KR101087079B1 - Multiplexed ms3 mass spectrometer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선형 포텐셜 리플렉트론(linear potential reflectron), PD 셀, 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(quadratic potential reflectron)으로 구성되고, 생물 고분자 분석을 위해 MALDI 이온화를 사용하는 삼단계 질량 분석 장치에 관한 것이다. 이온화원에서 만들어진 분자 이온은 선형 포텐셜 리플렉트론에 의해 분리되어 PD 셀에 진입되고, 셀 내에서 PD 레이저를 흡수한 분자 이온은 PD 셀 속(I 성분), 또는 밖에서(P) 분해되며, PD 셀 속에서 일차 분해된 후, PD 셀 밖에서 재차 분해되기도(C) 한다. 즉, C 성분은 m1 +→m2 +→m3 +의 연속 반응에 의해 생성되는 것으로, C 성분은 중간 물질(m2 +)에 따라 여러 개가 있는데, 동일한 m3 +를 만드는 모든 m2 +에 대한 삼단계 질량 분석 스펙트럼을 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에서는 PD 셀에 전압을 걸어 각 C 성분의 운동 에너지를 다르게 하고, 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론을 사용하여 분리함으로써 모든 m2 +의 질량을 정확히 결정할 수 있으며, 또한 모든 m2 +를 동시에 검출함으로써 매우 좋은 감도의 삼단계 질량 분석 스펙트럼을 얻을 수 있다.The present invention relates to a three-step mass spectrometer composed of a linear potential reflectron, a PD cell, a quadratic potential reflectron, and using MALDI ionization for biological polymer analysis. . Molecular ions produced at the ionization source are separated by linear potential reflectrons and enter the PD cell, and molecular ions absorbed by the PD laser within the cell are decomposed inside or outside the PD cell (P), and PD After primary degradation in the cell, it may be degraded again outside the PD cell (C). That is, the C component is produced by the continuous reaction of m 1 + → m 2 + → m 3 + , there are several C components depending on the intermediate (m 2 + ), all m 2 to make the same m 3 + Three-step mass spectrometry spectra for + can be obtained. That is, in the present invention, by applying a voltage to the PD cell to change the kinetic energy of each C component and separating them using quadratic potential reflectrons, the mass of all m 2 + can be accurately determined, and also all m 2 + can be determined. By simultaneous detection, very good sensitivity three-step mass spectrometry can be obtained.

질량, 분석, 광분해, 이온, 스펙트럼, 리플렉트론 Mass, Analysis, Photolysis, Ions, Spectrum, Reflectron

Description

삼단계 질량분석장치{MULTIPLEXED MS3 MASS SPECTROMETER}Three stage mass spectrometer {MULTIPLEXED MS3 MASS SPECTROMETER}

본 발명은 질량분석장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이온화원(ion source)에서 생성되는 이온들 중 원하는 이온만을 골라 광분해(photodissociation : 이하 "PD" 라함) 레이저(laser)를 조사하여 원하는 이온의 분해생성물을 검출할 수 있는 삼단계 질량분석 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mass spectrometer, and more particularly, selects only the desired ions from ions generated from an ionization source and irradiates a photodissociation laser. The present invention relates to a three-stage mass spectrometry apparatus capable of detecting degradation products.

일반적으로, 이단계 질량 분석법은 생체분자 이온의 구조와 메카니즘 연구에 유용한 기술이다. 이 방법은 첫 번째 분석계로 분자이온을 골라낸 후 분해반응을 통해 만들어진 생성 이온들을 두 번째 분석계로 분석하는 방법이다. 또한 한번의 분해반응을 통해 생성된 이온들 중 원하는 이온을 선택하여 또다시 분해반응을 시켜 만들어진 이온들을 분석하는 삼단계 질량 분석법도 널리 이용되고 있다.In general, two-step mass spectrometry is a useful technique for studying the structure and mechanism of biomolecule ions. This method selects molecular ions with the first analyzer and analyzes the generated ions produced by the decomposition reaction with the second analyzer. In addition, three-step mass spectrometry is widely used to select ions generated from one decomposition reaction and to analyze ions produced by decomposition reaction again.

위와 같은, 이단계 질량 분석법의 하나로, 트랩핑 타입(trapping-type) 분석계를 이용한 이단계 질량 분석계에서 다단계 질량 분석법을 쉽게 할 수 있는데 반해 공간적으로 분리된 형태의 분석계(TOFMS)(time of flight mass spectrometer)를 이용한 기기에서는 다단계 질량 분석법을 이용하려면 복잡해지고 비용이 커지게 된 다. As one of the two-stage mass spectrometry, multi-stage mass spectrometry can be easily performed in a two-stage mass spectrometer using a trapping-type spectrometer, while a spatially separated form of time of flight mass (TOFMS) In a spectrometer, multi-step mass spectrometry becomes complex and expensive.

또한, 다단계 질량 분석법을 이용하게 될 때 감도가 급격히 떨어지게 된다. 이에 따라 반복적인 검출이 가능한 FT(fourier transform)-MS(mass)가 다단계 분석법으로는 가장 유용하다. 이때 MALDI(matrix assisted laser desorption ionization)-TOF를 통한 다단계 질량 분석법이 가능할 수도 있으나 TOF-TOF 형태로의 다단계 질량 분석법을 하려면 감도가 매우 떨어지게 된다.In addition, sensitivity is dramatically reduced when using multi-step mass spectrometry. Accordingly, four-ier transform (FT) -mass (FT), which can be repeatedly detected, is most useful as a multi-step method. In this case, multi-step mass spectrometry through matrix assisted laser desorption ionization (MALDI) -TOF may be possible, but the sensitivity is very low to perform multi-step mass spectrometry in the form of TOF-TOF.

한편, 광분해 레이저를 이용한 MALDI-tandem TOF에서, 생성되는 토막 이온들을 LPQ(linear plus quadratic) 포텐셜 리플렉트론(potential reflectron)으로 분석하였는데, 이때 각 토막 이온에 대해 세 가지 종류의 성분이 관측되었다. 즉, 셀 속에서 최종 토막 이온이 만들어진 경우(in-cell component, I 성분), 셀 밖(post-cell component, P 성분)에서 만들어진 경우, 그리고 셀 속에서 만들어진 토막 이온이 셀 밖에서 재차 분해하여 최종 토막이온이 만들어진 경우(consecutive component, C 성분)이다. 이때, 특정한 최종 토막 이온을 만드는 모든 중간물질의 스펙트럼은 '일정한 손녀딸이온 스펙트럼'이며 이것은 삼단계 질량 스펙트럼의 한 종류이다. On the other hand, in MALDI-tandem TOF using a photolysis laser, the generated fragment ions were analyzed by linear plus quadratic potential reflectron (LPQ), and three kinds of components were observed for each fragment ion. That is, when the final chip ions are made in the cell (in-cell component, component I), the cells are made out of the post-cell component (component P), and the chip ions produced in the cell are decomposed again and again. This is the case where the cation is formed (consecutive component, C component). At this point, the spectrum of all the intermediates that make up a particular final chip ion is the 'constant granddaughter spectrum', which is a type of three-step mass spectrum.

