KR20210035101A - 정전기 선형 이온 트랩에서 이온을 포획하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

정전기 선형 이온 트랩에서 이온을 포획하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템은, 정전기 선형 이온 트랩(ELIT), ELIT에 이온을 공급하기 위한 이온 소스, ELIT에 동작 가능하게 커플링되는 프로세서, 및 메모리를 포함할 수도 있는데, 메모리는, 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 ELIT에 진입하는 것을 허용하기 위해 ELIT를 개방하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하도록, 이온 소스로부터 개방된 ELIT로 흐르는 이온의 주파수에 대응하는 이온 유입구 주파수를 결정하도록, 목표 이온 전하 값을 생성 또는 수신하도록, 목표 이온 전하 값 및 결정된 이온 유입구 주파수의 함수로서 최적의 임계 값을 결정하도록, 그리고 ELIT 내의 이온의 전하가 최적의 임계 값을 초과하는 경우 ELIT를 폐쇄하고, 그에 의해, 이온을 ELIT 내에 가두기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하도록 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어를 내부에 저장한다.

Description

정전기 선형 이온 트랩에서 이온을 포획하기 위한 장치 및 방법
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 6월 4일자로 출원된 미국 특허 가출원 일련번호 제62/680,296호의 이익 및 그에 대한 우선권을 주장하는데, 이 특허의 개시는 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
정부의 권리
본 발명은 국립 과학 재단이 수여하는 CHE1531823 하에서의 정부의 지원으로 만들어졌다. 미국 정부는 본 발명에 대한 소정의 권리를 가지고 있다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 전하 검출 질량 분광분석법 기기(charge detection mass spectrometry instrument)에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 그러한 기기를 사용하여 질량 및 전하 측정을 수행하는 것에 관한 것이다.
질량 분광분석법(Mass Spectrometry)은 이온 질량 및 전하에 따라 물질의 기체 이온을 분리하는 것에 의해 물질의 화학적 성분의 식별을 제공한다. 그러한 분리된 이온의 질량을 결정하기 위한 다양한 기기 및 기술이 개발되었으며, 하나의 그러한 기술은 전하 검출 질량 분광분석법(charge detection mass spectrometry; CDMS)으로 알려져 있다. CDMS에서, 이온 질량은, 통상적으로 "m/z"로 지칭되는 측정된 이온 질량 대 전하 비율 및 측정된 이온 전하의 함수로서 결정된다.
초기 CDMS 검출기를 사용한 m/z 및 전하 측정에서의 높은 레벨의 불확실성은, 이온이 전하 검출 실린더를 통해 왔다갔다(back and forth) 발진하도록 만들어지는 정전기 선형 이온 트랩(electrostatic linear ion trap; ELIT) 검출기의 개발로 이어졌다. 그러한 전하 검출 실린더를 통한 이온의 다수의 통과는 각각의 이온에 대한 다수의 측정을 제공하고, 전하 측정에서의 불확실성은 n1/2로 감소한다는 것이 나타났는데, 여기서 n은 전하 측정의 횟수이다. 그러나, 전하 검출기 상에서 포착되는 가짜의(spurious), 외부의 및/또는 다른 전하는, 전하 검출기 노이즈로부터 유효하고 검출 가능한 전하를 구별하는 것에 대한 도전 과제를 제시할 수 있고, 이 효과는, 전하 신호 레벨이 전하 검출기의 노이즈 플로어(noise floor)에 접근함에 따라 더욱더 두드러지게 된다. 따라서, 현재의 ELIT 설계를 사용하여 획득하는 것들에 비해, 유효하고 검출 가능한 전하 측정의 범위를 확장시키는, ELIT 설계 및/또는 동작에서의 향상을 추구하는 것이 바람직하다.
본 개시는 첨부된 청구항에서 기재되는 피쳐 중 하나 이상, 및/또는 다음의 피쳐 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 제1 양태에서, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기(trapping) 위한 시스템은, 정전기 선형 이온 트랩(ELIT), ELIT에 이온을 공급하도록 구성되는 이온 소스, ELIT에 동작 가능하게 커플링되는 프로세서, 및 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금, (i) 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 ELIT에 진입하는 것을 허용하기 위해 ELIT를 개방하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는, (ii) 이온 소스로부터 개방된 ELIT로 흐르는 이온의 주파수에 대응하는 이온 유입구 주파수(ion inlet frequency)를 결정하게 하는, (iii) 목표 이온 전하 값을 생성하거나 또는 수신하게 하는, (iv) 목표 이온 전하 값 및 결정된 이온 유입구 주파수의 함수로서 최적의 임계 값을 결정하게 하는, 및 (v) ELIT 내의 이온의 전하가 최적의 임계 값을 초과하는 경우 ELIT를 폐쇄하고, 그에 의해, ELIT 내에 이온을 가두기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는 명령어를 내부에 저장한 메모리를 포함할 수도 있다.
제2 양태에서, 방법은, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두기 위한 방법이 제공된다. 방법은, (i) 프로세서를 사용하여, 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 ELIT에 진입하는 것을 허용하도록 ELIT를 개방하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 것, (ii) 프로세서를 사용하여, 이온 소스로부터 개방된 ELIT로 흐르는 이온의 주파수에 대응하는 이온 유입구 주파수(ion inlet frequency)를 결정하는 것, (iii) 프로세서를 사용하여, 목표 이온 전하 값을 생성 또는 수신하는 것, (iv) 프로세서를 사용하여, 목표 이온 전하 값 및 결정된 이온 유입구 주파수의 함수로서 최적의 임계 값을 결정하는 것, 및 (v) 프로세서를 사용하여, ELIT 내의 이온의 전하가 최적의 임계 값을 초과하는 경우 ELIT를 폐쇄하고 그에 의해, ELIT 내에 이온을 가두기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 것을 포함할 수도 있다.
제3 양태에서, 이온을 분리하기 위한 시스템은, 상기의 양태 중 어느 하나에서 설명되는 이온을 가두기 위한 시스템(ion trapping system) - 이온 소스는 샘플로부터 이온을 생성하도록 구성됨 - , 및 적어도 하나의 분자 특성의 함수로서 생성된 이온을 분리하도록 구성되는 적어도 하나의 이온 분리 기기를 포함할 수도 있는데, 적어도 하나의 이온 분리 기기를 빠져나가는 이온은 상기 ELIT로 공급된다.
