JP2019109233A - 質量分析システムにおけるインサイチュ調整 - Google Patents

Abstract

【課題】質量分析において、ＭＳシステムを調整する方法及び装置を更に改善する方法を提供する【解決手段】質量分析計１０４、又はガスクロマトグラフ／質量分析計システム１００において、イオン源１２０の１つ以上の表面又は領域を調整又は変更するために、１つ以上の異なる調整ガスが加えられる。調整ガス（複数の場合もある）はイオン源に直接加えることができる。調整ガスは、質量分析計がサンプルを分析していないときに、オフラインで加えることができる。【選択図】図１

Description

本発明は包括的には、クロマトグラフィと併用される質量分析（mass spectrometry）を含む、質量分析に関する。より詳細には、本発明は、質量分析計（mass spectrometer）のイオン源を調整して、その性能を改善するか、又は回復させることに関する。

質量分析計（ＭＳ）は一般的に、導入されたサンプルから帯電種を生成するイオン源と、帯電種をその質量対電荷比（ｍ／ｚ比、又は単に「質量」）に応じて分離する質量分析器（mass analyzer）と、質量スペクトルの生成元となり得る電気信号を与えるために、分離された種をカウントするイオン検出器とを備える。サンプルは、種々の技法によって、イオン源の中に導入される場合がある。１つの例において、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）カラムから出たサンプル（クロマトグラフィによって分離されたサンプル成分（例えば、化合物）を含む）がイオン源に入るサンプルとしての役割を果たすように、ＧＣがＭＳと連動する。後者のシステムは多くの場合に、ＧＣ／ＭＳシステムと呼ばれる。

ＭＳが経時的に動作し続けるとき、その全てが経時的に蓄積する場合がある、サンプル、そのマトリックス（例えば、石油サンプル内の重質炭化水素、脂肪サンプル内のトリグリセリド等）及び溶媒、ＧＣカラムからの固定相ブリード（bleed）、又は他の難分解性物質に起因して、ＭＳ、特にイオン源の性能に常に何らかの変化又は劣化が生じる。ＭＳの初期動作においても、ＭＳは、十分な、又は均一な性能を提供するほど安定化されない、又は「調整」されない場合がある。ＭＳにおいて電子衝撃（ＥＩ）又は化学イオン化（ＣＩ）源が通常利用されるガスクロマトグラフィの場合、イオン源は、導入されたサンプル成分によって急速に汚染される可能性があり、結果として、分析対象物（analyte）信号又はスペクトル特性において見られるような、性能劣化が生じる。特に高沸点分析対象物に関連する別の問題は、信号応答の低下に加えて、使用し続けるとピークテーリングが増加する可能性があることである。性能劣化は数多くの方法において明らかにすることができるが、通常、それらの指標は低下した分析対象物信号応答及び高いシステム背景雑音であり、後者は、分析対象物検出及び識別にとって特に厄介である。

これらの問題によって、従来的に、ＭＳを定期的に洗浄することが要求されてきた。一般に、汚染物質の堆積速度が高くなるほど、ＭＳを頻繁に洗浄しなければならない。一般的な従来の解決策は、ＭＳシステムを換気し、著しく影響を受けた構成要素（例えば、イオン源、イオン光学系、プレフィルタ等）を取り出し、取り出された構成要素を機械的及び／又は化学的洗浄と、その後の他の処理（例えば、マッフル又は真空炉ベーキング）とで処理し、その後、それらの構成要素をＭＳシステム内に再設置することであった。そのような従来のエクスシチュ（ex situ）洗浄手順は、潜在的に有毒な溶媒、高額の機器、及び熟練技術者の手間暇を伴う、極めて複雑で、長時間に及ぶ手順になる可能性がある。さらに、その洗浄手順は、問題を一時的にしか解決しない。ＭＳの洗浄と、分析動作の再開とを繰り返し実行した後に、ＭＳの性能は再び劣化し始め、最終的には、もう一度洗浄を繰り返す必要がある。さらに、従来の洗浄プロセスは、構成要素の再設置に関連付けられる機械的な問題に起因して、又はその手順の何らかのステップが悪化した（例えば、洗浄溶媒が汚染された）ために、失敗する場合がある。そのような失敗は、ＭＳが再び組み立てられ、真空下で動作条件になるまで見つけられない場合がある。また、換気プロセスは或る特定の背景種を同伴し、最も量が多いのは水であり、結果として、これらの物質を排除するのに更なる時間を要する。汚染物質としての水は、ＭＳ信号応答を急速に低下させる可能性がある。

引用することによりその内容全体が本明細書の一部をなすものとする米国特許第８，３７８，２９３号及び第８，５１３，５９３号は、質量分析（ＭＳ）システムの性能を改善するか、又は回復させるために、ＭＳシステムに調整ガス（又は調整剤）を加えて、ＭＳシステムをインサイチュ（in situ）で調整する（又は再調整する）ことを伴う装置及び方法を記述している。ＭＳ環境における調整剤として、特に水素が極めて有効であることがわかった。水素は迅速に拡散し、表面汚染物質と置き換わる。水素は、解離するとき、又はより高く励起された状態、準安定状態又は擬似リュードベリ（pseudo-Rydberg）状態にあるとき（電子衝撃又は他のプロセス等による）、活性が高く、イオン源表面に吸着し、動作を劣化させる傾向がある化合物等の、数多くの吸着化合物を低減することができる。さらに、水素は金属酸化状態を変更することができる。ＭＳシステムの金属表面は、イオン源において生じる脱水又は還元等の、分析対象物及び他の導入された化合物に影響を及ぼす様々な反応に関与することが知られている。金属を或る範囲の酸化状態から再現可能な固定された状態に変換することによって、性能をより安定させることができる。イオン源の場合、スペクトル特性を極めて安定させることができる。

しかしながら、最近になって、ＭＳシステムを水素で調整することは、化合物自体と、水素で処理する前及び／又は後のＭＳシステム（例えば、イオン源）の状態とに応じて、ＭＳシステムによる化合物分析に対する有益性が上がる可能性も、下がる可能性もあることが更にわかってきた。すなわち、状況によっては、水素で、又は少なくとも水素だけで調整することは、所与の化合物の分析に悪影響を及ぼす場合がある。

上記のことを踏まえて、クロマトグラフィ／質量分析を含む、質量分析において、ＭＳシステムを調整する方法及び装置を更に改善することが引き続き必要とされている。また、ＭＳシステムにおいて実行されるインサイチュ調整の方法及び装置を更に改善し、それにより、従来のエクスシチュの洗浄の必要性が解消されるか、又は少なくとも大幅に削減され、及び／又は簡略化されることが必要とされている。

上述の問題に完全に若しくは部分的に対処するために、及び／又は当業者には見て取ることができる他の問題に対処するために、本開示は、例として後述の実施態様に記載されるような方法、プロセス、システム、装置、機器及び／又はデバイスを提供する。

１つの実施形態によれば、質量分析計（ＭＳ）システムを動作させる方法は、サンプルをＭＳシステムのイオン源に導入することなく、第１の調整ガスをイオン源に流し込むことと、第１の調整ガスをイオン化することであって、イオン源は第１の調整ガスによって調整されることと、第１の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをイオン源に導入することなく、第２の調整ガスをイオン源に流し込むことと、第１の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをイオン源に導入することなく、第２の調整ガスをイオン源に流し込むことと、第２の調整ガスをイオン化することであって、イオン源は第２の調整ガスによって調整されることと、第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルを調整済みのイオン源に導入し、このサンプルから分析データを収集することによってこのサンプルを分析することとを含み、第１の調整ガスは体積比で少なくとも９０％の水素ガスを含む組成を有し、第２の調整ガスは体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有する。

別の実施形態によれば、質量分析（ＭＳ）システムを動作させる方法は、サンプルをイオン源に導入することなく、第１の調整ガスをＭＳシステムのイオン源に流し込むことと、第１の調整ガスをイオン化することであって、イオン源は第１の調整ガスによって調整されることと、第１の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをイオン源に導入することなく、第２の調整ガスをイオン源に流し込むことと、第２の調整ガスをイオン化することであって、イオン源は第２の調整ガスによって調整されることと、第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをキャリアガスとともに調整済みのイオン源に導入し、サンプルから分析データを収集することによってサンプルを分析することとを含み、キャリアガスは体積比で少なくとも９０％の水素ガスを含む組成を有し、第１の調整ガスは、体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有し、第２の調整ガスは、体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有し、第１の調整ガスとは異なる。

