DE112015002567B4 - Hybridmassenspektrometer - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Massenspektrometrie, welches Folgendes umfasst:zeitliches Trennen von Ionen in einer ersten Vorrichtung (3, 4, 5),Massenanalysieren der Ionen oder von den Ionen abgeleiteter Produkt- oder Fragmentionen in einem Massenanalysator (8), der sich hinter der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) befindet,Erhalten eines ersten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung (3, 4, 5) durch Messen von lonenankunftszeiten an dem Massenanalysator (8),Bestimmen der Durchgangszeiten (TTR2, Tα. TTR3, TFO) der Ionen und/oder der Produkt- oder Fragmentionen durch eine Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) und/oder eine Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9), die sich zwischen der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und dem Massenanalysator (8) befinden,Erhalten eines zweiten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung (3, 4, 5) durch Korrigieren des ersten Satzes von Driftzeiten, um die bestimmten Durchgangszeiten (TTR2, Tα. TTR3, TFO) zu berücksichtigen, undzeitliches Steuern des Betriebs einer Vorrichtung, die sich zwischen der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und dem Massenanalysator (8) befindet, auf der Grundlage der bestimmten Durchgangszeiten (TTR2, Tα. TTR3, TFO) durch stromaufwärts zur Vorrichtung gelegene Zwischengebiete (6, 10) und/oder Zwischenvorrichtungen (7, 9),wobei die erste Vorrichtung (3, 4, 5) auf einem höheren Druck gehalten wird als der Massenanalysator (8) und die Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) und/oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9) bei einem Zwischendruck zwischen jenem der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und des Massenanalysators (8) gehalten wird.

