JP2017501534A - 向上した選別性のためのms3を通したフロー - Google Patents

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Abstract

MS3実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムおよび方法が、提供される。プロセッサを使用して、第1の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータが、計算される。第1の双極子励起は、第1の前駆体イオンを選別し、第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成するために使用される。第1の双極子励起は、第1の励起パラメータを含む第1のデータセットを質量分析計に送信することによって、イオンの連続ビームに印加される。第1のデータセットは、第1の四重極が、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、送信される。質量分析計は、イオンの連続ビームを提供するイオン源と、イオンの連続ビームを受信し、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される、第1の四重極とを含む。

Description

(関連出願の引用)
本願は、2013年11月7日に出願された、米国仮特許出願第61/901,096号の利益を主張するものであり、該仮出願の内容は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
質量分析/質量分析/質量分析(MS)は、定量化実験のためのますます一般的になりつつある技法である。定量化において一般に使用される、質量分析/質量分析(MS/MS)同様に、MSは、断片化のための前駆体イオンを選別し、第1世代断片イオン、すなわち、生成イオンの断片化を監視することを伴う。しかしながら、MSは、生成イオンを断片化し、1つまたはそれを上回る第2世代断片イオンに対するその断片化を監視する、付加的ステップを含む。本付加的ステップは、MS実験に、MS/MS実験と比較して、さらなる特異性および化学的雑音に対するさらなる回復力を与える。
残念ながら、現在の標準的MS実験は、イオン捕捉、冷却、および活性化のための追加時間を要求する。そのことは、現在の線形イオントラップ(例えば、四重極イオントラップ(QTrap))技術にも当てはまり、将来的に、任意のトラップ飛行時間(TrapToF)技術のために必要となるであろう。
MS実験を加速化させるための現在の解決策は、ある程度まで、デクラスタリング電位(オリフィスプレートとスキマとの間で)を使用して、イオンを源領域内で断片化させるものである。しかしながら、本技法は、背景イオンがQ1質量分析四重極によって選別される断片イオンから除去されることを可能にしない。
デクラスタリング電位を使用して、イオン断片化を生じさせることは、ユーザに、実際にはMS/MS多重反応監視(MRM)測定のために設計された三連四重極質量分析計上の粗形態のMSへのアクセスを与えることである。これは、MSが、イオントラップ器具を使用せずにアクセスされることができることを意味する。これは、MS技法を加速させない。オリフィスは、大気圧サンプリングオリフィスである。
本デクラスタリング方法はまた、オリフィス−スキマ技術の代わりに、QJet技術を採用する器具上では効果的ではない。オリフィス/スキマの組み合わせは、イオン断片化を生じさせるために設定されるとき、QJet技術(すなわち、QJet)等のオリフィス/高圧四重極の組み合わせまたはオリフィス/高圧イオン漏斗の組み合わせより効果的である。高感度器具は、より大きいオリフィスの使用を伴う、オリフィス/高圧四重極またはオリフィス/高圧イオン漏斗の組み合わせの使用に向かう傾向にある。これらの構成は、オリフィス/スキマの組み合わせと比較して、界面領域内に断片イオンを生成する能力を低下させる。
質量分析/質量分析/質量分析(MS)実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムが、開示される。本システムは、質量分析計と、プロセッサとを含む。質量分析計は、イオンの連続ビームを提供する、イオン源を含む。質量分析計はさらに、イオンの連続ビームを受信し、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される、第1の四重極を含む。
プロセッサは、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータを計算する。1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータは、第1の双極子励起を定義する。第1の双極子は、第1の前駆体イオンを選別し、第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成する。プロセッサは、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。第1の双極子励起は、第1の四重極が、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、第1のデータセットを質量分析計に送信することによって、印加される。第1のデータセットは、第1の励起パラメータを含む。
MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法が、開示される。1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータが、プロセッサを使用して、計算される。1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータは、第1の双極子励起を定義する。第1の双極子励起は、第1の前駆体イオンを選別し、第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成する。
第1の双極子励起は、プロセッサを使用して、イオンの連続ビームに印加される。第1の双極子励起は、第1の四重極が、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、第1のデータセットを質量分析計に送信することによって、印加される。第1のデータセットは、第1の励起パラメータを含む。質量分析計は、イオンの連続ビームを提供するイオン源を含む。質量分析計はさらに、第1の四重極を含む。第1の四重極は、イオンの連続ビームを受信し、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される。
非一過性の有形コンピュータ可読記憶媒体を含む、コンピュータプログラム製品が開示され、そのコンテンツは、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法を行うように、プロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含む。
