JP5624558B2 - 質量分析計及び質量分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、質量分析の方法と質量分析計とに関する。好適な実施形態によれば、イオントラップ型質量分析器に送られるイオン集団を制御する方法が提供される。

従来のイオントラップ及びイオントラップ型質量分析器は、同じ極性のイオン間の静電反発力の効果により有限数のイオンしか収容できない。この効果を、通常、空間電荷と称する。イオントラップ型質量分析器の容量を超えて過剰にイオントラップ型質量分析器にイオンが入射されると、入射されたイオンはシステム内で失われる。さらに、周知のように、空間電荷効果により、３次元又はポール（Paul）型イオントラップ、２次元又はリニアイオントラップ、FTICR質量分析器又はオービトラップ（RTM）型質量分析器、及び、その他の質量分析器等のイオントラップ型質量分析器の性能が劣化する。

周知のように、このような空間電荷効果を防ぐためには、イオントラップの過剰充填を避ける必要がある。

米国特許5572022（Schwartz）に開示される方法は、まず、イオン群をトラップ及び検出して、総イオン含量を求める。次に、総イオン含量をイオン含量の理想値と比較して、適切な充填時間を計算する。充填時間の間、質量分析計にイオンを移動させて、質量分析計内における空間電荷効果を防ぐ。充填時間は、求めたイオン電流に応じて変動する。

米国特許6627876（Hagar）は、リニア・イオントラップを備える質量分析計の充填時間を設定する方法を開示する。まず、質量分析計を透過動作モードで作動させて、イオンを検出し、入射イオン電流を求める。求めたイオン電流を所望の電荷密度と比較することにより、リニア・イオントラップの充填時間を算出する。次に、算出した充填時間を用いて、トラッピングモードで質量分析計を作動させる。

米国特許6987261（Horning）に開示される方法は、イオンを蓄積させて、検出することにより、所定のイオン集団を得るのに適した注入時間又は充填時間を求める。次に、求めた時間にわたって、イオンを蓄積させて、質量分析器に導入する。

要するに、イオントラップ内に所定数のイオンを蓄積するために、イオンビーム電流を測定して、イオントラップ内にイオンを蓄積させる時間を算出する方法が従来知られている。しかし、従来のアプローチには、いくつかの明らかな問題がある。

第１に、所定の実験のサイクルタイムがイオン電流に応じて変動することが挙げられる。たとえば、質量分析計を液体クロマトグラフィーシステムと組み合わせて用いる場合、イオントラップには広範囲なイオン電流が与えられる。比較的大きなイオン電流がイオントラップに与えられる場合には、設定される充填時間は比較的短くなり、一方、比較的小さなイオン電流がイオントラップに与えられる場合には、設定される充填時間は比較的長くなる。この結果、サイクルタイムが変動して、クロマトグラフィーのピークにわたって得られる測定数が不明確になる。

第２の問題は、たとえ一定のイオン電流を仮定したとしても、実際には瞬間イオン電流において統計的な自然変動が存在することにある。また、エレクトロスプレーイオン化イオン源を用いる場合の噴射安定性等、他の変動要因も存在する。イオン電流が一時的に低い期間にイオントラップを充填した場合には、イオントラップには理想的な数のイオンよりも少ない数のイオンが蓄積され、感度の低下につながる。逆に、イオン電流が一時的に高い期間にイオントラップを充填した場合には、イオントラップには過剰な数のイオンが蓄積され、空間電荷の問題が生じる。

従来のアプローチにおける第３の問題は、さまざまな長さの時間、イオントラップ型質量分析器にイオンを充填した場合、イオントラップ型質量分析器は、質量対電荷比の差による影響を受ける。たとえば、イオントラップ型質量分析器に比較的短い時間だけイオンを充填した場合、質量分析計の上流側のイオントラップから放出されるイオンの飛行時間は、イオントラップ型質量分析器内に蓄積されるイオンの質量対電荷比に影響を与える。この結果、異なる質量対電荷比を有するイオンのトラッピング効率は、イオントラップ型質量分析器の充填時間に応じて変動する。

イオントラップ型質量分析器又は他の装置へのイオンの蓄積を制御する方法の改善が求められている。

本発明の一つの態様は質量分析の方法であって、
減衰装置と減衰装置の下流側に配置されるイオントラップとを準備する工程と、
第１のイオン電流Ｉ₁ と、前記イオントラップ内に蓄積される所望のイオン数とを求める工程と、
求めた第１のイオン電流Ｉ₁に基づき減衰装置を制御して、減衰装置を透過しイオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定する工程と、
求めた第１のイオン電流Ｉ₁と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ₁にわたって、イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
前記減衰装置は、前記所望のイオン数のイオンが前記イオントラップに蓄積されるように、前記減衰装置に入射されたイオンビームを減衰する。

イオントラップは、望ましくは、イオントラップ型質量分析器を備え、イオン検出器によって、イオントラップから放出される又はその他の方法でイオントラップから出現するイオンを検出することが望ましい。

他の実施形態において、質量分析の方法が、さらに、イオントラップからイオンを放出させる、又は、イオントラップからイオンを出現させる工程を備え、放出又は出現させたイオンを、イオントラップの下流側に配置される質量分析器に送るようにしてもよい。

第１のイオン電流Ｉ₁を求める工程は、望ましくは、第１の装置を用いて、第１のイオン電流Ｉ₁を求め、第１の装置は、（ｉ）質量分析器、（ｉｉ）電荷検出器、（ｉｉｉ）電荷誘導装置、（ｉｖ）イメージ電流検出器、及び（ｖ）１つ以上の溶離液の吸収プロファイルを求めるように液体クロマトグラフィーシステムと組み合わせた紫外線（ＵＶ）検出器、からなる群から選択されることが望ましい。

第１のイオン電流Ｉ₁を求める工程は、（ｉ）以前に取得されたデータ又は質量スペクトルデータを用いる、及び／又は、（ｉｉ）以前に取得されたデータ又は質量スペクトルデータに基づき、イオン電流を推定するものでもよい。

質量分析の方法が、さらに、求めた第１のイオン電流Ｉ₁に基づいて減衰係数を算出する工程を備えることが望ましく、減衰装置を制御する工程が、減衰装置により前方に送られるイオンビームを減衰係数で減衰するように減衰装置を設定することが望ましい。

減衰装置は、望ましくは、（ｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させる静電レンズ、及び／又は、（ｉｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させる１つ以上の電極、ロッドセット又はイオン光学装置を備える。

減衰装置を制御する工程が、低透過動作モードと高透過動作モードとの間で減衰装置を繰り返し切り替えることが望ましく、減衰装置は、時間ΔＴ１にわたって低透過動作モードに保持され、時間ΔＴ２にわたって高透過動作モードに保持され、減衰装置のデューティ・サイクルがΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）である。

質量分析の方法は、望ましくは、
さらに、第２のイオン電流Ｉ₂を求める工程と、
求めた第２のイオン電流Ｉ₂に基づき減衰装置を制御して、減衰装置を透過しイオントラップに移動されたイオンの強度を（第１のレベルと）異なる第２のレベルに設定する工程と、
求めた第２のイオン電流Ｉ₂と実質的に独立な第２の一定時間Ｔ₂にわたって、イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
時間Ｔ₁は時間Ｔ₂に等しい、又は、ほぼ等しい。

質量分析の方法は、望ましくは、
さらに、第３のイオン電流Ｉ₃を求める工程と、
求めた第３のイオン電流Ｉ₃に基づき減衰装置を制御して、減衰装置を透過しイオントラップに移動されたイオンの強度を（第１のレベル及び第２のレベルと）異なる第３のレベルに設定する工程と、
求めた第３のイオン電流Ｉ₃と実質的に独立な第３の一定時間Ｔ₃にわたって、イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
時間Ｔ₁は時間Ｔ₂に等しい、又は、ほぼ等しく、時間Ｔ₂は時間Ｔ₃に等しい、又は、ほぼ等しい。

質量分析の方法は、望ましくは、
さらに、第４のイオン電流Ｉ₄を求める工程と、
求めた第４のイオン電流Ｉ₃に基づき減衰装置を制御して、減衰装置を透過しイオントラップに移動されたイオンの強度を（第１のレベル、第２のレベル及び第３のレベルと）異なる第４のレベルに設定する工程と、
求めた第４のイオン電流Ｉ₄と実質的に独立な第４の一定時間Ｔ₄にわたって、イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
時間Ｔ₁は時間Ｔ₂に等しい、又は、ほぼ等しく、時間Ｔ₂は時間Ｔ₃に等しい、又は、ほぼ等しく、時間Ｔ₃は時間Ｔ₄に等しい、又は、ほぼ等しい。

質量分析の方法は、望ましくは、さらに、減衰装置の上流側及び／又は下流側に、イオン蓄積装置又はイオントラップを配置する工程を備える。

イオン蓄積装置又はイオントラップは、望ましくは、（ｉ）使用時にイオンを透過させる少なくとも１つの開口部を各々有する複数の電極を備えるイオントンネル型又はイオンファネル型イオントラップ、（ｉｉ）多極ロッドセット、（ｉｉｉ）軸方向にセグメント化された多極ロッドセット、及び（ｉｖ）イオン移動平面内にほぼ配置される複数の平板電極、からなる群から選択される。

