JP6084815B2 - タンデム飛行時間型質量分析計 - Google Patents
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Description
質量分析計(以下、MS)は、イオン源でサンプルをイオン化し、質量分析部で質量を電荷数で割った値(以下、m/z値)ごとにイオンを分離し、検出器で分離したイオンを検出する装置である。
ここでは、以降の説明に関連が深いTOFMSについて説明する。TOFMSでは、イオンに所定の加速電圧Vaをパルス的に印加して、イオンを加速する。このとき、イオンの速度vは、エネルギー保存則から、
上述のようにMSでは、イオン源で生成したイオン群を、質量分離部においてイオンのm/z値ごとに分離して検出する。結果は、各イオンのm/z値および相対強度をグラフ化したマススペクトルとして表される。
TOFMSを2台直列に接続したMS/MS装置は、一般にTOF/TOFと呼ばれ、おもにマトリックス支援レーザー脱離イオン化法(MALDI)によりサンプルをイオン化する装置に採用されている。
繰り返し射出されるサンプルイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第1の飛行時間型質量分析部と、
該第1の飛行時間型質量分析部において質量分離されたプリカーサイオンが飛行する飛行経路上に配置されたイオンゲートと、
該イオンゲートを通過したプリカーサイオンを導入して開裂させ、プロダクトイオンを生成させる衝突室と、
該衝突室から取り出されたプロダクトイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第2の飛行時間型質量分析部と、
該第2の飛行時間型質量分析部で質量分離されたプロダクトイオンを検出する検出部と、
を備えたタンデム飛行時間型質量分析計において、
前記第1と第2の飛行時間型質量分析部の間には、
前記プリカーサイオンを減速する向きの電場が形成された第1の飛行空間と、
該第1の飛行空間を通過したプリカーサイオンが加減速されることなく飛行できる第2の飛行空間と、
を備え、
前記衝突室は該第2の飛行空間の内部に置かれると共に、
前記第1の飛行空間に形成された減速電場を、プリカーサイオンが該減速電場内に入射してから所定時間後にオフとする減速電場制御手段をさらに備え、
前記減速電場制御手段が、質量電荷比の小さなプリカーサイオンほどより大きく飛行速度が減速されるよう減速電場を制御して、質量電荷比の異なる複数の同位体イオンのパケットを前記第2の飛行時間型質量分析部の始点位置において1つのパケットとして収束させる機能を備えていることを特徴としている。
繰り返し射出されるサンプルイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第1の飛行時間型質量分析部と、
該第1の飛行時間型質量分析部において質量分離されたプリカーサイオンが飛行する飛行経路上に配置されたイオンゲートと、
該イオンゲートを通過したプリカーサイオンを導入して開裂させ、プロダクトイオンを生成させる衝突室と、
該衝突室から取り出されたプロダクトイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第2の飛行時間型質量分析部と、
該第2の飛行時間型質量分析部で質量分離されたプロダクトイオンを検出する検出部と、
を備えたタンデム飛行時間型質量分析計において、
前記第1と第2の飛行時間型質量分析部の間には、
前記プリカーサイオンを減速する向きの電場が形成された第1の飛行空間と、
該第1の飛行空間を通過したプリカーサイオンが加減速されることなく飛行できる第2の飛行空間と、
を備え、
前記衝突室は該第2の飛行空間の内部に置かれると共に、
前記第1の飛行空間に形成された減速電場を、プリカーサイオンが該減速電場内に入射後、時間に対し所望の関数に従って減衰させる減速電場制御手段をさらに備え、
前記減速電場制御手段が、質量電荷比の小さなプリカーサイオンほどより大きく飛行速度が減速されるよう減速電場を制御して、質量電荷比の異なる複数の同位体イオンのパケットを前記第2の飛行時間型質量分析部の始点位置において1つのパケットとして収束させる機能を備えていることを特徴としている。
サンプルをイオン化し、繰り返しパルス的に射出するイオン源と、
繰り返し射出されるサンプルイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第1の飛行時間型質量分析部と、
該第1の飛行時間型質量分析部において質量分離されたプリカーサイオンが飛行する飛行経路上に配置されたイオンゲートと、
該イオンゲートを通過したプリカーサイオンを導入して開裂させ、プロダクトイオンを生成させる衝突室と、
該衝突室から取り出されたプロダクトイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第2の飛行時間型質量分析部と、
該第2の飛行時間型質量分析部で質量分離されたプロダクトイオンを検出する検出部と、
を備えたタンデム飛行時間型質量分析計において、
前記第1と第2の飛行時間型質量分析部の間には、
前記プリカーサイオンを減速する向きの電場が形成された第1の飛行空間と、
該第1の飛行空間を通過したプリカーサイオンが加減速されることなく飛行できる第2の飛行空間と、
を備え、
前記衝突室は該第2の飛行空間の内部に置かれていることを特徴としているので、
質量電荷比の異なる複数の同位体ピークを1本のピークとして収束させた状態で、タンデム飛行時間型質量分析計による構造解析が行なえるようになった。
本実施例は、第1TOFMSに直線型TOFMSなどを使用して、プリカーサイオンの主要な同位体ピークを全て選択する場合について述べる。第1TOFMSで選択されたプリカーサイオンの同位体イオンは、そのm/z値の違いにより、式(1)に従い、異なる速度で飛行部を飛行する。その速度はm/z値の平行根に反比例する。
本実施例は、第1TOFMSとして、1つの同位体ピークだけを選択できるような実行飛行距離の十分に長いTOFMSを採用した場合について述べる。そのようなTOFMSの例としては、多重周回型、多重反射型、らせん軌道型、ジグザグ型のTOFMSがあげられる。
本実施例では、第1TOFMSに直線型TOFMSなどを使用して、プリカーサイオンの主要な同位体ピークを全て選択する場合について述べる。ここで、バンチング機構前後の第1TOFMS、および自由空間の飛行軸電位は同じであるとする。
本実施例は、第1TOFMSとして、1つの同位体ピークを選択するのに十分なほど実行飛行距離の長いTOFMSを採用した場合について述べる。そのようなTOFMSの例として、多重周回型、多重反射型、らせん軌道型、ジグザグ型のTOFMSがあげられる。
