JP4778560B2 - 質量分析計 - Google Patents

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Description

本発明は、質量分析器（a mass analyser）およびイオンを質量分析する方法に関する。
比較的高い圧力に維持され得る質量分析計のイオン化領域から比較的低い圧力に維持される質量分析器にイオンを移送する必要がよくある。１個以上の無線周波数（ＲＦ）イオンガイドを使用してイオンをイオン化領域から質量分析器へ輸送することが公知である。ＲＦイオンガイドを約１０-3〜１ｍｂａｒの中間圧力で動作させることが公知である。
また、不均一なＡＣまたはＲＦ電界の存在下で荷電粒子またはイオンにかかる時間平均力は、電界がより弱い領域へ荷電粒子またはイオンを加速するようなものであることが公知である。電界における極小は、擬ポテンシャル谷または井戸と一般に称される。公知のＲＦイオンガイドは、擬ポテンシャル谷または井戸がＲＦイオンガイドの中心軸に沿って発生または生成されるように配置することによってこの現象を利用して、イオンがＲＦイオンガイド内にその中心から半径方向に閉じ込められるようにする。
公知のＲＦイオンガイドは、イオンを効率よく閉じ込めかつ１つの領域から別の領域へ輸送する手段として使用される。公知のＲＦイオンガイドの中心軸に沿ったポテンシャルプロフィールは、実質的に一定であり、その結果、公知のＲＦイオンガイドは、すべてのイオンを最小の遅延で、かつ異なるイオン種を区別することなく移送する。
改善された質量分析器を提供することが望まれる。
本発明の一局面によると、
複数の電極を含むイオンガイドと、
使用時に複数の軸方向時間平均（axial time averaged）または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸が前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部に沿って生成されるように、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加する手段と、
一動作モードにおいて、第１の範囲内に質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドを出射しつつ、第２の異なる範囲内に質量電荷比を有するイオンが前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸によって前記イオンガイド内に軸方向にトラップまたは閉じ込められるように、イオンを前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部に沿っておよび／または通って駆動または推進する手段と
を含む質量分析器が提供される。
なお、質量分析器は、イオンを、イオン移動度または電界強度に伴うイオン移動度の変化率などの他の特性ではなく、その質量電荷比にしたがって分離するデバイスである。
前記第１の範囲および／または前記第２の範囲は、（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、および（ｘｉ）＞１０００からなる群から選択される。
前記ＡＣまたはＲＦ電圧を複数の電極の少なくともいくつかに印加する手段は、好ましくは複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸が前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って生成されるように構成および適合される。
前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸は、好ましくは前記イオンガイドの中心長手方向軸の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って生成または提供される。
前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸は、好ましくは前記イオンガイドの中心長手方向軸から半径方向に少なくともｒ ｍｍだけ離れるように伸び、ここで、ｒは、（ｉ）＜１、（ｉｉ）１〜２、（ｉｉｉ）２〜３、（ｉｖ）３〜４、（ｖ）４〜５、（ｖｉ）５〜６、（ｖｉｉ）６〜７、（ｖｉｉｉ）７〜８、（ｉｘ）８〜９、（ｘ）９〜１０、および（ｘｉ）＞１０からなる群から選択される。上記好適な実施形態によると、前記軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸の振幅、高さまたは深さは、前記中心長手方向軸から半径方向に実質的に一定である。
上記好適な実施形態によると、質量電荷比が１〜１００、１００〜２００、２００〜３００、３００〜４００、４００〜５００、５００〜６００、６００〜７００、７００〜８００、８００〜９００または９００〜１０００の範囲にあるイオンに対して、前記軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁もしくは波形のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の振幅、高さまたは深さは、（ｉ）＜０．１Ｖ、（ｉｉ）０．１〜０．２Ｖ、（ｉｉｉ）０．２〜０．３Ｖ、（ｉｖ）０．３〜０．４Ｖ、（ｖ）０．４〜０．５Ｖ、（ｖｉ）０．５〜０．６Ｖ、（ｖｉｉ）０．６〜０．７Ｖ、（ｖｉｉｉ）０．７〜０．８Ｖ、（ｉｘ）０．８〜０．９Ｖ、（ｘ）０．９〜１．０Ｖ、（ｘｉ）１．０〜１．５Ｖ、（ｘｉｉ）１．５〜２．０Ｖ、（ｘｉｉｉ）２．０〜２．５Ｖ、（ｘｉｖ）２．５〜３．０Ｖ、（ｘｖ）３．０〜３．５Ｖ、（ｘｖｉ）３．５〜４．０Ｖ、（ｘｖｉｉ）４．０〜４．５Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）４．５〜５．０Ｖ、（ｘｉｘ）５．０〜５．５Ｖ、（ｘｘ）５．５〜６．０Ｖ、（ｘｘｉ）６．０〜６．５Ｖ、（ｘｘｉｉ）６．５〜７．０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）７．０〜７．５Ｖ、（ｘｘｉｖ）７．５〜８．０Ｖ、（ｘｘｖ）８．０〜８．５Ｖ、（ｘｘｖｉ）８．５〜９．０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）９．０〜９．５Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）９．５〜１０．０Ｖ、および（ｘｘｉｘ）＞１０．０Ｖからなる群から選択される。
一実施形態によると、使用時に、前記イオンガイドの軸方向長さに沿って、１ｃｍ当たり少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸が提供または生成される。
前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸は、好ましくは前記イオンガイドの軸方向長さに沿って極小を有し、前記極小は、前記複数の電極の軸方向位置に実質的に対応する。前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸は、好ましくは前記イオンガイドの軸方向長さに沿って極大を有し、前記極大は、隣り合う電極間の軸方向距離または間隔の実質的に５０％に好ましくは実質的に対応する軸方向位置に位置する。好ましくは、前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸は、特定の質量電荷比を有するイオンに対して実質的に同じ高さ、深さまたは振幅である極小および／または極大を有し、前記極小および／または極大は、前記複数の電極の軸方向変位または間隔と実質的に同じ周期を有する。上記好適な実施形態によると、１つの電極当たり１つの軸方向擬ポテンシャル井戸が好ましくは生成または形成される。好ましくはイオンガイドを形成する電極間の軸方向間隔と同じ周期を有する規則正しい周期的アレイの軸方向擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸が好ましくは形成される。
一実施形態によると、質量分析器のサイクル時間は、（ｉ）＜１ｍｓ、（ｉｉ）１〜１０ｍｓ、（ｉｉｉ）１０〜２０ｍｓ、（ｉｖ）２０〜３０ｍｓ、（ｖ）３０〜４０ｍｓ、（ｖｉ）４０〜５０ｍｓ、（ｖｉｉ）５０〜６０ｍｓ、（ｖｉｉｉ）６０〜７０ｍｓ、（ｉｘ）７０〜８０ｍｓ、（ｘ）８０〜９０ｍｓ、（ｘｉ）９０〜１００ｍｓ、（ｘｉｉ）１００〜２００ｍｓ、（ｘｉｉｉ）２００〜３００ｍｓ、（ｘｉｖ）３００〜４００ｍｓ、（ｘｖ）４００〜５００ｍｓ、（ｘｖｉ）５００〜６００ｍｓ、（ｘｖｉｉ）６００〜７００ｍｓ、（ｘｖｉｉｉ）７００〜８００ｍｓ、（ｘｉｘ）８００〜９００ｍｓ、（ｘｘ）９００〜１０００ｍｓ、（ｘｘｉ）１〜２ｓ、（ｘｘｉｉ）２〜３ｓ、（ｘｘｉｉｉ）３〜４ｓ、（ｘｘｉｖ）４〜５ｓ、および（ｘｘｖ）＞５ｓからなる群から選択され得る。
上記好適な実施形態によると、前記複数の電極は、好ましくは開口を有する電極を含み、使用時にイオンが前記開口を通って移送される。好ましくは、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、実質的に円形、長方形、正方形または楕円形の開口を有する。前記電極の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、好ましくは実質的に同じサイズまたは実質的に同じ面積を有する開口を有する。別の実施形態によると、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、前記イオンガイドの軸に沿う方向にサイズまたは面積が順次より大きくおよび／またはより小さくなる開口を有する。
前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、好ましくは（ｉ）≦１．０ｍｍ、（ｉｉ）≦２．０ｍｍ、（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ、（ｉｖ）≦４．０ｍｍ、（ｖ）≦５．０ｍｍ、（ｖｉ）≦６．０ｍｍ、（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ、（ｉｘ）≦９．０ｍｍ、（ｘ）≦１０．０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する開口を有する。
一実施形態によると、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、（ｉ）５ｍｍ以下、（ｉｉ）４．５ｍｍ以下、（ｉｉｉ）４ｍｍ以下、（ｉｖ）３．５ｍｍ以下、（ｖ）３ｍｍ以下、（ｖｉ）２．５ｍｍ以下、（ｖｉｉ）２ｍｍ以下、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍ以下、（ｉｘ）１ｍｍ以下、（ｘ）０．８ｍｍ以下、（ｘｉ）０．６ｍｍ以下、（ｘｉｉ）０．４ｍｍ以下、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍ以下、（ｘｉｖ）０．１ｍｍ以下、および（ｘｖ）０．２５ｍｍ以下からなる群から選択される軸方向距離だけ互いに離れている。
好ましくは、前記複数の電極のうちの少なくともいくつかは、開口を含み、隣り合う電極間の中心間軸方向間隔に対する前記開口の内径または寸法の比は、（ｉ）＜１．０、（ｉｉ）１．０〜１．２、（ｉｉｉ）１．２〜１．４、（ｉｖ）１．４〜１．６、（ｖ）１．６〜１．８、（ｖｉ）１．８〜２．０、（ｖｉｉ）２．０〜２．２、（ｖｉｉｉ）２．２〜２．４、（ｉｘ）２．４〜２．６、（ｘ）２．６〜２．８、（ｘｉ）２．８〜３．０、（ｘｉｉ）３．０〜３．２、（ｘｉｉｉ）３．２〜３．４、（ｘｉｖ）３．４〜３．６、（ｘｖ）３．６〜３．８、（ｘｖｉ）３．８〜４．０、（ｘｖｉｉ）４．０〜４．２、（ｘｖｉｉｉ）４．２〜４．４、（ｘｉｘ）４．４〜４．６、（ｘｘ）４．６〜４．８、（ｘｘｉ）４．８〜５．０、および（ｘｘｉｉ）＞５．０からなる群から選択される。
前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％は、好ましくは（ｉ）５ｍｍ以下、（ｉｉ）４．５ｍｍ以下、（ｉｉｉ）４ｍｍ以下、（ｉｖ）３．５ｍｍ以下、（ｖ）３ｍｍ以下、（ｖｉ）２．５ｍｍ以下、（ｖｉｉ）２ｍｍ以下、（ｖｉｉｉ）１．５ｍｍ以下、（ｉｘ）１ｍｍ以下、（ｘ）０．８ｍｍ以下、（ｘｉ）０．６ｍｍ以下、（ｘｉｉ）０．４ｍｍ以下、（ｘｉｉｉ）０．２ｍｍ以下、（ｘｉｖ）０．１ｍｍ以下、および（ｘｖ）０．２５ｍｍ以下からなる群から選択される厚さまたは軸方向長さを有する。
好ましさが劣る実施形態によると、前記イオンガイドは、セグメント化ロッドセットイオンガイドを含み得る。例えば、前記イオンガイドは、セグメント化四重極、六重極もしくは八重極イオンガイドまたは８個よりも多くのセグメント化ロッドセットを含むイオンガイドを含み得る。一実施形態によると、前記イオンガイドは、（ｉ）およそまたは実質的に円形な断面、（ｉｉ）およそまたは実質的に双曲な曲面、（ｉｉｉ）円弧形または一部円形な断面、（ｉｖ）およそまたは実質的に長方形な断面、および（ｖ）およそまたは実質的に正方形な断面からなる群から選択される断面を有する複数の電極を含み得る。
別の実施形態によると、前記イオンガイドは、複数のプレート電極を含み、複数のグループの電極が前記イオンガイドの軸方向長さに沿って配置され得る。各グループの電極は、好ましくは第１の電極および第２の電極を含み、前記第１および第２の電極は、好ましくは実質的に同じ平面に配置され、かつ好ましくは前記イオンガイドの中心長手方向軸のいずれか一方の側に配置される。質量分析器は、好ましくはイオンを前記イオンガイド内に第１の半径方向に閉じ込めるためにＤＣ電圧またはポテンシャルを前記第１および第２の電極に印加する手段を含む。