イオン蓄積装置又はイオントラップは、望ましくは、第１の上流側イオン蓄積領域と第２の下流側イオン蓄積領域とを備え、動作モードにおいて、（ｉ）第１の上流側イオン蓄積領域の入口側に配置された電極に直流（ＤＣ）又はＲＦ（高周波）ポテンシャル障壁を印加して、イオン蓄積装置又はイオントラップへのこれ以上のイオンの入射を防ぐ、及び／又は、（ｉｉ）第１の上流側イオン蓄積領域と第２の下流側イオン蓄積領域との間に配置される電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、第１の上流側イオン蓄積領域から第２の下流側イオン蓄積領域へのイオンの移動を防ぐ、及び／又は、（ｉｉｉ）第２の下流側イオン蓄積領域の出口に配置された電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、イオン蓄積装置又はイオントラップからのイオンの出射を防ぐ。

一実施形態において、イオン蓄積装置又はイオントラップにイオンが蓄積された後、イオン蓄積装置又はイオントラップを作動させて、不要な質量又は質量対電荷比を有する少なくとも一部のイオンを、質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、除去又は減衰するようにしてもよい。

一実施形態において、質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、イオン蓄積装置又はイオントラップからイオンを放出させる、又は、前方にイオンを送り出すようにしてもよい。

本発明の一つの態様は、質量分析計であって、
減衰装置と、
減衰装置の下流側に配置されるイオントラップと、
制御システムと、を備え、
制御システムが、
（ｉ）第１のイオン電流Ｉ₁を求め、
（ｉｉ）求めた第１のイオン電流Ｉ₁に基づき減衰装置を制御して、減衰装置を透過しイオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定し、
（ｉｉｉ）求めた第１のイオン電流Ｉ₁と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ₁にわたって、イオントラップ内にイオンを蓄積させる。

イオントラップは、望ましくは、イオントラップ型質量分析器を備え、質量分析計は、望ましくは、さらに、イオントラップから放出される又はその他の方法でイオントラップから出現するイオンを検出するイオン検出器、を備える。

別の実施形態において、質量分析計が、さらに、イオントラップの下流側に配置される質量分析器を備え、使用時に、イオンが、イオントラップから放出され、又は、イオントラップから出現し、質量分析器に送られるようにしてもよい。

質量分析計は、望ましくは、さらに、質量分析計内のイオン電流を求める第１の装置を備える。

第１の装置は、（ｉ）質量分析器、（ｉｉ）電荷検出器、（ｉｉｉ）電荷誘導装置、（ｉｖ）イメージ電流検出器、及び（ｖ）１つ以上の溶離液の吸収プロファイルを求めるように液体クロマトグラフィーシステムと組み合わせた紫外線(UV)検出器、からなる群から選択されることが望ましい。

減衰装置は、望ましくは、（ｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させる静電レンズ、及び／又は、（ｉｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させる１つ以上の電極、ロッドセット又はイオン光学装置を備える。

減衰装置は、低透過動作モードと高透過動作モードとの間で繰り返し切り替えられることが望ましく、減衰装置は、時間ΔＴ１にわたって低透過動作モードに保持され、時間ΔＴ２にわたって高透過動作モードに保持され、減衰装置のデューティ・サイクルがΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）である。

低透過動作モードにおけるイオンビームの透過率は望ましくは０％であり、一方、高透過動作モードにおけるイオンビームの透過率は望ましくは１００％である。イオンビーム減衰器から出射されるイオンビームの平均イオンビーム強度が、イオンビーム減衰器に入射されるイオンビームの平均イオンビーム強度よりも低いことが望ましい。

求めた第１のイオン電流Ｉ₁、第２のイオン電流Ｉ₂、第３のイオン電流Ｉ₃又は第４のイオン電流Ｉ₄に基づき、イオンビームを減衰させる必要がないと判断される場合もあり、この場合には、イオンビーム減衰器は、実質的にイオンビームを減衰させることなく、イオンを透過させる。

一実施形態において、質量分析計は、さらに、減衰装置の上流側及び／又は下流側に配置されるイオン蓄積装置又はイオントラップを備える。

一実施形態において、イオン蓄積装置又はイオントラップが、（ｉ）使用時にイオンを透過させる少なくとも１つの開口部を各々有する複数の電極を備えるイオントンネル型又はイオンファネル型イオントラップ、（ｉｉ）多極ロッドセット、（ｉｉｉ）軸方向にセグメント化された多極ロッドセット、及び（ｉｖ）イオン移動平面内にほぼ配置される複数の平板電極、からなる群から選択される。

イオン蓄積装置又はイオントラップは、望ましくは、第１の上流側イオン蓄積領域と第２の下流側イオン蓄積領域とを備え、動作モードにおいて、（ｉ）第１の上流側イオン蓄積領域の入口側に配置された電極に直流（ＤＣ）又はＲＦ（高周波）ポテンシャル障壁を印加して、イオン蓄積装置又はイオントラップへのこれ以上のイオンの入射を防ぐ、及び／又は、（ｉｉ）第１の上流側イオン蓄積領域と第２の下流側イオン蓄積領域との間に配置される電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、第１の上流側イオン蓄積領域から第２の下流側イオン蓄積領域へのイオンの移動を防ぐ、及び／又は、（ｉｉｉ）第２の下流側イオン蓄積領域の出口側に配置された電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、イオン蓄積装置又はイオントラップからのイオンの出射を防ぐ。

イオン蓄積装置又はイオントラップにイオンが蓄積された後、イオン蓄積装置又はイオントラップを動作モードで作動させて、不要な質量又は質量対電荷比を有する少なくとも一部のイオンを、質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、除去又は減衰するようにしてもよい。

動作モードにおいて、質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、イオン蓄積装置又はイオントラップからイオンを放出させる、又は、前方にイオンを送り出すようにしてもよい。

本発明の一つの態様は、減衰装置と減衰装置の下流側に配置されるイオントラップとを備える質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、
制御システムにより、
（ｉ）第１のイオン電流Ｉ₁を求め、
（ｉｉ）求めた第１のイオン電流Ｉ₁に基づき減衰装置を制御して、減衰装置を透過しイオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定し、
（ｉｉｉ）求めた第１のイオン電流Ｉ₁と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ₁にわたって、イオントラップ内にイオンを蓄積させる。

本発明の一つの態様は、コンピュータで実行可能な命令が記憶されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
命令は、減衰装置と減衰装置の下流側に配置されるイオントラップとを備える質量分析計の制御システムにより実行可能であり、
制御システムにより、
（ｉ）第１のイオン電流Ｉ₁を求め、
（ｉｉ）求めた第１のイオン電流Ｉ₁に基づき減衰装置を制御して、減衰装置を透過しイオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定し、
（ｉｉｉ）求めた第１のイオン電流Ｉ₁と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ₁にわたって、イオントラップ内にイオンを蓄積させる。

コンピュータ読み取り可能な媒体は、望ましくは、（ｉ）ROM、（ｉｉ）EAROM、（ｉｉｉ）EPROM、（ｉｖ）EEPROM、（ｖ）フラッシュメモリ、（ｖｉ）光ディスク、（ｖｉｉ）RAM、及び（ｖｉｉｉ）ハードディスクからなる群から選択される。

本発明の一つの態様は、質量分析の方法であって、
イオン電流を求める工程と、
求めたイオン電流に依存する変数量だけイオンビームを減衰させる工程と、
減衰させたイオンビームをイオントラップに移動させ、求めたイオン電流に実質的に独立な時間にわたって、イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備える。

本発明の一つの態様は、質量分析計であって、
イオン電流を求める装置と、
求めたイオン電流に依存する変数量だけイオンビームを減衰させる装置と、
イオントラップと、を備え、
使用時に、減衰させたイオンビームがイオントラップに移動し、求めたイオン電流に実質的に独立な時間にわたって、イオントラップ内にイオンが蓄積される。

本発明の一つの態様は、イオントラップにイオンを蓄積させる方法であって、
イオントラップ内に入る前にイオンビームを減衰させるための減衰係数を変化させる工程を備え、
減衰係数は求めたイオン電流に依存する一方、イオントラップの充填時間は、ほぼ一定に保持され、求めたイオン電流とは独立である。

本発明の一つの態様は、質量分析計であって、
使用時にイオンを蓄積させるイオントラップと、
イオントラップ内に入る前にイオンビームを減衰させるための減衰係数を変化させる制御システムと、を備え、
減衰係数は求めたイオン電流に依存する一方、イオントラップの充填時間は、ほぼ一定に保持され、求めたイオン電流とは独立である。

本発明の一つの態様は、イオンを蓄積させる方法であって、
イオントラップ又は質量分析器に入る前にイオンビームを減衰させるための減衰係数を変化させる工程を備え、
減衰係数は、求めたイオン電流に依存する。

イオントラップ又は質量分析器は、望ましくは、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２次元又はリニア四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポール（Paul）トラップ型又は３次元四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニング（Penning）トラップ型質量分析器、（ｖ）イオントラップ型質量分析器、（ｖｉ）磁場型質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（Ion Cyclotron Resonance：ICR）質量分析器（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance：FTICR）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ（RTM）型質量分析器、（ｘ）フーリエ変換（Fourier Transform）静電又はオービトラップ型質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換（Fourier Transform）質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、（ｘｉｉｉ）直交加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、及び（ｘｉｖ）線形加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、からなる群から選択される。

本発明の一つの態様は、質量分析計であって、
イオントラップ又は質量分析器と、
イオントラップ又は質量分析器に入る前にイオンビームを減衰させるための減衰係数を変化させる制御システムと、を備え、
減衰係数は、求めたイオン電流に依存する。

