DE1058811T1 - Verfahren und systeme für die multi-spectralabbildung und charakterisierung von hautgeweben - Google Patents

Verfahren und systeme für die multi-spectralabbildung und charakterisierung von hautgeweben

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DE1058811T1 DE1058811T DE99908489T DE1058811T1 DE 1058811 T1 DE1058811 T1 DE 1058811T1 DE 1058811 T DE1058811 T DE 1058811T DE 99908489 T DE99908489 T DE 99908489T DE 1058811 T1 DE1058811 T1 DE 1058811T1
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Claims (43)

PATENTANSPRÜCHE
1. Massenspektrometer-System aufweisend:
eine gepulste Ionenquelle, welche Impulse von Analysestoff-Ionen liefert;
ein Massenspektrometer;
ein lonenpfod, der sich zwischen der Ionenquelle und dem Massenspektrometer erstreckt; und
eine Ionen-Transmissionsvorrichtung, die sich auf dem lonenpfed befindet und ein Dämpfungsgas in mindestens einem Abschnitt des Ionenpfades aufweist, wodurch mindestens einer der folgenden Effekte bewirkt wird: Verminderung der Energiestreuung der von der Ionenquelle emittierten Ionen; Umwandlung der von der Ionenquelle kommenden Ionenimpulse in einen quasi-kontinuierlichen Ionenstrahl; zumindest teilweise Unterdrückung einer unerwünschten Fragmentierung von Analysestoff-Ionen; und räumliches und zeitliches Streuen der Ionen entlang des Ionenpfades, wodurch Spitzenstrom- und Raumladungseffekte vermindert werden.
2. Massenspektrometer-System nach Anspruch 1, bei welchem das Dämpfungsgas einen Druck im Bereich zwischen ca. 104 Torr bis zu mindestens 760 Torr aufweist.
3. Massenspektrometer-System nach Anspruch 2, bei welchem das Dämpfungsgas benachbart der gepulsten Ionenquelle vorgesehen ist und einen Druck aufweist, welcher ausreicht, um eine Verminderung der Energiestreuung der von der Ionenquelle emittierten Ionen zu bewirken.
-2-
DE/EP1058811 T1
4. Massenspektrometer-System nach Anspruch 2, bei welchem der Ionenpfad einen Multipol-Stabsatz aufweist, das Dämpfungsgas im Multipol-Stabsatz vorgesehen ist und das Produkt aus dem Druck des Dämpfungsgases im Inneren des Multipol-Stabsatzes multipliziert mit der Länge der Stäbe des Multipol-Stabsatzes mindestens 10,0 mTorr-cm beträgt.
5. Massenspektrometer-System nach Anspruch 2, welches einen Multipol-Stabsatz und/oder einen Ringsatz aufweist, wobei sich der Ionenpfad durch diese hindurch erstreckt und das Dämpfungsgas sowohl im Multipol-Stangensatz als auch im Ringsatz, sofern diese vorhanden sind, vorgesehen ist.
6. Massenspektrometer-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Massenspektrometer ein Flugzeit-Massenspektrometer aufweist.
7. Massenspektrometer-System nach Anspruch 6, bei welchem das Flugzeit-Massenspektrometer ein orthogonales Flugzeit-Massenspektrometer aufweist, wodurch der quasi-kontinuierliche Ionenstrahl in das orthogonale Flugzeit-Massenspektrometer eintritt und gepulst wird, um den quasikontinuierlichen Ionenstrahl wieder in Impulse von Ionen zurück zu verwandeln.
8. Massenspektrometer-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Massenspektrometer eines von einem Quadrupol-Spektrometer, einem Ionenfallen-Spektrometer, einem Magnetsektor-Spektrometer und einem Fouriertransfbrmations-Massenspektrometer aufweist.
9. Massenspektrometer-System nach Anspruch 3, welches eine erste Differenzdruckkammer aufweist, wobei die gepulste Ionenquelle in der ersten Differenzdruckkammer vorgesehen ist.
