(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重化質量スペクトル分析の方法において、次の段階、即ち、
複数イオン源のサブセットを形成するためイオンをサンプリングする段階と、
異なったイオン源からのサンプリングされたスペクトル間に限定的な信号の重なり合いを有する区別できる疎な反復スペクトル信号を形成する段階と、
質量スペクトルを少なくとも１つの検出器を用いて記録する段階と、
前記イオンを符号化する段階と、
前記サンプリングする段階と前記形成する段階と前記スペクトルを記録する段階と前記符号化する段階を、前記源のサブセットを非冗長様式で変えながら繰り返す段階であって、何れかの２つの同時にサンプリングされる源の組合せは固有であり、何れかの特定の源は複数回サンプリングされる、前記サンプリングする段階と前記形成する段階と前記スペクトルを記録する段階と前記符号化する段階を繰り返す段階と、
全ての個々の源からの信号を、（ｉ）前記符号化する段階によって得られた符号化された信号と（ｉｉ）サンプリングされた前記イオンと、を相関付けることによって復号する段階と、を備えている方法。
【請求項２】
前記符号化する段階は、捕捉されたスペクトルの疎性に基づいて自動的に調節される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
非冗長行列に基づいて符号化されている非線形漸進遅延を用いて前記イオン源を遅延させる段階を更に備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のイオン源は、単一のイオン源の下流で多重化された複数のイオン流れのサブセットと前記単一のイオン源又は複数のパルス式イオン源又はパルス式変換器で生成された複数のイオンパケットのサブセットのうちの一方である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]（関連出願の相互参照）
本国際特許出願は、２０１２年６月１８日出願の米国仮特許出願第６１／６６１，２６８号に対する優先権を主張する。同先行出願の開示は、本出願の開示の一部と見なされ、これにより参考文献としてそっくりそのまま援用する。
【０００２】
[0002]本開示は、概括的には質量分光分析の分野に、より厳密にはタンデム飛行時間型質量分析計の感度、分解度、速さ、及び／又はダイナミックレンジを改善することに、関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]タンデム質量分析法（ＭＳ−ＭＳ）は、第１の質量分析計（ＭＳ１）での親イオンの分離、分離された種の断片化、及び化合物同定及び構造研究に向けての第２の質量分析計（ＭＳ２）でのフラグメントイオンの質量分析、を採用している。生命科学におけるタンデム質量分析法の最近の応用は、究極的に９桁のダイナミックレンジが要件となる極めて複雑な混合物即ち何百万にも上る成分を有する混合物を分析するという課題をもたらした。その様な分析では、元の混合物を何百もの留分に分離するための先行のクロマトグラフィーが必要になることがある。それでもなお、混合物は極めて複雑なままであり、ＭＳ−ＭＳの感度、ダイナミックレンジ、分解度、質量精度、速さ、及び／又はスループットの要件にストレスを掛ける。
【０００４】
[0004]飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ  ＭＳ）は、分析化学では混合物の同定及び定量分析のために広く使用されている。ＴＯＦ  ＭＳは、それが本質的に全質量の並列分析を提供でき、また最近では高い分解能を実現していることから、ＭＳ−ＭＳでの使用にとって高い潜在力を有している。英国特許第２４０３０６３号及び国際特許ＷＯ第２００５００１８７８号は、イオンパケットの空間的閉じ込めのための周期レンズのセットを有する平面多重反射ＴＯＦ（ＭＲ−ＴＯＦ）を開示している。ＭＲ−ＴＯＦの商業的な実施形の一例であるＬＥＣＯ  Ｃｏｒｐ．，社によるＣｉｔｉｕｓ  ＨＲＴ（商標）は、延長された折り返しイオン経路が分解度をＲ＝１００，０００レベルへ改善することを実証している。ＭＲ−ＴＯＦの数々の改善が、米国特許第７３２６９２５号（湾曲等時性イオン注入）、米国特許第７７７２５４７号（二重直交注入）、国際特許ＷＯ第２０１０００８３８６号（収差を抑えたドリフト集束のための準平板状ミラー）、国際特許ＷＯ第２０１１０８６４３０号（円筒状分析器）、及び国際特許ＷＯ第２０１３０６３５８７号（高次等時性イオンミラー）に提案されている。国際特許ＷＯ第２１１１３５４７７号は、直交加速器の頻回符号化パルシングを開示している。
【０００５】
[0005]ＴＯＦ  ＭＳは、タンデム飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ−ＴＯＦ）について、それがＭＡＬＤＩの様な本質的にパルス式のイオン源と共に使用されている場合に採用されてきた。米国特許第５２０２５６３号は、衝突イオン解離（ＣＩＤ）セルを介して連結されている２つの単反射ＴＯＦ  ＭＳから成るタンデム飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ−ＴＯＦ）を開示している。時限イオン選別器（ＴＩＳ）は、毎ＴＯＦ１ショット当たり１つの親イオン質量を通す。イオンは、ＣＩＤセルの手前で減速され、その後、フラグメントイオンがパルス方式又は連続方式で再加速される。米国特許第６７７０８７０号は、ＣＩＤセルを過ぎてのイオン選別のための遅延フラグメント抽出を開示している。英国特許第２３９０９３５号、米国特許第７３８５１８７号、及び米国特許第７１９６３２４Ｂ号は、全ての親イオンについてのフラグメントスペクトルの並列捕捉のための「全質量（all-mass）」ＴＯＦ−ＴＯＦ機器を開示している。しかしながら、ＴＯＦ１段とＴＯＦ２段
の間の入れ子式時間スケールに基づく原理が、実際に、第２段の分解度を制限してしまう。米国特許第２００７００２９４７３号及び米国特許第７３８５１８７号は、２つの多重反射ＴＯＦ  ＭＳのタンデムであって、ＣＩＤセル又はＳＩＤセルを介して連結されてはいるが、順次式に作動している、即ちショット当たりの親種選別がたった１つであるタンデムを開示している。国際特許ＷＯ第２０１０１３８７８１号は、単反射ＴＯＦ分析器のタンデムを開示し、尚且つ１回のイオン源射出当たり複数親イオンの選別を請求しているが、多重化アルゴリズムを開示してはいない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／６６１，２６８号
【特許文献２】英国特許第２４０３０６３号
【特許文献３】国際特許ＷＯ第２００５００１８７８号
【特許文献４】米国特許第７３２６９２５号
【特許文献５】米国特許第７７７２５４７号
【特許文献６】国際特許ＷＯ第２０１０００８３８６号
【特許文献７】国際特許ＷＯ第２０１１０８６４３０号
【特許文献８】国際特許ＷＯ第２０１３０６３５８７号
【特許文献９】国際特許第ＷＯ第２１１１３５４７７号
【特許文献１０】米国特許第５２０２５６３号
【特許文献１１】米国特許第６７７０８７０号
【特許文献１２】英国特許第２３９０９３５号
【特許文献１３】米国特許第７３８５１８７号
【特許文献１４】米国特許第７１９６３２４Ｂ号
【特許文献１５】米国特許第２００７００２９４７３号
【特許文献１６】国際特許ＷＯ第２０１０１３８７８１号
【特許文献１７】米国特許第７１９６３２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[0006]以上を要約すると、先行技術のＴＯＦ−ＴＯＦタンデム類は、高分解度多重反射ＴＯＦ分析器を両段で採用してはいるものの、並列「全質量」分析には未だ至っていない。従って、ＴＯＦ−ＴＯＦタンデムの分解度、感度、速さ、及びダイナミックレンジを改善する必要性が存在する。更に、公言されている全質量並列タンデム分析という目標を実用的な方法及び機器へ転換するための明確な符号化方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0007]本開示の幾つかの実施形によれば、ＴＯＦ−ＴＯＦは、（ａ）タンデムＭＳ−ＭＳ分析の両段に多重反射ＴＯＦ（ＭＲ−ＴＯＦ）を採用し、それによって、親イオンとフラグメントイオンを匹敵する時間スケールで分離し、フラグメントスペクトル中に疎な信号を形成すること、（ｂ）親イオンサンプリングを多重化すること、及び（ｃ）親イオンサンプリングのためのゲート及び／又は断片化セルからのフラグメントイオン抽出の遅延のどちらかを非冗長行列によって符号化し、複数の源注入パルスから成るサイクルについて系統的な信号の重なり合いを排除すること、によって改善することができる。スペクトルの復号が、全ての親質量について、ＭＲ−ＴＯＦの高いデューティサイクル及び分解度と共に、また高速表面プロファイリング又は先行のクロマトグラフィー又は質量分析又はイオン移動度による分離の高速プロファイリングと共に、実現されている。
【０００９】
[0008]幾つかの実施形によれば、プロセスは、高分解度タンデム質量スペクトルの疎性を頼みとしている。典型的なフラグメントスペクトルは、約１００のフラグメントピーク
を含んでいることが知られている。而して、単一のフラグメントスペクトルは、１００，０００の分解能では質量スケールの０．１％を占める。その様な信号疎性は、非冗長サンプリング（及び／又は遅延符号化）を可能にし、ひいては何百もの同時捕捉フラグメントスペクトル間の系統的な信号の重なり合いを回避させる。
【００１０】
[0009]プロセスは、更に、複数のスタート間での信号の非混合化を頼みとしている。信号波形は符号化サイクルに対応する長い期間で合算されてもよいが、代替的又は追加的には信号は所謂「データロギング」フォーマットで記録され、その場合、データはスタート間で合算されるのではなくむしろ生の非ゼロ信号が現在のスタートの数と併せてプロセッサへ渡される。これは、スペクトル疎性を温存し、スペクトル符号化の情報を温存し、先行のクロマトグラフィー又は質量又は移動度による分離の急速プロファイリングを可能にする。
【００１１】
[0010]幾つかの実施形では、プロセスは、親サンプリングゲートの単独符号化又はフラグメント抽出遅延の単独符号化を採用しているか、又は親サンプリングゲートのより高いデューティサイクルを使用しながらも限定された遅延範囲内に留まるために両者の組合せを採用している。どの場合も、信号は、何れかの特定の親ゲートについての何れかの特定のフラグメントピークの反復に基づき、信号遅延を勘案して、復号され、フラグメントスペクトルへと捕集される。
【００１２】
[0011]プロセスは、次に続く同定されたフラグメントピーク間の重なり合いの分析によって更に強化され、つまり反復的なフラグメント信号のグループ内での強度及び質量中心の分布の分析によって強化される。幾つかの実施形では、重なり合いは捨てられる。幾つかの実施形では、重なり合いは、グループ信号の残部とデコンボリューションされる。
【００１３】
[0012]タンデムＭＳ−ＭＳ分析の両段に多重反射ＴＯＦ（ＭＲ−ＴＯＦ）分析器が採用されていて、更に、親イオンとフラグメントイオンに同じＭＲ−ＴＯＦを異なった軌道に沿って通過させるか又は同じ軌道に沿ってはいるが但し逆の方向に通過させるようにしている。ＭＲ−ＴＯＦ分析器は、平板状のＭＲ−ＴＯＦであるか又はなおいっそうきつい軌道折り返しを提供するための円筒状のＭＲ−ＴＯＦであってもよく、米国特許第７１９６３２４号及び国際特許ＷＯ第２０１１０８６４３０号の開示の通りに開示されている。両分析器は、ドリフト方向のイオン閉じ込め向上のために周期レンズ又はイオンミラー場の空間的周期変調を採用するものである。好適には、その様な分析器は、同時係属出願（国際特許ＷＯ第２０１３０６３５８７号）に記載の高次（４次又は５次）のエネルギー当たり時間集束（time-per-energy focusing）を有するイオンミラーを採用している。より高いエネルギー等時性は、特に、フラグメントイオンのより広大なエネルギーの広がりを取り扱う場合に有用である。
【００１４】
[0013]適するパルス式イオン源には、連続式のイオン源（ＥＳＩ、ＡＰＣＩ、ＡＰＰＩ、及びガスＭＡＬＤＩ）と連結するための半径方向イオン射出を有する軸方向ＲＦトラップ又は半径方向無線周波数（ＲＦ）トラップ又はＲＦイオンガイド、又はイオン蓄積ＥＩ源、パルス式ＳＩＭＳ、及びＤＥ  ＭＡＬＤＩイオン源、の様な本質的にパルス式の源、を含めることができる。
【００１５】
[0014]包括的高分解ＴＯＦ−ＴＯＦによって採用される断片化セルには多数の型式があり、それらには、（ａ）親イオンの正規打ちつけとフラグメントイオンのパルス式遅延抽出を有する表面誘起解離（ＳＩＤ）、（ｂ）パススルー高エネルギーＣＩＤセル、及び（ｃ）ベネシャンブラインド表面との滑空衝突及びそれに続くパルス式遅延抽出を有するＳＩＤセル、が含まれる。幾つかの実施形によれば、ＴＯＦ−ＴＯＦは、ｍＴｏｒｒガス圧力範囲で作動していて無線周波数イオン閉じ込めによって支援されているパススルー低エ
ネルギーＣＩＤセルを採用していてもよい。
【００１６】