Description

• GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Massenspektrometrie und insbesondere ein Hybridinstrument, das die Massentrennung mit einer zweiten Dimension der Trennung, beispielsweise einer lonenbeweglichkeitstrennung („IMS“) kombiniert.
• HINTERGRUND
• Die Kopplung der lonenbeweglichkeitstrennung („IMS“) und der Massenspektrometrie („MS“) in kommerziellen Instrumenten hat über einen breiten Bereich analytischer Gebiete nützliche Werkzeuge bereitgestellt.
• Ein bekanntes kombiniertes lonenbeweglichkeitstrennungs-Flugzeit-Massenspektrometer und ein bekanntes Verfahren zum Betrieb eines solchen ist in US 6 992 283 B2 offenbart, wo zweidimensionale (d.h. Driftzeit und Masse-/Ladungsverhältnis) verschachtelte Datensätze erzeugt werden. Weil die Zeitskala für die Flugzeittrennung verhältnismäßig kurz ist, können im Laufe eines einzigen Durchlaufs der lonenbeweglichkeitstrennung mehrere Masse-/Ladungsverhältnisanalysen ausgeführt werden.
• Andere bekannte IMS-MS-Instrumente sind in WO 2005/043115 A2 , GB 2512738 A und US 2014/048704 A1 offenbart. In US 2014/048704 A1 werden aus einer lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung austretende Ionen unter Verwendung einer Laufende-Welle-Ionenführung mit einem Flugzeit-Massenanalysator verbunden.
• US 2007/0114382 A1 offenbart ein lonenbeweglichkeitstrennungs-Massenspektrometrieinstrument, das zwei benachbarte Driftgebiete enthält.
• Eine allgemeine Erwägung bei der Kopplung der lonenbeweglichkeitstrennung und der Massenspektrometrie besteht darin, dass das Instrument über erheblich verschiedene Druckbereiche arbeiten muss. Typischerweise werden lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtungen bei Drücken betrieben, die vom Atmosphärendruck bis hinab zu 0,1 mbar reichen, während Massenanalysatoren typischerweise bei Drücken von weniger als 10^-4 mbar betrieben werden. Es wird typischerweise ein zwischenstehendes lonenübertragungsgebiet bereitgestellt, das eine lonenführung aufweisen kann. Das zwischenstehende lonenübertragungsgebiet kann eine Anzahl differenziell gepumpter Nieder- oder Zwischendruckgebiete aufweisen, die bei Drücken betrieben werden, die zwischen jenen, bei denen der lonenbeweglichkeitstrenner betrieben wird, und jenen, bei denen der Massenanalysator betrieben wird, liegen. Das Zwischendruck-Ionenübertragungsgebiet kann auch lonenfokussieroptiken enthalten, die verwendet werden, um den lonenstrahl für die Massenanalyse zu konditionieren.
• Es sind auch andere mehrstufige Massenspektrometergeometrien bekannt. Es ist beispielsweise bekannt, Quadrupol-Analysatoren oder Filter mit anderen Trennvorrichtungen zu kombinieren.
• US 2013/0214146 A1 offenbart ein Dreifach-Quadrupol-Instrument, wobei eine durch eine Stoßzelle herbeigeführte Zeitverzögerung verwendet wird, um eine Beziehung zwischen den an den Quadrupol der ersten Stufe angelegten Spannungen und dem Masse-/Ladungsverhältnis ausgewählter Ionen zu erhalten. Diese Beziehung kann verwendet werden, um Neutralverlustmessungen zu kalibrieren.
• GB 2 512 738 A offenbart das Einstellen einer Durchgangszeit durch eine Verbindungsionenführung, um zu ermöglichen, die Massenfiltereigenschaften eines Quadrupols zu wechseln.
• GB 2 421 844 A offenbart ein Massenspektrometer mit einer Laufende-Wellelonenführung, die hinter einer massenselektiven lonenfalle angeordnet ist.
• US 2012/0193526 A1 offenbart eine lonenverbindung zur Verbindung einer lonenfalle mit einem Flugzeit-Massenanalysator, worin mehrere Einschlusszellen aufgenommen sind.
• GB 2 485 667 A offenbart ein Verfahren zum Steuern des Wasserstoff-Deuterium-Austausches auf einer Spektrum-für-Spektrum-Basis durch Steuern von lonenverweilzeiten innerhalb einer Laufende-Welle-Vorrichtung.
• US 2004/0113064 A1 offenbart ein Flugzeit-Massenspektrometer zur Überwachung von schnellen Prozessen, die ein verschachteltes Zeitschema und einen positionsempfindlichen Detektor.
• Es ist erwünscht, ein verbessertes Massenspektrometer und ein verbessertes Verfahren zur Massenspektrometrie bereitzustellen.
• KURZFASSUNG
• Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Massenspektrometrie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Massenspektrometer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
• Gemäß einem Aspekt ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches Folgendes umfasst:
• zeitliches Trennen von Ionen in einer ersten Vorrichtung,
• Massenanalysieren der Ionen oder von den Ionen abgeleiteter Produkt- oder Fragmentionen in einem Massenanalysator, der sich hinter der ersten Vorrichtung befindet,
• Erhalten eines ersten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung durch Messen von lonenankunftszeiten an dem Massenanalysator,
• Bestimmen der Durchgangszeiten der Ionen und/oder der Produkt- oder Fragmentionen durch eine Mehrzahl von Zwischengebiete und/oder eine Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen, die sich zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator befinden, und
• Erhalten eines zweiten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung durch Korrigieren des ersten Satzes von Driftzeiten, um die bestimmten Durchgangszeiten zu berücksichtigen.
• Es wurde erkannt, dass Ionen eine bestimmte Zeitdauer benötigen, um Zwischengebiete oder Zwischenvorrichtungen zwischen einer Trennvorrichtung (ersten Vorrichtung) und einem nachgeschalteten Massenanalysator zu durchlaufen. Herkömmlicherweise werden die zusätzlichen lonendurchgangszeiten durch jegliche Zwischengebiete zwischen der Trennvorrichtung und dem Massenanalysator nicht berücksichtigt, wenn die Driftzeiten durch die Trennvorrichtung bestimmt werden. Beispielsweise werden die Driftzeiten T_n im Hybrid-lonenbeweglichkeitstrennungs-Massenspektrometrieinstrument, das in US 2014/048704 A1 offenbart ist, einfach als die Zeit zwischen dem gepulsten Einbringen von Ionen in das lonenbeweglichkeitsspektrometer oder den lonenbeweglichkeitstrenner und der Anwendung des Flugzeit-Pusher-Pulses P_n definiert.
• Die unter Verwendung bekannter Hybridinstrumente in der Art jenes, das in US 2014/048704 A1 und US 6 992 283 B2 offenbart ist, bestimmten Driftzeiten leiden demgemäß an einem Mangel an Präzision, weil die wahren lonendriftzeiten durch die Trennvorrichtung effektiv fehlerhaft gemessen oder überschätzt werden. Diese zusätzlichen Durchgangszeiten sind typischerweise verglichen mit herkömmlichen Zeitskalen von lonenbeweglichkeitstrennern verhältnismäßig kurz, so dass die herkömmlichen Verfahren noch eine vernünftige Schätzung für die Driftzeiten liefern.
• Die hier beschriebenen Techniken ermöglichen eine genauere Bestimmung von lonendriftzeiten durch eine Trennvorrichtung, die sich hinter einem Massenanalysator, beispielsweise in einem Hybridmassenspektrometer, befindet. Die genauere Bestimmung von Driftzeiten ist im Allgemeinen insbesondere dann wünschenswert, wenn verhältnismäßig komplexe Proben analysiert werden, die eine Anzahl ähnlicher Spezies enthalten. Durch Erhalten genauerer Werte für die Driftzeiten durch die Trennvorrichtung können verbesserte Messungen von Driftzeiten an sich und/oder lonenbeweglichkeiten und/oder Stoßquerschnitten erhalten werden. Dies wird erreicht, indem die lonendurchgangszeiten durch gasgefüllte Zwischengebiete oder -vorrichtungen, die sich zwischen der Trennvorrichtung und dem Massenanalysator oder Detektor befinden, bestimmt und korrigiert werden.
• Hier wird eine Anzahl von Techniken zum Bestimmen von lonendurchgangszeiten durch verschiedene Vorrichtungen beschrieben. Diese Techniken können durch ein Steuersystem oder einen Prozessor eines Massenspektrometers implementiert werden.
• Es sei bemerkt, dass die Bestimmung der lonendurchgangszeiten durch eine bestimmte Vorrichtung im Allgemeinen nicht trivial ist, zumindest weil bei einigen Vorrichtungen die Durchgangszeiten von den Eigenschaften der Ionen selbst sowie von den Eigenschaften der Vorrichtung abhängen. Es wurde jedoch erkannt, dass in vielen Fällen die lonendurchgangszeiten deterministisch sind und auf diese Weise gemäß den hier beschriebenen Techniken eine Anzahl von Gleichungen oder empirischen Beziehungen zwischen Eigenschaften eines Ions und der sich ergebenden Durchgangszeit durch eine bestimmte Vorrichtung für die anschließende Verwendung beim Bestimmen der Durchgangszeiten und/oder beim Korrigieren der Driftzeiten erhalten werden kann. Diese Beziehungen können als Teil einer Kalibrier- oder Korrekturroutine bestimmt werden oder beispielsweise anhand erster Prinzipien berechnet werden. Die Eigenschaften der Ionen können beispielsweise während der Massenanalyse gemessen werden und als Eingabe bereitgestellt werden. Im Allgemeinen können die Durchgangszeiten entsprechend beliebigen der hier beschriebenen Techniken, Gleichungen oder Beziehungen bestimmt werden.
• In jedem Fall können die Durchgangszeiten und/oder Korrekturen vorab bestimmt werden und gespeichert werden, um eine Korrektur anschließender Experimentzyklen zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine allgemeine Beziehung, welche Terme aufweist, welche die zusätzlichen Durchgangszeiten für jede von einem bestimmten Satz von Komponenten berücksichtigen, einschließlich der Abhängigkeit der Terme von den loneneigenschaften, für Kalibrierzwecke oder für die Zwecke des Korrigierens anschließender Experimente erhalten werden. Es ist daher zu verstehen, dass der Schritt des Bestimmens der Durchgangszeiten getrennt von den Schritten des Trennens und Analysierens der Ionen und vor diesen ausgeführt werden kann. Alternativ können die Durchgangszeiten dynamisch oder als Teil eines Experimentzyklus bestimmt werden.
• Beim Bestimmen der Durchgangszeiten können allgemein die Durchgangszeiten von Ionen durch eine lonenfokussiervorrichtung bestimmt werden, wobei die lonenfokussiervorrichtung ein feldfreies Gebiet aufweisen kann. Beim Bestimmen der Durchgangszeiten können zusätzlich/alternativ die Durchgangszeiten durch ein gasgefülltes lonenübertragungsgebiet, beispielsweise eine HF-Ionenführung, bestimmt werden, wobei optional ein axialer Gleichspannungsgradient oder ein transientes oder laufendes Gleichspannungspotential auf das lonenübertragungsgebiet angewendet werden kann, um Ionen durch die Vorrichtung zu drängen. Beim Bestimmen der Durchgangszeiten können ferner zusätzlich/alternativ lonendurchgangszeiten durch eine Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung bestimmt werden.
• Beim Erhalten des zweiten Satzes von Driftzeiten für Ionen durch die erste Vorrichtung kann der erste Satz von Driftzeiten korrigiert werden, um den lonendurchgangszeiten durch die Mehrzahl von Zwischengebieten und/oder -vorrichtungen zu berücksichtigen, einschließlich der Berücksichtigung der Wirkung von Stößen und Beschleunigungen innerhalb der Zwischengebiete oder -vorrichtungen.
• Die lonenankunftszeiten, die verwendet werden, um den ersten Satz von Driftzeiten zu erhalten, können eine beliebige geeignete oder wohldefinierte lonenankunftszeit sein. Beispielsweise kann der erste Satz von Driftzeiten anhand lonenankunftszeiten an einem Detektor, an einer Komponente des Detektors oder an einer anderen vorgeschalteten Komponente bestimmt werden. Insbesondere kann der erste Satz von Driftzeiten auf der Grundlage der lonenankunftszeiten am Extraktions- oder Eintrittsgebiet des Massenanalysators, beispielsweise der Pusher-Elektrode eines Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysators, wie in US 2014/048704 A1 beschrieben, erhalten werden.
• Der zweite Satz von Driftzeiten kann dann allgemein durch Subtrahieren der bestimmten Durchgangszeiten durch die Mehrzahl von Zwischengebiete und/oder - vorrichtungen vom ersten Satz von Driftzeiten erhalten werden. Der zweite Satz von Driftzeiten kann demgemäß auf der Grundlage der gemessenen lonenankunftszeiten und der bestimmten lonendurchgangszeiten bestimmt werden.
• Es sei bemerkt, dass ein Massenanalysator im Allgemeinen einen Ionendetektor umfasst oder Ionen zu diesem weiterleitet. Der Massenanalysator und der Detektor können gemeinsam ein einziges lonendetektionssystem bilden. Sie können in Form einer einzigen Vorrichtung oder als zwei getrennte Komponenten bereitgestellt werden.
• Der Schritt des zeitlichen Trennens von Ionen in der ersten Vorrichtung kann das Trennen von Ionen entsprechend der lonenbeweglichkeit umfassen.
• Die erste Vorrichtung kann eine lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung umfassen. Die erste Vorrichtung kann eine Driftröhren-Ionenbeweglichkeits-Trennvorrichtung oder eine Laufende-Welle-Ionenbeweglichkeits-Trennvorrichtung umfassen. Es sei bemerkt, dass eine Laufende-Welle-Ionenbeweglichkeits-Trennvorrichtung axial segmentiert ist, so dass eine oder mehrere transiente Gleichspannungswellenformen oder Pulse angelegt werden können, um Ionen entlang der Vorrichtung zu verschieben.
• Gemäß dieser Ausführungsform ist ein neues Verfahren zum Betreiben eines ionenbeweglichkeitsfähigen Massenspektrometers mit einer oder mehreren Nachlonenbeweglichkeits-Trennvorrichtungen in der Art von Gaszellen, Zwischendrucklonenübertragungsvorrichtungen, Massenfiltern und lonenübertragungsoptiken vorgesehen. Die Verfahren berücksichtigen den Beitrag der Durchgangszeiten durch solche Vorrichtungen zur gemessenen Driftzeit, wodurch eine genaue Bestimmung der wahren Driftzeiten und/oder Stoßquerschnitte der lonenbeweglichkeitstrennung ermöglicht wird.
• Die hier beschriebenen Techniken können demgemäß verwendet werden, um verbesserte Messungen der lonenbeweglichkeit oder des Stoßquerschnitts zu erhalten. Insbesondere können die erhaltenen Driftzeiten verwendet werden, um Folgendes auszuführen: (i) Berechnen des Stoßquerschnitts und/oder der lonenbeweglichkeit und/oder (ii) Kalibrieren der Driftzeit gegen den Stoßquerschnitt und/oder die lonenbeweglichkeit.
• Alternativ/zusätzlich kann die erste Vorrichtung Ionen entsprechend der differenziellen lonenbeweglichkeit oder dem Masse-/Ladungsverhältnis trennen.
• Die Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten und/oder die Mehrzahl Zwischenvorrichtungen kann eine Funktion des Masse-/Ladungsverhältnisses und/oder der lonenbeweglichkeit sein.
• Es wurde erkannt, dass die Durchgangszeiten von Ionen durch bestimmte gasgefüllte Vorrichtungen oder Gebiete von den Eigenschaften der Ionen abhängen kann. Selbst wenn diese Zwischenvorrichtungen und/oder -gebiete nicht für das Trennen der Ionen vorgesehen sind, ist demgemäß zu verstehen, dass sie möglicherweise mit der Masse, dem Masse-/Ladungsverhältnis und/oder der lonenbeweglichkeit korrelierte Fehler herbeiführen, welche unter Verwendung der hier beschriebenen Techniken korrigiert werden können, um eine genauere Bestimmung der Driftzeit durch die Trennvorrichtung bereitzustellen.
• Beim Verfahren können ferner die Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten und/oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen, die sich zwischen der ersten Vorrichtung und dem Masseanalysator befinden, unter Verwendung der Massenanalyse bestimmt werden.
• Beim Verfahren können ferner die Durchgangszeiten von Ionen durch ein oder mehrere oder jedes von der Mehrzahl von Zwischengebieten und/oder -vorrichtungen bestimmt werden.
• Beispielsweise kann es gemäß Ausführungsformen Folgendes geben: (i) zwei Zwischengebiete oder -vorrichtungen, (ii) drei Zwischengebiete oder -vorrichtungen, (iii) vier Zwischengebiete oder -vorrichtungen oder (iv) fünf oder mehr Zwischengebiete oder - vorrichtungen. Jedes der mehreren Zwischengebiete oder jede der mehreren Zwischenvorrichtungen kann beliebigen der hier beschriebenen Zwischengebiete oder -vorrichtungen entsprechen. Ferner ist zu verstehen, dass ein Zwischengebiet oder eine Zwischenvorrichtung mehrere Gebiete oder Vorrichtungen enthalten kann.
• Die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen kann im Allgemeinen eines oder mehrere der Folgenden umfassen: (i) ein Quadrupol-Massenfilter, (ii) eine elektrostatische Linse, (iii) eine lonenführung oder (iv) eine Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung in der Art einer Stoßzelle.
• Gemäß Ausführungsformen können die Mehrzahl von Zwischengebiete oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen eine oder mehrere differenzielle Pumpöffnungen umfassen.
• Gemäß Ausführungsformen kann das Massenspektrometer Folgendes umfassen:
1. (i) wenigstens ein Zwischendruckgebiet und wenigstens ein Niederdruckgebiet zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator und/oder
2. (ii) wenigstens drei Zwischengebiete zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator, welche wenigstens ein Zwischendruckgebiet und wenigstens ein Niederdruckgebiet umfassen, und/oder
3. (iii) wenigstens zwei Zwischendruckgebiete und wenigstens zwei Niederdruckgebiete zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator,
wobei das eine oder die mehreren Zwischendruckgebiete bei der Verwendung auf einem höheren Druck als das eine oder die mehreren Niederdruckgebiete gehalten werden.
• Gemäß einer Ausführungsform kann das Zwischendruckgebiet bei der Verwendung bei etwa 10^-3 bis10^-4 mbar gehalten werden und kann das Niederdruckgebiet bei der Verwendung bei etwa 10-⁵ mbar oder darunter gehalten werden.
• Beim Verfahren wird die erste Vorrichtung auf einem höheren Druck gehalten werden als der Massenanalysator und die Mehrzahl von Zwischengebieten und/oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen wird auf einem Zwischendruck zwischen jenem der ersten Vorrichtung und des Massenanalysators gehalten werden.
• Gemäß Ausführungsformen kann Folgendes ausgeführt werden:
1. (i) die erste Vorrichtung kann bei einem Druck von etwa 0,1 mbar bis 1000 mbar und vorzugsweise etwa 0,1 - 5 mbar gehalten werden, und/oder
2. (ii) die Mehrzahl von Zwischengebieten und/oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtung kann bei einem Druck von etwa 10^-3 - 10-⁴ mbar oder etwa 10-⁵ mbar gehalten werden, und/oder
3. (iii) der Massenanalysator und der Detektor können bei einem Druck von etwa 10^-6 - 10^-9 mbar oder darunter gehalten werden.
• Beim Verfahren wird ferner der Betrieb einer, oder insbesondere mehrerer, Vorrichtungen, die sich zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator befinden, auf der Grundlage der bestimmten Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten und/oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen gesteuert.
• Es sei auch bemerkt, dass eine genaue Kenntnis der lonendurchgangszeiten durch die verschiedenen Zwischenvorrichtungen verwendet werden kann, um die lonenankunftszeiten an einer Zwischenvorrichtung zu bestimmen. Eine genaue Kenntnis der lonenankunftszeiten an einer bestimmten Vorrichtung ermöglicht eine genauere zeitliche Steuerung dieser Vorrichtung. Die hier beschriebenen Techniken können daher auch eine verbesserte Instrumentensteuerung bereitstellen. Es sei bemerkt, dass diese verbesserte Instrumentensteuerung schon für sich, unabhängig davon, ob die bestimmten Durchgangszeiten auch zur Korrektur von Driftzeiten verwendet werden, vorteilhaft sein kann.
• Beispielsweise können die bestimmten lonendurchgangszeiten verwendet werden, um die lonenankunftszeiten an einer Quadrupol-Vorrichtung oder einer Stoßzelle, die sich zwischen der Trennvorrichtung und dem Massenanalysator befindet, zu bestimmen. Die Kenntnis der lonenankunftszeiten kann dann verwendet werden, um die Betriebsbedingungen der Quadrupol-Vorrichtung oder der Stoßzelle zu schalten oder einzustellen.
• Ähnlich können die bestimmten lonendurchgangszeiten verwendet werden, um die genauen lonenankunftszeiten am Extraktionsgebiet eines Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeitinstruments mit verbessertem Tastgrad („EDC“) zu bestimmen.
• Der Schritt des Analysierens der Masse von Ionen kann unter Verwendung eines Flugzeit- oder eines Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenspektrometers ausgeführt werden, wobei das Flugzeit-Massenspektrometer optional ferner in einem verschachtelten Erfassungsmodus betrieben wird.
• Gemäß anderen Ausführungsformen kann der Massenanalysator und/oder der Detektor Folgendes umfassen: (i) eine Masse-/Ladungsverhältnis-Filtervorrichtung in der Art eines Quadrupol-Massenfilters, (ii) ein Fouriertransformations-Massenspektrometer, (iii) einen Massenanalysator mit einer quadro-logarithmischen Potentialverteilung, (iii) einen Fouriertransformations-Massenanalysator oder (iv) eine lonenfalle.
• In Fällen, in denen der Detektor ein virtueller oder fouriertransformationsbasierter Detektor ist, sollten jegliche Bezüge auf lonenankunftszeiten geeignet interpretiert werden.
• Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen:
• nach dem Schritt des zeitlichen Trennens von Ionen in der ersten Vorrichtung, Bewirken, dass Ionen fragmentieren oder reagieren, und
• Bestimmen der Durchgangszeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen durch ein Zwischengebiet oder eine Zwischenvorrichtung vor der Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung und/oder der Durchgangszeit von Fragment- oder Produktionen durch ein Zwischengebiet oder eine Zwischenvorrichtung hinter der Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung.
• Die hier beschriebenen Techniken erstrecken sich auf Instrumente, welche eine Fragmentation nach der lonenbeweglichkeitstrennung verwenden. In diesem Fall sind es die gemessenen Fragmentionen-Driftzeiten oder -Ankunftszeiten an den Detektoren, die korrigiert werden können, um unterschiedliche lonendurchgangszeiten zu berücksichtigen. Diese Ausführungsformen können verbesserte Messungen von Vorläuferionen-Driftzeiten und eine verbesserte Instrumentensteuerung bereitstellen und das Zuweisen von Fragmentionen zu anderen verwandten Vorläufer- oder Fragmentionen erleichtern.
• Beim Verfahren kann die Driftzeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen durch die erste Vorrichtung teilweise unter Verwendung der Masse oder des Masse-/Ladungsverhältnisses entsprechender Fragment- oder Produktionen bestimmt werden.
• Beim Verfahren kann die Durchgangszeit eines Vorläuferionen-Fragmentionen-Übergangs durch eine Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung bestimmt werden.
• Es wurde erkannt, dass die Zeit und/oder die axiale Länge, wobei ein Vorläufer- oder Ausgangsion zu einem bestimmten Fragmention innerhalb einer Stoßzelle fragmentiert, reproduzierbar sein kann und für diesen Vorläuferionen-Fragmentionen-Übergang spezifisch sein kann, d.h. Informationen enthalten kann, die sich auf die Massen und Strukturen der bestimmten Vorläufer- und Fragmentionen beziehen. Verschiedene Vorläuferionen-Fragmentionen-Übergänge können daher unterschiedliche lonendurchgangszeiten durch eine Stoßzelle aufweisen, weil die jeweiligen Zeiten, die ein Vorläuferion oder ein Fragmention benötigt, um durch die Zelle zu laufen, verschieden sind. Dies kann unter Verwendung der hier beschriebenen Techniken korrigiert werden.
• Ferner können die Durchgangszeiten für spezifische Vorläuferionen-Fragmentionen-Übergänge strukturelle Informationen enthalten, die sich auf das Vorläuferion beziehen, welche verwendet werden können, um die Probe zu kennzeichnen. Beispielsweise können diese Zeiten in einer Datenbank oder Bibliothek gespeichert werden und verwendet werden, um anschließend die Identität einer bestimmten Spezies zu identifizieren oder zu bestätigen. Auf diese Weise kann es auch wünschenswert sein, die Durchgangszeit von Vorläuferionen-Fragmentionen-Übergängen durch eine Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung unabhängig davon zu bestimmen, ob diese Informationen für das Korrigieren der Driftzeitmessungen verwendet werden.
• Beim Verfahren können ferner Fragment- oder Produktionen entsprechenden Ausgangs- oder Vorläuferionen oder anderen sich darauf beziehenden Fragment- oder Produktionen auf der Grundlage einer bestimmten Durchgangszeit, Driftzeit, lonenbeweglichkeit oder eines bestimmten Gradienten zugewiesen werden.
• Die Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen kann unbekannt oder teilweise unbekannt sein, ist jedoch reproduzierbar.
• Beispielsweise können die Gebiete oder kann die Vorrichtung einen unbekannten Verzögerungsterm, d.h. einen solchen, der nicht von ersten Prinzipien abgeleitet werden kann oder auf der Grundlage der loneneigenschaften allein genau vorhergesagt werden kann, einführen. Unter Verwendung der hier beschriebenen Techniken kann eine empirische Bestimmung dieses Verzögerungsterms vorgenommen werden, so dass die Durchgangszeit von Ionen bestimmt werden kann.
• Beim Verfahren können ferner ein oder mehrere Parameter der ersten Vorrichtung variiert werden, um die Durchgangszeiten zu bestimmen.
• Dies kann das Bestimmen und Korrigieren reproduzierbarer Faktoren erleichtern, die ansonsten nicht genau vorhergesagt werden können. Insbesondere können ein oder mehrere Parameter der ersten Vorrichtung als Teil einer Kalibrierroutine variiert werden, um eine unbekannte oder teilweise unbekannte zeitliche Verzögerung des vorstehend erörterten Typs zu bestimmen und daher anschließend zu korrigieren. Beim Verfahren können demgemäß ein oder mehrere Parameter der ersten Vorrichtung variiert werden, um die Durchgangszeiten zu bestimmen und so eine unbekannte oder teilweise unbekannte, jedoch reproduzierbare Durchgangszeit zu bestimmen. Der eine oder die mehreren Parameter können beispielsweise das angelegte Feld, die Länge der ersten Vorrichtung oder die Anzahl der Durchgänge in einer Mehrdurchgangs- oder zyklischen Trennvorrichtung umfassen.
