DE112005000691B4 - Fourier-Transformations-Massenspektrometer und Verfahren zum Erzeugen eines Massenspektrums davon - Google Patents

Fourier-Transformations-Massenspektrometer und Verfahren zum Erzeugen eines Massenspektrums davon Download PDF

Info

Publication number
DE112005000691B4
DE112005000691B4 DE112005000691T DE112005000691T DE112005000691B4 DE 112005000691 B4 DE112005000691 B4 DE 112005000691B4 DE 112005000691 T DE112005000691 T DE 112005000691T DE 112005000691 T DE112005000691 T DE 112005000691T DE 112005000691 B4 DE112005000691 B4 DE 112005000691B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ions
ratios
ftms
measuring cell
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE112005000691T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112005000691T5 (de
Inventor
Oliver Lange
Andreas Wieghaus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thermo Finnigan LLC
Original Assignee
Thermo Finnigan LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermo Finnigan LLC filed Critical Thermo Finnigan LLC
Publication of DE112005000691T5 publication Critical patent/DE112005000691T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112005000691B4 publication Critical patent/DE112005000691B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34Dynamic spectrometers
    • H01J49/36Radio frequency spectrometers, e.g. Bennett-type spectrometers, Redhead-type spectrometers
    • H01J49/38Omegatrons ; using ion cyclotron resonance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0027Methods for using particle spectrometers
    • H01J49/0031Step by step routines describing the use of the apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34Dynamic spectrometers
    • H01J49/42Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons

Abstract

Verfahren der Erzeugung eines Massenspektrums von einem Fourier-Transformations-Massenspektrometer (FTMS), welches die Schritte umfasst: a) Erzeugen von Ionen, die durch das FTMS zu analysieren sind; b) Auffangen einer ersten Quantität der erzeugten Ionen in einer FTMS-Messzelle als Ergebnis ihrer Flugzeit zu der Messzelle, wobei die erste Quantität Ionen enthält, die einen ersten Bereich von Masse-zu-Ladungs(m/z)-Verhältnissen aufweisen; c) Detektieren der aufgefangenen Ionen innerhalb des ersten Bereichs und Erzeugen eines ersten Ausgangssignals, das Information in Bezug auf die m/z-Verhältnisse der Ionen in diesem ersten Bereich enthält; d) Auffangen von zumindest einer weiteren Quantität der erzeugten Ionen in der FTMS-Messzelle als Ergebnis einer unterschiedlichen Flugzeit zu der Messzelle, wobei die oder jede weitere Quantität Ionen enthält, die einen entsprechenden weiteren Bereich von m/z-Verhältnissen aufweisen, der sich zumindest teilweise von jenem des ersten Bereichs und von etwaigen anderen weiteren Bereichen, die in der FTMS-Messzelle aufgefangen worden sein könnten, unterscheidet,...

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren der Erzeugung eines Massenspektrums in einem Fourier-Transformations-Massenspektrometer (FTMS), sowie ein solches Massenspektrometer.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Hochauflösende Massenspektrometrie wird beim Detektieren und Identifizieren molekularer Strukturen und bei der Untersuchung chemischer und physikalischer Prozesse weithin verwendet. Es sind eine Vielzahl unterschiedlicher Techniken für das Erzeugen eines Massenspektrums unter Verwendung verschiedener Auffang- und Detektionsmethoden bekannt.
  • Eine solche Technik ist die Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz (FT-ICR). FT-ICR verwendet das Prinzip eines Zyklotrons, worin eine hochfrequente Spannung Ionen anregt, sodass sie sich innerhalb der ICR-Messzelle in Spiralbahnen bewegen. Die Ionen in der Zelle laufen als kohärente Bündel entlang den gleichen radialen Wegen, jedoch mit unterschiedlichen Frequenzen um. Die Frequenz der Kreisbewegung (die Zyklotronfrequenz) ist proportional zur Ionenmasse. Ein Satz von Detektorelektroden ist vorgesehen, und in diesen wird durch die kohärent umlaufenden Ionen ein Bildstrom induziert. Die Amplitude und Frequenz des detektierten Signals sind ein Indiz der Menge und Masse der Ionen. Ein Massenspektrum ist erhältlich, indem man eine Fourier-Transformation des "Transienten" ausführt, d.h. des Signals, das an den Detektorelektroden erzeugt wird.
  • Eine Attraktion der FT-ICR ist deren ultrahohe Auflösung (unter bestimmten Umständen bis zu 1.000.000, typischerweise gut oberhalb von 100.000). Jedoch stellt, in Bezug auf andere bekannte Massenspektrometrie-Techniken, wie etwa Flugzeitmassenspektrometrie (TOF-MS) oder 3-D-Fallen (Pauli'scher Typ), die FT-ICR-Massenspektrometrie (nachfolgend als FTMS bezeichnet) besondere Herausforderungen, wenn ein aussagekräftiges Massenspektrum erhalten werden soll, insbesondere bei hoher Auflösung. Z.B. ist es, wie in unserer mitanhängigen Patentanmeldung GB 2 412 487 A ausgeführt, wichtig, verschiedene Systemparameter zu optimieren.
  • Im Vergleich zu anderen Methoden der Massenspektrometrie erlaubt FTMS, dass ein relativ enger Bereich von Masse-zu-Ladung(m/z)-Verhältnissen während jedes einzelnen Scans in der Messzelle aufgenommen wird. Teilweise ist dies ein Ergebnis der Forderung, die Zelle innerhalb der Bohrung eines supraleitenden Magneten anzuordnen. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich durch die Art der Injektion von Ionen in die Messzelle. Ionen werden der Messzelle von einer externen Quelle her zugeführt. Eine elektrostatische Injektion in die Zelle, oder die Verwendung einer Mehrpolinjektionsanordnung (siehe US 4 535 235 A ) resultiert in einer Flugzeitspreizung in den Ionen, wenn diese von der vorherigen Ionenspeicherstufe in die FTMS-Messzelle eintreten. Obwohl die in der oben genannten GB 2 412 487 A beschriebenen Techniken dazu beitragen, diese Flugzeitspreizung zu minimieren, ist eine gewisse Spreizung unvermeidbar, und dies bedeutet, dass die leichteren schnelleren Ionen an der Zelle etwas vor den schwereren langsameren Ionen ankommen. Wenn die Zelle, kurz nachdem die Ionen aus der vorherigen Ionenspeicherstufe ausgeworfen sind, geöffnet und geschlossen wird, besteht infolgedessen die Tendenz, dass Ionen mit kleinerem m/z aufgefangen werden. Wenn die Zelle eine längere Dauer offen gelassen wird, beim Bestreben, langsamere Ionen mit höherem m/z aufzufangen, dann besteht die Tendenz, dass die leichteren Ionen, die in der Zelle angekommen sind, verloren gehen.
  • Dey, M. et al., 1995: Determination of molecular weight distributions of polymers by MALDI-FTMS, Anal. Chem., 67, S. 1575–1579 offenbart den Erhalt einer Serie von Massenspektren mittels eines Bereichs von gesteuerten Verzögerungszeiten in festen Intervallen. Die Zeitdomänen-Transienten aus dieser Spektralinformation werden dann zusammenaddiert, und es wird eine Fourier-Transformation an den Kompositdaten vorgenommen, um ein integriertes Massenspektrum zu erzeugen.