[0015]本開示の幾つかの実施形は、全ての親イオンについての包括的即ち全質量タンデムＭＳ−ＭＳ分析を、（ａ）時間ゲートによる親イオンサンプリングの３％乃至３０％のデューティサイクル、（ｂ）フラグメントイオン抽出における無損失、（ｃ）タンデム分析の実質的に加速された（３０−３００ｍｓ）速さ、（ｄ）高い時間的分解度（１０−３０ｍｓ）、及び（ｅ）両質量分析段の高分解度、と共に提供する。
【００１７】
[0016]本開示の幾つかの実施形によれば、ＴＯＦ−ＴＯＦは、ＭＲ−ＴＯＦでの１ｍｓ飛行時間を勘案して、３０−３００のスタートパルスを含むサイクル内に即ち３０−３００ｍｓで、代表的データセットを形成するものと期待することができる。ＭＡＬＤＩ源の場合、その様なレーザーショット数でも単一の試料スポットを疲弊させることはないはずである。プロセスは、従来のクロマトグラフィーＬＣ、ＵＰＬＳ、及びＧＣに適するのみならず、ＧＣ×ＧＣ、ＬＣ×ＣＥ、及びイオン移動度分離の様な比較的高速の二重クロマトグラフィー分離にも実施可能である。プロセスは、中程度の速さの表面走査と組み合わせることができ、ＭＳ３分析のための先行の質量分離器と又はＩＭＳへ組み合わされるより高次のタンデムに都合がよい。
【００１８】
[0017]提案されている疎信号の非冗長多重化プロセスは、質量分析法での他のタンデム向けに採用されてもよいし、スペクトル情報か又は信号流束のどちらかが疎（例えば稀イオン）である限り、空間分解質量分析法での他のＴＯＦ−ＴＯＦ向けに採用されてもよい。
【００１９】
[0018]本開示の幾つかの実施形によれば、タンデム飛行時間型質量分析法による分析の方法が開示されている。方法は、異なったｍ／ｚ値の複数の親イオン種をイオン源又はパルス式変換器からパルス抽出する段階と、親イオン同士を等時的空間的集束を有する多重反射静電場内でｍ／ｚ値別に時間分離する段階と、を含んでいる。方法は、更に、源パルスに対して遅延させた時間ゲートを有する電気的パルス場によって親イオン種を選別する段階と、入射親イオンをガスと表面の少なくとも一方との衝突で断片化する段階と、時間ゲートに対して遅れのあるパルス電場によってフラグメントイオンを抽出する段階と、を含んでいる。方法は、更に、フラグメントイオンを多重反射静電場内で時間分離する段階と、フラグメントイオンの信号波形を検出器によって記録する段階と、を含んでいる。親イオン種を選別する段階は、単一源パルス当たり複数回行われる。また、源パルスは、単一捕捉サイクル内で複数回繰り返される。追加的に、ゲート時間と抽出遅延の少なくとも一方が、複数の源パルスから成るサイクル内で変わる非冗長方式で符号化される。更に、複数の親イオン種についての別々のフラグメントスペクトルが、特定のゲート時間の反復発現との信号相関に基づき、起こった抽出遅延を勘案しながら、起こった信号の重なり合いの事後分析を用いて、復号される。
【００２０】
[0019]本開示の幾つかの態様によれば、親イオンの時間分離とフラグメントイオンの時間分離の両方が、同じ多重反射静電場内で、異なった平均軌道に沿ってか又は反対方向かのどちらかで起こっている。方法は、更に、同じ親イオンに対応するフラグメントイオンの強度分布から、クロマトグラフィー分離プロファイル、表面走査プロファイル、又はイオン移動度プロファイルを再構築する段階を含んでいてもよい。
【００２１】
[0020]幾つかの実施形によれば、ゲート時間及び／又は遅延時間は、相互直交行列ブロックのセットから構築されている非冗長行列によって符号化される。幾つかの実施形によれば、抽出遅延は、フラグメントスペクトル中の典型的なピーク幅を超える最小間隔を有する非線形漸進遅延のセットから選定される。１つの方法では、遅延セットは、ｎを整数指数としてｎ＊（ｎ＋１）／２に比例する線形漸進間隔で形成されている。捕捉サイクル
当たり源パルス数は１０から１０００超までばらつき、単一源パルス当たり親選別ゲート数Ｗは１０から１０００超までばらつき、親選別パルス間平均間隔は１０ｎｓから１０μｓ超までばらついている。
【００２２】
[0021]本開示の或る態様によれば、タンデム飛行時間型質量分析計が開示されている。質量分析計は、複数親種のイオンパケットを放射するパルス式イオン源又はパルス式変換器と、フラグメントイオンのパルス加速を有する断片化セルと、を含むものとすることができる。質量分析計は、更に、親イオンとフラグメントイオンに同じ多重反射飛行時間型質量（ＭＲ−ＴＯＦ）分析器内を異なった軌道に沿ってか又は反対方向かのどちらかで通過させるように配設されているＭＲ−ＴＯＦ分析器を含むものとすることができる。質量分析計は、更に、親イオンの時限選別とフラグメントイオンの遅延パルス抽出の両方をトリガする少なくとも２つのパルスストリングを発射させるように構成されているパルス生成器と、フラグメントイオンの非混合信号を捕捉するように及び複数の源パルスから成るサイクル内でトリガパルスを非冗長符号化するように構成されているデータシステムと、を含んでいてもよい。非冗長符号化は、何れかの個々のゲート時間の多重反復での異なった親イオン由来の何れか２つのイオン信号の反復的重なり合いを回避する又は最小にするように配設されている。
【００２３】
[0022]幾つかの実施形によれば、データシステムは、１つの長い信号波形か又は別々の信号波形のセットのどちらかを、現在のスタート数に関する情報と併せて捕捉するように配設されている。幾つかの実施形では、装置は、全ての入射親イオンについての別々のフラグメントスペクトルを、フラグメント信号と何れかの特定のゲート時間の間の相関に基づいて、また起こった信号の重なり合いの随意再構築を用いて、復号するように構成されている並列プロセッサを含んでいてもよい。更に、パルス式源は、無線周波数イオン閉じ込め及びパルス式射出を有する軸方向又は半径方向トラップ、パルス式半径方向イオン射出を有するパススルー無線周波数イオンガイド、パルス式蓄積電子衝撃イオン源、遅延抽出を有するＭＡＬＤＩイオン源、のうちの１つであってもよい。
【００２４】
[0023]追加的又は代替的に、分析計は、更に、ＭＲ−ＴＯＦ分析器を、パルス式イオン源、断片化セル、及びデータシステムの検出器、のうちの少なくとも１つへ連結する、配設されている偏向器又は湾曲セクターインターフェースを含んでいてもよい。幾つかの実施形によれば、ＭＲ−ＴＯＦ分析器は、少なくとも３次のエネルギー当たり時間集束及び交差収差項を含む少なくとも２次の完全集束を有する平板状又は円筒状の分析器である。幾つかの実施形では、ＭＲ−ＴＯＦ分析器は、無電場領域内の周期レンズのセットとイオンミラー場を空間変調してイオンをドリフト方向にジグザグ軌道に沿って閉じ込める少なくとも１つの空間変調電極のうちの少なくとも一方を含んでいる。幾つかの実施形によれば、断片化セルは、親イオンの正規打ちつけとフラグメントイオンのパルス式遅延抽出を有する表面誘起解離（ＳＩＤ）と、パススルー高エネルギー衝突誘起解離（ＣＩＤ）セルと、滑空衝突及びそれに続くパルス式遅延抽出を有するＳＩＤセル、のうちの１つである。
【００２５】
[0024]本開示の別の態様によれば、多重化質量スペクトル分析を遂行するための方法についての動作のセットが開示されている。方法は、複数イオン源のサブセットをサンプリングする段階と、異なったイオン源からのサンプリングされたスペクトル間に限定的な信号の重なり合いを有する区別できる疎な反復スペクトル信号を形成する段階と、質量スペクトルを少なくとも１つの検出器を用いて記録する段階と、を含んでいる。サンプリングする段階と、形成する段階と、スペクトルを記録する段階は、源のサブセットを非冗長様式で変えながら繰り返されており、何れかの２つの同時にサンプリングされる源の組合せは固有であり、何れかの特定の源は複数回サンプリングされる。方法は、更に、全ての個々の源からの信号を、符号化された信号を源サンプリングと相関付けることによって復号
する段階を含んでいる。
【００２６】
[0025]本開示の幾つかの実施形によれば、符号化する段階は、捕捉されたスペクトルの疎性に基づいて自動的に調節される。更に、方法は、相互直交方格行列ブロックに基づく非冗長行列を構築する段階を含んでいてもよい。追加的又は代替的に、方法は、非冗長行列に基づいて符号化されている非線形漸進遅延を用いて前記イオン源を遅延させる段階を含んでいてもよい。更に、複数のイオン源は、単一のイオン源の下流で多重化された複数のイオン流れのサブセットと単一のイオン源又は複数のパルス式イオン源又はパルス式変換器で生成された複数のイオンパケットのサブセットのうちの一方とすることができる。親スペクトルの複雑性が低い場合、スペクトルが重なり合う確率は落ち、タンデム分析のデューティサイクルは、部分的な重なり合いを許容する、ひいては親選別のためのｍ／ｚウインドーを広くとれる、より短い非冗長的漸進によって改善できる。
【００２７】
[0026]本開示の１つ又はそれ以上の実施形の詳細事項が、添付図面に示され、以下の説明の中に述べられている。他の態様、特徴、及び利点は、説明及び図面から、また特許請求の範囲から、明らかとなろう。
【００２８】
[0041]様々な図面中の同様の符号は同様の要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１−Ａ】[0028]単一の平板状ＭＲ−ＴＯＦ分析器を採用している一例としての多重化タンデム多重反射飛行時間型（ＭＲ−ＴＯＦ）質量分析計と当該ＭＲ−ＴＯＦ質量分析計の符号化データシステムを描いている概略図である。
【図１−Ｂ】[0029]タンデムＭＲ−ＴＯＦ分析器の円筒状幾何学形状を描いている概略図である。
【図２−Ａ】[0030]多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦ質量分析計の断片化セルの配設を描いている概略図である。
【図２−Ｂ】[0030]多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦ質量分析計の断片化セルの異なった配設を描いている概略図である。
【図２−Ｃ】[0030]多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦ質量分析計の断片化セルの異なった配設を描いている概略図である。
【図３】[0031]湾曲等時性入口を介してＭＲ−ＴＯＦ分析器へ連結されているＳＩＤ断片化セルを有する多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦを描いている概略図である。
【図４】[0032]親イオン選別の様々な段及び親イオンに対して反対方向のフラグメントイオンの遅延抽出の様々な段でのＳＩＤ断片化セルを描いている概略図である。
【図５】[0033]親イオン選別の様々な段及び親イオンに対して直角方向でのフラグメントイオンの遅延抽出の様々な段でのＳＩＤ断片化セルを示している概略図である。
【図６】[0034]親イオン選別の様々な段及びフラグメントイオンの遅延抽出の様々な段でのパススルーＣＩＤセルを示している概略図である。
【図７】[0035]イオン源と粗及び細時間選別ゲートと断片化セルの同期化のための一例としての時図表を示している概略図である。
【図８−Ａ】[0036]非冗長多重化の原理並びに相関原理を使用するスペクトル復号の原理を説明するために、親イオン飛行時間に対する実験室時間の信号の関係を示している概略図である。
【図８−Ｂ】[0036]非冗長多重化の原理並びに相関原理を使用するスペクトル復号の原理を説明するために、親イオン及びフラグメントイオンの例としての信号を提示している概略図である。
【図９−Ａ】[0037]直交行列の例を示している概略図である。
【図９−Ｂ】[0037]親サンプリングゲートの時間及び／又は抽出遅延を符号化するための非冗長行列の例を示している概略図である。
【図１０−Ａ】[0038]非冗長行列のパラメータの表、並びに全体としての親イオン数Ｐ＝１００及びＰ＝１０００での偽陰性同定及び疑陽性同定の確率についてのグラフ、を示している概略図である。
【図１０−Ｂ】[0038]非冗長行列のパラメータの表、並びに全体としての親イオン数Ｐ＝１００及びＰ＝１０００での偽陰性同定及び疑陽性同定の確率についてのグラフ、を示している概略図である。
【図１０−Ｃ】[0038]非冗長行列のパラメータの表、並びに全体としての親イオン数Ｐ＝１００及びＰ＝１０００での偽陰性同定及び疑陽性同定の確率についてのグラフ、を示している概略図である。
【図１０−Ｄ】[0038]非冗長行列のパラメータの表、並びに全体としての親イオン数Ｐ＝１００及びＰ＝１０００での偽陰性同定及び疑陽性同定の確率についてのグラフ、を示している概略図である。
【図１１】[0039]非冗長符号化パラメータへ連係されている推定タンデムＭＲ−ＴＯＦパラメータの表を示している概略図である。
【図１２】[0040]疎な反復信号又は連続信号の複数源の非冗長多重化の一般的な方法を示している概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[0027]本開示の１つ又はそれ以上の実施形の詳細事項は、添付図面に示され、以下の説明の中で述べられている。他の態様、特徴、及び利点は、説明及び図面から、また特許請求の範囲から明らかとなろう。
【００３１】
