(57)【要約】  ＲＦイオンガイドまたはイオントラップならびにＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に試薬ガスを供給するように配置・適応させたデバイスを含む質量分析計が開示される。質量分析計は、光イオン化デバイスと、（ｉ）第１イオンをＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内でフラグメント化または解離させて第２イオンおよび中性分子を形成するため；ならびに（ｉｉ）光イオン化デバイスに、試薬ガスを光イオン化および／または光励起させて、試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成するために配置・適応させた制御システムとをさらに含む。試薬イオン、励起種またはラジカル種は、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内にある中性分子の少なくとも一部と相互作用して、被分析物イオンを形成する。  【選択図】図１
2015519706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ；
前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に試薬ガスを供給するように配置・適応させたデバイス；
光イオン化デバイス；および
（ｉ）前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で第１イオンをフラグメント化または解離させて第２イオンおよび中性分子を形成するように；そして
（ｉｉ）前記光イオン化デバイスに前記試薬ガスを光イオン化および／または光励起させて試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成するように配置・適応させた制御システムを含み、前記試薬イオン、励起種またはラジカル種が前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に位置する前記中性分子の少なくとも一部と相互作用して被分析物イオンを形成する、質量分析計。
【請求項２】
前記励起種が、励起された中性原子、励起された中性分子、励起された準安定原子または励起された準安定分子を含む、請求項１に記載の質量分析計。
【請求項３】
前記試薬イオン、励起種またはラジカル種が：（ｉ）エネルギー、プロトンもしくは電子が前記試薬イオン、励起種もしくはラジカル種および前記中性分子間で伝達または交換されて、前記被分析物イオンを形成するように；ならびに／あるいは（ｉｉ）エネルギー、プロトンもしくは電子が前記試薬イオン、励起種もしくはラジカル種および／または前記中性分子によって捕捉される、ならびに／または前記試薬イオン、励起種もしくはラジカル種および／または前記中性分子から放出されて、前記被分析物イオンを形成するように、前記中性分子の少なくとも一部と相互作用する、請求項１または２に記載の質量分析計。
【請求項４】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ；
前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に試薬ガスを供給するように配置・適応させたデバイス；
光イオン化デバイス；および
前記光イオン化デバイスに前記試薬ガスを光イオン化および／または光励起させて試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成するように配置・適応させた制御システムを含み、前記試薬イオン、励起種またはラジカル種が：（ｉ）前記被分析物イオンをフラグメント化および／もしくは解離させるため；ならびに／または（ｉｉ）前記被分析物イオンの電荷状態を減少または変えるために、前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で被分析物イオンと相互作用する、質量分析計。
【請求項５】
前記励起種が、励起された中性原子、励起された中性分子、励起された準安定原子または励起された準安定分子を含む、請求項４に記載の質量分析計。
【請求項６】
（ｉ）エネルギー、プロトンまたは電子が前記試薬イオン、励起種もしくはラジカル種および前記被分析物イオン間で伝達または交換されるように；ならびに／あるいは（ｉｉ）エネルギー、プロトンまたは電子が前記試薬イオン、励起種もしくはラジカル種および／または前記被分析物イオンによって捕捉される、ならびに／あるいは前記試薬イオン、励起種もしくはラジカル種および／または前記被分析物イオンから放出されるように、前記試薬イオン、励起種またはラジカル種が前記被分析物イオンと相互作用する、請求項４または５に記載の質量分析計。
【請求項７】
前記被分析物イオンを電子移動解離（「ＥＴＤ」）によってフラグメント化させる、請求項４、５または６に記載の質量分析計。
【請求項８】
前記試薬ガスが酸素を含み、前記試薬イオンが、被分析物イオンと相互作用して前記被分析物イオンのオゾン誘起解離またはオゾン分解を引き起こすオゾンを含む、請求項４、５または６に記載の質量分析計。
【請求項９】
前記被分析物イオンがプロトン移動反応（「ＰＴＲ」）によって電荷状態が減少する、請求項４、５または６に記載の質量分析計。
【請求項１０】
前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップが複数の電極を含み、前記質量分析計が、前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で半径方向におよび／または軸方向にイオンを閉じ込めるように作用する擬ポテンシャルを生成するために、前記複数の電極にＡＣまたはＲＦ電圧を適用するように配置・適応させたＡＣまたはＲＦ電圧デバイスをさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項１１】
前記光イオン化デバイスが光子を放出するように配置・適用される電磁放射線源を含み、前記光子が、前記試薬ガスを光イオン化および／または光励起するために、前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の前記試薬ガスと使用中に相互作用させられる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項１２】
前記光イオン化源が前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップに隣接して配置される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項１３】
前記光イオン化源が紫外線放射源を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項１４】
前記紫外線放射源が１０〜４００ｎｍの範囲内の波長を有する光子を放出するように配置・適用される、請求項１３に記載の質量分析計。
【請求項１５】
前記紫外線放射源が３ｅＶ以上のエネルギーを有する光子を放出するように配置・適用される、請求項１３または１４に記載の質量分析計。
【請求項１６】
前記光イオン化源が赤外放射源を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項１７】
前記赤外放射源が７５０ｎｍ〜１ｍｍの範囲内の波長を有する光子を放出するように配置・適用される、請求項１６に記載の質量分析計。
【請求項１８】
前記赤外放射源が１．７ｅＶ以下のエネルギーを有する光子を放出するように配置・適用される、請求項１６または１７に記載の質量分析計。
【請求項１９】
前記光イオン化源がランプを含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２０】
前記光イオン化源がインコヒーレント放射線源を含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２１】
前記試薬ガスが窒素ガスを含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２２】
前記試薬ガスが前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内でイオンの衝突冷却を引き起こす、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２３】
前記制御システムが、前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の前記試薬イオン、励起種またはラジカル種および／または被分析物イオンおよび／または第１イオンおよび／または第２イオンの滞留時間を制御するようにさらに配置・適用される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２４】
前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップが大気圧以下で維持される、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２５】
前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップが使用中に：（ｉ）１．０×１０−７ｍｂａｒ未満；（ｉｉ）１．０×１０−７〜１．０×１０−６ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）１．０×１０−６〜１．０×１０−５ｍｂａｒ；（ｉｖ）１．０×１０−５〜１．０×１０−４ｍｂａｒ；（ｖ）１．０×１０−４〜１．０×１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｉｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；および（ｘｉ）１００〜８００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力で維持される、請求項２４に記載の質量分析計。