그러나, 기존의 질량 분석 장치에서 사용한 LPQ 포텐셜 리플렉트론은 에너지 분석계로서 리플렉트론 전까지의 분리를 보완해주어 최종 질량 분별 성능은 좋게 하지만 I, C, P 성분의 시간적 분리에는 불리하며 또한 C 성분의 질량 결정을 어렵게 만드는 문제점이 있었다.However, the LPQ potential reflectron used in the existing mass spectrometer is an energy analyzer, which complements the separation before the reflectron, thereby improving the final mass fractionation performance, but it is disadvantageous for the temporal separation of the I, C, and P components, There was a problem that made the determination of mass difficult.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(quadratic potential reflectron)을 사용함으로써 삼단계 질량 스펙트럼에 나타나는 중간 물질의 질량을 정확히 검출할 수 있도록 하는 삼단계 질량 분석 장치를 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems of the prior art, by using a quadratic potential reflectron (quadratic potential reflectron) to accurately detect the mass of the intermediate material appearing in the three-step mass spectrum It is intended to provide a step mass spectrometer.

상술한 본 발명은 삼단계 질량분석 장치로서, 이온을 지연 방출시키는 이온화원과, 상기 이온화원으로부터 방출된 상기 이온이 통과하며, 상기 이온의 진행 방향에 대한 주변 전기장의 영향을 차단시키는 튜브와, 상기 튜브를 통과한 상기 이온의 방향을 조절하는 디플렉터와, 상기 디플렉터를 통과한 상기 이온을 반사시키는 선형 포텐셜 리플렉트론과, 상기 디플렉터와 선형 포텐셜 리플렉트론 사이에 위치되어 소정 제어에 따라 상기 이온을 선택적으로 통과시키는 이온 게이트와, 상기 선형 포텐셜 리플렉트론으로부터 반사되는 상기 이온이 광분해 되었을 때 생성된 각 이온에 전위를 인가시키는 PD(광분해) 셀과, 상기 PD 셀을 통과하는 상기 이온에 레이저를 조사하는 PD 레이저와, 상기 레이저에 의해 분해 생성되는 다수의 중간이온을 질량에 따라 반사시키는 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론과, 상기 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론으로부터 반사되는 상기 중간이온을 질량별로 검출하는 검출기를 포함한다.The present invention described above is a three-stage mass spectrometer, comprising: an ionization source for delayed release of ions; A deflector for adjusting the direction of the ions passing through the tube, a linear potential reflecton reflecting the ions passing through the deflector, and positioned between the deflector and the linear potential reflectron and the ions under predetermined control An ion gate for selectively passing a light source, a PD (photolysis) cell for applying a potential to each ion generated when the ions reflected from the linear potential reflecton are photolyzed, and a laser to the ions passing through the PD cell PD laser for irradiating and a plurality of intermediate ions generated by decomposition by the laser And a quadrature potential reflecton for reflecting, and a detector for detecting, by mass, the intermediate ions reflected from the quadratic potential reflecton.

본 발명에서는, PD 셀 실험을 통해 생성되는 I, C, P 성분을 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론으로 분석하였고, 각 PD 생성물에 대한 C 성분의 검출 시간을 계산하여 중간 생성물질의 질량을 보다 정확히 결정할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 펩타이드 이온의 분해 반응 연구에 유용하며 수명이 매우 짧아 급속히 사라지는 불안정한 이온들을 알아 낼 수 있는 이점이 있다.In the present invention, the I, C, and P components generated through PD cell experiments were analyzed by quadratic potential reflectron, and the detection time of the C component for each PD product was calculated to more accurately determine the mass of the intermediate product. There is an advantage to this. In addition, the present invention is useful in the study of decomposition reaction of peptide ions and has the advantage of finding out unstable ions that disappear rapidly due to very short lifespan.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

즉, 본 발명에서는 리플렉트론을 하나 더 설치하여 PD 레이저를 조사하는 위치를 선형 포텐셜 리플렉트론 이후에 위치시킴으로써 보다 정확하게 동위원소를 선택적으로 광분해(monoisotope selection PD) 할 수 있도록 한다. 또한 PD 레이저가 조사되는 위치에 PD 셀을 설치하여 고전압을 걸고 PD 레이저를 조사하였을 때 똑같은 PD 생성물이 PD 셀 안(in-cell component, I 성분) 또는 PD 셀 밖(post-cell component, P 성분) 에서 생성되느냐 혹은 PD 셀 안에서 중간 생성 이온(mi +)을 거쳐 PD 셀 밖에서 최종 생성물(consecutive component, C 성분)이 만들어지느냐에 따라 생기는 운동 에너지의 차이가 비행시간의 차이로 나타나도록 한다. 이후 비행시간의 차이를 갖게되는 PD 생성물들을 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(quadratic potential reflectron)으로 분리하여 검출함으로써 중간 생성 물질의 질량을 결정할 수 있게 되어 삼단계 TOF 질량분석 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이러한 중간생성물질은 모든 PD 생성물들에 대하여 동시에 검출이 가능하다.That is, in the present invention, by installing one more reflecton, the position where the PD laser is irradiated is positioned after the linear potential reflecton so that the isotope can be selectively photolyzed (monoisotope selection PD) more accurately. In addition, when the PD cell is placed at the position where the PD laser is irradiated and the PD laser is applied under high voltage and the PD laser is irradiated, the same PD product is found in the PD cell or in the post-cell component (P component). The difference in kinetic energy caused by the flight time depends on whether the final product (consecutive component (C component)) is produced outside the PD cell via the intermediate ion (m i + ) in the PD cell. Afterwards, PD products having different flight times are separated and detected by quadratic potential reflectron to determine the mass of the intermediate product, thereby obtaining a three-step TOF mass spectrometry. These intermediates can be detected simultaneously for all PD products.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 삼단계 질량 분석 장치의 모식도를 도시한 것으로, 본 발명의 삼단계 질량 분석 장치는 DE(delayed extraction) mode를 사용하는 MALDI 이온화원(ion source)(100)과, 선형 포텐셜 리플렉트론(linear potential reflectron)(108), 고전압을 거는 PD 셀(110), PD 레이저(112), 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(quadratic potential reflectron)(114), 검출기(detector)(116)등을 포함한다. 1 illustrates a schematic diagram of a three-stage mass spectrometer according to an embodiment of the present invention, wherein the three-stage mass spectrometer according to the present invention uses a MALDI ion source 100 using a delayed extraction (DE) mode. And a linear potential reflectron 108, a high voltage PD cell 110, a PD laser 112, a quadratic potential reflectron 114, a detector (116) and the like.

