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Technisches Fachgebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Detektion von geladenen Teilchen in einem
Instrument, das eine Flugbahn mit mehreren Reflexionen aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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In
Flugzeit-(TOF)-Massenspektrometern werden geladene Teilchen entlang
einer Flugbahn durch die Anwendung eines elektrischen Potentials beschleunigt
und werden Masse-zu-Ladung-Verhältnisse
(m/z) durch ein Messen einer Flugzeit über einer vorbestimmten Strecke
unter Verwendung einer Detektionsanordnung bestimmt. Wenn eine Detektionsanordnung
gewählt
wird, so könnten Überlegungen
umfassen: die Reaktionszeit des Detektors; den Dynamikbereich des
Detektors; das kleinste detektierbare Signal (Detektionsgrenze);
die Fähigkeit, mehrere
geladene Teilchen, die den Detektor zeitgleich erreichen, zu detektieren;
und die Zeitauflösung
des Detektors, was seine Fähigkeit
ist, zwischen Teilchen zu unterscheiden, die den Detektor zu unterschiedlichen
Zeitpunkten erreichen.
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Die
von einem geladenen Teilchen benötigte Zeit,
um einen gegebenen Punkt oder eine gegebene Ebene zu erreichen,
hängt von
seiner anfänglichen kinetischen
Energie, seines m/z-Verhältnisses
und der Länge
der Flugbahn ab. Orthogonale TOF-Massenspektrometer weise typischerweise
eine relativ kurze Flugbahn auf. Daher werden Teilchen von unterschiedlichem
m/z-Verhältnis
keinen signifikanten Unterschied in ihrer Flugzeit aufweisen, und
somit sind diese Massenspektrometer in ihrer Massenauflösung selbst
für wohldefinierte
Ionen-Strahlen und mit schnellen Erfassungssystemen begrenzt. Ein brauchbarer
hoher dynamischer Bereich wird bei diesen TOF-Spektrometern erreicht,
durch die Summierung einer großen
Anzahl an Spektren, wobei jedes Spektrum typischerweise mehrere
zehn bis mehrere hundert detektierte Ionen umfasst. Des Weiteren könnten Detektoren
mit mehreren Anoden eingesetzt werden, wobei jede Anode einen individuellen
Ausgang aufweist.
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Die
Länge der
Flugbahn könnte
erhöht
werden, ohne signifikant die Größe des Instrumentes
zu erhöhen,
indem der Strahl geladener Teilchen veranlasst wird, mehrere Male
reflektiert zu werden, wodurch die Ionen-Trajektorien innerhalb eines begrenzten
Volumens gefaltet werden. Dies wird durch die Verwendung von mehreren
elektrostatischen Ionen-Spiegeln oder mehreren elektrostatischen
Sektoren oder einer Kombination der oben stehenden erreicht. In
vielen Fällen
könnten
mehrere Spiegel oder Sektoren durch eine integrierte Konstruktion
ersetzt werden, welche sich entlang einer Richtung erstreckt, die
im Wesentlichen orthogonal zu der Richtung einer Flugzeit-Separation
ist. Das Ausmaß,
bis zu welchem die Erhöhung
der Flugbahnlänge
wünschenswert
ist, hängt
von den Fähigkeiten
der Detektionsanordnung ab.
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All
diese Systeme sind durch eine Mehrzahl von Segmenten gekennzeichnet,
wobei jedes Segment einen Bereich von Ionen-Beschleunigung (d. h. Reflexions- oder
Ablenkungsbereich) aufweist, der von einem Bereich gefolgt wird,
wo eine solche Beschleunigung relativ gering ist (d. h. ein im Wesentlichen
feldfreier Bereich). Hier und unten werden all solche Systeme als
Mehrfachreflexion-TOF bezeichnet werden.
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Von
einem Ionen-optischen Gesichtspunkt aus sind Mehrfachreflexion-TOFs
eine Unterklasse einer allgemeineren Klasse von elektrostatischen Fallen
und könnten
in Mehrfachreflexion-TOFs vom „offenen
Typ” und
vom „geschlossenen
Typ” unterteilt werden. „Offener
Typ” bezieht
sich auf Systeme, wo Ionen-Trajektorien nicht innerhalb der Falle
für eine indefinite
Zeit, sondern nur für
eine begrenzte Anzahl an Reflexionen eingedämmt werden können. Typischerweise
wird die Ionen-Bahn nicht auf sich selbst reflektiert. Solche Systeme
leiden nicht unter den Massenbereich-Beschränkungen, die für elektrische Fallen
vom „geschlossenen
Typ” typisch
sind, wo Ionen gezwungen werden, der im Wesentlichen selben Bahn
zu folgen, und wo sich daher verschiedene Bereiche von einem m/z-Bereich
zunehmend überlappen.
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Der
Hauptvorteil von Mehrfachreflexion-TOF-Massenspektrometern ist die
Vergrößerung von
der Flugbahnlänge
und dadurch von der Flugzeit.
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Infolgedessen
wird der Unterschied in der Flugzeit zwischen Teilchen von verschiedenen m/z-Verhältnissen
(d. h. TOF-Dispersion) vergrößert, wodurch
die Massenauflösung
verbessert wird. Zeitgleich zur Erhöhung der Flugzeit wird die
Wiederholrate reduziert. Die reduzierte Wiederholrate reduziert die
Anzahl der Spektren, die summiert werden können, und begrenzt daher den
dynamischen Bereich, den das Spektrometer in einer gegebenen Zeitspanne
erreichen kann.
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Der
Analyse-Arbeitszyklus wird ebenso reduziert, könnte aber unter Verwendung
von Ionen-Speichervorrichtungen zum Ansammeln von Ionen zwischen
Injektionen in den TOF wieder hergestellt werden. Jedoch erhöht die Verwendung
von Ionen-Speichervorrichtungen zum Bewahren von einem Arbeitszyklus
die Anzahl an Ionen in jeder Massenspitze, womit der Intensitäten-Bereich
in einem einzelnen Schuss über
die Fähigkeiten
von bekannten Detektoren vergrößert wird.