  • Die US 2003/0211628 A1 bezieht sich auf ein Massenspektrometer, worin Ionen in einem Ionenreservoir akkumuliert werden.
  • Heeren, R. M. A. et al., 1996: Rapid microscale analyses with an external ion source Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer, Int. J. Mass Spectrometry and Ion Processes, 157/158, S. 391–403, zeigt in 3b ein Massenspektrum, erhalten durch Bestimmung der Ionenflugzeit für eine Anzahl von bestimmten Werten der Ionenakkumulationszeit. Gemäß den 3a und 3b wird die Ionenakkumulationszeit in 100 µs-Schritten von 500–2100 µs verändert.
  • Es wäre daher wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es erlauben würden, dass im FTMS ein breiterer Massenspektrumbereich erzeugt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gegenüber diesem Hintergrund wird erfindungsgemäß in einem ersten Aspekt ein Verfahren der Erzeugung eines Massenspektrums aus einem Fourier-Transformations-Massenspektrometer (FTMS) gemäß Anspruch 1 angegeben.
  • Durch "Verknüpfen" der Messungen von Ionen, die unterschiedliche Bereiche der Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse haben, kann ein einziges, zusammengesetztes, relativ breitbandiges Spektrum erhalten werden. Obwohl die Bereiche der Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse, die in dem ersten und dem einen oder mehreren weiteren Scans aufgefangen werden, einander nicht notwendigerweise überlappen, ist es besonders bevorzugt, dass sie das tun. Dies ist so, weil das Verhältnis von Ionen mit einem gegebenen Masse-zu-Ladungs-Verhältnis, die von der Ionenspeichervorrichtung ausgeworfen werden, zur Gesamtzahl jener Ionen, die von der Messzelle aufgefangen werden, über den Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen, die in einem gegebenen Scan aufgefangen werden können, nicht konstant ist. Insbesondere gibt es eine Unter- und eine Obergrenze für Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse in einem gegebenen Scan, aber an den Außenenden dieses Bereichs wird ein niedriger Anteil der Ionen, die die Ionenspeichervorrichtung verlassen, von der Messzelle tatsächlich aufgefangen. Es hat sich empirisch herausgestellt, dass das Verhältnis, R, der Ionen, die von der Messzelle aufgefangen werden, relativ zur Anzahl der Ionen, die von der Ionenspeichervorrichtung ausgeworfen werden, zwischen einer unteren Sperrgrenze ML und einer oberen Sperrgrenze MH relativ rasch von null an (aber nicht vertikal) bis zu einer Spitze hin ansteigt und dann bei MH wieder auf null absinkt. Die Konsequenz hiervon ist, dass ein nur mittels eines einzigen Scans erzeugtes Massenspektrum die relativen Quantitäten der von der Ionenquelle erzeugten Ionen nicht akkurat widergespiegelt werden, d.h. im Wesentlichen die relativen Quantitäten von Ionen mit unterschiedlichem m/z in einer zu analysierenden Substanz.
  • In einer bevorzugten Ausführung kann daher dort, wo zwei oder mehr Bereiche aufgefangen und detektiert werden und wo diese mehreren Bereiche einander überlappen, die Spitze in dem Verhältnis R wirkungsvoll gestreckt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführung kann dort, wo mehrere Überlappungsbereiche verwendet werden, ein relativ flacher Abschnitt in einem Plot von R gegenüber m/z über einen relativ weiten Bereich von m/z erhalten werden. Infolgedessen kann ein Massenspektrum, das nicht nur einen weiteren Bereich hat als er bisher in FTMS erhältlich war, erhalten werden, sondern das Massenspektrum kann auch vorteilhaft die relativen Abundanzen von Ionen in der zu analysierenden Substanz akkurat widerspiegeln (wie durch die relative Höhe der Peaks in dem Massenspektrum indiziert wird).
  • Obwohl eine manuelle Konfiguration des FTMS und des Prozessmittels ausgeführt werden kann, ist in den besonders bevorzugten Ausführungen das Prozessmittel konfiguriert, um die Anzahl und den Grad der Überlappung von zu verknüpfenden Scans auf der Basis einer oder mehrerer vordefinierter Bedingungen zu bestimmen. Z.B. könnte eine vordefinierte Maximalzahl von Scans erlaubt werden, auf der Basis einer maximal akzeptablen Zeit zur Herstellung eines Komposit-Massenspektrums. Zusätzlich oder alternativ, und insbesondere dort, wo ein bestimmter bekannter Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen erhalten werden soll, kann das Prozessmittel konfiguriert sein, um die Anzahl der Scans automatisch zu bestimmen, und darüber hinaus den Startpunkt des Scans in Bezug auf den niedrigsten Bereich und den Endpunkt des Scans in dem höchsten Bereich von m/z-Verhältnissen. Letztere Prozedur ist wegen der nicht-linearen Eigenschaft des Verhältnisses R, wie oben erläutert, wünschenswert. Wenn z.B. ein Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen zwischen 500 und 1500 Da (= atomare Masseneinheit u) untersucht werden soll, ist es vorteilhaft, einen Scan eines ersten Bereichs unter diesem Minimum in dem tatsächlich gewünschten Massenbereich zu erhalten, wobei z.B. der erste Bereich bei z.B. 250 Da starten könnte. Ähnlich könnte der Bereich am anderen Ende der Mehrzahl von Scans Ionen enthalten, die ein m/z-Verhältnis von bis zu 2000 Da aufweisen. In Kombination können die Enden des Spektrums automatisch gekürzt werden, um nur den tatsächlich interessierenden Bereich zu zeigen (in diesem Beispiel 500 bis 1500 Da), wobei aber, was wichtig ist, das oben definierte Verhältnis R über diesen Bereich hinweg relativ flach sein wird, da es vom tatsächlichen Anfang und Ende des gesamten Abtastbereichs entfernt ist.
  • Eine weitere vordefinierte Bedingung kann es sein, die Gesamtzahl von Bereichen zu minimieren, die aufgefangen werden (da dies die Gesamzeit reduziert, um ein Komposit-Massenspektrum zu erzeugen ("dynamische Minimisierung")). Dies erlaubt, dass die maximale Anzahl entgegengesetzter Spektren in einer gegebenen Zeitdauer erzeugt wird, wenn mehrere Komposit-Spektren erzeugt werden sollen.
  • In einer bevorzugten Ausführung sind die durch FTMS erzeugten Ausgangssignale Transienten in der Zeitdomäne, und es sind diese, die zusammenaddiert werden, um einen Komposit-Transienten zu erzeugen, der dann schließlich durch Anwenden einer Einzel-Fourier-Transformation an dem Komposit-Transienten in ein Komposit-Massenspektrum umgewandelt wird. Alternativ kann, wieder dort, wo jedes Ausgangssignal ein FTMS-Transient ist, ein jedes separat in die Frequenz oder Massendomäne umgewandelt werden und diese dann miteinander verknüpft werden, sodass die Domäne dort das Komposit-Massenspektrum erzeugt.
  • Jedenfalls kann, wenn das Komposit-Massenspektrum erhalten worden ist, die Information (in der Form der Ausgangssignale), die bei der Erzeugung dieses Komposit-Massenspektrums erhalten wurde, verworfen werden, sodass nur das Komposit-Massenspektrum einbehalten wird. Dies ist vorteilhaft, da dies die Datenmenge reduziert (die für FTMS extrem groß sein kann), die mit einer Datenspeichervorrichtung in Kommunikation mit dem Prozessmittel gespeichert wird.