【請求項２６】
前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップが前記質量分析計の真空チャンバー内に位置する、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２７】
前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップが：（ｉ）使用中にそれを通ってイオンが伝達される１以上の開口部をそれぞれが有する複数の電極を含むイオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイド；（ｉｉ）使用中にそれを通ってイオンが伝達されるイオンガイド領域を規定する複数の平坦電極；（ｉｉｉ）多極ロッドセットイオンガイド；（ｉｖ）軸方向に分割された多極ロッドセットイオンガイド；または（ｖ）イオンが移動する平面中に概して配置された複数の平坦電極を含む、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２８】
前記第１イオンおよび／または前記第２イオンおよび／または前記試薬イオンおよび／または前記被分析物イオンの前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内での滞留時間を制御するために、前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極に１以上の過渡ＤＣポテンシャルまたは他のポテンシャルを適用するためのデバイスをさらに含む、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項２９】
イオン源をさらに含み、前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップが前記質量分析計の真空チャンバー中の前記イオン源の下流に配置されている、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の質量分析計。
【請求項３０】
前記イオン源が：（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源；（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源；（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源；（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源；（ｖ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源；（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源；（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源；（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源；（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源；（ｘ）フィールドイオン化（「ＦＩ」）イオン源；（ｘｉ）フィールド脱離（「ＦＤ」）イオン源；（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源；（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源；（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源；（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源；（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源；（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化イオン源；（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源；（ｘｉｘ）大気サンプリンググロー放電イオン化（「ＡＳＧＤＩ」）イオン源；（ｘｘ）グロー放電（「ＧＤ」）イオン源；（ｘｘｉ）インパクタイオン源；（ｘｘｉｉ）リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン源；（ｘｘｉｉｉ）レーザースプレーイオン化（「ＬＳＩ」）イオン源；（ｘｘｉｖ）ソニックスプレーイオン化（「ＳＳＩ」）イオン源；（ｘｘｖ）マトリックス支援インレットイオン化（「ＭＡＩＩ」）イオン源；および（ｘｘｖｉ）溶媒支援インレットイオン化（「ＳＡＩＩ」）イオン源
からなる群から選択される、請求項２９に記載の質量分析計。
【請求項３１】
前記真空チャンバーが使用中に：（ｉ）１．０×１０−７ｍｂａｒ未満；（ｉｉ）１．０×１０−７〜１．０×１０−６ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）１．０×１０−６〜１．０×１０−５ｍｂａｒ；（ｉｖ）１．０×１０−５〜１．０×１０−４ｍｂａｒ；（ｖ）１．０×１０−４〜１．０×１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｉｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；および（ｘｉ）１００〜８００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力で維持される、請求項２９または３０に記載の質量分析計。
【請求項３２】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップを提供することと；
試薬ガスを前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に供給することと；
第１イオンを前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内でフラグメント化または解離させて、第２イオンおよび中性分子を形成することと；
前記試薬ガスを光イオン化および／または光励起させて、試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成することとを含み、前記試薬イオン、励起種またはラジカル種が、前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に位置する前記中性分子の少なくとも一部と相互作用して被分析物イオンを形成する、質量分析法。
【請求項３３】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップを提供することと；
試薬ガスを前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に供給することと；
前記試薬ガスを光イオン化および／または光励起して試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成し、（ｉ）前記被分析物イオンをフラグメント化および／もしくは解離させるため；ならびに／または（ｉｉ）前記被分析物イオンの電荷状態を減少もしくは変えるために、前記試薬イオン、励起種またはラジカル種が前記ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の被分析物イオンと相互作用することとを含む、質量分析法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は質量分析計および質量分析法に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２０１２年５月２４日付で出願された米国特許仮出願第６１／６５１，２２５号および２０１２年５月１８日付で出願された英国特許出願第１２０８７３３．４号の優先権を主張する。これらの出願の全内容を参照により本明細書で援用する。
【背景技術】
【０００３】
大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）は公知イオン化技術であり、例えば、Ｄ．Ｂ．  Ｒｏｂｂ，  Ｔ．Ｒ．  Ｃｏｖｅｙ，  Ａ．Ｐ．  Ｂｒｕｉｎｓ，  “Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｐｈｏｔｏｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：  Ａｎ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ−Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ”  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  （２０００），  ７２，  ３６５３−３６５９で開示されている。
【０００４】
ＡＰＰＩにおいて、光子は、光子のイオン化エネルギーよりも低いイオン化エネルギーまたはイオン化ポテンシャルを有する種によって吸収される。例えば、キャリアまたは試薬ガス、例えば窒素は、励起された準安定種を形成する真空紫外（「ＶＵＶ」）放射またはＵＶ光子を強力に吸収し、これは次いで被分析物分子と相互作用して被分析物分子をイオン化することができる：
【０００５】
【数１】
2015519706.tif 000003