本方法は、システムを提供するステップを含み、本システムは、1つまたはそれを上回る個別のソフトウェアモジュールを備え、個別のソフトウェアモジュールは、分析モジュールおよび制御モジュールを備える。分析モジュールは、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータを計算する。1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータは、第1の双極子励起を定義する。第1の双極子励起は、第1の前駆体イオンを選別し、第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成する。
制御モジュールは、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。第1の双極子励起は、第1の四重極が、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、第1のデータセットを質量分析計に送信することによって、印加される。第1のデータセットは、第1の励起パラメータを含む。質量分析計は、イオンの連続ビームを提供するイオン源を含む。質量分析計はさらに、第1の四重極を含む。第1の四重極は、イオンの連続ビームを受信し、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される。
本出願人の教示のこれらおよび他の特徴は、本明細書に記載される。
当業者は、後述の図面が、例証目的にすぎないことを理解するであろう。図面は、本教示の範囲をいかようにも制限することを意図するものではない。
図1は、本教示の実施形態が実装され得るコンピュータシステムを図示する、ブロック図である。
図2は、種々の実施形態による、質量分析計のQ0内の前駆体イオンを励起させることによって行われる、質量分析/質量分析/質量分析(MS)を通したフローの方法において、イオンがどのように選別および断片化されるかを示す、一連の仮説質量スペクトルを描写する。
図3は、種々の実施形態による、Q0四重極内の前駆体イオンを励起させることによって、MSを通してフローを行う、一連の四重極の概略図である。
図4は、種々の実施形態による、双極子励起が、一対の四重極ロッド間にどのように印加されるかを示す、四重極ロッドの断面図である。
図5は、種々の実施形態による、双極子励起が、四重極ロッド間に設置される一対の補助電極間にどのように印加されるかを示す、四重極ロッドの断面図である。
図6は、種々の実施形態による、Q1分解直流(DC)電位が0Vに設定されるときの例示的飛行時間(TOF)質量スペクトルである。
図7は、種々の実施形態による、Q1が、m/z609.2における第1の前駆体イオンの既知の断片である、m/z397における第2の前駆体イオンを伝送するように設定されるときの例示的TOF質量スペクトルである。
図8は、種々の実施形態による、m/z609.2における第1の前駆体イオンが、双極子励起を使用して、四重極Q0内で断片化され、衝突エネルギー10eVが、四重極Q2内で使用されるときの例示的TOF質量スペクトルである。
図9は、種々の実施形態による、m/z609.2における第1の前駆体イオンが、双極子励起を使用して、四重極Q0内で断片化され、衝突エネルギー34eVが、四重極Q2内で使用されるときの例示的TOF質量スペクトルである。
図10は、種々の実施形態による、第1の前駆体イオンが選別および断片化される前に、第2の前駆体イオン領域から背景イオンが取り除かれる、MSを通したフローのための例示的Q0四重極の概略図である。
図11は、種々の実施形態による、励起周波数が四重極Q0内においてm/z397で印加されることを除いて図6に示されるものと同一である実験から生じる、例示的TOF質量スペクトルである。
図12は、種々の実施形態による、図11におけるスペクトルのイオンがm/z397において四重極Q1内で質量選別されるときの例示的TOF質量スペクトルである。
図13は、種々の実施形態による、m/z397(第2の前駆体)領域が取り除かれ、m/z609.2(第1の前駆体)が断片化され、イオンがQ1内で質量選別され、衝突エネルギー10eVが四重極Q2内で印加された後の例示的TOF質量スペクトルである。
図14は、種々の実施形態による、m/z397(第2の前駆体)領域が取り除かれ、m/z609.2(第1の前駆体)が断片化され、イオンがQ1内で質量選別され、衝突エネルギー34eVが四重極Q2内で印加された後の例示的TOF質量スペクトルである。
図15は、種々の実施形態による、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの概略図である。
図16は、種々の実施形態による、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法を示す、フロー図である。
図17は、種々の実施形態による、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法を行う、1つまたはそれを上回る個別のソフトウェアモジュールを含む、システムの概略図である。
本教示の1つまたはそれを上回る実施形態を詳細に説明する前に、当業者は、本教示が、その適用において、以下の発明を行うための形態に記載される、または図面に図示される、構造、構成要素の配列、およびステップの配列の詳細に制限されないことを理解するであろう。また、本明細書で使用される表現および専門用語は、説明の目的のためであって、制限として見なされるべきではないことを理解されたい。
(コンピュータ実装システム)
図1は、本教示の実施形態が実装され得る、コンピュータシステム100を図示するブロック図である。コンピュータシステム100は、情報を通信するためのバス102または他の通信機構と、情報を処理するためにバス102と結合されたプロセッサ104とを含む。コンピュータシステム100は、プロセッサ104によって実行される命令を記憶するために、バス102に結合されるランダムアクセスメモリ(RAM)または他の動的記憶デバイスであり得るメモリ106も含む。メモリ106は、プロセッサ104によって実行される命令の実行の間、一時的変数または他の中間情報を記憶するためにも使用され得る。コンピュータシステム100は、プロセッサ104のための静的情報および命令を記憶するために、バス102に結合された読取専用メモリ(ROM)108または他の静的記憶デバイスをさらに含む。磁気ディスクまたは光ディスク等の記憶デバイス110は、情報および命令を記憶するために提供され、バス102に結合される。