-3-
10. Massenspektrometer-System nach Anspruch 3, welches eine erste Differenzdruckkammer aufweist, wobei die gepulste Ionenquelle in der ersten Differenzdruckkammer vorgesehen ist, sich eine zweite Differenzdruckkammer zwischen der ersten Differenzdruckkammer und dem Massenspektrometer befindet, und eine Skimmer-Einrichtung zwischen der ersten und der zweiten Differenzdruckkammer vorgesehen ist, um eine Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Differenzdruckkammer aufrecht zu erhalten.
11. Massenspektrometer-System nach Anspruch 9, bei welchem die erste Differenzdruckkammer einen Multipol-Stangensatz aufweist, der so konfiguriert ist, daß er als Ionen-Leiteinrichtung wirkt.
12. Massenspektrometer-System nach Anspruch 10, bei welchem die zweite Differenzdruckkammer einen Multipol-Stangensatz aufweist, der so konfiguriert ist, daß er als Ionen-Leiteinrichtung wirkt.
13. Massenspektrometer-System nach den Ansprüchen 5, 11 oder 12, welches eine Massenanalyseeinrichtung und eine Kollisionszelle aufweist, die vor dem Massenspektrometer und auf dem Ionenpfad vorgesehen sind, wobei die Massenanalyseeinrichtung einen Multipol-Stangensatz aufweist, der konfiguriert ist, um ein Vorläufer-Ion auszuwählen, und die Kollisionszelle bei Benutzung mit einem Dämpfungsgas ausgerüstet ist, um eine Fragmentierung von ausgewählten Vorläufer-Ionen zu bewirken, um Fragment-Ionen für eine Analyse im Massenspektrometer zu erzeugen.
14. Massenspektrometer-System nach Anspruch 13, bei welchem die Kollisionszelle in einer von der Massenanalyseeinrichtung separaten Kammer vorgesehen ist.
DE/EP 1 058-611 &tgr;&idiagr;
15. Massenspektrometer-System nach Anspruch 13, bei welchem das Massenspektrometer eine orthogonales Flugzeit-Massenspektrometer aufweist.
16. Massenspektrometer-System nach Anspruch 13, bei welchem das Massenspektrometer ein Quadrupol-Massenfilter aufweist.
17. Massenspektrometer-System nach den Ansprüchen 2, 3 oder 7, bei welchem die gepulste Ionenquelle eine Oberfläche aufweist, die Analysestoff-Moleküle enthält und ein gepulster Laser auf die Oberfläche gerichtet ist und Laserimpulse liefert, um eine Ionisierung der Analysestoff-Moleküle zu bewirken.
18. Massenspektrometer-System nach Anspruch 17, bei welchem die Oberfläehe ein Target-Material enthält, das aus einem Grundmaterial und im
Grundmaterial befindlichen Analysestoff-Molekülen besteht, wobei das Grundmaterial von einer Art ist, welche von einem gepulsten Laser kommende Strahlung absorbiert, um eine Desorption und Ionisierung der Analysestoff-Moleküle zu fördern.
20
19. Massenspektrometer-System nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches zusätzlich eine kontinuierliche Ionenquelle und eine Einrichtung aufweist, um entweder die kontinuierliche Ionenquelle oder die gepulste Ionenquelle auszuwählen.
20. Massenspektrometer-System nach Anspruch 19, welches mindestens eines der folgenden aufweist: eine Mehrzahl von gepulsten Ionenquellen; und eine Mehrzahl von kontinuierlichen Ionenquellen, wobei die Auswahleinrichtung die Auswahl einer beliebigen der kontinuierlichen und gepulsten Ionenquellen ermöglicht.
21. Massenspektrometer-System nach Anspruch 1, welches eine Auswahleinrichtung aufweist, die eine Massenselektion eines Vorläufer-Ions und eine kollisionsbedingte Dissoziation von Vorläufer-Ionen bewirkt, um Fragment-Ionen zu erzeugen, wobei sich die Auswahleinrichtung im Ionenpfad vor dem Massenspektrometer befindet.
22. Massenspektrometer-System nach Anspruch 21, bei welchem die Auswahleinrichtung eine Ionenfelle aufweist, welche sowohl eine Massenselektion eines Vorläufer-Ions als auch eine kollisionsbedingte Dissoziation bewirkt.
