JP3219434B2 - タンデム質量分析システム - Google Patents
タンデム質量分析システムInfo
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- spectrometry system
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- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/40—Time-of-flight spectrometers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【０００１】本発明は、飛行時間(time-of-flight)によ
る分析の原理（TOF）に基づくタンデム質量分析システ
ムに関する。その目的は、試料中に存在する分子を識別
することである。分子に或る量の運動エネルギーを与え
て、飛行時間法によりその速度を測定することによっ
て、分子の質量を容易に測定することができる。一方、
多数の様々な分子が等しい質量を有することがあり、こ
れらは、解離と、生じた子粒子の質量の分析とによって
互いに区別することができる。近年、タンデム質量分析
計により、最高の感度で、複雑な生物学的その他の分子
及び分子の複雑な混合物を分析する必要が生じている。
る分析の原理（TOF）に基づくタンデム質量分析システ
ムに関する。その目的は、試料中に存在する分子を識別
することである。分子に或る量の運動エネルギーを与え
て、飛行時間法によりその速度を測定することによっ
て、分子の質量を容易に測定することができる。一方、
多数の様々な分子が等しい質量を有することがあり、こ
れらは、解離と、生じた子粒子の質量の分析とによって
互いに区別することができる。近年、タンデム質量分析
計により、最高の感度で、複雑な生物学的その他の分子
及び分子の複雑な混合物を分析する必要が生じている。
【０００２】公知のタンデム質量分析計システムは、タ
ンデム質量スペクトルを得るために、イオンの励起の前
に特定質量のイオンの選別を必要とする。クック(Cook)
他の（Int. J. Mass Spectrom Ion Proc. 77, 49-61 (1
987)）により記載されたタンデムＴＯＦは、表面誘起解
離の前のイオン選別と、選別された親イオンの進行方向
に直角な方向に沿う分裂イオンの収集とを採用してい
る。この方法は、表面誘起される励起と直角方向の収集
の特徴である分解能と感度との不足を伴う。ブレシニャ
ック（Brechignac）他（J. Chem Phys., 88, 3022-3027
(1988)）は、第２の分析計としての直線形低分解能ＴＯ
Ｆと共に、選択された質量のイオンの光解離を使用する
タンデムＴＯＦを記載している。
ンデム質量スペクトルを得るために、イオンの励起の前
に特定質量のイオンの選別を必要とする。クック(Cook)
他の（Int. J. Mass Spectrom Ion Proc. 77, 49-61 (1
987)）により記載されたタンデムＴＯＦは、表面誘起解
離の前のイオン選別と、選別された親イオンの進行方向
に直角な方向に沿う分裂イオンの収集とを採用してい
る。この方法は、表面誘起される励起と直角方向の収集
の特徴である分解能と感度との不足を伴う。ブレシニャ
ック（Brechignac）他（J. Chem Phys., 88, 3022-3027
(1988)）は、第２の分析計としての直線形低分解能ＴＯ
Ｆと共に、選択された質量のイオンの光解離を使用する
タンデムＴＯＦを記載している。
【０００３】従来技術の代表的なものは共通の質量の粒
子を機械的に選別し、異なる質量の粒子を捨てる機械を
使用することである。これは適切には、利用し得る試料
の一部分をイオン化し、磁気曲げ又は四重極装置のよう