제4 양태에서, 이온을 분리하기 위한 시스템은, 샘플로부터 이온을 생성하도록 구성되는 이온 소스, 생성된 이온을, 질량 대 전하 비율의 함수로서 분리하도록 구성되는 제1 질량 분광분석계, 제1 질량 분광분석계를 빠져나가는 이온을 수용하도록 배치되며 제1 질량 분광분석계를 빠져나가는 이온을 해리하도록 구성되는 이온 해리 스테이지(ion dissociation stage), 이온 해리 스테이지를 빠져나가는 해리된 이온을 질량 대 전하 비율의 함수로서 분리하도록 구성되는 제2 질량 분광분석계, 및 제3 양태의 시스템이 제1 질량 분광분석계 및 이온 해리 스테이지 중 어느 하나를 빠져나가는 이온을 수용할 수 있도록 이온 해리 스테이지와 병렬로 커플링되는 상기의 제3 양태에서 설명되는 시스템 - 제3 양태의 시스템은 전하 검출 질량 분광분석계(charge detection mass spectrometer; CDMS)임 - 을 포함할 수도 있는데, 제1 질량 분광분석계를 빠져나가는 프리커서 이온(precursor ion)의 질량은 CDMS를 사용하여 측정되고, 임계 질량 미만의 질량 값을 갖는 프리커서 이온의 해리된 이온의 질량 대 전하 비율은 제2 질량 분광분석계를 사용하여 측정되고, 임계 질량 이상의 질량 값을 갖는 프리커서 이온의 해리된 이온의 질량 대 전하 비율 및 전하 값은 CDMS를 사용하여 측정된다.
도 1은 제어 및 측정 컴포넌트가 커플링된 정전기 선형 이온 트랩(electrostatic linear ion trap; ELIT) 어레이의 실시형태를 포함하는 이온 질량 검출 시스템의 단순화된 다이어그램이다.
도 2a는, M1의 미러 전극이 내부에서 이온 투과 전기장(ion transmission electric field)을 생성하도록 제어되는 도 1에서 예시되는 ELIT의 이온 미러(M1)의 확대도이다.
도 2b는, M2의 미러 전극이 내부에서 이온 반사 전기장(ion reflection electric field)을 생성하도록 제어되는 도 1에서 예시되는 ELIT의 이온 미러(M2)의 확대도이다.
도 3은 도 1에서 예시되는 프로세서(16)의 실시형태의 단순화된 다이어그램이다.
도 4a 내지 도 4c는 ELIT 내에서 적어도 하나의 이온을 포획하기 위한 그리고 이온(들)으로 하여금 이온 미러 사이 사이에서 그리고 전하 검출 실린더를 통해 왔다갔다 발진하게 하여 다수의 전하 검출 이벤트를 측정하고 기록하기 위한 이온 미러 및 전하 생성기의 순차적 제어 및 동작을 설명하는 도 1의 ELIT의 단순화된 다이어그램이다.
도 5a는, 전하 검출 실린더 상의 노이즈가 있는 전하 기준에 올라타는 큰 진폭 전하 검출 신호와 비교하여 예시적인 전하 검출 임계 레벨을 예시하는 전하 검출 실린더 전하 대 시간의 플롯이다.
도 5b는, ELIT의 트리거 트래핑 동작 동안 전하 검출 실린더 상의 노이즈 및 저진폭 전하 검출 신호의 조합에 대한 트리거링을 제공하기 선택되는, 도 3a와 비교한, 수정된 전하 검출 임계치를 예시하는 전하 검출 실린더 전하 대 시간의 플롯이다.
도 6a는, 여러 가지 상이한 전하 신호 진폭과 관련되는 예시적인 검출 주파수 및 비교기 임계치 프로파일 쌍을 예시하는 하나의 예시적인 이온 유입구 주파수에 대한 검출 주파수 대 비교기 임계치의 플롯이다.
도 6b는 상이한 비교기 임계 값과 관련되는 예시적인 검출 확률 및 전하 신호 진폭 프로파일 쌍을 예시하는 검출 확률 대 전하 신호 진폭의 플롯이다.
도 6c는 주어진 비교기 임계치 및 전하 신호 진폭 쌍에 대한 예시적인 검출 주파수 및 이온 유입구 주파수 프로파일을 예시하는 검출 주파수 대 이온 유입구 주파수의 플롯이다.
도 6d는 주어진 비교기 임계치 및 이온 전하 레벨 쌍에 대한 예시적인 보정 계수 및 이온 유입구 주파수를 예시하는 보정 계수 대 이온 유입구 주파수의 플롯이다.
도 7은 저 전하 이온의 검출에 기초하여 ELIT의 트리거 트래핑 제어를 위한 도 3에서 예시되는 비교기 임계치를 선택하고 수정하기 위한 프로세스의 실시형태를 예시하는 플로우차트이다.
도 8a는, ELIT 상류의 이온 소스의 일부를 형성할 수도 있고 및/또는 ELIT를 빠져나가는 이온(들)을 추가로 프로세싱하기 위해 ELIT 하류에 배치될 수도 있는 예시적인 이온 프로세싱 기기(ion processing instrument)를 도시하는, 도 1 내지 도 3에서 예시되며 본원에서 설명되는 바와 같이 동작하는 ELIT를 포함하는 이온 분리 기기(ion separation instrument)의 실시형태의 단순화된 블록도이다.
도 8b는, 본원에서 예시되고 설명되는 이온 질량 검출 시스템의 실시형태 중 임의의 것과 종래의 이온 프로세싱 기기를 결합하는 예시적인 구현예를 도시하는, 도 1 내지 도 3에서 예시되며 본원에서 설명되는 바와 같이 동작하는 ELIT를 포함하는 이온 분리 기기의 다른 실시형태의 단순화된 블록도이다.
본 개시의 원리의 이해를 촉진하는 목적을 위해, 이제, 첨부의 도면에서 도시되는 다수의 예시적인 실시형태에 대한 참조가 이루어질 것이고, 그들을 설명하기 위해 특정한 언어가 사용될 것이다.
본 개시는 정전기 선형 이온 트랩(ELIT) 및 약한 전하 이온, 즉 낮은 전하 크기를 갖는 이온의 ELIT에서의 트래핑을 용이하게 하기 위해 그 트리거 트래핑 동작 동안 전하 검출 임계치를 선택하고 수정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 개시의 목적을 위해, 어구 "전하 검출 이벤트"는 ELIT의 전하 검출기를 통해 한 번 통과하는 이온과 관련되는 전하의 검출로서 정의되고, 어구 "이온 측정 이벤트"는 선택된 횟수 또는 선택된 시간 기간 동안 전하 검출기를 통한 왔다갔다 하는 이온의 발진으로부터 유래하는 전하 검출 이벤트의 콜렉션(collection)으로서 정의된다.