イオントラップ又は質量分析器は、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２次元又はリニア四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポール（Paul）トラップ型又は３次元四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニング（Penning）トラップ型質量分析器、（ｖ）イオントラップ型質量分析器、（ｖｉ）磁場型質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（Ion Cyclotron Resonance：ICR）質量分析器（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance：FTICR）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ（RTM）型質量分析器、（ｘ）フーリエ変換（Fourier Transform）静電又はオービトラップ型質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換（Fourier Transform）質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、（ｘｉｉｉ）直交加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、及び（ｘｉｖ）線形加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、からなる群から選択される。

本発明の好適な実施形態は、減衰装置を備える質量分析計である。減衰装置は、望ましくは、入射イオンビームを減衰し、好ましくは減衰装置の下流側に配置されるイオントラップ、イオントラップ型質量分析器、又はその他の質量分析器内に所定数のイオンを蓄積させる。イオンは、所定のほぼ一定の時間にわたって、イオントラップ、イオントラップ型質量分析器、又はその他の質量分析器内に蓄積されることが望ましい。イオントラップ、イオントラップ型質量分析器、又はその他の質量分析器の充填時間は、求めたイオンビーム電流に対して不変であることが望ましい。これは、イオントラップ型質量分析器の充填時間が求めたイオンビーム電流に左右されて変動する従来の質量分析計と対照的である。

好適な実施形態では、イオン電流を求めて、入射イオンビームを減衰させるための減衰係数を算出し、イオントラップ又はイオントラップ型質量分析器内に所定のイオン集団を蓄積させる。従来の技術とは異なり、ほぼ一定の所定時間にわたって、イオンがイオントラップ型質量分析器内に蓄積されることが望ましい。イオントラップ型質量分析器の充填時間は、ほぼ不変であり、求めたイオンビーム強度に左右されないことが望ましい。

さまざまな手段でイオンビームを減衰させることができる。たとえば、１つ以上の電極を備える静電装置を用いて、イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰又は実質的に妨害することができる。

本発明の実施形態では、質量分析計及びイオントラップ型質量分析器をほぼ一定のサイクルタイムで稼働できる、という大きな効果が得られる。所定の実験では、サイクルタイムが変動しないことが好ましい。これにより、クロマトグラフのピークにわたって既知の数のデータ点を取得することが可能になる。

また、本発明の実施形態では、平均化させたイオン蓄積が可能である、という効果も得られる。本発明の実施形態では、比較的短期間ではなく、ほぼ連続的にイオンビームをサンプリングすることができる。この結果、入射イオン電流の変動を平均化することができる。

さらに、本発明の実施形態では、イオントラップ又はイオントラップ型質量分析器の上流側に配置される別のイオントラップにイオンを蓄積可能である、という効果も得られる。別のイオントラップとして、イオントンネル型イオントラップを用いることも望ましい。これにより、イオンを別のイオントラップに貯蔵すると共に、下流側の分析用イオントラップ又はイオントラップ型質量分析器でイオンの質量分析を行ない、イオンを放出させることができる。これに対して、従来は、上流側イオントラップに蓄積されたイオンを下流側イオントラップ型質量分析器の算出された充填時間にわたって放出すると、主に、上流側イオントラップから定常的な一定の流れとしてではなく、最初に急激にイオンが放出されることにより、下流側の分析用イオントラップ型質量分析器には不正確の数のイオンが入射される場合があった。

また、本発明の実施形態では、上述した方法でイオンビームを減衰することにより、イオン電流の時間変動に質量分析計が影響を受けない、という効果も得られる。したがって、イオンの蓄積とイオン集団の制御を組み合わせて、イオントラップ、イオントラップ型質量分析器、又はその他の質量分析器に所定数のイオンを充填するのに必要な時間を最小限に抑えることができる。

別のイオントラップは、イオントラップ、イオントラップ型質量分析器、又はその他の質量分析器の上流側に配置することが望ましい。この場合、別のイオントラップとして、イオントンネル型イオントラップを用いることも望ましい。イオントンネル型イオントラップは、望ましくは、使用時にイオンを透過させる少なくとも１つの開口部を各々有する複数の電極を備える。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、イオントンネル型イオントラップを形成する複数の電極の少なくとも一部に１つ以上の過渡直流電圧若しくは電位又は１つ以上の過渡直流電圧波形若しくは電位波形を印加する過渡直流電圧装置を備えるものでもよい。過渡直流電圧装置は、望ましくは、イオントンネル型イオントラップの全長の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、又は１００％に沿って少なくとも一部のイオンを駆り立てる、押し出す、駆動する、又は、推進させることが望ましい。

イオントンネル型イオントラップは、望ましくは、入口領域と中央領域と出口領域とを備え、使用時に、（ｉ）>100mbar、（ｉｉ）>10mbar、（ｉｉｉ）>1mbar、（ｉｖ）>0.1mbar、（ｖ）>10^-2mbar、（ｖｉ）>10^-3mar、（ｖｉｉ）>10^-4mbar、（ｖｉｉｉ）>10^-5mbar、（ｉｘ）>10^-6mbar、（ｘ）<100mbar、（ｘｉ）<10mbar、（ｘｉｉ）<1mbar、（ｘｉｉｉ）<0.1mbar、（ｘｉｖ）<10^-2mbar、（ｘｖ）<10^-3mar、（ｘｖｉ）<10^-4mbar（ｘｖｉｉ）<10^-5mbar、（ｘｖｉｉｉ）<10^-6mbar、（ｘｉｘ）10〜100mbar、（ｘｘ）1〜10mbar、（ｘｘｉ）0.1〜1mbar、（ｘｘｉｉ）10^-2〜10^-1mbar、（ｘｘｉｉｉ）10^-3〜10^-2mbar、（ｘｘｉｖ）10-⁴〜10^-3mbar、及び（ｘｘｖ）10^-5〜10^-4mbar、からなる群から選択される圧力に、入口領域、及び／又は、中央領域、及び／又は、出口領域を保持することが望ましい。

別のイオントラップ又はイオン蓄積装置は、（ｉ）イオントンネル型又はイオンファネル型イオンガイド、（ｉｉ）多極ロッドセット型イオンガイド、（ｉｉｉ）軸方向にセグメント化された多極ロッドセット型イオンガイド、又は（ｉｖ）イオン移動平面内にほぼ配置される複数の平板電極のいずれかを備えることが望ましい。

別のイオントラップ又はイオン蓄積装置は、望ましくは、さらに、別のイオントラップ又はイオン蓄積装置が備える電極に交流（ＡＣ）電圧又はＲＦ（高周波）電圧を供給する装置を備える。交流電圧又はＲＦ電圧は、望ましくは、（ｉ）50Vより小さいピークピーク値（peak to peak）、（ｉｉ）50〜100Vのピークピーク値、（ｉｉｉ）100〜150Vのピークピーク値、（ｉｖ）150〜200Vのピークピーク値、（ｖ）200〜250Vのピークピーク値、（ｖｉ）250〜300Vのピークピーク値、（ｖｉｉ）300〜350Vのピークピーク値、（ｖｉｉｉ）350〜400Vのピークピーク値、（ｉｘ）400〜450Vのピークピーク値、（ｘ）450〜500Vのピークピーク値、及び（ｘｉ）500Vより大きなピークピーク値、からなる群から選択される振幅を有する。

交流電圧又はＲＦ電圧は、望ましくは、（ｉ）100kHz未満、（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、及び（ｘｘｖ）10.0MHzより大きな値、からなる群から選択される周波数を有する。

一つの実施形態において、質量分析計は、望ましくは、さらに、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（Electrospray ionization: ESI）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（Atmospheric Pressure Photo Ionization: APPI）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（Atmospheric Pressure Chemical Ionization: APCI）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（Matrix Assisted Laser Desorption Ionization: MALDI）イオン源、（ｖ）レーザー脱離イオン化（Laser Desorption Ionization: LDI）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（Atmospheric Pressure Ionization: API）イオン源、（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（Desorption Ionization on Silicon: DIOS）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝撃（Electron Impact: EI）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（Chemical Ionization: CI）イオン源、（ｘ）電界イオン化（Field Ionization: FI）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（Field Desorption: FD）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma: ICP）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（Fast Atom Bombardment: FAB）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry: LSIMS）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（Desorption Electrospray Ionization: DESI）イオン源、（ｘｖｉ）ニッケル−63放射性イオン源、（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化（Atmospheric Pressure Matrix Assisted Laser Desorption Ionization: APMALDI）イオン源、（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源、（ｘｉｘ）大気サンプリンググロー放電イオン化（Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionization: ASGDI）イオン源、（ｘｘ）グロー放電（Glow Discharge: GD）イオン源、（ｘｘｉ）低大気圧エレクトロスプレーイオン化イオン源、及び（ｘｘｉｉ）DART（リアルタイム直接質量分析：Direct Analysis in Real Time）イオン源、からなる群から選択される１つ以上のイオン源を備える。

質量分析計が、さらに、１つ以上の連続又はパルスイオン源を備えていてもよい。

質量分析計が、さらに、１つ以上のイオンガイドを備えていてもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、１つ以上のイオン移動度分離装置、及び／又は、電界非対称イオン移動度分光計（Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer: FAIMS）を備えていてもよい。