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Daher
sind existierende TOF-Instrumente nicht in der Lage, eine hohe Massenauflösung zusammen
mit einem großen
dynamischen Bereich bereitzustellen. Sie sind daher nicht in der
Lage, zwischen einem Typ von Teilchen mit einem ersten m/z-Verhältnis, in
einer großen
Menge in einem Strahl geladener Teilchen und einem zweiten Typ von Teilchen
mit einem m/z-Verhältnis, das
nahe am ersten m/z-Verhältnis
ist, aber in einer niedrigen Menge in dem Strahl zu unterscheiden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Vor
diesem Hintergrund stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten
Aspekt ein Massenspektrometer bereit, umfassend: eine Elektrodenanordnung,
um die geladenen Teilchen in dem Strahl zu veranlassen, sich mehrerer
Richtungsänderungen
zu unterziehen; und eine Detektionsanordnung, die eingerichtet ist,
um einen ersten Teil des Strahls geladener Teilchen zu einem ersten
Detektionszeitpunkt zu detektieren und, basierend auf der Intensität des detektierten
ersten Teils des Strahls geladener Teilchen, eine erste Ausgabe
bereitzustellen, wobei die Detektionsanordnung ferner eingerichtet
ist, um einen zweiten Teil des Strahls geladener Teilchen zu einem
zweiten Detektionszeitpunkt zu detektieren und, basieren auf dem
detektierten zweiten Teil des Strahls geladener Teilchen, eine zweite
Ausgabe bereitzustellen.
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Die
erste Ausgabe umfasst Informationen über die Intensität des detektierten
ersten Teils des Strahls geladener Teilchen. Die erste Ausgabe könnte dabei
eingerichtet sein, um ein Signal bereitzustellen, welches in Abhängigkeit
der Intensität
des detektierten ersten Teils des Strahls geladener Teilchen variiert.
Vorteilhafterweise basiert die erste Ausgabe zusätzlich auf der Flugzeit des
detektierten ersten Teils des Strahls geladener Teilchen. Vorzugsweise ist
die Detektionsanordnung eingerichtet, um den ersten Teil des Strahls
geladener Teilchen an einer zeitlichen Fokussierungsstelle zu detektieren.
Dies wird typischerweise von einer verbesserten Leistung begleitet.
Zusätzlich
oder alternativ könnte
die Detektionsanordnung eingerichtet sein, um den zweiten Teil des
Strahls geladener Teilchen an einer zeitlichen Fokussierungsstelle
zu detektieren.
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Das
Massenspektrometer umfasst ferner eine Regel-/Steuereinheit, die
eingerichtet ist, um die Parameter des Strahls geladener Teilchen
oder/und die Detektionsanordnung basierend auf der ersten Ausgabe
der Detektionsanordnung einzustellen, um so die zweite Ausgabe der
Detektionsanordnung einzustellen. Die Regel-/Steuereinheit könnte dabei
die Informationen über
die Intensität
des detektierten ersten Teils des Strahls geladener Teilchen von
der ersten Ausgabe verwenden.
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Dies
stellt vorteilhafterweise eine Mehrfachreflexionsvorrichtung bereit,
die eine verlängerte Flugbahn
aufweist, wo die erste Ausgabe der Detektionsanordnung verwendet
werden könnte,
um die zweite Ausgabe von der Detektionsanordnung einzustellen.
Diese Konfiguration könnte
eine Optimierung innerhalb des linearen Bereichs eines Detektors, Schutz
von Detektoren vor Sättigung
oder vor Rauschen (zum Beispiel verursacht von gestreuten Ionen),
Verbesserungen beim Durchsatz, Verbesserung bei der Massenauflösung von
starken Ionen-Strahlen und eine Erhöhung beim dynamischen Bereich
erlauben. Vorteilhafterweise könnte
die Regel-/Steuereinheit die zweite Ausgabe der Detektionsanordnung
so einstellen, dass sie innerhalb eines gewünschten Bereichs liegt. Der
gewünschte
Bereich für
die zweite Ausgabe könnte
entsprechend gesetzt werden, um jeden dieser Vorteile zu erreichen.
Diese Mehrfachreflexionsvorrichtungen könnten Mehrfach-Sektor-Instrumente
umfassen.
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Vorzugsweise
ist die Elektrodenanordnung eingerichtet, um die geladenen Teilchen
in dem Strahl zu veranlassen, sich mehreren Richtungsänderungen
von wenigstens 45 Grad zu unterziehen. Optional ist die Elektrodenanordnung
eingerichtet, um die geladenen Teilchen in dem Strahl zu veranlassen,
sich mehrerer Reflexionen zu unterziehen.
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Vorzugsweise
definiert die Elektrodenanordnung eine Flugbahn für den Strahl
geladener Teilchen und ist die Detektionsanordnung im Wesentlichen
zum Ende der Flugbahn hin angeordnet, zum Beispiel entlang der letzten
50% der Flugbahn oder noch bevorzugter entlang der letzten 20%,
10% oder 5% der Flugbahn. Indem die Detektoren weiter zum Ende der
Flugbahn hin angeordnet werden, haben sich die Ionen innerhalb eines
jeden Pulses zeitlich gemäß ihres
Masse-zu-Ladung-Verhältnisses
bis auf annähernd
ein maximales Maß getrennt,
wodurch eine maximale Massenauflösung
bereitgestellt wird.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
veranlasst die Elektrodenanordnung die geladenen Teilchen in dem
Strahl, sich wenigstens 3 Reflexionen zu unterziehen. Optional könnten wenigstens
5, 10, 20, 100 oder 200 Reflexionen verwendet werden. Mit geeignet
ausgelegten Ionen-Spiegeln
(z. B. TOF, welches mit dritter oder höherer Ordnung Energie fokussiert
und mit erster oder zweiter Ordnung andere Ausgangsparameter fokussiert)
ist die Massenauflösung
umso besser, je länger
die Flugbahn ist.
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In
bestimmten Ausführungsformen
könnte die
zweite Ausgabe der Detektionsanordnung auf der Flugzeit des detektierten
zweiten Teils des Strahls geladener Teilchen basieren. Die zweite
Ausgabe könnte
alternativ oder zusätzlich
auf der Intensität des
detektierten zweiten Teils des Strahls geladener Teilchen basieren.
Dies ist insbesondere anwendbar auf Flugzeit-Massenspektrometer, wo jede Ausgabe der
Detektionsanordnung als eine Intensität eines Signals von einem Detektor,
welches zu einer gegebenen Zeit empfangen wurde, gespeichert wird.
Auf diese Weise umfasst die Ausgabe Informationen über sowohl
die Intensität
als auch die Flugzeit des detektierten Teils des Strahls geladener
Teilchen.