MALDI 이온화원(100)의 출구와 선형 포텐셜 리플렉트론(108) 입구까지의 거리는 1250mm이다. 두개의 이온 게이트(ion gate)(106)가 선형 포텐셜 리플렉트론(108)의 입구에서 70mm, 출구에서 52mm 거리에 설치되어 있다. MALDI 이온화원(100)과 선형 포텐셜 리플렉트론(108) 사이에 이온의 진행방향을 방해하는 필드(field)의 영향을 차단시키는 스테인레스 재질의 튜브(102)가 설치되고, 이온이 원하는 방향으로 움직이도록 하는 이온의 움직임 방향을 제어하는 디플렉터(104)가 선형 포텐셜 리플렉트론(108)의 입구와 출구에서 103mm 떨어진 위치에 설치되어 있다.The distance between the exit of the MALDI ionization source 100 and the entrance of the linear potential reflecton 108 is 1250 mm. Two ion gates 106 are provided at a distance of 70 mm at the inlet and 52 mm at the outlet of the linear potential reflecton 108. A stainless steel tube 102 is installed between the MALDI ionization source 100 and the linear potential reflector 108 to block the influence of a field that impedes the direction of travel of the ions, and the ions move in the desired direction. A deflector 104 for controlling the direction of movement of the ions so as to be ions is provided at a position 103 mm away from the inlet and the outlet of the linear potential reflecton 108.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 삼단계 질량 분석 장치 각 구성요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of each component of the three-stage mass spectrometer of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

먼저, 선형 포텐셜 리플렉트론(108)은 210mm의 길이로 두 번째 타임 포커싱(time focusing) 지점이 출구로부터 370mm 떨어져 있도록 한다. 이는 이단계 질량분석장치에서의 두 번째 분석계로 사용되고 있는 것이 아닌 분자이온 선택의 고분별능을 위해 설치된다.First, the linear potential reflecton 108 is 210 mm long so that the second time focusing point is 370 mm from the exit. It is installed for the high resolution of molecular ion selection rather than being used as the second analyzer in a two-stage mass spectrometer.

PD 셀(110)은 4개의 원형 전극, E1-E4로 구성되어 있는데 PD 셀(110)의 중앙에서 선형 포텐셜 리플렉트론(108)까지의 거리는 170mm이다. PD 셀(110) 내 다수의 원형 전극 중 외부의 두 개의 전극 E1과 E4는 접지 되어 있고, 내부의 두 전극 E2와 E3는 같은 전압을 갖도록 연결된다. E1-E2, E2-E3, E3-E4의 거리는 각각 9.5, 11.5, 9.5mm 이다. PD 셀(110)은 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(quadratic potential reflectron)(114)으로 이온이 최대한 잘 진행하도록 3도 기울여져 있다.The PD cell 110 is composed of four circular electrodes, E1-E4, and the distance from the center of the PD cell 110 to the linear potential reflecton 108 is 170 mm. The outer two electrodes E1 and E4 of the plurality of circular electrodes in the PD cell 110 are grounded, and the two inner electrodes E2 and E3 are connected to have the same voltage. The distances of E1-E2, E2-E3 and E3-E4 are 9.5, 11.5 and 9.5 mm, respectively. PD cell 110 is a quadratic potential reflectron 114 tilted 3 degrees to allow ions to proceed as well as possible.

PD 레이저(112)는 PD 셀(110)내 E2와 E3 사이에 조사하게 된다. 이때, E1과 E2, 그리고 E4에는 95% 투과율을 보이는 니켈망이 설치되고, E3에는 90%의 투과율을 보이는 니켈망이 설치되는데, 이는 PD 레이저(112)에 의해 잔여 가스가 이온화되어 스펙트럼상 오염을 주는 것을 막기 위함이다.The PD laser 112 is irradiated between E2 and E3 in the PD cell 110. At this time, E1, E2, and E4 are installed with a nickel network having a 95% transmittance, E3 is installed with a nickel network having a 90% transmittance, which is ionized by the PD laser 112, the residual gas is ionized spectral pollution To prevent giving.

쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(114)은 47개의 원형 전극으로 구성되어 총 길이 458mm로 형성되며, 두 번째 타임 포커싱 위치에 설치된다. 이때, 고전압 27kV가 44 번째 전극에 걸리고, 쿼드러틱 포텐셜(quadratic potential)이 리플렉트론(114) 안쪽으로 형성되도록 전압분배를 한다. The quadratic potential reflectron 114 is composed of 47 circular electrodes and is formed with a total length of 458 mm and is installed at the second time focusing position. At this time, the high voltage 27kV is applied to the 44th electrode, and the voltage distribution is performed so that quadratic potential is formed inside the reflectron 114.

또한, 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(114)의 원형 전극 중 44번째 전극에는 98% 투과율을 보이는 니켈망이 설치되며, 45, 46, 47번째 전극에는 각각 26, 21, 10kV의 전압이 걸리고, 45번째 전극에는 95% 투과율을 보이는 니켈망이 설치된다. 이는 필드의 영향을 적게 하고 이온생성 이후 진행 중 만들어지는 중성분자가 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(114)의 바닥을 때릴 때 생성되는 이온들이 스펙트럼상에 오염으로 들어오는 것을 막기 위함이다.In addition, the 44th electrode of the circular electrode of the quadratic potential reflectron 114 is provided with a nickel network showing 98% transmittance, the 45th, 46th, 47th electrode is subjected to a voltage of 26, 21, 10kV, respectively, 45 The first electrode is provided with a nickel network showing 95% transmittance. This is to reduce the influence of the field and to prevent the ions generated during the process after the ion generation hit the bottom of the quadratic potential reflecton 114 to the contamination of the spectrum.

한편, 기존 분석 장치에서는 PD 레이저를 첫 번째 타임 포커싱 위치에 조사하였으며 샘플플레이트에 조사된 MALDI 레이저에 의해 생성된 분자이온 펄스와 PD 레이저의 펄스를 동기화하여 선택된 이온만이 PD 레이저를 맞도록 하였다. 그러나 MALDI 실험 조건에 따라 분자이온이 이 위치에 도착하는 시간이 약간씩 변화하여 이온에 대한 정확한 PD 레이저의 조사가 어려운 문제점이 있었다.In the conventional analyzer, the PD laser was irradiated to the first time focusing position, and only the selected ions hit the PD laser by synchronizing the molecular ion pulse generated by the MALDI laser irradiated on the sample plate with the pulse of the PD laser. However, according to the MALDI experimental conditions, the time that the molecular ions arrive at this position is slightly changed, which makes it difficult to accurately investigate the PD laser.