質量分析計が、さらに、１つ以上のイオントラップ又は１つ以上のイオントラップ領域を備えていてもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、（ｉ）衝突誘起解離（Collisional Induced Dissociation: CID）フラグメンテーション装置、（ｉｉ）表面誘起解離（Surface Induced Dissociation: SID）フラグメンテーション装置、（ｉｉｉ）電子移動解離（Electron Transfer Dissociation: ETD）フラグメンテーション装置、（ｉｖ）電子捕獲解離（Electron Capture Dissociation: ECD）フラグメンテーション装置、（ｖ）電子衝突（Electron Collision）又は電子衝撃解離（Electron Impact Dissociation)フラグメンテーション装置、（ｖｉ）光誘起解離（Photo Induced Dissociation: PID）フラグメンテーション装置、（ｖｉｉ）レーザー誘起解離（Laser Induced Dissociation）フラグメンテーション装置、（ｖｉｉｉ）赤外線誘起解離装置、（ｉｘ）紫外線誘起解離装置、（ｘ）ノズル・スキマー・インターフェース・フラグメンテーション装置、（ｘｉ）インソースフラグメンテーション装置、（ｘｉｉ）インソース衝突誘起解離（Collision Induced Dissociation）フラグメンテーション装置、（ｘｉｉｉ）熱源又は温度源フラグメンテーション装置、（ｘｉｖ）電場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖ）磁場誘起フラグメンテーション装置、（ｘｖｉ）酵素消化又は酵素分解フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｉｘ）イオン−原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応フラグメンテーション装置、（ｘｘｉｉｉ）イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオン（生成イオン）を形成するイオン−イオン反応装置、（ｘｘｉｖ）イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−分子反応装置、（ｘｘｖ）イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−原子反応装置、（ｘｘｖｉ）イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定イオン反応装置、（ｘｘｖｉｉ）イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定分子反応装置、（ｘｘｖｉｉｉ）イオンの反応により付加イオン又はプロダクトイオンを形成するイオン−準安定原子反応装置、及び（ｘｘｉｘ）電子イオン化解離（Electron Ionization Dissociation: EID）フラグメンテーション装置、からなる群から選択される１つ以上の衝突セル、フラグメンテーション（断片化）セル、又は反応セルを備えていてもよい。

衝突セル、フラグメンテーション（断片化）セル、又は反応セルは、別のイオントラップ又はイオン蓄積装置及び／又は減衰装置の上流側、及び／又は、下流側に配置されるものでもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２次元又はリニア四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポール（Paul）トラップ型又は３次元四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニング（Penning）トラップ型質量分析器、（ｖ）イオントラップ型質量分析器、（ｖｉ）磁場型質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（Ion Cyclotron Resonance: ICR）質量分析器（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance: FTICR）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ（RTM）型質量分析器、（ｘ）フーリエ変換（Fourier Transform）静電又はオービトラップ型質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換（Fourier Transform）質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間型（Time of Flight: TOF）質量分析器、（ｘｉｉｉ）直交加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、及び（ｘｉｖ）線形加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、からなる群から選択される質量分析器を備えていてもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、１つ以上のエネルギー分析器又は静電エネルギー分析器を備えるものでもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、１つ以上のイオン検出器を備えるものでもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、（ｉ）四重極マスフィルタ、（ｉｉ）２次元又はリニア四重極イオントラップ、（ｉｉｉ）ポール（Paul）又は３次元四重極イオントラップ、（ｉｖ）ペニング（Penning）イオントラップ、（ｖ）イオントラップ、（ｖｉ）磁気セクタ型マスフィルタ、（ｖｉｉ）飛行時間型（Time of Flight: TOF）マスフィルタ、及び（ｖｉｉｉ）ウィーン（Wien）フィルタ、からなる群から選択される１つ以上のマスフィルタを備えるものでもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、減衰装置に対して、及び／又は、イオントラップ、イオントラップ型質量分析器、又はその他の質量分析器に対して、イオンをパルス状にする装置又はイオンゲートを備えるものでもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、実質的に連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換する装置を備えるものでもよい。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、Ｃ型トラップと、外側たる形電極及び同軸の内側紡錘形電極を備える質量分析器と、を備えるようにしてもよい。ここで、第１の動作モードにおいて、イオンは、Ｃ型トラップに送られ、次に、質量分析器に注入される。第２の動作モードにおいて、イオンは、Ｃ型トラップに、次に、衝突セル又は電子移動解離（Electron Transfer Dissociation）装置に送られて、少なくとも一部のイオンがフラグメント（断片）イオンにフラグメント化（断片化）される。フラグメントイオンは、望ましくは、Ｃ型トラップに送られた後、質量分析器に注入される。

一つの実施形態において、質量分析計が、さらに、使用時にイオンを透過させる開口部を各々有する複数の電極を備える積層リング型イオンガイドを備えるようにしてもよい。ここで、電極間の間隔は、イオン通路の長さ方向に沿って、増大するものでもよいし、減少するものでもよい。イオンガイドの上流部に配置される電極の開口部が第１の直径を有する一方で、イオンガイドの下流部に配置される電極の開口部が望ましくは第１の直径よりも小径の第２の直径を有するものでもよい。使用時に、隣り合う電極に、交流電圧又はＲＦ電圧の逆位相を印加することが望ましい。