各グループの電極は、好ましくは第３の電極および第４の電極をさらに含み、前記第３および第４の電極は、好ましくは前記第１および第２の電極と実質的に同じ平面に配置され、かつ好ましくは前記第１および第２の電極に対して異なる向きに前記イオンガイドの中心長手方向軸のいずれか一方の側に配置される。前記ＡＣまたはＲＦ電圧を印加する手段は、好ましくはイオンを前記イオンガイド内に第２の半径方向に閉じ込めるために前記ＡＣまたはＲＦ電圧を前記第３および第４の電極に印加するように構成される。この実施形態によると、イオンは、好ましくはＤＣまたは静電電界によって第１の半径方向に閉じ込められ、かつそのイオンは好ましくは時間変化または不均一ＡＣまたはＲＦ電界によって第２の半径方向に閉じ込められる。第２の半径方向は、好ましくは第１の半径方向に対して実質的に直交する。
上記好適な実施形態によると、前記ＡＣまたはＲＦ電圧を印加する手段は、好ましくは前記ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に印加するように構成される。軸方向に隣り合う電極には、好ましくは前記ＡＣまたはＲＦ電圧の互いに反対の位相が供給される。
前記ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有する。前記ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有する。
前記イオンガイドは、ｎ個の軸方向セグメントを含み得る。ここで、ｎは、（ｉ）１〜１０、（ｉｉ）１１〜２０、（ｉｉｉ）２１〜３０、（ｉｖ）３１〜４０、（ｖ）４１〜５０、（ｖｉ）５１〜６０、（ｖｉｉ）６１〜７０、（ｖｉｉｉ）７１〜８０、（ｉｘ）８１〜９０、（ｘ）９１〜１００、および（ｘｉ）＞１００からなる群から選択される。各軸方向セグメントは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または＞２０個の電極を含み得る。前記軸方向セグメントの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の軸方向長さは、好ましくは（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。前記軸方向セグメントの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％間の間隔は、好ましくは（ｉ）＜１ｍｍ、（ｉｉ）１〜２ｍｍ、（ｉｉｉ）２〜３ｍｍ、（ｉｖ）３〜４ｍｍ、（ｖ）４〜５ｍｍ、（ｖｉ）５〜６ｍｍ、（ｖｉｉ）６〜７ｍｍ、（ｖｉｉｉ）７〜８ｍｍ、（ｉｘ）８〜９ｍｍ、（ｘ）９〜１０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０ｍｍからなる群から選択される。
前記イオンガイドは、好ましくは（ｉ）＜２０ｍｍ、（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ、（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ、（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ、（ｖ）８０〜１００ｍｍ、（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ、（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ、（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ、（ｘ）１８０〜２００ｍｍ、および（ｘｉ）＞２００ｍｍからなる群から選択される長さを有する。前記イオンガイドは、好ましくは少なくとも（ｉ）１０〜２０個の電極、（ｉｉ）２０〜３０個の電極、（ｉｉｉ）３０〜４０個の電極、（ｉｖ）４０〜５０個の電極、（ｖ）５０〜６０個の電極、（ｖｉ）６０〜７０個の電極、（ｖｉｉ）７０〜８０個の電極、（ｖｉｉｉ）８０〜９０個の電極、（ｉｘ）９０〜１００個の電極、（ｘ）１００〜１１０個の電極、（ｘｉ）１１０〜１２０個の電極、（ｘｉｉ）１２０〜１３０個の電極、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０個の電極、（ｘｉｖ）１４０〜１５０個の電極、または（ｘｖ）＞１５０個の電極を含む。
一実施形態によると、前記イオンを前記イオンガイドの長さに沿って駆動または推進する手段は、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に印加する手段を含む。前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形は、好ましくは（ｉ）１つのポテンシャル山または障壁、（ｉｉ）１つのポテンシャル井戸、（ｉｉｉ）複数のポテンシャル山または障壁、（ｉｖ）複数のポテンシャル井戸、（ｖ）１つのポテンシャル山または障壁および１つのポテンシャル井戸の組み合わせ、あるいは（ｖｉ）複数のポテンシャル山または障壁および複数のポテンシャル井戸の組み合わせを生成する。一実施形態によると、前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧またはポテンシャル波形は、好ましくは反復波形または方形波を含む。生成される軸方向ポテンシャル井戸、障壁または山は、好ましくは擬ポテンシャル井戸とは異なり、軸方向実ポテンシャル井戸、障壁または山である。
好ましくは、複数の軸方向実ＤＣポテンシャル井戸が使用時に前記イオンガイドの長さに沿って平行移動されるか、または好ましくは、複数の過渡ＤＣポテンシャルまたは電圧が前記イオンガイドの軸方向長さに沿って電極に順次印加される。
上記好適な実施形態によると、質量分析器は、好ましくは前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さを順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された第１の手段を含む。前記第１の手段は、好ましくは前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さを期間ｔ1にわたってｘ1ボルトだけ順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合される。好ましくは、ｘ1は、（ｉ）＜０．１Ｖ、（ｉｉ）０．１〜０．２Ｖ、（ｉｉｉ）０．２〜０．３Ｖ、（ｉｖ）０．３〜０．４Ｖ、（ｖ）０．４〜０．５Ｖ、（ｖｉ）０．５〜０．６Ｖ、（ｖｉｉ）０．６〜０．７Ｖ、（ｖｉｉｉ）０．７〜０．８Ｖ、（ｉｘ）０．８〜０．９Ｖ、（ｘ）０．９〜１．０Ｖ、（ｘｉ）１．０〜１．５Ｖ、（ｘｉｉ）１．５〜２．０Ｖ、（ｘｉｉｉ）２．０〜２．５Ｖ、（ｘｉｖ）２．５〜３．０Ｖ、（ｘｖ）３．０〜３．５Ｖ、（ｘｖｉ）３．５〜４．０Ｖ、（ｘｖｉｉ）４．０〜４．５Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）４．５〜５．０Ｖ、（ｘｉｘ）５．０〜５．５Ｖ、（ｘｘ）５．５〜６．０Ｖ、（ｘｘｉ）６．０〜６．５Ｖ、（ｘｘｉｉ）６．５〜７．０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）７．０〜７．５Ｖ、（ｘｘｉｖ）７．５〜８．０Ｖ、（ｘｘｖ）８．０〜８．５Ｖ、（ｘｘｖｉ）８．５〜９．０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）９．０〜９．５Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）９．５〜１０．０Ｖ、および（ｘｘｉｘ）＞１０．０Ｖからなる群から選択される。好ましくは、ｔ1は、（ｉ）＜１ｍｓ、（ｉｉ）１〜１０ｍｓ、（ｉｉｉ）１０〜２０ｍｓ、（ｉｖ）２０〜３０ｍｓ、（ｖ）３０〜４０ｍｓ、（ｖｉ）４０〜５０ｍｓ、（ｖｉｉ）５０〜６０ｍｓ、（ｖｉｉｉ）６０〜７０ｍｓ、（ｉｘ）７０〜８０ｍｓ、（ｘ）８０〜９０ｍｓ、（ｘｉ）９０〜１００ｍｓ、（ｘｉｉ）１００〜２００ｍｓ、（ｘｉｉｉ）２００〜３００ｍｓ、（ｘｉｖ）３００〜４００ｍｓ、（ｘｖ）４００〜５００ｍｓ、（ｘｖｉ）５００〜６００ｍｓ、（ｘｖｉｉ）６００〜７００ｍｓ、（ｘｖｉｉｉ）７００〜８００ｍｓ、（ｘｉｘ）８００〜９００ｍｓ、（ｘｘ）９００〜１０００ｍｓ、（ｘｘｉ）１〜２ｓ、（ｘｘｉｉ）２〜３ｓ、（ｘｘｉｉｉ）３〜４ｓ、（ｘｘｉｖ）４〜５ｓ、および（ｘｘｖ）＞５ｓからなる群から選択される。
一実施形態によると、質量分析器は、前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形が前記電極に印加される速度または率を順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された第２の手段を含み得る。前記第２の手段は、好ましくは前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形が前記電極に印加される速度または率を期間ｔ2にわたってｘ2ｍ／ｓだけ順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合される。好ましくは、ｘ2は、（ｉ）＜１、（ｉｉ）１〜２、（ｉｉｉ）２〜３、（ｉｖ）３〜４、（ｖ）４〜５、（ｖｉ）５〜６、（ｖｉｉ）６〜７、（ｖｉｉｉ）７〜８、（ｉｘ）８〜９、（ｘ）９〜１０、（ｘｉ）１０〜１１、（ｘｉｉ）１１〜１２、（ｘｉｉｉ）１２〜１３、（ｘｉｖ）１３〜１４、（ｘｖ）１４〜１５、（ｘｖｉ）１５〜１６、（ｘｖｉｉ）１６〜１７、（ｘｖｉｉｉ）１７〜１８、（ｘｉｘ）１８〜１９、（ｘｘ）１９〜２０、（ｘｘｉ）２０〜３０、（ｘｘｉｉ）３０〜４０、（ｘｘｉｉｉ）４０〜５０、（ｘｘｉｖ）５０〜６０、（ｘｘｖ）６０〜７０、（ｘｘｖｉ）７０〜８０、（ｘｘｖｉｉ）８０〜９０、（ｘｘｖｉｉｉ）９０〜１００、（ｘｘｉｘ）１００〜１５０、（ｘｘｘ）１５０〜２００、（ｘｘｘｉ）２００〜２５０、（ｘｘｘｉｉ）２５０〜３００、（ｘｘｘｉｉｉ）３００〜３５０、（ｘｘｘｉｖ）３５０〜４００、（ｘｘｘｖ）４００〜４５０、（ｘｘｘｖｉ）４５０〜５００、および（ｘｘｘｖｉｉ）＞５００からなる群から選択される。好ましくは、ｔ2は、（ｉ）＜１ｍｓ、（ｉｉ）１〜１０ｍｓ、（ｉｉｉ）１０〜２０ｍｓ、（ｉｖ）２０〜３０ｍｓ、（ｖ）３０〜４０ｍｓ、（ｖｉ）４０〜５０ｍｓ、（ｖｉｉ）５０〜６０ｍｓ、（ｖｉｉｉ）６０〜７０ｍｓ、（ｉｘ）７０〜８０ｍｓ、（ｘ）８０〜９０ｍｓ、（ｘｉ）９０〜１００ｍｓ、（ｘｉｉ）１００〜２００ｍｓ、（ｘｉｉｉ）２００〜３００ｍｓ、（ｘｉｖ）３００〜４００ｍｓ、（ｘｖ）４００〜５００ｍｓ、（ｘｖｉ）５００〜６００ｍｓ、（ｘｖｉｉ）６００〜７００ｍｓ、（ｘｖｉｉｉ）７００〜８００ｍｓ、（ｘｉｘ）８００〜９００ｍｓ、（ｘｘ）９００〜１０００ｍｓ、（ｘｘｉ）１〜２ｓ、（ｘｘｉｉ）２〜３ｓ、（ｘｘｉｉｉ）３〜４ｓ、（ｘｘｉｖ）４〜５ｓ、および（ｘｘｖ）＞５ｓからなる群から選択される。
好ましさが劣る実施形態によると、質量分析器は、前記電極に印加される前記ＡＣまたはＲＦ電圧の振幅を順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された第３の手段を含み得る。前記第３の手段は、好ましくは前記ＡＣまたはＲＦ電圧の振幅を期間ｔ3にわたってｘ3ボルトだけ順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合される。好ましくは、ｘ3は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク、（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク、（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク、（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク、（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク、（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク、（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク、（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク、（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク、および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される。好ましくは、ｔ3は、（ｉ）＜１ｍｓ、（ｉｉ）１〜１０ｍｓ、（ｉｉｉ）１０〜２０ｍｓ、（ｉｖ）２０〜３０ｍｓ、（ｖ）３０〜４０ｍｓ、（ｖｉ）４０〜５０ｍｓ、（ｖｉｉ）５０〜６０ｍｓ、（ｖｉｉｉ）６０〜７０ｍｓ、（ｉｘ）７０〜８０ｍｓ、（ｘ）８０〜９０ｍｓ、（ｘｉ）９０〜１００ｍｓ、（ｘｉｉ）１００〜２００ｍｓ、（ｘｉｉｉ）２００〜３００ｍｓ、（ｘｉｖ）３００〜４００ｍｓ、（ｘｖ）４００〜５００ｍｓ、（ｘｖｉ）５００〜６００ｍｓ、（ｘｖｉｉ）６００〜７００ｍｓ、（ｘｖｉｉｉ）７００〜８００ｍｓ、（ｘｉｘ）８００〜９００ｍｓ、（ｘｘ）９００〜１０００ｍｓ、（ｘｘｉ）１〜２ｓ、（ｘｘｉｉ）２〜３ｓ、（ｘｘｉｉｉ）３〜４ｓ、（ｘｘｉｖ）４〜５ｓ、および（ｘｘｖ）＞５ｓからなる群から選択される。
