DE112015001457B4

DE112015001457B4 - Verfahren zum Erzeugen von Ionen mit einem Masse-/Ladungs-Verhältnis durch Ladungsverringerung

Info

Publication number: DE112015001457B4
Application number: DE112015001457.8T
Authority: DE
Inventors: Jeffery Mark Brown; Jonathan Paul Williams
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2020-01-02
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: US10043646B2; US20170125225A1; WO2015145124A1; DE112015001457T5

Abstract

Verfahren zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen, welches Folgendes umfasst:Reagieren der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen und dannDrängen der reagierten Analytionen durch ein neutrales Inertgas, so dass die Analytionen mit den Gasmolekülen in einer solchen Weise wechselwirken oder zusammenstoßen, dass der Ladungszustand der reagierten Analytionen verringert wird, wodurch Produktionen mit einem verringerten Ladungszustand gebildet werden,wobei der Schritt des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen Folgendes umfasst: Zuführen von Reagensionen oder geladenen Teilchen zu den Analytionen, so dass sich Elektronenübertragungsreaktionen zu oder von den Analytionen, Protonenübertragungsreaktionen zu oder von den Analytionen, Elektroneneinfang durch die Analytionen oder eine Anregung der Analytionen ergeben bzw. ergibt, und der Schritt des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen keine Fragmentation der Analytionen, welche die Produktionen bilden, bewirkt,wobei der Schritt des Wechselwirkenlassens oder Zusammenstoßenlassens der Analytionen das Zusammenstoßen der Analytionen mit den Gasmolekülen mit einer Stoßenergie, die dazu führt, dass der Ladungszustand der reagierten Analytionen verringert wird, ohne dass sie fragmentiert werden, umfasst.

Description

HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen.
Ionisationstechniken in der Art der Elektrosprayionisation (ESI) erleichtern die Analyse von Spezies mit einem hohen Molekulargewicht durch Erzeugen mehrfach geladener Ionen. Weil diese Ionen verhältnismäßig hohe Ladungszustände aufweisen, fallen sie, wenn ihre Masse-/Ladungsverhältnisse festgestellt werden, in den Bereich niedriger Masse-/Ladungsverhältnisse des Spektrums. Falls eine analysierte Probe eine Mischung von Ionen mit verhältnismäßig hohen Ladungszuständen enthält, kann dies zu einer spektralen Verstopfung führen, weil die Masse-/Ladungsverhältnisse der Ionen im Bereich niedriger Masse-/Ladungsverhältnisse des Spektrums konzentriert werden. Selbst mit einem sehr hohen Massenauflösungsvermögen oder anderen Trennverfahren kann dies zu Mehrdeutigkeiten bei Zuweisungen infolge eines Überlappens von Spitzen und unbekannter Ladungszustände führen.
Die Ladungsträger auf den Analytionen bei ESI-Techniken können eine Mischung von Protonen, Metallkationen oder Kationen von der Elektrospraylösung sowie Gegenionen sein.
Es ist bekannt, die Ladungszustände von Analytionen zu verringern, um die vorstehend beschriebene spektrale Verstopfung zu verringern. Wenn die Ladungszustände der Analytionen verringert werden, werden ihre Masse-/Ladungsverhältnisse erhöht, wodurch die erkannten Spitzen entlang der Skala der Masse-/Ladungsverhältnisse ausgebreitet werden.
Für Biopolymerionen in der Art beispielsweise nativer Proteine und pegylierter Polymere würde die äußerste spektrale Einfachheit erhalten werden, wenn der Ladungszustand auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert (d.h. auf +/-1 oder +/- 2) verringert werden könnte. Die Erzeugung einfach geladener Ionen ist auch für die Untersuchung nicht-kovalent gebundener Proteinkomplexe vorteilhaft. Nach Wissen der Erfinder wurden solche Komplexe jedoch bisher nicht als einfach geladene Ionen beobachtet.
Es ist bekannt, lonen-Neutrale-Reaktionen zwischen Analytion- und Superbasenmolekülen auszuführen, um die Ladung der Analytionen zu verringern. Diese Techniken können entweder in der Quelle oder unter Vakuumbedingungen verwendet werden. Diese Technik kann jedoch infolge der korrosiven Wirkungen und der Giftigkeit der Superbasen unerwünscht sein.
Es ist auch bekannt, in der Quelle ausgeführte lon-lon-Reaktionen zwischen Analytionen und Reagensionen zu verwenden, um die Ladung der Analytionen zu verringern. Beispielsweise können Reagensanionen von einer Glimmentladungsvorrichtung oder durch Photoionisationsprozesse erzeugt werden. Diese Techniken sind vielversprechend, wenngleich nicht bekannt ist, ob die Ladungsverringerungstechniken tatsächlich Ionen mit erheblich höheren Masse-/Ladungsverhältnissen erzeugen, weil Ionen mit einem Masse-/Ladungsverhältnis jenseits von etwa 18000 (für einen Ladungszustand von 2) am Detektor nicht beobachtet werden.
Im Vakuum erfolgende lon-lon-Reaktionen zwischen Analytionen und ETD-Reagenzien sind auch bekannt. Es wurde gezeigt, dass diese Techniken die Fähigkeit haben, durch Elektronenübertragung und/oder Ladungsübertragung auf radikale Anionen ladungsverringerte Ionen zu erzeugen, und dass dadurch charakteristische Fragmentionen vom c- und z-Typ beobachtet werden können. Die veröffentlichten Daten haben jedoch keine ladungsverringerten Ionen mit einem einfach geladenen Zustand bei verhältnismäßig hohen Masse-/Ladungsverhältnissen offenbart.
Es ist erwünscht, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Ausführen einer Massenspektrometrie und ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Ausführen einer lonenbeweglichkeitsspektrometrie bereitzustellen.
KURZFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen, ein Verfahren zur Massenspektrometrie, eine Vorrichtung zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen, ein Massenspektrometer oder ein lonenbeweglichkeitsspektrometer sowie ein Massenspektrometer mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1, 11, 14, 15 und 16 vorgeschlagen.
Gemäß einem ersten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen vor, welches Folgendes umfasst:

Reagieren der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen und dann
Drängen der reagierten Analytionen durch ein neutrales Inertgas, so dass die Analytionen mit den Gasmolekülen in einer solchen Weise wechselwirken oder zusammenstoßen, dass der Ladungszustand der reagierten Analytionen verringert wird, wodurch Produktionen mit einem verringerten Ladungszustand gebildet werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern der Ladung von Ionen, um ihr Masse-/Ladungsverhältnis gegenüber bekannten Ladungsverringerungstechniken erheblich zu erhöhen. Beispielsweise können durch das Verfahren einfach geladene Ionen mit Masse-/Ladungsverhältnissen oberhalb von 60000 und doppelt geladene Spitzen bei Masse-/Ladungsverhältnissen von 74000 erzeugt werden.
Die Kombination des Reagierens der Analytionen und des anschließenden Drängens der reagierten Ionen durch das Gas führt zu einer Ladungsverringerung, die größer ist als jene, die durch jeden der einzelnen Schritte des Reagierens der Ionen oder des Drängens der Ionen durch das Gas bewirkt werden würde.
Um Zweifel auszuschließen, bedeutet der hier verwendete Begriff „Inertgas“ ein Gas, das nicht chemisch mit dem reagierten Analyten reagiert, um die Ladungsverringerung hervorzurufen. Vielmehr wird die Ladungsverringerung dadurch bewirkt, dass der reagierte Analyt mit den Molekülen des Inertgases zusammenstößt. Beispielsweise kann das Inertgas ein Edelgas in der Art von Argon, Stickstoff oder Helium sein, oder dies kann nicht der Fall sein.
Es sind verschiedene Verfahren zur Ladungsverringerung bekannt. Beispielsweise offenbart EP 2450939 A1 das Reagieren von Analytionen mit Reagensionen zur Bildung von Fragmentionen. Die sich ergebenden Fragmentionen werden dann einem Superbasengas ausgesetzt, das eine Ladungsverringerung der Fragmentionen bewirkt. Bei dieser Technik werden die Analytionen jedoch nicht durch das Superbasengas geleitet, um eine Ladungsverringerung der Analytionen vorzunehmen, sondern werden die Fragmentionen durch das Gas geleitet. Ferner reagiert die Technik die Ionen chemisch mit dem Superbasengas, um die Ladungsverringerung auszuführen, statt ein Inertgas zu verwenden. Dies liegt daran, dass in diesem Dokument nicht erkannt wird, dass Analytionen durch die Sequenz des Anregens der Analytionen durch Reagieren von ihnen und anschließendes Zusammenstoßen der reagierten Analytionen mit einem neutralen Inertgas ladungsverringert werden können.
WO 2009/127808 A2 und WO 00/17908 A2 offenbaren jeweils ein Verfahren zur Ladungsverringerung, wobei die Analytionen mit Reagensionen reagiert werden. Auch diese Dokumente erkennen jedoch nicht, dass ein Inertgas verwendet werden kann, um Ladungen vom Analyten abzustreifen, sobald der Analyt mit Reagensionen oder geladenen Teilchen reagiert hat.
WO 02/086490 A2 offenbart ein Verfahren, wobei der Analyt entweder mit einem ionischen oder einem neutralen „Quencher“ reagiert wird, um die Ladung der Analytionen zu verringern. Dieses Dokument offenbart jedoch nicht, dass Analytionen mit Reagensionen reagiert werden und ihre Ladung dann verringert wird, indem sie durch ein neutrales Gas gedrängt werden.
Keine der bekannten Techniken erkennt, dass die Sequenz des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen und des anschließenden Drängens der reagierten Ionen durch ein neutrales Gas verwendet werden kann, um die Ladungsverringerung der Analytionen zu verstärken.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bewirkt der Schritt des Drängens der reagierten Analytionen durch das Gas, dass die Ladung der Analytionen in einem größeren Maße verringert wird als wenn sie durch das Gas gedrängt worden wären, ohne zuerst dem Schritt des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen unterzogen worden zu sein.
Der Schritt des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen kann selbst den Ladungszustand der Analytionen verringern. Bei diesen Verfahren kann der anschließende Schritt des Drängens der reagierten Ionen durch das Gas bewirken, dass die Analytionen mit einem verringerten Ladungszustand in einer solchen Weise mit den Gasmolekülen wechselwirken oder zusammenstoßen, dass der Ladungszustand dieser Analytionen weiter verringert wird, wodurch die Produktionen mit einem verringerten Ladungszustand gebildet werden.
Es wird jedoch erwogen, dass der Schritt des Reagierens der Analytionen allein nicht bewirken kann, dass der Ladungszustand der Analytionen verringert wird, sondern vielmehr die Analytionen nur beeinflussen (oder anregen) kann, so dass die Ladungsverringerung bewirkt wird, wenn sie mit den Gasmolekülen zusammenstoßen oder wechselwirken. Die Stoßenergie zwischen den Analytionen und dem Gas ist vorzugsweise derart, dass der Ladungszustand der Analytionen nicht verringert werden würde, wenn sie nicht zuvor dem Schritt des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen unterzogen worden wären.
Der Schritt des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen bewirkt erfindungsgemäß keine Fragmentation der Analytionen, welche die Produktionen bilden.
Weniger bevorzugt kann das Verfahren einige der Analytionen entweder durch den Schritt des Reagierens der Analytionen und/oder durch die Stöße mit den Gasmolekülen fragmentieren. Hierdurch können Tochterionen (beispielsweise c-, z-, b- und y-Ionen) erzeugt werden, und diese Tochterionen können verwendet werden, um ihre Ausgangsionen zu identifizieren.
Die Gasmoleküle verringern vorzugsweise den Ladungszustand der Analytionen durch Ablösen von Ladungen von den Analytionen.
Beim Verfahren können die Analytionen unter Verwendung einer elektrischen Potentialdifferenz durch das Gas gedrängt werden, wobei die Potentialdifferenz vorzugsweise zwischen 5 und 30 V liegt.
Das Verfahren kann Folgendes umfassen: Drängen der Analytionen durch das Gas unter Verwendung einer elektrischen Potentialdifferenz, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Folgendem besteht: ≤ 2 V, ≤ 5 V, ≤ 10 V, ≤ 20 V, ≤ 30 V, 40 V, ≤ 50 V, ≤ 60 V, ≤ 70 V, ≤ 80 V, ≤ 90 V, ≤ 100 V, ≤ 120 V, ≤ 140 V, zwischen 5 und 30 V, zwischen 10 und 20 V, ≥ 140 V, ≥ 120 V, ≥ 100 V, ≥ 90 V, ≥ 80 V, ≥ 70 V, ≥ 60 V, ≥ 50 V, ≥ 40 V, ≥ 30 V, ≥ 20 V, ≥ 10 V und ≥ 5 V und/oder Drängen der Analytionen durch das Gas unter Verwendung eines elektrischen Felds, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Folgendem besteht: ≤ 0,1 V/cm, ≤ 0,5 V/cm, ≤ 1 V/cm, ≤ 5 V/cm, ≤ 10 V/cm, ≤ 20 V/cm, ≤ 40 V/cm, ≤ 60 V/cm, ≤ 80 V/cm, ≤ 100 V/cm, ≤ 250 V/cm, ≤ 500 V/cm, ≤ 750 V/cm, ≤ 1000 V/cm, ≤ 1500 V/cm und ≤ 2000 V/cm.
Das Gas, durch das die Analytionen gedrängt werden, kann Argon, Stickstoff oder Helium umfassen. Das Gas kann im Wesentlichen nur aus Argon, Stickstoff oder Helium bestehen.
Alternativ kann das Gas ein anderes Gas als Luft sein. Weniger bevorzugt kann das Gas nicht inert sein und ein Gas in der Art von SF₆ umfassen.
Beim Schritt des Drängens der Ionen durch das Gas können die Ionen bei einem Druck zwischen 10^-3 mbar und 10^-1 mbar durch das Gas gedrängt werden.
Beim Schritt des Drängens der Ionen durch das Gas können die Ionen bei einem Druck durch das Gas gedrängt werden, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Folgendem besteht: ≤ 10^-3 mbar, ≤ 5 x 10^-3 mbar, ≤ 10^-2 mbar, ≤ 5x10^-2 mbar, ≤ 10^-1 mbar, ≤ 5 x 10^-1 mbar, ≤ 1 mbar, ≤ 10 mbar, ≤ 50 mbar, ≤ 100 mbar, zwischen 10^-3 mbar und 10^-1 mbar, ≥ 100 mbar, ≥ 50 mbar, ≥ 10 mbar, ≥ 1 mbar, ≥ 5 x 10^-1 mbar, ≥ 10^-1 mbar, ≥ 5 x 10^-2 mbar, ≥ 10^-2 mbar, ≥ 5x10^-3 mbar und ≥ 10^-3 mbar.
Es wird erwogen, dass beliebige der vorstehend beschriebenen Spannungsbereiche und Bereiche des elektrischen Felds mit beliebigen der vorstehend erwähnten Gasdrücke kombiniert werden können.
Erfindungsgemäß umfasst der Schritt des Reagierens der Analytionen Folgendes: Zuführen von Reagensionen oder geladenen Teilchen zu den Analytionen, so dass Elektronenübertragungsreaktionen zu oder von den Analytionen, Protonenübertragungsreaktionen zu oder von den Analytionen oder ein Elektroneneinfang durch die Analytionen auftritt.
Der Schritt des Reagierens der Analytionen kann bewirken, dass der Ladungszustand der Analytionen verringert wird.
Vorzugsweise wird beim Verfahren der Ladungszustand der Analytionen zu einfach oder doppelt geladenen Produktionen verringert. Die einfach oder doppelt geladenen Produktionen können ein Masse-/Ladungsverhältnis aufweisen, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Folgendem besteht: ≤ 10000, ≤ 15000, ≤ 20000, ≤ 40000, ≤ 60000, ≤ 80000, ≤ 100000, ≤ 120000, ≤ 140000, ≤ 160000, ≤ 180000, ≤ 200000, ≤ 500000, ≤ 1000000, ≤ 25000000, ≤ 50000000, ≤ 100000000, ≤ 200000000, ≤ 300000000, ≤ 400000000, ≤ 500000000, ≤ 600000000, ≤ 700000000, ≤ 800000000, ≤ 900000000 und ≤ 1000000000.
Das Verfahren kann Folgendes umfassen: Auswählen oder Ändern des für die Produktionen gewünschten Ladungszustands und Auswählen oder Ändern der Energie, mit der die Analytionen mit den Gasmolekülen zusammenstoßen gelassen werden, so dass der Ladungszustand zumindest einiger der Analytionen zu dem gewünschten Ladungszustand verringert wird.
Beim Verfahren können mehrfach geladene Analytionen erzeugt werden und können dann die Ladungsverringerungsschritte an den mehrfach geladenen Analytionen ausgeführt werden. Die mehrfach geladenen Analytionen können durch Elektrosprayionisation (ESI) erzeugt werden, wenngleich auch andere lonenerzeugungstechniken erwogen werden.
Beim Verfahren kann ein Scann-Modus ausgeführt werden, wobei die Analytionen analysiert werden, um den Ladungszustand des Analytions zu bestimmen, das das intensivste Signal hat. Das Verfahren kann Folgendes umfassen: Isolieren von Analytionen mit einem ausgewählten Ladungszustand von anderen Ionen oder Isolieren der Analytionen mit dem Ladungszustand, der das intensivste Signal hat, und anschließend Unterziehen dieser isolierten Ionen dem Schritt des Reagierens der Analytionen und den Zusammenstößen mit den Gasmolekülen.
Das Verfahren umfasst vorzugsweise ferner Folgendes: Massenanalysieren und/oder lonenbeweglichkeitsanalysieren der Produktionen und/oder ferner Identifizieren der Produktionen und/oder Verwenden der Produktionen zum Identifizieren der Analytionen oder zum Identifizieren eines Analyten, anhand dessen die Analytionen gebildet werden.
Die Analytionen können aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Folgendem besteht: Polymerionen, Biopolymerionen, pegylierten Polymerionen, pegylierten Proteinionen, nativen Proteinionen, Ionen monoklonaler Antikörper, Ionen von Arzneimitteln rekombinanter monoklonaler Antikörper, Ionen nicht-kovalent gebundener Proteinkomplexe, Ionen von Proteinkomplexen in ihrem nativen Zustand, Ionen biokonjugierter Arzneimittel in der Art pegylierter Proteinionen oder Lipidionen, RNA- oder DNA-Ionen und Hämoglobinionen.
Gemäß einem zweiten, nicht beanspruchten Aspekt wird ein Verfahren zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen vorgeschlagen, welches Folgendes umfasst:

(i) Reagieren der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen und dann
(ii) Drängen der reagierten Analytionen auf eine feste Oberfläche oder Bestrahlen der reagierten Analytionen mit Photonen, wodurch Produktionen mit einem verringerten Ladungszustand gebildet werden.

Optional verringert Schritt (i) den Ladungszustand der Analytionen und verringert Schritt (ii) ferner den Ladungszustand der Analytionen.
Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt kann irgendeines oder eine Kombination der bevorzugten oder optionalen Merkmale, die hier mit Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurden, umfassen, abgesehen davon, dass kein Stoßgas verwendet wird, um die Ladung der Analytionen zu verringern.
Ferner wird ein nicht beanspruchtes Verfahren zur Massenspektrometrie oder lonenbeweglichkeitsspektrometrie vorgeschlagen, welches ein hier beschriebenes Verfahren und ferner das Massenanalysieren und/oder lonenbeweglichkeitsanalysieren der Produktionen umfasst.
Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Massenspektrometrie vor, welches Folgendes aufweist:

(i) massenselektives Isolieren von Analytionen mit Masse-/Ladungsverhältnissen unterhalb einer oberen Schwelle,
(ii) Abstreifen von Ladungen von den isolierten Analytionen gemäß einem hier beschriebenen Verfahren, um die Produktionen zu bilden, und dann
(iii) Massenanalysieren der Produktionen, um spektrale Daten zu erhalten, und
(iv) Identifizieren von Ionen oder Bestimmen des Vorhandenseins von Ionen in den spektralen Daten mit einem Masse-/Ladungsverhältnis oberhalb der oberen Schwelle.

Der Schritt des Isolierens der Analytionen kann durch Massenfiltern von Ionen oder durch Verwenden einer massenselektiven Ionenfalle ausgeführt werden.
Der Schritt des Isolierens der Analytionen kann Folgendes umfassen: Isolieren von Ionen mit einem einzigen Masse-/Ladungsverhältnis oder Isolieren von Ionen mit Masse-/Ladungsverhältnissen zwischen einer unteren Schwelle und der oberen Schwelle.
Ein Multipolstabsatz kann als Massenfilter verwendet werden. Die hohe Massenabschneidegrenze des Multipol-Massenfilters kann der oberen Schwelle entsprechen. Die untere Massenabschneidegrenze des Multipol-Massenfilters kann der unteren Schwelle entsprechen.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen vor, welche Folgendes umfasst:

ein Reaktionsgebiet,
eine Analytionenquelle zum Zuführen von Analytionen zum Reaktionsgebiet,
eine Quelle von Reagensionen oder geladenen Teilchen zum Zuführen von Analytionen oder geladenen Teilchen zum Reaktionsgebiet,
ein Gasgebiet und
eine Steuereinrichtung, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Folgendes auszuführen:
1. (i) Zuführen der Analytionen und Reagensionen oder geladenen Teilchen zum Reaktionsgebiet, so dass die Analytionen mit den Reagensionen oder geladenen Teilchen reagieren, und dann
2. (ii) Drängen der Analytionen durch ein neutrales Inertgas im Gasgebiet, so dass die Analytionen mit den Gasmolekülen in einer solchen Weise wechselwirken oder zusammenstoßen, dass der Ladungszustand der reagierten Analytionen verringert wird, wodurch Produktionen mit einem verringerten Ladungszustand gebildet werden.

Die Vorrichtung kann ferner eine Zufuhr des neutralen Inertgases zum Zuführen des neutralen Inertgases zum Gasgebiet umfassen.
Optional verringert Schritt (i) den Ladungszustand der Analytionen und verringert Schritt (ii) ferner den Ladungszustand der Analytionen.
Die Vorrichtung kann dafür eingerichtet und ausgelegt sein, eines der hier beschriebenen Verfahren auszuführen.
Der zweite, nicht beanspruchte Aspekt sieht eine Vorrichtung zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen vor, welche Folgendes umfasst:

ein Reaktionsgebiet,
eine Analytionenquelle zum Zuführen von Analytionen zum Reaktionsgebiet,
eine Quelle von Reagensionen oder geladenen Teilchen zum Zuführen von Analytionen oder geladenen Teilchen zum Reaktionsgebiet,
eine feste Oberfläche oder Photonenquelle und
eine Steuereinrichtung, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Folgendes auszuführen:
1. (i) Zuführen der Analytionen und Reagensionen oder geladenen Teilchen zum Reaktionsgebiet, so dass die Analytionen mit den Reagensionen oder geladenen Teilchen reagieren, und dann
2. (ii) Drängen der reagierten Analytionen auf die feste Oberfläche oder Bestrahlen der reagierten Analytionen mit Photonen von der Photonenquelle, wodurch Produktionen mit einem verringerten Ladungszustand gebildet werden.

Die Vorrichtung kann dafür eingerichtet und ausgelegt sein, eines der hier beschriebenen Verfahren auszuführen.
Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Massenspektrometer oder ein Ionenbeweglichkeitsspektrometer mit einer hier beschriebenen Vorrichtung vor, welches vorzugsweise ferner einen Massenanalysator und/oder lonenbeweglichkeitsanalysator zum Analysieren der Produktionen umfasst.
Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Massenspektrometer vor, welches Folgendes umfasst:

einen Mechanismus zum Isolieren von Ionen mit Masse-/Ladungsverhältnissen unterhalb einer oberen Schwelle,
eine hier beschriebene Vorrichtung, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Ladungen von den isolierten Analytionen abzustreifen, um die Produktionen zu bilden,
einen Massenanalysator zum Analysieren der Produktionen, um spektrale Daten zu erhalten, und
eine Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, in den spektralen Daten Ionen zu identifizieren oder das Vorhandensein von Ionen zu bestimmen, deren Masse-/Ladungsverhältnis oberhalb der oberen Schwelle liegt.