이에 따라, 본 발명에서는 선형 포텐셜 리플렉트론(108)을 추가로 설치하여 이 선형 포텐셜 리플렉트론(108)을 지난 후 PD를 시도하였다. 이에 따라, 두 번째 타임 포커싱 위치에서 200mm 떨어진 지점에 PD 셀(110)을 설치하여도 분자이온의 도착시간은 거의 일정하고, 고분별 성능으로 분자이온의 특정 동위원소 하나만 선택하여 PD를 할 수 있도록 하였다.Accordingly, in the present invention, the PD is further attempted after passing the linear potential reflecton 108 by additionally installing the linear potential reflecton 108. Accordingly, even if the PD cell 110 is installed 200mm away from the second time focusing position, the arrival time of the molecular ions is almost constant, and PD can be selected by selecting only one specific isotope of the molecular ion with high fractionation performance. It was.

이하, 위와 같은 삼단계 질량 분석 장치에서의 삼단계 질량 분석 동작을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a three-step mass spectrometry operation in the three-step mass spectrometer as described above will be described.

- 작동 : 질소레이저(VSL-337ND-S, Laser Science, Franklin, MA, USA)를 MALDI 이온화원(100)의 레이저로 사용하였다. 두개의 이온 게이트(106)는 MALDI-TOF 스펙트럼을 얻을 때는 끄고, PD 실험 및 PD 셀(110) 실험을 할 때는 켠다. PD 레이저(112)(193nm, PSX-100, MPB Communication Inc., Montreal, Quebec, Canada)는 가장 낮은 질량 대 전하 비(m/z)의 동위원소 또는 원하는 A 피크(peak) 이온과 동기화 시켰다.Operation: A nitrogen laser (VSL-337ND-S, Laser Science, Franklin, Mass., USA) was used as the laser of the MALDI ionization source (100). The two ion gates 106 are turned off when obtaining the MALDI-TOF spectrum and turned on for the PD experiment and PD cell 110 experiment. PD laser 112 (193 nm, PSX-100, MPB Communication Inc., Montreal, Quebec, Canada) was synchronized with the lowest mass-to-charge ratio (m / z) of isotopes or desired A peak ions.

- 시료 : 펩타이드 샘플 YPFVEPI와 RLLAPITAY는 펩트론에서 구입하였고 α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA)는 Sigma(St. Louis, MO, USA)에서 구입한 것을 사용하였다. 매트릭스 솔루션(Matrix solution)은 acetonitrile(아세토나이트릴)과 0.1% trifluoroacetic acid(트라이플로로아세틱 산)에 펩타이드 솔루션을 섞어서 준비하였으며, 펩타이드의 최종 농도는 약 10pmol/μL이었다. 이 용액 1μL를 MALDI 이온화원(100)의 샘플 플레이트(sample plate)에 로딩한다.Samples: Peptide samples YPFVEPI and RLLAPITAY were purchased from Peptron and α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA) was purchased from Sigma (St. Louis, MO, USA). Matrix solution was prepared by mixing acetonitrile (acetonitrile) and 0.1% trifluoroacetic acid (trifluoroacetic acid) with a peptide solution. The final concentration of the peptide was about 10 pmol / μL. 1 μL of this solution is loaded onto a sample plate of MALDI ionization source 100.

- 삼단계 질량 스펙트럼의 질량 결정Mass determination of three-step mass spectra

PD 레이저(112)로부터 레이저의 조사이후 PD 셀(110)내 원형 전극 E2-E3에서 이온들의 속도는 분해 여부에 관계없이 같은 값을 갖는다. 따라서 이온들의 비행시간에 영향을 주는 구간은 PD 셀(110)에 걸리게 되는 고전압의 영향을 받는 E3-E4구간(ℓ3)과, E4에서 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(114)의 입구까지의 구간(d1)과, 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(114) 출구에서 검출기(116)까지의 거리(d2)이다. I, C, P 성분 이온의 비행시간이 다른 이 구간들에서 중간물질의 질량을 결정할 수 있다. 이온들의 비행시간은 PD 셀(110)에 걸린 전압에 따라 1차원적으로 시간이 변하게 된다. 또한 P 성분은 PD 셀(110)의 전압에 의해 영향을 받지 않으므로 시간의 변화가 없어 금방 찾을 수 있다.After irradiation of the laser from the PD laser 112, the velocity of the ions in the circular electrodes E2-E3 in the PD cell 110 has the same value regardless of decomposition. Therefore, the section affecting the flight time of the ions is the section E3-E4 (ℓ 3 ), which is affected by the high voltage applied to the PD cell 110, and the section from E4 to the entrance of the quadratic potential reflecton 114. (d 1 ) and the distance d 2 from the quadratic potential reflectron 114 exit to the detector 116. The mass of the intermediate can be determined in these sections with different flight times for the I, C and P component ions. The flight time of the ions is changed in one dimension according to the voltage applied to the PD cell 110. In addition, since the P component is not affected by the voltage of the PD cell 110, there is no change in time and can be found immediately.

이하, PD 셀(110)에서 분해되는 이온들의 비행시간 산출을 설명하기로 한다.Hereinafter, the flight time calculation of the ions decomposed in the PD cell 110 will be described.

**P 성분 이온의 비행시간**** Flight time of P component ions **

PD 셀(110)에 들어가기 전 이온(m1 +)의 운동에너지를 K0, 속도를 v0(=(2K0/m1)1/2)라고 하자, 그러면 m1 +가 전압 V가 걸린 PD 셀(110)에 들어갈 때 속도(vI)는 아래의 [수학식 1]에서와 같이 된다.Let K to 0, the kinetic energy of the velocity before entering ion (m + 1) cells in PD (110) v 0 (= ( 2K 0 / m 1) 1/2), then m 1 + a voltage V is taken When entering the PD cell 110, the speed v I is as shown in Equation 1 below.

vI=v0{1-(eV/K0)}1/2 v I = v 0 {1- (eV / K 0 )} 1/2

이어, m1 +가 PD 셀(110)내 E3-E4 구간에서 등가속도 운동을 하고 E4에서 속도 v0가 되며, E4에서 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(114)의 입구까지의 구간에서 m1 + 가 동위원소인 다른 이온(m2 +)로 분해 될 때, v0의 속도를 가지는 m2 +의 P 성분 이온이 생성된다. 이 P 성분 이온의 비행시간(tP)은 아래의 [수학식 2]에서와 같다.Then, m 1 + becomes the equivalent velocity movement in the E3-E4 section in the PD cell 110 and becomes the velocity v 0 at E4, and m 1 + in the section from E4 to the inlet of the quadratic potential reflecton 114. When P is decomposed into other isotopes (m 2 + ), P component ions of m 2 + with a rate of v 0 are produced. The flight time t P of these P component ions is shown in Equation 2 below.

tP=2ℓ3/(v0+ vI)+(d1 + d2)/v0 t P = 2ℓ 3 / (v 0 + v I ) + (d 1 + d 2 ) / v 0

이때, 새로운 매개변수 C1-C3를 각각 아래의 [수학식 3]에서와 같이 정의하면,In this case, if the new parameters C 1 -C 3 are defined as in Equation 3 below,