コンピュータシステム100は、情報をコンピュータユーザに表示するために、バス102を介して、ブラウン管(CRT)または液晶ディスプレイ(LCD)等のディスプレイ112に結合され得る。英数字および他のキーを含む入力デバイス114は、情報およびコマンド選別をプロセッサ104に通信するために、バス102に結合される。別のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選別をプロセッサ104に通信し、ディスプレイ112上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御116である。本入力デバイスは、典型的には、デバイスが平面において位置を指定することを可能にする2つの軸、すなわち、第1の軸(すなわち、x)および第2の軸(すなわち、y)において、2自由度を有する。
コンピュータシステム100は、本教示を行うことができる。本教示のある実装によると、結果は、メモリ106内に含まれる1つまたはそれを上回る命令の1つまたはそれを上回るーケンスをプロセッサ104が実行することに応答して、コンピュータシステム100によって提供される。そのような命令は、記憶デバイス110等の別のコンピュータ可読媒体から、メモリ106内に読み込まれ得る。メモリ106内に含まれる命令のシーケンスの実行は、プロセッサ104に、本明細書に説明されるプロセスを行わせる。代替として、有線回路が、本教示を実装するためのソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせて、使用され得る。したがって、本教示の実装は、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の具体的組み合わせに制限されない。
用語「コンピュータ可読媒体」は、本明細書で使用される場合、実行のために、命令をプロセッサ104に提供する際に関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含むが、それらに制限されない、多くの形態をとり得る。不揮発性媒体は、例えば、記憶デバイス110等の光学または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メモリ106等の動的メモリを含む。伝送媒体は、バス102を備えている配線を含む、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含む。
コンピュータ可読媒体の一般的形態として、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、CD−ROM、デジタルビデオディスク(DVD)、ブルーレイディスク、任意の他の光学媒体、サムドライブ、メモリカード、RAM、PROM、およびEPROM、フラッシュ−EPROM、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、あるいはコンピュータが読み取ることができる、任意の他の有形媒体が挙げられる。
コンピュータ可読媒体の種々の形態は、実行のために、1つまたはそれを上回る命令の1つまたはそれを上回るシーケンスをプロセッサ104に搬送することに関わり得る。例えば、命令は、最初は、遠隔コンピュータの磁気ディスク上で搬送され得る。遠隔コンピュータは、命令をその動的メモリ内にロードし、モデムを使用して、電話回線を介して、命令を送信することができる。コンピュータシステム100にローカルのモデムは、データを電話回線上で受信し、赤外線送信機を使用して、データを赤外線信号に変換することができる。バス102に結合された赤外線検出器は、赤外線信号で搬送されるデータを受信し、データをバス102上に配置することができる。バス102は、データをメモリ106に搬送し、そこから、プロセッサ104は、命令を読み出し、実行する。メモリ106によって受信された命令は、随意に、プロセッサ104による実行の前後のいずれかにおいて、記憶デバイス110上に記憶され得る。
種々の実施形態によると、方法を行うためにプロセッサによって実行されるように構成される命令は、コンピュータ可読媒体上に記憶される。コンピュータ可読媒体は、デジタル情報を記憶するデバイスであることができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、ソフトウェアを記憶するために、当技術分野において周知のように、コンパクトディスク読取専用メモリ(CD−ROM)を含む。コンピュータ可読媒体は、実行されるように構成される命令を実行するために好適なプロセッサによってアクセスされる。
本教示の種々の実装の以下の説明は、例証および説明の目的のために提示されている。これは、包括的でもなく、本教示を開示される精密な形態に制限するものでもない。修正および変形例が、前述の教示に照らして可能である、または本教示の実践から取得され得る。加えて、説明される実装は、ソフトウェアを含むが、本教示は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせとして、またはハードウェア単独において、実装され得る。本教示は、オブジェクト指向および非オブジェクト指向両方のプログラミングシステムによって実装され得る。
(MSを通したフローのためのシステムおよび方法)
前述のように、現在の標準的質量分析/質量分析/質量分析(MS)実験は、イオン捕捉、冷却、および活性化のための追加時間を要求する。そのことは、現在の線形イオントラップ(例えば、四重極イオントラップ(QTrap))技術にも当てはまり、将来的に、任意のトラップ飛行時間技術のために必要となるであろう。
種々の実施形態では、MSを通したフローのための方法およびシステムは、追加機能性を三連四重極および四重極飛行時間(Q−TOF)器具等の種々のタンデム質量分析器具に提供する。
種々の実施形態では、MSを通したフローのための方法およびシステムは、Q−TOF質量分析計、三連四重極質量分析計、または線形イオントラップ(例えば、QTrap)質量分析計等のタンデム質量分析計上に実装されることができる。当業者は、他のタイプの質量分析計も等しく適用されることを理解するであろう。
種々の実施形態では、MSを通したフローのための方法およびシステムは、タンデム質量分析器具の迅速MS代替を提供する。特に、実施形態は、イオン捕捉、冷却、および活性化のための追加時間を要求する標準的MS実験と比較して、はるかに高速のサイクル時間を提供する。その結果、実施形態は、現在ならびに将来的両方の線形イオントラップ(QTrap等)およびQ−TOF顧客に利用可能な超高速MS実験を提供する。
種々の実施形態では、MSを通したフローのための方法およびシステムは、MS機能性を非捕捉器具に提供する。種々の実施形態では、MSを通したフローのための方法およびシステムは、MSおよび多重反応監視(MRM)機能性を線形イオントラップ(例えば、QTrap)器具に提供する。例えば、デューティサイクルに何ら影響を及ぼさずに、MSは、MSに拡張されることができ、MRMは、MRMに拡張されることができる。
種々の実施形態では、MSを通したフローは、以下のステップに従って、質量分析計のQ0内の前駆体イオンを励起させることによって行われる。
1.双極子励起が、Q0四重極内の前駆体イオン(第1の前駆体と称される)を断片化するために使用される。
2.第1の前駆体の断片(第2の前駆体と称される)が、Q1質量分析四重極内で質量選別される。