Der Mechanismus kann ein Massenfilter oder eine massenselektive Ionenfalle sein.
Das hier beschriebene Spektrometer kann Folgendes umfassen:

(a) eine lonenquelle, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) einer Elektrosprayionisations-(„ESI“)-Ionenquelle, (ii) einer Atmosphärendruckphotoionisations-(„APPI“)-Ionenquelle, (iii) einer Atmosphärendruck-Chemische-lonisations-(„APCI“)-lonenquelle, (iv) einer Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisations-(„MALDI“)-Ionenquelle, (v) einer Laserdesorptionsionisations-(„LDI“)-Ionenquelle, (vi) einer Atmosphärendruckionisations-(„API“)-Ionenquelle, (vii) einer Desorptionsionisation-auf-Silicium-(„DIOS“)-Ionenquelle, (viii) einer Elektronenstoß-(„EI“)-lonenquelle, (ix) einer Chemische-Ionisations-(„CI“)-Ionenquelle, (x) einer Feldionisations-(„FI“)-lonenquelle, (xi) einer Felddesorptions-(„FD“)-Ionenquelle, (xii) einer Induktiv-gekoppeltes-Plasma-(„ICP“)-lonenquelle, (xiii) einer Schneller-Atombeschuss-(„FAB“)-Ionenquelle, (xiv) einer Flüssigkeits-Sekundärionenmassenspektrometrie-(„LSIMS“)-lonenquelle, (xv) einer Desorptionselektrosprayionisations-(„DESI“)-lonenquelle, (xvi) einer Radioaktives-Nickel-63-lonenquelle, (xvii) einer Atmosphärendruck-Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle, (xviii) einer Thermospray-Ionenquelle, (xix) einer Atmosphärenprobenbildungs-Glimmentladungsionisations-(„Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionisation“ - „ASGDI“)-lonenquelle, (xx) einer Glimmentladungs-(„GD“)-Ionenquelle, (xxi) einer Impaktorionenquelle, (xxii) einer Direkte-Analyse-in-Echtzeit-(„DART“)-Ionenquelle, (xxii) einer Lasersprayionisations-(„LSI“)-Ionenquelle, (xxiv) einer Sonicsprayionisations-(„SSI“)-lonenquelle, (xxv) einer matrixunterstützten Einlassionisations-(„MAII“)-Ionenquelle, (xxvi) einer lösungsmittelunterstützten Einlassionisations-(„SAII“)-Ionenquelle, (xxvii) einer Desorptionselektrosprayionisations-(„DESI“)-Ionenquelle und (xxviii) einer Laserablations-Elektrosprayionisations-(„LAESI“)-Ionenquelle und/oder
(b) eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste Ionenquellen und/oder
(c) eine oder mehrere lonenführungen und/oder
(d) eine oder mehrere Ionenbeweglichkeitstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Feldasymmetrische-Ionenbeweglichkeitsspektrometervorrichtungen und/oder
(e) eine oder mehrere lonenfallen oder ein oder mehrere loneneinsperrgebiete und/oder
(f) eine oder mehrere Kollisions-, Fragmentations- oder Reaktionszellen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus folgenden besteht: (i) einer Stoßinduzierte-Dissoziation-(„CID“)-Fragmentationsvorrichtung, (ii) einer Oberflächen induzierte-Dissoziation-(„SID“)-Fragmentationsvorrichtung, (iii) einer Elektronenübertragungsdissoziations-(„ETD“)-Fragmentationsvorrichtung, (iv) einer Elektroneneinfangdissoziations-(„ECD“)-Fragmentationsvorrichtung, (v) einer Elektronenstoß-oder-Aufprall-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung, (vi) einer Photoinduzierte-Dissoziations-(„PID“)-Fragmentationsvorrichtung, (vii) einer Laserinduzierte-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung, (viii) einer Infrarotstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung, (ix) einer Ultraviolettstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung, (x) einer Düse-Skimmer-Schnittstelle-Fragmentationsvorrichtung, (xi) einer In-der-Quelle-Fragmentationsvorrichtung, (xii) einer In-der-Quelle-stoßinduzierte-Dissoziation-Fragmentationsvorrichtung, (xiii) einer Thermische-oder-Temperaturquellen-Fragmentationsvorrichtung, (xiv) einer Elektrisches-Feld-induzierte-Fragmentation-Vorrichtung, (xv) einer Magnetfeldinduzierte-Fragmentation-Vorrichtung, (xvi) einer Enzymverdauungs-oder-Enzymabbau-Fragmentationsvorrichtung, (xvii) einer lon-lon-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xviii) einer lon-Molekül-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xix) einer lon-Atom-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xx) einer Ion-metastabiles-Ion-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxi) einer lon-metastabiles-Molekül-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxii) einer lon-metastabiles-Atom-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxiii) einer lon-lon-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxiv) einer lon-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxv) einer lon-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxvi) einer lon-metastabiles-lon-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxvii) einer lon-metastabiles-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxviii) einer lon-metastabiles-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen und (xxix) einer Elektronenionisationsdissoziations-(„EID“)-Fragmentationsvorrichtung und/oder
(g) einen Massenanalysator, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) einem Quadrupol-Massenanalysator, (ii) einem Zweidimensionaler- oder-linearer-Quadrupol-Massenanalysator, (iii) einem Paul-oder-dreidimensionaler-Quadrupol-Massenanalysator, (iv) einem Penning-Fallen-Massenanalysator, (v) einem Ionenfallen-Massenanalysator, (vi) einem Magnetsektor-Massenanalysator, (vii) einem Ionenzyklotronresonanz-(„ICR“)-Massenanalysator, (viii) einem Fouriertransformations-Ionenzyklotronresonanz-(„FTICR“)-Massenanalysator, (ix) einem elektrostatischen Massenanalysator, der dafür eingerichtet ist, ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potentialverteilung zu erzeugen, (x) einem elektrostatischen Fouriertransformations-Massenanalysator, (xi) einem Fouriertransformations-Massenanalysator, (xii) einem Flugzeit-Massenanalysator, (xiii) einem Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator und (xiv) einem Linearbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator und/oder
(h) einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren und/oder
(i) einen oder mehrere lonendetektoren und/oder
(j) ein oder mehrere Massenfilter, die aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus folgenden besteht: (i) einem Quadrupol-Massenfilter, (ii) einer Zweidimensionaler-oderlinearer-Quadrupol-lonenfalle, (iii) einer Paul-oder-dreidimensionaler-Quadrupol-lonenfalle, (iv) einer Penning-Ionenfalle, (v) einer Ionenfalle, (vi) einem Magnetsektor-Massenfilter, (vii) einem Flugzeit-Massenfilter und (viii) einem Wien-Filter und/oder
(k) eine Vorrichtung oder ein lonengatter zum Pulsieren von Ionen und/oder
(l) eine Vorrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen (Ionenstrahls in einen gepulsten lonenstrahl.

Das Spektrometer kann eines der folgenden umfassen:

(i) eine C-Falle und einen Massenanalysator mit einer äußeren rohrförmigen Elektrode und einer koaxialen inneren spindelartigen Elektrode, die ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potentialverteilung bilden, wobei in einem ersten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle überführt werden und dann in den Massenanalysator injiziert werden und wobei in einem zweiten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle überführt werden und dann zu einer Stoßzelle oder Elektronenübertragungsdissoziationsvorrichtung überführt werden, wo zumindest einige Ionen in Fragmentionen fragmentiert werden, und wobei die Fragmentionen dann zur C-Falle überführt werden, bevor sie in den Massenanalysator injiziert werden, und/oder
(ii) eine Ringstapel-Ionenführung mit mehreren Elektroden, die jeweils eine Öffnung aufweisen, von der Ionen bei der Verwendung durchgelassen werden, und wobei der Abstand zwischen den Elektroden längs dem lonenweg zunimmt und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der lonenführung einen ersten Durchmesser aufweisen und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem stromabwärts gelegenen Abschnitt der lonenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und wobei entgegengesetzte Phasen einer Wechsel- oder HF-Spannung bei der Verwendung an aufeinander folgende Elektroden angelegt werden.

