DE112015002744B4

DE112015002744B4 - Datenorientierte Erfassung auf Basis von Ionenmobilitätsspektrometrie

Info

Publication number: DE112015002744B4
Application number: DE112015002744.0T
Authority: DE
Inventors: Kevin Giles; Martin Raymond Green; Steven Derek Pringle; Keith Richardson; Jason Lee Wildgoose
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: US20170140908A1; DE112015002744T5; US10083824B2; WO2015189545A1

Abstract

Verfahren zum Analysieren von Ionen mit einem Massenspektrometer, Folgendes umfassend:
Durchführen einer anfänglichen mehrdimensionalen Untersuchungsabtastung, umfassend das Trennen von Ausgangsionen gemäß einer ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft und das Trennen der Ausgangsionen gemäß einer zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft;
Erzeugen einer zweidimensionalen Datenmenge, die Daten umfasst, die der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen, sowie Daten, die der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen;
Identifizieren von einer oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies von Interesse; und
Auswählen einer Position innerhalb des Massenspektrometers, an der die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse fragmentiert werden soll, unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge.

Description

GEBIET DIESER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Massenspektrometrie und insbesondere Verfahren zur Analyse von Ionen und Analyseinstrumente zum Analysieren von Ionen.
HINTERGRUND
Datenorientierte Analyse oder Erfassung („DDA“) hat sich seit Langem wegen der zusätzlichen Spezifizität des Massenfilterschritts als zweckmäßiges Werkzeug für die Analyse komplexer Mischungen erwiesen. In neuerer Zeit zeigten auch Trennungen auf Basis von lonenmobilitätsspektrometrie („IMS“) in Kombination mit Massenseparationen mit und ohne Fragmentierung Nutzen für die Analyse derartiger komplexer Mischungen. Dies geht zurück auf die erhöhte Peak-Kapazität, die sich beispielsweise ergibt aus der teilweisen Orthogonalität von lonenmobilität und Masse-Ladungs-Verhältnis.
Es wurde gezeigt, wie die Kombination von IMS mit einem Quadrupol-Massenfilter, einer Fragmentierungseinrichtung und einem Flugzeit-(„ToF“)-Massenanalysator die Spezifizität, die Selektivität und die Einschaltdauer von Tandem-Massenspektrometrie-Experimenten verbessern kann.
Es wird verwiesen auf WO 2013/140132 A2 und GB2505265 A , die mehrdimensionale Untersuchungsabtastungen für verbesserte datenabhängige Erfassungen offenbaren.
GB2514455 A offenbart datenabhängige Kontrolle der Intensität von in mehreren Dimensionen getrennten Ionen.
GB2513973 A offenbart ein DDA-Experiment mit reduzierter Datenverarbeitung.
WO 2008/025014 A2 offenbart die datenabhängige Auswahl des Dissoziationstyps in einem Massenspektrometer.
Weiterer relevanter, nachveröffentlichter Stand der Technik ist aus der WO 2014/140542 A1 und der DE 11 2015 002 566 T5 bekannt.
Die WO 2013/140132 A2 beschreibt ein Verfahren zum Analysieren von Ionen, bei dem eine anfängliche mehrdimensionale Untersuchungsabtastung durchgeführt wird. Hierbei werden Ausgangsionen zunächst gemäß einer ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft und dann anschließend gemäß einer zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft voneinander getrennt. Eine Menge von Ausgangsionen von Interesse wird dann aus der anfänglichen mehrdimensionalen Untersuchungsabtastung bestimmt.
Erwünscht ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Analysieren von Ionen.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Analysieren von Ionen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bereitgestellt.
Der Ansatz gemäß verschiedener Ausführungsformen unterscheidet sich von konventionellen Verfahren, wie z. B. dem in GB251973 A offenbarten, das die Anordnung einer Ionenspezies im zweidimensionalen Raum nicht offenbart oder ihre Verwendung vorschlägt, um eine Anordnung der Fragmentierung in einem Massenspektrometer zu bestimmen.
Der Ansatz gemäß verschiedener Ausführungsformen unterscheidet sich weiter dadurch von der in WO 2013/140132 A2 offenbarten Anordnung, dass Daten mit Bezug auf eine Ziel-Ionen-Spezies in der zweidimensionalen Datenmenge identifiziert und verwendet werden können, um eine Betriebsart für die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse zu berechnen. Bei dem in WO 2013/140132 A2 offenbarten Ansatz wird eine zweidimensionale Datenmenge nur zum Identifizieren von Ionen von Interesse verwendet, nicht aber zum Berechnen einer Betriebsart.
Die Anordnung oder Position kann sich auf die Anordnung oder Position der Fragmentierung in einem Massenspektrometer beziehen, beispielsweise auf die Geometrie des Massenspektrometers. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die Fragmentierung der Ziel-Ionen-Spezies vor oder nach dem Durchlauf von Ionen durch oder in eine Einrichtung basierend auf der Position der Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge erfolgen soll. Die Einrichtung kann eine Ionenfalle, eine Ionenführung oder ein lonenmobilitäts-Spektrometer oder einen Separator umfassen.
Die Betriebsart kann weiter eine Fragmentierungsart umfassen. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die Fragmentierung der Ziel-lonen-Spezies Elektronentransfer-Dissoziation und/oder kollisionsinduzierte Dissoziation und/oder Elektroneneinfang-Dissoziation basierend auf der Position der Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge umfassen soll. Der Fragmentierungsmodus kann zusätzlich zur Anordnung oder Position der Fragmentierung entsprechend der Beschreibung hierin bestimmt werden.
Das Verfahren kann weiter das Umschalten in die Betriebsart umfassen, wenn die Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird.
Das Verfahren kann weiter das Bestimmen eines Vorliegens von chimärer Interferenz in der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder von Produkt- oder Fragment-Ionen umfassen, die aus der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies aus der zweidimensionalen Datenmenge abgeleitet sind.
Das Verfahren kann weiter Folgendes umfassen:

Trennen von Ionen entsprechend ihrer lonenmobilität und/oder Auswählen von Ionen basierend auf ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis; und/oder
Fragmentieren der Ziel-Ionen-Spezies, um Fragment- oder Produkt-Ionen zu produzieren.