  • Es gibt verschiedene Wege, eine Serie von zumindest partiell nicht überlappenden Bereichen zu bekommen, die in den mehreren Scans aufgefangen werden, die kombiniert werden. Erfindungsgemäß wird eine Ionenspeichervorrichtung zwischen der Ionenquelle und der Messzelle verwendet. Diese ist eine Linearfalle (LT). Die LT fängt Ionen direkt oder indirekt von der Ionenquelle auf (d.h. nach weiteren stromaufwärtigen Massenfilterungs-/Ionenführungsvorrichtungen). Die LT ist in der Lage, Ionen mit einem relativ breiten Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen zu speichen. In einer Alternative kann die Ionenspeichervorrichtung in jedem Scanzyklus entleert und mit Ionen wieder aufgefüllt werden, die einen breiten ähnlichen gespeicherten Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen haben (wobei der gespeicherte Bereich ein breiter oder schmaler Untersatz des von der Ionenquelle erzeugten Bereichs sein kann). In diesem Fall werden die Ionentransferparameter zwischen der LT und der Messzelle zwischen den Scans eingestellt, sodass unterschiedliche Bereiche der m/z-Verhältnisse der in der LT gespeicherten Ionen von der Zelle in verschiedenen Scans aufgefangen werden. Diese unterschiedlichen Bereiche können, brauchen aber nicht, einander überlappen. Die Transferparameter können eingestellt werden, z.B. durch Torsteuerung der Ionen, die von der LT in die Messzelle zu unterschiedlichen Zeiten ausgeworfen werden, z.B. auf der Basis der Flugzeit von der LT zu der Messzelle.
  • Als Alternative kann die LT in einem Massenfiltermodus arbeiten (oder kann Ionen eines engen Bereichs von m/z-Verhältnissen speichern, die bereits an einem stromauf liegenden Ort vorgefiltert worden sind), um in jedem Scan Ionen eines gewählten engen Bereichs von m/z-Verhältnissen zu speichern (d.h. es wird nur ein Teil des Gesamtbereichs von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen von Ionen, die von einer Ionenquelle erzeugt sind, gespeichert). In diesem Fall kann, als zusätzlicher oder alternativer Ansatz zum Einstellen der Transferparameter zwischen der Ionenspeichervorrichtung und der Messzelle, die Ionenspeichervorrichtung insgesamt oder teilweise den Bereich von m/z-Verhältnissen von Ionen definieren, die aufgefangen und in der Messzelle in separaten Scans erfasst sind.
  • In einem zweiten Aspekt wird erfindungsgemäß ein Fourier-Transformations-Massenspetrometer (FTMS) gemäß Anspruch 10 angegeben.
  • Die Steuerung erfolgt wiederum durch Einstellung der Flugzeiten von der Linearfalle bis zur Messzell. Ein direkteres Verfahren ist es jedoch, die Ionentransferparameter zwischen der Linearfalle und der Messzelle beizubehalten, und die Zellenöffnungs- und -schließzeiten unterschiedlich torzusteuern, um Ionen mit unterschiedlichen Bereichen von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen aufzufangen.
  • Die weiteren vorteilhaften Merkmale der Erfindung werden in den hier beigefügten Ansprüchen erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung kann auf mehreren Wegen in die Praxis umgesetzt werden und nun wird eine Ausführung nur anhand eines Beispiels und in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Fourier-Transformations-Massenspektrometers (FTMS), das zur Implementierung einer Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet ist und eine Linearfalle und eine FTMS-Messzelle enthält.
  • 2 zeigt, wiederum schematisch, einen Plot des Verhältnisses R der Abundanz von Ionen mit einem bestimmten m/z in der Linearfalle von 1 zur Abundanz von Ionen dieses m/z, die innerhalb der Messzelle aufgefangen sind, über einen Bereich von m/z-Verhältnissen;
  • 3a dieses Verhältnis R als Funktion von m/z, wenn zwei überlappende Bereiche aufgefangen und kombiniert werden;
  • 3b zeigt einen Plot dieses Verhältnisses R, wiederum als Funktion von m/z, wo drei solche Überlappungsbereiche kombiniert sind;
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm der Schritte bei der Herstellung eines kombinierten Massenspektrums gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
  • 5a zeigt ein herkömmliches Massenspektrum, das über einen angenäherten Bereich von 200 bis 2000 Da erhalten ist; und
  • 5b zeigt ein Massenspektrum über einen ähnlichen Bereich, jedoch unter Anwendung der Techniken von Ausführungen der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführung
  • Zuerst in Bezug auf 1 ist eine hochschematische Anordnung eines Massenspektrometersystems 10 zum Implementieren der vorliegenden Erfindung gezeigt.
  • Ionen werden in einer Ionenquelle 20 erzeugt, die eine Elektrosprayionenquelle (ESI), eine matrixunterstützte Laserionendesorptionsionen (MALDI)-Quelle oder dgl. sein kann. Bevorzugt ist die Ionenquelle auf Atmosphärendruck.
  • Die in der Ionenquelle 20 erzeugten Ionen werden durch ein Ionenoptiksystem hindurchgelassen, wie etwa ein oder mehrere Multipole 30 mit differenziellem Pumpen. Differenzielles Pumpen, um Ionen von Atmosphärendruck hinunter auf einen relativ niedrigen Druck zu überführen, ist in der Technik als solche gut bekannt und wird nicht weiter beschrieben.
  • Ionen, die die Multipolionenoptik 30 verlassen, treten in eine Ionenfalle ein, die ein 2D- oder 3D-HF-Falle sein kann, eine Multipolfalle oder irgend eine andere geeignete Ionenspeichervorrichtung, einschließlich einer statischen, elektromagnetischen oder optischen Falle. Erfindungsgemäß ist jedoch die Ionenfalle eine Linearfalle (LT) 40.
  • Ionen werden von der LT 40 durch eine erste Linse 50 in einen ersten Multipolionenleiter 60, durch eine zweite Linse 70 in einen zweiten Multipolionenleiter 80 und durch eine dritte Linse 90 in einen dritten, relativ längeren Multipolionenleiter 100 ausgeworfen, wobei nur ein Teil von diesen in 1 gezeigt ist. Es versteht sich, dass in 1 die verschiedenen Komponenten hochschematisch gezeigt sind und nicht in irgend einem relativen Maßstab gezeichnet sind.
  • Am stromabwärtigen Ende des dritten Multipolionenleiters 100 befindet sich eine Austritts-/Torlinse 110, die den dritten Multipolionenleiter 100 und eine Messzelle 120 begrenzt. Die Messzelle 120 ist Teil eines Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz (FT-ICR)-Massenspektrometers. Die Messzelle 120 umfasst typischerweise einen Satz zylinderischer Elektroden (in 1 nicht separat gezeigt), um das Anlegen eines elektrischen Felds an die Ionen in der Zelle zu erlauben, welche, in Kombination mit einem durch einen supraleitenden Magneten 130 erzeugten Magnetfeld, eine Zyklotronresonanz hervorruft, was Fachkundigen gut verständlich ist.
  • Die Messzelle 120 enthält Detektoren 140, die Ionen detektieren, wenn sie in Zyklotronumläufen innerhalb der Messzelle 120 laufen. Typischerweise erfolgt die Detektion durch das Erzeugen eines Bildstroms, was wiederum Fachkundigen bekannt ist.
