(57)【要約】  第１の物理化学的特性（例えば、イオン移動度）によって親イオンを分離し、続いて第２の物理化学的特性（例えば、質量電荷比）によって親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行するステップを含むイオンを分析する方法が開示される。複数の対象の親イオンは続いて初期多次元調査スキャンから決定される。対象の親イオンが決定されると、その後、１つの分離サイクルの間に、複数の対象の親イオンが第１および第２の物理化学的特性に基づいて選択される。対象の親イオンが続いてフラグメント化されてよく、対応するフラグメントイオンは続いて質量分析され得る。  【選択図】図４
2015512515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離し、第２の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行するステップと、
複数の対象の親イオンを前記初期多次元調査スキャンから決定するステップと、
１つの収集または分離サイクル中に、前記第１の物理化学的特性および／または前記第２の物理化学的特性に基づいて、前記複数の対象の親イオンを順次選択して透過させるステップと、
（ｉ）前記１種以上の対象の親イオン、および／または（ｉｉ）前記１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップと、を含むイオン分析の方法。
【請求項２】
前記第１の物理化学的特性は、イオン移動度または示差イオン移動度を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の物理化学的特性は、質量、質量電荷比または飛行時間を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の物理化学的特性は、イオン移動度または示差イオン移動度を含む請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の物理化学的特性は、質量、質量電荷比または飛行時間を含む請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の物理化学的特性に従ってイオンを分離する前記ステップは、イオンを一時的に分離するステップを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の物理化学的特性に従ってイオンを分離する前記ステップは、イオンを一時的に分離するステップを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の物理化学的特性に従ってイオンを分離する前記ステップは、イオンを空間的に分離するステップを含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の物理化学的特性に従ってイオンを分離する前記ステップは、イオンを空間的に分離するステップを含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の対象の親イオンを選択する前記ステップは、前記第１の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離しまたはフィルタリングするステップと、前記第２の物理化学的特性に従って前記親イオンをフィルタリングするステップと、を含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の対象の親イオンを選択する前記ステップは、イオン移動度または示差イオン移動度を含む前記第１の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離しまたはフィルタリングするステップを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
さらに前記親イオンをそれらのイオン移動度または示差イオン移動度に従って前記親イオンを分離するために、イオン移動度または示差イオン移動度セパレータを使用するステップを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の対象の親イオンを選択する前記ステップは、質量、質量電荷比または飛行時間を含む前記第２の物理化学的特性に従って前記親イオンをフィルタリングするステップを含む請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記親イオンをそれらの質量、質量電荷比または飛行時間によってフィルタリングするために四重極ロッドセット質量フィルタを使用するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
１つの収集または分離サイクル中に、前記第１の物理化学的特性および／または前記第２の物理化学的特性に基づいて、前記複数の対象の親イオンを選択する前記ステップは、質量、質量電荷比または飛行時間を含む前記第２の物理化学的特性に従ってイオンをフィルタリングするため四重極ロッドセット質量フィルタを使用するステップを含む請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
さらに前記方法は、質量または質量電荷比の範囲を有するイオンを減衰または排除するために広帯域励起電圧を前記質量フィルタに印加するステップを含み、特定の所望の質量または質量電荷比を有するイオンが実質的に前記質量フィルタによって必ずしも減衰または排除されないように前記広帯域励起電圧は１つ以上の周波数ノッチを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
さらにイオン検出器の飽和を防ぐために時間依存的にイオンを減衰するステップを含む請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
さらに１つ以上の対象の親イオンを選択するステップの後、フラグメントまたは生成イオンを形成させるよう前記１種以上の対象の親イオンがフラグメント化または反応するよう引き起こすステップを含む請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の物理化学的特性および前記第２の物理化学的特性は同じおよび／または実質的に相関する請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の物理化学的特性および前記第２の物理化学的特性は実質的に異なりおよび／または実質的に無相関である請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
１つもしくは複数の対象の前記親イオンおよび／または前記１種以上の親イオンが実質的に選択され透過された後、かつ（ｉ）前記１種以上の対象の親イオンおよび／または（ｉｉ）前記１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析する前記ステップの前に、当該１種以上の対象の親イオンに由来する複数のフラグメント、生成物または他のイオンの空間分布を増加させるステップを含む請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の方法を含む質量分析の方法。
【請求項２３】
第１の物理化学的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするための第１のセパレータまたはフィルタと、
第２の物理化学的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするための第２のセパレータまたはフィルタと、
分析器と、
（ｉ）前記第１のセパレータを用いて前記第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離し、前記第２のセパレータを用いて前記第２の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行し、
（ｉｉ）複数の対象の親イオンを前記初期多次元調査スキャンから決定し、続いて
（ｉｉｉ）１つの収集または分離サイクル中に、前記第１の物理化学的特性および／または前記第２の物理化学的特性に基づいて、前記複数の対象の親イオンを順次選択して透過させ、
（ｉｖ）前記分析器が（ｉ）前記１種以上の対象の親イオン、および／または（ｉｉ）前記１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するよう、構成および適合された制御システムと、
を備えるイオンを分析するための分析器。
【請求項２４】
請求項２３に記載の分析器を備える質量分析装置。
【請求項２５】
