KR20130039863A - 전자 포획 분해용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 및 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법 - Google Patents

전자 포획 분해용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 및 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130039863A
KR20130039863A KR20110104494A KR20110104494A KR20130039863A KR 20130039863 A KR20130039863 A KR 20130039863A KR 20110104494 A KR20110104494 A KR 20110104494A KR 20110104494 A KR20110104494 A KR 20110104494A KR 20130039863 A KR20130039863 A KR 20130039863A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
electrons
magnetic field
lens
cyclotron resonance
Prior art date
Application number
KR20110104494A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101286561B1 (ko
Inventor
최명철
최상환
이세규
이정민
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국기초과학지원연구원
Priority to KR20110104494A priority Critical patent/KR101286561B1/ko
Priority to PCT/KR2012/008183 priority patent/WO2013055085A1/en
Priority to US14/351,524 priority patent/US9129788B2/en
Publication of KR20130039863A publication Critical patent/KR20130039863A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101286561B1 publication Critical patent/KR101286561B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G01N27/623—Ion mobility spectrometry combined with mass spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
    • G01N24/14—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using cyclotron resonance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0027—Methods for using particle spectrometers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/004—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn
    • H01J49/0045—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn characterised by the fragmentation or other specific reaction
    • H01J49/0054—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn characterised by the fragmentation or other specific reaction by an electron beam, e.g. electron impact dissociation, electron capture dissociation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
    • H01J49/062—Ion guides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
    • H01J49/067—Ion lenses, apertures, skimmers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34—Dynamic spectrometers
    • H01J49/36—Radio frequency spectrometers, e.g. Bennett-type spectrometers, Redhead-type spectrometers
    • H01J49/38—Omegatrons ; using ion cyclotron resonance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

전자 포획 분해(Electron Capture Dissociation; ECD)용 렌즈는, 제1 방향을 따라 서로 이격하여 배열되는 제1 전극 및 제2 전극; 및 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 서로 이격하여 배열되는 제3 전극 및 제4 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 제1 방향으로 자기장이 형성되어 있는 공간 내에 배치되어 전자를 트래핑할 수 있다. 또한, 제3 전극 및 제4 전극은, 각각 평판 형상이며, 트래핑된 전자에 제2 방향의 전기장을 인가할 수 있다. 상기 ECD용 렌즈를 이용하여 전자를 자기장의 방향에 수직한 방향으로 퍼뜨림으로써, 타겟 이온과 전자의 충돌 단면적을 증가시켜 조각 이온의 생성 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

전자 포획 분해용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 및 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법{LENS FOR ELECTRON CAPTURE DISSOCIATION, FOURIER TRANSFORM ION CYCLOTRON RESONANCE MASS SPECTROMETER COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR IMPROVING SIGNAL OF FOURIER TRANSFORM ION CYCLOTRON RESONANCE MASS SPECTROMETER}
실시예들은 전자 포획 분해(Electron Capture Dissociation)용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer; FT-ICR MS) 및 FT-ICR MS의 신호 개선 방법에 대한 것이다.
푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mss Spectrometer; FT-ICR MS)는 분자 이온 및 조각 이온의 질량을 측정함으로써 분자의 구조를 밝혀내기 위한 장비로서, 고해상도 광대역 질량 분석의 기본적인 표준이 되어 왔다. FT-ICR MS는 원통형의 트랩 전극, 활성화 전극 및 측정 전극 등으로 구성된 이온 싸이클로트론 공명(Ion Cyclotron Resonance; ICR) 트랩(trap) 내에서 이온의 질량을 측정하도록 구성된다. 예컨대, FT-ICR MS에 대해서는 "푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호개선을 위한 방법"의 제목을 갖는 한국등록특허 제10-0790532호 등에 기재되어 있다.