Der Schritt des Fragmentierens von Ionen kann vor oder nach dem Schritt des Trennens und/oder Auswählens von Ionen erfolgen, falls aus der zweidimensionalen Datenmenge ein Vorliegen chimärer Interferenz in der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder von aus der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleiteten Produkt- oder Fragment-Ionen bestimmt wird.
Der Schritt des Fragmentierens von Ionen kann vor oder nach dem Schritt des Trennens und/oder Auswählens von Ionen erfolgen, falls aus der zweidimensionalen Datenmenge kein Vorliegen chimärer Interferenz in der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder von aus der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleiteten Produkt- oder Fragment-Ionen bestimmt wird.
Der Schritt des Fragmentierens von Ionen kann vor oder nach dem Schritt des Trennens und/oder Auswählens von Ionen erfolgen, falls aus der zweidimensionalen Datenmenge ein Vorliegen chimärer Interferenz in der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder von aus der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleiteten Produkt- oder Fragment-Ionen bestimmt wird, und ein Niveau der chimären Interferenz oberhalb eines vorbestimmten Umfangs ist.
Der Schritt des Fragmentierens von Ionen kann vor oder nach dem Schritt des Trennens und/oder Auswählens von Ionen erfolgen, falls aus der zweidimensionalen Datenmenge ein Vorliegen chimärer Interferenz in der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder von aus der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleiteten Produkt- oder Fragment-Ionen bestimmt wird, und ein Niveau der chimären Interferenz unterhalb eines vorbestimmten Umfangs ist.
Das Verfahren kann weiter das Berechnen eines Betriebsparameters für die Ziel-Ionen-Spezies unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies in der zweidimensionalen Datenmenge umfassen.
Das Verfahren kann weiter das Anwenden des Betriebsparameters umfassen, wenn die Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird.
Der Betriebsparameter kann eines oder mehrere der Elemente Kollisionsenergie, Reaktionszeit und Dämpfungsfaktor umfassen.
Der Schritt des Berechnens eines Betriebsparameters kann das Optimieren des Betriebsparameters für die Ziel-Ionen-Spezies unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge umfassen.
Der Schritt des Bestimmens eines Betriebsmodus kann das Bestimmen des geeignetsten oder effektivsten Fragmentierungs-Betriebsmodus für die Ziel-Ionen-Spezies umfassen.
Der Betriebsmodus kann einen oder mehrere der Betriebsmodi Elektronentransfer-Dissoziations-Betriebsmodus, kollisionsinduzierter Dissoziations-Betriebsmodus und Elektroneneinfang-Dissoziations-Betriebsmodus umfassen.
Das Verfahren kann weiter das Bestimmen eines Ladungszustands der Ziel-Ionen-Spezies unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge umfassen. Das Verfahren kann weiter das Umschalten in einen kollisionsinduzierten Dissoziations-Betriebsmodus umfassen, wenn die Ziel-Ionen-Spezies basierend auf der Bestimmung eines Ladungszustands der Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird.
Die erste physikalisch-chemische Eigenschaft kann eines oder mehrere der Elemente lonenmobilität, differenzielle Ionenmobilität, Stoßquerschnitt („CCS“), Driftzeit, Masse, Masse-Ladungs-Verhältnis und Flugzeit umfassen; und/oder
Die zweite physikalisch-chemische Eigenschaft kann eines oder mehrere der Elemente lonenmobilität, differenzielle Ionenmobilität, Stoßquerschnitt („CCS“), Driftzeit, Masse, Masse-Ladungs-Verhältnis und Flugzeit umfassen.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise mit einem analytischen Instrument zum Analysieren von Ionen realisiert werden, das Folgendes umfasst:

einen ersten Separator oder Filter zum Trennen oder Filtern von Ionen entsprechend einer ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft;
einen zweiten Separator oder Filter zum Trennen oder Filtern von Ionen entsprechend einer zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft; und
ein Steuersystem, das für Folgendes angeordnet und eingerichtet ist:
- (i) Durchführen einer anfänglichen mehrdimensionalen Untersuchungsabtastung, umfassend das Trennen von Ausgangsionen gemäß der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft und das Trennen der Ausgangsionen gemäß der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft unter Verwendung des zweiten Separators;
- (ii) Erzeugen einer zweidimensionalen Datenmenge, die Daten umfasst, die der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen, sowie Daten, die der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen;
- (iii) Identifizieren von einer oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies von Interesse; und
- (iv) Bestimmen einer Betriebsart eines Massenspektrometers für die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge, wenn die Betriebsart die Anordnung der Fragmentierung der Ziel-Ionen von Interesse umfasst.

Die Erfindung kann beispielsweise unter Verwendung eines Massenspektrometers realisiert werden, das ein analytisches Instrument zum Analysieren von Ionen entsprechend der vorstehenden Offenbarung umfasst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Analysieren von Ionen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 bereitgestellt.
Der Betriebsparameter kann einen Fragmentierungsparameter umfassen, und/oder die Betriebsart kann einen Fragmentierungsmodus umfassen.
Das Verfahren kann weiter das Umschalten in die Betriebsart umfassen, wenn die Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird.
Das Verfahren kann weiter das Anwenden des Betriebsparameters umfassen, wenn die Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird.
Der Betriebsparameter kann eines oder mehrere der Elemente Kollisionsenergie, Reaktionszeit, Dämpfungsfaktor und Fragmentierungsanordnung umfassen.
Der Betriebsmodus kann einen oder mehrere der Betriebsmodi Elektronentransfer-Dissoziations-Betriebsmodus, kollisionsinduzierter Dissoziations-Betriebsmodus und Elektroneneinfang-Dissoziations-Betriebsmodus umfassen.
Der Schritt des Berechnens eines Betriebsparameters oder einer Betriebsart kann das Optimieren des Betriebsparameters oder der Betriebsart für die Ziel-Ionen-Spezies unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge umfassen.
Der Schritt des Bestimmens eines Betriebsmodus kann das Bestimmen des geeignetsten oder effektivsten Fragmentierungs-Betriebsmodus für die Ziel-Ionen-Spezies umfassen.
Das Verfahren kann weiter das Bestimmen eines Ladungszustands der Ziel-Ionen-Spezies unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge umfassen.
Das Verfahren kann weiter das Umschalten in einen kollisionsinduzierten Dissoziations-Betriebsmodus umfassen, wenn die Ziel-Ionen-Spezies basierend auf der Bestimmung eines Ladungszustands der Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird, beispielsweise auf der Basis eines niedrigen Ladungszustands, und/oder falls die Ziel-Ionen-Spezies einzeln geladene Ionen enthält.
Das Verfahren kann weiter das Bestimmen eines Vorliegens von chimärer Interferenz in der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder von Produkt- oder Fragment-Ionen umfassen, die aus der einen oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies aus der zweidimensionalen Datenmenge abgeleitet sind.
Das Verfahren kann weiter Folgendes umfassen:

Trennen von Ionen entsprechend ihrer lonenmobilität und/oder Auswählen von Ionen basierend auf ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis; und wahlfrei
Fragmentieren der Ziel-Ionen-Spezies, um Fragment- oder Produkt-Ionen zu produzieren.