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Wenn
die zweite Ausgabe auf der Flugzeit des detektierten zweiten Teils
des Strahls geladener Teilchen basiert, dann könnte die Regel-/Steuereinheit
konfiguriert werden, um die zweite Ausgabe einzustellen, welche
auf der Flugzeit basiert, auf der Basis der ersten Ausgabe. Die
zweite Ausgabe kann daher eingestellt werden. Auf diese Weise könnte die gemessene
Flugzeit von einer Spitze von der zweiten Ausgabe auf Basis der
Intensität
der Spitze in der ersten Ausgabe verschoben werden, so dass Flugzeit-Korrekturen
in der Nähe
von starken Spitzen von Flugzeitkorrekturen von anderen Massenspitzen
unterschiedlich sein könnten.
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Wo
die zweite Ausgabe auf der Intensität des detektierten zweiten
Teils des Strahls geladener Teilchen basiert, könnte der zweite Teil, welcher
Intensitätsinformationen
umfasst, unter Verwendung der ersten Ausgabe eingestellt werden,
welche ebenfalls Intensitätsinformationen
umfasst. In solchen Ausführungsformen
könnte
eine Sättigung
der Detektionsanordnung, wenn der zweite Teil des Ionen-Strahls
detektiert wird, vermieden werden, indem die Detektionsanordnung
auf Basis der ersten Ausgabe geregelt/gesteuert wird.
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Die
Detektionsanordnung könnte
einen einzigen Detektor umfassen, welcher bei einem zeitlichen Fokussierungsbereich
angeordnet ist, um eine erste Ausgabe für einen ersten Teil des Strahls
geladener Teilchen und anschließend
eine zweite Ausgabe für
einen zweiten Teil des Strahls geladener Teilchen bereitzustellen.
Alternativ könnte
die Detektionsanordnung einen ersten Detektor, welcher bei einem
zeitlichen Fokussierungsbereich angeordnet ist, um eine erste Ausgabe
für einen
ersten Teil des Strahls geladener Teilchen bereitzustellen, und
einen zweiten Detektor umfassen, welcher an einem zweiten zeitlichen
Fokussierungsbereich angeordnet ist, um eine zweite Ausgabe für einen
zweiten Teil des Strahls geladener Teilchen bereitzustellen. In
diesem Fall könnte
der erste Teil des Ionen-Strahls optional kleiner als der zweite
Teil des Ionen-Strahls sein. Der zweite Teil des Ionen-Strahls könnte wenigstens
dreimal der Größe des ersten
Teils entsprechen. Alternativ könnte
der zweite Teil 5, 10, 20, 50 oder 100 mal größer als der erste Teil sein.
Optional umfasst der zweite Teil des Strahls alle restlichen Ionen,
die nicht in dem ersten Teil des Strahls detektiert wurden.
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Wenn
die Detektionsanordnung mehrere Detektoren umfasst, könnten der
erste Detektor und er zweite Detektor optional wenigstens eine gemeinsame
Verstärkerstufe
umfassen. Vorteilhafterweise könnten
die Detektoren in den selben Konstruktionen integriert sein. Vorzugsweise
könnten
sich die Detektoren eine gemeinsame Mirkrokanalplatte oder Mikrokanalplatten
teilen, da diese teuer sein können.
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Die
Regel-/Steuereinheit könnte
eingerichtet sein, um die Empfindlichkeit des zweiten Detektors basierend
auf der ersten Ausgabe des ersten Detektors zu regeln/steuern, um
so die zweite Ausgabe einzustellen. Zusätzlich oder alternativ könnte die Detektionsanordnung
der bevorzugten Ausführungsform
jedoch ferner einen ersten Modulator umfassen, welcher zwischen
dem ersten Detektor und dem zweiten Detektor angeordnet ist. Der
erste Modulator könnte
einen Teil des Strahls geladener Teilchen daran hindern, weiter
in Richtung des zweiten Detektors übertragen zu werden, wobei
der Teil basierend auf der ersten Ausgabe des ersten Detektors bestimmt wird.
Somit ist die Regel-/Steuereinheit in der Lage, die zweite Eingabe
zu regeln/steuern, durch Verhindern, dass ein Anteil des Strahls
den zweiten Detektor erreicht, wodurch die zweite Ausgabe des zweiten Detektors
innerhalb eines gewünschten
Bereichs gebracht wird. Der Nutzen davon liegt darin, dass die Ausgabe
des zweiten Detektors schnell geregelt/gesteuert werden kann, ohne
Einstellung der Empfindlichkeit des zweiten Detektors, d. h. ohne
irgendeine Einstellung der entsprechenden Elektronik. Auch werden
eine Sättigung
des zweiten Detektors und ihre begleitenden nachteiligen Effekte
(wie zum Beispiel eine Reduzierung der Lebensdauer des zweiten Detektors,
Nachziehen von Spitzen und Überschwingen)
vermieden. Dennoch ist es natürlich
möglich, sowohl
die Anzahl der Ionen in dem Strahl, welche den zweiten Detektor
erreichen, mittels des Modulators zu regeln/steuern, als auch (gleichzeitig)
die Empfindlichkeit des zweiten Detektors zu regeln/steuern/einzustellen.
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Der
Modulator ist optional konfiguriert, um wenigstens einen Teil des
Strahls geladener Teilchen abzulenken, vorzugsweise in Richtung
eines Baffles oder weg von den Ionen-optischen Elementen. Der Modulator
könnte
optional die Quantität
von Ionen reduzieren, welche als Teil des zweiten Teils des Strahls
geladener Teilchen detektiert wurden, auf Basis der ersten Ausgabe
der Detektionsanordnung, die größer als
ein vorbestimmter Schwellwert ist. Dies könnte dazu genutzt werden, um
starke Teilchen des Ionen-Strahls daran zu hindern, den zweiten
Detektor zu erreichen. Der Modulator ist vorteilhafterweise in einem
zeitlichen Fokussierungsbereich angeordnet. Die Detektionsanordnung
könnte
einen zweiten Ausgabeteil umfassen, welcher die zweite Ausgabe bereitstellt.
Der Modulator könnte
dann vorzugsweise in einem zeitlichen Fokussierungsbereich unmittelbar stromaufwärts von
dem zweiten Ausgabeteil angeordnet sein.