【０００６】
【数２】
2015519706.tif 000004
【０００７】
イオン化効率を増加させるためにドーパント分子（例えばトルエンおよびベンゼン）も添加することができる。ドーパント分子は光イオン化によって容易にイオン化し、次いで電荷を被分析物分子に移す。試薬およびドーパントイオンは電荷交換またはプロトン移動によって被分析物分子と反応して、被分析物イオンを産生する。
【０００８】
最近では、大気圧電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）は、ＡＰＰＩ源でのアセトンドーパントの励起から光電子を創出することによって示された。例えば、Ｄ．Ｂ．  Ｒｏｂｂ，  Ｊ．Ｃ．  Ｒｏｇａｌｓｋｉ，  Ｊ．  Ｋａｓｔ，  Ｍ．Ｗ．  Ｂｌａｄｅｓ，  “Ａ  Ｎｅｗ  Ｉｏｎ  Ｓｏｕｒｃｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃａｐｔｕｒｅ  Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｅｐｔｉｄｅｓ”  Ｊ．  Ａｍ．  Ｓｏｃ．  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．  （２０１１），  ２２，  １６９９−１７０６が参照される。
【０００９】
公知装置では、イオン・イオン反応またはイオン・ラジカル反応、例えば電子移動解離（「ＥＴＤ」）はＲＦイオンガイドまたはイオントラップを用いて実施され、イオンガイドまたは反応チャンバーから遠く離れて試薬イオンを生成することによって達成される。
【００１０】
通常の質量分析計では、試薬イオンは概してＲＦイオンガイドに関して遠く離れて産生され、試薬イオンは被分析物イオンの導入前に質量分析計の反応領域に移される。
【００１１】
イオン・イオン反応はＳ．Ａ．  ＭｃＬｕｃｋｅｙ  ａｎｄ  Ｔ．−Ｙ．  Ｈｕａｎｇ，  ”Ｉｏｎ／Ｉｏｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ：  Ｎｅｗ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｆｏｒ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ＭＳ”，  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  （２００９），  ８１，  ８６６９-８６７６によって検討された。
【００１２】
国際公開第ＷＯ２００８／１４２１７０号（Ｓｃｉｇｏｃｋｉ）の図７は、多極導波管の中央領域を横断する一次イオンＭ＋が背景ガスでの衝突誘起解離によって解離してフラグメントイオンｍ＋および中性粒子ｍ’を形成する装置を開示する。解離した中性粒子ｍ’を次いでレーザーからのレーザー光によって直接イオン化させる。
【００１３】
米国特許第６９１９５６２号（Ｗｈｉｔｅｈｏｕｓｅ）は、被分析物イオンを低エネルギー電子と相互作用させることによって被分析物イオンがフラグメント化される電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）の方法を開示する。
【００１４】
米国特許第６７８１１１７号（Ｗｉｌｌｏｕｇｈｂｙ）の図５Ａは、ＤＣ衝突セルが提供される装置を開示する。試薬ガスは放電源から生じる電子によってイオン化される。中性フラグメント生成物はその後、試薬イオンによってイオン化される。
【００１５】
改善された質量分析計および質量分析法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の態様にしたがって：
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ；
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に試薬ガスを供給するように配置・適応させたデバイス；
光イオン化デバイス；および
（ｉ）第１イオンをＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内でフラグメント化または解離させて、第２イオンおよび中性分子を形成するように；そして
（ｉｉ）光イオン化デバイスに試薬ガスを光イオン化および／または光励起させて、試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成させるように配置・適応させた制御システムであって、試薬イオン、励起種またはラジカル種がＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内にある中性子の少なくとも一部と反応して被分析物イオンを形成する制御システム
を含む質量分析計が提供される。
【００１７】
「試薬イオン、励起種またはラジカル種」という表現は、電子または光電子を含むと解釈されるべきではない。当業者は、電子または光電子が、イオンでも励起種でもラジカル種でもないことを理解するであろう。好ましい実施形態によると、本発明にしたがって形成され、中性分子または被分析物イオンと相互作用する試薬イオン、励起種またはラジカル種は、１以上の原子質量を有する（０．０００５５の原子質量を有する電子と比較）。
【００１８】
本発明の様々な態様は、イオン・イオン、イオン・分子またはイオン励起中性反応に関する。例えば放電源から産生されたままの自由電子での中性分子のイオン化は、本発明の範囲内に含まれることを意図されない。
【００１９】
国際公開第２００８／１４２１７０号の図７で示される装置は、光子をレーザーから中性フラグメント上へ向けることによって中性フラグメントが直接イオン化される装置に関する。これは、光イオン化デバイス（好ましくはＵＶランプ）が試薬ガスをイオン化してＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で試薬イオンを形成するものであり、中性分子をイオン化するために中性分子と相互作用するのが（光子ではなく）試薬イオンである本発明とは対照的である。
【００２０】
本発明は、高濃度の試薬イオン、励起種またはラジカル種を創出または形成することができる点で特に有利である。その結果、試薬イオン、励起種またはラジカル種が中性分子と相互作用する確率が高い。対照的に、典型的にはレーザー光線と中性分子の集団との間の断面は小さい。すなわち相互作用する可能性は低い。
【００２１】
米国特許第６７８１１１７号で開示される装置は、試薬ガスの電子でのイオン化に関する。試薬ガスを光イオン化して試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成することの開示はなく、試薬ガスを電子でイオン化することは本発明の範囲に含まれない。
【００２２】
本発明によると、イオンはＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に限局される。ＲＦイオンガイドまたはイオントラップは、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の第１イオンおよび／または第２イオンおよび／または試薬イオンおよび／または被分析物イオンの滞留時間を制御するために、１以上の過渡ＤＣポテンシャルまたは他のポテンシャルを、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極に加えることができる点で、特に有利である。これは、通常のＤＣイオントラップでは可能でない。
【００２３】
米国特許第６７８１１１７号の図５Ａは、ＤＣ衝突セルが提供される装置を開示する。試薬ガスは、放電源から生成する電子によってイオン化される。中性フラグメント生成物を続いて試薬イオンによってイオン化させる。対照的に、本発明によると、（ＤＣ衝突セルではなく）ＲＦイオンガイドまたはイオントラップが提供され、放電源からの電子ではなく、光イオン化デバイス（例えばＵＶランプ）からの光子を用いて試薬ガスを光イオン化することによって試薬イオンが生成される。
【００２４】
励起種は、好ましくは励起された中性原子、励起された中性分子、励起された準安定原子または励起された準安定分子を含む。
【００２５】
試薬イオン、励起種またはラジカル種は、好ましくは：（ｉ）エネルギー、プロトンまたは電子が試薬イオン、励起種もしくはラジカル種と中性分子との間で伝達または交換されて被分析物イオンが形成されるように；ならびに／あるいは（ｉｉ）エネルギー、プロトンまたは電子が試薬イオン、励起種またはラジカル種および／もしくは中性分子によって捕捉される、および／または試薬イオン、励起種またはラジカル種および／もしくは中性分子から放出されて被分析物イオンを形成するように、中性分子の少なくとも一部と相互作用する。
【００２６】
本発明の１つの態様にしたがって
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ；
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に試薬ガスを供給するように配置・適応させたデバイス；
光イオン化デバイス；および
光イオン化デバイスに試薬ガスを光イオン化および／または光励起させて、試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成させるように配置・適応させた制御システムであって、（ｉ）被分析物イオンをフラグメント化および／または解離させるため；および／または（ｉｉ）被分析物イオンの電荷状態を減少または変化させるために、試薬イオン、励起種またはラジカル種がＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の被分析物イオンと相互作用する、制御システム
を含む質量分析計が提供される。
【００２７】
