JP2013517610A - 補助rf電圧を印加することによるイオンガイドからの質量対電荷比選択的な放出 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、2010年1月26日に出願された米国仮特許出願No.61/298273及び2010年1月19日に出願された英国特許出願No.1000852.2に基づく優先権を主張するものであり、前記出願の内容は、参照することにより、その全体があらゆる目的で本明細書に組み込まれる。
複数の電極と、
第1のRF電圧を前記電極の少なくとも一部に印加するように配置及び構成される第1の装置と、
1つ以上の電極に1つ以上の直流電圧及び/又は交流電圧又はRF電圧を印加することにより、1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を形成して、前記イオンガイド内で軸方向に少なくとも一部のイオンを閉じ込めるように配置及び構成される第2の装置と、を備え、
さらに、
第2のRF電圧を前記電極の少なくとも一部に印加するように配置及び構成される第3の装置であって、2つ以上の隣接する電極が前記第2のRF電圧の同一の第1のRF位相に維持されるとともに、次の2つ以上の隣接する電極が、前記第2のRF電圧の前記第1のRF位相と異なる位相である、又は、逆の位相である前記第2のRF電圧の同一の第2のRF位相に維持される、第3の装置と、
前記イオンの少なくとも一部が、前記1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を乗り越えて、前記イオンガイドから軸方向に放出されるように、前記第1のRF電圧及び/又は前記第2のRF電圧のいずれかの振幅、高さ又は深さ、及び/又は周波数を漸増させる、漸減させる、漸次変化させる、スキャンする、直線的に増大させる、直線的に減少させる、段階的、漸次、又はその他の方法で増大させる、又は、段階的、漸次、又はその他の方法で減少させるように配置及び構成される第4の装置と、を備える。
(i)隣接する電極が逆のRF位相に維持される、又は、
(ii)2つ、3つ、4つ又はそれ以上の隣接する電極が前記第1のRF電圧の同一の第1のRF位相に維持されるとともに、次の2つ、3つ、4つ又はそれ以上の隣接する電極が、前記第1のRF電圧の前記第1のRF位相と異なる位相である、又は、逆の位相である前記第1のRF電圧の同一の第2のRF位相に維持され、また、2つ、3つ、4つ又はそれ以上の隣接する電極が前記第2のRF電圧の前記同一の第1のRF位相に維持されるとともに、次の2つ、3つ、4つ又はそれ以上の隣接する電極が、前記第2のRF電圧の前記同一の第2のRF位相に維持される、
のいずれかを満たすような前記第1のRF電圧を印加するように配置及び構成されることが望ましい。
(i)使用時にイオンを透過させる孔を各々有する複数の電極を備えるイオントンネル型イオンガイド、又は
(ii)セグメント化多重極ロッドセット型イオンガイドのいずれかを備える構成が望ましい。
M1は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000及び(xi)>1000からなる群から選択される第1の範囲内の値であり、
M2は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000及び(xi)>1000からなる群から選択される第2の範囲内の値であることが望ましい。
複数の電極を備えるイオンガイドを準備する工程と、
第1のRF電圧を前記電極の少なくとも一部に印加する工程と、
1つ以上の電極に1つ以上の直流電圧及び/又は交流電圧又はRF電圧を印加することにより、1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を形成して、前記イオンガイド内で軸方向に少なくとも一部のイオンを閉じ込める工程と、を備え、
さらに、
第2のRF電圧を前記電極の少なくとも一部に印加する工程であって、2つ以上の隣接する電極が前記第2のRF電圧の同一の第1のRF位相に維持されるとともに、次の2つ以上の隣接する電極が、前記第2のRF電圧の前記第1のRF位相と異なる位相である、又は、逆の位相である前記第2のRF電圧の同一の第2のRF位相に維持される工程と、
前記イオンの少なくとも一部が、前記1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を乗り越えて、前記イオンガイドから軸方向に放出されるように、前記第1のRF電圧及び/又は前記第2のRF電圧のいずれかの振幅、高さ又は深さ、及び/又は周波数を漸増させる、漸減させる、漸次変化させる、スキャンする、直線的に増大させる、直線的に減少させる、段階的、漸次、又はその他の方法で増大させる、又は、段階的、漸次、又はその他の方法で減少させる工程と、を備える。
複数の電極と、