な装置を通るイオン経路に、生じたイオンを発射するこ
とによってなされる。そのうよな選別装置を出た後、特
定経路上の全てのイオンは共通の質量と共通の運動エネ
ルギーを有し、そこで或る設定距離にわたる飛行時間を
測定することによって質量を決定することができる。つ
ぎに試料の残りの部分を用いて、第２回の実験を行い、
親イオンを解離させ、その電荷に応じて様々な子粒子の
運動エネルギーを変更するようにイオン経路に沿って電
界をかける。これらの子粒子を親イオンと比較した飛行
時間分析が親イオンの成分の識別を可能にする。試料の
完全な分析が要求される場合は、試料中に存在する全て
の質量について、同じ２回の組の実験を実施しなければ
ならない。
子を機械的に選別し、異なる質量の粒子を捨てる機械を
使用することである。これは適切には、利用し得る試料
の一部分をイオン化し、磁気曲げ又は四重極装置のよう
な装置を通るイオン経路に、生じたイオンを発射するこ
とによってなされる。そのうよな選別装置を出た後、特
定経路上の全てのイオンは共通の質量と共通の運動エネ
ルギーを有し、そこで或る設定距離にわたる飛行時間を
測定することによって質量を決定することができる。つ
ぎに試料の残りの部分を用いて、第２回の実験を行い、
親イオンを解離させ、その電荷に応じて様々な子粒子の
運動エネルギーを変更するようにイオン経路に沿って電
界をかける。これらの子粒子を親イオンと比較した飛行
時間分析が親イオンの成分の識別を可能にする。試料の
完全な分析が要求される場合は、試料中に存在する全て
の質量について、同じ２回の組の実験を実施しなければ
ならない。
【０００４】従って、一つの試料の完全な分析が要求さ
れる場合は、全過程は多くの時間と多量の試料を消費し
てしまう。限られた量の試料しか得られない場合、各実
験に使用する試料は、理想量よりも少ない量しか使用す
ることができないので、感度と結果の精度が低下してし
まう。
れる場合は、全過程は多くの時間と多量の試料を消費し
てしまう。限られた量の試料しか得られない場合、各実
験に使用する試料は、理想量よりも少ない量しか使用す
ることができないので、感度と結果の精度が低下してし
まう。
【０００５】複雑な生物学的試料のような大型分子を分
析する場合、特定の共通質量のイオンの選別に使用され
る最初のセルには、大きな電位が要求される。
析する場合、特定の共通質量のイオンの選別に使用され
る最初のセルには、大きな電位が要求される。
【０００６】本発明の目的は、イオンを相互に分離する
ことなく、１次質量スペクトル内にある各イオンのタン
デム質量スペクトルを同時に得る能力のあるタンデム質
量分析システムを与えることである。このシステムは更
に、或る用途において所望または必要に応じて、励起の
前に特定イオンを選別する能力を与える。
ことなく、１次質量スペクトル内にある各イオンのタン
デム質量スペクトルを同時に得る能力のあるタンデム質
量分析システムを与えることである。このシステムは更
に、或る用途において所望または必要に応じて、励起の
前に特定イオンを選別する能力を与える。
【０００７】広義には、本発明は、質量が異なる親イオ
ンを相互に分離することなく、各親イオンのタンデム質
量スペクトルを得る能力のあるタンデム質量分析システ
ムであって、イオン源と、粒子検出器と、前記イオン源
と粒子検出器との間にある独立した二つの飛行時間装置
と、前記二つの飛行時間装置の間にある制御イオン励起
装置と、前記粒子検出器に到達する粒子の飛行時間を測
定する測定手段とを備え、これらは全てが一つの共通な
イオン経路上にあり、イオン光学系が前記イオン源から
のイオン飛行を前記イオン経路内に位置させ、コンピュ
ータ制御装置が前記制御イオン励起装置とイオン光学系
とを制御しているタンデム質量分析システムを与える。
ンを相互に分離することなく、各親イオンのタンデム質
量スペクトルを得る能力のあるタンデム質量分析システ