3.第2の前駆体が、高エネルギー衝突誘発解離(CID)のために、Q2衝突セルの中に加速される。
4.断片イオンが、飛行時間(TOF)質量分析器、四重極Q3質量分析器、または線形イオントラップ(例えば、QTrap)質量分析器のいずれかを使用して、質量スペクトルを作成するために収集される。当業者は、他のタイプの質量分析器も等しく使用されることができることを理解するであろう。
図2は、種々の実施形態による、イオンが、質量分析計のQ0内の前駆体イオンを励起させることによって行われる、MSを通したフローの方法においてどのように選別および断片化されるかを示す、一連の仮説質量スペクトル200を描写する。当業者は、仮説質量スペクトル200が、方法を説明するのに役立てるために提供され、方法のために要求されるものではないことを理解し得ることに留意されたい。仮説質量スペクトル201は、Q0四重極に印加される任意の励起を伴わずに、Q0四重極に進入するイオンを示す。仮説質量スペクトル201はまた、第1の前駆体210を示す。仮説質量スペクトル202は、Q0四重極内の第1の前駆体210の励起から生じる、第2の前駆体イオン220の出現を示す。仮説質量スペクトル203は、Q1質量分析四重極が、第2の前駆体イオン220のみを伝送するように設定される場合の結果を示す。仮説質量スペクトル204は、第2の前駆体イオン220がQ2衝突セルの中に加速され、衝突誘発解離(CID)が行われた後の結果を示す。したがって、仮説質量スペクトル204はまた、第2の前駆体イオン220の断片イオン230を示す。
図3は、種々の実施形態による、Q0四重極310内の前駆体イオンを励起させることによって、MSを通したフローを行う、一連の四重極300の例示的概略図である。一連の四重極300は、四重極310と、四重極311と、四重極312とを含む。前駆体イオン305のビームは、イオン源(図示せず)から四重極310に伝送される。例えば、四重極310は、Q0四重極であって、四重極311は、Q1四重極であって、四重極312は、Q2四重極である。IQ1レンズは、四重極310と四重極311との間に位置する。
例えば、四重極310は、イオンガイドであって、四重極311は、質量フィルタである。四重極310および四重極311は両方とも、イオンガイドであることができる。しかしながら、典型的イオンガイドは、分解直流(DC)を四重極に印加する能力を有していない一方、質量フィルタは、有する。
前駆体イオン選別は、四重極310および四重極311の両方に生じる。断片化は、例えば、四重極310および四重極312内で生じる。四重極312は、例えば、断片化デバイスまたは衝突セルである。当業者は、任意のタイプの断片化デバイスが使用されることができることを理解し得る。選別された前駆体イオンの生成イオン315は、例えば、質量分析のために、四重極312から伝送される。
種々の実施形態では、第1の前駆体イオンの励起は、例えば、双極子励起を使用して、Q0四重極310内で生じる。当業者は、他のタイプの励起方法も等しく使用されることができることを理解し得る。
種々の実施形態では、周波数の選択肢は、着目イオンのマシューq値に依存する。値qは、方程式(1)によって定義される。
式中、eは、電子電荷であって、Vrfは、極から接地まで測定された無線周波数(RF)振幅であって、mは、イオンの質量であって、rは、四重極の場半径であって、Ωは、四重極の角駆動周波数である。方程式(1)から分かるように、各イオンは、RF振幅が一定に保持されると、その独自の特定のq値を有する。イオンの永年運動周波数ωは、方程式(2)を使用して判定されることができる。
式中、βは、qの関数である。励起は、着目イオンの永年周波数で印加される。
種々の実施形態では、励起は、一対のQ0四重極ロッド間または一対の補助電極間のいずれかに印加されることができる。
図4は、種々の実施形態による、双極子励起が、一対の四重極ロッド間にどのように印加されるかを示す、四重極ロッド400の断面図である。双極子励起450は、例えば、四重極ロッド420と四重極ロッド430との間に印加される。双極子励起はまた、例えば、四重極ロッド410と四重極ロッド440との間に印加されることができる。双極子励起を四重極のロッドに印加することによって、四重極への修正は、最小限となり、付加的電極が四重極に追加される必要はない。
図5は、種々の実施形態による、双極子励起が、四重極ロッド間に設置される一対の補助電極間にどのように印加されるかを示す、四重極ロッド500の断面図である。補助電極550−580は、四重極ロッド510−540間に設置される。双極子励起590は、補助電極550と補助電極570との間に印加される。双極子励起はまた、補助電極560と補助電極580との間に印加されることができる。
図3に戻ると、種々の実施形態では、Q0四重極310内の圧力は、典型的には、3〜10mTorrの窒素である。本圧力では、イオンは、四重極310を通して通過するために、数ミリ秒を必要とする。本時間量は、励起波形が、着目イオンを効果的に断片化または除去するために十分である。断片化は、窒素等の背景ガスとの衝突を通したイオンの内部励起から生じる。イオンは、それらをロッドまたは電極に駆動させ、そこで中性化されることによって除去される。当業者は、他のタイプの背景ガスも等しく使用されることができることを理解するであろう。
(予備実験結果および背景干渉)
種々の実施形態によると、いくつかの予備実験結果が、レセルピン(m/z609.2)を第1の前駆体イオンとして使用して、Q0四重極内の第1の前駆体イオンを励起させることによって、MSを通したフローのために得られた。
図6は、種々の実施形態による、Q1分解DC電位が0Vに設定されるときの例示的TOF質量スペクトル600である。TOF質量スペクトル600は、拡大区分610を含む。Q1分解DC電位を0Vに設定することは、Q0内の全イオンが、Q1を通して分光計のTOF区分の中に伝送されることを可能にする。質量スペクトル600および拡大区分610は両方とも、第1の前駆体イオンレセルピンのピーク620を示す。質量スペクトル600はまた、m/z397における背景イオン630を示す。
図7は、種々の実施形態による、Q1が、m/z609.2における第1の前駆体イオンの既知の断片である、m/z397における第2の前駆体イオンを伝送するように設定されるときの例示的TOF質量スペクトル700である。しかしながら、m/z397における伝送されるイオン710は、図6からの背景イオン630である。したがって、図7は、背景イオンが、背景干渉を生成する第2の前駆体イオンとともにどのように伝送され得るかを示す。
図8は、種々の実施形態による、m/z609.2における第1の前駆体イオンが、双極子励起を使用して、四重極Q0内で断片化され、衝突エネルギー10eVが、四重極Q2内で使用されるときの例示的TOF質量スペクトル800である。TOF質量スペクトル800は、拡大区分810を含む。質量スペクトル800および拡大区分810は両方とも、m/z397における第2の前駆体イオンのピーク820を示す。
