JP7101195B2 - フーリエ変換質量分析計 - Google Patents
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Description
本願は、2017年2月1日に出願され“Fourier Transform Mass Spectrometer”と題された米国仮出願第62/453,167号に対する優先権を主張するものであり、これは、全体が参照により本明細書中に援用される。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
(項目1)
質量分析器であって、
四重極であって、前記四重極は、イオンを受容するための入力端部と、出力端部とを有し、前記出力端部を通してイオンが前記四重極から出射し得、前記四重極は、複数のロッドを有し、前記イオンが前記四重極を通して伝搬するにつれて前記イオンの半径方向閉じ込めを引き起こすための四重極場を生成し、さらに、前記出力端部に近接してフリンジング場を生成するために、前記複数のロッドのうちの少なくともいくつかにRF電圧が印加され得る、四重極と、
前記四重極を通過する前記イオンの少なくとも一部の半径方向発振をその永年周波数において励起するように、前記ロッドのうちの少なくとも1つに電圧パルスを印加するための、少なくとも1つの電圧源と
を備え、
前記半径方向に励起されるイオンは、それらの半径方向発振が軸方向発振に変換されるように、それらが前記四重極から出射するにつれて前記フリンジング場と相互作用する、質量分析器。
(項目2)
前記四重極から出射する前記軸方向に発振するイオンを検出するために、前記四重極の出力端部の下流に配置される検出器をさらに備える、項目1に記載の質量分析器。
(項目3)
前記検出器は、前記軸方向に発振するイオンの検出に応答して、時変信号を生成する、項目2に記載の質量分析器。
(項目4)
周波数領域信号を生成するように、前記時変信号を受信し、フーリエ変換を前記時変信号に適用するための分析モジュールをさらに備える、項目3に記載の質量分析器。
(項目5)
前記分析モジュールは、前記励起されるイオンの質量スペクトルを生成するように前記周波数領域信号に作用する、項目4に記載の質量分析器。
(項目6)
前記電圧パルスは、約10ナノ秒~約1ミリ秒の範囲内の持続時間を有する、項目1に記載の質量分析器。
(項目7)
前記電圧パルスは、約1マイクロ秒~約5マイクロ秒の範囲内の持続時間を有する、項目6に記載の質量分析器。
(項目8)
前記電圧パルスは、約10ボルト~約40ボルトの範囲内の振幅を有する、項目1に記載の質量分析器。
(項目9)
前記電圧パルスは、約20ボルト~約30ボルトの範囲内の振幅を有する、項目1に記載の質量分析器。
(項目10)
前記四重極は、約1×10 -6 トル~約9×10 -3 トルの範囲内の圧力に維持される、項目1に記載の質量分析器。
(項目11)
前記四重極は、約8×10 -6 トル~約1×10 -4 トルの範囲内の圧力に維持される、項目10に記載の質量分析器。
(項目12)
前記複数のロッドは、4つのロッドを含み、前記4つのロッドは、それへの前記RF電圧の印加に応答して四重極場を生成するように配列される、項目1に記載の質量分析器。
(項目13)
前記複数のロッドはさらに、少なくとも補助電極の対を含む、項目12に記載の質量分析器。
(項目14)
前記電圧源は、前記補助電極の対を横断して前記電圧パルスを印加する、項目10に記載の質量分析器。
(項目15)
前記四重極の出力端部に近接して配置される出射レンズをさらに備える、項目1に記載の質量分析器。
(項目16)
前記少なくとも1つの電圧源は、前記四重極の出力端部に近接する前記フリンジング場を調節するように、前記出射レンズにDC電圧またはRF電圧を印加するように構成される、項目12に記載の質量分析器。
(項目17)
質量分析を実施する方法であって、
複数のロッドを備える四重極を通して複数のイオンを通過させることであって、四重極ロッドセットは、前記イオンを受容するための入力端部と、出力端部とを備え、前記出力端部を通してイオンが前記四重極から出射する、ことと、