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Dieser
Ansatz bietet einen Vorteil, verglichen mit Alternativen, die einfacher
in der Konstruktion sind, indem zum Beispiel ein einzelner Detektor
zuerst bei einer niedrigen Verstärkung
und dann bei einer höheren
Verstärkung
verwendet wird. In Ausführungsformen,
die mehrere Detektoren verwenden, beeinflussen schnelle Variationen
oder Nichtreproduzierbarkeit bei den hereinkommenden Ionen-Paketen nicht
die Beziehung zwischen den jeweiligen Intensitäten der Massenspitzen der ersten
und der zweiten Ausgabe. Daher könnten
Spitzen in beiden Ausgaben kontinuierlich verwendet werden, um die
wahre Intensität
des ursprünglichen
Ionen-Paketes wieder zu
erlangen, wobei somit eine bessere Linearität der Antwort bereitgestellt
wird. Zusätzlich
ist auch eine zweifache Faktorreduktion beim Arbeitszyklus vorteilhaft
für die
Instrumeteleistung.
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Optional
könnte
die Detektionsanordnung einen dritten Detektor und einen zweiten
Modulator umfassen. Die Regel-/Steuereinheit könnte dann ferner angepasst
sein, die Parameter der Detektionsanordnung (z. B. ein dritter Eingangs-Ionen-Strahl)
basierend auf der Ausgabe des ersten Detektors und alternativ oder
zusätzlich
basierend auf der Ausgabe des zweiten Detektors einzustellen. Der
dritte Detektor könnte
einen größeren Teil
des Strahls als der zweite Detektor detektieren. Optional könnte der
dritte Detektor 3, 5, 10, 20, 50 oder 100 mal die Größe des Strahls
des zweiten Detektors detektieren. Optional detektiert der dritte
Detektor den gesamten Teil des Strahls geladener Teilchen, welche
weder von dem ersten Detektor noch von dem zweiten Detektor detektiert
worden sind.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Spektrometer ferner eine Ionen-Quelle, die eingerichtet
ist, um geladene Teilchen zu erzeugen; und eine Beschleunigungs-Elektroden-Anordnung, die
eingerichtet ist, um die geladenen Teilchen zu beschleunigen, so
dass der Strahl gebildet wird. Das Massenspektrometer könnte ferner
einen Speicher gepulster Ionen umfassen. Dies könnte ein axialer oder orthogonaler
Extraktions-Ionen-Speicher
sein.
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In
einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
der Massenspektrometrie bereit, welches die Schritte umfasst, von:
Veranlassen eines Strahls geladener Teilchen, sich mehrerer Reflexionen
zu unterziehen unter Verwendung einer Elektrodenanordnung; Detektieren
eines ersten Teils des Strahls geladener Teilchen bei einem zeitlichen Fokussierungsbereich
unter Verwendung einer Detektionsanordnung, wobei die Detektionsanordnung eine
erste Ausgabe aufweist, welche auf dem detektierten ersten Teil
des Strahls geladener Teilchen basiert; Detektieren eines zweiten
Teils des Strahls geladener Teilchen bei einem zeitlichen Fokussierungsbereich,
unter Verwendung der Detektionsanordnung, wobei die Detektionsanordnung
eine zweite Ausgabe aufweist, die auf dem detektierten zweiten Teil
des Strahls geladener Teilchen basiert; und Einstellen der Parameter
des Strahls geladener Teilchen oder/und der Detektionsanordnung,
basierend auf der ersten Ausgabe der Detektionsanordnung, um so die
zweite Ausgabe der Detektionsanordnung einzustellen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung könnte
auf verschiedene Weisen in die Praxis umgesetzt werden, wobei eine
jetzt lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben wird, wobei:
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1 ein
Massenspektrometer gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2a eine
Seitenansicht eines Detektors zur Verwendung in dem Massenspektrometer
von 1 zeigt.
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2b eine
Frontansicht des Detektors von 2a zeigt.
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3 das
Massenspektrometer von 1 mit einem kompakten zweistufigen
Detektor zeigt.
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Genaue
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform Bezug nehmend zuerst
auf 1 ist ein Massenspektrometer gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt.
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Das
Massenspektrometer umfasst: eine Ionen-Quelle 10; eine
Mehrzahl von Ionen-Spiegeln 40, welche einen Strahl 35 geladener
Teilchen umlenken; und eine Detektionsanordnung, die einen ersten
Detektor 50 geladener Teilchen umfasst; und einen zweiten
Detektor 60 geladener Teilchen. Geladene Teilchen werden
durch die Ionen-Quelle erzeugt, in einen Strahl 35 geladener
Teilchen gebildet, und mehrere Male durch die Ionen-Spiegel 40 reflektiert.
Die große
Anzahl von Ionen-Spiegeln 40 erlauben es dem Ionen-Strahl
eine lange Flugbahn innerhalb eines Instrumentes von angemessener
Größe zu durchlaufen.
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Das
Massenspektrometer von 1 umfasst auch: eine Vor-Falle 20,
einen Ionen-Speicher 30; einen optionalen elektrischen
Transportsektor (oder äquivalente
Transport-Ionen-Optik) 110; eine Fragmentierungszelle 120;
und eine Transport-Multipol-Linse 130. Die Detektionsanordnung
des Massenspektrometers umfasst ferner: einen ersten Modulator 70;
einen zweiten Modulator 80; einen dritten Modulator 90.
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Diese
Anordnung, und insbesondere die große Anzahl an Ionen-Spiegeln (welche
hunderte von Reflexionen verursachen könnten), bedeutet, dass die
geladenen Teilchen innerhalb des Mehrfachrefelxions-Spektrometers für relativ
lange Zeitdauern gehalten werden, so dass sie eine weite Strecke
innerhalb des Instrumentes zurücklegen.
Diese Strecke kann von ein paar wenigen Metern für tragbare Instrumente bis
zu mehreren Kilometern für
große
Laborgeräte
betragen, sie ist aber immer bedeutend länger als die physikalische
Länge der
entsprechenden Vakuumkammer. Im Vergleich hierzu erlauben konventionelle
orthogonale Flugzeit-Spektrometer eine Flugbahn, die typischerweise
nicht mehr als zwei- bis viermal länger als die Länge ihrer
Vakuumkammer ist. Die erhöhte
Zeit, die sich die Teilchen in dem Spektrometer bewegen, setzt sich
in eine erhöhte
zeitliche Separation der Teilchen mit verschiedenen Massen-zu-Ladung-Verhältnissen
und somit in eine erhöhte
Masse-zu-Ladung-Auflösung
mit entsprechend ausgelegten Spiegeln um.
