DE69321165T2

DE69321165T2 - Verfahren zur Verwendung eines Massenspektrometers

Info

Publication number: DE69321165T2
Application number: DE1993621165
Authority: DE
Inventors: Mingda Walnut Creek California 94598 Wang; Gregory J. Fairfield California 94533 Wells
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Inc
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2013-05-29
Also published as: EP0575777B1; DE69321165D1; JP3444429B2; DE69333589D1; DE69333589T2; DE69328979T2; DE69328979D1; JP2004004082A; CA2097211A1; EP0575777A2; EP0575777A3; JPH0696727A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Verwendung von Ionenfallen-Massenspektrometern ("Ionenfallen") durch Anlegen von zusätzlichen Spannungen an die Falle und betrifft insbesondere Verfahren zum Betreiben von Ionenfallen im chemischen Ionisationsmodus und zum Durchführen von Spektroskopie-Experimenten mit mehreren Massen ("MSn").

Hintergrund der Erfindung

Die Quadrupol-Ionenfalle, die manchmal als Ionenspeicher- oder Ionenfallen-Detektor bezeichnet wird, ist eine gut bekannte Vorrichtung zum Ausführen der Massenspektroskopie. Eine Ionenfalle umfaßt eine Ringelektrode und zwei koaxiale Abschlußkappenelektroden, die ein inneres Einfangvolumen festlegen. Jede der Elektroden weist vorzugsweise eine hyperbolische Oberfläche auf, so daß, wenn geeignete Wechsel- und Gleichspannungen (üblicherweise mit "V" bzw. "U" bezeichnet) an die Elektroden angelegt werden, ein Quadrupol-Einfangfeld erzeugt wird. Dies kann durch Anlegen einer Wechselspannung mit konstanter Frequenz (üblicherweise mit "f" bezeichnet) zwischen der Ringelektrode und den Abschlußkappen einfach ausgeführt werden. Die Verwendung einer zusätzlichen Gleichspannung ist freigestellt.
Typischerweise wird eine Ionenfalle durch Einleiten von Probenmolekülen in die Ionenfalle, wo sie ionisiert werden, betrieben. In Abhängigkeit von den Einfang- Betriebsparametern können die Ionen für relativ lange Zeiträume stabil in der Falle eingeschlossen werden. Unter bestimmten Einfangbedingungen kann ein großer Bereich von Massen gleichzeitig in der Falle gehalten werden. Es sind verschiedene Mittel zum Erfassen der Ionen, die so eingefangen wurden, bekannt. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, einen oder mehrere der Einfangparameter so abzutasten, daß die Ionen nacheinander instabil werden und die Falle verlassen, wobei sie unter Verwendung eines Elektronenvervielfachers oder eines äquivalenten Detektors erfaßt werden können. Ein anderes Verfahren ist die Verwendung eines Resonanz-Ausstoß-Verfahrens, bei dem Ionen mit fortlaufenden Massen nacheinander durch Abtasten aus der Falle ausgestoßen und erfaßt werden können.
Die mathematischen Grundlagen des Einfangfeldes sind gut entwickelt, obwohl sie komplex sind. Anwender von Ionenfallen sind im allgemeinen mit dem in Fig. 1 abgebildeten Stabilitäts-Hüllkurvendiagramm vertraut. Ob ein Ion mit einem Verhältnis von Masse zu Ladung (m/e) eingefangen wird, hängt für eine Falle mit einem bestimmten Radius r&sub0; und für bestimmte Werte von U, V und f von der Lösung für die folgenden zwei Gleichungen ab:
wobei ω gleich 2πf ist.
Die Auflösung dieser Gleichungen ergibt Werte von a und q für vorgegebenes m/e. Wenn für ein bestimmtes Ion der Punkt (a, q) innerhalb der Stabilitätshüllkurve von Fig. 1 liegt, wird das Ion durch das Quadrupolfeld eingefangen. Wenn der Punkt (a, q) außerhalb die Stabilitätshüllkurve fällt, wird das Ion nicht eingefangen und beliebige derartige Ionen, die in der Falle erzeugt werden, entfernen sich schnell. Es folgt, daß man durch Ändern der Werte von U, V oder f steuern kann, ob ein Ion mit einer bestimmten Masse in dem Quadrupolfeld eingefangen wird. Man sollte beachten, daß es auf dem Gebiet üblich ist, die Bezeichnungen Masse und Verhältnis von Masse zu Ladung austauschbar zu verwenden. Genau genommen ist es jedoch zweckmäßig, die Bezeichnung Verhältnis von Masse zu Ladung zu verwenden.
Beim Fehlen einer Gleichspannung beziehen sich die dargelegten Gleichungen eigentlich auf die Stabilität in Richtung der z-Achse, d. h. in Richtung der Achse der Elektroden. Die Ionen werden in dieser Richtung instabil, bevor sie in r-Richtung, d. h. in einer zur Achse radialen Richtung, instabil werden. Somit ist es üblich, die Betrachtung der Stabilität auf die Stabilität in z-Richtung zu beschränken. Das Differential in der Stabilität führt zu der Tatsache, daß instabile Ionen die Falle in z-Richtung, d. h. axial, verlassen.
In kommerziell erhältlichen Ausführungen der Ionenfalle wird die Gleichspannung U auf 0 eingestellt. Wie man aus der ersten der obigen Gleichungen sehen kann, folgt, wenn U = 0, az = 0 für alle Massenzahlen. Wie man aus der zweiten der obigen Gleichungen sehen kann, ist der Wert von qz umgekehrt proportional zur Masse des Teilchens, d. h., je größer der Wert der Masse ist, desto niedriger ist der Wert von qz. Ebenso gilt, je höher der Wert von V ist, desto höher ist der Wert von qz. Wenn man sich der Stabilitätshüllkurve von Fig. 1 zuwendet, kann man auch sehen, daß für den Fall, in dem U = 0 ist, und für einen vorgegebenen Wert von V alle Massen oberhalb eines bestimmten Grenzwerts in dem Quadrupolfeld eingefangen werden. Obwohl alle Massen oberhalb eines Grenzwerts in einem solchen Einfangfeld stabil sind, gibt es aufgrund von Raumladungseffekten Grenzen für die Menge an Ionen mit einer bestimmten Massenzahl, die eingefangen werden. Wie nachstehend erörtert, sind solche Mengenbeschränkungen auch eine Funktion der Größe von V.
Es sind verschiedene Verfahren zur Ionisation von Probenmolekülen in der Ionenfalle bekannt. Das üblichste Verfahren besteht vielleicht darin, die Probe einem Elektronenstrahl auszusetzen. Der Stoß der Elektronen mit den Probenmolekülen bewirkt, daß sie ionisiert werden. Dieses Verfahren wird üblicherweise als Elektronenstoß- Ionisation oder "EI" bezeichnet.
Ein weiteres üblicherweise verwendetes Verfahren zur Ionisation einer Probe mit einer Ionenfalle ist die chemische Ionisation oder "CI". Die chemische Ionisation umfaßt die Verwendung eines Reagenzgases, das ionisiert wird, nämlich gewöhnlich durch EI in der Falle, und dem ermöglicht wird, zur Erzeugung von Probenionen mit Probenmolekülen zu reagieren. Üblicherweise verwendete Reagenzgase umfassen Methan, Isobutan und Ammoniak. Die chemische Ionisation wird als "sanfteres" Ionisationsverfahren betrachtet. Bei vielen Proben erzeugt die CI weniger Ionenfragmente als das EI-Verfahren, wodurch die Massenanalyse vereinfacht wird. Die chemische Ionisation ist ein gut bekanntes Verfahren, das nicht nur bei Quadrupol-Ionenfallen, sondern auch bei den meisten anderen herkömmlichen Arten von Massenspektrometern, wie z. B. Quadrupol-Massenfiltern usw., gewohnheitsmäßig verwendet wird.
Weitere, speziellere Verfahren zur Ionisation sind bei der Massenspektroskopie ebenfalls in Gebrauch. Photoionisation ist z. B. ein gut bekanntes Verfahren, das ähnlich der Elektronenstoß-Ionisation auf alle in der Falle enthaltenen Moleküle einwirkt.
Die meisten Ionenfallen-Massenspektrometer-Systeme, die heute in Gebrauch sind, umfassen einen Gaschromatographen ("GC") als Vorrichtung zur Probentrennung und -einleitung. Wenn für diesen Zweck ein GC verwendet wird, strömt die Probe, die aus dem GC eluiert, kontinuierlich in das Massenspektrometer, das zur Ausführung von periodischen Massenanalysen eingestellt ist. Solche Analysen können typischerweise mit einer Frequenz von etwa einer Abtastung pro Sekunde ausgeführt werden. Diese Frequenz ist akzeptabel, da Maxima typischerweise über einen Zeitraum von einigen Sekunden bis vielen zig Sekunden aus einem modernen GC mit hoher Auflösung eluieren. Wenn in einem solchen System CI-Experimente durchgeführt werden, wird ein kontinuierlicher Strom von Reagenzgas aufrechterhalten. Aus praktischen Gründen ist es unerwünscht, den Strom des Probengases aus dem GC zur Ionenfalle zu unterbrechen. Wenn sowohl CI- als auch EI-Experimente an einem Probenstrom durchgeführt werden, ist es ebenso unerwünscht, den Strom des Reagenzgases zur Ionenfalle zu unterbrechen.
Bei der Ausführung von CI ist es erforderlich, ein Reagenzgas zu ionisieren, das dann mit dem Probengas chemisch reagiert und dieses ionisiert. Wie angemerkt, ist die Elektronenstoß-Ionisation in der Ionenfalle das bevorzugte Verfahren zur Ionisation des Reagenzgases. Wenn jedoch die Probe in der Ionenfalle vorhanden ist, wenn der Elektronenstrahl eingeschaltet wird, um das Reagenzgas zu ionisieren, wird die Probe ebenfalls der EI unterzogen. Wie vorstehend angemerkt, ist es, wenn Chromatographie zur Trennung einer Probe verwendet wird, bevor sie in die Ionenfalle eingeleitet wird, unzweckmäßig, den Strom des Probengases zu unterbrechen. Folglich gibt es keine praktische Möglichkeit, das Reagenzgas zu ionisieren, ohne auch die Probe zu ionisieren. Wenn nicht Maßnahmen zur Abhilfe getroffen werden, werden somit die Probenionen sowohl durch CI als auch EI erzeugt, was zu möglicherweise wirren Ergebnissen führt.
Die Lösung des Standes der Technik für dieses Problem ist im US-Pat. Nr. 4 686 367 mit dem Titel Method of Operating Quadrupole Ion Trap Chemical Ionization Mass Spectrometer, am 11. August 1987 Louris et al. erteilt, beschrieben. Das Verfahren des '367-Patents versucht, die Wirkungen der EI auf die Probe durch Minimieren der Anzahl an Probenionen, die von der Ionenfalle eingefangen werden, während das Reagenzgas ionisiert wird, zu minimieren. Das Verfahren, das gelehrt wird, um dies durchzuführen, besteht darin, während dem EI-Schritt einen niedrigen Wert von V an die Falle anzulegen, so daß die Reagenzionen mit geringer Masse eingefangen werden, jedoch die Anzahl an Ionen mit hoher Masse klein ist. Mit den Worten des Patents, "bei hinreichend niedrigen RF-Werten [d. h. Werten von V] werden Ionen mit hohem Molekulargewicht nicht wirksam eingefangen. Somit werden bei niedrigen RF-Spannungen nur die Ionen mit geringer Masse gespeichert." (Spalte 5, Zeilen 33-36).
Beim Betrieb unter Verwendung des Nur-RF-Verfahrens, das im '367-Patent bevorzugt ist und welches das bei allen bekannten kommerziellen Ausführungsformen der Ionenfalle verwendete Verfahren ist, fängt, wie vorstehend erläutert, die Falle von Natur aus alle Massen oberhalb einer Grenzmasse ein, die durch den Wert der RF-Einfangspannung festgelegt wird. Somit ist es zum Einfangen von Ionen mit niedriger Masse, egal ob es sich um Reagenzionen oder Probenionen handelt, erforderlich, V auf einen hinreichend niedrigen Wert einzustellen. Wenn V niedrig genug eingestellt wird, weist die Falle aufgrund von Raumladungseffekten von Natur aus eine schlechte Wirksamkeit für das Einfangen von Ionen mit hoher Masse auf. Eine theoretische Möglichkeit, dies zu betrachten, ist, daß das Volumen des Inneren der Ionenfalle, die Ionen mit einer bestimmten Masse speichert, proportional zum Wert von V und umgekehrt proportional zur Masse ist. Somit steht für irgendein vorgegebenes V ein kleineres Volumen der Ionenfalle zum Speichern von Ionen mit hoher Masse als denjenigen mit geringer Masse zur Verfügung. Wenn das Volumen ziemlich klein ist, ist die Anzahl der Ionen, die gespeichert werden können, aufgrund von Raumladungseffekten verringert.
Es sollte beachtet werden, daß die Einstellung eines niedrigen Werts von V nicht bewirkt, daß alle Ionen mit hoher Masse die Falle verlassen; solche Ionen weisen weiterhin Werte von a und q auf, die in die Stabilitätshüllkurve fallen. Alles, was man nach dem Verfahren des '367-Patents tun kann, ist, die Anzahl der Ionen mit hoher Masse in der Falle während des EI-Schritts zu verringern. In dieser Hinsicht scheint die Aussage in dem Patent, daß "bei niedrigen RF-Spannungen nur die Ionen mit geringer Masse gespeichert werden" nicht richtig zu sein. Wie nachstehend beschrieben, zeigen Versuchsergebnisse die Anwesenheit von nachweisbaren Mengen von Ionen mit hoher Masse, die durch EI in Experimenten, die unter Verwendung des Verfahrens des '367-Patents durchgeführt werden, erzeugt werden. Darüber hinaus hängt die Anzahl der Ionen mit hoher Masse, die eingefangen bleiben, von der Masse ab, so daß eine beträchtliche Anzahl von Probenionen mit einer Masse nahe den, dennoch höher als der, Reagenzionen eingefangen werden.
Einige Reagenzmoleküle erzeugen eine Vielfalt von Ionen mit unterschiedlichen Massen. Die Ionisation mit RF-Spannungen, die wesentlich unterhalb der liegen, die erforderlich ist, um das Reagenzion mit der geringsten Masse einzufangen, was zur Entfernung der meisten Probenionen mit hoher Masse notwendig ist, verringert die Anzahl der Reagenzionen, die eingefangen werden, sowie der Probenionen mit hoher Masse. Diese Wirkung steht in Beziehung zur Masse, so daß die Reagenzionen mit höherer Masse unverhältnismäßig aus der Falls verloren gehen.
Ein verwandtes Problem existiert, wenn sowohl EI- als auch CI-Experimente an einem einzigen Probenstrom in einer Ionenfalle durchgeführt werden. Wie vorstehend angemerkt, ist es aus praktischen Gründen unerwünscht, den Strom des Reagenzgases zur Falle zu stoppen. Wenn jedoch Reagenzgas vorhanden ist, wenn ein EI-Experiment durchgeführt wird, wird das Reagenzgas ionisiert, was Reagenzgasionen erzeugt, die eine CI der Probe bewirken können, wenn sie nicht aus der Falle beseitigt werden, bevor die Reaktionen stattfinden können. Dieses Problem existiert nicht, wenn an einem Probenstrom nur EI-Experimente durchgeführt werden, da der Reagenzgasstrom während solcher Experimente einfach ferngehalten werden kann.
Das Verfahren der Senkung der Einfangspannung ist jedoch nicht anwendbar, um dieses Problem zu lösen, da es nicht die Reagenzionen mit geringer Masse aus der Falle beseitigen würde. Eine Lösung, die zur Lösung dieses Problems verwendet wird, wie im '367-Patent gelehrt, besteht darin, die RF-Einfangspannung zu erhöhen, um die Reagenzionen mit niedriger Masse nicht zu speichern. Dies hat jedoch die unerwünschte Wirkung, daß die Einfangbedingungen gegenüber denjenigen, die normalerweise verwendet werden, verändert werden. Wenn beispielsweise die Einfangspannung so eingestellt wird, daß Ionen mit einer Masse von 20 und darüber gespeichert werden, beträgt die durchschnittliche Ionisationsenergie des Elektrons, das in die Falle eintritt, 70 eV. Das Erhöhen der Einfangspannung, um nur Ionen mit einer Masse von 45 und darüber zu speichern, um Methan-Reagenzionen mit einer Masse von 43 zu beseitigen, würde die durchschnittliche Elektronenenergie verdoppeln. Eine solche Erhöhung würde das Massenspektrum von vielen Verbindungen verändern und würde die Einfangwirksamkeit für die Probenionen verringern.
Bei einem CI-Prozeß ist es erwünscht, die Anzahl der Produktionen, die der Massenanalyse unterzogen werden, zu optimieren. Wenn zu wenig Produktionen vorhanden sind, ist die Massenanalyse rauschbehaftet, und wenn zu viele Produktionen vorhanden sind, gehen die Auflösung und die Linearität verloren. Die Erzeugung von Produktionen ist eine Funktion der Anzahl an in der Falle vorhandenen Reagenzionen, der Anzahl an Probenmolekülen in der Falle, der Reaktionsgeschwindigkeit zwischen den Reagenzionen und den Probenionen und der Reaktionszeit, während der die Reagenzionen mit den Probenmolekülen reagieren können. Man kann die Anzahl der in der Falle vorhandenen Reagenzionen durch Erhöhen der EI-Ionisationszeit, d. h. Aufrechterhalten des Elektronenstrahls für eine längere Zeit, erhöhen.
Ebenso kann man die Anzahl der in der Falle erzeugten Probenionen durch Erhöhen der Reaktionszeit erhöhen. Ein Verfahren des Standes der Technik, um dieses Problem anzugehen, ist im US-Pat. Nr. 4 771 172 mit dem Titel Method Of Increasing The Dynamic Range And Sensitivity Of A Quadrupole Ion Trap Mass Spectrometer Operating In The Chemical Ionization Mode, am 13. September 1988 Weber- Grabau et al. erteilt, dargelegt. Dieses Patent behandelt ein Verfahren zum Einstellen der in einer Ionenfalle im CI- Modus verwendeten Parameter, um die Ergebnisse zu optimieren. Um die Parameter zu optimieren, lehrt das Patent das Verfahren der Ausführung einer CI- "Vorabtastung", die gemäß dem Verfahren des '367-Patents durchgeführt wird und jeder Massenanalyse vorausgeht. Diese Vorabtastung ist ein vollständiger CI-Abtastzyklus, bei dem die Ionisations- und die Reaktionszeit auf Werte festgelegt sind, die kleiner sind als jene, die bei einer normalen analytischen Abtastung verwendet werden würden, und bei dem die Produktionen schneller als bei einer normalen analytischen Abtastung durch Abtasten aus der Falle entfernt werden. Die resultierenden Produktionen, die während der Vorabtastung aus der Falle ausgestoßen werden, sind nicht bezüglich der Masse getrennt und das Ionensignal wird nur integriert, um ein Gesamtproduktionensignal zu ergeben. Während der Vorabtastung wird die Gesamtzahl an Produktionen in der Falle gemessen und die Parameter, d. h. die Ionisationszeit und/oder die Reaktionszeit, für die anschließende Massenanalyse-Abtastung werden eingestellt.
Somit behandelt das Patent ein Verfahren aus zwei Schritten, bestehend aus zuerst der Durchführung einer "Vorabtastung" des Inhalts der Ionenfalle, um eine grobe Bestimmung der Anzahl an Produktionen in der Falle zu erhalten, gefolgt von einer Massenanalyse-Abtastung der im '367-Patent gelehrten Art, wobei die Parameter der Massenanalyse-Abtastung auf der Basis der während der Vorabtastung gesammelten Daten eingestellt werden. Der Nachteil des Verfahrens des Standes der Technik zur Ausdehnung des dynamischen Bereichs durch die Verwendung einer Vorabtastung, um die Probenmengen in der Falle abzuschätzen, besteht darin, daß es zusätzliche Zeit in Anspruch nimmt, um die Vorabtastung auszuführen, und somit weniger analytische Abtastungen im gleichen Zeitraum ausgeführt werden können. Jede der Vorabtastungen nimmt nicht nur Zeit in Anspruch, sondern jede erzeugt Daten, die abgesehen von ihrer Verwendung bei der Einstellung der Parameter für die Massenanalyse-Abtastung keinen unabhängigen Wert besitzen. Die Einstellungen der Massenanalyse-Abtastparameter sind jedoch nur erforderlich, wenn sich die Bedingungen ändern. Es ist nicht notwendig, für jede Abtastung Einstellungen vorzunehmen, und somit dient in vielen Fällen der Vorabtastschritt, zusätzlich dazu, daß er Zeit in Anspruch nimmt, keinem nützlichen Zweck. Folglich besteht ein Bedarf für ein verbessertes Verfahren zur Einstellung der Ionenfalle während Experimenten mit chemischer Ionisation, um in ihrem dynamischen Bereich zu arbeiten.
Es besteht ein Bedarf, das Ionenfallen-Massenspektrometer bei der Durchführung sogenannter MSn-Experimente zu verwenden. Bei MSn-Experimenten wird eine einzige Ionenspezies in der Falle isoliert und in Fragmente zerlegt. Die direkt aus der Probenspezies erzeugten Fragmente sind auf dem Fachgebiet als Tochterionen bekannt und die Probe wird als Mutterion bezeichnet. Die Tochterionen können ebenfalls zerlegt werden, um Enkelionen zu erzeugen, usw. Der Wert von n bezieht sich auf die Anzahl der Ionengenerationen, die erzeugt werden; somit werden bei einem MS²- oder MS/MS-Experiment nur Tochterionen erzeugt und analysiert.
Ein Verfahren des Standes der Technik zur Durchführung von MSn-Experimenten ist im US-Pat. Nr. 4 736 101 mit dem Titel Method Of Operating Ion Trap In MS/MS Mode, am 5. April 1988 Syka et al. erteilt, beschrieben. Nach der Isolation einer interessierenden Ionenspezies werden die Mutterionen mit Hilfe einer einzigen zusätzlichen Wechselstromfrequenz, die auf die Resonanzfrequenz der interessierenden Ionen abgestimmt wird, frequenzabhängig angeregt. Die Amplitude der zusätzlichen Frequenz wird auf einen Pegel eingestellt, der bewirkt, daß die Ionen Energie gewinnen, so daß ihre Schwingungen in der Falle größer sind, der jedoch nicht groß genug ist, um zu bewirken, daß die Ionen aus der Falle ausgestoßen werden. Wenn die Ionen in der Falle schwingen, stoßen sie mit Molekülen des Dämpfungsgases in der Falle zusammen und erfahren eine durch Zusammenstöße induzierte Dissoziation, wodurch Tochterionen erzeugt werden. Durch Anlegen von Resonanzfrequenzen, die mit den Verhältnissen von Masse zu Ladung der Tochterionen in Zusammenhang stehen, können sie ebenso zerlegt werden.
Die Schwierigkeit bei dem Verfahren des '101-Patents besteht darin, daß die präzise Resonanzfrequenz der interessierenden Ionen nicht a priori festgelegt werden kann, sondern a posteriori festgelegt werden muß. Die Resonanzfrequenz eines Ions, die auch als seine sekuläre Frequenz bezeichnet wird, ändert sich mit dem Verhältnis von Masse zu Ladung des Ions, der Anzahl der Ionen in der Falle, den Hardware-Abweichungen und anderen Parametern, die nicht in einfacher Weise präzise bestimmt werden können. Somit muß die präzise Resonanzfrequenz einer Ionenspezies empirisch bestimmt werden. Obwohl die empirische Bestimmung ohne große Schwierigkeit ausgeführt werden kann, wenn eine statische Probe in die Falle eingeleitet wird, ist sie ziemlich schwierig zu bewerkstelligen, wenn eine dynamische Probe, wie z. B. die Ausgabe aus einem GC, verwendet wird.
Ein Lösungsmöglichkeit des Standes der Technik zur Überwindung des vorangehenden Problems bei der Bestimmung der präzisen Resonanzfrequenz eines interessierenden Probenions ist die Verwendung einer Breitbandanregung, deren Schwerpunkt in der Nähe der berechneten Frequenz liegt. Eine derartige Breitbandanregung kann beispielsweise eine Bandbreite von etwa 10 kHz aufweisen. Ein weiteres Verfahren besteht darin, eine Frequenz-Vorabtastung durchzuführen, d. h. das zusätzliche Feld über einen Frequenzbereich in dem interessierenden Bereich zu durchlaufen, und die Resonanzfrequenz empirisch zu überwachen. Es ist jedoch keine dieser Lösungen besonders zufriedenstellend.
In EP-0 362 432 ist ein Verfahren zur Analyse einer Probe durch Beseitigen von speziellen Ionen mit Hilfe eines zusätzlichen RF-Feldes offenbart. Probenionen, die im Speicherfeld verbleiben, werden dann hinsichtlich ihrer Masse analysiert.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Beseitigung von Probenionen, die während der Ionisation eines Reagenzgases in einer Ionenfalle erzeugt werden, bereitzustellen, welches sowohl einfach ist als auch eine größere Wirksamkeit besitzt als im Stand der Technik bekannte Verfahren, und ohne den Bedarf, das RF-Einfangfeld zwischen dem Ionisations- und dem Reaktionsschritt zu ändern.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und weitere Aufgaben der Erfindung, die für Fachleute nach Lesen der Beschreibung hiervon zusammen mit den beigefügten Ansprüchen und Zeichnungen ersichtlich sind, werden durch ein neues Verfahren zum Anlegen von zusätzlichen Feldern an ein Ionenfallen-Massenspektrometer, wie in Anspruch 1 definiert, realisiert. In einer Ausführungsform umfaßt die Erfindung das Einstellen der Einfangfeldparameter eines Ionenfallen-Massenspektrometers derart, daß Ionen mit Verhältnissen von Masse zu Ladung innerhalb eines gewünschten Bereichs stabil eingefangen werden, Einleiten eines Proben- und eines Reagenzgases in die Falle, Ionisieren des Inhalts der Falle und Beseitigen der Probenionen aus der Falle durch Anlegen einer zusätzlichen Wechselspannung an die Falle, die bewirkt, daß die Probenionen, aber nicht die Reagenzionen aus der Falle ausgestoßen werden. Die zusätzliche Wechselspannung kann eine Breitbandspannung mit Frequenzkomponenten sein, die den Resonanzfrequenzen der Probenionen mit höherer Masse entsprechen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung des zu einer Ionenfalle gehörenden Stabilitätsdiagramms.
Fig. 2 ist eine teilweise schematische Ansicht einer Vorrichtung, die zur Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 3 ist ein Kurvenbild, das die Steuerung des zusätzlichen Breitband-Wechselstromfeldes in bezug auf die Torsteuerung des zur Elektronenstoß-Ionisation verwendeten Elektronenstrahls gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4A-4G sind Massenspektren von verschiedenen Proben, die die vorliegende Erfindung mit dem Verfahren des Standes der Technik vergleichen.
Fig. 5 zeigt eine alternative Anordnung der Vorrichtung von Fig. 2 zur Verwendung bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung

Eine Vorrichtung zur Anwendung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2 schematisch gezeigt. Die Ionenfalle 10, die schematisch im Querschnitt dargestellt ist, umfaßt eine Ringelektrode 20, die mit oberen und unteren Abschlußkappenelektroden 30 bzw. 35 koaxial ausgerichtet ist. Vorzugsweise weisen die Einfangelektroden hyperbolische innere Oberflächen auf, obwohl andere Formen, beispielsweise Elektroden mit Querschnitten, die einen Kreisbogen bilden, ebenfalls zur Erzeugung von Einfangfeldern verwendet werden können. Die Gestaltung und Konstruktion von Ionenfallen-Massenspektrometern ist Fachleuten gut bekannt und muß nicht im einzelnen beschrieben werden. Ein kommerzielles Modell einer Ionenfalle der hierin beschriebenen Art wird von dem Anmelder hiervon unter der Typenbezeichnung Saturn verkauft.
Probengas, beispielsweise aus einem Gaschromatographen 40, wird in die Ionenfalle 10 eingeleitet. Da GC's typischerweise bei Atmosphärendruck betrieben werden, während Ionenfallen bei stark verringerten Drücken betrieben werden, sind Druckreduzierungsmittel (nicht dargestellt) erforderlich. Solche Druckreduzierungsmittel sind üblich und Fachleuten gut bekannt. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Verwendung eines GC als Probenquelle beschrieben ist, wird die Quelle der Probe nicht als Teil der Erfindung betrachtet und es besteht keine Absicht, die Erfindung auf die Verwendung mit Gaschromatographen einzuschränken. Andere Probenquellen, wie z. B. Flüssigchromatographen mit Spezialgrenzflächen, können ebenfalls verwendet werden.
Mit der Ionenfalle ist auch eine Quelle für ein Reagenzgas 50 zum Durchführen von Experimenten mit chemischer Ionisation verbunden. Das Proben- und das Reagenzgas, die in das Innere der Ionenfalle 10 eingeleitet werden, können durch Elektronenbeschuß folgendermaßen ionisiert werden. Ein Elektronenstrahl, wie z. B. von einem Glühdraht 60, der durch eine Glühdraht-Stromversorgung 65 gespeist wird, wird durch eine Steuerelektrode 70 gesteuert. Die Mitte der oberen Abschlußkappenelektrode 30 ist durchlöchert (nicht dargestellt), um den durch den Glühdraht 60 und die Steuerelektrode 70 erzeugten Elektronenstrahl in das Innere der Falle eintreten zu lassen. Der Elektronenstrahl stößt mit Proben- und Reagenzmolekülen innerhalb der Falle zusammen, wodurch sie ionisiert werden. Die Elektronenstoß- Ionisation der Proben- und Reagenzgase ist ebenfalls ein gut bekannter Prozeß, der nicht ausführlicher beschrieben werden muß.
Durch das Anlegen einer Wechselspannung mit einer gewünschten Frequenz und Amplitude wird ein Einfangfeld erzeugt, um die Ionen in einem gewünschten Bereich von Verhältnissen von Masse zu Ladung stabil einzufangen. Ein RF-Generator 80 wird zur Erzeugung dieses Feldes verwendet und wird an die Ringelektrode angelegt. Obwohl es gut bekannt ist, daß man auch eine Gleichspannung anlegen kann, um das Einfangfeld zu verändern und um an einem anderen Teil des Stabilitätsdiagramms von Fig. 1 zu arbeiten, werden kommerziell erhältliche Ionenfallen aus praktischen Gründen alle unter Verwendung von nur einem Wechselstrom- Einfangfeld betrieben.
Es ist eine Vielfalt von Verfahren zur Ermittlung der Verhältnisse von Masse zu Ladung der Ionen, die in der Ionenfalle eingefangen werden, bekannt, um dadurch ein Massenspektrum der Probe zu erhalten. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, die Falle so abzutasten, daß Ionen mit fortlaufenden Verhältnissen von Masse zu Ladung der Reihe nach ausgestoßen werden. Ein erstes bekanntes Verfahren zur Abtastung der Falle besteht darin, einen der Einfangparameter, wie z. B. die Größe der Wechselspannung, so abzutasten, daß die Ionen nacheinander instabil werden und die Falle verlassen, wo sie unter Verwendung von z. B. einem Elektronenvervielfachermittel 90 erfaßt werden.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Abtastung der Falle umfaßt die Verwendung einer zusätzlichen Dipol- Wechselspannung, die über die Abschlußkappen 30 und 35 der Ionenfalle 10 angelegt wird. Eine solche Spannung kann durch einen zusätzlichen Wellenformgenerator 100, der durch einen Transformator 110 mit den Abschlußkappenelektroden gekoppelt ist, erzeugt werden. Das zusätzliche Wechselstromfeld wird verwendet, um die Ionen in der Falle frequenzabhängig auszustoßen. Jedes Ion in der Falle besitzt eine Resonanzfrequenz, die eine Funktion seines Verhältnisses von Masse zu Ladung und der Einfangfeldparameter ist. Wenn ein Ion durch ein zusätzliches RF-Feld mit seiner Resonanzfrequenz angeregt wird, gewinnt es aus dem Feld Energie und, wenn genügend Energie in das Ion eingekoppelt wird, übersteigen seine Schwingungen die Grenzen der Falle, d. h., es wird aus der Falle ausgestoßen. Ionen, die auf diese Weise ausgestoßen werden, können auch durch den Elektronenvervielfacher 90 oder einen äquivalenten Detektor erfaßt werden. Wenn das Abtastverfahren der Resonanzausstoßung verwendet wird, kann der Inhalt der Falle durch entweder Abtasten der Frequenz des zusätzlichen RF-Feldes oder durch Abtasten von einem der Einfangparameter, wie z. B. der Größe von V, der Einfang-Wechselspannung, der Reihe nach abgetastet werden. Aus praktischen Gründen wird das Abtasten der Größe der Wechselspannung bevorzugt.
Außerdem ist hierin nachstehend ein neues Verfahren zum Abtasten der Ionenfalle beschrieben.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der zusätzliche RF-Generator 100, der auch zur Abtastung der Falle wie vorstehend beschrieben verwendet werden kann, in der Lage, ein Breitband-RF-Feld zu erzeugen, das verwendet wird, um die Probenionen, die während der Zeit, in der das Reagenzgas ionisiert wird, durch EI erzeugt werden, frequenzabhängig auszustoßen. Fig. 3(a) zeigt die Torsteuerung des zur Ionisation des Reagenzgases verwendeten Elektronenstrahls. Das Elektronengatter 70 wird mit dem Beginn bei t1 und dem Ende bei t2 eingeschaltet, um den Elektronenstrahl in die Falle eintreten zu lassen, um aus dem neutralen Reagenzgas Reagenzionen zu erzeugen. Wie in Fig. 3(b) gezeigt, legt der zusätzliche Wellenformgenerator 100 gleichzeitig dazu, daß das Elektronengatter Elektronen in die Falle hineinläßt, für einen Zeitraum, der bei t1 beginnt und bei t3 endet, ein Breitbandsignal an die Abschlußkappen 30, 35 der Falle an. Wie gezeigt, übersteigt die Breitbandanregung die Torsteuerzeit. Alternativ könnte das zusätzliche Breitbandsignal so angelegt werden, daß es zu einem Zeitpunkt später als t1 oder sogar später als t2, d. h., nachdem die Elektronenionisation vollendet ist, beginnt.
Ebenso könnte das zusätzliche Signal auch zu einem Zeitpunkt vor t1 beginnen. Der wichtige Aspekt liegt darin, daß das zusätzliche Feld zur Beseitigung von ungewollten Probenionen für einen Zeitraum "eingeschaltet" bleibt, der sich über das Ende des Zeitraums, während dem die Ionen erzeugt werden, hinaus erstreckt.
Die an die Abschlußkappen angelegte Breitband- Wechselspannung kann entweder phasenverschoben (Dipol- Anregung) oder phasengleich (Quadrupol-Anregung) sein. Ein alternatives Verfahren zum Erzielen der Quadrupol-Anregung ist das Anlegen der zusätzlichen Wellenform an die Ringelektrode, wie in Fig. 5 gezeigt, anstatt an die Abschlußkappen.
Die zusätzliche Wellenform enthält einen Bereich von Frequenzen mit ausreichender Amplitude, um ungewollte Probenionen mit einer Masse, die größer ist als die höchste Masse eines Reagenzions, mit Hilfe der Resonanzenergieabsorption durch die eingefangenen Ionen auszustoßen. Jedes der Probenionen befindet sich mit einer Frequenzkomponente der zusätzlichen Wellenform in Resonanz. Folglich absorbieren sie aus dem zusätzlichen Feld Energie und verlassen das Einfangfeld. Nachdem das zusätzliche Feld die ungewollten Ionen ausgestoßen hat, wird es abgeschaltet und die CI-Reagenzionen reagieren mit den Probenmolekülen zur Erzeugung von CI-Probenionen. Diese Ionen werden dann zur Erfassung in üblicher Weise, wie vorstehend beschrieben, aus der Falle abgetastet.
Die vorstehend beschriebene zusätzliche Wellenform hat eine große Bandbreite und besitzt eine erste Frequenzkomponente, die der niedrigsten auszustoßenden Masse entspricht, und eine letzte Frequenz, die der höchsten auszustoßenden Masse entspricht. Zwischen der ersten und der letzten Frequenz befinden sich eine Reihe von diskreten Frequenzkomponenten, die in gleichen oder ungleichen Abständen angeordnet sein können und die Phasen aufweisen können, die entweder willkürlich sind oder eine feste funktionelle Beziehung aufweisen. Die Amplituden der Frequenzkomponenten können entweder gleich sein oder sie können auf eine Funktionsform zugeschnitten sein, um Frequenzabhängigkeiten der Hardware zu kompensieren oder um die Verteilung der q-Werte aufgrund der Verteilung der Massen, die in der Falle gespeichert sind, zu kompensieren. Die Breitband-Wellenform weist eine ausreichende Anzahl von Frequenzkomponenten auf, so daß jedes Ion mit einer Resonanzfrequenz zwischen der ersten und der letzten Komponente der Wellenform durch dieses zusätzliche Feld frequenzabhängig ausgestoßen wird. Somit werden alle während der EI erzeugten Probenionen vor der Massenanalyse-Abtastung aus der Falle beseitigt und es gibt keine Lücken in dem Massenbereich, der betroffen ist.
Aus praktischen Gründen besitzen die Reagenzgase, die bei CI-Experimenten verwendet werden, alle ein niedriges Molekulargewicht, so daß die während der EI des Inhalts der Falle erzeugten Reagenzionen in fast allen Fällen ein niedrigeres Verhältnis von Masse zu Ladung aufweisen als die Probenionen. In dem seltenen Fall, daß ein Probenion erzeugt wird, das eine niedrigere Masse aufweist als die Reagenzionen, kann eine spezielle Frequenz zur Breitbandanregung hinzugefügt werden, um zu bewirken, daß diese spezielle Masse zusammen mit den anderen ausgestoßen wird.
Der Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist die Fähigkeit, ungewollte Probenionen, die während der Ionisation des CI-Reagenzgases durch EI erzeugt werden, zu entfernen. Die Fähigkeit, diese Ionen auszustoßen, ermöglicht, daß längere Ionisationszeiten und größere Emissionsströme verwendet werden, was folglich die Empfindlichkeit der CI erhöht.
Fig. 4A zeigt das restliche EI-Spektrum einer Probe von Tetrachlorethan unter Verwendung der Abtastbedingungen, die bei dem Verfahren des Standes der Technik verwendet werden. Fig. 4B zeigt die Beseitigung der während dem Ionisationsschritt erzeugten Probenionen unter Verwendung der Breitband-Wellenform. Fig. 4C zeigt das restliche EI- Spektrum einer Probe von Trichlorethan und PFTBA, wobei Methan-Reagenzgas in der Falle vorliegt, unter Verwendung des Verfahrens des Standes der Technik. Fig. 4D zeigt die Beseitigung der während dem Ionisationsschritt erzeugten Probenionen unter Verwendung der Breitband-Wellenform der vorliegenden Erfindung. Man kann sehen, daß die Reagenzionen mit einer Masse von 43 nach wie vor vorhanden sind, selbst wenn die Probenionen, die hinsichtlich der Masse gerade über ihnen liegen, entfernt werden. Fig. 4E zeigt das Spektrum unter denselben Bedingungen wie in Fig. 4D, mit der Ausnahme, daß die zusätzliche Wellenform abgeschaltet ist. Fig. 4F zeigt ein Spektrum von Hexachlorbenzol unter Verwendung des Verfahrens des Standes der Technik. Ein Gemisch von EI-Ionenfragmenten wird bei Massen von 282, 284, 286, 288 und 290 beobachtet. Außerdem werden Ionen aufgrund der protonierten Probe (von CI) bei Massen von 283, 285, 287, 289 und 291 beobachtet. Fig. 4 G zeigt das Spektrum unter Verwendung des hierin beschriebenen Verfahrens. Man kann sehen, daß die ungewollten Ionen aus dem EI-Prozeß fast vollständig entfernt sind.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die aus einer Abtastung erhaltenen Daten, falls erforderlich, zur Einstellung der Parameter für die anschließende Abtastung verwendet, um zu gewährleisten, daß die Falle innerhalb ihres dynamischen Bereichs betrieben wird. Vorzugsweise wird die Amplitude des Ions mit der höchsten Intensität von einer Abtastung (das Basismaximum) verwendet, um die Ionisations- und/oder Reaktionszeit für die nächste Abtastung einzustellen. Die Größe des Basismaximums wird verwendet, um die Ionisations- und die Reaktionszeit für die anschließende Abtastung so einzustellen, daß eine im wesentlichen konstante Anzahl von Ionen des Basismaximums aufrechterhalten wird. Da die meiste der während der Abtastung aus der Falle ausgestoßenen Ladung auf das Basismaximum zurückzuführen ist, ist es eine gute Darstellung der Gesamtmenge an Ladung von der Probe in der Falle. Indem man die gesamte Probenladung in der Falle nahezu konstant hält, kann der dynamische Bereich der Probe erhöht werden. Alternativ ist es mit der Massenspektralinformation von einer Abtastung möglich, die Parameter für die anschließende Massenanalyse- Abtastung einzustellen, um sich beispielsweise nur auf bestimmte interessierende Probenionen zu konzentrieren, d. h. für eine bestimmte Spezies zu optimieren.
Wenn die Parameter für eine Abtastung auf der Basis der vorherigen Abtastung eingestellt werden, werden vorzugsweise sowohl die Reaktionszeit als auch die Ionisationszeit in einem festgelegten Verhältnis geändert. Dies macht es leichter, die Ergebnisse von einer Abtastung zur nächsten zu normieren.
Ein Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verringerung der Abtastzeit für Proben mit großem dynamischen Bereich. Dies wird durch die Verwendung der Intensität des Basismaximums aus der vorherigen Abtastung als Maß für die Menge der Probe in der Falle durchgeführt; wobei folglich der Bedarf für eine zeitraubende Vorabtastung, die im Stand der Technik verwendet wird, beseitigt wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit deren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist diese Beschreibung nicht als Einschränkung vorgesehen und andere Variationen und Äquivalente werden für Fachleute leicht ersichtlich sein. Folglich sollte der Schutzbereich der Erfindung lediglich durch Bezugnahme auf die folgenden Ansprüche festgelegt sein. Obwohl die Erfindung beispielsweise teilweise in Verbindung mit der Durchführung von Experimenten mit chemischer Ionisation, denen ein Elektronenstoß-Ionisationsschritt vorangeht, beschrieben wurde, könnte das Verfahren auch unter Verwendung von Photoionisation anstelle der Elektronenstoß-Ionisation ausgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zur Verwendung eines Ionenfallen- Massenspektrometers im chemischen Ionisationsmodus, das folgende Schritte umfaßt:

Einstellen der Einfangfeldparameter eines Ionenfallen- Massenspektrometers derart, daß Ionen mit Verhältnissen von Masse zu Ladung innerhalb eines gewünschten Bereichs in der Ionenfalle (10) stabil eingefangen werden;

Einleiten eines Probengases in das Ionenfallen- Massenspektrometer;

Einleiten eines Reagenzgases (50) in das Ionenfallen- Massenspektrometer;

Ionisieren des Proben- und des Reagenzgases (50) in der Ionenfalle (10), so daß Proben- und Reagenzionen mit Verhältnissen von Masse zu Ladung innerhalb des gewünschten Bereichs in der Ionenfalle (10) gebildet werden; und

gekennzeichnet ist durch den Schritt des Anlegens eines zusätzlichen Wechselstromfeldes an die Ionenfalle (10), um zu bewirken, daß Probenionen, die während des Ionisationsschritts gebildet werden, aus der Ionenfalle (10) ausgestoßen werden,

wobei das zusätzliche Wechselstromfeld an die Ionenfalle so angelegt wird, daß es nicht später als der Zeitpunkt (t1), zu dem der Ionisationsschritt anfängt, beginnt und für einen Zeitraum (t3) andauert, nachdem der Ionisationsschritt vollendet wurde (t2), und

wobei das zusätzliche Wechselstromfeld eine Breitbandanregung darstellt, um zu bewirken, daß die Probenionen frequenzabhängig aus der Ionenfalle (10) ausgestoßen werden, und wobei die in dem zusätzlichen Breitband-Wechselstromfeld enthaltene höchste Frequenzkomponente geringer ist als die Frequenz, die erforderlich ist, um zu bewirken, daß die Reagenzionen die Ionenfalle (10) verlassen, so daß das zusätzliche Breitband-Wechselstromfeld bewirkt, daß nur Probenionen frequenzabhängig aus der Ionenfalle (10) ausgestoßen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ionisationsschritt das Aussetzen des Inhalts der Ionenfalle (10) einem Elektronenstrahl umfaßt, so daß die Proben- und Reagenzionen durch Elektronenstoß-Ionisation gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ionisationsschritt das Aussetzen des Inhalts der Ionenfalle (10) einem Licht umfaßt, so daß die Proben- und Reagenzionen durch Photoionisation gebildet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zusätzliche Wechselstromfeld ein Quadrupolfeld ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zusätzliche Wechselstromfeld annähernd ein Dipolfeld ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zusätzliche Wechselstromfeld ein Monopolfeld ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zusätzliche Wechselstromfeld an die Abschlußkappenelektroden (30, 35) der Ionenfalle (10) angelegt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zusätzliche Wechselstromfeld an die Ringelektrode (20) der Ionenfalle (10) angelegt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das zusätzliche Wechselstromfeld eine höchste Frequenz aufweist, die dem aus der Falle (10) auszustoßenden Probenion mit dem geringsten Verhältnis von Masse zu Ladung entspricht, und eine niedrigste Frequenz aufweist, die dem aus der Falle (10) auszustoßenden Probenion mit dem höchsten Verhältnis von Masse zu Ladung entspricht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das zusätzliche Wechselstromfeld eine Reihe von diskreten Frequenzkomponenten zwischen der höchsten und der niedrigsten Frequenz umfaßt, so daß im wesentlichen alle Probenionen in der Falle (10) durch das zusätzliche Wechselstromfeld ausgestoßen werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die diskreten Frequenzkomponenten in gleichen Abständen angeordnet sind.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die diskreten Frequenzkomponenten in ungleichen Abständen angeordnet sind.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die diskreten Frequenzkomponenten willkürliche Phasen besitzen.

14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die diskreten Frequenzkomponenten Phasen mit einer festen funktionellen Beziehung besitzen.

15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die diskreten Frequenzkomponenten gleiche Amplituden aufweisen.

16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die diskreten Frequenzkomponenten Amplituden aufweisen, die auf eine ausgewählte Funktionsform zugeschnitten sind.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, das außerdem den Schritt umfaßt, daß die Probenionen mit den Reagenzionen für einen ausgewählten Reaktionszeitraum reagieren können, nachdem die während des Ionisationsschritts gebildeten Probenionen aus der Falle (10) entfernt wurden, wobei die Probenionen durch chemische Ionisation gebildet werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Einfangfeld während des Ionisations- und des Reaktionsschritts konstant gehalten wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, das außerdem den Schritt des Abtastens der Ionenfalle (10), nachdem die Probenionen durch chemische Ionisation gebildet wurden, umfaßt, so daß Probenionen mit fortlaufenden Verhältnissen von Masse zu Ladung aus der Falle ausgestoßen und der Reihe nach erfaßt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, das außerdem das Wiederholen der Schritte von Anspruch 17 nach dem Einstellen des Reaktionszeitraums auf der Basis der Größe des während des Abtastschritts erfaßten größten Maximums umfaßt.

21. Verfahren nach Anspruch 19, das außerdem das Wiederholen der Schritte von Anspruch 17 nach dem Einstellen der Ionisationszeit auf der Basis der Größe des während des Abtastschritts erfaßten größten Maximums umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 19, das außerdem das Wiederholen der Schritte von Anspruch 17 nach dem Einstellen sowohl des Zeitraums für den Ionisationsschritt als auch des Reaktionszeitraums auf der Basis der Größe des während des Abtastschritts erfaßten größten Maximums umfaßt.

23. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Reaktionszeitraum so eingestellt wird, daß die Gesamtmenge an Ladung in der Ionenfalle (10) von einer Abtastung zur nächsten im wesentlichen konstant bleibt.