本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
［適用例１］
質量分析の方法であって、
減衰装置と、前記減衰装置の下流側に配置されるイオントラップとを準備する工程と、
第１のイオン電流Ｉ ₁ を求める工程と、
前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定する工程と、
前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ ₁ にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備える方法。
［適用例２］
適用例１に記載の方法であって、
前記イオントラップがイオントラップ型質量分析器を備え、
イオン検出器が、前記イオントラップから放出されるイオン又はその他の方法で前記イオントラップから出現するイオンを検出するように構成されている、方法。
［適用例３］
適用例１に記載の方法であって、さらに、
前記イオントラップからイオンを放出させる、又は、前記イオントラップからイオンを出現させる工程を備え、
前記放出又は出現させたイオンは、前記イオントラップの下流側に配置される質量分析器に送られる、方法。
［適用例４］
適用例１、２又は３に記載の方法であって、
前記第１のイオン電流Ｉ ₁ を求める工程は、第１の装置を用いて、前記第１のイオン電流Ｉ ₁ を求め、
前記第１の装置は、（ｉ）質量分析器、（ｉｉ）電荷検出器、（ｉｉｉ）電荷誘導装置、（ｉｖ）イメージ電流検出器、及び（ｖ）１つ以上の溶離液の吸収プロファイルを求めるように構成された液体クロマトグラフィーシステムと組み合わせた紫外線（ＵＶ）検出器、からなる群から選択される、方法。
［適用例５］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記第１のイオン電流Ｉ ₁ を求める工程は、
（ｉ）以前に取得されたデータ又は質量スペクトルデータを用いる工程、
及び／又は、
（ｉｉ）以前に取得されたデータ又は質量スペクトルデータに基づき、前記イオン電流を推定する工程、
を含む、方法。
［適用例６］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、さらに、
前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ に基づいて減衰係数を算出する工程を備え、
前記減衰装置を制御する工程は、前記減衰装置から前方に送られるイオンビームを前記減衰係数で減衰するように前記減衰装置を設定する、方法。
［適用例７］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記減衰装置が、（ｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させるように構成された静電レンズ、及び／又は、（ｉｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させるように構成された１つ以上の電極、ロッドセット又はイオン光学装置を備える、方法。
［適用例８］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、
前記減衰装置を制御する工程は、低透過動作モードと高透過動作モードとの間で前記減衰装置を繰り返し切り替え、
前記減衰装置は、時間ΔＴ１にわたって前記低透過動作モードに保持され、時間ΔＴ２にわたって前記高透過動作モードに保持され、前記減衰装置のデューティ・サイクルがΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）である、方法。
［適用例９］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、さらに、
第２のイオン電流Ｉ ₂ を求める工程と、
前記求めた第２のイオン電流Ｉ ₂ に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第２の異なるレベルに設定する工程と、
前記求めた第２のイオン電流Ｉ ₂ と実質的に独立な第２の一定時間Ｔ ₂ にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
前記時間Ｔ ₁ は前記時間Ｔ ₂ に等しい、又は、ほぼ等しい、方法。
［適用例１０］
適用例９に記載の方法であって、さらに、
第３のイオン電流Ｉ ₃ を求める工程と、
前記求めた第３のイオン電流Ｉ ₃ に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第３の異なるレベルに設定する工程と、
前記求めた第３のイオン電流Ｉ ₃ と実質的に独立な第３の一定時間Ｔ ₃ にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
前記時間Ｔ ₁ は前記時間Ｔ ₂ に等しい、又は、ほぼ等しく、
前記時間Ｔ ₂ は前記時間Ｔ ₃ に等しい、又は、ほぼ等しい、方法。
［適用例１１］
適用例１０に記載の方法であって、さらに、
第４のイオン電流Ｉ ₄ を求める工程と、
前記求めた第４のイオン電流Ｉ ₃ に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第４の異なるレベルに設定する工程と、
前記求めた第４のイオン電流Ｉ ₄ と実質的に独立な第４の一定時間Ｔ ₄ にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
前記時間Ｔ ₁ は前記時間Ｔ ₂ に等しい、又は、ほぼ等しく、
前記時間Ｔ ₂ は前記時間Ｔ ₃ に等しい、又は、ほぼ等しく、
前記時間Ｔ ₃ は前記時間Ｔ ₄ に等しい、又は、ほぼ等しい、方法。
［適用例１２］
前記いずれかの適用例に記載の方法であって、さらに、
前記減衰装置の上流側及び／又は下流側に、イオン蓄積装置又はイオントラップを配置する工程を備える、方法。
［適用例１３］
適用例１２に記載の方法であって、
前記イオン蓄積装置又はイオントラップが、（ｉ）使用時にイオンを透過させる少なくとも１つの開口部を各々有する複数の電極を備えるイオントンネル型又はイオンファネル型イオントラップ、（ｉｉ）多極ロッドセット、（ｉｉｉ）軸方向にセグメント化された多極ロッドセット、及び（ｉｖ）イオン移動平面内にほぼ配置される複数の平板電極、からなる群から選択される、方法。
［適用例１４］
適用例１２又は１３に記載の方法であって、
前記イオン蓄積装置又はイオントラップが、第１の上流側イオン蓄積領域と第２の下流側イオン蓄積領域とを備え、動作モードにおいて、（ｉ）前記第１の上流側イオン蓄積領域の入口側に配置された電極に直流（ＤＣ）又はＲＦ（高周波）ポテンシャル障壁を印加して、前記イオン蓄積装置又はイオントラップへのこれ以上のイオンの入射を防ぐ、及び／又は、（ｉｉ）前記第１の上流側イオン蓄積領域と前記第２の下流側イオン蓄積領域との間に配置される電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、前記第１の上流側イオン蓄積領域から前記第２の下流側イオン蓄積領域へのイオンの移動を防ぐ、及び／又は、（ｉｉｉ）前記第２の下流側イオン蓄積領域の出口に配置された電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、前記イオン蓄積装置又はイオントラップからのイオンの出射を防ぐ、方法。
［適用例１５］
適用例１２、１３又は１４に記載の方法であって、
前記イオン蓄積装置又はイオントラップにイオンが蓄積された後、前記イオン蓄積装置又はイオントラップを作動させて、不要な質量又は質量対電荷比を有する少なくとも一部のイオンを、質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、除去又は減衰する、方法。
［適用例１６］
適用例１２ないし１５のいずれかに記載の方法であって、
質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、前記イオン蓄積装置又はイオントラップからイオンを放出させる、又は、前方にイオンを送り出す、方法。
［適用例１７］
質量分析計であって、
減衰装置と、
前記減衰装置の下流側に配置されるイオントラップと、
制御システムと、を備え、
前記制御システムが、
（ｉ）第１のイオン電流Ｉ ₁ を求め、
（ｉｉ）前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定し、
（ｉｉｉ）前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ ₁ にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる、
ように構成されている、質量分析計。
［適用例１８］
適用例１７に記載の質量分析計であって、
前記イオントラップがイオントラップ型質量分析器を備え、
前記質量分析計が、さらに、前記イオントラップから放出される又はその他の方法で前記イオントラップから出現するイオンを検出するように構成されたイオン検出器を備える、質量分析計。
［適用例１９］
適用例１７に記載の質量分析計であって、さらに、
前記イオントラップの下流側に配置される質量分析器を備え、
前記質量分析計の使用時に、イオンは、前記イオントラップから放出され、又は、前記イオントラップから出現し、前記質量分析器に送られる、質量分析計。
［適用例２０］
適用例１７、１８又は１９に記載の質量分析計であって、さらに、
前記質量分析計内のイオン電流を求めるように構成された第１の装置を備える、質量分析計。
［適用例２１］
適用例２０に記載の質量分析計であって、
前記第１の装置は、（ｉ）質量分析器、（ｉｉ）電荷検出器、（ｉｉｉ）電荷誘導装置、（ｉｖ）イメージ電流検出器、及び（ｖ）１つ以上の溶離液の吸収プロファイルを求めるように構成された液体クロマトグラフィーシステムと組み合わせた紫外線（ＵＶ）検出器、からなる群から選択される、質量分析計。
［適用例２２］
適用例１７ないし２１のいずれかに記載の質量分析計であって、
前記減衰装置が、（ｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させるように構成された静電レンズ、及び／又は、（ｉｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させるように構成された１つ以上の電極、ロッドセット又はイオン光学装置を備える、質量分析計。
［適用例２３］
適用例１７ないし２２のいずれかに記載の質量分析計であって、
使用時に、前記減衰装置は、低透過動作モードと高透過動作モードとの間で繰り返し切り替えられ、
前記減衰装置は、時間ΔＴ１にわたって前記低透過動作モードに保持され、時間ΔＴ２にわたって前記高透過動作モードに保持され、前記減衰装置のデューティ・サイクルがΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）である、質量分析計。
［適用例２４］
適用例１７ないし２３のいずれかに記載の質量分析計であって、さらに、
前記減衰装置の上流側及び／又は下流側に配置されるイオン蓄積装置又はイオントラップを備える、質量分析計。
［適用例２５］
適用例２４に記載の質量分析計であって、
前記イオン蓄積装置又はイオントラップが、（ｉ）使用時にイオンを透過させる少なくとも１つの開口部を各々有する複数の電極を備えるイオントンネル型又はイオンファネル型イオントラップ、（ｉｉ）多極ロッドセット、（ｉｉｉ）軸方向にセグメント化された多極ロッドセット、及び（ｉｖ）イオン移動平面内にほぼ配置される複数の平板電極、からなる群から選択される、質量分析計。
［適用例２６］
適用例２４又は２５に記載の質量分析計であって、
前記イオン蓄積装置又はイオントラップが、第１の上流側イオン蓄積領域と第２の下流側イオン蓄積領域とを備え、動作モードにおいて、（ｉ）前記第１の上流側イオン蓄積領域の入口側に配置された電極に直流（ＤＣ）又はＲＦ（高周波）ポテンシャル障壁を印加して、前記イオン蓄積装置又はイオントラップへのこれ以上のイオンの入射を防ぐ、及び／又は、（ｉｉ）前記第１の上流側イオン蓄積領域と前記第２の下流側イオン蓄積領域との間に配置される電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、前記第１の上流側イオン蓄積領域から前記第２の下流側イオン蓄積領域へのイオンの移動を防ぐ、及び／又は、（ｉｉｉ）前記第２の下流側イオン蓄積領域の出口に配置された電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、前記イオン蓄積装置又はイオントラップからのイオンの出射を防ぐ、質量分析計。
［適用例２７］
適用例２４、２５又は２６に記載の質量分析計であって、
前記イオン蓄積装置又はイオントラップにイオンが蓄積された後、前記イオン蓄積装置又はイオントラップを動作モードで作動させて、不要な質量又は質量対電荷比を有する少なくとも一部のイオンを、質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、除去又は減衰する、質量分析計。
［適用例２８］
適用例２４ないし２７のいずれかに記載の質量分析計であって、
動作モードにおいて、質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、前記イオン蓄積装置又はイオントラップからイオンを放出させる、又は、前方にイオンを送り出す、質量分析計。
［適用例２９］
減衰装置と前記減衰装置の下流側に配置されるイオントラップとを備える質量分析計の制御システムにより実行可能なコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、
（ｉ）第１のイオン電流Ｉ ₁ を求め、
（ｉｉ）前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定し、
（ｉｉｉ）前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ ₁ にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる、
ように動作させる、コンピュータプログラム。
［適用例３０］
コンピュータで実行可能な命令が記憶されたコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記命令は、減衰装置と前記減衰装置の下流側に配置されるイオントラップとを備える質量分析計の制御システムにより実行可能に構成されており、
前記コンピュータプログラムは、前記制御システムに、
（ｉ）第１のイオン電流Ｉ ₁ を求め、
（ｉｉ）前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定し、
（ｉｉｉ）前記求めた第１のイオン電流Ｉ ₁ と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ ₁ にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる、
ように動作させる、コンピュータ読み取り可能な媒体。
［適用例３１］
適用例３０に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、（ｉ）ROM、（ｉｉ）EAROM、（ｉｉｉ）EPROM、（ｉｖ）EEPROM、（ｖ）フラッシュメモリ、（ｖｉ）光ディスク、（ｖｉｉ）RAM、及び（ｖｉｉｉ）ハードディスクからなる群から選択される、コンピュータ読み取り可能な媒体。
［適用例３２］
質量分析の方法であって、
イオン電流を求める工程と、
前記求めたイオン電流に依存する変数量だけイオンビームを減衰させる工程と、
減衰させたイオンビームをイオントラップに移動させ、前記求めたイオン電流に実質的に独立な時間にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備える方法。
［適用例３３］
質量分析計であって、
イオン電流を求める装置と、
前記求めたイオン電流に依存する変数量だけイオンビームを減衰させる装置と、
イオントラップと、を備え、
前記イオントラップの使用時に、減衰させたイオンビームが前記イオントラップに移動し、前記求めたイオン電流に実質的に独立な時間にわたって、前記イオントラップ内にイオンが蓄積される、質量分析計。
［適用例３４］
イオントラップにイオンを蓄積させる方法であって、
イオントラップ内に入る前にイオンビームを減衰させるための減衰係数を変化させる工程を備え、
前記減衰係数は求めたイオン電流に依存する一方、前記イオントラップの充填時間は、ほぼ一定に保持され、前記求めたイオン電流とは独立である、方法。
［適用例３５］
質量分析計であって、
使用時にイオンを蓄積させるイオントラップと、
前記イオントラップ内に入る前にイオンビームを減衰させるための減衰係数を変化させるように構成された制御システムと、を備え、
前記減衰係数は求めたイオン電流に依存する一方、前記イオントラップの充填時間は、ほぼ一定に保持され、前記求めたイオン電流とは独立である、質量分析計。
［適用例３６］
イオンを蓄積させる方法であって、
イオントラップ又は質量分析器に入る前にイオンビームを減衰させるための減衰係数を変化させる工程を備え、
前記減衰係数は、求めたイオン電流に依存する、方法。
［適用例３７］
適用例３６に記載の方法であって、
前記イオントラップ又は質量分析器が、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２次元又はリニア四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポール（Paul）トラップ型又は３次元四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニング（Penning）トラップ型質量分析器、（ｖ）イオントラップ型質量分析器、（ｖｉ）磁場型質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（Ion Cyclotron Resonance：ICR）質量分析器（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance：FTICR）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ（RTM）型質量分析器、（ｘ）フーリエ変換（Fourier Transform）静電又はオービトラップ型質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換（Fourier Transform）質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、（ｘｉｉｉ）直交加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、及び（ｘｉｖ）線形加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、からなる群から選択される、方法。
［適用例３８］
質量分析計であって、
イオントラップ又は質量分析器と、
前記イオントラップ又は質量分析器に入る前にイオンビームを減衰させるための減衰係数を変化させるように構成された制御システムと、を備え、
前記減衰係数は、求めたイオン電流に依存する、質量分析計。
［適用例３９］
適用例３８に記載の質量分析計であって、
前記イオントラップ又は質量分析器が、（ｉ）四重極質量分析器、（ｉｉ）２次元又はリニア四重極質量分析器、（ｉｉｉ）ポール（Paul）トラップ型又は３次元四重極質量分析器、（ｉｖ）ペニング（Penning）トラップ型質量分析器、（ｖ）イオントラップ型質量分析器、（ｖｉ）磁場型質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（Ion Cyclotron Resonance：ICR）質量分析器（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance：FTICR）質量分析器、（ｉｘ）静電またはオービトラップ（RTM）型質量分析器、（ｘ）フーリエ変換（Fourier Transform）静電又はオービトラップ型質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換（Fourier Transform）質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、（ｘｉｉｉ）直交加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、及び（ｘｉｖ）線形加速飛行時間型（Time of Flight）質量分析器、からなる群から選択される、質量分析計。
以下、例示を目的として、本発明のさまざまな実施形態や実施例を添付の図面を参照して詳述する。

