(57)【要約】質量分析計内でイオンを処理する方法は、１つ以上の前駆体イオンを衝突セルの中に導入し、該イオンの少なくとも一部を断片化することを含み、衝突セルは、選択された閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン（すなわち、高ｍ／ｚイオン）を閉じ込めるように構成される。イオンは、衝突セルから放出され、下流分析器イオントラップの中に導入され、高ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込める。衝突セルおよび分析器イオントラップは、該選択された閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン（すなわち、低ｍ／ｚイオン）を閉じ込めるように構成される。イオンは、衝突セルの中に導入され、断片化を受ける。断片イオンは、衝突セルから放出され、分析器イオントラップの中に導入され、したがって、分析器イオントラップに高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンの両方を装填する。イオンは、分析器イオントラップから放出され、検出器によって検出される。
2022500812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析計内でイオンを処理する方法であって、
１つ以上の前駆体イオンを衝突セルの中に導入することにより、複数のイオン断片への前記イオンの少なくとも一部の断片化を生じさせることであって、前記衝突セルは、複数のロッドを備え、前記イオン断片の少なくとも一部を半径方向に閉じ込めるために、前記複数のロッドのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が印加され得る、ことと、
閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン（「高ｍ／ｚイオン」）を優先的に半径方向に閉じ込めるように、前記衝突セルに印加される前記ＲＦ電圧を選択することと、
前記高ｍ／ｚイオンを優先的に半径方向に閉じ込めるように、下流分析器イオントラップの少なくとも１つのロッドに印加される少なくとも１つのＲＦ電圧を選択することと、
前記イオンを前記衝突セルから前記下流分析器イオントラップの中に放出することと、
前記分析器イオントラップによって前記衝突セルから受容される前記イオンの冷却を促すように、圧力パルスを前記分析器イオントラップに印加することと、
続いて、前記衝突セルおよび前記下流分析器イオントラップに印加される前記ＲＦ電圧を、前記閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン（「低ｍ／ｚイオン」）を半径方向に閉じ込めるために好適なレベルまで低減させることと、
複数の前駆体イオンを前記衝突セルの中に導入し、複数のイオン断片を発生させることと、
前記イオンを前記衝突セルから前記分析器イオントラップの中に導入することと、
質量選択的軸方向射出を使用して、前記イオンを前記分析器イオントラップから放出することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記圧力パルスは、前記分析器イオントラップの中への前記断片イオンの導入と並行して、前記下流分析器イオントラップに印加される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記分析器イオントラップへの前記圧力パルスの印加は、前記分析器イオントラップの中への前記イオンの導入に対して遅延される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記分析器イオントラップへの前記圧力パルスの印加は、前記分析器イオントラップの中への前記イオンの導入に先立って開始される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記分析器イオントラップから放出される前記イオンは、前記断片イオンを備え、残りの前駆体イオンの少なくとも一部は、前記分析器イオントラップ内に含有される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
イオンを発生させるためのイオン源を使用することと、
前記衝突セルの中への導入のために、フィルタを使用して、所望のｍ／ｚ比を有する前駆体イオンを前記発生されるイオンから選択することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フィルタは、ＲＦ／ＤＣフィルタを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記衝突セル内の前記イオンの軸方向閉じ込めを提供するために、軸方向場を前記衝突セルにさらに印加する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記高ｍ／ｚイオン断片を半径方向に閉じ込めるために、前記衝突セルおよび前記下流分析器イオントラップに印加される前記ＲＦ電圧は、約０．１６を上回るマシューパラメータ（ｑ）を発生させるように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記低ｍ／ｚイオン断片を半径方向に閉じ込めるために、前記衝突セルおよび前記下流分析器イオントラップに印加される前記ＲＦ電圧は、約０．９０６を下回り、約０．０５を上回る、マシューパラメータ（ｑ）を発生させるように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガス圧力パルスは、少なくとも約２ミリ秒にわたって、前記分析器イオントラップの内圧を少なくとも約１００％増加させる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記イオン断片は、約５０に等しい以上のｍ／ｚ比を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記イオン断片は、約１，０００に等しいまたはそれ未満のｍ／ｚ比を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
質量分析計であって、
複数の前駆体イオンを受容し、その断片化を生じさせて複数のイオン断片を発生させるための衝突セルであって、前記衝突セルは、複数のロッドを備え、前記イオン断片を前記衝突セル内に半径方向に閉じ込めるために、前記複数のロッドのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が、印加され、電磁場を発生させ得る、衝突セルと、
前記衝突セル内で発生される前記イオン断片の少なくとも一部を受容するための下流分析器イオントラップと、
その中に含有されるイオンを半径方向に閉じ込めるために、前記衝突セルおよび前記下流分析器イオントラップにＲＦ電圧を印加するための少なくとも１つのＲＦ電圧源と、
前記下流分析器イオントラップと連通する、パルス式ガス源と、
前記ＲＦ電圧源および前記パルス式ガス源と通信する、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、イオンを処理するために、以下のステップ：
前記ＲＦ電圧源に、前記衝突セルおよび前記分析器イオントラップに、その中に含有される高ｍ／ｚイオン断片を半径方向に閉じ込めるために好適なＲＦ電圧を印加させるステップと、
前記パルス式ガス源に、断片イオンが、前記衝突セルから前記下流分析器イオントラップの中に導入され、前記イオンの冷却を生じさせるとき、ガス圧力パルスを前記下流分析器イオントラップに印加させるステップと、