[0042]図１−Ａは、一例としての多重化タンデム多重反射飛行時間型（ＭＲ−ＴＯＦ）質量分析計１１を示している。幾つかの実施形によれば、ＭＲ−ＴＯＦ質量分析計１１は、２つの並列に整列するイオンミラー１２を有する多重反射飛行時間型（ＭＲ−ＴＯＦ）分析器（ここでは説明上平板状であるが円筒状であってもよい）と、ドリフト空間と、ミラー１２の間にある周期レンズ１４と、を含んでいる。ＭＲ−ＴＯＦ質量分析計１１は、更に、パルス式イオン源１５と、多重化時間選別器１６と、断片化セル１７と、検出器１８と、非冗長多重化データシステム２０と、を含んでいる。平均イオン軌道が、親イオンについては実線１９Ｐとして、またフラグメントイオンについては破線１９Ｆとして、示されている。
【００３２】
[0043]パルス式イオン源１５は、例えば、（ａ）イオンをトラップするか又は低エネルギーの連続イオン流れを通すかのどちらかである半径方向又は軸方向のイオン射出を有する無線周波数（ＲＦ）イオントラップ、（ｂ）電子衝撃（ＥＩ）源、又は（ｃ）パルス式ＳＩＭＳ源、又は（ｄ）遅延抽出を有するＭＡＬＤＩ源、であってもよい。幾つかの実施形によれば、イオンパケットのエネルギーの広がりは、パルス式イオン源１５中に低い抽出場を使用することによって及びイオン抽出の方向のイオンクラウド幅を最小化することによって１０−２０ｅＶ未満に実質的に最小化される。半径方向トラップの場合には、上記は、０．１−０．３ｍｍイオンクラウド幅での大凡５０−１００Ｖ／ｍｍ抽出場に対応する。１ｋＤａのイオンについて約１０−２０ｎｓと推定される長くなった往復時間は、ＭＲ−ＴＯＦ分析器でのイオン飛行経路を延長することによって補償することができる。１ｍｓの飛行時間では、親イオンはなお２５−５０，０００分解度で分解されている。幾つかの実施形では、イオンミラー１２は、格子無しであり、イオンパケットのエネルギー的、空間的、及び角度的な広がりに対しての高次即ち２次又はそれより大きい時間の空間的集束、及び空間イオン集束と同時の少なくとも３次のエネルギー当たり時間集束を提供する。最近の同時係属出願（国際特許ＷＯ第２０１３０６３５８７号）では、５次のエネルギー当たり時間集束を有するイオンミラーが開示されている。イオンミラー１２は、図面に直交するＹ方向の空間的イオン集束を提供するための引き寄せ電位を有する電極１３を含むものとすることができる。時間選別器１６は、（ａ）ブラッドバリー−ニールセン
（Bradbury-Nielsen）双極ワイヤゲート、（ｂ）偏向器、又は（ｃ）小型並列偏向器のセット、を含んでいてもよい。断片化セル１７には、（ａ）イオンを好適にはペルフルオロポリマーで被覆されている表面に衝突させる表面誘起解離（ＳＩＤ）セル、（ｂ）差動ポンプ段によって囲まれていてもよいとされる高エネルギー衝突解離（ＣＩＤ）セル、又は（ｃ）ベネシャンブラインドＳＩＤセル、を含めることができる。上記の実施形態では、イオンは、セル１７の手前でＤＣ減速され、セルを過ぎてＤＣ再加速されることになる。ＤＣ加速に加え、同期パルス式後加速が、フラグメントパケットの時間先鋭化即ち集群化のために及びそれらの平均エネルギーを調節するために採用されていてもよい。検出器１８は、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、二次電子増倍管（ＳＥＭ）、又はシンチレータを介在させたハイブリッド、であってもよい。幾つかの実施形では、検出器１８は、タンデム１１の期待される５−２０％の全体としてのデューティサイクルでイオン源からの１０＋１０イオン／秒に上る流束に適合するために、少なくとも１Ｅ＋８イオン／秒に上るイオン流束を取り扱えるように拡張された寿命とダイナミックレンジを有している。幾つかの実施形では、検出器１８は、出力電流の１００−３００クーロンの寿命を有する光電子増倍管（ＰＭＴ）を含んでいる。データシステム２０は、イオン源１５及び時間選別器１６への時間符号化パルスストリングを、断片化セル１７への（選別器１６に対して）遅延させたパルスとして提供し、イオン信号を検出器１８から捕集する。非冗長パルス符号化が以下に説明されている。データシステム２０は、実験室タイムスタンプを伴ったイオン信号の非ゼロストリング、例えば現在の源パルスの数、を記録する。
【００３３】
[0044]作動時、スタートパルスから成るサイクルが、イオン質量（「質量」という用語は、質量対電荷比の略語として使用されることもある）の異なる多数の親イオン種のパルス射出をトリガする。スタートパルス間の間隔が実験セグメントを形成する。イオンは折り返し糸鋸状イオン経路１９Ｐに沿って、イオンミラー１２で垂直方向に集束され、周期レンズ１４で水平方向に集束されながら、分析器１０を通過してゆく。ＭＲ−ＴＯＦ分析器１０は、高次等時性及び空間的集束で以てイオンを運ぶように構成されている。異なった質量のイオンパケットは、経時的に、それらが時間ゲート１６に近づくにつれ、分離されてゆく。１つのセグメント内では、時間ゲート１６は、複数のゲート時間に複数の親質量をサンプリングする（運ぶ）。サンプリングされたイオンは、初期エネルギーの１０％未満へ減速され、断片化セル１７へ入射され、ガスとの衝突及び／又は表面との衝突のどちらかによってフラグメントイオンへ形成される。フラグメントイオンは、（ゲートに対して）遅延させたパルスによって加速され、次いでＤＣ場によって加速される。パルス加速は、集群化及びエネルギー調節に役立つ。パルス加速場の強さは、エネルギーの広がりを１０−１５％以内に引き留めるように選定され、高次集束イオンミラーを有するＭＲ−ＴＯＦの１００，０００の分解度を許容する。フラグメントイオンは、同じ分析器を、反対のドリフト方向に（具体的事例）、平均軌道１９Ｆに沿って、偏向器１８上へと通過してゆく。多数の親種をサンプリングすることは、フラグメントイオンの複数のタイムスパン間の重なり合いを引き起こしかねず、フラグメントピークの幾つかの重なり合いを引き起こす可能性がある。スペクトル混同は、非冗長スペクトル符号化を実施することによって回避又は最小化することができ、そうすると、複数の源パルスから成るサイクル内で、スペクトルの重なり合いは繰り返されない。非冗長スペクトル符号化を使用すると、複数のスタートから成るサイクルを経て、全ての親種は複数回入射され、繰り返される信号は取られ、一方、ランダムに一致する信号及び非繰り返し信号は捨てられる。而して、フラグメントスペクトルは、親種全てについて、順次式（スタート当たり１つの）親サンプリングに比べはるかに高い速さと感度で復元される。
【００３４】
[0045]データシステム２０は、複数の時間ゲート及び／又は抽出遅延の非冗長符号化を提供しており、その結果、１つのスタートセグメント内の厳密なゲート時間の何れかの対（即ち親質量の何れかの対）及び／又は抽出遅延の何れかの対は複数のＳ個のセグメントから成るサイクル全体の持続時間に１回（又は非常に少ない回数）しか起こらないように
なっており、一方で何れかの個々のゲート時間及び／又は抽出遅延は複数回起こる。データシステム２０は、サイクル全体の持続時間に亘っての混合又は合算無しに検出器１８から検出器信号を捕捉するはずである。検出器信号は、並列マルチコアプロセッサへ渡されるようになっていてもよい。連続作動時、検出器信号は、複数のセグメント即ち複数のスタートに対応するスライド式時間フレーム内で分析される。何れかの特定の信号ピークと親質量の間の対応は、それらの間の相関に基づいて抽出することができ、即ち関連性のある真のピークは特定の親質量入射（ゲート時間）の度毎に現れるが、他の親質量（ゲート）からの何れかの特定の信号は１回又は非常に少ない回数しか起こらない。サイクル完了時に、全てのゲートについて事後分析が遂行され、それによって親質量全てについて飛行時間型フラグメントスペクトルが再構築される。随意的に、より高度でより精度の高いスペクトル復元のために、全てのフラグメントスペクトルの再構築後に予想される信号重なり合いが勘案されデコンボリューションされてもよい（データ分析プログラム内での実験再現）。
【００３５】
[0046]信号分析段で、データシステム２０は、疎データのコア原理を採用する。高分解度分析器１０は、何れかの所与の親質量について非常に疎なスペクトル（実際には期待される母集団は約０．１％である）を提供しており、入射した複数の親種間のフラグメント信号の誤った重なり合いは殆ど無いものと考えている。符号化及びデータ分析戦術は、分析の特定事項及び予想されるスペクトル重なり合いの程度を勘案するようになっていてもよい。より強い重なり合いについては、データシステム２０は、ゲート選別パルスのより低いデューティサイクルか又はより長いデータ分析フレームのどちらかを実施するようになっていてもよい。
【００３６】
[0047]期待される効果
[0048]幾つかのシナリオでは、非冗長符号化は、親イオンについてフラグメントスペクトルを解く例えば解読するものと期待されている。試料枯渇の場合には、制限された分析時間を有する先行の表面走査及び／又は先行のクロマトグラフィー分離、多重化分析が、分析の感度及び速さを改善しよう。
【００３７】
[0049]１つの数値例として、１０のウインドー当たり符号化ゲート位置Ｇ＝１０、１０の符号化遅延Ｄ＝１０、１００のスタート当たりウインドーＷ＝１００、及び１００のスライド式分析フレーム当たり被分析スタートＳ＝１００を選択した。（現在のスタートからのゲート時間によって特徴付けられている）個々のゲートは、１０回繰り返されることになるが、固有の信号の重なり合い内の何れかの特定のゲート対及び遅延対は１回しか起こらない。対照的に、順次走査（スタート当たり１ゲート及び１ウインドー）では、何れかの特定ゲートが１回選定されるに伴って１０００のスタートが必要になるはずである。以下に説明されている設定では、提案されている方法は、１００倍の信号利得、１０倍速い捕捉サイクル、及び先行のクロマトグラフィー分離又は表面走査の１００倍速いプロファイリング、を提供することができる。
【００３８】
[0050]図１−Ｂを参照して、ＭＲ−ＴＯＦ分析器１０の平板状幾何学形状の代わりにＭＲ−ＴＯＦ分析器の円筒状幾何学形状１１Ｃが実施されていてもよい。これらの実施形では、円筒状幾何学形状１１Ｃは、機器サイズ当たりのイオン軌道のより密な折り返しを提供する。飛行時間及び分解度の応分の増加を、感度を犠牲にすることなく実現させることができ、非冗長符号化によって感度の犠牲は最小限に抑えられる。国際特許ＷＯ第２０１１０８６４３０号及び同時係属出願（依頼人整理番号第２２３３２２−３１３９１１号）に記載されている様に、各円筒状ミラー１２Ｃは、円筒状のギャップを間に形成する同軸リング電極のセット２つによって形成されている。周期レンズ１４Ｃが環に巻かれており、中央イオン軌道１９Ｃが円筒の表面上に整列している。一例として、長さ１ｍで直径３０ｃｍの分析器は、周期レンズ１４Ｃのピッチ１０ｍｍで１００ｍの飛行経路を提供する
。円筒状分析器１１Ｃは、セラミックスペーサによって離隔させた金属リングを使用して構築されていて、精密な絶縁ロッドと整列しているか、又は金属整列ロッド技術固定具を使用して膠着／ロウ付けされていてもよい。追加的又は代替的に、金属電極はセラミック円筒状ホルダを基礎にして構築されていてもよい。追加的又は代替的に、半径方向溝がセラミック又は（セミトロンの様な）帯電防止プラスチックの円筒に作られていて、溝間のスペーシングは有効電極を形成するべく導電性材料で被覆されている。
【００３９】
[0051]ＭＲ−ＴＯＦ内のイオン経路
[0052]幾つかの実施形では、同じ多重反射ＴＯＦ（ＭＲ−ＴＯＦ）分析器１０がタンデムＭＳ−ＭＳ分析の両段に採用されており、更に親イオン及びフラグメントイオンに同じＭＲ−ＴＯＦを、異なった軌道に沿って、又は同じ軌道に沿って但し逆方向に、又は同じ軌道に沿って但し時間的に分離して、通過させている。
【００４０】
[0053]図２−Ａから図２−Ｃは、幾つかの実施形による多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦ１１を示している。図２−Ａでは、ＭＲ−ＴＯＦ１１は、ＭＲ−ＴＯＦ分析器１０の真中に置かれたパススルーＣＩＤ断片化セル２４（図６に詳述）を含むものとすることができる。図２−Ｂの実施形では、多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦ１１は、ＭＲ−ＴＯＦ分析器１０の真中に置かれたＳＩＤ断片化セル２６（図５に詳述）を含んでいる。図２−Ｃの実施形では、多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦ１１は、ＭＲ−ＴＯＦ分析器１０の向こう側に置かれたＳＩＤ断片化セル２８（図４に詳述）を備えている。図２に描かれているＭＲ−ＴＯＦ１１は図１に描かれているＭＲ−ＴＯＦ１１と同じ表記法を採用していることを指摘しておく。変型は、異なった飛行経路の配設でのセル要件に適合するように設計されている。
【００４１】
[0054]図３は、多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦ１１の一例を示している。幾つかの実施形では、多重化タンデムＭＲ−ＴＯＦ１１は、静電セクターセグメントで作られている湾曲等時性入口３２を介してＭＲ−ＴＯＦ分析器１０へ連結されている外部ＳＩＤ断片化セル３７を含んでいる。都合の良さ及び差動ポンピング強化のため、パルス式の源１５は、対称湾曲等時性入口３２を介してＭＲ−ＴＯＦ分析器１０へ連結されていてもよい。イオンは、終端の偏向器３４によって操舵される。結果として、Ｚ軸に沿った両方のドリフト方向の多重反射経路に対応する長くなったイオン軌道３５及び３６が、親イオン及びフラグメントイオンについて実現される。偶数のレンズをレンズブロック１４に採用することによって、イオン軌道全体が湾曲入口３２及び３３につながる。