Das Spektrometer kann eine Vorrichtung aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, den Elektroden eine Wechsel- oder HF-Spannung zuzuführen. Die Wechsel- oder HF-Spannung hat vorzugsweise eine Amplitude, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) < 50 V Spitze-zu-Spitze, (ii) 50 - 100 V Spitze-zu-Spitze, (iii) 100 - 150 V Spitze-zu-Spitze, (iv) 150 - 200 V Spitze-zu-Spitze, (v) 200 - 250 V Spitze-zu-Spitze, (vi) 250 - 300 V Spitze-zu-Spitze, (vii) 300 - 350 V Spitze-zu-Spitze, (viii) 350 - 400 V Spitze-zu-Spitze, (ix) 400 - 450 V Spitze-zu-Spitze, (x) 450 - 500 V Spitze-zu-Spitze und (xi) > 500 V Spitze-zu-Spitze.
Die Wechsel- oder HF-Spannung hat vorzugsweise eine Frequenz, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) < 100 kHz, (ii) 100 - 200 kHz, (iii) 200 - 300 kHz, (iv) 300 - 400 kHz, (v) 400 - 500 kHz, (vi) 0,5 - 1,0 MHz, (vii) 1,0 - 1,5 MHz, (viii) 1,5 - 2,0 MHz, (ix) 2,0 - 2,5 MHz, (x) 2,5-3,0 MHz, (xi) 3,0 - 3,5 MHz, (xii) 3,5 - 4,0 MHz, (xiii) 4,0 - 4,5 MHz, (xiv) 4,5 - 5,0 MHz, (xv) 5,0 - 5,5 MHz, (xvi) 5,5 - 6,0 MHz, (xvii) 6,0 - 6,5 MHz, (xviii) 6,5 - 7,0 MHz, (xix) 7,0 - 7,5 MHz, (xx) 7,5 - 8,0 MHz, (xxi) 8,0 - 8,5 MHz, (xxii) 8,5 - 9,0 MHz, (xxiii) 9,0 - 9,5 MHz, (xxiv) 9,5 - 10,0 MHz und (xxv) > 10,0 MHz.
Das Spektrometer kann eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung vor einer lonenquelle umfassen. Gemäß einer Ausführungsform weist die Chromatographie-trennvorrichtung eine Flüssigchromatographie- oder Gaschromatographievorrichtung auf. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Trennvorrichtung Folgendes aufweisen: (i) eine Kapillarelektrophorese-(„CE“)-Trennvorrichtung, (ii) eine Kapillarelektrochromatographie-(„CEC“)-Trennvorrichtung, (iii) eine Trennvorrichtung mit einem im Wesentlichen starren keramikbasierten mehrschichtigen Mikrofluidik-Substrat („Keramikkachel“) oder (iv) eine Überkritisches-Fluid-Chromatographie-Trennvorrichtung. Die lonenführung wird vorzugsweise bei einem Druck gehalten, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) < 0,0001 mbar, (ii) 0,0001 - 0,001 mbar, (iii) 0,001 - 0,01 mbar, (iv) 0,01 - 0,1 mbar, (v) 0,1 - 1 mbar, (vi) 1 - 10 mbar, (vii) 10 - 100 mbar, (viii) 100 - 1000 mbar und (ix) > 1000 mbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verringern der Ladung von Ionen, um ihr Masse-/Ladungsverhältnis gegenüber bekannten Ladungsverringerungstechniken erheblich zu erhöhen. Beispielsweise können durch das Verfahren einfach geladene Ionen mit Masse-/Ladungsverhältnissen oberhalb von 60000 und doppelt geladene Spitzen bei Masse-/Ladungsverhältnissen von 74000 erzeugt werden.
Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt, bei dem die mehrfach geladenen Analytionen einer lon-lon-Reaktion unterzogen werden. Beispielswese können mehrfach geladene Ionen unter Verwendung einer Elektrospray-Ionenquelle erzeugt werden, und diese können Ion-Ion-Reaktionen mit einem Anion in der Art eines Anions des Typs, der für die Elektronenübertragungsdissoziation (ETD) verwendet wird, durchmachen. Das Verfahren sieht einen nachfolgenden Schritt vor, bei dem das Analytion eine milde Stoßaktivierung der ladungsverringerten Spezies durchmacht. Hierdurch werden weiter Ladungen von den Ionen abgestreift, so dass ihre Ladung weiter verringert wird, und hierdurch werden Ionen mit einem erheblich höheren Masse-/Ladungsverhältnis bereitgestellt, als zuvor beobachtet wurde. Es werden gemäß weniger bevorzugten Ausführungsformen andere Aktivierungsverfahren als die Stoßaktivierung erwogen, einschließlich des Zusammenstoßens der Ionen mit einer festen Oberfläche oder einer photonenbasierten lonenaktivierung, wobei die Ionen beispielsweise mit einer Entladungslampe oder einem Laser bestrahlt werden.
Es ist bekannt, Analytionen ETD-Reaktionen zu unterziehen, um die Analytionen zu fragmentieren. Es ist auch bekannt, dass einige der Analytionen unter den ETD-Bedingungen nicht vollständig fragmentieren können, so dass es erforderlich sein kann, eine Fragmentierung durch Anwenden eines nachfolgenden Schritts einer stoßinduzierten Dissoziation (CID) zu induzieren. Dies ist jedoch in der Hinsicht der vorliegenden Erfindung gegenüberzustellen, dass diese bekannten Techniken hohe Stoßenergien beim CID-Schritt verwenden, um alle Ionen zu fragmentieren, die unter den ETD-Bedingungen nicht fragmentiert wurden. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Techniken dadurch, dass der Zweck der Ion-Ion-Reaktionen darin besteht, die Ladung der Analytionen zu verringern, und dass der nachfolgende Stoßschritt bei verhältnismäßig niedrigen Energien ausgeführt wird, um die Ladung der Analytionen weiter zu verringern, statt um zu gewährleisten, dass die Analytionen fragmentieren.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, um die Analyse von Analyten zu verbessern. Beispielsweise ist in der bio-pharmazeutischen Industrie die Vereinfachung und zuverlässigere Identifikation und Charakterisierung von Mischungen von Proben mit einem hohen Molekulargewicht in der Art monoklonaler Antikörper oder pegylierter Proteine von großem Interesse. Die Technik gemäß der vorliegenden Erfindung erleichtert die vergleichenden Untersuchungen zwischen Ionen in der Gasphase gegenüber der Lösungsphase. Früher war der Bereich der Ladungen, die durch Massenspektrometrie zugänglich waren, selbst nach dem Abstreifen von Ladungen auf jene beschränkt, die durch den lonisationsprozess bereitgestellt wurden (beispielsweise ESI oder MALDI). Die Fähigkeit der vorliegenden Erfindung, Ladungszustände über einen größeren Bereich zu erzeugen, ermöglicht die Auswahl und nachfolgende Untersuchung derselben Ladungszustände, die natürlich existieren. Es wird erwartet, dass die Konformationen dieser Ionen idealerweise jenen in der natürlichen Lösungsphase entsprechen können. Diese neuen gasförmigen Ionen können nun durch MS/MS, Ionenbeweglichkeit oder Wasserstoff-Deuterium-Austausch (HDX) für einen erheblich erweiterten Satz von Ladungszuständen analysiert werden (was bisher unerreichbar war).
Figurenliste
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur als Beispiel und mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 ein Schema eines Massenspektrometers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die 2A und 2B Massenspektrumsdaten, die erhalten wurden, nachdem ADH-Tetramerionen ETD-Bedingungen unterzogen wurden und dann verschiedene Potentialdifferenzen verwendet wurden, um die sich ergebenden Produktionen durch ein Stoßgas zu drängen,
die 3A bis 3C Massenspektrumsdaten, die erhalten wurden, nachdem Hämoglobinionen ETD-Bedingungen unterzogen wurden und dann verschiedene Potentialdifferenzen verwendet wurden, um die sich ergebenden Produktionen durch ein Stoßgas zu drängen,
4 ein Massenspektrum, das durch direkte Infusion von 1 mg/ml PEG 8K (0,1 M Ammoniumacetat) in ein Massenspektrometer erhalten wurde,
5 fünf spektrale Spitzen für Ionen, die gemäß der vorliegenden Erfindung zum 1+-Ladungszustand ladungsverringert wurden,
6 die Spektren aus 5 überlagert,
7 ein Spektrum, das durch Ladungsverringern eines Clusters von neun 3+-Oligomeren gleichzeitig zur Erzeugung von 1+-Produktionen erhalten wurde, und
8 ein Spektrum, das durch Ladungsverringern unter Verwendung von Nitrotoluol als ETD-Reagens gefolgt von einer ergänzenden Aktivierung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt ein Massenspektrometer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Beim Betrieb sprüht eine Analytsprühvorrichtung 2 Analytionen in das Spektrometer und sprüht eine Lock-Massen-Sprühvorrichtung 4 Kalibrierionen, die beim Kalibrieren der Vorrichtung zu verwenden sind, in das Spektrometer. Die Ionen durchlaufen eine Stepwave-Ionenführung 6 und einen Quadrupol 8 und laufen in eine Ionenfalle 10. Ionen werden gepulst aus der Ionenfalle 10 entfernt und in einen Ionenbeweglichkeitstrenner 12 eingebracht, der mit Heliumgas gefüllt ist. Die Ionen werden im lonenbeweglichkeitstrenner 12 getrennt und dann durch eine Überführungslinse 14 zu einem Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-(TOF)-Massenanalysator 16 überführt. Im TOF-Massenanalysator 16 werden Ionen orthogonal zur Achse, entlang derer die Ionen in den TOF-Analysator 16 eingetreten sind, gepulst. Die Ionen laufen durch ein Fluggebiet 18 und werden durch ein Reflektron 20 auf ein lonendetektionssystem 22 reflektiert. Wenn die Ionen durch das Fluggebiet 20 laufen, werden sie entsprechend ihrem Masse-/Ladungsverhältnis getrennt. Die Zeitdifferenz zwischen dem Pulsen eines Ions und seiner Detektion kann daher verwendet werden, um sein Masse-/Ladungsverhältnis zu bestimmen.
