JP6746617B2 - 延長された稼働寿命を有する質量フィルタ - Google Patents
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Description
本出願は、2015年5月29日に出願された英国特許出願第1509243.0号からの優先権およびその利益を主張し、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
第1の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを質量選択的透過するために第1の質量フィルタを使用して、イオンを質量フィルタリングすることと、
第1の範囲の質量対電荷比のサブセットである、第2の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを透過する、第2の質量フィルタを使用して、第1の質量フィルタにより透過されたイオンを質量フィルタリングすることと
を含み、
第1の質量フィルタの少なくとも1つの電極は、電極全体に伸びる開口部を含み、かつ/または電極の一部にだけ伸びる凹部を含み、開口部および/または凹部は、第1の質量フィルタ内で不安定なイオンが、開口部に入るか、もしくはそれを通過し、かつ/または凹部に入り、そのため第1の質量フィルタによって透過されないように、配置および構成される、
イオンを質量フィルタリングする方法を提供する。
複数の電極から形成された質量フィルタにイオンを供給することであって、電極の少なくとも1つは、電極全体にわたって伸びる開口部を含み、かつ/または電極の一部だけに伸びる凹部を含むこと、ならびに
所望の範囲内の質量対電荷比を有するイオンが電極によって閉じ込められ、質量フィルタに沿ってそれを透過するように、電極に電圧を印加することであって、前記所望の範囲外の質量対電荷比を有するイオンは不安定であり、それらが質量フィルタによって除去されるように開口部に入るかもしくは通過し、かつ/または凹部に入ること
を含み、
開口部に入るかもしくは通過し、かつ/または凹部に入るイオンは検出されず、中和もしくは廃棄される、
イオンを質量フィルタリングする方法を提供する。
間隙によって分割される軸方向セグメントを有する電極の軸方向に分割された多極ロッドセットから形成された質量フィルタにイオンを供給すること、ならびに
所望の範囲内の質量対電荷比を有するイオンが電極によって閉じ込められ、質量フィルタに沿ってそれを透過するように、電極に電圧を印加することであって、前記所望の範囲外の質量対電荷比を有するイオンは不安定であり、それらが質量フィルタによって除去されるように間隙に入るかもしくは通過すること
を含む、イオンを質量フィルタリングする方法を提供する。
複数の電極を含む第1の質量フィルタ;
第1の質量フィルタによって透過されたイオンを受け取るために第1の質量フィルタの下流に配置された複数の電極を含む第2の質量フィルタ;
1つ以上の電圧源;および
コントローラであって、
第1の質量フィルタが第1の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを質量選択的透過できるように、第1の質量フィルタに電圧を印加するように前記1つ以上の電圧源を制御することであって、第1の質量フィルタの電極の少なくとも1つは、電極全体に伸びる開口部を含み、かつ/または電極の一部だけに伸びる凹部を含み、前記電圧が第1の質量フィルタに印加されると、イオンが第1の質量フィルタ内で不安定になり、それらが、第1の質量フィルタによって第2の質量フィルタまで透過されないように、開口部に入るか、もしくはそれを通過し、かつ/または凹部に入るように、開口部および/または凹部は配置および構成される、前記1つ以上の電圧源を制御すること、ならびに
第2の質量フィルタが第1の質量フィルタによって透過されたイオンを質量フィルタリングできるように、第2の質量フィルタに電圧を印加し、それにより、第2の質量フィルタは、第1の範囲の質量対電荷比のサブセットである第2の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを透過するように、前記1つ以上の電圧源を制御すること、
を行うようにセットアップされて構成されたコントローラ
を含む、質量分析計またはイオン移動度分光計も提供する。
電極の少なくとも1つは、電極全体に伸びる開口部を含み、かつ/または電極の一部だけに伸びる凹部を含む、複数の電極;ならびに