別の実施形態によれば、質量分析（ＭＳ）システムが、本明細書において開示される方法のいずれかを実行するように構成される。

いくつかの実施形態において、ＭＳシステムは、ガスクロマトグラフを含むガスクロマトグラフィ／質量分析（ＧＣ／ＭＳ）システム等の、クロマトグラフィによって分離されたサンプル分析対象物を質量分析計に与えるクロマトグラフィ／質量分析システムとすることができる。

別の実施形態によれば、プロセッサ上で実行されるときに、本明細書において開示される方法のいずれかの全て又は一部を制御するか、又は実行する命令を記憶している非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。

別の実施形態によれば、コンピュータ可読媒体を含む質量分析（ＭＳ）システムが提供される。

本発明の他のデバイス、装置、システム、方法、特徴、及び利点は、添付図面及び以下の詳細な記載を検討することで、当業者には明らかである又は明らかになるであろう。全てのそのような更なるシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書内に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。

本発明は、添付図面を参照することによってよりよく理解することができる。図中の構成要素は、必ずしも縮尺どおりでなく、本発明の原理を例示するにあたり、代わって強調されている。図において、同様の参照符号は、異なる図にわたって対応する部分を示している。

本開示の一実施形態による、質量分析（ＭＳ）システムの一例の概略図である。 本開示の一実施形態による、質量分析（ＭＳ）システムを動作させる方法の一例を示すフロー図である。 本開示に従って実施される種々のインサイチュ調整プロセス後のフェニトロチオン（Ｏ，Ｏ−ジメチルＯ−（３−メチル−４−ニトロフェニル）ホスホロチオエート）の場合の選択イオンモニタリング（ＳＩＭ：selected ion monitoring）取得の全イオンクロマトグラム（ＴＩＣ：total ion chromatogram）である。 本開示による、交互の水素調整及び補助的な調整プロセスから生じるフェニトロチオンの場合の平均応答（イオン検出器カウント）の組の図である。

本明細書において使用されるときに、「質量分析システム」（又は「ＭＳシステム」）という用語は、質量分析計と動作可能に連動するクロマトグラフを伴うか、又は伴わない、質量分析計を含むシステムを指している。したがって、便宜上、「ＭＳシステム」という用語は、対象となる特定の実施形態に応じて、「ガスクロマトグラフ／質量分析システム」（又は「ＧＣ／ＭＳシステム」）という用語を含む、「クロマトグラフ／質量分析システム」という用語も含む（又は、その用語と同義に使用される）場合がある。

本開示の文脈において、「分析対象物」という用語は、研究者又はＭＳシステムのユーザにとって対象となる任意のサンプル分子、すなわち、例えば、クロマトグラフ分析、質量スペクトル分析、又はクロマトグラフ／質量スペクトル分析等の分析が望まれる分子を包括的に指している。「サンプル」又は「サンプルマトリックス」という用語は、分析対象物を含むことが知られているか、又は疑われる任意の物質を指している。サンプルは、分析対象物又は非分析対象物の組み合わせを含む場合がある。この文脈における「非分析対象物」又は「非分析成分」という用語は、そのような成分が分析値を有せず、及び／又は所望の分析対象物の分析を損なう（例えば、分析を妨げる）ために、分析対象にならないサンプルの成分を指している。非分析対象物は、一般には、汚染物質又は不純物等の対象にならない任意の分子、又はクロマトグラフシステムによって送達されない任意の分子（例えば、流出カラム相）である場合がある。非分析対象物の例は、限定はしないが、水、油、溶媒、環境内の固体（例えば、堆積物又は土）又は液体、生物製剤（例えば、尿、血液、組織等）、食料品、農産物サンプル（例えば、野菜、加工又は未加工の肉等）又は所望の分析対象物が見つけられる場合がある他の媒質、及びクロマトグラフカラムから流れ出た固定相材料を含むことができる。非分析対象物の発生源は、サンプルに関する分析データを取得するためにＭＳシステムを動作させる時点において分析されているサンプルである場合がある。代替的に、又はさらに加えて、非分析対象物は、所与の時点において分析データを取得するためにＭＳシステムを動作させる前に質量分析計内に既に存在している残存種である場合があり、そのような残留種はＭＳシステムの先行する使用（複数の場合もある）の結果として蓄積している。

本開示の目的において、「分析対象物」という用語は、基準、標準品、調整用賦形剤（tuning vehicle）又は較正物（calibrant）を提供するためにＭＳシステムによって分析される場合がある化合物も指している。

本開示の文脈において、「調整する」という用語は、イオン源を、イオン源の性能を改善するか、又は最適化する状態に至らせるために、イオン源の表面の表面化学特性を変更することを包括的に指している。一態様において、調整することは、調整ガスをＭＳシステムのイオン源に流し込むようにＭＳシステムを動作させることと、調整ガスをイオン化し、それにより、イオン源の内面をイオン化された調整ガスに曝露することとによって成し遂げられる。

本開示の目的において、「ガス」（例えば、調整ガス）という用語は、「蒸気」という用語を含むように解釈される。蒸気の例は、限定はしないが、液体からの蒸留、又は容器の上部空間からの抽出によって得られた蒸気を含む。

本開示は、その性能を改善するか、又は回復させるようにイオン源をインサイチュで調整する（又は再調整する）ために、単一のステップにおいて混合物として、又は２つ以上のステップにおいて個別に（及び／又は混合物として）、質量分析（ＭＳ）システムのイオン源に２つ以上の異なる調整ガス（又は調整剤）を導入することを伴う、種々の実施形態を記述する。通常、調整されるべきイオン源は、電子イオン化（ＥＩ）源、化学イオン化（ＣＩ）源、又は光イオン化（ＰＩ）源である。調整ガスがイオン源の内部体積（イオン化チャンバ）に流れ込んでいる間に、及び／又は調整ガスがイオン化チャンバに流れ込んだ後に、イオン源は、調整ガスをイオン化する、すなわち、調整イオンを生成するのに十分なエネルギーを（通常、電子又は光子を生成することによって）調整ガスに加えるように動作する。現時点における任意の特定の理論に縛られることを望むことなく、イオン化された調整ガスは、以下の機能、すなわち、水素還元と、その後の重合とによって等、イオン源の１つ以上の表面を調整すること（すなわち、１つ以上の表面の状態を変更すること）、サンプル分析後にイオン源内に蓄積したマトリックス成分等の非分析対象物を削減するか、又は除去すること、換気／ポンプダウン手順後のＭＳシステムの調整を加速させること、及びＭＳ分析にとってより最適な、又は安定したイオン源状態（例えば、表面酸化状態又は他の表面指標）を回復させるか、又は生成すること、のうちの１つ以上を果たすことができる。

水素を使用するイオン源のインサイチュ処置は、イオン源内部の状態を変更することがわかっている。処置後の状態は、化合物自体と、処置前又は後のイオン源の状態とに応じて、化合物分析に対する有益性が上がる可能性も、下がる可能性もある。この文脈において、「有益性」という用語は、化合物に対するイオン源応答、イオン源によって生成される化合物のピーク形状（例えば、ピークテーリングの程度）、化合物の劣化の程度、又は分析において重要な他の指標を指す場合がある。しかしながら、水素による長時間にわたる処置は、イオン源に高い度合いの有益でない特性をもたらす可能性がある。本開示は、有益な分析性能をもたらすために、イオン源の状態を再び変更するのに有効な、第２のプロセス、又は１つ以上の更なるプロセスを提案する。このようにして、イオン源を取り出し、作業台で処理することなく、イオン源動作状態を制御することができる。その目的は、イオン源の使用履歴がその調整前状態、調整後状態及び稼動状態に影響を与えることがわかるときに、対象となる分析対象物に対する安定性、「活性」等をインサイチュで改善することである。初期状態におけるこのばらつきを考えると、調整する際に複数のステップがあることによって、イオン源性能を適応及び回復させる際の融通性を高めることができる。本明細書において開示される方法の実施形態は、イオン源のためのより安定した状態を生み出すことができる。