【００４２】
[0055]作動時、源は、多数の検体種に対応する多数のｍ／ｚ比（質量とも呼称される）を有するイオンを形成する。複数質量親イオンのイオンパケットが、パルス式源１５からパルス射出され、湾曲入口３２を通過し、軌道３５に沿って進み（ドリフト方向Ｚに往復）、湾曲入口３３を通過し、ゲート１６への到着時までに質量分離される。親イオンの多数のパケットは、各源パルス中に複数回ゲート１６を開くことによって選別される。入射イオンパケットは、数十電子ボルト（１０−５０ｅＶ）へ減速され、ＳＩＤセル表面に当たる。幾つかの実施形では、空間的に細かい偏向器か又は源を過ぎての「エレベータ」のどちらかが親イオン質量にほぼ比例する正規衝突エネルギーを調節する。幾つかの実施形では、親質量選別は、追加の「超高速」選別器３８によって支援される。フラグメントイオンが、ＳＩＤセル（図４に詳述）で形成され、セル３７内でパルス加速され、軌道３６（３５と同じ、但し逆方向）に沿って渡ってゆく。親イオンが既に湾曲入口３２を通ってしまっているので、入口３２の偏向場はオフに切り換えられ、イオンは入口３２の開口を介して偏向器１８上へ渡れるようになる。代替的には、環状偏向器が源の手前に設置されている。点検モード及び調整モードでは、入口３２及び３３は、更に、補助偏向器によって制御される迂回開口を有していてもよい。
【００４３】
[0056]断片化セル
[0057]図４を参照して、ＳＩＤ断片化セル４１が、親イオン選別及びフラグメントイオンの遅延抽出の様々な段（Ａ−Ｃ）で示されている。ＳＩＤセル４１は、随意的な静的入射偏向器４２と、二重パルス生成器４９へ接続されている双極ワイヤイオンゲート４３と、細ゲート４３Ｆと、入射レンズ４４と、ほぼ均一な場を有する静的減速／加速カラムと、メッシュ電極４６と、電極を形成する再生可能表面インサート４８を有する表面ホルダ４７と、を含むものとすることができる。電極４６及び４７は二重パルス生成器５０へ接続されていてもよい。
【００４４】
[0058]作動時、状態Ａでは、双極ワイヤゲート４３はオンに切り換えられており、即ち閉じている。親の緩やかな（１／５ラジアン）偏向が軸方向イオンエネルギーを削ぐ。その結果生じた減速は、電極４７に沿ったイオン滑動を引き起こす。加速器４５の開いている開口にフラグメントイオンは形成されない。状態Ｂでは、双極ゲート４３は１−２μｓの間隔に亘ってオフに切り換えられる。随意的には、非常に細かいゲート４３Ｆを補助双極ワイヤゲート４３によって形成させることができ、例えばワイヤをゲート４３のワイヤに対し直交に向き付けて形成させてもよい。１ｋＤａの親についての想定されている１ｍｓ飛行時間では、親イオン選別の分解度は、１−２μｓゲートを使用した場合にはＲ１＝２５０−５００から、細かい１０−２０ｎｓゲートを使用した場合には２５，０００−５０，０００から、と期待される。双極ゲートのサブミリメートル空間分解度は、２０−４０ｍｍ／μｓの親イオン速度を勘案して、１０−２０ｎｓまでの親サンプリングの分解度を提供する。超高速サンプリングを配設するためには、ゲートは、双極トランジスタのセット１つによって、一方の偏向状態から反対の偏向状態へ反転されてもよい。超高速サンプリングは、親スペクトル中に多数の同重体を有する超複雑混合物の場合に必要となることがある。解説上、親サンプリングの中程度の分解度（２５０−５００）を用いた戦略が仮定されている。
【００４５】
[0059]入射イオンパケットは、レンズ４４によって空間的に集束され、ＤＣ場によって減速され、１０−５０ｅＶのイオンエネルギーでインサート４８の表面に当たる。衝突エネルギーは、例えばイオン源を過ぎてのパルス式エレベータによって、親質量にほぼ比例に調節されてもよい。分析上意味のあるフラグメントスペクトルを得るという目的のために、親イオンの初期のエネルギー広がりは、図３のイオン源１５に弱い抽出場を使用することによって前以て１０−１５ｅＶ未満に落とされていることに注目されたい。表面４８との低エネルギー衝突に因ってフラグメントイオンが形成される。フラグメントイオン利得を（純金属表面の１０％利得に対比して）３０−４０％へ高めるために、インサート４８は、１．Ｅ−７ｍＢａｒより下の蒸気圧力を有するペルフルオロ化液体ポリマーで被覆されていてもよい。幾つかの実施形では、電極４６の電位は、二次イオン抽出を支援するように（電極４８へ接続されている）電極４７に比べて低い数ボルト例えば１−５Ｖに保たれている。二次イオンは、フラグメントイオン質量にも依るが、大凡３−１０μｓに亘って、電極４６−電極４７の５−７ｍｍのギャップ内を進む。親イオンのメッシュ４６の通過が幾つかの二次イオンを形成し、それらは分析器１０の中へと再び加速されることを指摘しておく。但しこれらのイオンは双極偏向器４３によって偏向されてもよい。
【００４６】
[0060]状態Ｃでは、生成器５０は、親イオンの到着に対して１乃至３μｓの遅延（実験的に最適化され得る）を持たせてオンにされている。遅延は、２つの部分、即ち、ｋ＊ＴＯＦ１＋ＴＤで構成されており、ここに、ＴＯＦ１は現在のスタートパルスから測定したゲート開放時間であり、ｋはゲートからの親イオン通過と表面からのフラグメントイオン伝搬の両方を勘案した幾何学的係数であり（当該関係は最も重いフラグメントは親に等しいと見なしている）、そしてＴＤはスペクトル符号化を強化する可変の（時間ゲート間）遅延である。遅延ＴＤは、変分として、フラグメントライオンの伝搬時間（３−１０μｓ）に比べて相対的に小さい大凡１μｓのスパンを有するものと想定される。生成器５０の正パルス及び負パルスの振幅は、フラグメント平均エネルギーがＭＲ−ＴＯＦ分析器のエ
ネルギー受容内に留まるように調節される。典型的なパルス振幅は１ｋＶである。双極ゲートはフラグメントイオンを運ぶために再び開かれる。同時（又は実質的に同時）に運ばれる（漏出）親イオンは、同様にｋ＊ＴＯＦ１として調節される第２の時間ウインドーの適正に調節された長さが理由で、検出器１８上に信号を形成しないこともある。漏出親イオン由来のフラグメントは、ゲート４３の閉状態でオンにされた（破線によって示されている）クリーニングパルスによって除去されるようになっていてもよい。
【００４７】
[0061]親イオン分離を改善する目的で、細ゲート４３Ｆは、はるかに細かい〜１０−２０ｎｓの時間スケールを可能にする。一例として、双極ワイヤ偏向は、一方の偏向極性から反対の偏向極性へ切り換えられるようになっていてもよい。タイムフロントは、例えば１００−２００Ｖの振幅と１００−２００ＭＨＺの帯域幅を有する双極トランジスタを使用した場合、１０−３０ｎｓほどに低くなろう。偏向を反転させることによって、双極偏向器の空間分解度は、ワイヤ間スペーシング即ち０．５−１ｍｍより良くなる。８ｋＶの加速電圧では、１０００ａｍｕのイオンは４０ｍｍ／μｓの速度で飛行する。而して、空間分解度を翻訳すると双極ゲートの１０−２０ｎｓ時間分解度になる。１ｍｓ飛行時間で、親選別の分解度は、分解度がパケット当たり１，０００−１０，０００より多いイオンにて起こる自己空間電荷による影響がないなら、大凡２５，０００−５０，０００に達し得る。細かいゲート４３Ｆは、粗いゲート４３の間隔内の多数の細かいノッチをサンプリングする。結果として生じたフラグメント全ては、次いで、１つの抽出パルスによって加速される。類似の細ゲートは他のセル型式のために使用することもできる。
【００４８】
[0062]図５は、タンデムＭＲ−ＴＯＦ１１に適するように構成されている類似のＳＩＤ断片化セル５１を示している。幾つかの実施形では、ＳＩＤ断片化セルは、図２−Ｂに示されているＭＳ−ＴＯＦに適するように構成されている。セルは、状態Ｂの親イオン入射と状態Ｃの娘イオン抽出の間の同期化を単純化する偏向器５２のパルス式動作により、（図４の）セル４１とは異なる。結果として、ゲート４３は、毎ゲートパルスにつき１回切り換えられることになる。利用可能なＦＴＭＯＳトランジスタの現時点では限界のある繰り返し率（１ｋＶパルスで大凡１００ｋＨＺ）を勘案すると、図５のスキームは図４のスキームに対比してより頻度の高い親イオン入射を可能にするであろう。フラグメント抽出の周波数は、更に、親イオンとフラグメントイオン両方が加速カラムを通って伝播するのに要する時間によって、大凡１００ｋＨＺの周波数に制限されよう。但し、上述の細かい時限ゲートを有するスキームは、単一のフラグメント射出パルス当たり複数の親ウインドーのより速い入射を可能にする。
【００４９】
[0063]図６を参照して、パススルーＣＩＤセル６１は、静的偏向器６２及び６８と、双極パルス生成器６９へ接続されている時間ゲート６３と、レンズ６４Ｌ及びレンズ６７Ｌにそれぞれ組み入れられている入射減速カラム６４及び出射加速カラム６７と、差動ポンプ型シュラウドによって取り囲まれているガス充填衝突セル６５と、出射メッシュ電極６６と、を含むものとすることができる。セル６５及び出射メッシュ６６はパルス生成器７０へ接続されている。
【００５０】
[0064]図６は、セル６１の３つの時間状態（Ａ−Ｃ）を示している。状態Ａでは、緩やかなゲート偏向（５−１０度）が、イオンにガス充填セル６５の細（１−２ｍｍ）開口を素通りさせてしまう。状態Ｂでは、パルス生成器６９は、親イオンの狭い（１−２μｓ）時間ゲートを選択する。入射親イオンは、初期イオンエネルギー（即ち、１００−５００ｅＶ）の５−１０％より下に減速され、セルを通され、希薄ガスとの衝突で断片化する。セル内のガス圧力は、大凡１つのイオン衝突を誘起するために、大凡中度の１Ｅ−４ｍＢａｒの範囲へ調節される。ガスとの中度エネルギー衝突がイオン断片化を引き起こす。フラグメントは、大凡同じ速度で進み続けることができる。既定の遅延ｋ＊ＴＯＦ１＋ＴＤ（親質量に依存）で、パルス生成器７０はパルス加速のために切り換えられるが、ｋ＊Ｔ
ＯＦ１遅延及びパルス振幅は、フラグメントエネルギーをＭＲ−ＴＯＦ分析器の１０−１５％のエネルギー受容内に調節するように選択される。狭−可変遅延ＴＤ（１００−３００ｎｓ内）は、随意的には、信号符号化のために使用されてもよい。イオンは、カラム６７でＤＣ加速され、レンズ６７Ｌによって空間的に集束される。偏向器６８は、フラグメントパケットを図２Ｃの分析器１０の中へ折り返し軌道２３に沿って操舵する。
【００５１】
[0065]同期化
[0066]図７は、イオン源７１Ａと時間選別ゲート７１Ｂと断片化セル７１Ｃの間の同期化を示す一例としての時図表７１を描いている。データ捕捉サイクルは、Ｓ個のセグメントを含んでおり、ここに典型的なセグメント時間は、最も重い親イオンの飛行時間である大凡１ｍｓに匹敵するものになっている。セグメントの典型的な個数Ｓは３０乃至３００から選定されていてもよい。サイクル内には複数のＷ個のウインドーがあり、ウインドーは各々が１つの選別ゲートパルスを含んでおり、ここに、Ｗは３０乃至１０００から選定される。マクロウインドー内には、増分ΔＴを有するＧ個のゲート時間位置がある（Ｗ＝１００及びＧ＝１０でΔＴ＝１μｓ）。セグメントの現在の数ｓ、マクロウインドーの現在の数ｗ、及びゲート位置の現在の数ｇが、図７に小文字で表記されている。而して、サイクル時間（捕捉サイクルの始まりからを測定）は、サイクル時間＝（ｓ＊Ｗ＊Ｇ＋ｗ＊Ｇ＋ｇ）＊ΔＴに従って計算することができる。親イオンの飛行時間（現在のスタートパルスからを測定）は、ＴＯＦ１＝（ｗ＊Ｇ＋ｇ）＊ΔＴに従って計算することができる。時間ゲートとセル抽出パルスの間の遅延は、２つの成分、ｋ＊ＴＯＦ１＋Ｄ（ｓ，ｗ，ｐ）を含んでおり、ここにｋはゲートからセルまでの両イオン通過時間を勘案した定数係数であり、Ｄ（ｓ，ｗ，ｐ）は符号化戦略を改善する目的で段階的に設計される随意的な時間遅延である。Ｄの変分の利用可能なスパンは、ＳＩＤセルについては１μｓであり、ＣＩＤセルについては１００−３００ｎｓである。図表７２及び図表７３は、図表７１の拡大表示図である。図表７３は、粗ゲート４３と細ゲート４３Ｆの相対入射間隔並びに両ゲート上の実際のパルス形状を提示している。細ゲートは粗ゲート間隔の中に複数の符号化ノッチを形成しており、尚且つフラグメント全てが単一のＳＩＤパルスによって抽出されていることに注目されたい。
【００５２】
[0067]図８−Ａを参照して、図表８１は、ＴＯＦ１（親イオン飛行時間）に関連付けたサイクル時間の座標中のイオン信号をグラフ化している。破線は親イオンに対応し、塗り潰された区域はフラグメントイオンによって潜在的に占められる領域に対応している。領域境界線は、ＴＯＦ１＜ＴＯＦ１＋ＴＯＦ２＜２＊ＴＯＦ１として描画されており、親イオンとフラグメントイオンについてのほぼ等しい飛行経路、また断片化セルから断片化されていない親が吐き出される可能性、を勘案している。瞬時捕捉信号は、現在のサイクル時間でのピークの集まりに対応しており、異なったＴＯＦ１を有する複数親種からの信号を含んでいよう。図表８１は、緩やかな信号の追い越し（フラグメントイオンが次に続くスタート間隔内に到着）は捕捉を加速するうえで受容され得ることを示している。スタートパルス間の期間は、最大合計飛行時間ｍａｘ（ＴＯＦ１＋ＴＯＦ２）か又は最大第１飛行時間ｍａｘ（ＴＯＦ１）か又はｍａｘ（ＴＯＦ１）の何分の一かのどれかに等しく設計されていてもよい。何れかの源（スタート）パルスから発生する信号は次の時間セグメント内に到着することになろう。追い越しは、スペクトルが十分に疎である場合には、信号復号効率に影響しない。而して、スタートパルス周波数は、事前に形成されているセット間で、データ依存様式で、捕捉されたスペクトルの疎性に基づいて、調節することができる。