  • Weitere Details der Anordnung eines bevorzugten Massenspektrometers, wie es in 1 schematisch dargestellt ist, können sich in der oben genannten GB 2 412 487 A finden.
  • Das Ausgangssignal der Detektoren 140 wird zu einem Prozessor 150 geleitet, der ein gesondertes Teil des Massenspektrometers 10 sein kann oder alternativ z.B. Teil eines separaten, aber angeschlossenen Personal Computers. Die durch den Mikroprozessor ausgeführten Prozeduren werden unten im weiteren Detail beschrieben. Der Prozessor 150 ist mit einem Bildschirm 160 und mit einer Datenspeichervorrichtung 170 verbunden. Der Mikroprozessor ist auch mit einem Spannungsregler 180 verbunden, der die Spannung an der Austritts-/Torlinse 110 regelt, um die Austritts-/Torlinse 110 nach Bedarf zu öffnen oder zu schließen (siehe unten). Obwohl in 1 nicht gezeigt, kann der Prozessor 150 auch oder stattdessen mit einem weiteren Spannungsregler verbunden sein, der die Spannung bis zu den Linsen 50, 70, 90 und/oder den Multipolionenleitern 60, 80, 100 regelt.
  • Im Gebrauch werden Ionen einer zu analysierenden Substanz an der Ionenquelle 20 erzeugt und treten durch die Vorrichtung in die Linearfalle 40 hinein. Diese ist in der Lage, Ionen mit einem weiten Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen zu speichern, gut außerhalb des Bereichs, der von der Messzelle 120 gespeichert werden kann. In der Linearfalle 40 gespeicherte Ionen werden durch Ändern der Potenziale z.B. an der Austrittslinse 50 der Linearfalle 40 ausgeworfen und treten durch den Multipolionenleiter zu der Messzelle 20 hindurch. Als Folge der Flugzeit oder anderer Ionentransfereffekte kommen die Ionen mit unterschiedlichen m/z-Werten an der Messzelle 120 zu unterschiedlichen Zeiten an. Da es nicht möglich ist, alle der von der Linearfalle 40 ausgeworfenen Ionen aufzufangen, wird gemäß bevorzugten Merkmalen der vorliegenden Erfindung ein erster Bereich von Masse-zu-Ladungsverhältnissen von der Messzelle 120 in einem ersten Scan aufgefangen. Dies erfolgt z.B. durch Einstellen der Spannung an der Austritts-/Torlinse 110, um die Messzelle zur Zeit t1 zu öffnen und diese zur Zeit t2 wieder zu schließen. Die Art und Weise, in der die Zeitgebungsentscheidungen getroffen werden, wird im weiteren Detail in Verbindung mit 4 unten beschrieben.
  • Sobald Ionen eines ersten Bereichs von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen in die Messzelle 20 hinein torgesteuert worden sind, werden sie gemäß gut bekannten Prozeduren mittels der Detektoren 140 detektiert. Die Detektoren erzeugen einen Transienten, der zu dem Mikroprozessor 150 geleitet wird. In einer ersten Ausführung wird dieser Transient des ersten Scans auf dem Datenspeicher 170 als solcher gespeichert (d.h. er wird in der Zeitdomäne gehalten). In einer alternativen Ausführung wendet der Prozessor 150 eine Fourier-Transformation an dem von den Detektoren 140 erhaltenen Transienten an und speichert das resultierende Massenspektrum vorübergehend auf dem Datenspeicher 170.
  • Nach Detektion und vorübergehenden Speicherung eines ersten Datensatzes, entweder als Transient oder als Daten in der Frequenz/Massendomäne, wird die Messzelle 120 geleert, und es wird ein nächster Satz von Ionen von der Linearfalle 40 in diese hinein torgesteuert. Die von der Messzelle 120 aufgefangenen Ionen werden zu dieser Zeit in einem unterschiedlichen Zeitbereich t3–t4 aufgefangen. Obwohl der Zeitbereich t3–t4 den ersten Zeitbereich t1–t2 für den ersten Scan nicht zu überlappen braucht, gibt es bevorzugt einen Überlappungsgrad, sodass z.B. t2 > t1 und t4 > t3, jedoch t2 > t3. Der Grund hierfür wird unter Bezugnahme auf die 2, 3a und 3b nachfolgend verständlich.
  • Es können optional weitere Scans über unterschiedliche Zeitbereiche ausgeführt werden, um Ionen aufzufangen, die eine potenziell weite Vielzahl von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen haben. Nach jedem Scan wird der Transient oder werden alternativ die Daten in der Frequenz-Masse-Domäne vorübergehend auf dem Datenspeicher 170 gespeichert.
  • Sobald die Scans abgeschlossen worden sind (entweder aufgrund von Benutzerdefinition der Anzahl auszuführender Scans oder durch Anwendung eines zu beschreibenden Algorithmus, der die Anzahl der fertig zu stellenden Scans bestimmt), wendet der Prozessor 150 eine Berechnung auf die im Datenspeicher 170 gespeicherten Daten an, um diese gespeicherten Daten zu kombinieren und ein einziges Komposit-Massenspektrum zu erzeugen. Dies kann entweder durch Kombination der Transienten für jeden Scan, der ausgeführt worden ist, erreicht werden, und dann durch Anwenden einer Fourier-Transformation auf diesen kombinierten Transienten, oder alternativ durch Kombinieren der Daten in der Massendomäne, um ein Komposit-Massenspektrum zu erzeugen.
  • Die Addition von Transienten (oder komplexen Frequenzspektren) erfordert besondere Aufmerksamkeit, um Frequenz- oder Phasenveränderungen zwischen den Transienten zu vermeiden. Eine Phasenkohärenz kann z.B. erreicht werden, indem sichergestellt wird, dass alle Anregungs- und Detektionssequenzen zwischen den Scans exakt die gleichen sind, was wiederum typischerweise ein Ergebnis einer passenden Regelung durch geeignete Hardware oder Software wäre. Das Beseitigen von Frequenzveränderungen erfordert die Stabilisierung der gesamten Ionenmenge in der Messzelle und anderer Parameter.
  • Es versteht sich, dass (zumindest im Vergleich mit anderen massenspektrometrischen Techniken), das während jedes Scans erzeugte Massenspektrum potenziell eine ultrahohe Auflösung hat. Infolgedessen ist eine direkte unmittelbare Addition nicht erforderlich, da die Massenauflösung höher sein kann als die Wiederholungsgenauigkeit, insbesondere wenn man eine Chromatographie und ultrahohe Auflösung verwendet. Ein Weg, der hierauf gerichtet sein könnte, ist, eine automatische Regulierung der Ionenströme mit feinen Massekorrekturen zu verwenden. Eine geeignete Technik ist in der gemeinsam angemeldeten, mitanhängigen Anmeldung Nr. GB 2 412 487 A beschrieben, die am gleichen Datum im UK Patentamt eingereicht wurde und den Titel hat "A method of improving a mass spectrum".
  • Nachdem nun allgemein die Art und Weise beschrieben ist, in der das Komposit-Spektrum erhalten werden kann, werden nun die Details der Automatisierung des Prozesses in Verbindung mit den 2, 3 und 4 beschrieben.