米国特許第６９１９５６２号は、被分析物イオンを低エネルギー電子と相互作用させることによって被分析物イオンフラグメント化させる、電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）の方法を開示する。対照的に、本発明によると、低エネルギー電子とではなく試薬イオンと相互作用させることによって被分析物イオンをフラグメント化させる。米国特許第６９１９５６２号は、被分析物イオンの電荷状態を減少させることを開示していない。被分析物イオンと自由電子との間の相互作用は、本発明の範囲に含まれない。
【００２８】
本発明の様々な態様は、イオン・イオン、イオン・分子またはイオン励起中性反応に関する。被分析物イオンと、例えば放電源から産生されたままの自由電子との相互作用は、本発明の範囲内に含まれることを意図されない。
【００２９】
励起種は、好ましくは、励起された中性原子、励起された中性分子、励起された準安定原子または励起された準安定分子を含む。
【００３０】
準安定原子などの励起種を使用する１つの利点は、それらが、どちらも多価（通常は正の）イオンを必要とする電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）または電子移動解離（「ＥＴＤ」）によっては可能でない一価の被分析物イオンをフラグメント化することができることである。
【００３１】
試薬イオン、励起種またはラジカル種は、好ましくは、（ｉ）エネルギー、プロトンもしくは電子が、試薬イオン、励起種もしくはラジカル種と被分析物イオンとの間で伝達または交換されるように、ならびに／または（ｉｉ）エネルギー、プロトンもしくは電子が、試薬イオン、励起種もしくはラジカル種および／または被分析物イオンによって捕捉される、ならびに／あるいは試薬イオン、励起種もしくはラジカル種および／または被分析物イオンから放出されるように、被分析物イオンと相互作用する。
【００３２】
１つの実施形態によると、被分析物イオンは電子移動解離（「ＥＴＤ」）によってフラグメント化される。
【００３３】
１つの実施形態によると、試薬ガスは酸素を含んでもよく、この場合、試薬イオンはオゾンを含み、オゾンは被分析物イオンと相互作用して、被分析物イオンのオゾンによって誘起される解離またはオゾン分解を引き起こす。
【００３４】
１つの実施形態によると、被分析物イオンはプロトン移動反応（「ＰＴＲ」）によって電荷状態が減少する。
【００３５】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップは、好ましくは複数の電極を含み、この場合、質量分析計は、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で半径方向および／または軸方向にイオンを閉じ込めるように作用する擬ポテンシャルを発生させるために、ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極に加えるように配置・適応させたＡＣまたはＲＦ電圧デバイスをさらに含む。
【００３６】
光イオン化デバイスは、好ましくは、光子を放出するように配置・適応させた電磁放射線源を含み、この場合、試薬ガスを光イオン化および／または光励起させるためにＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の試薬ガスと光子を使用中に相互作用させる。
【００３７】
光イオン化源は、好ましくはＲＦイオンガイドまたはイオントラップに隣接して配置される。
【００３８】
光イオン化源は、好ましくは紫外線放射源を含む。
【００３９】
紫外線放射源は、１０〜４００ｎｍの範囲内の波長を有する光子を放出するように配置・適用される。
【００４０】
紫外線放射源は好ましくは３ｅＶ以上のエネルギーを有する光子を放出するように配置・適用される。
【００４１】
光イオン化源は赤外放射源を含み得る。
【００４２】
赤外放射源は好ましくは、７５０ｎｍ〜１ｍｍの範囲内の波長を有する光子を放出するように配置・適用される。
【００４３】
赤外放射源は、好ましくは１．７ｅＶ以下のエネルギーを有する光子を放出するように配置・適用される。
【００４４】
好ましい実施形態によると、光イオン化源はランプを含む。
【００４５】
光イオン化源は、好ましくはインコヒーレント放射線源を含む。
【００４６】
好ましい実施形態による光イオン化源は、好ましくは広範囲の周波数を放出する。その結果、様々な試薬ガスは、好ましくはランプを含む好ましい光イオン化源によって光イオン化および／または光励起することができる。これは公知レーザー光イオン化源と対照的であり、レーザーは、特定の試薬または結合を指定するために最適な周波数での光子の放出に基づいて選択される。波長可変レーザーは公知であるが、これらは高価である。
【００４７】
試薬ガスは、好ましくは窒素ガスを含む。
【００４８】
試薬ガスは好ましくはＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内でイオンの衝突冷却を引き起こす。
【００４９】
制御システムは、好ましくはさらに、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内での試薬イオン、励起種またはラジカル種および／または被分析物イオンの滞留時間を制御するように配置・適用される。
【００５０】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップは、好ましくは大気圧以下で維持される。
【００５１】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップは、好ましくは使用中、（ｉ）１．０×１０−７ｍｂａｒ未満；（ｉｉ）１．０×１０−７〜１．０×１０−６ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）１．０×１０−６〜１．０×１０−５ｍｂａｒ；（ｉｖ）１．０×１０−５〜１．０×１０−４ｍｂａｒ；（ｖ）１．０×１０−４〜１．０×１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｉｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；および（ｘｉ）１００〜８００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力で維持される。
【００５２】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップは好ましくは質量分析計の真空チャンバー内に配置される。
【００５３】
ＲＦイオンガイドは、好ましくは：（ｉ）それを通ってイオンが使用中に伝達される１以上の開口部をそれぞれが有する複数の電極を含むイオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイド；（ｉｉ）それを通ってイオンが使用中に伝達されるイオンガイド領域を規定する複数の平坦電極；（ｉｉｉ）多極ロッドセットイオンガイド；（ｉｖ）軸方向に分割された多極ロッドセットイオンガイド；または（ｖ）概してイオンが移動する平面中に配置された複数の平坦電極を含む。
【００５４】
質量分析計は好ましくは、第１イオンおよび／または第２イオンおよび／または試薬イオンならびに／あるいは被分析物イオンおよび／もしくは第１イオンおよび／もしくは第２イオンの、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内での滞留時間を制御するために、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極に１以上過渡ＤＣポテンシャルまたは他のポテンシャルを加えるためのデバイスをさらに含む。これは、イオンの滞留時間を制御することができないＤＣ衝突セルを含む従来型装置と比べて特に有利である。
【００５５】
質量分析計は好ましくは、イオン源をさらに含み、この場合、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップは質量分析計の真空チャンバー中のイオン源の下流に配置される。
【００５６】
イオン源は、好ましくは：（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源；（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源；（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源；（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源；（ｖ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源；（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源；（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｉｏｎｉｓａｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ：「ＤＩＯＳ」）イオン源；（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源；（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源；（ｘ）フィールドイオン化（「ＦＩ」）イオン源；（ｘｉ）フィールド脱離（「ＦＤ」）イオン源；（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源；（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源；（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源；（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源；（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源；（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化イオン源；（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源；（ｘｉｘ）大気サンプリンググロー放電イオン化（「ＡＳＧＤＩ」）イオン源；（ｘｘ）グロー放電（「ＧＤ」）イオン源；（ｘｘｉ）インパクタイオン源；（ｘｘｉｉ）リアルタイム直接分析（Ｄｉｒｅｃｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｉｎ  Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ：「ＤＡＲＴ」）イオン源；（ｘｘｉｉｉ）レーザースプレーイオン化（「ＬＳＩ」）イオン源；（ｘｘｉｖ）ソニックスプレーイオン化（「ＳＳＩ」）イオン源；（ｘｘｖ）マトリックス支援インレットイオン化（「ＭＡＩＩ」）イオン源；および（ｘｘｖｉ）溶媒支援インレットイオン化（「ＳＡＩＩ」）イオン源からなる群から選択される。