C1 = (d1 + d2)/(2K0/m1)1/2, C 1 = (d 1 + d 2 ) / (2K 0 / m 1 ) 1/2 ,

C2 = 2ℓ3/(d1 + d2), C 2 = 2ℓ 3 / (d 1 + d 2 ),

C3= eV/K0 C 3 = eV / K 0

위 [수학식 2]는 아래의 [수학식 4]에서와 같이 바뀌게 된다.Equation 2 above is changed as shown in Equation 4 below.

tP = C1[1 + C2/{1+(1-C3)1/2}] t P = C 1 [1 + C 2 / {1+ (1-C 3 ) 1/2 }]

**C 성분 이온의 비행시간**** Flight time of C component ions **

C 성분 이온은 PD 셀(110)내 원형 전극 E3에서 vI의 속도와 (mi/m1)(K0 - eV)의 운동에너지를 가지고 있는 이온이다. mi +가 E3-E4 구간에서 등가속도 운동을 하므로 E4에서의 운동에너지는 (mi/m1)(K0 - eV) + eV가 되며, 이때, E4에서 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론(114)의 입구까지의 속도 vC i 는 아래의 [수학식 5]와 같다.C component ions are ions having a velocity of v I and a kinetic energy of (m i / m 1 ) (K 0 -eV) at the circular electrode E3 in the PD cell 110. Since m i + performs the equivalent acceleration movement in the E3-E4 section, the kinetic energy in E4 becomes (m i / m 1 ) (K 0 -eV) + eV, where, at E4, the quadratic potential reflecton (114) The velocity v C i to the inlet of) is given by Equation 5 below.

vC i = {(2K0/m1) + 2eV(m1 - mi)/m1mi}1/2 (5)v C i = {(2K 0 / m 1 ) + 2eV (m 1 -m i ) / m 1 m i } 1/2 (5)

이때, 전체 비행시간에 영향을 주는 전체 구간에서의 C성분 이온의 비행시간(tC i)은 결국 아래의 [수학식 6]에서와 같이 된다.At this time, the flight time (t C i ) of the C component ions in the entire section affecting the overall flight time is as shown in Equation 6 below.

tC i = 2ℓ3/(vI + vC i) + (d1 + d2)/vC i t C i = 2ℓ 3 / (v I + v C i ) + (d 1 + d 2 ) / v C i

= C1[{1+C3(m1-mi)/mi}-1/2 + C2/{(1-C3)1/2 + (1+C3(m1-mi)/mi)1/2}]= C 1 [{1 + C 3 (m 1 -m i ) / m i } -1/2 + C 2 / {(1-C 3 ) 1/2 + (1 + C 3 (m 1 -m i ) / m i ) 1/2 }]

이때, 위 [수학식 6]에서 mi를 m2 로 치환하게 되면 그것이 I 성분 이온에 대한 비행시간(tI)으로 아래의 [수학식 7]에서와 같이 얻어 지게 된다.At this time, if m i is replaced with m 2 in Equation 6 above, it is obtained as shown in Equation 7 below as a flight time t I for I component ions.

tI = C1[{1+C3(m1-m2)/m2}-1/2 + C2/{(1-C3)1/2 + (1+C3(m1-m2)/m2)1/2}] t I = C 1 [{1 + C 3 (m 1 -m 2 ) / m 2 } -1/2 + C 2 / {(1-C 3 ) 1/2 + (1 + C 3 (m 1- m 2 ) / m 2 ) 1/2 }]

**mi + 의 질량 결정** ** Determine the mass of m i + **

C 성분 이온과 P 성분 이온 간의 시간 차이, 즉 Δti = tp i - tc i 는 [수학식 4]와 [수학식 6]을 사용하여 얻을 수 있는데 그 결과는 아래의 [수학식 8]과 같다.The time difference between the C and P component ions, Δt i = t p i -t c i, can be obtained using Equations 4 and 6 and the result is shown in Equation 8 below. Same as

Δti/C1 = Fi Δt i / C 1 = F i

= 1 + C2/{1+(1-C3)1/2}= 1 + C 2 / {1+ (1-C 3 ) 1/2 }

- {1+C3(m1-mi)/mi}-1/2 - C2/[(1-C3)1/2+{1+C3(m1-mi)/mi}1/2] - {1 + C 3 (m 1 -m i) / mi} -1/2 - C 2 / [(1-C 3) 1/2 + {1 + C 3 (m 1 -m i) / m i } 1/2 ]

위 [수학식 8]을 mi 에 대하여 정리하면 아래의 [수학식 9]에서와 같은 값을 얻게 된다.Summarizing Equation 8 above with respect to m i , we get the same value as in Equation 9 below.

mi = m1/{1+(X2-1)/C3} m i = m 1 / {1+ (X 2 -1) / C 3 }

이때, 위 [수학식 9]에서 X는 아래의 [수학식 10]에서와 같이 정의한다.In this case, X in Equation 9 is defined as in Equation 10 below.

X = [1+C2-AB+{(1+C2-AB)2+4AB}1/2]/2AX = [1 + C 2 -AB + {(1 + C 2 -AB) 2 + 4AB} 1/2 ] / 2A

또한, 위 A와 B는 각각 아래의 [수학식 11]에서와 같이 정의한다.In addition, A and B are defined as shown in Equation 11 below.

A = 1+C2/(1+B)- Δti/C1 A = 1 + C 2 / (1 + B)-Δt i / C 1

B = (1-C3)1/2.B = (1-C 3 ) 1/2 .

- 193nm 파장의 레이저를 이용한 PD 실험 및 PD 셀 실험-PD experiment and PD cell experiment using laser of 193nm wavelength

본 발명의 질량 분석 장치의 질량 분별 성능은 대략 5000 정도이다. 이는 PD 셀(110) 실험을 위해 만들어졌기 때문에 종전의 기계에서 얻은 10000-13000 보다 작다. PD 레이저(112)가 조사되는 위치에서의 분별 성능은 2000정도이고 m/z 1000의 피크 폭(peak width)(FWHM, full width at half maximum)는 8ns 정도이다. 또한 m/z 1001인 이온으로부터 시간적으로 20ns 정도 떨어져 있어 5ns의 펄스폭(pulse width)를 가지는 193nm 파장의 PD 레이저(112)로 A 피크만의 선택적인 조사가 가능하다. 특히, 이 위치에서의 펩타이드 이온의 비행시간이 매우 일정한데 그 변화는 0.5ns 이하임이 측정되었다. 따라서 A 피크만 선택적으로 PD 레이저(112)에 맞을 뿐, A+1 피크는 맞지 않음을 확인하였다.The mass fractionation performance of the mass spectrometer of the present invention is approximately 5000. It is less than 10000-13000 obtained from a previous machine because it was made for the PD cell 110 experiment. The fractionation performance at the position where the PD laser 112 is irradiated is about 2000 and the peak width (FWHM, full width at half maximum) of m / z 1000 is about 8 ns. In addition, selective irradiation of only the A peak is possible with a PD laser 112 of 193 nm wavelength having a pulse width of 5 ns with a time of about 20 ns apart from an ion of m / z 1001. In particular, the flight time of the peptide ions at this position is very constant and the change is measured to be 0.5ns or less. Therefore, it was confirmed that only the A peak selectively fits the PD laser 112, but the A + 1 peak does not match.