ムであって、イオン源と、粒子検出器と、前記イオン源
と粒子検出器との間にある独立した二つの飛行時間装置
と、前記二つの飛行時間装置の間にある制御イオン励起
装置と、前記粒子検出器に到達する粒子の飛行時間を測
定する測定手段とを備え、これらは全てが一つの共通な
イオン経路上にあり、イオン光学系が前記イオン源から
のイオン飛行を前記イオン経路内に位置させ、コンピュ
ータ制御装置が前記制御イオン励起装置とイオン光学系
とを制御しているタンデム質量分析システムを与える。
【０００８】イオンを発生する装置は、電子衝撃、電界
イオン化、電界放出、化学イオン化、電子スプレー、イ
オン又は原子衝撃（高速原子衝撃）、レーザー放出又は
共振増強多重光子イオン化であることができる。イオン
の励起はガスとの衝突又はレーザー誘起光解離によるこ
とができる。
イオン化、電界放出、化学イオン化、電子スプレー、イ
オン又は原子衝撃（高速原子衝撃）、レーザー放出又は
共振増強多重光子イオン化であることができる。イオン
の励起はガスとの衝突又はレーザー誘起光解離によるこ
とができる。
【０００９】本発明の他の形態は、タンデム質量分析を
なす方法であり、試料をイオン化し、特定質量のイオン
を選別することなくイオン経路に沿って前記イオンを発
射し、そのイオン経路は、第１の飛行時間装置を通り、
次いで制御電位を選択的に加えることができる制御イオ
ン励起装置を通り、更に粒子検出器に達するように第２
の飛行時間装置を通る経路であり、前記粒子検出器にお
いて各検出粒子の飛行時間を測定すると同時に共に各親
イオンにつきタンデム質量スペクトルを得る方法を与え
る。
なす方法であり、試料をイオン化し、特定質量のイオン
を選別することなくイオン経路に沿って前記イオンを発
射し、そのイオン経路は、第１の飛行時間装置を通り、
次いで制御電位を選択的に加えることができる制御イオ
ン励起装置を通り、更に粒子検出器に達するように第２
の飛行時間装置を通る経路であり、前記粒子検出器にお
いて各検出粒子の飛行時間を測定すると同時に共に各親
イオンにつきタンデム質量スペクトルを得る方法を与え
る。
【００１０】望ましくは、励起装置の領域に加えられる
制御電界は、検出された質量スペクトルが、ゼロ電界で
得られた対応する親粒子のピークに相当するスペクトル
内の一点の近くに集った個々の子粒子に相当する区別可
能なピークを含むような強さにされる。
制御電界は、検出された質量スペクトルが、ゼロ電界で
得られた対応する親粒子のピークに相当するスペクトル
内の一点の近くに集った個々の子粒子に相当する区別可
能なピークを含むような強さにされる。
【００１１】以下の添付図面を参照した例示により、本
発明のタンデム質量分析システム（以下、TOF-TOFと称
する）の実施例を説明する。
発明のタンデム質量分析システム（以下、TOF-TOFと称
する）の実施例を説明する。
【００１２】最初に図１を参照すると、このTOF-TOF
は、イオン源１、転送光学系２、第１の飛行時間型質量
分析計３、適当な転送光学系をもつ励起領域４、第２の
飛行時間型質量分析計５及び粒子検出器６を含む、イオ
ン源は、確定された時間間隔内においてのみ、イオンが
形成されるように、パルス化することができる。代り
に、イオンを連続的に形成し、確定された時間間隔内だ
けTOF-MS3に入らせることもできる。後者の状況は、イ
オンを「バンチング(bunching)」し、または、イオンを
偏光することによって実現することができる。領域４に
おける励起なしにイオンをイオン源から検出器に転送
し、イオン源１から検出器６までのような経路の都合の
よい部分に沿って、異なるイオンについて飛行時間を測
定することにより、１次質量スペクトルが得られる。典
型的には、図３に示すように、各時間間隔において検出
器に衝突するイオンの数を計数することにより、質量ス
ペクトルを得る。タンデム質量スペクトルは、多くの異
なる方式で得ることができる。励起の前に特定のイオン