Der Schritt des Fragmentierens von Ionen kann vor oder nach dem Schritt des Trennens und/oder Auswählens von Ionen erfolgen.
Der Schritt des Fragmentierens von Ionen kann vor oder nach dem Schritt des Trennens und/oder Auswählens von Ionen erfolgen, falls aus der zweidimensionalen Datenmenge ein Vorliegen chimärer Interferenz in der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder von aus der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleiteten Produkt- oder Fragment-Ionen bestimmt wird.
Der Betriebsmodus kann die Fragmentierungsanordnung der Ziel-Ionen von Interesse umfassen.
Die erste physikalisch-chemische Eigenschaft kann eines oder mehrere der Elemente lonenmobilität, differenzielle Ionenmobilität, Stoßquerschnitt („CCS“), Driftzeit, Masse, Masse-Ladungs-Verhältnis und Flugzeit umfassen.
Die zweite physikalisch-chemische Eigenschaft kann eines oder mehrere der Elemente lonenmobilität, differenzielle Ionenmobilität, Stoßquerschnitt („CCS“), Driftzeit, Masse, Masse-Ladungs-Verhältnis und Flugzeit umfassen.
Die Erfindung kann beispielsweise unter Verwendung eines Verfahrens der Massenspektrometrie realisiert werden, das ein Verfahren zum Analysieren von Ionen entsprechend der vorstehenden Erfindung umfasst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Massenspektrometer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 bereitgestellt.
Die Erfindung kann beispielsweise unter Verwendung einer Vorrichtung für lonenmobilität und/oder Massenspektrometrie realisiert werden, die Folgendes umfasst:

Trennen einer Ionenpopulation entsprechend ihrer lonenmobilität;
weiter Trennen dieser Ionen nach Masse-Ladungs-Verhältnis in einem Flugzeit-Massenanalysator;
wobei Flugzeit-Massenanalysator im Betrieb die Ionenpopulation während eines einzelnen Trennzyklus der lonenmobilitätsspektrometrie mehrmals abtastet und das Verfahren weiter Folgendes umfasst:
- Erzeugen einer zweidimensionalen Datenmenge basierend auf Stoßquerschnitt („CCS“) und/oder Driftzeit und/oder Masse-Ladungs-Verhältnis und/oder Flugzeit;
- Identifizieren von Komponenten von Interesse basierend auf ihrer Anordnung in der zweidimensionalen Datenmenge; und
- Steuern von Massenspektrometrie-Einrichtungen und weiter Analysieren von Komponenten von Interesse.

Die Massenspektrometrie-Einrichtung kann ein Quadrupol-Massenfilter umfassen.
Der Schritt der weiteren Analyse kann das Fragmentieren oder die Reaktion von Ionen von Interesse zum Erzeugen assoziierter Produkt-Ionen umfassen.
Die Bestimmung von Ionen von Interesse kann auf Vergleichsvorgängen mit Komponentenlisten basieren, die Stoßquerschnitte („CCS“) und/oder Driftzeiten und/oder Masse-Ladungs-Verhältnisse und/oder Flugzeiten enthalten, die bestimmt oder zuvor erzeugt worden sind.
Die Bestimmung von Ionen von Interesse kann auf Komponentenlisten basieren, die Stoßquerschnitte („CCS“) und/oder Driftzeiten und/oder Masse-Ladungs-Verhältnisse und/oder Flugzeiten enthalten, die in Echtzeit bestimmt oder erzeugt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Massenspektrometer weiter Folgendes umfassen:

(a) eine Ionenquelle, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (i) einer Elektrosprayionisierungs-(„ESI“)-Ionenquelle; (ii) einer Atmospheric Pressure Photo Ionisation („APPI“)-Ionenquelle; (iii) einer Atmospheric Pressure Chemical Ionisation („APCI“)-Ionenquelle; (iv) einer Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation („MALDI“)-Ionenquelle; (v) einer Laser Desorption Ionisation („LDI“)-Ionenquelle; (vi) einer Atmospheric Pressure Ionisation („API“)-Ionenquelle; (vii) einer Desorption Ionisation on Silicon („DIOS“)-Ionenquelle; (viii) einer Electron Impact („EI“)-Ionenquelle; (ix) einer Chemical Ionisation („CI“)-Ionenquelle; (x) einer Field Ionisation („FI“)-Ionenquelle; (xi) einer Field Desorption („FD“)-Ionenquelle; (xii) einer Inductively Coupled Plasma („ICP“)-Ionenquelle; (xiii) einer Fast Atom Bombardment („FAB“)-Ionenquelle; (xiv) einer Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry („LSIMS“)-Ionenquelle; (xv) einer Desorption Electrospray Ionisation („DESI“)-Ionenquelle; (xvi) einer Nickel-63 radioaktiven Ionenquelle; (xvii) einer Atmospheric Pressure Matrix Assisted Laser Desorption lonisation-lonenquelle; (xviii) einer Thermospray-Ionenquelle; (xix) einer Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionisation („ASGDI“)-Ionenquelle; (xx) einer Glow Discharge („GD“)-Ionenquelle; (xxi) einer Impaktor-Ionenquelle; (xxii) einer Direct Analysis in Real Time („DART“)-Ionenquelle; (xxiii) einer Laserspray Ionisation („LSI“)-Ionenquelle; (xxiv) einer Sonicspray Ionisation („SSI“)-Ionenquelle; (xxv) einer Matrix Assisted Inlet Ionisation („MAII“)-Ionenquelle; (xxvi) einer Solvent Assisted Inlet Ionisation („SAII“)-Ionenquelle; (xxvii) einer Desorption Electrospray Ionisation („DESI“)-Ionenquelle; und (xxviii) einer Laser Ablation Electrospray Ionisation („LAESI“)-Ionenquelle; und/oder
(b) eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste Ionenquellen; und/oder
(c) eine oder mehrere Ionenführungen; und/oder
(d) eine oder mehrere lonenmobilitäts-Trenneinrichtungen und/oder eine oder mehrere Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer-Einrichtungen; und/oder
(e) eine oder mehrere Ionenfallen oder eine oder mehrere lonenfallen-Regionen; und/oder
(f) eine oder mehrere Kollisions-, Fragmentierungs- oder Reaktionszellen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus folgenden Einrichtungen: (i) einer Collisional Induced Dissociation („CID“)-Fragmentierungseinrichtung; (ii) einer Surface Induced Dissociation („SID“)-Fragmentierungseinrichtung; (iii) einer Electron Transfer Dissociation („ETD“)-Fragmentierungseinrichtung; (iv) einer Electron Capture Dissociation („ECD“)-Fragmentierungseinrichtung; (v) einer Electron-Collision- oder Impact-Dissociation-Fragmentierungseinrichtung; (vi) einer Photo Induced Dissociation („PID“)-Fragmentierungseinrichtung; (vii) einer Laser-Induced-Dissociation-Fragmentierungseinrichtung; (viii) einer Infrared-Radiation-Induced-Dissociation-Einrichtung; (ix) einer Ultraviolet-Radiation-Induced-Dissociation-Einrichtung; (x) einer Nozzle-Skimmer-Interface-Fragmentierungseinrichtung; (xi) einer In-Source-Fragmentierungseinrichtung; (xii) einer In-Source Collision Induced Dissociation-Fragmentierungseinrichtung; (xiii) einer thermischen oder Temperature-Source-Fragmentierungseinrichtung; (xiv) einer Electric-Field-Induced-Fragmentierungseinrichtung; (xv) einer Magnetic-Field-Induced-Fragmentierungseinrichtung; (xvi) einer Enzyme-Digestion- oder Enzyme-Degradation-Fragmentierungseinrichtung; (xvii) einer lonen-lonenreaktions-Fragmentierungseinrichtung; (xviii) einer lonen-Molekülreaktions-Fragmentierungseinrichtung; (xix) einer Ionen-Atomreaktions-Fragmentierungseinrichtung; (xx) einer ionen-metastabilen lonenreaktions-Fragmentierungseinrichtung; (xxi) einer ionen-metastabilen Molekülreaktions-Fragmentierungseinrichtung; (xxii) einer ionen-metastabilen Atomreaktions-Fragmentierungseinrichtung; (xxiii) einer lonen-lonenreaktionseinrichtung für reagierende Ionen zum Bilden von Adukt- oder Produkt-Ionen; (xxiv) einer Ionen-Molekülreaktionseinrichtung für reagierende Ionen zum Bilden von Adukt- oder Produkt-Ionen; (xxv) einer Ionen-Atomreaktionseinrichtung für reagierende Ionen zum Bilden von Adukt- oder Produkt-Ionen; (xxvi) einer ionen-metastabilen Ionenreaktionseinrichtung für reagierende Ionen zum Bilden von Adukt- oder Produkt-Ionen; (xxvii) einer ionen-metastabilen Molekülreaktionseinrichtung für reagierende Ionen zum Bilden von Adukt- oder Produkt-Ionen; (xxviii) einer ionen-metastabilen Atomreaktionseinrichtung für reagierende Ionen zum Bilden von Adukt- oder Produkt-Ionen; und (xxix) einer Electron Ionisation Dissociation („EID“)-Fragmentierungseinrichtung; und/oder
(g) einen Massenanalysator, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Quadrupol-Massenanalysator; (ii) einem 2D- oder linearen Quadrupol-Massenanalysator; (iii) einem Paul- oder 3D-Quadrupol-Massenanalysator; (iv) einem Penning-Fallen-Massenanalysator; (v) einem lonenfallen-Massenanalysator; (vi) einem magnetischen Sektor-Massenanalysator; (vii) einem Ion-Cyclotron-Resonance-(„ICR“)-Massenanalysator; (viii) einem Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance („FTICR“)-Massenanalysator; (ix) einem elektrostatischen Massenanalysator, eingerichtet zum Erzeugen eines elektrischen Feldes mit quadro-logarithmischer Potenzialverteilung; (x) einem elektrostatischen Fouriertransformations-Massenanalysator; (xi) einem Fouriertransformations-Massenanalysator; (xii) einem Flugzeit-Massenanalysator; (xiii) einem Flugzeit-Massenanalysator mit orthogonaler Beschleunigung; und (xiv) einem Flugzeit-Massenanalysator mit linearer Beschleunigung; und/oder
(h) einem oder mehreren Energieanalysatoren oder elektrostatischen Energieanalysatoren; und/oder
(i) einem oder mehreren Ionendetektoren; und/oder
(j) einem oder mehreren Massenfiltern, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Quadrupol-Massenfilter; (ii) einer 2D- oder linearen Quadrupol-Ionenfalle; (iii) einer Paul- oder 3D-Quadrupol-lonenfalle; (iv) einer Penning-Ionenfalle; (v) einer Ionenfalle; (vi) einem magnetischen Sektor-Massenfilter; (vii) einem Flugzeit-Massenfilter; und (viii) einem Wien-Filter; und/oder
(k) einer Einrichtung oder einem Ionen-Gate für pulsierende Ionen; und/oder
(l) eine Einrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen lonenstrahls in einen gepulsten Ionenstrahl.

