JP5626889B2 - 質量分析計用衝突セル - Google Patents
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Description
本明細書の教示は、概して、質量分析法と、質量分析計用新規衝突セルに関する。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
少なくとも1つの電極を含む衝突セルであって、
第1の端部で前駆体イオンを受け入れるための入口を有する直線区間であって、該前駆体イオンを分裂させ、生成イオンを発生させること、第1の端部から第2の端部への該直線区間の通過に伴って、該前駆体イオンの運動エネルギーを損失させること、および該第1の端部から該第2の端部への該直線区間の通過に伴って、該生成イオンの運動エネルギーを損失させること、のうちの少なくとも1つを行なうように構成される、直線区間と、
該直線区間の該第2の端部下流の湾曲区間であって、該前駆体イオンを分裂させ、そこから生成イオンを発生させるように構成される、湾曲区間と
を備える、衝突セル。
(項目2)
前記衝突セルは、四重極セットを備える、項目1に記載の衝突セル。
(項目3)
前記直線区間および前記湾曲区間は、嵌合される、項目1に記載の衝突セル。
(項目4)
中間区間が、前記直線区間と前記湾曲区間との間に配置される、項目1に記載の衝突セル。
(項目5)
前記直線区間は、長さ約25ミリメートル乃至4センチメートルであって、前記湾曲区間は、その縦軸に沿って、約45ミリメートル乃至約50ミリメートルの湾曲の平均半径を有する、項目1に記載の衝突セル。
(項目6)
衝突セルを製作するための方法であって、
前駆体イオンを選択するステップと、
該前駆体イオンから生成イオンを発生させるための、所望の半径、軸方向距離、電極の数および構成、動作圧力、ならびに動作周波数を含む、該衝突セルの湾曲区間のパラメータを決定するステップと、
第1のレベルの運動エネルギーを決定するステップであって、該前駆体イオンが該第1のレベルで該衝突セル内に導入されると、該第1のレベルの運動エネルギーは、該前駆体イオンを該電極のうちの1つにクラッシュさせる、ステップと、
第2のレベルの運動エネルギーを決定するステップであって、該前駆体イオンが該第2のレベルで該衝突セル内に導入されると、該前駆体イオンに該湾曲区間の通過の間存続させる、ステップと、
該湾曲区間に接続される該衝突セルの直線区間の長さを選択するステップであって、
該長さは、スパンに基づき、該スパンは、該前駆体イオンが、該スパンに沿って進行する間に、第3のレベルの運動エネルギーを損失させるために必要とされ、該第3のレベルの運動エネルギーは、該第1のレベルと該第2のレベルとの間の差と略等しい、ステップと
を包含する、方法。
(項目7)
前記電極の数および構成は、少なくとも1つの四重極セット備える衝突セルを提供するように選択される、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記衝突セルを構築するステップをさらに包含し、
該ステップは、
前記直線区間が、前記長さと前記前駆体イオンを受け入れるための入口とを有するステップであって、該直線区間は、前記前駆体イオンが該直線区間の通過に伴って運動エネルギーを損失することを可能にする、ステップと、
湾曲区間が、その第1の端部で、前記直線部分および前記入口と反対の該直線区間の一端と融合するステップであって、該湾曲区間は、該前駆体イオンの衝突がそこから前記生成イオンを発生させることを可能とする、ステップと
を有する、
項目6に記載の方法。
(項目9)
前記直線区間は、長さ約25ミリメートル乃至約4センチメートルであって、前記湾曲部分は、その縦軸に沿って、約45ミリメートル乃至約50ミリメートルの湾曲の平均半径を有する、項目7に記載の方法。
(項目10)
前記第1のレベルの運動エネルギーを決定するステップは、前記軸方向距離および前記圧力に応じて、前記前駆体イオンの運動エネルギー量を計算するためのモデルに基づく、項目6に記載の方法。
(項目11)