を選択するために、領域４の転送光学系の偏光板を用い
ることができる。励起により微細化が誘起され、その選
択されたイオンのタンデム質量スペクトルがTOF-MS5を
用いて測定される。タンデム質量スペクトルは励起過程
から生ずるイオンと中性粒子の両方を示す。中性粒子を
観察する能力は、このTOF-TOFの実施例を他のタンデム
質量分析計から区別する一つの特徴である。
は、イオン源１、転送光学系２、第１の飛行時間型質量
分析計３、適当な転送光学系をもつ励起領域４、第２の
飛行時間型質量分析計５及び粒子検出器６を含む、イオ
ン源は、確定された時間間隔内においてのみ、イオンが
形成されるように、パルス化することができる。代り
に、イオンを連続的に形成し、確定された時間間隔内だ
けTOF-MS3に入らせることもできる。後者の状況は、イ
オンを「バンチング(bunching)」し、または、イオンを
偏光することによって実現することができる。領域４に
おける励起なしにイオンをイオン源から検出器に転送
し、イオン源１から検出器６までのような経路の都合の
よい部分に沿って、異なるイオンについて飛行時間を測
定することにより、１次質量スペクトルが得られる。典
型的には、図３に示すように、各時間間隔において検出
器に衝突するイオンの数を計数することにより、質量ス
ペクトルを得る。タンデム質量スペクトルは、多くの異
なる方式で得ることができる。励起の前に特定のイオン
を選択するために、領域４の転送光学系の偏光板を用い
ることができる。励起により微細化が誘起され、その選
択されたイオンのタンデム質量スペクトルがTOF-MS5を
用いて測定される。タンデム質量スペクトルは励起過程
から生ずるイオンと中性粒子の両方を示す。中性粒子を
観察する能力は、このTOF-TOFの実施例を他のタンデム
質量分析計から区別する一つの特徴である。
【００１３】特定イオンのタンデム質量スペクトルは、
励起前に選定をなさずに、選ばれたイオンのみを励起し
て、測定することもできる。励起の瞬間に、選ばれたイ
オンのみが励起領域に存在するような方式、例えば励起
のためのレーザーパルスを用いてなすことができる。
励起前に選定をなさずに、選ばれたイオンのみを励起し
て、測定することもできる。励起の瞬間に、選ばれたイ
オンのみが励起領域に存在するような方式、例えば励起
のためのレーザーパルスを用いてなすことができる。
【００１４】さらに、一次質量スペクトル（すなわち元
の試料）における全イオンのタンデム質量スペクトル
が、全てのイオンを励起領域に入らせ、全てのイオンを
励起することによって、同時に得ることができる。図１
に図解されるように全体的に直線形のTOF-TOFの場合、
励起領域４は、タンデム質量スペクトルを測定する時、
TOF-MS3及び5の電位とは異なる電位に保たれる。もしも
TOF-MSがアースの電位にあり、励起領域が正の電位にあ
るならば、正電荷の親イオンから生じた正電荷の分裂イ
オンは、電荷が同様であるが質量は小さいので、TOF-MS
5を通る飛行時間が親イオンよりも短い。これらの条件
で、中性粒子は親イオンよりも飛行時間が長い。正電界
が中性の子粒子を加速しないからである。TOF-MFがアー
ス電位にあり、励起領域が負電位にあるならば、正電荷
親イオンから生じた正電荷子イオンのTOF-MS5を通る飛
行時間は親イオンよりも長い。この条件の下で、中性粒
子の飛行時間は親イオンよりも短い。一次スペクトル内
の全てのイオンが励起される場合に得られるタンデム質
量スペクトルは、全ての親イオンと、全ての親イオンか
ら生じた分裂イオンと、全ての親イオンから生じた全て
の中性粒子とを含む。各親イオンからの分裂粒子は、励
起領域の電位を変えた時の飛行時間の変化を考慮して区
別される。相互に関連するピークを混同しないように、
これらの変化は親の飛行時間のひろがりよりもずっと小
さく保たれることが望ましい。例えば電位を逆転させる
