはプロセスは、説明されるステップの特定のシーケンスに限定されるべきではない。当業者が理解するであろうように、ステップの他のシーケンスも可能であり得る。したがって、本明細書に記載されるステップの特定の順序は、請求項に関する限定として解釈されるべきではない。加えて、方法および／またはプロセスを対象とする請求項は、書かれた順序におけるそれらのステップの実施に限定されるべきではなく、当業者は、シーケンスが、変動され、依然として、種々の実施形態の精神および範囲内に留まり得ることを容易に理解することができる。
【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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【国際調査報告】
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