【００５７】
真空チャンバーは、好ましくは使用中に：（ｉ）１．０×１０−７ｍｂａｒ未満；（ｉｉ）１．０×１０−７〜１．０×１０−６ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）１．０×１０−６〜１．０×１０−５ｍｂａｒ；（ｉｖ）１．０×１０−５〜１．０×１０−４ｍｂａｒ；（ｖ）１．０×１０−４〜１．０×１０−３ｍｂａｒ；（ｖｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）０．１〜１ｍｂａｒ；（ｉｘ）１〜１０ｍｂａｒ；（ｘ）１０〜１００ｍｂａｒ；および（ｘｉ）１００〜８００ｍｂａｒからなる群から選択される圧力で維持される。
【００５８】
本発明の態様にしたがって：
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップを提供し；
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に試薬ガスを供給し；
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で第１イオンをフラグメント化または解離させて、第２イオンおよび中性分子を形成し；そして
試薬ガスを光イオン化および／または光励起させて、試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成することを含み、試薬イオン、励起種またはラジカル種がＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に位置する中性分子の少なくとも一部と相互作用して、被分析物イオンを形成する質量分析法が提供される。
【００５９】
本発明の態様にしたがって：
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップを提供し；
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に試薬ガスを供給し；そして
試薬ガスを光イオン化および／または光励起させて、試薬イオン、励起種またはラジカル種を形成することを含み、試薬イオン、励起種またはラジカル種が：（ｉ）被分析物イオンをフラグメント化および／もしくは解離させるため；ならびに／または（ｉｉ）被分析物イオンの電荷状態を減少もしくは変化させるために、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の被分析物イオンと相互作用する、質量分析法が提供される。
【００６０】
好ましい実施形態によると、光イオン化デバイスは好ましくはレーザー（すなわちコヒーレント放射線源）ではなくＵＶランプ（すなわちインコヒーレント放射線源）を含む。好ましい実施形態にしたがって用いられるＵＶランプは、試薬ガスを最適な方法で光イオン化または光励起させることができるように、そして様々な試薬分子を光イオン化または光励起させることができるように、広い波長域のＵＶ光子を有利には放出する。ＵＶランプの使用は、レーザーと同様に光学焦点調節装置（ｆｏｃｕｓｉｎｇ  ｏｐｔｉｃ）を提供する必要を回避し、ＵＶランプはさらに、光学レンズを提供する必要なしにＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の試薬ガスのより大きな断面を照射することができる（レーザーと同様）。
【００６１】
ＵＶランプを使用する好ましい実施形態による光イオン化法は、したがって光イオン化源としてレーザーを使用する従来型の装置と比較して有利である。
【００６２】
本発明の１つの態様にしたがって：
イオンガイドまたはイオントラップ；
光イオン化デバイス；および
（ｉ）第１イオンをフラグメント化または解離させて、第２イオンおよび中性分子を形成させるため；そして
（ｉｉ）光イオン化デバイスに、イオンガイドまたはイオントラップ内にあり、第１イオンのフラグメント化または解離の結果として形成された中性分子の少なくとも一部を光イオン化させるために配置・適応させた制御システム
を含む質量分析計が提供される。
【００６３】
質量分析計は、好ましくはイオンガイドまたはイオントラップ内の試薬および／またはドーパントへ供給するように配置・適応させたデバイスをさらに含む。
【００６４】
試薬および／またはドーパントは、好ましくは光イオン化および／または励起されて、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種ならびに／または光電子を形成し、この場合、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種ならびに／または光電子は中性分子と相互作用して被分析物イオンを形成する。
【００６５】
本発明の１つの態様にしたがって：
イオンガイドまたはイオントラップ；
光イオン化デバイス；および
（ｉ）光イオン化デバイスに、イオンガイドまたはイオントラップ内に位置する試薬および／またはドーパントの少なくとも一部を光イオン化させて、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種ならびに／または光電子を形成するため；そして
（ｉｉ）被分析物イオンの電荷状態を減少または変化させるために試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種ならびに／または光電子をイオンガイドまたはイオントラップ内の被分析物イオンと相互作用させるために配置・適応させた制御システム
を含む質量分析計が提供される。
【００６６】
本発明の１つの態様にしたがって：
イオンガイドまたはイオントラップ；
光イオン化デバイス；および
（ｉ）光イオン化デバイスにイオンガイドまたはイオントラップ内に位置する試薬および／またはドーパントの少なくとも一部を光イオン化させて、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種を形成するように；そして
（ｉｉ）被分析物イオンをフラグメント化および／または解離させるために、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種をイオンガイドまたはイオントラップ内の被分析物イオンと相互作用させるように、配置・適応させた制御システム
を含む質量分析計が提供される。
【００６７】
被分析物イオンは、好ましくは電子移動解離（「ＥＴＤ」）によってフラグメント化される。
【００６８】
１つの実施形態によると、試薬は酸素を含み、この場合、試薬イオンは、被分析物イオンと相互作用して被分析物イオンのオゾン誘起解離またはオゾン分解を引き起こすオゾンを含む。
【００６９】
質量分析計は、好ましくは１以上のドーパントをイオンガイドまたはイオントラップ中に添加するように配置・適応させたデバイスをさらに含み、この場合、ドーパントは光イオン化によってイオン化されてドーパントイオンを形成し、この場合、ドーパントイオンはイオンガイドまたはイオントラップ内の分子および／またはイオンおよび／または試薬に電荷を伝達する。
【００７０】
ドーパントは、好ましくは揮発性有機物を含む。１つの実施形態によると、ドーパントはトルエン、ベンゼンまたはアセトンを含む。
【００７１】
イオンガイドまたはイオントラップは、好ましくはＲＦイオンガイドまたはイオントラップを含む。
【００７２】
イオンガイドまたはイオントラップが、好ましくはイオンガイドまたはイオントラップ内で半径方向および／または軸方向でイオンを閉じ込めるように配置・適用される。
【００７３】
光イオン化デバイスは、好ましくは光子を放出するように配置・適応させた電磁放射線源を含み、光子は、試薬および／またはドーパントを励起および／またはイオン化するためにイオンガイドまたはイオントラップ内に存在する試薬および／またはドーパントと使用中に相互作用させられる。
【００７４】
光イオン化源は好ましくはイオンガイドまたはイオントラップに隣接して配置される。
【００７５】
光イオン化源は好ましくは紫外線放射源を含む。
【００７６】
紫外線放射源は好ましくは１０〜４００ｎｍの範囲内の波長を有する光子を放出するように配置・適用される。
【００７７】
紫外線放射源は、好ましくは３ｅＶ以上のエネルギーを有する光子を放出するように配置・適用される。
【００７８】
それほど好ましくない実施形態によると、光イオン化源は赤外放射源を含んでもよい。
【００７９】
赤外放射源は、好ましくは７５０ｎｍ〜１ｍｍの範囲内の波長を有する光子を放出するように配置・適用される。
【００８０】
赤外放射源は、好ましくは１．７ｅＶ以下のエネルギーを有する光子を放出するように配置・適用される。