一般に、調整ガスは、本明細書において説明されるようにイオン源において調整プロセスを効果的に実行するのに適した任意のガスとすることができる。調整ガス（又は特定の例によれば、蒸気）の例は、限定はしないが、水素、種々の炭化水素、アンモニア、メチルアミン、種々のケトン、種々のアルコール、アセトニトリル、シラン（ＳｉＨ_４）、シラン誘導体（例えば、一般的な化学式Ｓｉ_ｎＨ_２ｎ＋２を有する化合物）を含む。炭化水素の例は、限定はしないが、メタン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、トルエン、ベンゼン及びキシレンを含む。ケトンの例は、限定はしないが、アセトン及び類似の化合物を含む。アルコールの例は、限定はしないが、メタノール及びエタノールを含む。利用されるべき調整ガス（複数の場合もある）の選択は、いくつかの要因、例えば、イオン源を調整した後に分析されることになるサンプルの既知の組成、又は疑われる組成によって決まる場合がある。調整ガスは、気体源又は揮発性液体源によって与えられる単一のガス又はガスの混合物とすることができる。この文脈において、「ガス」という用語は、上記で言及されたように、「蒸気」という用語を含む。

調整ガス（複数の場合もある）は、その性質と、ＭＳシステムの特定の状態とに応じて、排他的に（いかなる他のタイプのガスも用いることなく）加えることができる。代替的に、イオン源に加えられる調整ガス（複数の場合もある）は、キャリアガス及び／又は１つ以上の他の「補助」ガスを含む融合物（混合物）の一部とすることができる。補助ガスは、一般に、調整ガスとは異なる任意の不活性ガスとすることができる。補助ガスの例は、限定はしないが、ヘリウム、窒素、アルゴン、及びＭＳシステムに供給される調整ガスとともに存在することができ、調整プロセスに無視できる程度の影響しか及ぼさないか、又は全く影響を及ぼさない微量の他のガス（例えば、不純物）を含む。

調整ガスはイオン源に直接導入される。このために、ＭＳシステムは、調整ガスをイオン源に導入する専用の調整ガス管を有することができる。いくつかの実施形態において、ＭＳシステムは、ハイブリッドガスクロマトグラフ／質量分析計（ＧＣ／ＭＳ）システムの一部であり、それゆえ、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）と連動する。そのような実施形態において、調整ガスは、ＭＳシステムに導入される前に、ＧＣの少なくとも一部（例えば、ＧＣカラム）を経由することができる。

本明細書において説明されるように、調整ガスの付加及びイオン化は、ＭＳ又はＧＣ／ＭＳシステムを調整モードにおいて動作させることによって実行される。調整モードは、サンプル材料がイオン源に導入され、ＭＳシステムの質量分析器によって後に分析される分析対象物イオンを生成するためにイオン化される従来の分析モードとは別であり、異なる。すなわち、調整モード中に、サンプルはイオン源に導入されない。したがって、調整モードは、ＭＳシステムの「オフライン」動作モードと特徴付けることができる。オフライン調整モードでは、調整ガスがイオン源に導入され、イオン源の内面の表面化学特性を調整又は変更する調整イオンを生成するためにイオン化される。ＭＳ又はＧＣ／ＭＳシステムは、分析モードと調整モードとを切り替えるように構成することができる。一方のモードから他方のモードへの切り替えの実行は、完全に、若しくは部分的に手動とすることができるか、又は更に後述されるように１つ以上のパラメータを評価するのに応答して等、完全に、若しくは部分的に自動化することができる。一般に、調整ガスは、ウォームアップ、チューニング、ポンプダウン、換気、クールダウン等の、サンプルに関する分析データの取得を伴わない任意の動作段階中に加えることができる。さらに、オフライン調整モードは、ＭＳ又はＧＣ／ＭＳシステムの１つ以上の構成要素（例えば、イオン源）が取り出される間に、調整ガスを加えることを伴う場合がある。

調整モードは、調整ガスをイオン源のイオン化チャンバに流し込む間に、及び／又は流し込んだ後に、調整ガスの分子をイオン化することを含む。利用されるイオン源のタイプによっては、調整ガスをイオン化することは、電子又は光子をイオン化チャンバの中に放出するようにイオン源を動作させることを伴う場合がある。電子又は光子の存在は、電圧を加えられた調整ガスに曝露されたイオン化チャンバの表面の表面化学特性を変更すること等の、１つ以上の機構によって調整プロセスを強化する。調整ガスをイオン源に流し込むことに加えて、調整モードは、イオン源を所望の温度に、又は所望の温度範囲内に維持することを含むことができる。調整プロセスは、調整ガス、及び／又は調整ガスによって処置される表面を加熱することによって強化することができる。

いくつかの実施形態において、ＧＣカラムを通してサンプルを移送するためのキャリアガスとして、ヘリウム等のより従来のキャリアガスの代わりに、水素を利用することができる。水素キャリアガスは、調整モードにおいて動作するときに調整ガスとして利用することができる。この場合、水素を供給するキャリアガス源は、調整ガスの供給源として利用することができ、したがって、ＧＣカラムと、ＧＣとイオン源との間のサンプルインターフェースとを介して質量分析計のイオン源に導入される。

調整ガスが加えられる条件又はパラメータは、調整ガスが最適化された方法で調整に影響を及ぼすことができるように制御することができる。一例として、イオン源への調整ガスの流量を規制すること、及び／又は上記のように調整ガスの流れを補助ガスで希釈すること等によって、イオン源内の調整ガスの濃度を制御することができる。他の条件又はパラメータは、調整ガスの温度、並びにイオン源内の温度及び／又は圧力を含むことができる。

図１は、質量分析計（ＭＳ）システム１００の一例の概略図である。ＭＳシステム１００は、包括的には、質量分析計１０４と、調整ガスシステム１０８とを備えることができる。質量分析計１０４は、サンプル源と、サンプル（又はサンプル／キャリアガス）注入口又はインターフェース１１２と、ＭＳハウジング１１６と、イオン源（又はイオン化装置）１２０と、質量分析器１２４と、イオン検出器１２８と、真空システム１３２とを備えることができる。

サンプル源は、サンプルインターフェース１１２を介してイオン源１２０に或る量のサンプル材料を与えるように構成される任意のデバイスとすることができる。例として、サンプル源は、バッチ体積、サンプルプローブ、又は液体若しくはガスハンドリングシステムに関連付けることができる。イオン源１２０へのサンプル材料の流れは、ポンピング、毛管作用又は電動技法等の任意の手段によって影響を及ぼされる場合がある。複合技法の場合、サンプル源は、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）機器、液体クロマトグラフ（ＬＣ）機器、キャピラリ電気泳動（ＣＥ）機器、キャピラリ電気クロマトグラフィ（ＣＥＣ）機器等の分析分離機器の出力（output）に関連付けられる場合がある。いくつかの実施形態において、サンプルはイオン源１２０に直接導入又は装填される場合があり、サンプルをサンプル源からカラム又は導管を通して流し込む必要はない。これらの実施形態において、イオン源１２０へのサンプル注入口又はサンプルインターフェースは、例えば、直接挿入プローブとすることができる。サンプルをイオン源に直接導入するために利用される技法に応じて、サンプル導入を支援するために、キャリアガスが利用される場合があるか、又は利用されない場合がある。

イオン源１２０は、サンプル源から受け取ったサンプル流から分析対象物イオンを生成するために内部イオン化を実行し、生成されたままのイオンを質量分析器１２４に誘導するのに適した任意の装置とすることができる。さらに、本明細書において説明される実施形態において、イオン源１２０は、調整ガス源から受け取った調整ガス流から調整イオンを生成するように構成される。例えば、イオン源１２０は、電子イオン化（ＥＩ）源、化学イオン化（ＣＩ）源、又は光イオン化（ＰＩ）源とすることができる。イオン源１２０は、イオン化モードを切り替える能力を含むこともできる。一般に、イオン源１２０は、イオン化チャンバ１３６と、イオン化デバイス１４０とを備える。ＥＩ又はＣＩの場合、イオン化デバイス１４０は、当業者によって理解される方法において電子を放出するように構成されるフィラメント等の電子源である。ＰＩの場合、イオン化デバイス１４０は、紫外線（ＵＶ）ランプ又は他の適切な光子源とすることができる。