도 2는 PD 셀(110)에 전압 0kV, 3kV, 5kV를 걸고 얻은 [YPFVEPI+H]+ (m/z 864.45)의 193nm PD 스펙트럼을 보여주고 있다. FIG. 2 shows a 193 nm PD spectrum of [YPFVEPI + H] + (m / z 864.45) obtained by applying voltages 0 kV, 3 kV, and 5 kV to the PD cell 110.

위 도 2에서 보여지는 바와 같이, 전압을 걸지 않은 스펙트럼에서보다 전압을 건 스펙트럼에서 더 많은 피크들이 나타나는 것을 확인할 수 있다. PD 셀(110)에 전압을 걸고 스펙트럼을 얻을 경우, 가해준 전압에 따라 분자이온의 비행시간이 조금씩 증가하게 된다. 이 분자이온의 비행시간을 보정하게 되면, 각 m2 + 이온의 P 성분 이온은 분자이온과의 비행시간 차이가 셀 전압에 관계없이 일정하기 때문에 쉽게 확인할 수 있으며, I 성분 이온은 P 성분 이온에서 가장 많은 시간 차이를 보이는 위치에 나타날 것이 예상된다. 이를 확인하기 위해 전압 5kV-on 스펙트럼에서 얻은 실험값과 m1=m2를 이용하여 [수학식 8]과 [수학식 9]로 각 이온의 m/z값을 계산하였다. 특히, 각 m2 + 이온의 F([수학식 8])값은 실험에 사용한 전압과 기기 디자인 값에 의해 결정된 매개변수 C2, C3 값을 이용하여 계산되는데, C2값과 C3값은 각각 0.10123, 0.25641 이였다. As shown in FIG. 2, it can be seen that more peaks appear in the voltage spectrum than in the voltage spectrum. When the spectrum is obtained by applying a voltage to the PD cell 110, the flying time of molecular ions increases little by little depending on the applied voltage. By correcting the flight time of these molecular ions, the P component ions of each m 2 + ion can be easily identified because the difference in flight time from the molecular ions is constant regardless of the cell voltage. It is expected to appear in the position with the most time difference. To confirm this, m / z values of each ion were calculated by Equation 8 and Equation 9 using the experimental values obtained from the voltage 5kV-on spectrum and m 1 = m 2 . In particular, each m 2 + F ([Equation 8]), the value of the ion are calculated parameter determined by the voltage and the device design values used for the test parameters C 2, using the C 3 value, C 2 values and the C 3 value Were 0.10123 and 0.25641, respectively.

이때, 도 3에서와 같이 Δt와 F는 상관계수 0.9994의 값을 가지는 일차함수 이다. 이 일차함수의 기울기 값, 2.8449를 C1 값으로 취하였다.In this case, Δt and F are linear functions having a value of correlation coefficient 0.9994 as shown in FIG. 3. The slope value of this linear function, 2.8449, was taken as the C 1 value.

이어, 위와 같은 매개변수 C1, C2, C3 값을 이용하여 각 m2 +의 질량을 [수학식 9]로 계산하는데, 작은 질량 영역에서와 큰 질량 영역에서는 작은 오차로 질량이 결정되고, 중간 질량 영역에서 가장 큰 오차를 보이는 결과를 얻었다. 즉, m/z 473.2의 m2 +에 대해 6.6Da의 가장 큰 질량 오차를 보이는 것을 알 수 있었다. Then, using the above parameters C 1 , C 2 , and C 3 , the mass of each m 2 + is calculated using Equation 9, and the mass is determined by small error in the small mass region and in the large mass region. , The largest error in the middle mass region was obtained. That is, it turned out that the largest mass error of 6.6 Da is shown with respect to m <2> + of m / z 473.2.

일반적으로 유기 질량 분석에서 4-14Da의 중성분자의 손실이 거의 일어나지 않는다는 것은 잘 알려져 있다. 이것은 펩타이드 이온들에서도 좀처럼 일어나지 않을 것으로 생각된다. 따라서 각 m2 + 이온의 I 성분을 찾는 것은 문제가 없을 것으로 판단된다. 또한 I 성분 이온은 P 성분 이온에서 가장 멀리 떨어진 위치에 있을 것이라는 예상은 맞는 것임을 알 수 있었다. In general, it is well known that organic mass spectrometry rarely causes loss of 4-14 Da heavy molecules. This is unlikely to occur with peptide ions. Therefore, finding the I component of each m 2 + ion is considered to be no problem. In addition, the expectation that the component I ions will be located farthest from the P component ions was found to be correct.

본 발명에서는 C 성분 이온의 검출시간을 결정하는 mi + 이온의 질량을 결정할 수 있는지를 계산하였다. 즉, 상기 계산된 I 성분 이온의 질량을 결정하는 방법을 향상시켜 도 3에서 얻어진 5kV-on 스펙트럼에서 I 성분 이온의 Δt 와 F의 일차함수로부터 각 mi +이온에 대한 Δt/F 비율을 계산하여 C1값을 취한다. 여기서 취한 C1값과 I 성분 이온을 결정할 때 사용된 C2, C3 값을 이용하여 mi +이온의 질량을 결정하게 된다.In the present invention, it was calculated whether the mass of m i + ions which determines the detection time of C component ions can be determined. That is, the method of determining the mass of the calculated component I ions is improved to calculate the ratio Δt / F for each m i + ion from the first function of Δt and F of the component I ions in the 5 kV-on spectrum obtained in FIG. 3. Take the C 1 value. The mass of m i + ions is determined using the C 1 values and the C 2 and C 3 values used to determine the I component ions.

도 4는 모든 m2 +이온에 대한 mi + 이온의 질량 오차를 보여주고 있다. 본 발명에서는 질량 오차를 ㅁ3Da의 값으로 mi +이온의 질량을 결정할 수 있었으며, 가장 큰 질량 오차는 -4.3Da이었다.4 shows the mass error of m i + ions for all m 2 + ions. In the present invention, the mass error was able to determine the mass of m i + ion with the value of 3Da, and the largest mass error was -4.3 Da.

5kV-on 스펙트럼에서 각 m2 + 의 C 성분 이온 peak width(FWHM)으로부터 질량 분별능을 결정해보면 864.5+ → 636.3+ → 507.3+ 에 대해서 17Da 정도 되고 864.5+ → 227.1+ → 70.1+ 에 대해 7Da 이었다. From the peak width (FWHM) of the C component ions of each m 2 + in the 5 kV-on spectrum, the mass discrimination ability was about 17 Da for 864.5 + → 636.3 + → 507.3 + and 7 Da for 864.5 + → 227.1 + → 70.1 + .