  • Zuerst in Bezug auf 2 ist ein Plot des Verhältnisses, R, der Anzahl der Ionen innerhalb der LT 40 relativ zur Anzahl von Ionen, die in der Messzelle 120 aufgefangen sind, als Funktion von m/z gezeigt. Es wird ersichtlich, dass das Verhältnis R bei einer niedrigen m/z-Sperrgrenze mL bei null beginnt. Dann steigt es auf einen Peak an, bevor es wieder, bei einer oberen Sperrgrenze mH, auf null abfällt. Die Peakposition wird experimentell bestimmt, und das tatsächliche Profil kann von der schematischen Form von 2, die nur zu Erläuterungszwecken dient, signifikant unterschiedlich sein. Der genaue Ort des Peaks verändert sich mit den tatsächlichen Werten von mL und mH. Infolge des in 2 gezeigten Profils versteht es sich, dass die Quantitäten der Ionen, die ein m/z zwischen mL und mH haben, jedoch in der Nähe dieser Werte liegen, relativ klein sind, und etwaige Peaks in einem Massenspektrum dieses einzelnen Scans in der Nähe von mL und mH unterdrückt werden wird.
  • Wendet man sich nun den 3a und 3b zu, so sind die Vorteile der Durchführung mehrfacher Scans und der Überlappung der resultierenden Transienten oder Massendomänendaten ersichtlich. Die einzelnen Profile von R gegen m/z für zwei benachbarte und überlappende Scans sind in 3a gezeigt. Die Komposit-"Hülle" ist für diese zwei Scans auch in 3a gezeigt. 3b zeigt die separaten Profile von R gegen (m/z) für drei Scans in einer gepunkteten Linie, und auch die Komposit-"Hülle" für diese drei überlappenden Scans. Es wird ersichtlich, dass der Bereich von m/z, wo R hoch ist (z.B. größer als maximal als 50 %), viel breiter ist, wenn mehrere Scans kombiniert werden, als mit jedem einzelnen Scan. Dies wiederum gestattet, dass Ionen über einen weiteren Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen in einem einzelnen Komposit-Spektrum eingeschlossen werden, als es bisher in FTMS möglich war. Wo man darüber hinaus auf eine bestimmte Substanz mit einem bekannten Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen prüft (vielleicht als Ergebnis von MS/MS oder MSn), kann der gesamte Scanbereich etwas weiter sein als der Bereich von Masse-zu-Ladungsverhältnissen, der für diese bestimmte Substanz erwartet wird. Der Gesamtscanbereich bedeutet das niedrigste Masse-zu-Ladungs-Verhältnis von Ionen, die in 3a oder 3b aus einem Scan am unteren Ende des gesamten abgedeckten Bereichs detektiert werden, und auch das höchste Masse-zu-Ladungs-Verhältnis, das in einem anderen Scan am anderen Ende des Bereichs detektiert wird.
  • Der Grund hierfür ist insbesondere aus 3b ersichtlich: In diesem Fall fällt der erwartete Gesamtbereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen von Ionen in die Mitte der "x"-Achse von 3b, z.B. dort, wo R von seinen Minima entfernt ist. Dies wiederum bedeutet, dass die relativen Peakhöhen in dem Komposit-Massenspektrum die wahren relativen Quantitäten von Ionen verschiedener m/z in der zu testenden Substanz viel genauer widerspiegeln als wenn nur ein einzelner Scan ausgeführt werden würde.
  • Der Prozessor 150 ist in der Lage, das Auffangen von Ionen mit einem Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen in zwei Modi zu steuern: entweder einem manuellen Modus oder einem Automatikmodus. In dem ersten manuellen Modus ist der Verwender in der Lage, verschiedene Parameter zu definieren, aus denen wiederum diese einzelnen Scanparameter berechnet werden. Z.B. könnte der Benutzer eine Maximalzeit zur Datenansammlung, zusammen mit einem Massenbereich definieren, woraus der Prozessor gemäß einem Algorithmus die Anzahl von auszuführenden Scans, die Breite jedes Scans als Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen für jeden Scan (und der Bereich braucht nicht für jeden Scan die gleiche Breite haben) und den Grad der Überlappung der Scans, falls vorhanden (die Scans können in einigen Situationen einfach aneinander stoßen) usw. bestimmt. Sobald der Verwender die gewünschten Parameter eingegeben hat und der Prozessor 150 die Anzahl und den Bereich von Scans berechnet hat, steuert der Prozessor die Zyklen der Ionenejektion von der Linearfalle 40 in die Messzelle 120 durch Einstellen der Spannungen an der Austritts-/Torlinse 110, der Linsen 50, 70, 90 und/oder der Multipolionenleiter 60, 80, 100. In der bevorzugten Ausführung werden die Ionen von der Linearfalle ausgeworfen und treten in jedem Scan unter ähnlichen Bedingungen durch die Linsen und die Multipolionenleiter hindurch, und es ist nur die Öffnungs- und Schließzeit der Austritts-/Torlinse 140, die zwischen den Scans verändert wird.
  • Als zusätzlicher oder alternativer benutzerdefinierter Parameter kann der Bereich der Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse, die in dem Komposit-Massenspektrum zu messen ist, definiert werden. Der Prozessor 150 berechnet dann, wiederum auf der Basis eines Algorithmus, einen zu scannenden Gesamtbereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen, der sich über eine vorbestimmte Distanz über den benutzerdefinierten Bereich hinaus erstreckt, aus den Gründen, die oben insbesondere in Verbindung mit den 3a und 3b beschrieben sind. Dies kann wiederum weiteren Bedingungen unterliegen, wie etwa einer Maximalzahl von Scans (die die Breite jedes einzelnen Scans bestimmt, wenn auch ein gesamter Masse-zu-Ladungs-Verhältnisbereich durch einen Verwender definiert wird) und/oder der Grad der Überlappung benachbarter Scans usw.
  • Wenn der Massebereich benutzerdefiniert ist, wird es auch notwendig, eine Vorkalibrierung des Massenspektrometers auszuführen, um zu erlauben, dass eine absolute Messung des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses erhalten wird (anstatt relativ zu anderen Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen). Dies kann durch Einführen einer Standardeichsubstanz oder eines Gemisches in die Ionenquelle 20 erfolgen, wobei das Standardkalibriermittel eine Serie von Peaks bei bekannten m/z-Positionen hat. Bevorzugt kann der Prozessor 50 einen Kalibrieralgorithmus aufweisen, der eine feste Anzahl von Scans (z.B. 4) hat, jeder über eine feste Zeitskala sowohl im Hinblick auf die Zeitdauer, zu der die Messzelle 120 zur Aufnahme von Ionen von der Linearfalle 40 offen ist, als auch der relativen Öffnungs- und Schließzeiten zwischen den vier Scans. Aus dem resultierenden Massenspektrum, oder sogar aus den resultierenden vier Transienten, können Messzellen-Öffnungs- und Schließzeiten mittels eines Algorithmus oder einer Nachschlagetabelle für jeden Bereich von Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen, der vom Verwender eingegeben ist, berechnet werden.