本発明の一実施例において、質量分析計を稼働する方法を示す図。 本発明の一実施例において、イオンビーム減衰装置を高透過動作モードで作動させた際にイオンビームが透過される様子を示す図。 本発明の一実施例において、イオンビーム減衰装置を低透過動作モードで作動させた際に最終段の電極上でイオンビームが拡大される様子を示す図。 本発明の一実施例において、イオンビーム減衰装置を低透過動作モードで作動させた際に最終段の電極に形成された開口部でイオンビームが偏向する様子を示す図。 別の実施例において、イオンビーム減衰装置を高透過動作モードで作動させた際にイオンビームが透過される様子を示す図。 別の実施例において、イオンビーム減衰装置を低透過動作モードで作動させた際に電極上でイオンビームが反射される様子を示す図。 別の実施例において、イオンビーム減衰装置を低透過動作モードで作動させた際にイオンビームが電極上で偏向される様子を示す図。 本発明の一実施例において、図３Ａないし図３Ｃに示す減衰装置の電圧タイミングチャート。 本発明の実施例において、イオントラップと、イオンビーム減衰器と、イオントラップ及びイオンビーム減衰器の下流側に配置されるイオントラップ型質量分析器と、を備える質量分析計を示す図。 イオンガイドと、四重極マスフィルタと、衝突セルと、四重極イオントラップ型質量分析器と、を備える従来の質量分析計を示す図。 四重極イオントラップ型質量分析器によるイオンの質量分析の様子を示す図。 質量分析計がプレスキャン動作モードで作動される様子を示す図。 所定時間にわたって四重極イオントラップ型質量分析器にイオンが蓄積される様子を示す図。 四重極イオントラップ型質量分析器にトラップされたイオンが、質量分析にかけられる前にイオントラップ型質量分析器内で熱冷却される様子を示す図。 四重極イオントラップ型質量分析器におけるイオンの２回目の分析スキャンを示す図。 イオンガイドと、四重極マスフィルタと、上流側トラップ領域及び下流側トラップ領域に分けられるイオントンネル型イオントラップと、イオンビーム減衰器と、四重極イオントラップ型質量分析器と、を備える好適な実施例における質量分析計を示す図。 イオントンネル型イオントラップの下流側トラップ領域内にイオンがトラップされると共に、四重極イオントラップ型質量分析器で分析スキャンが実行される様子を示す図。 四重極イオントラップ型質量分析器で分析スキャンが完了した後の質量分析計の様子を示す図。 イオントンネル型イオントラップの下流側トラップ領域からイオンが放出され、イオンビーム減衰器を介して四重極イオントラップ型質量分析器に送られる様子を示す図。 イオントンネル型イオントラップの上流側トラップ領域からイオンが放出され、イオントンネル型イオントラップの出口側に移動する様子を示す図。 次のサイクルの開始時に、イオンがイオントンネル型イオントラップ内に蓄積される様子を示す図。 図６Ａないし図６Ｆに関して説明した従来の質量分析計を用いて、比較的長い可変充填時間で実験を行なった場合のサイクルタイムを示す図。 図７Ａないし図７Ｆに関して説明した本発明の好適な実施例における質量分析計を用いて、より短い一定の充填時間で同様の実験を行なった場合のサイクルタイムを示す図。

以下の説明では、一般的な用語「イオントラップ」を用いているが、この用語には、以下に限定されるものではないが、３次元又はポール（Paul）型イオントラップ、２次元又はリニアイオントラップ、オービトラップ（RTM）型機器及びFTICR機器等のイオントラップが含まれる。

本発明の第一の好適な実施例を図１を参照して詳述する。第１のステップ１で、質量分析計の或る領域又は或る部分内のイオン電流を求める。この場合、種々の方法でイオン電流を求めることができる。たとえば、一実施例において、四重極マスフィルタ（quadrupole mass filter: QMF）、飛行時間型（Time of Flight: TOF）質量分析器、直交加速飛行時間型（orthogonal acceletion Time of Flight: oa-TOF）質量分析器、３次元又はポール（Paul）型イオントラップ、２次元又はリニアイオントラップ、オービトラップ（RTM）型質量分析器、又はFTICR質量分析器等の質量分析器を用いて、イオンビームの質量分析を行なうものでもよい。また別の実施例において、ファラデーカップ検出器、マイクロチャネルプレート（microchannel plate: MCP）検出器、電子増倍管検出器、ガス電子増倍管（gas electron multiplier: GEM）検出器、又は電荷誘導検出器等の電荷検出器を用いて、総イオン電流を直接測定するようにしてもよい。さらに別の実施例において、電荷誘導に基づく検出やイメージ電流検出等非破壊的な手段でイオン電流を間接的に測定してもよい。また別の実施例において、HPLC（高速液体クロマトグラフィー）やUHPLC（超高速液体クロマトグラフィー）システムと組み合わせて紫外線検出器を用いて、１つ以上の溶離液の吸収プロファイルを測定する等、外部手段によって入射イオン電流の予備的知識を求めるようにしてもよい。さらに別の実施例において、以前に取得された質量スペクトルやイオン電流測定値を用いるようにしてもよい。

イオン電流を求める第１のステップ１において、測定前にイオントラップに所定の蓄積時間にわたってイオンを蓄積するようにしてもよいし、そうでなくてもよい。また、イオン電流を求める第１のステップ１が、必要に応じて、イオン電流を測定する前にイオンをフラグメント化（断片化）するフラグメンテーション（断片化）工程を備えるものでもよい。さらに、イオン電流を求める第１のステップ１が、イオン電流を測定する前に、選択された１つ又は複数の質量対電荷比を有するイオンを除くすべてのイオンをイオンビームから放出させる単離／フィルタリング工程を備えるものでもよい。

第２のステップ２において、以下の関係式を用いて、減衰係数を計算する、又は、求める。

第３のステップ３において、求めた減衰係数を減衰装置に適用する、あるいは、減衰係数を用いて減衰装置を制御する。減衰装置は、少なくとも１つの電極を有する静電装置を備えることが望ましい。減衰装置を用いて、イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰又は実質的に妨害するようにしてもよい。

第４のステップにおいて、イオン電流の測定値とは独立に同じ状態に保たれる一定の時間にわたって、イオントラップ又はイオントラップ型質量分析器にイオンを蓄積する。イオントラップ又はイオントラップ型質量分析器は、減衰装置の下流側に配置されることが望ましい。また、望ましくは、イオントラップ又はイオントラップ型質量分析器に、求めた減衰係数で減衰装置により減衰されたイオンビームが入力される。あるいは、減衰装置と蓄積装置とを組み合わせて１つの装置又は１つのイオン光学部品に統合するようにしてもよい。

好適な実施例において、イオントラップの質量分析機能を作動させて、イオントラップ又はイオントラップ型質量分析器内に蓄積されたイオンの質量分析を行なうようにしてもよい。あるいは、イオントラップから質量分析を行なう他の装置にイオンを移動するようにしてもよい。

図２Ａないし図２Ｃに、本発明の一実施例においてイオンビームを減衰するために用いられるイオンビーム減衰装置の例を示す。図２Ａに、３つの電極６、７及び８からなる静電レンズと開口部を有する出口プレート９とをイオンビーム５が通過する例を示す。図２Ｂに示す例では、静電レンズ６、７及び８によりイオンビームのプロファイルを拡大させることにより、出口プレート９を透過したイオンビームの強度が低減する。また、図２Ｃに示す例では、電極６、７及び８によりイオンビーム５の最初の移動方向からイオンビーム５を偏向させることにより、イオンビーム５の一部だけが出口プレート９の開口部を前方に透過する。