【００５３】
[0068]非冗長サンプリングを有する多重化
[0069]図８−Ｂを参照して、図表８３は、親イオン及びフラグメントイオンの例としての信号（小さい四角として図示）を描いている。スペクトル復元に焦点を当て、フラグメント信号を有する１つの親種を黒色四角で表している。解説を目的として、２つの連続す
るスタートについて同じ親種が選択されている。明色四角はゲートサンプリング時間がスタート間で異なる他の親種由来のフラグメント信号を表している。上記は非冗長サンプリング方法を表す。楕円はサイクル時間中の例としての信号の重なり合いを示している。非冗長サンプリングに因り、誤った重なり合いは（同じ関心対象ゲートを有する）相関付けられるスタート間で相違するが真の信号は反復的である。
【００５４】
[0070]信号セグメント８４は、関心対象のフラグメントを追跡するのに色分けを採用しており、黒色バーは関心対象であるゲートについてのフラグメントピークを表している。実験では、重なり合いは、部分的なピーク重なり合いの場合には区別できることもあるが、ほぼそっくりな重なり合いの場合には区別できないこともある。疎らに起こる重なり合いに因り、また相関分析に因り、系統的に繰り返すピークを誤った重なり合いから別けることができる。系統的に繰り返す信号は、繰り返し選択される親ゲート時間に対応するセグメント内に出現する。
【００５５】
[0071]全ての親ゲートについてフラグメントピークが割り付けられたら、予想される重なり合いの事後分析（インシリコ（in-silico）実験再現）によってスペクトル復元が強
化される。重なり合う信号は、捨てられるか又は同じ親の他のフラグメントピークとクロマトグラフィープロファイルの相関付けによってデコンボリューションされるかのどちらかとなろう。重なり合いが捨てられる場合には、捨てられる重なり合いの相対数に基づいて信号強度が調節されるようになっていてもよい。
【００５６】
[0072]細かい非冗長サンプリング
[0073]親選別の分解度は、細ゲートを粗ゲートと組み合わせて使用することによって強化することができる。一例として、粗ゲートは２μｓの間隔を選別し、一方、細ゲート偏向器は、３次の符号化次元でスタートを交互に入れ替えて１０−２０ｎｓの間隔と３０−５０％のデューティサイクルで約５−７の細かい時間ゲートを選別する。１層ゲートと比べると、タンデムの全体としてのデューティサイクルは（大凡２−５％に）落ちるが、親選別の分解度は、５００から５０，０００へ上がる。第２層の細ゲーティングは、親イオン同士が同重体として密に詰まり信号が疎ではなくなっていて復号にはどうしても親イオンの或る程度高度な選別が必要とされる非常に複雑な混合物のタンデムＭＲ−ＴＯＦ分析に適している。
【００５７】
[0074]遅延符号化を有する多重化
[0075]系統的な信号の重なり合いは、抽出パルス遅延の単独非冗長変型を実施することによって回避することができる。遅延のセットを非線形漸進によって定義することができ、それによって繰り返し得る信号間間隔を低減又は回避することができる。例えば、遅延のセットは、ＴＤ（ｎ）＝ＴＤ０＊ｎ＊（ｎ＋１）／２と定義することができ、ここに、ＴＤ０はＴＯＦ２中の典型的なピーク幅を超える。言い換えれば、遅延セットは、ｎを整数指数としてｎ＊（ｎ＋１）／２に比例する線形漸進間隔で形成されている。例えば、ＴＤ０＝１０ｎｓ（ＴＯＦ２＝１ｍｓ及びＲ２＝１００，０００でＦＷＨＭ＜５ｎｓを有するピークを想定）である場合には、遅延のセットは、０、１０、３０、６０、１００、１５０、２１０、２８０（ｎ＝８）、３６０、４５０、５５０、６６０、７８０、９１０、及び１０５０ｎｓ（ｎ＝１５）と表現される。理解されるであろうが、上記は結果として固有の遅延及び固有の遅延間時間差をもたらす。遅延符号化では、ゲート同期化は単純化される。一例として、等距離ゲートの櫛を一定した値に設定しておいて、櫛の桁送りの数に対応するＣ回分のスタート間で源パルスを遅延させるようにしてもよい。そうして、非冗長多重化を有する分析を各櫛位置について繰り返す。全質量分析はＣ個の反復分析ブロックを要することになる。
【００５８】
[0076]幾つかの実施形によれば、遅延は、ウインドーの数に伴って漸進的に増加するよ
うに設定されていてもよい。とはいえ、遅延時間の限界（ＳＩＤセルについては＜１μｓ、ＣＩＤセルについては＜０．３μｓ）を勘案すると、ウインドーの数は、例えば、ＣＩＤセルについては８未満及びＳＩＤセルについては１５未満と、限定されることになろう。その様なウインドーの減少は、親選別の多重化利得、感度、及び分解度を制限しかねない。幾つかの実施形では、遅延シーケンスはセグメント（即ち隣り合うスタート間の間隔）１つ１つについて固有であり、よって、複数のセグメントを含む捕捉サイクル内の何れのゲートについても固有の遅延シーケンスが見られることになる。冗長性を回避するために、相互直交行列ブロックのセットから築かれた符号化行列の転置バージョンを使用することによって遅延表が形成されてもよい。
【００５９】
[0077]二重符号化
[0078]幾つかの実施形によれば、２つの型式の非冗長符号化が組み合わされており、つまりは、親選別ゲートによる非冗長サンプリング（ＮＲＳ：non-redundant sampling）とフラグメント抽出の時間遅延の符号化を用いて形成される符号化頻回パルシング（ＥＦＰ：encoded frequent pulsing）をどちらも採用している。これらの実施形では、削減されたウインドー当たりゲート位置数及び短い遅延のセットを採用することができよう。二重符号化方法の詳細は以下に特定の実施例に関して説明されている。
【００６０】
[0079]符号化行列
[0080]非冗長多重化スキームの可能性及び潜在力は、非冗長符号化行列の存在及び特性に依存する。その様な行列（Ｍと表記）は、非冗長性条件（１）、即ち、
【００６１】
【数１】
0006397520.tif 000002
【００６２】
を満たしていなくてはならず、ここに、Ｗは親イオンウインドーの数、Ｓは捕捉サイクル中のセグメント（スタート）の数、ｉ，ａはウインドーの指数、ｊ，ｂはセグメントの指数である。幾つかの実施形によれば、非冗長符号化行列は、更に、それをラテン超方格サンプリングの原理と矛盾しない方式で相互直交ラテン方格のセットから築くことができるという条件を満たす。ラテン方格は、ｎ個の異なった記号を各記号が各行に１回だけ及び各列に１回だけ起こるようにして充填したｎ×ｎの配列である。行列Ｍは、条件（１）が不合格となることはまれだとしても、即ち低い冗長性が存在していても、符号化に適していることを指摘しておく。この場合には、復号する段階は、復号させるゲート位置についての信号一致の数が他のゲート位置の信号に係る一致数の少なくとも２倍であるという事実に基づいている。
【００６３】
[0081]図９−Ａは、行列のアノテーション及びＮＲＳ行列構築の原理を示している。捕捉サイクルはイオン源のスタートからスタートまでを測定した複数のセグメントを含んでいることを指摘しておく。セグメントは複数のウインドー間隔へ分割され、各ウインドー間隔は複数のゲート間隔へ分割されている。大文字のＳ、Ｗ、及びＧは、サイクル当たりセグメント数、セグメント当たりウインドー数、及びウインドー当たりゲート数、を意味しており、小文字のｓ、ｗ、及びｇは、セグメント、ウインドー、及びゲートの現在の指数に対応している。或る例では、現在のウインドーは＃ｗ、次のウインドーは＃ｗ＋１であり、各ウインドーは１０個のゲート位置を有し、即ちＧ＝１０である。例としての行列９１では、行列のセル中の数はゲートの状態を表しており、即ち、１は開ゲートを指し示し、０は沈黙ゲートを指し示している。非冗長性は例としての行列９１によって示されており、全体としての捕捉サイクルの任意の２つのセグメントｓ＝ｉ及びｓ＝ｊでは、ウイ
ンドーの同じ対の中にゲートの同じ組合せは禁制である。例としての行列部分９２は、セルアノテーションの簡易方法を示しており、ここに、セル内の数は開ゲートの現在の数を注記している。行列９３は、Ｗ＝５及びＧ＝５についてのラテン方格の一例を提示している。一例としてのラテン方格行列９５は、Ｗ＝５の場合の（Ｗ−１）相互直交ラテン方格のセットを有している。遅延符号化による多重化の場合には、行列９５に同等の転置行列９６を使用することができる。ウインドーと遅延の両方が類似型式の非冗長行列を用いて符号化されるものと理解されたい。
【００６４】
[0082]次に続く表１中の疑似コードは、非冗長符号化行列Ｍを築く場合の（Ｗ−１）相互直交ラテン方格のセットを生成するための例としてのアルゴリズムを示している。
【００６５】
【表１】
0006397520.tif 000003
【００６６】
表１に示されているアルゴリズムに従って、各ブロック中の列は線形漸進桁送りの適用によって生成される。桁送り値は、ブロックの数を１だけ増加させたものに等しい。非冗長行列Ｍの主な特性は、（ａ）各数は行内で固有である、（ｂ）各数は各ブロック内の列別に固有である、（ｃ）等しい数発現頻度、（ｄ）非冗長構造は条件（１）の要件に当てはまる、である。
【００６７】
[0083]行列Ｍ、例えば行列９３、の次元を増やすために、セル数は、比例式に、例えば遅延数又はウインドー当たりゲート位置数を増加させることによって増やされる。ゲート位置の数が増えるとデューティサイクルが下がることになる。また、遅延数は、断片化セルのプロセスによって制限される。制限を打開するために、ＭＳ−ＴＯＦは、２つの多重化方法即ちサンプリングと遅延符号化の組合せを実施している。
【００６８】
[0084]組合せ型符号化の場合には、符号化行列Ｍの各要素は、可変ゲート位置及び可変遅延を表記する数の対として書くことができる。行列は、非冗長行列Ｍから次の変換を用いて築くことができ、即ち、行列Ｍの各要素は、Ｄを利用可能な遅延の数として基数Ｄの記数法で表される数と考えることができる。図９Ｂの行列９８を参照して、１桁目はウインドー中のゲート位置の数を表し、２桁目は遅延の数を表している。
【００６９】
[0085]図９Ｂを参照すると、組合せ型符号化のための行列変換が行列９７及び行列９８に示されている。最初の行列Ｍ、即ち行列９７は、相互直交ラテン方格のセットから築かれていて、７つのウインドー内７つのゲート位置（全体で４９ゲート位置）で４２ショットについての直交サンプリングに適しており、この場合、各個々のゲート（ウインドー数とゲート数の組合せ）が６回繰り返される。
【００７０】
[0086]組合せ型符号化は、２つの遅延を導入することによって７から４への或いは３つの異なった遅延を導入することによって７から３へのゲート位置数削減を可能にさせる。後者の場合が行列９８に示されている。行列は、各要素を基数３の記数法で表現することによって変換されている。
【００７１】
[0087]行列Ｍの類似の変換は、２つより多い型式の多重化を組み合わせることによる符号化の場合、例えば超高速ゲートを加えることによる符号化の場合に使用することができる。この場合には、セルの中の数は、３桁又はそれ以上の桁を含むものとなる。
【００７２】
[0088]２つ又はそれ以上の型式の多重化を組み合わせることによって、非冗長行列の次元は、実験パラメータを犠牲にすることなく増加させることができる。或る例では、Ｇはウインドー当たり１０のゲート位置Ｇ＝１０及び１１の遅延のセットＤ＝１１へ設定されている。これは、１００のラテン方格及びサイズ１０１ｘ１０１を有する行列の使用を可能にする。数１０１は、ＧｘＤ即ち１１０未満の最も近い素数として選択されている。行列は、１００に等しいウインドー数をもたらすように１００ｘ１００へ切り落とされてもよい。個々のゲートの全体数は１０１０であり、利用可能な非冗長試行（スタート）の数は１０１００である。利用可能な非冗長スタートの数が大きいので、スタートは、パルス間隔の滑らかな変化の様な幾つかの実験要件を満たすようにフィルターに掛けられてもよい。実験のデューティサイクルは１０％であり、親選別の時間分解度は１０１０である。ゲート位置全てのフラグメントスペクトルを復号するのに要するスタート数は１０１であり、実験時間は１０２．０１ｍｓであり、且つ個々のゲート反復間の平均時間は１０μｓである。上記は単に例として提供されていることを指摘しておく。
【００７３】
[0089]疑陽性及び偽陰性