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Teilchen
von dem gleichen m/z-Verhältnis könnten verschiedene
anfängliche
kinetische Energien aufweisen. Das Spektrometer ist vorzugsweise
so ausgelegt, dass es zwischen den Spiegeln wenigstens einen zeitlichen
Fokussierungspunkt oder eine zeitliche Fokussierungsebene gibt.
Dies sind Stellen entlang der Flugbahn, an welchen geladene Teilchen eines
gegebenen m/z-Verhältnisses
zeitgleich eintreffen, unabhängig
von ihrer anfänglichen
Energie, Koordinaten oder Winkeln, bis zur ersten, zweiten, dritten
oder höheren
Näherungsordnung.
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Der
Strahl geladener Teilchen tritt dann durch die Detektionsanordnung
hindurch, die in Richtung zum Ende der Flugbahn angeordnet ist,
beginnend mit dem ersten Detektor 50. Der erste Detektor 50 ist
bei einem zeitlichen Fokussierungspunkt oder zeitliche Fokussierungsebene
angeordnet. Ein zweiter Detektor 60 ist bei einem zweiten
zeitlichen Fokussierungspunkt oder einer zweiten zeitlichen Fokussierungsebene
angeordnet. Indem diese Detektoren bei zeitlichen Fokussierungspunkten
angeordnet werden, wird die Spanne bei der Flugzeit von Teilchen
mit dem gleiche m/z-Verhältnis
minimiert. Dies ist wichtig, damit Ionen mit einem geringfügig unterschiedlichen
m/z voneinander in dem Zeitpunkt, in dem sie die Detektoren erreichen,
separiert und somit aufgelöst
werden können.
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Der
Abstand entlang der Flugbahn geladener Teilchen zwischen dem ersten
und dem zweiten Detektor ist derart, dass Informationen, die von
dem ersten Detektor gewonnen wurden, in Echtzeit verwendet werden
können,
bevor die entsprechenden geladenen Teilchen den zweiten Detektor
erreichen, zum Beispiel einige mehrere zehn Mikrosekunden später.
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Dies
räumt ausreichend
Zeit ein, um die Parameter der Detektionsanordnung einzustellen,
insbesondere um die Leistung der nachfolgenden Detektoren zu verbessern,
so dass ihre Ausgabe innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt.
Dies wird auf eine Anzahl von Arten durchgeführt.
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Die
Instrumenteparameter eines nachfolgenden Detektors könnten zum
Beispiel eingestellt werden, um die Detektionsleistung des nachfolgenden Detektors
zu verbessern, indem die elektrischen Potentiale eingestellt werden,
welche ihn regeln/steuern. Zum Beispiel kann dies genutzt werden,
um die Verstärkung
oder Empfindlichkeit eines zweiten Detektors zu verändern, der
einen Elektronenvervielfacher umfasst. Dies könnte genutzt werden, um die Ausgabe
des zweiten Detektors vor Sättigung
zu bewahren oder davor, dass das Ausgabesignal unter das Niveau
des Hintergrundrauschens der Vorrichtung fällt, und könnte genutzt werden, um die
Ausgabe des zweiten Detektors zu normalisieren, so dass sowohl kleine
Signale als auch große
Signale von den detektierten geladenen Teilchen genau gemessen werden
können.
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Einige
oder alle der entsprechenden Ionen können von den zweiten nachfolgenden
Detektoren weg abgelenkt werden, zum Beispiel um diese nachfolgenden
Detektoren vor einer Überlast
zu schützen. Ein
erster Modulator 70 ist bereitgestellt, um den Ionen-Strahl
in Reaktion auf die Ausgabe des ersten Detektors 50 zu
regeln/steuern. Wenn zum Beispiel der erste Detektor bei einer bestimmten
Ankunftszeit, die einem bestimmten m/z-Verhältnis
entspricht, eine große
Menge detektiert, könnte
der Modulator in Reaktion darauf, den Teil des Strahls mit diesem m/z-Verhältnis weg
von dem zweiten Detektor 60 ablenken, um Sättigung
des zweiten Detektors 60 zu verhindern. Die Verwendung
eines Modulators, zusammen mit der langen Flugbahn und einem ausreichenden
Abstand zwischen dem ersten und zweiten Detektor, räumt ausreichend
Zeit ein für
diese Modulation, um so geregelt/gesteuert zu werden, dass nur der
Teil des Strahls, welcher voraussichtlich eine Sättigung des zweiten Detektors 70 verursachen
wird, abgelenkt wird.
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Der
Modulator ist vorzugsweise in einem zeitlichen Fokus zwischen Detektoren
angeordnet, wobei er aktiviert ist, um das Paket geladener Teilchen
eine bestimmte Zeit nach der Detektion eines Teils des Strahls bei
der ersten Detektorfläche
abzulenken. Diese Zeitverzögerung
entspricht der Zeit, die von den geladenen Teilchen benötigt wird,
um sich von der ersten Detektorfläche zu dem Strahlenmodulator
zu bewegen, und könnte
einige wenige bis mehrere zehn Mikrosekunden sein. Falls andererseits
das an dem ersten Detektor detektierte Signal unterhalb eines Schwellwertes
ist, werden geladene Teilchen in dem entsprechenden Strahl-Paket
nicht abgelenkt, sondern es wird ihnen ermöglicht, sich zu der zweiten
Detektorfläche
zu bewegen.
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Die
Detektion eines Paketes geladener Teilchen bei einem ersten Detektor
wird auch verwendet, um anzuzeigen, ob eine ungenügende Anzahl
oder zu viele geladene Teilchen abgetastet und in die Falle oder
das Spektrometer eingeführt
worden sind, wobei in diesem Fall eine auf diesen Daten basierende Entscheidung
getroffen werden könnte,
die Analyse dieser geladenen Teilchen abzubrechen und einen kleineren
oder größeren Teil
der abgetasteten geladenen Teilchen wieder abzutasten, wodurch der Durchsatz
des Instrumentes verbessert wird.