ICR 트랩 내의 이온들은 싸이클로트론 회전, 마그네트론 회전, 및 축방향 트래핑 진동 등의 싸이클로트론 운동을 보여준다. 싸이클로트론 회전은 정적 자기장하에서 움직이며 전하를 갖는 이온들에 대해 인가되는 로렌츠(Lorentz)의 힘에 기인한다. 또한, 마그네트론 회전은 ICR 트랩의 정전기 트래핑(trapping) 전압에 의해 생성되는 방사상의 전기장 경사도로부터 야기된다. 또한, 이온들은 트래핑 진동 주파수에서 자기장의 축 방향을 따라 선형 진동을 일으킨다. FT-ICR MS는 이와 같이 ICR 트랩 내에서 발생하는 이온의 싸이클로트론 운동을 이용하여 이온의 질량을 측정할 수 있다.
한편, 전자 포획 분해(Electron Capture Dissociation; ECD)는 FT-ICR MS에서 낮은 에너지의 전자와 분석할 분자 이온이 만나 상호작용에 의해 특정 결합이 잘려나가는 현상을 의미한다. ECD는 분자 구조를 밝히기위해 가장 중요한 과정중 하나인 조각 이온을 만드는 방법이다. 예컨대, 임의의 원자(M)에 n개의 수소(H) 원자가 결합된 분자 이온과 전자가 상호작용하여 조각 이온이 생성되는 과정은 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00001
ECD를 이용하기 위해서는, ECD 총의 캐소드(cathode) 전극을 통하여 전자를 방출하고, 방출된 전자를 렌즈 등을 이용하여 ICR 트랩 내로 입사시키게 된다. ICR 트랩 내에서 수학식 1에 기재한 분자 이온과 전자의 상호작용에 의하여 조각 이온을 생성할 수 있다. ECD는 종래의 다른 분자 이온 분리 방법과 달리 조각 이온을 만들 수 있으며, 전사 후 수식화(Post Translational Modification) 분석 등에 매우 중요한 방법이다.
그러나ECD는, 조각 이온의 생성 효율이 낮아 쉽게 사용하기 어려운 방법이라는 문제점을 가지고 있다. FT-ICR MS는 매우 높고 일정한 자기장을 사용하여 이온을 가두고 질량을 측정하는데, 이러한 고자기장 하에서는 자기장을 따라 이온이 트랩되듯이 전자 역시 자기장을 따라 포획된다. 따라서, 전자가 자기장의 수직 방향으로 움직이기 매우 어려운 환경이 만들어진다. ECD는 분자 이온과 전자가 만나서 일어나는 현상이므로, 전자가 자기장의 수직 방향으로 움직이기 어려운 환경에서는 이온이 전자 근처에 있어도 서로 만나는 것이 용이하지 않다. 이러한 문제점 때문에 ECD를 이용한 조각 이온의 생성 효율이 낮은 실정이다.
한국등록특허 제10-0790532호
본 발명의 일 측면에 따르면, 전자 포획 분해(Electron Capture Dissociation; ECD)에 있어서 분자 이온과 전자 간의 충돌 단면적을 증가시켜 상호작용이 일어날 확률을 증가시킬 수 있도록 구성된 ECD용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer; FT-ICR MS) 및 FT-ICR MS의 신호 개선을 위한 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 포획 분해(Electron Capture Dissociation)용 렌즈는, 제1 방향을 따라 서로 이격하여 배열되는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 서로 이격하여 배열되는 제3 전극 및 제4 전극을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 방향으로 자기장이 형성되어 있는 공간 내에 배치되어 전자를 트래핑할 수 있다. 또한, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은 각각 평판 형상이며, 트래핑된 전자에 상기 제2 방향의 전기장을 인가할 수 있다.