Gemäß einem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung werden Proteinkomplexe in ihrem nativen Zustand (in 100 mM Ammoniumacetat aufgelöst) durch ein statisches Nanospray, d.h. durch die Analytsprühvorrichtung 2, ionisiert. Ein Scann-Modus kann ausgeführt werden, um festzustellen, welche Vorläuferanalytionen den intensivsten Ladungszustand haben. Diese Analytionen können dann selektiv vom Quadrupol 8 durchgelassen werden, so dass im Wesentlichen nur diese Ionen in die Ionenfalle 10 eintreten. Das Radikal 4-Nitrotoluol wird vorzugsweise auch der Ionenfalle 10 bereitgestellt, um als ein ETD-Reaktantanion zu wirken, das Ion-Ion-Reaktionen mit den Analytionen hervorruft, wodurch Produktionen erzeugt werden. Die Produktionen werden dann durch eine Potentialdifferenz zwischen 10 und 20 V durch ein Argonhintergrundgas beschleunigt, wodurch ladungsreduzierte Ionen mit hohen Masse-/Ladungsverhältnissen erzeugt werden. Der TOF-Massenanalysator 16 zeichnet diese ladungsreduzierten Ionen dann bei einer erhöhten Detektorspannung auf.
Ohne durch die Theorie beschränkt sein zu wollen, wird gegenwärtig angenommen, dass während der anfänglichen Ion-Ion-Reaktionen eine gewisse Ladungsübertragung direkt vom Analytkation zum Anion oder vom Anion zum Kation auftritt, wobei der Rest der Ladungsträger jedoch auf dem Analytion verbleibt. Es wird angenommen, dass diese restlichen Ladungsträger durch eine ergänzende Aktivierungstechnik, welche die Analytionen beschleunigt, damit sie mit einem Hintergrundgas kollidieren, leichter von den Analytionen ablösbar werden, möglicherweise weil die anfängliche lon-lon-Reaktion exotherm ist. Die ergänzende Aktivierungstechnik kann bewirken, dass Protonen oder Kationen bei einer nur moderaten Stoßenergie fast vollständig von den Analytionen abgelöst oder desolviert werden. Es wird angenommen, dass die Ladungsablösung an Stelle von Ladungsübertragungsreaktionen der Mechanismus ist, der die Ladung der Analytionen während des ergänzenden Aktivierungsschritts verringert, weil im neutralen Hintergrundgas, durch das hindurch die Ionen beschleunigt werden, keine Ladungsakzeptoren vorhanden sind.
Die 2A und 2B zeigen spektrale Daten, die für die Analyse nativer ADH-Tetramere nach lon-lon-Reaktionen unter ETD-Bedingungen erhalten wurden. Um die spektralen Daten aus 2A zu erhalten, wurden die Produktionen, die sich aus den lon-Ion-Reaktionen ergeben, bei einer sehr niedrigen Potentialdifferenz durch ein Hintergrundgas übertragen. Um die spektralen Daten aus 2B zu erhalten, wurden die sich aus den Ion-Ion-Reaktionen ergebenden Produktionen bei einer moderaten, jedoch höheren Potentialdifferenz von 20 V durch ein Hintergrundgas übertragen. Durch einen Vergleich der 2A und 2B ist ersichtlich, dass durch das Beschleunigen der Ionen durch das Hintergrundgas bei der moderaten Potentialdifferenz die Signalintensität der 3+- und 4+-Ionen verringert wurde und das Auftreten von 2+-lonen bei m/z -74000 beobachtet wurde. Dies zeigt die erhöhte Ladungsverringerungswirkung, die durch Beschleunigen der Ionen durch das Hintergrundgas bei der moderaten Potentialdifferenz hervorgerufen wird.
Daher bewirkt das Erhöhen der Gleichspannungspotentialdifferenz (oder der Übertragungsstoßenergie), die hinter den ETD/PTR-Ion-Ion-Reaktionen auftritt, dass lonenladungszustände erheblich verringert werden. Die ladungsreduzierten Produktionen, die durch die Ion-Ion-Reaktionen in der Fallenzelle 10 erzeugt werden, werden während milder Kollisionsbedingungen hinter der Fallenzelle 10 erheblich Ladungs-abgestreift. Dies wurde bisher nicht gezeigt. Die verbesserte Ladungszustandsverringerung kann auch durch Faktoren in der Art der Verwendung nativer Proteine (mit einer verringerten Ladungslast) und/oder einer höheren Detektorspannung oder -verstärkung erreicht werden.
Die 3A bis 3C zeigen spektrale Daten, die für die Analyse nativen Hämoglobins nach lon-lon-Reaktionen unter ETD-Bedingungen und anschließendes Übertragen der Ionen durch ein Hintergrundgas erhalten wurden. Die in den 3A bis 3C dargestellten spektralen Daten verwenden verschiedene und zunehmend höhere Potentialdifferenzen, um die Ionen durch das Hintergrundgas zu übertragen. Es ist anhand eines Vergleichs der drei Auftragungen aus den 3A bis 3C ersichtlich, dass eine Erhöhung der Potentialdifferenz eine Erhöhung des am einfach geladenen Tetramer bei m/z -64500 detektierten Signals hervorruft. Dies ist auf eine erhöhte Ladungsverringerung der Hämoglobinionen zurückzuführen. Interessanterweise blieb das nicht-kovalent gebundene Tetramer intakt und lief zum Detektor und wurden b/y- und c/z-Fragmentionen im selben Spektrum bei niedrigen m/z-Werten beobachtet. Diese Information ist sehr wichtig und kann beispielsweise bei der Phenotypisierung von Hämoglobinvarianten verwendet werden.
Die in den 2 und 3 dargestellten Daten legen auch nahe, dass die nichtkovalente Wasserstoffbindung des Tetramers durch die Änderung der Ladungsträger im Wesentlichen unbeeinflusst ist, die möglicherweise von der Außenfläche des Ions „verdampfen“.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es dem Benutzer, den erwünschten interessierenden Ladungszustand auszuwählen und dann den Ladungszustand der Analytionen zum gewünschten Ladungszustand zu verringern. Dies kann beispielsweise durch Auswählen einer Potentialdifferenz erreicht werden, die verwendet wird, um die Analytionen durch das Stoßgas zu treiben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren verwendet werden, um die Analyse von Arzneimitteln mit rekombinanten monoklonalen Antikörpern zu verbessern. Beispielsweise ist es erwünscht, biopharmazeutische monoklonale Antikörper (MAB) (beispielsweise Immunglobulin bei etwa 150 kDa) von Ionen mit einer geringen Ladung oder von einfach geladenen Ionen anhand ihres Molekulargewichts und/oder ihrer Ionenbeweglichkeit zu analysieren, um eindeutige Zuweisungen der dominanten Formen bereitzustellen. Dies ist eine wesentliche Anforderung in der biopharmazeutischen Industrie, weil die Makro-Heterogenität des Arzneimittels wichtig ist, um die Konsistenz der Wirksamkeit von Los zu Los zu kennzeichnen und beizubehalten.
Das Verfahren kann verwendet werden, um die Analyse bio-konjugierter Arzneimittel zu verbessern. Beispielsweise wird die Analyse von Arzneimitteln, die aus pegylierten Proteinen und/oder Lipiden zusammengesetzt sind, bei einer verbesserten Ladungsverringerung der Analytionen möglich.
Das Verfahren kann verwendet werden, um die Analyse (komplexer) RNA/DNA-Anionen durch Ladungs-Abstreifen der Anionen zu verbessern.
Das Verfahren kann verwendet werden, um die Analyse von Hämoglobin, beispielsweise für die Phenotypisierung, zu verbessern.
Das Verfahren kann verwendet werden, um Proteinprofile zu vergleichen und die Korrelation mit der Röntgenkristallographie und dem Wasserstoff-Deuterium-Austausch (HDX) zu verbessern. Idealerweise ist eine Massenspektrometrie von Ionen mit dem gleichen Ladungszustand (und möglicherweise der gleichen Struktur) wie der „native“ biologische Zustand des Proteins in Lösung erwünscht. Die Erzeugung geladener Proteine über einen größeren m/z-Bereich (sich +/-1 Ladungszustand nähernd) ermöglicht eine vollständigere Charakterisierung und Untersuchung der Stoßquerschnitte für Vergleiche mit anderen Techniken. Die Fähigkeit, einen interessierenden Ladungszustand zu wählen, erleichtert dieses Ziel und wird durch diese Erfindung bereitgestellt, und mit der Ionenbeweglichkeit wird dadurch ein Mittel bereitgestellt, die Strukturen mt jenen zu vergleichen, die durch Röntgenkristallographie und NMR erhalten werden.
