JP2007500927A - 質量分析のための大気圧荷電粒子選別器 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 なし
Description
本出願は、2003年2月14日に提出された米国仮出願60/447,655に対して優先権を主張する。
本発明は質量分析に関し、より詳細には、大気圧イオン源と質量分析器の低圧領域との間のインターフェースに関する。
質量分析器における分析のためのサンプルまたは検体は、しばしば大気環境においてイオン化され、次いで、かかるイオンは、質量分析器を含む真空チャンバーへ導入される。大気圧イオン源はサンプルを取り扱う上で利点を提供するが、イオン源から真空チャンバーへのイオンの導入には、イオン源と真空チャンバーとの間に配置された適切なインターフェースが必要とされることが多い。例えば、イオン化技術の1つのコモンファミリーとしては、エレクトロスプレー(これは低流量を提供する)およびナノスプレーなどのその派生物が挙げられる。そのような技術の全てにおいて、溶媒中に所望の検体を含有する液体サンプルは、エレクトロスプレーキャピラリーの先端で、荷電および中性液滴のスプレーを形成する。いったんスプレーが生成されると、溶媒は蒸発し始め、そして液滴から除去される。これは脱溶媒和と一般的に言われるプロセスである。したがって、イオンを発生させることにおいて重要な工程は、適切な脱溶媒和を確保することである。通常、エレクトロスプレー源は、大気圧チャンバーにおいて何らかの脱溶媒和手段と併用され、ここで、脱溶媒和は、液滴への熱移動(放射、対流)または/および乾燥気体の逆流によって促進されうる。一般的に、スプレーは液滴サイズの分布からなり、そのため、脱溶媒和の程度はそれぞれの液滴サイズで異なる。その結果、脱溶媒和後、脱溶媒和された粒子のサイズ分布があり、ここで大きくて重い荷電粒子が存在し、この荷電粒子はアパーチャーまたはコンダクタンスリミットを汚染し得、それによって、質量分析領域の長期の安定な操作が妨げられ、および/またはイオン検出器にさらなるノイズが導入される。この付加的なノイズ源は、信号対ノイズ比を低下させ、したがって質量分析器の感度を低下させる。
これらのことを考慮して、本発明は、イオン質量分析器によって調査されるべきイオンを調製するためのシステムを提供する。当該システムは、エレクトロスプレーイオン源またはMALDI源などの大気圧イオン源、真空チャンバーに含まれる質量分析器、およびイオンをイオン源から真空チャンバーへ導入するためのインターフェースを有する。インターフェースは、エントランスセルおよび粒子選別セルを含む。
Claims (23)
- イオン質量分析のためのシステムであって、
大気圧中に配置されたイオン源と、
質量分析器と、
該質量分析器を含む真空チャンバーと、
該イオン源によって発生させたイオンを該質量分析器による分析のために該真空チャンバーへ導入するための、該イオン源と該真空チャンバーとの間に配置されたイオンインターフェースと、
を有し、
該イオンインターフェースが、エントランスセルおよび粒子選別セルを有し、
該エントランスセルが、該イオン源のアウトプットを受け取って検体イオンおよび望ましくない粒子を含有するイオンの流れを形成するよう配置されたボアを有し、
該粒子選別セルが、該エントランスセルのボアの下流で、かつ大気圧を該真空チャンバーから分離するパーティション中のアパーチャーの上流に配置されたボアを有し、
該粒子選別セルのボアが、セントラルゾーンと該セントラルゾーンを取り囲む選別ゾーンとを有し、かつ、脱溶媒和セルのボアより大きいサイズであり、該イオンの流れが該エントランスセルのボアから該粒子選別セルのボアへ流れ込む場合に、該選別ゾーンにおいて渦の形成を引き起こし、
該粒子選別セルが、そのボア内に選別電界を発生させるためにそこへ適用される電圧を有し、それによって、該粒子選別セル内の選別電界および渦の形成が一緒になって、該イオンの流れから望ましくない粒子の部分を、該パーティションのアパーチャーを通って該真空チャンバーに入る前に除去する効果を提供する、
前記システム。 - イオンインターフェースがエントランスセルを加熱するためのヒーターを含む、請求項1記載のイオン質量分析のためのシステム。
- イオンインターフェースが、イオン源のアウトプットとは逆方向にカーテン気体流動を提供するために、該イオン源の下流に配置されたカーテンプレートをさらに含む、請求項1記載のイオン質量分析のためのシステム。
- イオン源が荷電液滴のスプレーを発生させるエレクトロスプレー源であり、イオンインターフェースが、該荷電液滴がエントランスセルのボアを通過する際に、該スプレーを乾燥させるために、該エントランスセルを加熱するためのヒーターを含む、請求項1記載のイオン質量分析のためのシステム。
- スプレーとは逆方向にカーテン気体流動を提供するために、エレクトロスプレー源とエントランスセルとの間に配置されたカーテンプレートをさらに含む、請求項4記載のイオン質量分析のためのシステム。
- イオン源が、イオン噴出流を発生させるマトリックス支援レーザー脱離/イオン化(MALDI)源である、請求項1記載のイオン質量分析のためのシステム。