일 실시예에 따른 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer; FT-ICR MS)는, 제1 방향의 자기장을 형성하는 자석; 상기 제1 방향의 자기장을 이용하여 타겟 이온을 트래핑하는 이온 싸이클로트론 공명 트랩; 상기 제1 방향의 자기장이 형성되어 있는 공간으로 전자를 방출하는 전자 포획 분해 총; 및 상기 전자 포획 분해 총으로부터 방출된 전자를 트래핑하고, 트래핑된 전자에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 전기장을 인가하는 렌즈를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 FT-ICR MS의 신호 개선을 위한 방법은, 제1 방향의 자기장이 형성되어 있는 공간으로 전자를 방출하는 단계; 상기 제1 방향을 따라 서로 이격하여 배열된 제1 전극 및 제2 전극과 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 서로 이격하여 배열된 평판 형상의 제3 전극 및 제4 전극을 이용하여, 방출된 전자를 트래핑하는 단계; 및 트래핑된 전자에 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 이용하여 상기 제2 방향의 전기장을 인가하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전자 포획 분해(Electron Capture Dissociation; ECD)용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer; FT-ICR MS) 및 FT-ICR MS의 신호 개선을 위한 방법에 의하면, ECD 총으로부터 방출되는 전자에, 자기장 방향에 수직한 방향의 전기장을 인가함으로써, 자기장의 수직 방향으로 전자를 퍼트릴 수 있다. 그 결과, 분자 이온과 전자 간의 충돌 단면적이 증가하여 분자 이온과 전자 사이의 상호작용이 일어날 확률이 증가하게 되며, 따라서 FT-ICR MS에서 ECD 조각 이온 신호를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer)의 개념도이다.
도 2은 일 실시예에 따른 전자 포획 분해(Electron Capture Dissociation; ECD)용 렌즈에서 자기장에 수직하는 방향으로 전자가 이동하는 원리를 나타내는 개념도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 ECD용 렌즈에 ECD 총이 자기장 방향에 수직한 방향으로 장착되는 형태를 도시한 개념도이다.
도 3b는 일 실시예에 따른 ECD용 렌즈에 ECD 총이 자기장 방향에 평행한 방향으로 장착되는 형태를 도시한 개념도이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은 일 실시예에 따른 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer; FT-ICR MS)의 개념도이다. 본 실시예에 따른 FT-ICR MS를 설명함에 있어서, 발명의 요지를 명확하게 하기 위하여 종래의 FT-ICR MS로부터 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 수 있는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.
도 1을 참조하면, 이온화원(11)으로부터 생성된 타겟 이온들은 하나 이상의 RF 이온 전송관(12, 14, 15) 및 에인젤(Einzel) 렌즈(13) 등을 거쳐 이온 싸이클로트론 공명(Ion Cyclotron Resonance; ICR) 트랩(trap)(16)에 도달할 수 있다. 예컨대, 이온 전송관(12)은 6중극자 이온 전송관(hexapole ion guide)일 수 있으며, 이온 전송관(14, 15)은 8중극자 이온 전송관(octopole ion guide)\일 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 FT-ICR MS의 구성을 설명한 것으로서, 사용 가능한 이온 전송관은 특정 개수 또는 구성으로 한정되는 것은 아니다. 이온이 진행하는 공간은 압력 조절이 가능한 하나 이상의 챔버(100, 110)에 의하여 구분될 수 있다. 또한, 챔버들(100, 110) 사이에는 게이트 밸브(17)가 설치될 수도 있다.
또한, FT-ICR MS는 ICR 트랩(16)에 자기장을 인가하기 위한 자석(18)을 포함할 수 있다. 예컨대, 자석(18)은 ICR 트랩(16)이 위치한 챔버(110)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 자석(18)에 의해 인가된 자기장을 이용하여, 타겟 이온들이 ICR 트랩(16) 내에 트래핑될 수 있다. 예를 들어, 자석(18)은 약 15 테슬라(Tesla)의 자기장을 발생시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 타겟 이온은 전자 포획 분해(Electron Capture Dissociation; ECD)를 이용하여 조각 이온으로 만들고자 하는 대상 분자를 지칭하며, 자기장에 의하여 트래핑될 수 있는 전하를 갖는 이온일 수 있다.