• Beispielsweise können durch Variieren von Parametern einer lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung unbekannte und von der lonenbeweglichkeitstrennung unabhängige Verzögerungen berücksichtigt werden. Dies kann besonders nützlich sein, wenn die effektive Ankunftszeit von Vorläuferionen-Fragmentionen-Übergängen am lonendetektionssystem und daher die Driftzeiten oder lonenbeweglichkeiten des Ausgangs- oder Vorläuferions auf der Grundlage der gemessenen Ankunftszeiten oder Driftzeitprofile von Fragmentionen bestimmt wird. In diesem Fall können unbekannte und/oder strukturell abhängige Verzögerungen, die durch den Fragmentationsprozess herbeigeführt werden, bestimmt werden.
• Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Massenspektrometer vorgesehen, welches Folgendes umfasst:
• eine erste Vorrichtung zum zeitlichen Trennen von Ionen,
• einen Massenanalysator, der sich hinter der ersten Vorrichtung befindet,
• eine Mehrzahl von Zwischengebieten und/oder eine Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator und
• ein Steuersystem, welches einen Prozessor umfasst, der dafür ausgelegt ist, Folgendes auszuführen:
  1. (i) Erhalten eines ersten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung durch Messen von lonenankunftszeiten an dem Massenanalysator,
  2. (ii) Bestimmen der Durchgangszeiten der Ionen und/oder der Produkt- oder Fragmentionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator und
  3. (iii) Erhalten eines zweiten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung durch Korrigieren des ersten Satzes von Driftzeiten, um die bestimmten Durchgangszeiten zu berücksichtigen.
• Das Steuersystem kann dafür ausgelegt sein, beliebige der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen.
• Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches Folgendes umfasst:
• zeitliches Trennen von Ionen in einer ersten Vorrichtung,
• Massenanalysieren von Ionen in einem Massenanalysator, der sich hinter der ersten Vorrichtung befindet, und
• Bestimmen der Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator.
• Der Massenanalysator kann allgemein einen Detektor umfassen oder Ionen durch einen Detektor leiten, und beim Verfahren können dementsprechend die lonenankunftszeiten am Detektor gemessen werden.
• Wie vorstehend beschrieben wurde, können beim Verfahren die Driftzeiten von Ionen durch die erste Vorrichtung teilweise auf der Grundlage der bestimmten Durchgangszeiten dieser Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen bestimmt werden. Die Driftzeiten können auf der Grundlage der bestimmten Durchgangszeiten in Kombination mit gemessenen lonenankunftszeiten an einem Detektor in Zusammenhang mit dem Massenanalysator oder hinter diesem bestimmt werden.
• Der Schritt des zeitlichen Trennens von Ionen in der ersten Vorrichtung kann das Trennen von Ionen entsprechend der lonenbeweglichkeit umfassen.
• Beim Verfahren kann ferner der Betrieb einer oder mehrerer Vorrichtungen, die sich zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator befinden, teilweise auf der Grundlage der bestimmten Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen gesteuert werden.
• Eine Bestimmung der Durchgangszeiten durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen kann, wie vorstehend erklärt wurde, eine verbesserte Instrumentensteuerung bereitstellen. Beim Verfahren kann eine Quadrupol-Vorrichtung und/oder eine Stoßzelle und/oder ein Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeitinstrument mit einem erhöhten Tastgrad („EDC“) gesteuert werden.
• Die Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen können eine Funktion der Masse oder des Masse-/Ladungsverhältnisses und/oder der lonenbeweglichkeit sein.
• Beispielsweise können die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen ein oder mehrere lonenübertragungs- oder lonenfokussiergebiete umfassen, wie vorstehend beschrieben wurde.
• Beim Verfahren kann nach dem Schritt des zeitlichen Trennens von Ionen in der ersten Vorrichtung bewirkt werden, dass Ionen fragmentieren oder reagieren. Beim Verfahren können ferner die Durchgangszeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen vor der Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung und/oder die Durchgangszeit von Fragment- oder Produktionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen hinter der Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung bestimmt werden.
• Beim Verfahren kann die Driftzeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen durch die erste Vorrichtung teilweise unter Verwendung der Masse oder des Masse-/Ladungsverhältnisses entsprechender Fragment- oder Produktionen bestimmt werden.
• Beim Verfahren kann die Durchgangszeit eines Vorläuferionen-Fragmentionen-Übergangs durch eine Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung bestimmt werden.
• Die Durchgangszeit durch die Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung kann Informationen in Bezug auf die Zeit enthalten, welche ein bestimmtes Ausgangs- oder Vorläuferion bis zum Fragmentieren (in ein bestimmtes Ion) in der Vorrichtung in Anspruch nimmt. Wie vorstehend erklärt wurde, kann dies nützliche strukturelle Informationen liefern oder bei Bibliothekssuchen verwendet werden.
• Beim Verfahren können ferner Fragment- oder Produktionen ihrem entsprechenden Ausgangs- oder Vorläuferion oder anderen sich darauf beziehenden Fragment- oder Produktionen auf der Grundlage einer bestimmten Durchgangszeit, Driftzeit, lonenbeweglichkeit oder eines bestimmten Gradienten zugewiesen werden.
• Fragmentionen, die vom gleichen Ausgangs- oder Vorläuferion ausgehen, sollten sich die gleichen Driftzeiten durch die erste Vorrichtung und jegliche Vorrichtungen vor der Fragmentationszelle teilen, so dass eine genaue Bestimmung der lonendurchgangs- und -driftzeiten eine verbesserte Zuweisung oder Bestätigung einer Zuweisung zwischen Ausgangs- oder Vorläuferionen und Fragment- oder Produktionen erleichtern kann.
• Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Massenspektrometer vorgesehen, welches Folgendes umfasst:
• eine erste Vorrichtung zum zeitlichen Trennen von Ionen,
• einen Massenanalysator, der sich hinter der ersten Vorrichtung befindet,
• einen Detektor, der sich hinter dem Massenanalysator oder in diesem befindet,
• eine Mehrzahl von Zwischengebieten oder eine Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen, die sich zwischen der ersten Vorrichtung und dem Detektor befinden, und
• ein Steuersystem, welches einen Prozessor umfasst, der dafür ausgelegt ist, Folgendes auszuführen:
  1. (i) Bestimmen der Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen.
• Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches Folgendes umfasst:
• zeitliches Trennen von Ionen in einer ersten Vorrichtung,
• Massenanalysieren von Ionen in einem Massenanalysator hinter der ersten Vorrichtung und Messen der Ankunftszeiten der Ionen an einem Detektor und
• Bestimmen der Durchgangszeiten von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen zwischen der ersten Vorrichtung und dem Massenanalysator.
• Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können allgemein irgendwelche oder alle vorstehend beschriebenen Merkmale umfassen, zumindest bis zu dem Maße, dass sie nicht miteinander inkompatibel sind.
• Gemäß einem anderen Aspekt ist eine Vorrichtung zur lonenbeweglichkeits-Massenspektrometrie vorgesehen, welche Folgendes umfasst:
1. (a) wenigstens eine lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung vor wenigstens einem Zwischendruckgebiet, wenigstens einem Niederdruckgebiet, wenigstens einer Massen-Analysevorrichtung und einem Detektor, wobei
2. (b) die Durchgangszeiten von Ionen durch das eine oder die mehreren Niederdruckgebiete in Verbindung mit dem Masse-/Ladungsverhältnis der Ionen stehen und
3. (c) die Masse-/Ladungsverhältnisanalyse verwendet wird, um die Durchgangszeit von Ionen durch das Niederdruckgebiet zu berechnen und diese Durchgangszeiten in Kombination mit den Ankunftszeiten am Detektor verwendet werden, um Driftzeiten durch die Beweglichkeitsvorrichtung zu berechnen.
• Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Massen-Analysevorrichtung einen Flugzeit-Massenanalysator, der in einem verschachtelten Erfassungsmodus arbeitet.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst die Massen-Analysevorrichtung eine Masse-/Ladungsverhältnis-Filtervorrichtung in der Art eines Quadrupols.
• Gemäß Ausführungsformen umfasst das Niederdruckgebiet ein Quadrupol-Massenfilter und/oder eine elektrostatische Linse.
• Gemäß Ausführungsformen wird die Driftzeitmessung verwendet, um die Driftzeit gegen den Stoßquerschnitt oder die lonenbeweglichkeit zu kalibrieren.
• Gemäß Ausführungsformen wird die Driftzeitmessung verwendet, um den Stoßquerschnitt oder die lonenbeweglichkeit zu berechnen.
• Gemäß Ausführungsformen wird die Driftzeitmessung verwendet, um eine Vorrichtung oder Vorrichtungen, die sich zwischen der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung und dem Detektor befinden, wie ein Quadrupol-, Stoßzellen- oder Massenspektrometer mit einem erhöhten Tastgrad („EDC“), zeitlich zu steuern.
• Gemäß Ausführungsformen machen die Ionen eine Fragmentation nach der lonenbeweglichkeitstrennung durch und wird die Driftzeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen teilweise unter Verwendung des Masse-/Ladungsverhältnisses von Fragment- oder Produktionen berechnet.
• Gemäß einer Ausführungsform werden die Parameter der lonenbeweglichkeitstrennung geändert, um die Bestimmung von Vorläufer- oder Ausgangsionen-Driftzeiten oder -lonenbeweglichkeiten durch Fragmentionenmessungen zu ermöglichen.
• Gemäß Ausführungsformen kann der Prozess verwendet werden, um Fragment- und Ausgangs- oder Vorläuferionen in einem MSMS-Experiment oder einem HDMS^e-Experiment zu assoziieren.
• Gemäß einer Ausführungsform kann das Massenspektrometer ferner Folgendes umfassen:
1. (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“)-Ionenquelle, (xi) einer Felddesorptions-(„FD“)-Ionenquelle, (xii) einer Induktiv-gekoppeltes-Plasma-(„ICP“)-lonenquelle, (xiii) einer Schneller-Atombeschuss-(„FAB“)-Ionenquelle, (xiv) einer Flüssigkeits-Sekundärionenmassenspektrometrie-(„LSIMS“)-Ionenquelle, (xv) einer Desorptionselektrosprayionisations-(„DESI“)-Ionenquelle, (xvi) einer Radioaktives-Nickel-63-lonenquelle, (xvii) einer Atmosphärendruck-Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisations-lonenquelle, (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“)-lonenquelle, (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
2. (b) eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste lonenquellen und/oder
3. (c) eine oder mehrere Ionenführungen und/oder
4. (d) eine oder mehrere Ionenbeweglichkeitstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Feldasymmetrische-Ionenbeweglichkeitsspektrometervorrichtungen und/oder
5. (e) eine oder mehrere lonenfallen oder ein oder mehrere loneneinsperrgebiete und/oder
6. (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 lon-metastabiles-lon-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
7. (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 lonenfallen-Massenanalysator, (vi) einem Magnetsektor-Massenanalysator, (vii) einem lonenzyklotronresonanz-(„ICR“)-Massenanalysator, (viii) einem Fouriertransformations-lonenzyklotronresonanz-(„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
8. (h) einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren und/oder
9. (i) einen oder mehrere lonendetektoren und/oder
10. (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 lonenfalle, (vi) einem Magnetsektor-Massenfilter, (vii) einem Flugzeit-Massenfilter und (viii) einem Wien-Filter und/oder
11. (k) eine Vorrichtung oder ein lonengatter zum Pulsieren von Ionen und/oder
12. (l) eine Vorrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen lonenstrahls in einen gepulsten lonenstrahl.
• Das Massenspektrometer kann ferner eines der Folgenden aufweisen:
1. (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
2. (ii) eine Ringstapel-lonenführung 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.
• Gemäß einer Ausführungsform weist das Massenspektrometer ferner eine Vorrichtung auf, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, den Elektroden eine Wechsel- oder HF-Spannung zuzuführen. Die Wechsel- oder HF-Spannung hat optional eine Amplitude, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Folgenden besteht: (i) etwa < 50 V Spitze-zu-Spitze, (ii) etwa 50 - 100 V Spitze-zu-Spitze, (iii) etwa 100 - 150 V Spitze-zu-Spitze, (iv) etwa 150 - 200 V Spitze-zu-Spitze, (v) etwa 200 - 250 V Spitze-zu-Spitze, (vi) etwa 250 - 300 V Spitze-zu-Spitze, (vii) etwa 300 - 350 V Spitze-zu-Spitze, (viii) etwa 350 - 400 V Spitze-zu-Spitze, (ix) etwa 400 - 450 V Spitze-zu-Spitze, (x) etwa 450 - 500 V Spitze-zu-Spitze und (xi) etwa > 500 V Spitze-zu-Spitze.
• Die Wechsel- oder HF-Spannung kann eine Frequenz haben, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Folgenden besteht: (i) < etwa 100 kHz, (ii) etwa 100 - 200 kHz, (iii) etwa 200 - 300 kHz, (iv) etwa 300 - 400 kHz, (v) etwa 400 - 500 kHz, (vi) etwa 0,5 - 1,0 MHz, (vii) etwa 1,0 - 1,5 MHz, (viii) etwa 1,5 - 2,0 MHz, (ix) etwa 2,0 - 2,5 MHz, (x) etwa 2,5 - 3,0 MHz, (xi) etwa 3,0 - 3,5 MHz, (xii) etwa 3,5 - 4,0 MHz, (xiii) etwa 4,0 - 4,5 MHz, (xiv) etwa 4,5 - 5,0 MHz, (xv) etwa 5,0 - 5,5 MHz, (xvi) etwa 5,5 - 6,0 MHz, (xvii) etwa 6,0 - 6,5 MHz, (xviii) etwa 6,5 - 7,0 MHz, (xix) etwa 7,0 - 7,5 MHz, (xx) etwa 7,5 - 8,0 MHz, (xxi) etwa 8,0 - 8,5 MHz, (xxii) etwa 8,5 - 9,0 MHz, (xxiii) etwa 9,0 - 9,5 MHz, (xxiv) etwa 9,5 - 10,0 MHz und (xxv) > etwa 10,0 MHz.
• Das Massenspektrometer kann auch eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung stromaufwärts einer lonenquelle aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform weist die Chromatographietrennvorrichtung 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 kann bei einem Druck gehalten werden, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Folgenden besteht: (i) < etwa 0,0001 mbar, (ii) etwa 0,0001 - 0,001 mbar, (iii) etwa 0,001 - 0,01 mbar, (iv) etwa 0,01 - 0,1 mbar, (v) etwa 0,1 - 1 mbar, (vi) etwa 1 - 10 mbar, (vii) etwa 10 - 100 mbar, (viii) etwa 100 - 1000 mbar und (ix) > etwa 1000 mbar.
• Gemäß einer Ausführungsform können Analytionen einer Elektronenübertragungsdissoziations-(„ETD“)-Fragmentation in einer Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung unterzogen werden. Analytionen können veranlasst werden, mit ETD-Reagensionen innerhalb einer lonenführung oder Fragmentationsvorrichtung zu wechselwirken.
• Gemäß einer Ausführungsform werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation entweder: (a) Analytionen fragmentiert oder zum Dissoziieren und zum Bilden von Produkt- oder Fragmentionen gebracht, nachdem sie mit Reagensionen interagiert haben und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (c) Analytionen fragmentiert werden oder dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, nachdem sie mit neutralen Reagensgasmolekülen oder Atomen oder einem nicht ionischen Reagensgas interagiert haben, und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nicht ionischen oder ungeladenen Ausgangsgasen oder - dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (e) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nicht ionischen oder ungeladenen Superbasis-Reagensgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Alkalimetallgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (g) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Gasen, Dämpfen oder Atomen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, wobei das eine oder die mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgenden besteht: (i) Natriumdampf oder -atomen, (ii) Lithiumdampf oder -atomen, (iii) Kaliumdampf oder -atomen, (iv) Rubidiumdampf oder -atomen, (v) Cäsiumdampf oder -atomen, (vi) Franciumdampf oder -atomen, (vii) C₆₀-Dampf oder -Atomen und (viii) Magnesiumdampf oder -atomen.
• Die mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen können Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle umfassen.
• Gemäß einer Ausführungsform werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation: (a) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet und/oder (b) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von der Gruppe abgeleitet, die aus Folgenden 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 und/oder (c) weisen die Reagensionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzolanionen oder Azobenzol-Radikalanionen auf.
• Gemäß einer Ausführungsform schließt der Prozess der Elektronenübertragungsdissoziationsfragmentation ein, dass Analytionen mit Reagensionen wechselwirken, wobei die Reagensionen Dicyanobenzol, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
• Verschiedene Ausführungsformen werden nun nur als Beispiel und mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
• 1 schematisch die Druckbereiche innerhalb eines Hybrid-Ionenbeweglichkeitstrennungs-Massenspektrometerinstruments gemäß einer Ausführungsform,
• 2 schematisch die Druckbereiche innerhalb eines anderen Hybrid-Ionenbeweglichkeitstrennungs-Massenspektrometerinstruments gemäß einer Ausführungsform,
• 3A die axiale kinetische Ionenenergie als Funktion der axialen Position innerhalb einer gasgefüllten axialen HF-Ionenführung und 3B die axiale lonengeschwindigkeit als Funktion der normierten Zeit innerhalb der gasgefüllten axialen HFlonenführung,
• 4 schematisch die kinetische Ionenenergie als Funktion der axialen Position innerhalb einer gasgefüllten Fragmentationszelle,
• 5 die gemessene Fragmentionen-Driftzeit als Funktion der Änderung der umgekehrten Feldstärke bei der lonenbeweglichkeitstrennung für einen einzigen Übergang,
• 6 die gemessene Fragmentionen-Driftzeit als Funktion der Änderung der umgekehrten Feldstärke bei der lonenbeweglichkeitstrennung für zwei Übergänge,
• 7 die gemessene Fragmentionen-Driftzeit als Funktion der Änderung der lonenbeweglichkeits-Trennlänge und
• 8 die gemessene Fragmentionen-Driftzeit als Funktion der umgekehrten Rechteckwellenamplitude.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Es wird nun eine erste Ausführungsform beschrieben. 1 zeigt typische Betriebsdrücke innerhalb verschiedener Gebiete eines lonenbeweglichkeitstrennungs-Flugzeitinstruments, wobei sich Ionen von links nach rechts in Verlaufsrichtung bewegen. Die gepunkteten vertikalen Linien geben getrennte Gebiete verschiedener Drücke an. Diese Gebiete verschiedener Drücke können allgemein durch differenziell gepumpte Öffnungen (nicht dargestellt) getrennt sein.
• Ionen können durch eine Elektrospray-lonenquelle 1 beim Atmosphärendruck bereitgestellt werden. Die Ionen werden dann durch ein Hochdruck-(beispielsweise 10 bis 20 mbar)-Übertragungsgebiet 2 in eine lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung übertragen. Die lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung umfasst ein Akkumulations- oder Einsperrgebiet 3, ein Ionengatter 4 und ein lonenbeweglichkeits-Trenngebiet 5, das eine herkömmliche Driftröhre umfassen kann. Diese Komponenten sind jedoch nicht als einschränkend anzusehen. Ionenpakete werden unter Verwendung des lonengatters 4 aus dem Einsperrgebiet 3 periodisch gepulst in das lonenbeweglichkeits-Trenngebiet 5 eingebracht, wo sich Komponenten entsprechend ihrer lonenbeweglichkeit zum Ausgang 11 der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung hin trennen. Während jeder lonenbeweglichkeitstrennung kann das Ionengatter 4 geschlossen werden. Nachfolgende Ionen, die von den vorgeschalteten Vorrichtungen 2 ankommen, können im Einsperrgebiet 3 eingesperrt werden, bevor die Ionen in die lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 abgegeben werden. Dieser Ansatz gewährleistet verglichen mit traditionellen nicht einsperrenden geschalteten Ansätzen einen hohen Tastgrad beim Betrieb. Der Druck im lonenbeweglichkeits-Trenngebiet beträgt typischerweise etwa 0,1 bis 5 mbar.
• Die lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 ist mit einem nachgeschalteten lonendetektionssystem 8 gekoppelt, das eine Massenanalysevorrichtung und einen Ionendetektor aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst das lonendetektionssystem des Massenspektrometers ein Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit(„oaTOF“)-Massenspektrometer, das bei Drücken von etwa 10^-6 bis 10^-9 mbar arbeitet. Das lonenbeweglichkeitstrennungs-Flugzeit-Massenspektrometer kann ähnlich jenem, das in US 6 992 283 B2 beschrieben ist, in einem verschachtelten Erfassungsmodus arbeiten.
• Eine Anzahl von Zwischen- oder Niederdruckgebieten kann sich zwischen dem Ausgang 11 der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 und dem lonendetektionssystem 8 befinden. Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform können diese ein Zwischendruck-Ionenübertragungsgebiet 6 und eine lonenfokussieroptik 7 umfassen, welche den lonenstrahl vor der anschließenden Flugzeit-Massenanalyse konditionieren können. Diese Komponenten befinden sich in getrennten differenziell gepumpten Gebieten mit jeweiligen Drücken von etwa 10^-3 bis 10^-4 mbar und 10^-5 mbar.
• Die Natur und die Anzahl dieser Komponenten und der typischen Betriebsdrücke ist nicht als einschränkend zu verstehen. Beispielsweise können zusätzliche lonenübertragungs-, Massenfilter-, Reaktions- oder Fragmentationsvorrichtungen an einer geeigneten Position oder bei einem geeigneten Druck innerhalb des Instruments aufgenommen sein.
• Die lonenübertragungsgebiete können einen HF-Einschluss verwenden oder nicht. Ionen werden jedoch zumindest im Zwischendruck-Übertragungsgebiet 6 typischerweise HF-eingeschlossen. Das Zwischendruck-Übertragungsgebiet 6 kann auch eine Reaktions- oder Fragmentationsvorrichtung umfassen. Beispielsweise können Ionen in eine Stoßzelle beschleunigt werden, um Fragmentionen durch stoßinduzierte Dissoziation („CID“) zu bilden.
• Die Zeit, zu der Ionen am Massenanalysator 8 ankommen, liegt um einen Betrag, welcher der lonendurchgangszeit durch die Zwischendruckgebiete entspricht, nach der Zeit, zu der die Ionen aus der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung ausgetreten sind. Bekannte Instrumente in der Art jenes, das in US 6 992 283 B2 offenbart ist, berücksichtigen dies nicht, so dass sich eine Fehlmessung der lonenbeweglichkeits-Driftzeiten ergibt.
• Um die Driftzeit von Ionen durch die lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 unter Verwendung der am Massenanalysator 8 detektierten Ionen genau zu bestimmen, muss eine Korrektur in Bezug auf diese zusätzliche Durchgangszeit vorgenommen werden. Es wurde erkannt, dass diese Durchgangszeiten, d.h. die Zeit T_TR2, die erforderlich ist, um das Zwischendruck-Übertragungsgebiet 6 zu durchlaufen, und die Zeit T_FO, die erforderlich ist, um das Fokussieroptikgebiet 7 zu durchlaufen, von den Eigenschaften der Ionen abhängen können.
• Ausführungsformen können Techniken zum Bestimmen der Durchgangszeit von Ionen durch die verschiedenen Komponenten, die zwischen der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 und dem Massenanalysator 8 angeordnet sind, vorsehen und daher genau die Zeit bestimmen, zu der Ionen aus der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 austreten und/oder an anderen Komponenten ankommen. Die Durchgangszeiten sind im Allgemeinen deterministisch, und die Beziehung zwischen der Durchgangszeit und bestimmten loneneigenschaften (beispielsweise Masse-/Ladungsverhältnis, lonenbeweglichkeit) kann durch eine Gleichung beschrieben werden. Sobald die Form dieser Gleichungen bestimmt wurde, können die hier beschriebenen Techniken verwendet werden, um geeignete Korrekturen oder Kalibrierungen zu implementieren, welche die zusätzlichen lonendurchgangszeiten berücksichtigen. Diese Korrekturen oder Kalibrierungen können beispielsweise durch einen Prozessor als Routine oder Algorithmus implementiert werden.
• Als Beispiel werden nun verschiedene Gleichungen beschrieben, welche die Durchgangszeiten für verschiedene Komponenten und/oder Bedingungen beschreiben.
• Beispielsweise können Ionen durch die lonenfokussieroptik 7 elektrostatisch fokussiert werden, um den lonenstrahl für die anschließende Flugzeit-Massenanalyse zu konditionieren. Es ist im Allgemeinen unerwünscht, dass Ionen in der Fokussieroptik 7 mit Hintergrundgas zusammenstoßen, weil dies die Funktionsweise des Flugzeit-Massenanalysators 8 beeinträchtigen kann. Diese Anforderung führt in Kombination mit der elektrostatischen Natur der Fokussieroptik dazu, dass Ionen, welche durch das Fokussieroptikgebiet 7 laufen, im Wesentlichen die gleichen Potentialabfälle spüren, so dass alle Ionen das gleiche durchschnittliche Verhältnis zwischen der kinetischen Energie und der Ladung, d.h. die gleiche Ionenenergie, aufweisen. Für Fokussieroptiken, die feldfreie Gebiete aufweisen, wird die Durchgangszeit T_FO daher proportional zur Wurzel des Masse-/Ladungsverhältnisses (Gl. 1): $$T_{FO}\left(m\text{/}q\right)=A\sqrt{\raisebox{1ex}{$m$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$q$}\right.}$$