続いて、前記ＲＦ電圧源に、前記衝突セルおよび前記下流分析器イオントラップに印加される前記ＲＦ電圧を、低ｍ／ｚイオン断片を優先的に半径方向に閉じ込めるために好適なレベルまで低減させるステップと
を実施するように構成されている、質量分析計。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記ステップの実施に続いて、前記イオンの質量選択的軸方向射出を前記分析器イオントラップから生じさせるように構成されている、請求項１４に記載の質量分析計。
【請求項１６】
イオンを発生させるためのイオン源をさらに備える、請求項１４に記載の質量分析計。
【請求項１７】
前記衝突セルの中への導入のために、前記イオンを受容し、前記複数の前駆体イオンを選択するための質量フィルタをさらに備える、請求項１６に記載の質量分析計。
【請求項１８】
前記質量フィルタは、ＲＦ／ＤＣ質量フィルタを備える、請求項１７に記載の質量分析計。
【請求項１９】
前記衝突セルは、四重極構成に配列された複数のロッドを備える、請求項１４に記載の質量分析計。
【請求項２０】
前記分析器イオントラップは、四重極構成に配列された複数のロッドを備える、請求項１４に記載の質量分析計。
【請求項２１】
前記断片イオンは、約５０を上回るｍ／ｚ比を有する、請求項１４に記載の質量分析計。
【請求項２２】
前記断片イオンは、約１，０００未満のｍ／ｚ比を有する、請求項２１に記載の質量分析計。
【請求項２３】
前記断片イオンは、約３，０００未満のｍ／ｚ比を有する、請求項２１に記載の質量分析計。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのＲＦ電圧源は、前記衝突セルおよび前記下流分析器イオントラップに容量結合されている、請求項１４に記載の質量分析計。
【請求項２５】
第１のイオントラップと、前記第１のイオントラップの下流に位置付けられた第２の分析器イオントラップとを有する、質量分析計内でイオンを処理する方法であって、前記イオントラップのそれぞれは、複数のロッドを有し、イオンの少なくとも一部を前記トラップ内に半径方向に閉じ込めるために、前記複数のロッドのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が印加され得、前記方法は、
閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン（「高ｍ／ｚイオン」）を優先的に半径方向に閉じ込めるように、ＲＦ電圧を前記第１のイオントラップに印加することと、
前記高ｍ／ｚイオンのイオンを優先的に半径方向に閉じ込めるように、ＲＦ電圧を前記下流分析器イオントラップに印加することと、
複数のイオンを前記第１のイオントラップの中に導入することと、
前記捕獲されたイオンの少なくとも一部を前記第１のイオントラップから放出し、前記放出されたイオンを前記下流分析器イオントラップの中に導入することと、
前記下流分析器イオントラップによって受容される前記イオンの冷却を促すように、圧力パルスを前記下流分析器イオントラップに印加することと、
続いて、前記第１のイオントラップおよび前記下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧を、前記閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン（「低ｍ／ｚイオン」）を半径方向に閉じ込めるために好適なレベルまで低減させることと、
複数のイオンを前記第１のイオントラップの中に導入することと、
前記イオンの少なくとも一部を前記第１のイオントラップから放出し、前記放出されたイオンを前記下流分析器イオントラップの中に導入することと、
質量選択的軸方向射出を使用して、前記イオンを前記下流分析器イオントラップから放出することと
を含む、方法。
【請求項２６】
複数のロッドを備える分析器イオントラップを有する質量分析計内でイオンを処理する方法であって、前記複数のロッドのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が印加され得、前記方法は、
閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン（「高ｍ／ｚイオン」）を優先的に半径方向にトラップ捕獲するように構成された電磁場を発生させるように、ＲＦ電圧を前記少なくとも１つのロッドに印加するステップと、
複数のイオンを前記分析器イオントラップの中に導入するステップと、
圧力パルスを前記分析器イオントラップに印加し、前記イオントラップ内の前記イオンの冷却を促進するステップと、
前記閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン（「低ｍ／ｚイオン」）を優先的に半径方向に捕獲するように構成された電磁場を発生させるように、前記分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧を低減させるステップと、
複数のイオンを前記分析器イオントラップの中に導入するステップと、
質量選択的軸方向射出を使用して、前記イオンを前記イオントラップから放出するステップと
を含む、方法。
【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、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１８年９月７日に出願され、「ＲＦ  Ｉｏｎ  Ｔｒａｐ  Ｉｏｎ  Ｌｏａｄｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ」と題された、米国仮出願第６２／７２８，６４２号の優先権を主張する。
【０００２】
本教示は、概して、質量分析計内のイオントラップ、例えば、線形イオントラップ（ＬＩＴ）の中への広範囲のｍ／ｚ比を有するイオンの効率的輸送のための方法およびシステムに関連する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
質量分析法（ＭＳ）は、定質的および定量的用途の両方を伴う、分子の質量／電荷比を測定するための分析技法である。ＭＳは、未知の化合物を識別し、その断片化を観察することによって特定の化合物の構造を判定し、サンプル中の特定の化合物の量を定量化するために有用であり得る。質量分析計は、検体と荷電イオンの変換がサンプル処理の間に生じなければならないようなイオンとして化学実体を検出する。
【０００４】
タンデム質量分析法（ＭＳ／ＭＳ）では、イオン源から発生されるイオンは、質量分析法の第１の段階において、質量選択されることができ（前駆体イオン）、前駆体イオンは、第２の段階において、断片化され、生成イオンを発生させることができる。生成イオンは、次いで、検出および分析されることができる。
【０００５】
ある場合には、上流質量フィルタによって選択された前駆体イオンは、その中でそれらが断片化を受ける衝突セルとして機能する、ＲＦイオントラップの中に導入されることができる。断片化されたイオンは、次いで、下流ＬＩＴによって受容され、そのｍ／ｚ比に従って、例えば、質量選択的軸方向射出（ＭＳＡＥ）を介して放出され、下流検出器によって検出されることができる。
【０００６】
しかしながら、従来の線形イオントラップは、低有効捕獲電位に起因して、低印加ＲＦ電圧では、大ｍ／ｚイオンに関して不良捕獲効率を呈し得る。印加されるＲＦ電圧を増加させることは、大ｍ／ｚイオンの捕獲効率を増加させることができるが、より高い印加ＲＦ電圧では、低ｍ／ｚイオンの運動が不安定になり得るため、低ｍ／ｚイオンの捕獲に悪影響を及ぼし得る。その結果、線形イオントラップの質量範囲は、典型的には、別個のサンプル工程を使用して解析され、ともに繋ぎ戻され、広範囲のｍ／ｚ比を有するイオンを処理することが可能である。しかしながら、質量範囲のそのような解析は、デューティサイクルおよび感度を減少させ得る。
【０００７】
