DE112015002675B4

DE112015002675B4 - Mehrweg-Betriebszyklus-Verbesserung

Info

Publication number: DE112015002675B4
Application number: DE112015002675.4T
Authority: DE
Inventors: Martin Raymond Green; David J. Langridge; Keith Richardson; Jason Lee Wildgoose
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2035-06-06
Also published as: US20170213713A1; US11004668B2; DE112015002675T5; WO2015185934A1

Abstract

Massenspektrometer umfassend:eine erste Vorrichtung, wobei die erste Vorrichtung eine oder mehrere Elektronentransferdissoziations-(ETD)-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtungen oder eine oder mehrere Fragmentierungsvorrichtungen zur stoßinduzierten Dissoziation (CID) umfasst,eine zweite Vorrichtung, wobei die zweite Vorrichtung eine oder mehrere Elektronentransferdissoziations-(ETD)-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtungen oder eine oder mehrere Fragmentierungsvorrichtungen zur stoßinduzierten Dissoziation (CID) umfasst, undeinen Schalter, der angeordnet und ausgebildet ist:(i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und(i) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.wobei:(a) zum ersten Zeitpunkt T1 sich die erste Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Fragmentieren oder Reagieren der Ionen, die zum ersten Zeitpunkt T1 auf die erste Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und sich die zweite Vorrichtung, sofern es sich bei der zweiten Vorrichtung um eine ETD-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Wiederbefüllens mit einem Reagens befindet, oder, sofern es sich bei der zweiten Vorrichtung um eine CID-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Änderns der Stoßenergie befindet; und(b) zum zweiten Zeitpunkt T2 sich die zweite Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Fragmentieren oder Reagieren der Ionen, die zum zweiten Zeitpunkt T2 auf die zweite Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und sich die erste Vorrichtung, sofern es sich bei der der ersten Vorrichtung um eine ETD-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Wiederbefüllens mit einem Reagens, oder, sofern es sich bei der ersten Vorrichtung um eine CID-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Änderns der Stoßenergie befindet, wobei der Schalter ferner angeordnet und ausgebildet ist, wiederholt zu wechseln zwischen:(a) dem Leiten von Ionen zur ersten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und(b) dem Leiten von Ionen zur zweiten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.