前記イオンが前記四重極を通過するにつれて前記イオンの半径方向閉じ込めのための場を生成するように、前記ロッドのうちの少なくとも1つに少なくとも1つのRF電圧を印加することと、
前記四重極を通過する前記イオンの少なくとも一部の半径方向発振をその永年周波数において励起するように、前記複数のロッドの少なくとも1つの対を横断して電圧パルスを印加することであって、前記出力端部に近接するフリンジング場は、前記励起されるイオンが前記四重極ロッドセットから出射するにつれて、前記励起されるイオンの少なくとも一部の前記半径方向発振を軸方向発振に変換する、ことと、
時変信号を生成するために、前記四重極ロッドセットから出射する前記軸方向に発振するイオンの少なくとも一部を検出することと
を含む、方法。
(項目18)
周波数領域信号を生成するように前記時変信号のフーリエ変換を取得し、前記検出されたイオンと関連付けられる質量スペクトルを生成するために前記周波数領域信号を利用することをさらに含む、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記四重極を通して前記イオンを通過させるステップは、前記四重極内に前記イオンを閉じ込めることなく達成される、項目17に記載の方法。
(項目20)
所望の分解能に対応する前記時変信号の時間的長さを取得するように前記四重極に入射する前記イオンの運動エネルギーを選択することをさらに含み、前記分解能は、前記時変信号の時間的長さが増加するにつれて増加する、項目17に記載の方法。
Claims (20)
- 質量分析器であって、
四重極であって、前記四重極は、複数のイオンを受容するための入力端部と、出力端部とを有し、前記出力端部を通して複数のイオンが前記四重極から出射することが可能であり、前記四重極は、複数のロッドを有し、前記複数のイオンが前記四重極を通して伝搬するにつれて前記複数のイオンの半径方向閉じ込めを引き起こすための四重極場を生成し、さらに、前記出力端部に近接してフリンジング場を生成するために、前記複数のロッドのうちの少なくともいくつかにRF電圧が印加されることが可能である、四重極と、
前記複数のロッドのうちの少なくとも1つに電圧パルスを印加することにより、前記四重極を通過する前記複数のイオンのうちの少なくとも一部の半径方向発振をその永年周波数において励起するための少なくとも1つの電圧源であって、前記励起は、異なる質量/電荷比を有する複数のイオンを包含する広帯域励起である、少なくとも1つの電圧源と
を備え、
前記半径方向に励起される複数のイオンは、それらの半径方向発振が軸方向発振に変換されるように、それらが前記四重極から出射するにつれて前記フリンジング場と相互作用する、質量分析器。 - 前記質量分析器は、前記四重極の出力端部の下流に配置されている検出器をさらに備え、前記検出器は、前記四重極から出射する前記軸方向に発振する複数のイオンを検出するためのものである、請求項1に記載の質量分析器。
- 前記検出器は、前記軸方向に発振する複数のイオンを検出することに応答して、時変信号を生成する、請求項2に記載の質量分析器。
- 前記質量分析器は、分析モジュールをさらに備え、前記分析モジュールは、前記時変信号を受信し、フーリエ変換を前記時変信号に適用することにより、周波数領域信号を生成するためのものである、請求項3に記載の質量分析器。
- 前記分析モジュールは、前記周波数領域信号に作用することにより、前記励起される複数のイオンの質量スペクトルを生成する、請求項4に記載の質量分析器。
- 前記電圧パルスは、約10ナノ秒~約1ミリ秒の範囲内の持続時間を有する、請求項1に記載の質量分析器。
- 前記電圧パルスは、約1マイクロ秒~約5マイクロ秒の範囲内の持続時間を有する、請求項6に記載の質量分析器。
- 前記電圧パルスは、約10ボルト~約40ボルトの範囲内の振幅を有する、請求項1に記載の質量分析器。
- 前記電圧パルスは、約20ボルト~約30ボルトの範囲内の振幅を有する、請求項1に記載の質量分析器。
- 前記四重極は、約1×10-6トル~約9×10-3トルの範囲内の圧力に維持される、請求項1に記載の質量分析器。