図9は、種々の実施形態による、m/z609.2における第1の前駆体イオンが、双極子励起を使用して、四重極Q0内で断片化され、衝突エネルギー34eVが、四重極Q2内で使用されるときの例示的TOF質量スペクトル900である。図9と図8の比較は、Q2に印加されるより高い衝突エネルギーが、m/z397における第2の前駆体イオン910を生成するだけではなく、第2の前駆体イオン910の断片920−940も同様に生成することを示す。しかしながら、背景干渉に起因して、図8におけるピーク820および第2の前駆体イオン910は、背景イオンからの寄与を含み得る。
(背景干渉の除去)
種々の実施形態では、前駆体イオンがQ0四重極内で励起および断片化される、MSを通したフローのための方法における背景干渉を除去するために第2の前駆体イオン質量におけるイオンは、Q0四重極内で励起および断片化を行う前に除去される。
好ましい実施形態では、フロースルーモードで動作する間、第2の前駆体イオン領域から背景イオンが取り除かれる。励起は、Q0四重極の軸に沿って直列に位置する2つの補助電極セットを使用して、Q0内で行われる。
図10は、種々の実施形態による、第1の前駆体イオンが選別および断片化される前に、第2の前駆体イオン領域から背景イオンが取り除かれる、MSを通したフローのための例示的Q0四重極1000の概略図である。励起は、四重極1000の軸に沿って直列に位置する2つのTバーのセット1010および1020を使用して、四重極1000内で行われる。イオン1001は、四重極1000に進入し、第1の補助電極のセット1010を通して通過し、そこで、双極子励起が、第2の前駆体質量領域を取り除くために印加される。イオンは、次いで、双極子励起を第1の前駆体に印加し、第2の前駆体を作成する、第2の補助電極のセット1020を含有する領域の中に通過する。
第2の前駆体が、次いで、Q2衝突セル(図示せず)内における断片化のために、Q1質量分析四重極(図示せず)内で選別される。本技法は、フロースルー特性を維持し、それほど多くの背景干渉を伴わず、より明確なMSスペクトルを提供する。
別の実施形態では、Q0四重極内で捕捉方法を使用して、第2の前駆体イオン領域から背景イオンが取り除かれる。図3に戻ると、イオンは、IQ1レンズ320および四重極310の入口端に位置する一式の補助電極(図示せず)にかかる電位を上昇させることによって、Q0四重極310内に捕捉される。第2の前駆体質量におけるイオンは、四重極310内の双極子励起を使用して除去される。第1の前駆体は、次いで、双極子励起を使用して、四重極310内で断片化される。IQ1レンズ320電位は、次いで、降下され、イオンが、第2の前駆体質量におけるイオンを伝送するように設定される、Q1質量分析四重極311に伝送されることを可能にする。衝突エネルギーは、次いで、Q2衝突セル312内に第2の前駆体のCIDを生じさせるように調節され、MSスペクトルが、質量分析器(図示せず)を使用して収集される。当業者は、本捕捉方法において、イオンの連続ビームが、イオン源から受信されるが、しかしながら、イオンの連続ビームの一部のみ、任意の1回に使用されてもよいことを理解し得る。
(背景除去後の予備実験結果)
図11から14は、Q0を捕捉領域として使用するときの技法を説明する。したがって、図11から14に示される結果は、図10に示されるように、補助電極を使用したフロースルーMS技法に対応しない。
図11は、種々の実施形態による、励起周波数が四重極Q0内においてm/z397で印加されることを除いて図6に示されるものと同一である実験から生じる、例示的TOF質量スペクトル1100である。本特定の実施例では、四重極Q0内の励起は、Q0ロッドを横断して、励起振幅4.3Vおよび周波数220kHzを使用して、5ms間、印加された。本レベルの励起は、数ダルトンに対して約m/z397の領域1110を取り除く。
図12は、種々の実施形態による、図11におけるスペクトルのイオンがm/z397において四重極Q1内で質量選別されるときの例示的TOF質量スペクトル1200である。スペクトル1200と図7のスペクトルの比較は、背景イオンが除去されたことを示す。
m/z397(第2の前駆体)領域が取り除かれた後、m/z609.2(第1の前駆体)は、断片化される。m/z609.2(第1の前駆体)は、例えば、周波数137kHzおよび振幅1.5Vにおいて、周期20msの間、断片化された。
図13は、種々の実施形態による、m/z397(第2の前駆体)領域が取り除かれ、m/z609.2(第1の前駆体)が断片化され、イオンがQ1内で質量選別され、衝突エネルギー10eVが四重極Q2内で印加された後の例示的TOF質量スペクトル1300である。TOF質量スペクトル1300は、拡大区分1310を含む。スペクトル1300と図8のスペクトルの比較は、背景イオンの減少を示す。
図14は、種々の実施形態による、m/z397(第2の前駆体)領域が取り除かれ、m/z609.2(第1の前駆体)が断片化され、イオンがQ1内で質量選別され、衝突エネルギー34eVが四重極Q2内で印加された後の例示的TOF質量スペクトル1400である。スペクトル1400と図9のスペクトルの比較もまた、背景イオンの減少を示す。
(双極子励起システム)
図15は、種々の実施形態による、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステム1500の概略図である。システム1500は、質量分析計1510と、プロセッサ1520とを含む。
質量分析計1510は、イオン源390と、第1の四重極310と、第2の四重極311と、第3の四重極312とを含む。イオン源390は、イオンの連続ビームを第1の四重極310に提供する。第1の四重極310は、イオンの連続ビームをイオン源390から受信する。第1の四重極310は、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される。
プロセッサ1520は、限定ではないが、コンピュータ、マイクロプロセッサ、または質量分析計1510へおよびそこからの制御命令およびデータの送受信が可能な任意のデバイスであることができる。プロセッサ1520は、質量分析計1510と通信する。
プロセッサ1520は、第1の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータを計算する。例えば、第1の励起パラメータは、電圧、周波数、および持続時間のうちの1つまたはそれを上回るものを含むことができる。第1の双極子励起は、第1の前駆体イオンを選別し、第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成するために使用される。
プロセッサ1520は、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。プロセッサ1520は、第1の四重極310が第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、第1の励起パラメータを含む第1のデータセットを質量分析計1510に送信することによって、これを行う。第1のデータセットはまた、例えば、制御命令を含むことができる。制御命令は、例えば、質量分析計1510が第1の励起パラメータを第1の四重極310にどのように適用すべきかに関する命令を含むことができる。