所望の範囲内の質量対電荷比を有するイオンが電極によって閉じ込められ、質量フィルタに沿ってそれを透過するように、電極に電圧を印加するように配置および構成された1つ以上の電圧源であって、前記所望の範囲外の質量対電荷比を有するイオンが不安定で、それらが質量フィルタによって除去されるように、開口部に入るか、もしくはそれを通過し、かつ/または凹部に入る、1つ以上の電圧源
を備えた、質量フィルタであって、
質量フィルタは、開口部に入るか、もしくはそれを通過し、かつ/または凹部に入るイオンが、検出されず、中和もしくは廃棄されるように、表面に衝突するように配置および構成される、
質量フィルタも提供する。
間隙によって分割される軸方向セグメントを有する電極の軸方向に分割された多極ロッドセット、および
所望の範囲内の質量対電荷比を有するイオンが電極によって閉じ込められ、質量フィルタに沿ってそれを透過するように、電極に電圧を印加するように配置および構成された1つ以上の電圧源であって、前記所望の範囲外の質量対電荷比を有するイオンは不安定で、それらが質量フィルタによって除去されるように、間隙に入るか、もしくはそれを通過する、1つ以上の電圧源
を備えた、質量フィルタも提供する。
第1の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを質量選択的透過するために第1の質量フィルタを使用してイオンを質量フィルタリングすること;および
第1の範囲の質量対電荷比のサブセットである第2の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを透過する、第2の質量フィルタを使用して、第1の質量フィルタによって透過されたイオンを質量フィルタリングすること
を含む、イオンを質量フィルタリングする方法を提供する。
第1の質量フィルタ;
第1の質量フィルタによって透過されたイオンを受け取るために第1の質量フィルタの下流に配置された第2の質量フィルタ;
1つ以上の電圧源;ならびに
コントローラであって、
第1の質量フィルタが第1の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを質量選択的透過できるように、第1の質量フィルタに電圧を印加するように前記1つ以上の電圧源を制御すること、および
第2の質量フィルタが第1の質量フィルタによって透過されたイオンを質量フィルタリングできるように、第2の質量フィルタに電圧を印加し、それにより、第2の質量フィルタは、第1の範囲の質量対電荷比のサブセットである第2の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを透過するように、前記1つ以上の電圧源を制御すること
を行うように構成されたコントローラ
を備えた、質量分析計またはイオン移動度分光計も提供する。
(a)以下から成る群から選択されたイオン源:(i)電子スプレーイオン化(「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)マトリックス補助レーザー脱着イオン化(「MALDI」)イオン源;(v)レーザー脱着イオン化(「LDI」)イオン源;(vi)大気圧イオン化(「API」)イオン源;(vii)シリコン上脱着イオン化(「DIOS」)イオン源;(viii)電子衝撃(「EI」)イオン源;(ix)化学イオン化(「CI」)イオン源;(x)フィールドイオン化(「FI」)イオン源;(xi)フィールド脱着(「FD」)イオン源;(xii)誘導結合プラズマ(「ICP」)イオン源;(xiii)高速原子衝突(「FAB」)イオン源;(xiv)液体二次イオンマススペクトロメトリー(「LSIMS」)イオン源;(xv)脱着電子スプレーイオン化(「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補助レーザー脱着イオン化イオン源;(xviii)熱スプレーイオン源;(xix)大気サンプリンググロー放電イオン化(「ASGDI」)イオン源;(xx)グロー放電(「GD」)イオン源;(xxi)インパクタイオン源;(xxii)リアルタイム直接分析(「DART」)イオン源;(xxiii)レーザースプレーイオン化(「LSI」)イオン源;(xxiv)ソニックスプレーイオン化(「SSI」)イオン源;(xxv)マトリックス補助インレットイオン化(「MAII」)イオン源;(xxvi)溶媒支援インレットイオン化(「SAII」)イオン源;(xxvii)脱着電子スプレーイオン化(「DESI」)イオン源;および(xxviii)レーザーアブレーション電子スプレーイオン化(「LAESI」)イオン源;ならびに/または