Ferner können auch bei niedrigen m/z-Werten von den ladungsreduzierten Ionen erhaltene ETD-c- und -z-Fragmentionen verwendet werden, um das intakte Protein zu „profilieren“, und es wurde zuvor gezeigt, dass die Existenz der Fragmentionen mit den exponierten Bereichen an der Oberfläche der Ionen korreliert, wie durch den anhand kristallographischer Strukturen gemessenen „b-Faktor“ definiert ist. Durch das „Profilieren“ bei einem niedrigen Ladungszustand kann es infolge der erheblich verringerten Coulombabstoßung wahrscheinlicher sein, dass die abgeleiteten Strukturen mit jenen übereinstimmen, die durch Kristallographie gemessen wurden.
Das Ladungsverringerungsverfahren kann auch verwendet werden, um die Analyse von Polymeren in der Art industrieller Polymere zu verbessern. Für Polymere ist es vorteilhaft, das Verfahren durch sequenzielles Scannen der Masse-Ladungs-Verhältnisse der ladungsreduzierten und analysierten Vorläuferionen zu verbessern. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung stellt nach dem Ladungs-Abstreifen durch die lon-lon-Reaktionen und die ergänzende Aktivierung einen begrenzten Teil ladungsreduzierter Polymerionen bei höheren m/z-Werten bereit. Durch das Ladungs-Abstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung wird nur ein schmales Band von m/z-Werten (beispielsweise ein beim Scann durchgelassenes Vorläuferion) mit einer begrenzten Ladungslast analysiert. Dies ist vorteilhaft, wenn die Ionen eingefangen werden, weil es notwendig ist, die positiven und negativen Ladungen in der Fallengebietszelle auszugleichen. Das vollständige Polymerspektrum wird dann durch Kombinieren der einzelnen Ladungs-abgestreiften Spektren, die für jeden Vorläufer im Scann erhalten wurden, rekonstruiert. Diese Technik liefert Informationen über die Polydispersität des Polymers. Diese Technik liefert auch Informationen über die Endgruppen oder Proteinkonjugate des Polymers. Beispielsweise kann das Verfahren, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden, um die Analyse bio-konjugierter Arzneimittel in der Art von Arzneimitteln, die aus pegylierten Proteinen und/oder Lipiden bestehen, zu verbessern.
Wie vorstehend erörtert wurde, ermöglicht die Ladungsverringerungstechnik gemäß der vorliegenden Erfindung die Entwirrung überlappender Ionen in einem Spektrum. Dies ist sehr wichtig für die Untersuchung homogener und heterogener synthetischer Polymere unter Verwendung Massenspektrometrie-basierter Techniken.
Synthetische Polymere spielen eine wichtige Rolle im alltäglichen Leben und werden beispielsweise in medizinischen Vorrichtungen, Automobilen, Plastikbeuteln usw. verwendet. Polymersysteme weisen einen breiten Bereich physikalischer Eigenschaften auf. Unterschiede in diesen Eigenschaften haben dazu geführt, dass die Polymere für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen verwendet werden. Die Funktionsweise dieser Materialien hängt von einer Anzahl von Faktoren in der Art der einleitenden und/oder abschließenden Endgruppen des Polymers, der Molekulargewichtsverteilung und der monomeren Einheiten ab. Folglich gibt es ein großes Interesse an der Charkterisierung der detaillierten Mikro-/Makrostruktur synthetischer Polymere und daran, diese Informationen mit ihren strukturellen und funktionellen Eigenschaften in Beziehung zu setzen.
Synthetische Polymere umfassen eine Zusammensetzung aus vielen Molekülen mit einer Vielzahl von Größen. Es gibt eine Vielzahl analytischer Techniken, die gemeinhin verwendet werden, um eine strukturelle Analyse synthetischer Polymere zu erhalten, wie Vibrationsspektroskopie, NMR und GPC/SEC. Die Massenspektrometrie kann diese Techniken komplementieren und nützliche und vitale Informationen in Bezug auf monomere Wiederholungseinheiten, Endgruppen, die Verteilung des durchschnittlichen Molekulargewichts zusammen mit einer Rückgrat-Mikrostruktur nach MS/MS bereitstellen.
Sowohl ESI als auch MALDI werden routinemäßig verwendet, um synthetische Polymere zu untersuchen. MALDI-Spektren sind weniger komplex, weil typischerweise niedrigere Ladungszustände erhalten werden, beispielsweise 2+ und 1+. Es ist jedoch schwierig, eine MALDI-Vorrichtung mit irgendeiner Form einer Trennvorrichtung in der Art einer chromatographischen Trennung zu verbinden, um die Analyse komplexer synthetischer Polymere zu unterstützen. Eine ESI-Technik erzeugt andererseits hauptsächlich mehrfach geladene Ionen, die häufig das Massenspektrum komplizieren, insbesondere bei niedrigen Masse-/Ladungsverhältnissen, infolge der großen Anzahl überlappender Ionen vieler verschiedener Ladungszustände. Einige Formen von Trenntechniken lassen sich einfacher mit ESI verbinden und können möglicherweise die Analyse von Analyten und die Interpretation der sich ergebenden Daten unterstützen.
Die Molekulargewichtsverteilung eines Polymers ist eine sehr wichtige Eigenschaft, weil eine Variation dieses Mittelwerts und die Verteilung die physikalischen Eigenschaften des Materials beeinflussen können. Die Ladungsverringerungs-Massenspektrometrie kann eine schnelle und genaue Analyse der Informationen zum durchschnittlichen Molekulargewicht von Polymeren ermöglichen. Beispielsweise wurde die Technik gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, um die Ladung eines PEG-8K-Polymers zu verringern, um Ionen im Spektrum zu entwirren, die andernfalls überlappen würden, ohne dass eine Trennvorrichtung für die Trennung der Ionen erforderlich wäre. Dies wird nachstehend mit Bezug auf die 4 - 7 beschrieben.
4 zeigt ein durch direkte Infusion von 1 mg/ml PEG 8K (0,1 M Ammoniumacetat) erhaltenes Massenspektrum. Bei diesem Spektrum überlappen die mehrfach geladenen Ionen.
5 zeigt spektrale Spitzen von fünf dreifach geladenen Ionen, die aus der in 4 analysierten Probe ausgewählt wurden, mit Masse-/Ladungsverhältnissen von 2931, 2945, 2960, 2975 und 2990, welche dann gemäß der vorliegenden Erfindung zum 1+-Ladungszustand ladungsreduziert wurden.
6 zeigt die Spektren aus 5 überlagert.
7 zeigt ein durch Ladungsverringerung eines Clusters von neun 3+-Oligomeren zur gleichen Zeit, um 1+-Produktionen zu erzeugen, erhaltenes Spektrum.
Es ist vorgesehen, dass irgendeine Form eines „spektralen Zusammenfügens“ verwendet werden kann, um die vollständige glockenförmige Verteilung der 1+-ladungsverringerten Produkte zu zeigen.
Es ist vorgesehen, dass die Technik gemäß der vorliegenden Erfindung für die Untersuchung sowohl homogener als auch heterogener synthetischer Polymere unter Verwendung Massenspektrometrie-basierter Techniken sehr wichtig ist. Ferner können auch Rückgratsequenzinformationen anhand des sich ergebenden Massenspektrums erhalten werden.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können eine in der Quelle ablaufende lonen-lonen-Ladungsabstreifreaktion, gefolgt von einem ergänzenden Stoß der Analytionen mit einem Stoßgas, um eine weitere Ladungsabstreifung vorzunehmen, vorzugsweise durch Ladungsablösung, ausführen.
8 zeigt weitere experimentelle Ergebnisse, die unter Verwendung von Nitrotoluol mit einem Masse-/Ladungsverhältnis von 137 als Reagensanion, gefolgt von einer ergänzenden Aktivierung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, erhalten wurden.
Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom in den anliegenden Ansprüchen dargelegten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet werden. Alternativ können die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von der Gruppe abgeleitet werden, die aus Folgendem besteht: (i) Anthracen, (ii) 9,10-Diphenyl-anthracen, (iii) Naphthalen, (iv) Fluor, (v) Phenanthren, (vi) Pyren, (vii) Fluoranthen, (viii) Chrysen, (ix) Triphenylen, (x) Perylen, (xi) Acridin, (xii) 2,2'-Dipyridyl, (xiii) 2,2'-Biquinolin, (xiv) 9-Anthracencarbonitril, (xv) Dibenzothiophen, (xvi) 1,10'-Phenanthrolin, (xvii) 9'-Anthracencarbonitril und (xviii) Anthraquinon.
Alternativ können die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzolanionen oder Azobenzolradikalanionen umfassen.
Gemäß einem besonders bevorzugten Verfahren umfassen die Reagensionen oder negativ geladenen Ionen entweder Dicyanobenzol, Nitrotoluol oder Azulen.