質量分析器１２４は、分析対象物イオンのそれぞれの質量（すなわち、質量対電荷比、又はｍ／ｚ比）に基づいて、分析対象物イオンを分離するか、選別するか、又はフィルタリングするように構成される任意のデバイスとすることができる。質量分析器１２４の例は、限定はしないが、多極電極構造体（例えば、質量フィルタ、イオントラップ）、飛行時間（ＴＯＦ）分析器、静電分析器（ＥＳＡ）及び磁気セクタを含む。質量分析器１２４は、特にイオンフラグメンテーションが望まれるときに、２つ以上の質量分析器のシステムを含むことができる。例として、質量分析器１２４は、当業者によって理解されるような、タンデムＭＳ又はＭＳ^ｎシステムとすることができる。別の例として、質量分析器１２４は、質量フィルタと、後続の衝突セル又は他のイオンフラグメンテーションデバイスとを含むことができ、それに後続して、別の質量フィルタ又は分析器が存在する。

イオン検出器１２８は、質量分析器１２４から出た、質量で区別されたイオン束（又はイオン流）を収集し、測定するように構成される任意のデバイスとすることができる。イオン検出器１２８の例は、限定はしないが、電子増倍管、マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）、光電子増倍管、及びファラデーカップを含む。

イオン源１２０、質量分析器１２４及びイオン検出器１２８は、真空システム１３２が連動するＭＳハウジング１１６内に配置される。ＭＳハウジング１１６及び真空システム１３２は、質量分析計１０４内に連続した真空ステージを画定するように構造化される。この構成によって、イオン源１２０と、質量分析器１２４及びイオン検出器１２８の種々の領域とが、所望の真空レベルに維持される。このために、真空システム１３２は通常、ＭＳハウジング１１６の１つ以上の排気口を介して１つ以上の真空ステージと連通する１つ以上の真空ポンプを含む。

質量分析計１０４は、加熱システム１６４も備えることができる。加熱システム１６４は、サンプルインターフェース１１２、イオン化チャンバ１３６、質量分析器１２４及びイオン検出器１２８等の質量分析計１０４の１つ以上の構成要素のそれぞれの温度を制御するように構成される１つ以上の加熱デバイスを含むことができる。所与の加熱デバイスを、抵抗加熱要素等の直接加熱、又は熱交換媒体を流動させるためのシステム等の間接加熱のために構成することができる。

ＭＳシステム１００は、システムコントローラ（又は、システム制御モジュール）１６８も備えることができる。システムコントローラ１６８は、当業者によって理解されるような、イオン化チャンバ１３６へのサンプル導入、サンプルイオン化、イオン化モードの選択、真空及び圧力設定、温度設定若しくは加熱システム１６４によって実現される変動温度プロファイル、質量分析器１２４の動作パラメータ（例えば、印加される電界及び／又は磁界、衝突／背景ガス導入、イオン光学系のタイミング等）、イオン検出器１２８からの信号の取得及び分析、質量スペクトル若しくはクロマトグラムの生成及び表示等の、ＭＳシステム１００の種々の態様を制御し、及び／又は監視するように構成することができる。詳細には、システムコントローラ１６８は、調整ガスの選択、イオン源１２０への調整ガス（複数の場合もある）の導入、及び調整ガス（複数の場合もある）のイオン化を制御し、及び／又は監視するように構成することができる。これらの目的のために、システムコントローラ１６８は、通信リンク１７２を介して質量分析計１０４と信号通信するように概略的に示される。通信リンク１７２は、ＭＳシステム１００の種々の構成要素とそれぞれ接続される幾つかの通信リンクを表すことができる。所与の通信リンクは有線又は無線とすることができる。また、これらの目的のために、システムコントローラ１６８は、１つ以上のタイプのハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアと、１つ以上のタイプのメモリとを備えることができる。図示される例において、システムコントローラ１６８は、更に後述されるように、電子プロセッサ１７６と、メモリに記憶されるデータベース１８０と、ガス流量コントローラ又は制御ユニット１８４と、性能評価器又は評価ユニット１８８とを備える。また、システムコントローラ１６８は、ユーザ入力デバイス（例えば、キーボード、タッチスクリーン、マウス等）、ユーザ出力デバイス（例えば、表示画面、プリンタ、可視インジケータ又はアラート、可聴インジケータ又はアラート等）、電子プロセッサ１７６及び／又はソフトウェアによって制御されるグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）、電子プロセッサ１７６によって読み出し可能な媒体（例えば、ソフトウェアに埋め込まれる論理命令、データ等）をロードするためのデバイス等の、１つ以上のタイプのユーザインターフェースデバイスを表すこともできる。システムコントローラ１６８は、システムコントローラ１６８の種々の機能を制御し、管理するためのオペレーティングシステム（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ソフトウェア）を含むことができる。システムコントローラ１６８の１つ以上の構成要素は、ＭＳシステム１００から遠隔して位置し、有線又は無線通信リンクを介してシステムコントローラ１６８のローカル部分と通信することができる。いくつかの実施形態において、システムコントローラ１６８は、例えば、病院又は他の医療機関において利用される場合があるような、ラボラトリ情報管理システム（ＬＩＭＳ：laboratory information management system）を含むことができるか、又はその一部とすることができる。

調整ガスシステム１０８は、上記のような組成を有する調整ガスをイオン源１２０の中に誘導するように構成される。このために、調整ガスシステム１０８は、１つ以上の調整ガス管と連通し、必要に応じて、１つ以上のガス流量コントローラと連通する１つ以上の調整ガス源を備えることができる。調整ガスシステム１０８は、調整ガス（複数の場合もある）をイオン源１２０に誘導するように構成される。１つの実施形態において、調整ガス源２１２及び関連する調整ガス管２１６が、イオン源１２０と直接連通する。調整ガスの流れは、調整ガス管２１６と実効的に連通し、調整ガスの体積流量又は質量流量を規制するように構成されるガス流量コントローラ（又は流量制御モジュール）２２０等の任意の手段によって制御することができる。流量コントローラ２２０は、例えば、１つ以上の弁、制限器、質量流量コントローラ、圧力調整器等を含むことができる。流量コントローラ２２０は手動制御又は電子制御することができる。いくつかの実施形態において、流量コントローラ１５６は、既知の設計及び動作のプログラマブル電子空気圧コントローラ（ＥＰＣ）とすることができる。別の実施形態において、調整ガス源２０４及び関連する調整ガス管２０８は、流量コントローラ１５６によって規制される場合があるように、イオン源１２０の直ぐ上流にあるサンプルインターフェース１１２を包囲するか、又はサンプルインターフェース１１２に隣接する導管１４８と連通する。全てのそのような実施形態において、調整ガスはイオン源１２０に導入される。

調整モード中の任意の所与の時点において、調整ガスシステム１０８は、或る単一のタイプの調整ガスを供給することができるか、又は２つ以上の異なるタイプの調整ガスの融合物（混合物）の供給を含むことができる。したがって、調整ガス源２１２及び２０４は、２つ以上の異なる調整ガスの発生源を表すことができる。調整ガス源２１２及び２０４並びに任意の関連するガス流量コントローラ２２０及び１５６は、手動で動作させることができ、及び／又は非一時的コンピュータ実行可能命令に従う場合があるシステムコントローラ１６８のガス流量コントローラ１８４によって等、システムコントローラ１６８によって制御することができる。

上記の実施形態の全てにおいて、調整ガスシステム１０８は、調整ガス源（複数の場合もある）２１２及び／又は２０４から、調整ガス管（複数の場合もある）２１６及び／又は２０８を通って、イオン源１２０に入る調整ガス流路を設ける。調整ガス流路は、イオン源１２０の中に直接延在するか、又はイオン源１２０の上流にある場所から延在する。

また、図１は、ＭＳシステム１００がガスクロマトグラフ（ＧＣ、又はＧＣシステム）２３０を備える実施形態も例示し、その場合、ＭＳシステム１００は、ガスクロマトグラフ／質量分析（ＧＣ／ＭＳ）システムであると特徴付けることができる。そのような実施形態において、ＭＳシステム１００の入力端はサンプルインターフェース１１２を介してＧＣ２３０に接続され、この場合、そのインターフェースはＧＣ／ＭＳインターフェースと呼ばれる場合がある。ＧＣ２３０は、一般的に、ＧＣハウジング２３４と、ＧＣハウジング２３４に通常取り付けられるサンプル導入デバイス２３８と、キャリアガス源２４２と、ＧＣハウジング２３４内に配置されるＧＣカラム２４６と、加熱デバイス２５０とを備えることができる。