故に、質量分析法において使用するためのイオントラップを装填するための改良された方法およびシステムの必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（要約）
一側面では、質量分析計内でイオンを処理する方法が、開示され、方法は、１つ以上の前駆体イオンを衝突セルの中に導入することにより、複数のイオン断片への該イオンの少なくとも一部の断片化を生じさせることを含み、衝突セルは、イオン断片の少なくとも一部を半径方向に閉じ込めるために、そのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が印加され得る、複数のロッドを有し得る。実施例として、衝突セルは、イオンをその中に半径方向に閉じ込めるために、それに対してＲＦ電圧が印加され得る、四重極ロッドセットを含むことができる。衝突セルに印加されるＲＦ電圧は、最初に、閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン断片（本明細書では、高ｍ／ｚ断片と称される）を半径方向に閉じ込めるように選択される。分析器イオントラップ、例えば、線形イオントラップは、衝突セルの下流に位置付けられ、分析器イオントラップは、イオンをその中に半径方向に閉じ込めるために、そのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が印加され得る、複数のロッドを含む。衝突セルと同様に、最初に、分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、該閾値を追上回るｍ／ｚ比を有するイオン断片、すなわち、高ｍ／ｚイオン断片を半径方向に閉じ込めるように選択される。
【０００９】
イオン断片は、次いで、衝突セルから下流分析器イオントラップの中に放出されることができる。分析器イオントラップの中へのイオンの導入または分析器イオントラップの中へのそのようなイオンの導入に対する遅延と実質的に同時に、ガス圧力パルスが、分析器イオントラップによって受容されるイオン断片（ある場合には、複数の前駆体イオン）の冷却を促すように、分析器イオントラップに印加され得る。いくつかの実施形態では、ガス圧力パルスの印加は、分析器イオントラップの内圧を少なくとも約１．５倍、例えば、約１．５〜約１０の範囲内の倍数で上昇させることができる。
【００１０】
続いて、衝突セルおよび下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、該閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン（本明細書では、低ｍ／ｚ断片と称される）を半径方向に閉じ込めるために好適なレベルまで低減されることができる。
【００１１】
この後に、複数の断片イオンを発生させ、断片イオンを衝突セルから下流分析器イオントラップの中に放出するために、衝突セルの中への前駆体イオンの導入が続くことができる。このように、分析器イオントラップは、高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンで効率的に装填されることができる。
【００１２】
続いて、分析器イオントラップ内に含有される、イオンは、例えば、選択的質量軸方向射出（ＭＳＡＥ）を介して放出され、下流検出器によって受容されることができる。イオンは、下流検出器によって検出され、質量スペクトルを発生させることができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、高ｍ／ｚイオンは、約３００を上回る、例えば、約３００〜約１，０００の範囲内のｍ／ｚ比を有し、低ｍ／ｚイオンは、約３００に等しいまたはそれ未満、例えば、約５０〜約３００の範囲内のｍ／ｚ比を有する。
【００１４】
いくつかの実施形態では、衝突セルおよび分析器イオントラップのいずれかに印加されるＲＦ電圧の周波数は、例えば、約０．３ＭＨｚ〜約２ＭＨｚの範囲内であることができる。いくつかの実施形態では、高ｍ／ｚイオン、例えば、約３００を上回るｍ／ｚ比を半径方向に閉じ込めるために好適なＲＦ電圧の振幅は、例えば、０．３ＭＨｚにおける約４３．５Ｖ０−ｐｅａｋ〜２ＭＨｚにおける約１９３３Ｖ０−ｐｅａｋの範囲内であることができ、低ｍ／ｚイオン、例えば、約５０〜約３００の範囲内のｍ／ｚ比を半径方向に閉じ込めるために好適なＲＦ電圧の振幅は、例えば、約７〜約３２２Ｖ０−ｐｅａｋの範囲内であることができる。上記の電圧は、４．１７ｍｍの内接ｒ０半径を有する、四重極アレイに対応する。いくつかの実施形態では、該高ｍ／ｚイオン断片を半径方向に閉じ込めるために、衝突セルおよび下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、着目質量窓内の最高ｍ／ｚイオンのために約０．２７を上回るマシューパラメータ（ｑ）を発生させるように選択される。
【００１５】
いくつかの実施形態では、軸方向場が、衝突セル内のイオンの軸方向閉じ込めのために、例えば、衝突セルの出射出口に近接して位置付けられる電極へのＤＣ電圧の印加を介して、衝突セル印加され得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、イオン源、例えば、大気圧力イオン化源が、複数の前駆体イオンを発生させるために採用されることができる。いくつかのそのような実施形態では、フィルタ、例えば、ＲＦ／ＤＣフィルタが、衝突セルの中への導入のために、イオン源によって発生されるイオンから、所望の範囲内のｍ／ｚ比を有する複数の前駆体イオンを選択するために採用されることができる。
【００１７】
関連側面では、質量分析計内でイオンを処理する方法が、開示され、質量分析計は、第１のイオントラップと、該第１のイオントラップの下流に位置付けられる、第２の分析器イオントラップとを含み、該イオントラップのそれぞれは、イオンの少なくとも一部を該トラップ内に半径方向に閉じ込めるために、そのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が印加され得る、複数のロッドを有する。方法は、閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン（「高ｍ／ｚイオン」）を半径方向に閉じ込めるように、１つ以上のＲＦ電圧を第１のイオントラップおよび第２のイオントラップに印加することを含むことができる。複数のイオンは、第１のイオントラップの中に導入され、いくつかの実施形態では、イオンは、第１のイオントラップ内で衝突冷却を受けることができる。この後に、イオンの少なくとも一部を第１のイオントラップから放出し、それらのイオンを下流分析器イオントラップの中に導入することが続くことができる。分析器イオントラップの中へのイオンの導入または分析器イオントラップの中へのイオンのそのような導入に対する遅延と実質的に同時に、ガス圧力パルスが、下流分析器イオントラップに印加され、分析器イオントラップによって受容されるイオンの冷却を促し得る。いくつかの実施形態では、分析器イオントラップへのガス圧力パルスの印加は、その内圧を少なくとも約１．５倍、例えば、約１．５〜約１０の範囲内の倍数で増加させることができる。
【００１８】
続いて、第１のイオントラップおよび下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、該閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオンを半径方向に閉じ込めるために好適なレベルまで低減されることができる。言い換えると、第１のイオントラップおよび下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、これらのトラップが、高ｍ／ｚイオンを半径方向に捕獲することを可能にする一方、低ｍ／ｚイオンは、例えば、イオントラップのロッドに衝打することによって、喪失される確率がより高い。