  
• In Gl. 1 bezieht sich die Konstante A beispielsweise auf die Größen von Abständen zwischen den Fokussieroptiken und der daran angelegten Potentiale. Ihr Wert kann von ersten Prinzipien abgeleitet werden oder durch Simulationen oder Kalibrierexperimente bestimmt werden. Für Erläuterungszwecke beträgt die Konstante A für die Durchgangszeit durch die Fokussieroptik eines kommerziellen WATERS SYNAPT (RTM)-lonenbeweglichkeitstrennungs-Massenspektrometrieinstruments typischerweise 4 x 10^-2 s C^1/2kg-^1/2. Die entsprechenden Flugzeiten für einfach geladene Ionen mit einer Masse von 2000 Da (Dalton, 1 Da ≙ 1,66053906660-10^-27 kg) wären 180 µs und für Ionen mit einer Masse von 400 Da 80 µs, so dass sich eine Differenz von 100 µs ergibt.
• Ein zweites Beispiel ist die Durchgangszeit durch Übertragungsgebiete, in denen die Ionen Stöße mit Hintergrund- oder Kühlgas durchmachen können, beispielsweise HF-beschränkte Multipole, Ringstapel-Ionenführungen („SRIG“) und HF-beschränkte oder nicht HF-beschränkte lonentrichter. Bei diesen Vorrichtungen müssen Ionen typischerweise aktiv vorgetrieben werden, um die Durchgangszeit und eine axiale diffusive Verbreiterung zu minimieren. Falls Ionen nicht aktiv durch die Vorrichtung vorgetrieben werden, kann die Treue der lonenbeweglichkeitstrennungs-Peaks verloren gehen. Für das Vortreiben kann allgemein ein beliebiges bekanntes Verfahren verwendet werden.
• Bei einem Verfahren werden transiente Gleichspannungen, d.h. laufende Wellen, an eine axial segmentierte HF-Ionenführung angelegt, um Ionen durch die Vorrichtung zu übertragen. Dieser Ansatz ist beispielsweise in US 6 800 846 B2 beschrieben. Bei diesem Ansatz werden alle Ionen in etwa gleichzeitig übertragen und ist die Durchganszeit von den loneneigenschaften im Wesentlichen unabhängig (Gl. 2): $$T_{TR2}=\frac{L}{S}$$