カラム２４６は、密封流体コネクタを介してサンプル導入デバイス２３８と連通するカラム注入口２５２と、イオン化チャンバ１３６と連通するカラム排出口２５４とを含む。カラム排出口２５４がイオン化チャンバ１３６内に位置するように、カラム２４６の一部がサンプルインターフェース１１２を通ってイオン化チャンバ１３６の中に延在することができる。代替的に、又は等価的に、カラム２４６は密封流体コネクタを介して移送管に結合することができ、その場合、移送管が、サンプルインターフェース１１２を通ってイオン化チャンバ１３６の中に延在する。カラム２４６は固定相を含み、固定相は通常、固体支持体上に、又はカラム２４６の内壁を覆うフィルム上に保持される液体又はポリマーを備える。所望の長さを維持しながら空間を節約するために、カラム２４６は、コイル状の部分２５６を含むことができる。

サンプル導入デバイス２３８は通常、サンプルをカラム注入口２５２に注入するデバイスを備え、サンプルを気化させるデバイスを備える場合がある。サンプルは、カラム２４６内で分析によって分離されるべきサンプル材料と、１つ以上の溶媒とを含むマトリックスとすることができる。サンプル導入デバイス２３８は、１つ以上のサンプル容器２６０を収容するように構成することができ、カラム２４６に注入するための所望のサンプルを選択するデバイス（例えば、カルーセル）を備えることができる。

キャリアガス源２４２は、キャリアガス管２６４を介して、カラム注入口２５２と連通することができる。キャリアガス管２６４は、カラム注入口２５２の上流にある点において、サンプル導入デバイス２３８の一部に結合することができる。キャリアガスは、当業者によって理解されるように、カラム２４６を通してのサンプルの移送を容易にする不活性移動相としての役割を果たすのに適した任意のガスとすることができる。キャリアガスの例は、限定はしないが、ヘリウム、窒素、アルゴン及び水素を含む。キャリアガスの流れは、ガス流量コントローラ２６８等の任意の手段によって制御することができる。図示される例において、キャリアガスは、キャリアガス源２４２からキャリアガス管２６４を通って流量コントローラ２６８に、そしてカラム注入口２５２の中に延在するキャリアガス経路を介して、カラム２４６に供給される。

加熱デバイス２５０は、所望の温度設定にカラム２４６を維持するのに適した、又は所望の（すなわち、所定の）温度プロファイル（又は温度プログラム）に従ってカラム２４６の温度を変更するのに適した任意の構成を有することができる。１つの例において、ＧＣハウジング２３４は、オーブンであり（又はオーブンを含み）、加熱デバイス２５０は、カラム２４６がそこを通って延在するオーブンの内部を加熱するように構成される。別の例において、加熱デバイス２５０は、カラム２４６を直接加熱するように構成される。例えば、加熱デバイス２５０は、カラム２４６と熱的に接触して取り付けられる抵抗加熱要素を含むことができる。

質量分析計１０４及び調整ガスシステム１０８の構成要素と連動することに加えて、システムコントローラ１６８は、カラム２４６へのサンプル導入、カラム漏れ事象、圧力設定、温度設定、又は加熱デバイス２５０によって実施される変動温度プロファイル等の、ＧＣ２３０の種々の態様を制御し、及び／又は監視するように構成することができる。これらの目的のために、システムコントローラ１６８は、通信リンク３１８を介してＧＣ２３０と信号通信するように概略的に示されており、その通信リンクは、有線又は無線とすることができ、ＧＣ２３０の個々の構成要素への１つ以上の専用通信リンクを表すことができる。図１に概略的に示されるシステムコントローラ１６８は、質量分析計１０４及びＧＣ２３０、並びに調整ガスシステム１０８の種々の動作を連係させるか、又は同期させるための１つ以上のモジュール、ユニット又はデバイスを表す場合があることがわかる。

ＭＳシステム１００は、分析モード又は調整モードのいずれかにおいて動作し、分析モードと調整モードとを切り替えるように構成される。分析モードにおいて、サンプルは、サンプルから分析対象物イオンを生成するように動作するイオン化チャンバ１３６及びイオン化デバイス１４０に導入される。分析対象物イオンは、質量に応じてイオンを選別する、質量分析器１２４の中に移送される。結果として生じる、質量で区別されたイオンは、その後、イオン検出器１２８に移送され、イオン検出器は通常、イオン流を電気信号に変換するように構成される。電気信号は、質量スペクトル又はクロマトグラムを処理し、生成するために、システムコントローラ１６８によって概略的に表されるデータ分析器に送信される。

調整モードにおいて、ＭＳシステム１００は、上記のように、調整ガスを、調整ガス流路を介してイオン化チャンバ１３６に流し込むように動作する。調整ガスの有効性は、調整ガスにエネルギーを加えて、調整ガス分子をイオン化することによって最適化される。このために、イオン化デバイス１４０は、調整ガス分子と相互作用する電子又は光子を生成するように動作する。

いくつかの実施形態において、調整ガスの有効性は、調整ガスに熱エネルギーを加えることによって、及び／又は調整ガスの温度を制御することによって更に最適化することができる。温度制御は、システムコントローラ１６８によって制御することができ、プログラムされた温度プロファイルに従うことができる加熱システム１６４を動作させることによって成し遂げることができる。１つの例において、ＭＳシステム１００は、イオン化チャンバ１３６を周囲温度又は室温から約４５０℃までに及ぶ温度に維持するように構成される。

また、ＭＳシステム１００は、ＭＳシステム１００の１つ以上のパラメータを評価し、パラメータの値に基づいて、ＭＳシステム１００が調整モードにおいて動作すべきである（又は同等に、分析モードから調整モードに切り替えられるべきである）か否かを判断するように構成することができる。評価される場合があるパラメータの例は、限定はしないが、ＭＳシステム１００又はその構成要素（例えば、質量分析計１０４、イオン源１２０、カラム２４６）がパラメータを評価する前に（又は前回パラメータが評価された時点から、若しくは前回調整モードが実施された時点から）分析モードにおいて動作していた回数、パラメータを評価する前に（又は前回パラメータが評価されてから、若しくは前回調整モードが実施されてから）経過した時間の長さ、所定の動作条件下でＭＳシステムによって生成されたクロマトグラム（又は質量スペクトル）の特性、分析モード又は調整モードにおいて動作している間に取り込まれた１つ以上の選択された質量対電荷比のイオンの存在量の測定値、及び／又はカラムの固定相支持体から分離された固定相材料の存在（すなわち、カラムブリードの証拠）を含む。クロマトグラムの特性は、信号応答の劣化を示す任意の指標（例えば、信号対雑音比）、又はＭＳシステム１００の他の性能基準を含むことができる。クロマトグラムの特性及び汚染物質イオンの存在量等のパラメータは、調整モードが実行されるべきであるか否かに関しての判断を支援するために、システムコントローラ１６８のデータベース１８０内に記憶された基準パラメータと比較することができる。選択されたイオンの存在量の測定は、調整モードにおいて動作している間に行うことができ、それにより、加えられる調整ガスのレベル等の、調整モードの或る特定の動作パラメータを調整できるようにする。調整モードにおいて動作するか否かを判断するためにＭＳシステム１００の１つ以上のパラメータを評価することは、システムコントローラ１６８の性能評価器１８８によって実行するか、又は管理することができる。

代替的に、又はさらに加えて、上記のパラメータの１つ以上は、ＭＳシステム１００のユーザによって手動で評価することができる。例として、ユーザは、イオン源１２０の使用年数及び／又は使用回数を記録することができる。ユーザは、サンプル分析又は背景分析から得られたクロマトグラム又は質量スペクトルの目視検査を行うことができ、イオン源１２０を調整する必要があるか否かを判断することができる。代替的に、又はさらに加えて、ＭＳシステム１００は、任意の所望の時点において、又は所定のメンテナンススケジュールに従って、ユーザがＭＳシステム１００を調整モードに切り替えることができるように構成することができる。