一実施形態によると、質量分析器は、前記電極に印加される前記ＲＦまたはＡＣ電圧の周波数を順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された第４の手段を含み得る。前記第４の手段は、好ましくは前記電極に印加される前記ＲＦまたはＡＣ電圧の周波数を期間ｔ4にわたってｘ4ＭＨｚだけ順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合される。好ましくは、ｘ4は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される。好ましくは、ｔ4は、（ｉ）＜１ｍｓ、（ｉｉ）１〜１０ｍｓ、（ｉｉｉ）１０〜２０ｍｓ、（ｉｖ）２０〜３０ｍｓ、（ｖ）３０〜４０ｍｓ、（ｖｉ）４０〜５０ｍｓ、（ｖｉｉ）５０〜６０ｍｓ、（ｖｉｉｉ）６０〜７０ｍｓ、（ｉｘ）７０〜８０ｍｓ、（ｘ）８０〜９０ｍｓ、（ｘｉ）９０〜１００ｍｓ、（ｘｉｉ）１００〜２００ｍｓ、（ｘｉｉｉ）２００〜３００ｍｓ、（ｘｉｖ）３００〜４００ｍｓ、（ｘｖ）４００〜５００ｍｓ、（ｘｖｉ）５００〜６００ｍｓ、（ｘｖｉｉ）６００〜７００ｍｓ、（ｘｖｉｉｉ）７００〜８００ｍｓ、（ｘｉｘ）８００〜９００ｍｓ、（ｘｘ）９００〜１０００ｍｓ、（ｘｘｉ）１〜２ｓ、（ｘｘｉｉ）２〜３ｓ、（ｘｘｉｉｉ）３〜４ｓ、（ｘｘｉｖ）４〜５ｓ、および（ｘｘｖ）＞５ｓからなる群から選択される。
一実施形態によると、前記イオンガイドの前記電極のうちの少なくともいくつかに印加されるＤＣ電圧またはポテンシャルの振幅を順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合され、かつイオンを前記イオンガイド内に半径方向に閉じ込めるように作用する第５の手段が提供され得る。前記第５の手段は、好ましくは前記少なくともいくつかの電極に印加される前記ＤＣ電圧またはポテンシャルの振幅を期間ｔ5にわたってｘ5ボルトだけ順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合される。好ましくは、ｘ5は、（ｉ）＜０．１Ｖ、（ｉｉ）０．１〜０．２Ｖ、（ｉｉｉ）０．２〜０．３Ｖ、（ｉｖ）０．３〜０．４Ｖ、（ｖ）０．４〜０．５Ｖ、（ｖｉ）０．５〜０．６Ｖ、（ｖｉｉ）０．６〜０．７Ｖ、（ｖｉｉｉ）０．７〜０．８Ｖ、（ｉｘ）０．８〜０．９Ｖ、（ｘ）０．９〜１．０Ｖ、（ｘｉ）１．０〜１．５Ｖ、（ｘｉｉ）１．５〜２．０Ｖ、（ｘｉｉｉ）２．０〜２．５Ｖ、（ｘｉｖ）２．５〜３．０Ｖ、（ｘｖ）３．０〜３．５Ｖ、（ｘｖｉ）３．５〜４．０Ｖ、（ｘｖｉｉ）４．０〜４．５Ｖ、（ｘｖｉｉｉ）４．５〜５．０Ｖ、（ｘｉｘ）５．０〜５．５Ｖ、（ｘｘ）５．５〜６．０Ｖ、（ｘｘｉ）６．０〜６．５Ｖ、（ｘｘｉｉ）６．５〜７．０Ｖ、（ｘｘｉｉｉ）７．０〜７．５Ｖ、（ｘｘｉｖ）７．５〜８．０Ｖ、（ｘｘｖ）８．０〜８．５Ｖ、（ｘｘｖｉ）８．５〜９．０Ｖ、（ｘｘｖｉｉ）９．０〜９．５Ｖ、（ｘｘｖｉｉｉ）９．５〜１０．０Ｖ、および（ｘｘｉｘ）＞１０．０Ｖからなる群から選択される。好ましくは、ｔ5は、（ｉ）＜１ｍｓ、（ｉｉ）１〜１０ｍｓ、（ｉｉｉ）１０〜２０ｍｓ、（ｉｖ）２０〜３０ｍｓ、（ｖ）３０〜４０ｍｓ、（ｖｉ）４０〜５０ｍｓ、（ｖｉｉ）５０〜６０ｍｓ、（ｖｉｉｉ）６０〜７０ｍｓ、（ｉｘ）７０〜８０ｍｓ、（ｘ）８０〜９０ｍｓ、（ｘｉ）９０〜１００ｍｓ、（ｘｉｉ）１００〜２００ｍｓ、（ｘｉｉｉ）２００〜３００ｍｓ、（ｘｉｖ）３００〜４００ｍｓ、（ｘｖ）４００〜５００ｍｓ、（ｘｖｉ）５００〜６００ｍｓ、（ｘｖｉｉ）６００〜７００ｍｓ、（ｘｖｉｉｉ）７００〜８００ｍｓ、（ｘｉｘ）８００〜９００ｍｓ、（ｘｘ）９００〜１０００ｍｓ、（ｘｘｉ）１〜２ｓ、（ｘｘｉｉ）２〜３ｓ、（ｘｘｉｉｉ）３〜４ｓ、（ｘｘｉｖ）４〜５ｓ、および（ｘｘｖ）＞５ｓからなる群から選択される。
一実施形態によると、一動作モードにおいて、前記イオンガイドを（ｉ）＜１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｉ）＜１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＜１．０×１０-3ｍｂａｒ、および（ｉｖ）＜１．０×１０-4ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持する手段を含み得る。質量分析器は、好ましくは一動作モードにおいて、前記イオンガイドを（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１０ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ、（ｉｘ）１０-4〜１０-3ｍｂａｒ、（ｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ、および（ｘｉ）１０-2〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持する手段を含む。
好ましさが劣る実施形態によると、質量分析器は、前記イオンガイドを通るガスフローを順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された手段を含み得る。
好ましくは、一動作モードにおいて、イオンが実質的に質量電荷比の逆順で前記質量分析器から出射するように構成される。イオンは、好ましくは前記イオンガイド内にトラップされるが、好ましくは実質的にフラグメンテーションされないように構成される。質量分析器は、好ましくは前記イオンガイド内のイオンを衝突により冷却するか、または実質的に熱化する手段をさらに含む。
好ましさが劣る実施形態によると、質量分析器は、さらなる動作モードにおいて、前記イオンガイド内のイオンを実質的にフラグメンテーションする手段をさらに含み得る。
質量分析器は、好ましくは前記イオンガイドの入口および／または出口に配置された１つ以上の電極を含み、一動作モードにおいて、イオンが好ましくはパルス化されて前記イオンガイドへ入力および／またはそこから出力される。
本発明の一局面によると、上記のような質量分析器を含む質量分析計が提供される。
質量分析計は、好ましくは（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、および（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源からなる群から選択されるイオン源をさらに含む。イオン源は、連続またはパルス化イオン源を含み得る。
好ましくは、１つ以上の質量フィルタが前記質量分析器の上流および／または下流に配置され得る。前記１つ以上の質量フィルタは、好ましくは（ｉ）四重極ロッドセット質量フィルタ、（ｉｉ）飛行時間質量フィルタまたは質量分析器、（ｉｉｉ）ウィーンフィルタ、および（ｉｖ）扇形磁場質量フィルタまたは質量分析器からなる群から選択される。
好ましくは、１つ以上の第２のイオンガイドまたはイオントラップが前記質量分析器の上流および／または下流に配置され得る。前記１つ以上の第２のイオンガイドまたはイオントラップは、好ましくは、
（ｉ）四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセットまたは８個より多くのロッドを含むロッドセットを含む多極ロッドセットまたはセグメント化多極ロッドセットイオンガイドもしくはイオントラップ、
（ｉｉ）開口を有する複数の電極または少なくとも２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０もしくは１００個の電極を含むイオントンネルまたはイオンファネルイオンガイドまたはイオントラップであって、使用時にイオンは、前記開口を通って移送され、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、実質的に同じサイズまたは面積の開口を有するか、またはサイズまたは面積が順次より大きくおよび／またはより小さくなる開口を有する、イオントンネルまたはイオンファネルイオンガイドまたはイオントラップ、
（ｉｉｉ）平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイであって、前記平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、複数のまたは少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９もしくは２０個の平面、プレートまたはメッシュ電極を含むか、または少なくとも前記平面、プレートまたはメッシュ電極のうちの５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、使用時にイオンが走行する概して平面に配置される、平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイ、および請求項７５に記載の質量分析計であって、前記１つ以上の第２のイオンガイドまたはイオントラップは、
（ｉ）四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセットまたは８個より多くのロッドを含むロッドセットを含む多極ロッドセットまたはセグメント化多極ロッドセットイオンガイドもしくはイオントラップ、
（ｉｉ）開口を有する複数の電極または少なくとも２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０もしくは１００個の電極を含むイオントンネルまたはイオンファネルイオンガイドまたはイオントラップであって、使用時にイオンは、前記開口を通って移送され、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、実質的に同じサイズまたは面積の開口を有するか、またはサイズまたは面積が順次より大きくおよび／またはより小さくなる開口を有する、イオントンネルまたはイオンファネルイオンガイドまたはイオントラップ、
（ｉｉｉ）平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイであって、前記平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、複数のまたは少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９もしくは２０個の平面、プレートまたはメッシュ電極を含むか、または少なくとも前記平面、プレートまたはメッシュ電極のうちの１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、使用時にイオンが走行する概して平面に配置される、平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイ、からなる群から選択される、および
（ｉｖ）イオントラップまたはイオンガイドの長さに沿って軸方向に配置される複数のグループの電極を含むイオントラップまたはイオンガイドであって、各グループの電極は、（ａ）第１および第２の電極ならびにイオンを前記イオンガイド内に第１の半径方向に閉じ込めるためにＤＣ電圧またはポテンシャルを前記第１および第２の電極に印加する手段、および（ｂ）第３および第４の電極ならびにイオンを前記イオンガイド内に第２の半径方向に閉じ込めるためにＡＣまたはＲＦ電圧を前記第３および第４の電極に印加する手段を含む、イオントラップまたはイオンガイド
からなる群から選択される。
上記好適な実施形態によると、前記第２のイオンガイドまたはイオントラップは、好ましくはイオントンネルまたはイオンファネルイオンガイドまたはイオントラップを含み、前記電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ、（ｉｉ）≦２．０ｍｍ、（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ、（ｉｖ）≦４．０ｍｍ、（ｖ）≦５．０ｍｍ、（ｖｉ）≦６．０ｍｍ、（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ、（ｉｘ）≦９．０ｍｍ、（ｘ）≦１０．０ｍｍ、および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または寸法を有する。
上記好適な実施形態によると、前記第２のイオンガイドまたはイオントラップは、好ましくはイオンを前記第２のイオンガイドまたはイオントラップ内に半径方向に閉じ込めるためにＡＣまたはＲＦ電圧を前記第２のイオンガイドまたはイオントラップの前記複数の電極のうちの少なくとも１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％に印加するように構成および適合された第２のＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む。
前記第２のイオンガイドまたはイオントラップは、好ましくはイオンのビームまたはグループを前記質量分析器から受け取り、前記イオンのビームまたはグループを変換または分割して、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０個の別々のパケットのイオンが任意の特定の時間に前記第２のイオンガイドまたはイオントラップ内に閉じ込められおよび／または隔離されるようにし、各パケットのイオンは、好ましくは前記第２のイオンガイドまたはイオントラップ内に形成される別々の軸方向ポテンシャル井戸内に別々に閉じ込められおよび／または隔離されるように構成および適合される。
一実施形態によると、質量分析計は、好ましくは、一動作モードにおいて、少なくともいくつかのイオンを前記第２のイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％を通るか、またはそれに沿って上流および／または下流へ駆動するように構成および適合される手段をさらに含む。