こともある。全ての分裂イオンの質量は、TOF-MF5を通
る飛行時間と励起領域の電位とから計算することができ
る。TOF-TOFは完全にコンピュータ制御され、質量計算
はコンピュータにより自動的に実行することができる。
の試料）における全イオンのタンデム質量スペクトル
が、全てのイオンを励起領域に入らせ、全てのイオンを
励起することによって、同時に得ることができる。図１
に図解されるように全体的に直線形のTOF-TOFの場合、
励起領域４は、タンデム質量スペクトルを測定する時、
TOF-MS3及び5の電位とは異なる電位に保たれる。もしも
TOF-MSがアースの電位にあり、励起領域が正の電位にあ
るならば、正電荷の親イオンから生じた正電荷の分裂イ
オンは、電荷が同様であるが質量は小さいので、TOF-MS
5を通る飛行時間が親イオンよりも短い。これらの条件
で、中性粒子は親イオンよりも飛行時間が長い。正電界
が中性の子粒子を加速しないからである。TOF-MFがアー
ス電位にあり、励起領域が負電位にあるならば、正電荷
親イオンから生じた正電荷子イオンのTOF-MS5を通る飛
行時間は親イオンよりも長い。この条件の下で、中性粒
子の飛行時間は親イオンよりも短い。一次スペクトル内
の全てのイオンが励起される場合に得られるタンデム質
量スペクトルは、全ての親イオンと、全ての親イオンか
ら生じた分裂イオンと、全ての親イオンから生じた全て
の中性粒子とを含む。各親イオンからの分裂粒子は、励
起領域の電位を変えた時の飛行時間の変化を考慮して区
別される。相互に関連するピークを混同しないように、
これらの変化は親の飛行時間のひろがりよりもずっと小
さく保たれることが望ましい。例えば電位を逆転させる
こともある。全ての分裂イオンの質量は、TOF-MF5を通
る飛行時間と励起領域の電位とから計算することができ
る。TOF-TOFは完全にコンピュータ制御され、質量計算
はコンピュータにより自動的に実行することができる。
【００１５】TOF-TOFは、反射静電ミラーTOF-MSと組合
わせた直線形TOF-MSから成ることができる。直線形TOF-
MSは静電ミラーTOF-MSの前又は後に置くことができる。
二個の反射静電ミラーを含むTOF-TOF（図２）も全直線
形TOF-TOFと同じ方式で使用することができる。反射静
電ミラーを用いる場合、ミラーのイオン光学特性に基づ
き、励起領域の電位を調整することが必要なことも、そ
うでないこともある。静電ミラーは、マニリン(Manyri
n)他(Sov. Phys. JETP 37, 45-48(1973))が記載した型
式、即ち或る程度のエネルギー補償と僅かな空間焦点不
整合を与えるもの、或いはハミルトン(Hamilton)他(Re
v, Sci Instrum.,61, 3104-3106(91910))が記載した型
式、即ち異なる質量のイオンが等しい速度を有していて
も質量対電荷比に関するイオンの全エネルギー補償を与
えるものとすることができる。検出器７は中性粒子を検
出する能力を与える。
わせた直線形TOF-MSから成ることができる。直線形TOF-
MSは静電ミラーTOF-MSの前又は後に置くことができる。
二個の反射静電ミラーを含むTOF-TOF（図２）も全直線
形TOF-TOFと同じ方式で使用することができる。反射静
電ミラーを用いる場合、ミラーのイオン光学特性に基づ
き、励起領域の電位を調整することが必要なことも、そ
うでないこともある。静電ミラーは、マニリン(Manyri
n)他(Sov. Phys. JETP 37, 45-48(1973))が記載した型
式、即ち或る程度のエネルギー補償と僅かな空間焦点不
整合を与えるもの、或いはハミルトン(Hamilton)他(Re
v, Sci Instrum.,61, 3104-3106(91910))が記載した型
式、即ち異なる質量のイオンが等しい速度を有していて
も質量対電荷比に関するイオンの全エネルギー補償を与