Description

GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Massenspektrometer und ein Verfahren zum Durchführen einer Massenspektrometrie.
HINTERGRUND
Massenspektrometer nach dem Stand der Technik sind typischerweise so ausgebildet, dass sie einen linearen lonenweg aufweisen, der an einem durch eine lonenquelle und am anderen durch einen Ionendetektor gebunden ist. Ionen müssen alle dazwischen angeordneten lonenführungen, Filter, Fragmentierungszellen und Reaktionsvorrichtungen passieren, um den Ionendetektor zu erreichen.
Die Arten von Vorrichtungen, die entlang des lonenwegs angeordnet sind, sind somit auf solche Vorrichtungen beschränkt, die alle interessierenden Ionen durchlassen können, ohne eine unerwünschte Dämpfung, Reaktion oder Fragmentierung in einem beliebigen gewünschten Betriebsmodus zu bewirken. Wenn eine Vorrichtung in einem einzelnen Experiment in mehreren verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden muss, ist der Betriebszyklus des Instruments durch die erforderliche Zeit zum Ändern des Zustands der Vorrichtung beschränkt, der eine Absetzzeit, Spülzeit und Nachfüllzeit zulässt.
Nach dem Stand der Technik wird ein Schalter verwendet, damit Ionen entlang eines zweiten Wegs umgeleitet werden können, beispielsweise zu einem Zwischenionendetektor oder alternativ zum vollständigen Umgehen einer Fragmentierungszelle und zum Wiederzusammenführen des ursprünglichen lonenwegs stromabwärts von der Fragmentierungsvorrichtung. Dies ermöglicht ein schnelles Wechseln zwischen Fragmentierungs- und Nicht-Fragmentierungsmodus. Beispielsweise offenbart US-7851751 B2 eine Anordnung, bei der Molekül-Ionen abwechselnd zum Passieren und Umgehen einer Fragmentierungsvorrichtung veranlasst werden.
GB 2 392 005 A offenbart eine lonenführung umfassend eine Vielzahl von horizontalen Platten, wobei Ionen zwischen verschiedenen in der lonenführung ausgebildeten Kanälen umgeleitet werden können.
WO 2013/092923 A2 offenbart eine Stoßzelle für die Tandem-Massenspektrometrie, bei der Vorläufer-Ionen ihrem eigenen speziellen Kanal einer Mehrkammer-Stoßzelle zur parallelen gleichzeitigen Fragmentierung zugewiesen werden.
Als nächstkommender Stand der Technik wird die DE 11 2012 005 416 T5 angesehen. Weiterer relevanter Stand der Technik ist aus der US 5 661 298 A , der DE 10 2010 032 823 A1 , der US 2009/0090853 A1 und der US 6 300 627 B1 bekannt.
Erwünscht ist die Bereitstellung eines verbesserten Massenspektrometers.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt erfolgt die Bereitstellung eines Massenspektrometers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die hier beschriebenen Verfahren können ein Massenspektrometer oder ein Verfahren der Massenspektrometrie mit einem verbesserten Betriebszyklus bereitstellen. Insbesondere können die hier beschriebenen Verfahren das Problem beseitigen, dass der Betriebszyklus durch einen Modus- oder Zustandswechsel beschränkt wird.
Bei Massenspektrometrie-Instrumenten nach dem Stand der Technik folgen Ionen typischerweise einem einzigen lonenweg durch ein Massenspektrometer. Zum Wechseln zwischen verschiedenen Betriebsmodi oder -zuständen des Massenspektrometers muss allgemein der Zustand von einer oder mehreren Vorrichtungen entlang des lonenwegs geändert werden. Die erforderliche Zeit zum Ändern des Zustands einer Vorrichtung entlang des lonenwegs beschränkt den Betriebszyklus des Instruments wesentlich.
Der Betriebszyklus kann erhöht werden, indem ein Massenspektrometer umfassend wenigstens zwei Vorrichtungen und wenigstens einen Schalter, das so ausgebildet ist, dass während einiger Zeitperioden zugelassen wird, dass Ionen in eine erste Vorrichtung eintreten, und verhindert wird, dass diese in eine zweite Vorrichtung eintreten, die den Zustand wechselt und/oder Ionen analysiert und/oder Ionen trennt und/oder in einem stabilen Zustand bleibt, bereitgestellt wird. Wenn der Zustand des Schalters geändert wird (beispielsweise zum Zeitpunkt T2), kann zugelassen werden, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten, und kann verhindert werden, dass diese in die erste Vorrichtung eintreten, die den Zustand wechselt und/oder Ionen analysiert und/oder Ionen trennt und/oder in einem stabilen Zustand bleibt.
Es bestehen somit zwei oder mehr mögliche lonenwege durch das Massenspektrometer, entlang derer Ionen alternativ geleitet werden können. Es ist anerkannt, dass das Wechseln zwischen den zwei oder mehr möglichen verschiedenen lonenwegen im Allgemeinen schneller erfolgen kann als die erforderliche Zeit zum Ändern des Betriebsmodus einer einzelnen Vorrichtung. Die hier beschriebenen Verfahren ermöglichen es somit dem Massenspektrometer, schnell zwischen Betriebsmodi mit verbessertem Betriebszyklus zu wechseln. Ferner können wenigstens in einigen Ausführungsformen Vorrichtungen entlang des lonenwegs, die aktuell nicht in Verwendung sind, umkonfiguriert werden, ohne den Betriebszyklus der aktuellen Messung zu beeinflussen oder zu beschränken.
WO 2013/092923 A2 offenbart eine Anordnung, bei der Ionen der Reihe nach separaten Kammern einer Stoßzelle übergeben werden, in denen sie gleichzeitig fragmentiert werden. Es ist nicht bekannt, das Problem zu lösen, dass ein Betriebszyklus durch einen Modus- oder Zustandswechsel beschränkt wird, indem Ionen zu einer ersten (und/oder zweiten) Vorrichtung während einer Zeitperiode geleitet werden, während sich eine zweite (und/oder erste) Vorrichtung in einem Prozess der Äquilibrierung, der Zustandsänderung, des Wiederbefüllens, des Nachladens, des Übergangs, des Auffüllens, des Änderns der Spannung oder des Änderns eines Betriebsparameters befindet.
In den hier beschriebenen Verfahren kann die erste Vorrichtung im Allgemeinen auf einem ersten lonenweg und die zweite Vorrichtung auf einem zweiten lonenweg angeordnet sein. Ionen, die verschiedenen lonenwegen folgen oder auf diesen entstehen, können anschließend rekombiniert werden, bevor sie einem gemeinsamen Ionendetektor oder Massenanalysator übergeben werden. Die Ionen (das heißt und/oder von den Ionen erfasste Daten), die verschiedenen lonenwegen folgen oder auf diesen entstehen, (oder mit diesen Ionen verknüpfte Vorläufer- oder Produkt-Ionen) können wirksam entsprechend ihrem lonenweg markiert werden.
Die hier beschriebenen Verfahren ermöglichen somit dem Massenspektrometer ein schnelles Wechseln zwischen zwei oder mehr verschiedenen Arten der Fragmentierung oder zum Bewirken des unterschiedlichen Trennens, Filterns, Fragmentierens oder Reagierens von Ionen mit verschiedenen Eigenschaften.
Es gibt viele Beispiele für Massenspektrometrie-Versuchen, die herkömmlicherweise in der hier beschriebenen Weise beschränkt würden und von den hier beschriebenen Verfahren profitieren würden.
Beispielsweise muss ein Quadrupol-Massenspektrometer zum Überwachen von mehreren Vorläufer- oder Molekül-Ionen und/oder Fragment-Ionen den Zustand viele Male pro Sekunde wechseln und es ist eine Mindestzeit zwischen den Scans erforderlich, damit sich der Zustand des Quadrupols ändern kann. Die hier beschriebenen Verfahren können dies vermeiden, indem zwei Quadrupole parallel angeordnet werden können, die parallel mit einem hohen Betriebszyklus verwendet werden können. Somit kann in Ausführungsformen die erste Vorrichtung ein erstes Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfassen und die zweiten Vorrichtungen können ein zweites Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfassen.
Ein weiteres Beispiel ist ein in einer Gaszelle eingeschlossenes Elektronentransferdissoziations-(„ETD“-)Reagens, in das Analyt-Ionen eingeführt werden, um das Entwickeln einer Fragmentierungsreaktion zu ermöglichen. Wenn das ETD-Reagens verbraucht ist, ist eine Befüllzeit erforderlich, bevor mehr Analyt-Ionen eingeführt werden können. Die hier beschriebenen Verfahren vermeiden dies, in dem beispielsweise zwei ETD-Zellen parallel angeordnet werden, so dass eine zur ETD-Fragmentierung verwendet werden kann, während die andere neu befüllt wird. Somit kann in Ausführungsformen die erste Vorrichtung eine erste ETD-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtung umfassen und die zweite Vorrichtung kann eine zweite ETD-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtung umfassen.
Ebenso kann eine ETD-Zelle parallel zu einer anderen Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtung wie einer Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation (Collisional Induced Dissociation / „CID“) angeordnet sein. Ionen können zur CID-Fragmentierungsvorrichtung geleitet werden, während die ETD-Zelle neu befüllt wird. Die CID-Zelle kann ruhend gelassen werden, während Ionen alternativ zur ETD-Zelle geleitet werden. Alternativ/zusätzlich kann die CID-Zelle von Ionen geleert werden, um eine Kreukopplung zu vermeiden, und/oder die Stoßenergie kann geändert werden, während die Ionen alternativ zur ETD-Zelle geleitet werden. Somit kann in Ausführungsformen die erste Vorrichtung eine CID-Fragmentierungsvorrichtung umfassen und die zweite Vorrichtung kann eine ETD-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtung umfassen.
Die erste Vorrichtung kann eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation (Collisional Induced Dissociation / „CID“), eine Elektronentransferdissoziations-(„ETD“-)Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtung oder ein Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfassen.
Die zweite Vorrichtung kann eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation (Collisional Induced Dissociation / „CID“), eine Elektronentransferdissoziations-(„ETD“-)Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtung oder ein Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfassen.
Zum ersten Zeitpunkt T1 kann sich die erste Vorrichtung in einem Zustand zum optimalen Fragmentieren, Reagieren, Massenfiltern oder anderweitigen Verarbeiten der Ionen befinden.
Zum ersten Zeitpunkt T1 kann sich die zweite Vorrichtung in einem Zustand zum potentiell optimalen Fragmentieren, Reagieren, Massenfiltern oder anderweitigen Verarbeiten von Ionen befinden. Zum ersten Zeitpunkt T1 kann sich die zweite Vorrichtung alternativ nicht in einem Zustand zum potentiell optimalen Fragmentieren, Reagieren, Massenfiltern oder anderweitigen Verarbeiten von Ionen befinden.
Zum zweiten Zeitpunkt T2 kann sich die zweite Vorrichtung in einem Zustand zum optimalen Fragmentieren, Reagieren, Massenfiltern oder anderweitigen Verarbeiten der Ionen befinden.
Zum zweiten Zeitpunkt T2 kann sich die erste Vorrichtung in einem Zustand zum potentiell optimalen Fragmentieren, Reagieren, Massenfiltern oder anderweitigen Verarbeiten von Ionen befinden. Zum zweiten Zeitpunkt T2 kann sich die erste Vorrichtung alternativ nicht in einem Zustand zum potentiell optimalen Fragmentieren, Reagieren, Massenfiltern oder anderweitigen Verarbeiten von Ionen befinden.
Die erste Vorrichtung kann eine oder mehrere Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtungen umfassen.
Offenbart sind Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtung, die ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend: (i) eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation (Collisional Induced Dissociation / „CID“); (ii) eine Fragmentierungsvorrichtung zur oberflächeninduzierten Dissoziation (Surface Induced Dissociation / „SID“); (iii) eine Elektronentransferdissoziations-(„ETD“-)Fragmentierungsvorrichtung; (iv) eine Elektroneneinfangdissoziations-(Electron-Capture-Dissociation-/„ECD“-)Fragmentierungsvorrichtung; (v) eine Elektronenstoßdissoziations-Fragmentierungsvorrichtung; (vi) eine Fragmentierungsvorrichtung zur photoinduzierten Dissoziation („PID“); (vii) eine Fragmentierungsvorrichtung zur laserinduzierten Dissoziation; (viii) eine Vorrichtung zur durch Infrarotstrahlung induzierten Dissoziation; (ix) eine Vorrichtung zur durch Ultraviolettstrahlung induzierten Dissoziation; (x) eine Düsen-Skimmer-Schnittstellen-Fragmentierungsvorrichtung; (xi) eine quelleninterne Fragmentierungsvorrichtung; (xii) eine quelleninterne Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation; (xiii) eine Fragmentierungsvorrichtung mit thermischer Quelle oder Temperaturquellen; (xiv) eine Vorrichtung zur durch ein elektrisches Feld induzierten Fragmentierung; (xv) eine Vorrichtung zur durch ein Magnetfeld induzierten Fragmentierung; (xvi) eine Enzymaufschluss- oder Enzymzersetzungs-Fragmentierungsvorrichtung; (xvii) eine lonen-lonen-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xviii) eine lonen-Moleküle-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xix) eine lonen-Atome-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xx) eine lonen-metastabile-lonen-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxi) eine lonen-metastabile-Moleküle-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxii) eine lonen-metastabile-Atome-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxiii) eine lonen-lonen-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxiv) eine lonen-Moleküle-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxv) eine lonen-Atome-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxvi) eine lonen-metastabile-lonen-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxvii) eine lonen-metastabile-Moleküle-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxviii) eine lonen-metastabile-Atome-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; und (xxix) eine Elektronenionisationsdissoziations-(„EID“-)Fragmentierungsvorrichtung. Diese Vorrichtungen fallen zum Teil nicht unter die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.
Die zweite Vorrichtung kann eine oder mehrere Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtungen umfassen.
Die zweite Vorrichtung kann eine Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtung umfassen, die ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend: (i) eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation (Collisional Induced Dissociation / „CID“); (ii) eine Fragmentierungsvorrichtung zur oberflächeninduzierten Dissoziation (Surface Induced Dissociation / „SID“); (iii) eine Elektronentransferdissoziations-(„ETD“-)Fragmentierungsvorrichtung; (iv) eine Elektroneneinfangdissoziations-(Electron-Capture-Dissociation-/„ECD“-)Fragmentierungsvorrichtung; (v) eine Elektronenstoßdissoziations-Fragmentierungsvorrichtung; (vi) eine Fragmentierungsvorrichtung zur photoinduzierten Dissoziation („PID“); (vii) eine Fragmentierungsvorrichtung zur laserinduzierten Dissoziation; (viii) eine Vorrichtung zur durch Infrarotstrahlung induzierten Dissoziation; (ix) eine Vorrichtung zur durch Ultraviolettstrahlung induzierten Dissoziation; (x) eine Düsen-Skimmer-Schnittstellen-Fragmentierungsvorrichtung; (xi) eine quelleninterne Fragmentierungsvorrichtung; (xii) eine quelleninterne Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation; (xiii) eine Fragmentierungsvorrichtung mit thermischer Quelle oder Temperaturquellen; (xiv) eine Vorrichtung zur durch ein elektrisches Feld induzierten Fragmentierung; (xv) eine Vorrichtung zur durch ein Magnetfeld induzierten Fragmentierung; (xvi) eine Enzymaufschluss- oder Enzymzersetzungs-Fragmentierungsvorrichtung; (xvii) eine lonen-lonen-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xviii) eine lonen-Moleküle-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xix) eine lonen-Atome-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xx) eine lonen-metastabile-lonen-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxi) eine lonen-metastabile-Moleküle-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxii) eine lonen-metastabile-Atome-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxiii) eine lonen-lonen-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxiv) eine lonen-Moleküle-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxv) eine lonen-Atome-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxvi) eine lonen-metastabile-lonen-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxvii) eine lonen-metastabile-Moleküle-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxviii) eine lonen-metastabile-Atome-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; und (xxix) eine Elektronenionisationsdissoziations-(„EID“-)Fragmentierungsvorrichtung.. Diese Vorrichtungen fallen zum Teil nicht unter die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.
Die erste Vorrichtung kann eines oder mehrere Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfassen.
Das eine oder die mehreren Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter können eines oder mehrere Quadrupol-Stangensatz-Massenfilter und/oder einen oder mehrere Flugzeitbereiche umfassen.
Die zweite Vorrichtung kann eines oder mehrere Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfassen.
Das eine oder die mehreren Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter können eines oder mehrere Quadrupol-Stangensatz-Massenfilter und/oder einen oder mehrere Flugzeitbereiche umfassen.
Die erste Vorrichtung kann eine oder mehrere lonenmobilitäts-Trennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Field-Asymmetric-lon-Mobility-Spectrometer-Vorrichtungen umfassen.
Die zweite Vorrichtung kann eine oder mehrere lonenmobilitäts-Trennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Field-Asymmetric-lon-Mobility-Spectrometer-Vorrichtungen umfassen.
Der Schalter kann ferner angeordnet und ausgebildet sein:

(iii) zum Leiten von Ionen zu einem dritten Zeitpunkt T3 zur ersten Vorrichtung und zum im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und optional
(iv) zum Leiten von Ionen zu einem vierten späteren Zeitpunkt T4 zur zweiten Vorrichtung und zum im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten;

Der Schalter kann angeordnet und ausgebildet sein zum wiederholten Wechseln zwischen: (a) dem Leiten von Ionen zur ersten Vorrichtung und dem im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (b) dem Leiten von Ionen zur zweiten Vorrichtung und dem im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.
Gemäß einem weiteren Aspekt erfolgt die Bereitstellung eines Verfahrens der Massenspektrometrie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
Ebenfalls offenbart ist die Bereitstellung eines Massenspektrometers umfassend:

eine erste Vorrichtung;
eine zweite Vorrichtung; und
einen Schalter oder einen Strahlteiler, der angeordnet und ausgebildet ist:
1. (i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung; und
2. (ii) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung.

Einige oder alle zuvor in Bezug auf die vorhergehenden Aspekte beschriebenen Merkmale sind mit diesem Aspekt vereinbar und können mit diesem kombiniert werden, wenigstens in dem Umfang, dass sie nicht gegenseitig unvereinbar sind.
Die hier beschriebenen Verfahren können ebenfalls allgemeiner einen verbesserten Betriebszyklus in parallelen oder gemultiplexten Analysen liefern, das heißt unabhängig davon, ob sich die erste (und/oder) zweite Vorrichtung in einem Prozess der Äquilibrierung, der Zustandsänderung, des Wiederbefüllens, des Nachladens, des Übergangs, des Auffüllens, des Änderns der Spannung oder des Änderns eines Betriebsparameters befindet, während Ionen zur zweiten (und/oder ersten) Vorrichtung geleitet werden. Beispielsweise kann allgemein ein Schalter oder Strahlteiler verwendet werden, um parallele oder gemultiplexten Fragmentierungs- und/oder Reaktionsprozessen oder parallele Massen- und/oder lonenmobilitätstrennungen oder Filterungen durchzuführen. Das heißt die Verwendung von zwei oder mehr verschiedenen lonenwegen, entlang derer Ionen mit einem Schalter oder Strahlteiler alternativ geleitet werden können, kann an sich vorteilhaft sein.
Beispielsweise kann das Massenspektrometer zwei oder mehr parallel angeordnete lonenmobilitäts-Trennvorrichtungen oder Massenfilter umfassen. Insbesondere wenn diese Vorrichtungen mit einer stromaufwärts angeordneten Einfangvorrichtung verbunden sind, kann eine parallele Anordnung ebenfalls eine Zunahme der Ladekapazität ermöglichen.
In einem weiteren Beispiel kann das Massenspektrometer eine parallel angeordnete CID-Zelle und ETD-Zelle umfassen. Die Verwendung eines Strahlteilers oder eines Schalters ermöglicht es, einen eintreffenden Strahl von Ionen im Wesentlichen gleichzeitig (das heißt oder innerhalb des Zeitrahmens des Wechsels) einer CID und ETD zu unterziehen.
Die zu den verschiedenen Vorrichtungen oder entlang der verschiedenen lonenwege geleiteten Ionen (oder entsprechenden Vorläufer- oder Produkt-Ionen) können anschließend rekombiniert und einem Ionendetektor oder Massenanalysator des Massenspektrometers übergeben werden. Die Ionen oder die von den Ionen erfassten Ionen können entsprechend dem verfolgten lonenweg markiert werden.
Der Schalter oder Strahlteiler kann angeordnet und ausgebildet sein, zum ersten Zeitpunkt T1 im Wesentlichen zu verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten, und/oder der Schalter oder Strahlteiler kann angeordnet und ausgebildet sein, zum zweiten späteren Zeitpunkt T2 im Wesentlichen zu verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.
In Ausführungsformen umfasst entweder:

(a) die erste Vorrichtung eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation, die angeordnet und ausgebildet ist, zu bewirken, dass Ionen mit einer ersten Fragmentierungsenergie fragmentiert werden, wobei die zweite Vorrichtung eine zweite Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation umfasst, die angeordnet und ausgebildet ist, zu bewirken, dass Ionen mit einer zweiten Fragmentierungsenergie fragmentiert werden; und/oder
(b) die erste Vorrichtung ein erstes Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter, das angeordnet und ausgebildet ist, eine Massenfilterung der Ionen durchzuführen, so dass Ionen mit einem Bereichen Bereich von Massen oder Masse-Ladungs-Verhältnissen weiterbefördert werden, wobei die zweite Vorrichtung ein zweites Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfasst, das angeordnet und ausgebildet ist, eine Massenfilterung der Ionen durchzuführen, so dass Ionen mit einem zweiten verschiedenen Bereich von Massen oder Masse-Ladungs-Verhältnissen weiterbefördert werden; und/oder
(c) die erste Vorrichtung ein erstes lonenmobilitäts- oder Differential-lonenmobilitäts-Spektrometer oder einen Separator, wobei die zweite Vorrichtung ein zweites lonenmobilitäts- oder Differential-lonenmobilitäts-Spektrometer oder einen Separator umfasst; und/oder
(d) die erste Vorrichtung eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation, wobei die zweite Vorrichtung eine Elektronentransferdissoziations-Reaktionsvorrichtung umfasst; und/oder
(d) die erste Vorrichtung eine erste Elektronentransferdissoziations-Reaktionsvorrichtung, wobei die zweite Vorrichtung eine zweite Elektronentransferdissoziations-Reaktionsvorrichtung umfasst.

Wenn die erste und zweite Vorrichtung eine erste und zweite Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation, eine erste und zweite Elektronentransferdissoziations-Reaktionsvorrichtung und/oder eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation und eine Elektronentransferdissoziations-Reaktionsvorrichtung umfassen, können die erste und zweite Vorrichtung in der gleichen Gaszelle oder im gleichen Gehäuse angeordnet sein.
Die erste Vorrichtung kann auf einem ersten lonenweg und die zweite Vorrichtung auf einem zweiten lonenweg angeordnet sein, und vom Massenspektrometer erfasste Daten können entsprechend dem jeweiligen lonenweg markiert sein.
Entsprechend kann das Verfahren in einem der hier beschriebenen Aspekte das Erfassen von Daten von den zur ersten und/oder zweiten Vorrichtung geleiteten Ionen und das Markieren dieser Daten entsprechend dem jeweiligen lonenweg umfassen.
Wenn beispielsweise Daten von Ionen erfasst werden, die verschiedenen lonenwegen durch das Massenspektrometer folgen, können die Daten beispielsweise durch Aufrechterhalten einer Trennung von Ionen entlang der verschiedenen lonenwege und Synchronisieren eines lonendetektors oder Massenanalysators des Massenspektrometers mit dem Betrieb der Schalter und/oder Vorrichtungen markiert werden. Zusätzlich/alternativ können eine oder mehrere Vorrichtungen zum Aufteilen der von den verschiedenen lonenwegen austretenden lonenstrahlen in Pakete angeordnet sein. Ferner können die lonenstrahlen und/oder mit den verschiedenen lonenwegen verknüpfte Daten zum Markieren der Daten verschlüsselt oder moduliert werden.
Ebenfalls offenbart ist die Bereitstellung eines Verfahrens der Massenspektrometrie umfassend:

das Bereitstellen einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung; und
das Verwenden eines Schalters oder Strahlteilers:

(i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung; und
(ii) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung.

Das Verfahren kann das Verwenden des Schalters umfassen:

(i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung und zum im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und
(ii) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung und zum im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.