FT-ICR MS는 또한 ECD 총(20) 및 렌즈(21)를 포함할 수 있다. ECD 총(20)에서 방출된 전자를 ICR 트랩(16) 내에 트래핑되어 있는 타겟 이온과 반응시킴으로서, 타겟 이온으로부터 조각 이온을 생성할 수 있다. 이를 위하여, ECD 총(20)에서는 낮은 에너지의 열전자를 생성하여 방출할 수 있다. 렌즈(21)는 ECD 총(20)으로부터 방출된 전자를 트래핑하고, 전기장을 이용하여 전자가 자기장 방향에 수직한 방향으로 드리프트(drift) 운동을 하도록 유도함으로써 전자와 타겟 이온 사이의 충돌 단면적을 증가시킬 수 있다.
도 2은 일 실시예에 따른 ECD용 렌즈에서 자기장에 수직하는 방향으로 전자가 이동하는 원리를 나타내는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 서로 수직한 방향의 자기장(B) 및 전기장(E)의 영향을 받는 전하는 전기장과 자기장의 벡터 곱(E × B)에 의하여 정해지는 방향으로 힘을 받게 되며, 이때 전하에 인가되는 힘의 방향은 양전하의 경우와 음전하의 경우가 서로 반대이다. 도 2 상단에 도시된 것과 같이 양전하 및 음전하가 각각 상이한 방향으로 원을 그리도록 이동하고 있으며, 도면으로부터 돌출하는 방향으로 자기장(B)이 인가되어 있고, 도면에서 하단을 향하는 방향으로 전기장(E)이 인가되어 있는 경우를 상정한다. 이 경우, 양전하 및 음전하에는 자기장(B) 및 전기장(E) 모두와 수직하며 전기장과 자기장의 벡터 곱(E × B)에 의하여 정해지는 도면 좌측 방향으로 드리프트 힘이 인가된다. 결과적으로, 양전하 및 음전하의 이동 형태는 도 2 하단에 도시된 것과 같이 변형된다.
FT-ICR MS에서는 고자기장을 이용하여 타겟 이온을 트래핑하는데, 이때 전자 역시 자기장을 따라 포획된다. 따라서, ECD 총으로부터 방출된 전자에 자기장 방향에 수직한 방향의 전기장을 인가함으로써, 자기장에 수직한 방향으로 전자의 드리프트 운동을 유도할 수 있다. 그 결과, 타겟 이온과 전자 간의 충돌 단면적을 증가시킬 수 있어 타겟 이온과 전자의 상호작용이 일어날 확률을 증가시킬 수 있다. 따라서, FT-ICR MS에서 ECD 조각 이온 신호가 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 ECD용 렌즈를 도시한 개념도이다. 도 3a는 ECD 총으로부터의 전자 방출 방향이 자기장 방향에 수직하도록 ECD용 렌즈에 ECD 총이 장착되는 형태를 나타낸다.
도 3a를 참조하면, ECD용 렌즈는 제1 전극(211), 제2 전극(212), 제3 전극(213) 및 제4 전극(214)을 포함할 수 있다. 제1 전극(211) 및 제2 전극(212)은 제1 방향(D1)을 따라 서로 이격하여 배열될 수 있다. 또한, 제3 전극(213) 및 제4 전극(214)은 제2 방향(D2)을 따라 서로 이격하여 배열될 수 있다. 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)은 서로 수직한 방향일 수 있다. 제1 내지 제4 전극(211-214)은 FT-ICR MS에서 제1 방향(D1)으로 자기장이 형성되어 있는 공간 내에 배치될 수 있다.