【００１９】
第１のイオントラップおよび下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、次いで、該閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン、すなわち、低ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込めるために好適であろうレベルまで低減されることができる。複数のイオンが、次いで、第１のイオントラップの中に導入される、次いで、第１のイオントラップから放出され、下流分析器イオントラップの中に導入されることができる。随意に、別のガス圧力パルスが、分析器イオントラップに印加され、イオンの冷却をその中で生じさせ得る。このように、分析器イオントラップは、高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンの両方で装填されることができる。
【００２０】
続いて、イオンは、例えば、ＭＳＡＥを介して、下流分析器イオントラップから放出され、質量スペクトルを発生させるためにイオンを検出し得る、イオン検出器によって受容されることができる。
【００２１】
関連側面では、イオンを質量分析計の質量分析器の中に導入する方法が、開示され、質量分析器は、イオンをその中に半径方向に閉じ込めるために、それに対して１つ以上のＲＦ電圧が印加され得る、複数のロッド、例えば、四重極ロッドのセットを含む。方法は、閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオンを半径方向に捕獲するように構成される（すなわち、高ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込めるために好適な）電磁場を発生させるように、ＲＦ電圧を質量分析器の該少なくとも１つのロッドに印加することと、複数のイオンを質量分析器の中に導入することとを含むことができる。ガス圧力パルスが、質量分析器に印加され、質量分析器内のイオンの冷却を促進し得る。質量分析器に印加されるＲＦ電圧は、次いで、該閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオンを半径方向に捕獲するために好適な（すなわち、低ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込めるために好適な）電磁場を発生させるように低減されることができる。複数のイオンは、次いで、質量分析器の中に導入されることができる。随意に、別のガス圧力パルスが、質量分析器に印加され、その中に含有されるイオンを冷却し得る。このように、質量分析器は、高および低ｍ／ｚイオンの両方で装填されることができる。イオンは、次いで、例えば、ＭＳＡＥを介して、質量分析器から放出され、下流イオン検出器によって検出されることができる。
【００２２】
関連側面では、質量分析計が、開示され、質量分析計は、複数の前駆体イオンを受容し、その断片化を生じさせて複数のイオン断片を発生させるための衝突セルを備え、該衝突セルは、複数のロッドを備え、イオン断片を該衝突セル内に半径方向に閉じ込めるために、複数のロッドのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が、印加され、電磁場を発生させ得る。衝突セルの下流に位置付けられる、分析器イオントラップは、衝突セル内で発生されるイオン断片の少なくとも一部を受容することができる。質量分析計はさらに、イオンをその中に半径方向に閉じ込めるために、１つ以上のＲＦ電圧を衝突セルおよび下流分析器イオントラップに印加するための少なくとも１つのＲＦ電圧源を含む。質量分析計はまた、ガス圧力パルスをイオントラップに印加し、その中に含有されるイオンの冷却を生じさせるために、該下流分析器イオントラップと流体連通する、パルス式ガス源を含む。
【００２３】
コントローラは、ＲＦ電圧源およびパルス式ガス源と通信する。コントローラは、イオンを処理するために、以下のステップ：ＲＦ電圧源に、高ｍ／ｚイオンをその中に半径方向に閉じ込めるために好適なＲＦ電圧を衝突セルおよび分析器イオントラップに印加させるステップと、該パルス式ガス源に、断片イオンが、衝突セルから該下流分析器イオントラップの中に導入され、該イオンの冷却を生じさせると、高ｍ／ｚイオンを閉じ込めるために構成される、ガス圧力パルスを該下流分析器イオントラップに印加させるステップと、続いて、ＲＦ電圧源に、該衝突セルおよび該下流分析器イオントラップに印加される該ＲＦ電圧を低ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込めるために好適なレベルまで低減させるステップとを実施するように構成される。コントローラはさらに、例えば、上記のステップの実施に続いて、ＡＣ電圧源に、適切な電圧を分析器のロッドに印加させることによって、イオンの質量選択的軸方向射出を分析器イオントラップから生じさせるように構成される。
【００２４】
質量分析計はさらに、イオンを発生させるためのイオン源を含むことができる。種々の異なるイオン源が、採用されることができる。実施例として、イオン源は、とりわけ、大気イオン化源、大気圧力光イオン化（ＡＰＰＩ）、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）、サーモスプレーイオン化であることができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、質量フィルタ、例えば、ＲＦ／ＤＣ質量フィルタが、イオン源と衝突セルとの間に配置されることができる。実施例として、質量フィルタは、衝突セルの中への導入のために、所望の範囲内のｍ／ｚ比を有する前駆体イオンを選択するように構成されることができる。
【００２６】
衝突セルおよび分析器イオントラップは、種々の異なる方法において構成されることができる。実施例として、いくつかの実施形態では、衝突セルおよび分析器イオントラップは、イオンを半径方向に閉じ込めるために、それに対してＲＦ電圧が印加され得る、四重極ロッドセットのセットを含むことができる。他の実施形態では、衝突セルおよび分析器イオントラップのいずれかは、六重極等の他の多極構成を含むことができる。いくつかの実施形態では、衝突セルおよび下流分析器イオントラップは、相互に容量結合されることができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、衝突セル内で発生されるイオン断片は、約５０〜約２，０００の範囲内、例えば、約５０〜約１，０００の範囲内のｍ／ｚ比を有することができる。
【００２８】
上記の質量分析計のいくつかの実施形態では、衝突セルは、主に、その断片化ではなく、イオンの冷却を生じさせるように構成される。さらに、いくつかの実施形態では、分光計は、衝突セルを欠いている場合があり、分析器イオントラップは、直接、または１つ以上のイオンガイドを介して、イオン源からイオンを受容することができる。
【００２９】
本教示の種々の側面のさらなる理解は、下記に簡単に説明される、関連付けられる図面と併せて、以下の発明を実施するための形態を参照することによって取得されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本教示の実施形態による、質量分析計内でイオンを処理するための方法における種々のステップを描写する、フローチャートである。
【図２】図２は、本教示の実施形態による、質量分析計内でイオンを処理するための関連方法の種々のステップを描写する、フローチャートである。