  

  wobei L die Länge des Übertragungsgebiets ist und S die Geschwindigkeit der laufenden Welle ist. Diese sind beide für eine gegebene Instrumentgeometrie bekannt. Ein ähnlicher Ausdruck kann für Vorrichtungen abgeleitet werden, bei denen Ionen durch einen Gasstrom an Stelle einer laufenden Welle angetrieben werden. In diesem Fall würde sich S auf die Gesamt-Gasströmungsgeschwindigkeit beziehen.
• Bei einem anderen Verfahren werden axiale Felder entlang einem Teil einer HFlonenführung oder der gesamten HF-Ionenführung eingebracht. Die axialen Felder können durch Segmentierung der HF-Elektroden oder durch Hinzufügen von getrennten Flügelelektroden, die geneigt oder segmentiert sein können oder resistiv beschichtete Oberflächen aufweisen können, angelegt werden. Bei diesem Verfahren erreichen Ionen eine Endgeschwindigkeit U_T, die in Zusammenhang mit dem angelegten axialen Feld E und ihrer lonenbeweglichkeit K steht (Gl. 3): $$U_T=KE$$

  
• Die lonenbeweglichkeit bezieht sich auf die lonenladung, die Form, die Größe sowie den Zellendruck usw.
• Gl. 3 ist natürlich die bestimmende Gleichung für traditionelle Driftröhren-Ionenbeweglichkeits-Trennvorrichtungen. Sie berücksichtigt jedoch nicht die Beschleunigung oder Verzögerung innerhalb der Vorrichtung. Normalerweise, d.h. über die Zeitskala eines lonenbeweglichkeits-Trennexperiments, ist die Zeit bis zum Erreichen der Endgeschwindigkeit verglichen mit den Gesamtexperimentzeiten vernachlässigbar. Bei einigen Instrumentgeometrien kann dieser Effekt jedoch erheblich werden, beispielsweise wenn axiale Felder verwendet werden, um Ionen durch verhältnismäßig kurze Übertragungsgebiete vorzutreiben oder wenn die lonenbeweglichkeitstrennungs-Driftröhre verhältnismäßig kurz ist. 2 zeigt ein Schema einer solchen Geometrie, wobei diese Wirkung erheblich sein kann.
• 2 zeigt eine ähnliche lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung wie die vorstehend mit Bezug auf 1 beschriebene, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche Komponenten repräsentieren. Die vorgeschaltete Quelle und Hochdruck-Übertragungsgebiete sind nicht dargestellt. Wiederum werden Ionen nach der lonenbeweglichkeitstrennung schließlich durch einen Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator 8 detektiert.
• Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform durchlaufen Ionen, die aus der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 austreten, ein Zwischendruck-Übertragungsgebiet 6, ein Quadrupol-Massenfilter 9, ein weiteres Übertragungsgebiet 10 und die lonenfokussieroptik 7. Das Quadrupol-Massenfilter 9 kann bei etwa 10^-5 mbar arbeiten. Im Allgemeinen ist die Quadrupol-Vorrichtung 9 so eingerichtet, dass sie stoßfrei ist, so dass die Durchgangszeit von Ionen durch sie hindurch durch Gl. 1 beschrieben wird.
• Die Geschwindigkeit U von Ionen in diesem Gebiet ist gewöhnlich verhältnismäßig hoch (siehe Gl. 4), so dass Ionen verzögern, wenn sie in das benachbarte lonenübertragungsgebiet 10 eintreten. Das weitere Übertragungsgebiet 10 kann bei Drücken um 10^-3 bis 10^-4 mbar betrieben werden: $$U=\sqrt{\frac{2qV}{m}}$$

  

  wobei V eine Konstante ist, die sich auf die beschleunigenden Potentiale bezieht.
• Unter diesen Bedingungen, wie in US 8 426 802 B2 beschrieben, kann Gl. 3 folgendermaßen modifiziert werden, um zeitabhängige Terme aufzunehmen: $$U\left(t\right)=KE\left(1-e^{-\frac{qt}{mK}}\right)+U_0{e}^{-\frac{qt}{mK}}$$

  

  wobei Uo die vom Masse-/Ladungsverhältnis abhängige Anfangsgeschwindigkeit in das Gebiet eintretender Ionen ist, welche durch Gl. 4 bestimmt wird. Diese Gleichung kann integriert werden, um die Position durch die Vorrichtung als Funktion der Zeit zu erhalten (Gl. 6): $$x\left(t\right)=KEt+K^{2}E\frac{m}{q}\left(e^{-\frac{qt}{mK}}-1\right)+U_{0}K\frac{m}{q}\left(1-e^{-\frac{qt}{mK}}\right)$$

  
• Diese Gleichung kann allgemein auf jede gasgefüllte HF-Vorrichtung mit einem daran angelegten axialen Feld angewendet werden, die eine HF-Ionenbeweglichkeitstrennungs-Driftröhre oder ein lonenübertragungsgebiet aufweist. Die Durchgangszeit durch diese Vorrichtung kann aus Gl. 6 bestimmt werden, indem x(t) als die Länge der HFlonenführung gesetzt wird und nach t aufgelöst wird. In diesem Fall ist ersichtlich, dass die Durchgangszeit T_TR3 durch das Übertragungsgebiet 10 hinter dem Quadrupol-Massenfilter 9 eine Funktion sowohl der lonenbeweglichkeit als auch des Masse-/Ladungsverhältnisses ist.
• Gl. 6 kann auf viele verschiedene Arten nach t aufgelöst werden, beispielsweise einschließlich numerischer Ansätze oder analytischer Ansätze unter Verwendung der Lambertschen W-Funktion (auch als Omega-Funktion oder Produktlogarithmus bezeichnet). Andere Näherungslösungen können auch erwogen werden. Beispielsweise nähert sich Gl. 6 in Fällen, in denen die Durchgangszeit durch die Vorrichtung t_d >> mK/q ist, Gl. 7: $$x\left(t\right)=KE{t}_d-K^{2}E\frac{m}{q}+U_{0}K\frac{m}{q}$$

  
• Durch Legen von x(t) in Gl. 7 auf L und Auflösen nach t_d ergibt sich: $$t_d=\frac{L+K^{2}E\frac{m}{q}-U_{0}K\frac{m}{q}}{KE}$$

  
• Falls lonenbeschleunigungen nicht berücksichtigt werden, wäre die Durchgangszeit L/KE. Unter diesen Bedingungen kann Gl. 8 daher als eine von der Beweglichkeit und vom Masse-/Ladungsverhältnis abhängige Verkürzung der HF-Vorrichtung interpretiert werden.
• Die 3A und 3B zeigen SIMION(RTM)-Simulationen für drei einfach geladene Komponenten mit unterschiedlichen Masse-/Ladungsverhältnissen, die in eine gasgefüllte axiale HF-Ionenführung injiziert werden. Die HF-Ionenführung wird mit einem q-Faktor quad = 0,4, einem axialen Antriebsfeld von 0,005 V/mm, einem Druck von 6 x 10^-3 Torr N₂ und einer Injektionsenergie von 5 eV simuliert.
• Es ist aus 3A ersichtlich, dass die axiale Energie wie erwartet exponentiell abfällt. Es kann ausgesagt werden, dass die Ionen bis zu der Zeit, zu der sie den Halbwegespunkt in der Gaszelle erreichen, etwa die Hälfte ihrer anfänglichen axialen Energie verloren haben.
• 3B ist eine Auftragung der axialen Geschwindigkeit gegen die normierte relative Zeit in der Gaszelle t/td. Bei einer derartigen Auftragung ist klar, dass das durch Gl. 8 genäherte Regime, d.h. t_d >> mK/q, für typische Gaszellenlängen und Drücke mit verhältnismäßig niedrigen Injektionsenergien gilt. Diese Bedingungen können einem Minimieren der Fragmentation in der Gaszelle, d.h. für die Übertragung intakter Vorläuferionen, zugeordnet werden.
• In Fällen, in denen t_d mit mK/q vergleichbar oder größer als dieses ist, können Näherungslösungen unter Verwendung anderer Ansätze erhalten werden, die Reihenentwicklungen der Exponentialterme aufweisen.
• Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Korrektur- oder Kalibrierroutine bereitgestellt werden, welche die Durchgangszeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen durch eine oder mehrere Vorrichtungen, die zwischen einem lonenbeweglichkeitstrennungsausgang 11 und einem Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator angeordnet sind, berücksichtigt. Es wird erwogen, dass die Zwischenvorrichtungen elektrostatische lonenfokussieroptiken, Masse-/Ladungsverhältnisfilter-Quadrupole und HF-beschränkte lonenführungen, lonentrichter oder Gaszellen mit einem axialen Vortrieb durch laufende Wellen, axiale Gleichspannungsfelder oder Gasströmungen einschließen können, wobei sie jedoch nicht darauf beschränkt sind. Es wird auch erwogen, dass mehr als einer von jedem Vorrichtungstyp innerhalb des Strahlwegs angeordnet werden kann. Die zuvor (und nachfolgend) beschriebenen Gleichungen können in solche Routinen oder Algorithmen als Basis für das Korrigieren oder Kalibrieren der gemessenen Driftzeit gegen den lonenbeweglichkeits- oder Stoßquerschnitt aufgenommen werden. Der Flugzeit-Massenanalysator stellt genaue Masse-/Ladungsverhältnismessungen bereit, die in Gleichungen/Algorithmen verwendet werden können, um die gemessenen Driftzeiten zu korrigieren.
• Beispielsweise sei mit Bezug auf 1 bemerkt, dass, falls die lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 eine traditionelle Driftröhre ist, Ionen in der Reihenfolge abnehmender lonenbeweglichkeit nach der klassischen lonenbeweglichkeitstrennungs-Driftröhrengleichung (Gl. 9a) austreten. Für Laufende-Welle-Ionenbeweglichkeits-Trennvorrichtungen wird die Beziehung zwischen der Zeit und der Beweglichkeit gut durch Gl. 9b angenähert: $$T\left(K\right)=\frac{L_{IMS}}{KE}$$

