FR2895834A1 - Procede et systeme de spectrometrie de masse en tandem sans selection de masse primaire et a temps de vol,pour des ions multicharges - Google Patents

Abstract

On propose selon l'invention, un procédé de spectrométrie de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire comportant une étape d'ionisation de molécules qui, ionisées, donnent chacune des ions primaires multichargés, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes :- on fournit (21) un spectre de masse primaire à temps de vol (MS-TOF) des ions primaires multichargés, de sorte à identifier (22) des rapports masse sur charge (M'i/Q'i) correspondant chacun à un pic de masse primaire de ces ions,- on dissocie (23) au moins une partie des ions primaires multichargés de sorte à obtenir, pour chacun d'eux, au moins une paire de fragments chargés à identifier,- on applique un champ électrique et/ou magnétique prédéterminé sur les paires de fragments chargés au moyen d'un dispositif (400) qui modifie (24), en fonction de leur masse (mc1, mc2), les temps de vol (TOF1, TOF2) de ces fragments entre une entrée de ce dispositif (400) et au moins un détecteur (500),- on mesure (25) les temps de vol (TOF1, TOF2) des fragments chargés arrivés sur le ou les détecteurs (500), puis- on identifie (26) parmi ces fragments, la paire de fragments issue de chaque ion primaire dont le rapport masse sur charge (M'i/Q'i) a été identifié, à l'aide des temps de vol mesurés (TOF1, TOF2) et d'une loi prédéterminée, dite de calibration, donnant des temps de vol de paires de fragments chargés (TOF(mc1), TOF(mc2)) pouvant provenir d'ions primaires de rapports masse sur charge (M'i/Q'i) désirés.On propose en outre un procédé de calibration d'un spectromètre apte à fournir ladite loi de calibration.

Description

1

Domaine de l'invention

L'invention se rapporte à un procédé de spectrométrie de masse.

En particulier, l'invention concerne un procédé de spectrométrie de masse en tandem à temps de vol sans sélection de masse primaire.

Etat de la technique Pour rappel la spectrométrie de masse (MS) (acronyme de "Mass Spectrometry" en langue anglo-saxonne), de quel type qu'elle soit, comporte généralement les étapes consistant à identifier des molécules présentes dans un échantillon par une mesure de masse de ces molécules après avoir été ionisées, accélérées et introduites dans un spectromètre de masse.

On distingue également la spectrométrie de masse en tandem (MS-MS). Elle comporte généralement les étapes consistant à produire à l'aide d'un premier spectromètre de masse un spectre de masse primaire (MS) des molécules ionisées présentes dans l'échantillon analysé, à mettre en oeuvre une étape de sélection d'une masse primaire, puis à fragmenter, ou dit autrement dissocier, avec un système de dissociation les ions primaires de ladite masse primaire sélectionnée, de sorte à produire un spectre de masse dit de dissociation des fragments chargés provenant de la dissociation de ces ions primaires à l'aide d'un deuxième spectromètre de masse. Dans le cas particulier de la spectrométrie de masse à temps de vol, en plus des spectromètres de masse à temps de vol en tandem décrits précédemment avec sélection de masse primaire, on connaît également des spectromètres de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire.

La spectrométrie de masse à temps de vol La spectrométrie de masse à temps de vol (TOF) (acronyme de "Time Of Flight " en langue anglo-saxonne) comporte en particulier les étapes générales

2 consistant à accélérer un paquet d'ions avec un champ électrique appliqué dans le vide, et à mesurer leur différence de temps d'arrivée sur un détecteur d'ions après avoir parcouru une distance de temps de vol dans un espace de temps de vol prédéterminé.

Comme la différence de vitesse entre les différents ions dépend de leur différence de rapport masse sur charge M/Q (M étant la masse et Q la charge), les ions de plus petits rapports M/Q arrivent sur le détecteur avant les ions de rapports M/Q plus élevés. Un avantage de la spectrométrie de masse à temps de vol est de pouvoir 10 mesurer toutes les masses des ions simultanément. La sensibilité et la vitesse d'acquisition des systèmes à temps de vol sont ainsi augmentées par rapport à d'autres systèmes basés sur le principe de la mesure d'une seule masse à la fois et d'un balayage subséquent sur l'ensemble des masses.

15 Spectrométrie de masse à temps de vol en tandem avec sélection de masse primaire

On connaît des spectromètres de masse en tandem MS-MS avec sélection de masse primaire qui utilisent en outre le principe du temps de vol précité. 20 Un premier type de ces spectromètres de masse en tandem (MS-TOF) avec sélection de masse primaire utilise deux spectromètres de masse à temps de vol successifs (TOF-TOF) et une fenêtre temporelle pour réaliser ladite sélection de masse après la dissociation entre ces deux spectromètres de masse à temps de vol. Un deuxième type de ces spectromètres utilise le temps de vol au niveau du 25 deuxième spectromètre de masse seulement et un système à balayage pour le premier spectromètre de masse. Dans les systèmes (MS-MS) du type TOF-TOF n'utilisant qu'un seul spectromètre de masse à temps de vol, on connaît aussi ceux qui utilisent un spectromètre de masse à temps de vol du type réflectron (RTOF). 30 On rappelle que les réflectrons sont des dispositifs, installés entre la source d'ions pulsée et le détecteur d'ions, et permettant d'améliorer la résolution des

3 spectromètres de masse à temps de vol par une compensation, dans le temps de vol des ions de même masse, d'une différence due à une dispersion d'énergie cinétique de ces ions. Typiquement, un champ électrique orienté dans le sens opposé de l'arrivée des ions est appliqué à l'intérieur du réflectron. A cet effet, on utilise généralement une série d'électrodes auxquelles on applique des potentiels de tension dont les valeurs permettent que le champ électrique soit aussi constant que possible à l'intérieur du réflectron. Les ions pénétrant dans le réflectron sont alors réfléchis et refocalisés sur le 1 o détecteur d'ions. Ainsi, les ions ayant une énergie cinétique plus grande, et donc les plus rapides, pénètrent davantage dans le réflectron, et y passent plus de temps que les ions de même masse mais de plus faible énergie cinétique (donc plus lents). Il découle alors que les différences de temps de vol sont compensées. 15 Bien qu'ayant rendu de nombreux services, les spectromètres de masse en tandem avec sélection de masse ne peuvent produire qu'un seul spectre de dissociation secondaire à la fois. La sélection de la masse primaire en est une des causes principales. D'autres techniques ont néanmoins été proposées pour tenter de répondre à ces 20 problèmes.

Spectrométrie de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire

25 Ainsi, on connaît des systèmes de spectrométrie de masse en tandem sans sélection de masse primaire utilisant la technique du temps de vol. Ils permettent de produire plusieurs spectres de masse de dissociation simultanément. On connaît en particulier un premier procédé de spectrométrie de masse à 30 temps de vol sans sélection de masse primaire [1] qui consiste à mesurer simultanément le temps de vol et l'énergie cinétique de chaque fragment chargé.

Ce procédé a été mis en oeuvre par un appareil constitué : - d'une source d'ions pulsée produisant des ions avec une énergie cinétique moyenne constante, - d'une boîte de collision pour fragmenter les ions (ou d'un espace 5 permettant la fragmentation spontanée d'un ion métastable excité dans la source d'ions), - d'un secteur électrostatique permettant de sélectionner le rapport de l'énergie cinétique des ions sur leur charge électrique E/q, - d'un espace de temps de vol, et 10 - d'un détecteur d'ions capable de mesurer le temps de vol des ions. Ce procédé fonctionne à la fois pour des ions monochargés et multichargés. Les spectres de masse de dissociation sont obtenus en sélectionnant, grâce au secteur électrostatique, tous les rapports énergie cinétique sur charge E/q possibles des fragments. 15 L'énergie cinétique de chaque fragment est déterminée par l'équation : E = (mc/M) [Eo(M,Q)] où mc est la masse du fragment dissocié, M et Q sont la masse et la charge de l'ion primaire parent, et [Eo(M,Q)] est l'énergie cinétique de l'ion primaire parent. Un spectre de masse à temps de vol est produit pour chaque rapport E/q 20 sélectionné par le secteur électrostatique. On obtient donc un spectre par valeur de rapport E/q. Donc, par regroupement de ces spectres, on obtient l'ensemble des spectres de dissociation sans sélection de masse primaire, et ce avec une résolution indépendante de la distribution d'énergie cinétique des ions primaires. 25 Toutefois, ce procédé ne permet pas de produire l'ensemble de ces spectres simultanément, c'est-à-dire en une seule acquisition. On connaît un deuxième procédé de spectrométrie de masse à temps de vol permettant de produire des spectres de dissociation sans sélection de masse primaire [2]. 30 Ce procédé fait appel à un réflectron et fonctionne uniquement avec des ions primaires monochargés. Etant entendu que chaque ion primaire se dissocie en un fragment chargé et un fragment neutre, ce procédé consiste en particulier à mesurer le temps de vol de ces fragments issus de chaque ion primaire avant dissociation. Plus précisément dans ce procédé, on fait en sorte que chaque ion primaire 5 dissocié produise un fragment neutre et un fragment chargé ayant la même vitesse et la même direction que leur ion primaire parent entre la source d'ions et le réflectron. Le temps de vol des fragments neutres est mesuré par un détecteur positionné après le réflectron. Les temps de vol des fragments chargés associés et des ions primaires qui n'ont 10 pas été dissociés sont mesurés, après réflexion par le réflectron, par un deuxième détecteur d'ions. Deux spectres de masse, correspondant respectivement aux mesures des temps de vol produites par les deux détecteurs, sont produits simultanément en accumulant les événements de dissociation de toutes les masses primaires présentes dans 15 l'échantillon analysé. Chaque spectre de dissociation correspondant à une valeur de masse primaire est alors obtenu à partir des deux spectres de masse précités, un spectre de masse pour les fragments neutres et un autre pour les fragments chargés. On choisit dans le spectre de masse des fragments neutres le pic de masse 20 correspondant à l'ion primaire dont on veut produire le spectre de dissociation. Puis, on produit ce dernier en sélectionnant dans le spectre des fragments chargés, les fragments chargés correspondant au fragment neutre choisi. Toutefois, un problème lié à ce procédé est que la détermination de chaque couple de fragments (neutre et chargé) correspondant à un événement de dissociation 25 est réalisable uniquement si la source d'ions monochargés produit un seul ion primaire par cycle de temps de vol, i.e. par pulsation du faisceau d'ions. Ce procédé n'est donc pas compatible avec des sources d'ions pulsées produisant par cycle de temps de vol jusqu'à plusieurs centaines d'ions (comme par exemple une source d'ions à impact électronique), voire même jusqu'à plusieurs milliers d'ions (comme 30 par exemple une source à laser pulsée du type MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption-Ionisation)).