前記第2のレベルを決定するステップは、前記湾曲区間内に前記前駆体イオンを閉じ込めるために必要とされるエネルギー量を決定するステップに基づき、該湾曲区間の軸に垂直の前記前駆体イオンの運動エネルギーは、前記電極の擬ポテンシャル井戸深度未満である、項目6に記載の方法。
(項目12)
湾曲区間および該湾曲部分の入口で結合される直線区間を備え、該直線区間は、該直線区間に進入するイオンの所望の量の運動エネルギーを損失させるように選択される長さを有し、該イオンが該湾曲区間に進入すると、該イオンは、前記衝突セルから抜け出すことも、そこに接触することもなく、それによって、該湾曲部分内の通過の間存続する、
質量分析計用衝突セル。
(項目13)
衝突セルによって相互接続される四重極領域のうちの少なくとも2つを備え、
該衝突セルは、
湾曲区間および該湾曲区間の入口で接続される直線区間を含み、該直線区間は、該直線区間に進入するイオンの所望の量の運動エネルギーを損失させるように選択される長さを有し、該イオンが該湾曲区間に進入すると、該イオンは、該衝突セルから抜け出すことも、そこに接触することもなく、それによって、該湾曲部分内の通過の間存続する、
質量分析計。
a)開口IQ2を介した領域Q2への進入に伴う前駆体イオンの運動エネルギー
b)領域Q2内の温度および圧力
c)領域Q2内の衝突ガスの特定の質量および他の特性
d)所望の前駆体イオンが分裂するために必要とされる内部エネルギー量
e)領域Q2内のイオンガイドに印加される電圧の高周波(「RF」)振幅
比較のため、第2のイオンガイド領域Q2PAと称される、従来のU字型衝突セルの図が、図3に示される。イオンガイド領域Q2PAは、イオンガイド領域Q2の構造の大部分を共有し、したがって、イオンガイド領域Q2内の要素に対応するイオンガイド領域Q2PA内の要素は、「従来技術」を表す添え字「PA」が続くことを除き、同一参照文字を伴う。したがって、当業者は、イオンガイド領域Q2PAがイオンガイド領域Q2内の線形区間40に対応する任意の直線区間を含まないことを除き、イオンガイド領域Q2PAが、イオンガイド領域Q2と実質的に同一であることを認識するであろう。イオンガイド領域Q2PAの代表的実施例は、Varian, Inc.(Palo Alto, California)から市販の1200L Quadrupole LC/MSシステム内に組み込まれる。
nは、衝突ガス密度
lは、経路長
σは、衝突断面積
m1は、イオンの質量
m2は、衝突ガス(典型的には、窒素、28Da)の質量
E0は、イオンの初期運動エネルギー
イオンが領域Q2、Q2PA内に閉じ込められるためには、イオンガイド軸に垂直のイオンの運動エネルギーは、擬ポテンシャル井戸深度未満であることが必要である。
着目パラメータは、イオンガイドの軸に垂直のイオンの運動エネルギーEである。三連四重極API4000LC/MS/MS System(API4000は、Applied Biosystems/MDS Sciexの商標である)等の多重イオンガイド質量分析計に一般的に適用される形状、操作条件、および分析に関して、Q2、Q2PA等の湾曲型衝突セルにおいて問題となり得る点は、図4に表されており、湾曲区間44のイオン経路が、長さ約15cmであって、領域Q2、Q2PAが、約90°の湾曲を有する。(図4は、縮尺通りではないことに留意されたい)。図4を参照すると、図4に示される湾曲区間への距離Zmmでは、イオンガイド縦軸120に垂直の運動エネルギー量(E┴)が、イオンガイドのトラッピングポテンシャルを克服するために十分である場合、イオンは、外側ロッド48と衝突するであろう。
Claims (9)
- 少なくとも1つの電極を含む衝突セルであって、
第1の端部で前駆体イオンを受け入れるための入口を有する直線区間であって、該前駆体イオンを分裂させ、生成イオンを発生させること、第1の端部から第2の端部への該直線区間の通過に伴って、該前駆体イオンの運動エネルギーを損失させること、および該第1の端部から該第2の端部への該直線区間の通過に伴って、該生成イオンの運動エネルギーを損失させること、のうちの少なくとも1つを行なうように構成される、直線区間と、
該直線区間の該第2の端部下流の湾曲区間であって、該前駆体イオンを分裂させ、そこから生成イオンを発生させるように構成される、湾曲区間と