In Ausführungsformen umfasst entweder:

Ebenfalls offenbart ist die Bereitstellung eines Massenspektrometers umfassend:

eine erste Vorrichtung;
eine zweite Vorrichtung; und
einen Schalter, der angeordnet und ausgebildet ist:
1. (i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung und zum im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und
2. (i) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung und zum im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten;
wobei entweder:
1. (a) die erste Vorrichtung eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation, die angeordnet und ausgebildet ist, zu bewirken, dass Ionen mit einer ersten Fragmentierungsenergie fragmentiert werden, wobei die zweite Vorrichtung eine zweite Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation umfasst, die angeordnet und ausgebildet ist, zu bewirken, dass Ionen mit einer zweiten Fragmentierungsenergie fragmentiert werden; und/oder
2. (b) die erste Vorrichtung ein erstes Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter, das angeordnet und ausgebildet ist, eine Massenfilterung der Ionen durchzuführen, so dass Ionen mit einem Bereichen Bereich von Massen oder Masse-Ladungs-Verhältnissen weiterbefördert werden, wobei die zweite Vorrichtung ein zweites Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfasst, das angeordnet und ausgebildet ist, eine Massenfilterung der Ionen durchzuführen, so dass Ionen mit einem zweiten verschiedenen Bereich von Massen oder Masse-Ladungs-Verhältnissen weiterbefördert werden; und/oder
3. (c) die erste Vorrichtung ein erstes lonenmobilitäts- oder Differential-lonenmobilitäts-Spektrometer oder einen Separator, wobei die zweite Vorrichtung ein zweites lonenmobilitäts- oder Differential-lonenmobilitäts-Spektrometer oder einen Separator umfasst.

Die erste Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation und die zweite Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation können in der gleichen Gaszelle oder im gleichen Gehäuse angeordnet sein.
Ebenfalls offenbart ist die Bereitstellung eines Verfahrens der Massenspektrometrie umfassend:

das Bereitstellen einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung; und
das Verwenden eines Schalters:
1. (i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung und zum im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und
2. (i) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung und zum im Wesentlichen Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten;
wobei entweder:
1. (a) die erste Vorrichtung eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation, die angeordnet und ausgebildet ist, zu bewirken, dass Ionen mit einer ersten Fragmentierungsenergie fragmentiert werden, wobei die zweite Vorrichtung eine zweite Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation umfasst, die angeordnet und ausgebildet ist, zu bewirken, dass Ionen mit einer zweiten Fragmentierungsenergie fragmentiert werden; und/oder
2. (b) die erste Vorrichtung ein erstes Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter, das angeordnet und ausgebildet ist, eine Massenfilterung der Ionen durchzuführen, so dass Ionen mit einem Bereichen Bereich von Massen oder Masse-Ladungs-Verhältnissen weiterbefördert werden, wobei die zweite Vorrichtung ein zweites Massen- oder Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter umfasst, das angeordnet und ausgebildet ist, eine Massenfilterung der Ionen durchzuführen, so dass Ionen mit einem zweiten verschiedenen Bereich von Massen oder Masse-Ladungs-Verhältnissen weiterbefördert werden; und/oder
3. (c) die erste Vorrichtung ein erstes lonenmobilitäts- oder Differential-lonenmobilitäts-Spektrometer oder einen Separator, wobei die zweite Vorrichtung ein zweites lonenmobilitäts- oder Differential-lonenmobilitäts-Spektrometer oder einen Separator umfasst.

Ebenfalls offenbart ist die Bereitstellung eines Verfahrens der Massenspektrometrie umfassend
das Bereitstellen einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung;
das Bereitstellen von einem oder mehreren Schaltern, die ausgebildet sind, Analyt-Ionen, die von einer ersten Population erzeugt oder von dieser abgeleitet werden, während einer Zeitperiode T1-T2, wobei T2>T1, zum Eintritt in die erste Vorrichtung zu leiten und anschließend im Wesentlichen zu verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten;
das Ermöglichen der Äquilibrierung und/oder der Zustandsänderung und/oder der Analyse und/oder des Trennens und/oder des Verbleibens in einem Bereitschaftszustand der zweiten Vorrichtung usw. während der Zeit T1-T2;
das Anordnen des Schalters auf solch eine Weise, dass Analyt-Ionen, die von der ersten oder einer zweiten Population erzeugt oder von dieser abgeleitet werden, während einer Zeitperiode T2-T3, wobei T3>T2, in die zweite Vorrichtung eintreten, und im Wesentlichen verhindert wird, dass Analyt-Ionen in die erste Vorrichtung eintreten;
das Ermöglichen der Äquilibrierung und/oder der Zustandsänderung und/oder der Analyse und/oder des Trennens und/oder des Verbleibens in einem Bereitschaftszustands der ersten Vorrichtung usw. während der Zeit T2-T3, so dass der Betriebszyklus der ersten und/oder zweiten Vorrichtung verbessert wird.
Der Schalter kann ausgebildet sein, wiederholt zwischen Zuständen in einer vorgegebenen Folge zu wechseln.
Die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung können allgemein ein Quadrupol-Stangensatz- und/oder lonenmobilitäts-Spektrometer oder Separatorvorrichtungen oder Kombinationen hiervon umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform können zwei Vorrichtungen vorhanden sein.
Die Steuerung kann teilweise oder vollständig in einem Rückkopplungsmodus oder datenabhängigen Modus funktionieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens ein Schalter stromabwärts von einer Mobilitätsvorrichtung angeordnet und funktioniert in einem Mobilitätstrennungs-Zeitrahmen.
Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens eine Vorrichtung eine Elektronentransferdissoziations-Fragmentierungszelle, und eine weitere Vorrichtung ist eine Fragmentierungszelle zur stoßinduzierten Dissoziation.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die wenigstens zwei Vorrichtungen Elektronentransferdissoziations- Frag mentieru ngszellen.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen lonenführungen, welche die Vorrichtungen verbinden, Stacked-Ring-Ionenführungen, Wanderwellen-Ionenführungen, gerade oder gekrümmte Mehrpol-Ionenführungen, Leiterplatten usw. oder eine beliebige Kombination von diesen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Massenspektrometer ferner umfassen:

(a) eine lonenquelle, die ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend: (i) eine Elektronenspray-Ionisations-(„ESI“-)Ionenquelle; (ii) eine Luftdruck-Photoionisations-(Atmospheric-Pressure-Photo-Ionisation-/„APPI“-)Ionenquelle; (iii) eine chemische Luftdruck-Ionisations-(Atmospheric-Pressure-Chemical-Ionisation-/„APCI“-)Ionenquelle; (iv) eine matrixunterstützte Laserdesorptions-lonisations-(Matrix-Assisted-Laser-Desorption-Ionisation-/„MALDI“-)Ionenquelle; (v) eine Laserdesorptions-Ionisations-(„LDI“-)Ionenquelle; (vi) eine Luftdruck-Ionisations-(Atmospheric-Pressure-Ionisation-/„API“-)Ionenquelle; (vii) eine Desorptions-lonisations-auf-Silicium- (Desorption-lonisation-on-Silicon-/„DIOS“-)Ionenquelle; (viii) eine Elektronenstoß-(Electron-Impact-/„EI“-)Ionenquelle; (ix) eine Chemische-Ionisations-(„CI“-)Ionenquelle; (x) eine Feldionisations-(„FI“-)Ionenquelle; (xi) eine Felddesorptions-(„FD“-)Ionenquelle; (xii) eine Induktiv-gekoppeltes-Plasma-(lnductively-Coupled-Plasma/„ICP“-)Ionenquelle; (xiii) eine Fast-Atom-Bombardment-(„FAB“-)Ionenquelle; (xiv) eine Flüssig-Sekundär-Ionen-Massenspektrometrie-(Liquid-Secondary-lon-Mass Spectrometry/„LSIMS“-)Ionenquelle; (xv) eine Desorptions-Elektrospray-Ionisations-(„DESI“-)Ionenquelle; (xvi) eine Nickel-63-Radioaktiv-Ionenquelle; (xvii) eine matrixunterstützte Luftdruck-Laserdesorptionslonisations-lonenquelle; (xviii) eine Thermospray-Ionenquelle; (xix) eine Atmosphärenprobenbildungs-Glimmentladungsionisations-(Atmospheric-Sampling-Glow-Discharge-Ionisations-/„ASGDI“-)Ionenquelle; (xx) eine Glimmentladungs-(Glow-Discharge-(„GD“-)Ionenquelle; (xxi) eine Impaktor-Ionenquelle; (xxii) eine Direktanalyse-in-Echtzeit-(Direct-Analysis-in-Real-Time-/„DART“-)Ionenquelle; (xxiii) eine Laserspray-Ionisations-(„LSI“-)Ionenquelle; (xxiv) eine Schallspray-Ionisations-(„SSI“-)Ionenquelle; (xxv) eine matrixunterstützte Einlass-Ionisations-(Matrix-Assisted-Inlet-Ionisation/(„MAH“-)Ionenquelle; (xxvi) eine lösemittelunterstützte Ionisations-(Solvent-Assisted-Inlet-Ionisation-/(„SAII“-)Ionenquelle; (xxvii) eine Desorptions-Elektrospray-Ionisations-(„DESI“-)Ionenquelle; und (xxviii) eine Laserablations-Elektrospray-Ionisations-(„LAESI“-)lonenquelle; und/oder
(b) eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste lonenquellen; und/oder
(c) eine oder mehrere lonenführungen; und/oder
(d) eine oder mehrere lonenmobilitäts-Trennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Field-Asymmetric-lon-Mobility-Spectrometer-Vorrichtungen; und/oder
(e) eine oder mehrere lonenfallen oder eine oder mehrere loneneinfangbereiche; und/oder
(f) eine oder mehrere Stoß-, Fragmentierungs- oder Reaktionszellen, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: (i) eine Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation (Collisional Induced Dissociation / „CID“); (ii) eine Fragmenierungsvorrichtung zur oberflächeninduzierten Dissoziation (Surface Induced Dissociation / „SID“); (iii) eine Elektronentransferdissoziations-(„ETD“-)Fragmentierungsvorrichtung; (iv) eine Elektroneneinfangdissoziations-(Electron-Capture-Dissociation-/„ECD“-)Fragmentierungsvorrichtung; (v) eine Elektronenstoßdissoziations-Fragmentierungsvorrichtung; (vi) eine Fragmentierungsvorrichtung zur photoinduzierten Dissoziation („PID“); (vii) eine Fragmentierungsvorrichtung zur laserinduzierten Dissoziation; (viii) eine Vorrichtung zur durch Infrarotstrahlung induzierten Dissoziation; (ix) eine Vorrichtung zur durch Ultraviolettstrahlung induzierten Dissoziation; (x) eine Düsen-Skimmer-Schnittstellen-Fragmentierungsvorrichtung; (xi) eine quelleninterne Fragmentierungsvorrichtung; (xii) eine quelleninterne Fragmentierungsvorrichtung zur stoßinduzierten Dissoziation; (xiii) eine Fragmentierungsvorrichtung mit thermischer Quelle oder Temperaturquellen; (xiv) eine Vorrichtung zur durch ein elektrisches Feld induzierten Fragmentierung; (xv) eine Vorrichtung zur durch ein Magnetfeld induzierten Fragmentierung; (xvi) eine Enzymaufschluss- oder Enzymzersetzungs-Fragmentierungsvorrichtung; (xvii) eine lonen-lonen-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xviii) eine lonen-Molekül-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xix) eine lonen-Atom-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xx) eine lonen-metastabile-lonen-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxi) eine lonen-metastabile-Moleküle-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxii) eine lonen-metastabile-Atome-Reaktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xxiii) eine lonen-lonen-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxiv) einen lonen-Moleküle-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxv) einen lonen-Atome-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxvi) eine lonen-metastabile-lonen-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxvii) eine lonen-metastabile-Moleküle-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; (xxviii) eine lonen-metastabile-Atome-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produkt-Ionen; und (xxix) eine Elektronenionisationsdissoziations-(„EID“-)Fragmentierungsvorrichtung; und/oder
(g) einen Massenanalysator, der ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend: (i) einen Quadrupol-Massenanalysator; (ii) einen 2D- oder Linear-Quadrupol-Massenanalysator; (iii) einen Paul- oder 3D-Quadrupol-Massenanalysator; (iv) einen Penning-Fallen-Massenanalysator; (v) einen lonenfallen-Massenanalysator; (vi) einen Magnetsektor-Massenanalysator; (vii) einen Ionen-Cyclotronresonanz-(„ICR“-)Massenanalysator; (viii) einen Fourier-Transformations-Ionen-Cyclotronresonanz-(„FTICR“-)Massenanalysator; (ix) einen elektrostatischen Massenanalysator, der ausgebildet ist, ein elektrostatisches Feld mit einer quadro-logarithmischen Potentialverteilung zu erzeugen; (x) einen elektrostatischen Fourier-Transformations-Massenanalysator; (xi) einen Fourier-Transformations-Massenanalysator; (xii) einen Flugzeit-Massenanalysator; (xiii) einen Senkrechtbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator; und (xiv) einen Linearbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator; und/oder
(h) einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren; und/oder
(c) eine oder mehrere lonendetektoren; und/oder
(g) ein oder mehrere Massenfilter, die ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend: (i) ein Quadrupol-Massenfilter; (ii) eine 2D- oder Linear-Quadrupol-Ionenfalle; (iii) eine Paul- oder 3D-Quadrupol-lonenfalle; (iv) eine Penning-Ionenfalle; (v) eine lonenfalle; (vi) ein Magnetsektor-Massenfilter; (vii) ein Flugzeit-Massenfilter; und (viii) ein Wien-Filter; und/oder
(k) eine Vorrichtung oder ein lonengatter zum Pulsen von Ionen; und/oder
(l) eine Vorrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen lonenstrahls in einen gepulsten lonenstrahl.

Das Massenspektrometer kann ferner umfassen entweder:

(i) eine C-Falle oder einen Massenanalysator umfassend eine äußere tonnenartige Elektrode und eine koaxiale spindelartige Elektrode, die ein elektrostatisches Feld mit einer quadro-logarithmischen Potentialverteilung bilden, wobei in einem ersten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle befördert und anschließend in den Massenanalysator eingespritzt werden und wobei in einem zweiten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle und anschließend zu einer Stoßzelle oder Elektronentransferdissoziations-Vorrichtung befördert werden, wobei wenigstens einige Ionen in Fragment-Ionen fragmentiert werden, und wobei die Fragment-Ionen anschließend zur C-Falle befördert werden, bevor sie in den Massenanalysator eingespritzt werden; und/oder
(ii) eine Stacked-Ring-Ionenführung umfassend eine Vielzahl von Elektroden, die jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die in der Verwendung Ionen befördert werden, wobei der Abstand der Elektroden entlang der Länge des lonenwegs zunimmt, und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem Stromaufwärtsabschnitt der lonenführung einen ersten Durchmesser aufweisen und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem Stromabwärtsabschnitt der lonenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der erste Durchmesser, und wobei entgegengesetzte Phasen einer Wechselstrom- oder Hochfrequenzspannung in der Verwendung auf aufeinander folgende Elektroden angewendet werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Massenspektrometer ferner eine Vorrichtung, die zum Liefern einer Wechselstrom- oder Hochfrequenzspannung für die Elektroden angeordnet und ausgebildet ist. Die Wechselstrom- oder Hochfrequenzspannung weist eine Amplitude auf, die ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend: (i) etwa < 50 V Spitze-Spitze; (ii) etwa 50-100 V Spitze-Spitze; (iii) etwa 100-150 V Spitze-Spitze; (iv) etwa 150-200 V Spitze-Spitze; (v) etwa 200-250 V Spitze-Spitze; (vi) etwa 250-300 V Spitze-Spitze; (vii) etwa 300-350 V Spitze-Spitze; (viii) etwa 350-400 V Spitze-Spitze; (ix) etwa 400-450 V Spitze-Spitze; (x) etwa 450-500 V Spitze-Spitze; und (xi) > etwa 500 V Spitze-Spitze.
Die Wechselstrom- oder Hochfrequenzspannung kann eine Frequenz aufweisen, die ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend: (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; and (xxv) > etwa 10,0 MHz.
Das Massenspektrometer kann ebenfalls eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung stromaufwärts von einer lonenquelle umfassen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Chromatographie-Trennvorrichtung eine Flüssigchromatographie- oder Gaschromatographievorrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Trennvorrichtung umfassen: (i) eine Kapillarelektrophorese-(Capillary-Electrophoresis/„CE“-)Trennvorrichtung; (ii) eine Kapillar-Elektrochromatographie-(Capillary-Electrochromatography-/„CEC“-)Trennvorrichtung; (iii) eine Trennvorrichtung mit einem im Wesentlichen steifen keramikbasierten Mehrschicht-Mikrofluid-Substrat („Keramikplatte“); oder (iv) eine Chromatographie-Trennvorrichtung mit überkritischen Fluiden.
Die lonenführung kann auf einen Druck gehalten werden, der ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend: (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 Analyt-Ionen einer Elektronentransferdissoziations-(„ETD“-)Fragmentierung in einer Elektronentransferdissoziations-Fragmentierungsvorrichtung unterzogen werden. Analyt-Ionen können veranlasst werden, mit ETD-Reagens-Ionen in einer lonenführung oder Fragmentierungsvorrichtung in Wechselwirkung zu treten.
Gemäß einer Ausführungsform zum Bewirken der Elektronentransferdissoziation werden entweder: (a) Analyt-Ionen fragmentiert oder zur Dissoziation und zum Bilden von Produkt- oder Fragment-Ionen bei einer Wechselwirkung mit Reagens-Ionen gebracht; und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagens-Anionen oder negativ geladenen Ionen auf ein oder mehre mehrfach geladene Analyt-Kationen oder positiv geladene Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen zur Dissoziation und zum Bilden von Produkt- oder Fragment-Ionen gebracht werden; und/oder (c) Analyt-Ionen fragmentiert oder zur Dissoziation und zum Bilden von Fragment-Ionen bei einer Wechselwirkung mit neutralen Reagens-Gasmolekülen oder -atomen oder einem nichtionischen Reagens-Gas gebracht; und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Base-Gasen oder -Dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen zur Dissoziation und zum Bilden von Produkt- oder Fragment-Ionen gebracht werden; und/oder (e) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Superbase-Reagens-Gasen oder -Dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen zur Dissoziation und zum Bilden von Produkt- oder Fragment-Ionen gebracht werden; und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Alkalimetall-Gasen oder -Dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen zur Dissoziation und zum Bilden von Produkt- oder Fragment-Ionen gebracht werden; und/oder (g) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Gasen, Dämpfen oder Atomen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen zur Dissoziation und zum Bilden von Produkt- oder Fragment-Ionen gebracht werden, wobei das eine oder die mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend: (i) Natriumdampf oder -atome; (ii) Lithiumdampf oder -atome; (iii) Kaliumdampf oder - atome; (iv) Rubidiumdampf oder -atome; (v) Cäsiumdampf oder -atome; (vi) Franciumdampf oder -atome; (vii) C₆₀-Dampf oder -Atome; und (viii) Magnesiumdampf oder -atome.
Die mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen können Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform zum Bewirken der Elektronentransferdissoziation: (a) werden die Reagens-Anionen oder negativ geladenen Ionen aus einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten Kohlenwasserstoff abgeleitet; und/oder (b) werden die Reageans-Anionen oder negativ geladenen Ionen abgeleitet aus der Gruppe umfassend: (i) Anthracen; (ii) 9,10-Diphenylanthracen; (iii) Naphthalin; (iv) Fluor; (v) Phenanthren; (vi) Pyren; (vii) Fluoranthen; (viii) Chrysen; (ix) Triphenylen; (x) Perylen; (xi) Acridin; (xii) 2,2'-Bipyridin; (xiii) 2,2'-Biquinolin; (xiv) 9-Anthracencarbonitril; (xv) Dibenzothiophen; (xvi) 1,10'-Phenanthrolin; (xvii) 9'-Anthracencarbonitril; und (xviii) Anthrachinon; und/oder (c) umfassen die Reagens-Ionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzol-Anionen oder Azobenzol-Radikalanionen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Prozess der Elektronentransferdissoziations-Fragmentierung eine Wechselwirkung zwischen Analytlonen und Reagens-Ionen, wobei die Reagens-Ionen Dicyanbenzol, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend sind beispielhaft verschiedene Ausführungsformen in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt parallele Elektronentransferdissoziations-Vorrichtungen und Vorrichtungen zur stoßinduzierten Dissoziation gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt parallele Elektronentransferdissoziations-Vorrichtungen gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt ein lonenmobilitätsspektrometer („IMS“) gefolgt von parallelen Massenfiltern gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt eine stoßinduzierte Dissoziation bei zwei verschiedenen Energien in einer einzigen Gaszelle gemäß einer Ausführungsform.
5 zeigt mehrere Geometrien, die eine stoßinduzierte Dissoziation und/oder Elektrontransferdissoziation gemäß einer Ausführungsform verwenden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend ist ein Beispiel umfassend die hier beschriebenen Verfahren beschrieben. Die hier beschriebenen Verfahren ermöglichen es, ein Massenspektrometer in einem solchen Betriebsmodus zu betreiben, dass schnell zwischen zwei oder mehr verschiedenen Arten der Fragmentierung oder anderen Betriebsmodi gewechselt werden kann, oder bewirkt wird, dass Ionen mit verschiedenen Eigenschaften einem unterschiedlichen Trennen, Filtern, Fragmentieren oder Reagieren unterliegen.
Die hier beschriebenen Verfahren finden typischerweise in Massenspektrometrieinstrumenten umfassend eine Reihe von Vorrichtungen D1... DN, wobei N ≤ 2, Anwendung. Die Vorrichtungen können allgemein durch lonenführungen und einen oder mehrere Schalter S1...SM, wobei M ≤ 1, verbunden sein. Die Schalter können ausgebildet sein, Ionen zu veranlassen, sich entlang eines oder mehrerer lonenwege durch das Massenspektrometer zu bewegen.
Die Schalter sind allgemein dazu ausgebildet, schnell bewegt zu werden, insbesondere da die erforderliche Zeit zum Ändern des von Ionen genommenen Wegs kürzer sein muss als die Zeit, die zum Ändern des Zustands einer stromabwärts angeordneten Vorrichtung erforderlich wäre (beispielsweise vom Elektronentransferdissoziations-Modus zum Modus der stoßinduzierten Dissoziation oder von einem Massenbereich zu einem anderen Massenbereich im Falle eines Massenfilters).
Vorrichtungen, die sich nicht auf dem aktuell aktiven lonenweg befinden, können für die zukünftige Benutzung vorbereitet werden. Dies kann eine Änderung des Zustands (beispielsweise die Sollmasse eines Massenfilters), das Auffüllen von Reagens (beispielsweise in einer Elektronentransferdissoziations-Zelle), das Entfernen oder Ausspülen von Rest-Ionen in der Zelle, das Ändern des in einer Fragmentierungs- oder Mobilitätszelle vorhandenen Gases oder das vollständige Ändern der Funktion der Zelle umfassen.
Stromabwärts von Stellen, an den sich mehrere lonenwege rekombinieren, kann die zeitliche Trennung von Ionen, die verschiedenen Pfaden gefolgt sind oder auf diesen erzeugt wurden, im Wesentlichen beibehalten werden. In diesem Fall kann der Betrieb des lonendetektors oder des stromabwärts angeordneten Massenspektrometers mit dem Betrieb der Schalter und Vorrichtungen in der Verwendung synchronisiert werden, so dass die erfassten Daten mit dem Pfad / den Pfaden, gefolgt von den detektierten Ionen (und/oder ihren Vorläufern) markiert werden können.
Es können eine oder mehrere Vorrichtungen zum Aufteilen eines lonenstrahls in Pakete oder Wiederzusammenfügen verwendet werden. Wenn zwei oder mehr kontinuierliche lonenstrahlen rekombiniert werden, kann am Rekombinationspunkt eine Unterteilung in Pakete vorgesehen werden, indem eine Gleichstromsperre am Endpunkt von jeder lonen-Stromaufwärts-lonenführung angeordnet wird. Wenn die Sperre aktiv ist, dient das Ende von jeder lonenführung als lonenfalle. Ionen können dann wiederum von jeder lonenführung freigesetzt werden.
Alternativ können die Strahlen wieder zusammengefügt werden, so dass direkte Informationen zum Ursprung der Ionen verloren gehen und sich zum nächsten Teil des Instruments fortpflanzen. Verschiedene Formen der Verschlüsselung (beispielsweise Modulierung) können zum indirekten Erhalten von Informationen zum Ursprung von Ionen verwendet werden.
Der Schalter kann eine Elektrode oder einen Satz von Elektroden umfassen, die bzw. der zum Ableiten des lonenstrahls entlang einer gewählten lonenführung ausgebildet ist.
1 zeigt eine Ausführungsform umfassend ein Massenspektrometer umfassend wenigstens eine Fragmentierungszelle zur stoßinduzierten Dissoziation parallel zu einer Elektronenstransferdissoziations-Fragmentierungszelle zusammen mit einer Regelung, um Ionen mit einer Menge von Eigenschaften zu veranlassen, sich zur Zelle zur stoßinduzierten Dissoziation zu bewegen und Ionen mit einer zweiten Menge von Eigenschaften zur Elektronentransferdissoziations-Zelle zu bewegen. In eimem Proteomik-Versuch kann es beispielsweise vorteilhaft sein, hoch geladene Peptide (z > 2) mit Elektronentransferdissoziation zu fragmentieren und Peptide in einem niedrigen Ladungszustand (z = 1,2) mit stoßinduzierter Dissoziation zu fragmentieren. Der Ladungszustand des Peptids kann durch eine Echtzeit-Datenverarbeitung bestimmt werden.