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In
der gezeigten Ausführungsform
ist ein dritter Detektor 90 bereitgestellt. Der dritte
Detektor weist eine von dem ersten und zweiten Detektor unterschiedliche
Detektionseffizienz auf. Im Allgemeinen ist jede Detektionsfläche mit
einer unterschiedlichen (normalerweise ansteigenden) Detektionseffizienz
bereitgestellt. Mit anderen Worten fängt jeder Detektor einen anderen
Teil des Strahls geladener Teilchen ab. Dann könnten durch die Verwendung des
ersten und des zweiten Detektors alle drei Detektoren geregelt/gesteuert
werden, um innerhalb ihres linearen dynamischen Bereichs zu arbeiten.
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Ein
zweiter Modulator 80 ist bei einem TOF-Fokus zwischen dem
zweiten und dem dritten Detektor bereitgestellt, um den Strahl basierend
auf der Ausgabe des ersten und des zweiten Detektors abzulenken.
Etwas von dem Strahl könnte
in Richtung des dritten Detektors 90 abgelenkt werden.
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Ein
Teil des Strahls 100 geladener Teilchen könnte in
Richtung eines optionalen elektrischen Sektors 110 abgelenkt
werden. Dieser lenkt den Strahl in Richtung der Fragmentierungszelle 120 (welche
auch zum Speichern von Ionen genutzt werden könnte), der Transport-Multipol-Linse 130 und des
Ionen-Speichers 30 ab, von wo der Strahl dann wieder zurück auf die
Bahn 35 in Richtung der Ionen-Spiegel 40 gerichtet
werden könnte.
Dieser Zyklus von Auswahl, (optional) Fragmentierung/Reaktion in
der Zelle 120 und Injektion in die Massen-Analysevorrichtung
könnte
mehrere Male wiederholt werden.
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Eine
Ablenkung in Richtung des elektrischen Sektors 110 und
der Zelle 120 könnte
durch jeden der Modulatoren durchgeführt werden. Diese Anordnung könnte mehreren
Zielen dienen, zum Beispiel der Anreicherung an kleinen Komponenten
und der Auswahl von nur starken Spitzen (z. B. für MS/MS Experimente). Ausgewählte starke
Spitzen umgehen vorzugsweise die Detektoren oder Modulatoren stromabwärts.
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Durch
die Verwendung dieser Anordnung muss die Wiederholrate in Bezug
auf orthogonale Flugzeit-Massenspektrometer reduziert werden. Orthogonale
Flugzeit-Massenspektrometer könnten eine
Wiederholrate von vielen tausend Malen pro Sekunde aufweisen und
ein Masse-zu-Ladung-Spektrum
wird durch die Summation vieler Spektren über eine Sekunde aufgebaut.
Mehrfachreflexionens-, oszillatorische oder Ringfallen oder Spektrometer
auf der anderen Seite, welche die in 1 gezeigte
Ausführungsform
umfassen, könnten
einige wenige Millisekunden bis zu mehreren hundert Millisekunden
benötigen,
um ein einzelnes hochauflösendes
Spektrum aufzunehmen.
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Es
ist höchst
wünschenswert,
eine große
Anzahl geladener Teilchen zur gleichen Zeit auf ihre Reise zu senden,
so dass das aufgenommene Signal so viele Ionen wie möglich umfasst.
Hochspezialisierte Ionen- Injektionsvorrichtungen
sind entwickelt worden, um kontrolliert bis zu hunderttausende Ionen
in solche Fallen oder Spektrometer für diesen Zweck zu injizieren.
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Bezug
nehmend jetzt auf 2a, ist eine Seitenansicht eines
Elektronenvervielfacher-Detektors zur Verwendung in einem solchen
Massenspektrometer von 1 gezeigt. Der Detektor umfasst
ein Konvertierungsgitter 210; eine Kompensationselektrode 220;
und Mikrokanalplatten 240. Geladene Teilchen 230 werden
in Richtung des Konvertierungsgitters 210 gerichtet. Einige
der geladenen Teilchen werden durch das Konvertierungsgitter 210 abgefangen,
wobei Elektronen 250 erzeugt werden, die dann von den Mikrokanalplatten 240 detektiert
werden.
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2b zeigt
eine Frontansicht eines Detektors gemäß 2a. Es
sind drei Konvertierungsgitter 210 und Mikrokanalplatten 240 gezeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform
weist jeder der drei Detektoren eine unterschiedliche Detektionseffizienz
auf. Der erste Detektor ist unter Verwendung eines 99% durchlässigen leitenden
Gitters gebildet, der zweite ist unter Verwendung eines 90% durchlässigen leitenden
Gitters gebildet und der dritte ist unter Verwendung einer massiven
leitenden Detektorfläche gebildet.
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Dann,
wenn die erste Detektorfläche,
die 1% der geladenen Teilchen abfängt, ein Signal erzeugt, welches über einem
gesetzten Schwellwert liegt, könnte
eine Detektion unter Verwendung des zweiten Detektors oder dritten
Detektors vermieden werden, indem der entsprechende Teil des Massenbereiches in
dem Strahl geladener Teilchen abgelenkt wird, bevor er die zweite
Detektorfläche
erreicht, indem der Strahlenmodulator 70 oder der Strahlenmodulator 80 verwendet
wird.
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Der
dynamische Bereich von Elektronenvervielfacher-Detektoren bleibt
im Wesentlichen linear für
Ankunftsraten geladener Teilchen bis zu ~106 Teilchen
pro Sekunde für
kontinuierliche Strahlen, und bis zu 108–109 für
gepulste Strahlen. Bei darüber
liegenden Ankunftsraten wird die Ausgabe des Vervielfachers nichtlinear
und weist eine Antwort auf, die sich über eine unproportional lange
Zeitspanne erstreckt (bekannt als Nachziehen von Spitzen). Diese Nichtlinearität und die
Spanne des Nachziehens von Spitzen veranlasst den Detektor, nicht
in der Lage zu sein, ein schwaches Signal richtig aufzunehmen, welches
kurz nach dem ersten eintrifft. Ebenso leiden Massenauflösung und
Massengenauigkeit unter den intensiveren Ionen-Signalen, da mehr Ladung durch den Detektor
emittiert wird.