【００８１】
試薬は好ましくは窒素または他のガスを含む。
【００８２】
試薬は好ましくはイオンガイドまたはイオントラップ内でイオンの衝突冷却を引き起こす。
【００８３】
制御システムは好ましくはイオンガイドまたはイオントラップ内の試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または被分析物イオンの滞留時間を制御するようにさらに配置・適用される。
【００８４】
イオンガイドまたはイオントラップは好ましくは大気圧以下で維持される。
【００８５】
イオンガイドまたはイオントラップは好ましくは質量分析計の真空チャンバー内に配置される。
【００８６】
本発明の１つの態様にしたがって：
第１イオンをフラグメント化または解離させて第２イオンおよび中性分子を形成し；そして
イオンガイドまたはイオントラップ内に位置する中性分子であって、第１イオンのフラグメント化または解離の結果として形成される中性分子の少なくとも一部を光イオン化すること
を含む質量分析法が提供される。
【００８７】
本発明の１つの態様にしたがって：
イオンガイドまたはイオントラップ内に位置する試薬および／またはドーパントの少なくとも一部を光イオン化して、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種ならびに／または光電子を形成し；そして
被分析物イオンの電荷状態を減少または変化させるために、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種ならびに／または光電子をイオンガイドまたはイオントラップ内の被分析物イオンと相互作用させること
を含む質量分析法が提供される。
【００８８】
本発明の１つの態様にしたがって：
イオンガイドまたはイオントラップ内に位置する試薬および／またはドーパントの少なくとも一部を光イオン化して、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種を形成し；そして
被分析物イオンをフラグメント化および／または解離させるために、試薬および／もしくはドーパントイオンならびに／または励起種ならびに／またはラジカル種をイオンガイドまたはイオントラップ内の被分析物イオンと相互作用させること
を含む質量分析法が提供される。
【００８９】
好ましい実施形態は、好ましくはＲＦイオンガイドまたはイオントラップに隣接して配置された光励起ランプ、レーザーまたは光子源を提供することに関する。しかしながら、光励起ランプ、レーザーまたは光子源は、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップから遠く離れて配置されていてもよく、例えば光導波路によってランプまたは光源からＲＦイオンガイドまたはイオントラップへ光子が伝達される、それほど好ましくない実施形態も想定される。
【００９０】
試薬分子または試薬ガス（例えば窒素）は好ましくはＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内に存在するように配置される。試薬分子または試薬ガスは好ましくはＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で光イオン化され、結果として試薬イオンが産生される。
【００９１】
試薬分子または試薬ガス、例えば窒素は、好ましくはＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内でイオンの衝突冷却を引き起こす。
【００９２】
ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で試薬イオンが発生することによって、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で様々なイオン・イオンもしくはイオン・分子反応を実施（および／または研究）することが可能になる。例えば、光励起された試薬ガスを、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の中性分子または被分析物イオンと相互作用するように配置することができる。
【００９３】
１つの実施形態によると、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内の試薬ガスの組成を変えることによって様々なイオン・イオンまたはイオン・ラジカル反応を実施することができる。励起放射源を切ることによって反応を中断することができる。
【００９４】
好ましい実施形態は、ＲＦイオンガイドまたはイオントラップ内で反応を実施する簡単、安価で柔軟な方法を提供する。
【００９５】
対照的に、従来法は、外部源から試薬イオンまたは励起された中性物質（ｎｅｕｔｒａｌｓ）もしくはラジカルを導入することを含む。そのようなアプローチは概して、第２イオン源および光路を試薬イオンの導入のために設計する必要があるので、さらに複雑である。
【００９６】
本発明は、したがって試薬イオンの生成およびイオン・イオン反応の実施のための従来の装置に比べて特に有利である。
【００９７】
１つの実施形態によると、質量分析計は：
（ａ）（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源；（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源；（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源；（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源；（ｖ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源；（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源；（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源；（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源；（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源；（ｘ）フィールドイオン化（「ＦＩ」）イオン源；（ｘｉ）フィールド脱離（「ＦＤ」）イオン源；（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源；（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源；（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源；（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源；（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源；（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化イオン源；（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源；（ｘｉｘ）大気サンプリンググロー放電イオン化（「ＡＳＧＤＩ」）イオン源；（ｘｘ）グロー放電（「ＧＤ」）イオン源；（ｘｘｉ）インパクタイオン源；（ｘｘｉｉ）リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン源；（ｘｘｉｉｉ）レーザースプレーイオン化（「ＬＳＩ」）イオン源；（ｘｘｉｖ）ソニックスプレーイオン化（「ＳＳＩ」）イオン源；（ｘｘｖ）マトリックス支援インレットイオン化（「ＭＡＩＩ」）イオン源；および（ｘｘｖｉ）溶媒支援インレットイオン化（「ＳＡＩＩ」）イオン源からなる群から選択されるイオン源；ならびに／または
（ｂ）１以上の連続もしくはパルス化イオン源；ならびに／あるいは
（ｃ）１以上のイオンガイド；ならびに／あるいは
（ｄ）１以上のイオン移動度分離デバイスおよび／または１以上の電界非対称（Ｆｉｅｌｄ  Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）イオン移動度分光計デバイス；ならびに／あるいは
（ｅ）１以上のイオントラップもしくは１以上のイオントラップ領域；ならびに／あるいは