第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離し、第２の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行するステップと、
複数の対象の親イオンを前記初期多次元調査スキャンから決定するステップと、続いて
複数の第１世代フラグメントイオンを生じさせるよう前記親イオンをフラグメント化するステップと、
１つの収集または分離サイクル中に、前記第１の物理化学的特性および／または前記第２の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の第１世代フラグメントイオンを順次選択して透過させるステップと、
前記複数の第２世代フラグメントイオンを生じさせるよう複数の対象の第１世代フラグメントイオンをフラグメント化するステップと、
（ｉ）前記第２世代フラグメントイオン、および／または（ｉｉ）前記第２世代フラグメントイオンに由来するフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップと、
を含むイオンを分析する方法。
【請求項２６】
複数の対象の第１世代フラグメントイオンを選択する前記ステップは、対応する親イオンの前記第１の物理化学的特性に基づいて第１世代フラグメントイオンを選択するステップを含み、前記第１の物理化学的特性は、イオン移動度または示差イオン移動度を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
複数の対象の第１世代フラグメントイオンを選択する前記ステップは、第１世代フラグメントイオンの前記第２の物理化学的特性に基づいて、前記第１世代フラグメントイオンを選択するステップを含み、前記第２の物理化学的特性は、質量、質量電荷比または飛行時間を含む請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
第１の物理化学的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするための第１のセパレータまたはフィルタと、
第２の物理化学的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするための第２のセパレータまたはフィルタと、
フラグメンテーション装置と、
（ｉ）前記第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離し、前記第２の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行し、
（ｉｉ）複数の対象の親イオンを前記初期多次元調査スキャンから決定し、続いて
（ｉｉｉ）前記親イオンを前記フラグメンテーション装置内でフラグメント化させ複数の第１世代フラグメントイオンを生じさせるようにし、
（ｉｖ）１つの収集または分離サイクル中に、前記第１の物理化学的特性および／または前記第２の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の第１世代フラグメントイオンを順次選択して透過させ、
（ｖ）複数の第２世代フラグメントイオンを生じさせるよう前記複数の対象の第１世代フラグメントイオンをフラグメント化させ、
（ｖｉ）（ｉ）前記第２世代フラグメントイオン、および／または（ｉｉ）前記第２世代フラグメントイオンに由来するフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するよう構成および適合された制御システムと、
を備える質量分析装置。
【請求項２９】
１つ以上の物理化学的特性に従って親イオンを分離する初期調査スキャンを実行するステップと、
複数の対象の親イオンを前記調査スキャンから決定するステップと、続いて
１つの収集または分離サイクル中に、前記１つ以上の物理化学的特性に基づいて、前記複数の対象の親イオンを順次選択して透過させるステップと、
（ｉ）前記１種以上の対象の親イオン、および／または（ｉｉ）前記１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップと、
を含むイオンを分析する方法。
【請求項３０】
１つ以上の物理化学的特性に従ってイオンを分離するための１つ以上のセパレータと、
（ｉ）前記１つ以上のセパレータにおいて前記１つ以上の物理化学的特性に従って親イオンを分離する初期調査スキャンを実行し、
（ｉｉ）複数の対象の親イオンを前記調査スキャンから決定し、続いて
（ｉｉｉ）１つの収集または分離サイクル中に、前記１つ以上の物理化学的特性に基づいて、前記複数の対象の親イオンを順次選択して透過させ、
（ｉｖ）（ａ）前記１種以上の対象の親イオン、および／または（ｂ）前記１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するよう、構成および適合された制御システムと、
を備える質量分析装置。
【請求項３１】
第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離またはフィルタリングするステップと第２の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離またはフィルタリングするステップと、
１つの収集または分離サイクルの間に、１種以上の対象の親イオンが特定の所定の第１の物理化学的特性および特定の所定の第２の物理化学的特性を有する場合、前記１つ以上の特定の対象の親イオンを順次選択して前方に透過させ、前記１つ以上の特定の対象の親イオンと同じ電荷状態を有する他の親イオンは実質的に減衰させられるステップと、
（ｉ）前記その１つ以上の特定の対象の親イオン、および／または（ｉｉ）前記１つ以上の特定の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップと、
を含む特定の対象のイオンが前記試料内に存在するか否かを判断するため試料をスクリーニングする方法
【請求項３２】
前記第１の物理化学的特性は、イオン移動度または示差イオン移動度を含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第２の物理化学的特性は、質量または質量電荷比を含む請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
さらに第３の物理化学的特性に従って前記親イオンを付加的に分離するステップを含む請求項３１、３２または３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記第３の物理化学的特性は、クロマトグラフィー溶離時間または保持時間を含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
１つ以上の特定の対象の親イオンを順次選択し前方に透過させるステップは、さらに前記１つ以上の特定の対象の親イオンも特定の所定の第３の物理化学的特性を有する場合、前記１つ以上の特定の対象の親イオンを前方に透過させるステップを含む請求項３４または２５に記載の方法。
【請求項３７】
第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離またはフィルタリングするための第１のセパレータまたはフィルタと第２の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離またはフィルタリングするための第２のセパレータまたはフィルタと、
（ｉ）１つの収集または分離サイクルの間に、１つ以上の特定の対象の親イオンが特定の所定の第１の物理化学的特性および特定の所定の第２の物理化学的特性を有する場合、前記１つ以上の特定の対象の親イオンを順次選択して前方に透過させ、前記１つ以上の特定の対象の親イオンと同じ電荷状態を有する他の親イオンは実質的に減衰させられ、
（ｉｉ）（ａ）前記１つ以上の特定の対象の親イオン、および／または（ｂ）前記１つ以上の特定の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するよう構成および適合された制御システムと、
を備える質量分析装置。
【請求項３８】
前記第１の物理化学的特性は、イオン移動度または示差イオン移動度を含む請求項３７に記載の質量分析装置。
【請求項３９】
前記第２の物理化学的特性は、質量または質量電荷比を含む請求項３７または３８に記載の質量分析装置。
【請求項４０】
さらに第３の物理化学的特性に従って前記親イオンを分離するための第３のセパレータを含む請求項３７、３８または３９に記載の質量分析装置。
【請求項４１】
前記第３の物理化学的特性は、クロマトグラフィー溶離時間または保持時間を含む請求項４０に記載の質量分析装置。
【請求項４２】