図３Ａないし図３Ｃに、本発明の別の実施例においてイオンビームを減衰するために用いられるイオンビーム減衰装置の別の例を示す。図３Ａに示す高透過動作モードでは、イオンビーム５が、３対の電極１０、１１及び１２を通過後、開口部を備える最終段の電極１３を通過する。高透過動作モードでは、第１の電極対１０、第２の電極対１１及び第３の電極対１２は、すべて同一の公称電圧に維持され、３対の電極１０、１１及び１２により構成される静電レンズ装置１０、１１、１２内に原則的に又は実質的にフィールドフリー領域が形成される。イオンビーム５は、ほぼ減衰されることなく、最終段の電極１３を透過する。したがって、減衰装置から出現するイオンビームは、静電レンズ装置１０、１１、１２に最初に入力されたイオンビームとほぼ同じ強度のままである。

図３Ｂ及び図３Ｃは、同じ静電レンズ装置１０、１１、１２を低透過動作モードで作動させた様子を示し、電極対１０、１１及び１２に電圧を印加することにより、イオンビーム５を、図３Ｂに示すように反射させる、又は、図３Ｃに示すように偏向させる。この場合、イオンビーム５は、最終段の電極１３を透過しない。又は、イオンビーム５は最終段の電極１３を透過するが、イオンビーム５の強度は実質的に低減される。

図４に、図３Ａ及び図３Ｃを参照して上述した実施例において、電極対１０、１１及び１２の一部又は全部にゲート電圧又は逆電圧を印加した場合の電圧タイミングチャートを示す。ゲート電圧又は逆電圧は、時間Ｔ１でオンされて、印加が開始され、電極１０、１１及び１２への印加は時間ΔＴ１にわたって持続される。時間ΔＴ１の間は、最終段の電極１３に対するイオンビーム５の透過がほぼゼロまで低減される。時間ΔＴ１が経過後、電極１０、１１及び１２に印加されるゲート電圧又は逆電圧がオフになる。ゲート電圧又は逆電圧は、次の時間ΔＴ２にわたってオフのまま保持される。時間ΔＴ２の間は、最終段の電極１３に対するイオンビーム５の透過は高いままで、望ましくは１００％に、維持される。

イオンビーム減衰器を、ΔＴ２／ΔＴ１で与えられるマークスペース比を有するパルス透過装置として、作動させるようにしてもよい。また、イオンビームの平均透過率は、ΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）で与えられる装置のデューティサイクルに比例する。図４に示す電圧タイミングチャートでは、マークスペース比は１：９であるため、デューティサイクルは０．１である。したがって、イオンビームは９０％減衰される。すなわち、イオンビーム減衰器から出射されるイオンビームの強度は、イオンビーム減衰器に最初に入射されたイオンビームの強度の１０％になる。

図５に、イオン蓄積装置又はイオントラップ１４がイオンビーム減衰器１５の上流側に配置される実施例を示す。分析用イオントラップ１６（たとえば、イオントラップ型質量分析器）は、イオンビーム減衰器１５の下流側に配置される。従来の配置を用いて行なった実験と、一般的な用語で言えば、イオン蓄積装置１４と、イオンビーム減衰器１５と、イオントラップ又はイオントラップ型質量分析器１６とを図５に示すように配置した好適な実施例を用いて行なった実験とを比較することにより、このような配置の効果を以下に説明する。

図６Ａは、四重極ロッドセットイオンガイド１７と、第１の四重極ロッドセットマスフィルタ１８と、衝突セル１９と、第２の四重極ロッドセットマスフィルタ２０と、を備える従来のトリプル四重極質量分析計を示す。第２の四重極ロッドセットマスフィルタ２０は、動作モードでリニア・イオントラップとして作動させることができる。図６Ｂないし図６Ｆに、この従来の装置を用いて行なった実験の過程を示す。図６Ｂに示すように、リニア・イオントラップとして動作モードで作動させた第２の四重極ロッドセットマスフィルタ２０を用いて、分析スキャンを実行するようにしてもよい。分析スキャンの間、質量分析計に入力されたイオンは、蓄積されることなく、失われる。分析スキャンが完了後、図６Ｃに示すように、プレスキャンを実行し、入射イオン電流を求めるようにしてもよい。プレスキャンの実行後、適当な（可変）充填時間を計算するようにしてもよい。充填時間は、リニア・イオントラップすなわち第２の四重極ロッドセットマスフィルタ２０内にイオンを蓄積可能な時間に該当する。図６Ｄに、イオントラップとして作動させた第２の四重極ロッドセットマスフィルタ２０内にイオンが蓄積される様子を示す。イオントラップ２０内に蓄積後、図６Ｅに示すように、或る時間にわたって、イオントラップ２０内でイオンを冷却する。最後に、図６Ｆに示すように、第２の四重極ロッドセットマスフィルタ２０で２回目のイオンの分析スキャンを実行する。

図７Ａは、本発明の一実施例における質量分析計を示す。質量分析計は、イオンガイド１７と、第１のマスフィルタ１８と、を備える。ガス衝突セル２１、２２を第１のマスフィルタ１８の下流側に配置し、ガス衝突セル２１、２２は、望ましくは、動作モードでイオントラップ又はイオン蓄積装置として使用可能な積層リング型イオンガイド（stacked ring ion guide: SRIG）を備える。ガス衝突セル２１、２２の下流側にイオンビーム減衰器２３を配置し、さらに、イオンビーム減衰器２３の下流側にリニア・イオントラップ２０を配置することが望ましい。図７Ａないし図７Ｆは、図６Ａないし図６Ｆに関連して上述した実験と同様の実験を本発明の実施例に従って行なった過程を示す。

積層リング型イオンガイド２１、２２は、望ましくは、使用時にイオンを透過可能な開口部を各々備える一連のリングプレート又はリング電極から形成される。ＲＦ電圧の逆位相を隣接する電極に印加することにより、装置内部に径方向にイオンを閉じ込める作用をする径方向の疑似ポテンシャル井戸が生成される。積層リング型イオンガイド２１、２２の電極に１つ以上の過渡直流（ＤＣ）パルス又は電圧を印加することにより、イオンガイド２１、２２に沿って直流電圧パルスの進行波又は進行パルス列が移動し、イオンガイド２１、２２の一部から他の部分にイオンが輸送される。イオンガイド２１、２２の個々の電極にトラッピング電位をさらに印加するようにしてもよい。この場合、積層リング型イオンガイド２１、２２が、事実上、２つの別々のイオン蓄積領域２１及び２２に分かれていてもよい。下流側イオン蓄積領域２２をプレスキャン動作モードにおけるイオンの蓄積に用いる一方、上流側イオン蓄積領域２１を分析スキャンにおけるイオンの蓄積に用いるようにしてもよい。イオン源から、及び／又は、質量分析計のイオン入口を介して、ガスを導入することにより、２つのイオン蓄積領域２１及び２２を加圧するようにしてもよい。あるいは、第２のガス源を用いて、２つのイオン蓄積領域２１及び２２を加圧するようにしてもよい。逆に、２つのイオン蓄積領域２１及び２２を減圧するようにしてもよい。

図７Ａは、質量分析計が動作モードで作動されて、イオンビーム減衰器２３の下流側に配置されたリニア・イオントラップ２０により分析スキャンが実行される様子を示す。分析スキャンを実行する間、下流側イオン蓄積領域２２の出口側に配置された電極に直流（ＤＣ）電圧を印加することにより、イオンガイド２１、２２に入射イオンが蓄積される。

所定の時間にわたって、ガス衝突セルすなわちイオンガイド２１、２２の電極に１つ以上の進行波又は１つ以上の過渡直流電圧を印加して、ガス衝突セルすなわちイオンガイド２１、２２の端まで入射イオンを移動させるようにしてもよい。下流側イオン蓄積領域２２の出口側に配置された電極に直流（ＤＣ）トラッピング電位を印加することにより、イオンを閉じ込めて、イオンガイド２１、２２からイオンが出ていかないようにすることができる。

所定の時間後、図７Ｂに示すように、ガス衝突セルすなわちイオンガイド２１、２２の第１の上流側イオン蓄積領域２１と第２の下流側イオン蓄積領域２２との間で、さらに直流障壁を形成するようにしてもよい。この結果、イオンガイド２１、２２内で、イオンは、第２の下流側イオン蓄積領域２２に蓄積される。リニア・イオントラップ２０が分析スキャンを実行する残りの時間、第１の上流側イオン蓄積領域２１に入射イオンが蓄積される。

分析スキャンの終了後、図７Ｄに示すように、第２の下流側イオン蓄積領域２２に蓄積されたイオンを用いてプレスキャンを実行するようにしてもよい。プレスキャン動作モードの間、第２の下流側イオン蓄積領域２２から放出されるプレスキャンイオンのほぼ１００％を通過させるように、イオンガイド２１、２２の下流側に配置されるイオンビーム減衰器２３を設定又は配置することが望ましい。

プレスキャンの完了後、減衰係数を計算する、又は、求める。求めた減衰係数をイオンビーム減衰器２３に適用して、上流側イオン蓄積領域２１と下流側イオン蓄積領域２２との間の直流障壁を取り去って、第１の上流側イオン蓄積領域２１に蓄積されたイオンを放出させる。この結果、図７Ｅに示すように、ガス衝突セルすなわちイオンガイド２１、２２からリニア・イオントラップ２０にイオンが移動する際に、イオン減衰器２３が、第１のイオン蓄積領域２１に蓄積されたイオンを減衰係数に従って減衰させる。

イオンを下流側のリニア・イオントラップ２０に移動させた後、イオンを冷却又は熱化することが望ましい。イオンの冷却又は熱化後、図７Ｆに示すように、分析スキャンを実行する。この分析スキャンを実行する間、ガス衝突セルすなわちイオンガイド２１、２２の出口側に配置された電極に直流（ＤＣ）トラッピング電位を印加することにより、イオンをガス衝突セルすなわちイオンガイド２１、２２内に蓄積し、イオンガイド２１、２２から出ていかないようにすることができる。