(b)1つ以上の連続またはパルスイオン源;ならびに/または
(c)1つ以上のイオンガイド;ならびに/または
(d)1つ以上のイオン移動度分離装置および/もしくは1つ以上の非対称場イオン移動度分光計装置;ならびに/または
(e)1つ以上のイオントラップもしくは1つ以上のイオントラッピング領域;ならびに/または
(f)以下からなる群から選択された1つ以上の衝突、フラグメンテーションもしくは反応セル:(i)衝突誘起解離(「CID」)フラグメンテーション装置;(ii)表面誘起解離(「SID」)フラグメンテーション装置;(iii)電子移動解離(「ETD」)フラグメンテーション装置;(iv)電子捕獲解離(「ECD」)フラグメンテーション装置;(v)電子衝突または衝突解離フラグメンテーション装置;(vi)光誘起解離(「PID」)フラグメンテーション装置;(vii)レーザー誘起解離フラグメンテーション装置;(viii)赤外線放射誘起解離装置;(ix)紫外線放射誘起解離装置;(x)ノズルスキマーインタ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フラグメンテーション装置;(xiii)熱もしく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)酵素消化また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)イオンを反応させて付加イオンもしくはプロダクトイオンを形成するためのイオン・イオン反応装置;(xxiv)イオンを反応させて付加イオンもしくはプロダクトイオンを形成するためのイオン分子反応装置;(xxv)イオンを反応させて付加イオンもしくはプロダクトイオンを形成するためのイオン原子反応装置;(xxvi)イオンを反応させて付加イオンもしくはプロダクトイオンを形成するためのイオン準安定イオン反応装置;(xxvii)イオンを反応させて付加イオンもしくはプロダクトイオンを形成するためのイオン準安定分子反応装置;(xxviii)イオンを反応させて付加イオンもしくはプロダクトイオンを形成するためのイオン準安定原子反応装置;および(xix)電子イオン化解離(「EID」)フラグメンテーション装置;ならびに/または
(g)以下からなる群から選択された質量分析器:(i)四重極質量分析器;(ii)2Dもしくは線形四重極質量分析器;(iii)ポールもしくは3D四重極質量分析器;(iv)ペニングトラップ質量分析器;(v)イオントラップ質量分析器;(vi)磁場型質量分析器;(vii)イオンサイクロトロン共鳴(「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(「FTICR」)質量分析器;(ix)クアドロ対数ポテンシャル分布を有する静電場を生成するように配置された静電質量分析器:(x)フーリエ変換静電質量分析器;(xi)フーリエ変換質量分析器;(xii)飛行時間質量分析器;(xiii)直交加速飛行時間質量分析器;および(xiv)線形加速飛行時間質量分析器;ならびに/または
(h)1つ以上のエネルギー分析器もしくは静電エネルギー分析器;ならびに/または
(i)1つ以上のイオン検出器;ならびに/または
(j)以下からなる群から選択された1つ以上の質量フィルタ:(i)四重極質量フィルタ;(ii)2Dまたは線形四重極イオントラップ;(iii)ポールまたは3D四重極イオントラップ;(iv)ペニングイオントラップ;(v)イオントラップ;(vi)磁場型質量フィルタ;(vii)飛行時間質量フィルタ;および(viii)ウィーンフィルタ;ならびに/または
(k)イオンをパルスするための装置もしくはイオンゲート;ならびに/または
(l)実質的に連続するイオンビームをパルスイオンビームへ変換する装置
を含み得る。
(i)Cトラップおよび、クアドロ対数ポテンシャル分布をもつ静電場を形成する外側のバレル様電極と内側の同軸スピンドル様電極を備える質量分析器であって、第1の操作モードで、イオンは、C型トラップに送られ、次いで、質量分析器に注入され、第2の操作モードでは、イオンは、Cトラップに、次いで、衝突セルもしくは電子移動解離装置に送られて、少なくとも一部のイオンがフラグメントイオンにフラグメント化され、フラグメントイオンは、C型トラップに送られた後に、質量分析器に注入される、Cトラップおよび質量分析器、ならびに/または、