  • Im Automatikmodus kann der Massenbereich, der in einer Serie von Scans zu analysieren ist, automatisch ausgewählt werden, auf der Basis einer Ausgangsmasse und Ladung in Daten in Abhängigkeit von Experimenten, die zuvor ausgeführt wurden. Ähnlich kann in diesem Automatikmodus der Algorithmus die Anzahl von auszuführenden Scans als Ergebnis des automatisch bestimmten Massebereichs bestimmen, sodass überhaupt kein Benutzereingriff erforderlich ist, und ein Komposit-Massenspektrum zur Darstellung auf dem Bildschirm 60 und zur Speicherung an dem Datenspeicher 170 automatisch erzeugt wird, ohne dass irgend eine Benutzereingabe erforderlich ist.
  • Der Algorithmus, der die obigen Entscheidungen trifft, wird entweder direkt von dem Prozessor 150 ausgeführt oder wird anderswo ausgeführt. In jedem Fall steuert der Prozessor 150 das Auffangen von Ionen in der Messzelle 120 durch Steuern der Ionentransferparameter von der LT 40 zu der Messzelle 120; z.B. kann der Prozessor die Spannung an der Austritts-/Torlinse 110 steuern, um mehrere aufeinander folgende Scans über unterschiedliche Zeitfenster zu gestatten.
  • Die Schritte und die Entscheidungen, die (entweder unter der Steuerung eines Benutzers oder automatisch) durch den Algorithmus vorgenommen werden, sind in 4 gezeigt. Im ersten Schritt 200 wird der interessierende Masse-zu-Ladungs-Verhältnisbereich m1 bis m2 definiert, entweder durch einen Benutzer oder automatisch, wie oben beschrieben. In Schritt 210 extrapoliert der Algorithmus auswärts, um einen tatsächlichen Bereich m1' bis m2' zu bestimmen, der gemessen werden soll, um sicherzustellen, dass der interessierende tatsächliche Bereich m1 bis m2 zur Mitte des Profils von 3b weist.
  • Sobald der tatsächliche Bereich, der gemessen werden soll, in Schritt 210 bestimmt worden ist, wird in Schritt 220 die Anzahl der auszuführenden Scans bestimmt. Dies kann automatisch erfolgen, z.B. mittels des "dynamischen Minimum"-Prinzips, das die Gesamtzahl von Komposit-Massenspektren, die in einer gegebenen Zeitdauer erhalten werden können, maximiert. Zusätzlich oder anstelle der Bestimmung der geeigneten Verknüpfungsparameter können auch andere Parameter in Betracht gezogen werden. Z.B. kann bereits existierende Information zu erhältlichen Massenfenstern bei unterschiedlichen Ionenabundanzen und/oder Massenbereichen dazu verwendet werden, die Massenbereiche zu setzen, die erhalten werden, sodass sie miteinander verknüpft werden. Alternativ können die Verknüpfungsparameter benutzerdefiniert werden. In jedem Fall kann die Entscheidung einer Maximalzahl zulässiger Scans unterliegen. Sobald die Anzahl von auszuführenden Scans bestimmt worden ist, wird als Nächstes in Schritt 230 die Breite jedes Scans bestimmt. Schritt 230 ist optional darin, dass die Breite jedes Scans fest sein kann, in Abhängigkeit von den Instrumentenparametern, der Anzahl von Ionen, die in der Messzelle für einen gegebenen Scan gehalten werden können, der MSn-Stufe usw. Alle, oder nur einige der auszuführenden Scans, können eine unterschiedliche Breite haben.
  • In Schritt 240 wird der Grad der Überlappung jedes Scans berechnet. Wiederum ist dies eine optionale weitere Entscheidung darin, dass der Grad der Überlappung wiederum fest sein kann, den vorausgehenden Entscheidungen unterliegend. Alternativ kann es wünschenswert sein, den Grad der Überlappung einzustellen, z.B. der Beschränkung unterliegend, dass die Flachheit der Antwort (d.h. die Flachheit der Spitze in der R gegen (m/z)-Antwort, die in 3b gezeigt wird) maximiert wird. Natürlich wird die Anzahl von auszuführenden Scans auch diese Flachheit beeinflussen und kann daher die Entscheidung bei 230 beeinflussen.
  • Sobald die Entscheidungen in den Schritten 200 bis 240 abgeschlossen worden sind, veranlasst der Algorithmus als Nächstes, dass der Prozessor 150 die Scans durch Ansteuerung der Austritts-/Torlinse 110 ausführt, um wiederum die Füllung der Messzelle 120 für die einzelnen Scans zu steuern. In jeder Stufe werden die an den Detektoren 140 detektierten Transienten in dem Datenspeicher 170 vorübergehend gespeichert. In Schritt 260, nach dem Abschluss des letzten Scans, werden die Transienten oder Massendomänendaten, die vorübergehend in dem Datenspeicher gespeichert sind, kombiniert, um ein Komposit-Massenspektrum zu erzeugen, das in Schritt 270 entweder in dem Datenspeicher 170 gespeichert wird und/oder an dem Display 160 angezeigt wird. Die Daten für die einzelnen Scans werden dann aus dem Datenspeicher 170 gelöscht, um daraufhin den Speicherplatz zu maximieren. Alternativ (und bevorzugt) können Zwischendaten in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff gehalten werden und beim Abschluss der Sequenz automatisch verworfen werden. Es kann erwünscht sein, zumindest den letzten Scan und die Summe der vorherigen Scans in dem Speicher zu behalten.
  • Ein Beispiel eines ursprünglichen Massenspektrums, das aus einem Standardeichgemisch erhalten wird, ist in den 5a und 5b gezeigt. Das Eichgemisch enthält Koffein (m/z = 195), MRFA (m/z = 524, wenn einzeln geladen, und m/z = 260, wenn doppelt geladen), Ultramark (m/z 921, 1021, ..., 1921). 5a zeigt ein Spektrum, das mittels vier Einzelscans erhalten wird, die unter den exakt gleichen Bedingungen zusammenaddiert sind. 5b ist das Ergebnis von vier Scans über separate Bereiche, die miteinander verknüpft sind, um ein kombiniertes Massenspektrum zu erzeugen. Um den Effekt des R gegen (m/z)-Profils von 2 in Bezug auf das Profil der 3a und 3b zu veranschaulichen, ist der Massebereich in den 5a und 5b identisch, obwohl natürlich im letzteren Fall der tatsächliche Gesamtbereich von aufgefangenen m/z-Verhältnissen etwas weiter sein wird als 200–2000 Da, wobei die Enden des Bereichs dann abgeschnitten werden.
  • Obwohl in den 5a und 5b die gleichen Peaks vorhanden sind, wird ersichtlich, dass ihre relativen Höhen sehr unterschiedlich sind. Z.B. ist in 5a, die einen Einzelscan verwendet, der Peak bei 195,088 dem Hintergrund sehr nahe. Jedoch ist mit dem kombinierten Massenspektrum von 5b der Peak bei 195,088 viel größer als die nachfolgenden Peaks. Die relativen Abundanzen von Ionen werden in dem Massenspektrum von 5b viel genauer widergespiegelt als in dem Massenspektrum von 5a.
  • Obwohl eine bestimmte Ausführung beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachkundigen, dass verschiedene Modifikationen berücksichtigt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Z.B. könnte der im Vorstehenden aufgeführte Ansatz (Erzeugen eines kombinierten Massenspektrums) gleichermaßen an dem so genannten Orbitrap FTMS angewendet werden, das z.B. in der WO 02/078046 A2 beschrieben ist.