種々の実施形態では、第1の四重極310は、第1の双極子励起を対のロッド間に印加することによって、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。
種々の実施形態では、第1の四重極310はさらに、第1の四重極310のロッド間に設置される補助電極(図示せず)を含む。第1の四重極310は、次いで、第1の双極子励起を対の補助電極間に印加することによって、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。
種々の実施形態では、プロセッサ1520はさらに、第1の前駆体イオンを選別および断片化する前に、第2の前駆体イオンの領域内のイオンを除去する。プロセッサ1520は、第2の前駆体イオンの場所におけるイオンを除去する第2の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第2の励起パラメータを計算する。第2の前駆体質量の場所における励起の印加は、背景イオンを断片化させることによって、または例えば、電極上で中性化するように、それらを吐出させることによってのいずれかにおいて、その領域から取り除く。プロセッサ1520は、次いで、第1の双極子励起の前に、第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。例えば、プロセッサ1520は、加えて、第2の励起パラメータを含む第2のデータセットを質量分析計1510に送信する。第2のデータセットは、第1の四重極が第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する前に、第1の四重極310が第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように送信される。第2のデータセットはまた、例えば、制御命令を含むことができる。
種々の実施形態では、第1の四重極310のロッド間に設置される補助電極はさらに、イオンの連続ビームをイオン源から受信する第1の電極セットと、第1の四重極310の軸に沿って直列に位置する第2の電極セットとにセグメント化される。プロセッサ1520は、第1および第2の電極のセットを使用して、第1の双極子励起の前に、第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。例えば、プロセッサ1520は、第1の四重極310が、第2の励起パラメータを使用して、第2の双極子励起を第1の電極セットに印加し、第1の四重極310が、第1の励起パラメータを使用して、第1の双極子励起を第2の電極セットに印加するように、第2のデータセットを質量分析計1510に送信する。
種々の実施形態では、第1の四重極310はさらに、第1の四重極の入口端に設置される入口電極(図示せず)と、第1の四重極310の出口端における出口レンズ(図示せず)とを含む。プロセッサ1520は、第2のデータセットを質量分析計1510に送信することによって、第1の双極子励起の前に、第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。第2のデータセットに応答して、質量分析計1510は、電圧電位を入口電極および出口レンズに印加することによって、イオンを第1の四重極310内に捕捉する。質量分析計1510は、第2の双極子励起を第1の四重極310内の捕捉されたイオンに印加し、第2の前駆体イオンの領域内のイオンを除去する。質量分析計1510は、第1の双極子励起を第1の四重極310内の捕捉されたイオンに印加し、第1の前駆体イオンを選別および断片化する。質量分析計1510は、出口レンズにかかる電圧電位を降下させ、捕捉されたイオンを第2の四重極311に伝送する。
(双極子励起方法)
図16は、種々の実施形態による、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法1600を示す、フロー図である。
方法1600のステップ1610では、プロセッサを使用して、第1の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータが、計算される。第1の双極子励起は、第1の前駆体イオンを選別し、第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成するために使用される。
ステップ1620では、第1の双極子励起は、プロセッサを使用して、第1の励起パラメータを含む第1のデータセットを質量分析計に送信することによって、イオンの連続ビームに印加される。第1のデータセットは、第1の四重極が、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、送信される。質量分析計は、イオンの連続ビームを提供するイオン源と、イオンの連続ビームを受信し、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される、第1の四重極とを含む。
(双極子励起コンピュータプログラム製品)
種々の実施形態では、コンピュータプログラム製品は、有形コンピュータ可読記憶媒体を含み、そのコンテンツは、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法を行うように、プロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含む。本方法は、1つまたはそれを上回る個別のソフトウェアモジュールを含むシステムによって行われる。
図17は、種々の実施形態による、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法を行う、1つまたはそれを上回る個別のソフトウェアモジュールを含む、システム1700の概略図である。システム1700は、分析モジュール1710と、制御モジュール1720とを含む。
分析モジュール1710は、第1の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータを計算する。第1の双極子励起は、第1の前駆体イオンを選別し、第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成するために使用される。
制御モジュール1720は、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する。制御モジュール1720は、第1の励起パラメータを含む第1のデータセットを質量分析計に送信する。第1のデータセットは、第1の四重極が、第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、送信される。質量分析計は、イオンの連続ビームを提供するイオン源と、イオンの連続ビームを受信する第1の四重極とを含み、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される。