6 Malheureusement, ces sources d'ions sont les plus couramment utilisées. On connaît un troisième procédé de spectrométrie de masse à temps de vol sans sélection de masse primaire qui utilise deux spectromètres de masse à temps de vol, séparés par un système de dissociation dans lequel un champ électrique d'intensité variable est appliqué [3]. Ce procédé est compatible avec des sources d'ions monochargés et multichargés. Il consiste en particulier à faire en sorte que, dans un même spectre de masse, les pics de dissociation soient sensiblement décalés par rapport à la position des pics 10 de masse primaire parents, ce qui permet de tous les identifier. A cet effet, un champ électrique est appliqué dans le système de dissociation de sorte que la vitesse des fragments chargés est modifiée à la sortie du système de dissociation, par rapport à celle d'un ion primaire parent non dissocié. Toutefois, dans des spectres de masse comportant une grande densité de pics 15 primaires, ce procédé manque de précision pour identifier différents spectres de dissociation correspondant à différentes masses primaires proches. En outre, ce procédé nécessite plusieurs acquisitions pour identifier des pics de masse qui se recouvrent dans le spectre de masse obtenu. Ainsi, le seul recours possible est l'utilisation d'échantillons comportant un 20 nombre réduit de molécules différentes, et donc de pics de masses primaires différents. On connaît un quatrième procédé de spectrométrie de masse à temps de vol sans sélection de masse primaire utilisant un réflectron [4]. Ce procédé consiste à réaliser deux acquisitions successives en variant la 25 tension appliquée sur le réflectron, sans varier la tension d'accélération des ions. On produit alors deux spectres de masse en temps de vol du même échantillon contenant plusieurs spectres de dissociation et un spectre de masse primaire. Chaque spectre de dissociation est identifié par le mouvement relatif des différents pics de masse à temps de vol caractéristique de chaque spectre de 30 dissociation.

7 A l'instar du troisième procédé, dans des spectres de masse comportant une grande densité de pics primaires, l'identification des différents spectres de dissociation correspondant à différentes masses primaires demeure difficile. En effet, les différents pics de dissociation se mélangent dans le spectre de masse obtenu, lequel contient tous les spectres de masses de dissociation. On ne peut donc utiliser ce procédé qu'avec des échantillons comportant un nombre de molécules différentes peu élevé, et donc de pics de masses primaires différents peu élevés. On connaît un cinquième procédé de spectrométrie de masse à temps de vol 10 sans sélection de masse primaire basé sur la transformation des temps de vol en positions mesurées [5]. Ce procédé fait appel à un spectromètre de masse à temps de vol constitué d'une source d'ions pulsée, d'un système de dissociation, d'un deuxième système de pulsation orthogonal, et d'un détecteur d'ions capable de mesurer la position d'arrivée 15 et le temps de vol des ions. Sur le principe, les ions primaires provenant de la première pulsation du faisceau d'ions primaires sont accélérés suivant une direction. Ils se séparent en position suivant un axe parallèle au faisceau d'ions primaires, et ce, en fonction de leurs différences de rapport masse sur charge M/Q. 20 Une partie de ces ions primaires est ensuite dissociée dans un système de dissociation. On fait en sorte que les fragments ainsi produits conservent la direction et la vitesse de leur ion primaire parent. On notera qu'à une certaine distance de la source d'ions pulsée, la différence de 25 temps de vol due à la différence de vitesse entre les différents ions correspond à une différence de position suivant l'axe parallèle au faisceau d'ions primaires. Une deuxième pulsation est alors appliquée sur les fragments par le système de pulsation orthogonal. Précisément, ce système comporte des plaques de déflexion dans la direction 30 perpendiculaire à celle du faisceau d'ions primaires avant la dissociation.

La trajectoire des fragments chargés uniquement est donc déviée vers le détecteur. Une fois arrivés à son niveau, le détecteur mesure les positions d'arrivée de ces fragments chargés.

Ces positions permettent alors de déterminer les valeurs des rapports de masse sur charge M/Q des ions primaires parents des fragments chargés. Et, la mesure des temps de vol de ces fragments entre la deuxième pulsation et le détecteur permet de déterminer les rapports de masse sur charge m/q des fragments chargés détectés.

De là, on produit l'ensemble des spectres de masse de dissociation de tous les ions primaires contenus dans la zone où a été appliquée la deuxième pulsation du faisceau d'ions sans sélection de masse primaire. Toutefois, la gamme de masse primaire (i.e. entre une masse minimum et une masse maximum) visée par ce procédé est limitée.

En particulier, elle dépend de la longueur de la zone où est appliquée la deuxième pulsation du faisceau d'ions. Elle dépend en outre du décalage temporel entre la première et la deuxième pulsation du faisceau d'ions. Par ailleurs, la gamme de masse primaire est limitée par la longueur du détecteur utilisé.

Résumé de l'invention

Un but de l'invention est donc de pallier aux inconvénients de l'état de la technique présenté notamment ci-dessus, dans le cas d'ions primaires multichargés.

En particulier, un but de l'invention est notamment de proposer un procédé de spectrométrie de masse sans sélection de masse primaire capable de produire simultanément en une seule acquisition l'ensemble de tous les spectres de dissociation de toutes les différentes masses primaires présentes dans un échantillon à analyser.

Un autre but de l'invention est de ne pas être limité par une gamme de masse primaire multichargée utilisable, ni par le nombre de molécules différentes présentes dans l'échantillon. A cet effet, on propose selon l'invention un procédé de spectrométrie de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire comportant une étape d'ionisation de molécules qui, ionisées, donnent chacune des ions primaires multichargés, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - on fournit un spectre de masse primaire à temps de vol des ions primaires multichargés, de sorte à identifier des rapports masse sur charge correspondant chacun à un pic de masse primaire de ces ions, - on dissocie au moins une partie des ions primaires multichargés de sorte à obtenir, pour chacun d'eux, au moins une paire de fragments chargés à identifier, -on applique un champ électrique et/ou magnétique prédéterminé sur les paires de fragments chargés au moyen d'un dispositif qui modifie, en fonction de leur masse, les temps de vol de ces fragments entre une entrée de ce dispositif et au moins un détecteur, - on mesure les temps de vol des fragments chargés arrivés sur le ou les détecteurs, puis - on identifie parmi ces fragments, la paire de fragments issue de chaque ion primaire dont le rapport masse sur charge a été identifié, à l'aide des temps de vol mesurés et d'une loi prédéterminée, dite de calibration, donnant des temps de vol de paires de fragments chargés pouvant provenir d'ions primaires de rapports masse sur charge désirés. Des aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé sont les suivants : - le procédé comporte en outre une étape postérieure à l'étape d'identification des paires de fragments chargés, dans laquelle on produit différents spectres de dissociation définis chacun comme comprenant les paires de fragments chargés qui proviennent de la dissociation des ions primaires multichargés de même rapport masse sur charge ; - on identifie les deux fragments de la paire de fragments issue de chaque ion primaire en comparant les deux mesures de temps de vol des deux fragments, aux temps de vol des paires de fragments pouvant provenir de l'ion primaire considéré, étant entendu que ces derniers temps de vol sont fournis par ladite loi de calibration pour le rapport masse sur charge dudit ion primaire ; - on identifie une paire de fragments issue de chaque ion primaire en : - générant un spectre ayant deux premières dimensions représentant, chacune, des mesures de temps de vol de fragments détectés, et une troisième dimension représentant une occurrence de détection de ces fragments, ce spectre comportant d'une part des lignes dans un plan défini par les deux premières dimensions qui représentent chacune, les paires de temps de vol des fragments chargés pouvant provenir des ions primaires dont les rapports masse sur charge respectifs ont été identifiés, étant entendu que ces lignes ont été obtenues par ladite loi de calibration, et d'autre part les pics de dissociation des fragments détectés, -identifiant, parmi les paires de fragments potentielles, celle ayant une position d'occurrence, dans ledit plan, se trouve à une distance la plus faible de la ligne qui 15 correspond au rapport masse sur charge de l'ion primaire considéré ; - les lignes sont caractéristiques chacune des ions primaires ayant un rapport masse sur charge identifié identique ; - on fournit le spectre de dissociation des ions primaires ayant un rapport masse sur charge donné, par projection dans un plan, défini par l'une des deux premières 20 dimensions de ce spectre et la troisième dimension, des pics de dissociation des paires de fragments ayant été identifiées comme provenant de ces ions ; - on fournit le spectre de dissociation des ions primaires ayant un rapport masse sur charge donné, par projection dans ledit plan des pics de dissociation des paires de fragments qui se trouvent le plus près de la ligne caractéristique des ions primaires 25 ayant ce rapport masse sur charge. On propose en outre selon l'invention un procédé de calibration d'un spectromètre de masse en tandem à temps de vol sans sélection de masse primaire, comportant une étape d'ionisation de molécules connues qui, ionisées, donnent chacune des ions primaires multichargés connus, ces ions multichargés donnant, 30 après dissociation, des paires de fragments chargés connues, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes :

11 a) on fournit un spectre de dissociation à temps de vol de plusieurs ions primaires qui présentent un rapport masse sur charge choisi, b) parmi les pics de dissociation présents dans ce spectre, on identifie ceux qui composent des paires possibles de fragments chargés issus de la dissociation, c) on détermine une première loi dormant les temps de vol mesurés des maxima des occurrences des paires qui ont été identifiées, cette première loi étant caractéristique des ions primaires ayant le rapport masse sur charge choisi, d) on réitère au moins une fois les étapes a) et c) pour des ions primaires ayant un rapport masse sur charge différent, e) on détermine une relation entre les premières lois ainsi déterminées, de sorte à obtenir une loi de calibration donnant les temps de vol de l'ensemble des paires de fragments chargés pouvant provenir de la dissociation d'ions primaires de rapports masse sur charge désirés. Des aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé de calibration sont les suivants : - dans l'étape (a) on met en oeuvre un procédé de spectrométrie de masse en tandem avec sélection d'ions primaires présentant le rapport masse sur charge choisi ; - dans l'étape (b), on considère que deux des pics présents dans le spectre composent une paire, si les sommes de leur masse et de leur charge correspondantes sont sensiblement égales, respectivement, à la masse et à la charge de l'ion primaire dont ils sont issus ; - l'étape (c) comporte une étape dans laquelle on génère un spectre ayant deux premières dimensions représentant, chacune, des mesures de temps de vol de fragments détectés, et une troisième dimension représentant une occurrence de détection de ces fragments, et en ce que ce spectre comporte les maxima des occurrences des pics de dissociation ; -dans l'étape (c), on détermine la première loi en déterminant une équation qui, dans un plan du spectre défini par lesdites deux premières dimensions, relie les maxima des occurrences des pics de dissociation des paires de fragments issus de la dissociation des ions primaires ayant le rapport masse sur charge choisi.

12 Ce procédé de calibration peut avantageusement être combiné à un procédé de spectrométrie à temps de vol avec sélection de masse primaire. Il offre alors notamment comme avantage de pouvoir produire le spectre de dissociation des ions sélectionnés indépendamment de la fréquence de pulsation du faisceau d'ions utilisé. En effet, le procédé de calibration permet d'identifier chaque paire de fragments dissociés des ions dont la masse primaire a été sélectionnée. Ce procédé de calibration peut avantageusement être combiné au procédé de spectrométrie de l'invention présenté plus haut.

Il permet notamment de déterminer la loi prédéterminée utilisée dans l'étape d'identification de ce dernier procédé. Il permet également l'indépendance précitée sur la fréquence de pulsation du faisceau d'ions utilisé. L'invention a également pour but de proposer un spectromètre de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire comportant : - des moyens d'ionisation de molécules, - des moyens de fourniture d'un spectre de masse primaire d'ions primaires multichargés issus de ces molécules ionisées, de sorte à pouvoir identifier des rapports masse sur charge correspondant chacun à un pic de masse primaire de ces ions, - des moyens de dissociation d'au moins une partie des ions primaires multichargés de sorte à obtenir, pour chacun d'eux, au moins une paire de fragments chargés à identifier, - un dispositif d'application d'un champ électrique et/ou magnétique sur tous les fragments chargés de sorte à modifier, en fonction de leur masse, le temps de vol de ces fragments entre une entrée dudit dispositif et au moins un détecteur sur lequel ils arrivent, ce détecteur étant apte en outre à déterminer lesdits temps de vol, et - des moyens d'identification, dans l'ensemble des fragments détectés, de la paire de fragments de chaque ion primaire dont le rapport masse sur charge a été identifié, ces moyens d'identification étant agencé pour que l'identification se base sur les temps de vol déterminés par le détecteur et une loi prédéterminée, dite de

13 calibration, donnant des temps de vol de paires de fragments chargés pouvant provenir d'ions primaires de rapports masse sur charge désirés. Des aspects préférés mais non limitatifs de ce spectromètre sont les suivants : - le spectromètre comporte successivement, suivant le sens de déplacement général des ions primaires et/ou des fragments, une source d'ions pulsée multichargés, un système de sélection de masse primaire, une boîte de collision comme moyens de dissociation, le dispositif de modification des temps de vol, et le détecteur ; - le spectromètre comporte successivement, suivant le sens de déplacement général des ions primaires ou des fragments, une source d'ions pulsée multichargés, un système de sélection de masse primaire, les moyens de dissociation, un réflectron comme dispositif de modification des temps de vol, et le détecteur ; - la source d'ions multichargés est une source à électronébulisation pulsée par une système d'injection orthogonal, les moyens de dissociation sont une boîte de collision, le détecteur est du type à ne pouvoir déterminer que des temps de vol, et non des positions d'arrivée.

Brève description des figures

D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un organigramme d'un mode de réalisation préféré du procédé de calibration selon l'invention, - la figure 2 est un organigramme d'un mode de réalisation préféré du procédé de spectrométrie selon l'invention, - la figure 3 illustre à titre d'exemple non limitatif des composants d'un spectromètre de masse apte à mettre en oeuvre le procédé de calibration selon l'invention, - la figure 4 illustre à titre d'exemple non limitatif des composants d'un système apte à mettre en oeuvre le procédé de spectrométrie de masse selon l'invention, - les figures 5A et 5B illustrent à titre d'exemple non limitatif un spectre de masse primaire et un spectre de dissociation après sélection d'une de ces masses primaires. - la figure 6 illustre, à titre d'exemple non limitatif, une ligne caractéristique des ions primaires de rapport masse sur charge sélectionné, dans un plan défini par deux dimension en temps de vol (TOF, TOF), - la figure 7 illustre dans ledit plan, notamment deux exemples de lignes caractéristiques d'ions primaires ayant deux rapports masse sur charge différents, la position de ces deux lignes traduisant graphiquement la loi de calibration obtenue avec le procédé de calibration selon l'invention. - la figure 8 illustre un spectromètre de masse à temps de vol selon un premier mode de réalisation de l'invention, ce spectromètre étant notamment caractérisé par un 10 temps de vol linéaire, - la figure 9 illustre un spectromètre de masse à temps de vol selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, ce spectromètre étant notamment caractérisé par l'utilisation d'un réflectron, et - la figure 10 illustre, à titre d'exemple non limitatif, un spectre de masse 15 tridimensionnel produit par un spectromètre et le procédé de spectrométrie selon l'invention.

Description des modes de réalisation de l'invention

20 On rappelle à titre préliminaire que l'on entend par ion multichargé un ion ayant une charge électrique positive ou négative de valeur absolue supérieure ou égale à 2 qui, dissocié, donne généralement une paire de fragments ayant chacun une charge électrique positive ou négative devaleur absolue supérieure ou égale à 1. En référence aux figures 1 et 2 en particulier, les deux procédés selon l'invention sont 25 basés sur une identification de toutes les paires de fragments chargés dissociés. On va d'abord présenter un mode de réalisation du procédé de calibration selon l'invention. Procédé de calibration On suppose d'abord que l'on connaît les molécules, les ions primaires issus de 30 ces molécules ainsi que les fragments issus de ces ions primaires par dissociation.

15 Une première étape du procédé de calibration a pour but de fournir un spectre de masse primaire des ions primaires connus. Ce spectre peut être obtenu par des méthodes classiques que l'homme du métier saura identifier sans difficulté.

En particulier, on pourra utiliser des méthodes connues en soi avec ou sans sélection de masse primaire, dès l'instant qu'elles sont capables de fournir le spectre susmentionné. L'invention prévoit également d'obtenir ce spectre par lecture dans une base de données dans laquelle il aura été précédemment sauvegardé, par exemple par un 10 tiers. Toutefois, selon le mode préféré de l'invention, la première étape est illustrée par les étapes 1 à 2 de la figure 1. Dans l'étape 1, les molécules connues sont ionisées dans une source d'ions multichargés. 15 On notera que cette source est représentée sur la figure 3 par la référence 100. Les ions primaires multichargés créés après ionisation sont accélérés par un champ électrique avec une vitesse qui varie en fonction de leur rapport masse sur charge M/Q, et pulsés en paquets d'ions. Dans l'étape 2, on mesure les temps de vol TOF des ions primaires 20 multichargés, ces temps étant mesurés entre la source 100 et le détecteur 500. Les temps de vols sont déterminés par le détecteur à temps de vol 500. Puis, on produit le spectre de masse primaire MS-TOF sur la base de ces mesures. De façon connue en soi, ce spectre comporte des pics de masses primaires 25 positionnés à l'aide de coordonnées en temps de vol et en occurrence de détection. Ce spectre de masse primaire est alors utilisé pour mettre en oeuvre une calibration des valeurs de rapport masse sur charge connues des ions primaires détectés, en fonction de la position des maxima des occurrences des pics de masse primaires dans ce spectre, et en particulier en fonction de leurs coordonnées en temps 30 de vol.