23. Massenspektrometer-System nach Anspruch 21, bei welchem die kollisionsbedingte Dissoziation entweder durch ultraviolette oder durch infrarote Strahlung, oder durch mittels einer Oberfläche herbeigeführte Dissoziation bewirkt wird.
24. Verfahren zum Erzeugen von Ionen und zum Schicken dieser Ionen in ein Massenspektrometer, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
(1) Bereitstellen einer Ionenquelle;
(2) Bewirken, daß die Ionenquelle Ionenimpulse erzeugt;
(3) Bereitstellen einer Ionen-Transmissionsvorrichtung entlang eines sich von der Ionenquelle aus erstreckenden Ionenpfades und Versehen der Ionen-Transmissionsvorrichtung mit einem Dämpfungsgas in mindestens einem Abschnitt des Ionenpfades, um mindestens einen der folgenden Effekte zu bewirken: Verminderung der Energiestreuung der von der Ionenquelle emittierten Ionen; Umwandlung der von der Ionenquelle kommenden Ionenimpulse in einen quasi-kontinuierlichen Ionenstrahl; zumindest teilweise Unterdrückung einer unerwünschten Fragmentierung von Analysestoff-Ionen; und
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(4) Einleiten von Ionen aus der Ionen-Transmissionsvorrichtung in das Massenspektrometer für eine Massenanalyse.
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei welchem das Gas bei einem Druck im Bereich zwischen ca. 104 Torr bis zu mindestens 760 Torr vorgesehen ist.
26. Verfahren nach Anspruch 24, welches umfaßt, daß das Dämpfungsgas benachbart zur Ionenquelle vorgesehen wird und einen Druck aufweist, der ausreicht, um eine Verminderung der Energiestreuung der von der Ionenquelle emittierten Ionen zu bewirken.
27. Verfahren nach Anspruch 26, bei welchem der Gasdruck derart ist, daß von der Ionenquelle emittierte Ionen ausreichend gedämpft werden, um eine unerwünschte Fragmentierung von Ionen wesentlich zu vermindern.
28. Verfahren nach Anspruch 25, 26 oder 27, welches umfaßt, daß ein Multipol-Stangensatz entlang des Ionenpfades vorgesehen wird und ein solcher Gasdruck vorgesehen wird, daß das Produkt aus der Länge der Stangen des Stangensatzes und dem Gasdruck mindestens 10,0 mTorr-cm beträgt.
29. Verfahren nach Anspruch 25, welches umfaßt, daß die Ionen auf dem Ionenpfad durch einen Multipol-Stangensatz und/oder einen Ringsatz durchgeleitet werden.
30. Verfahren nach Anspruch 24, 25, 26 oder 27, welches eine Massenanalyse der Ionen in Schritt (4) mit einem Flugzeit-Massenspektrometer umfaßt.
31. Verfahren nach Anspruch 30, welches ein Anordnen des Ionenpfades orthogonal relativ zur Achse des Flugzeit-Massenspektrometers, ein im wesentli-
-7-
chen kontinuierliches Einleiten des quasi-kontinuierlichen Ionenstrahls in das Flugzeit-Massenspektrometer, und das Pulsen der Ionen im Flugzeit-Massenspektrometer umfaßt, um eine Massenanalyse zu bewerkstelligen.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24, 25, 26 oder 27, welches umfaßt, daß die Massenanalyse in Schritt (4) in einem von einem Quadrupol-Spektrometer, einem Ionenfallen-Spektrometer, einem Magnetsektor-Spektrometer und einem Fouriertransformations-Massenspektrometer durchgeführt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 26, welches umfaßt, daß ein Differenzdruckgebiet vorgesehen wird, das sich von der Ionenquelle erstreckt und eine Ionen-Leiteinrichtung aufweist, welche einen Multipol-Stangensatz aufweist, und weiter umfaßt, daß ein gewünschter Druck im Differenzdruckgebiet aufrechterhalten wird und die Ionen-Leiteinrichtung betrieben wird, um die Ionen entlang des Ionenpfades zu sammeln und zu leiten.