[0090]説明されている符号化アルゴリズムは、ＭＳ−ＭＳデータの疎性を頼みとするところが大きい。典型的なペプチドフラグメントスペクトルは、比較的少ない例えば３又は４乃至数十の主ピークと数十から１００超の副ピークを含んでいることが知られている。例えば、単一の親イオンについてのフラグメントピークの平均数は１００を越えることもある。第２のＭＳ段での１００，０００の分解度では、スペクトル母集団（占められる飛行時間スケールのパーセンテージ）は０．１％範囲にあると予想される。スタート当たりゲート数は大凡１００であり、主に、現時点で利用可能なＦＴＭＯＳトランジスタの周波数範囲によって制限されている。而して、記録される信号の母集団は１０％範囲にあると予想される。その後のインシリカでの、受容される真のピークに係る実験再現により、発生した重なり合いの大部分を割り付けることができ、而して符号化に因るスペクトルの歪みが除去される。符号化戦略を最適化するためには、陽性同定及び疑陽性同定についてより精度の高い推定がなされるべきである。
【００７４】
[0091]ピークがセグメントスペクトル中に重なり合わないものとなる確率関数は、
【００７５】
【数２】
0006397520.tif 000004
【００７６】
であり、ここに、ｆＰはゲート中の親イオン発現の頻度であり、
【００７７】
【数３】
0006397520.tif 000005
【００７８】
として定義され、ρは単一ゲート当たりフラグメントスペクトルの母集団であり、Ｗはセグメント当たりウインドーの数であり、Ｇはウインドー当たりゲート位置の数であり、Ｐはスペクトル中の親イオンの総数である。セグメントの母集団は、
【００７９】
【数４】
0006397520.tif 000006
【００８０】
に従って求めることができる。
[0092]特定のゲートｇについてのフラグメントスペクトルの復号段階は次のやり方で遂行される。
【００８１】
[0093]１．捕捉サイクル中に、ゲートｇのフラグメントスペクトルを含むセグメントのセットを選択する。Ｗ×Ｗ（Ｗ−１）サイズの符号化行列を使用すると、総Ｗ（Ｗ−１）セグメントのうち、何れかの特定のゲートを含む総Ｗ（Ｗ−１）セグメントのセグメントスペクトルはＮ個あり、ここに、Ｎ＜Ｗ（行列の特性）である。ウインドー２のゲート１についてのセグメントの一例が、図９−Ａの９４に示されている。
【００８２】
[0094]２．遅延補正を適用して、各セグメント中のゲートｇに使用されている遅延に従ってスペクトルを整列させる。
[0095]３．一致するピークを求めてスペクトルを探索する。その様なピークをゲートｇのフラグメントスペクトルへ合算する。ピークはそれがＮ個のうち少なくともＫ個のスペクトル中に見つけられれば一致していると見なされる。Ｋの値は、Ｋが他のゲートの信号とのランダム一致の期待数より大きくなるように選択されればよい。
【００８３】
[0096]合算されたピークは無関係の重なり合うピークの信号を含んでいる可能性のあることを指摘しておく。この推定の重点は、その様な重なり合いの確率を小さく保つ符号化戦略を追求することである。
【００８４】
[0097]陽性同定即ち重なり合いの無い少なくともＫ個のピークを有する確率は、
【００８５】
【数５】
0006397520.tif 000007
【００８６】
に従って求めることができる。異なったゲートからのＫ個及びそれより多くのランダムピークから成る疑陽性同定の確率は、
【００８７】
【数６】
0006397520.tif 000008
【００８８】
である。
[0098]符号化実施例１：
[0099]図１０−Ａを参照して、表１０１は、非冗長サンプリング（遅延符号化無し）を２５のゲート位置と共に使用した場合の例としての符号化パラメータを示している。上記は、２５のウインドーの使用を許容しており、Ｗ＝２５、Ｇ＝２５、Ｄ＝１である。デューティサイクルはＤＣ＝４％であり、親選別の質量分解度は３１２、即ち、ＲＳ＝Ｗ＊Ｇ／２である。符号化行列は、２５列１００行を有し、即ちスタートの数はＳ＝１００であり、各ゲートは２５ショット毎に繰り返される。図表１０２及び図表１０３は、偽陰性同定の確率（実線）及び疑陽性同定の確率（破線）をともに、図表１０２のＰ＝１００及び図表１０３のＰ＝１０００である親イオン全体数について適合するＫ個のピーク数の関数として提示している。それらの図表をシミュレートするために、１親当たりフラグメントイオンの平均母集団をρ＝０．００１に仮定する。受容可能確率閾値を１％に等しく設定することによって、受容可能なＫの範囲は、Ｐ＝１００で３から７、Ｐ＝１０００で３から６である。
【００８９】
[0100]符号化実施例２：
[0101]図１０−Ｂを参照して、表１０４は、非冗長遅延符号化（ゲート符号化無し）を１５の遅延のセットと共に使用した場合の例としての符号化パラメータを示している。上記は、２１０に上る非冗長ウインドーの形成を許容する。セルの動作と（ＦＴＭＯＳトランジスタによって制限される）抽出パルスの最大周波数が、１０μｓのウインドー中に少なくとも５ゲートの選択を余儀なくするために、ゲートシフトが導入されている。一例として、源の可変遅延及び１０μｓ期間を有する２μｓの長さのゲートパルスの櫛を使用することができる。形成される有効な櫛の桁送り数はＣ＝５によって表されている。全体として、Ｗ＝２１０、Ｇ＝１、Ｄ＝１５、及びＣ＝５である。デューティサイクルは、ＤＣ＝２０％であり、親選別の質量分解度は５２５、即ちＲＳ＝Ｗ＊Ｃ／２である。符号化行列は、２１０列１５行を有し、即ちスタートの数はＳ＝１５である。但し、捕捉サイクルはＣ＝５回繰り返されなくてはならず、即ち捕捉全体で７５のスタートを要する。何れかの特定のゲートは同じ桁送りを有するブロック内で５回繰り返される。図表１０５及び図表１０６は、偽陰性同定の確率（実線）及び疑陽性同定の確率（破線）を、１親当たりフラグメントイオンの平均母集団をρ＝０．００１としたときの図表１０５のＰ＝１００及び図表１０６のＰ＝１０００である親イオン全体数での適合するＫ個のピーク数の関数として提示している。受容可能確率閾値を１％に等しく設定することによって、受容可能なＫの範囲は、Ｐ＝１００で３から１３、Ｐ＝１０００で７から８である。
【００９０】
[0102]符号化実施例３：
[0103]図１０−Ｃ及び図１０−Ｄを参照して、表１０７及び表１１０は、組合せ型非冗長遅延及びゲート符号化を２通りの設定で使用した場合の符号化パラメータを示しており、表１０７に示される第１の設定ではＧ＝１７、Ｄ＝６（Ｃ＝１）である。表１１０に示されている第２の設定ではＧ＝６及びＤ＝１７である。どちらの場合も、Ｃ＝１であり、非冗長ウインドーの数はＷ＜１０２である。Ｗは、１００×２００の行列を形成するように１００へ設定されており、即ちサイクル当たりスタートの数はＳ＝１００である。第２の事例は、デューティサイクルを改善し（６％から１７％へ改善）、プロフファイリングを加速する（ゲートは６スタート毎対１７スタート毎に起こる）。但し、親選別の分解度は、第２のシナリオでは下がった（８５０から３００まで低下）。図表１０９及び図表１１２は、偽陰性同定（実線）及び疑陽性同定（破線）の確率を、２通りの事例（Ｇ＝１７及びＤ＝６の場合については図表１０９、及びＧ＝６及びＤ＝１７の場合については図表１１２）について、親イオンの全体数Ｐ＝１０００での整合するＫ個のピーク数の関数として提示している。Ｐ＝１０００のときの第１のシナリオでは、１親イオン当たりフラグメントイオンの平均母集団はρ＝０．００１である。受容可能確率閾値を１％に等しく設定することによって、受容可能なＫの範囲は、Ｐ＝１００及びＰ＝１０００のどちらでも十分に広くなる。１０００に上る大きい親数Ｐについて同定が信頼できるので、より少ないＰの場合には、脆弱共鳴又は限定される繰り返し重なり合い数を有する高速分析脆弱符号化の方法が受容され得る。
【００９１】
[0104]符号化実施例の比較
[0105]符号化方法はどれも、イオン源が１０００までの親種を同時放出する極めて複雑な混合物のＴＯＦ−ＴＯＦ分析に実施可能である。ゲートサンプリング単独による符号化は、親選別の分解度を制限するか又は分析のデューティサイクルを落とすかのどちらかである。抽出遅延単独による符号化は、少なくとも１０−１５のゲート位置を余儀なくし、３００ｎｓ未満については抽出が非同期となりかねないのでＣＩＤセルの使用が阻まれる。組合せ型符号化が最も適応性があり、ＴＯＦ−ＴＯＦパラメータの最良の組合せへの到達を可能にさせる。
【００９２】
[0106]ＴＯＦ−ＴＯＦのパラメータ
[0107]タンデムＴＯＦのパラメータ及び設定は試料の複雑性に依存して調節することが
できる。複雑性の低い試料（単一タンパク質消化物、合成混合物、など）では、並列ＭＳ−ＭＳが必要になる可能性は低い。高スループットタンデムは、特に、同定される成分の数が何万から究極的には何千万まで様々である中又は高複雑性試料の分析、例えばメタボロミクス、ペトロレオミクス、及びプロテオミクスの試料などの分析に所望される。タンデム質量分析法には１００から１０，０００までの分離容量を有するクロマトグラフィー分離（ＬＣ、ＧＣ、及びＧＣ×ＧＣ）が先行するものと想定している。而して、符号化戦略は、１０−１００ｍｓを有していなくてはならないか又は復号された信号の連なり内での時間プロファイルの復元を可能にしなくてはならないかのどちらかであり、そうすると更に信号分析時の速さとメモリに因って符号化信号ストリングへ制限が課されることになる。示されてゆく様に、より長い捕捉サイクル及び組合せ型ＮＲＳ及びＥＦＰ符号化はより良い結果をもたらす。どの場合でもより高いデューティサイクルがより低い親選別分解度で実現されることも明らかとなろう。分析の型式に基づいて折衷型が選定されればよい。
【００９３】
[0108]図１１は、タンデムＭＲ−ＴＯＦの例としての設定及びパラメータの表１１００を示している。タンデムＭＲ−ＴＯＦの設定は、（高試料複雑性で所望される）親分解度に照らした（中試料複雑性で所望される）感度及び速さの間で選定することができる。パラメータを推定する際には、次の関係、即ち、多重化利得＝Ｗ／Ｃ即ちウインドー数を櫛の桁送り数で除算したもの（遅延符号化でのみ採用）；デューティサイクルＤＣ＝ＤＣ（Ｆ）／Ｇ／Ｃ、ここに、Ｇはゲート位置の数であり、ＤＣ（Ｆ）は細ゲートサンプリングのデューティサイクルである；選別質量分解度ＲＳ＝Ｗ＊Ｇ＊Ｆ＊Ｃ／２、ここに、Ｆは細ゲート位置の数である；プロファイル時間分解度＝ＴＯＦ１＊Ｇ／Ｃ、即ち、個々のゲート発現の期間；及びサイクル時間＝Ｓ＊ＴＯＦ１、が使用されてもよく、関係は符号化行列の高さ（列数）に依存し、ひいては符号化の型式に依存する。親イオンの殆どはフラグメントスペクトル中に現れるものと期待され、而してそれらの分解度はほぼ１００，０００乃至４００，０００程度のＲ２に等しくなることは指摘しておく価値がある。但し、高試料複雑性では、中度の親分離（典型的Ｒ＝５００）だと、キメラフラグメントスペクトル、即ち近いｍ／ｓを有する異なった親種由来の多数のフラグメントスペクトルを含むスペクトル、を生じさせる可能性が高い。フラグメントピークを元素量によるか又は化学的排除規則（例えば、アミノ酸の正確な質量を勘案）を使用することによるかのどちらかでグループ化すれば、期待されるサブｐｐｍ質料精度は必ずやキメラスペクトルの部分分離の助けとなるはずである。サンプリングされたウインドー全てを充填できない親イオンの不完全セットも想定される。それらの効果は、ＭＳ−ＭＳデータの信頼度改善のためにより高いデューティサイクル又はより高い親選別分解度のどちらかを提供する符号化戦略へと変換させることができる。親分離を改善するために、細ゲートという第３層の符号化を適用すれば、親イオンの分離を１０，０００−５０，０００の分解度レベルへ上げることができる。戦略間での切り換えが、捕捉された信号の閾値疎性を感知することによって自動的に遂行されるようになっていてもよい。
【００９４】
[0109]表１１０では、実施例１及び実施例２はＣＩＤセルに対応しており、ここに、遅延の数は、Ｄ＜５−８に制限される。純粋なゲート符号化（実施例１）に比較すると、組合せ型符号化(実施例２)は、親選別のより高い分解度を提供し、より大きい数の親イオンの使用を許容する。実施例３から実施例６はＳＩＤセルに対応している。単独ゲート符号化（実施例３）は、組合せ型符号化（実施例５及び実施例６）に比較すると、より低いデューティサイクルをもたらし、また一方、単独遅延符号化（実施例４）は、極めて複雑な混合物の分析を可能にしない。組合せ型符号化は、より大きなデューティサイクル（実施例５）又はより良好な親選別（実施例６）を提供するように選定することができる。実施例７は細ゲートの使用を提示しており、極めて複雑な混合物に対処できるようになり、親イオン選別をＲＳ＝１０，０００へ改善するが、但し、デューティサイクルを減少させ、捕捉及びプロファイリングを低速化させるかもしれない。
【００９５】
[0110]それら実施例は、更に、分析器についての異なった構成（より長い飛行経路及及びより高いエネルギーはＲ１及びＲ２を８００，０００にまで改善する）及びセル選択（ＣＩＤ対ＳＩＤ、及び異なったイオン軌道設定の場合）についての異なった構成を提示している。例としての分析器パラメータは、パルス間平均期間が１０μｓへ設定されるように選択されている。
【００９６】
[0111]実施例全てにおいて、全質量ＭＳ−ＭＳのデューティサイクルは３％から１７％までばらつき、親選別の質量分解度は３００から１０，０００までばらつき（従来型タンデム動作でのＲＳ＝１００−２００に比較）、質量スペクトル分解度は１００，０００を上回り、多重化利得は２５から２００までばらついている。組合せは、近代的なタンデムＭＳのパラメータを越えており、それはそれらの順次的親選別が理由である。
【００９７】
[0112]データ依存符号化