実施例3、4では、バンチング機構前後の第1TOFMSと自由空間の電位が同じであることを前提としている。しかしながら、第1TOFMSの電位よりも、自由空間(入口電極も含む)の電位の方が高い場合、バンチング機構の入口電極の電位を時間とともに増加させる(減速場の強さとしては減衰させる)ことで、同様の効果を得ることが可能である(図5参照)。
実施例3〜5では、バンチング機構の減速場を時間に対して直線的に減衰させたが、減速場の時間変化は、多項式近似や指数関数的な変化でも構わない。
Claims (4)
- サンプルをイオン化し、繰り返しパルス的に射出するイオン源と、
繰り返し射出されるサンプルイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第1の飛行時間型質量分析部と、
該第1の飛行時間型質量分析部において質量分離されたプリカーサイオンが飛行する飛行経路上に配置されたイオンゲートと、
該イオンゲートを通過したプリカーサイオンを導入して開裂させ、プロダクトイオンを生成させる衝突室と、
該衝突室から取り出されたプロダクトイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第2の飛行時間型質量分析部と、
該第2の飛行時間型質量分析部で質量分離されたプロダクトイオンを検出する検出部と、
を備えたタンデム飛行時間型質量分析計において、
前記第1と第2の飛行時間型質量分析部の間には、
前記プリカーサイオンを減速する向きの電場が形成された第1の飛行空間と、
該第1の飛行空間を通過したプリカーサイオンが加減速されることなく飛行できる第2の飛行空間と、
を備え、
前記衝突室は該第2の飛行空間の内部に置かれると共に、
前記第1の飛行空間に形成された減速電場を制御する減速電場制御手段をさらに備え、
前記減速電場制御手段が、プリカーサイオンが該減速電場内に入射してから所定時間後減速電場をオフとすることにより、質量電荷比の小さなプリカーサイオンほどより大きく飛行速度が減速されるよう減速電場を制御して、質量電荷比の異なる複数の同位体イオンのパケットを前記第2の飛行時間型質量分析部の始点位置において1つのパケットとして収束させる機能を備えていることを特徴とするタンデム飛行時間型質量分析計。 - サンプルをイオン化し、繰り返しパルス的に射出するイオン源と、
繰り返し射出されるサンプルイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第1の飛行時間型質量分析部と、
該第1の飛行時間型質量分析部において質量分離されたプリカーサイオンが飛行する飛行経路上に配置されたイオンゲートと、
該イオンゲートを通過したプリカーサイオンを導入して開裂させ、プロダクトイオンを生成させる衝突室と、
該衝突室から取り出されたプロダクトイオンを飛行させ、飛行時間の違いによってイオンを質量分離する第2の飛行時間型質量分析部と、
該第2の飛行時間型質量分析部で質量分離されたプロダクトイオンを検出する検出部と、
を備えたタンデム飛行時間型質量分析計において、
前記第1と第2の飛行時間型質量分析部の間には、
前記プリカーサイオンを減速する向きの電場が形成された第1の飛行空間と、
該第1の飛行空間を通過したプリカーサイオンが加減速されることなく飛行できる第2の飛行空間と、
を備え、
前記衝突室は該第2の飛行空間の内部に置かれると共に、
前記第1の飛行空間に形成された減速電場を制御する減速電場制御手段をさらに備え、
前記減速電場制御手段が、プリカーサイオンが該減速電場内に入射後、時間に対し所望の関数に従って減速電場を減衰させることにより、質量電荷比の小さなプリカーサイオンほどより大きく飛行速度が減速されるよう減速電場を制御して、質量電荷比の異なる複数の同位体イオンのパケットを前記第2の飛行時間型質量分析部の始点位置において1つのパケットとして収束させる機能を備えていることを特徴とするタンデム飛行時間型質量分析計。 - 前記第1の飛行空間の電位が、その前段に置かれた第1の飛行時間型質量分析部の電位、およびその後段に置かれた第2の飛行空間の電位と同じ電位であり、前記第1の飛行空間の出口部に設けられた出口電極の電位を時間的に変化させることにより、前記減速電場の強度を減衰させるようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載のタンデム飛行時間型質量分析計。
- 前記第1の飛行時間型質量分析部の電位が、前記第2の飛行空間の電位よりも低い電位であり、前記第1の飛行空間の入口部に設けられた入口電極の電位を時間的に増加させることにより、前記減速電場の強度を減衰させるようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載のタンデム飛行時間型質量分析計。
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JP2012238866A JP6084815B2 (ja) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | タンデム飛行時間型質量分析計 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012238866A JP6084815B2 (ja) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | タンデム飛行時間型質量分析計 |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=50791614
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012238866A Active JP6084815B2 (ja) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | タンデム飛行時間型質量分析計 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB0607542D0 (en) * | 2006-04-13 | 2006-05-24 | Thermo Finnigan Llc | Mass spectrometer |
-
2012
- 2012-10-30 JP JP2012238866A patent/JP6084815B2/ja active Active
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