【図３】図３は、実施形態による、質量分析計内でイオンを処理するための方法における種々のステップを描写する、フローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、本教示の実施形態による、質量分析計を図式的に描写する。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ガス圧力パルスをイオン分析器に印加するために図４Ａの質量分析計内で採用される、ガスリザーバおよび弁を備える、ガス源を図式的に描写する。
【図５】図５は、本教示を使用して取得される、ｍ／ｚ  ９０６．６のＰＰＧイオンのＥＰＩスペクトルを描写する。
【図６】図６は、ｍ／ｚ  ９０６．６のＰＰＧイオンのＥＰＩスペクトルを描写し、スペクトルは、３つの異なる範囲内の質量走査を解析することによって取得された。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（詳細な説明）
本教示は、概して、質量分析計内でイオンを処理するための方法およびシステムに関連する。いくつかの実施形態では、本方法は、２つ以上の段階において、１つ以上のイオントラップに広範囲のｍ／ｚ比、例えば、約５０〜約１，０００の範囲内のｍ／ｚ比を有するイオンを装填することを含み、１つの段階では、１つ以上のイオントラップは、高ｍ／ｚ比、例えば、約３００を上回るｍ／ｚ比を有するイオンを閉じ込めるように構成され、少なくとも別の段階では、１つ以上のイオントラップは、低ｍ／ｚ比、例えば、約５０および３００の範囲内のｍ／ｚ比を有するイオンを閉じ込めるように構成される。下記でさらに詳細に議論されるように、本教示は、例えば、イオントラップの効率的装填および質量分析のデューティサイクルの増加等、向上された生成イオン（ＥＰＩ）走査および向上された質量分析法（ＥＭＳ）の両方のために、イオンをイオントラップの中に装填するための従来の方法に対してある利点を提供する。
【００３２】
ＥＰＩでは、前駆体イオン、例えば、上流フィルタによって選択された前駆体イオンが、衝突セル内で断片化されることができ、断片イオンは、任意の残りの前駆体イオンとともに、下流イオントラップ内に捕獲されることができ、イオンは、衝突冷却を受けることができる。続いて、イオンは、例えば、質量選択的軸方向射出（ＭＳＡＥ）を介して、イオントラップから放出され、下流検出器によって検出されることができる。典型的には、イオントラップは、通常、前駆体イオンの質量の約１／３に対応する、低質量カットオフを有する。例えば、イオントラップに印加されるＲＦ電圧が、前駆体イオンのための０．３のマシューパラメータ（ｑ）に対応するように選択される場合、低質量カットオフ（約０．９０６のｑ）が、０．３３ｘｍ／ｚ（前駆体）のｍ／ｚ比のために生じるであろう。代替として、イオントラップに印加されるＲＦ電圧が、低ｍ／ｚイオンを捕獲するように設定される場合、大ｍ／ｚイオンのための捕獲効率は、潜在的に、不良となり得る。したがって、従来のシステムでは、異なる質量区画が、例えば、５０または３０のｍ／ｚ比までの完全なスペクトル、例えば、完全な衝突誘発解離（ＣＩＤ）スペクトルを取得するために使用される必要がある。完全なスペクトルを取得するために要求され得る区画の数は、例えば、前駆体イオンの質量範囲および質量に依存し得る。そのような従来の方法の有意な短所は、各質量区画が、完全サイクル（注入、捕獲、冷却、および質量分析）を要求することであり、これは、ＥＰＩおよびＥＭＳ走査の両方のデューティサイクルを有意に増加させ得る。対照的に、本教示は、質量解析を伴わずに、完全スペクトル、例えば、ＥＰＩまたはＥＭＳスペクトルを発生させるための方法およびシステムを提供することができる。
【００３３】
図１のフローチャートを参照すると、質量分析計内でイオンを処理するための実施形態による方法では、１つ以上の前駆体イオンが、複数のイオン断片へのイオンの少なくとも一部の断片化を生じさせるように、衝突セルの中に導入される。本実施形態では、衝突セルは、イオン断片の少なくとも一部を半径方向に閉じ込めるために、そのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が印加され得る、四重極ロッドセットを含む。最初に、衝突セルに印加されるＲＦ電圧が、閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン断片（本明細書では、「高ｍ／ｚ断片」と称される）を半径方向に閉じ込めるように選択される。イオン断片は、次いで、衝突セルから下流分析器イオントラップに放出される。本実施形態では、分析器イオントラップは、イオン断片を半径方向に閉じ込めるために、そのうちの少なくとも１つにＲＦ電圧が印加され得る、四重極ロッドセットを含む。分析器イオントラップの中へのイオン断片の導入に先立って、またはそれと同時に、イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、高ｍ／ｚ断片を半径方向に閉じ込めるように選択されることができる。多くの実施形態では、衝突セルおよび下流分析器イオントラップは、容量結合される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、衝突セルの高圧、例えば、約１〜約１５ｍＴｏｒｒの範囲内の圧力に起因して、衝突セルによって受容されるイオンは、急速に冷却され、付加的冷却時間は、充填周期後、必要とされ得ない。
【００３５】
いくつかの実施形態では、イオン断片は、約５０〜約１，０００の範囲内のｍ／ｚ比を有することができる。いくつかのそのような場合では、高ｍ／ｚ断片は、約３００を上回るｍ／ｚ比を有することができ、低ｍ／ｚ断片は、約３００に等しいまたはそれ未満、例えば、約５０〜約３００の範囲内のｍ／ｚ比を有することができる。
【００３６】
ガス圧力パルスが、分析器イオントラップに印加され、イオン断片の冷却を促す。いくつかの実施形態では、ガス圧力パルスが、分析器イオントラップの中へのイオン断片の導入と並行して、分析器イオントラップに印加され得る。他の実施形態では、ガス圧力パルスは、衝突セルから質量分析器の中に放出されるイオンの導入に対して遅延されることができる。他の実施形態では、ガス圧力パルスは、衝突セルから質量分析器の中に放出されるイオンの導入前に開始することができ、イオン導入の時間の間およびイオン導入を超えて続くことができる。いくつかの実施形態では、ガスパルスの持続時間は、例えば、約０．１ｍｓ〜約２０ｍｓの範囲内、例えば、約０．１ｍｓ〜約５ｍｓの範囲内であることができる。いくつかの実施形態では、圧力パルスの持続時間は、約０．１ｍｓ〜約２０ｍｓであることができる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、分析器イオントラップへのガス圧力パルスの印加は、分析器イオントラップの内圧を約１．５〜約１０の範囲内の倍数で、例えば、約３００％増加させることができる。例えば、ガス圧力パルスの印加は、分析器イオントラップの内圧を約２×１０−５Ｔｏｒｒ〜約８×１０−５Ｔｏｒｒ増加させることができる。分析器イオントラップの内圧のそのような増加は、質量分析器に入射するイオンのエネルギーを低減させ、したがって、捕獲効率を増加させ、かつその中に含有されるイオンの衝突冷却を促すことができる。
【００３８】
質量分析器の中へのイオンの導入およびガス圧力パルスの印加に続いて、衝突セルおよび下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、前述の閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン断片（本明細書では、「低ｍ／ｚイオン」と称される）を半径方向に閉じ込めるために好適であろうレベルまで低減されることができる。この後に、次いで、複数のイオン断片を発生させるための衝突セルの中への複数の前駆体イオンの導入が続く。
【００３９】