[0113]「データ依存」という用語は、符号化する段階の前及び／又は復号する段階の前に、又は少なくとも、通常はバッチ式で行われていてＬＣ−ＭＳ−ＭＳ分析全体に亘る同定の多様性を勘案したフラグメントスペクトル翻訳の段階の前に、リアルタイムで調節することのできる信号捕捉戦略を含んでいる。最適捕捉戦略は、少なくとも一部には、全体としての信号疎性に依存しており、その様な疎性は信号復号段階に先立って測定されるので、符号化シーケンスのデータ依存調節（切り換え）は同定を改善するものと考えられる。その様な戦略は、スタートパルス周波数の増加、及び非常に疎な信号のためのより広いゲート、ひいてはゲート数削減、又はあまりに高密度な信号の場合の細ゲートサンプリングへの切り換え、を使用することができる。
【００９８】
[0114]親イオンが復号されたスペクトル中に復元されるので、フラグメントスペクトルを翻訳する段階に先立ってキメラスペクトルの存在を監視することができる。事実、選別される親質量ウインドー内での幾つかの親質量の出現は、キメラスペクトルの出現を高信頼度で告げていることになる(親イオンは欠けてゆくので逆は成り立たない）。復号され
たスペクトルの比較的高い母集団は、もう１つのキメラスペクトルの表れであるかもしれない。何れにせよ、同定を行う段階の前にオンザフライで決定が下る。符号化アルゴリズムは切り換えられ、親同種体同士を分離するべく細ゲーティングがオンにされる。更に、幾つかの符号化シーケンスが順次式及び反復式に組み合わされている堅牢な代わりのレジームも構想される。
【００９９】
[0115]アナログ符号化
[0116]以上に説明されている多重化の諸方法は、ゲート位置及び抽出パルス遅延のデジタル符号化を頼みとしている。図１０Ａ−図１０Ｄの行列特性によって示されている様に、復号能力はその限界にストレスが掛かることとは縁遠い。中度に複雑な検体混合物の場合には、信号は非常に疎であるので、効率に劣る非冗長符号化を有してはいるがより単純な回路又はデータシステムで容易に実施できる方法が使用されてもよい。例えば、ゲートの遅延及び抽出パルスは、正弦波信号によって、好適には周波数が直交である正弦波信号によって、信号間の共鳴がスタート当たり１回又は非常に少ない回数しか起こらないように、変えられてもよい。その様な正弦波生成器は、それらのドライバによって強制的に位相又は周波数をずらすようにされていてもよいし、又はフリーモードで走っているのであれば、当該生成器は適正に遅らせた励起パルスによって同期化されるようになっていてもよい。そうして、実際に起こったゲート及びパルスタイミングは別のデータチャネルによって測定されるようになっていてもよい。
【０１００】
[0117]先行分離
[0118]図１１に示されている様に、相当に長くなった捕捉サイクル（試料の複雑性に依
って２５−１０００ｍｓ）にも関わらず、任意の単一のゲートは頻繁に（１０μｓ／ＤＣ〜６−２５０ｕｓで）サンプリングされる。フラグメントスペクトルが復元されたら、クロマトグラフィープロファイルがピーク強度プロファイルとして再構築されてもよい。タンデム並列ＭＲ−ＴＯＦ機器は、ＬＣｘＣＥ（サブ秒ピークを有する）及び５０ｍｓピークを有するＧＣｘＧＣの様な比較的高速なクロマトグラフィー分離に適するものと期待される。よりパワーのあるクロマトグラフィーは、非冗長符号化に対しての要件を緩和し、より短い符号化シーケンス又はより高速な源パルシングが使用できるようになる。
【０１０１】
[0119]分析戦略を特別に設計する場合にはなおいっそう速い先行分離が使用されてもよい。一例として、ＭＳ３質量分析計が比較的低速な走査式（走査当たり１−２秒）親ＭＳ１分離器を採用し、且つＭＳ２段及びＭＳ３段がＮＲＳ  ＴＯＦ−ＴＯＦを用いて遂行されるようにしてもよい。別の例として、１０−１００ｍｓの典型的な分離時間及び１００から５００μｓのピーク幅を有するイオン移動度（ＩＭＳ）が、次の条件において並列ＭＲ−ＴＯＦと組み合わされてもよく、即ち、（ａ）ＩＭＳ出力を複数のＩＭＳ反復サイクルでストローブサンプリングする、（ｂ）ＩＭＳ留分のサンプリング及びラジオ周波数トラップのセットへの蓄積並びにそれに続くＩＭＳ留分のより低速な放出、（ｃ）ＩＭＳ分離使用時のタンデムパラメータについてのより低い要件を生かしながらも、より短い飛行時間を使用する、より大きなスペクトル重なり合いを代償に源パルスのより速い繰り返しを配設する、及び／又は親選別の低い分解度を代償により少ないゲートを使用する、のどれかによるタンデムＭＲ−ＴＦＯ動作の加速、という条件においてＩＭＳは並列ＭＲ―ＴＯＦと組み合されてもよい。
【０１０２】
[0120]多重化質量スペクトル分析
[0121]疎信号の非冗長符号化の原理はタンデムＭＲ−ＴＯＦについて説明されているが、本開示は、質量スペクトルの方法及び装置のより広い範囲に適用できる。一例として、磁場型質量分光計（magnet-sector mass spectrograph）を使用して、質量分離されたイ
オンの複数ビームを集束平面内に生成させるようにしてもよい。親種のセットを選別する段階にアレイゲートを使用し、親種はその後に断片化セル（ＣＩＤ又はＳＩＤ）の中へ、好適にはＲＦガス閉じ込めによって支援されている断片化セルの中へ導入されるようにしてもよい。総フラグメントスペクトルは、ＭＲ−ＴＯＦの様な並列質量分析計又はアレイ検出器を有する追尾型電磁石によって捕捉されてもよい。別の例は、源後減衰（ＰＳＤ：post-source decay）によるフラグメント分析を有するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析計で
あり、親イオンの非冗長サブセットをＴＩＳの急速切り換えによって形成させることができる。別の例では、親イオンの複数の質量ウインドーを断片化セルの中へ入射させ、複数のフラグメントスペクトルの混合を含んでいる「キメラ」スペクトルを、ＦＴＭＳ、静電トラップ、又は軌道トラップの様な、低速信号捕捉を有する高分解度機器上に捕捉させるようにしてもよい。別の例では、見分けのつく疎スペクトルは、（ｉ）プロファイルされる表面の同時放射画素、（ｉｉ）イオン化源のセット、（ｉｉｉ）断片化セルのセット、（ｉｖ）イオン移動度分離器が後に続いているパルス式トラップ変換器、（ｖ）質量選択的放出を有するイオントラップ、飛行時間型質量分析器、又は質量分光器の様なイオンを時間的に分離する平列質量分析器、の様な他の分離器又は源から発生していてもよい。タンデムＴＯＦ及び上述のタンデムＭＲ−ＴＯＦは具体的事例である。その場合、源はＴＯＦ分離された又はＭＲ−ＴＯＦ分離されたイオンパケットであり質量分析計は何れかのＴＯＦ  ＭＳであるものと理解される。ＴＯＦ分析器は、ドリフト空間、格子被覆イオンミラー、格子無しイオンミラー、及び静電セクター、から成る何れかの組合せを備えていてもよい。
【０１０３】
[0122]非冗長多重化方法は、複数の質量スペクトルの捕捉中に一定しているか又は反復的かのどちらかである信号を頼みとしている。それは、更に、源同士の間で信号の重なり合いが比較的小さい割合であるように、イオン流れがスペクトル的又は空間的又は時間的
のどれかについて疎であることを頼みとしている。非冗長原理は、機器の型式に関わらず、質量分析法に適用することができる。非冗長サンプリングは、（ｉ）複数のイオン源からのイオン流れ、（ｉｉ）単一のイオン源から下流で多重化されたイオン流れであって、前記多重化が、イオン運搬インターフェース、イオン移動度セル、中間トラップ、断片化セル、複数のＲＦイオンガイド、において起こるようになっている、多重化されたイオン流れ、（ｉｉｉ）複数のパルス式変換器によって生成されたイオンパケット、（ｉｖ）単一のパルス式変換器によって生成され時間的にイオンｍ／ｚ別に分離されたイオンパケット、から配設されていてもよい。
【０１０４】
[0123]図１２は、多重化質量スペクトル分析を遂行するための方法１２００についての例としての動作のセットを示している。動作１２１０で、イオンがサンプリングされて複数イオン源のサブセットが形成される。源は、限定されたスペクトル信号の重なり合いを有する疎で反復的なイオン流れを形成する。動作１２１２で、質量スペクトルが、単一の検出器によって記録される。動作１２１４で、スペクトル疎性が分析され、動作１２１６で、サンプリングされたイオンの非冗長符号化が遂行される。動作１２１２−動作１２１６は、サブセットを非冗長様式で変えながら繰り返されてもよく、ここに、何れかの２つの同時にサンプリングされる源の組合せは固有であり、何れかの特定の源は複数回サンプリングされることを指摘しておく。動作１２１８で、全ての個々の源からのスペクトルが、符号化された信号を源サンプリングと相関付けることによって復号される。幾つかの実施形では、符号化する段階は、質量スペクトル疎性に基づいて自動的に調節されている。非冗長サンプリング行列は、相互直交ラテン方格行列に基づくものとすることができる。更に、復号する段階は、重なり合いインシリカ再構築によって支援されていてもよい。幾つかの実施形では、非冗長サンプリングは、イオン流れ遅延の非冗長符号化によって補完される。
【０１０５】
[0124]本開示によれば、複数の有用な分析レジームを実施することができる。例えば、イオンがＳＩＤセルから静電的に反射されるか又は真空ＣＩＤセルを通され、而して、質量分析の最大の分解度及び質量精度が達成される、ＭＳのみのレジームが実施されてもよい。分析器の中への注入イオンの数は、分析器内の空間電荷効果（狭い質量範囲の空間電荷によって作用）を迂回するために、ひいては広いダイナミックレンジ内での強化された質量精度及び分解度を提供するために、低利得と高利得の間を交互に入れ替えられてもよい。先行の移動度分離を採用して、著しいスペクトル重なり合い無しにＭＲ−ＴＯＦ分析器の中への頻繁なイオン注入を可能にし得る時間的に狭い質量範囲を選別させるようにするのが好適である。当該レジームは、混合物の高スループット特徴付けに、即ち正確な親質量を求めるのに、及び以下に説明されているデータ依存レジームでの選別ウインドーを求めるのに、有用である。また、並列全質量タンデムＭＳ分析の実施例により、図１１は、その様な分析のためのパラメータの範囲を示しており、それらは、低い親分離分解度（数百）で大きなデューティサイクル（２０％の上る）を有するレジームから、感度は劣るがより高い（１０００−２０００）及びなおいっそう高い（１０，０００−２０，０００）親選別分解度を有するより特異的な分析まで、様々である。本開示は、更に、低分解ＴＯＦ１（Ｒ１＝１００）を有する高スループット高感度（ＤＣ＞２０％）レジームに適用されてもよい。これらの実施形では、フラグメントスペクトルは、親質量ウインドーの選別及びクロマトグラフィー分離の時間相関に基づいて再構築される。追加的又は代替的に、本開示は、近い同重体を探すための高い親選別分解度（Ｒ１＞１０，０００）を有する探査実施形に適用されてもよい。その様な探査は、高信頼度を目指して順次式に、より高いスループットを目指して非冗長サンプリングと共に並列様式に、行うことができる。その上、本開示は、現在のＭＳ−ＭＳ計装に広く採用されているデータ依存捕捉に適用することもできる。また、ＩＭＳ又は質量分離器の様な追加の先行分離器を使用している場合にはＭＳ３レジームを実施することができる。ＴＯＦ−ＴＯＦタンデムがＭＳ２段及びＭＳ３段を極めて並列且つ高速にするのでＭＳ３は実用的である、ということを指摘してお
く。
【０１０６】
[0125]ここに記載されているシステム及び技法の様々な実施形は、デジタル電子回路構成及び／又は光学回路構成、集積回路構成、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又はそれらの組合せ、に実現させることができるものと理解されたい。これらの様々な実施形は、特殊目的用又は汎用であって、データ及び命令をストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、及び少なくとも１つの出力デバイスから受信するように、及びデータ及び命令をストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、及び少なくとも１つの出力デバイスへ送信するように、連結されている少なくとも１つのプロセッサ、を含むプログラム可能なシステム上で実施可能及び／又は翻訳可能である１つ又はそれ以上のコンピュータプログラムでの実施形を含むことができる。
【０１０７】
[0126]これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、又はコードとしても知られている）は、プログラム可能なプロセッサのための機械命令を含み、高級手続き型及び／又はオブジェクト指向型プログラミング言語に、及び／又はアセンブリ／機械言語に、実装されてもよい。ここでの使用に際し、「機械可読媒体」及び「コンピュータ可読媒体」という用語は、機械命令を機械可読信号として受信する機械可読媒体を含め、機械命令及び／又はデータをプログラム可能なプロセッサへ提供するのに使用される何れのコンピュータプログラム製品、非一時的コンピュータ可読媒体、装置、及び／又はデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ））をも指す。「機械可読信号」という用語は、機械命令及び／又はデータをプログラム可能なプロセッサへ提供するのに使用される何れの信号をも指す。