(ii)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であって、電極間の間隔がイオン通路の長さ方向に沿って増大し、イオンガイドの上流部分における電極内の開口部が第1の直径を有し、イオンガイドの下流部分における電極内の開口部が第1の直径よりも小さい第2の直径を有し、かつ、使用時に、連続する電極に、逆位相のAC又はRF電圧が印加される、イオンガイド
のいずれかを含み得る。
Claims (18)
- 第1の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを質量選択的透過するために第1の質量フィルタを使用して、イオンを質量フィルタリングすることと、
前記第1の範囲の質量対電荷比のサブセットである、第2の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを透過する、第2の質量フィルタを使用して、前記第1の質量フィルタによって透過された前記イオンを質量フィルタリングすることと
を含み、
前記第1の質量フィルタの少なくとも1つの電極は、前記電極全体に伸びる開口部を含み、かつ/または前記電極の一部にだけ伸びる凹部を含み、前記開口部および/または凹部は、前記第1の質量フィルタ内で不安定なイオンが、前記第1の質量フィルタによって透過されないように、前記開口部に入るか、もしくはそれを通過し、かつ/または前記凹部に入るように、配置および構成され、
前記第1の質量フィルタによって透過された前記イオンが、前記第1の質量フィルタと前記第2の質量フィルタとの間に配置されたRF専用イオンガイドを使用して、前記第2の質量フィルタ内にガイドされる、
イオンを質量フィルタリングする方法。 - 前記第1の質量フィルタおよび/または第2の質量フィルタは、四重極質量フィルタなどの、多極質量フィルタである、請求項1に記載の方法。
- 透過したいイオンを前記電極間に閉じ込めて、透過したくないイオンを不安定にして、前記電極間に閉じ込めないために、RFおよびDC電圧を、前記第1の質量フィルタの電極および/または前記第2の質量フィルタの電極に印加することを含む、請求項1または請求項2に記載の方法。
- 前記第1の質量フィルタの上流に配置された第2のイオンガイドを使用して、前記イオンを前記第1の質量フィルタにガイドすること
を含む、請求項1〜3のうちのいずれか一に記載の方法。 - 前記第2の質量フィルタの前記電極の少なくとも1つは、前記電極全体に伸びる開口部を含み、かつ/または前記電極の一部だけに伸びる凹部を含み、前記開口部および/もしくは凹部は、前記第2の質量フィルタ内で不安定なイオンが、前記第2の質量フィルタによって透過されないように、前記開口部に入るか、もしくはそれを通過し、かつ/または前記凹部に入るように、配置および構成される、請求項1〜4のうちのいずれか一に記載の方法。
- 前記開口部または凹部を有する前記電極は、前記質量フィルタの長さに沿った方向に細長く、かつ、前記開口部は、溝付き開口部であるか、または前記凹部は溝付き凹部である、請求項1〜5のうちのいずれか一に記載の方法。
- 前記電極によって生じた電場をサポートするために、前記開口部または凹部の上またはその中に導電グリッドまたはメッシュを配置することを含む、請求項1〜6のうちのいずれか一に記載の方法。
- 前記開口部または凹部に入るか、またはそれを通過するイオンは、検出されず、中和または廃棄される、請求項1〜7のうちのいずれか一に記載の方法。
- 前記第1の質量フィルタの前記電極の少なくとも一部は加熱される、請求項1〜8のうちのいずれか一に記載の方法。
- 間隙によって分割される軸方向セグメントを有する電極の軸方向に分割された多極ロッドセットから形成された質量フィルタにイオンを供給することと、
所望の範囲内の質量対電荷比を有するイオンが前記電極によって閉じ込められ、前記質量フィルタに沿ってそれを透過するように、前記電極に電圧を印加することであって、前記所望の範囲外の質量対電荷比を有するイオンは不安定であり、それらが前記質量フィルタによって除去されるように、前記間隙に入るかまたはそれを通過する、前記電極に電圧を印加することと
を含む、イオンを質量フィルタリングする方法。 - ACまたはRF電圧を、前記質量フィルタの前記電極に印加することを含み、前記ACまたはRF電圧の周波数は1MHz未満、または1MHzを上回る、請求項10に記載の方法。