さらに１種以上の対象の親イオンも特定の所定の第３の物理化学的特性を有する場合、前記制御システムはさらに順次１つ以上の特定の対象の親イオンを選択して前方に透過させるよう構成および適合される請求項４０または４１に記載の質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１２年３月２２日出願の英国特許出願第１２０５００９．２号の優先権および利益を主張する。この英国出願の全内容は、本明細書に開示している。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、イオン分析の方法、質量分析の方法、イオン分析のための分析器および質量分析装置に関する。
【０００３】
親イオンの初期調査スキャンが行われる質量分析装置を用いるデータ依存型収集（ＤＤＡ：Ｄａｔａ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓ）の実行が知られている。初期調査スキャンが行われると、対象の親イオンが決定され、続いて四重極質量フィルタによって単離または選択される。質量フィルタが、親イオンの質量電荷比に基づいて対象の特定の親イオンのみを透過させるように構成することにより、対象の親イオンが単離または選択される。続いて、対象の親イオンがフラグメント化されてもよく、得られたフラグメントイオンが質量分析され得る。得られたフラグメントイオンを質量分析することにより、対象の親イオンの特定される、すなわち、対象の親イオンの同一性が確認できる。
【０００４】
図１は、従来のＤＤＡ実験を行うために使用され得る、四重極飛行時間型質量分析器を備える公知の構成を示す。イオン源１からのイオンが、四重極ロッドセット質量フィルタ２へ透過される。ガス衝突またはフラグメンテーションセル３は四重極質量フィルタ２の下流に配置され、直交加速飛行時間型質量分析器４はガス衝突またはフラグメンテーションセル３の下流に配置される。
【０００５】
初期調査スキャンが実行され、その際、四重極２によって、広範な前駆または親イオンがガスセル３へ前方に透過されるよう、イオン誘導のみの動作モードにおいて、四重極２が動作する。ガスセル３も、親イオンがフラグメント化されることなく親イオンの広範な質量電荷範囲が直交加速飛行時間型質量分析器４へ前方に透過されるように、イオン誘導のみの動作モード（すなわち、非フラグメンティング動作モード）で作動する。続いて前駆または親イオンは、直交加速飛行時間型質量分析器４によって分析される。
【０００６】
初期調査スキャンに由来する対象の親イオンの質量電荷比は、ユーザー定義ルールに基づいて四重極質量フィルタ２の後の動作を制御するために使用される。
【０００７】
四重極質量フィルタ２は、特定の前駆または対象の親イオンを順次単離または選択するよう作動される。質量フィルタ２によって前方に透過される対象の親イオンは、前駆または親イオンをフラグメント化させるために続いてガスセル３内に加速される。得られたフラグメントイオンは、後の質量分析のために直交加速飛行時間型分析器４へ前方に透過される。
【０００８】
フラグメントイオンは、質量フィルタリング段階の選択性のため、特定の信頼度レベルで、前駆または親イオンに割り当てまたは関連付けられ得る。
【０００９】
この手法は役立つことが証明されているが、欠点がないわけではない。
【００１０】
第１に、公知の手法は、複数の種の親イオンが実質的に同時に四重極質量フィルタ２に達することになるが、１つの種の対象の親イオンのみが質量フィルタ２によって前方に透過されることになるため、比較的低いデューティサイクルを有するという問題を抱える。他の対象の親イオンは質量フィルタ２によって減衰されることとなる。
【００１１】
第２に、公知の手法では、複雑な混合物を処理する場合に、単離ステップの選択性が低くなる。後者の問題はキメラシーとして知られる。例えば、２つの異なる種の親イオンが実質的に同じ質量電荷比を有し得る。しかし、２つの異なる種のイオンを識別することが不可能なため、四重極質量フィルタ２は、両種の親イオンを透過させることになる。
【００１２】
低減されたデューティサイクルの第１の問題は、従来のＤＤＡ実験における質量フィルタリングステップの順次的な時間的本質の結果として起こる。実例として、質量フィルタ２によって選択され、前方に透過されることが望まれる１０の対象の前駆または親イオンを初期調査スキャンが特定する場合、１０の異なる前駆または親イオンのそれぞれを順に個々に選択するよう四重極質量フィルタ２は構成されることとなる。特定の前駆または親イオンが単離または選択されるが、他の９つの種の前駆または親イオン（これらは四重極質量フィルタ２に同時に存在するという事実のせいで）は四重極質量フィルタ２から消え去る。結果として、前駆または親イオン選択デューティサイクルは僅か１０％である。
【００１３】
不十分な単離または選択性の第２の問題は、複合前駆または親イオン種が、１つの単離段階の間、四重極質量フィルタ２によって前方に透過され得るという事実から生じる。これは、四重極質量フィルタ２の制限された質量分解能または質量透過ウィンドウに起因し得るかあるいは同時に存在する実質的に同じ質量電荷比を有する２つもしくは２つ以上の種の前駆または親イオンに起因し得る（すなわち、同重体干渉）。
【００１４】
改善された質量分析装置および質量分析の方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【００１５】
本発明の一態様によれば、
第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離し、第２の物理化学的特性に従って親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行するステップと、
複数の対象の親イオンを初期多次元調査スキャンから決定するステップと、
１つの収集または分離サイクル中に、第１の物理化学的特性および／または第２の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の親イオンを順次選択して透過させるステップと、
（ｉ）１種以上の対象の親イオン、および／または（ｉｉ）１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップと、を含むイオン分析の方法が提供される。
【００１６】
従来のＤＤＡ実験は、親または前駆イオンを続いて質量分析する直交加速飛行時間型質量分析器に透過することによって、親または前駆イオンを１次元のみにおいて（すなわち、質量電荷比）実質的に分離する初期調査スキャンの実行を含むということが当業者によって理解されるであろう。
【００１７】
対照的に、本発明の好ましい実施形態によれば、多次元調査スキャンは、最初に実行される。好ましい実施形態によれば、初期調査が可能な間、親イオンは好ましくは第１のセパレータ（例えば、イオン移動度セパレータ）により第１の物理化学的特性（例えば、イオン移動度）によって分離され、また続いて第２のセパレータ（例えば、直交加速飛行時間型質量分析器）により第２の物理化学的特性（例えば、質量または質量電荷比）によって分離される。
【００１８】
好ましい実施形態によれば、複数の異なる種の親イオンが、１つの実験中、収集または分離サイクルが行われる間、続いてそれらの第１および／または第２の物理化学的特性に基づいて選択されるか、または他の方法で単離される。これは、実験または収集毎に１つの種の親イオンのみが選択される従来のＤＤＡ実験を実行する方法とは対照的である。
【００１９】
この結果、好ましい実施形態に係る方法はデューティサイクルにおいて顕著な改善提供する。
【００２０】
好ましい実施形態に係る質量分析の方法は、データ依存収集（ＤＤＡ：Ｄａｔａ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ａｃｑｕｉｓｉｏｎ）実験における前駆または親イオンの選択段階のデューティサイクルを改善および／または好ましくは個々の単離ステップの特異性を改善する。
【００２１】
好ましい実施形態は、好ましくはイオン移動度および質量電荷比のようなある程度の直交性を有する２つ（または２つ以上）の特徴によって前駆または親イオンを分離および測定することを可能にする。前駆または親イオンは前方に透過される前に好ましくは両次元において選択または単離される。前駆または親イオンは、任意選択でフラグメント化されてもよく、親または前駆イオンあるいは親または前駆イオンに由来するフラグメントまたは生成イオンのいずれかが、続いて飛行時間型或いはその他の質量分析器によって質量分析され得る。
【００２２】
２次元以上のイオンの分離は、従来の質量分析および従来の動作モードと比較して、有利にも前駆または親イオン（または得られたフラグメントイオン）の改善された特異性、改善された単離（すなわち、低減されたキメラシー）および顕著に改善されたデューティサイクル提供する。
【００２３】
好ましい実施形態によれば、第１の物理化学的特性は、イオン移動度または示差イオン移動度を含む。
【００２４】