質量分析計は、好ましくは少なくともいくつかのイオンを前記第２のイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％に沿って下流および／または上流へ駆動するために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を前記第２のイオンガイドまたはイオントラップを形成する前記電極に印加するように構成および適合された過渡ＤＣ電圧手段をさらに含む。
別の実施形態によると、質量分析計は、少なくともいくつかのイオンを前記第２のイオンガイドまたはイオントラップの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または１００％に沿って下流および／または上流へ駆動するために、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を前記第２のイオンガイドまたはイオントラップを形成する電極に印加するように構成および適合されたＡＣまたはＲＦ電圧手段を含み得る。
質量分析計は、好ましくは前記第２のイオンガイドまたはイオントラップの少なくとも一部を（ｉ）＞０．０００１ｍｂａｒ、（ｉｉ）＞０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）＞０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ、（ｖ）＞１ｍｂａｒ、（ｖｉ）＞１０ｍｂａｒ、（ｖｉｉ）＞１ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）０．０００１〜１００ｍｂａｒ、および（ｉｘ）０．００１〜１０ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合された手段を含む。
一実施形態によると、質量分析計は、イオンを衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってフラグメンテーションするように構成および適合された衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスをさらに含み得る。好ましさが劣る実施形態によると、質量分析計は、（ｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）赤外線放射誘起解離デバイス、（ｖｉｉｉ）紫外線放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−メタステーブルイオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−メタステーブル分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−メタステーブル原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−メタステーブルイオン反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−メタステーブル分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−メタステーブル原子反応デバイスからなる群から選択される前記衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスを含み得る。
質量分析計は、好ましくは前記質量分析器のサイクル時間の間またはそれにわたって前記質量分析器と前記衝突、フラグメンテーションまたは反応セルとの間のポテンシャル差を順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された手段を含む。
好適な実施形態によると、質量分析計は、前記好適な質量分析器の下流に配置されたさらなる質量分析器を含み得る。前記さらなる質量分析器は、好ましくは（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｉｉ）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（ｉｖ）直交加速飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（ｖ）軸方向加速飛行時間質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析計、（ｖｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｖｉｉｉ）２Ｄまたは直線四重極質量分析器、（ｉｘ）ペニングトラップ質量分析器、（ｘ）イオントラップ質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換オービトラップ、（ｘｉｉ）静電イオンサイクロトロン共鳴質量分析計、（ｘｉｉｉ）静電フーリエ変換質量分析計、および（ｘｉｖ）四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器からなる群から選択される。
上記好適な実施形態によると、質量分析計は、好ましくは前記さらなる分析器の質量電荷比移送ウィンドウを前記質量分析器のサイクル時間の間またはそれにわたって前記質量分析器の動作に同期して順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された手段をさらに含む。
本発明の別の局面によると、
複数の電極を含むイオンガイドを準備するステップと、
使用時に複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸が前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部に沿って生成されるように、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するステップと、
一動作モードにおいて、第１の範囲内に質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドを出射しつつ、第２の異なる範囲内に質量電荷比を有するイオンが前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸によって前記イオンガイド内に軸方向にトラップまたは閉じ込められるように、イオンを前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部に沿っておよび／または通って駆動または推進するステップと
を含む、イオンを質量分析する方法が提供される。
上記好適な実施形態は、イオンガイドを含む質量分析器に関する。ここで、イオンは、それらの質量電荷比にしたがって分離される。これは、イオンをそれらの質量電荷比にしたがって分離することなくイオンを移送するように構成される公知のイオンガイドとは対照的である。好適な質量分析器の特に有利な特徴は、好適な質量分析器が従来の質量分析器よりもはるかに高い圧力で動作され得ることである。
好適な実施形態によると、質量分析器は、スタックリングまたはイオントンネルイオンガイドを含む。スタックリングまたはイオントンネルイオンガイドは、好ましくは開口を有する複数の電極を含む。使用時にイオンがこの開口を通って移送される。ＡＣまたはＲＦ電圧が好ましくはイオンガイドの電極に印加され、イオンがイオンガイド内に半径方向に閉じ込められる。しかし、イオンをイオンガイド内に半径方向に閉じ込めることに加えて、印加されるＡＣまたはＲＦ電圧によって、好ましくはまた、複数の軸方向擬ポテンシャル波形または軸方向擬ポテンシャル山もしくは井戸が質量分析器の軸方向長さに沿って提供または生成される。軸方向擬ポテンシャル波形または軸方向擬ポテンシャル山は、好ましくは質量分析器の軸に沿って擬ポテンシャルの極小および極大が交番する形態をとる。擬ポテンシャルの極小および極大は、好ましくは電極の軸方向間隔と同じ周期を有する。擬ポテンシャルの極小および極大の相対的な振幅は、好ましくは隣り合うリング電極間の軸方向間隔に対するリング電極の開口のサイズの比に依存する。この比は、好ましくは、比較的大きな振幅、高さまたは深さを有する軸方向擬ポテンシャル波形が生成されることを確実にしつつ、イオンが半径方向に閉じ込められることを確実にするように最適化される。
上記好適な実施形態によると、異なる質量電荷比を有する一群のイオンが好ましくは質量分析器に導入される。次いで、イオンは、好ましくはそれらの質量電荷比にしたがって異なる時間に質量分析器を出射するようにされる。
イオン群は、質量分析器の入口端において実質的に同時に質量分析器に導入され得る。イオンは、好ましくは質量分析器の出口端において質量分析器から現れるように構成される。イオンは、好ましくは質量電荷比の逆順で質量分析器から現れる。
上記好適な実施形態によると、質量分析器の軸に沿った軸方向擬ポテンシャル波動または軸方向擬ポテンシャル波形は、好ましくは著しい振幅を有し、好ましくは従来のイオンガイドとは異なり、いくつかのイオンを軸方向にトラップできる。
半径方向距離Ｒおよび軸方向位置Ｚ．πの関数としてのＲＦリングスタックまたはイオントンネルイオンガイド内の擬ポテンシャルΨ（Ｒ，Ｚ）は、以下に与えられる。
Figure 0004778560
ここで、ｍ／ｚは、イオンの質量電荷比であり、ｅは、電荷であり、Ｖｏは、ピークＲＦ電圧であり、ωは、印加ＲＦ電圧の角周波数であり、Ｒｏは、電極内の開口の半径であり、Ｚｏ．πは、隣り合うリング電極間の中心と中心の間の間隔であり、ＩＯは、第１種の０次変形ベッセル関数であり、Ｉ１は、第１種の１次変形ベッセル関数である。
上記等式から明らかなように、質量分析器の長さに沿って生成または形成される軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さは、好ましくはイオンの質量電荷比に反比例する。したがって、例えば質量電荷比が１０００であるイオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形は、質量電荷比がより低い１００であるイオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さの１０％である振幅、高さまたは深さを有する。したがって、イオンが質量分析器の長さに沿って駆動される場合、質量電荷比が１００であるイオンは、質量電荷比がより高い１０００であるイオンよりも軸方向運動に対してより大きな抵抗を実際に受ける。なぜなら、質量電荷比１００のイオンは、比較的大きな振幅、高さまたは深さを有する軸方向擬ポテンシャル波形を受けるが、質量電荷比１０００のイオンは、ほんの比較的低い振幅、高さまたは深さを有する軸方向擬ポテンシャル波形を受けるからである。
上記好適な実施形態によると、好ましくは１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形をイオンガイドまたは質量分析器の電極に順次印加することによって、イオンは質量分析器の軸方向長さを通ってまたはそれに沿って推進または駆動される。質量分析器の長さに沿ってイオンが前進する速度は、好ましくは質量分析器の長さに沿って生成される軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さに対する、電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅に依存する。
イオンが緩衝ガスに繰り返し衝突した結果として熱化された場合、電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が固定されると、質量分析器の長さに沿ったイオンの前進は、イオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さに依存する。しかし、軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さは、イオンの質量電荷比に依存する。したがって、質量分析器の長さに沿ったイオンの前進は、イオンの質量電荷比に依存し、したがってイオンは質量分析されることになる。
特定の質量電荷比を有するイオンに対して、印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さよりも実質的に小さい場合、これらのイオンは、１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形を質量分析器の電極に印加することによっては質量分析器の長さに沿って駆動されない。
特定の質量電荷比を有するイオンに対して、印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さよりも実質的に大きい場合、これらのイオンは、質量分析器の長さに沿って駆動される。イオンは、好ましくは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形が電極に順次印加される速度または率と実質的に同じ速度または率で質量分析器の長さに沿って駆動される。
特定の質量電荷比を有するイオンに対して、１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さとおよそ同様である場合、これらのイオンは、なおも質量分析器の長さに沿って駆動され得るが、それらの平均速度は、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形が電極に順次印加される速度または率よりもいくらか小さい。