도 2에서 5kV-on 스펙트럼을 보면 피크와 피크가 겹치는 현상이 일어나는데 이는 3kV-on spectrum에서는 덜 일어난다. 더 긴 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론 또는 낮은 전압을 사용한다면 같은 m2 +가 옆에 있는 다른 피크들과의 겹침 현상이 발생되지 않고 I, C, P 성분 이온들을 볼 수 있다. Looking at the 5kV-on spectrum in Figure 2, the peak and peak overlap occurs, which occurs less in the 3kV-on spectrum. We can see the longer quad reotik potential reflective torch or if using a low voltage, without an overlap phenomenon of the other peaks in the next m + 2, such as is thrown I, C, P ion component.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 PD 레이저를 이용한 MALDI-tandem TOF에서, PD 셀을 설치하고 여기에 고전압을 인가한 상태에서 PD 레이저로 이온들을 분해시킴으로써, 서로 다른 운동에너지를 가지는 다수의 분해된 이온들을 생성시킬 수 있다. 이때, PD 레이저에 의해 생성된 각 I, C, P 성분의 이온은 같은 PD 생성물임에도 운동에너지가 달라, PD 레이저 조사 이후부터 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론 입구까지 도달하는 시간이 다르다. 즉, I 성분이 가장 먼저 도달하고 C, P 성분 이 그 다음에 도달하게 된다. As described above, in the present invention, in a MALDI-tandem TOF using a PD laser, a plurality of decomposed ions having different kinetic energies are formed by decomposing ions with a PD laser while installing a PD cell and applying a high voltage thereto. Can create them. In this case, the ions of each of the I, C, and P components generated by the PD laser have different kinetic energy even though they are the same PD product, and the time to reach the quadratic potential reflecton inlet after the PD laser irradiation is different. That is, component I arrives first and components C and P arrive next.

또한, 본 발명에서는 사용되는 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론은 운동에너지가 다르더라도 질량이 같다면 리플렉트론 안에서 머무는 시간이 같은 특징을 가지고 있다. 따라서 PD 셀 실험을 통하여 생성되는 I, C, P 성분은 PD 레이저 조사이후부터 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론 전까지의 시간적 분리를 그대로 유지하면서 검출되고, 이와 같은 각 성분에 대한 시간 차이를 계산하면 C 성분 이온의 비행시간으로부터 중간 생성물질(m2 +) 이온의 질량을 결정할 수 있다. 이러한 방법으로 중간 생성물질 이온의 질량을 효과적으로 결정할 수 있다.In addition, the quadratic potential reflector used in the present invention has the same characteristics of staying in the reflectron if the mass is the same even though the kinetic energy is different. Therefore, the I, C, and P components generated through PD cell experiments are detected while maintaining the temporal separation from the PD laser irradiation to the quadratic potential reflecton, and the C component is calculated by calculating the time difference for each of these components. The mass of intermediate (m 2 + ) ions can be determined from the flight time of the ions. In this way, the mass of intermediate ions can be effectively determined.

또한, 일반적으로 삼단계 질량 분석법에서는 이온 활성화 단계를 두 번 사용되지만, 본 발명에서는 한 단계의 이온 활성화에 의해 일어나는 연속 반응이 관측된다. 또한 최종적으로 만들어지는 모든 토막이온들의 모든 중간물질(mi +)들을 동시에 검출하므로 감도가 매우 높게 된다. In addition, in the three-step mass spectrometry, an ion activation step is generally used twice, but in the present invention, a continuous reaction caused by one step of ion activation is observed. It also detects all intermediates (m i + ) of all the resulting ions simultaneously, resulting in very high sensitivity.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 PD 셀내에서 PD 레이저를 이용하여 이온들을 분해시키는 것을 예를 들어 설명하였으나, PD 셀내에서 이온들을 분해시키는 아르곤(Ar), 네온(Ne), 크세논(Xe) 등의 중성 가스를 유입하는 것에 의해서도 가능하다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. That is, in the present invention, for example, the decomposition of ions using a PD laser in a PD cell has been described, but neutral gases such as argon (Ar), neon (Ne), and xenon (Xe) that decompose ions in the PD cell are described. It is also possible by inflow. Accordingly, the scope of the invention should not be limited by the described embodiments but should be defined by the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 삼단계 질량 분석 장치의 모식도,1 is a schematic diagram of a three-step mass spectrometer according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 [YPFVEPI+H]+ (m/z 864.45)의 PD 셀 전압이 0kV, 3kV, 5kV 일 때의 193nm PD 스펙트럼 예시도,2 is a diagram illustrating a 193 nm PD spectrum when PD cell voltages of [YPFVEPI + H] + (m / z 864.45) are 0 kV, 3 kV, and 5 kV according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에서 PD 셀 전압이 5kV일 때의 최종 생성이온에 대한 Δt 와 F의 관계 그래프,3 is a graph showing the relationship between Δt and F for the final generated ions when the PD cell voltage is 5 kV in FIG.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 [YPFVEPI+H]+ (m/z 864.45)의 최종 생성이온의 중간 생성이온에 대한 질량 오차 테이블. 4 is a table of mass error for intermediate generated ions of the final produced ions of [YPFVEPI + H] + (m / z 864.45) according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명><Brief description of the major symbols in the drawings>

100 : 이온화원 102 : 튜브100 ionization source 102 tube

104 : 리플렉터 106 : 이온 게이트104: reflector 106: ion gate

108 : 선형 포텐셜 리플렉트론 110 : PD 셀108: linear potential reflecton 110: PD cell

112 : PD 레이저 114 : 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론112: PD laser 114: quadratic potential reflectron

116 : 검출기116: detector

Claims (16)