（ｆ）（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｉｉｉ）電子移動解離（「ＥＴＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｉｖ）電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｖ）電子衝突解離フラグメンテーションデバイス；（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス；（ｖｉｉ）レーザー誘起解離フラグメンテーションデバイス；（ｖｉｉｉ）赤外線誘起解離デバイス；（ｉｘ）紫外線誘起解離デバイス；（ｘ）ノズル・スキマーインターフェースフラグメンテーションデバイス；（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス；（ｘｉｉ）インソース衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス；（ｘｉｉｉ）熱もしくは高温源フラグメンテーションデバイス；（ｘｉｖ）電場誘起フラグメンテーションデバイス；（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス；（ｘｖｉ）酵素消化もしくは酵素分解フラグメンテーションデバイス；（ｘｖｉｉ）イオン・イオン反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｖｉｉｉ）イオン・分子反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｉｘ）イオン・原子反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｘ）イオン・準安定イオン反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｘｉ）イオン・準安定分子反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｘｉｉ）イオン・準安定原子反応フラグメンテーションデバイス；（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するためのイオン・イオン反応デバイス；（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成させるためのイオン・分子反応デバイス；（ｘｘｖ）付加または生成イオンを形成させるためのイオン・原子反応デバイス；（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するためのイオン・準安定イオン反応デバイス；（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するためのイオン・準安定分子反応デバイス；（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成させるためのイオン・準安定原子反応デバイス；および（ｘｘｉｘ）電子イオン化解離（「ＥＩＤ」）フラグメンテーションデバイスからなる群から選択される１以上の衝突、フラグメンテーションまたは反応セル；ならびに／あるいは
（ｇ）（ｉ）四重極質量分析器；（ｉｉ）２Ｄもしくは線形四重極質量分析器；（ｉｉｉ）ポールもしくは３Ｄ四重極質量分析器；（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析器；（ｖ）イオントラップ質量分析器；（ｖｉ）磁場型（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｅｃｔｏｒ）質量分析器；（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器；（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器；（ｉｘ）静電もしくはオービトラップ型質量分析器；（ｘ）フーリエ変換静電もしくはオービトラップ型質量分析器；（ｘｉ）フーリエ変換質量分析器；（ｘｉｉ）飛行時間型質量分析器；（ｘｉｉｉ）直交加速型飛行時間型質量分析器；および（ｘｉｖ）直線加速型飛行時間型質量分析器からなる群から選択される質量分析器；ならびに／あるいは
（ｈ）１以上エネルギー分析器もしくは静電エネルギー分析器；ならびに／あるいは
（ｉ）１以上のイオン検出器；ならびに／あるいは
（ｊ）（ｉ）四重極マスフィルター；（ｉｉ）２Ｄもしくは線形四重極イオントラップ；（ｉｉｉ）ポールもしくは３Ｄ四重極イオントラップ；（ｉｖ）ペニングイオントラップ；（ｖ）イオントラップ；（ｖｉ）磁場型マスフィルター；（ｖｉｉ）飛行時間型マスフィルター；および（ｖｉｉｉ）ウィーンフィルターからなる群から選択される１以上のマスフィルター；ならびに／または
（ｋ）イオンをパルス化するためのデバイスもしくはイオンゲート；ならびに／または
（ｌ）実質的に連続的なイオンビームをパルス化イオンビームに変換するためのデバイス
をさらに含んでもよい。
【００９８】
質量分析計は
（ｉ）外側バレル様電極および同軸内側スピンドル様電極を含むＣ−トラップおよびオービトラップ（ＲＴＭ）質量分析器であって、第１の操作モードで、イオンがＣ−トラップに伝達され、次いでオービトラップ（ＲＴＭ）質量分析器に注入され、第２の操作モードで、イオンがＣ−トラップに伝達され、次いで衝突セルまたは電子移動解離デバイスに伝達され、ここで少なくとも一部のイオンがフラグメント化されてフラグメントイオンになり、フラグメントイオンが次いでＣ−トラップに伝達された後、オービトラップ（ＲＴＭ）質量分析器に注入される、Ｃ−トラップおよびオービトラップ（ＲＴＭ）質量分析器；および／または
（ｉｉ）イオンが使用中にその中を通って伝達される開口部をそれぞれが有する複数の電極を含み、電極の間隔がイオンパスの長さに沿って増加し、イオンガイドの上流区域中の電極における開口部が第１直径を有し、イオンガイドの下流区域中の電極における開口部が第１直径よりも小さな第２直径を有し、そしてＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が使用中に一連の電極に適用される、複数の電極を含む積層リング型イオンガイド
のいずれかを含む。
【００９９】
１つの実施形態によると、質量分析計は、ＡＣまたはＲＦ電圧を電極に供給するように配置・適応させたデバイスをさらに含む。ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは：（ｉ）最大振幅５０Ｖ未満；（ｉｉ）最大振幅５０〜１００Ｖ；（ｉｉｉ）最大振幅１００〜１５０Ｖ；（ｉｖ）最大振幅１５０〜２００Ｖ；（ｖ）最大振幅２００〜２５０Ｖ；（ｖｉ）最大振幅２５０〜３００Ｖ；（ｖｉｉ）最大振幅３００〜３５０Ｖ；（ｖｉｉｉ）最大振幅３５０〜４００Ｖ；（ｉｘ）最大振幅４００〜４５０Ｖ；（ｘ）最大振幅４５０〜５００Ｖ；および（ｘｉ）最大振幅５００Ｖ超からなる群から選択される振幅を有する。
【０１００】
ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは（ｉ）１００ｋＨｚ未満；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）１０．０ＭＨｚ超からなる群から選択される周波数を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
本発明の様々な実施形態をほんの一例として、添付の図面を参照して記載する。
【図１】本発明の好ましい実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１０２】
本発明の好ましい実施形態を記載する。
【０１０３】
図１は、エレクトロスプレーイオン源などの大気圧イオン源１を含む四重極飛行時間型質量分析計が提供される本発明の好ましい実施形態を示す。イオン源１からのイオンはインターフェースを通過して第１真空チャンバー中へ入る。
【０１０４】
ＲＦイオンガイド２は好ましくは第１真空チャンバー中に提供され、好ましくは１×１０−３〜２ｍｂａｒの圧力で維持される。
【０１０５】
分析用四重極マスフィルター３は好ましくは第１真空チャンバーの下流の第２真空チャンバー中に提供され、好ましくは１０−４ｍｂａｒ未満の圧力で維持される。
【０１０６】
第１衝突ガスセル４は、好ましくは第２真空チャンバーの下流の第３真空チャンバー中に提供され、好ましくは５×１０−３ｍｂａｒの圧力で維持される。
【０１０７】
イオン移動度分離（「ＩＭＳ」）ドリフトセル５は、好ましくは第３真空チャンバーの下流の第４真空チャンバー中に提供され、そして好ましくは２ｍｂａｒ付近の圧力で維持される。
【０１０８】
第２衝突ガスセル６は、好ましくは第４真空チャンバーの下流の第５真空チャンバー中に提供され、そして好ましくは５×１０−３ｍｂａｒの圧力で維持される。
【０１０９】
最後に、直交加速型飛行時間型質量分析器７が好ましくは提供され、好ましくは１０−６ｍｂａｒ未満の圧力で維持される。
【０１１０】
好ましい実施形態によると、ＶＵＶランプ８からの紫外線電磁放射またはＵＶ光子は、好ましくは質量分析計の１以上の真空チャンバー内にある１以上のＲＦ限定反応チャンバーまたはイオンガイド中に直接導入される。
【０１１１】
場合によって１以上の揮発性ドーパントを含むキャリアまたは緩衝ガス（例えば窒素）が１以上のＲＦ限定反応チャンバーまたはイオンガイド中に提供または導入される。１以上の反応チャンバーまたはイオンガイド内に存在するキャリアもしくは緩衝ガスおよび／または１以上のドーパントの組成を変更して、いくつかの異なる種類の反応の実施を可能にすることができる。
【０１１２】
図１で示される特定の実施形態では、４つの別個の真空紫外（「ＶＵＶ」）ランプ８が示されている。しかしながら、図１で示される実施形態は例示のためだけであって、１、２、または３個のＶＵＶランプ８が提供され得る他の実施形態が想定されると理解すべきである。同様に、４個より多いＶＵＶランプ８が提供され得る他の実施形態も想定される。
【０１１３】
図１で示される特定の実施形態によると、第１ＶＵＶランプ８は、第１真空チャンバー中にあるＲＦイオンガイド２に隣接して配置される。第２ＶＵＶランプ８は、第３真空チャンバー中にある第１衝突ガスセル４に隣接して配置される。第３ＶＵＶランプ８は、第４真空チャンバー中にあるＩＭＳドリフトセル５に隣接して配置される。第４ＶＵＶランプ８は、第５真空チャンバー中にある第２衝突ガスセル６に隣接して配置される。
【０１１４】
１つの実施形態によると、励起エネルギー源（例えばＵＶ電磁放射）は、質量分析計のＲＦ限定イオンガイドまたはイオントラップ領域のいずれかで、または隣接して、別々に、または同時に提供することができる。
【０１１５】
本発明の１つの実施形態によると、イオンの衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションは、イオンが光励起された試薬イオンと反応する前または後で実施することができる。反応、質量分離（ｍａｓｓ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）、移動度分離、フラグメンテーションおよび質量分析の組み合わせを本発明の様々な実施形態にしたがって実施することができる。
【０１１６】