好ましくは、比較的高い質量電荷比を有するイオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さは、好ましくは比較的低い質量電荷比を有するイオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さよりも低い。したがって、特定の振幅を有する１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形が電極に印加されると、比較的高い質量電荷比を有するイオンは、１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形が電極に印加される速度または率に好ましくは実質的に対応する速度または率で質量分析器の軸に沿って推進される。しかし、比較的低い質量電荷比を有するイオンは、質量分析器の長さに沿って推進されない。なぜなら、これらのイオンに対する軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さは、電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅よりも大きいからである。
中間の質量電荷比を有するイオンは、質量分析器の軸に沿って前進するが、その速度または率は、好ましくは１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形が電極に印加される速度または率よりも小さい。したがって、適切な振幅を有する１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形が電極に印加されると、質量電荷比１０００を有するイオンは、質量電荷比１００を有するイオンよりも短い時間で質量分析器の長さを横断する。
上記好適な実施形態によると、好ましくは質量分析器の長さに沿って形成または生成される軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さは、好ましくは質量分析器を形成する電極の内部開口（そこを通ってイオンが移送される）の直径の、隣り合う電極間の間隔に対する比（Ｒｏ／Ｚｏ）を最小化することによって（例えば、電極の開口の直径をできるだけ小さくすることによって、および／または隣り合う電極間の間隔をできるだけ大きくすること（イオンが質量分析器内に半径方向に閉じ込められることをなおも確実にしつつ）によって）最大化され得る。その結果、好ましくは質量分析器の中心軸に沿って生成または形成される比較的大きな振幅、高さまたは深さの擬ポテンシャル波形は、好ましくは質量分析器の中心軸に沿ったイオンの運動に対する抵抗を増加させ、かつ好ましくは軸方向擬ポテンシャル波形に沿っておよびわたってならびにしたがってイオンガイドの長さに沿ってイオンを駆動またはスイープするために１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形が好ましくは電極に印加される場合に好ましくは生じる質量電荷比分離プロセスの有効性を強化する。
上記好適な実施形態によると、一群のイオンが時間Ｔ０においてパルス化されて好適な質量分析器へ入力され得る。時間Ｔ０において、好ましくは電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅は、好ましくは極小またはゼロ値に設定される。次いで、１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅は、好ましくは質量分析器のスキャン期間にわたって最終の極大振幅に順次スキャンされるか、増大されるか、増加されるか、または段階的に増加される。まず、比較的高い質量電荷比を有するイオンが質量分析器から現れる。電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が時間とともに増加されるにつれ、順次より低い質量電荷比を有するイオンが質量分析器から現れる。したがって、イオンは、好ましくは時間の関数としてそれらの質量電荷比の逆順に質量分析器から出射するようにされ、比較的高い質量電荷比を有するイオンが比較的低い質量電荷比を有するイオンよりも前に質量分析器から出射する。一旦１グループのイオンがそれらの質量電荷比にしたがって分離され、すべてのイオンが質量分析器を出射した場合、そのプロセスが好ましくは繰り返され、１つ以上のさらなるグループのイオンが好ましくは質量分析器に入力され、次いでその後に後続のスキャン期間において質量分析される。
パルスまたはグループのイオンを質量分析器に注入する時間間隔は、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が極小値から極大値に増加される期間に実質的に同期するやり方で変化するようにされ得る。したがって、質量分析器の分離時間またはサイクル時間は、質量分析器の分離能または分解能に著しく影響を与えずに、例えば数十ミリ秒から数秒まで変化または設定され得る。
利点として、好適な質量分析器は、例えば１０-3ｍｂａｒ〜１０-1ｍｂａｒの範囲であり得る比較的高い動作圧力においてイオンをそれらの質量電荷比にしたがって分離することができる。そのような動作圧力は、＜１０-5ｍｂａｒの圧力で通常は動作する従来の質量分析器の動作圧力（この圧力は十分に低く、ガス分子の平均自由行程が質量分析器内のイオンの飛行行程よりも実質的に長くなる）よりも実質的に高いことが理解される。
好適な質量分析器の動作圧力範囲は、従来の質量分析計におけるイオンガイドおよびガス衝突セルの動作圧力と実質的に同様である。当業者は、好適な質量分析器の比較的高い動作圧力が回転ポンプまたはスクロールポンプなどの粗引きポンプを使用して実現され得ることを理解するであろう。したがって、好適な質量分析器は、ターボ分子ポンプまたは拡散ポンプなどの高価な高真空ポンプを必ずしも設けなくともイオンを質量分析することができる。
いくつかの実施形態によると、好適な質量分析器は、例えば３〜１０（ＦＷＨＭ）の比較的低い質量または質量電荷比分解能を有し得る。しかし、比較的低い質量分解能は、好適な質量分析器に受け取られた実質的にすべてのイオンは前方へ移送されるために好適な質量分析器が好ましくは非常に高い移送効率を有するということによって好ましくは相殺される。
好適な質量分析器は、質量分析器の上流に配置または設けられ得るイオン格納領域またはイオントラップと組み合わされ得るか、またはそれに結合され得る。イオン格納領域またはイオントラップは、イオンを蓄積または格納するように構成されつつ、他のイオンは、好ましくは質量分析器によって質量分析され得る。上流イオントラップおよび好適な質量分析器を含む質量分析計は、好ましくは比較的高いデューティサイクルを有する。
一実施形態によると、イオン格納領域またはイオントラップは、好適な質量分析器の上流に設けられても良く、第２またはさらなる質量分析器が好適な質量分析器の下流に設けられても良い。第２またはさらなる質量分析器は、好ましくは直交加速飛行時間質量分析器または四重極ロッドセット質量分析器のいずれか一方を含む。この実施形態によると、好ましくは高いデューティサイクル、高い移送効率および向上した質量分解能を有する質量分析計が提供される。
好適な質量分析器は、種々の種類の質量分析器を結合され得る。好適な質量分析器は、適宜固定または設定され得る期間またはサイクル時間にわたって質量電荷比の逆順でイオンを移送できるので、好ましくは好適な質量分析器を、変化するまたは異なるサイクル時間を有し得る種々の他のデバイスに結合することができる。例えば、好適な質量分析器は、好適な質量分析器の下流に配置される飛行時間質量分析器に結合され得る。この場合、好適な質量分析器は、数十ミリ秒の質量分離またはサイクル時間を有するように構成され得る。あるいは、好適な質量分析器は、スキャンされるように構成される、好適な質量分析器の下流に配置される四重極ロッドセット質量分析器に結合され得る。この場合、好適な質量分析器は、数百ミリ秒の質量分離またはサイクル時間で動作され得る。
好適な質量分析器は、軸方向加速度飛行時間質量分析器、直交加速飛行時間質量分析器、３Ｄ四重極イオントラップ、直線四重極イオントラップ、四重極ロッドセット質量フィルタもしくは質量分析器、扇形磁場質量分析器、イオンサイクロトロン共鳴質量分析器、またはオービトラップ質量分析器と組み合わせまたは結合され得る。さらなる質量分析器は、イオンを質量分析するために質量依存性共鳴周波数のフーリエ変換を使用し得るフーリエ変換質量分析器を含み得る。特に好適な実施形態によると、好適な質量分析器は、直交加速飛行時間質量分析器または四重極ロッドセット質量分析器のいずれか一方と組み合わせまたは結合され得る。
一実施形態によると、好適な質量分析器は、直交加速飛行時間質量分析器の上流に設けられ得る。従来の直交加速飛行時間質量分析器において、ほぼ同じエネルギーを有するイオンは、直交加速電界が周期的に印加される直交加速領域を通るように構成される。直交加速電界が印加される直交加速領域の長さ、イオンのエネルギー、および直交加速電界の印加の周波数は、飛行時間質量分析器において、後の分析のためにイオンをサンプリングするためのサンプリングデューティサイクルを決定する。直交加速領域に入射した、ほぼ同じエネルギーを有するが質量電荷比の異なるイオンは、直交加速領域を通る際の速度が異なる。したがって、質量分析器のドリフト領域または飛行時間領域中へイオンを直交に加速するために直交加速電界が印加される時間に、いくつかのイオンは、直交加速領域をすでに超えて通過しているが、他のイオンはまだ直交加速領域に到達していないことがあり得る。したがって、従来の直交加速飛行時間質量分析器においては、質量電荷比の異なるイオンが異なるサンプリングデューティサイクルを有することが明らかである。
上記好適な実施形態によると、イオンは、好ましくは一続きのイオンパケットとして好適な質量分析器から放出される。ここで、各パケットにおけるイオンは、好ましくは比較的狭い範囲の質量電荷比を有し、したがってまた比較的狭い広がりの速度を有する。上記好適な実施形態によると、好適な質量分析器から放出される１イオンパケット内のすべてのイオンは、好ましくは直交加速電界が印加されるのと実質的に同時に飛行時間質量分析器の直交加速領域内に到着するように構成され得る。その結果、上記好適な実施形態によると、高いサンプリングデューティサイクルが実現され得る。
高い総サンプリングデューティサイクルを実現するために、各イオンパケットは、好ましくは、１パケットにおけるイオンが飛行時間質量分析器の直交加速領域に到着する時間が十分に短くてイオンが軸方向に著しく分散するのに十分な時間を有さないように、好適な質量分析器から放出される。したがって、イオンのいずれの軸方向分散も、好ましくは直交加速電界が後で印加される直交加速領域の長さよりも短い。上記好適な実施形態によると、イオンが好適な質量分析器から放出されるポイントと飛行時間質量分析器の直交加速領域との距離は、好ましくは、好適な質量分析器から放出されるいずれのイオンパケットにおけるイオンのエネルギーおよびイオンの質量電荷比範囲に対しても比較的短いように構成される。
質量分析器から放出される各イオンパケット内のイオンの質量電荷比範囲は、好ましくは比較的狭いように構成される。直交加速電界は、好ましくは飛行時間質量分析器の直交加速領域にイオンが到着することに同期して印加される。上記好適な実施形態によると、好適な質量分析器から放出される１パケットのイオンにおけるすべてのイオンに対して実質的に１００％のサンプリングデューティサイクルが実現可能である。好適な質量分析器から放出される各後続のイオンパケットに同じ条件が設定されるならば、実質的に１００％の総サンプリングデューティサイクルが上記好適な実施形態によると実現され得る。
一実施形態によると、好適な質量分析器は、好ましくは、実質的に１００％のサンプリングデューティサイクルが得られるように直交加速飛行時間質量分析器に結合される。高いサンプリングデューティサイクルが確実に得られるよう補助するために、イオンガイドが好適な質量分析器の下流かつ直交加速飛行時間質量分析器の上流に設けられ得る。イオンは、好ましくは好適な質量分析器を出射するように構成され、好ましくはイオンガイドによって受け取られる。好ましくは、好適な質量分析器から現れるイオンは、好ましくはイオンガイドの長さに沿って輸送または平行移動される複数の軸方向実ポテンシャル井戸のうちの１つにトラップされる。一実施形態によると、好ましくは、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形は、１つ以上の軸方向実ポテンシャル井戸またはポテンシャル障壁が好ましくはイオンガイドの軸または長さに沿って移動するように、イオンガイドの電極に印加され得る。好ましくは、好適な質量分析器および下流イオンガイドは、好適な質量分析器の出口から現れるイオンが好ましくはイオンガイドの長さに沿ってまたは通って一続きのパケットまたは別々の軸方向ポテンシャル井戸となって輸送または平行移動されるように十分に接近して結合される。イオンは、好ましくは、好適な質量分析器の出口から現れたのと実質的に同じ順番でイオンガイドの長さに沿って輸送または平行移動される。好ましくはまた、イオンガイドおよび直交加速飛行時間質量分析器は、イオンガイドから放出される各イオンパケットが好ましくは直交加速飛行時間質量分析器によって好ましくは実質的に１００％サンプリングデューティサイクルでサンプリングされるように接近して結合される。
例として、好適な質量分析器のサイクル時間は、１０ｍｓであり得る。好適な質量分析器の出口から現れる１パケットのイオンは、好ましくは質量分析器のサイクル時間においてイオンガイド内に生成される２００個の軸方向実ポテンシャル井戸のうちの１つに収集され且つ軸方向に平行移動されるように構成され得る。したがって、イオンガイドにおいて生成される各軸方向ポテンシャル井戸は、好ましくは５０μｓ期間にわたってイオンを受け取る。一実施形態によると、イオンガイドにおける各波または軸方向ポテンシャル井戸の生成速度は、好ましくは直交加速飛行時間質量分析器のサイクル時間に対応する。好ましくは、イオンガイドからのイオンパケットの放出と飛行時間質量分析器のプッシャ電極への直交加速電圧パルスの印加との間の遅延時間は、好ましくは質量分析器のサイクル時間にわたって順次低減される。なぜなら、イオンガイドの出口から放出されるイオンの平均質量電荷比は、好ましくは時間とともに低減するからである。