この実験において、分析スキャンの実行と並行して、比較的長い時間を必要とする次回の分析スキャン用のイオン蓄積を行なうことにより、総サイクルタイムを大幅に削減することができる。図８Ａに、図６Ａないし図６Ｆを参照して上述した従来の装置を用いて、比較的長い可変充填時間で実験を行なった場合のサイクルタイム３０を示す。また、図８Ｂには、図７Ａないし図７Ｆを参照して説明した本発明の実施例における質量分析計を用いて、かなり短い一定の充填時間で同様の実験を行なった場合に、サイクルタイム３２が短縮される様子を示す。

たとえば、単なる一例に過ぎないが、従来の実験のサイクルタイムは、５ミリ秒のインタースキャン時間２５と、１０ミリ秒のプレスキャン時間２６と、２００ミリ秒の可変充填時間２７と、１０ミリ秒の冷却時間２８と、２００ミリ秒の分析スキャン時間２９との合計であり、従来のサイクルタイム３０は約４２５ミリ秒になる。これに対して、好適な実施例におけるサイクルタイムは、２００ミリ秒の従来の可変充填時間２７が５ミリ秒のかなり短いイオン移動時間３１に置き換わるため、大幅に短縮される。この結果、好適な実施例におけるサイクルタイムは、たった２３０ミリ秒と、従来のサイクルタイムと比べて大幅に短縮されている。このことからも、本発明の効果は明白である。特に、サンプリング効率の向上と共に、１秒あたりのスキャン数が増大した場合に、顕著な効果が得られる。

以上、本発明をその好適な実施例を参照して詳述したが、当業者には自明のことであるが、特許請求の範囲に記載される本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形や変更が可能である。

Claims (18)

1. 質量分析の方法であって、
   減衰装置と、前記減衰装置の下流側に配置されるイオントラップとを準備する工程と、
   第１のイオン電流Ｉ₁ と、前記イオントラップ内に蓄積される所望のイオン数とを求める工程と、
   前記求めた第１のイオン電流Ｉ₁に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定する工程と、
   前記求めた第１のイオン電流Ｉ₁と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ₁にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
   前記減衰装置は、前記所望のイオン数のイオンが前記イオントラップに蓄積されるように、前記減衰装置に入射されたイオンビームを減衰する、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記イオントラップがイオントラップ型質量分析器を備え、
   イオン検出器が、前記イオントラップから放出されるイオン又はその他の方法で前記イオントラップから出現するイオンを検出するように構成されている、方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、さらに、
   前記イオントラップからイオンを放出させる、又は、前記イオントラップからイオンを出現させる工程を備え、
   前記放出又は出現させたイオンは、前記イオントラップの下流側に配置される質量分析器に送られる、方法。
4. 請求項１、２又は３に記載の方法であって、
   前記第１のイオン電流Ｉ₁を求める工程は、第１の装置を用いて、前記第１のイオン電流Ｉ₁を求め、
   前記第１の装置は、（ｉ）質量分析器、（ｉｉ）電荷検出器、（ｉｉｉ）電荷誘導装置、（ｉｖ）イメージ電流検出器、及び（ｖ）１つ以上の溶離液の吸収プロファイルを求めるように構成された液体クロマトグラフィーシステムと組み合わせた紫外線（ＵＶ）検出器、からなる群から選択される、方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の方法であって、
   前記第１のイオン電流Ｉ₁を求める工程は、
   （ｉ）以前に取得されたデータ又は質量スペクトルデータを用いる工程、
   及び／又は、
   （ｉｉ）以前に取得されたデータ又は質量スペクトルデータに基づき、前記イオン電流を推定する工程、
   を含む、方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の方法であって、さらに、
   前記求めた第１のイオン電流Ｉ₁に基づいて減衰係数を算出する工程を備え、
   前記減衰装置を制御する工程は、前記減衰装置から前方に送られるイオンビームを前記減衰係数で減衰するように前記減衰装置を設定する、方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の方法であって、
   前記減衰装置が、（ｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させるように構成された静電レンズ、及び／又は、（ｉｉ）イオンビームを変化、偏向、フォーカス、デフォーカス、減衰、妨害、拡大、縮小、迂回、反射させるように構成された１つ以上の電極、ロッドセット又はイオン光学装置を備える、方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の方法であって、
   前記減衰装置を制御する工程は、低透過動作モードと高透過動作モードとの間で前記減衰装置を繰り返し切り替え、
   前記減衰装置は、時間ΔＴ１にわたって前記低透過動作モードに保持され、時間ΔＴ２にわたって前記高透過動作モードに保持され、前記減衰装置のデューティ・サイクルがΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）である、方法。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の方法であって、さらに、
   第２のイオン電流Ｉ₂を求める工程と、
   前記求めた第２のイオン電流Ｉ₂に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第２の異なるレベルに設定する工程と、
   前記求めた第２のイオン電流Ｉ₂と実質的に独立な第２の一定時間Ｔ₂にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
   前記時間Ｔ₁は前記時間Ｔ₂に等しい、又は、ほぼ等しい、方法。
10. 請求項９に記載の方法であって、さらに、
    第３のイオン電流Ｉ₃を求める工程と、
    前記求めた第３のイオン電流Ｉ₃に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第３の異なるレベルに設定する工程と、
    前記求めた第３のイオン電流Ｉ₃と実質的に独立な第３の一定時間Ｔ₃にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
    前記時間Ｔ₁は前記時間Ｔ₂に等しい、又は、ほぼ等しく、
    前記時間Ｔ₂は前記時間Ｔ₃に等しい、又は、ほぼ等しい、方法。
11. 請求項１０に記載の方法であって、さらに、
    第４のイオン電流Ｉ₄を求める工程と、
    前記求めた第４のイオン電流Ｉ ₄ に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第４の異なるレベルに設定する工程と、
    前記求めた第４のイオン電流Ｉ₄と実質的に独立な第４の一定時間Ｔ₄にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させる工程と、を備え、
    前記時間Ｔ₁は前記時間Ｔ₂に等しい、又は、ほぼ等しく、
    前記時間Ｔ₂は前記時間Ｔ₃に等しい、又は、ほぼ等しく、
    前記時間Ｔ₃は前記時間Ｔ₄に等しい、又は、ほぼ等しい、方法。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の方法であって、さらに、
    前記減衰装置の上流側及び／又は下流側に、イオン蓄積装置又はイオントラップを配置する工程を備える、方法。
13. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記イオン蓄積装置又はイオントラップが、第１の上流側イオン蓄積領域と第２の下流側イオン蓄積領域とを備え、動作モードにおいて、（ｉ）前記第１の上流側イオン蓄積領域の入口側に配置された電極に直流（ＤＣ）又はＲＦ（高周波）ポテンシャル障壁を印加して、前記イオン蓄積装置又はイオントラップへのこれ以上のイオンの入射を防ぐ、及び／又は、（ｉｉ）前記第１の上流側イオン蓄積領域と前記第２の下流側イオン蓄積領域との間に配置される電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、前記第１の上流側イオン蓄積領域から前記第２の下流側イオン蓄積領域へのイオンの移動を防ぐ、及び／又は、（ｉｉｉ）前記第２の下流側イオン蓄積領域の出口に配置された電極に直流又はＲＦポテンシャル障壁を印加して、前記イオン蓄積装置又はイオントラップからのイオンの出射を防ぐ、方法。
14. 請求項１２又は１３に記載の方法であって、
    前記イオン蓄積装置又はイオントラップにイオンが蓄積された後、前記イオン蓄積装置又はイオントラップを作動させて、不要な質量又は質量対電荷比を有する少なくとも一部のイオンを、質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、除去又は減衰する、方法。
15. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法であって、
    質量選択的に、又は、質量対電荷比選択的に、前記イオン蓄積装置又はイオントラップからイオンを放出させる、又は、前方にイオンを送り出す、方法。
16. 質量分析計であって、
    減衰装置と、
    前記減衰装置の下流側に配置されるイオントラップと、
    制御システムと、を備え、
    前記制御システムが、
    （ｉ）第１のイオン電流Ｉ₁ と、前記イオントラップ内に蓄積される所望のイオン数と求め、
    （ｉｉ）前記求めた第１のイオン電流Ｉ₁に基づき前記減衰装置を制御して、前記減衰装置を透過し前記イオントラップに移動されたイオンの強度を第１のレベルに設定し、
    （ｉｉｉ）前記求めた第１のイオン電流Ｉ₁と実質的に独立な第１の一定時間Ｔ₁にわたって、前記イオントラップ内にイオンを蓄積させ、
    （ｉｖ）前記減衰装置に入射されたイオンビームを減衰させて前記所望のイオン数のイオンが前記イオントラップに蓄積されるように前記減衰装置を制御する、
    ように構成されている、質量分析計。
17. 請求項１６に記載の質量分析計であって、
    使用時に、前記減衰装置は、低透過動作モードと高透過動作モードとの間で繰り返し切り替えられ、
    前記減衰装置は、時間ΔＴ１にわたって前記低透過動作モードに保持され、時間ΔＴ２にわたって前記高透過動作モードに保持され、前記減衰装置のデューティ・サイクルがΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）である、質量分析計。
18. 請求項１６又は１７に記載の質量分析計であって、さらに、
    前記減衰装置の上流側及び／又は下流側に配置されるイオン蓄積装置又はイオントラップを備える、質量分析計。

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