衝突セル内に含有される、イオンは、衝突セルから放出され、分析器イオントラップの中に導入される。いくつかの実施形態では、別のガス圧力パルスが、随意に、分析器イオントラップに印加され、イオンの冷却、特に、新しく到着した低ｍ／ｚイオンの冷却を促進することができる。イオンの冷却は、低ＲＦ有効電位（例えば、Ｄ＝ｑＶ／８、式中、ｑは、マシューパラメータであり、Ｖｐｅａｋ／ｐｅａｋは、ＲＦ電圧の振幅である）にもかかわらず、低ｍ／ｚだけではなく、また、高ｍ／ｚイオンの効率的捕獲も可能にする。イオンは、次いで、例えば、質量選択的軸方向射出（ＭＳＡＥ）を使用して、分析器イオントラップから放出され、下流検出器によって検出されることができる。
【００４０】
ガス圧力パルスの印加に起因した分析器イオントラップ内の圧力増加は、分析器イオントラップの総充填＋冷却時間を、有意に、例えば、約５ミリ秒（ｍｓｅｃ）またはそれ未満に低減させることができ、これは、ひいては、質量分析のデューティサイクルを向上させることができる。
【００４１】
イオンは、大気圧力イオン化源等のイオン源によって発生されることができる。いくつかの実施形態では、フィルタは、イオン源と衝突セルとの間に位置付けられ、特定の範囲内のｍ／ｚ比を有するイオンを選択することができる。実施例として、そのようなフィルタは、それに対してＲＦ／ＤＣ電圧が印加され、フィルタを通した通過のために特定の範囲内のｍ／ｚ比を有するイオンを選択することを可能にし得る、四重極ロッドセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、該高ｍ／ｚイオン断片を半径方向に閉じ込めるために、衝突セルおよび下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、約０．２７を上回るマシューパラメータ（ｑ）を発生させるように選択される。
【００４２】
本教示は、ＥＰＩスペクトルだけではなく、また、ＥＭＳスペクトルを取得するように採用されることができる。例えば、別の実施形態における図２のフローチャートを参照すると、質量分析計内でイオンを処理する方法は、閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン（本明細書では、「高ｍ／ｚイオン」と称される）を半径方向に閉じ込めるように、ＲＦ電圧を第１のイオントラップおよび下流分析器イオントラップに印加することを含む。
【００４３】
実施例として、高ｍ／ｚイオンは、約３００を上回る、例えば、約３００〜約１，０００の範囲内のｍ／ｚ比を有することができる。
【００４４】
複数のイオンが、次いで、第１のイオントラップ、例えば、衝突セルの中に導入される。本実施形態では、衝突セルの中に導入されるイオンの運動エネルギー、例えば、約１０ｅＶ未満のイオンエネルギーが、衝突セルを通したその通過の間、イオンの断片化を最小限にするように選択される。
【００４５】
イオンを衝突セル内に捕獲するための充填時間は、例えば、約２〜約２００ｍｓｅｃの範囲内であることができる。第１のイオントラップ内のイオンの少なくとも一部は、放出され、下流分析器イオントラップの中に導入される。
【００４６】
ガス圧力パルスが、衝突セルから分析器イオントラップによって受容されるイオンの冷却を促すように、下流分析器イオントラップに印加される。いくつかの実施形態では、ガス圧力パルスが、第１のイオントラップから分析器イオントラップの中へのイオンの導入と実質的に並行して、分析器イオントラップに印加され得る。他の実施形態では、ガス圧力パルスは、第１のイオントラップから分析器イオントラップの中へのイオンの導入に対して遅延されることができる。他の実施形態では、ガス圧力パルスは、第１のイオントラップから分析器イオントラップの中へのイオンの導入の前に開始することができる。実施例として、いくつかの実施形態では、ガスパルスは、第１のイオントラップから第２のイオントラップの中へのイオン導入の１ｍｓ前に開始することができる。分析器イオントラップの内圧の増加は、例えば、典型的には、約４０〜６０ｍｓｅｃ以内における、それによって受容されるイオンの冷却を促すことができる。
【００４７】
続いて、第１のイオントラップおよび下流分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、該閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン（本明細書では、低ｍ／ｚイオンと称される）を半径方向に閉じ込めるために好適であろうレベルまで低減される。この後に、複数のイオンを第１のイオントラップの中に導入することが続くことができる。イオンの少なくとも一部は、例えば、第１のイオントラップの中へのイオンの導入後の所望の時間周期後に、第１のイオントラップから放出されることができ、放出されたイオンは、下流分析器イオントラップの中に導入されることができる。
【００４８】
分析器イオントラップの中への低ｍ／ｚイオンの導入に続いて、分析器イオントラップは、高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンの両方を含有する。分析器イオントラップ内に含有される、イオンは、次いで、例えば、ＭＳＡＥを介して放出され、下流イオン検出器によって検出されることができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、本教示は、イオンが最初に上流衝突セルの中に導入されずに、イオンをイオン源から受容し得る、分析器イオントラップに適用されることができる。前の実施形態と同様に、分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、それらのイオンを分析器イオントラップから放出し、下流イオン検出器によって検出されることに先立って、高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンの両方を分析器イオントラップ内に効率的に捕獲するように変調されることができる。
【００５０】
より具体的には、図３のフローチャートを参照すると、そのような実施形態では、分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、分析器イオントラップが、選択された閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン（すなわち、高ｍ／ｚイオン）を半径方向に閉じ込めるであろうように選択されることができる。複数のイオンが、次いで、イオン源から分析器イオントラップの中に導入されることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の質量フィルタ（例えば、ＲＦ／ＤＣ質量フィルタ）が、イオン源と分析器イオントラップとの間に配置され、所望の範囲内のｍ／ｚ比を有するイオンを選択することに役立つことができる。ガス圧力パルスが、分析器イオントラップに印加され、イオンの断片冷却を促し得る。続いて、分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、該選択された閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン（すなわち、低ｍ／ｚイオン）を半径方向に閉じ込めるために好適であろうレベルまで低減されることができる。この後に、イオンをイオン源からイオントラップの中に導入することが続く。このように、低ｍ／ｚおよび高ｍ／ｚイオンの両方が、分析器イオントラップ内に捕獲されることができる。
【００５１】
続いて、分析器イオントラップ内に含有される、イオンは、例えば、ＭＳＡＥを介して放出され、下流検出器によって検出される。
【００５２】