イオン源は、好ましくは好適な質量分析器の上流に設けられる。イオン源は、レーザ脱離イオン化（［ＬＤＩ」）イオン源、マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、またはシリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源などのパルス化イオン源を含み得る。あるいは、イオン源は、連続イオン源を含み得る。連続イオン源が提供される場合、イオンを格納し、イオンを好適な質量分析器中へ周期的に放出するためのイオントラップが好ましくはイオン源の下流かつ好適な質量分析器の上流に設けられ得る。連続イオン源は、エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、大気圧ＭＡＬＤＩ（「ＡＰ−ＭＡＬＤＩ」）イオン源、高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、または電界脱離（「ＦＤ」）イオン源を含み得る。他の連続または擬連続イオン源がまた使用され得る。
質量分析計は、一実施形態によると好適な質量分析器の上流に配置され得る衝突、フラグメンテーションまたは反応セルをさらに含み得る。一動作モードにおいて、衝突、フラグメンテーションまたは反応セルに入射したイオンの少なくともいくつかは、複数のフラグメント、娘、生成物または付加物イオンが好ましくは形成されるようにフラグメンテーションまたは反応が起こされる。その結果得られるフラグメント、娘、生成物または付加物イオンは、次いで好ましくは衝突、フラグメンテーションまたは反応セルから前方の好適な質量分析器へ移送または渡される。フラグメント、娘、生成物または付加物イオンは、好ましくは好適な質量分析器によって質量分析される。
一実施形態によると、質量フィルタは、衝突、フラグメンテーションまたは反応セルの上流に設けられ得る。質量フィルタは、一動作モードにおいて、１つ以上の特定の質量電荷比を有するイオンを移送しつつ、すべての他のイオンを実質的に減衰させるように構成され得る。一実施形態によると、特定の親または前駆体イオンは、質量フィルタに選択されて前方に移送されつつ、すべての他のイオンは実質的に減衰され得る。選択された親または前駆体イオンは、次いで好ましくは衝突、フラグメンテーションまたは反応セルに入射する際にフラグメンテーションまたは反応が起こされる。その結果得られるフラグメント、娘、付加物または生成物イオンは、次いで好ましくは好適な質量分析器に渡され、イオンは、好ましくは好適な質量分析器を通る際に一時的に分離される。
第２の質量フィルタは、好適な質量分析器の下流に設けられ得る。第２の質量フィルタは、１つ以上の特定の質量電荷比を有する特定のフラグメント、娘、生成物または付加物イオンだけが第２の質量フィルタによって前方へ移送されるように構成され得る。第１の質量フィルタおよび／または第２の質量フィルタは、四重極ロッドセット質量フィルタを含み得る。しかし、他の好ましさが劣る実施形態によると、第１の質量フィルタおよび／または第２の質量フィルタは、他の種類の質量フィルタを含み得る。
上記好適な実施形態にかかる質量分析器は、四重極ロッドセット質量分析器などの従来の質量分析器に比べて、質量分析器によって受け取られる複数または実質的にすべてのフラグメントイオンが好ましくはその後に検出されるという点で特に有利である。したがって、好適な質量分析器は、非常に高い移送効率でイオンを前方へ移送可能である。反対に、従来のスキャン四重極ロッドセット質量分析器は、特定の時点に特定の質量電荷比を有するイオンを移送できるだけであり、したがってその移送効率は、比較的低い。
好適な質量分析器は、例えば、２つ以上の特定のフラグメントイオンの相対的存在度を高い精度で測定できるようにする。四重極ロッドセット質量分析器は、分析を確定するために異なるフラグメントイオンを移送するように切り替わるようプログラムされ得るが、各特定のフラグメントイオンの測定のためのデューティサイクルがこれに対応して低減することは避けられない。これにより、各特定のフラグメントイオンに対する感度が失われる。反対に、好適な質量分析器は、異なるフラグメントイオンを時間について分離できるので、次いで各種イオンがデューティサイクルまたは感度を失わずに記録または検出され得る。
分析の特異性は、フラグメンテーションの前に、対象となる可能性のないいずれの親または前駆体イオンも除去することによってさらに向上され得る。一実施形態によると、イオンは、好ましくは衝突、フラグメンテーションまたは反応セルの上流に位置する質量フィルタを通るように構成され得る。質量フィルタは、四重極ロッドセット質量フィルタを含み得るが、他の種類の質量フィルタがまた考えられる。質量フィルタは、一動作モードにおいて、実質的にすべてのイオンを移送するように設定され得る。すなわち、質量フィルタは、非分解またはイオンガイド動作モードで動作するように構成され得る。あるいは、別の動作モードにおいて、質量フィルタは、特定の対象の親または前駆体イオンだけを移送するように設定され得る。
好適な質量分析器は、好ましくは受け取ったすべてのイオンを前方へ移送するが、四重極ロッドセット質量分析器などの従来の質量分析器よりも低い特異性を有し得る。例えば、好適な質量分析器の実効分解能は、従来のスキャン四重極ロッドセット質量分析器の分解能が単位質量（つまり、質量電荷比１００において分解能１００、または質量電荷比２００において分解能２００、または質量電荷比５００において分解能５００など）であるのに対して、約４または５であり得る。
本発明の一実施形態によると、さらなる質量フィルタまたは質量分析器が好適な質量分析器の下流に位置され得る。さらなる質量フィルタまたは質量分析器は、好ましくはイオン検出器の上流に配置される。さらなる質量フィルタまたは質量分析器は、四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器を含み得るが、他の種類の質量フィルタまたは質量分析器もまた考えられる。さらなる質量フィルタまたは質量分析器は、実質的にすべてのイオンが前方へ移送される非分解動作モードで動作され得る。あるいは、さらなる質量フィルタまたは質量分析器は、対象イオンだけが前方へ移送される質量フィルタリング動作モードで動作され得る。さらなる質量フィルタまたは質量分析器がすべてのイオンを移送するように設定される場合、好ましくは好適な質量分析器だけがイオンを質量分析するように使用される。
一実施形態において、さらなる質量フィルタまたは質量分析器は、１つ以上の特定の親またはフラグメントイオンを移送するように構成され得る。さらなる質量フィルタまたは質量分析器は、好適な質量分析器の分離サイクル時間の過程において、あらかじめ選択された時間にあらかじめ選択された質量電荷比を有する多くのイオンを移送するように切り替えられるように構成され得る。あらかじめ選択された質量電荷比は、好ましくは一連の特定の対象の親またはフラグメントイオンの質量電荷比に対応する。あらかじめ選択された時間は、好ましくは特異的に選択された親またはフラグメントイオンの好適な質量分析器からの出射時間を含むか、またはそれらに対応するように設定される。その結果、多くの親またはフラグメントイオンは、さらなる質量フィルタまたは質量分析器の特異性を用いて測定され得るが、実質的にデューティサイクルの損失はなく、したがって実質的に感度の損失もない。
一実施形態によると、好適な質量分析器の下流に配置されるさらなる質量フィルタまたは質量分析器は、好ましくは好適な質量分析器のサイクル時間にわたって好適な質量分析器の動作に実質的に同期してスキャンされるように構成される。時間の関数としてのさらなる質量フィルタまたは質量分析器の質量電荷比移送ウィンドウにおけるスキャン則または順次変化は、好ましくは時間の関数として好適な質量分析器から出射するイオンの質量電荷比間の関係にできるだけ近く一致するように構成される。その結果、好適な質量分析器から出射した多くの親またはフラグメントイオンは、好ましくはその後にさらなる質量フィルタまたは質量分析器を通って、またはこれによって前方へ移送される。さらなる質量フィルタまたは質量分析器は、好ましくは好適な質量分析器のサイクル時間にわたって高い質量電荷比から低い質量電荷比へスキャンするように構成される。なぜなら、好適な質量分析器は、好ましくは質量電荷比の逆順でイオンを出力するからである。
四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器は、四重極ロッドセットの長さに応じた最大スキャン速度を有する。最大スキャン速度は、通常１０００ダルトンのスキャンに対して１００ｍｓのオーダーであり得る。したがって、四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器が好適な質量分析器の下流に設けられる場合、好適な質量分析器は、好適な質量分析器および四重極ロッドセット質量分析器の動作が好ましくは同期され得るように数百ミリ秒（数十ミリ秒ではなく）のオーダーのサイクル時間で動作され得る。
一実施形態によると、好ましくはイオンを受け取り、格納する手段、パルス状のイオンを放出する手段、イオンパルスを受け取り、それらの質量電荷比にしたがってイオンを分離する好適な質量分析器、好適な質量分析器の下流に配置される四重極ロッドセット質量フィルタ、およびイオン検出器を含む質量分析計が提供される。一実施形態によると、質量分析計は、第１の四重極ロッドセット質量フィルタまたは分析器、イオンを受け取り、フラグメンテーションし、格納し、パルス状にして放出する手段、イオンパルスを受け取る好適な質量分析器、好適な質量分析器の下流に配置される第２の四重極ロッドセット質量フィルタまたは分析器、およびイオンを検出する手段を含み得る。
一動作モードにおいて、イオンは、ガス衝突セルによって受け取られ、かつその内部でフラグメンテーションされ得る。衝突セルは、１０-4ｍｂａｒ〜１ｍｂａｒ、より好ましくは１０-3〜１０-1ｍｂａｒの圧力に維持され得る。衝突セルは、好ましくはＲＦイオンガイドを含む。イオンは、好ましくは、イオンが背景ガス分子と衝突する場合でさえ、ガス衝突セルの中心軸の近傍に閉じ込められるように構成される。ガス衝突セルは、イオンが衝突セル内に半径方向に閉じ込められるようにＡＣまたはＲＦ電圧が隣り合うロッドに印加される多極ロッドセットイオンガイドを含み得る。
別の実施形態によると、ガス衝突セルは、開口を有する複数の電極を含むリングスタックまたはイオントンネルイオンガイドを含み得る。使用時にイオンがその開口を通って移送される。ＡＣまたはＲＦ電圧の互いに反対の位相が好ましくは隣接または隣り合うリングまたは電極間に印加され、好ましくは半径方向擬ポテンシャル井戸の生成によってイオンがガス衝突セル内に半径方向に閉じ込められる。
好ましさが劣る実施形態によると、衝突セルは、別の種類のＲＦイオンガイドを含み得る。
一動作モードにおけるイオンは、好ましくは少なくとも１０ｅＶのエネルギーで衝突セルに入射するようにされる。イオンは、好ましくは衝突セル内でガス分子と多数回衝突を行い、好ましくはフラグメンテーションが引き起こされる。
ガス衝突セルは、一動作モードにおいてイオンを格納し、かつパルス状のイオンを放出するために使用され得る。プレートまたは電極が衝突セルの出口に配置されても良く、イオンが衝突セルから出射することを実質的に防止するポテンシャル障壁が生成されるようなポテンシャルに維持され得る。正イオンについて、衝突セル内にイオンをトラップするために、衝突セルの他方の電極に対して約＋１０Ｖのポテンシャルが維持され得る。イオンが衝突セルの入口を介して衝突セルから出射することを防止するために、同様のプレートまたは電極が衝突セルへの入口に設けられても良く、同様のポテンシャルに維持されても良い。衝突セルの入口および／または出口におけるプレートまたは電極上のポテンシャルは、衝突セルを形成する他の電極に対して０Ｖまたは０Ｖ未満に瞬間的に低下される場合、イオンは、好ましくは衝突セルからパルス状に出射される。イオンは、好ましくは衝突セルから前方の好適な質量分析器へ移送される。
一実施形態によると、好適な質量分析器の電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅は、好ましくは、好適な質量分析器の下流に配置される四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器に同期して、時間とともに比較的低い振幅から比較的高い振幅へと順次増加される。四重極ロッドセット質量フィルタは、好ましくは好適な質量分析器のサイクル時間に同期して質量または質量電荷比をスキャンするか、またはそれにおいて段階的に低減されるように構成される。
ここで、添付の図面を参照し、本発明の種々の実施形態を、あくまで例として、説明する。
図１は、本発明の好適な実施形態にかかる質量分析器を示す。
図２は、質量電荷比が１００であるイオンに対する好適な質量分析器の長さに沿った軸方向擬ポテンシャル波形の振幅または深さを示す。
図３は、質量電荷比が１０００であるイオンに対する好適な質量分析器の長さに沿った軸方向擬ポテンシャル波形の振幅または深さを示す。
図４は、好適な質量分析器が転送レンズを介して直交加速飛行時間質量分析器に結合された本発明の実施形態を示す。
図５は、好適な質量分析器がサイクル時間１００ｍｓで動作された場合の質量電荷比が３１１および５５６であるイオンの質量クロマトグラムを示す。
図６は、好適な質量分析器がサイクル時間１秒で動作された場合の質量電荷比が３１１および５５６であるイオンの質量クロマトグラムを示す。
図７は、好適な質量分析器がスキャン四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器に結合された別の実施形態を示す。
図８は、好適な質量分析器がイオントンネルイオンガイドを介して直交加速飛行時間質量分析器に結合された別の実施形態を示す。