  

  $$T\left(K\right)=\frac{L_{IMS}}{K^{\propto }ƒ\left(\overline{E}\right)}$$

  

  wobei L_IMS die Länge der lonenbeweglichkeitstrennungs-Driftröhre ist, K die lonenbeweglichkeit ist und E das entlang der Driftröhre angelegte elektrische Feld ist und wobei ∝ und f (E̅) von der Geometrie und von Parametern der laufenden Welle abhängen.
• Aus Gründen der Einfachheit werden Ausführungsformen in erster Linie unter Berücksichtigung lediglich der driftröhrenbasierten lonenbeweglichkeitstrennung (Gl. 9a) beschrieben. Die allgemeinen Prinzipien gelten jedoch auch für andere lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtungen, d.h. für die auf laufenden Wellen beruhende lonenbeweglichkeitstrennung (Gl. 9b).
• Beim Instrument aus 1 laufen Ionen, nachdem das Ionengatter 4 geöffnet wurde, durch die lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5, sie durchqueren das Übertragungsgebiet 6 und das Fokussieroptikgebiet 7, und sie kommen zur folgenden Zeit am Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator 8 an: $$T_{gemessen}=\frac{L_{IMS}}{KE}+T_{TR2}+T_{FO}$$

  
• Die Durchgangszeiten T_TR2 und T_FO können unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichungen bestimmt werden. Falls das Zwischendruck-Übertragungsgebiet 6 beispielsweise eine Laufende-Wellen-Vorrichtung mit einer Länge L_TW ist und mit einer Laufende-Wellen-Geschwindigkeit S betrieben wird, kommen Ionen zur folgenden Zeit am Flugzeit-Massenanalysator 8 an: $$T_{gemessen}=T\left(K,m\text{/}q\right)=\frac{L_{IMS}}{KE}+\frac{L_{TW}}{S}+A\sqrt{\raisebox{1ex}{$m$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$q$}\right.}$$

  
• Diese Gleichung kann folgendermaßen umgeordnet werden, um die wahre Driftzeit zu erhalten: $$T_{DT}=\frac{L_{IMS}}{KE}=T_{gemessen}-\frac{L_{TW}}{S}-A\sqrt{\raisebox{1ex}{$m$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$q$}\right.}$$

  
• Die gemessenen lonenankunftszeiten am Ionendetektor und das vom Flugzeit-Massenanalysator 8 bestimmte Masse-/Ladungsverhältnis können in Gl. 11 eingesetzt werden, um die genaue oder die korrigierte Driftzeit T_DT zu bestimmen.
• Der Flugzeit-Massenanalysator 8 kann das Masse-/Ladungsverhältnis von Ionen beispielsweise unter Verwendung des in US 6 992 283 B2 beschriebenen Erfassungssystems bestimmen. Die Technik ermöglicht demgemäß die Korrektur der gemessenen Driftzeiten für jede Komponente im zweidimensionalen Raum der Driftzeit und des Masse-/Ladungsverhältnisses, um sowohl den Zeitversatz infolge der Ionen, welche das Zwischendruck-Übertragungsgebiet 6 durchqueren, als auch den vom Masse-/Ladungsverhältnis abhängigen Zeitversatz infolge von Ionen, welche die Fokussieroptik 7 durchqueren, zu berücksichtigen. Die wahren Driftzeiten können dann verwendet werden, um die lonenbeweglichkeit oder den Stoßquerschnitt („CCS“) entweder direkt anhand der Berechnungen der wahren Driftzeit oder durch Kalibrierroutinen, welche wahre Driftzeiten in Beziehung zu lonenbeweglichkeiten oder CCS setzen, zu bestimmen.
• Als ein zweites Beispiel können die in 2 dargestellten Ausführungsformen betrachtet werden, wobei das weitere Übertragungsgebiet 10 eine HF-Gaszelle umfasst und Ionen durch ein axiales Feld durch die Zelle getrieben werden. Die Komponenten kommen dann zu folgender Zeit am Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator 8 an: $$T_{gemessen}=\frac{L_{IMS}}{KE}+T_{TR2}+T_Q+T_{TR3}+T_{FO}$$

  
• Unter den vorstehend mit Bezug auf Gl. 8 beschriebenen Bedingungen wird Gl. 12 zu: $$T\left(K,m/q\right)=\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{KE}}+\frac{{\text{L}}_{\text{TW}}}{\text{S}}+\text{B}\sqrt{\raisebox{1ex}{$\text{m}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{q}$}\right.}+\frac{{\text{L}}_{\text{GC}}+{\text{K}}_{\text{GC}}^2{\text{E}}_{\text{GC}}\frac{\text{m}}{\text{q}}-{\text{U}}_0{\text{K}}_{\text{GC}}\frac{\text{m}}{\text{q}}}{{\text{K}}_{\text{GC}}{\text{E}}_{\text{GC}}}+\text{A}\sqrt{\raisebox{1ex}{$\text{m}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{q}$}\right.}$$

  

  wobei E_GC, L_GC und K_GC das axiale elektrische Feld in der Gaszelle, die Länge der Gaszelle bzw. die lonenbeweglichkeit innerhalb der Gaszelle sind und Uo die Geschwindigkeit ist, mit der Ionen in die Gaszelle eintreten, welche vom Masse-/Ladungsverhältnis abhängt.
• Die Koeffizienten A und B können wiederum anhand erster Prinzipien, durch Simulationen oder durch Kalibrierexperimente bestimmt werden. Falls die Koeffizienten durch ein Kalibrierexperiment abgeleitet wurden, können sie als ein einziger Koeffizient erscheinen, d.h. A + B.
• Gl. 13 kann wiederum umgeordnet werden, um die wahren Driftzeiten L_IMS/KE zu zeigen, so dass eine Routine entwickelt werden kann, um die Driftzeitmessungen zu korrigieren. Zum Lösen dieser Gleichung sind Kenntnisse (oder eine Kalibrierung) der lonenbeweglichkeiten innerhalb der Gaszelle erforderlich. Es kann erwünscht sein, dass die lonenbeweglichkeit in der Gaszelle ein skalierter Wert der lonenbeweglichkeit in der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung ist, wobei es im Allgemeinen erforderlich ist, ähnliche Gase in beiden Vorrichtungen bereitzustellen.
• Einige Beispiele von Parametern, welche direkt kalibriert werden können, umfassen Zeitversätze und die Koeffizienten A und B. Als ein weiteres Beispiel hängt die in Gl. 13 auftretende lonenbeweglichkeit K_GC vom Druck und von der Temperatur in der Gaszelle ab. Falls dieser Druck oder diese Temperatur unbekannt ist, könnte die Beweglichkeit K_GC durch ${\text{K}}_{\text{GC}}={\text{C}}_{\text{GC}}\frac{\text{q}}{\sqrt{\mathrm{\mu }}{\mathrm{\Omega }}_{\text{d}}}$

  

  ersetzt werden, wobei Ω_d der gleiche Querschnitt ist, der im Ausdruck für die Beweglichkeit K in der lonenbeweglichkeits-Trennzelle erscheint, µ die reduzierte Masse ist und C_GC ein zu kalibrierender Parameter ist.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform werden Techniken bereitgestellt, die verwendet werden können, um die Ankunftszeiten von Ionen an Zwischenvorrichtungen entlang dem Strahlweg zu berechnen. Auf diese Weise können die Genauigkeit und die Präzision der Vorrichtungssteuerung innerhalb eines lonenbeweglichkeits-Trennzyklus verbessert werden. Beispielsweise beschreibt WO 2013/140132 A2 ein Verfahren zum Steuern eines auflösenden Quadrupols innerhalb eines lonenbeweglichkeits-Trennzyklus zur Verbesserung der Selektivität und des Tastgrads. Das Verfahren beruht auf dem Schalten des Quadrupols, um ein oder mehrere spezifische Ausgangs- oder Vorläuferionen zu isolieren, wenn sie innerhalb eines lonenbeweglichkeits-Trennzyklus am Quadrupol ankommen. Bei der in 2 der vorliegenden Anmeldung dargestellten Geometrie kommen Ionen zu einer Zeit zwischen den Zeiten, zu denen sie aus der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 austreten, und der am Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator 8 gemessenen Zeit an der Quadrupol-Vorrichtung 9 an. Unter Verwendung der vorstehend vorgestellten Gleichungen kann diese Zeit folgendermaßen bestimmt werden: $$\text{T}\left(\text{K}\right)=\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{KE}}+\frac{{\text{L}}_{\text{TW}}}{\text{S}}$$

  
• Andere Ansätze, welche Zwischenvorrichtungen innerhalb eines lonenbeweglichkeits-Trennzyklus steuern, wie Verbesserter-Tastgrad(„EDC“)-Ansätze und jene, die in US 7 586 088 B2 und US 7 622 711 B2 beschrieben sind, profitieren auch von diesem Ansatz. Beispielsweise beschreibt US 7 622 711 B2 ein Verfahren zum Verbessern der Fragmentationseffizienz einer Population von Ausgangs- oder Vorläuferionen durch Ändern der Fragmentationsenergie als Funktion der lonenbeweglichkeitstrennungs-Zykluszeit. Für eine optimale Funktionsweise erfordert dies die Kenntnis der Ankunftszeit an der Gaszelle. Wiederum mit Bezug auf die Instrumentgeometrie von 2 der vorliegenden Anmeldung sei bemerkt, dass die Gaszelle Teil des Übertragungsgebiets 10 sein kann. Ionen kommen zur folgenden Zeit in diesem Gebiet an, nachdem sie die lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5, das Zwischendruck-Übertragungsgebiet 6 und das Quadrupol-Massenfilter 9 durchquert haben: $$\text{T}\left(\text{K},\text{m/q}\right)=\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{KE}}+\frac{{\text{L}}_{\text{TW}}}{\text{S}}+\text{B}\sqrt{\raisebox{1ex}{$\text{m}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{q}$}\right.}$$