Alternativ kann in einem datenunabhängigen Betriebsmodus der Schalter einfach bewirken, dass Ionen abwechselnd in der Elektronentransferdissoziations-Zelle und der Zelle zur stoßinduzierten Dissoziation fragmentiert werden. Wenn die Zelle zur stoßinduzierten Dissoziation in Verwendung ist, kann die Elektronentransferdissoziations-Zelle mit Reagens befüllt werden.
2 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Massenspektrometer wenigstens zwei Elektronentransferdissoziations-Fragmentierungszellen zusammen mit einer Regelung umfasst, um Ionen zu veranlassen, sich zu den Elektronentransferdissoziations-Zellen in einem abwechselnden Muster oder Reigenmuster zu bewegen, wobei Zeit bleibt, um jede Elektronentransferdissoziations-Zelle zu befüllen oder auszuschalten, zu spülen und/oder mit einem anderen Reagens zu befüllen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Massenspektrometer einen lonenmobilitäts-Separator gefolgt von einem Massenfilter gefolgt von einem Schalter gefolgt von parallelen Elektronentransferdissoziations-Vorrichtungen und Vorrichtungen zur stoßinduzierten Dissoziation zusammen mit einer Regelung umfassen. Das Massenfilter kann ausgebildet sein, innerhalb des Zeitrahmens der lonenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-Trennung gewechselt zu werden, so dass verschiedene Arten durch Elektronentransferdissoziation oder stoßinduzierte Dissoziation in einem einzigen lonenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-Versuch fragmentiert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Massenspektrometer einen Schalter gefolgt von zwei oder mehr Massenfiltern parallel umfassen. Bei paralleler Verwendung eines Paares von Quadrupolen, kann, wenn ein Quadrupol in Verwendung ist, der andere Quadrupol zum Auflösen des nächsten erforderlichen Massenfensters eingestellt sein, wodurch die Verzögerung zwischen Scans beseitigt wird, die normalerweise dazu dient, dass sich der Quadrupol setzen kann. Die erhöht den Betriebszyklus des Massenspektrometers.
3 zeigt eine Ausführungsform umfassend ein Massenspektrometer umfassend einen lonenmobilitäts-Separator gefolgt von einem Schalter gefolgt von einem oder mehreren Massenfiltern parallel. Die Vorteile dieser Geometrie ähneln denen der zuvor beschriebenen Ausführungsform; da aber die lonenmobilitäts-Trennung häufig in kurzen Zeitrahmen erfolgt, ist der Bedarf eines schnellen Wechselns größer.
Weitere Ausführungsformen umfassend Dreifach-Quadrupol-Geometrien kommen in Betracht, wobei alle Ionen eine einzige Stoßzelle gefolgt von einem zweiten Schalter passieren und wobei es zwei verschiedene lonenwege gibt, von denen jeder einen Quadrupol, eine Stoßzelle und einen zweiten Quadrupol passiert.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der alle oder ein Teil von zwei oder mehr lonenwegen eine einzige Gaszelle passieren. Dies ermöglicht beispielsweise das parallele Durchführen von Versuchen mit stoßinduzierter Dissoziation bei zwei verschiedenen Energien in einer einzigen Gaszelle mit einer entsprechenden Reduzierung von Größe, Kosten und Pumpanforderungen im Vergleich zu einer Ausführung mit zwei Gaszellen. Im in 4 dargestellten Beispiel sind der Schalter und der Rekombinationspunkt in der Gaszelle angeordnet, so dass die Gaszelle nur zwei Öffnungen (Eingang und Ausgang) aufweist.
Auf eine ähnliche Weise können Elektronentransferdissoziation und stoßinduzierte Dissoziation ebenfalls in einer einzigen Gaszelle ausgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen eine oder mehrere Vorrichtungen eine Falle zum Durchführen einer Photofragmentierung.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen eine oder mehrere der Vorrichtungen eine Analysefalle.
Es kommen ebenfalls Ausführungsformen in Betracht, bei denen das Massenspektrometer zusätzlich einen lonenweg umfasst, der eine oder alle der zwei oder mehr Vorrichtungen umgeht.
Insbesondere umfasst dies Geometrien wie die in 5 dargestellten. Stoßinduzierte Dissoziation und Elektronentransferdissoziation sind als Beispiele angeführt; es können aber auch andere Vorrichtungen ersetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können eine oder mehrere der Fragmentierungsvorrichtungen in einem passiven Modus oder Nur-Transmissions-Modus betrieben werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können zwei oder mehr parallele Wege Teil einer verbundenen lonenführung sein (treppenkurvenähnliche Anordnung). In dieser Art von Ausführungsform können Wechsel dynamisch an beliebigen Positionen erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine feste oder variable Verzögerungsvorrichtung auf einer oder mehreren lonenführungen angeordnet sein, um eine Resynchronisation von Ionen zu ermöglichen, die verschiedenen Wegen durch das Massenspektrometer gefolgt sind.
Es kommen ebenfalls Ausführungsformen in Betracht, bei denen eine oder mehrere Ionenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-(„IMS“-)Vorrichtungen parallel angeordnet sind.
Der Betriebszyklus einer Multiplexing-Gatter-Ionenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-Vorrichtung kann verbessert werden. Ionen wird ermöglicht, sich zu einer beliebigen Ionenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-(„IMS“-)Vorrichtung oder zu keiner zu bewegen, und jede Vorrichtung kann in einem gemultiplexten Modus betrieben werden. In dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, die Ausgabe der lonenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-Vorrichtungen getrennt in Paketen zu halten, so dass die erfassten Daten entsprechend dem von den Ionen genommenen Weg markiert werden können.
Die Ladekapazität einer Einfang-lonenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-Vorrichtung kann dadurch verbessert werden, dass zwei lonenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-Vorrichtungen zum parallelen Betrieb angeordnet sind. Sofern nicht die Vorrichtungen synchronisiert sind, kann es wünschenswert sein, dass die Ausgabe der zwei Vorrichtungen getrennt gehalten wird wie zuvor beschrieben.
Es kommen verschiedene alternative Ausführungsformen in Betracht.
Ein oder mehrere Schalter können durch einen Strahlteiler ersetzt werden, der beispielsweise eine parallele Elektronentransferdissoziations-Fragmentierung und eine Fragmentierung mit stoßinduzierter Dissoziation ermöglicht. Die Trennung im Strahl stromabwärts von den Vorrichtungen kann wiederum optional beibehalten werden (beispielsweise durch Wanderwellenpakete, die durch ausreichend hohe Sperren getrennt sind, um ein Mischen zu verhindern). Wenn die Trennung beibehalten wird, wäre ein Erfassungssystem ausgebildet, separat die Daten zu erfassen, die verschiedenen Wegen durch die Vorrichtung gefolgt sind. Wenn der abschließende Massenanalysator ein Senkrechtbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator ist, wäre es besonders zweckmäßig, einzelne Stöße mit Ionenpaketen zu verknüpfen, die wirksam durch den Weg, dem sie gefolgt sind, markiert sind.
Beispielsweise wäre diese Anordnung nützlich, wenn eine langsame lonenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-Vorrichtung einer schnellen Chromatographie-Vorrichtung folgt, so dass der für die lonenmobilitäts-Spektrometer-/Separator-Trennung erforderliche Zeitrahmen mit der Chromatographie-Peakbreite nicht mehr vergleichbar ist. Ionenmobilitäts-Spektrometer/-Separator-(„IMS“-) und Flüssigchromatographie-(Liquid-Chromatography-(„LC“-)Profile können für Versuche mit Elektronentransferdissoziation und stoßinduzierter Dissoziation ermittelt werden.
Alternativ können die Fragment-Ionen wieder gemischt werden, was das Erfassen von Spektren im gemischten Modus (wie stoßinduzierte Dissoziation und Elektronentransferdissoziation) ermöglicht.
Es können zusätzliche lonenquellen verwendet werden, um die Reaktionszellen mit Reagens-Ionen zu versorgen.
Massenspektrometer umfassen typischerweise Bereiche mit verschiedenen Betriebsdrücken. Beispielsweise besteht die Quelle häufig aus einer Reihe von unterschiedlich gepumpten Bereichen mit schrittweise niedrigeren Drücken, die durch kleine Öffnungen verbunden sind, die Ionen (und etwas Gas) passieren. In der Quelle bewegen sich Ionen im Allgemeinen durch Öffnungen in der gleichen Richtung wie der Gasstrom. Manchmal müssen sich aber Ionen von einem Bereich mit niedrigem Druck in einen Bereich mit hohem Druck bewegen. Ein Beispiel hierfür ist ein Quadrupollonenmobilitäts-Spektrometer („Q-IMS“), in dem Ionen von einem Quadrupol vor der lonenmobilitätstrennung massenselektiert werden. In solchen Fällen müssen die Ionen durch eine Öffnung gegen einen Gasstrom geführt werden, was zu einer unerwünschten Erregung, Fragmentierung oder reduzierten Transmission der Ionen führen kann. Es kann aber Betriebsmodi des Instruments geben, die keine Vor-Mobilitäts-Massenselektion erfordern. In einigen Ausführungsformen kann eine Druckumgehung vorgesehen werden, die es Ionen ermöglicht, sich von einem Bereich mit relativ hohem Druck p1 zu einem anderen Bereich mit relativ hohem Druck p2 unter Umgehung eines Bereichs mit wesentlich niedrigerem Druck p3, den Ionen andernfalls passieren würden, zu bewegen. Insbesondere gilt p1 > p3, p2 > p3; wenn p2 > p1, muss der Druckunterschied p2-p1 ausreichend gering sein, um unerwünschte Erregungen, Fragmentierungen oder lonenverluste zu vermeiden. Gegebenenfalls ist es erforderlich, schnell zwischen Modi, die den Quadrupol erfordern, und Modi, die den Quadrupol nicht erfordern, zu wechseln.
Verschiedene weitere Geometrien mit mehreren Schaltern und Verzweigungen von lonenwegen kommen in Betracht.
Gemäß einer Ausführungsform können mehrere Vorrichtungen in einem statischen Zustand für eine längere Zeitdauer zur Verwendung in einer vorgegebenen Sequenz (Programm) oder auf eine datenabhängige Weise belassen werden. Nach einer gewissen Zeitdauer kann das Programm geändert werden und einige oder alle Vorrichtungen können in einen neuen Zustand gebracht werden.
Beispielsweise umfassen nach dem Stand der Technik typische Chromatographie-Versuche (beispielsweise in der selektiven lonenaufzeichnung) auf Quadrupol-Instrumenten das Bewegen eines Quadrupols durch ein Programm, das aus einer sich sich wiederholenden Sequenz oder einem Zyklus von Soll-m/z-Werten entsprechend aktuell eluierenden Sollverbindungen besteht. Bei einer späteren Verweilzeit beginnt ein neues Programm und einige oder alle Quadrupole bewegen sich zu neuen Soll-m/z-Werten. Wenn mehrere Quadrupole parallel angeordnet sind, können einige oder alle für die Dauer von jedem Programm mit einer entsprechenden Verbesserung des Betriebszyklus statisch bleiben.
In einem Tandem-Quadrupol-Versuch, in dem zwei oder mehr Quadrupol-Massenfilter durch eine oder mehrere Gaszellen getrennt sind, können ein oder mehrere der Quadrupole durch ein Feld von parallelen Quadrupolen ersetzt werden, das ausgebildet ist, wie zuvor beschrieben verwendet zu werden.
Ein weiterer Grund zum wiederholten Wechseln zwischen zwei oder mehr Vorrichtungen besteht im Vermeiden eines unerwünschten Mischens von Arten in einer einzelnen Vorrichtung (beispielsweise CID-Fragmente oder lonen-lonen- oder lonen-Moleküle-Reaktionsprodukte, die sich in der Vorrichtung stromabwärts von einem Quadrupol bilden). Ein Mischen kann eintreten, wenn die Zeit zwischen dem Einführen von verschiedenen Arten kürzer oder vergleichbar mit Unterschieden in der Laufzeit durch die Vorrichtung ist. Es können weitere Vorkehrungen getroffen werden, um die Ausgabe von den zwei Vorrichtungen getrennt stromabwärts von der Verbindung der lonenwege wie bereits beschrieben zu halten (beispielsweise Unterteilen in Pakete durch abwechselnde Gleichstromsperren).