ECD 총은 제1 내지 제4 전극(211-214) 사이의 공간으로 전자를 방출할 수 있다. 예컨대, ECD 총의 캐소드 방출기(cathode emitter)(200)에서 전자가 방출되는 부분이 제1 내지 제4 전극(211-214) 사이의 공간을 향하도록 ECD 총을 배치할 수 있다. 그러나 ECD 총의 위치와 방향은, 자기장 방향의 중심축에서 이격된 위치에 있어도 렌즈에 의한 드리프트로 이온이 제1 내지 제4 전극(211-214) 사이의 중심 위치로의 이동이 가능한 위치면 어디라도 문제없다. 이러한 특징으로 인하여, ECD총의 전자 방출 방향의 반대 위치로부터 다른 형태의 단편화(fragmentation)를 위하여 입력되는 IRMPD(Infrared multiple-photon dissociation)용 레이저 빔을 ECD 총이 가리지 않을 수 있는 장점이 있어 상호 혼용이 가능하다.
제1 내지 제4 전극(211-214)은 ECD 총으로부터 방출된 전자를 전기장 및 자기장에 의하여 트래핑하는 페닝 트랩(penning trap)과 같은 기능을 할 수 있다. 이를 위하여, 제1 내지 제4 전극(211-214) 각각에는 전자 트래핑을 위한 적절한 전력이 인가될 수 있다. 제1 내지 제4 전극(211-214)은 각각의 전극에 인가된 전력 및 공간상에 인가되어 있는 제1 방향(D1)의 자기장을 이용하여, 제1 내지 제4 전극(211-214) 사이의 공간에 전자를 트래핑할 수 있다.
한편, 제3 전극(213) 및 제4 전극(214)은 트래핑된 전자에 자기장 방향에 수직한 방향의 전기장을 가할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 방향(D1)의 자기장이 형성되어 있으며, 제3 전극(213) 및 제4 전극(214)을 이용하여 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2)의 전기장을 인가하도록 구성된다. 이를 위하여, 제3 전극(213) 및 제4 전극(214) 각각은 평판 형상을 가질 수 있다. 한편, 제1 전극(211) 및 제2 전극(212) 각각은 홀을 포함하는 렌즈일 수 있다. 예컨대, 제1 전극(211) 및 제2 전극(212) 각각은 링 형상을 가질 수도 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 제1 내지 제4 전극(211-214) 각각의 형상은 본 명세서에 기재한 실시예 및 첨부된 도면에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니다.
제1 내지 제4 전극(211-214)으로 구성된 페닝 트랩에 트래핑된 전자는, 전기장 및 자기장에 의하여 싸이클로트론 운동을 하면서 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이를 왕복 운동하게 된다. 이때, 제3 전극(213) 및 제4 전극(214)에 의하여 자기장 방향에 수직한 제2 방향(D2)의 전기장이 인가되면, 전자에는 제1 방향(D1)의 자기장 및 제2 방향(D2)의 전기장에 의하여 결정되는 방향(도 3a에서는 수직 방향)의 드리프트 운동이 유도된다. 따라서, 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 사이를 왕복 운동하는 전자는 조금씩 제1 방향(D1)에 수직한 방향으로 이동하게 된다.
캐소드 방출기(200)로부터 지속적으로 전자가 방출되면, ECD 렌즈 내에서 왕복 운동하는 전자는 전체로서 볼 때 수직 방향의 단면적이 점차 증가하게 된다. 이 상태에서 일정 시간이 경과한 후, 제1 전극(211)과 제2 전극(212) 중 ICR 트랩쪽 전극의 전압을 조절함으로써 ECD 렌즈 내에 트랩되어 있는 전자를 타겟 이온이 트래핑되어 있는 ICR 트랩으로 방출할 수 있다. ECD 렌즈 내에서 전자가 왕복 운동하는 동안 자기장 방향에 수직한 방향의 전자의 단면적이 증가되어 있는 상태이므로, 자기장을 이용하여 ICR 트랩에 트래핑되어 있는 타겟 이온과 전자의 충돌 단면적이 넓어 용이하게 상호작용을 일으켜 조각 이온을 생성할 수 있다.
도 3b는 일 실시예에 따른 ECD용 렌즈에 ECD 총이 자기장과 평행하는 방향으로 장착되는 형태를 도시한 개념도이다.