他の実施形態によれば、第１の物理化学的特性は、質量、質量電荷比または飛行時間を含む。
【００２５】
一実施形態によれば、第２の物理化学的特性は、イオン移動度または示差イオン移動度を含む。
【００２６】
好ましい実施形態によれば、第２の物理化学的特性は、質量、質量電荷比または飛行時間を含む。
【００２７】
第１の物理化学的特性に従ってイオンを分離するステップは、好ましくは一時的にイオンを分離するステップを含む。
【００２８】
第２の物理化学的特性に従ってイオンを分離するステップは、好ましくは一時的にイオンを分離するステップを含む。
【００２９】
より好ましくない実施形態によれば、第１の物理化学的特性に従ってイオンを分離するステップは、イオンを空間的に分離するステップを含む。
【００３０】
より好ましくない実施形態によれば、第２の物理化学的特性に従ってイオンを分離するステップは、イオンを空間的に分離するステップを含む。
【００３１】
複数の対象の親イオンを選択するステップは、好ましくは第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離またはフィルタリングするステップと、第２の物理化学的特性に従って親イオンをフィルタリングするステップとを含む。
【００３２】
複数の対象の親イオンを選択するステップは、好ましくはイオン移動度または示差イオン移動度を含む第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離またはフィルタリングするステップを好ましくは含む。
【００３３】
好ましい実施形態によれば、上記方法は、さらに親イオンをその移動度または示差イオン移動度に従って分離するために、イオン移動度または示差イオン移動度セパレータを用いるステップを含む。
【００３４】
複数の対象の親イオンを選択するステップは、好ましくは質量、質量電荷比または飛行時間を含む第２の物理化学的特性に従って親イオンをフィルタリングするステップを好ましくは含む。
【００３５】
好ましい実施形態によれば、上記方法は、さらに親イオンをその質量、質量電荷比、または飛行時間に従ってフィルタリングするために四重極ロッドセット質量フィルタを用いるステップを含む。
【００３６】
１つの収集または分離サイクル中に、第１の物理化学的特性および／または第２の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の親イオンを選択するステップは、質量、質量電荷比または飛行時間を好ましくは含む第２の物理化学的特性に従ってイオンをフィルタリングするために好ましくは四重極ロッドセット質量フィルタを用いるステップを含む。
【００３７】
この方法は、質量または質量電荷比範囲を有するイオンを減衰または排除するために、好ましくはさらに質量フィルタに広帯域励起電圧を印加するステップを含み、特定の所望の質量または質量電荷比が質量フィルタによって実質的に減衰または排除されないよう広帯域励起電圧は１つ以上の周波数ノッチを好ましくは含む。
【００３８】
好ましい実施形態によれば、この方法は好ましくはさらにイオン検出器の飽和を防ぐため、時間依存的様式でイオンを減衰させるステップを含む。
【００３９】
好ましい実施形態によれば、この方法は、さらに１種以上の対象の親イオンを選択するステップの後、フラグメントまたは生成イオンを形成するように１種以上の対象の親イオンをフラグメント化または反応させるステップを含む。
【００４０】
第１の物理化学的特性および第２の物理化学的特性は、同じであってもよく、および／または実質的に相関してもよい。
【００４１】
代替として、第１の物理化学的特性および第２の物理化学的特性は、実質的に異なってもよい、および／または実質的に無相関でもよい。
【００４２】
一実施形態によれば、この方法は、その１種以上の親イオンが順次選択され透過された後、かつ（ｉ）その１種以上の対象の親イオンおよび／または（ｉｉ）その１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップの前に、１種以上の対象の親イオン、および／または当該１種以上の対象の親イオンに由来する複数のフラグメント、生成物または他のイオンの空間分布を増加させるステップを含む。質量分析ステップの前のイオンの空間分布を増加させるステップは、対象の親または他のイオンがより多くのプッシャーイベントまたは飛行時間分離によってサンプリングされることを可能にするので、直交加速飛行時間型質量分析の場合に特に有益である。これは、より大きい分解能でイオンピークが分析されることを可能にし、イオン検出器が飽和効果に悩まされる可能性が少ないという利点とともに、任意の１つのプッシャーイベントで検出されるイオンの強度も低減されることになるので有益である。
【００４３】
本発明の一態様によれば、上記の方法を含む質量分析の方法が提供される。
【００４４】
本発明の一態様によれば、
第１の物理化学的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするための第１のセパレータまたはフィルタと、
第２の物理化学的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするための第２のセパレータまたはフィルタと、
分析器と、
（ｉ）第１のセパレータを用いて第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離し、第２のセパレータを用いて第２の物理化学的特性に従って親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行し、
（ｉｉ）複数の対象の親イオンを初期多次元調査スキャンから決定し、続いて
（ｉｉｉ）１つの収集または分離サイクル中に、第１の物理化学的特性および／または第２の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の親イオンを順次選択して透過させ、
（ｉｖ）分析器が（ｉ）その１種以上の対象の親イオン、および／または（ｉｉ）その１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するよう、構成および適合された制御システムと、
を備えるイオンを分析するための分析器が提供される。
【００４５】
本発明の一態様によれば、上記の分析器を備える質量分析装置が提供される。
【００４６】
本発明の一態様によれば、
第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離し、第２の物理化学的特性に従って親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行するステップと、
複数の対象の親イオンを初期多次元調査スキャンから決定するステップと、続いて
複数の第１世代フラグメントイオンを生じさせるよう親イオンをフラグメント化するステップと、
１つの収集または分離サイクル中に、第１の物理化学的特性および／または第２の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の第１世代フラグメントイオンを順次選択して透過させるステップと、
複数の第２世代フラグメントイオンを生じさせるよう複数の対象の第１世代フラグメントイオンをフラグメント化するステップと、
（ｉ）第２世代フラグメントイオン、および／または（ｉｉ）第２世代フラグメントイオンに由来するフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップと、
を含むイオンを分析する方法が提供される。
【００４７】
複数の対象の第１世代フラグメントイオンを選択するステップは、対応する親イオンの第１の物理化学的特性に基づいて第１世代フラグメントイオンを選択するステップを好ましくは含み、第１の物理化学的特性は、イオン移動度または示差イオン移動度を好ましくは含む。
【００４８】
複数の対象の第１世代フラグメントイオンを選択するステップは、第１世代フラグメントイオンの第２の物理化学的特性に基づいて第１世代フラグメントイオンを選択するステップを好ましくは含み、第２の物理化学的特性は、質量、質量電荷比または飛行時間を好ましくは含む。
【００４９】
本発明の一態様によれば、
第１の物理化学的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするための第１のセパレータまたはフィルタと、
第２の物理化学的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするための第２のセパレータまたはフィルタと、
フラグメンテーション装置と、
（ｉ）第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離し、第２の物理化学的特性に従って親イオンを分離する初期多次元調査スキャンを実行し、
（ｉｉ）複数の対象の親イオンを初期多次元調査スキャンから決定し、続いて