えるものとすることができる。検出器７は中性粒子を検
出する能力を与える。
【００１６】転送光学系２及び４の設計は、過度の一時
的なパルスの拡がりを防ぐことによって、TOF-MS3 及び
５の高分解能を維持することの必要性を考慮している。
的なパルスの拡がりを防ぐことによって、TOF-MS3 及び
５の高分解能を維持することの必要性を考慮している。
【００１７】このTOF-TOFは正または負のイオンのいず
れにも適用することができる。TOF-TOFは無限の質量領
域を与える。TOF-TOFは、１次質量スペクトルのみなら
ず、全てのタンデム質量スペクトルについても同時に、
イオンの平行収集を与える。TOF-TOFは、磁気セクター
器具及び配列を用い、又は、四重極を用いては達成する
ことができない能力を与える。TOF-TOFは、大分子の分
析、例えば、生物科学、生化学、生物学、医学、重合体
科学及び材料科学に特に応用性がある。TOF-TOFは混合
物の分析、例えば環境研究に得に応用性がある。TOF-TO
Fは、特に試料が限られた量しか得られない場合に、４
セクター及び配列又は３連四重極のような他のタンデム
質量分析システムによって達成し得るよりも高い感度を
与える。
れにも適用することができる。TOF-TOFは無限の質量領
域を与える。TOF-TOFは、１次質量スペクトルのみなら
ず、全てのタンデム質量スペクトルについても同時に、
イオンの平行収集を与える。TOF-TOFは、磁気セクター
器具及び配列を用い、又は、四重極を用いては達成する
ことができない能力を与える。TOF-TOFは、大分子の分
析、例えば、生物科学、生化学、生物学、医学、重合体
科学及び材料科学に特に応用性がある。TOF-TOFは混合
物の分析、例えば環境研究に得に応用性がある。TOF-TO
Fは、特に試料が限られた量しか得られない場合に、４
セクター及び配列又は３連四重極のような他のタンデム
質量分析システムによって達成し得るよりも高い感度を
与える。
【００１８】以下の特定例の説明は、本発明の更なる例
示である。単純モデルの化合物C SI に中性ゼノン原子
を5.3KeVのエネルギーで衝突させた。TOF-TOFは、直線
形TOF分析計３及び５、負または正の電位を与えて励起
領域を形成可能な衝突セル４、並びに粒子検出器として
作用するマイクロチャンネル・プレート６から構成され
ている。
示である。単純モデルの化合物C SI に中性ゼノン原子
を5.3KeVのエネルギーで衝突させた。TOF-TOFは、直線
形TOF分析計３及び５、負または正の電位を与えて励起
領域を形成可能な衝突セル４、並びに粒子検出器として
作用するマイクロチャンネル・プレート６から構成され
ている。
【００１９】図３は、励起領域４に衝突ガスが存在しな
いか、又は、電位が加えられていないときに、第２のTO
F-MS5の端にある検出器６を用いて測定される飛行時間
スペクトルを示す。Ｘ軸上のチャンネル番号は飛行時間
に関係し、イオンの質量対電荷比m/zを定義する。チャ
ンネル番号が大きいことは、時間が長く、m/zが高いこ
とを意味する。ピークは、各チャンネル番号に相当する
時間内に検出された粒子の数に関係する。三個の高いピ
ーク、記号A のC S2 +記号ＢのC S2 I+及び記号ＣのC S
3 I 2 +のものが観察される。
いか、又は、電位が加えられていないときに、第２のTO
F-MS5の端にある検出器６を用いて測定される飛行時間
スペクトルを示す。Ｘ軸上のチャンネル番号は飛行時間
に関係し、イオンの質量対電荷比m/zを定義する。チャ
ンネル番号が大きいことは、時間が長く、m/zが高いこ
とを意味する。ピークは、各チャンネル番号に相当する
時間内に検出された粒子の数に関係する。三個の高いピ
ーク、記号A のC S2 +記号ＢのC S2 I+及び記号ＣのC S
3 I 2 +のものが観察される。
【００２０】図４は、第２のTOF-MS5の端にある検出器