前記電極の少なくとも一部に一次RF電圧と補助RF電圧とを印加するように配置及び構成される装置であって、前記一次RF電圧の軸方向反復単位、パターン又は長さよりも大きな軸方向反復単位、パターン又は長さで、前記補助RF電圧を前記電極に印加する装置と、
前記質量分析計に沿った位置で軸方向電圧障壁を維持するように配置及び構成される装置と、
前記補助RF電圧の振幅を漸増させることにより、前記軸方向電圧障壁を漸次イオンが乗り越えるように配置及び構成される装置と、を備える。
複数の電極を備える質量分析計を準備する工程と、
前記電極の少なくとも一部に一次RF電圧と補助RF電圧とを印加する工程であって、前記一次RF電圧の軸方向反復単位、パターン又は長さよりも大きな軸方向反復単位、パターン又は長さで、前記補助RF電圧を前記電極に印加する工程と、
前記質量分析計に沿った位置で軸方向電圧障壁を維持する工程と、
前記補助RF電圧の振幅を漸増させることにより、前記軸方向電圧障壁を漸次イオンに乗り越えさせる工程と、を備える。
(a)(i)エレクトロスプレーイオン化(Electrospray ionization: ESI)イオン源、(ii)大気圧光イオン化(Atmospheric Pressure Photo Ionization: APPI)イオン源、(iii)大気圧化学イオン化(Atmospheric Pressure Chemical Ionization: APCI)イオン源、(iv)マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization: MALDI)イオン源、(v)レーザー脱離イオン化(Laser Desorption Ionization: LDI)イオン源、(vi)大気圧イオン化(Atmospheric Pressure Ionization: API)イオン源、(vii)シリコンを用いた脱離イオン化(Desorption Ionization on Silicon: DIOS)イオン源、(viii)電子衝撃(Electron Impact: EI)イオン源、(ix)化学イオン化(Chemical Ionization: CI)イオン源、(x)電界イオン化(Field Ionization: FI)イオン源、(xi)電界脱離(Field Desorption: FD)イオン源、(xii)誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma: ICP)イオン源、(xiii)高速原子衝撃(Fast Atom Bombardment: FAB)イオン源、(xiv)液体二次イオン質量分析(Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry: LSIMS)イオン源、(xv)脱離エレクトロスプレーイオン化(Desorption Electrospray Ionization: DESI)イオン源、(xvi)ニッケル−63放射性イオン源、(xvii)大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Atmospheric Pressure Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)イオン源、(xviii)サーモスプレーイオン源、(xix)大気サンプリンググロー放電イオン化(Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionization: ASGDI)イオン源及び(xx)グロー放電(Glow Discharge: GD)イオン源からなる群から選択される1つ以上のイオン源、及び/又は、
(b)1つ以上の連続又はパルスイオン源、及び/又は、
(c)1つ以上のイオンガイド、及び/又は、
(d)1つ以上のイオン移動度分離装置及び/又は1つ以上の電界非対称イオン移動度分光計(Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer)、及び/又は、
(e)1つ以上のイオントラップ又は1つ以上のイオン捕捉領域、及び/又は、
(f)(i)衝突誘起解離(Collisional Induced Dissociation: CID)フラグメンテーション装置、(ii)表面誘起解離(Surface Induced Dissociation: SID)フラグメンテーション装置、(iii)電子移動解離(Electron Transfer Dissociation: ETD)フラグメンテーション装置、(iv)電子捕獲解離(Electron Capture Dissociation: ECD)フラグメンテーション装置、(v)電子衝突(Electron Collision)又は電子衝撃解離(Electron Impact Dissociation)フラグメンテーション装置、(vi)光誘起解離(Photo Induced Dissociation: PID)フラグメンテーション装置、(vii)レーザー誘起解離(Laser Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(viii)赤外線誘起解離装置、(ix)紫外線誘起解離装置、(x)ノズル・スキマー・インターフェース・フラグメンテーション装置、(xi)インソースフラグメンテーション装置、(xii)インソース衝突誘起解離(Collision Induced Dissociation)フラグメンテーション装置、(xiii)熱源又は温度源フラグメンテーション装置、(xiv)電場誘起フラグメンテーション装置、(xv)磁場誘起フラグメンテーション装置、(xvi)酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、(xvii)イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、(xviii)イオン−分子反応フラグメンテーション装置、(xix)イオン−原子反応フラグメンテーション装置、(xx)イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、(xxi)イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、(xxii)イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、(xxiii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオン(生成イオン)を形成するイオン−イオン反応装置、(xxiv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−分子反応装置、(xxv)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−原子反応装置、(xxvi)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、(xxvii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、(xxviii)イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定原子反応装置、及び(xxix)電子イオン化解離(Electron Ionization Dissociation: EID)フラグメンテーション装置、からなる群から選択される衝突、フラグメンテーション又は反応セル、及び/又は、
(g)(i)四重極質量分析器、(ii)2次元又はリニア四重極質量分析器、(iii)ポール(Paul)トラップ型又は3次元四重極質量分析器、(iv)ペニング(Penning)トラップ型質量分析器、(v)イオントラップ型質量分析器、(vi)磁場型質量分析器、(vii)イオンサイクロトロン共鳴(Ion Cyclotron Resonance: ICR)質量分析器(viii)フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance: FTICR)質量分析器、(ix)静電またはオービトラップ型質量分析器、(x)フーリエ変換(Fourier Transform)静電又はオービトラップ型質量分析器、(xi)フーリエ変換(Fourier Transform)質量分析器、(xii)飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、(xiii)直交加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、及び(xiv)線形加速飛行時間型(Time of Flight)質量分析器、からなる群から選択される質量分析器、及び/又は、
(h)1つ以上のエネルギー分析器又は静電エネルギー分析器、及び/又は、
(i)1つ以上のイオン検出器、及び/又は、
(j)(i)四重極マスフィルタ、(ii)2次元又はリニア四重極イオントラップ、(iii)ポール(Paul)又は3次元四重極イオントラップ、(iv)ペニング(Penning)イオントラップ、(v)イオントラップ、(vi)磁気セクタ型マスフィルタ、(vii)飛行時間型(Time of Flight: TOF)マスフィルタ、及び(viii)ウィーン(Wien)フィルタ、からなる群から選択される1つ以上のマスフィルタ、及び/又は、
(k)イオンをパルス状にする装置又はイオンゲート、及び/又は、
(l)、実質的に連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換する装置、のいずれかを備える構成が望ましい。