- 前記四重極は、約8×10-6トル~約1×10-4トルの範囲内の圧力に維持される、請求項10に記載の質量分析器。
- 前記複数のロッドは、4つのロッドを含み、前記4つのロッドは、それらに前記RF電圧を印加することに応答して四重極場を生成するように配列されている、請求項1に記載の質量分析器。
- 前記複数のロッドは、少なくとも補助電極の対をさらに含む、請求項12に記載の質量分析器。
- 前記電圧源は、前記補助電極の対を横断するように前記電圧パルスを印加する、請求項13に記載の質量分析器。
- 前記質量分析器は、前記四重極の前記出力端部に近接して配置されている出射レンズをさらに備える、請求項1に記載の質量分析器。
- 前記少なくとも1つの電圧源は、前記出射レンズにDC電圧またはRF電圧を印加することにより、前記四重極の前記出力端部に近接する前記フリンジング場を調節するように構成されている、請求項15に記載の質量分析器。
- 質量分析を実行する方法であって、
複数のロッドを備える四重極を通して複数のイオンを通過させることであって、四重極ロッドセットは、前記複数のイオンを受容するための入力端部と、出力端部とを備え、前記出力端部を通して複数のイオンが前記四重極から出射する、ことと、
前記複数のイオンが前記四重極を通過するにつれて前記複数のイオンの半径方向閉じ込めのための場を生成するように、前記複数のロッドのうちの少なくとも1つに少なくとも1つのRF電圧を印加することと、
前記複数のロッドの少なくとも1つの対を横断するように電圧パルスを印加することにより、前記四重極を通過する前記複数のイオンの少なくとも一部の半径方向発振をその永年周波数において励起することであって、前記励起は、異なる質量/電荷比を有する複数のイオンを包含する広帯域励起であり、前記出力端部に近接するフリンジング場は、前記励起される複数のイオンが前記四重極ロッドセットから出射するにつれて、前記励起される複数のイオンの少なくとも一部の前記半径方向発振を軸方向発振に変換する、ことと、
前記四重極ロッドセットから出射する前記軸方向に発振する複数のイオンの少なくとも一部を検出することにより、時変信号を生成することと
を含む、方法。 - 前記方法は、前記時変信号のフーリエ変換を取得することにより、周波数領域信号を生成することと、前記周波数領域信号を利用することにより、前記検出された複数のイオンに関連付けられている質量スペクトルを生成することとをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記四重極を通して前記複数のイオンを通過させるステップは、前記四重極内に前記複数のイオンを閉じ込めることなく達成される、請求項17に記載の方法。
- 質量分析を実行する方法であって、
複数のロッドを備える四重極を通して複数のイオンを通過させることであって、四重極ロッドセットは、前記複数のイオンを受容するための入力端部と、出力端部とを備え、前記出力端部を通して複数のイオンが前記四重極から出射する、ことと、
前記複数のイオンが前記四重極を通過するにつれて前記複数のイオンの半径方向閉じ込めのための場を生成するように、前記複数のロッドのうちの少なくとも1つに少なくとも1つのRF電圧を印加することと、
前記複数のロッドの少なくとも1つの対を横断するように電圧パルスを印加することにより、前記四重極を通過する前記複数のイオンの少なくとも一部の半径方向発振をその永年周波数において励起することであって、前記出力端部に近接するフリンジング場は、前記励起される複数のイオンが前記四重極ロッドセットから出射するにつれて、前記励起される複数のイオンの少なくとも一部の前記半径方向発振を軸方向発振に変換する、ことと、
前記四重極ロッドセットから出射する前記軸方向に発振する複数のイオンの少なくとも一部を検出することにより、時変信号を生成することと、
所望の分解能に対応する前記時変信号の時間的長さを取得するように前記四重極に入射する前記イオンの運動エネルギーを選択することであって、前記分解能は、前記時変信号の時間的長さが増加するにつれて増加する、ことと
を含む、方法。
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