ここで、図１を参照して本発明の好適な実施形態にかかる質量分析器を説明する。質量分析器は、好ましくは開口を有する複数のリング電極を含むイオンガイド２を含む。使用時にイオンがこの開口を通って移送される。隣り合う電極は、好ましくはＡＣまたはＲＦ電圧源の互いに反対の位相に接続される。入口電極３は、好ましくはイオンガイド２の入口に設けられ、出口電極４は、好ましくはイオンガイド２の出口に設けられる。ゲート電極１は、必要に応じて入口電極３の上流に配置され得る。入口電極３およびゲート電極１は、一実施形態によると、同じ構成要素を含み得る。
イオンは、好ましくは、例えばゲート電極１のポテンシャルを瞬間的に下げることによって、周期的にパルス化されてイオンガイド２中へ入力される。イオンガイド２に入ったイオンは、好ましくはＲＦの不均一な場を受ける。このＲＦの不均一な場は、半径方向擬ポテンシャル井戸の生成によりイオンをイオンガイド２内に半径方向に閉じ込めるように作用する。好適な質量分析器は、好ましくは中間圧力に維持されることが有利である。
上記好適な実施形態によると、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形が好ましくはイオンガイド２を含む電極に印加される。図１は、特定の時点でイオンガイド２の２つの電極に同時に印加される過渡ＤＣ電圧を示す。１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形は、好ましくはイオンガイド２の長さに沿って電極に順次印加される。この１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形は、好ましくは１つの過渡ＤＣ電圧またはポテンシャルがいずれか特定の電極に比較的短期間印加されるだけとなるように、イオンガイド２を形成する電極に印加される。次いで、この１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形は、好ましくは１つ以上の隣接電極に切り替えられるか、または印加される。
１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を電極に順次印加することによって、好ましくは１つ以上の過渡ＤＣポテンシャル山または実ポテンシャル山がイオンガイド２の長さに沿って平行移動される。これにより、好ましくは少なくともいくつかのイオンがイオンガイド２の長さに沿って、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形が電極に順次印加される方向と同じ方向に駆動または推進される。
ＡＣまたはＲＦ電圧が好ましくは一定して電極に印加される。イオンガイドの軸に沿って隣り合う電極は、好ましくはＡＣまたはＲＦ電圧源の互いに反対の位相に維持される。これにより、好ましくは、半径方向擬ポテンシャル井戸の生成によりイオンが質量分析器２内に半径方向に閉じ込められる。しかし、また、ＡＣまたはＲＦ電圧源をイオンガイド２の長さに沿って複数の電極に印加することによって、好ましくは複数の時間平均軸方向擬ポテンシャル波形またはポテンシャル山、障壁もしくは谷がイオンガイド２の軸方向長さに沿って形成または生成される。
図２は、図１に示すようなリングスタックまたはイオントンネルイオンガイド２を含む好適な質量分析器内において比較的低い質量電荷比１００を有するイオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形もしくは山または擬ポテンシャル障壁の振幅または深さを示す。イオンガイド２の電極は、周波数が２．７ＭＨｚでありかつピークトゥピーク電圧が４００ＶのＲＦ電圧源に接続されるとしてモデル化した。リング電極の中心と中心の間の間隔は、１．５ｍｍであるとしてモデル化し、リング電極の内径は、３ｍｍであるとしてモデル化した。
図３は、図１に示すようなリングスタックまたはイオントンネルイオンガイド２を含む好適な質量分析器内において比較的高い質量電荷比１０００を有するイオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形もしくは山または擬ポテンシャル障壁の、低減された振幅または深さを示す。イオンガイド２の電極は、周波数が２．７ＭＨｚでありかつピークトゥピーク電圧が４００ＶのＲＦ電圧源に接続されるとしてモデル化した。リング電極の中心と中心の間の間隔は、１．５ｍｍであるとしてモデル化し、リング電極の内径は、３ｍｍであるとしてモデル化した。
図２および３に示す時間平均または軸方向擬ポテンシャル波形または擬ポテンシャル障壁の極小は、リング電極の軸方向位置または変位に対応する。図２および３から明らかなように、軸方向擬ポテンシャル波形または擬ポテンシャル障壁の振幅または深さは、イオンの質量電荷比に反比例する。例えば、比較的低い質量電荷比１００を有するイオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形の振幅は、約５Ｖであるが（図２参照）、比較的高い質量電荷比１０００を有するイオンが受ける軸方向擬ポテンシャル波形の振幅は、ほんの約０．５Ｖである（図３参照）。
軸方向擬ポテンシャル波形または擬ポテンシャル障壁の実効深さ、高さまたは振幅は、イオンの質量電荷比に依存する。その結果、イオンがイオンガイド２の長さに沿って駆動、強制または推進される場合、比較的高い質量電荷比１０００を有するイオンは（軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さは、比較的高い質量電荷比を有するイオンに対して比較的低い）、比較的低い質量電荷比１００を有するイオン（軸方向擬ポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さは、比較的低い質量電荷比を有するイオンに対して比較的高い）に比べて、好ましくは受ける軸方向抵抗が小さい。
イオンは、好ましくはイオンガイド２の電極に順次印加される１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形によって、好ましくはイオンガイド２の長さに沿って駆動される。上記好適な実施形態によると、電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形の振幅は、好ましくは質量分析器の１サイクルの動作にわたって順次増加されるので、だんだんとより低い質量電荷比を有するイオンが軸方向擬ポテンシャル波形に打ち克つようになり始め、したがってイオンガイド２の長さに沿って駆動または推進され、最終的にはイオンガイド２の出口から排出される。
図４は、好適な質量分析器２が転送レンズ６を介して直交加速飛行時間質量分析器７に結合される本発明の一実施形態を示す。イオン源（図示せず）からのイオンは、好ましくは好適な質量分析器２の上流に配置されるイオントラップ５に蓄積される。次いで、イオンは、好ましくはイオントラップ５の出口に配置されたゲート電極１をパルス動作させることによりイオントラップ５から周期的に放出される。イオンがイオントラップ５から放出される瞬間に、好ましくはイオンガイド２の電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅は、好ましくは極小値に、さらに好ましくは０Ｖに設定される。次いで、質量分析器２の電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅は、好ましくは好適な質量分析器２のサイクル時間にわたって０Vまたは極小値から最終の極大値または電圧に直線的に増大すなわち増加される。好適な質量分析器２のサイクル時間は、例えば、１０ｍｓ〜１ｓの範囲内にあり得る。好適な質量分析器２のサイクル時間において、イオンは、好ましくは質量電荷比の逆順に好適な質量分析器２から現れる。質量分析器２を出射したイオンは、好ましくは転送レンズ６を通過し、次いで好ましくは直交加速飛行時間質量分析器７を収容する前方の真空チャンバへ移送される。イオンは、好ましくは直交加速飛行時間質量分析器７によって質量分析される。
図４は、また、好適な質量分析器２の電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が質量分析器の連続した３回の動作サイクルにわたってどのように直線的に好ましく増加するかを示す。イオンをパルス化して好適な質量分析器２に入力するためにゲート電極１に印加される対応する電圧パルスもまた示される。
好適な質量分析器２の有効性を実証するために実験を行った。ロイシンエンケファリン（Ｍ＋＝５５６）およびスルファジメトキシン（Ｍ＋＝３１１）の混合物を実質的に図４に示すように構成された質量分析計に注入した。イオンは、８００μｓの１ゲートパルスの間にイオントラップ５から好適な質量分析器２のイオンガイド２へパルス化されて入力されるように構成された。好適な質量分析器２のゲートパルス間の期間およびしたがってサイクル時間は、１００ｍｓに設定された。イオンガイド２の電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅は、ゲートパルス間の１００ｍｓサイクル時間にわたって０Ｖから２Ｖへ直線的に増大すなわち増加された。
図５は、質量電荷比が３１１および５５６のイオンについて得られた再構成質量クロマトグラムを示す。質量クロマトグラムは、質量分析器２の１００ｍｓサイクル時間にわたって得られた飛行時間データから再構成された。再構成質量クロマトグラムは、質量電荷比３１１のイオンが質量電荷比５５６のイオンよりも好適な質量分析器２の長さを横断するのにより長い時間がかかったことを示す。
次いで、ゲートパルスの幅を８００μｓから８ｍｓに増加して実験を繰り返した。また、好適な質量分析器２のゲートパルス間の時間およびしたがってサイクル時間は、１００ｍｓから１ｓに増加された。図６は、質量電荷比が３１１および５５６であるイオンについて得られた再構成質量クロマトグラムを示す。質量クロマトグラムは、質量分析器２の１ｓサイクル時間にわたって得られた飛行時間データから再構成された。再構成質量クロマトグラムは、やはり質量電荷比３１１のイオンが質量電荷比５５６のイオンよりも好適な質量分析器２の長さを横断するのにより長い時間がかかったことを示した。
いくつかの実施形態によると、好適な質量分析器２は、比較的低い質量電荷比分解能を有し得る。しかし、好適な質量分析器２は、好ましくは好適な質量分析器２の下流に配置される四重極ロッドセット質量分析器８などの分解能の比較的高いスキャン／ステップ質量分析器に結合され得る。図７は、好適な質量分析器２が四重極ロッドセット質量分析器８の上流に配置される実施形態を示す。イオン検出器９が好ましくは四重極ロッドセット質量分析器８の下流に配置される。四重極ロッドセット質量分析器８の質量電荷比移送ウィンドウは、好ましくは好適な質量分析器２から現れるイオンの期待される質量電荷比に同期して使用時にスキャンされる。好適な質量分析器２を下流に配置される四重極質量分析器８に結合することによって、好ましくは質量分析計の総機器デューティサイクルおよび感度が向上される。
好適な質量分析器２の出力は、好ましくは時間をともなったイオンの質量電荷比の関数である。任意の与えられた時間において、イオンが好適な質量分析器２を出射する質量電荷比範囲は、好ましくは比較的狭い。したがって、特定の質量電荷比を有するイオンは、好ましくは比較的短時間にわたって質量分析器２を出射する。したがって、スキャン四重極ロッドセット質量分析器８の質量電荷比移送ウィンドウは、スキャン四重極ロッドセット質量分析器８のデューティサイクルが好ましくは増加されるように、任意の特定の時点において好適な質量分析器２を出射すると期待されるイオンの質量電荷比範囲と同期され得る。
図７は、また、好適な質量分析器２の電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が質量分析器の連続した３回の動作サイクルにわたってどのように直線的に好ましく増加するかを示す。イオンをパルス化して好適な質量分析器２へ入力するためにゲート電極１に印加される対応する電圧パルスも示される。
別の実施形態によると、四重極ロッドセット質量分析器８の質量電荷比移送ウィンドウは、直線的にではなく、段階的に増加され得る。四重極ロッドセット質量分析器８の質量電荷比移送ウィンドウは、限られた個数の所定値に、好適な質量分析器２を出射するイオンの放出に実質的に同期して段階的に増加され得る。これにより、四重極ロッドセット質量フィルタ８の移送効率およびデューティサイクルを、ある質量電荷比を有するある特定のイオンだけが対象であり、かつその測定、検出または分析が所望される動作モードにおいて、増加することが可能となる。
図８に本発明の別の実施形態を示す。ここで、好適な質量分析器２は、イオンガイド１０を介して直交加速飛行時間質量分析器７に結合される。この実施形態によると、総デューティサイクルおよび感度の向上した質量分析計が好ましくは提供される。イオンガイド１０は、好ましくはそれぞれが開口を有する複数の電極を含む。イオンをイオンガイド１０の長さに沿って駆動または平行移動させるために、１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルまたは電圧またはＤＣポテンシャル電圧波形が好ましくはイオンガイド１０の電極に印加される。イオンガイド１０は、好ましくは好適な質量分析器２から現れるイオンを有効にサンプリングするように構成される。その結果、好ましくは、任意の時点に好適な質量分析器２からパケットとして現れる比較的狭い範囲の質量電荷比を有するイオンが、好ましくはイオンガイド１０内に形成または生成される複数の軸方向実ポテンシャル井戸の１つにトラップされるように構成される。好ましくはイオンガイド１０内に形成または生成される軸方向実ポテンシャル井戸は、好ましくはイオンガイド１０の長さに沿って連続して平行移動される。イオンのパケットは、あるポテンシャル井戸内のイオンが好ましくは隣接するポテンシャル井戸へ通り抜けないように、イオンガイド１０内の離散ポテンシャル井戸に好ましくはトラップされる。