16 A titre d'exemple non limitatif, on a représenté sur la figure 5A un spectre de masse primaire MS obtenu par la mise en oeuvre des étapes 1 à 2. Dans cet exemple, le spectre comporte quatre pics de masse primaire correspondant à des rapports masse sur charge connus M1/Q1, M2/Q2, M3/Q3 et M4/Q4. Après avoir procédé à la calibration précitée, on met en oeuvre une étape 3 dans laquelle on sélectionne au moins un des pics de masse primaire ayant une valeur de rapport masse sur charge donnée. Cette étape 3 est assurée par un système de sélection de masse primaire désigné par la référence 200 sur la figure 3. Dans une étape 4, une partie des ions primaires ainsi sélectionnés est fragmentée, ou dit autrement dissociée, dans un système de dissociation 300. La fragmentation engendre une paire de fragments chargés par ion primaire multichargé dissocié.

On suppose que chacune des paires de fragments chargés produites par cette dissociation conserve approximativement la même vitesse et la même trajectoire que leur ion primaire parent au moment de sa dissociation, et ce, jusqu'à l'entrée d'un dispositif 400. Dans ce dispositif 400, on met en oeuvre une étape 5 consistant notamment à appliquer sur les fragments chargés un champ électrique et/ou magnétique. On peut alors modifier les vols des fragments chargés en fonction de leur masse m et de leur charge q, de préférence en fonction de leur rapport masse sur charge m/q. En particulier, le dispositif 400 est agencé ici pour modifier le temps de vol de chacun de ces fragments dans un espace de temps de vol défini entre le dispositif 400 et le détecteur 500, et ce, en fonction de leur masse m et de leur charge q respective, et de préférence en fonction de leur rapport masse sur charge respectif m/q. L'invention prévoit différentes solutions à cet effet. Dans une première solution, le dispositif 400 est agencé pour que ledit champ fasse varier les vitesses respectives de chaque fragment.

17 Dans une deuxième solution, l'agencement fait que ce sont les trajectoires respectives qui sont modifiées. Bien entendu, l'invention prévoit la possibilité de combiner ces deux solutions. En tout état de cause, compte tenu de ce qui précède, l'homme du métier comprendra que la modification des temps de vol entre le dispositif 400 et le détecteur 500 implique évidemment que les temps de vol entre la source d'ion pulsée 100 et le détecteur 500 sont eux aussi modifiés en fonction des masses et des charges respectives, de préférence en fonction des rapports masse sur charge respectifs m/q, des fragments chargés.

On notera que par le terme modifier, on doit comprendre ici que l'on se réfère au temps de vol qu'aurait l'ion primaire dont est issu le fragment en question. Dans une étape 6 du procédé, on mesure le temps de vol TOF de chaque fragment chargé arrivé sur le détecteur 500. Dans une étape 7, on produit le spectre de dissociation MS-MS des ions dont le rapport masse sur charge primaire a été sélectionné à l'étape 3. Ce spectre est généré de façon connue en soi à l'aide des temps de vol mesurés à l'étape 6. A titre d'illustration et d'exemple non limitatif, on a représenté à la figure 5B un spectre de dissociation MS-MS pouvant être obtenu après sélection du pic de masse primaire dont le rapport masse sur charge est M3/Q3 dans la figure 5A. On peut voir dans cet exemple, que le spectre de dissociation comporte six pics de masse de dissociation correspondant à des fragments chargés de rapport masse sur charge ml/ql, m2 /q2, m3/q3, m4/q4, m5/q5, m6/q6, respectivement. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée à ce mode de réalisation préféré de production d'un spectre de dissociation d'ions de rapport masse sur charge M/Q présélectionné. En particulier, on peut aussi produire ce spectre de masse sans avoir à sélectionner le pic de masse primaire si l'on peut identifier dans le spectre complet (c'est-à-dire celui obtenu avec toutes les masses primaires issues de l'étape d'ionisation) quel spectre de dissociation est associé à tel pic de masse primaire.

18 Par ailleurs, comme dans l'une des variantes présentées plus haut concernant la production du spectre de masse primaire, le spectre de dissociation peut aussi être obtenu par lecture dans une base de données dans laquelle il aura été précédemment sauvegardé, par exemple par un tiers.

Dans tous les cas, selon le mode préféré de l'invention, le procédé de calibration met en oeuvre ensuite une étape 8 dans laquelle on identifie, parmi l'ensemble des pics de dissociation du spectre de dissociation, les paires de pics de dissociation correspondant à chaque possibilité de paire de fragments chargés dissociés.

Cette identification est réalisée de préférence en se basant sur la connaissance de la masse M et de la charge Q des ions primaires ayant fait l'objet du spectre de dissociation, ainsi que celle des masses mci, mc2 et des charges gcI,gc2 des paires de fragments dissociés. En particulier, selon le mode préféré de réalisation on utilise les relations 15 suivantes: mcl+ mc2 = M, qcI +qc2Q En référence de nouveau à l'exemple illustré à la figure 4, les paires de pics de dissociation sont ainsi identifiées par : 20 ml + m6 = m2 + m5 = m3 + m4 = M3, et ql +q6=q2+q5=q3+q4=Q3 En d'autres termes, les ions primaires de rapport masse sur charge M3/Q3 produisent, après dissociation, des premières paires de fragments caractérisée par le couple de rapports masse sur charge (ml/ql, m6/q6), des deuxièmes paires ayant 25 comme rapports (m2/q2, m5/q5) et des troisièmes paires ayant comme rapports (m3/q3, m4/q4). Selon l'invention, on détermine ensuite une première loi reliant les temps de vol mesurés de ces paires de fragments. Plus précisément, parmi les paires possibles de fragments, la loi donne les 30 temps de vol de celles qui présentent statistiquement un maximun des occurrences .

19 A cet effet, dans le mode de réalisation préféré de l'invention on commence dans une étape 9 à rechercher dans le spectre de dissociation les maxima des occurrences de chaque pic de dissociation obtenu. Puis, on détermine dans cette étape les temps de vol (TOF) correspondant respectivement à ces maxima. Par exemple, on peut voir dans l'exemple de spectre de dissociation de la figure 6 que les temps de vol correspondant aux maxima des occurrences de chacun des six pics de dissociation sont TOFlmax, TOF2max, TOF3max, TOF4max, TOF5max, et TOF6max.

Ensuite, dans une étape 10 on produit un spectre tridimensionnel des paires de maxima des occurrences des pics de dissociation à l'aide des temps de vol déterminés à l'étape 9. Bien entendu, ce spectre peut être défini sous forme graphique et/ou sous forme d'équation.

Il possède deux dimensions représentant, chacune, les mesures des temps de vol TOF des fragments, obtenues dans le spectre dissociation, et une troisième dimension représentant les occurrences correspondantes. Graphiquement, chaque dimension correspond à un axe. Et de préférence, ces axes sont perpendiculaires les uns par rapport aux autres.

On notera que les deux premières dimensions (ou les axes correspondants), à savoir celles représentant les temps de vol, sont parfaitement identiques. Ainsi, dans un plan défini par ces deux premières dimensions (TOF, TOF), le spectre est symétrique. Pour déterminer le spectre tridimensionnel, on positionne dans ledit plan (TOF, TOF) les maxima des occurrences des pics de dissociation et ce en fonction des temps de vol TOF déterminés à l'étape 9 pour les fragments de chacune de ces paires. Dans le cas de l'exemple non limitatif présenté plus haut, le résultat de cette procédure est illustré à la figure 6.

Les croix coïncident, dans le spectre à trois dimensions, avec les positions des maxima des occurrences des pics de dissociations.

20 Par exemple, les croix A et F correspondent aux maxima des occurrences des pics de dissociation des paires de fragments identifiées dont les temps de vol mesurés sont TOFlmax et TOF6max. De même, les croix B et E correspondent aux maxima des occurrences des pics de dissociation des paires de fragments identifiées dont les temps de vol mesurés sont TOF2max et TOF5max, et les croix C et D aux temps TOF3max, TOF4max. Après avoir déterminé les positions de ces croix, on met en oeuvre une étape 11 dans laquelle on détermine la première loi sous forme d'équation par exemple et qui, graphiquement, passe par ces croix.

Telle qu'illustrée sur la figure 6, cette première loi est représentée graphiquement par la ligne L3. Comme on l'aura compris la première loi (ou par analogie la ligne L3) est caractéristique des ions primaires ayant le rapport masse sur charge sélectionné, à savoir M3/Q3 dans cet exemple.

Par ailleurs, on considère que cette loi L3 est apte à fournir l'ensemble des paires de fragments pouvant provenir d'un ion primaire de rapport masse sur charge M3/Q3. Et, plus précisément, elle est apte à fournir leur temps de vol TOF respectif. Ainsi, elle permet de fournir à un stade ultérieur notamment les trois paires de fragments possibles citées dans l'exemple illustré à la figure 5. Ayant alors déterminé ladite première loi, on pourra réitérer les étapes 3 à 11 pour des ions primaires de rapport masse sur charge différent. Ainsi, dans l'exemple on pourra reproduire ces étapes afin de déterminer une première loi pour la masse primaire M2/Q2.