Claims (10)

  1. Verfahren der Erzeugung eines Massenspektrums von einem Fourier-Transformations-Massenspektrometer (FTMS), welches die Schritte umfasst: a) Erzeugen von Ionen, die durch das FTMS zu analysieren sind; b) Auffangen einer ersten Quantität der erzeugten Ionen in einer FTMS-Messzelle als Ergebnis ihrer Flugzeit zu der Messzelle, wobei die erste Quantität Ionen enthält, die einen ersten Bereich von Masse-zu-Ladungs(m/z)-Verhältnissen aufweisen; c) Detektieren der aufgefangenen Ionen innerhalb des ersten Bereichs und Erzeugen eines ersten Ausgangssignals, das Information in Bezug auf die m/z-Verhältnisse der Ionen in diesem ersten Bereich enthält; d) Auffangen von zumindest einer weiteren Quantität der erzeugten Ionen in der FTMS-Messzelle als Ergebnis einer unterschiedlichen Flugzeit zu der Messzelle, wobei die oder jede weitere Quantität Ionen enthält, die einen entsprechenden weiteren Bereich von m/z-Verhältnissen aufweisen, der sich zumindest teilweise von jenem des ersten Bereichs und von etwaigen anderen weiteren Bereichen, die in der FTMS-Messzelle aufgefangen worden sein könnten, unterscheidet, e) Detektieren der aufgefangenen Ionen innerhalb des oder jedes weiteren Bereichs und Erzeugen eines entsprechenden weiteren Ausgangssignals oder entsprechender weiterer Ausgangssignalen, die Information in Bezug auf die m/z-Verhältnisse der Ionen in dem oder jedem entsprechenden weiteren Bereich enthält oder enthalten; f) wobei dem Auffangen der ersten Quantität und der zumindest einen weiteren Quantität vorausgeht: Speichern von erzeugten Ionen in einer linearen Ionenfalle und Auswerfen der ersten Quantität und der zumindest einen weiteren Quantität der erzeugten Ionen aus der linearen Ionenfalle zu der Messzelle; Einstellen von Öffnungs- und Schließzeiten der Messzelle, um Ionen mit unterschiedlichen Bereichen von m/z-Verhältnissen aufgrund ihrer unterschiedlichen Flugzeiten von der linearen Ionenfalle aufzufangen; und g) Kombinieren des ersten Ausgangssignals mit dem zumindest einen weiteren Ausgangssignal unter Verwendung von Prozessmitteln, um ein Komposit-Massenspektrum zu erzeugen, das m/z-Verhältnisse aus jedem der Bereiche, die kombiniert werden, enthält; wobei vor Schritt a) folgende weitere Schritte durchgeführt werden: i) Ausführen einer Vorkalibrierung des FTMS mit folgenden Schritten: Erzeugen von Kalibrierionen in einem bekannten Gesamtbereich von m/z-Verhältnissen aus einem Standardkalibriermittel, das eine Serie von Peaks bei bekannten m/z-Verhältnissen hat; Auffangen und Detektieren von Quantitäten erzeugter Ionen in der Messzelle, entsprechend einer festen Anzahl von Bereichen von m/z-Verhältnissen, um eine Mehrzahl von Kalibriermittel-Ausgangssignalen zu erzeugen, deren jedes einen Anteil des Gesamtbereichs der Kalibrierionen repräsentiert; und Erzeugen eines Komposit-Kalibriermassenspektrums unter Verwendung der Prozessmittel aus den Kalibriermittel-Ausgangssignalen; ii) Berechnung der in Schritt f) verwendeten Messzellen-Öffnungs- und Schließzeiten aus dem Komposit-Kalibriermassenspektrum mittels eines Algorithmus oder einer Nachschlagetabelle für jeden Bereich von m/z-Verhältnissen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin jedes Ausgangssignal ein FTMS-Transient in der Zeitdomäne ist, wobei das Verfahren ferner umfasst: Kombinieren der FTMS-Transienten, um einen Komposit-FTMS-Transienten zu erzeugen, noch immer innerhalb der Zeitdomäne, und dann Ausführen einer Fourier-Transformation in die Spektraldomäne, um das Komposit-Massenspektrum zu erzeugen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, worin jedes Ausgangssignal ein FTMS-Transient in der Zeitdomäne ist, wobei das Verfahren ferner umfasst: Ausführen einer Fourier-Transformation separat an jedem Transienten, um eine Mehrzahl von separaten Spektren in der Frequenzdomäne zu erzeugen, und dann Kombinieren dieser separaten Spektren unter Verwendung des Prozessmittels, um das Komposit-Massenspektrum zu erzeugen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Gesamtzahl der von der Messzelle aufgefangenen Bereiche und die Gesamtzahl der erhaltenen Ausgangssignale benutzerdefiniert ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Gesamtzahl der von der Messzelle aufgefangenen Bereiche und die Gesamtzahl der erhaltenen Ausgangssignale fest ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner umfasst, die Gesamtzahl der Bereiche, die von der Messzelle aufgefangen werden sollen, und die Gesamtzahl der Ausgangssignale, die erhalten werden sollen, auf der Basis zumindest einer vordefinierten Bedingung vorzubestimmen, worin die vordefinierten Bedingungen eine maximal zulässige Gesamtzeit zum Erhalt von Daten erhalten, und/oder worin die vordefinierten Bedingungen eine maximal zulässige Zahl von separat aufgefangenen Bereichen enthalten.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst, einen Gesamtbereich von m/z-Verhältnissen, der von dem Komposit-Massenspektrum abgedeckt werden soll, auszuwählen, worin der Schritt der Auswahl von Bereichen von m/z-Verhältnissen unter Benutzersteuerung ausgeführt wird, oder worin der Schritt der Auswahl von Bereichen von m/z-Verhältnissen durch das Prozessmittel auf der Basis einer vordefinierten Bedingung ausgeführt wird, wie etwa eines bestimmten erwarteten m/z-Verhältnisses einiger der in der linearen Ionenfalle gespeicherten Ionen.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der erste Bereich von m/z-Verhältnissen mit dem weiteren Bereich oder einem der weiteren Bereiche von m/z-Verhältnissen überlappt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst, das erste und jedes weitere Ausgangssignal von der Messzelle zu verwerfen, sobald das Komposit-Massenspektrum erzeugt worden ist.