【０１０８】
[0127]本明細書に記載の主題及び機能的動作の実施形は、デジタル電子回路構成に、又は本明細書に開示されている構造並びにそれらの構造的等価物を含むコンピュータソフトウェア、ファームウェア、又はハードウェアに、又はそれらの１つ又はそれ以上から成る組合せに、実装することができる。また、本明細書に記載されている主題は、１つ又はそれ以上のコンピュータプログラム製品として、即ち、データ処理装置による実行のために又はデータ処理装置の動作を制御するようにコンピュータ可読媒体上にエンコードされているコンピュータプログラム命令の１つ又はそれ以上のモジュールとして、実装することができる。コンピュータ可読媒体は、機械可読ストレージデバイス、機械可読ストレージ基板、メモリデバイス、機械可読伝搬信号を実効化する組成物、又はそれらの１つ又はそれ以上から成る組合せであってもよい。「データ処理装置」、「コンピューティングデバイス」、及び「コンピューティングプロセッサ」という用語は、一例としてプログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ又はコンピュータを含め、データを処理するためのあらゆる装置、デバイス、及び機械を網羅する。装置は、ハードウェアに加え、問題のコンピュータプログラムのための実行環境を作り出すコード、例えばプロセッサファームウェアを構成しているコード、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、又はそれらの１つ又はそれ以上から成る組合せ、を含んでいてもよい。伝播信号は、適した受信側装置への送信に向けて情報をエンコードするために生成されている人工的に生成された信号、例えば、機械生成の電気信号、光信号、又は電磁信号である。
【０１０９】
[0128]コンピュータプログラム（アプリケーション、プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、又はコードとしても知られている）は、コンパイル又は翻訳された言語を含む何れの形態のプログラミング言語で書かれていてもよく、また、独立型プログラムとしての形態、又はモジュール、構成要素、サブルーチン、又はコンピューティング環境での使用に適した他のユニットとしての形態、を含む何れの形態
に配備されていてもよい。コンピュータプログラムは、必ずしも、ファイルシステム中のファイルに対応しているわけではない。プログラムは、ファイルの他のプログラム又はデータを保持している部分に格納されていてもよいし（例えば、マークアップ言語文書に格納されている１つ又はそれ以上のスクリプト）、又は問題のプログラム専用の単一ファイルに格納されていてもよいし、又は複数の連係ファイルに格納されていてもよい（例えば、１つ又はそれ以上のモジュール、サブプログラム、又はコードの部分、を格納している複数ファイル）。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で実行されるように配備されていてもよいし、又は１つの現場に設置されているか又は複数の現場をまたいで分散されていて通信ネットワークによって相互接続されている複数のコンピュータ上で実行されるように配備されていてもよい。
【０１１０】
[0129]本明細書に記載のプロセス及び論理フローは、１つ又はそれ以上のコンピュータプログラムを実行して入力データに対する動作及び出力の生成によって機能を遂行させる１つ又はそれ以上のプログラム可能なプロセッサによって遂行されてもよい。プロセス及び論理フローは、同様に、特殊目的論理回路構成、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって遂行されてもよく、装置は、その様な論理回路構成として実装されてもよい。
【０１１１】
[0130]コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサには、一例として、汎用と特殊目的用の両方のマイクロプロセッサ、及び何らかの種類のデジタルコンピュータの何れか１つ又はそれ以上のプロセッサが含まれる。概して、プロセッサは、読み出し専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又はその両方から命令及びデータを受信することになろう。コンピュータの必須要素は、命令を遂行するためのプロセッサと、命令及びデータを格納するための１つ又はそれ以上のメモリデバイスである。概して、コンピュータは、更に、データを格納するための１つ又はそれ以上のマスストレージデバイス、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、を含んでいるか、又はその様なマスストレージデバイスからデータを受信する又は当該デバイスへデータを送信する又はその両方を行うように動作可能に連結されることになろう。とはいえ、コンピュータはその様なデバイスを有していなくてもよい。コンピュータプログラム命令及びデータを格納するのに適したコンピュータ可読媒体には、あらゆる形態の不揮発性メモリ、媒体、及びメモリデバイスが含まれ、一例として、半導体メモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイス；磁気ディスク、例えば、内部ハードディスク又はリムーバブルディスク；光磁気ディスク；及びＣＤ  ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスク、が挙げられる。プロセッサ及びメモリは、特殊目的論理回路構成によって補完されていてもよいし、当該論理回路構成に組み込まれていてもよい。
【０１１２】
[0131]ユーザーとの対話を提供するために、本開示の１つ又はそれ以上の態様は、情報をユーザーへ表示するためのディスプレイデバイス（例えば、ＣＲＴ（ブラウン管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ、又はタッチスクリーンと、随意的には、ユーザーが入力をコンピュータへ提供できるようにするキーボード及びポインティングデバイス、例えば、マウス又はトラックボールと、を有するコンピュータ上に実装することができる。ユーザーとの対話を提供するのに他の種類のデバイスを使用することもでき、例えば、ユーザーに提供されるフィードバックは、何らかの形態の感覚フィードバック、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバック、であってもよいし、またユーザーからの入力は、音響入力、音声入力、又は触覚入力を含む何れの形態で受信されてもよい。加えて、コンピュータは、ユーザーによって使用されているデバイスへ文書を送信したり、ユーザーによって使用されているデバイスから文書を受信したりすることによって、例えば、ウェブブラウザから受信された要求に応答してウェブページをユーザーのクライエントのデバイス上のウェブブラウザヘ送信することによって、ユーザーと対話をしていてもよい。
【０１１３】
[0132]本開示の１つ又はそれ以上の態様は、例えばデータサーバとしてのバックエンド構成要素を含んでいるコンピューティングシステム、又はミドルウェア構成要素、例えばアプリケーションサーバ、を含んでいるコンピューティングシステム、又はフロントエンド構成要素、例えばユーザーが本明細書に記載の主題の実施形と対話できるようにするグラフィカルユーザーインターフェース又はウェブブラウザを有するクライアントコンピュータを含んでいるコンピューティングシステム、又は１つ又はそれ以上のその様なバックエンド、ミドルウェア、又はフロントエンドの構成要素から成る何らかの組合せを含んでいるコンピューティングシステム、に実装することができる。システムの構成要素は、何らかの形態又は何らかの媒体のデジタルデータ通信、例えば、通信ネットワーク、によって相互接続されていてもよい。通信ネットワークの例には、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）、及びインターネットワーク（例えばインターネット）、及びピアツーピアネットワーク（例えばアドホックピアツーピアネットワーク）が含まれる。
【０１１４】
[0133]本明細書は多くの詳細を含んでいるが、これらは本開示の範囲又は特許請求されるものの範囲への限定ではなく、むしろ本開示の特定の実施形に固有の特徴の記述であるものと解釈されたい。本明細書中に別々の実施形に照らして記載されている一部の特定の特徴は、更に、組み合わせて単一の実施形に実装することもできる。逆に、単一の実施形に照らして記載されている様々な特徴は、同様に、複数の実施形に別々に又は何らかの適した部分的組合せで実装することもできる。また、特徴は特定の組合せで作用するものとして以上に記載されているかもしれないし、更にはそういうものとして冒頭に特許請求されているかもしれないが、特許請求されている組合せからの１つ又はそれ以上の特徴は、場合によっては、当該組合せから削除されることもあり得るし、また特許請求されている組合せは、部分的組合せ又は部分的組合せの変型へ向けられてもよい。
【０１１５】
[0134]同様に、動作は図面では特定の順序に描かれているが、このことは、その様な動作が示されている特定の順序で又は連続した順序で遂行されること、又は所望の結果を実現するのに例示されている動作全てが遂行されること、を要求しているものと理解されてはならない。一部の特定の状況では、マルチタスク処理及び並列処理が有利であるかもしれない。また、上述の実施形態の様々なシステム構成要素の分離は、その様な分離が全ての実施形態で要求されているものと理解されてはならず、また、記載のプログラム構成要素及びシステムは、概して、一体に単一のソフトウェア製品に統合することもできるし、又は複数のソフトウェア製品へパッケージ化することもできるものと理解されたい。
【０１１６】
[0135]以上、数多くの実施形を説明してきた。とはいえ、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく様々な修正がなされる余地のあることが理解されるであろう。従って、他の実施形は、付随の特許請求の範囲による範囲内にある。例えば、特許請求の範囲に列挙されている動作は、異なった順序で遂行され、なおも所望の結果を実現させることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  ＭＲ−ＴＯＦ分析器
１１  多重化タンデム多重反射飛行時間型（ＴＯＦ  ＭＳ）質量分析計
１１Ｃ  円筒状分析器
１２  イオンミラー
１２Ｃ  円筒状ミラー
１３  電極
１４、１４Ｃ  周期レンズ
１５  パルス式イオン源
１６  多重化時間選別器
１７  断片化セル
１８  検出器
１９Ｃ  中央のイオン軌道
１９Ｆ  フラグメントイオンの平均軌道
１９Ｐ  親イオンの平均軌道
２０  非冗長多重化データシステム
２３  折り返し軌道
２４  パススルーＣＩＤ断片化セル
２６  ＳＩＤ断片化セル
２８  ＳＩＤ断片化セル
３２、３３  湾曲等時性入口
３４  終端偏向器
３５、３６  イオン軌道
３７  外部ＳＩＤ断片化セル
３８  「超高速」選別器
４１  ＳＩＤ断片化セル
４２  静的入射偏向器
４３  双極ワイヤイオンゲート（粗ゲート）
４３Ｆ  細ゲート
４４  入射レンズ
４５  加速器
４６  メッシュ電極
４７  表面ホルダ
４８  再生可能表面インサート
４９、５０  二重パルス生成器
５１  ＳＩＤ断片化セル
５２  偏向器
６１  パススルーＣＩＤセル
６２、６８  静的偏向器
６３  時間ゲート
６４  入射減速カラム
６４Ｌ、６７Ｌ  レンズ
６５  ガス充填衝突セル
６６  出射メッシュ電極
６７  出射加速カラム
６９、７０  双極パルス生成器
【図１−Ａ】
0006397520.tif 000009
【図１−Ｂ】
0006397520.tif 000010
【図２−Ａ】
0006397520.tif 000011
【図２−Ｂ】
0006397520.tif 000012
【図２−Ｃ】
0006397520.tif 000013
【図３】
0006397520.tif 000014
【図４】
0006397520.tif 000015
【図５】
0006397520.tif 000016
【図６】
0006397520.tif 000017
【図７】
0006397520.tif 000018
【図８−Ａ】
0006397520.tif 000019
【図８−Ｂ】
0006397520.tif 000020
【図９−Ａ】
0006397520.tif 000021
【図９−Ｂ】
0006397520.tif 000022
【図１０−Ａ】
0006397520.tif 000023
【図１０−Ｂ】
0006397520.tif 000024
【図１０−Ｃ】
0006397520.tif 000025
【図１０−Ｄ】
0006397520.tif 000026
【図１１】
0006397520.tif 000027
【図１２】
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