On obtiendra par exemple, une autre première équation et, par analogie, une autre ligne L2 (non représentée) caractéristique de cette masse primaire. On comprend maintenant que la création d'un ensemble de premières lois ou de lignes caractéristiques permet avantageusement d'avoir à disposition une base de données de référence pouvant notamment servir dans le cadre d'une procédure d'identification de molécules basée sur un principe de comparaison. 21 Toutefois, selon le mode préféré proposé par la demanderesse, l'accès à de telles informations est simplifié en déterminant une relation entre l'ensemble des premières lois. On comprendra, par voie de conséquence, que dans ce mode de réalisation il 5 faut disposer d'au moins deux premières lois. On notera ici que l'on désigne également dans ce texte la relation par loi de calibration . La détermination de cette loi de calibration est effectuée dans une étape 12 représentée à la figure 1. 10 Cette loi de calibration, donne la position de chaque ligne caractéristique en fonction de son rapport masse sur charge primaire associé. Et, elle est déterminée à l'aide notamment des positions dans ledit plan des lignes caractéristiques des ions primaires de rapports masse sur charge connus. On notera ici que le profil des lignes caractéristiques dans ledit plan dépend du 15 type de spectromètre que l'on utilise. En particulier, le profil dépend de la manière dont ce spectromètre modifie les temps de vol des fragments chargés en fonction de leur masse et de leur charge respective, de préférence en fonction de leur rapport masse sur charge respectif. Ainsi, lorsque l'on dispose à l'étape 12 de la loi de calibration, on est à même 20 de connaître toute première loi (ou toute ligne caractéristique) associée spécifiquement au spectromètre en question. L'homme de métier comprendra que la précision de la loi de calibration obtenue dépend, notamment de la précision de la mesure des temps de vol des maxima des occurrences des pics de dissociation. 25 Ayant présenté un mode de réalisation du procédé de calibration selon l'invention d'un spectromètre, on va décrire ci-dessous, en référence notamment à la figure 2, un mode de réalisation d'un procédé de spectrométrie de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire mis en oeuvre par un spectromètre ayant fait l'objet d'une calibration selon l'invention. 30 Procédé de spectrométrie 22 Dans ce mode de réalisation, on commence par fournir un spectre de masse primaire d'ions multichargés issus de molécules inconnues que l'on cherche à identifier. Ce spectre de masse primaire peut être obtenu par lecture dans une base de 5 données dans laquelle il aura été précédemment sauvegardé, par exemple par un tiers. Il peut également être obtenu par mise en oeuvre des étapes 20 et 21 illustrées à la figure 2. Dans l'étape 20 de cette figure, on ionise des molécules inconnues à identifier 10 dans la source d'ions multichargés pulsée 100. Les ions primaires multichargés créés après ionisation sont accélérés par un champ électrique avec une vitesse qui varie en fonction de leur rapport masse sur charge M/Q, et pulsés en paquets d'ions. Puis dans une étape 21, on mesure les temps de vol TOF des ions primaires 15 multichargés entre la source d'ions et le détecteur 500. Les temps de vols sont déterminés par le détecteur 500 à temps de vol. On produit ensuite le spectre de masse primaire MS-TOF sur la base de ces mesures. Ce spectre permet alors d'identifier, dans une étape 22, l'ensemble des rapports 20 masse sur charge correspondant aux pics de masse primaires des ions primaires présents dans ledit spectre. Dans le mode préféré de l'invention, cette identification est effectuée en déterminant la position de chaque pic de masse primaire correspondant aux ions primaires dans le spectre MS-TOF. 25 Par exemple, si ce spectre présente un pic de masse primaire avec un maximun des occurrences à un temps de vol TOFk, on détermine son rapport M'/Q' à partir de ce temps de vol, puisque la relation est connu du spectromètre après calibration. Dans une étape 23, on dissocie au moins une partie des ions primaires multichargés de sorte à obtenir, pour chacun d'eux, au moins une paire de fragments 30 chargés.

23 Dans une étape 24, on utilise le dispositif 400 pour modifier les temps de vol de ces fragments entre une entrée de ce dispositif et le détecteur 500 en aval, en fonction de leur masse et de leur charge, et de préférence en fonction de leur rapport masse sur charge.

Dans le mode préféré de l'invention, on applique à cet effet un champ électrique et/ou magnétique prédéterminé sur les paires de fragments. Dans une étape 25, on mesure les temps de vol TOF de tous les fragments chargés produits par la dissociation et arrivés sur le détecteur 500. On notera ici que selon un aspect préféré, le détecteur 500 est du type à ne pouvoir mesurer que des temps de vol. On entend notamment par là qu'il n'est pas du type à mesurer des positions. On verra en effet que le procédé de spectrométrie selon le mode préféré de l'invention n'a besoin, avantageusement, que de l'information sur les temps de vol des fragments, et qu'il peut se dispenser de mesures de position.

Bien entendu, rien n'empêche dans un autre mode de réalisation d'utiliser un détecteur mesurant à la fois des temps de vol et des positions. Dans une étape 26, on identifie parmi les fragments arrivés sur le détecteur 500, ou en d'autres termes parmi les fragments détectés, la paire de fragment issue de chaque ion primaire dont on a identifié le rapport masse sur charge à l'étape 22.

Selon l'invention, cette étape d'identification est basée sur la connaissance des mesures des temps de vol obtenues à l'étape 25, et sur l'utilisation de la loi de calibration qui, d'une part caractérise le spectromètre dont il est question, et d'autre part est apte à fournir des temps de vol de paires de fragments chargés pouvant provenir d'ions primaires de rapports masse sur charge désirés, comme décrit précédemment. Dans le mode préféré de l'invention, cette étape d'identification met en oeuvre une étape de comparaison des temps de vol mesurés et des temps de vol fournis par ladite loi de calibration dans le cas des rapports masse sur charge des ions primaires identifiés à l'étape 22.

Afin de clarifier autant que possible la présentation de cette étape d'identification ci-après, on va décrire son mode de réalisation préféré en raisonnant

24 sur les graphiques, donc avec les lignes caractéristiques et non avec les lois ou les équations. L'homme du métier comprendra néanmoins, qu'il ne s'agit que d'un type de présentation, parmi d'autres, destiné surtout à illustrer les principes de cette étape.

Parmi les fragments chargés détectés, on identifie les deux fragments de chaque paire issue de la dissociation des ions primaires en commençant par générer un spectre tridimensionnel du type de celui présenté pour le procédé de calibration. Ce spectre possède donc, lui aussi, deux dimensions représentant, chacune, des mesures des temps de vol TOF des fragments détectés, et une troisième dimension représentant les occurrences correspondantes. Graphiquement, les trois dimensions correspondent, là aussi, à trois axes qui sont de préférence perpendiculaires les uns par rapport aux autres. Par ailleurs, on rappelle que les deux premières dimensions, à savoir celles représentant les temps de vol, sont parfaitement identiques.

En se référant à la figure 7, dans le plan (TOF, TOF) défini par les axes qui représente les temps de vol, on place les lignes caractéristiques des différentes valeurs de rapport masse sur charge identifiées à l'étape 22. Comme l'aura compris l'homme du métier, ces lignes sont générées grâce à la loi de calibration déterminée dans le procédé de calibration.

On rappelle ici que cette loi donne l'ensemble des paires de temps de vol des paires de fragments chargés pouvant provenir d'ions primaires de rapports masse sur charge choisi. Ledit plan contient donc autant de lignes que de rapports masse sur charge identifiés à l'étape 22.

On notera que par souci de clarté, on a représenté à titre d'exemple non limitatif seulement deux de ces lignes à la figure 7, en particulier les lignes caractéristiques L' 1, L'2 de rapports M' 1/Q' l et M'2/Q'2. On identifie ensuite quels fragments détectés doivent constituer une paire provenant d'une masse primaire, en retenant, parmi toutes les paires possibles, celle dont les deux positions d'occurrence (Pij, Pji) sont les plus proche en distance avec la ligne caractéristique de la masse primaire considérée.

25 Par exemple, une position (Pij) possible d'une paire de fragment est désignée par la référence P34 et possède les coordonnées (TOF3, TOF4) dans le plan. Et du fait de la symétrie susmentionnée, cette paire de fragment possède une seconde position désignée par la référence P43 et possédant les coordonnées (TOF4, TOF3) dans le plan. Par ailleurs, on doit comprendre par paire possible que, parmi les fragments détectés, on considère que deux d'entre eux ayant respectivement les temps TOF3 et TOF4 peuvent composés une paire pertinente. On notera également que si à chaque pulsation du faisceau d'ions, n paires de fragments chargés sont produites par la dissociation, soit 2n fragments, le nombre possible de positions Pij dans ledit plan (TOF,TOF) pour un fragment est 2n-1. Le nombre total de positions possibles Pij est donc 2n multiplié par 2n-1. En référence encore à la figure 7, on peut voir que dans cet exemple on a deux paires de fragments réelles de positions (P34, P43) et (P56, P65), respectivement.

On notera que les paires possibles (P34, P43), et (P56, P65) dont les positions dans le ledit plan (TOF,TOF) sont représentés sur la figure 7 par des points entourés d'un cercle sont les paires réelles à identifier. D'autres paires possibles sont représentées à titre d'exemple non limitatif par des croix sur cette figure, notamment les paires (P54, P45), (P63, P36), (P35, P53), et (P46, et P64). Comme on peut le comprendre d'ailleurs, on peut considérer que les occurrences de ces paires potentielles se trouvent à l'intersection entre un premier ensemble de lignes parallèles à l'un des axes TOF et un deuxième ensemble de lignes parallèles à l'autre des axes TOF.