  
• Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen betreffen die Messungen intakter Ausgangs- oder Vorläuferionen zur Bestimmung genauer und präziser lonenbeweglichkeitsmessungen und/oder zum Verbessern der Instrumentensteuerung innerhalb eines lonenbeweglichkeits-Trennzyklus. Die in den 1 und 2 dargestellten Geometrien sind jedoch auch in der Lage, Fragmentionen an verschiedenen Positionen entlang dem Strahlweg zu erzeugen, um eine Analyse vom MSMS-, MS^e- oder HDMS^e-Typ auszuführen.
• Beispielsweise beschreibt US 6 992 283 B2 einen Ansatz zum Erfassen von Nachlonenbeweglichkeitstrennungs-Fragmentionen, wodurch auch das Erzeugen von Fragmentionenprofilen entlang der Driftzeitdimension der Trennung ermöglicht wird. Es ist allgemein wichtig zu bemerken, dass bei Hybridinstrumenten, welche eine Nachlonenbeweglichkeitstrennungs-Fragmentation verwenden, die Ankunftszeiten von Fragmentionen verwendet werden können, um die lonenbeweglichkeit oder die Driftzeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen zu bestimmen. Die Fragmentionen-Driftzeitprofile stehen in Beziehung zu den entsprechenden Ausgangs- oder Vorläuferionenprofilen, sind jedoch nicht damit identisch, und die Unterschiede zeigen sich vorherrschend als Differenzen der Ankunftszeiten am Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator. Demgemäß kann bei Verwendung von Fragmentionen in dieser Weise die Genauigkeit von Vorläuferionen-Driftzeitmessungen verringert werden. Dies liegt erstens daran, dass die Fragmentionen zu einer Zeit am Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator ankommen, welche sowohl vom Masse-/Ladungsverhältnis der Ausgangs- oder Vorläuferionen als auch vom Masse-/Ladungsverhältnis der Fragmentionen abhängt, und dies liegt zweitens daran, dass die Zeit und die Position des Fragmentationsprozesses innerhalb der Fragmentationsvorrichtung nicht berücksichtigt werden.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Technik bereitgestellt werden, welche zusätzliche lonendurchgangszeiten innerhalb eines Hybridinstruments, das eine Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung enthält, berücksichtigt. In diesem Fall kann es erforderlich sein, dass sowohl die Durchgangszeit von Vorläuferionen durch eine oder mehrere Vorrichtungen, die zwischen einem lonenbeweglichkeitstrennungsausgang 11 und der Fragmentationsvorrichtung angeordnet sind, als auch die Durchgangszeit der sich ergebenden Fragmentionen durch jegliche Vorrichtungen, die sich zwischen der Fragmentationsvorrichtung und dem Ionendetektor befinden, berücksichtigt werden. Die Driftzeiten von Ausgangs- oder Vorläuferionen können auf der Grundlage der Messung von Fragmentionen am Ionendetektor in Bezug auf die lonenbeweglichkeit oder den Stoßquerschnitt korrigiert oder kalibriert werden. Wiederum umfassen die angedachten Vorrichtungen elektrostatische lonenfokussieroptiken, Quadrupol-Masse-/Ladungsverhältnisfilter und HF-beschränkte lonenführungen, Trichter oder Gaszellen mit einem axialen Vortrieb durch laufende Wellen, axiale Gleichspannungsfelder oder Gasströmungen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Es wird auch erwogen, dass mehr als einer von jedem Vorrichtungstyp innerhalb des Strahlwegs angeordnet werden kann. Das lonendetektionssystem kann genaue Masse-/Ladungsverhältnismessungen von Fragmentionen zur Verwendung in Routinen, die auf den zuvor beschriebenen Gleichungen beruhen, bereitstellen. Masse-/Ladungsverhältnisse von Ausgangs- oder Vorläuferionen können beispielsweise unter Verwendung eines Quadrupol-Massenfilters oder einer anderen Vorrichtung zur Analyse der Masse oder des Masse-/Ladungsverhältnisses bestimmt oder ausgewählt werden.
• Falls beispielsweise, wie mit Bezug auf 2 bemerkt, Ausgangs- oder Vorläuferionen mit einem Masse-/Ladungsverhältnis von M/Q veranlasst werden, in einer Gaszelle im Übertragungsgebiet 10 zu fragmentieren, um Fragmentionen mit dem Masse-/Ladungsverhältnis m/q zu erzeugen, kommen Ausgangs- oder Vorläuferionen an der Gaszelle zur folgenden Zeit nach dem Öffnen des lonengatters 4 an: $$\text{T}\left(\text{K},\text{M/Q}\right)=\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{KE}}+\frac{{\text{L}}_{\text{TW}}}{\text{S}}+\text{B}\sqrt{\raisebox{1ex}{$\text{M}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{Q}$}\right.}$$

  
• Die Durchgangszeit des lonenstrahls durch jegliche Vorrichtungen, die sich hinter der Gaszelle befinden, steht jedoch in Beziehung zu den Eigenschaften von Fragmentionen. Beispielsweise beträgt die Durchgangszeit durch die Fokussieroptik 7: $${\text{T}}_{\text{FO}\left(\text{m/q}\right)}=\text{A}\sqrt{\raisebox{1ex}{$\text{m}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{q}$}\right.}$$

  
• Die Differenz zwischen Fragmentionenprofilen und ihren entsprechenden Vorläuferionenprofilen für den Übergang M/Q → m/q kann teilweise durch Kombinieren dieser Gleichungen berücksichtigt werden, so dass Folgendes erhalten wird: $$\text{T}\left(\text{K},\text{M/Q},\text{m/q}\right)=\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{KE}}+\frac{{\text{L}}_{\text{TW}}}{\text{S}}+\text{B}\sqrt{\raisebox{1ex}{$\text{M}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{Q}$}\right.}+\text{A}\sqrt{\raisebox{1ex}{$\text{m}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{q}$}\right.}$$

  
• Gl. 18 kann die Differenzen zwischen Fragmentionenprofilen und entsprechenden Ausgangs- oder Vorläuferionenprofilen nur teilweise berücksichtigen, weil die genaue Zeit, die für das Durchlaufen der Gaszelle in Anspruch genommen wird, noch unbekannt ist. Das Fragmentationsereignis kann an einer unbekannten Position nach einem unbekannten Zeitraum innerhalb der Gaszelle auftreten. Ferner ist der Fragmentationsschritt im Allgemeinen strukturabhängig. Dies wird mit Bezug auf 4 gezeigt.
• 4 zeigt die kinetische Energie von Ionen als Funktion der axialen Position in einer Gaszelle. In 4 werden Ausgangs- oder Vorläuferionen mit erhöhten Energien in die Gaszelle injiziert. Weil die Vorläufer- oder Ausgangsionen mit dem Gas zusammenzustoßen beginnen, verlieren die Vorläufer- oder Ausgangsionen allmählich kinetische Energie (während sie innere Energie gewinnen). An irgendeinem Punkt, wie in 4 als X gezeigt ist, fragmentieren die Ausgangs- oder Vorläuferionen, so dass sie eine Anzahl von Fragment- oder Produktionen mit unterschiedlichen Masse-/Ladungsverhältnissen erzeugen. Diese Fragmentionen verlieren weiter kinetische Energie, jedoch mit einer anderen Rate als in den vorstehenden Gleichungen beschrieben wurde und wie in 4 dargestellt ist. Es wird hervorgehoben, dass 4 schematisch ist und nur der Veranschaulichung dient. In der Realität können die Fragmentionen selbst eine weitere Fragmentation durchmachen, vorausgesetzt, dass sie ausreichend Energie haben. Ferner kann die Erzeugung von Fragmentionen mit der axialen Position korrelieren. Beispielsweise können Fragmentionen mit einem höheren Masse-/Ladungsverhältnis dazu neigen, sich näher an einem Ende der Gaszelle zu bilden als Fragmentionen mit einem niedrigeren Masse-/Ladungsverhältnis.
• 4 kann jedoch entnommen werden, dass diese Wirkungen bestimmte zeitliche Verzögerungen herbeiführen. Wenngleich diese zeitlichen Verzögerungen generell oder teilweise unbekannt sind, sind sie für einen gegebenen Ausgangsion-Fragmention-Übergang reproduzierbar. Diese zeitlichen Verzögerungen können wiederum nützliche Strukturinformationen liefern oder bei Bibliothekssuchen nützlich sein.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform können effektive Ankunftszeiten von Ausgangsion-Fragmention-Übergängen am lonendetektionssystem, beispielsweise am Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator, bestimmt werden. Gemäß dieser Ausführungsform werden Fragmentionen erzeugt und werden ihre Profile in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben bestimmt, die Parameter der ersten Vorrichtung (beispielsweise der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung) können jedoch geändert werden, um zumindest zwei Messungen jedes Übergangs zu ermöglichen. Durch Ändern von Parametern einer lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung können unbekannte und von der lonenbeweglichkeitstrennung unabhängige Faktoren in der Art der vorstehend in Bezug auf 4 beschriebenen herausgehoben und/oder korrigiert werden. Insbesondere kann die Zeit, die ein bestimmter Vorläuferion-Fragmention-Übergang benötigt, um eine Reaktions- oder Fragmentationsvorrichtung zu durchlaufen, bestimmt werden und kann eine geeignete Korrektur- oder Kalibrierroutine bereitgestellt werden.
• Beispielsweise führt, wie vorstehend anhand 2 und Gl. 9a erwähnt, das Ändern des entlang der Driftröhren-lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 angelegten axialen Felds zu einer Änderung der Durchgangszeit durch die lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 für Ionen mit einer gegebenen lonenbeweglichkeit. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die lonendurchgangszeit durch eine Gaszelle (innerhalb des Zwischenübertragungsgebiets 10 angeordnet) für einen bestimmten Übergang eine unbekannte, jedoch reproduzierbare zeitliche Verzögerung einschließen. Die zeitlichen Verzögerungen, die durch den Fragmentationsprozess herbeigeführt werden, können bedeuten, dass die lonenankunftszeiten am Massenanalysator 8 nicht genau auf der Grundlage des Masse-/Ladungsverhältnisses oder der lonenbeweglichkeit allein vorhergesagt werden können.
• Unter diesen Umständen kann Gl. 9a modifiziert werden, um einen unbekannten (oder teilweise unbekannten) Verzögerungsterm D aufzunehmen, wie nach Gl. 20: $$\text{T}\left(\text{K}\right)=\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{KE}}+\text{D}$$

  
• Der Verzögerungsterm D kann durch Ändern der Stärke des Driftfelds E zwischen wenigstens zwei Messungen bestimmt werden und auf diese Weise berücksichtigt werden. Es wird nun ein als Beispiel dienendes Verfahren zum Korrigieren dieser Verzögerungsterme beschrieben.
• 5 zeigt eine Auftragung der gemessenen Fragmentionen-Driftzeit, d.h. der gemessenen Ankunftszeit am Detektor gegen ein sich änderndes 1/E für einen bestimmten Vorläuferion-Fragmention-Übergang. Nach Gl. 20 ist die Steigung der Linie umgekehrt proportional zur lonenbeweglichkeit K des Vorläufer- oder Ausgangsions.
• 6 ist eine ähnliche Auftragung für das gleiche Vorläufer- oder Ausgangsion, jedoch für zwei verschiedene Übergänge, d.h. verschiedene Fragmentionen. In 6 ist die Steigung der beiden Auftragungen die gleiche, wodurch angegeben wird, dass die Vorläufer- oder Ausgangsionenbeweglichkeit die gleiche ist. Die zugeordnete Verzögerungszeit für jeden aufgetragenen Übergang ist die gemessene Driftzeit bei E = 0, d.h. der y-Schnittpunkt aus 6.
• Es wird verstanden werden, dass die in Gl. 20 definierte Verzögerungszeit D die Durchgangszeit durch eine Anzahl von Zwischengebieten einschließen kann, die sich zwischen dem Ausgang 11 der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 und dem Massenanalysator 8 befinden. Demgemäß können die Verzögerungszeiten auf der Grundlage des Masse-/Ladungsverhältnisses der Vorläuferionen, des Masse-/Ladungsverhältnisses der Fragmentionen oder anderer deterministischer Durchgangszeiten, wie zuvor beschrieben, teilweise bekannt sein. In diesen Fällen können die bekannten Verzögerungen berücksichtigt werden, bevor Berechnungen in der Art der in den 5 und 6 dargestellten ausgeführt werden. Fachleute werden verstehen, dass beliebige der in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken kombiniert werden können, um bekannte Terme zu berücksichtigen. Sobald bekannte Terme berücksichtigt wurden, enthalten die sich ergebenden Verzögerungszeiten Informationen in Bezug auf die Zeit, die ein Vorläuferion benötigt, um in der Gaszelle zu fragmentieren. Wie zuvor erwähnt wurde, können sich diese Informationen an sich beispielsweise für eine strukturelle Bestimmung und für Bibliothekssuchen als nützlich erweisen.
• Statt das Driftfeld E zu ändern, können ähnliche Ergebnisse erhalten werden, indem die Trennungslänge L_IMS der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung 5 geändert wird.
• 7 zeigt eine Auftragung von der Fragmentankunftszeit gegen eine veränderliche Trennungslänge. Vier Messungen wurden bei verschiedenen Trennungslängen vorgenommen. Wiederum sind zwei verschiedene Übergänge des gleichen Vorläufer- oder Ausgangsions aufgetragen. Die Steigung ist proportional zu 1/K, und die Verzögerungszeiten können anhand des y-Schnittpunkts leicht bestimmt werden.
• Wie vorstehend beispielsweise anhand der Gl. 5 - 8 beschrieben wurde, können durch eine Verringerung der Länge der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung in manchen Fällen zusätzliche bekannte Verzögerungen herbeigeführt werden, die berücksichtigt werden können.
• Durch Ändern der Länge der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung statt des axialen Felds kann vorteilhafterweise eine Störung der Stabilität und/oder der Genauigkeit der auf benachbarte vorgeschaltete oder nachgeschaltete Vorrichtungen angewendeten Potentiale vermieden werden. Die lonenbeweglichkeits-Trennungslänge kann in einer in einem geschlossenen Kreis arbeitenden lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung vergrößert werden, indem die Anzahl der Durchgänge geändert wird. Alternativ/zusätzlich kann die lonenbeweglichkeits-Trennungslänge durch Einstellen der lonengatterposition oder durch die Verwendung nicht trennender laufender Wellen zur Übertragung von Ionen über bestimmte Unterabschnitte der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung geändert werden.
• Es ist wichtig zu bemerken, dass durch Ändern des Driftfelds oder der Länge der lonenbeweglichkeits-Trennvorrichtung ihre Auflösung grundlegend beeinflusst wird. Das heißt, dass Komponenten, die bei einem Driftfeld/einer Länge getrennt werden können, bei einem niedrigeren Feld/einer geringeren Länge nicht getrennt werden können.
• Die Kopplung der lonenbeweglichkeitstrennung mit einem Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenspektrometer hoher Auflösung mit einem Erfassungssystem in der Art eines solchen, das in US 6 992 283 B2 beschrieben ist, bietet eine verbesserte analytische Peak-Kapazität, wodurch die Wirkungen einer geringeren Auflösung der lonenbeweglichkeitstrennung abgeschwächt werden. Dies ist auf die teilweise orthogonale Beziehung zwischen der Beweglichkeit von Vorläufer- oder Ausgangsionen und der Masse und dem Masse-/Ladungsverhältnis von Vorläufer- oder Ausgangsionen zurückzuführen. Reine Driftzeit-Peak-Profile, d.h. für einzelne Komponenten, die nicht gestört werden, können konstruiert werden, vorausgesetzt, dass die Komponenten in der Massendimension oder der Dimension des Masse-/Ladungsverhältnisses ausreichend getrennt sind. Zusätzlich kann der Vorgang der Nachlonenbeweglichkeitstrennungs-Fragmentation die Peak-Kapazität infolge der im Wesentlichen orthogonalen Beziehung zwischen der Beweglichkeit von Vorläuferionen und der Masse oder dem Masse-/Ladungsverhältnis von Fragmentionen weiter erhöhen. Wenngleich sich das beschriebene Verfahren auf eine driftröhrenbasierte lonenbeweglichkeitstrennung konzentriert, kann der gleiche Ansatz für eine auf laufenden Wellen beruhende lonenbeweglichkeitstrennung angewendet werden. Dies erfordert ein Verständnis der Beziehung zwischen Driftzeiten durch die Laufende-Welle-Ionenbeweglichkeits-Trennvorrichtung und verschiedenen Parametern der laufenden Welle in der Art der Wellenlänge, des Wellenprofils, der Wellengeschwindigkeit und der Wellenamplitude. In Shvartsburg et al, Anal. Chem. 2008, 80, 9689 - 9699, sind analytische Ausdrücke für diese Beziehungen abgeleitet. Beispielsweise zeigt Shvartsburg, dass unter bestimmten Bedingungen die Driftzeit durch eine Laufende-Welle-Ionenbeweglichkeits-Trennvorrichtung durch folgenden Ausdruck gegeben ist: $$\text{T}\left(\text{K}\right)=\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}\text{S}}{{\text{K}}^2{\overline{\text{E}}}^2}$$