Das Massenspektrometer kann weiter entweder Folgendes umfassen:

(i) eine C-Falle und einen Massenanalysator, umfassend eine Elektrode nach Art einer Außentrommel und eine koaxiale Elektrode nach Art einer Innenspindel, die ein elektrostatisches Feld mit quadro-logarithmischer Potenzialverteilung bilden, wobei in einer ersten Betriebsart Ionen zur C-Falle übertragen und anschließend in den Massenanalysator injiziert werden und wobei in einer zweiten Betriebsart Ionen zur C-Falle und anschließend zu einer Kollisionszelle oder einer Electron-Transfer-Dissociation-Einrichtung übertragen werden, wobei mindestens einige Ionen in Fragment-Ionen fragmentiert werden und wobei die Fragment-Ionen anschließend zur C-Falle übertragen werden, bevor sie in den Massenanalysator injiziert werden; und/oder
(ii) eine Ionenführung mit gestapelten Lochblenden, umfassend eine Vielzahl von Elektroden, die jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die im Betrieb Ionen übertragen werden, und wobei die Beabstandung der Elektroden entlang der Länge des Ionenpfads zunimmt und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem vorgeschalteten Abschnitt der Ionenführung einen ersten Durchmesser aufweisen und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem nachgeschalteten Abschnitt der Ionenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und wobei im Betrieb aufeinanderfolgende Elektroden mit entgegengesetzten Phasen einer AC- oder HF-Spannung beaufschlagt werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Massenspektrometer weiter eine Einrichtung, angeordnet und eingerichtet zum Zuführen einer AC- oder HF-Spannung zu den Elektroden. Die AC- oder HF-Spannung hat wahlfrei eine Amplitude, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) etwa < 50 V Peak-to-Peak; (ii) etwa 50-100 V Peak-to-Peak; (iii) etwa 100-150 V Peak-to-Peak; (iv) etwa 150-200 V Peak-to-Peak; (v) etwa 200-250 V Peak-to-Peak; (vi) etwa 250-300 V Peak-to-Peak; (vii) etwa 300-350 V Peak-to-Peak; (viii) etwa 350-400 V Peak-to-Peak; (ix) etwa 400-450 V Peak-to-Peak; (x) etwa 450-500 V Peak-to-Peak; und (xi) > etwa 500 V Peak-to-Peak.
Die AC- oder HF-Spannung kann eine Frequenz aufweisen, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (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 Chromatografie- oder sonstige Trenneinrichtung umfassen, die einer Ionenquelle vorgeschaltet ist. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Chromatografie-Trenneinrichtung eine Flüssigchromatografie- oder Gaschromatografie-Einrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Trenneinrichtung Folgendes umfassen: (a) eine Kapillarelektrophorese-(„CE“)-Trenneinrichtung; (ii) eine Kapillarelektrochromatografie-(„CEC“)-Trenneinrichtung; (iii) eine im Wesentlichen starre, keramikbasierte, mehrschichtige Mikrofluidiksubstrat-(„Keramikfliesen“)-Trenneinrichtung; oder (iv) eine überkritische Fluidchromatografie-Trenneinrichtung.
Die Ionenführung kann auf einem Druck gehalten werden, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (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 Electron-Transfer-Dissociation-(ETD)-Fragmentierung in einer Electron-Transfer-Dissociation-Fragmentierungseinrichtung unterzogen werden. Analyt-Ionen können veranlasst werden, mit ETD-Reagens-Ionen in einer Ionenführung oder Fragmentierungseinrichtung zu interagieren.
Gemäß einer Ausführungsform gilt Folgendes für das Ausführen von Elektronentransfer-Dissoziation: (a) Analyt-Ionen sind fragmentiert oder induziert, um sich abzutrennen und bei der Interaktion mit Reagens-Ionen Produkt- oder Fragment-Ionen zu bilden; und/oder (b) Elektronen werden von einem oder mehreren Reagens-Ionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, wonach mindestens einige der mehrfach geladenen Kationen oder positiv geladenen Ionen induziert sind, um sich abzutrennen und Produkt- oder Fragment-Ionen zu bilden; und/oder (c) Analyt-Ionen sind fragmentiert oder induziert, um sich abzutrennen und bei der Interaktion mit neutralen Reagens-Gasmolekülen oder Atomen oder einem nichtionischem Reagens-Gas Produkt- oder Fragment-Ionen zu bilden; und/oder (d) Elektronen werden von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen basischen Gasen oder Dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, wonach mindestens einige der mehrfach geladenen Kationen oder positiv geladenen Ionen induziert sind, um sich abzutrennen und Produkt- oder Fragment-Ionen zu bilden; und/oder (e) Elektronen werden 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, wonach mindestens einige der mehrfach geladenen Kationen oder positiv geladenen Ionen induziert sind, um sich abzutrennen und Produkt- oder Fragment-Ionen zu bilden; und/oder (f) Elektronen werden 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, wonach mindestens einige der mehrfach geladenen Kationen oder positiv geladenen Ionen induziert sind, um sich abzutrennen und Produkt- oder Fragment-Ionen zu bilden; und/oder (g) Elektronen werden 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, wonach mindestens einige der mehrfach geladenen Kationen oder positiv geladenen Ionen induziert sind, um sich abzutrennen und Produkt- oder Fragment-Ionen zu bilden, wobei der/das eine oder die mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus (i) Natriumdampf oder -Atomen, (i) Natriumdampf oder -Atomen, (i) Natriumdampf oder -Atomen, (i) Natriumdampf oder Atomen, (ii) Lithiumdampf oder -Atomen, (iii) Kaliumdampf oder -Atomen, (iv) Rubidium-Dampf oder -Atomen, (v) Cäsium-Dampf oder -Atomen, (vi) Francium-Dampf oder Atomen, (vii) C60-Dampf oder -Atomen; und (viii) Magnesium-Dampf oder -Atomen.
Die mehrfach geladenen Analyt-Kationen oder positiv geladenen Ionen können Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform gilt zum Ausführen von Elektronentransfer-Dissoziation Folgendes: (a) Die Reagens-Anionen oder negativ geladenen Ionen sind aus einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet; und/oder (b) die Reagens-Anionen oder negativ geladenen Ionen sind abgeleitet aus der Gruppe bestehend aus (i) Anthracen; (ii) 9,10-Diphenylanthracen; (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'-Bichinolin; (xiv) 9-Anthracencarbonitril; (xv) Dibenzothiophen; (xvi) 1,10'-Phenanthrolin; (xvii) 9'-Anthracencarbonitril; und (xviii) Anthrachinon; und/oder (c) die Reagens-Ionen oder negativ geladenen Ionen umfassen Azobenzol-Anionen oder Azobenzol-Radikalanionen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Prozess der Elektronentransfer-Dissoziationsfragmentierung das Interagieren von Analyt-Ionen mit Reagens-Ionen, wobei die Reagens-Ionen Dicyanbenzol, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
Figurenliste
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nur beispielhaft zusammen mit nur der Veranschaulichung dienenden Beispielen beschrieben, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die Folgendes zeigen:

1 zeigt eine Geometrie eines Massenspektrometers;
2 zeigt eine Geometrie eines Massenspektrometers;
3 zeigt ein Schaubild mit der Darstellung einer zweidimensionalen Datenmenge; und
4 zeigt ein Schaubild mit der Darstellung einer zweidimensionalen Datenmenge.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 und 2 zeigen schematische Darstellungen von zwei Geometrien eines Massenspektrometers.
1 zeigt ein lonenmobilitäts-Spektrometer 4, das einen Teil der Source-Region in einer Geometrie bilden kann, die wahlfrei ein lonenmobilitäts-Spektrometer 4 („IMS“) umfassen kann, sowie ein nachgeschaltetes Quadrupol-Massenfilter 6 („Q“) und einen nachgeschalteten Flugzeit-Massenanalysator 8 („ToF“), ähnlich der Anordnung, die beispielsweise offenbart ist in WO 2013/140132 (Micromass).
In 2 ist das lonenmobilitäts-Spektrometer 4 wahlfrei dem Quadrupol-Massenfilter 6 nachgeschaltet angeordnet, wie beispielsweise in handelsüblichen SYNAPT-(RTM)-Q-IMS-ToF-Geometrien.
Die Geometrien, die gezeigt sind in 1 und 2, ermöglichen das Erfassen einer zweidimensionalen Datenmenge basierend auf Masse-Ladungs-Verhältnis und Driftzeit.
3 zeigt eine schematische Darstellung des Datentyps, der aus diesen Geometrien erhalten werden kann und der wahlfrei zwei Achsen aufweist, die dem Masse-Ladungs-Verhältnis und der Driftzeit entsprechen. Diese Achsen könnten ersetzt werden durch Flugzeit, Stoßquerschnitt („CCS“) bzw. lonenmobilität oder beliebige Kombinationen daraus, wahlfrei mittels Kalibrierens oder Entkalibrierens einer Beziehung zwischen Zeit und den physikalisch-chemischen Eigenschaften von beispielsweise Masse-Ladungs-Verhältnis, CCS oder Ionenmobilität.
Komponenten können in der zweidimensionalen Datenmenge identifiziert werden, und es kann bestimmt werden, ob sie von Interesse sind oder nicht, und wahlfrei, ob die Komponenten unter Verwendung des Quadrupol-Massenfilters isoliert werden sollen oder nicht. Verfahren zum Bestimmen, ob Komponenten von Interesse sind, können beispielsweise durch Vergleichen mit einer Liste oder Datenbank durchgeführt werden. Eine derartige Liste oder Datenbank kann in Echtzeit erzeugt werden und wahlfrei auf Daten basieren, die aus vorangegangenen Abtastungen im Experiment erhalten wurden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann eine oder die Liste basieren auf vorangegangenen Experimenten oder Schritten, z. B. auf einem Experiment oder Schritt zur Verfahrensentwicklung. Der Vergleich mit der Liste in Form einer Einschlussliste und/oder □ Datenbank erfolgen, wobei spezifische Vorläuferkomponenten effektiv zielorientiert sein können, oder in Form einer Ausschlussliste, wobei spezifische Vorläuferkomponenten vermieden werden können.
4 zeigt eine vergrößerte Darstellung von Komponenten in einem zweidimensionalen Raum. Komponenten können identifiziert werden, und ein schwerpunktgenaues Masse-Ladungs-Verhältnis und eine Driftzeit können mit jeder Komponente assoziiert werden. Diese Werte des Masse-Ladungs-Verhältnisses und der Driftzeit (oder von CCS oder lonenmobilität) zusammen mit beispielsweise chromatografischer Elutionszeit können mit der/den weiter oben beschriebenen Liste(n) verglichen werden, die z. B. wie vorstehend beschrieben erzeugt werden. Ein Schwerpunkt ist nicht notwendigerweise erforderlich, und eine Peakspitzen- oder Apex-Zuordnung kann ausreichen.
Es ist möglich, den vorstehenden Ansatz zu verwenden, um wahlfrei Instrumentenfunktionen zu verbessern, wie z. B. Fragmentierungs- oder Reaktionskontrolle, wobei Komponentenpositionen im zweidimensionalen Raum die Optimierung der Kollisionsenergie oder Reaktionszeit ermöglichen können.
Beispielsweise kann die Position der Ionen von Interesse im zweidimensionalen Raum eingesetzt werden, um die anschließende Fragmentierung von Ziel-Ionen von Interesse zu optimieren. Die Optimierung des Fragmentierungsprozesses schließt wahlfrei die Optimierung von Kollisionsenergie für kollisionsinduzierte Dissoziation („CID“) ein. Die Position im zweidimensionalen Raum schließt wahlfrei Informationen mit Bezug auf das Masse-Ladungs-Verhältnis und/oder den Ladungszustand und/oder die Ionenstruktur ein, die alle einen Effekt auf die optimale Kollisionsenergie haben können. Ähnliche Ansätze können für andere Fragmentierungsverfahren übernommen werden, wie z. B. Elektronentransfer-Dissoziation („ETD“), Elektroneneinfang-Dissoziation („ECD“) und Protontransfer-Reaktionen („PTR“), wobei die Informationen mit Bezug auf die Position im zweidimensionalen Raum zum Optimieren der Reaktionszeiten verwendet werden können.
Die Position von Ionen im zweidimensionalen Raum kann verwendet werden, um zu bestimmen, welches Fragmentierungsverfahren oder welcher Fragmentierungsmodus verwendet werden soll. Beispielsweise ist bekannt, dass ETD für niedrige Ladungszustände wie für z. B. einzeln geladene Ionen ineffizient sein kann. Die Anordnung im zweidimensionalen Raum kann verwendet werden, um diese Ionen zu identifizieren, und das Instrument kann anschließend wahlfrei angeordnet werden, um eine CID dieser Ionen durchzuführen, statt zu versuchen, ein ineffizientes ETD-ähnliches Experiment auszuführen.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden beschrieben.
Gemäß einer Ausführungsform kann die relative Position der Ionen von Interesse im zweidimensionalen Raum verwendet werden, um eine Fragmentierungsanordnung oder einen Fragmentierungsmodus in einer Instrumentengeometrie mitzuteilen. Beispielsweise können die Informationen in einem zweidimensionalen Raum in Instrumentengeometrien, wobei es möglich ist, sowohl vor als auch nach einer IMS-Einrichtung zu fragmentieren, verwendet werden, um die Entscheidung zu unterstützen, welche Anordnung verwendet werden soll.
Diese Entscheidung kann auf dem Vorliegen einer Interferenz durch einen chimären Vorläufer basieren. In diesem Zusammenhang kann die Interferenz eines chimären Vorläufers ein Vorläufer-Ion umfassen, das beim Masse-Ladungs-Verhältnis nahe genug an einem Vorläufer-Ion von Interesse ist, sodass es während des Vorläufer-Isolierungsschritts ebenfalls durch ein Massenfilter übertragen wird. Dies kann zum Vermischen von Fragment-Ionen von beiden (oder mehreren) Vorläufer-Ion-Fragmenten führen, die die Wahrscheinlichkeit der korrekten Identifizierung der Komponente von Interesse reduzieren kann.
Die relativen Positionen der Vorläufer-Ionen im zweidimensionalen Raum können verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Vorläufer-Ionen vor der Fragmentierung einer weiteren oder zusätzlichen Trennung in der IMS-Einrichtung unterzogen werden sollen. Dies kann die Probleme in Zusammenhang mit dem Vermischen von Fragment-Ionen von unterschiedlichen Vorläufer-Ionen abmildern und/oder die Bestimmung unterstützen, ob Ionen vor der IMS-Einrichtung fragmentiert werden sollen oder nicht, wobei eingeführte Flugzeit-Modi mit hoher Einschaltdauer („HDC“) aktiviert werden.
Somit kann die relative Position von Komponenten von Interesse für chimäre Interferenzen zum Bestimmen der Fragmentierungsposition in einer gegebenen Geometrie verwendet werden. Bei Vorliegen von chimären Interferenzen kann es möglich sein, nach der IMS-Trennung zu fragmentieren, um Ablenkung zu reduzieren, während das Fehlen von chimären Interferenzen nützlich ist für den Betrieb vor der IMS-Einrichtung und/oder mit IMS-Trennung von Fragment-Ionen und HDC.
Die vorstehenden Ansätze können auch eingesetzt werden, um die Anzahl der Fragmentierungsstufen zu bestimmen. Beispielsweise kann basierend auf den Daten mit Bezug auf die Ionen von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge bestimmt werden, dass die Fragmentierung vor oder nach der IMS-Einrichtung erfolgen soll, und es kann bestimmt werden, dass das Massenspektrometer oder die Analyseeinrichtung von zwei Fragmentierungsstufen umschaltet zu einer einzelnen oder keiner Fragmentierungsstufe.
Die Daten mit Bezug auf die Ionen von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge und/oder die Position der Ionen von Interesse im zweidimensionalen Raum können eingesetzt werden, um eine Fragmentierungs-Betriebsart zu bestimmen, z. B. einen Elektronentransfer-Dissoziations-Betriebsmodus, einen kollisionsinduzierten Dissoziations-Betriebsmodus, einen Elektroneneinfang-Dissoziations-Betriebsmodus, einen Protonentransfer-Reaktions-Betriebsmodus oder einen Foto-Fragmentierungs-Betriebsmodus.
Die Daten mit Bezug auf die Ionen von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge und/oder die Position der Ionen von Interesse im zweidimensionalen Raum können auch den wahrscheinlichen Ladungszustand von Fragment-Ionen angeben. Diese Daten können verwendet werden, um Techniken zu optimieren wie z. B. Flugzeit-Modi mit hoher Einschaltdauer, wobei die Synchronisation zwischen Driftzeit in einem lonenmobilitäts-Spektrometer und dem Flugzeit-Extraktionsimpuls vom Ladungszustand abhängig sein können.
Ähnliche Ansätze können auch übernommen werden, wenn bestimmt werden soll, wann zwischen den Modi Massenspektrometrie („MS“), Tandem-Massenspektrometrie („MS/MS“) und lonenmobilitätsspektrometrie („IMS“) umgeschaltet wird. Beispielsweise können die Daten mit Bezug auf die Ionen von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge und/oder die Positionen der Ionen von Interesse im zweidimensionalen Raum verwendet werden, um zu bestimmen, wann zwischen MS/MS und MS oder zwischen einem IMS-MS/MS-Modus und einem IMS-MS-Modus umgeschaltet werden soll, z. B. Totalionenstrom („TIC“) in einer Region für IMS-MS/MS-zu-MS-Rückschaltung.
Es wird ebenfalls anerkannt, dass der vorstehend offenbarte Ansatz in Verbindung mit einem weiten Bereich von bekannten Ionisierungsquellen und Massenanalysatoren angewandt werden kann, wenngleich der offenbarte Analysator ein Flugzeit-Massenanalysator ist.
Es wird ebenfalls anerkannt, dass der vorstehend offenbarte Ansatz bei einem weiten Bereich von Instrumenten-Steuermodi angewandt werden kann, einschließlich regulär beabstandeter Untersuchungsabtastungen mit geringer Energie, regulär beabstandeter Untersuchungsabtastungen mit hoher Energie, Steuermodi entsprechend der Beschreibung in WO 2013/140132 A2 und Kombinationen daraus.
Während verschiedene Ausführungsformen Bezug nehmen auf Geometrien mit einer einzelnen Stufe der lonenmobilitätstrennung, ist es offensichtlich, dass der Ansatz auch bei Geometrien mit mehr als einer Stufe der lonenmobilitätstrennung angewandt werden kann, wie z. B. IMS-Q-IMS-ToF oder Q-IMS-IMS-ToF, wobei Fragmentierung in mehreren Phasen entlang der Geometrie erfolgen kann. Diese Geometrien können auch mehr als zweidimensionale Datenmengen bereitstellen. Die Verwendung von Vorspeicher-IMS-Einrichtungen wird ebenfalls in Betracht gezogen. Es wird ebenfalls anerkannt, dass die Abtastzeiten der Tandem-Massenspektrometrie auf der Basis ihrer Position in der zweidimensionalen Datenmenge dynamisch ausgewählt werden können.
Bei weiteren Trenntechniken werden ebenfalls Vorteile durch die vorstehenden Ansätze angenommen, insbesondere bei differenzieller Mobilitätsspektrometrie („DMS“), differenziellem Mobilitätsanalysator („DMA“) und High-Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry („FAIMS“).