６によって得られる、いま一つのスペクトルを示す。こ
のスペクトルはイオンの伝達を50% 減ずるのに十分な圧
力におい、衝突セル４内に存在するアルゴンで得られ
た。また衝突セル４の電位は-450Vに置かれた。ここで
は各高ピークＡ、Ｂ及びＣに先行または後続の小ピーク
Ｘ１、Ｘ２（ＸはＡ、Ｂ、及びＣを表わす。）が伴う。
先行の小ピークＸ１はイオン衝突から生ずる様々な中性
粒子を表わし、後続の小ピークＸ２は同じ衝突が誘起し
た分解によって生じる分裂イオン、Ａ２−C S + 、Ｂ２
−C S +及びＣ２-CS2 I +を表わす。共に正電荷を有す
る親イオンと分裂イオンは、衝突セル４にかけられてい
る負電位よって、衝突セル４を離れて第２のTOF-MS5に
入る時、減速されたが、中性粒子の速度は影響されなか
った。分裂イオンは質量が小さいので、親イオンよりも
大きく減速される。
６によって得られる、いま一つのスペクトルを示す。こ
のスペクトルはイオンの伝達を50% 減ずるのに十分な圧
力におい、衝突セル４内に存在するアルゴンで得られ
た。また衝突セル４の電位は-450Vに置かれた。ここで
は各高ピークＡ、Ｂ及びＣに先行または後続の小ピーク
Ｘ１、Ｘ２（ＸはＡ、Ｂ、及びＣを表わす。）が伴う。
先行の小ピークＸ１はイオン衝突から生ずる様々な中性
粒子を表わし、後続の小ピークＸ２は同じ衝突が誘起し
た分解によって生じる分裂イオン、Ａ２−C S + 、Ｂ２
−C S +及びＣ２-CS2 I +を表わす。共に正電荷を有す
る親イオンと分裂イオンは、衝突セル４にかけられてい
る負電位よって、衝突セル４を離れて第２のTOF-MS5に
入る時、減速されたが、中性粒子の速度は影響されなか
った。分裂イオンは質量が小さいので、親イオンよりも
大きく減速される。
【００２１】この装置において、衝突誘起される分解の
前に三種の親イオンを分離することは不必要であり、他
の型式の装置で必要なよりも遥かに少量の試料から必要
なデータを集めることができることが明らかである。
前に三種の親イオンを分離することは不必要であり、他
の型式の装置で必要なよりも遥かに少量の試料から必要
なデータを集めることができることが明らかである。
【００２２】親イオン未知である場合、衝突セル４に異
なる電位を加えて、例えば、衝突セル４を+450Vの電位
におくことによって、装置の２回目の運転を行って、先
行及び後続の小ピークの逆転を生じさせる。測定的され
たスペクトルの数学的解析により、親／分裂イオン関係
を識別して、分裂イオンの質量を決定することができ
る。
なる電位を加えて、例えば、衝突セル４を+450Vの電位
におくことによって、装置の２回目の運転を行って、先
行及び後続の小ピークの逆転を生じさせる。測定的され
たスペクトルの数学的解析により、親／分裂イオン関係
を識別して、分裂イオンの質量を決定することができ
る。
【００２３】広く記載される本発明の要旨又は範囲を逸
脱することなく、上述の発明に数多くの変形及び変更を
加え得ることは、当業者の認識するところである。
脱することなく、上述の発明に数多くの変形及び変更を
加え得ることは、当業者の認識するところである。
【図１】直線形の飛行経路を使用するTOF-TOFの説明図
である。
である。
【図２】反射静電ミラーを使用するTOF-TOFの説明図で
ある。
ある。
【図３】本発明を使用して測定したスペクトルの図であ
る。
る。
【図４】励起領域に衝突ガスが存在し、衝突セルに電位
が加えられているとき、本発明を使用して測定した他の
スペクトルの図である。
が加えられているとき、本発明を使用して測定した他の
スペクトルの図である。
１ イオン源 ２ 転送光学系（イオン光学系） ３ 飛行時間装置（第１の飛行時間型質量分析計） ４ イオン励起装置（制御イオン励起装置） ５ 飛行時間装置（第２の飛行時間型質量分析計） ６ 粒子検出器