（ｉｉｉ）親イオンをフラグメンテーション装置内でフラグメント化させ複数の第１世代フラグメントイオンを生じさせるようにし、
（ｉｖ）１つの収集または分離サイクル中に、第１の物理化学的特性および／または第２の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の第１世代フラグメントイオンを順次選択して透過させ、
（ｖ）複数の第２世代フラグメントイオンを生じさせるよう複数の対象の第１世代フラグメントイオンをフラグメント化させ、
（ｖｉ）（ｉ）第２世代フラグメントイオン、および／または（ｉｉ）第２世代フラグメントイオンに由来するフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するよう構成および適合された制御システムと、
を備える質量分析装置が提供される。
【００５０】
本発明の一態様によれば、
１つ以上の物理化学的特性に従って親イオンを分離する初期調査スキャンを実行するステップと、
複数の対象の親イオンを調査スキャンから決定するステップと、続いて
１つの収集または分離サイクル中に、１つ以上の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の親イオンを順次選択して透過させるステップと、
（ｉ）１種以上の対象の親イオン、および／または（ｉｉ）その１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップと、
を含むイオンを分析する方法が提供される。
【００５１】
本発明の一態様によれば、
１つ以上の物理化学的特性に従ってイオンを分離するための１つ以上のセパレータと、
（ｉ）１つ以上のセパレータにおいて１つ以上の物理化学的特性に従って親イオンを分離する初期調査スキャンを実行し、
（ｉｉ）複数の対象の親イオンを調査スキャンから決定し、続いて
（ｉｉｉ）１つの収集または分離サイクル中に、１つ以上の物理化学的特性に基づいて、複数の対象の親イオンを順次選択して透過させ、
（ｉｖ）（ａ）１種以上の対象の親イオン、および／または（ｂ）その１種以上の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するよう、構成および適合された制御システムと、
を備える質量分析装置が提供される。
【００５２】
本発明の他の態様によれば、
第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離またはフィルタリングするステップと、第２の物理化学的特性に従って親イオンを分離またはフィルタリングするステップと、
１つの収集または分離サイクルの間に、１種以上の対象の親イオンが特定の所定の第１の物理化学的特性および特定の所定の第２の物理化学的特性を有する場合、１つ以上の特定の対象の親イオンを順次選択して前方に透過させ、１つ以上の特定の対象の親イオンと同じ電荷状態を有する他の親イオンは実質的に減衰させられるステップと、
（ｉ）その１つ以上の特定の対象の親イオン、および／または（ｉｉ）その１つ以上の特定の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するステップと、
を含む特定の対象のイオンが試料内に存在するか否かを判断するため試料をスクリーニングする方法が提供される
【００５３】
この手法によれば、初期多次元調査スキャンは好ましくは同じ収集間に実行されない。代わりに、特定の対象の親イオンがどのように２次元分離に分離するかという詳細が保存され方法開発ステップとして利用される。所定の方法開発ステップは、特定の対象の親イオンの存在をモニターするため用いられ、これは例えば食物または製剤試料内の不純物を含むことがある。
【００５４】
特定の所定の第２の物理的特性を有する特定の対象の親イオンを選択し前方に選択するステップは、特定の（狭い）質量または質量電荷比範囲内の質量または質量電荷比を有する親イオン、例えば特定の質量または質量電荷比の１Ｄａ，＜１Ｄａ，＜０．９Ｄａ，＜０．８Ｄａ，＜０．７Ｄａ，＜０．６Ｄａ，＜０．５Ｄａ，＜０．４Ｄａ，＜０．３Ｄａ，＜０．２Ｄａまたは＜０．１Ｄａの範囲内の質量電荷比を有するイオン、を選択するステップを好ましくは含む。
【００５５】
さらに、特定の対象の親イオンは、好ましくは同じ電荷ステージを有する他の親イオン（好ましくは減衰された）から選択され前方に透過される。
【００５６】
第１の物理化学的特性は、好ましくはイオン移動度または示差イオン移動度を含む。
【００５７】
第２の物理化学的特性は、好ましくは質量または質量電荷比を含む。
【００５８】
この方法は好ましくはさらに第３の物理化学的特性に従って親イオンを付加的に分離するステップを含む。
【００５９】
第３の物理化学的特性は、好ましくはクロマトグラフィー溶離時間または保持時間を含む。
【００６０】
特定の対象の親イオンを順次選択し前方に透過させるステップは、その対象の親イオンも特定の所定の第３の物理化学的特性を有する場合、好ましくはさらにその特定の対象の親イオンを前方に透過させるステップを含む。
【００６１】
本発明の他の態様によれば、
第１の物理化学的特性に従って親イオンを分離またはフィルタリングするための第１のセパレータまたはフィルタと第２の物理化学的特性に従って親イオンを分離またはフィルタリングするための第２のセパレータまたはフィルタと、
（ｉ）１つの収集または分離サイクルの間に、対象の親イオンが特定の所定の第１の物理化学的特性および特定の所定の第２の物理化学的特性を有する場合、１つ以上の特定の対象の親イオンを順次選択して前方に透過させ、その１つ以上の特定の対象の親イオンと同じ電荷状態を有する他の親イオンは実質的に減衰させられ、
（ｉｉ）（ａ）その１つ以上の特定の対象の親イオン、および／または（ｂ）その１つ以上の特定の対象の親イオンに由来する１種以上のフラグメント、生成物または他のイオンのいずれかを分析するよう構成および適合された制御システムと、
を備える質量分析装置が提供される。
【００６２】
第１の物理化学的特性は、好ましくはイオン移動度または示差イオン移動度を含む。
【００６３】
第２の物理化学的特性は、好ましくは質量または質量電荷比を含む。
【００６４】
質量分析装置は、好ましくは第３の物理化学的特性に従って親イオンを分離するための第３のセパレータを含む。
【００６５】
第３の物理化学的特性は、好ましくはクロマトグラフィー溶離時間または保持時間を含む。
【００６６】
一実施形態によれば、対象の親イオンも特定の所定の第３の物理化学的特性を有する場合、制御システムはさらに順次特定の対象の親イオンを選択および前方に透過させるよう構成および適合される。
【００６７】
好ましい実施形態によれば、少なくとも２つの異なるまたは分離したイオン分離装置を備える質量分析装置が提供される。
【００６８】
一実施形態によれば、イオン分離装置の一方はイオン移動度分析装置またはセパレータを含むことができ、他方のイオン分離装置は、質量分析装置または質量分析器を備え得る。
【００６９】
好ましい実施形態によれば、質量分析装置は好ましくは上記の特徴の１つ（例えば、質量電荷比）によってイオンをフィルタリングまたは分離する少なくとも１つのイオンフィルタ（例えば、質量フィルタ）と、生成またはフラグメントイオン（例えば、ガス衝突セル）を生み出すためのフラグメンテーションまたは反応装置を好ましくは含む。
【００７０】
本発明の様々な実施形態は例示的目的のために構成の一例としてここで添付の図面を参照し説明することとする。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ＤＤＡ実験を実行するために使用され得る公知の四重極飛行時間型質量分析器を示す図である。
【図２】イオン移動度セパレータ、四重極質量フィルタ、ガスセルおよび直交加速飛行時間型質量分析器を備える本発明の一実施形態に係る質量分析装置を示す図である。
【図３】２次元のネストされたデータセットを備え、イオンがそれらの移動度に従って１次元に分離され、それらの質量電荷比に従って２次元に分離された本発明の一実施形態に係る初期２次元調査スキャンを示す概略図である。
【図４】図３に示される２次元のネストされたデータセット内の５つの異なる種の親イオンが従来のＤＤＡ分析方法と比較しデューティサイクルが顕著に改善された結果で実質的に単離されまたはそうでない場合は選択される本発明の一実施形態を示す概略図である。
【図５】選択された５つの異なる種の親イオンに関連する複数の異なる種のフラグメントイオンが本発明の一実施形態によってどのように調べられ得るかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
本発明の好ましい実施形態はここで図２を参照し説明することとする。本発明の一実施形態に係る質量分析装置は図２に示され、イオン運動度セパレータ５と、四重極質量フィルタ２と、ガスセル３と、直交加速飛行時間型質量分析器４とを備える。イオン源１からのイオンは好ましくはイオン移動度セパレータ５へ通され、好ましくはイオン移動度セパレータ５内のそれらのイオン移動度に従って分離される。