Claims

Massenspektrometer umfassend: eine erste Vorrichtung, wobei die erste Vorrichtung eine oder mehrere Elektronentransferdissoziations-(ETD)-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtungen oder eine oder mehrere Fragmentierungsvorrichtungen zur stoßinduzierten Dissoziation (CID) umfasst, eine zweite Vorrichtung, wobei die zweite Vorrichtung eine oder mehrere Elektronentransferdissoziations-(ETD)-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtungen oder eine oder mehrere Fragmentierungsvorrichtungen zur stoßinduzierten Dissoziation (CID) umfasst, und einen Schalter, der angeordnet und ausgebildet ist: (i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (i) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.wobei: (a) zum ersten Zeitpunkt T1 sich die erste Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Fragmentieren oder Reagieren der Ionen, die zum ersten Zeitpunkt T1 auf die erste Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und sich die zweite Vorrichtung, sofern es sich bei der zweiten Vorrichtung um eine ETD-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Wiederbefüllens mit einem Reagens befindet, oder, sofern es sich bei der zweiten Vorrichtung um eine CID-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Änderns der Stoßenergie befindet; und (b) zum zweiten Zeitpunkt T2 sich die zweite Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Fragmentieren oder Reagieren der Ionen, die zum zweiten Zeitpunkt T2 auf die zweite Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und sich die erste Vorrichtung, sofern es sich bei der der ersten Vorrichtung um eine ETD-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Wiederbefüllens mit einem Reagens, oder, sofern es sich bei der ersten Vorrichtung um eine CID-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Änderns der Stoßenergie befindet, wobei der Schalter ferner angeordnet und ausgebildet ist, wiederholt zu wechseln zwischen: (a) dem Leiten von Ionen zur ersten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (b) dem Leiten von Ionen zur zweiten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.
Massenspektrometer nach Anspruch 1, wobei der Schalter ferner angeordnet und ausgebildet ist: (iii) zum Leiten von Ionen zu einem dritten Zeitpunkt T3 zur ersten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (iv) zum Leiten von Ionen zu einem vierten späteren Zeitpunkt T4 zur zweiten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten; wobei T4 > T3 > T2 > T1.
Verfahren der Massenspektrometrie umfassend: das Bereitstellen einer ersten Vorrichtung, wobei die erste Vorrichtung eine oder mehrere Elektronentransferdissoziations-(ETD)-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtungen oder eine oder mehrere Fragmentierungsvorrichtungen zur stoßinduzierten Dissoziation (CID) umfasst, und einer zweiten Vorrichtung, wobei die zweite Vorrichtung eine oder mehrere Elektronentransferdissoziations-(ETD)-Fragmentierungs- oder Reaktionsvorrichtungen oder eine oder mehrere Fragmentierungsvorrichtungen zur stoßinduzierten Dissoziation (CID) umfasst; und das Verwenden eines Schalters: (i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (ii) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten. wobei: (a) zum ersten Zeitpunkt T1 sich die erste Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Fragmentieren oder Reagieren der Ionen, die zum ersten Zeitpunkt T1 auf die erste Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und sich die zweite Vorrichtung, sofern es sich bei der zweiten Vorrichtung um eine ETD-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Wiederbefüllens mit einem Reagens befindet, oder, sofern es sich bei der zweiten Vorrichtung um eine CID-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Änderns der Stoßenergie befindet; und (b) zum zweiten Zeitpunkt T2 sich die zweite Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Fragmentieren oder Reagieren der Ionen, die zum zweiten Zeitpunkt T2 auf die zweite Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und sich die erste Vorrichtung, sofern es sich bei der der ersten Vorrichtung um eine ETD-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Wiederbefüllens mit einem Reagens, oder, sofern es sich bei der ersten Vorrichtung um eine CID-Vorrichtung handelt, in einem Prozess des Änderns der Stoßenergie befindet, wobei der Schalter ferner angeordnet und ausgebildet ist, wiederholt zu wechseln zwischen: (a) dem Leiten von Ionen zur ersten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (b) dem Leiten von Ionen zur zweiten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.
Massenspektrometer umfassend: eine erste Vorrichtung, wobei die erste Vorrichtung einen oder mehrere Quadrupol-Stangensatz-Massenfilter umfasst, eine zweite Vorrichtung, wobei die zweite Vorrichtung einen oder mehrere Quadrupol-Stangensatz-Massenfilter umfasst, und einen Schalter, der angeordnet und ausgebildet ist: (i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (ii) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.wobei: (a) zum ersten Zeitpunkt T1 sich die erste Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Filtern der Ionen, die zum ersten Zeitpunkt T1 auf die erste Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und sich die zweite Vorrichtung nicht in einem Zustand zum Filtern von Ionen, sondern in einem Prozess des Änderns der Spannung befindet; und (b) zum zweiten Zeitpunkt T2 sich die zweite Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Filtern der Ionen, die zum zweiten Zeitpunkt T2 auf die zweite Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und die erste Vorrichtung sich nicht in einem Zustand zum Filtern von Ionen, sondern in einem Prozess des Änderns der Spannung befindet, wobei der Schalter ferner angeordnet und ausgebildet ist, wiederholt zu wechseln zwischen: (a) dem Leiten von Ionen zur ersten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (b) dem Leiten von Ionen zur zweiten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.
Massenspektrometer nach Anspruch 4, wobei der Schalter ferner angeordnet und ausgebildet ist: (iii) zum Leiten von Ionen zu einem dritten Zeitpunkt T3 zur ersten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (iv) zum Leiten von Ionen zu einem vierten späteren Zeitpunkt T4 zur zweiten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten; wobei T4 > T3 > T2 > T1.
Verfahren der Massenspektrometrie umfassend: das Bereitstellen einer ersten Vorrichtung, wobei die erste Vorrichtung einen oder mehrere Quadrupol-Stangensatz-Massenfilter umfasst, und einer zweiten Vorrichtung, wobei die zweite Vorrichtung einen oder mehrere Quadrupol-Stangensatz-Massenfilter umfasst; und das Verwenden eines Schalters: (i) zum Leiten von Ionen zu einem ersten Zeitpunkt T1 zur ersten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (ii) zum Leiten von Ionen zu einem zweiten späteren Zeitpunkt T2 zur zweiten Vorrichtung und zum Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten. wobei: (a) zum ersten Zeitpunkt T1 sich die erste Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Filtern der Ionen, die zum ersten Zeitpunkt T1 auf die erste Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und sich die zweite Vorrichtung nicht in einem Zustand zum Filtern von Ionen, sondern in einem Prozess des Änderns der Spannung befindet; und (b) zum zweiten Zeitpunkt T2 sich die zweite Vorrichtung in einem Betriebszustand zum Filtern der Ionen, die zum zweiten Zeitpunkt T2 auf die zweite Vorrichtung gerichtet sind, befindet, und die erste Vorrichtung sich nicht in einem Zustand zum Filtern von Ionen, sondern in einem Prozess des Änderns der Spannung befindet, wobei der Schalter ferner angeordnet und ausgebildet ist, wiederholt zu wechseln zwischen: (a) dem Leiten von Ionen zur ersten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die zweite Vorrichtung eintreten; und (b) dem Leiten von Ionen zur zweiten Vorrichtung und dem Verhindern, dass Ionen in die erste Vorrichtung eintreten.