  

  wobei S die Wellengeschwindigkeit ist und E̅² der Durchschnitt von E² über die Wellenform der laufenden Welle ist, der sich direkt auf ihre Amplitude bezieht.
• Wiederum können unbekannte oder teilweise bekannte, d.h. deterministische, Verzögerungen durch die Verwendung dieser Beziehung in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben berücksichtigt werden. Bei diesem Regime kann die Amplitude geändert werden und kann die gemessene Driftzeit gegen die umgekehrte Rechteckwellenamplitude aufgetragen werden, wie in 8 dargestellt ist.
• In 8 ist die Steigung proportional zu 1/K² und kann eine unbekannte Verzögerungszeit D anhand des y-Schnittpunkts bestimmt werden.
• Gl. 21 gilt nur für bestimmte Bedingungen. Eine Abweichung vom Regime in Zusammenhang mit Gl. 21 führt daher zu einer anderen Beziehung zwischen T und K. Der allgemeine Ansatz kann jedoch noch verwendet werden.
• Bei den vorstehend beschriebenen und in den 5 - 8 dargestellten Ansätzen wird die lonenbeweglichkeit K anhand der Steigung oder des Gradienten gewisser Auftragungen bestimmt. Fachleute werden jedoch verstehen, dass die Messungen ebenso unter Verwendung eines anderen geeigneten Verfahrens analysiert werden können. Beispielsweise können die Parameter unter Verwendung einer einfachen Arithmetik bestimmt werden, wie nachstehend erläutert wird.
• Es seien zwei Messungen von Ankunftszeiten bei verschiedenen Feldwerten (T1, E1) und (T2, E2) für eine durch Gl. 20 beschriebene Vorrichtung betrachtet. Für Ionen mit der Beweglichkeit K ergibt sich durch Subtrahieren von T2 von T1 Folgendes: $$\text{T}1\left(\text{K}\right)-\text{T}2\left(\text{K}\right)=\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{KE}1}+\text{D}-\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{KE}2}-\text{D}$$

  

  was umgeordnet werden kann, um eine direkte Bestimmung von K zu ermöglichen: $$\frac{{\text{L}}_{\text{IMS}}}{\text{K}}=\frac{\text{T}1\left(\text{K}\right)-\text{T}2\left(\text{K}\right)}{\frac{1}{\text{E}1}-\frac{1}{\text{E}2}}$$

  
• Die vorstehend beschriebenen Ansätze ermöglichen allgemein die Bestimmung der lonenbeweglichkeit, der Driftzeit oder des Gradienten. Für Instrumente, welche eine Fragmentation nach der lonenbeweglichkeitstrennung verwenden, kann die Bestimmung der Beweglichkeit oder der Driftzeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen verwendet werden, um Fragmentionen ihrem entsprechenden Vorläuferion oder anderen verwandten Fragmentionen zuzuweisen oder damit zu verknüpfen.
• Fachleute werden verstehen, dass beliebige der vorstehend beschriebenen Techniken vorteilhaft kombiniert werden können. Beispielsweise kann die lonenbeweglichkeit oder die Driftzeit von Ausgangs- oder Vorläuferionen unter Verwendung von Gl. 13 bestimmt werden und kann die Beweglichkeit oder die Driftzeit von Vorläufer- oder Ausgangsionen für resultierende Fragmentionen unter Verwendung von Gl. 23 bestimmt werden. Fragmentionen können dann anderen Fragmentionen und/oder Vorläufer- oder Ausgangsionen auf der Grundlage dieser Werte zugewiesen werden. Falls beispielsweise festgestellt wird, dass zwei Fragmentionen die gleiche Vorläufer- oder Ausgangsionenbeweglichkeit haben, können sie dem gleichen Vorläufer- oder Ausgangsion zugewiesen werden. Mit Bezug auf 6 sei beispielsweise bemerkt, dass die beiden aufgetragenen Übergänge die gleiche Steigung und daher die gleiche Vorläufer- oder Ausgangsionenbeweglichkeit aufweisen. Ein Übergang mit einer anderen Steigung würde eine andere Vorläufer- oder Ausgangsionenbeweglichkeit und daher ein anderes Vorläufer- oder Ausgangsion angeben.
• Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwenden einen Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator als Masse-/Ladungsverhältnisanalysator und -detektor. Die Techniken sind in dieser Hinsicht jedoch nicht beschränkt. Ionenbeweglichkeits-Trennvorrichtungen können mit anderen Massenanalysatoren gekoppelt werden, welche Quadrupol-basierte Massenanalysatoren und lonenfallen umfassen, wie ein ORBITRAP (RTM) oder ein elektrostatischer Massenanalysator, der dafür eingerichtet ist, ein elektrostatisches Feld mit einer quadro-logarithmischen Potentialverteilung zu erzeugen. Die vorstehend offenbarten Techniken sind auch auf solche Instrumente anwendbar. Die genaue Bestimmung der Zeit, zu der Ionen an einer bestimmten Vorrichtung ankommen, kann die Verschiebung des Durchlassfensters eines Quadrupols zur richtigen Zeit oder das genaue Auswählen eines Driftzeitgebiets für das Füllen einer lonenfalle erleichtern. Im Fall eines auflösenden Quadrupols stellt das ausgewählte Masse-/Ladungsverhältnisgebiet die Masse-/Ladungsverhältniswerte für die vorstehend beschriebenen Kalibrierungen oder Korrekturen bereit.
• In einigen Fällen umfassen die deterministischen Durchgangszeiten sowohl von der Vorläufer- oder Ausgangsionenbeweglichkeit als auch vom Vorläufer- oder Ausgangsionen-Masse-/Ladungsverhältnis abhängige Terme. In der Praxis sind diese beiden Parameter für einen gegebenen Ladungszustand korreliert, so dass einer der Werte durch eine Messung des anderen genähert werden kann. Diese Korrelation kann eine ausreichende Genauigkeit oder Präzision für das Implementieren der hier beschriebenen Techniken bereitstellen.
• Wenngleich sich die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf den Zusammenhang der lonenbeweglichkeitstrennung beziehen, können andere schnelle Trenntechniken auch von den beschriebenen Ansätzen profitieren. Beispielsweise können die vorstehend allgemein beschriebenen Techniken vorteilhaft mit schnellen Fallen mit einer Nach-Ausstoß-Fragmentation verwendet werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Massenspektrometrie, welches Folgendes umfasst: zeitliches Trennen von Ionen in einer ersten Vorrichtung (3, 4, 5), Massenanalysieren der Ionen oder von den Ionen abgeleiteter Produkt- oder Fragmentionen in einem Massenanalysator (8), der sich hinter der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) befindet, Erhalten eines ersten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung (3, 4, 5) durch Messen von lonenankunftszeiten an dem Massenanalysator (8), Bestimmen der Durchgangszeiten (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) der Ionen und/oder der Produkt- oder Fragmentionen durch eine Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) und/oder eine Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9), die sich zwischen der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und dem Massenanalysator (8) befinden, Erhalten eines zweiten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung (3, 4, 5) durch Korrigieren des ersten Satzes von Driftzeiten, um die bestimmten Durchgangszeiten (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) zu berücksichtigen, und zeitliches Steuern des Betriebs einer Vorrichtung, die sich zwischen der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und dem Massenanalysator (8) befindet, auf der Grundlage der bestimmten Durchgangszeiten (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) durch stromaufwärts zur Vorrichtung gelegene Zwischengebiete (6, 10) und/oder Zwischenvorrichtungen (7, 9), wobei die erste Vorrichtung (3, 4, 5) auf einem höheren Druck gehalten wird als der Massenanalysator (8) und die Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) und/oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9) bei einem Zwischendruck zwischen jenem der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und des Massenanalysators (8) gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des zeitlichen Trennens von Ionen in der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) das Trennen von Ionen entsprechend der lonenbeweglichkeit umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Durchgangszeiten (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9) eine Funktion des Masse-/Ladungsverhältnisses und/oder der lonenbeweglichkeit ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner die Durchgangszeiten (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) von Ionen durch die Mehrzahl von Zwischengebiete (6, 10) und/oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9) unter Verwendung der Massenanalyse bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) und/oder der Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9) auf einem Druck von 10^-3 bis 10-⁴ mbar oder auf 10-⁵ mbar gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuern des Betriebs der Vorrichtung das Steuern einer Quadrupol-Vorrichtung umfasst, um ein oder mehrere spezifische Ausgangs- oder Vorläuferionen zu isolieren, wenn sie an der Quadrupol-Vorrichtung ankommen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuern des Betriebs der Vorrichtung das Steuern einer Fragmentationsenergie von Ausgangs- oder Vorläuferionen als Funktion der Zeit umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Massenanalysierens unter Verwendung eines Flugzeit- oder Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenspektrometers ausgeführt wird, wobei das Flugzeit-Massenspektrometer optional ferner in einem verschachtelten Erfassungsmodus betrieben wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner Folgendes umfasst: nach dem Schritt des zeitlichen Trennens von Ionen in der ersten Vorrichtung (3, 4, 5), Bewirken, durch eine Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung, dass Ionen fragmentieren oder reagieren, und Bestimmen der Durchgangszeit (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) von Vorläuferionen durch ein Zwischengebiet (6, 10) oder eine Zwischenvorrichtung (7, 9) vor der Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung und/oder der Durchgangszeit (T_TR2, T_α, T_TR3, T_FO) von Fragment- oder Produktionen durch ein Zwischengebiet (6, 10) oder eine Zwischenvorrichtung (7, 9) hinter der Fragmentations- oder Reaktionsvorrichtung.
10. Massenspektrometer, welches Folgendes umfasst: eine erste Vorrichtung (3, 4, 5) zum zeitlichen Trennen von Ionen, einen Massenanalysator (8), der sich hinter der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) befindet, eine Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) und/oder eine Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9) zwischen der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und dem Massenanalysator (8), wobei die erste Vorrichtung (3, 4, 5) auf einem höheren Druck gehalten wird als der Massenanalysator (8) und die Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9) bei einem Zwischendruck zwischen jenem der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und des Massenanalysators (8) gehalten wird, und ein Steuersystem, welches einen Prozessor umfasst, der dafür ausgelegt ist, Folgendes auszuführen: (i) Erhalten eines ersten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung (3, 4, 5) durch Messen von lonenankunftszeiten an dem Massenanalysator (8), (ii) Bestimmen der Durchgangszeiten (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) der Ionen und/oder von Produkt- oder Fragmentionen, die von den Ionen abgeleitet sind, durch die Mehrzahl von Zwischengebieten (6, 10) und/oder die Mehrzahl von Zwischenvorrichtungen (7, 9), (iii) Erhalten eines zweiten Satzes von Driftzeiten für die Ionen durch die erste Vorrichtung (3, 4, 5) durch Korrigieren des ersten Satzes von Driftzeiten, um die bestimmten Durchgangszeiten (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) zu berücksichtigen, und (iv) zeitliches Steuern des Betriebs einer Vorrichtung, die sich zwischen der ersten Vorrichtung (3, 4, 5) und dem Massenanalysator (8) befindet, auf der Grundlage der bestimmten Durchgangszeiten (T_TR2, T_α. T_TR3, T_FO) durch stromaufwärts zur Vorrichtung gelegene Zwischengebiete (6, 10) und/oder Zwischenvorrichtungen (7, 9).

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