Claims

Verfahren zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen, welches Folgendes umfasst: Reagieren der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen und dann Drängen der reagierten Analytionen durch ein neutrales Inertgas, so dass die Analytionen mit den Gasmolekülen in einer solchen Weise wechselwirken oder zusammenstoßen, dass der Ladungszustand der reagierten Analytionen verringert wird, wodurch Produktionen mit einem verringerten Ladungszustand gebildet werden, wobei der Schritt des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen Folgendes umfasst: Zuführen von Reagensionen oder geladenen Teilchen zu den Analytionen, so dass sich Elektronenübertragungsreaktionen zu oder von den Analytionen, Protonenübertragungsreaktionen zu oder von den Analytionen, Elektroneneinfang durch die Analytionen oder eine Anregung der Analytionen ergeben bzw. ergibt, und der Schritt des Reagierens der Analytionen mit Reagensionen oder geladenen Teilchen keine Fragmentation der Analytionen, welche die Produktionen bilden, bewirkt, wobei der Schritt des Wechselwirkenlassens oder Zusammenstoßenlassens der Analytionen das Zusammenstoßen der Analytionen mit den Gasmolekülen mit einer Stoßenergie, die dazu führt, dass der Ladungszustand der reagierten Analytionen verringert wird, ohne dass sie fragmentiert werden, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Analytionen unter Verwendung einer elektrischen Potentialdifferenz durch das Gas gedrängt werden, wobei die Potentialdifferenz vorzugsweise zwischen 5 und 30 V liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gas Argon, Stickstoff oder Helium umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Schritt des Drängens der Ionen durch das Gas die Ionen bei einem Druck zwischen 10^-3 mbar und 10^-1 mbar durch das Gas gedrängt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches Folgendes umfasst: Auswählen oder Ändern des für die Produktionen gewünschten Ladungszustands und Auswählen oder Ändern der Energie, mit der die Analytionen mit den Gasmolekülen zusammenstoßen gelassen werden, so dass der Ladungszustand zumindest einiger der Analytionen zu dem gewünschten Ladungszustand verringert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrfach geladene Analytionen erzeugt werden und dann die Ladungsverringerungsschritte an den mehrfach geladenen Analytionen ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Scann-Modus ausgeführt wird, wobei die Analytionen analysiert werden, um den Ladungszustand des Analytions zu bestimmen, das das intensivste Signal hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches Folgendes umfasst: Isolieren von Analytionen mit einem ausgewählten Ladungszustand von anderen Ionen oder Isolieren der Analytionen mit dem Ladungszustand, der das intensivste Signal hat, und anschließend Unterziehen dieser isolierten Ionen dem Schritt des Reagierens der Analytionen und den Zusammenstößen mit den Gasmolekülen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner Folgendes umfasst: Massenanalysieren und/oder lonenbeweglichkeitsanalysieren der Produktionen und/oder ferner Identifizieren der Produktionen und/oder Verwenden der Produktionen zum Identifizieren der Analytionen oder zum Identifizieren eines Analyten, anhand dessen die Analytionen gebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Analytionen aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Folgendem besteht: Polymerionen, Biopolymerionen, pegylierten Polymerionen, pegylierten Proteinionen, nativen Proteinionen, Ionen monoklonaler Antikörper, Ionen von Arzneimitteln rekombinanter monoklonaler Antikörper, Ionen nicht-kovalent gebundener Proteinkomplexe, Ionen von Proteinkomplexen in ihrem nativen Zustand, Ionen biokonjugierter Arzneimittel in der Art pegylierter Proteinionen oder Lipidionen, RNA- oder DNA-Ionen und Hämoglobinionen.
Verfahren zur Massenspektrometrie, welches Folgendes umfasst: (i) massenselektives Isolieren von Analytionen mit Masse-/Ladungsverhältnissen unterhalb einer oberen Schwelle, (ii) Abstreifen von Ladungen von den isolierten Analytionen gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, um die Produktionen zu bilden, und dann (iii) Massenanalysieren der Produktionen, um spektrale Daten zu erhalten, und (iv) Identifizieren von Ionen oder Bestimmen des Vorhandenseins von Ionen in den spektralen Daten mit einem Masse-/Ladungsverhältnis oberhalb der oberen Schwelle.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Isolierens der Analytionen durch Massenfiltern von Ionen oder durch Verwenden einer massenselektiven Ionenfalle ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Isolierens der Analytionen Folgendes umfasst: Isolieren von Ionen mit einem einzigen Masse-/Ladungsverhältnis oder Isolieren von Ionen mit Masse-/Ladungsverhältnissen zwischen einer unteren Schwelle und der oberen Schwelle.
Vorrichtung zum Abstreifen von Ladungen von Analytionen, welche Folgendes umfasst: ein Reaktionsgebiet, eine Analytionenquelle zum Zuführen von Analytionen zum Reaktionsgebiet, eine Quelle von Reagensionen oder geladenen Teilchen zum Zuführen von Analytionen oder geladenen Teilchen zum Reaktionsgebiet, ein Gasgebiet und eine Steuereinrichtung, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Folgendes auszuführen: (i) Zuführen der Analytionen und Reagensionen oder geladenen Teilchen zum Reaktionsgebiet, so dass die Analytionen mit den Reagensionen oder geladenen Teilchen reagieren, und dann (ii) Drängen der Analytionen durch ein neutrales Inertgas im Gasgebiet, so dass die Analytionen mit den Gasmolekülen in einer solchen Weise wechselwirken oder zusammenstoßen, dass der Ladungszustand der reagierten Analytionen verringert wird, wodurch Produktionen mit einem verringerten Ladungszustand gebildet werden, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet und ausgelegt ist, Reagensionen oder geladenen Teilchen in das Reaktionsgebiet zuzuführen, so dass sich Elektronenübertragungsreaktionen zu oder von den Analytionen, Protonenübertragungsreaktionen zu oder von den Analytionen, Elektroneneinfang durch die Analytionen oder eine Anregung der Analytionen ergeben bzw. ergibt, und die Steuereinrichtung ferner eingerichtet und ausgelegt ist, in Schritt (i) keine Fragmentation der Analytionen, welche die Produktionen bilden, zu bewirken, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet und ausgelegt ist, die Analytionen derart durch das Gas in dem Gasgebiet zu drängen, dass die Analytionen mit den Gasmolekülen mit einer Stoßenergie zusammenstoßen, die dazu führt, dass der Ladungszustand der reagierten Analytionen verringert wird, ohne dass sie fragmentiert werden.
Massenspektrometer oder lonenbeweglichkeitsspektrometer mit einer Vorrichtung nach Anspruch 14, welches vorzugsweise ferner einen Massenanalysator und/oder einen lonenbeweglichkeitsanalysator zum Analysieren der Produktionen umfasst.
Massenspektrometer, welches Folgendes umfasst: einen Mechanismus zum Isolieren von Ionen mit Masse-/Ladungsverhältnissen unterhalb einer oberen Schwelle, eine Vorrichtung nach Anspruch 14, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Ladungen von den isolierten Analytionen abzustreifen, um die Produktionen zu bilden, einen Massenanalysator zum Analysieren der Produktionen, um spektrale Daten zu erhalten, und eine Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, in den spektralen Daten Ionen zu identifizieren oder das Vorhandensein von Ionen zu bestimmen, deren Masse-/Ladungsverhältnis oberhalb der oberen Schwelle liegt.
Massenspektrometer nach Anspruch 16, wobei der Mechanismus ein Massenfilter oder eine massenselektive Ionenfalle ist.