ＭＳシステム１００が調整モードにおいて動作すべきであるとの判断が下された場合には、ＭＳシステム１００は、その判断に基づいて（又は応答して）、或る措置を講じるように構成することができる。例として、その措置は、ＭＳシステム１００の動作を調整モードに切り替えること、ＭＳシステム１００の動作を調整モードに切り替える時刻を予定に入れること、ＭＳシステム１００の動作を調整モードに切り替えるための予定された時刻を変更すること、及び／又はＭＳシステム１００が調整モードにおいて動作すべきであるという、ユーザ解釈可能な指示を生成することを含むことができる。ユーザ解釈可能な指示は、例えば、可聴若しくは可視アラーム、ＭＳシステム１００のユーザコントロールパネル上に、又はＭＳシステム１００と通信する表示画面上に表示される可視指示若しくはメッセージ、ユーザに送信される電子メール若しくはテキストメッセージ等を含むことができる。

質量分析（ＭＳ）システムを動作させる方法の一例が、ここで、図２のフロー図を参照しながら説明されることになる。その方法は、サンプルをイオン源に導入することなく、第１の調整ガスをＭＳシステムのイオン源に流し込むことと、第１の調整ガスをイオン化することとを含み、イオン源は第１の調整ガスによって調整される（ステップ２０２）。その方法は、第１の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをイオン源に導入することなく、第２の調整ガスをイオン源に流し込むことと、第２の調整ガスをイオン化することとを更に含み、イオン源は第２の調整ガスによって調整される（ステップ２０４）。調整ガスは、イオン源のイオン化デバイスを動作させることによってイオン化される。その方法は、第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルを調整済みのイオン源に導入し、サンプルから分析データを収集することによってサンプルを分析する等の、ＭＳ源の通常動作を再開することを更に含むことができる（ステップ２０６）。

一実施形態において、異なる調整ガス（例えば、第１の調整ガス、及びその後の第２の調整ガス）をイオン源に流し込むことは、異なるステップにおいて順次に行われる。例えば、第１の調整ガスは、所望の（第１の）設定点流量においてイオン源に送り込むことができる。イオン源内の第１の流量及び温度が安定する（すなわち、定常状態又は平衡状態に達する）と、所望の（第１の）持続時間にわたって、第１の調整ガスを一定の流量で送り込み続けることができる。その後、第１の調整ガスの流れを遮断することができる。第１の調整ガスの流れを停止した後に、所望の（第２の）設定点流量において第２の調整ガスの流れを開始することができ、その設定点流量は、第１の設定点流量とは異なる場合があるか、又は異ならない場合がある。イオン源内の第２の流量及び温度が安定すると、所望の（第２の）持続時間にわたって、第２の調整ガスを一定の流量で送り込み続けることができ、その持続時間は、第１の調整ガスがイオン源に送り込まれた第１の持続時間とは異なる場合があるか、又は異ならない場合がある。さらに、第２の調整ガスが規制される温度は、第１の調整ガスが規制される温度とは異なる場合があるか、又は異ならない場合がある。

いくつかの実施形態において、サンプルは、ＧＣカラム等から、キャリアガスとともに導入される場合があり、第１の調整ガス及び第２の調整ガスとは異なる場合がある。

一実施形態において、第１の調整ガスは主に（又は実質的に）水素である。すなわち、第１の調整ガスは、体積比で少なくとも９０％（９０％以上、すなわち、９０％〜１００％）の水素を含む組成を有する。したがって、第１の調整ガスは専ら（純粋に）水素ガスとすることができるか、又は水素ガスと１つ以上の他のガスとの混合物とすることができる。この実施形態において、第２の調整ガスは主に（又は実質的に）水素ガスでない。すなわち、第２の調整ガスは、体積比で９０％未満（０％から９０％未満まで）の水素ガスを含む組成を有する。第２の調整ガスは単一のガスとすることができるか、又は２つ以上の異なるガスの混合物とすることができる。第２の調整ガスを構成する単一又は複数のガスは、例えば、炭化水素等の、本開示において上記で言及された調整ガスのうちの１つ以上とすることができる。

別の実施形態において、第１の調整ガスは、体積比で９０％未満（０％から９０％未満）の水素ガスを含む組成を有し、第２の調整ガスも体積比で９０％未満（０％から９０％未満）の水素ガスを含む組成を有するが、第１の調整ガスとは異なる。すなわち、第１の調整ガス及び第２の調整ガスは、異なる化合物であるか、又は化合物の異なる混合物である。サンプルは、キャリアガスとともにイオン源に導入することができ、キャリアガスは、体積比で少なくとも９０％（９０％以上、すなわち、９０％〜１００％）の水素ガスを含む組成を有することができる。

第２の調整ガスを流し込んだ後に、その方法は、第１の調整ガスをイオン源に流し込むステップと、第１の調整ガスをイオン化するステップとを繰り返すことを含むことができる。これらのステップを繰り返した後に、その方法は、第２の調整ガスをイオン源に流し込むステップと、第２の調整ガスをイオン化するステップとを繰り返すことを更に含むことができる。したがって、サンプルをＭＳに通す前に、調整プロセスの複数の繰返しを実行することができる。

その方法は、１つ以上の更なるガスをイオン源に流し込むことを含むことができる。例えば、第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをイオン源に導入し、イオン化することなく、第３の調整ガスをイオン源に流し込むことができ、イオン源は第３の調整ガスによって更に調整される。実施形態に応じて、第３の調整ガスの組成は水素（又は主に水素）の場合があるか、又は水素でない（又は主に水素でない）場合があり、第２の調整ガスと、又は第１の調整ガス及び第２の調整ガスの両方と異なる場合がある。

ＭＳシステムは、調整モードに切り替わる前に通常の分析モードにおいて動作することができ、すなわち、第１の調整ガスをイオン源に流し込む前に、サンプルを分析することができる。このサンプルは、イオン源を調整した後に（すなわち、第１の調整ガス及び第２の調整ガスをイオン源に流し込んだ後に）分析される「第２の」サンプルに対して、「第１の」サンプルと呼ばれる場合がある。したがって、第１の調整ガスをイオン源に流し込む前に、第１のサンプルをイオン化チャンバに導入し、第１のサンプルから分析データを収集することによって、第１のサンプルを分析することができる。いくつかの実施形態において、第１のサンプルをキャリアガスとともにイオン源に流し込むことによって、第１のサンプルをイオン源に導入することができる。いくつかの実施形態において、第１のキャリアガスは専ら、又は主に水素ガスである。

いくつかの実施形態において、その方法は、上記のように、第１の調整ガス及び／又は第２の調整ガスを加熱することを含むことができる。

いくつかの実施形態において、その方法は、ＭＳシステムのパラメータを評価することと、パラメータを評価することに基づいて、ＭＳシステムが調整モードにおいて動作すべきか否かを判断する、例えば、ＭＳシステムが分析モードから調整モードに切り替えられるべきであるか否かを判断することとを含むことができる。上記のように、いくつかのパラメータが考慮される場合がある。ＭＳシステムが調整モードにおいて動作すべきであると判断される場合には、その方法は、上記のように、それに応答して１つ以上の更なる措置を講じることを含むことができる。

一実施形態によれば、図２はまた、本明細書において説明される方法を実行するように構成されるＭＳシステムを表す。例えば、ＭＳシステムは、図２に示されるステップ、及び／又は本明細書において開示される方法のいずれかの全て又は一部を実行するように構成される、上記で説明され、図１に示される構成要素等の構成要素を備えることができる。

一実施形態によれば、非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。非一時的コンピュータ可読媒体は、プロセッサ上で実行されるときに、図２に示されるステップ、及び／又は本明細書において開示される方法のいずれかの全て又は一部を制御するか、又は実行する命令を記憶している。例えば、上記で説明され、図１に示される、ＭＳシステム１００の、又はＭＳシステム１００に関連付けられるシステムコントローラ１６８は、非一時的コンピュータ可読媒体を読み取り、記憶されている命令を実行するように構成することができる。

図３は、本開示に従って実施される種々のインサイチュ調整プロセス後のフェニトロチオン（Ｏ，Ｏ−ジメチルＯ−（３−メチル−４−ニトロフェニル）ホスホロチオエート）の場合の選択イオンモニタリング（ＳＩＭ）取得の全イオンクロマトグラム（ＴＩＣ）である。破線は、イオン源を水素で処置した後の結果として生じるイオン源応答を示す。実線は、水素で処置した後に炭化水素蒸気（この例では、メタン）でイオン源を処置した後の結果として生じるイオン源応答を示し、それは、水素だけによる処置と比べて、著しく高いピークを生成した。図３は、２つの異なる調整ガスを利用する２ステップ処置が、例えば、水素を利用する１ステップ処置より有効であり得ることを実証する。