- 前記ロッドセットの少なくとも1つのロッドの前記軸方向セグメントの少なくとも一部は、同じDC電圧で維持され、かつ/または、
前記ロッドセットの少なくとも1つのロッドの前記軸方向セグメントの少なくともy%は、同じDC電圧で維持され、yは、5以上;10以上;15以上;20以上;25以上;30以上;35以上;40以上;45以上;50以上;55以上;60以上;65以上;70以上;75以上;80以上;85以上;90以上;もしくは95以上:から選択され、かつ/または、
DC電圧勾配は、前記質量フィルタに沿って維持されない、
請求項10または請求項11に記載の方法。 - 前記軸方向セグメントの少なくとも一部は、前記質量フィルタの前記縦軸に沿って、5mm以下;4mm以下;3mm以下;2mm以下;1mm以下;0.8mm以下;0.6mm以下;0.4mm以下;0.2mm以下;または0.1mm以下:から選択された厚さを有する、請求項10、請求項11または請求項12に記載の方法。
- 前記間隙の少なくとも一部は各々、0.5mm以上;1mm以上;1.5mm以上;2mm以上;2.5mm以上;3mm以上;3.5mm以上;4mm以上;4.5mm以上;5mm以上;6mm以上;7mm以上;8mm以上;9mm以上;または10mm以上:の前記質量フィルタの前記縦軸に沿った長さを有する、請求項10〜請求項13のいずれか一に記載の方法。
- 前記質量フィルタ(複数可)によって透過されたイオンを検出すること、および/または質量フィルタ(複数可)によって透過されたイオンを質量分析すること、および/または前記質量フィルタ(複数可)によって透過されたイオンをイオン移動度分析することをさらに含む、請求項1〜14のうちのいずれか一に記載の方法を含む質量分析および/またはイオン移動度分光分析の方法。
- 複数の電極を含む第1の質量フィルタと、
前記第1の質量フィルタによって透過されたイオンを受け取るために前記第1の質量フィルタの下流に配置された、複数の電極を含む第2の質量フィルタと、
前記第1の質量フィルタと前記第2の質量フィルタとの間に配置され、前記第1の質量フィルタによって透過された前記イオンを前記第2の質量フィルタ内にガイドするRF専用イオンガイドと、
1つ以上の電圧源と、
コントローラであって、
前記第1の質量フィルタが第1の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを質量選択的透過できるように、前記第1の質量フィルタに電圧を印加するように前記1つ以上の電圧源を制御することであって、前記第1の質量フィルタの前記電極の少なくとも1つは、前記電極全体に伸びる開口部を含み、かつ/または前記電極の一部だけに伸びる凹部を含み、前記電圧が前記第1の質量フィルタに印加されると、イオンが前記第1の質量フィルタ内で不安定になり、それらが、前記第1の質量フィルタによって前記第2の質量フィルタに透過されないように、前記開口部に入るか、もしくはそれを通過し、かつ/または前記凹部に入るように、前記開口部および/または凹部は配置および構成される、前記1つ以上の電圧源を制御することと、
前記第2の質量フィルタが前記第1の質量フィルタによって透過されたイオンを質量フィルタリングできるように、前記第2の質量フィルタに電圧を印加し、それにより、前記第2の質量フィルタは、前記第1の範囲の質量対電荷比のサブセットである第2の範囲の質量対電荷比を有するイオンだけを透過するように、前記1つ以上の電圧源を制御することと、
を行うようにセットアップされて構成されたコントローラと
を備える、質量分析計。 - 間隙によって分割される軸方向セグメントを有する電極の軸方向に分割された多極ロッドセットと、
所望の範囲内の質量対電荷比を有するイオンが前記電極によって閉じ込められ、前記質量フィルタに沿ってそれを透過するように、前記電極に電圧を印加するように配置および構成された1つ以上の電圧源であって、前記所望の範囲外の質量対電荷比を有するイオンは不安定であり、それらが前記質量フィルタによって除去されるように、前記間隙に入るか、またはそれを通過する、1つ以上の電圧源と
を備える、質量フィルタ。 - 請求項17に記載の質量フィルタを含み、前記質量フィルタによって透過されたイオンを検出または分析するための検出器または分析器をさらに含む、質量分析計。
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