フロントページの続き (72)発明者 ピーター・ジェイ・デリック オーストラリア連邦、ニュー・サウス・ ウェールズ州ケンシントン、アンザッ ク・パレード 221、ユニサーチ・リミ テッド内 (72)発明者 ダニエル・アール・ジャーディン オーストラリア連邦、ニュー・サウス・ ウェールズ州ケンシントン、アンザッ ク・パレード 221、ユニサーチ・リミ テッド内 (56)参考文献 特開 昭61−82652（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 49/40
Claims (16)
- 【請求項１】 質量が異なる親イオンを相互に空間的に
分離することなく、各親イオンのタンデム質量スペクト
ルを得る能力のあるタンデム質量分析システムであっ
て、 イオン源と、 粒子検出器と、 前記イオン源と粒子検出器との間にある独立した二つの
飛行時間装置と、 前記二つの飛行時間装置の間にある制御イオン励起装置
と、 前記粒子検出器に到達する粒子の飛行時間を測定する測
定手段とを備え、これらは全てが一つの共通なイオン経
路上にあり、イオン光学系が前記イオン源からのイオン
飛行を前記イオン経路内に位置させ、コンピュータ制御
装置が前記制御イオン励起装置とイオン光学系とを制御
しているタンデム質量分析システム。 - 【請求項２】 前記制御イオン励起装置が、ガス充填衝
突セルである請求項１記載のタンデム質量分析システ
ム。 - 【請求項３】 前記制御イオン励起装置が、レーザー誘
起光解離装置である請求項１記載のタンデム質量分析シ
ステム。 - 【請求項４】 前記イオン源が、電子衝撃イオン化装置
である請求項１記載のタンデム質量分析システム。 - 【請求項５】 前記イオン源が、電界イオン化装置であ
る請求項１記載のタンデム質量分析システム。 - 【請求項６】 前記イオン源が、電界離脱イオン化装置
である請求項１記載のタンデム質量分析システム。 - 【請求項７】 前記イオン源が、化学イオン化装置であ
る請求項１記載のタンデム質量分析システム。 - 【請求項８】 前記イオン源が、エレクトロスプレーイ
オン化装置またはイオンスプレーイオン化装置である請
求項１記載のタンデム質量分析システム。 - 【請求項９】 前記イオン源が、粒子衝撃イオン化装置
である請求項１記載のタンデム質量分析システム。 - 【請求項１０】 前記イオン源が、レーザー離脱イオン
化装置である請求項１記載のタンデム質量分析システ
ム。 - 【請求項１１】 前記イオン源が、共鳴増強多光子イオ
ン化装置である請求項１記載のタンデム質量分析システ
ム。 - 【請求項１２】 前記飛行時間装置の少なくとも一つ
が、静電ミラー型飛行時間装置を含む請求項１記載のタ
ンデム質量分析システム。 - 【請求項１３】 タンデム質量分析をなす方法であり、 試料をイオン化し、特定質量のイオンを選別することな
くイオン経路に沿って前記イオンを発射し、そのイオン
経路は、第１の飛行時間装置を通り、次いで制御電位を
選択的に加えることができる制御イオン励起装置を通
り、更に粒子検出器に達するように第２の飛行時間装置
を通る経路であり、前記粒子検出器において各検出粒子
の飛行時間を測定すると同時に共に各親イオンにつきタ
ンデム質量スペクトルを得る方法。 - 【請求項１４】 実験が複数回なされ、その各回ごとに
異なる電位が前記イオン励起装置に印可される請求項１
３記載の方法。 - 【請求項１５】 前記選択される制御電位が、隣り合う
親イオンのタンデム質量スペクトルが重なり合うことな
く、それらを区別するのに充分なだけ、相当する親子の
粒子の飛行時間の測定値を離間させるように選択される
請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 前記制御イオン励起装置が、ガス充填
衝突セルである請求項１３記載の方法。
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