図４は、本開示による、交互の水素調整及び補助的な調整プロセスから生じるフェニトロチオンの場合の平均応答（イオン検出器カウント）の組である。水平軸は、具体的に左から右に、４つの連続した処置ステップに対応する４つの領域、すなわち、（１）水素による処置、（２）炭化水素蒸気（この例ではメタン）による処置、（３）水素による更なる処置、及び（４）炭化水素蒸気（この例ではメタン）による更なる処置に分割される。図示されるように、水素のみによる処置に比べて、炭化水素による第１の処置後に応答が著しく増加した。水素による第２の処置後に、応答が減少した。しかしながら、炭化水素による第２の処置後に、応答は再び増加した。

上記のことから、本明細書において説明される実施形態が、汚染された部品の取り出し、エクスシチュでの洗浄及び再設置等の、従来のＭＳサービス作業を排除するか、又はその頻度を著しく少なくすることができ、ＭＳシステムの性能を回復させることができるか、又は改善できることがわかる。本明細書において説明されるようなオフライン調整プロセスの適用は、別の状況では非常に遅い排除速度を有することになる、水等の化学的に吸着した種、及び従来の洗浄中に空気に曝露するとＭＳ構成要素に吸着される溶媒又は炭化水素等の種に関して、ＭＳシステムのバックグラウンドを速やかに改善することができる。

例示的な実施形態
ここで開示されている主題により提供される例示的な実施形態は、以下を含むが、これらに限定されない。

１．質量分析（ＭＳ）システムを動作させる方法であって、この方法は、サンプルをＭＳシステムのイオン源に導入することなく、第１の調整ガスをイオン源に流し込むことと、第１の調整ガスをイオン化することであって、イオン源は第１の調整ガスによって調整されることと、第１の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをイオン源に導入することなく、第２の調整ガスをイオン源に流し込むことと、第２の調整ガスをイオン化することであって、イオン源は第２の調整ガスによって調整されることと、第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルを調整済みのイオン源に導入し、このサンプルから分析データを収集することによってこのサンプルを分析することとを含み、第１の調整ガスは体積比で少なくとも９０％の水素ガスを含む組成を有し、第２の調整ガスは体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有する、方法。

２．第２の調整ガスは、炭化水素、アンモニア、メチルアミン、ケトン、アルコール、アセトニトリル、シラン、シラン誘導体、及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、実施形態１に記載の方法。

３．第２の調整ガスは、メタン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、キシレン及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、実施形態１に記載の方法。

４．第２の調整ガスは、アセトン、メタノール、エタノール及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、実施形態１に記載の方法。

５．第１の調整ガス及び第２の調整ガスは、以下、第１の調整ガスは２つ以上の異なるガスの混合物である、第２の調整ガスは２つ以上の異なるガスの混合物である、前述の事項の両方である、からなる群から選択された組成を有する、先行する実施形態のいずれかに記載の方法。

６．第２の調整ガスを流し込んだ後に、第１の調整ガスをイオン源に流し込むステップを繰り返すことを含む、先行する実施形態のいずれかに記載の方法。

７．第２の調整ガスを流し込んだ後に、第１の調整ガス及び第２の調整ガスをイオン源に流し込むステップを繰り返すことを含む、実施形態１〜５のいずれかに記載の方法。

８．第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをイオン源に導入することなく、第３の調整ガスをイオン源に流し込むことと、この第３の調整ガスをイオン化することとを含み、イオン源は第３の調整ガスによって調整され、第３の調整ガスは、体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有し、第３の調整ガスは第２の調整ガスとは異なる、先行する実施形態のいずれかに記載の方法。

９．サンプルを導入することは、サンプルをキャリアガスとともに調整済みのイオン源に流し込むことを含む、先行する実施形態のいずれかに記載の方法。

１０．キャリアガスは、第１の調整ガス及び第２の調整ガスとは異なる、実施形態９に記載の方法。

１１．第２の調整ガスを流し込んだ後に導入されるサンプルは第２のサンプルであり、第１の調整ガスをイオン源に流し込む前に、第１のサンプルをイオン源に導入し、第１のサンプルから分析データを収集することによって第１のサンプルを分析することを更に含む、先行する実施形態のいずれかに記載の方法。

１２．第１のサンプルを導入することは、第１のサンプルをキャリアガスとともにイオン源に流し込むことを含む、実施形態１１に記載の方法。

１３．第１の調整ガス又は第２の調整ガスの少なくとも一方を質量分析計に流し込みながら、第１の調整ガス又は第２の調整ガスの少なくとも一方を加熱することを含む、先行する実施形態のいずれかに記載の方法。

１４．第１の調整ガス及び第２の調整ガスをイオン化することは、第１の調整ガス及び第２の調整ガスに電子又は光子を照射することを含む、先行する実施形態のいずれかに記載の方法。

１５．先行する実施形態のいずれかに記載の方法を実行するように構成される質量分析（ＭＳ）システム。

１６．プロセッサ上で実行されるときに、先行する実施形態のいずれかに記載の方法に従って、第１の調整ガスを流し込むステップと、第２の調整ガス流し込むステップと、サンプルを分析するステップとを制御するか、又は実行する命令を記憶している、非一時的コンピュータ可読媒体。

１７．実施形態１６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体を備える、質量分析（ＭＳ）システム。

１８．質量分析（ＭＳ）システムを動作させる方法であって、その方法は、サンプルをイオン源に導入することなく、第１の調整ガスをＭＳシステムのイオン源に流し込むことと、第１の調整ガスをイオン化することであって、イオン源は第１の調整ガスによって調整されることと、第１の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをイオン源に導入することなく、第２の調整ガスをイオン源に流し込むことと、第２の調整ガスをイオン化することであって、イオン源は第２の調整ガスによって調整されることと、第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルをキャリアガスとともに調整済みのイオン源に導入し、サンプルから分析データを収集することによってサンプルを分析することとを含み、キャリアガスは体積比で少なくとも９０％の水素ガスを含む組成を有し、第１の調整ガスは、体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有し、第２の調整ガスは、体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有し、第１の調整ガスとは異なる、方法。

１９．第１の調整ガス及び第２の調整ガスはそれぞれ、炭化水素、アンモニア、メチルアミン、ケトン、アルコール、アセトニトリル、シラン、シラン誘導体、及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、実施形態１８に記載の方法。

２０．第１の調整ガス及び第２の調整ガスはそれぞれ、メタン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、キシレン及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、実施形態１８に記載の方法。

２１．第１の調整ガス及び第２の調整ガスはそれぞれ、アセトン、メタノール、エタノール及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、実施形態１８に記載の方法。

２２．第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルを質量分析計に導入することなく、第３の調整ガスを質量分析計に流し込むことを含み、質量分析計は第３の調整ガスによって調整され、第３の調整ガスは、体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有し、第３の調整ガスは、第２の調整ガスとは異なり、キャリアガスとは異なる、実施形態１８〜２１のいずれかに記載の方法。

本明細書において説明されるプロセス、サブプロセス及びプロセスステップの１つ以上は、１つ以上の電子デバイス又はデジタル制御デバイス上で、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又は上記のものの２つ以上の組み合わせによって実行される場合があることは理解されよう。ソフトウェアは、例えば、図１に概略的に示されるシステムコントローラ１６８等の適切な電子処理構成要素又はシステム内のソフトウェアメモリ（図示せず）内に存在することができる。ソフトウェアメモリは、論理機能（すなわち、デジタル回路又はソースコード等のデジタル形式で実施することができる「ロジック」、又はアナログ電気信号、音響信号若しくはビデオ信号等のアナログ信号源等のアナログ形式で実施することができる「ロジック」）を実施するための実行可能命令の順序付きリストを含むことができる。命令は、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、汎用プロセッサ、プロセッサの組み合わせ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む、処理モジュール内で実行することができる。さらに、回路図は、機能のアーキテクチャ又は物理的レイアウトによって制限されない物理的（ハードウェア及び／又はソフトウェア）実施態様を有する論理的機能分割を説明する。本明細書において説明されるシステムの例は、様々な構成において実現することができ、単一のハードウェア／ソフトウェアユニット、又は別々のハードウェア／ソフトウェアユニット内のハードウェア／ソフトウェア構成要素として動作することができる。