を備え、
該直線区間は、長さ25ミリメートル乃至4センチメートルであり、該湾曲区間は、その縦軸に沿って、45ミリメートル乃至50ミリメートルの湾曲の平均半径を有し、該直線区間および該湾曲区間は、嵌合される、衝突セル。 - 前記衝突セルは、四重極セットを備える、請求項1に記載の衝突セル。
- 中間区間が、前記直線区間と前記湾曲区間との間に配置される、請求項1に記載の衝突セル。
- 衝突セルを製作するための方法であって、
前駆体イオンを選択するステップと、
該前駆体イオンから生成イオンを発生させるための、所望の半径、軸方向距離、電極の数および構成、動作圧力、ならびに動作周波数を含む、該衝突セルの湾曲区間のパラメータを決定するステップと、
第1のレベルの運動エネルギーを決定するステップであって、該前駆体イオンが該第1のレベルで該衝突セル内に導入されると、該第1のレベルの運動エネルギーは、該前駆体イオンを該電極のうちの1つにクラッシュさせる、ステップと、
第2のレベルの運動エネルギーを決定するステップであって、該前駆体イオンが該第2のレベルで該衝突セル内に導入されると、該第2のレベルの運動エネルギーは、該前駆体イオンに該湾曲区間の通過の間存続させる、ステップと、
該湾曲区間に接続される該衝突セルの直線区間の長さを選択するステップであって、該長さは、スパンに基づき、該スパンは、該前駆体イオンが、該スパンに沿って進行する間に、第3のレベルの運動エネルギーを損失させるために必要とされ、該第3のレベルの運動エネルギーは、該第1のレベルと該第2のレベルとの間の差と略等しい、ステップと
を包含し、
該電極の数および構成は、少なくとも1つの四重極セットを備える衝突セルを提供するように選択され、
該直線区間は、長さ25ミリメートル乃至4センチメートルであり、該湾曲区間は、その縦軸に沿って、45ミリメートル乃至50ミリメートルの湾曲の平均半径を有し、該直線区間および該湾曲区間は、嵌合される、方法。 - 前記衝突セルを構築するステップをさらに包含し、
前記直線区間が、前記長さと前記前駆体イオンを受け入れるための入口とを有し、該直線区間は、前記前駆体イオンが該直線区間の通過に伴って運動エネルギーを損失することを可能にし、
湾曲区間が、その第1の端部で、該直線区間および前記入口と反対の該直線区間の一端と融合し、該湾曲区間は、該前駆体イオンの衝突がそこから前記生成イオンを発生させることを可能とする、
請求項4に記載の方法。 - 前記第1のレベルの運動エネルギーを決定するステップは、前記軸方向距離および前記圧力に応じて、前記前駆体イオンの運動エネルギー量を計算するためのモデルに基づく、請求項4に記載の方法。
- 前記第2のレベルを決定するステップは、前記湾曲区間内に前記前駆体イオンを閉じ込めるために必要とされるエネルギー量を決定するステップに基づき、該湾曲区間の軸に垂直の前記前駆体イオンの運動エネルギーは、前記電極の擬ポテンシャル井戸深度未満である、請求項4に記載の方法。
- 質量分析計用衝突セルであって、
湾曲区間および該湾曲区間の入口で結合される直線区間を備え、該直線区間は、該直線区間に進入するイオンの所望の量の運動エネルギーを損失させるように25ミリメートル乃至4センチメートルである長さを有し、該イオンが該湾曲区間に進入すると、該イオンは、該衝突セルから抜け出すことも、そこに接触することもなく、それによって、該湾曲区間内の通過の間存続し、該直線区間および該湾曲区間は、嵌合される、
質量分析計用衝突セル。 - 衝突セルによって相互接続される四重極領域のうちの少なくとも2つを備え、
該衝突セルは、
湾曲区間および該湾曲区間の入口で接続される直線区間を含み、該直線区間は、該直線区間に進入するイオンの所望の量の運動エネルギーを損失させるように25ミリメートル乃至4センチメートルである長さを有し、該イオンが該湾曲区間に進入すると、該イオンは、該衝突セルから抜け出すことも、そこに接触することもなく、それによって、該湾曲区間内の通過の間存続し、該直線区間および該湾曲区間は、嵌合される、
質量分析計。
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