(i)C型トラップと、外側たる形電極及び同軸の内側紡錘形電極を備えるオービトラップ型(RTM)質量分析器と、を備え、第1の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに送られ、次に、前記オービトラップ型(RTM)質量分析器に注入され、第2の動作モードにおいて、イオンは、前記C型トラップに、次に、衝突セル又は電子移動解離(Electron Transfer Dissociation)装置に送られて、少なくとも一部のイオンがフラグメント(断片)イオンにフラグメント化(断片化)され、前記フラグメントイオンは、前記C型トラップに送られた後、オービトラップ型(RTM)質量分析器に注入される、及び/又は、
(ii)使用時にイオンを透過させる開口部を各々有する複数の電極を備える積層リング型イオンガイドを備え、前記電極間の間隔がイオン通路の長さ方向に沿って増大し、前記イオンガイドの上流部分に配置される電極の開口部が第1の直径を有する一方で、前記イオンガイドの下流部分に配置される電極の開口部が前記第1の直径よりも小径の第2の直径を有し、使用時に、連続する電極に、逆相のAC又はRF電圧を印加する、
のいずれかを備える構成が望ましい。
Claims (15)
- イオンガイドであって、
複数の電極と、
第1のRF電圧を前記電極の少なくとも一部に印加するように配置及び構成される第1の装置と、
1つ以上の電極に1つ以上の直流電圧及び/又は交流電圧又はRF電圧を印加することにより、1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を形成して、前記イオンガイド内で軸方向に少なくとも一部のイオンを閉じ込めるように配置及び構成される第2の装置と、を備え、
さらに、
第2のRF電圧を前記電極の少なくとも一部に印加するように配置及び構成される第3の装置であって、2つ以上の隣接する電極が前記第2のRF電圧の同一の第1のRF位相に維持されるとともに、次の2つ以上の隣接する電極が、前記第2のRF電圧の前記第1のRF位相と異なる位相である、又は、逆の位相である前記第2のRF電圧の同一の第2のRF位相に維持される、第3の装置と、
前記イオンの少なくとも一部が、前記1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を乗り越えて、前記イオンガイドから軸方向に放出されるように、前記第1のRF電圧及び/又は前記第2のRF電圧のいずれかの振幅、高さ又は深さ、及び/又は周波数を漸増させる、漸減させる、漸次変化させる、スキャンする、直線的に増大させる、直線的に減少させる、段階的、漸次、又はその他の方法で増大させる、又は、段階的、漸次、又はその他の方法で減少させるように配置及び構成される第4の装置と、を備えるイオンガイド。 - 請求項1に記載のイオンガイドであって、
前記第4の装置は、前記第1のRF電圧及び/又は前記第2のRF電圧のいずれかを傾斜させる、増大させる、減少させる、変化させる又は変更することにより、前記イオンガイド内で少なくとも一部のイオンが不安定になって、前記1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を乗り越えるのに十分な軸方向運動エネルギーを前記少なくとも一部のイオンが得られるように配置及び構成される、イオンガイド。 - 請求項1または請求項2のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記第1の装置は、
(i)隣接する電極が逆のRF位相に維持される、又は、
(ii)2つ、3つ、4つ又はそれ以上の隣接する電極が前記第1のRF電圧の同一の第1のRF位相に維持されるとともに、次の2つ、3つ、4つ又はそれ以上の隣接する電極が、前記第1のRF電圧の前記第1のRF位相と異なる位相である、又は、逆の位相である前記第1のRF電圧の同一の第2のRF位相に維持され、また、2つ、3つ、4つ又はそれ以上の隣接する電極が前記第2のRF電圧の前記同一の第1のRF位相に維持されるとともに、次の2つ、3つ、4つ又はそれ以上の隣接する電極が、前記第2のRF電圧の前記同一の第2のRF位相に維持される、
のいずれかを満たすような前記第1のRF電圧を印加するように配置及び構成される、イオンガイド。 - 請求項1、請求項2または請求項3のいずれかに記載のイオンガイドであって、
前記第1の装置は、第1のRF反復単位、パターン又は長さで、前記電極の少なくとも一部に前記第1のRF電圧を印加し、
前記第3の装置は、前記第1のRF反復単位、パターン又は長さよりも大きな第2のRF反復単位、パターン又は長さで、前記電極の少なくとも一部に前記第2のRF電圧を印加する、イオンガイド。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のイオンガイドであって、
前記第4の装置は、質量対電荷比の順に、又は、質量対電荷比依存的に、前記イオンガイドからイオンが軸方向に放出されるように配置及び構成される、イオンガイド。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のイオンガイドであって、
さらに、
(i)使用時にイオンを透過させる孔を各々有する複数の電極を備えるイオントンネル型イオンガイド、又は