도 1을 참조하면, 제어 및 측정 컴포넌트가 커플링된 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)(14)의 실시형태를 포함하는 전하 검출 질량 분광분석계(charge detection mass spectrometer; CDMS)(10)가 도시되어 있다. 예시된 실시형태에서, CDMS(10)는 ELIT(14)의 유입구(inlet)에 동작 가능하게 커플링되는 이온 소스(12)를 포함한다. 도 7a와 관련하여 추가로 설명될 바와 같이, 이온 소스(12)는, 예시적으로, 샘플로부터 이온을 생성하기 위한 임의의 종래의 디바이스 또는 장치를 포함하고, 하나 이상의 분자 특성에 따라 이온의 전하 상태를 분리, 수집, 필터링, 단편화(fragmenting) 및/또는 정규화 또는 시프팅하기 위한 하나 이상의 디바이스 및/또는 기기를 더 포함할 수도 있다. 어떤 식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안되는 하나의 예시적인 예로서, 이온 소스(12)는, 종래의 질량 분광분석계의 유입구에 커플링되는, 종래의 전기 분무 이온화 소스(electrospray ionization source), 매트릭스 지원 레이저 탈착 이온화(matrix-assisted laser desorption ionization; MALDI) 소스 또는 등등을 포함할 수도 있다. 질량 분광분석계는, 예를 들면, 비행 시간(time-of-flight; TOF) 질량 분광분석계, 리플렉트론(reflectron) 질량 분광분석계, 푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명(Fourier transform ion cyclotron resonance; FTICR) 질량 분광분석계, 4 극자(quadrupole) 질량 분광분석계, 삼중 4 극자(triple quadrupole) 질량 분광분석계, 자기 섹터 질량 분광분석계, 또는 등등을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지는 않는 임의의 종래의 설계를 가질 수도 있다. 임의의 경우에, 질량 분광분석계의 이온 유출구(outlet)는 ELIT(14)의 이온 유입구에 동작 가능하게 커플링된다. 이온이 생성되는 샘플은 임의의 생물학적 또는 다른 재료일 수도 있다.
예시된 실시형태에서, ELIT(14)는, 예시적으로, 접지 챔버 또는 실린더(ground chamber 또는 ground cylinder; GC)에 의해 둘러싸이는 그리고 양단에 각각 배치되는 대향하는 이온 미러(M1, M2)에 동작 가능하게 커플링되는 전하 검출기(charge detector; CD)를 포함한다. 이온 미러(M1)는 이온 소스(12)와 전하 검출기(CD)의 하나의 단부 사이에서 동작 가능하게 배치되고, 이온 미러(M2)는 전하 검출기(CD)의 반대 단부에서 동작 가능하게 배치된다. 각각의 이온 미러(M1, M2)는 그 안에서 각각의 이온 미러 영역(R1, R2)을 정의한다. 이온 미러(M1, M2)의 영역(R1, R2), 전하 검출기(CD), 및 전하 검출기(CD)와 이온 미러(M1, M2) 사이의 공간은, 하기에서 더욱 상세하게 설명될 바와 같이, ELIT(14)를 통과하고 이온 미러(M1, M2) 사이에 있는 이상적인 이온 이동 경로를 예시적으로 나타내는 중심을 관통하는 길이 방향 축(longitudinal axis; 22)을 함께 정의한다.
예시된 실시형태에서, 전압 소스(V1, V2)는 이온 미러(M1, M2)에 전기적으로 각각 연결된다. 각각의 전압 소스(V1, V2)는, 예시적으로, 다수의 N 개의 프로그래밍 가능한 또는 제어 가능한 전압을 선택적으로 생성하도록 제어될 수도 있는 또는 프로그래밍될 수도 있는 하나 이상의 스위칭 가능 DC 전압 소스를 포함하는데, 여기서 N은 임의의 양의 정수일 수도 있다. 그러한 전압의 예시적인 예는, 하기에서 상세하게 설명될 바와 같이, 이온 미러(M1, M2)의 각각의 두 개의 상이한 동작 모드 중 하나를 확립하기 위해 도 2a 및 도 2b와 관련하여 하기에서 설명될 것이다. 임의의 경우에, 이온은, 전압 소스(V1, V2)에 의해 선택적으로 확립되는 전기장의 영향 하에서 전하 검출기(CD) 및 이온 미러(M1, M2)를 중심에서(centrally) 통과하여 연장되는 길이 방향 축(22)을 따라 ELIT(14) 내에서 이동한다.
전압 소스(V1, V2)는, 예시적으로, 프로세서(16)에 의해 실행될 때, 프로세서(16)로 하여금, 각각의 이온 미러(M1, M2)의 영역(R1, R2) 내에서, 이온 투과 및 이온 반사 전기장(TEF, REF)을 선택적으로 각각 확립하기 위한 소망되는 DC 출력 전압을 생성하도록 전압 소스(V1, V2)를 제어하게 하는 명령어를 내부에 저장한 메모리(18)를 포함하는 종래의 프로세서(16)에 다수의 P 개의 신호 경로에 의해 전기적으로 연결되어 도시된다. P는 임의의 양의 정수일 수도 있다. 몇몇 대안적인 실시형태에서, 전압 소스(V1, V2) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 하나 이상의 일정한 출력 전압을 선택적으로 생성하도록 프로그래밍 가능할 수도 있다. 다른 대안적인 실시형태에서, 전압 소스(V1, V2) 중 하나 또는 둘 모두는 임의의 소망되는 형상의 하나 이상의 시간에 따라 변하는 출력 전압을 생성하도록 구성될 수도 있다. 대안적인 실시형태에서, 더 많은 또는 더 적은 전압 소스가 미러(M1, M2)에 전기적으로 연결될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
전하 검출기(CD)는, 예시적으로, 전하 감지 전치 증폭기(charge sensitive preamplifier; CP)의 신호 입력에 전기적으로 연결되는 전기적으로 전도성인 실린더 형태로 제공되며, 전하 전치 증폭기(CP)의 신호 출력은 프로세서(16)에 전기적으로 연결된다. 하기에서 더욱 상세하게 설명될 바와 같이 이온이 ELIT(14) 내에 포획되고 이온 미러(M1, M2) 사이에서 왔다갔다 발진하는 상태에서, 전하 전치 증폭기(CP)는, 예시적으로, 이온이 이온 미러(M1, M2) 사이에서 전하 검출 실린더(CD)를 통과함에 따라 전하 검출 실린더(CD) 상에서 유도되는 전하(CH)를 검출하도록, 그에 대응하는 전하 검출 신호(CHD)를 생성하도록, 그리고 전하 검출 신호(CHD)를 프로세서(16)로 제공하도록, 종래의 방식으로 동작 가능하다. 프로세서(16)는, 이어서, 예시적으로, 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되는 전하 검출 신호(CHD)를 수신하고 디지털화하도록, 그리고 디지털화된 전하 검출 신호(CHD)를 메모리(18)에 저장하도록 동작 가능하다.