34. Verfahren nach Anspruch 33, welches umfaßt: Vorsehen eines ersten Differenzdruckgebietes unmittelbar benachbart der Ionenquelle; Vorsehen der Ionen-Leiteinrichtung in einem zweiten Differenzdruckgebiet benachbart zum ersten Differenzdruckgebiet und Vorsehen einer Skimmer-Einrichtung, welche das erste und das zweite Differenzdruckgebiet trennt; Bewirken, daß von einer Ionenquelle erzeugte Ionen entlang des Ionenpfades von ersten Differenzdruckgebiet zum zweiten Differenzdruckgebiet laufen, und zwar mittels einer Gasströmung und/oder einem elektrostatischen Potential.
35. Verfahren nach Anspruch 24, 25, 26 oder 33, welches umfaßt, daß eine Massenanalyseeinrichtung, die einen Multipol-Stangensatz aufweist, und eine Kollisionszelle, die einen Multipol-Stangensatz aufweist, vorgesehen werden, und Ionen durch die Massenanalyseeinrichtung hindurch geschickt
DE/EP 1 058 811 Tl
werden, um Vorläufer-Ionen auszuwählen, die Vorläufer-Ionen in die Kollisionszelle geschickt werden, um eine kollisionsbedingte Dissoziation zu bewirken, wodurch Fragment-Ionen erzeugt werden, und anschließend die Fragment-Ionen für eine Massenanalyse in das Massenspektrometer eingeleitet werden.
36. Verfahren nach Anspruch 35, welches umfaßt, daß die Ionen aus der Kollisionszelle orthogonal in eine Flugzeit-Vorrichtung eingeleitet werden und die Ionen in der Flugzeit-Vorrichtung gepulst werden, um eine Massenanalyse durchzuführen.
37. Verfahren nach Anspruch 24, 25, 26 oder 33, welches umfaßt, daß Ionen erzeugt werden, indem eine Quelle von Analysestoff-Molekülen bereitgestellt wird und die Quelle der Analysestoff-Moleküle mit einem gepulsten Laserstrahl bestrahlt wird, wodurch Ionenimpulse erzeugt werden.
38. Verfahren nach Anspruch 37, welches umfaßt, daß Analysestoff-Moleküle in einem Target-Material vorgesehen werden, die ein Grundmaterial einer Art, die zur Absorption der vom Laser kommender Strahlung geeignet ist, und die Analysestoff-Moleküle aufweist, und das Grundmaterial mit dem gepulsten Laser bestrahlt wird, wodurch dieses die Laserstrahlung absorbiert, um eine Desorption und Ionisierung der Analysestoff-Moleküle zu bewirken.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 38, welches umfaßt, daß eine kontinuierliche Ionenquelle bereitgestellt wird, und entweder die zuerst erwähnte Ionenquelle für gepulste Ionen oder die kontinuierliche Ionenquelle für die Lieferung von Ionen ausgewählt wird.
40. Verfahren nach Anspruch 39, welches umfaßt, daß mindestens eine der folgenden bereitgestellt wird: eine Mehrzahl von gepulsten Ionenquellen; und eine Mehrzahl von kontinuierlichen Ionenquellen; und das Verfahren weiter umfaßt, daß eine der gepulsten und kontinuierlichen Ionenquellen zur Lieferung von Ionen ausgewählt wird.
41. Verfahren nach Anspruch 24, welches umfaßt, daß vor dem Einleiten der Ionen in der Massenspektrometer in Schritt (4) ein Vorläufer-Ion ausgewählt wird und eine kollisionsbedingte Dissoziation der Vorläufer-Ionen bewirkt wird, um Fragment-Ionen zu erzeugen, und anschließend die Fragment-Ionen für eine Massenanalyse in das Massenspektrometer eingeleitet werden.
42. Verfahren nach Anspruch 41, welches umfaßt, daß eine Massen-Selektion eines Vorläufer-Ions und eine kollisionsbedingte Dissoziation in einer einzigen Vorrichtung durchgeführt wird.
43. Verfahren nach Anspruch 40, welches umfaßt, daß die kollisionsbedingte Dissoziation entweder durch ultraviolette oder infrarote Strahlung, oder durch oberflächenbedingte Dissoziation bewirkt wird.
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