図４Ａを参照すると、実施形態による、質量分析計１３００は、イオンを発生させるためのイオン源１３０２を含む。イオン源は、その中に、それを通してイオン源によって発生されるイオンが下流区分に入射し得る、オリフィスを提供する、オリフィスプレート（図示せず）が配置される、カーテンチャンバ（図示せず）によって、分光計の下流区分から分離されることができる。本実施形態では、ＲＦイオンガイド（Ｑ０）が、ガス動態および無線周波数場の組み合わせを使用して、イオンを捕捉および集束させるために使用されることができる。イオンガイドＱ０は、イオンを、レンズＩＱ１およびＢｒｕｂａｃｋｅｒレンズ、例えば、約２．３５長ＲＦ専用四重極を介して、その中にＲＦイオンガイドＱ０が配置される、チャンバのものを下回って維持され得る、圧力まで真空化され得る、真空チャンバ内に据え付けられ得る、下流の四重極質量分析器Ｑ１に送達する。非限定的実施例として、Ｑ１を含有する、真空チャンバは、約１×１０−４Ｔｏｒｒ（例えば、約５×１０−５Ｔｏｒｒ）未満の圧力に維持されることができるが、他の圧力も、本目的のために、または他の目的のために、使用されることができる。
【００５３】
当業者によって理解されるであろうように、四重極ロッドセットＱ１は、着目イオンタイプおよび／または着目イオンタイプの範囲を選択するように動作され得る、従来の伝送ＲＦ／ＤＣ四重極質量フィルタとして動作されることができる。実施例として、四重極ロッドセットＱ１は、質量分解モードにおける動作のために好適なＲＦ／ＤＣ電圧を提供されることができる。理解されるはずであるように、Ｑ１の物理的および電気的性質を考慮することによって、印加されるＲＦおよびＤＣ電圧に関するパラメータは、Ｑ１が、選定されたｍ／ｚ比の伝送窓を確立し、これらのイオンが、著しく摂動されずにＱ１を横断し得るように、選択されることができる。しかしながら、窓外に該当するｍ／ｚ比を有するイオンは、四重極内で安定軌道を達成せず、四重極ロッドセットＱ１を横断しないように妨害され得る。本動作モードは、Ｑ１のための１つの可能性として考えられる動作モードにすぎないことを理解されたい。実施例として、いくつかの実施形態では、四重極ロッドセットＱ１は、ＲＦ専用モードにおいて動作され、したがって、Ｑ０から受容されるイオンのためのイオンガイドとして作用することができる。
【００５４】
四重極ロッドセットＱ１を通して通過するイオンは、短太ＳＴ２（また、Ｂｒｕｂａｃｋｅｒレンズとも称される）を通して通過し、その中でイオンの少なくとも一部が、断片化を受け、イオン断片を発生させる、衝突セル１３０４に入射することができる。本実施形態では、衝突セルは、四重極ロッドセットを含むが、他の多極ロッドセットもまた、他の実施形態では採用されることができる。コントローラ１３１２の制御下で動作する、ＲＦ電圧源１３１０は、ＲＦ電圧を衝突セルのロッドに印加し、イオンを衝突セル内に半径方向に閉じ込める。さらに、本実施形態では、ＩＱ２およびＩＱ３レンズは、衝突セルの入口および出口ポートに近接して配置される。ＤＣ電圧を衝突セルのロッドオフセットより高いＩＱ３レンズに印加することによって、イオンの軸方向捕獲が、達成されることができる。
【００５５】
最初に、コントローラは、ＲＦ電圧源に、閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオン、すなわち、高ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込めるために好適である、ＲＦ電圧を衝突セルのロッドに印加させる。実施例として、ＲＦ電圧は、約３００を上回る、例えば、約３００〜約１，０００の範囲内のｍ／ｚ比を有するイオンを半径方向に閉じ込めるように選択される。
【００５６】
図４Ａを継続して参照すると、分析器イオントラップ１３０８は、衝突セル１３０４の下流に位置付けられる。本実施形態では、分析器イオントラップ１３０８は、その中へのイオンの半径方向閉じ込めを提供するように、それに対してＲＦ電圧がＲＦ電圧源１３１０を介して印加される、四重極ロッドセットを含む。最初に、分析器イオントラップ１３０８に印加されるＲＦ電圧は、該閾値を上回るｍ／ｚ比を有するイオンを閉じ込めるように選択される。いくつかの実施形態では、分析器イオントラップの入力および／または出力ポートに近接して位置付けられる、１つ以上の電極（図示せず）が、イオンの軸方向閉じ込めのために、例えば、電極へのＤＣ電圧の印加を介して、軸方向場を分析器イオントラップ内に発生させるために採用されることができる。いくつかの実施形態では、下流分析器イオントラップは、衝突セルに容量結合される。したがって、ＲＦ電圧を分析器イオントラップにおいて設定することはまた、要求されるＲＦ電圧を衝突セルに提供することができる。例えば、分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧は、ＥＰＩ走査が実施されるとき、前駆体イオンのために、ＥＭＳ走査が実施されるとき、着目最大ｍ／ｚのために、０．３を上回るｑパラメータを取得するように選択されることができる。
【００５７】
本実施形態では、衝突セル内に含有される、断片イオンは、次いで、ＩＱ３電圧を衝突ロッドオフセットに対してイオンのために誘引性であるように設定することによって放出され、分析器イオントラップの中に導入される。上記に記載のように、衝突セルに印加されるＲＦ電圧は、高ｍ／ｚ比を有するイオンを閉じ込めるように選択される。したがって、衝突セルから放出され、下流分析器イオントラップ１３０８の中に導入される、イオン断片ならびにある場合には前駆体イオンは、主に、高ｍ／ｚイオンである。分析器イオントラップは、分析器イオントラップに印加されるＲＦ電圧がそのような高ｍ／ｚイオンの半径方向閉じ込めを提供するように選択されるため、これらのイオンの効果的閉じ込めを提供するであろう。
【００５８】
図４Ａに示されるように、分光計システム１３００はさらに、コントローラ１３１２の制御下で動作し、質量分析器イオントラップ１３０８に流動的に結合される、ガス源１３１６を含む。衝突セルから分析器イオントラップの中へのイオンの放出に続いて、またはそれと同時に、コントローラは、その中に含有されるイオンの冷却を促進するように、ガス源１３１６をアクティブ化し、ガス圧力パルスを分析器イオントラップに提供することができる。いくつかの実施形態では、分析器イオントラップへのガス圧力パルスの印加は、少なくとも約１００％、例えば、約１００％〜約４００％の範囲内、例えば、約３００％、その内圧を増加させることができる。
【００５９】
図４Ｂに図式的に示されるように、ガス源１３１６は、例えば、作動可能弁１３１６ｂを介して、分析器イオントラップ１３０８に流動的に結合される、ガスリザーバ１３１６ａを含むことができる。弁１３１６ｂは、ガスのパルスを分析器イオントラップに印加するように、コントローラ１３１２の制御下で作動されることができる。
【００６０】
続いて、コントローラ１３１２は、ＲＦ源１３１０と通信し、ＲＦ源に、衝突セル１３０４および下流分析器イオントラップ１３０８に印加されるＲＦ電圧を低減させる。上記に記載のように、低減されたＲＦ電圧は、閾値を下回るｍ／ｚ比を有するイオン、すなわち、低ｍ／ｚイオンの半径方向閉じ込めを可能にするように選択される。実施例として、いくつかの実施形態では、ＲＦ電圧、例えば、Ｖｐｅａｋ／ｐｅａｋ振幅は、約１０分の１、例えば、約１０〜約２０分の１の範囲内で低減されることができる。ＲＦ電圧の周波数は、不変のままであることができる。いくつかのそのような実施形態では、低ｍ／ｚイオンは、例えば、約３００未満、例えば、約５０〜約３００の範囲内のｍ／ｚ比を有することができる。
【００６１】