프로세서(16)는 또한, 예시적으로, 프로세서(16)에 주변장치 디바이스 신호 입력(들)(PDS)을 제공하기 위한 및/또는 프로세서(16)가 신호 주변장치 디바이스 신호 출력(들)(PDS)을 제공하는 하나 이상의 주변장치 디바이스(20)(peripheral device; PD)에 커플링된다. 몇몇 실시형태에서, 주변장치 디바이스(20)는, 종래의 디스플레이 모니터, 프린터 및/또는 다른 출력 디바이스 중 적어도 하나를 포함하고, 그러한 실시형태에서, 메모리(18)는, 프로세서(16)에 의해 실행될 때, 프로세서(16)로 하여금, 저장된, 디지털화된 전하 검출 신호의 분석을 디스플레이하고 및/또는 기록하도록(record) 하나 이상의 그러한 출력 주변장치 디바이스(20)를 제어하게 하는 명령어를 내부에 저장한다. 몇몇 실시형태에서, 예를 들면, 하나 이상의 마이크로채널 플레이트 검출기 형태의 종래의 이온 검출기(24)는 이온 미러(M2)의 이온 출구 어퍼쳐(ion exit aperture)에 인접하게 배치되고, 이온 검출기(24)의 적어도 하나의 출력은 프로세서(16)에 전기적으로 연결된다. 이온 검출기(24)는, ELIT(14)의 이온 미러(M2)를 빠져나가는 이온을 검출하도록 그리고 대응하는 이온 검출 신호(MCP)를 프로세서(16)에 제공하도록 종래의 방식으로 동작 가능하다. 하기에서 더욱 상세하게 설명될 바와 같이, 검출기(24)에 의해 프로세서(16)에 제공되는 이온 검출 정보는, 전하 검출 실린더(CD)를 통과하는 이온의 적절한 검출을 보장하기 위해 ELIT(14)의 컴포넌트 및/또는 동작 조건 중 하나 이상의 조정을 용이하게 하기 위해 사용될 수도 있다.
전압 소스(V1, V2)는, 예시적으로, 하기에서 상세하게 설명되는 바와 같이, ELIT(14)에 진입하는 이온을 선택적으로 가두고, 가두어진 이온으로 하여금, 가두어진 이온이 전하 검출 실린더(CD)를 반복적으로 통과하도록, 이온 미러(M1, M2) 사이에서 왔다갔다 발진하게 하는 방식으로 제어된다. 복수의 전하 및 발진 주기 값이 전하 검출기(CD)에서 측정되고, 기록된 결과는 프로세싱되어, ELIT(14)에서 가두어지는 이온의 질량 대 전하 비율, 전하 및 질량 값을 결정한다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 도 1에서 묘사되는 ELIT(14)의 이온 미러(M1, M2)의 실시형태가 각각 도시된다. 예시적으로, 이온 미러(M1, M2)는, 각각이 4 개의 이격되어 떨어진 전기적으로 전도성인 미러 전극의 종속 접속식 배열(cascaded arrangement)을 포함한다는 점에서 서로 동일하다. 이온 미러(M1, M2)의 각각에 대해, 제1 미러 전극(301)은 두께(W1)를 가지며 중심을 관통하는 직경(P1)의 통로를 정의한다. 엔드캡(32)은 제1 미러 전극(301)의 외부 표면에 부착되거나 또는 그렇지 않으면 커플링되고, 각각, 대응하는 이온 미러(M1, M2)에 대한 및/또는 그로부터의 이온 입구(entrance) 및/또는 출구(exit)로서 역할을 하는 중앙을 관통하는 어퍼쳐(A1)를 정의한다. 이온 미러(M1)의 경우, 엔드 캡(32)은 도 1에서 예시되는 이온 소스(12)의 이온 출구에 커플링되거나, 또는 그 이온 출구의 일부이다. 각각의 엔드캡(32)에 대한 어퍼쳐(A1)는, 예시적으로, 직경(P2)을 갖는다.
각각의 이온 미러(M1, M2)의 제2 미러 전극(302)은, 폭(W2)을 갖는 공간만큼, 제1 미러 전극(301)으로부터 떨어져 이격된다. 제2 미러 전극(302)은, 미러 전극(301)과 같이, 두께(W1)를 가지며, 중심을 관통하는 직경(P2)의 통로를 정의한다. 각각의 이온 미러(M1, M2)의 제3 미러 전극(303)은, 마찬가지로, 폭(W2)의 공간만큼 제2 미러 전극(302)으로부터 떨어져 이격된다. 제3 미러 전극(302)은 두께(W1)를 가지며 중심을 관통하는 폭(P1)의 통로를 정의한다.
제4 미러 전극(304)은 폭(W2)의 공간만큼 제3 미러 전극(303)으로부터 떨어져 이격된다. 제4 미러 전극(304)은, 예시적으로, W1의 두께를 가지며, 전하 검출기(CD) 주위에 배치되는 접지 실린더(GC)의 각각의 단부에 의해 형성된다. 제4 미러 전극(304)은 중심을 관통하는 어퍼쳐(A2)를 정의하는데, 이것은, 예시적으로, 형상이 원추형이고, 접지 실린더(GC)의 내면(internal face)에서 정의되는 직경(P3)으로부터 접지 실린더(GC)의 외면(external face)(이것은 또한 각각의 이온 미러(M1, M2)의 내면임)에서의 직경(P1)까지 접지 실린더(GC)의 내면과 외면 사이에서 선형적으로 증가한다.
미러 전극(301-304) 사이에서 정의되는 공간은, 몇몇 실시형태에서, 공극(void), 즉 진공 갭일 수도 있고, 다른 실시형태에서, 그러한 공간은 하나 이상의 전기적으로 비전도성인, 예를 들면, 유전성인 재료로 충전될 수도 있다. 미러 전극(301-304) 및 엔드캡(32)은, 축 방향으로 정렬되고, 즉, 동일 직선 상에 있고, 그 결과, 길이 방향 축(22)이 각각의 정렬된 통로를 중심에 관통하고 또한 어퍼쳐(A1, A2)를 중심에서 관통한다. 미러 전극(301-304) 사이의 공간이 하나 이상의 전기적으로 비전도성인 재료를 포함하는 실시형태에서, 그러한 재료는, 마찬가지로, 자신을 관통하는 각각의 통로를 정의할 것인데, 통로는, 미러 전극(301-304)을 통해 정의되는 통로와 축 방향으로 정렬되고, 즉, 그 통로와 동일 직선 상에 있고, 예시적으로, P2 또는 더 큰 직경을 갖는다. 예시적으로, P1 > P3 > P2이지만, 비록 다른 실시형태에서는, 다른 상대적 직경 배열이 가능하다.
영역(R1)은 이온 미러(M1)의 어퍼쳐(A1, A2) 사이에서 정의되고, 다른 영역(R2)은, 마찬가지로, 이온 미러(M2)의 어퍼쳐(A1, A2) 사이에서 정의된다. 영역(R1, R2)는, 예시적으로, 형상에서 그리고 볼륨에서 서로 동일하다.
상기에서 설명되는 바와 같이, 전하 검출기(CD)는, 예시적으로, 폭(W3)의 공간만큼 이온 미러(M1, M2) 중 대응하는 미러 사이에서 배치되며 그들 사이에서 떨어져 이격되는 가늘고 긴(elongated) 전기적으로 전도성인 실린더의 형태로 제공된다. 하나의 실시형태에서, W1 > W3 > W2이고, P1 > P3 > P2이지만, 대안적인 실시형태에서, 다른 상대적인 폭 배열이 가능하다. 임의의 경우에, 길이 방향 축(22)은, 예시적으로, 전하 검출 실린더(CD)를 통해 정의되는 통로의 중심을 통해 연장되고, 그 결과, 길이 방향 축(22)은 이온 미러(M1, M2)의 영역(R1, R2)에 의해 정의되는 통로 및 전하 검출 실린더(CD)를 통해 정의되는 통로의 조합의 중심을 통해 연장된다. 동작에서, 접지 실린더(GC)는, 예시적으로, 각각의 이온 미러(M1, M2)의 제4 미러 전극(304)이 항상 접지 전위에 있도록, 접지 전위로 제어된다. 몇몇 대안적인 실시형태에서, 이온 미러(M1, M2) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 제4 미러 전극(304)은 임의의 소망되는 DC 기준 전위로, 또는 스위칭 가능한 DC 또는 다른 시간에 따라 변하는 전압 소스로 설정될 수도 있다.
도 2a 및 도 2b에서 예시되는 실시형태에서, 전압 소스(V1, V2) 각각은, 각각이 네 개의 DC 전압(D1-D4)을 생성하도록, 그리고 전압(D1-D4)을 각각의 이온 미러(M1, M2)의 미러 전극(301-304)의 각각의 이온 미러에 공급하도록 구성된다. 미러 전극(301-304) 중 하나 이상이 항상 접지 전위에서 유지되는 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 그러한 미러 전극(301-304)은, 대안적으로, 각각의 전압 공급부(V1, V2)의 접지 기준에 전기적으로 연결될 수도 있고 대응하는 하나 이상의 전압 출력(D1-D4)은 생략될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 미러 전극(301-304) 중 임의의 두 개 이상이 동일한 넌제로 DC 값으로 제어되어야 하는 실시형태에서, 임의의 그러한 두 개 이상의 미러 전극(301-304)은 전압 출력(DC1-DC4) 중 단일의 하나에 전기적으로 연결될 수도 있고, 전압 출력(DC1-DC4) 중 나머지 전압 출력은 생략될 수도 있다.
각각의 이온 미러(M1, M2)는, 예시적으로, 각각의 전압 소스(V1, V2)에 의해 생성되는 전압(D1-D4)이 이온 미러(M1, M2)의 각각의 영역(R1, R2)에서 이온 투과 전기장(ion transmission electric field; TEF)을 확립하는 이온 투과 모드(도 2a)와, 각각의 전압 소스(V1, V2)에 의해 생성되는 전압(D1-D4)이 이온 미러(M1, M2)의 각각의 영역(R1, R2)에서 이온 반사 전기장(ion reflection electric field; REF)을 확립하는 이온 반사 모드(도 2b) 사이에서, 전압(D1-D4)의 선택적인 인가에 의해, 제어 가능하고 스위칭 가능하다. 도 2a의 예에 의해 예시되는 바와 같이, 일단 이온 소스(12)로부터의 이온이 이온 미러(M1)의 유입구 어퍼쳐(A1)를 통해 이온 미러(M1)의 영역(R1) 안으로 날아가면, 이온은, V1의 전압(D1-D4)의 선택적인 제어를 통해 이온 미러(M1)의 영역(R1)에서 확립되는 이온 투과 전기장(TEF)에 의해 ELIT(14)의 길이 방향 축(22)을 향해 집속된다(focused). 이온 미러(M1)의 영역(R1)에서의 투과 전기장(TEF)의 집속 효과의 결과로서, 접지 챔버(GC)의 어퍼쳐(A2)를 통해 이온 미러(M1)의 영역(R1)을 빠져나가는 이온은, 길이 방향 축(22)에 가까운 전하 검출 실린더(CD) 안으로의 그리고 전하 검출 실린더(CD)를 통과하는 폭이 좁은 궤적(36)을 달성한다. 전압 소스(V2)의 전압(D1-D4)의 유사한 제어를 통해 이온 미러(M2)의 영역(R2) 내에서 동일한 이온 투과 전기장(TEF)이 선택적으로 확립될 수도 있다. 이온 전달 모드에서, M2의 어퍼쳐(A2)를 통해 전하 검출 실린더(CD)로부터 영역(R2)에 진입하는 이온은, 이온이 이온 미러(M2)의 어퍼쳐(A1)를 통해 이온 미러(M2)를 빠져나가도록, 영역(R2) 내의 이온 투과 전기장(TEF)에 의해 길이 방향 축(22)을 향해 집속된다.
도 2b의 예에 의해 예시되는 바와 같이, V2의 전압(D1-D4)의 선택적인 제어를 통해 이온 미러(M2)의 영역(R2)에서 확립되는 이온 반사 전기장(REF)은, M2의 이온 유입구 어퍼쳐(ion inlet aperture)(A2)를 통해 전하 검출 실린더(CD)로부터 이온 영역(R2)에 진입하는 이온을 감소시켜 정지시키도록, 이온을 M2의 어퍼쳐(A2)를 반대 방향으로 통과하여 그리고 이온 궤적(38)에 의해 묘사되는 바와 같이 M2에 인접한 전하 검출 실린더(CD)의 단부 안으로 반대 방향으로 가속시키도록, 그리고 이온 미러(M1)를 향해 전하 검출기(CD)를 반대 방향으로 통과하는 이온의 폭이 좁은 궤적을 유지하기 위해 이온 미러(M2)의 영역(R2) 내의 중앙의 길이 방향 축(22)을 향해 이온을 집속시키도록 역할을 한다. 전압 소스(V1)의 전압(D1-D4)의 유사한 제어를 통해 이온 미러(M1)의 영역(R1) 내에서 동일한 이온 반사 전기장(REF)이 선택적으로 확립될 수도 있다. 이온 반사 모드에서, M1의 어퍼쳐(A2)를 통해 전하 검출 실린더(CD)로부터 영역(R1)에 진입하는 이온은, 영역(R1) 내에서 확립되는 이온 반사 전기장(REF)에 의해 감속되어 정지되고, 그 다음, M1의 어퍼쳐(A2)를 반대 방향으로 통과하여 M1에 인접한 전하 검출 실린더(CD)의 단부 안으로 반대 방향으로 가속되고, 그리고 전하 검출기(CD)를 반대 방향으로 통과하여 이온 미러(M2)를 향하는 이온의 폭이 좁은 궤적을 유지하도록 이온 미러(M1)의 영역(R1) 내에서 중앙의 길이 방향 축(22)을 향해 집속된다. ELIT(14)의 길이를 순회하며(traverse), 방금 설명된 바와 같이 이온 미러(M1, M2) 사이에서 이온이 전하 검출 실린더(CD)를 통해 왔다갔다 계속 이동하는 것을 가능하게 하는 방식으로 이온 영역(R1, R2)내의 이온 반사 전기장(REF)에 의해 반사되는 이온은, ELIT(14) 내에서 가두어지는 것으로 간주된다.
이온 미러(M1, M2) 각각의 이온 미러를, 상기에서 설명되는 이온 투과 및 반사 모드로 제어하기 위해 전압 소스(V1, V2)에 의해 각각 생성되는 출력 전압(D1-D4)의 예시적인 세트가 하기의 표 I에서 도시되어 있다. DC1-DC4의 다음의 값은 단지 예로서만 제공된다는 것, 및 DC1-DC4 중 하나 이상 것의 다른 값이 대안적으로 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
Figure pct00001
이온 미러(M1, M2) 및 전하 검출 실린더(CD)가 그들을 관통하는 원통형 통로를 정의하는 것으로 도 1 내지 도 2b에서 예시되지만, 대안적인 실시형태에서, 이온 미러(M1, M2) 중 어느 하나 또는 둘 모두 및/또는 전하 검출 실린더(CD)는, 길이 방향 축(22)이 중심을 관통하는 통로(들) 중 하나 이상이 원형이 아닌 단면 영역 및 프로파일을 나타내도록, 그들을 관통하는 비원통형 통로를 정의할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 여전히 다른 실시형태에서, 단면 프로파일의 형상에 관계없이, 이온 미러(M1)를 통해 정의되는 통로의 단면 영역은 이온 미러(M2)를 통해 정의되는 통로와는 상이할 수도 있다.
이제 도 3을 참조하면, 도 1에서 예시되는 프로세서(16)의 실시형태가 도시된다. 예시된 실시형태에서, 프로세서(16)는 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되는 전하 검출 신호(CHD)를 수신하는 입력 및 종래의 아날로그 대 디지털(Analog-to-Digital; A/D) 컨버터(42)의 입력에 전기적으로 연결되는 출력을 구비하는 종래의 증폭기 회로(40)를 포함한다. A/D 컨버터(42)의 출력은 제1 프로세서(50)(P1)에 전기적으로 연결된다. 증폭기(40)는 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되는 전하 검출 신호(CHD)를 증폭하도록 종래의 방식으로 동작 가능하며, A/D 컨버터는, 이어서, 증폭된 전하 검출 신호를 디지털 전하 검출 신호(charge detection signal; CDS)로 변환하도록 종래의 방식으로 동작 가능하다. 프로세서(50)는, 예시된 실시형태에서, 프로세싱 회로(50)에 저장되는 이온 측정 이벤트 기록이 다수의 전하 검출 이벤트 측정치를 포함하도록 이온 측정 이벤트에서의 각각의 전하 검출 이벤트에 대한 전하 검출 신호(CDS)를 저장하도록 동작 가능하다.
도 3에서 예시되는 프로세서(16)는, 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되는 전하 검출 신호(CHD)를 수신하는 제1 입력, 임계 전압 생성기(TG)에 의해 생성되는 임계 전압(CTH)을 수신하는 제2 입력(46) 및 프로세서(50)에 전기적으로 연결되는 출력을 구비하는 종래의 비교기(44)를 더 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 프로세서(16)는, 도 3의 예에 의해 도시되는 바와 같이, 전하 검출 신호(CHD)를 수신하는 입력 및 비교기(44)에 전기적으로 연결되는 출력을 구비하는 신호 컨디셔닝 회로(signal conditioning circuit; 45)를 더 포함한다. 신호 컨디셔닝 회로(45)를 포함하지 않는 실시형태에서, 비교기(44)는 임계 전압(CTH)값의 크기에 대한 전하 검출 신호(CDH)의 크기에 의존하는 트리거 신호(TR)를 자신의 출력에서 생성하도록 종래의 방식으로 동작 가능하다. 하나의 실시형태에서, 예를 들면, 비교기(44)는, CHD가 CTH보다 더 작은 한, 기준 전압, 예를 들면, 접지 전위에서 또는 그 근처에서 "비활성" 트리거 신호(TR)를 생성하도록 동작 가능하고, CHD가 CTH 이상일 때, 회로부(40, 42, 44, 45, 46, 50)의 공급 전압 또는 그 근처에서 "활성" TR 신호를 생성하도록 가능하다. 대안적인 실시형태에서, 비교기(44)는, CHD가 CTH보다 더 작은 한, 공급 전압에서 또는 그 근처에서 "비활성" 트리거 신호(TR)를 생성하도록 동작 가능할 수도 있고, CHD가 CTH 이상일 때 기준 전위에서 또는 그 근처에서 "활성" 트리거 신호(TR)를 생성하도록 동작 가능하다. 기술 분야의 숙련된 자는, 트리거 신호(TR)의 "비활성" 및 "활성" 상태를 확립하기 위해 사용될 수도 있는 다른 상이한 트리거 신호 크기 및/또는 상이한 트리거 신호 극성을, 그러한 상이한 트리거 신호 크기 및/또는 상이한 트리거 신호 극성이 프로세서(50)에 의해 구별 가능한 한, 인식할 것이고, 임의의 그러한 다른 상이한 트리거 신호 크기 및/또는 상이한 트리거 신호 극성은 본 개시의 범위 내에 속하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 임의의 경우에, 비교기(44)는, 추가적으로, 기준 전압과 공급 전압 사이의 출력의 신속한 스위칭을 방지하기 위해 소망되는 양의 히스테리시스를 포함하도록 종래의 방식으로 설계될 수도 있다.
상기에서 간략하게 설명되는 신호 컨디셔닝 회로(45)를 포함하는 몇몇 실시형태에서, 그러한 신호 컨디셔닝 회로(45)는, 예시적으로, 합법적인 전하 검출 이벤트 신호를 비교기(44)에 전달하기 위해 그러나 더 높은 주파수 노이즈 펄스가 비교기(44)에 도달하는 것을 차단하고, 그에 의해, 노이즈에 의해 트리거되는 검출 이벤트의 가능성을 감소시키기 위해, 적절한 주파수 범위 내에서 신호를 전달하도록 구성되는 종래의 대역 통과 필터 회로의 형태로 제공될 수도 있다. 신호 컨디셔닝 회로(45)를 포함하는 다른 실시형태에서, 그러한 신호 컨디셔닝 회로(45)는 에지가 검출된 가우스 형상의(Gaussian-shaped) 출력 신호, 즉 가우스 함수(Gaussian function)와 같은 형상으로 되는 출력 신호를 생성하도록 구성되는 신호 성형 증폭기(signal shaping amplifier)의 형태로 제공될 수도 있다. 그러한 신호 성형 증폭기는, 예시적으로, 전하 검출 신호(CHD)의 상승 에지를 짧은 가우스 형상의 펄스(Gaussian-shaped pulse)로 변환하고 전하 검출 신호(CHD)의 하강 에지를 반대 극성의 유사한 가우스 형상의 펄스로 변환할 것이다. 이 실시형태에서, 비교기(44)는 가우스 형상 신호 중 어느 하나가 비교기(44)의 스위칭 임계 전압을 초과할 때 "활성" 트리거 신호(TR)를 생성할 것이다.
예시된 실시형태에서, 프로세서(50)는 임계 전압(CTH)을 생성하게끔 임계 전압 생성기(46)를 제어하도록 동작 가능하다, 즉 프로그래밍된다. 하나의 실시형태에서, 임계 전압 생성기(46)는, 디지털 임계 제어 신호(digital threshold control signal)(THC)에 의해 정의되는 극성 및 크기를 갖는 아날로그 임계 전압(CTH)을 생성하기 위해, 디지털 임계 제어 신호(THC)에 응답하도록 구성되는 종래의 제어 가능한 DC 전압 소스의 형태로, 예를 들면, 단일의 직렬 디지털 신호 또는 다수의 병렬 디지털 신호의 형태로, 구현된다. 대안적인 실시형태에서, 임계 전압 생성기(46)는, 디지털 임계 제어 신호(THC)에 의해 정의되는 크기를 갖는, 몇몇 실시형태에서 극성을 갖는, 아날로그 임계 전압(CTH)을 생성하기 위해 직렬 또는 병렬 디지털 임계 전압(TCH)에 응답하는 종래의 디지털 대 아날로그(digital-to-analog; D/A) 컨버터의 형태로 제공될 수도 있다. 몇몇 그러한 실시형태에서, D/A 컨버터는 프로세서(50)의 일부를 형성할 수도 있다. 기술 분야의 숙련된 자는, 소망되는 크기 및/또는 극성의 임계 전압(CTH)을 선택적으로 생성하기 위한 다른 종래의 회로 및 기술을 인식할 것이고, 임의의 그러한 다른 종래의 회로 및/또는 기술은 본 개시의 범위 내에 속하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다.
프로세서(50)에 의해 수행되는 전술한 기능에 더하여, 프로세서(50)는 또한, 이온 검출기(24)를 포함하는 실시형태에서, 이온 검출기(24)에 의해 생성되는 출력 신호(MCP)를 수신 및 프로세싱하도록, 그리고 이온 미러(M1, M2)의 영역(R1, R2) 내에서 이온 투과 및 반사 전기장을 각각 선택적으로 확립하기 위해 도 2a, 도 2b와 관련하여 상기에서 설명되는 바와 같이 전압 소스(V1, V2) 둘 모두를 제어하도록 동작 가능하다. 하나의 실시형태에서, 프로세서(50)는, 예시적으로, 이온 측정 이벤트에 대한 그리고 전하 검출 이벤트에 대한 전하 검출 신호(CDS)를 수집 및 저장하기 위해, 임계 전압(CTH)의 크기 및/또는 극성이 결정되는 또는 유도되는 임계 제어 신호(들)(TCH)를 생성하기 위해, 그리고 비교기(44)에 의해 생성되는 출력 신호(TR)를 모니터링하는 것에 의해 결정되는 바와 같은 임계 전압(CTH)에 대한 전하 검출 신호(CHD)에 기초하여 그리고 이온 검출 신호(MCP)에 기초하여 전압 소스(V1, V2)를 제어하기 위해, 방금 설명된 바와 같이 프로그래밍되는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA)의 형태로 제공된다. 이 실시형태에서, 도 1과 관련하여 설명되는 메모리(18)는 FPGA의 프로그래밍으로 통합되고, 그 일부를 형성한다. 대안적인 실시형태에서, 프로세서(50)는 하나 이상의 종래의 마이크로프로세서 또는 컨트롤러 및 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 컨트롤러에 의해 실행될 때, 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 컨트롤러로 하여금 방금 설명된 바와 같이 동작하게 하는 명령어를 내부에 저장한 하나 이상의 수반되는 메모리 유닛의 형태로 제공될 수도 있다. 다른 대안적인 실시형태에서, 프로세싱 회로(50)는, 순전히, 상기에서 설명되는 바와 같이 동작하도록 설계되는 하나 이상의 종래의 하드웨어 회로의 형태로, 또는 하나 이상의 그러한 하드웨어 회로 및 상기에서 설명되는 바와 같이 동작하도록 메모리에 저장되는 명령어를 실행하도록 동작 가능한 적어도 하나의 마이크로프로세서 또는 컨트롤러의 조합으로서 구현될 수도 있다.
임의의 경우에, 도 3에서 묘사되는 프로세서(16)의 실시형태는 또한 예시적으로, 제1 프로세서(50)에 그리고 또한 하나 이상의 주변장치 디바이스(20)에 커플링되는 제2 프로세서(52)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 프로세서(52)는 하나 이상의 주변장치 디바이스(20)를 포함할 수도 있다. 임의의 경우에, 프로세서(52)는, 예시적으로, 이온 전하, 질량 대 전하 및 질량 정보를 결정하기 위해, 제1 프로세서(50)에 및/또는 제1 프로세서(50)에 의해 저장되는 이온 측정 이벤트 정보를 프로세싱하도록 동작 가능하다. 프로세서(52)는, 이온 질량 정보의 적어도 일부 어떤 양의 분석을 결정, 디스플레이, 저장 및 수행하기 위해, 이온 측정 이벤트 정보를 프로세싱할 수 있는, 즉, 충분한 컴퓨팅 파워를 가질 수 있는 임의의 종래의 컴퓨터 또는 컴퓨팅 디바이스의 형태로 제공될 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 프로세서(52)는 종래의 퍼스널 컴퓨터(personal computer; PC)의 형태로 제공될 수도 있지만, 다른 실시형태에서, 프로세서(52)는 더 큰 또는 더 적은 컴퓨팅 파워를 갖는 하나 이상의 컴퓨터 또는 컴퓨팅 디바이스일 수도 있거나 또는 그 하나 이상의 컴퓨터 또는 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수도 있다.