Claims

Verfahren zum Analysieren von Ionen mit einem Massenspektrometer, Folgendes umfassend: Durchführen einer anfänglichen mehrdimensionalen Untersuchungsabtastung, umfassend das Trennen von Ausgangsionen gemäß einer ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft und das Trennen der Ausgangsionen gemäß einer zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft; Erzeugen einer zweidimensionalen Datenmenge, die Daten umfasst, die der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen, sowie Daten, die der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen; Identifizieren von einer oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies von Interesse; und Auswählen einer Position innerhalb des Massenspektrometers, an der die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse fragmentiert werden soll, unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter das Umschalten in die Position umfasst, wenn die Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, oder 2, das weiter das Bestimmen eines Vorliegens von chimärer Interferenz in der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder den Produkt- oder Fragment-Ionen, die aus der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleitet sind, aus der zweidimensionalen Datenmenge umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, weiter Folgendes umfassend: Trennen von Ionen entsprechend ihrer lonenmobilität und/oder Auswählen von Ionen basierend auf ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis; und Fragmentieren der Ziel-Ionen-Spezies, um Fragment- oder Produkt-Ionen zu produzieren; wobei der Schritt des Fragmentierens von Ionen nach dem Schritt des Trennens und/oder Auswählens von Ionen ausgeführt wird, falls aus der zweidimensionalen Datenmenge ein Vorliegen chimärer Interferenz in der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder den aus der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleiteten Produkt- oder Fragment-Ionen bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend das Berechnen eines Betriebsparameters für die Ziel-Ionen-Spezies unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies in der zweidimensionalen Datenmenge; und Anwenden des Betriebsparameters, wenn die Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Betriebsparameter eines oder mehrere der Elemente Kollisionsenergie, Reaktionszeit und Dämpfungsfaktor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Schritt des Berechnens eines Betriebsparameters das Optimieren des Betriebsparameters für die Ziel-Ionen-Spezies unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend das Bestimmen eines Ladungszustands der Ziel-Ionen-Spezies unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge.
Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend das Umschalten in einen kollisionsinduzierten Dissoziations-Betriebsmodus, wenn die Ziel-Ionen-Spezies basierend auf der Bestimmung eines Ladungszustands der Ziel-Ionen-Spezies analysiert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste physikalisch-chemische Eigenschaft eines oder mehrere der Elemente umfasst: lonenmobilität differenzielle lonenmobilität, Stoßquerschnitt („CCS“), Driftzeit; Masse, Masse-Ladungs-Verhältnis und Flugzeit; und/oder wobei die zweite physikalisch-chemische Eigenschaft eines oder mehrere der folgenden Elemente umfasst: lonenmobilität, differenzielle Ionenmobilität, Stoßquerschnitt („CCS“), Driftzeit, Masse, Masse-Ladungs-Verhältnis und Flugzeit.
Verfahren zum Analysieren von Ionen mit einem Massenspektrometer, Folgendes umfassend: Durchführen einer anfänglichen mehrdimensionalen Untersuchungsabtastung, umfassend das Trennen von Ausgangsionen gemäß einer ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft und das Trennen der Ausgangsionen gemäß einer zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft; Erzeugen einer zweidimensionalen Datenmenge, die Daten umfasst, die der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen, sowie Daten, die der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen; Identifizieren von einer oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies von Interesse; Bestimmen eines Vorliegens von chimärer Interferenz in der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder den Produkt- oder Fragment-Ionen, die aus der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleitet sind, aus der zweidimensionalen Datenmenge; und Auswählen eines Fragmentierungsmodus des Massenspektrometers für die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse, basierend auf der Bestimmung des Vorliegens von chimärischer Interferenz.
Massenspektrometer zum Analysieren von Ionen, Folgendes umfassend: einen ersten Separator oder Filter zum Trennen oder Filtern von Ionen entsprechend einer ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft; einen zweiten Separator oder Filter zum Trennen oder Filtern von Ionen entsprechend einer zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft; und ein Steuersystem, das für Folgendes angeordnet und eingerichtet ist: (i) Durchführen einer anfänglichen mehrdimensionalen Untersuchungsabtastung, umfassend das Trennen von Ausgangsionen gemäß der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft unter Verwendung des ersten Separators und das Trennen der Ausgangsionen gemäß der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft unter Verwendung des zweiten Separators; (ii) Erzeugen einer zweidimensionalen Datenmenge, die Daten umfasst, die der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen, sowie Daten, die der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen; (iii) Identifizieren von einer oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies von Interesse; und (iv) Auswählen einer Position innerhalb des Massenspektrometers, an der die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse fragmentiert werden soll, unter Verwendung von Daten mit Bezug auf die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse in der zweidimensionalen Datenmenge.
Massenspektrometer zum Analysieren von Ionen, Folgendes umfassend: einen ersten Separator oder Filter zum Trennen oder Filtern von Ionen entsprechend einer ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft; einen zweiten Separator oder Filter zum Trennen oder Filtern von Ionen entsprechend einer zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft; und ein Steuersystem, das für Folgendes angeordnet und eingerichtet ist: (i) Durchführen einer anfänglichen mehrdimensionalen Untersuchungsabtastung, umfassend das Trennen von Ausgangsionen gemäß der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft unter Verwendung des ersten Separators und das Trennen der Ausgangsionen gemäß der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft unter Verwendung des zweiten Separators; (ii) Erzeugen einer zweidimensionalen Datenmenge, die Daten umfasst, die der ersten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen, sowie Daten, die der zweiten physikalisch-chemischen Eigenschaft entsprechen; (iii) Identifizieren von einer oder mehreren Ziel-Ionen-Spezies von Interesse; (iv) Bestimmen eines Vorliegens von chimärer Interferenz in der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies oder den Produkt- oder Fragment-Ionen, die aus der einen oder den mehreren Ziel-Ionen-Spezies abgeleitet sind, aus der zweidimensionalen Datenmenge; und (v) Auswählen eines Fragmentierungsmodus des Massenspektrometers für die Ziel-Ionen-Spezies von Interesse, basierend auf der Bestimmung des Vorliegens von chimärischer Interferenz.