(ii)セグメント化多重極ロッドセット型イオンガイドのいずれかを備える、イオンガイド。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のイオンガイドであって、
さらに、前記イオンガイドの軸方向の長さの少なくとも一部に沿ってイオンを駆動する又は駆り立てるように構成される装置を備える、イオンガイド。 - 請求項7に記載のイオンガイドであって、
前記イオンを駆動する又は駆り立てる装置は、前記電極の少なくとも一部又は少なくとも1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%又は100%に1つ以上の過渡直流電圧又は電位又は1つ以上の直流電圧波形又は電位波形を印加する装置を備える、イオンガイド。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のイオンガイドであって、
動作モードにおいて、M1以上の質量対電荷比を有するイオンが前記イオンガイドから放出される一方で、M2以下の質量対電荷比を有するイオンが前記1つ以上の直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁によって前記イオンガイド内で軸方向にトラップされ、又は、閉じ込められ、
M1は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000及び(xi)>1000からなる群から選択される第1の範囲内の値であり、
M2は、(i)<100、(ii)100〜200、(iii)200〜300、(iv)300〜400、(v)400〜500、(vi)500〜600、(vii)600〜700、(viii)700〜800、(ix)800〜900、(x)900〜1000及び(xi)>1000からなる群から選択される第2の範囲内の値である、イオンガイド。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のイオンガイドを備える、質量分析計。
- 請求項10に記載の質量分析計であって、
さらに、前記イオンガイドからの質量対電荷比選択的なイオン放出に同期してスキャンされる質量分析器又はその他の装置を備える、質量分析計。 - イオンを誘導する方法であって、
複数の電極を備えるイオンガイドを準備する工程と、
第1のRF電圧を前記電極の少なくとも一部に印加する工程と、
1つ以上の電極に1つ以上の直流電圧及び/又は交流電圧又はRF電圧を印加することにより、1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を形成して、前記イオンガイド内で軸方向に少なくとも一部のイオンを閉じ込める工程と、を備え、
さらに、
第2のRF電圧を前記電極の少なくとも一部に印加する工程であって、2つ以上の隣接する電極が前記第2のRF電圧の同一の第1のRF位相に維持されるとともに、次の2つ以上の隣接する電極が、前記第2のRF電圧の前記第1のRF位相と異なる位相である、又は、逆の位相である前記第2のRF電圧の同一の第2のRF位相に維持される工程と、
前記イオンの少なくとも一部が、前記1つ以上の軸方向直流電圧障壁及び/又は交流電圧障壁又はRF電圧障壁を乗り越えて、前記イオンガイドから軸方向に放出されるように、前記第1のRF電圧及び/又は前記第2のRF電圧のいずれかの振幅、高さ又は深さ、及び/又は周波数を漸増させる、漸減させる、漸次変化させる、スキャンする、直線的に増大させる、直線的に減少させる、段階的、漸次、又はその他の方法で増大させる、又は、段階的、漸次、又はその他の方法で減少させる工程と、を備える方法。 - 請求項12に記載のイオンを誘導する方法を備える質量分析の方法。
- 質量分析計であって、
複数の電極と、
前記電極の少なくとも一部に一次RF電圧と補助RF電圧とを印加するように配置及び構成される装置であって、前記一次RF電圧の軸方向反復単位、パターン又は長さよりも大きな軸方向反復単位、パターン又は長さで、前記補助RF電圧を前記電極に印加する装置と、
前記質量分析計に沿った位置で軸方向電圧障壁を維持するように配置及び構成される装置と、
前記補助RF電圧の振幅を漸増させることにより、前記軸方向電圧障壁を漸次イオンが乗り越えるように配置及び構成される装置と、を備える質量分析計。 - イオンを質量分析する方法であって、
複数の電極を備える質量分析計を準備する工程と、
前記電極の少なくとも一部に一次RF電圧と補助RF電圧とを印加する工程であって、前記一次RF電圧の軸方向反復単位、パターン又は長さよりも大きな軸方向反復単位、パターン又は長さで、前記補助RF電圧を前記電極に印加する工程と、
前記質量分析計に沿った位置で軸方向電圧障壁を維持する工程と、
前記補助RF電圧の振幅を漸増させることにより、前記軸方向電圧障壁を漸次イオンに乗り越えさせる工程と、を備える方法。
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