本教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本教示が、そのような実施形態に制限されることを意図するものではない。対照的に、本教示は、当業者によって理解されるように、種々の代替、修正、および均等物を包含する。
さらに、種々の実施形態の説明において、本明細書は、ステップの特定のシーケンスとして、方法および/またはプロセスを提示し得る。しかしながら、方法またはプロセスが本明細書に記載されるステップの特定の順序に依拠しない程度において、方法またはプロセスは、説明されるステップの特定のシーケンスに制限されるべきではない。当業者が理解するであろうように、ステップの他のシーケンスも可能であり得る。したがって、本明細書に記載されるステップの特定の順序は、請求項に関する制限として解釈されるべきでない。加えて、方法および/またはプロセスを対象とする請求項は、そのステップの実施を書かれた順序に制限されるべきではなく、当業者は、シーケンスが、変動され得、依然として、種々の実施形態の精神および範囲内にあることを容易に理解することができる。

Claims (20)

  1. 質量分析/質量分析/質量分析(MS)実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムであって、
    イオンの連続ビームを提供するイオン源と、前記イオンの連続ビームを受信し、双極子励起を前記イオンの連続ビームに印加するように適合される、第1の四重極とを含む、質量分析計と、
    前記質量分析計と通信する、プロセッサであって、
    第1の前駆体イオンを選別し、前記第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成する、第1の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータを計算することと、
    前記第1の四重極が前記第1の双極子励起を前記イオンの連続ビームに印加するように、前記第1の励起パラメータを含む第1のデータセットを前記質量分析計に送信することによって、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加することと
    を行う、プロセッサと
    を備える、システム。
  2. 前記第1の励起パラメータは、電圧、周波数、および持続時間のうちの1つまたはそれを上回るものを含む、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  3. 前記第1の四重極は、前記第1の双極子励起を対のロッド間に印加することによって、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  4. 前記第1の四重極はさらに、前記第1の四重極のロッド間に設置される補助電極を含む、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  5. 前記第1の四重極イオンは、前記第1の双極子励起を前記対の補助電極間に印加することによって、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  6. 前記プロセッサはさらに、
    前記第2の前駆体イオンの場所におけるイオンを除去する第2の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第2の励起パラメータを計算するステップと、
    前記第1の双極子励起の前に、加えて、前記第1の四重極が前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する前に、前記第1の四重極が前記第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、前記第2の励起パラメータを含む第2のデータセットを前記質量分析計を送信することによって、前記第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するステップと
    によって、前記第1の前駆体イオンを選別および断片化する前に、前記第2の前駆体イオンの領域内のイオンを除去する、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  7. 前記第1の四重極のロッド間に設置される補助電極はさらに、イオンの連続ビームを前記イオン源から受信する第1の電極セットと、前記第1の四重極の軸に沿って直列に位置する第2の電極セットとにセグメント化される、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  8. 前記プロセッサは、
    前記第1の四重極が、前記第2の励起パラメータを使用して、前記第2の双極子励起を前記第1の電極セットに印加し、前記第1の四重極が、前記第1の励起パラメータを使用して、前記第1の双極子励起を前記第2の電極セットに印加するように、前記第2のデータセットを前記質量分析計に送信するステップによって、前記第1の双極子励起の前に、前記第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する、
    MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  9. 前記第1の四重極はさらに、前記第1の四重極の入口端に設置される入口電極と、前記第1の四重極の出口端における出口レンズとを含む、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  10. 前記プロセッサは、前記質量分析計が、
    電圧電位を前記入口電極および前記出口レンズに印加することによって、イオンを前記第1の四重極内に捕捉することと、
    前記第2の双極子励起を前記第1の四重極内に捕捉されたイオンに印加し、前記第2の前駆体イオンの領域内のイオンを除去することと、
    前記第1の双極子励起を前記第1の四重極内に捕捉されたイオンに印加し、および前記第1の前駆体イオンを選別および断片化することと、
    前記出口レンズ上の電圧電位を低下させ、前記捕捉されたイオンを第2の四重極に伝送することと
    を行うように、前記第1の双極子励起の前に、前記第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するためのシステムの前記請求項の任意の組み合わせに記載のシステム。
  11. 質量分析/質量分析/質量分析(MS)実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法であって、
    プロセッサを使用して、第1の前駆体イオンを選別し、前記第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成する、第1の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータを計算するステップと、