삼단계 질량분석 장치로서,As a three-step mass spectrometer, 이온을 지연 방출시키는 이온화원과,An ionization source for delayed release of ions, 상기 이온화원으로부터 방출된 상기 이온이 통과하며, 상기 이온의 진행 방향에 대한 주변 전기장의 영향을 차단시키는 튜브와,A tube through which the ions emitted from the ionization source pass and block the influence of an ambient electric field on the direction of travel of the ions, 상기 튜브를 통과한 상기 이온의 방향을 조절하는 디플렉터와,A deflector for adjusting the direction of the ions passing through the tube, 상기 디플렉터를 통과한 상기 이온을 반사시키는 선형 포텐셜 리플렉트론과,A linear potential reflecton reflecting the ions passing through the deflector, 상기 디플렉터와 선형 포텐셜 리플렉트론 사이에 위치되어 소정 제어에 따라 상기 이온을 선택적으로 통과시키는 이온 게이트와,An ion gate positioned between the deflector and the linear potential reflecton to selectively pass the ions under predetermined control; 상기 선형 포텐셜 리플렉트론으로부터 반사되는 상기 이온이 광분해 되었을 때 생성된 각 이온에 전위를 인가시키는 PD(광분해) 셀과,A PD (photolysis) cell for applying a potential to each ion generated when the ions reflected from the linear potential reflecton are photolyzed; 상기 PD 셀을 통과하는 상기 이온에 레이저를 조사하는 PD 레이저와,A PD laser for irradiating a laser to the ions passing through the PD cell, 상기 레이저에 의해 분해 생성되는 다수의 중간이온을 질량에 따라 반사시키는 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론과,A quadratic potential reflectron reflecting a plurality of intermediate ions generated by decomposition by the laser according to mass; 상기 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론으로부터 반사되는 상기 중간이온을 질량별로 검출하는 검출기를 포함하되,A detector for detecting the intermediate ions by mass reflected from the quadratic potential reflectron, 상기 PD 셀은, 상기 선형 포텐셜 리플렉트론과 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론 사이에 위치한 다수의 원형 전극으로 형성되며, 접지에 연결되는 제1전극 사이에 동일한 전압이 인가되는 제2전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The PD cell is formed of a plurality of circular electrodes positioned between the linear potential reflector and the quadratic potential reflectron, and is formed of a second electrode to which the same voltage is applied between the first electrodes connected to the ground. Three-step mass spectrometer characterized by. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PD 레이저는, 상기 PD 셀내 상기 제2전극 사이로 레이저를 조사하여 상기 PD 셀을 통과하는 이온을 다수의 중간이온으로 생성시키는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The PD laser is a three-step mass spectrometer, characterized in that to generate a plurality of intermediate ions ions passing through the PD cell by irradiating the laser between the second electrode in the PD cell. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 PD 셀은, 상기 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 상기 PD 셀의 내부, 중간 또는 외부에서 생성되는 상기 중간이온의 운동에너지가 서로 다르게 설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The PD cell is a three-step mass spectrometer, characterized in that the kinetic energy of the intermediate ions generated inside, middle or outside of the PD cell is set differently according to the voltage applied to the second electrode. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 중간이온은, 상기 서로 다른 운동에너지에 따라 상기 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론으로 서로 다른 시간에 도달되는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The intermediate ion is a three-step mass spectrometer, characterized in that reached at different times with the quadratic potential reflectron according to the different kinetic energy. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론은, 상기 PD 셀을 통해 분해 생성된 다수의 중간이온에 대해 각 중간이온이 도달되는 순서에 따라 각 중간이온의 질량에 대응되게 반사시키는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The quadratic potential reflectron is a three-step mass spectrometry characterized by reflecting a corresponding mass of each intermediate ion according to the order in which each intermediate ion is reached for a plurality of intermediate ions generated through the PD cell. Device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1전극은, 상기 원형 전극 중 상/하 바깥쪽 두 개의 전극인 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The first electrode is a three-step mass spectrometer, characterized in that the upper and lower outer two electrodes of the circular electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2전극은, 상기 원형 전극 중 내부의 두 개의 전극인 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치. The second electrode is a three-step mass spectrometer, characterized in that the two electrodes of the inside of the circular electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PD 셀의 각 원형전극에는 니켈망이 씌어져있는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.Each circular electrode of the PD cell is a three-step mass spectrometer, characterized in that the nickel network is covered. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PD 셀과 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론 사이에는 일정 간격 이상의 필드 프리 구간이 존재하는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.And a field free section having a predetermined interval or more between the PD cell and the quadratic potential reflectron. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론은, 47개의 원형전극으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The quadratic potential reflectron is a three-step mass spectrometer, characterized in that consisting of 47 circular electrodes. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론의 제1전극, 제44전극, 제45전극에는 니켈망이 씌어져 있는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.And a nickel network is coated on the first electrode, the 44th electrode, and the 45th electrode of the quadratic potential reflectron. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이온화원은, MALDI 이온화원인 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The ionization source is a three-stage mass spectrometer, characterized in that the MALDI ionization source. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 중간이온은, 상기 이온의 동위원소인 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The intermediate ion is a three-step mass spectrometer, characterized in that the isotope of the ion. 질량분석 장치로서,As a mass spectrometer, 이온을 지연 방출시키는 이온화원과,An ionization source for delayed release of ions, 상기 이온화원으로부터 방출된 상기 이온이 통과하며, 상기 이온의 진행 방향에 대한 주변 전기장의 영향을 차단시키는 튜브와,A tube through which the ions emitted from the ionization source pass and block the influence of an ambient electric field on the direction of travel of the ions, 상기 튜브를 통과한 상기 이온의 방향을 조절하는 디플렉터와,A deflector for adjusting the direction of the ions passing through the tube, 상기 디플렉터를 통과한 상기 이온을 반사시키는 선형 포텐셜 리플렉트론과,A linear potential reflecton reflecting the ions passing through the deflector, 상기 디플렉터와 선형 포텐셜 리플렉트론 사이에 위치되어 소정 제어에 따라 상기 이온을 선택적으로 통과시키는 이온 게이트와,An ion gate positioned between the deflector and the linear potential reflecton to selectively pass the ions under predetermined control; 상기 선형 포텐셜 리플렉트론으로부터 반사되는 상기 이온이 광분해 되었을 때 생성된 각 이온에 전위를 인가시키는 PD(광분해) 셀과,A PD (photolysis) cell for applying a potential to each ion generated when the ions reflected from the linear potential reflecton are photolyzed; 상기 PD 셀내 위치되어 상기 PD 셀을 통과하는 상기 이온과 충돌되는 중성 가스와,A neutral gas located in the PD cell and colliding with the ions passing through the PD cell, 상기 중성가스에 의해 분해 생성된 다수의 중간이온을 질량에 따라 반사시키는 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론과,A quadratic potential reflectron reflecting a plurality of intermediate ions decomposed and generated by the neutral gas according to mass; 상기 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론으로부터 반사되는 상기 중간이온을 질량별로 검출하는 검출기를 포함하되,A detector for detecting the intermediate ions by mass reflected from the quadratic potential reflectron, 상기 PD 셀은, 상기 선형 포텐셜 리플렉트론과 쿼드러틱 포텐셜 리플렉트론 사이에 위치한 다수의 원형 전극으로 형성되며, 접지에 연결되는 제1전극 사이에 동일한 전압이 인가되는 제2전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는The PD cell is formed of a plurality of circular electrodes positioned between the linear potential reflector and the quadratic potential reflectron, and is formed of a second electrode to which the same voltage is applied between the first electrodes connected to the ground. Characterized 를 포함하는 삼단계 질량분석 장치.Three-step mass spectrometer comprising a. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 중성 가스는, 아르곤(Ar), 네온(Ne) 또는 크세논(Xe)를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼단계 질량분석 장치.The neutral gas, argon (Ar), neon (Ne) or xenon (Xe) comprises a three-step mass spectrometer.
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