도 3a를 참조하여 전술한 실시예에서 ECD 총의 캐소드 방출기(200)가 자기장 방향(D1)에 수직한 방향으로 전자를 방출하는 것과 달리, 도 3b에 도시된 실시예에서는 ECD 총의 캐소드 방출기(200)가 자기장 방향(D1)과 평행한 방향으로 전자를 방출할 수도 있다. 예컨대, 캐소드 방출기(200)는 제1 전극(211)의 중심 부분에 위치할 수도 있다. 그러나 도 3a 및 3b에 도시된 배치 형태는 단지 예시적인 것으로서, 다른 실시예에서는 ECD 총으로부터 자기장 방향에 대해 다른 상이한 각도로 ECD 렌즈를 향해 전자를 방출할 수도 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 제1 방향을 따라 서로 이격하여 배열되는 제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 서로 이격하여 배열되는 제3 전극 및 제4 전극을 포함하되,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 방향으로 자기장이 형성되어 있는 공간 내에 배치되어 전자를 트래핑하며,
    상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은, 각각 평판 형상이고, 트래핑된 전자에 상기 제2 방향의 전기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 전자 포획 분해용 렌즈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각은 홀을 포함하는 렌즈인 것을 특징으로 하는 전자 포획 분해용 렌즈.
  3. 제1 방향의 자기장을 형성하는 자석;
    상기 제1 방향의 자기장을 이용하여 타겟 이온을 트래핑하는 이온 싸이클로트론 공명 트랩;
    상기 제1 방향의 자기장이 형성되어 있는 공간으로 전자를 방출하는 전자 포획 분해 총; 및
    상기 전자 포획 분해 총으로부터 방출된 전자를 트래핑하고, 트래핑된 전자에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 전기장을 인가하는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전자 포획 분해 총은, 상기 제1 방향과 평행한 방향으로 전자를 방출하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 전자 포획 분해 총은, 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 전자를 방출하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    상기 제1 방향을 따라 서로 이격하여 배열되는 제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 제2 방향을 따라 서로 이격하여 배열되며, 트래핑된 전자에 상기 제2 방향의 전기장을 인가하는 평판 형상의 제3 전극 및 제4 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 렌즈는, 트래핑된 전자에 상기 제2 방향의 전기장을 인가한 후 상기 이온 싸이클로트론 공명 트랩으로 전자를 방출하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기.
  8. 제1 방향의 자기장이 형성되어 있는 공간으로 전자를 방출하는 단계;
    상기 제1 방향을 따라 서로 이격하여 배열된 제1 전극 및 제2 전극과 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 서로 이격하여 배열된 평판 형상의 제3 전극 및 제4 전극을 이용하여, 방출된 전자를 트래핑하는 단계; 및
    트래핑된 전자에 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 이용하여 상기 제2 방향의 전기장을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 방향의 자기장을 이용하여 타겟 이온을 트래핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2 방향의 전기장을 인가하는 단계 후에, 전자를 트래핑된 타겟 이온과 반응시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 전자를 방출하는 단계는, 상기 제1 방향과 평행한 방향으로 전자를 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 전자를 방출하는 단계는, 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 전자를 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법.