- 噴出流とは逆方向にカーテン気体流動を提供するために、MALDI源とエントランスセルとの間に配置されたカーテンプレートをさらに含む、請求項6記載のイオン質量分析のためのシステム。
- エントランスセルのボアが0.75〜3mmの間の直径を有し、粒子選別チャンバーのボアが2〜20mmの間の直径を有する、請求項1記載のイオン質量分析のためのシステム。
- イオンインターフェースが、粒子選別セルのボア内に配置されたブロッキング部材をさらに含む、請求項1記載のイオン質量分析のためのシステム。
- ブロッキング部材が粒子選別セルのボアの軸上に配置されている、請求項9記載のイオン質量分析のためのシステム。
- 大気圧中で動作するイオン源を真空チャンバーに含まれる質量分析器とインターフェースさせる方法であって、
該イオン源のアウトプットをエントランスセルのボアへと方向付けてイオンの流れを発生させることを含み、該イオンの流れが検体イオンおよび望ましくない粒子を含有しており、
該イオンの流れを、脱溶媒和セルの下流で、かつ大気圧を該真空チャンバーから分離するパーティションのアパーチャーの上流に配置された選別セルのボアに通すことを含み、該選別セルのボアがセントラルゾーンと該セントラルゾーンを取り囲む選別ゾーンとを有し、かつ、該脱溶媒和セルのボアより大きいサイズであり、該イオンの流れが該脱溶媒和セルから該粒子選別セルへ流れ込む場合に、該選別ゾーンにおいて渦の形成を引き起こし、
電圧を該選別セルに適用して該選別セルのボア内に選別電界を発生させることを含み、それによって、該粒子選別セル内の選別電界および渦の発生が一緒になって、該イオンの流れから望ましくない粒子の部分を、該パーティションのアパーチャーを通って該真空チャンバーに入る前に除去する効果を提供する、
前記方法。 - イオン源が荷電液滴のスプレーを発生させるためのエレクトロスプレー源であり、当該方法が、該荷電液滴がエントランスセルのボアを通過する際に、該スプレーを乾燥させるために、該エントランスセルを加熱する工程をさらに含む、請求項11記載の方法。
- スプレーとは逆方向に気体流動を提供して、該スプレーの脱溶媒和を補助する工程をさらに含む、請求項12記載の方法。
- イオン源がマトリックス支援レーザー脱離/イオン化(MALDI)源である、請求項11記載の方法。
- 大気圧中に配置されたイオン源と真空チャンバーに含まれる質量分析器とをインターフェースさせるためのイオンインターフェースであって、
該イオン源のアウトプットを受け取って検体イオンおよび望ましくない粒子を含有するイオンの流れを形成するよう配置されたエントランスセルと、
該エントランスセルのボアの下流で、かつ大気圧を該真空チャンバーから分離するパーティション中のアパーチャーの上流に配置されたボアを有する粒子選別セルと、
を有し、
該粒子選別セルのボアが、セントラルゾーンと該セントラルゾーンを取り囲む選別ゾーンとを有し、かつ、脱溶媒和セルのボアより大きいサイズであり、該イオンの流れが該エントランスセルのボアから該粒子選別セルのボアへ流れ込む場合に、該選別ゾーンにおいて渦の形成を引き起こし、
該粒子選別セルが、そのボア内に選別電界を発生させるためにそこへ適用される電圧を有し、それによって、該粒子選別セル内の選別電界および渦の形成が一緒になって、該イオンの流れから望ましくない粒子の部分を、該パーティションのアパーチャーを通って該真空チャンバーに入る前に除去する効果を提供する、
前記イオンインターフェース。 - エントランスセルを加熱するためのヒーターをさらに含む、請求項15記載のイオンインターフェース。
- イオン源のアウトプットとは逆方向にカーテン気体流動を提供するために、該イオン源の下流に配置されたカーテンプレートをさらに含む、請求項15記載のイオンインターフェース。
- イオン源が荷電液滴のスプレーを発生させるエレクトロスプレー源であり、当該イオンインターフェースが、該荷電液滴がエントランスセルのボアを通過する際に、該スプレーを乾燥させるために、該エントランスセルを加熱するためのヒーターを含む、請求項15記載のイオンインターフェース。
- スプレーとは逆方向にカーテン気体流動を提供するために、エレクトロスプレー源とエントランスセルとの間に配置されたカーテンプレートをさらに含む、請求項18記載のイオンインターフェース。
- イオン源がマトリックス支援レーザー脱離/イオン化(MALDI)源である、請求項15記載のイオンインターフェース。
- エントランスセルのボアが0.75〜3mmの間の直径を有し、粒子選別チャンバーのボアが2〜20mmの間の直径を有する、請求項15記載のイオンインターフェース。
- 当該イオンインターフェースが、粒子選別セルのボア内に配置されたブロッキング部材をさらに含む、請求項15記載のイオンインターフェース。
- ブロッキング部材が粒子選別セルのボアの軸上に配置されている、請求項22記載のイオンインターフェース。
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