イオンガイド１０内に形成または生成される軸方向ポテンシャル井戸は、好ましくはイオンガイド１０の長さに沿って連続して平行移動される。軸方向ポテンシャル井戸がイオンガイド１０の下流端に達すると、その軸方向ポテンシャル井戸内に含まれるイオンのパケットが好ましくは放出され、イオンのパケットは、好ましくは前方の直交加速飛行時間質量分析器７へ移送される。直交加速抽出パルスは、好ましくは直交加速飛行時間質量分析器７の抽出電極１１に印加される。直交加速抽出パルスは、直交加速飛行時間質量分析器７のドリフトまたは飛行時間領域中へのイオンパケットのサンプリング効率を最大化するために、イオンガイド１０からのイオンパケットの放出と好ましくは同期される。
図８は、また、好適な質量分析器２の電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形の振幅が質量分析器の３回の動作サイクルにわたってどのように直線的に好ましく増加するかを示す。イオンをパルス化して好適な質量分析器２へ入力するためにゲート電極１に印加される対応する電圧パルスも示される。
種々のさらなる実施形態が考えられる。一実施形態によると、質量分析器２は、長方形、正方形または楕円形の開口を有するリング電極を含み得る。別の実施形態によると、質量分析器２は、セグメント化多極ロッドセットイオンガイドを含み得る。
一実施形態によると、イオンは、イオン源から好適な質量分析器２中へ直接パルス化されて入力され得る。例えば、ＭＡＬＤＩイオン源または別のパルス化イオン源が設けられても良く、イオンは、レーザビームがイオン源の標的プレートに発射されるごとに好適な質量分析器２中へパルス化されて入力され得る。
一実施形態によると、衝突、フラグメンテーションまたは反応セルが好適な質量分析器２の上流および／または下流に設けられ得る。一実施形態によると、好適な質量分析器のイオンガイド２の電極に印加される１つ以上の過渡ＤＣポテンシャルもしくは電圧またはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形の振幅が、好ましくは順次増大すなわち増加されるにつれて、好適な質量分析器２と衝突、フラグメンテーションまたは反応セルとの間のポテンシャル差は、好適な質量分析器２のサイクル時間にわたって順次低下すなわち低減され得る。この実施形態によると、好適な質量分析器２を出射するイオンのエネルギーは、好ましくは質量分析器２の下流に設けられる衝突、フラグメンテーションまたは反応セルにおけるその後のフラグメンテーションのために最適化される。
本発明を好適な実施形態を参照して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載されるような発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が形態および詳細においてなされ得ることが当業者に理解される。
図１は、本発明の好適な実施形態にかかる質量分析器を示す。 図２は、質量電荷比が１００であるイオンに対する好適な質量分析器の長さに沿った軸方向擬ポテンシャル波形の振幅または深さを示す。 図３は、質量電荷比が１０００であるイオンに対する好適な質量分析器の長さに沿った軸方向擬ポテンシャル波形の振幅または深さを示す。 図４は、好適な質量分析器が転送レンズを介して直交加速飛行時間質量分析器に結合された本発明の実施形態を示す。 図５は、好適な質量分析器がサイクル時間１００ｍｓで動作された場合の質量電荷比が３１１および５５６であるイオンの質量クロマトグラムを示す。 図６は、好適な質量分析器がサイクル時間１秒で動作された場合の質量電荷比が３１１および５５６であるイオンの質量クロマトグラムを示す。 図７は、好適な質量分析器がスキャン四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器に結合された別の実施形態を示す。 図８は、好適な質量分析器がイオントンネルイオンガイドを介して直交加速飛行時間質量分析器に結合された別の実施形態を示す。

Claims (12)

  1. 複数の電極を含むイオンガイドであって、前記複数の電極は、開口を有する電極を含み、使用時にイオンが前記開口を通って移送されるイオンガイドと、
    使用時に複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸が前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部に沿って形成されるように、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加する手段と、
    一動作モードにおいて、第１の範囲内に質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドを出射しつつ、第２の異なる範囲内に質量電荷比を有するイオンが前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸によって前記イオンガイド内に軸方向にトラップまたは閉じ込められるように、イオンを前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部に沿っておよび／または通って駆動または推進する手段と
    を含み、
    前記イオンを駆動または推進する手段は、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を前記複数の電極の総枚数の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の枚数の電極に印加する手段を含む質量分析器。
  2. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極の少なくともいくつかに印加する手段は、複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸が前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％に沿って生成されるように構成および適合される、請求項１に記載の質量分析器。
  3. 前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形の振幅、高さまたは深さを順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された第１の手段をさらに含む、請求項１に記載の質量分析器。
  4. 前記１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣポテンシャルもしくは電圧波形が前記電極に印加される速度または率を順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された第２の手段をさらに含む、請求項１または３に記載の質量分析器。
  5. 前記電極に印加される前記ＡＣまたはＲＦ電圧の振幅を順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された第３の手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の質量分析器。
  6. 前記電極に印加される前記ＲＦまたはＡＣ電圧の周波数を順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された第４の手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の質量分析器。
  7. 前記イオンガイドを通るガスフローを順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の質量分析器。
  8. 一動作モードにおいて、イオンが実質的に質量電荷比の逆順で前記質量分析器から出射するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の質量分析器。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の質量分析器を含む質量分析計であって、
    （ａ）（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、および（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源からなる群から選択されるイオン源をさらに含む、
    および／または、
    （ｂ）前記質量分析器の上流および／または下流に配置される１つ以上の質量フィルタをさらに含み、前記１つ以上の質量フィルタは、（ｉ）四重極ロッドセット質量フィルタ、（ｉｉ）飛行時間質量フィルタまたは質量分析器、（ｉｉｉ）ウィーンフィルタ、および（ｉｖ）扇形磁場質量フィルタまたは質量分析器からなる群から選択される、
    および／または、
    （ｃ）前記質量分析器の上流および／または下流に配置される１つ以上の第２のイオンガイドまたはイオントラップをさらに含む、
    および／または、
    （ｄ）（ｉ）衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉｉ）赤外線放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）紫外線放射誘起解離デバイス、（ｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−メタステーブルイオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−メタステーブル分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオン−メタステーブル原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−メタステーブルイオン反応デバイス、（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−メタステーブル分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉｉ）イオンを反応させて付加物または生成物イオンを形成するためのイオン−メタステーブル原子反応デバイスからなる群から選択される衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイスをさらに含む、
    質量分析計。
  10. 前記質量分析器の下流に配置されたさらなる質量分析器をさらに含み、
    前記さらなる質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器、（ｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｉｉ）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器、（ｉｖ）直交加速飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器、（ｖ）軸方向加速飛行時間質量分析器、（ｖｉ）扇形磁場質量分析計、（ｖｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極質量分析器、（ｖｉｉｉ）２Ｄまたは直線四重極質量分析器、（ｉｘ）ペニングトラップ質量分析器、（ｘ）イオントラップ質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換オービトラップ、（ｘｉｉ）静電イオンサイクロトロン共鳴質量分析計、（ｘｉｉｉ）静電フーリエ変換質量分析計、および（ｘｉｖ）四重極ロッドセット質量フィルタまたは質量分析器からなる群から選択される、請求項９に記載の質量分析計。
  11. 前記さらなる分析器の質量電荷比移送ウィンドウを前記質量分析器のサイクル時間の間またはそれにわたって前記質量分析器の動作に同期して順次増加させる、順次低減させる、順次変化させる、スキャンする、直線的に増加させる、直線的に低減させる、段階的、順次もしくは他のやり方で増加させる、または段階的、順次もしくは他のやり方で低減させるように構成および適合された手段をさらに含む、請求項１０に記載の質量分析計。
  12. イオンを質量分析する方法であって、
    複数の電極を含むイオンガイドであって、前記複数の電極は、開口を有する電極を含み、使用時にイオンが前記開口を通って移送されるイオンガイドを準備するステップと、
    使用時に複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸が前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部に沿って形成されるように、ＡＣまたはＲＦ電圧を前記複数の電極のうちの少なくともいくつかに印加するステップと、
    一動作モードにおいて、第１の範囲内に質量電荷比を有するイオンが前記イオンガイドを出射しつつ、第２の異なる範囲内に質量電荷比を有するイオンが前記複数の軸方向時間平均または擬ポテンシャル障壁、波形もしくは井戸によって前記イオンガイド内に軸方向にトラップまたは閉じ込められるように、イオンを前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも一部に沿っておよび／または通って駆動または推進するステップと
    を含み、
    前記イオンを駆動または推進するステップは、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を前記複数の電極の総枚数の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または１００％の枚数の電極に印加するステップを含む方法。
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