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In
Mehrfach-Reflexions-Flugzeit-Massenspektrometern führt die
lange Flugzeit zu einer hohen Auflösung. Dann könnten die
zeitlich fokussierten Ionen eines Masse-zu-Ladung-Verhältnisses
alle bei einem zeitlichen Fokussierungspunkt innerhalb von ~5 bis
20 Nanosekunden eintreffen. Folglich beträgt der lineare dynamische Bereich
in einem solchen Fall nur einige 10 bis 50 Ionen pro Spitze, entsprechend einer
Spitzen-Ionen-Ankunftsrate
von ~2 × 109 Ionen pro Sekunde. Die Verwendung von drei
Detektionsflächen
in der beschriebenen Ausführungsform
bedeutet, dass die 10 bis 50 Ionen, die von dem ersten Detektor
detektiert werden können,
1000 bis 5000 Ionen in einer Massenspitze entsprechen. Die 10 bis
50 Ionen, die von dem zweiten Detektor detektiert werden können, entsprechen
~100 bis 500 Ionen in der ursprünglichen
Massenspitze. Der letzte Detektor zeichnet Ionen über den
Bereich von einzelnen Ionen bis zu 50 Ionen auf. Die Verwendung
von drei Detektoren in diesem Beispiel erhöht dadurch den brauchbaren
dynamischen Bereich des Detektors um zwei Größenordnungen.
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Der
Abstand zwischen den Detektoren ist durch das Intervall der Ionen-Spiegel 40 definiert. Dieses
Intervall übersteigt
normalerweise signifikant die typische Größe der in 2 verwendeten
Mikrokanalplatten. 3 zeigt das Massenspektrometer von 1,
wobei ein kompakter zweistufiger Detektor verwendet wird. Um einen
kompakteren und günstigeren
Detektor ohne eine Reduzierung des räumlichen Intervalls der Spiegel 40 bereitzustellen, werden
zuerst Ablenker 80 und dann Ablenker 70 verwendet,
um die Ionen auf eine Schleifen-Trajektorie 310 zu richten,
so dass Ionen dann von dem Detektor 300 detektiert werden.
Diese Ausführungsform erlaubt
es der zu realisierenden Detektionsanordnung, einen kompakten, integrierten
Detektor mit kleinen Mikrokanalplatten zu verwenden.
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Während eine
spezifische Ausführungsform hier
beschrieben worden ist, könnte
der Fachmann verschiedene Variationen und Substitutionen in Erwägung ziehen.
Zum Beispiel wird, obwohl die oben beschriebene Ausführungsform
drei Detektoren umfasst, der Fachmann anerkennen, dass mehr Detektoren
verwendet werden könnten.
Entsprechend könnte
die Anzahl an Modulatoren variiert werden.
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Obwohl
die langen Bahnlängen
der bevorzugten Ausführungsform
gegenwärtig
wünschenswert
sind, wegen derzeitiger Beschränkungen
von Detektor und Elektronik, sollte dies nicht herangezogen werden,
um die Erfindung zu beschränken.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung genutzt werden könnte, um die detektierte Intensität des zweiten
Teils des Ionen-Strahls einzustellen, könnte sie auch dazu genutzt
werden, die anderen gemessenen Eigenschaften des zweiten Teils des
Ionen-Strahls einzustellen. Zum Beispiel könnte das detektierte m/z-Verhältnis des
zweiten Teils des Ionen-Strahls wie folgt eingestellt werden.
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Die
Position einer Spitze in der zweiten Ausgabe könnte als eine Funktion der
gesamten injizierten Ionen-Ladung eingestellt werden. Das Ausmaß der Einstellung
wird von Kalibrierungsexperimenten abgeleitet. Jedoch könnten sich
Flugzeitverschiebungen in der Nähe
von starken Spitzen in dem zweiten Teil des Ionen-Strahls von Flugzeitverschiebungen zu
Ionen unterscheiden, welche Flugzeiten aufweisen, die nicht in der
Nähe der
starken Spitze sind. Solch ein Effekt könnte durch Raumladungseffekte während der
mehrfachen Reflexionen verursacht werden, aber auch durch die physikalischen
Beschränkungen
des Detektors selbst (z. B. durch eine verzögerte Wiedererlangung der Spannungsverteilung
an dem Spannungsteiler nach einem starken Strompuls). Daher wird,
wenn der erste Detektor eine starke Spitze detektiert, die Ausgabe
des zweiten Detektors eingestellt, um den verglichen mit den anderen
Ionen unterschiedlichen Flugzeitfehler zu kompensieren.
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Alternativ
könnte
die vorliegende Erfindung ausgeführt
werden, indem ein einzelner Detektor verwendet wird. In einem ersten
Schritt detektiert der Detektor einen ersten Teil des Strahls geladener
Teilchen und erzeugt eine erste Ausgabe. Dann wird, basierend auf
der ersten Ausgabe des Detektors, der Strahl geladener Teilchen
moduliert oder die Parameter des Detektors eingestellt, bevor oder
während der
Strahl geladener Teilchen um das Massenspektrometer herum für einen
zweiten Schritt beschleunigt wird. Während der aufeinander folgenden
Schritte detektiert der Detektor dann einen zweiten Teil des Strahls
geladener Teilchen.
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Wenn
die vorliegende Erfindung ausgeführt wird,
indem ein einzelner Detektor verwendet wird und der Strahl geladener
Teilchen moduliert wird, dann ist der Modulator vorzugsweise in
einem der Flugzeit-Fokussierungs-Bereiche
angeordnet, die dem Detektor vorhergehen. In der bevorzugten Ausführungsform
ist der Modulator vorzugsweise in dem Flugzeit-Fokussierungs-Bereich angeordnet, welcher
unmittelbar stromaufwärts
des Detektors angeordnet ist, da die Flugzeit-Streuung an diesem
Punkt maximal ist.
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In
diesem Kontext bezieht sich Modulation auf ein Entfernen von übermäßig starken
Spitzen und ein Erlauben, dass Spitzen von einer geringeren Intensität passieren
können.
Es könnte
ein Schwellwert auf die erste Ausgabe angewendet werden, so dass, wenn
die Intensität
einer Spitze, die in dem ersten Teil des Strahls geladener Teilchen
detektiert wurde, den Schwellwert überschreitet, der zweite Teil
des Ionen-Strahls moduliert wird, um die starke Spitze zu reduzieren
und dadurch die Detektionsempfindlichkeit für andre benachbarte Spitzen
zu erhöhen.
Im Unterschied zu einigen existierenden Systemen bezieht sich Modulation
in diesem Kontext nicht auf eine Dämpfung des gesamten Strahls.
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Die
Erfindung könnte
in einer Vielfalt von Instrumenten, die Mehrfachreflexions-, oszillatorische oder
Ringfallen oder Spektrometer umfassen, ausgeführt werden.
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Die
vorliegende Erfindung könnte
auch auf Fallen vom so genannten „geschlossenen Typ” angewendet
werden.
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Die
Detektionsanordnung könnte
eine Umwandlungsdynode und Elektronenvervielfacher unter Verwendung
von Hochspannungsschalttechnologie umfassen. Diese Detektionsanordnung
könnte
so angeordnet sein, dass während
der mehrfachen Reflexionen der Ionen-Strahl zwischen der Dynode
und dem Elektronenvervielfacher hindurchgeht, so dass Ionen-Pakete mit einer
hohen zeitlichen Auflösung abgetastet
werden könnten.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Massenspektrometer, wobei
die Flugbahn in eine Mehrzahl von räumlich separierten Etappen
geteilt ist, wobei wenigstens die erste Etappe eine Elektrodenanordnung
umfasst, um die geladenen Teilchen in dem Strahl dazu zu veranlassen,
sich mehrfacher Reflexionen zu unterziehen. Der Strahl könnte durch
die erste Etappe oder eine erste Anzahl an Etappen für eine vorbestimmte
Anzahl von Oszillationen gerichtet werden. Der Strahl geladener
Teilchen wird dann in die finale Etappe oder Etappen für eine finale
Anzahl von Schritten gerichtet.
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Die
Detektionsanordnung ist in der finalen Etappe oder Etappen angeordnet.
Die Detektionsanordnung könnte
einen ersten Detektor und einen zweiten Detektor oder nur einen
einzelnen Detektor, wie oben beschrieben, umfassen.
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Eine
alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ähnlich
wie die bevorzugte Ausführungsform,
jedoch stellt sie eine Umgehungselektrodenanordnung bereit, die
entlang der Flugbahn angeordnet ist, jedoch vor der Detektionsanordnung, welche
eingerichtet ist, um den Strahl geladener Teilchen abzulenken, um
der Flugbahn zu folgen, aber um die Detektionsanordnung zu umgehen.
Daher kann der Strahl geladener Teilchen entlang der Flugbahn für mehrere
Schleifen beschleunigt werden, wodurch die Länge der Flugbahn verlängert wird. Dann
wird die Umgehungselektrodenanordnung abgeschaltet, was den Strahl
geladener Teilchen veranlasst, sich durch die Detektoren zu bewegen
und detektiert zu werden.
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Ein
Modulator könnte
konfiguriert werden, um Ionen in eine nächste Analysestufe zu richten, zum
Beispiel um den Strahl zu einer anderen Etappe der Flugbahn zu richten
oder um den Strahl geladener Teilchen zu einer externen Speichervorrichtung zurück zu führen oder
um den Strahl zu einer Fragmentierungszelle zu senden.
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Eine
Wiederherstellung eines Massenspektrums könnte durchgeführt werden
unter Verwendung der Ausgaben aller Detektoren in dem Massenspektrometer
mit Detektor-spezifischen Skalierungskoeffizienten für entsprechende
Bereiche der Massenspektren. Eine Wiederherstellung des Spektrums könnte zusätzlich Entfaltungsalgorithmen
umfassen müssen,
insbesondere in dem Fall, wenn Detektoren geteilt oder Ionen auf
die gleiche Bahn in einem Teil der Flugstrecke reflektiert werden.
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Die
erste Ausgabe könnte
verwendet werden, um starke Ionen-Pakete (z. B. bestimmte Massenspitzen)
physikalisch durch einen Modulator auszuwählen, zum Beispiel für eine MS/MS
oder MSn Anwendung, auf die folgende Weise.
In einem ersten Schritt werden Ursprungsteilchen von bestimmten m/z-Verhältnissen
ausgewählt
(zum Beispiel die N stärksten
Spitzen von einem vorherigen Scan oder von einer Benutzer-definierten
Liste, etc.). Diese m/z-Verhältnisse
werden in Flugzeitwerte umgewandelt, gemäß den Kalibrierungsdaten für den Detektor, und
diese Werte werden in den Speicher eines Datenerfassungssystems
gespeichert.
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Dann
detektiert der Detektor einen bestimmten Satz an Spitzen und das
Datenerfassungssystem vergleicht die gemessenen Flugzeiten mit vorher
berechneten Flugzeiten. Falls die Werte innerhalb einer gewissen
Toleranz übereinstimmen,
werden die Flugzeiten dieser Spitzen bei dem Modulator gemäß den Kalibrierungsdaten
für den
Modulator berechnet. Die Flugzeiten für den Modulator unterscheiden
sich von jenen des Detektors, da der Modulator stromabwärts, in
dem nachfolgenden zeitlichen Fokussierungsbereich sitzt. Dann werden
Auslösesignale
zu dem Modulator gesendet, um eine Ablenkung der zuvor detektierten
Spitzen entweder zu einer Kollisionszelle (falls die Spitzen als
Ursprungsspitzen identifiziert worden sind) oder zu einem Strahl-Absorber (falls
sie zu entfernen sind) zu veranlassen. In beiden Fällen müssen sich
die ausgewählten
Ionen-Pakete nicht durch oder nahe von nachfolgenden Detektoren bewegen.
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Zusammenfassung
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Ein
Massenspektrometer und ein Massenspektrometrieverfahren, wobei geladene
Teilchen sich in einem Strahl mehrfacher Richtungsänderungen
unterziehen. Eine Detektionsanordnung detektiert einen ersten Teil
des Strahls geladener Teilchen und stellt eine erste Ausgabe basierend
auf der Intensität
des detektierten ersten Teils des Strahls geladener Teilchen bereit.
Die Detektionsanordnung detektiert einen zweiten Teil des Strahls
geladener Teilchen, welcher sich um eine längere Bahnlänge durch das Massenspektrometer
als der erste Teil des Strahls geladener Teilchen bewegt hat, und
stellt eine zweite Ausgabe basierend auf dem detektierten zweiten
Teil des Strahls geladener Teilchen bereit. Eine Regel-/Steuereinheit
stellt die Parameter des Strahls geladener Teilchen oder/und die
Detektionsanordnung basierend auf der ersten Ausgabe der Detektionsanordnung
ein, um die zweite Ausgabe der Detektionsanordnung einzustellen.