【００７３】
好ましい実施形態は、初期調査スキャンが実行され、四重極質量フィルタによって対象の親イオンがそれらの質量比に基づいてのみ後に選択されるデータ依存型収集（ＤＤＡ：Ｄａｔａ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）を実行する従来の方法に固有の２つの問題に言及する。
【００７４】
第１に、比較的低い前駆または親イオン選択デューティサイクルを改善するために、好ましい実施形態によれば、前駆または親イオンは四重極質量フィルタ２に届く前にイオン移動度セパレータ５内のそれらのイオン移動度に従って分離させることによって好ましくは一時的に分離される。
【００７５】
好ましい実施形態によれば、１つの収集、実験中または分離サイクルの間、質量フィルタ２は複数の異なる種の対象の前駆または親イオンを前方に透過させるために好ましくは切り替えられる。その結果、１つの分離サイクルの間、質量フィルタ２によって減衰することなく複数の異なる種の対象の親イオンが選択され、前方に透過される。そして本発明によるこの方法はデューティサイクルにおいて顕著な改善提供する。
【００７６】
理想的には、異なる前駆または対象の親イオン間の切り替えのために質量フィルタ２によってかかる時間はイオン移動度セパレータ５におけるプレ分離時間よりも十分に短く、これは得られる高いデューティサイクルでイオン移動度セパレータ５の各分離サイクル内の複数の異なる種の対象の前駆または親イオン間で選択するために質量フィルタ２を切り替える可能性を与える。
【００７７】
第２に、キメラシー問題を改善するために、イオン移動度分析装置５または他の分離装置は好ましくは質量フィルタ２のそれに対してある程度の直交性を有する特徴または好ましくは質量電荷比に従って分離させる他のフィルタリング装置に基づいてイオンを好ましくは分離させる。
【００７８】
プレ分離装置、イオン移動度セパレータ５または他の分離装置は、好ましくは質量または質量電荷比に対して実質的に直交である特徴に基づいてイオンを分離させるよう構成されるが、すなわちこれは質量電荷比に相関する。
【００７９】
しかし、他の実施形態によれば、少なくともある程度の直交性がある場合、これはある程度のキメライオンの分解を可能にすることとなるため、プレ分離装置は少なくともある程度は質量または質量電荷比に相関する分離を実行し得る。
【００８０】
セパレータ（例えば、イオン移動度セパレータ５）およびフィルタ（例えば、質量フィルタ２）は、好ましくは実質的に直交様式でイオンを分離およびフィルタリングすることが望ましい。しかし、分離およびフィルタリングステップが、実際には直交であることまたは実際に任意の程度の直交性を有することは必須ではないということが理解されるべきである。
【００８１】
より好ましくない実施形態によれば、セパレータは第１の（低い）分解能でイオンをその質量、質量電荷比またはイオン移動度に従って分離してもよく、フィルタもイオンをそれらの質量、質量電荷比またはイオン移動度に従って、しかし第２の異なる（高い）分解能でフィルタリングし得る。
【００８２】
一実施形態によれば、イオン源領域を出るイオン１は、周期的に蓄積され、続いてイオン移動度セパレータ５または他の分離装置内に放出される。イオン移動度セパレータ５は、好ましくはイオンをそのイオン移動度に従って時間内に分離する。
【００８３】
好ましい実施形態に係る初期調査スキャンは、好ましくは実行され、好ましくは広い質量範囲モードにおいて動作される（すなわち、質量フィルタ２はイオンをその質量電荷比に従ってフィルタリングしない）四重極質量フィルタ２を通してイオンは好ましくは前方に透過される。イオンは続いて好ましくはガス衝突セル３または好ましくは実質的にオフに切り替えられた他のフラグメンテーション装置に入る。ガス衝突セル３または他のフラグメンテーション装置はしたがって好ましくは本質的にイオン誘導として動作し、好ましくはイオン移動度分離の忠実性を維持する。フラグメント化を解消した親イオンは、好ましくはガス衝突セル３を出て、続いて後の質量分析のために直交加速飛行時間型質量分析器４に透過される。
【００８４】
飛行時間型質量分析器収集システムは、１次元または軸が好ましくは質量電荷比（すなわち、飛行時間型質量分析器４を通した飛行時間）に対応し、他の次元は好ましくはイオン移動度（イオン移動度セパレータ５を通る際のそれらのイオン移動度によるイオンの一時的分離に起因する）に対応する２次元にネストされたデータセットを好ましくは収集する。
【００８５】
初期調査スキャンが完了し、２次元のネストされたデータセットが得られると、対象の前駆または親イオンが続いて好ましくは特定されるか、または他の方法で２次元空間内で後の単離または選択のために決定される。
【００８６】
図３は、好ましい実施形態に係る初期調査スキャンの結果として取得され得る２次元のネストされたデータセットの例を示す。
【００８７】
初期調査スキャンは、好ましくは分析され、１つの収集または実験中に、複数の異なる種の対象の前駆または親イオンは好ましくは後に２次元空間において順次単離または選択される。イオンをそれらのイオン移動度に従って一時的に分離するためにイオン移動度セパレータ５を通して前駆または親イオンを透過させることによって、１つの収集または分離サイクルの間、複数の異なる種の対象の前駆または親イオンは、好ましくは後に単離または選択される。イオン移動度セパレータ５の１つの分離サイクルの間、対象の前駆または親イオンがイオン移動度セパレータ５から溶離するよう四重極質量フィルタ２は後に特定の質量または質量電荷比を有する複数の異なる所望の種の前駆または親イオンを選択および前方に透過させるために続いて好ましくは動作する。初期調査スキャンから対象として特定されなかった他の前駆または親イオンは質量フィルタ２によって前方に透過されず、分離サイクルの間、質量フィルタ２によって実質的に減衰される。
【００８８】
１つの移動度分離、１つの収集または１つの分離サイクル内でまたはその間、好ましくは単離されるか、または他の方法で選択される複数の異なる種の対象の前駆または親イオンが図４に示され、斜線を付した領域は、単離されるか、または他の方法で選択され後に分析されることが望まれる異なる種の対象の親または前駆イオンと対応する。
【００８９】
対象ではない親イオンは図４において白抜きの領域として示される。これらの親イオンは、質量フィルタ２によってさらなる分析のために選択されず、好ましくは質量フィルタ２によって減衰される。
【００９０】
好ましい実施形態によれば、質量フィルタ２は、対象の親または前駆イオンを透過させ、他の望ましくない親または前駆イオンを減衰させるよう好ましくは構成される。
【００９１】
図４に示される特定の例において、質量フィルタ２は、時間ｔ１において質量電荷比ｍ１を有する親イオン、時間ｔ２において質量電荷比ｍ２を有する親イオン、時間ｔ３において質量電荷比ｍ３を有する親イオン、時間ｔ４において質量電荷比ｍ４を有する親イオン、時間ｔ５において質量電荷比ｍ５を有する親イオンを、それぞれ透過させるよう構成される。
【００９２】
他の時間で、質量フィルタ２は、どの親イオンも前方に透過させないように好ましくは構成される。すなわち、質量フィルタ２が全ての他の親イオンを減衰させるよう構成される。
【００９３】
また、時間ｔ１において、質量フィルタ２は質量電荷比ｍ１を有する親イオンを透過させるようにのみ構成される。同様に、時間ｔ２において、質量電荷比ｍ２を有する親イオンのみが透過され、時間ｔ３において、質量電荷比ｍ３を有する親イオンのみが透過される。時間ｔ４において、質量電荷比ｍ４を有する親イオンのみが透過され、時間ｔ５で、質量電荷比ｍ５を有する親イオンのみが透過される。
【００９４】
図４に示される白抜きの領域は、図３で示される前駆または親イオンを示し、これは対象のものではないため、後のフラグメンテーションまたはさらなる分析のために後に単離または選択されない。
【００９５】
図４に示される特定の例において、５つの異なる種の前駆または親イオン（合計１０の異なる種の前駆または親イオンのうち）は、対象の親イオンを示すよう決定され、その結果、対象の親イオンがイオン移動度分析装置５から進行的に溶離する際、質量フィルタ２によって後に単離および選択される。その結果として、この手法によるデューティサイクルは、収集毎に後のフラグメンテーションおよび質量分析のために１つの種の対象の親イオンのみが選択される従来の手法と比較し５倍に顕著に改善される。
【００９６】
また図４は、実質的にｍ３と同じ質量電荷比を有する２つの異なる種の親イオンが存在する状況下における好ましい実施形態の他の利点も示す。
【００９７】
従来の方法によれば、質量電荷比ｍ３を有する両方の種の親イオンは四重極質量フィルタ２によって同時に前方に透過され得る。結果として、これはキメラシー問題を引き起こすことになり得る。