    前記プロセッサを使用して、第1の四重極が、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、前記第1の励起パラメータを含む第1のデータセットを質量分析計に送信することによって、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するステップであって、前記質量分析計は、イオンの連続ビームを提供するイオン源と、イオンの連続ビームを受信し、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される、前記第1の四重極とを含む、ステップと
    を含む、方法。
  12. 前記第1の四重極は、前記第1の双極子励起を対のロッド間に印加することによって、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法の前記請求項の任意の組み合わせに記載の方法。
  13. 前記第1の四重極はさらに、前記第1の四重極のロッド間に設置された補助電極を含む、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法の前記請求項の任意の組み合わせに記載の方法。
  14. 前記第1の四重極は、前記第1の双極子励起を前記対の補助電極間に印加することによって、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法の前記請求項の任意の組み合わせに記載の方法。
  15. 前記プロセッサを使用して、
    前記第2の前駆体イオンの場所におけるイオンを除去する第2の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第2の励起パラメータを計算するステップと、
    前記第1の双極子励起の前に、加えて、前記第1の四重極が前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加する前に、前記第1の四重極が前記第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、前記第2の励起パラメータを含む第2のデータセットを前記質量分析計を送信することによって、前記第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するステップと
    によって、前記第1の前駆体イオンを選別および断片化する前に、前記第2の前駆体イオンの領域内のイオンを除去するステップをさらに含む、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法の前記請求項の任意の組み合わせに記載の方法。
  16. 前記第1の四重極のロッド間に設置される補助電極はさらに、イオンの連続ビームを前記イオン源から受信する第1の電極セットと、前記第1の四重極の軸に沿って直列に位置する第2の電極セットとにセグメント化される、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法の前記請求項の任意の組み合わせに記載の方法。
  17. 前記第1の双極子励起の前に、前記第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するステップは、
    前記第1の四重極が、前記第2の励起パラメータを使用して、前記第2の双極子励起を前記第1の電極セットに印加し、前記第1の四重極が、前記第1の励起パラメータを使用して、前記第1の双極子励起を前記第2の電極セットに印加するように、前記プロセッサを使用して、前記第2のデータセットを前記質量分析計に送信するステップを含む、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法の前記請求項の任意の組み合わせに記載の方法。
  18. 前記第1の四重極はさらに、前記第1の四重極の入口端に設置される入口電極と、前記第1の四重極の出口端における出口レンズとを含む、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法の前記請求項の任意の組み合わせに記載の方法。
  19. 前記第1の双極子励起の前に、前記第2の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するステップは、前記質量分析計が、
    電圧電位を前記入口電極および前記出口レンズに印加することによって、イオンを前記第1の四重極内に捕捉することと、
    前記第2の双極子励起を前記第1の四重極内に捕捉されたイオンに印加し、前記第2の前駆体イオンの領域内のイオンを除去することと、
    前記第1の双極子励起を前記第1の四重極内に捕捉されたイオンに印加し、および前記第1の前駆体イオンを選別および断片化することと、
    前記出口レンズ上の電圧電位を低下させ、前記捕捉されたイオンを第2の四重極に伝送することと
    を行うように、前記プロセッサを使用して、前記第2のデータセットを前記質量分析計に送信するステップを含む、MS実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法の前記請求項の任意の組み合わせに記載の方法。
  20. 非一過性の有形コンピュータ可読記憶媒体を備える、コンピュータプログラム製品であって、そのコンテンツは、
    システムを提供するステップであって、前記システムは、1つまたはそれを上回る個別のソフトウェアモジュールを備え、前記個別のソフトウェアモジュールは、分析モジュールおよび制御モジュールを備える、ステップと、
    前記分析モジュールを使用して、第1の前駆体イオンを選別し、前記第1の前駆体イオンを断片化し、第2の前駆体イオンを生成する、第1の双極子励起を定義する、1つまたはそれを上回る第1の励起パラメータを計算するステップと、
    前記制御モジュールを使用して、第1の四重極が、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように、前記第1の励起パラメータを含む第1のデータセットを質量分析計に送信することによって、前記第1の双極子励起をイオンの連続ビームに印加するステップであって、前記質量分析計は、イオンの連続ビームを提供するイオン源と、イオンの連続ビームを受信し、双極子励起をイオンの連続ビームに印加するように適合される、前記第1の四重極とを含む、ステップと
    を含む、質量分析/質量分析/質量分析(MS)実験において第1の前駆体イオンを選別および断片化するための方法を行うように、プロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含む、コンピュータプログラム製品。
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