  10. Fourier-Transformations-Massenspektrometer (FTMS), das dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
DE112005000691T 2004-03-26 2005-03-24 Fourier-Transformations-Massenspektrometer und Verfahren zum Erzeugen eines Massenspektrums davon Active DE112005000691B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0406878.9 2004-03-26
GB0406878A GB2412486B (en) 2004-03-26 2004-03-26 Fourier transform mass spectrometer and method for generating a mass spectrum therefrom
PCT/EP2005/003368 WO2005093783A2 (en) 2004-03-26 2005-03-24 Fourier transform mass spectrometer and method for generating a mass spectrum therefrom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112005000691T5 DE112005000691T5 (de) 2008-02-28
DE112005000691B4 true DE112005000691B4 (de) 2012-09-27

Family

ID=32188792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112005000691T Active DE112005000691B4 (de) 2004-03-26 2005-03-24 Fourier-Transformations-Massenspektrometer und Verfahren zum Erzeugen eines Massenspektrums davon

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7482581B2 (de)
CA (1) CA2558133C (de)
DE (1) DE112005000691B4 (de)
GB (1) GB2412486B (de)
WO (1) WO2005093783A2 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2621126C (en) * 2005-09-15 2011-04-12 Phenomenome Discoveries Inc. Method and apparatus for fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry
US8426805B2 (en) * 2008-02-05 2013-04-23 Thermo Finnigan Llc Method and apparatus for response and tune locking of a mass spectrometer
US8073635B2 (en) * 2008-02-15 2011-12-06 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Method of quantitation by mass spectrometry
US8026475B2 (en) * 2008-08-19 2011-09-27 Thermo Finnigan Llc Method and apparatus for a dual gate for a mass spectrometer
US8309911B2 (en) * 2009-08-25 2012-11-13 Agilent Technologies, Inc. Methods and apparatus for filling an ion detector cell
EP2447980B1 (de) * 2010-11-02 2019-05-22 Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH Verfahren zur Herstellung eines Massenspektrums mit verbessertem Auflösungsvermögen
GB2490958B (en) 2011-05-20 2016-02-10 Thermo Fisher Scient Bremen Method and apparatus for mass analysis
GB201110662D0 (en) * 2011-06-23 2011-08-10 Thermo Fisher Scient Bremen Targeted analysis for tandem mass spectrometry
GB201120307D0 (en) * 2011-11-24 2012-01-04 Thermo Fisher Scient Bremen High duty cycle mass spectrometer
GB201122178D0 (en) 2011-12-22 2012-02-01 Thermo Fisher Scient Bremen Method of tandem mass spectrometry
WO2013150351A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-10 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Systems and methods for sequential windowed acquisition across a mass range using an ion trap
US9299546B2 (en) * 2014-06-16 2016-03-29 Bruker Daltonik Gmbh Methods for acquiring and evaluating mass spectra in fourier transform mass spectrometers
GB201802917D0 (en) 2018-02-22 2018-04-11 Micromass Ltd Charge detection mass spectrometry
US11842891B2 (en) 2020-04-09 2023-12-12 Waters Technologies Corporation Ion detector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4535235A (en) * 1983-05-06 1985-08-13 Finnigan Corporation Apparatus and method for injection of ions into an ion cyclotron resonance cell
WO2002078046A2 (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Thermo Finnigan Llc Mass spectrometry method and apparatus
US20030211628A1 (en) * 1999-01-22 2003-11-13 Isis Pharmaceuticals, Inc. Methods and apparatus for external accumulation and photodissociation of ions prior to mass spectrometric analysis
GB2412487A (en) * 2004-03-26 2005-09-28 Thermo Finnigan Llc A method of improving a mass spectrum

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650999A (en) 1984-10-22 1987-03-17 Finnigan Corporation Method of mass analyzing a sample over a wide mass range by use of a quadrupole ion trap
US5479012A (en) 1992-05-29 1995-12-26 Varian Associates, Inc. Method of space charge control in an ion trap mass spectrometer
US5436447A (en) * 1994-07-28 1995-07-25 Waters Investments Limited Method and apparatus for determining relative ion abundances in mass spectrometry utilizing wavelet transforms
US6960761B2 (en) * 1997-06-02 2005-11-01 Advanced Research & Technology Institute Instrument for separating ions in time as functions of preselected ion mobility and ion mass
DE19930894B4 (de) * 1999-07-05 2007-02-08 Bruker Daltonik Gmbh Verfahren zur Regelung der Ionenzahl in Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometern
US6787760B2 (en) * 2001-10-12 2004-09-07 Battelle Memorial Institute Method for increasing the dynamic range of mass spectrometers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4535235A (en) * 1983-05-06 1985-08-13 Finnigan Corporation Apparatus and method for injection of ions into an ion cyclotron resonance cell
US20030211628A1 (en) * 1999-01-22 2003-11-13 Isis Pharmaceuticals, Inc. Methods and apparatus for external accumulation and photodissociation of ions prior to mass spectrometric analysis
WO2002078046A2 (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Thermo Finnigan Llc Mass spectrometry method and apparatus
GB2412487A (en) * 2004-03-26 2005-09-28 Thermo Finnigan Llc A method of improving a mass spectrum

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dey, M. et al.: Determination of molecular weight distributions of polymers by MALDI-FTMS. Anal. Chem., 67, 1995, S. 1575-1579 *
Heeren, R.M.A. et al.: Rapid microscale alylyses with an external ion source Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer. Int. J. Mass Spectrometry and Ion Processes. 157/158, 1996, S. 391-403 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE112005000691T5 (de) 2008-02-28
CA2558133C (en) 2011-05-24
WO2005093783A2 (en) 2005-10-06
GB0406878D0 (en) 2004-04-28
GB2412486B (en) 2009-01-14
US20070176091A1 (en) 2007-08-02
CA2558133A1 (en) 2005-10-06
US7482581B2 (en) 2009-01-27
WO2005093783A3 (en) 2006-10-26
GB2412486A (en) 2005-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112005000691B4 (de) Fourier-Transformations-Massenspektrometer und Verfahren zum Erzeugen eines Massenspektrums davon
DE112012002187B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Massenanalyse
DE602004007514T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur tandemmassenspektroskopie zum erstellen eines vollständigen spektrums für alle massen
DE112007000922B4 (de) Massenspektrometrieverfahren und Massenspektrometer zum Durchführen des Verfahrens
DE112012005396B4 (de) Verfahren zur Tandem-Massenspektrometrie und Tandem-Massenspektrometer
DE112007000931B4 (de) Ionenenergiestreuungsreduzierung für ein Massenspektrometer
DE60309700T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur verringerung von artefakten in massenspektrometern
DE60209132T2 (de) Quadrupolionenfalle, verfahren zur verwendung derselben und ein eine solche ionenfalle enthaltendes massenspektrometer
DE112012002568B4 (de) Gezielte Analyse für Tandem-Massenspektrometrie
DE60204785T2 (de) Verfahren zur reduzierung der raumladung in einem linearen quadrupol-ionenfalle-massenspektrometer
DE102017111067A1 (de) Isomeren-Analyse in TIMS-Q-q-TOF Massenspektrometern
DE102015006433B4 (de) Verfahren und Gerät für die Massenspektrometrie makromolekularer Komplexe
DE102016009641B4 (de) Detektor- und Schlitzkonfiguration in einem lsotopenverhältnis-Massenspektrometer
DE112014006538T5 (de) Verfahren der gezielten massenspektrometrischen Analyse
DE112005000689T5 (de) Verfahren zur Verbesserung eines Massenspektrums
DE112011104377T5 (de) Ionendetektion
DE112008000583T5 (de) Segmentierte Ionenfallenmassenspektrometrie
DE102011013540A1 (de) Tandem-Flugzeit-Massenspektrometer
DE102018009115A1 (de) Massenspektrometer
DE102017012306B3 (de) Ioneninjektion in eine elektrostatische Falle
DE102015014754A1 (de) Verfahren zum zeitlichen Abgleichen von Chromatographie-Massenspektrometrie-Datensätzen
DE102017005345A1 (de) Vorrichtunq und Verfahren für statische Gasmassenspektrometrie
DE102015004667B4 (de) Verfahren zum Beurteilen der Unterdruckbedingungen in einem Massenspektrometer
DE102011100525A1 (de) Betrieb eines Flugzeitmassenspektrometers mit orthogonalem Ionenauspulsen
DE112020003212T5 (de) Verfahren und Vorrichtung für die Massenspektrometrie

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20121228