KR20110104494A 2011-10-13 2011-10-13 전자 포획 분해용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 및 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법 KR101286561B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110104494A KR101286561B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 전자 포획 분해용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 및 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법
PCT/KR2012/008183 WO2013055085A1 (en) 2011-10-13 2012-10-10 Lens for electron capture dissociation, fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer comprising the same and method for improving signal of fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer
US14/351,524 US9129788B2 (en) 2011-10-13 2012-10-10 Lens for electron capture dissociation, Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer comprising the same and method for improving signal of Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110104494A KR101286561B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 전자 포획 분해용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 및 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130039863A true KR20130039863A (ko) 2013-04-23
KR101286561B1 KR101286561B1 (ko) 2013-07-22

Family

ID=48082079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20110104494A KR101286561B1 (ko) 2011-10-13 2011-10-13 전자 포획 분해용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 및 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9129788B2 (ko)
KR (1) KR101286561B1 (ko)
WO (1) WO2013055085A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6666919B2 (ja) 2014-12-30 2020-03-18 ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド 電子誘起解離デバイスおよび方法
JP6396618B1 (ja) * 2018-04-03 2018-09-26 グローテクノロジー株式会社 グロー放電システム及びこれを用いたグロー放電質量分析装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035839A (ja) * 1999-05-18 2001-02-09 Hitachi Kokusai Electric Inc プラズマ生成装置および半導体製造方法
DE10213652B4 (de) * 2002-03-27 2008-02-21 Bruker Daltonik Gmbh Verfahren zur Bestrahlung von Ionen in einer Ionenzyklotronresonanz-Falle mit Elektronen und/oder Photonen
DE10218913B4 (de) * 2002-04-27 2005-05-04 Bruker Daltonik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bewegung einer Elektronenquelle in einem Magnetfeld
US7026613B2 (en) * 2004-01-23 2006-04-11 Thermo Finnigan Llc Confining positive and negative ions with fast oscillating electric potentials
JP4275545B2 (ja) * 2004-02-17 2009-06-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置
JP4806214B2 (ja) * 2005-01-28 2011-11-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子捕獲解離反応装置
KR100790532B1 (ko) 2006-10-31 2008-01-02 한국기초과학지원연구원 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호개선을 위한 방법
JP5303286B2 (ja) 2009-01-21 2013-10-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9129788B2 (en) 2015-09-08
US20140284470A1 (en) 2014-09-25
KR101286561B1 (ko) 2013-07-22
WO2013055085A1 (en) 2013-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11081332B2 (en) Ion guide within pulsed converters
JP5805663B2 (ja) イオン捕捉型質量分析計
KR101465502B1 (ko) 정전기 이온 트랩
US7960692B2 (en) Ion focusing and detection in a miniature linear ion trap for mass spectrometry
CN102598203B (zh) 电子捕捉离解装置及相关方法
JP6739931B2 (ja) ソフト電子イオン化のためのイオン源ならびに関連するシステムおよび方法
US9691598B2 (en) Ionizer and mass spectrometer including first section for ionizing sample under atmospheric pressure while vaporizing or desorbing the sample component and second section for generating corona discharge
US20120256082A1 (en) Phase shift rf ion trap device
JP2016031849A5 (ko)
JP2008507108A (ja) 質量分析計
GB2390937A (en) Apparatus and method for irradiating ions with photons and electrons
JP6214533B2 (ja) 空間的に拡張されたイオントラップ領域を有するイオントラップ
JP2013196985A (ja) イオン源装置及びイオンビーム生成方法
US20180005810A1 (en) Electron Induced Dissociation Devices and Methods
US8309911B2 (en) Methods and apparatus for filling an ion detector cell
JP5297038B2 (ja) 長手方向の永久磁石を具備したイオントラップ、及びこのような磁石を使用した質量分析計
JP6292319B2 (ja) 飛行時間型質量分析装置
KR101286561B1 (ko) 전자 포획 분해용 렌즈, 이를 포함하는 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기 및 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명 질량 분석기의 신호 개선을 위한 방법
RU2554104C2 (ru) Масс-спектрометрический анализатор газового течеискателя
Toyoda et al. High-energy collision induced dissociation fragmentation pathways of peptides, probed using a multiturn tandem time-of-flight mass spectrometer “MULTUM-TOF/TOF”
US10971349B2 (en) Ion analyzer
CN104900474A (zh) 一种串联离子阱
Colburn et al. The Ion Conveyor. An ion focusing and conveying device
CN111211035A (zh) 一种可调节的射频渗透磁场增强电离源
RU2818310C1 (ru) Многоэлектродная гармонизированная ловушка кингдона с многопортовым вводом электронов и ионов

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160701

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee