DE112016002414B4

DE112016002414B4 - Masseanalyseverfahren unter Verwendung von Ionenfiltration

Info

Publication number: DE112016002414B4
Application number: DE112016002414.2T
Authority: DE
Inventors: Richard Moulds
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2023-08-03
Anticipated expiration: 2036-06-01
Also published as: GB201718922D0; GB2556215A; GB2556215B; WO2016193699A1; CN107690690A; US10354848B2; US20180166262A1; GB201509244D0; CN107690690B; DE112016002414T5

Abstract

Massenspektrometrieverfahren, umfassend:Anlegen von HF- und DC-Spannungen an Elektroden eines Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen;Detektieren der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit einem Detektor;Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist;Hindern aller Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen;Messen des Signalausgangs aus dem Detektor während der Spannungsübergangsperiode, wenn verhindert wird, dass Ionen den Detektor erreichen, um das Basisliniensignal des Detektors zu ermitteln;Zulassen, dass nach der Spannungsübergangsperiode Ionen vom Massenfilter zum Detektor gelangen;Messen des lonensignals aus dem Detektor nach der Spannungsübergangsperiode, wenn zugelassen wird, dass Ionen zum Detektor übertragen werden; undAbziehen des Basisliniensignals vom gemessenen lonensignal.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Massenspektrometer und insbesondere auf ein Massenspektrometer, das Ionen durch Detektieren der Ionen analysiert, die von einem Massenfilter übertragen wurden.
HINTERGRUND
Es ist bekannt, Quadrupolstabsätze zu verwenden, um Ionen gemäß ihrem Masse-zu-Ladung-Verhältnis zu filtern. Unterschiedliche Kombinationen von HF- und DC-Spannungen können verwendet werden, um die Masse-zu-Ladung-Verhältnisse auszuwählen, die vom Quadrupol übertragen werden. Die HF- und DC-Spannungen sind für eine erste Periode für gewöhnlich fest, so dass der Quadrupol nur Ionen mit einem ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis von Interesse selektiv überträgt. Die HF- und DC-Spannungen werden in einer zweiten Periode sodann gestuft, so dass der Quadrupol nur Ionen mit einem zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnis von Interesse selektiv überträgt. Solche Verfahren können verwendet werden, beispielsweise um Ionen in Einzelionenaufzeichnungs-(SIR)-, Einzelreaktionsüberwachungs-(SRM)- und Mehrfachreaktionsüberwachungs-(MRM)-Experimenten auszuwählen.
Wenn ein Quadrupol auf diese Weise verwendet wird, kann der lonenstrom, der während der ersten Periode übertragen wird, sehr groß sein, der lonenstrom, der während der zweiten Periode übertragen wird, kann hingegen relativ klein sein. Der erste große lonenstrom kann bewirken, dass sich die Basislinie des Detektors verschiebt. Beispielsweise wenn ein Photomultiplier als Detektor verwendet wird, kann ein großes lonensignal bewirken, dass die Photokathode des Detektors angeregt wird und Elektronen für einen signifikanten Zeitraum nach Beendigung des Reizes emittiert. Solche Basislinienverschiebungen können Messfehler für den einen oder die mehreren Kanäle verursachen, die dem hochintensiven Kanal folgen.
Es ist bekannt, die Basislinienhöhe des Detektors vor einer analytischen Erfassung zu messen. Die Basislinienhöhe kann danach von lonensignalen abgezogen werden, die während des analytischen Durchlaufs gemessen werden. Solche Verfahren sind jedoch nicht in der Lage, Verschiebungen der Basislinienhöhe zu berücksichtigen, die nach Detektieren eines hohen lonenstroms auftreten können.
Bei vielen Quadrupolspannungstreiberschaltungsdesigns wird bewirkt, dass die DC-Spannungskomponente der HF-Spannungskomponente nacheilt. Wenn der Quadrupol gestuft wird, so dass die Masse-zu-Ladung-Verhältnisse der Ionen, die übertragen werden, sich mit der Zeit erhöhen, ist die DC-Spannungskomponente vorübergehend niedriger als die HF-Spannungskomponente. Dadurch ist es vorübergehend möglich, dass Ionen mit einem breiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Quadrupol übertragen werden. Bei anderen Spannungstreiberschaltungsdesigns wird bewirkt, dass die DC-Spannungskomponente der HF-Spannungskomponente voreilt. Wenn der Quadrupol gestuft wird, so dass die Masse-zu-Ladung-Verhältnisse der Ionen, die übertragen werden, sich mit der Zeit verringern, kann der Quadrupol entauflösen (de-resolve). Dies führt wiederum dazu, dass ein relativ großer lonenimpuls vom Quadrupol vorübergehend übertragen wird. Die Amplitude des lonenimpulses hängt von der Anzahl von lonenspezies in der Nähe der zu messenden Analyten und deren Abundanz ab. Daher wird verstanden, dass der gestufte Betrieb eines Quadrupols manchmal dazu führen kann, dass relativ große lonenimpulse auf die nachgeschalteten Vorrichtungen wie z. B. ein analytisches Massenfilter oder Detektor auftreffen, jedes Mal, wenn der Quadrupol gestuft wird. Wenn relativ große lonenimpulse bei einer solchen nachgeschalteten Vorrichtung ankommen, kann sich dies nachteilig auswirken.
Massenspektrometer unter Verwendung von Quadrupolmassenfiltern sammeln Daten für gewöhnlich nur, wenn die Quadrupolfilteraktion gleichmäßig ist, d. h., wenn das HF:DC-Verhältnis im Wesentlichen fest ist. Beispielsweise wenn Analyten A und B zu analysieren sind, ändert das System die erforderlichen HF- und DC-Spannungskomponenten, so dass alle Ionen außer jenen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis gefiltert werden, das jenem von Analyt A entspricht, wartet danach, dass sich die Spannungen auf den Elektroden des Quadrupols einschwingen, um eine geeignete Masseauflösung zu erleichtern, und misst den lonenstrom danach für einen Zeitraum und zeichnet diesen auf. Das System stoppt sodann das Aufzeichnen des lonenstroms, bevor die nächsten HF- und DC-Werte für Analyt B programmiert werden, und wartet, bis sich die Spannungen auf den Elektroden des Quadrupols einschwingen, bevor es mit dem Aufzeichnen des lonenstroms für Analyt B beginnt. Die lonenströme werden danach in separaten Kanälen gespeichert, um eine weitere Datenverarbeitung zu ermöglichen. Folglich wird der lonenstrom nicht aufgezeichnet oder angezeigt, während die HF- und DC-Spannungen instabil sind (d. h. zwischen Stufenwerten), da diese Daten analytisch nicht nützlich sind.
Somit wird die nachteilige Wirkung der lonenimpulse, wie durch eine vorübergehende Quadrupol-Entauflösung verursacht, nicht bemerkt. Ihre potenzielle Auswirkung auf die Datenqualität ist jedoch real, wobei sie Verschiebungen der Detektorbasislinie verursachen, die sich in die Abtast- und Rastperiode erstrecken, in der lonenströme gemessen werden, und können somit zu einer Fehlquantifizierung von Analyten führen.
Relevanter Stand der Technik ist aus der US 2010/0084552 A1 , der DE 102012211600 A1 sowie der US 2009/0266983 A1 bekannt. Die US 2010/008455 A1 offenbart hierbei ein Quadrupol-Massenspektrometer, die DE 102012211600 A1 ein Verfahren zur Verbesserung des Dynamikbereiches für die Massenspektrometrie, und die US 2009/0266983 A1 ein Verfahren zur Verarbeitung von Massenanalysedaten sowie ein entsprechendes Massenspektrometer.
Es ist erwünscht, ein verbessertes Massenspektrometer und ein verbessertes massenspektrometrisches Verfahren bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Massenspektrometrieverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bereit.
Offenbart ist auch ein Massenspektrometrieverfahren mit den folgenden Schritten:

Anlegen von HF- und DC-Spannungen an Elektroden eines Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen;
Detektieren der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit einem Detektor;
Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist;
Hindern aller Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen; und
Ermöglichen, dass nach der Spannungsübergangsperiode Ionen vom Massenfilter zum Detektor übertragen werden.

Der Erfinder hat erkannt, dass die kurzzeitige Verringerung der Auflösungsleistung des Massenfilters während der Spannungsübergangsperiode zu einer daraus resultierenden Erhöhung des lonenflusses zum Detektor führen kann, wodurch das Detektorbasisliniensignal für einen Zeitraum beeinflusst wird, der sich über das Ende der Spannungsübergangsperiode hinaus erstrecken kann. Durch Verhindern, dass im Wesentlichen alle Ionen während der Spannungsübergangsperioden detektiert werden, wird das Detektorbasisliniensignal während des Wechselns des Massenfilters vom Übertragen eines Masse-zu-Ladung-Verhältnisses auf ein anderes beibehalten.
Die EP 2557590 A1 offenbart ein Instrument mit einem Quadrupolmassenfilter, das Ionen mit einem spezifischen Masse-zu-Ladung-Verhältnis selektiv an einen Detektor überträgt. Die HF- und DC-Spannungen, die an das Massenfilter angelegt sind, können so verändert werden, dass ein anderes Masse-zu-Ladung-Verhältnis ausgewählt wird, das an den Detektor weiterzuleiten ist. Shimadzu erkennt an, dass, wenn die HF- und DC-Spannungen, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt werden, in unterschiedlichen Raten verändert werden, ein großer Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen von der Quadrupolstruktur übertragen wird, und dass dies den Detektor schädigt. Daher verwendet Shimadzu einen dem Massenfilter vorgeschalteten und/oder nachgeschalteten Quadrupol, um manche der Ionen umzulenken, so dass sie den Detektor nicht erreichen können, während die HF- und DC-Spannungen am Massenfilter variiert werden. Mehr im Detail sind die Elektroden des Massenfilters über einen CR-Differenzierer mit dem vorgeschalteten und/oder nachgeschalteten Quadrupol verbunden, so dass, wenn die an die Elektroden des Massenfilters angelegten Spannungen variiert werden, der CR-Differenzierer eine DC-Spannung an den vorgeschalteten und/oder nachgeschalteten Quadrupol anlegt. Dies bewirkt, dass der vorgeschaltete und/oder nachgeschaltete Quadrupol die Flugbahnen von Ionen mit einem niedrigen Masse-zu-Ladung-Verhältnis umlenkt, so dass weniger Ionen den Detektor während der Spannungsübergangsperiode erreichen, und somit wird eine Schädigung des Detektors verhindert.
Auch wenn die Technik von Shimadzu den lonenfluss zum Ionendetektor während der Spannungsübergangsperiode verringert, hindert sie nicht alle Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen. Dies ist der Fall, da Shimadzu nicht darauf bedacht ist, die Basislinienhöhe des Detektorsignals während der Spannungsübergangsperiode beizubehalten, sondern stattdessen darauf bedacht ist, eine durch sehr hohe lonenflüsse verursachte Schädigung des Detektors zu verhindern.
Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung werden Ionen in Richtung des Massenfilters übertragen und treten in das Massenfilter ein. Nur Ionen mit einem ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen werden vom Massenfilter an den Detektor übertragen, andere Ionen werden vom Massenfilter hingegen herausgefiltert. Die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, wird danach während der Spannungsübertragungsperiode variiert, um das Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen, das bzw. der vom Massenfilter am Ende der Spannungsübertragungsperiode übertragen wird, zu ändern. Es werden im Wesentlichen alle Ionen daran gehindert, den Detektor während dieser Spannungsübergangsperiode zu erreichen. Nach der Spannungsübergangsperiode werden Ionen mit einem zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem zweiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter an den Detektor übertragen, andere Ionen werden vom Massenfilter hingegen herausgefiltert. Das zweite Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder der zweite Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen unterscheidet sich vom ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen.
Es wird in Betracht gezogen, dass die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, während einer oder mehreren weiteren Spannungsübergangsperioden geändert werden kann, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist. Beispielsweise können die eine oder mehreren Spannungen in einer zweiten Spannungsübergangsperiode geändert werden, so dass das Massenfilter am Ende dieser Periode nur in der Lage ist, ein drittes Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einen dritten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen, andere Ionen werden vom Massenfilter hingegen herausgefiltert. Das dritte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder der dritte Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen kann sich von den ersten und zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnissen oder ersten und zweiten Bereichen von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen unterscheiden. Es können im Wesentlichen alle Ionen daran gehindert werden, den Detektor während der zweiten Spannungsübergangsperiode zu erreichen, sie können jedoch danach an den Detektor übertragen werden.
Die oben und/oder hier andernorts offenbarten Verfahrensschritte können in einem einzelnen Experimentdurchlauf durchgeführt werden.
Das Verfahren kann Messen des Signalausgangs vom Detektor während der Spannungsübergangsperiode, wenn Ionen daran gehindert werden, den Detektor zu erreichen, um das Basisliniensignal des Detektors zu ermitteln; Messen des lonensignals aus dem Detektor nach der Spannungsübergangsperiode, wenn Ionen an den Detektor übertragen werden dürfen; und Abziehen des Basisliniensignals vom gemessenen lonensignal umfassen.
Das Verfahren kann das Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer weiteren Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist, zu ändern; Hindern aller Ionen daran, den Detektor während der weiteren Spannungsübergangsperiode zu erreichen; und Zulassen, dass nach der weiteren Spannungsübergangsperiode Ionen vom Massenfilter zum Detektor übertragen werden, umfassen.
Das Verfahren kann Messen des Signalausgangs vom Detektor während der weiteren Spannungsübergangsperiode, wenn Ionen daran gehindert werden, den Detektor zu erreichen, um ein aktualisiertes Basisliniensignal für den Detektor zu ermitteln; Messen des lonensignals aus dem Detektor nach der weiteren Spannungsübergangsperiode, wenn Ionen an den Detektor übertragen werden dürfen; und Abziehen des aktualisierten Basisliniensignals vom gemessenen lonensignal umfassen.
Auch wenn nur zwei Spannungsübergangsperioden beschrieben wurden, können weitere Spannungsübergangsperioden bereitgestellt werden, während die HF- und/oder DC-Spannungen, die an das Massenfilter angelegt werden, geändert werden. Das Detektorbasisliniensignal kann in jeder dieser Spannungsübergangsperioden gemessen und von danach erhaltenen lonensignalen aus dem Detektor abgezogen werden.
Das hier beschriebene Verfahren kann in SIR- oder MRM-Experimenten verwendet werden oder wenn eine Quadrupolabtastung abgeschlossen ist, und ist danach programmiert, um die Spannungen auf Ausgangswerte zurückzusetzen (d. h. stufen). Genaue Detektorbasislinienmessungen können zwischen einzelnen SIR- oder MRM-Experimenten, Kanälen oder Abtastungen durchgeführt werden. Durch Verhindern, dass zumindest manche der vom Massenfilter übertragenen Ionen den Detektor erreichen oder am Detektor detektiert werden, während die Spannungen geändert werden, zwischen den unterschiedlichen Experimenten, Kanälen oder Abtastungen, wird verhindert, dass große lonenstromimpulse auf den Detektor auftreffen.
Nach jeder der Spannungsübergangsperioden kann wiederum zugelassen werden, dass alle vom Massenfilter übertragenen Ionen den Detektor erreichen.
Das hier beschriebene Massenfilter kann ein Multipol-Massenfilter sein, das einen Multipol-Elektrodenstabsatz umfasst. Das Multipol-Massenfilter kann ein Quadrupolmassenfilter sein, das einen Quadrupolstabsatz umfasst. Es werden hier jedoch auch andere Multipole in Betracht gezogen. Andere Konfigurationen und Typen von Massenfiltern werden hier ebenfalls in Betracht gezogen, wobei HF- und/oder DC-Spannungen, die an das Massenfilter angelegt werden, mit der Zeit geändert werden, um Ionen mit unterschiedlichen Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen.
Der Schritt des Hinderns aller Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen, kann umfassen: Hindern aller Ionen daran, in das Massenfilter einzutreten; und/oder Hindern aller Ionen, die aus dem Massenfilter übertragen werden, daran, den Detektor zu erreichen.
Der Schritt des Hinderns aller Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen, kann das Anlegen einer oder mehrerer Spannungen an zumindest eine Elektrode einer lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung umfassen, so dass eine elektrische Potenzialbarriere in der Bahn der Ionen gebildet wird, oder um die Ionen umzulenken, so dass die Ionen daran gehindert werden, den Detektor zu erreichen. Beispielsweise kann ein lonengate verwendet werden, um die lonenbahn zum Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu blockieren.
Alternativ oder zusätzlich kann das Potenzial auf einer Einzel-Linse oder einem anderen ionoptischen Element geändert werden, um eine Potenzialbarriere zu bilden, die die Ionen blockiert.
Der Schritt des Umlenkens von Ionen kann das Umleiten der Ionen oder Defokussieren des lonenstrahls während der Spannungsübergangsperiode, so dass Ionen den Detektor nicht erreichen, umfassen. Dies kann durch Anlegen einer oder mehrerer Spannungen an eine oder mehrere Elektroden während der Spannungsübergangsperiode erzielt werden. Beispielsweise kann eine Spannung an eine lonensteuerlinse oder lonendeflektorelektrode angelegt werden, um die Ionen so umzuleiten, dass sie den Detektor nicht erreichen.
Ionen können so umgelenkt werden, dass sie auf eine Oberfläche auftreffen, die die Ionen während der Spannungsübergangsperiode neutralisiert, z. B. auf eine Elektrode.
Die Spannung, die an die zumindest eine Elektrode einer lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung angelegt wird, kann unabhängig von den HF- und DC-Spannungen gesteuert werden, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt sind. Dadurch ist es möglich, die lonenblockade oder lonenumlenkung unabhängig von den an das Massenfilter angelegten Spannungen zu steuern, und kann daher wirksamer sein. Außerdem sind die ionenblockierenden oder ionenumlenkenden Elektroden mit den Elektroden des Massenfilters ggf. nicht elektrisch gekoppelt und somit werden die ionenblockierenden oder ionenumlenkenden Spannungen ggf. nicht an das Massenfilter übertragen oder beeinflussen dieses ggf. nicht.
Das Massenfilter kann ein Multipolfilter sein oder ein Multipolfilter kann dem Massenfilter vorgeschaltet bereitgestellt sein, um Ionen in das Massenfilter zu übertragen, oder ein Multipolfilter kann zwischen dem Massenfilter und dem Detektor bereitgestellt sein, um Ionen vom Massenfilter zum Detektor zu übertragen. Eine HF- und/oder DC-Spannung kann an das Multipolfilter angelegt werden, um Ionen durch dieses zu führen, und die HF- und/oder DC-Spannung, die an das Multipolfilter angelegt wird, kann während der Spannungsübergangsperiode geändert werden, so dass keine Ionen durch das Multipolfilter übertragen werden.
Das Verfahren kann das vorübergehende Erhöhen der an das Multipolfilter angelegten DC-Spannung während der Spannungsübergangsperiode umfassen, so dass alle Ionen im Multipolfilter instabil gemacht werden.
Das Massenfilter kann das Multipolfilter sein und der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung, die an das Massenfilter angelegt wird, kann das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannungen, die an die Elektroden angelegt werden, während der Spannungsübergangsperiode umfassen, so dass die DC-Spannungsänderung der HF-Spannungsänderung voreilt, um alle Ionen daran zu hindern, den Detektor zu erreichen.
Der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, kann das nicht kontinuierliche Stufen des Werts der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, umfassen.
Eine erste Kombination von HF- und DC-Spannungen kann für einen ersten Zeitraum, in dem ausgewählte Ionen mit einem ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter übertragen werden, an die Elektroden angelegt werden. Die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, kann sodann während der Spannungsübergangsperiode geändert werden, so dass eine zweite Kombination von HF- und DC-Spannungen für einen zweiten Zeitraum, in dem ausgewählte Ionen mit einem zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem zweiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter übertragen werden, sodann an die Elektroden angelegt werden kann.
Die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, kann danach in einer beliebigen Anzahl von Spannungsübergangsperioden geändert werden.
Der Schritt des Verhinderns, dass Ionen den Detektor erreichen (z. B. am Detektor detektiert werden), kann für unterschiedliche Spannungsübergangsperioden unterschiedlich lang durchgeführt werden und/oder kann sich über die Spannungsübergangsperiode hinaus erstrecken. Beispielsweise kann die Zeitdauer als Funktion der Zeit variieren, die die HF- und DC-Spannungen Erwartungen zufolge benötigen, um sich auf den neuen Werten einzuschwingen. Alternativ oder zusätzlich kann die Zeitdauer je nach Richtung, in die die HF- und/oder DC-Spannung gestuft wird, variieren (d. h. abhängig davon, ob die Spannungen verändert werden, so dass das Masse-zu-Ladung-Verhältnis, das vom Massenfilter übertragen werden kann, erhöht oder verringert wird).
Die Periode, in der Ionen daran gehindert werden, den Detektor zu erreichen oder vom Detektor detektiert zu werden (z. B. die Spannungsübergangsperiode) für jede Spannungsänderung kann x sein, wobei x aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: ≤ 10 µs; ≤ 20 µs; ≤ 30 µs; ≤ 40 µs; ≤ 50 µs; ≤ 100 µs; ≤ 200 µs; ≤ 300 µs; ≤ 400 µs; ≤ 500 µs; ≤ 600 µs; ≤ 700 µs; ≤ 800 µs; ≤ 900 µs; ≤ 1 ms; ≤ 5 ms; ≤ 10 ms; ≤ 15 ms; ≤ 20 ms; ≤ 25 ms; ≤ 30 ms; ≤ 35 ms; ≤ 40 ms; ≤ 45 ms; und ≤ 50 ms. Außerdem oder alternativ kann x aus der Gruppe ausgewählt sein, bestehend aus: ≥ 50 ms; ≥ 45 ms; ≥ 40 ms; ≥ 35 ms; ≥ 30 ms; ≥ 25 ms; ≥ 20 ms; ≥ 15 ms; ≥ 10 ms; ≥ 5 ms; ≥ 900 µs; ≥ 800 µs; ≥ 700 µs; ≥ 600 µs; ≥ 500 µs; ≥ 400 µs; ≥ 300 µs; ≥ 200 µs; ≥ 100 µs; ≥ 50 µs; ≥ 40 µs; ≥ 30 µs; ≥ 20 µs; und ≥ 10 µs. Beispielsweise kann die Zeit x im Bereich von 10 µs bis 50 ms liegen.
Der lonenstrom, der vom Massenfilter übertragen wird, kann nachdem der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung begonnen hat, größer als vor Änderung der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, sein.
Der Detektor kann eine Photomultiplierröhre umfassen. Es werden jedoch auch andere Detektoren in Erwägung gezogen.
Das Verfahren kann das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, während der Spannungsübergangsperiode und/oder der weiteren Spannungsübergangsperiode umfassen; wobei die DC-Spannung über einen ersten Zeitraum innerhalb der Spannungsübergangsperiode variiert wird und die HF-Spannung über einen zweiten Zeitraum innerhalb der Spannungsübergangsperiode variiert wird; und wobei der erste Zeitraum kürzer als der zweite Zeitraum ist und/oder der erste Zeitraum endet, bevor der zweite Zeitraum endet.
Die Zeitdauer, die erforderlich ist, um die HF-Spannung zu variieren, kann ein Begrenzungsfaktor für die Länge der Spannungsübergangsperiode sein. Um die Länge der Spannungsübergangsperiode zu verringern, kann mit dem Variieren der DC-Spannung zum gleichen Zeitpunkt wie mit dem Variieren der HF-Spannung oder später begonnen werden, wobei das Variieren der DC-Spannung jedoch an dem Zeitpunkt beendet wird, an dem das Variieren der HF-Spannung endet, oder davor.
Aus diesem Grund kann der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, zu jeder von einer oder mehreren Spannungsübergangsperioden umfassen und die Änderung der HF-Spannung kann der Änderung der DC-Spannung nacheilen. Der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung kann das Masse-zu-Ladung-Verhältnis der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden können, verringern.
Alternativ kann der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während jeder Spannungsübergangsperiode umfassen und die Änderung der DC-Spannung kann der Änderung der HF-Spannung nacheilen. Der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung kann die Masse-zu-Ladung-Verhältnisse der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden können, erhöhen.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Massenspektrometer bereit, das so eingerichtet und konfiguriert ist, dass es beliebige der hier beschriebenen Verfahren durchführt.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt ein Massenspektrometer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 bereit.
Offenbart ist auch ein Massenspektrometer, umfassend;

ein Massenfilter, das eine Mehrzahl von Elektroden umfasst:
- HF- und DC-Spannungsversorgungen;
einen Ionendetektor;
eine lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung zum Blockieren oder Umlenken von Ionen; und
eine Steuereinheit, die so eingerichtet und konfiguriert ist, dass sie das Spektrometer steuert zum:
- Anlegen von HF- und DC-Spannungen aus den Spannungsversorgungen an die Elektroden des Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen;
- Detektieren der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit dem Detektor;
- Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist;
- Aktivieren der lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung während der Spannungsübergangsperiode, um alle Ionen daran zu hindern, den Detektor zu erreichen; und danach
- Deaktivieren der lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung nach der Spannungsübergangsperiode, um zuzulassen, dass Ionen vom Massenfilter zum Detektor übertragen werden.

Das Spektrometer und die Steuereinheit können so eingerichtet und konfiguriert sein, dass sie beliebige der hier beschriebenen Verfahren durchführen.
Beispielsweise kann das Massenfilter ein Multipol-Massenfilter sein, das einen Multipol-Elektrodenstabsatz umfasst. Das Multipol-Massenfilter kann ein Quadrupolmassenfilter sein, das einen Quadrupolstabsatz umfasst. Es werden hier jedoch auch andere Multipole in Betracht gezogen.
Die Steuereinheit kann so eingerichtet und konfiguriert sein, dass sie das Spektrometer so steuert, dass es den Signalausgang vom Detektor während der Spannungsübergangsperiode misst, um das Basisliniensignal des Detektors zu ermitteln; das lonensignal vom Detektor nach der Spannungsübergangsperiode misst; und das Basisliniensignal vom gemessenen lonensignal abzieht.
Die Steuereinheit kann so eingerichtet und konfiguriert sein, dass es das Spektrometer so steuert, dass es die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer weiteren Spannungsübergangsperiode ändert, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist, zu ändern; alle Ionen daran hindert, den Detektor während der weiteren Spannungsübergangsperiode zu erreichen; und zulässt, dass Ionen nach der weiteren Spannungsübergangsperiode vom Massenfilter zum Detektor übertragen werden, umfassen.
Die Steuereinheit kann so eingerichtet und konfiguriert sein, dass sie das Spektrometer so steuert, dass es den Signalausgang vom Detektor während der weiteren Spannungsübergangsperiode misst, um ein aktualisiertes Basisliniensignal des Detektors zu ermitteln; das lonensignal vom Detektor nach der weiteren Spannungsübergangsperiode misst; und das aktualisierte Basisliniensignal vom gemessenen lonensignal abzieht.
Das Konzept des Verwendens eines ionenblockierenden oder -umlenkenden Potenzials (während der Spannungsübergangsperiode), das unabhängig von den HF- und DC-Spannungen gesteuert wird, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt werden, wird als neu und für sich erfindungsgemäß erachtet. Dies verhindert oder entschärft zumindest manche der hier identifizierten Probleme wie z. B. eine Schädigung des Detektors, ohne dass die ionenblockierenden oder -umleitenden Spannungen mit den Elektroden des Massenfilters gekoppelt sind oder darauf beschränkt sind, durch die an das Massenfilter angelegten Spannungen gesteuert zu werden.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung unter einem zweiten Aspekt ein Massenspektrometrieverfahren bereit, umfassend:

Anlegen von HF- und DC-Spannungen an Elektroden eines Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen;
Detektieren der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit einem Detektor;
Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist;
Hindern zumindest mancher Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen, durch Anlegen einer oder mehrerer Spannungen an zumindest eine Elektrode einer lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung, so dass eine elektrische Potenzialbarriere in der Bahn der Ionen gebildet wird, um ihr Passieren zu blockieren oder die Ionen umzulenken, wobei der eine oder die mehreren Spannungen unabhängig von den HF- und DC-Spannungen, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt sind, gesteuert werden; und
Zulassen, dass nach der Spannungsübergangsperiode Ionen vom Massenfilter zum Detektor übertragen werden.

Der zweite Aspekt der Erfindung kann beliebige der Merkmale aufweisen, die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurden, mit der Ausnahme, dass nicht notwendigerweise alle Ionen daran gehindert werden müssen, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen.
Ferner offenbart ist ein Massenspektrometer, umfassend:

ein Massenfilter, das eine Mehrzahl von Elektroden umfasst:
- HF- und DC-Spannungsversorgungen;
- einen Ionendetektor;
- eine lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung zum Blockieren oder Umlenken von Ionen; und
- eine Steuereinheit, die so eingerichtet und konfiguriert ist, dass sie das Massenspektrometer steuert zum:
  - Anlegen von HF- und DC-Spannungen aus den Spannungsversorgungen an die Elektroden des Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen;
  - Detektieren der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit dem Detektor;
  - Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist;
  - Anlegen eines oder mehrerer Spannungen an zumindest eine Elektrode der lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung während der Spannungsübergangsperiode, um zumindest manche Ionen daran zu hindern, den Detektor zu erreichen, durch Bilden einer elektrischen Potenzialbarriere in der Bahn der Ionen, um ihr Passieren zu blockieren oder um die Ionen umzulenken, wobei die Steuereinheit so eingerichtet und konfiguriert ist, dass sie die eine oder mehreren Spannungen unabhängig von den HF- und DC-Spannungen, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt sind, steuert; und danach
  - Deaktivieren der lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung nach der Spannungsübergangsperiode, um zuzulassen, dass Ionen vom Massenfilter zum Detektor übertragen werden.
  - Offenbart ist ferner ein massenspektrometrisches Verfahren bereit, das umfasst:
    - Anlegen von HF- und DC-Spannungen an Elektroden eines Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen;
    - Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, zu einer oder mehreren Spannungsübergangszeiten, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern;
    - Detektieren von Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit einem Detektor;
    - Verhindern, dass zumindest manche der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, während der einen oder mehreren Übergangszeiten und/oder während eines definierten Zeitraums nach einer oder mehreren der einen oder mehreren Übergangszeiten den Detektor erreichen oder am Detektor detektiert werden.

Das Verhindern, dass Ionen detektiert werden, während die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, geändert wird, verhindert, dass große lonenstromimpulse den Detektor erreichen. Dies kann die Lebensdauer des Detektors verlängern, kann Energieversorgungsanstiege des Detektors vermeiden und kann Detektorbasislinienverschiebungen verringern. Beispielsweise kann das Ändern der an das Massenfilter angelegten Spannungen eine kurzzeitige Verringerung der Auflösungsenergie des Massenfilters bewirken, was dazu führen würde, dass ein relativ großer lonenimpuls den Detektor erreicht, wenn der Schritt des Verhinderns, dass Ionen detektiert werden, während die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, geändert wird, nicht durchgeführt werden würde.
Das Verfahren kann in SIR- oder MRM-Experimenten verwendet werden oder wenn eine Quadrupolabtastung abgeschlossen ist, und ist danach programmiert, um die Spannungen auf Ausgangswerte zurückzusetzen (stufen). Genaue Detektorbasislinienmessungen können zwischen einzelnen SIR- oder MRM-Experimenten, Kanälen oder Abtastungen durchgeführt werden. Durch Verhindern, dass zumindest manche der Ionen, die ansonsten vom Massenfilter übertragen werden würden, den Detektor erreichen oder am Detektor detektiert werden, während die Spannungen geändert werden, zwischen den unterschiedlichen Experimenten, Kanälen oder Abtastungen, wird verhindert, dass große lonenstromimpulse auf den Detektor auftreffen.
Nach jeder der einen oder mehreren Übergangszeiten und/oder nach jedem der definierten Zeiträume kann wiederum zugelassen werden, dass alle vom Massenfilter übertragenen Ionen den Detektor erreichen.
Das Massenfilter kann ein Multipol-Massenfilter sein, das einen Multipol-Elektrodenstabsatz umfasst. Das Multipol-Massenfilter kann ein Quadrupolmassenfilter sein, das einen Quadrupolstabsatz umfasst. Es werden hier jedoch auch andere Multipole in Betracht gezogen.
Der Schritt des Verhinderns, dass Ionen den Detektor erreichen oder am Detektor detektiert werden, kann das Blockieren der Ionen oder Umleiten der Flugbahn der Ionen, so dass sie den Detektor nicht erreichen, umfassen.
Das Blockieren kann das vorübergehende Anlegen eines Potenzials an eine Elektrode umfassen, um eine Potenzialbarriere zu erschaffen, die die Bahn der Ionen zum Detektor blockiert. Beispielsweise kann das Potenzial auf einer Einzel-Linse oder einem anderen ionoptischen Element geändert werden, um eine Potenzialbarriere zu bilden, die die Ionen blockiert.
Das Massenfilter kann ein Multipolfilter sein oder ein Multipolfilter wird dem Massenfilter vorgeschaltet bereitgestellt, um Ionen in das Massenfilter zu übertragen, oder ein Multipolfilter wird zwischen dem Massenfilter und dem Detektor bereitgestellt, um Ionen vom Massenfilter zum Detektor zu übertragen; wobei HF- und DC-Spannungen an das Multipolfilter angelegt werden, um Ionen durch dieses zu führen, und wobei das Blockieren das Ändern der an das Multipolfilter angelegten DC-Spannung, so dass Ionen nicht durch das Multipolfilter übertragen werden können, umfasst.
Der Blockierschritt kann das vorübergehende Erhöhen der an das Multipolfilter angelegten DC-Spannung umfassen, so dass alle Ionen im Multipolfilter instabil gemacht werden.
Das Massenfilter kann das Multipolfilter sein und der Schritt des Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an das Massenfilter angelegt wird, kann das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannungen, die an die Elektroden angelegt werden, zu jeder von einer oder mehreren Spannungsübergangszeiten umfassen, wodurch die DC-Spannungsänderung der HF-Spannungsänderung voreilt, um HF-Änderungen zu erhöhen, und die DC-Spannung der HF-Spannungsänderung nacheilt, um HF-Änderungen zu verringern, so dass der Blockierschritt erzielt wird.
Ionengates können verwendet werden, um die lonenbahn zum Detektor zu blockieren.
Das Umleiten kann das Anlegen einer Spannung an eine lonensteuerlinse oder einen lonendeflektor umfasst, um die Ionen so umzuleiten, dass sie den Detektor nicht erreichen.
Der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, kann das nicht kontinuierliche Stufen des Werts der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, umfassen.
Eine erste Kombination von HF- und DC-Spannungen kann für einen ersten Zeitraum, in dem ausgewählte Ionen mit einem ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter übertragen werden, an die Elektroden angelegt werden. Die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, kann sodann zu einer der Spannungsübergangszeiten geändert werden und eine zweite Kombination von HF- und DC-Spannungen kann danach für einen zweiten Zeitraum, in dem ausgewählte Ionen mit einem zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem zweiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter übertragen werden, sodann an die Elektroden angelegt werden kann.
Die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, kann danach in einer beliebigen Anzahl von Spannungsübergangszeiten geändert werden.
Der Schritt des Verhinderns, dass Ionen den Detektor erreichen oder am Detektor detektiert werden, kann bei unterschiedlichen Spannungsübergangsperioden unterschiedlich lange durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Zeitdauer als Funktion der Zeit variieren, die die HF- und DC-Spannungen Erwartungen zufolge benötigen, um sich auf den neuen Werten einzuschwingen, nachdem sie geändert wurden. Alternativ oder zusätzlich kann die Zeitdauer je nach Richtung, in die die HF- und/oder DC-Spannung gestuft wird, variieren (d. h. abhängig davon, ob die Spannungen verändert werden, so dass das Masse-zu-Ladung-Verhältnis, das vom Massenfilter übertragen werden kann, erhöht oder verringert wird).
Die Periode, in der Ionen daran gehindert werden, den Detektor zu erreichen oder vom Detektor detektiert zu werden (z. B. die definierte Periode) für jede Spannungsänderung kann x sein, wobei x aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: ≤ 10 µs; ≤ 20 µs; ≤ 30 µs; ≤ 40 µs; ≤ 50 µs; ≤ 100 µs; ≤ 200 µs; ≤ 300 µs; ≤ 400 µs; ≤ 500 µs; ≤ 600 µs; ≤ 700 µs; ≤ 800 µs; ≤ 900 µs; ≤ 1 ms; ≤ 5 ms; ≤ 10 ms; ≤ 15 ms; ≤ 20 ms; ≤ 25 ms; ≤ 30 ms; ≤ 35 ms; ≤ 40 ms; ≤ 45 ms; und ≤ 50 ms. Außerdem oder alternativ kann x aus der Gruppe ausgewählt sein, bestehend aus: ≥ 50 ms; ≥ 45 ms; ≥ 40 ms; ≥ 35 ms; ≥ 30 ms; ≥ 25 ms; ≥ 20 ms; ≥ 15 ms; ≥ 10 ms; ≥ 5 ms; ≥ 900 µs; ≥ 800 µs; ≥ 700 µs; ≥ 600 µs; ≥ 500 µs; ≥ 400 µs; ≥ 300 µs; ≥ 200 µs; ≥ 100 µs; ≥ 50 µs; ≥ 40 µs; ≥ 30 µs; ≥ 20 µs; und ≥ 10 µs. Beispielsweise kann die Zeit x im Bereich von 10 µs bis 50 ms liegen.
Der lonenstrom, der vom Massenfilter übertragen wird, kann nach dem Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung größer als vor Änderung der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, sein.
Der Detektor kann eine Photomultiplierröhre umfassen. Es werden jedoch auch andere Detektoren in Erwägung gezogen.
Der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, kann das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, zu jeder von einer oder mehreren Spannungsübergangszeiten umfassen und wobei die Änderung der DC-Spannung der Änderung der HF-Spannung nacheilt.
Der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung kann das Masse-zu-Ladung-Verhältnis der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden können, erhöhen.
Der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, kann das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, zu jeder von einer oder mehreren Spannungsübergangszeiten umfassen und wobei die Änderung der HF-Spannung der Änderung der DC-Spannung nacheilt.
Der Schritt des Änderns der HF- und/oder DC-Spannung kann das Masse-zu-Ladung-Verhältnis der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden können, verringern.
Das Verfahren kann das Messen des Basisliniensignals des Detektors während des Schritts des Verhinderns, dass Ionen den Detektor erreichen oder am Detektor detektiert werden, umfassen.
Offenbart ist ferner ein Massenspektrometer, das so konfiguriert ist, dass es beliebige der hier beschriebenen Verfahren durchführt.
Demgemäß ist ein Massenspektrometer offenbart, umfassend:

ein Massenfilter, das eine Mehrzahl von Elektroden umfasst;
- HF- und DC-Spannungsversorgungen;
- einen Ionendetektor;
- eine lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung zum Blockieren oder Umlenken von Ionen; und
- eine Steuereinheit, die konfiguriert ist zum:
  - Anlegen von HF- und DC-Spannungen aus den Spannungsversorgungen an die Elektroden des Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen;
  - Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, zu einer oder mehreren Spannungsübergangszeiten, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern;
  - Detektieren von Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit dem Detektor; und
  - Aktivieren der lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung, um zu verhindern, dass zumindest manche der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, während der einen oder mehreren Übergangszeiten und/oder während eines definierten Zeitraums nach der einen oder mehreren Übergangszeiten den Detektor erreichen oder am Detektor detektiert werden.

Das Massenfilter kann ein Multipol-Massenfilter sein, das einen Multipol-Elektrodenstabsatz umfasst. Das Multipol-Massenfilter kann ein Quadrupolmassenfilter sein, das einen Quadrupolstabsatz umfasst. Es werden hier jedoch auch andere Multipole in Betracht gezogen.
Die Steuereinheit kann die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, zu einer oder mehreren Spannungsübergangszeiten durch nicht kontinuierliches Stufen des Werts der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, ändern.
Das hier beschriebene Massenspektrometer kann umfassen:

(a) eine lonenquelle, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: (i) einer Elektrosprayionisation-(ESI)-Ionenquelle; (ii) einer Atmosphärendruck-Photoionisation-(APPI)-Ionenquelle; (iii) einer Atmosphärendruck-Chemische-Ionisation-(APCI)-lonenquelle; (iv) einer Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisation-(MALDI)-Ionenquelle; (v) einer Laserdesorptionsionisation-(LDI)-Ionenquelle; (vi) einer Atmosphärendruckionisation-(API)-Ionenquelle, (vii) einer Desorptionsionisation-auf-Silicium-(DIOS)-Ionenquelle; (viii) einer Elektronenstoß-(EI)-lonenquelle; (ix) einer Chemische-Ionisation-(CI)-Ionenquelle; (x) einer Feldionisation-(FI)-Ionenquelle; (xi) einer Felddesorption-(FD)-Ionenquelle; (xii) einer Induktiv-Gekoppeltes-Plasma-(ICP)-lonenquelle; (xiii) einer Schneller-Atombeschuss-(FAB)-Ionenquelle; (xiv) einer Flüssigkeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie-(LSIMS)-Ionenquelle; (xv) einer Desorptions-Elektrosprayionisation-(DESI)-Ionenquelle; (xvi) einer Radioaktives-Nickel-63-lonenquelle; (xvii) einer Atmosphärendruck-Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisation-lonenquelle; (xviii) einer Thermospray-Ionenquelle; (xix) einer Atmosphärenprobennahme-Glimmerentladungsionisation-(ASGDI)-Ionenquelle; (xx) einer Glimmerentladungs-(GD)-Ionenquelle; (xxi) einer Impactor-Ionenquelle; (xxii) einer Direktanalyse-in-Echtzeit-(DART)-Ionenquelle; (xxiii) einer Laserspray-Ionisation-(LSI)-Ionenquelle; (xxiv) einer Sonicspray-Ionisation-(SSI)-Ionenquelle; (xxv) einer Matrixunterstützte-Einlassionisation-(MAII)-Ionenquelle; (xxvi) einer Lösungsmittelunterstützte-Einlassionisation-(SAII)-Ionenquelle; (xxvii) einer Desorptions-Elektrosprayionisation-(DESI)-Ionenquelle; und (xxviii) einer Laserablations-Elektrosprayionisation-(LAESI)-Ionenquelle; und/oder
(b) eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste lonenquellen; und/oder
(c) eine oder mehrere lonenführungen; und/oder
(d) eine oder mehrere lonenmobilitätstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Feld-Asymmetrische-Ionenmobilität-Spektrometer-Vorrichtungen; und/oder
(e) eine oder mehrere lonenfallen oder eine oder mehrere loneneinfangregionen;

(f) eine oder mehrere Kollisions-, Fragmentierungs- oder Reaktionszellen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus: (i) einer Kollisionsinduzierte-Dissoziation-(CID)-Fragmentierungsvorrichtung; (ii) einer Oberflächeninduzierte-Dissoziation-(SID)-Fragmentierungsvorrichtung; (iii) einer Elektronentransferdissoziation-(ETD)-Fragmentierungsvorrichtung; (iv) einer Elektroneneinfangdissoziation-(ECD)-Fragmentierungsvorrichtung; (v) einer Elektronenkollisions- oder Elektronenstoßdissoziations-Fragmentierungsvorrichtung; (vi) einer Lichtinduzierte-Dissoziation-(PID)-Fragmentierungsvorrichtung; (vii) einer Laserinduzierte-Dissoziation-Fragmentierungsvorrichtung; (viii) einer Infrarotstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung; (ix) einer Ultraviolettstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung; (x) einer Düsen-Skimmer-Schnittstellen-Fragmentierungsvorrichtung; (xi) einer In-der-Quelle-Fragmentierungsvorrichtung; (xii) einer In-der-Quelle-Kollisionsinduzierte-Dissoziation-Fragmentierungsvorrichtung; (xiii) einer Wärme- oder Temperaturquellen-Fragmentierungsvorrichtung; (xiv) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Induktion durch ein elektrisches Feld; (xv) einer Fragmentierungsvorrichtung mit Induktion durch ein magnetisches Feld; (xvi) einer Enzymverdau- oder Enzymabbau-Fragmentierungsvorrichtung; (xvii) einer lon-lon-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xviii) einer lon-Molekül-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xix) einer lon-Atom-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xx) einer lonenmetastabiles-lon-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xxi) einer lonenmetastabiles-Molekül-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xxii) einer lonenmetastabiles-Atom-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xxiii) einer lon-lon-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxiv) einer lon-Molekül-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxv) einer lon-Atom-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxvi) einer lonenmetastabiles-lon-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxvii) einer lonenmetastabiles-Molekül-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxviii) einer lonenmetastabiles-Atom-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; und (xxix) einer Elektronenionisationsdissoziation-(EID)-Fragmentierungsvorrichtung; und/oder
(g) einen Massenanalysator, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus: (i) einem Quadrupolmassenanalysator; (ii) einem 2D- oder linearem Quadrupolmassenanalysator; (iii) einem Paul- oder 3D-Quadrupolmassenanalysator; (iv) einem Penning-Falle-Massenanalysator; (v) einem lonenfalle-Massenanalysator; (vi) einem Magnetsektor-Massenanalysator; (vii) einem lon-Cyclotron-Resonanz-(ICR)-Massenanalysator; (viii) einem Fourier-Transformations-lon-Cyclotron-Resonanz-(FTICR)-Massenanalysator; (ix) einem elektrostatischen Massenanalysator, der so ausgelegt ist, dass er ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potenzialverteilung erzeugt; (x) einem elektrostatischen Fourier-Transformations-Massenanalysator; (xi) einem Fourier-Transformations-Massenanalysator; (xii) einem Flugzeit-Massenanalysator; (xiii) einem Flugzeit-Massenanalysator mit orthogonaler Beschleunigung; und (xiv) einem Flugzeit-Massenanalysator mit linearer Beschleunigung; und/oder
(h) einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren; und/oder
(i) einen oder mehrere lonendetektoren; und/oder
(j) ein oder mehrere Massenfilter, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus: (i) einem Quadrupolmassenanalysator; (ii) einer 2D- oder linearen Quadrupol-lonenfalle; (iii) einer Paul- oder 3D-Quadrupol-lonenfalle; (iv) einer Penning-Ionenfalle; (v) einer lonenfalle; (vi) einem Magnetsektor-Massenfilter; (vii) einem Flugzeit-Massenfilter; und (viii) einem Wien-Filter; und/oder
(k) eine Vorrichtung oder ein lonengate zum Pulsieren von Ionen; und/oder
(l) eine Vorrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen lonenstrahls in einen gepulsten lonenstrahl.

Das Massenspektrometer kann umfassen:

(i) eine C-Falle und einen Massenanalysator, umfassend eine tonnenähnliche Außenelektrode und eine coaxiale spindelähnliche Innenelektrode, die ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potenzialverteilung bilden, wobei in einem ersten Betriebsmodus Ionen an die C-Falle übertragen und danach in den Massenanalysator injiziert werden, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle übertragen und danach zu einer Kollisionszellen- oder Elektronentransferdissoziation-Vorrichtung übertragen werden, wobei zumindest manche Ionen zu Fragmentionen fragmentiert werden, und wobei die Fragmentionen danach zur C-Falle übertragen werden, bevor sie in den Massenanalysator injiziert werden; und/oder
(ii) eine gestapelte Ringionenführung, umfassend eine Mehrzahl von Elektroden, die jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die Ionen in Gebrauch übertragen werden, und wobei die Beabstandung der Elektroden entlang der Länge der lonenbahn zunimmt, und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem vorgeschalteten Abschnitt der lonenführung einen ersten Durchmesser aufweisen, und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem nachgeschalteten Abschnitt der lonenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und wobei entgegengesetzte Phasen einer AC- oder HF-Spannung in Gebrauch auf sukzessive Elektroden angelegt werden.

Das Massenspektrometer kann ferner eine Vorrichtung umfassen, die so ausgelegt und ausgebildet ist, dass sie eine AC- oder HF-Spannung an die Elektroden anlegt. Die AC- oder HF-Spannung weist optional eine Amplitude auf, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: (i) ungefähr < 50 V Peak zu Peak; (ii) ungefähr 50-100 V Peak zu Peak; (iii) ungefähr 100-150 V Peak zu Peak; (iv) ungefähr 150-200 V Peak zu Peak; (v) ungefähr 200-250 V Peak zu Peak; (vi) ungefähr 250-300 V Peak zu Peak; (vii) ungefähr 300-350 V Peak zu Peak; (viii) ungefähr 350-400 V Peak zu Peak; (ix) ungefähr 400-450 V Peak zu Peak; (x) ungefähr 450-500 V Peak zu Peak; und (xi) > ungefähr 500 V Peak zu Peak.
Die AC- oder HF-Spannung kann eine Frequenz aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: (i) < ungefähr 100 kHz; (ii) ungefähr 100-200 kHz; (iii) ungefähr 200-300 kHz; (iv) ungefähr 300-400 kHz; (v) ungefähr 400-500 kHz; (vi) ungefähr 0,5-1,0 MHz; (vii) ungefähr 1,0-1,5 MHz; (viii) ungefähr 1,5-2,0 MHz; (ix) ungefähr 2,0-2,5 MHz; (x) ungefähr 2,5-3,0 MHz; (xi) ungefähr 3,0-3,5 MHz; (xii) ungefähr 3,5-4,0 MHz; (xiii) ungefähr 4,0-4,5 MHz; (xiv) ungefähr 4,5-5,0 MHz; (xv) ungefähr 5,0-5,5 MHz; (xvi) ungefähr 5,5-6,0 MHz; (xvii) ungefähr 6,0-6,5 MHz; (xviii) ungefähr 6,5-7,0 MHz; (xix) ungefähr 7,0-7,5 MHz; (xx) ungefähr 7,5-8,0 MHz; (xxi) ungefähr 8,0-8,5 MHz; (xxii) ungefähr 8,5-9,0 MHz; (xxiii) ungefähr 9,0-9,5 MHz; (xxiv) ungefähr 9,5-10,0 MHz; und (xxv) > ungefähr 10,0 MHz.
Das Massenspektrometer kann eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung umfassen, die einer lonenquelle vorgeschaltet ist. Die Chromatographietrennvorrichtung kann eine Flüssigchromatographie- oder Gaschromatographievorrichtung umfassen. Die Trennvorrichtung kann umfassen: (i) eine Kapillarelektrophorese-(CE)-Trennvorrichtung; (ii) eine Kapillarelektrochromatographie-(CEC)-Trennvorrichtung; (iii) eine Trennvorrichtung mit einem im Wesentlichen steifen keramikbasierten mehrschichtigen mikrofluiden Substrat („Keramikfliese“); oder (iv) einer Superkritische-Fluidchromatographie-Trennvorrichtung.
Die lonenführung kann auf einem Druck gehalten werden, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: (i) < ungefähr 0,0001 mbar; (ii) ungefähr 0,0001-0,001 mbar; (iii) ungefähr 0,001-0,01 mbar; (iv) ungefähr 0,01-0,1 mbar; (v) ungefähr 0,1-1 mbar; (vi) ungefähr 1-10 mbar; (vii) ungefähr 10-100 mbar; (viii) ungefähr 100-1000 mbar; und (ix) > ungefähr 1000 mbar.
Die Analytionen können einer Elektronentransferdissoziation-(ETD)-Fragmentierung in einer Elektronentransferdissoziation-Fragmentierungsvorrichtung unterzogen werden. Es kann bewirkt werden, dass Analytionen mit ETD-Reagensionen innerhalb einer lonenführung oder Fragmentierungsvorrichtung interagieren.
Um die Elektronentransferdissoziation zu bewirken, werden optional: (a) Analytionen fragmentiert oder induziert, um zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, bei Interaktion mit Reagensionen; und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen transferiert, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, um zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (c) Analytionen fragmentiert oder induziert werden, um zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, bei Interaktion mit neutralen Reagensgasmolekülen oder -atomen oder einem nicht-ionischen Reagensgas; und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Basisgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen transferiert, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, um zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (e) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Superbasisreagensgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen transferiert, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, um zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Alkalimetallgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen transferiert, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, um zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (g) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Gasen, Dämpfen oder Atomen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen transferiert, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, um zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, wobei das eine oder die mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus: (i) Natriumdampf oder -atomen; (ii) Lithiumdampf oder -atomen; (iii) Kaliumdampf oder - atomen; (iv) Rubidiumdampf oder -atomen; (v) Cäsiumdampf oder -atomen; (vi) Franciumdampf oder -atomen; (vii) C₆₀-Dampf oder -atomen; und (viii) Magnesiumdampf oder -atomen.
Die mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen können Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle umfassen.
Um die Elektronentransferdissoziation zu bewirken, werden optional: (a) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet; und/oder (b) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von der Gruppe abgeleitet, bestehend aus: (i) Anthracen; (ii) 9,10-Diphenylanthracen; (iii) Naphthalen; (iv) Fluorin; (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 Reagensionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzolanionen oder Azobenzolradikalanionen umfassen.
Der Prozess der Elektronentransferdissoziationsfragmentierung kann das Interagieren von Analytionen mit Reagensionen umfassen, wobei die Reagensionen Dicyanobenzol, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
Figurenliste
Diverse Ausführungsformen werden nun lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Quadrupolmassenanalysators zeigt;
2A-2B Graphiken dazu zeigen, wie das aus einem Quadrupol detektierte lonensignal mit der Zeit variiert, während die an den Quadrupol angelegten DC- und HF-Spannungen geändert werden, so dass das Masse-zu-Ladung-Verhältnis von Ionen, das übertragen werden kann, erhöht wird, wobei die Änderung der an den Quadrupol angelegten DC-Spannung der Änderung der an den Quadrupol angelegten HF-Spannung nacheilt;
3A-3B Graphiken dazu zeigen, wie das aus dem gleichen Quadrupol detektierte lonensignal mit der Zeit variiert, während die an den Quadrupol angelegten DC- und HF-Spannungen geändert werden, so dass das Masse-zu-Ladung-Verhältnis von Ionen, das übertragen werden kann, verringert wird; und
4 eine schematische Darstellung eines Quadrupolmassenanalysators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Analysieren von Probenionen aus einer lonenquelle 2 aus dem Stand der Technik unter Verwendung eines Quadrupolmassenfilters 4 und eines nachgeschalteten Detektors 6. Ionen werden von der lonenquelle 2 zum Quadrupolmassenfilter 4 übertragen. Beispielsweise kann die lonenquelle eine Fragmentierungs- oder Reaktionszelle sein und können die an das Quadrupolmassenfilter 4 übertragenen Ionen Fragment- oder Produktionen sein. HF- und DC-Spannungsversorgungen 8, 10 legen HF- und DC-Spannungen an die Elektroden des Quadrupolmassenfilters 4 wie bekannt an, so dass nur Ionen mit einem gewissen Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem gewissen Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter 4 übertragen werden können. Wenn der Detektor 6 detektiert, dass Ionen vom Massenfilter 4 übertragen wurden, dann ist bekannt, dass die Probe Ionen mit dem einen oder den mehreren Masse-zu-Ladung-Verhältnissen umfasst, die ausgewählt wurden, um vom Massenfilter 4 übertragen zu werden. Eine Steuereinheit 12 steuert die Spannungsversorgungen 8, 10, so dass die an das Massenfilter 4 angelegten Spannungen mit der Zeit abgetastet oder gestuft werden, so dass unterschiedliche Masse-zu-Ladung-Verhältnisse oder unterschiedliche Bereiche von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter 4 zu den unterschiedlichen Zeiten übertragen werden können. Wenn der Detektor 6 Ionen zu beliebigen dieser unterschiedlichen Zeiten detektiert, wird sodann ermittelt, dass die Probe Ionen mit Masse-zu-Ladung-Verhältnissen umfasst, die vom Massenfilter zu diesen unterschiedlichen Zeiten übertragen werden können.
Alternativ kann die lonenquelle 2 eine Quelle von Vorläuferionen sein und die Vorläuferionen können in einer dem Quadrupolmassenfilter 4 nachgeschalteten Fragmentierungs- oder Reaktionszelle fragmentiert oder reagiert werden. HF- und DC-Spannungsversorgungen 8, 10 beispielsweise können HF- und DC-Spannungen an die Elektroden des Quadrupolmassenfilters 4 wie bekannt anlegen, so dass nur Vorläuferionen mit einem gewissen Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem gewissen Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter 4 übertragen werden können. Diese übertragenen Vorläuferionen können danach in einer Fragmentierungs- oder Reaktionszelle fragmentiert oder reagiert werden, um Fragment- oder Produktionen zu erzeugen. Diese Ionen können danach vom Detektor 6 detektiert werden. Beispielsweise kann der Detektor 6 einen Teil eines Flugzeit-Massenanalysators bilden, der die Masse-zu-Ladung-Verhältnisse der Fragment- oder Produktionen detektiert. Die detektierten Fragment- oder Produktionen können daher mit ihrem jeweiligen Vorläuferion assoziiert zu werden, da das oder die Masse-zu-Ladung-Verhältnisse der Vorläuferionen, wie vom Massenfilter 4 übertragen, bekannt sind. Die Steuereinheit 12 steuert sodann die Spannungsversorgungen 8, 10, so dass die an das Massenfilter 4 angelegten Spannungen mit der Zeit abgetastet oder gestuft werden, so dass unterschiedliche Masse-zu-Ladung-Verhältnisse oder unterschiedliche Bereiche von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter 4 zu den unterschiedlichen Zeiten übertragen werden können. Zu jeder dieser unterschiedlichen Zeiten werden die Vorläuferionen fragmentiert oder reagiert und die entstehenden Fragment- oder Produktionen detektiert und mit ihrem jeweiligen Vorläuferion assoziiert.
Es wird anerkannt, dass das Abtasten oder Stufen der an das Quadrupolmassenfilter 4 angelegten Spannungen dazu führen kann, dass relativ große lonenimpulse vom Massenfilter 4 übertragen werden, was zu einer Detektorbasisliniensignalverschiebung und/oder Überladung der Energieversorgung des Detektors 6 führt.
Die 2A-2B zeigen Graphiken dazu, wie ein lonensignal, das vom Massenfilter 4 von 1 übertragen und vom Detektor 6 detektiert wurde, mit der Zeit variiert, während die an das Massenfilter 4 angelegten Spannungen geändert werden, so dass das Massenfilter 4 von dem Zustand, in dem es in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 100 zu übertragen, in einen Zustand wechselt, in dem es in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 710 zu übertragen. Das lonensignal wurde mit einem Flugzeit-Massenanalysator detektiert, und die Spannungstreiberschaltungen 8, 10 waren so konfiguriert, dass Änderungen der DC-Spannung Änderungen der HF-Spannung nacheilen.
2A zeigt die detektierten lonensignalintensitäten als Funktion von Masse-zu-Ladung-Verhältnis und Zeit. Anfänglich wird der Quadrupol 4 so eingestellt, dass er in der Lage ist, nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 100 zu übertragen. Zu diesen Zeiten werden im Wesentlichen keine Ionen am Detektor 6 detektiert. Zwischen 4,5 ms und 6 ms werden die an den Quadrupol 4 angelegten Spannungen geändert, um den Quadrupol 4 so einzustellen, dass er in der Lage ist, nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 710 zu übertragen. Aus 2A ist ersichtlich, dass dies dazu führt, dass Ionen mit vielen unterschiedlichen Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Detektor 6 zu ungefähr der Zeit detektiert werden, zu der die Spannungen geändert werden, bevor sich das lonensignal sodann stabilisiert, wobei im Wesentlichen nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 710 detektiert werden. Schwächere lonensignale für Ionen mit anderen Massen sind gezeigt, die aus einer Fragmentierung der vom Quadrupol 4 übertragenen Vorläuferionen entstehen. Diese Graphik zeigt, dass das Ändern der an den Quadrupol 4 angelegten Spannungen, um Ionen mit einem unterschiedlichen Masse-zu-Ladung-Verhältnis selektiv zu übertragen, einen vorübergehenden Auflösungsverlust des Quadrupols 4 bewirkt.
2B zeigt die Gesamtionensignalintensität, die am Detektor 6 detektiert wird, als Funktion der Zeit. Es ist ersichtlich, dass im Wesentlichen kein lonensignal detektiert wird, bevor die an den Quadrupol 4 angelegten Spannungen geändert werden. Wenn die Spannungen geändert werden, von 4,5 bis 6 ms, erhöht sich das Gesamtionensignal signifikant und erreicht einen Peak, bevor es auf ein stabiles Niveau fällt. Der Peak im Gesamtionensignal entspricht der Spannungsübergangsperiode, in der es zu einem vorübergehenden Auflösungsverlust im Quadrupol 4 kommt. Dies kann dazu führen, dass der Detektor 6 überladen wird oder eine Detektorbasislinienverschiebung auftritt, wie oben beschrieben. Das Gesamtionensignal nach dem Peak entspricht dem Signal von im Wesentlichen nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 710, d. h., wenn sich der Quadrupol 4 nach der Spannungsübergangsperiode stabilisiert hat.
Die 3A-3B zeigen Graphiken, die jeweils jenen der 2A-2B entsprechen, mit der Ausnahme, dass die an den Quadrupol 4 angelegten Spannungen so geändert werden, dass der Quadrupol 4 von dem Zustand, in dem er in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 1300 zu übertragen, in einen Zustand wechselt, in dem er in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 710 zu übertragen. 3A zeigt die detektierten lonensignalintensitäten als Funktion von Masse-zu-Ladung-Verhältnis und Zeit. Anfänglich wird der Quadrupol 4 so eingestellt, dass er in der Lage ist, nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 1300 zu übertragen. Zu diesen Zeiten werden im Wesentlichen keine Ionen am Detektor 6 detektiert. Zu einer Zeit von um 4,5 ms werden die an den Quadrupol 4 angelegten Spannungen geändert, um den Quadrupol 4 so einzustellen, dass er nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 710 überträgt. Aus 3A ist ersichtlich, dass dies dazu führt, dass im Wesentlichen nur Ionen mit einem Masse-zu-Ladung-Verhältnis von 710 ungefähr zu der Zeit, zu der die Spannungen geändert werden, detektiert werden. Schwächere lonensignale für Ionen mit anderen Massen sind gezeigt, die aus einer Fragmentierung der vom Quadrupol 4 übertragenen Vorläuferionen entstehen.
3B zeigt die Gesamtionensignalintensität, die am Detektor 6 detektiert wird, als Funktion der Zeit. Es ist ersichtlich, dass im Wesentlichen kein lonensignal detektiert wird, bevor die an den Quadrupol 4 angelegten Spannungen geändert werden. Wenn die Spannungen geändert werden, um 4,5 ms, erhöht sich das Gesamtionensignal auf ein höheres im Wesentlichen konstantes Niveau (die veranschaulichten Schwankungen sind auf die Verwendung eines Skalierungsfaktors zurückzuführen), ohne das neue Niveau zu überschreiten. Dies zeigt, dass das Ändern der an den Quadrupol 4 angelegten Spannungen, um Ionen mit einem unterschiedlichen Masse-zu-Ladung-Verhältnis selektiv zu übertragen, keinen vorübergehenden Auflösungsverlust bewirkt, wenn in Richtung von einem hohen Masse-zu-Ladung-Verhältnis zu einem niedrigen Masse-zu-Ladung-Verhältnis gestuft (wenn die Änderung der DC-Spannung der Änderung der HF-Spannung nacheilt).
Um zu vermeiden, dass die oben beschriebenen Probleme durch den vorübergehenden Auflösungsverlust des Massenfilters 4 auftreten, blockieren die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den lonenstrahl während zumindest eines Teils der Perioden, in denen die an das Massenfilter 4 angelegten Spannungen geändert werden, z. B. während zumindest eines Teils der Interabtastungsperioden, oder leiten diesen um. Dies verhindert, dass hohe lonenstromspikes durch den vorübergehenden Auflösungsverlust des Massenfilters 4 auf den Detektor 6 auftreffen, der auftritt, während die Spannungen geändert werden, was dabei helfen kann, die Detektorbasisliniensignalhöhe beizubehalten, und/oder ermöglicht, dass ein Erfassungssystem Änderungen der Detektorbasisliniensignalhöhe während der Perioden, in denen die an das Massenfilter 4 angelegten Spannungen geändert werden, zu messen. Das neu gemessene Detektorbasisliniensignal kann sodann von dem lonensignal abgezogen werden, das während der nächsten Erfassungsperiode erhalten wird.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Instrument ist im Wesentlichen das gleiche wie das in Bezug auf 1 gezeigte und beschriebene, mit der Ausnahme, dass das Instrument auch eine lonenblockierungs- und lonenumlenkungsvorrichtung 14 umfasst, die dem Massenfilter 4 vorgeschaltet angeordnet ist. Die vorgeschaltete lonenblockierungs- oder lonenblockierungsvorrichtung 14 umfasst eine oder mehrere Elektroden, die mit einer Spannungsversorgung 18 verbunden sind, die wiederum von der Steuereinheit 12 elektrisch gesteuert wird. Außerdem oder alternativ kann das Instrument eine lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 umfassen, die dem Massenfilter 4 nachgeschaltet angeordnet ist, um die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 im Instrument bereitzustellen. Die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 umfasst eine oder mehrere Elektroden, die mit einer Spannungsversorgung 20 verbunden sind, die wiederum von der Steuereinheit 12 elektrisch gesteuert wird.
In Betrieb kann das Instrument zum Analysieren der Masse-zu-Ladung-Verhältnisse einer Probe von Ionen aus der lonenquelle 2 verwendet werden. Beispielsweise kann die lonenquelle 2 eine Fragmentierungs- oder Reaktionszelle sein, in der Vorläuferionen fragmentiert oder reagiert werden, um Fragment- bzw. Produktionen zu erzeugen. Bei diesem Beispiel kann es sodann erwünscht sein, solche Fragment- oder Produktionen einer Massenanalyse zu unterziehen. Ionen werden von der lonenquelle 2 in Richtung des Massenfilters 4 geleitet. Wenn die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 im Instrument vorhanden ist, steuert die Steuereinheit 12 die Spannungsversorgung 18, so dass die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 anfänglich deaktiviert wird. Beispielsweise kann die Steuereinheit 12 die Spannungsversorgung 18 steuern, so dass keine Spannung, eine Erdungsspannung oder eine vernachlässigbare Spannung an die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 angelegt wird. Anders ausgedrückt ermöglicht die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, dass im Wesentlichen alle Ionen von der lonenquelle 2 in das Massenfilter 4 gelangen.
Die Steuereinheit 12 steuert die HF- und DC-Spannungsversorgungen 8, 10, so dass sie HF- und DC-Spannungen an die Elektroden des Massenfilters 4 wie bekannt anlegen, so dass nur Ionen mit einem ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter 4 übertragen werden können. Wenn nur Ionen mit einem ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen in der Probe vorhanden sind, werden sodann diese Ionen vom Massenfilter 4 übertragen.
Wenn die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 im Instrument vorhanden ist, steuert die Steuereinheit 12 die Spannungsversorgung 20, so dass die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 anfänglich deaktiviert wird. Beispielsweise kann die Steuereinheit 12 die Spannungsversorgung 20 so steuern, dass im Wesentlichen alle Ionen, die vom Massenfilter 4 übertragen werden, zum Detektor 6 gelangen, beispielsweise kann eine Spannung an die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 angelegt werden, um die Ionen anzuziehen. Wenn der Detektor 6 detektiert, dass Ionen vom Massenfilter 4 zu diesem übertragen wurden, dann wird ermittelt, dass die Probe Ionen mit dem ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder dem ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen umfasst.
Die Steuereinheit 12 steuert sodann die HF- und DC-Spannungsversorgungen 8, 10, so dass diese die HF- und DC-Spannungen, die an die Elektroden des Massenfilters 4 angelegt werden, wie bekannt ändern, um das Massenfilter 4 so einzustellen, dass dieses in der Lage ist, nur Ionen mit einem zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem zweiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen. Es ist jedoch nicht möglich, dass die Steuerkreise der HF- und DC-Spannungsversorgungen 8, 10 die HF- und DC-Spannungen, die an die Elektroden angelegt werden, unmittelbar auf die neuen HF- und DC-Spannungswerte zu stufen. Stattdessen ist eine Spannungsübergangsperiode vorhanden, in der die Werte der HF- und DC-Spannungen sich progressiv auf ihre neuen Werte erhöhen oder verringern. Wie oben beschrieben, kann dies einen vorübergehenden Auflösungsverlust des Massenfilters 4 bewirken, was dazu führt, dass viele Ionen vom Massenfilter 4 zum Detektor 6 übertragen werden. Dies kann potenziell zu einer relativ langzeitigen Verschiebung des Basisliniensignals des Detektors 6 und/oder einer Überladung der Energieversorgung des Detektors 6 führen.
Ausführungsformen der Erfindung räumen dieses Problem dadurch aus, dass die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 und/oder die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 so gesteuert werden, dass sie verhindern, dass Ionen während zumindest eines Teils der Spannungsübergangsperiode, in der das Massenfilter 4 durch die Änderung der daran angelegten HF- und DC-Spannungen an Auflösung verliert, den Detektor 6 erreichen. Beispielsweise wenn die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 im Instrument vorhanden ist, steuert die Steuereinheit 12 die Spannungsversorgung 18 so, dass diese die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 aktiviert, um alle Ionen daran zu hindern, von der lonenquelle 2 zum Massenfilter 4 zu gelangen, z. B. durch Anlegen einer Spannung an die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, so dass die Ionen abgestoßen werden. Die Steuereinheit 12 kann die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 aktivieren, wenn die Spannungsübergangsperiode beginnt, d. h., wenn die Steuereinheit 12 ein Signal an die Spannungsversorgungen 8, 10 überträgt, um die an das Massenfilter 4 angelegten HF- und DC-Spannungen zu ändern. Ionen sind danach nicht in der Lage, in das Massenfilter 4 einzutreten, und sind daher nicht in der Lage, den Detektor 6 zu erreichen. Die Steuereinheit 12 kann danach die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 deaktivieren, wenn die Spannungsübergangsperiode endet, d. h. wenn die an das Massenfilter 4 angelegten HF- und DC-Spannungen sich auf ihren Werten stabilisiert haben, um das Massenfilter 4 so einzustellen, dass es in der Lage ist, nur Ionen mit einem zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem zweiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen. Nachdem die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 deaktiviert wurde, sind Ionen sodann in der Lage, in das Massenfilter 4 einzutreten, und wenn beliebige dieser Ionen das zweite Masse-zu-Ladung-Verhältnis aufweisen oder im zweiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen liegen, werden diese Ionen sodann vom Massenfilter 4 zum Detektor 6 übertragen.
Wenn die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 im Instrument vorhanden ist, kann sie verwendet werden, um zu verhindern, dass Ionen während zumindest eines Teils der Spannungsübergangsperiode, in der das Massenfilter 4 durch die Änderung der daran angelegten HF- und DC-Spannungen an Auflösung verliert, den Detektor 6 erreichen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 12 die Spannungsversorgung 12 so steuern, dass diese die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 aktiviert, um alle Ionen daran zu hindern, vom Massenfilter 4 zum Detektor 6 zu gelangen. Die Steuereinheit 12 kann die nachgeschaltete Ionenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 aktivieren, wenn die Spannungsübergangsperiode beginnt, d. h., wenn die Steuereinheit 12 ein Signal an die Spannungsversorgungen 8, 10 überträgt, um die an das Massenfilter 4 angelegten HF- und DC-Spannungen zu ändern. Ionen sind danach nicht in der Lage, vom Massenfilter 4 zum Detektor 6 zu gelangen. Die Steuereinheit 12 kann danach die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 deaktivieren, wenn die Spannungsübergangsperiode endet, d. h. wenn die an das Massenfilter 4 angelegten HF- und DC-Spannungen sich auf ihren Werten stabilisiert haben, um das Massenfilter 4 so einzustellen, dass es in der Lage ist, nur Ionen mit einem zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem zweiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen. Nachdem die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 deaktiviert wurde, können Ionen sodann vom Massenfilter 4 zum Detektor 6 übertragen zu werden.
Die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 und/oder die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 können Ionen, wenn aktiviert, auf zahlreiche Weisen blockieren oder umlenken. Beispielsweise kann die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16 eine oder mehrere Elektroden umfassen und kann die Steuereinheit 12 die jeweilige Spannungsversorgung 18, 20 davon so steuern, dass sie eine DC- und/oder HF-Spannung an die Elektrode anlegt, um eine elektrische Potenzialbarriere zu erschaffen, die das Passieren aller Ionen in der nachgeschalteten Richtung blockiert. Wenn die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16 deaktiviert ist, kann die Steuereinheit 12 die jeweilige Spannungsversorgung 18, 20 davon so steuern, dass sie die DC- und/oder HF-Spannung verändert oder entfernt, um die Potenzialbarriere zu entfernen, wodurch das Passieren von Ionen nachgeschaltet möglich wird.
Anstatt das Passieren von Ionen zu blockieren, kann die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16 alternativ die Flugbahnen der Ionen umlenken. Beispielsweise kann die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16 eine oder mehrere Elektroden umfassen und kann die Steuereinheit 12 die jeweilige Spannungsversorgung 18, 20 davon so steuern, dass sie eine DC- und/oder HF-Spannung an die Elektrode anlegt, um ein elektrisches Potenzialprofil zu erschaffen, das die Flugbahnen aller Ionen, die sich in nachgeschalteter Richtung bewegen, umlenkt. Was die vorgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14 betrifft, so lenkt die Vorrichtung 14, wenn aktiviert, die Flugbahnen der Ionen so um, dass keine Ionen in das Massenfilter 4 eintreten, und somit keine Ionen am Detektor 6 ankommen. Was die nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 16 betrifft, so lenkt die Vorrichtung 16, wenn aktiviert, die Flugbahnen der Ionen so um, dass keine Ionen den Detektor 6 erreichen. Jedenfalls kann die Steuereinheit 12, wenn die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16 deaktiviert ist, die jeweilige Spannungsversorgung 18, 20 davon so steuern, dass sie die DC- und/oder HF-Spannung ändert oder entfernt, so dass Ionen nicht derart umgelenkt werden, dass sie daran gehindert werden, in das Massenfilter 4 einzutreten oder sich vom Massenfilter 4 zum Detektor zu bewegen. Beispielsweise kann die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16, wenn aktiviert, alle Ionen auf außerhalb der Achse umlenken oder kann den lonenstrahl defokussieren.
Die hier beschriebene lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16 kann eine lonensteuerlinse, die den lonenstrahl umleitet, wenn aktiviert, eine Einzel-Linse oder ein anderes ionoptisches Element zum Blockieren oder Umlenken der Ionen umfassen.
Es wird außerdem in Betracht gezogen, dass die lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16 eine lonenführung sein kann, an die HF- und/oder DC-Spannungen angelegt werden, um Ionen durch diese hindurch zu führen, wenn im deaktivierten Modus betrieben, und an die HF- und/oder DC-Spannung angelegt wird, so dass keine Ionen durch die lonenführung übertragen werden, wenn im aktivierten Modus betrieben.
Um die vorgeschaltete und/oder nachgeschaltete lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16 bereitzustellen, kann außerdem oder alternativ eine lonenblockierspannung an eine oder mehrere der Elektroden des Massenfilters 4 während der Spannungsübergangsperiode angelegt werden, so dass alle Ionen daran gehindert werden, das Massenfilter zu passieren, oder alle Ionen im Massenfilter instabil gemacht werden, so dass sie den Detektor nicht erreichen. Beispielsweise während der Spannungsübergangsperiode kann, wenn die an das Massenfilter angelegte HF-Spannung erhöht wird, die Änderung der DC-Spannung sodann so gesteuert werden, dass sie der Änderung der HF-Spannung voreilt. Alternativ kann, wenn die an das Massenfilter angelegte HF-Spannung während der Spannungsübergangsperiode verringert wird, die Änderung der DC-Spannung sodann so gesteuert werden, dass sie der HF-Spannung nacheilt.
Daher wird verstanden, dass Ionen gemäß den Ausführungsformen der Erfindung in Richtung des Massenfilters 4 übertragen und in das Massenfilter 4 eintreten. Nur Ionen mit einem ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen werden anfänglich vom Massenfilter 4 an den Detektor 6 übertragen, andere Ionen werden vom Massenfilter 4 hingegen herausgefiltert. Die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters 4 angelegt wird, wird danach während der Spannungsübertragungsperiode variiert, um das Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen, das bzw. der vom Massenfilter 4 am Ende der Spannungsübertragungsperiode übertragen wird, zu ändern. Es können im Wesentlichen alle Ionen daran gehindert werden, den Detektor 6 während dieser Spannungsübergangsperiode zu erreichen. Nach der Spannungsübergangsperiode werden Ionen mit einem zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem zweiten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen vom Massenfilter 4 an den Detektor 6 übertragen, andere Ionen werden vom Massenfilter 4 hingegen herausgefiltert. Das zweite Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder der zweite Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen unterscheidet sich vom ersten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder ersten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen.
Auch wenn nur eine einzelne Spannungsübergangsperiode oben ausführlich beschrieben wurde, wird in Betracht gezogen, dass die HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters 4 angelegt wird, während einer oder mehreren weiteren Spannungsübergangsperioden geändert werden kann, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter 4 zu übertragen in der Lage ist. Beispielsweise können die eine oder mehreren Spannungen in einer zweiten Spannungsübergangsperiode geändert werden, so dass das Massenfilter 4 am Ende dieser Periode nur in der Lage ist, ein drittes Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einen dritten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen, andere Ionen werden vom Massenfilter 4 hingegen herausgefiltert. Das dritte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder der dritte Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen kann sich von den ersten und zweiten Masse-zu-Ladung-Verhältnissen oder ersten und zweiten Bereichen von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen unterscheiden. Es können im Wesentlichen alle Ionen daran gehindert werden, den Detektor 6 während der zweiten Spannungsübergangsperiode (z. B. unter Verwendung der oben beschriebenen lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung 14, 16) zu erreichen, sie können jedoch danach an den Detektor 6 übertragen werden.
Die oben und/oder hier andernorts offenbarten Verfahrensschritte können in einem einzelnen Experimentdurchlauf durchgeführt werden (z. B. an einer einzelnen Probe). Beispielsweise kann das hier beschriebene Verfahren in SIR-, SRM- oder MRM-Experimenten verwendet werden oder kann das Verfahren an den Stufenübergang von Spannungen angewandt werden, der zwischen Massenabtastungsfunktionen auftritt.
Wie oben beschrieben, wird es durch Verhindern, dass große Mengen von Ionen den Detektor 6 während der Spannungsübergangsperiode erreichen, einfacher, zu verhindern, dass die Basislinienhöhe des Detektors 6 signifikant variiert und für lange Zeiträume erhöht bleibt, z. B. für mehrere Sekunden, nachdem der hohe lonenstrom geendet hat. Ferner wird durch Verhindern im Wesentlichen aller der Ionen, die den Detektor 6 während der Spannungsübergangsperiode erreichen, ermöglicht, dass das Basisliniensignal aus dem Detektor während der Spannungsübergangsperiode überwacht wird. Da der lonenstrom in der vorangegangenen Erfassung ggf. sehr hoch war, kann die Detektorbasisliniensignalhöhe für einen langen Zeitraum erhöht bleiben, nachdem der lonenstrom geendet hat. Am Ende der Spannungsübergangsperiode können Ionen vom Massenfilter 4 zum Detektor 6 übertragen werden und kann das lonensignal am Detektor 6 gemessen werden. Da die Basislinienhöhe in der vorangegangenen Spannungsübergangsperiode gemessen wird, kann eine aktuelle Basislinienhöhe erhalten und von dem lonensignal abgezogen werden, das danach vom Detektor erhalten wird. Die Basislinienhöhe kann während einer Mehrzahl oder aller der Spannungsübergangsperioden überwacht werden, so dass das Basisliniensignal wiederholt aktualisiert wird. Das aktualisierte Basisliniensignal kann danach vom aktuellsten lonensignal abgezogen werden, wodurch die Messgenauigkeit von lonensignalen verbessert wird.
Auch wenn Ausführungsformen beschrieben wurden, bei denen eine Probe von Fragment- oder Produktionen vom Massenfilter massenselektiv zum Detektor übertragen werden, um zu ermitteln, welche Fragment- oder Produktionen in einer Probe vorhanden sind, können andere Experimente durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Massenfilter so gesteuert werden, dass es in der Lage ist, unterschiedliche Vorläuferionen zu unterschiedlichen Zeiten massenselektiv zu übertragen, um zu ermitteln, welche Vorläuferionen in einer Probe vorhanden sind. Alternativ kann das Massenfilter so gesteuert werden, dass unterschiedliche Vorläuferionen zu unterschiedlichen Zeiten massenselektiv übertragen werden, die Vorläuferionen können nachgeschaltet fragmentiert oder reagiert werden, um Fragment- oder Produktionen zu erzeugen, und die Fragment- oder Produktionen können vom Detektor detektiert werden. Die Fragment- oder Produktionen können danach mit ihren jeweiligen Vorläuferionen korreliert werden, z. B. auf Basis der Zeit des Detektierens der Fragment- oder Produktionen und des Masse-zu-Ladung-Verhältnis, das vom Massenfilter zu dieser Zeit übertragen wird. Die Vorläuferionen können danach anhand ihrer Fragmentionen identifiziert werden.

Claims

Massenspektrometrieverfahren, umfassend: Anlegen von HF- und DC-Spannungen an Elektroden eines Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen; Detektieren der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit einem Detektor; Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist; Hindern aller Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen; Messen des Signalausgangs aus dem Detektor während der Spannungsübergangsperiode, wenn verhindert wird, dass Ionen den Detektor erreichen, um das Basisliniensignal des Detektors zu ermitteln; Zulassen, dass nach der Spannungsübergangsperiode Ionen vom Massenfilter zum Detektor gelangen; Messen des lonensignals aus dem Detektor nach der Spannungsübergangsperiode, wenn zugelassen wird, dass Ionen zum Detektor übertragen werden; und Abziehen des Basisliniensignals vom gemessenen lonensignal.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer weiteren Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist; Hindern aller Ionen daran, den Detektor während der weiteren Spannungsübergangsperiode zu erreichen; und Zulassen, dass nach der weiteren Spannungsübergangsperiode Ionen vom Massenfilter zum Detektor übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, umfassend Messen des Signalausgangs aus dem Detektor während der weiteren Spannungsübergangsperiode, wenn verhindert wird, dass Ionen den Detektor erreichen, um ein aktualisiertes Basisliniensignal für den Detektor zu ermitteln; Messen des lonensignals aus dem Detektor nach der weiteren Spannungsübergangsperiode, wenn zugelassen wird, dass Ionen zum Detektor übertragen werden; und Abziehen des aktualisierten Basisliniensignals vom gemessenen lonensignal.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das Massenfilter ein Multipol-Massenfilter ist, das einen Multipol-Elektrodenstabsatz umfasst.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der Schritt des Hinderns aller Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen, umfasst: Hindern aller Ionen, in das Massenfilter einzutreten; und/oder Hindern aller Ionen, die aus dem Massenfilter übertragen werden, daran, den Detektor zu erreichen.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der Schritt des Hinderns aller Ionen daran, den Detektor während der Spannungsübergangsperiode zu erreichen, umfasst: Anlegen einer oder mehrerer Spannungen an zumindest eine Elektrode einer lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung, so dass eine elektrische Potenzialbarriere in der Bahn der Ionen gebildet wird, oder um die Ionen umzulenken, so dass die Ionen daran gehindert werden, den Detektor zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Spannung, die an die zumindest eine Elektrode einer lonenblockier- oder lonenumlenkvorrichtung angelegt wird, unabhängig von den HF- und/oder DC-Spannungen gesteuert wird, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt sind.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, umfassend das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, während der Spannungsübergangsperiode und/oder der weiteren Spannungsübergangsperiode; wobei die HF-Amplitude während der Spannungsübergangsperiode erhöht wird; wobei die DC-Spannung über einen ersten Zeitraum innerhalb der Spannungsübergangsperiode variiert wird und die HF-Spannung über einen zweiten Zeitraum innerhalb der Spannungsübergangsperiode variiert wird; und wobei der erste Zeitraum kürzer als der zweite Zeitraum ist und/oder der erste Zeitraum endet, bevor der zweite Zeitraum endet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend das Ändern sowohl der HF- als auch DC-Spannung, die an die Elektroden des Massenfilters angelegt wird, während der Spannungsübergangsperiode und/oder der weiteren Spannungsübergangsperiode; wobei die HF-Amplitude während der Spannungsübergangsperiode verringert wird; wobei die HF-Spannung über einen ersten Zeitraum innerhalb der Spannungsübergangsperiode variiert wird und die DC-Spannung über einen zweiten Zeitraum innerhalb der Spannungsübergangsperiode variiert wird; und wobei der erste Zeitraum kürzer als der zweite Zeitraum ist und/oder der erste Zeitraum endet, bevor der zweite Zeitraum endet.
Massenspektrometer, umfassend: ein Massenfilter, das eine Mehrzahl von Elektroden umfasst; HF- und DC-Spannungsversorgungen; einen Ionendetektor; eine lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung zum Blockieren oder Umlenken von Ionen; und eine Steuereinheit, die so eingerichtet und konfiguriert ist, dass sie das Massenspektrometer steuert zum: Anlegen von HF- und DC-Spannungen aus den Spannungsversorgungen an die Elektroden des Massenfilters, so dass das Massenfilter in der Lage ist, im Wesentlichen nur Ionen mit einem ausgewählten Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder einem ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu übertragen; Detektieren der Ionen, die vom Massenfilter übertragen werden, mit dem Detektor; Ändern der HF- und/oder DC-Spannung, die an die Elektroden angelegt wird, während einer Spannungsübergangsperiode, um das ausgewählte Masse-zu-Ladung-Verhältnis oder den ausgewählten Bereich von Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu ändern, das bzw. den das Massenfilter zu übertragen in der Lage ist; Aktivieren der lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung während der Spannungsübergangsperiode, um alle Ionen daran zu hindern, den Detektor zu erreichen; Messen des Signalausgangsaus dem Detektor während der Spannungsübergangsperioden, um das Basisliniensignal des Detektors zu ermitteln; und danach Deaktivieren der lonenblockiervorrichtung oder lonenumlenkvorrichtung nach der Spannungsübergangsperiode, um zuzulassen, dass Ionen vom Massenfilter zum Detektor übertragen werden; Messen des lonensignals aus dem Detektor nach der Spannungsübergangsperiode; und Abziehen des Basisliniensignals vom gemessenen lonensignal.