実行可能命令は、電子システムの処理モジュール（例えば、図１のシステムコントローラ１６８）によって実行されるときに、電子システムに命令を実行するように指示する、命令を記憶しているコンピュータプログラム製品として実現することができる。コンピュータプログラム製品は、電子コンピュータベースシステム、プロセッサを含むシステム、又は命令実行システム、装置若しくはデバイスから命令を選択的にフェッチし、命令を実行することができる他のシステム等の、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって、又はそれらに関連して使用するための任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体において選択的に具現化することができる。本開示の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって、又はそれらに関連して使用するためのプログラムを記憶することができる任意の非一時的手段である。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、選択的に、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線又は半導体システム、装置若しくはデバイスとすることができる。非一時的コンピュータ可読媒体のより具体的な例の包括的でないリストは、１つ以上の導線を有する電気的接続（電子）、ポータブルコンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（電子）、リードオンリーメモリ（電子）、例えば、フラッシュメモリ等の消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ（電子）、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のコンパクトディスクメモリ（光学）、及びデジタルバーサタイルディスクメモリ、すなわち、ＤＶＤ（光学）を含む。例えば、紙又は他の媒体の光学走査を介してプログラムを電子的に取り込むことができ、その後、必要に応じて、コンパイルするか、解釈するか、又は別の方法で適切に処理し、その後、コンピュータメモリ又はマシンメモリ内に記憶することができるので、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、プログラムが印刷された紙又は別の適切な媒体であってもよいことに留意されたい。

また、本明細書において使用されるときに、「信号通信する」という用語は、２つ以上のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールが、何らかのタイプの信号経路にわたって進行する信号によって互いに通信できることを意味することは理解されよう。信号は、第１のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールと第２のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールとの間の信号経路に沿って、第１のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールから第２のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールに情報、電力又はエネルギーを伝達することができる通信信号、電力信号、データ信号又はエネルギー信号とすることができる。信号経路は、物理的接続、電気的接続、磁気的接続、電磁的接続、電気化学的接続、光学的接続、有線接続又は無線接続を含むことができる。また、信号経路は、第１のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールと第２のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールとの間に、更なるシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールを含むこともできる。

より一般的には、「通信（連通）する（communicate）」及び「通信（連通）している（in communication with）」（例えば、第１の構成要素が第２の構成要素と「通信(連通)する」又は「通信（連通）している」）等の用語は、２つ以上の構成要素又は要素間の構造的、機能的、機械的、電気的、信号、光学的、磁気的、電磁的、イオン又は流体的な関係性を示すために本明細書において使用される。その場合に、１つの構成要素が第２の構成要素と通信（連通）すると言われることは、更なる構成要素が、第１の構成要素と第２の構成要素との間に存在する場合があり、及び／又は第１の構成要素及び第２の構成要素と動作可能に関連付けられるか、又は関与する場合があるという可能性を除外することを意図するものではない。

本発明の種々の態様又は詳細は、本発明の範囲から逸脱することなく変更することができることが理解されよう。さらに、上述の記載は、単に例示目的のものであり、限定する目的はない。本発明は、特許請求の範囲によって規定される。

１００ 質量分析計（ＭＳ）システム
１０４ 質量分析計
１０８ 調整ガスシステム
１１２ サンプル（又はサンプル／キャリアガス）注入口又はインターフェース
１１６ ＭＳハウジング
１２０ イオン源（又はイオン化装置）
１２４ 質量分析器
１２８ イオン検出器
１３２ 真空システム
１３６ イオン化チャンバ
１４０ イオン化デバイス
１５６ 流量コントローラ
１６８ システムコントローラ（又は、システム制御モジュール）
１７６ 電子プロセッサ
１８０ データベース
２０４、２１２ 調整ガス源
２０８、２１６ 調整ガス管
２２０ ガス流量コントローラ（又は流量制御モジュール）
２３０ ガスクロマトグラフ（ＧＣ、又はＧＣシステム）
２３４ ＧＣハウジング
２３８ サンプル導入デバイス
２４２ キャリアガス源
２４６ ＧＣカラム
２５０ 加熱デバイス
２５２ カラム注入口
２５４ カラム排出口
２５６ コイル状の部分
２６０ サンプル容器
２６４ キャリアガス管
２６８ ガス流量コントローラ

Claims (10)

1. 質量分析（ＭＳ）システムを動作させる方法であって、該方法は、
   サンプルを前記ＭＳシステムのイオン源に導入することなく、第１の調整ガスを該イオン源に流し込むことと、
   前記第１の調整ガスをイオン化することであって、前記イオン源は前記第１の調整ガスによって調整されることと、
   前記第１の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルを前記イオン源に導入することなく、第２の調整ガスを前記イオン源に流し込むことと、
   前記第２の調整ガスをイオン化することであって、前記イオン源は前記第２の調整ガスによって調整されることと、
   前記第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルを前記調整済みのイオン源に導入し、該サンプルから分析データを収集することによって該サンプルを分析することと、
   を含み、
   前記第１の調整ガスは体積比で少なくとも９０％の水素ガスを含む組成を有し、
   前記第２の調整ガスは体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有する、方法。
2. 前記第２の調整ガスは、以下の事項、すなわち、
   前記第２の調整ガスは、炭化水素、アンモニア、メチルアミン、ケトン、アルコール、アセトニトリル、シラン、シラン誘導体、及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、
   前記第２の調整ガスは、メタン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、キシレン及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、
   第２の調整ガスは、アセトン、メタノール、エタノール及び前述のものの２つ以上の組み合わせからなる群から選択された化合物を含む、
   のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の調整ガス及び前記第２の調整ガスは、以下、
   前記第１の調整ガスは２つ以上の異なるガスの混合物である、
   前記第２の調整ガスは２つ以上の異なるガスの混合物である、
   上記の事項の両方である、
   からなる群から選択された組成を有する、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第２の調整ガスを流し込んだ後に、前記第１の調整ガスを前記イオン源に流し込むステップを繰り返すか、又は前記第１の調整ガス及び前記第２の調整ガスを前記イオン源に流し込むステップを繰り返すことを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第２の調整ガスを流し込んだ後に、サンプルを前記イオン源に導入することなく、第３の調整ガスを前記イオン源に流し込むことと、該第３の調整ガスをイオン化することとを含み、前記イオン源は前記第３の調整ガスによって調整され、前記第３の調整ガスは、体積比で０％から９０％未満までの水素ガスを含む組成を有し、前記第３の調整ガスは前記第２の調整ガスとは異なる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 以下の事項、すなわち、
   前記サンプルを導入することは、前記サンプルをキャリアガスとともに前記調整済みのイオン源に流し込むことを含む、
   前記サンプルを導入することは、前記サンプルをキャリアガスとともに前記調整済みのイオン源に流し込むことを含み、前記キャリアガスは前記第１の調整ガス及び前記第２の調整ガスとは異なる、
   のうちの一方を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記第２の調整ガスを流し込んだ後に導入される前記サンプルは第２のサンプルであり、以下の事項、すなわち、
   前記第１の調整ガスを前記イオン源に流し込む前に、第１のサンプルを前記イオン源に導入し、該第１のサンプルから分析データを収集することによって該第１のサンプルを分析すること、
   前記第１の調整ガスを前記イオン源に流し込む前に、第１のサンプルを前記イオン源に導入し、該第１のサンプルから分析データを収集することによって該第１のサンプルを分析することであって、前記第１のサンプルを導入することは、前記第１のサンプルをキャリアガスとともに前記イオン源に流し込むことを含むこと、
   のうちの１つを更に含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記第１の調整ガス又は前記第２の調整ガスの少なくとも一方を前記イオン源に流し込みながら、前記第１の調整ガス又は前記第２の調整ガスの前記少なくとも一方を加熱することを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第１の調整ガス及び前記第２の調整ガスをイオン化することは、前記第１の調整ガス及び前記第２の調整ガスに電子又は光子を照射することを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される質量分析（ＭＳ）システム。