【００９８】
しかし、好ましい実施形態によれば、２つの異なる種の親イオンは本質的に同じ質量電荷比ｍ３を有しているが、それらは異なる時間でイオン移動度分析装置５から出現するためキメラシー問題は解決される。結果として、質量電荷比ｍ３およびｔ３のイオン移動度ドリフト時間を有する種の対象の親イオンは質量フィルタ２によって単離または選択される事が可能でありガスセル３に前方に透過される一方で質量電荷比ｍ３であるが短いイオン移動度ドリフト時間ｔ２を有する他の望ましくない種の親イオンは質量フィルタ２によって排除されるか、または他の方法で減衰されるよう構成されてもよい。
【００９９】
本発明の好ましい実施形態は上記で説明され、イオンをそれらの移動度に従って分離し、続いてそれらの質量電荷比に従ってイオンをフィルタリングすることに関する。しかし、本発明はより広く拡大し、第１の物理否定的特性に従ってイオンを分離またはフィルタリングするよう構成および適合される第１のセパレータまたはフィルタと、第２の物理化学的特性に従ってイオンをフィルタリングするよう構成および適合される第２のフィルタを備える実施形態をカバーする。
【０１００】
第１および第２の物理化学的特性が強く関連あるいは相関しない場合、干渉が解消される。
【０１０１】
質量フィルタ２によって単離または選択される対象の親または前駆イオンは、好ましくは、四重極質量フィルタ２を出るよう構成され、親イオンをフラグメント化または反応させるよう誘導するために、続いて好ましくはガス衝突セル３または他のフラグメンテーションまたは反応装置内に加速される。ガス衝突セル３または他のフラグメンテーションまたは反応装置は、好ましくは対象の親または前駆イオンの両方をフラグメント化するよう機能する一方、同時に同じフラグメントイオンの分離を、イオン移動度セパレータ５によって分離される対応する前駆または親イオンとして維持する。
【０１０２】
得られるフラグメントまたは生成イオンは、続いて好ましくは後の質量分析のために直交加速飛行時間型質量分析器４へ前方に透過される。
【０１０３】
サイクルは何度も反復されてもよく、複数の２次元分離の結果が好ましくは合計され得る。
【０１０４】
複数の前駆または親イオンに対するフラグメントイオンスペクトルも調べられ得るが、これは図５に示されるようにフラグメントイオンスペクトルもイオン移動度収集軸または次元に沿って分離されるためである。例えば、図５において、質量電荷比ｆｍ１、ｆｍ２、ｆｍ３、ｆｍ４、ｆｍ５を有する５つのハイライトされたフラグメントイオンは全て、図４に示したイオン移動度ドリフト時間ｔ５および質量電荷比ｍ５を有する特定の対応する前駆または親イオンに関連している（フラグメントイオンｆｍ１〜ｆｍ５は全て本質的に対応する前駆または親イオンがイオン移動度セパレータ５から溶離するときと同じ時間ｔ５で観察されることになるため）。
【０１０５】
好ましい実施形態によれば、イオンをそれらの移動度に従って分離させるために異なるタイプのイオン移動度セパレータが使用され得る。一実施形態によれば、イオン移動度セパレータは、一様磁場を有するイオン移動度セパレータと、進行波イオン移動度分析装置であってこのイオン移動度分析装置の長さに沿ってイオンを発生させるために１つ以上の過渡直流電圧または電位が複数の電極に印加される進行波イオン移動度分析装置と、イオン移動度分析装置であってイオンがスパイラル状またはらせん状のイオン経路をたどるイオン移動度分析装置または多重パスイオン移動度分析装置を備えてもよい。
【０１０６】
さらなる実施形態によれば、イオン移動度分析装置は、イオンのプレ蓄積なしのイオン漏斗および／または装置を備え得る。
【０１０７】
イオン移動度分析装置は、広い範囲の圧力およびにわたって動作してもよく、および／または指向性ガス流路を使用してもよい。
【０１０８】
別の過渡直流電圧または進行波によっておよび／または軸方向の直流磁場によってイオンがガスセルまたはフラグメンテーション装置の軸長に沿って移動するガスセルまたはフラグメンテーション装置を含む移動度分離軸の忠実性を維持するために異なるガスセルが導入され得る。
【０１０９】
飛行時間型質量分析器以外の他のタイプの質量分析装置が使用され得る。しかし、飛行時間型質量分析器の分離時間スケールは、イオン移動度分離時間スケールに追従するのに十分速いので、飛行時間型質量分析器が特に好ましい。
【０１１０】
単離のための前駆または親イオンの識別は、他の特定された前駆または親イオンからの分離度のような基準を含み得る。
【０１１１】
対象の前駆または親イオンが単離されるか、または他の方法で選択される順番は短いプレ分離サイクル時間に最適化され得る。
【０１１２】
本発明によって実現されるデューティサイクルの改善は、必ずしも直交の２次元分離なしでも実現でき得るということを認識することは重要である。例えば、一実施形態によれば、両方の次元が質量、質量電荷比、イオン移動度または異なるイオン移動度であり得る。本発明によって実現されるデューティサイクルにおけるこの改善は、セパレータの１つの分離サイクルの間または好ましくは対象の如何なる親イオンの損失または減衰のない１つの収集の間に、複数の異なる種の対象の親イオンを単離および選択できることによって実現される。
【０１１３】
したがって、デューティサイクルにおけるいくつかの利点は、たとえ強く相関した分離であっても得ることが可能であり、一実施形態によれば、１次元初期調査スキャンがある状況下で実行され得るということが明らかとなる。この動作構造またはモードにおいて、１つの軸における測定は他の軸範囲を制限するために使用され得る。例えば、図２に示されるようなＩＭＳ四重極飛行時間型質量分析器で、調査スキャンは質量電荷比においてのみ動作し得る。結果として、質量電荷比とＩＭＳドリフト時間の強い相関性は、所与の質量電荷比および特定の電荷状態に対して、対象の親イオンがイオン移動度セパレータを出ることになる可能時間の範囲が顕著に低減されることを意味することになる。再び改善されたデューティサイクルおよびある程度改善されたキメラシー分解能を実現するこれらの時間間隔の間、質量フィルタは時折イオンを透過させるために切り替えられ得る。
【０１１４】
好ましい動作モードはまた米国特許第７５８６０８８号に記載のような電荷状態ストリッピング動作モードのような他の記載された動作モードとＥｎｈａｎｃｅｄ  Ｄｕｔｙ  Ｃｙｃｌｅ（ＥＤＣ）動作モードおよびＨｉｇｈ  Ｄｕｔｙ  Ｃｙｃｌｅ（ＨＤＣ）動作モードのような、向上した飛行時間デューティサイクルモードと共に使用され得る。
【０１１５】
より好ましくない実施形態によれば、デューティサイクルの改善および特異性の向上に関する上記の手法は、Ｄａｔａ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ（ＤＩＡ）または対象の前駆または親イオンがＤＤＡ初期調査スキャンに対立する方法開発段階の一部として特定されるＭｕｌｔｉｐｌｅ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ（ＭＲＭ）のようなターゲット実験と共に使用されるよう適合され得る。
【０１１６】
本発明の一実施形態に係る質量分析装置および質量分析装置の方法は、イオン移動度分離の忠実性が質量分析装置または質量分析器の最終段階まで維持されない動作構造およびモードを含み得る。例えば、公知の機器で利用可能なマルチプレックスＤＤＡまたはＭＲＭモードは四重極質量フィルタの前のプレ分離から利益を得ることがある。この利益は改善されたデューティサイクルおよび改善されたキメラシー分解能の両方として現れる。
【０１１７】
好ましい実施形態に係る装置は、質量フィルタまたはイオントラップのような他の分析装置によって続行され得る。
【０１１８】
時間スケールが許可すれば、複数の装置は平行または連続的にカスケード接続され得る。
【０１１９】
一実施形態によれば、２次元以上の分離および／またはフィルタリングが用いられ得る。例えば、一実施形態によれば、イオンが、３、４、５または５以上の異なる次元に分離および／またはフィルタリングされ得る。
【０１２０】
好ましい実施形態に係る多次元調査スキャンは、調査スキャンデータの改善された質量精度の可能性を提供する干渉分離に固有の利益を有し、そのような利益は、１つの収集または分離サイクルの間、対象の親イオンを選択および分析するデューティサイクルの増加を可能にする独立した能力であるということが認識されよう。
【０１２１】
セパレータの他の組み合わせも好ましい実施形態に係る手法から利益を得ることができる。例えば、質量フィルタおよび／または飛行時間型質量分析器と組み合わされる示差移動度セパレータ、ＦＡＩＭＳおよび示差移動度分析器のようなフィルタリング移動度装置が使用され得るが、これらも、移動度フィルタおよび四重極質量フィルタを設定するためのベストな時間を決定するときこの手法から利益を得ることができる。
【０１２２】
微分型電気移動度測定装置（ＤＭＡ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ａｎａｌｙｓｅｒ）‐ＩＭＳ計測器のような質量分析装置を含まない他の組み合わせも利益を得ることができる。
【０１２３】
一実施形態によれば、セパレータは、ドリフトチューブまたは進行波イオン移動度分析装置のようなイオン移動度分析装置を備え得る。セパレータは示差イオン移動度分析装置またはセパレータ（ＤＭＳ）、フィールド非対称性イオン移動度分光計（ＦＡＩＭＳ：Ｆｉｅｌｄ  Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｉｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）装置または示差イオン移動度分析器（ＤＭＡ）装置のようなイオン移動度フィルタが続き得る。上記のような同じ原理を適用し、１つのイオン移動度分析サイクル内または１つの分離サイクル内でイオンを異なる時間で透過させるようイオン移動度フィルタは設定され得る。また、このような手法は、キメラ干渉の解消を支援し、フィルタのデューティサイクルを改善する。
【０１２４】
比較的低い分解能イオン移動度分析装置に示差移動度分析器（ＤＭＡ）が続き得る一実施形態が検討される。ＤＭＡ装置は、スキャニングＤＭＡ装置のデューティサイクルを改善するようにＩＭＳサイクル時間とシンクロし自動的にスキャンされ得る。
【０１２５】
イオン移動度情報は、衝突断面を決定し、前駆または親イオン／データベース検索の識別を助けるためそれ自体で役立ち得る。
【０１２６】
多次元調査スキャンは、干渉分離を可能にし、改善された質量精度を提供するため、たとえデューティサイクル改善が得られなくとも、それ自体有利である。
【０１２７】
好ましい実施形態は、親または前駆イオンのフラグメンテーションを含むが、親または前駆イオンが必ずしもフラグメント化されない本発明の実施形態も検討されるということが理解されよう。例えば、本発明の一実施形態は、選択イオンレコーディング（ＳＩＲ：Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｉｏｎ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）型実験に関連し得る。この実施形態によれば、対象の親イオンはフラグメント化されず、ＳＩＲ型実験が実行される。
【０１２８】
分離時または分離後にイオンの強度が減衰される本発明の実施形態も検討される。例えば、イオンが同じ要因によって全て減衰される可能性があり、または代替として異なる親または前駆イオンに対する異なる要因によってイオンが減衰される可能性がある。
【０１２９】
さらなる実施形態によれば、第２のセパレータおよび／または第２のフィルタおよび／または任意で衝突またはフラグメンテーション装置が、閉ループ型構造として提供され得る。この実施形態によれば、イオンは好ましくは閉ループを循環し、好ましくは第１のセパレータ（例えば、イオン移動度分析装置）および／またはフィルタ（四重極質量フィルタ）および／または衝突あるいはフラグメンテーションセルが好ましくはループ内に提供される。
【０１３０】
一実施形態によれば、切り替えまたは選択の決定は、分離次元のいずれかまたは両方の測定に基づき得る。例えば、イオンは特定の質量電荷比を有することに加えて、および、または特定の範囲内で特定の特徴的なイオン移動度またはイオン移動度を有することに基づいて選択される可能性があり得る。
【０１３１】
一実施形態によれば、イオンは分離段階後（例えば、イオン移動度分離）ビーム経路に沿った任意のポイントで減衰され得る。減衰値は、ターゲットイオン、対象の親イオンまたは対象の親イオンに由来するフラグメントまたは生成イオンがイオン検出器を飽和させないようにまたは他の望ましくない影響を引き起こさないようにするために分離（例えば、イオン移動度分離）の時間スケール内で変動し得る。この減衰値は前に収集したデータから決定され得る。そのような実施形態は、特にＭＲＭ型収集に適用可能であるが、ＤＤＡ動作モードにも利用性を有する。
【０１３２】
他の実施形態によれば、移動度が分離された親または前駆イオンからの第１世代フラグメントイオンは、好ましくは単離されるか、または他の方法で選択される。第１世代フラグメントイオンは、第２世代フラグメントイオンを生じさせるため、続いてさらなるフラグメンテーションにさらされ得るので、それによってＭＳ3またはＭＳ／ＭＳ／ＭＳ動作モードがＤＤＡまたはターゲットモードにおいて実行されることを可能にする。得られた質量スペクトルデータは、イオンが正しく数量化または定量化されるようイオンの減衰を修正するためにスケーリングされ得る。
【０１３３】
他の実施形態によれば、好ましい実施形態に係る方法または手法は、親または前駆イオンに関連するフラグメントイオンを高いデューティサイクルで単離するためのみに用いられ得る。例えば、ペプチドまたは他の複合分子が、異なる電荷状態を有し、異なる付加物を有し、または異なるモディフィケーションを有する複数の異なる親イオンにフラグメント化され得る。好ましい実施形態に係る方法は、同じ特徴および／またはモディフィケーションおよび／または特性を有する親イオンが単離され選択されることを可能にする。
【０１３４】
他の実施形態によれば、高いダイナミックレンジで簡略化されたＭＳ／ＭＳスペクトルを生成するためにＩＭＳ分離およびフラグメンテーションの故意の損失へと続く好ましい実施形態に係るターゲットとされるようにデータが簡略化され得る。特に、対象の親イオンは比較的短いドリフト時間の広がりでセパレータ（例えば、イオン移動度セパレータ）から生じ得る。質量分析器に対して対象の親イオンまたは関連したフラグメントイオンの大きな強度を短い時間周期において提供することは、イオン検出器を飽和させる可能性がありイオン移動度の制限された分解能を引き起こすことになり得る。一実施形態によれば、イオン移動度ピークは、対象の親イオンまたは関連したフラグメントイオンが拡大され得るので、それによってより長い時間周期にわたり質量分析器に提供される結果となりイオン検出器が飽和するのを防止する。質量分析の前にイオンの一時的な広がりを増加させることは、より多くの直交加速度飛行時間型によって、収集イオン移動度ピークがサンプリングされることを意味することになるので、イオン移動度ピークの形は改善される分解能という結果となる。
【０１３５】
一実施形態によれば、質量フィルタリングイオンの手段として１つ以上の周波数ノッチと共に広帯域励起周波数を利用する質量フィルタが使用され得る。複数の質量電荷比値または範囲は、ドリフト時間においてまたは同時に近づいて離間し送信されるＲＦ／ＤＣ分解四極子を用いることに勝る利点を提供する。これは、ドリフト時間分解ピークの後の送信におけるＲＦ／ＤＣ切り替えセトリング時間に関連する問題のいくつかを順番に緩和する。これは、ドリフト時間において重なっている質量電荷比範囲がまた送信されることを可能にする。
【０１３６】
特に、イオン排除のためのイオン移動度分離、広帯域ノイズ信号と共に動作される四重極ロッドセット後の、質量電荷比フィルタレーションを提供する代替手段は、対象の特定のイオンの送信を可能にするよう構成された周波数ノッチが導入され得る。この手法のこの利用は、例えば、イオン移動度（または他）分離および／または複数の重なっている周波数ノッチが、任意の所与のドリフト時間で１つ以上の質量電荷比を有するイオンを前方に送信するために使用され得る間、１つの周波数ノッチは質量フィルタレーションのために使用されてよいということである。１つのまたは小さい質量電荷比範囲を許可するため周波数ノッチが周波数ノッチは比較的狭くてよく、または代替として周波数ノッチは質量電荷比の範囲をカバーするために拡大され得る。
【０１３７】
複数のコンポーネントがドリフト時間において重なる場合、任意の後の前駆イオン割り当てを助けるためのドリフト時間プロフィール情報を維持することが有益であり得る。これは、上記のようなノッチ周波数手法にも、および上記の後続するＲＦ／ＤＣ法にも適用可能である。
【０１３８】
本発明は好ましい実施形態を参照し説明されたが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって形態における種々の変更および詳細がなされ得るということが理解されるであろう。
【図１】
2015512515.tif 000003
【図２】
2015512515.tif 000004
【図３】
2015512515.tif 000005
【図４】
2015512515.tif 000006
【図５】
2015512515.tif 000007
【国際調査報告】
2015512515.tif 000008
2015512515.tif 000009
2015512515.tif 000010
2015512515.tif 000011
2015512515.tif 000012
2015512515.tif 000013