衝突セルおよび下流分析器に印加されるＲＦ電圧の低減と同時に、またはそれに続いて、複数のイオンが、衝突セルの中に導入されることができ、それらは、断片化を受けることができ、低ｍ／ｚ断片イオンは、衝突セル内に半径方向に閉じ込められる確率がより高い。断片イオン（ある場合には、いくつかの前駆体イオン）は、次いで、ＩＱ３に印加されるＤＣ電圧を衝突セルロッドオフセットを下回る値まで低減させることによって、衝突セルから放出され、下流分析器イオントラップによって受容されることができる。随意に、別のガス圧力パルスが、分析器イオントラップに印加され、イオンの冷却をその中で生じさせ得る。このように、分析器イオントラップは、高および低ｍ／ｚイオンの両方で装填されることができる。イオンは、Ｈａｇｅｒによって「Ａ  ｎｅｗ  Ｌｉｎｅａｒ  ｉｏｎ  ｔｒａｐ  ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」（Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｍｍｕｎ．  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏ．  ２００２；１６：５１２−５２６）において説明される様式において、Ｑ３イオントラップから質量選択的に軸方向に射出（ＭＳＡＥ）されることができる。
【００６２】
他の実施形態では、衝突セルおよび下流分析器に印加されるＲＦ電圧の低減に続いて、複数のイオンが、衝突セルの中に導入されることができ、それらは、断片化を受け（低ｍ／ｚ断片イオンは、衝突セル内に半径方向に閉じ込められる確率がより高い）、衝突セル内で軸方向に捕獲されずに、分析器に向かって伝送されることができる。続いて、分析器イオントラップ内に含有される、イオンは、例えば、ＭＳＡＥを介して、そこから放出されることができる。放出されたイオンは、次いで、下流検出器１３１４によって検出されることができ、その質量スペクトルが、発生されることができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、衝突セル１３０４は、主に、イオンの冷却を生じさせ、その断片化を生じさせないように構成されることができる。例えば、衝突セルに入射するイオンの運動エネルギーは、イオンが断片化を伴わずに衝突冷却を受けるであろうように選択されることができる。前の実施形態と同様に、最初に、衝突セルおよび下流分析器は、低ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込めるように構成される。複数の前駆体イオンが、衝突セルに入射し、次いで、下流分析器イオントラップの中に放出されることができ、ガス圧力パルスが、ガス源１３１６を介して、下流分析器イオントラップ１３０８印加され、イオンの冷却を生じさせ得る。続いて、衝突セルおよび下流分析器は、低ｍ／ｚイオンを閉じ込めるように構成されることができる。複数のイオンが、衝突セルの中に導入され、次いで、分析器イオントラップの中に放出されることができる。このように、分析器イオントラップは、高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンの両方で装填されることができる。イオンは、次いで、例えば、ＭＳＡＥを介して、分析器イオントラップから放出され、検出器１３１４によって検出されることができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、分光計システム１３００は、衝突セルを欠いていることができる。そのような実施形態では、イオン源１３０２によって発生されるイオンは、イオンガイドＱ０およびフィルタＱ１を通して通過後、質量分析器１３０８によって受容される。そのような実施形態では、質量分析器１３０８は、最初に、高ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込めるように構成されることができる。前の実施形態と同様に、ガス圧力パルスが、質量分析器に印加され、それによって受容されるイオンを冷却し得る。この後に、低ｍ／ｚイオンを半径方向に閉じ込めるためにそれを構成するように、質量分析器に印加されるＲＦ電圧を低減させることが続くことができる。質量分析器は、イオンを受容し、低ｍ／ｚイオンを捕獲することができる。随意に、別のガス圧力パルスが、質量分析器に印加され、それによって受容されるイオンを冷却し得る。再び、このように、質量分析器は、高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンの両方で装填されることができる。質量分析器に高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンの両方を装填後、イオンは、例えば、ＭＳＡＥを介して、質量分析器から放出され、下流検出器１３１４によって検出されることができる。
【００６５】
本教示は、いくつかの利点を提供する。例えば、それらは、高ｍ／ｚおよび低ｍ／ｚイオンの両方の効率的捕獲を可能にする。言い換えると、それらは、広範囲のｍ／ｚを有する、イオンの効率的捕獲を可能にする。これは、ひいては、質量分析のデューティサイクルを向上させることができる。例えば、本教示の実装は、質量分析のデューティサイクルにおける少なくとも２倍の改良をもたらし得る。
【００６６】
以下の実施例は、本教示の種々の側面のさらなる解明のために提供され、必ずしも、本教示を実践する最適方法および／または達成され得る最適結果を示すわけではない。
【００６７】
（実施例）
図５は、本教示を使用して取得される、ｍ／ｚ  ９０６．６のＰＰＧ（ポリ（プロピレングリコール）イオンのＥＰＩスペクトルを描写する。具体的には、衝突セルと、下流線形イオントラップとを有する、Ｓｃｉｅｘ（Ｆｒａｍｉｎｇｈａｍ，  ＵＳＡ）によって市販されているＱＴＲＡＰ  ５５００質量分析計が、描写されるスペクトルを取得するために採用された。分析器トラップは、ｍ／ｚ  ９０６．７のイオンのためにｑ  ０．２８に設定され、Ｑ２衝突セルは、Ｑ２  ＲＦ電圧に対応するｑがｍ／ｚ  ９０６．７のイオンのために約０．１７であるようにＱ３に容量に結合された。イオンは、ｍ／ｚ  ９０６．７のイオンのみが、伝送され、次いで、４５ｅＶの衝突エネルギーにおいてＱ２内で断片化されるであろうような単位分解能においてＱ１内で選択された。２ｍｓの充填時間後、断片および残りの前駆体イオンが、放出され、約５ｍｓにわたってＱ３内で冷却された。本時間の間、パルス式弁が、分析器圧力を約４×１０−５Ｔｏｒｒまで増加させた。本時間後、Ｑ３に印加されるＲＦ電圧は、０．０４６Ｖｐｅａｋ／ｐｅａｋまで降下された。本ＲＦ電圧では、ｍ／ｚ  ５０のイオンのためのｑは、Ｑ３内では約０．８４６、Ｑ２内では約０．５であった。続いて、ｍ／ｚ  ９０６．７のイオンが、単位分解能においてＱ１内で選択され、次いで、４５ｅＶの衝突エネルギーにおいてＱ２内で断片化された。２ｍｓの充填時間後、断片および残りの前駆体イオンが、放出され、約１０ｍｓにわたってＱ３内で冷却された。本時間の間、パルス式弁が、分析器圧力を約６ｘ１０−５Ｔｏｒｒまで増加させた。続いて、質量スペクトルが、ＭＳＡＥを使用して、１０，０００Ｄａ／秒の走査率で、Ｑ３分析器トラップからのイオンを走査することによって発生された。
【００６８】
図６は、ひいては、従来の方法を使用して取得される、９０６．６のｍ／ｚのＰＰＧイオンのＥＰＩスペクトルを描写する。この場合、質量走査は、３つの異なる質量範囲、すなわち、５０〜１０３、１０３〜３０９、および３０９〜９２０内で解析された。
【００６９】
上記のデータは、本教示による方法が、従来の方法を使用して取得されるものと比較して、類似するが、低減されたデューティサイクルを伴う、質量スペクトルを取得するために使用されることができることを示す。
【００７０】
当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更が上記の実施形態に行われることができることを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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