好ましい実施形態にしたがって、試薬をＲＦイオンガイド２および／または第１衝突セル４および／またはＩＭＳセル５および／または第２衝突セル６中に１以上の試薬インレット９から導入することができる。
【０１１７】
１以上の試薬インレット９は、緩衝または衝突ガスおよびさらには１以上の揮発性ドーパントの導入のための合流ます（ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｉｎｌｅｔ）を含んでもよい。別法として、緩衝ガスまたは衝突ガスおよび場合によって１以上の揮発性ドーパントを、別のインレットラインを通して添加または導入してもよい。
【０１１８】
様々な市販のＶＵＶ光源が利用可能であり、本発明の様々な実施形態における使用に特に好適である。例えば、Ｓ２Ｄ２  ＶＵＶ光源Ｌ１０７０６は、１１５〜４００ｎｍのスペクトル分布を有するＶＵＶ光を生じ、真空対応ハウジング中に供給され、質量分析計内のＲＦイオンガイドにごく接近してそれを配置することを可能にする。別法として、Ｏｐｔｉｍａｒｅ社製のＥ−Ｌｕｘ  ＶＵＶ光源を使用することができる。そのような光源は、強力なＶＵＶ放射源をもたらし、真空対応透明窓またはレンズと接続させることができる。
【０１１９】
様々な種類の反応を本発明の様々な実施形態にしたがって実施することができる。
【０１２０】
特に好ましい実施形態によると、被分析物イオンのフラグメンテーション中に産生される中性生成物は、光イオン化によってＲＦイオンガイドまたは衝突セル内で発生する試薬イオンとこの中性生成物を反応させることによって、ＲＦイオンガイドまたは衝突セル内でイオン化させることができる。例えば、１つの実施形態によると、衝突誘起解離によって親被分析物イオンをフラグメント化させるためにガスで充填されたＲＦイオンガイド中に親被分析物イオンを加速させる結果として形成される中性物質をその後、ＲＦイオンガイドまたは衝突セル内での光イオン化によって発生する試薬イオンによってイオン化させることができる。
【０１２１】
同じような方法で、フラグメントおよび試薬ガス中性物質を含むＥＴＤフラグメンテーション中に形成される中性物質を、ＲＦイオンガイドまたは衝突セル内での光イオン化によって発生する試薬イオンによってイオン化させることができる。
【０１２２】
中性フラグメントのイオン化は、被分析物についての追加の構造情報をもたらす可能性がある。
【０１２３】
イオン化された中性種は、好ましくはイオン化後のＲＦ磁場内に含まれ、そして下流質量分析器または後続反応／フラグメンテーションセルに伝達することができる。
【０１２４】
１つの実施形態によると、窒素を緩衝ガスとして使用し、トルエンもしくはベンゼン蒸気などのドーパントをガス流れ中に、またはＲＦイオンガイドもしくは反応セル中に直接添加することによって、光イオン化をＲＦイオンガイドまたは反応セル内で達成することができる。ＶＵＶ放射源が適用されると、好ましくは活性化された試薬種からの電荷移動のためにイオン化が起こる可能性がある。
【０１２５】
本発明の１つの実施形態にしたがって実施することができる別の反応は、アセトンなどの好適な試薬イオンを励起することによるプロトン移動反応（「ＰＴＲ」）または電子移動による電荷ストリッピングである。様々な他のＰＴＲ試薬も知られている。ＰＴＲを利用することによって種の電荷を減少させることができることにより、質量スペクトルを非常に簡素化することができる。
【０１２６】
別の実施形態によると、イオンガイドまたは反応内セルでＥＴＤ試薬イオンおよび／または反応性ラジカル種を生成させることによってＥＴＤフラグメンテーションを達成することができる。
【０１２７】
別の実施形態にしたがって、反応性ラジカル種または電子捕獲をもたらすために十分な光電子を生成させることによってＥＣＤフラグメンテーションを達成することができる。
【０１２８】
別の実施形態によると、イオンガイドまたは反応セル内の酸素の導入および光イオン化によってオゾン分解またはオゾン誘起解離をイオンガイドまたは反応セル内で実施することができる。ＣＩＤフラグメンテーション前の不飽和結合のオゾン分解は、脂質、ペプチドおよび炭水化物の構造の解明に役立つことが示されている。
【０１２９】
従来型装置では、オゾンは典型的には、反応チャンバーの外側にあるオゾン発生器中で酸素の光イオン化によって生成される。Ｍ．Ｃ．  Ｔｈｏｍａｓ，  Ｔ．Ｗ．  Ｍｉｔｃｈｅｌｌ，  Ｓ．Ｊ．  Ｂｌａｎｋｓｂｙ，  “Ｏｘｏｎｏｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ  ｄｏｕｂｌｅ  ｂｏｎｄｓ  ｄｕｒｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：  ａ  ｎｅｗ  ｔｏｏｌ  ｆｏｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ”  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  （２００６），  １２８，  ５８−５９を参照のこと。
【０１３０】
別の実施形態によると、ＩＭＳシフト試薬または他の標的誘導体化反応は、イオンガイドまたは反応セル中での反応性種の形成によって支援され得る。例えば、特定の官能基への試薬の選択的付加（ａｄｄｕｃｔｉｎｇ）は化学構造の解明に役立つ可能性がある。これは、その後のフラグメンテーションと組み合わせることができる。イオンガイドまたは衝突セル内での好適な試薬イオンの産生により、ポリメントまたは巨大タンパク質などの種のメタライゼーションを実施することができる。
【０１３１】
イオンガイドまたは反応セル内の反応は、好ましくは迅速に励起ランプまたは光イオン化源をオンまたはオフに切り替えることによって迅速にオンまたはオフに切り替えることができる。電磁放射線源または光イオン化源がオンのままであり、シャッターまたは他のデバイスを開閉して、光子を反応セルまたはイオンガイド中に前進させる他の実施形態も想定される。これらの実施形態にしたがって、データ依存的取得（「ＤＤＡ」）ＭＳ−ＭＳ実験を実施することができる。
【０１３２】
ＶＵＶ励起の存在下および非存在下で別のスペクトルが獲得されるＭＳｅまたはＨＤＭＳｅ型実験も実施することができる。ＶＵＶ励起の存在下および非存在下で、存在する被分析物をＬＣ保持時間およびまたはＩＭＳドリフト時間と結びつけることができる。
【０１３３】
例えば、ＭＳｅリポドミクス（ｌｉｐｏｄｏｍｉｃｓ）実験を実施してもよい。第１低エネルギースペクトルに続いて第２の交互スキャン（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｓｃａｎ）として下流ＣＩＤと連結されたＲＦガスセル内でインサイチュＶＵＶ支援オゾン分解が起こり得る。そのようなアプローチは、混合物中のすべての成分の識別および構造に関する総合的な情報を同時に提供することができる。
【０１３４】
様々なさらなる実施形態が想定される。例えば、様々なドーパントを用いることができる。例えば、置換ベンゼンドーパント、例えばクロロおよびブロモベンゼンならびにフルロアニソール（ｆｌｕｒｏａｎｉｓｏｌｅ）化合物を使用してもよい。ＡＰＰＩのために利用することができるドーパントの研究を提示する、Ｄ．  Ｒｏｂｂ，  Ｄ．  Ｒ．  Ｓｍｉｔｈ，  Ｍ．  Ｗ．  Ｂｌａｄｅｓ，  “Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ−ｂｅｎｚｅｎｅ  ｄｏｐａｎｔｓ  ｆｏｒ  ｃｈａｒｇｅ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｏｎｐｏｌａｒ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  ｂｙ  ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｐｈｏｔｏｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ”  Ｊ．  Ａｍ．  Ｓｏｃ．  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．  （２００８），  １９，  ９５５−９６３を参照のこと。
【０１３５】
光子源は、励起放射のための真空シールおよび侵入点として好適な透明窓を使用して、真空中であっても、または大気中であってもよい。
【０１３６】
光励起は、質量分析計の任意の領域で、またはＲＦイオンガイドもしくはイオントラップが使用される複数の領域内で、例えばＩＭＳ分離中のＩＭＳデバイス内または分析用四重極もしくはイオントラップ内などで実施することができる。質量分析計の異なる領域での異なる反応の組み合わせによって、多くの実験の組み合わせを実施することが可能になる。
【０１３７】
ＲＦデバイス内の試薬イオンの励起は、様々な種類の放射を使用して達成することができる。例えば、中性分子の化学イオン化は、ＲＦイオンガイドまたはトラップ中に向けられる電子源および好適な試薬（例えばアンモニア）を使用して達成することができる。ＩＲ光子放射を使用して、励起させることができる試薬イオンの範囲を拡張することができる。
【０１３８】
相互作用断面積、したがって反応速度を制御することができ、そしてデバイス中でのイオンの滞留時間を変えることによって反応を有効に停止することができる。ＤＣまたは過渡ＤＣ（すなわち進行波）駆動力をイオンガイドまたは衝突セルに適用することによってこのことを達成することができる。
【０１３９】
好ましい実施形態を参照して本発明を記載したが、添付の特許請求の範囲で記載されている発明の範囲から逸脱することなく形態および詳細において様々な変更を加えることができることは、当業者には理解されるであろう。
【図１】
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【国際調査報告】
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