Par exemple, sur la figure 7, la ligne Dl croise la ligne D2, D3, D4. Aux croisements avec D2, D3 et D4 correspondent respectivement les positions possibles P35, P34 et P36. Parmi l'ensemble des paires potentielles, on détermine quelle(s) paire(s) doi(ven)t être associée(s) à une masse primaire M'/Q' donnée, en retenant celle(s) dont les positions d'occurrence se trouve(nt) à la plus proche distance de la ligne caractéristique de cette masse primaire. 26 Par exemple, sur la figure 7 on constate que la paire de fragments pertinente pour la ligne caractéristique d'ions primaires de rapport M' 1/Q' l est la paire de positions (P56, P65). En effet, ces positions sont situées sur, ou au voisinage immédiat de cette ligne 5 caractéristique. Au contraire les paires de positions (P36, P63), (P54, P45), (P34, P43),, (P35, P53), (P46, P64) sont éloignées de cette ligne, de sorte que l'on considère qu'elles ne sont pas issues de la dissociation d'ions primaires de rapport masse sur charge M'1/Q'1. 10 On notera ici, que la discrimination entre une distance éloignée ou voisine d'une ligne caractéristique peut être effectuée à l'aide d'une valeur seuil de distance. Selon la demanderesse, cette valeur est de préférence prise comme inférieure ou égale à deux fois la résolution des pics de dissociation. On constate encore que la paire (P34, P43) est issue de la masse primaire 15 M'2/Q'2. Les autres paires possibles (P36, P63), (P54,P45), (P35, P53), (P46, P64) ne correspondent pas à des paires réelles de fragments chargés. Bien entendu, l'invention telle que présentée ci-dessus n'est pas limitée à une telle méthode graphique. 20 Et l'homme du métier comprendra au contraire que celle-ci est davantage destinée à être implémentée par un programme exécuté dans un moyen de calcul numérique, comme un processeur ou un DSP (DSP est l'acronyme anglo-saxon de l'expression Digital Signal Processing ). Ainsi, l'ensemble des notions dont il est question dans cette invention, par 25 exemple les lignes caractéristiques, ont une transposition avec des données pouvant être traitées. Ayant maintenant identifié, parmi les fragments détectés, les paires de fragments issues de chaque ion primaire dont le rapport masse sur charge à été déterminé à l'étape 22, on dispose d'une base d'informations pertinente pour 30 produire les spectres de dissociation avec l'ensemble des occurrences des temps de vol des paires de fragments identifiées.

27 Dans le mode préféré de l'invention, le procédé comporte ainsi une étape suivante 27 dans laquelle on produit un spectre de masse tridimensionnel de l'ensemble des paires de fragments identifiées. Tel qu'illustré à titre d'exemple non limitatif à la figure 10, il présente donc l'ensemble des pics de masse de dissociation de ces paires de fragments dans les trois dimensions précitées (trois axes précités). On peut alors fournir à partir de ce spectre tridimensionnel, le spectre de dissociation d'ions primaires issue de la molécule et de rapport masse sur charge désiré. lo A cet effet, dans une étape 28 on identifie dans le spectre tridimensionnel le spectre de dissociation correspondant à une valeur de rapport masse sur charge désiré par la position dans le plan (TOF,TOF) précité des pics de dissociation qui se trouvent sur ou au voisinage de la ligne caractéristique des ions primaires ayant ce rapport masse sur charge. 15 A cet égard, en référence encore à la figure 10, on peut observer trois lignes L'1, L'2, L'3, caractéristiques d'ions primaires de rapports masse sur charge M'1/Q'1, M'2/Q'2 et M'3/Q'3, respectivement. Dans cette illustration, le spectre tridimensionnel comporte donc trois spectres de masse de dissociation identifiés. 20 Dans une étape 29, on peu produire chaque spectre de dissociation correspondant à une valeur de rapport masse sur charge primaire désiré, en projetant dans un plan défini par l'axe des occurrences et l'un des axes TOF, les pics de dissociation des paires de fragments positionnés sur ou au voisinage de la ligne caractéristique des ions primaires ayant ce rapport masse sur charge. 25 L'ensemble des pics de masse de dissociation positionnés sur la ligne L'1 permet de fournir le spectre de dissociation de la masse primaire M' l /Q' l par projection de ces pics, par exemple dans le plan P défini par les axes N pour les occurrences et TOF(mcl) pour les temps de vol. On notera ici que le procédé de l'invention génère avantageusement, 30 simultanément l'ensemble des spectres de dissociation sous la forme d'un spectre tridimensionnel.

Bien entendu, d'autres spectres de masse tridimensionnels équivalents peuvent être produits par le procédé selon l'invention. Par exemple, un autre spectre tridimensionnel peut correspondre à un remplacement TOF(mcl) et TOF(mc2) par des fonctions de ces valeurs (par exemple 5 TOF(mcl)2 et TOF(mc2)2. Dans tous les cas, l'homme du métier comprendra que l'on peut obtenir, d'un spectre tridimensionnel de ce type, tous les spectres de dissociation définis chacun comme comprenant les fragments chargés qui proviennent de la dissociation des ions primaires de même rapport masse sur charge. 10 De plus il comprendra que la production du spectre de masse primaire et des spectres de dissociation donne la possibilité d'identifier les molécules inconnues étudiées. Composants et fonctionnement de spectromètres selon l'invention On va maintenant décrire plus en détail les composants et le fonctionnement 15 d'un spectromètre de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire selon l'invention, tant lorsque l'on met en oeuvre le procédé de calibration que lorsque l'on meten oeuvre le procédé de spectrométrie. On notera que pour le procédé de calibration, le spectromètre inclut le système de sélection de masse primaire 200. 20 On se réfèrera alors à la figure 3. Toutefois, pour le procédé de spectrométrie, ce système 200 est bien entendu supprimé. On se réfèrera alors à la figure 4 dans laquelle ce système 200 n'est pas représenté. 25 La source d'ions pulsée 100 peut être une source d'ions multichargés à électronébulisation ESI (acronyme de "Electro-Spray Ionisation" en langue anglo-saxonne), ou tout autre type de source d'ions multichargés. Les ions produits par la source d'ions 100 peuvent être stockés avant la pulsation du faisceau d'ions vers la zone de temps de vol dans une trappe à ions, ou 30 par tout autre système de stockage d'ions. 29 L'accélération des ions produits dans la source d'ions 100 peut être mise en oeuvre par un champ électrique. L'extraction des ions de cette source 100 peut être réalisée à énergie constante, à impulsion constante, ou par toute méthode dormant aux ions une vitesse dépendante 5 de leur rapport masse sur charge. La pulsation du faisceau d'ions peut être située dans la source d'ions 100 ou entre celle-ci et le dispositif 300. La pulsation du faisceau d'ions peut être réalisée par balayage du faisceau d'ions continu à travers une fente, par un champ électrique variable appliqué entre ro deux plaques de déflexion, par une technique connue d'injection orthogonale en appliquant un champ électrique variable entre deux électrodes dans la direction perpendiculaire au faisceau d'ions, ou par tout autre dispositif de pulsation du faisceau d'ions. Le système de sélection de masse primaire 200 pour la calibration peut être une 15 paire de plaques de déflexion permettant de réaliser une fenêtre temporelle pour sélectionner les ions primaires par leur temps de vol, ou tout autre système de sélection de masse primaire. Le système de dissociation 300 peut être une boîte de collision contenant du gaz permettant la dissociation par collision induite CID (acronyme de "Collision 20 Induced Dissociation" en langue anglo-saxonne) à haute énergie cinétique, un espace de temps de vol permettant la dissociation spontanée PSD (acronyme de "Post Source Decay" en langue anglo-saxonne) après augmentation de l'énergie interne de la molécule primaire ionisée dans la source d'ions 100, ou sur le parcours du temps de vol, par photoionisation avec un faisceau laser, ou encore tout dispositif de 25 fragmentation des ions primaires. Le dispositif 400 peut être un réflectron, ou bien deux plaques de déflexion avec un champ électrique appliqué entre elles, ou une boîte de collision dans laquelle on applique un potentiel permettant de réaccélérer les fragments chargés dissociés à la sortie de la boîte, ou une combinaison des dispositifs précédents, ou encore tout 30 dispositif dans lequel on applique un champ électrique et/ou magnétique permettant de modifier les temps de vol des fragments chargés entre le dispositif 400 et le détecteur 500, en fonction de leur masse et de leur charge, de préférence en fonction de leur rapport masse sur charge, par exemple un dispositif pouvant modifier la vitesse et/ou la trajectoire des fragments chargés. Le détecteur d'ions 500 peut consister en au moins une galette de microcanaux 5 ou tout autre type de détecteur d'ions permettant de mesurer le temps de vol sur ce détecteur de chaque ion primaire et fragment détecté. On va maintenant décrire deux modes de réalisation non limitatifs de spectromètres de masse basés sur l'utilisation des composants illustrés à la figure 4. Premier mode de réalisation d'un spectromètre 10 Le premier mode de réalisation de spectromètre de masse à temps de vol selon l'invention est illustré sur la figure 8. Il comporte successivement, suivant le sens de déplacement général des ions primaires, une source d'ions multichargés pulsée 100, un dispositif de sélection de masse primaire 200 constitué d'une paire de plaques de déflexion où est appliqué un 15 champ électrique variable dans une direction perpendiculaire à la direction des ions primaires pulsés. On peut ainsi éliminer tous les ions primaires sauf ceux passant par une fenêtre temporelle correspondant aux temps de vol du pic de masse primaire sélectionné. Le spectromètre comporte ensuite un dispositif de dissociation 300 constitué 20 d'une boîte de collision contenant du gaz produisant, par CID à haute énergie cinétique, la fragmentation des ions primaires, un dispositif 400 où est appliqué un champ électrique et/ou magnétique pour modifier les temps de vol des fragments chargés en fonction de leur rapport masse sur charge, et un détecteur d'ions mesurant les temps de vol des ions. 25 La source d'ions multichargés pulsée 100 peut être constituée d'une source à électronébulisation (ESI) 600, pulsée par un système d'injection orthogonale 800. Ce dernier est de préférence précédé d'un dispositif de refroidissement collisionnel 700 constitué par exemple d'un guide multipolaire à radiofréquence contenant du gaz pour diminuer la dispersion des vitesses des ions primaires émis par 30 la source ESI.

On rappelle ici que la technique de pulsation par injection orthogonale consiste à produire un champ électrique pulsé entre deux électrodes, dans une direction perpendiculaire à celle du faisceau continu d'ions émis par la source ESI. L'extraction des ions primaires de la source d'ions est effectuée à énergie 5 cinétique constante, i.e. Ep(M,Q) = Q Vo, (avec M et Q la masse et la charge de l'ion primaire, et Vo est la tension d'accélération finale des ions). Le dispositif 400 est la boîte de collision où est appliquée une tension Vc < Vo pour décélérer les ions primaires entre une électrode à la masse et l'entrée de la boîte de collision, et pour réaccélérer les fragments chargés en fonction de leur rapport 10 masse sur charge entre la sortie de la boîte de collision et l'électrode à la masse. Le détecteur 500 est constitué d'une paire de galettes de microcanaux avec une anode équipée d'une électronique de comptage constituée d'un amplificateur, d'un discriminateur à fraction constante, et d'un convertisseur digital temporel TDC (acronyme de Time Digital Converter en langue anglo-saxonne). 15 Les molécules sont introduites dans la source ESI 600 qui produit des ions primaires multichargés dont la dispersion des vitesses est diminuée dans le système de refroidissement collisionnel 700. Ces ions primaires sont introduits, accélérés et pulsés dans le système d'injection orthogonale 800 vers l'espace de temps de vol, linéaire dans le cas 20 d'espèce. Pour la production des spectres de masse primaires à temps de vol, les ions primaires atteignent l'entrée de la boîte de collision 300, 400. Dans cette boîte, ils sont ralentis avant d'être réaccélérés à la sortie, de sorte à posséder la même vitesse que lorsqu'ils étaient entrés. 25 Ils atteignent finalement le détecteur 500, qui mesure leur temps de vol depuis le système d'injection orthogonale 800. Dans le cas de la production des spectres de dissociation, une partie des ions primaires multichargés décélérés dans la boîte de collision 300 se fragmente en paires de fragments chargés. 30 Puis les fragments chargés sont réaccélérés à la sortie de la boîte de collision 400.

32 Ils atteignent finalement le détecteur d'ions qui mesure leur temps de vol depuis le système d'injection orthogonale 800. Le temps de vol de chaque fragment chargé entre la sortie de la boîte de collision et le détecteur 500 est modifié en fonction de la valeur de leur rapport masse sur charge. Les positions dans ledit plan (TOF(mcl),TOF(mc2)) du spectre de masse tridimensionnel des lignes caractéristiques correspondant à chaque valeur de rapport masse sur charge primaire sont déterminées comme décrit précédemment. Un spectre de masse tridimensionnel similaire à celui de l'exemple de la figure 10, obtenu sans sélection de masse primaire, contenant l'ensemble des spectres de dissociation des molécules inconnues à identifier, est produit comme décrit précédemment dans la description Dans une variante du premier mode de réalisation qui vient d'être présenté, on applique un champ électrique constant et perpendiculaire à la direction du faisceau d'ions pulsé à la sortie de la boîte de collision 300,400. On utilise, par exemple, à cet effet des plaques de déflexion. Celles-ci permettent de séparer les ions primaires et les fragments chargés selon leurs positions d'arrivée sur le détecteur 500. En effet, les ions primaires sont moins déviés que les fragments chargés.

En tant que détecteur 500, on utilise alors un détecteur d'ions apte à mesurer des temps de vol et des positions d'arrivée. Par exemple, on peut utiliser un détecteur 500 dont l'anode est segmentée en deux pixels indépendants. On peut alors produire simultanément le spectre de masse primaire et les spectres de dissociation des molécules inconnues à identifier.

Dans une autre variante encore, on augmente le nombre de pixels sur ce détecteur à mesure de temps de vol et de position, de manière à ce que, pour chaque pulsation du faisceau d'ions primaires, un ion primaire au plus soit détecté par pixel du détecteur. Cette variante permet ainsi de ne détecter au maximum qu'une seule paire de fragments dissociés par pixel du détecteur, puisque les fragments chargés conservent

33 approximativement la direction de leur ion primaire parent entre la sortie de la boîte de collision et le détecteur. On notera que dans ce cas particulier, l'étape 26 du procédé selon l'invention décrite précédemment peut être supprimée.

En effet, chaque paire de fragments chargés dissociés est identifiée par sa position d'arrivée sur le détecteur 500. Deuxième mode de réalisation d'un spectromètre Afin d'améliorer la résolution des pics de masse primaire et de dissociation obtenus avec le spectromètre selon le premier mode de réalisation, on peut dans un 10 deuxième mode de réalisation utiliser un réflectron 900. En particulier, ce deuxième mode de réalisation, illustré à la figure 9, est identique au premier mode décrit précédemment, à l'exception du rajout du réflectron 900 et de la position du détecteur 500 qui se trouve maintenant au point de refocalisation des ions sortant du reflectron 900. 15 De façon connue en soi, chaque ion primaire et chaque fragment chargé entrant dans ce réflectron 900 est donc repoussé vers le détecteur par un champ électrique qui règne à l'intérieur. Le dispositif 400 où est appliqué un champ pour modifier le temps des fragments chargés est ici à la fois la boîte de collision 300 où est appliqué un 20 potentiel et le réflectron 900. En effet, ce dernier modifie également le temps de vol des fragments chargés, et ce, par la différence de pénétration des différents fragments chargés dans le volume qu'il contient et où est appliqué le champ. Le réflectron 900 utilisé dans cet exemple peut être soit un réflectron à un étage 25 ou à deux étages, soit un réflectron à champ courbé, ce dernier étant connu en langue anglo-saxonne par la désignation "Curved Field Reflectron", soit tout autre type de réflectron. Concernant maintenant les lignes caractéristiques obtenues après mise en oeuvre du procédé de calibration d'un spectromètre selon l'invention, on comprend 30 que leur profil dans ledit plan est différent selon le mode de réalisation choisi.

34 Cette différence est notamment due à l'action supplémentaire du réflectron 900 sur le temps de vol des fragments chargés. On notera également que dans un cas particulier du deuxième mode de réalisation du spectromètre selon l'invention, on s'arrange pour que le potentiel Vc dans la boîte de collision soit nul. Dans ce cas, le dispositif 400 où est appliqué un champ électrique pour modifier le temps de vol des fragments chargés correspond uniquement au réflectron 900. Par ailleurs, les fragments chargés produits dans la boîte de collision 300 conservent sensiblement la vitesse et la direction de leur ion primaire parent jusqu'à l'entrée du réflectron 900. En outre, le profil des lignes caractéristiques du spectre de masse tridimensionnel obtenu avec ce spectromètre de masse particulier est là aussi modifié, par rapport à un autre cas où le potentiel Vc est non nul.

Comme on l'aura compris, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins. En particulier, dans les deux modes de réalisation du spectromètre selon l'invention présentés ici, la tension d'accélération Vo la tension appliquée sur la boîte de collision sont positives (les ions sont positifs).

Toutefois, on peut également utiliser des tensions négatives. La tension d'accélération est alors appliquée de 0 à -Vo, au lieu de Vo à 0, et l'électrode à l'entrée de la boîte de collision ainsi que cette boîte elle-même sont au potentiel flottant -Vo. En outre, l'électrode à la sortie de la boîte de collision est au potentiel -(Vo+Vc), au lieu d'être à la masse ; la grille positionnée devant le détecteur 500, ou la surface de ce détecteur, est également au potentiel flottant -(Vo + Vc), au lieu d'être la masse. On notera également que, dans ce dernier cas, la valeur de Vc peut être supérieure à celle de Vo.

L'homme du métier saura par ailleurs modifier à bon escient l'ordre des étapes des procédés selon l'invention présentée ci-dessus.

35 En particulier, l'étape dans le procédé de calibration qui consiste à placer dans le plan du spectre tridimensionnel les lignes caractéristiques qui correspondent aux différentes valeurs de rapport masse sur charge identifié à l'étape 22, peut être mise en oeuvre à tout moment, dès lors que cette étape 22 est terminée.5 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] J.D. Pinston et al, Rev. Sci.lnstrum., 57 (4), (1983), p.583. C. G. Enke et ai, US Patent 4,472,631 (1984). [2] S. Della-Negra and Y. Leybec, Anal. Chem., 57 (11), (1985), p. 2035. K.G. Standing et al, Anal. lnstrumen., 16, (1987), p; 173. R.J. Conzernius US patent 4,894,536 (1990).

10 [3] Alderdice et al, US patent 5,206,508 (1993).

[4] R.H. Bateman, J. M. Brown, D. J. Kenny, US patent 2005/0098721 Al (2005). 15 [5] C. G. Enke. patent PCT/US2004/008424.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Procédé de spectrométrie de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire comportant une étape d'ionisation de molécules qui, ionisées, donnent chacune des ions primaires multichargés, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - on fournit (21) un spectre de masse primaire à temps de vol (MS-TOF) des ions primaires multichargés, de sorte à identifier (22) des rapports masse sur charge (M'i/Q'i) correspondant chacun à un pic de masse primaire de ces ions, - on dissocie (23) au moins une partie des ions primaires multichargés de sorte à obtenir, pour chacun d'eux, au moins une paire de fragments chargés à identifier, - on applique un champ électrique et/ou magnétique prédéterminé sur les paires de fragments chargés au moyen d'un dispositif (400) qui modifie (24), en fonction de leur masse (mcl, mc2), les temps de vol (TOF1, TOF2) de ces fragments entre une entrée de ce dispositif (400) et au moins un détecteur (500), - on mesure (25) les temps de vol (TOF1, TOF2) des fragments chargés arrivés sur le ou les détecteurs (500), puis - on identifie (26) parmi ces fragments, la paire de fragments issue de chaque ion primaire dont le rapport masse sur charge (M'i/Q'i) a été identifié, à l'aide des temps de vol mesurés (TOF1, TOF2) et d'une loi prédéterminée, dite de calibration, donnant des temps de vol de paires de fragments chargés (TOF(mcl), TOF(mc2)) pouvant provenir d'ions primaires de rapports masse sur charge (M'i/Q'i) désirés.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape postérieure à l'étape d'identification des paires de fragments chargés, dans laquelle on produit (27, 28, 29) différents spectres de dissociation définis chacun comme comprenant les paires de fragments chargés qui proviennent de la dissociation des ions primaires multichargés de même rapport masse sur charge (M'i/Q'i).

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on identifie les deux fragments de la paire de fragments issue de chaque ion primaire en comparant les deux mesures de temps de vol (TOF1, TOF2) des deux fragments, aux temps de vol (TOF(mcl), TOF(mc2)) des paires de fragments pouvant provenir de l'ion primaire considéré, étant entendu que ces derniers temps de vol (TOF(mcl), TOF(mc2)) sont fournis par ladite loi de calibration pour le rapport masse sur charge (M'i/Q'i) dudit ion primaire.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on 10 identifie une paire de fragments issue de chaque ion primaire en : - générant (27) un spectre ayant deux premières dimensions représentant, chacune, des mesures de temps de vol de fragments détectés, et une troisième dimension (N) représentant une occurrence de détection de ces fragments, ce spectre comportant d'une part des lignes (L'1-L'2) dans un plan défini par les deux 15 premières dimensions qui représentent chacune, les paires de temps de vol (TOF(mcl), TOF(mc2)) des fragments chargés pouvant provenir des ions primaires dont les rapports masse sur charge respectifs (M'i/Q'i) ont été identifiés, étant entendu que ces lignes (L' 1-L'2) ont été obtenues par ladite loi de calibration, et d'autre part les pics de dissociation des fragments détectés, 20 -identifiant, parmi les paires de fragments potentielles, celle ayant une position d'occurrence (P), dans ledit plan, se trouve à une distance la plus faible de la ligne (L'1) qui correspond au rapport masse sur charge (M'1/Q'1) de l'ion primaire considéré. 25

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les lignes (L' 1-L'2) sont caractéristiques chacune des ions primaires ayant un rapport masse sur charge identifié (M'i/Q'i) identique.

6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'on fournit le 30 spectre de dissociation des ions primaires ayant un rapport masse sur charge donné (M'i/Q'i), par projection (29) dans un plan, défini par l'une des deux premièresdimensions (TOF) de ce spectre et la troisième dimension (N), des pics de dissociation des paires de fragments ayant été identifiées comme provenant de ces ions.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on fournit le spectre de dissociation des ions primaires ayant un rapport masse sur charge donné (M'i/Q'i), par projection dans ledit plan des pics de dissociation des paires de fragments qui se trouvent le plus près de la ligne caractéristique des ions primaires ayant ce rapport masse sur charge (M'i/Q'i).

8. Procédé de calibration d'un spectromètre de masse en tandem à temps de vol sans sélection de masse primaire, comportant une étape d'ionisation de molécules connues qui, ionisées, donnent chacune des ions primaires multichargés connus, ces ions multichargés donnant, après dissociation, des paires de fragments chargés connues, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : a) on fournit (2, 3, 4, 5, 6, 7) un spectre de dissociation à temps de vol de plusieurs ions primaires qui présentent un rapport masse sur charge choisi (M3/Q3), b) parmi les pics de dissociation présents dans ce spectre, on identifie (8) ceux qui composent des paires possibles de fragments chargés issus de la dissociation, c) on détermine (8, 9, 10, 11) une première loi (L3) donnant les temps de vol mesurés (TOFmax) des maxima des occurrences des paires qui ont été identifiées, cette première loi (L3) étant caractéristique des ions primaires ayant le rapport masse sur charge choisi (M3/Q3), d) on réitère au moins une fois les étapes a) et c) pour des ions primaires ayant un rapport masse sur charge (M1/Q1, M2/Q2) différent, e) on détermine (12) une relation entre les premières lois (L1-L3) ainsi déterminées, de sorte à obtenir une loi de calibration donnant les temps de vol (TOF(mcl), TOF(mc2)) de l'ensemble des paires de fragments chargés pouvant provenir de la dissociation d'ions primaires de rapports masse sur charge (M'i/Q'i) désirés. 40

9. Procédé de calibration selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans l'étape (a) on met en oeuvre un procédé de spectrométrie de masse en tandem avec sélection d'ions primaires présentant le rapport masse sur charge choisi (M3/Q3).

10. Procédé de calibration selon l'une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que dans l'étape (b), on considère que deux des pics présents dans le spectre composent une paire, si les sommes de leur masse (ml, m6) et de leur charge (ql, q6) correspondantes sont sensiblement égales, respectivement, à la masse (M3) et à la charge (Q3) de l'ion primaire dont ils sont issus.

11. Procédé de calibration selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'étape (c) comporte une étape dans laquelle on génère un spectre ayant deux premières dimensions représentant, chacune, des mesures de temps de vol de fragments détectés, et une troisième dimension (N) représentant une occurrence de détection de ces fragments, et en ce que ce spectre comporte les maxima des occurrences des pics de dissociation.

12. Procédé de calibration selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans l'étape (c), on détermine la première loi (L3) en déterminant une équation qui, dans un plan du spectre défini par lesdites deux premières dimensions, relie les maxima des occurrences (A-F) des pics de dissociation des paires de fragments issus de la dissociation des ions primaires ayant le rapport masse sur charge (M3/Q3) choisi.

13. Spectromètre de masse à temps de vol en tandem sans sélection de masse primaire comportant : - des moyens (100) d'ionisation de molécules, - des moyens de fourniture d'un spectre de masse primaire d'ions primaires multichargés issus de ces molécules ionisées, de sorte à pouvoir identifier des rapports masse sur charge (M'i/Q'i) correspondant chacun à un pic de masse primaire de ces ions, 41 - des moyens de dissociation (300) d'au moins une partie des ions primaires multichargés de sorte à obtenir, pour chacun d'eux, au moins une paire de fragments chargés à identifier, - un dispositif (400) d'application d'un champ électrique et/ou magnétique sur tous les fragments chargés, de sorte à modifier, en fonction de leur masse m, le temps de vol (TOF) de ces fragments entre une entrée dudit dispositif (400) et au moins un détecteur (500) sur lequel ils arrivent, ce détecteur (500) étant apte en outre à déterminer lesdits temps de vol (TOF), et - des moyens d'identification, parmi l'ensemble des fragments détectés, de la paire de fragments de chaque ion primaire dont le rapport masse sur charge (M'i/Q'i) a été identifié, ces moyens d'identification étant agencé pour que l'identification se base sur les temps de vol déterminés (TOF) par le détecteur (500) et une loi prédéterminée, dite de calibration, donnant des temps de vol (TOF(mcl), TOF(mc2)) de paires de fragments chargés pouvant provenir d'ions primaires de rapports masse sur charge (M'i/Q'i) désirés.

14. Spectromètre de masse selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte successivement, suivant le sens de déplacement général des ions primaires et/ou des fragments, une source d'ions multichargés pulsée (100), un système de sélection de masse primaire (200), une boîte de collision (300) comme moyens de dissociation, le dispositif de modification des temps de vol (400), et le détecteur (500).

15. Spectromètre selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte successivement, suivant le sens de déplacement général des ions primaires ou des fragments, une source d'ions pulsée multichargés (100), un système de sélection de masse primaire (200), les moyens des dissociation (300), un réflectron comme dispositif de modification des temps de vol (400), et le détecteur (500).

16. Spectromètre selon l'une des revendications 14 à 15, caractérisé en ce que la source d'ions multichargés (100) est une source à électronébulisation pulsée par une42 système d'injection orthogonal (800), les moyens de dissociation (300) sont une boîte de collision, le détecteur (500) est du type à ne pouvoir déterminer que des temps de vol, et non des positions d'arrivée.