도 2a 및 도 2b와 관련하여 상기에서 간략히 설명되는 바와 같이, 전압 소스(V1, V2)는, 예시적으로, 이온 소스(12)로부터 ELIT(14) 안으로 도입되는 이온을 ELIT(14)를 통해 빠져나가게 안내하도록, 그리고 그 다음, 단일의 이온이 ELIT(14) 내에서 선택적으로 가두어지게 하고, 그 결과, 가두어진 이온이 M1과 M2 사이에서 왔다갔다 발진할 때 그것이 전하 검출기(CD)를 반복적으로 통과하도록, 이온 미러(M1)의 영역(R1)에서 그리고 이온 미러(M2)의 영역(R2)에서 이온 투과 전기장 및 이온 반사 전기장을 선택적으로 확립하는 방식으로 프로세서(50)에 의해 제어된다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, ELIT(14)의 이온 미러(M1, M2)의 그러한 순차적인 제어 및 동작의 예를 묘사하는 도 1의 ELIT(14)의 단순화된 다이어그램이 도시된다. 다음의 예에서, 프로세서(50)는 프로그래밍에 따라 전압 소스(V1, V2)의 동작을 제어하는 것으로 설명될 것이지만, 대안적인 실시형태에서, 전압 소스(V1)의 동작 및/또는 전압 소스(V1)의 동작은, 적어도 부분적으로, 자신의 프로그래밍에 따라 프로세서(52)에 의해 제어될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
도 4a에서 예시되는 바와 같이, ELIT 제어 시퀀스는, 프로세서(50)가, 이온 미러(M1)의 영역(R1) 내에서 이온 투과 전기장을 확립하는 것에 의해 이온 미러(M1)를 이온 투과 동작 모드(T)로 제어하도록 전압 소스(V1)를 제어하는 것 및 또한, 마찬가지로, 이온 미러(M2)의 영역(R2) 내에서 이온 투과 전기장을 확립하는 것에 의해 이온 미러(M2)를 이온 투과 동작 모드(T)로 제어하도록 전압 소스(V2)를 제어하는 것으로 시작한다. 결과적으로, 이온 소스(12)에 의해 생성되는 이온은 이온 미러(M1)로 전달되고, 그들이 전하 검출 실린더(CD)를 통과할 때, 영역(R1)에 확립되는 이온 투과 전기장(TEF)에 의해 길이 방향 축(22)을 향해 집속된다. 그 다음, 이온은 전하 검출 실린더(CD)를 통과하여 이온 미러(M2)로 이동하는데, 여기서 M2의 영역(R2) 내에서 확립되는 이온 투과 전기장은, 이온이 도 4a에서 예시되는 이온 궤적(60)에 의해 예시되는 바와 같이 M2의 출구 어퍼쳐(A1)를 통과하도록, 길이 방향 축(22)을 향해 이온을 집속시킨다. 도 4a에서 예시되는 상태에서, M1 및 M2는 개방되고 ELIT(14)는 완전히 개방된다. 몇몇 실시형태에서, 이온 검출기(24)에 의해 생성되는 이온 검출 정보는, 방금 설명된 바와 같이 이온 소스(12)에 의해 생성되는 하나 이상의 이온이 ELIT(14)에 성공적으로 진입하고 통과하는 것을 보장하기 위해, ELIT(14)의 하나 이상의 동작 파라미터 또는 조건을 조정/수정하기 위해 사용된다.
이제 도 4b를 참조하면, 이온 미러(M1, M2)의 둘 모두가, 예를 들면, 이온 검출기(24)에 의해 생성되는 이온 검출 신호를 모니터링하는 것 및 필요에 따라 ELIT(14)의 하나 이상의 동작 파라미터 또는 조건을 조정/수정하는 것에 의해, 선택된 시간 기간 동안 및/또는 자신들을 관통하는 성공적인 이온 투과가 달성될 때까지 이온 투과 동작 모드에서 동작하고 있은 이후, 프로세서(50)는, 예시적으로, 도시되는 바와 같이 이온 미러(M1)를 이온 투과 동작 모드(T)에서 유지하는 동안, 이온 미러(M2)의 영역(R2) 내에서 이온 반사 전기장을 확립하는 것에 의해 이온 미러(M2)를 이온 반사 동작 모드(R)로 제어하게끔 전압 소스(V2)를 제어하도록 동작 가능하다. 결과적으로, 이온 미러(M1)에 진입하는 이온 소스(12)에 의해 생성되는 이온은, 도 4a와 관련하여 방금 설명된 바와 같이 이온이 이온 미러(M1)를 통해 전하 검출 실린더(CD)로 전달되도록, 이온 미러(M1)의 영역(R1)에서 확립되는 이온 투과 전기장에 의해 길이 방향 축(22)을 향하여 집속된다. 그 다음, 이온은 전하 검출 실린더(CD)를 통해 이온 미러(M2)로 전달되는데, 여기서, M2의 영역(R2) 내에서 확립되는 이온 반사 전기장은, 도 4b의 이온 궤적(62)에 의해 예시되는 바와 같이, 이온으로 하여금 반대 방향으로 그리고 다시 전하 검출 실린더(CD)로 이동하게 하도록 반사된다, 즉 가속된다. 도 4b에서 예시되는 상태에서, M1은 개방되고, M2는 폐쇄되며, 따라서, ELIT(14)는 한쪽 단부(M1)에서 개방되고 다른 쪽 단부(M2)에서 폐쇄된다.
이제 도 4c를 참조하면, 이온 미러(M2)의 영역(R2)에서 이온 반사 전기장이 확립된 이후, 프로세서(50)는, 이온을 ELIT(14) 내에서 가두기 위해 이온 미러(M2)를 이온 반사 모드(R)에서 유지하면서, 이온 미러(M1)의 영역(R1) 내에서 이온 반사 전기장을 확립하는 것에 의해 이온 미러(M1)를 이온 반사 동작 모드(R)로 제어하게끔 전압 소스(V1)를 제어하도록 동작 가능하다. 도 4c에서 예시되는 상태에서, M1 및 M2는 폐쇄되고, ELIT(14)는 마찬가지로 폐쇄된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세서(50)는, 예시적으로, "랜덤 트래핑 모드(random trapping mode)"에서 ELIT(14)를 제어하도록 동작 가능하다, 즉, 그렇게 하도록 프로그래밍되는데, "랜덤 트래핑 모드"에서, 프로세서(50)는, 선택된 시간 기간 동안 도 4b에서 예시되는 상태에서, 즉, M1이 이온 투과 모드에 있고 M2가 이온 반사 모드에 있는 상태에서 ELIT가 동작한 이후, 이온 미러(M1)를 반사 동작 모드(R)로 제어하도록 동작 가능하다. 선택된 시간 기간이 경과될 때까지, ELIT(14)는 도 4b에서 예시되는 상태에서 동작하도록 제어된다.
적어도 하나의 이온이 ELIT(14) 내에 가두어진다는 어떠한 확인도 없이 이온 반사 동작 모드로의 M1의 타이밍 조절된 제어에 기인하여, 랜덤 트래핑 동작 모드를 사용하여 ELIT(14)에서 적어도 하나의 이온을 가둘 확률은 상대적으로 낮다. 랜덤 트래핑 동작 모드 동안 ELIT(14) 내에 가두어지는 이온의 수는 푸아송(Poisson) 분포를 따르며, 이온의 0.1 % 미만이 가두어지기 때문에 랜덤 또는 "연속적인" 트래핑은 상대적으로 비효율적이다는 것이 일반적으로 이해된다.
특히 본 개시와 관련되는 다른 실시형태에서, 프로세서(50)는, 내부에 단일의 이온을 가둘 실질적으로 더 큰 확률을 예시적으로 유지하는 "트리거 트래핑 모드"에서 ELIT(14)를 제어하도록 동작 가능하다, 즉 프로그래밍된다. 트리거 트래핑 모드의 제1 버전에서, 프로세서(50)는 비교기(44)에 의해 생성되는 트리거 신호(TR)를 모니터링하도록 그리고 트리거 신호(TR)가 자신의 "비활성" 상태를 "활성" 상태로 변경하는 경우, ELIT(14) 내에 이온을 가두도록 이온 미러(M1)를 반사 동작 모드(R)로 제어하게끔 전압 소스(V1)를 제어하도록 동작 가능하다. 몇몇 실시형태에서, 프로세서(50)는, 트리거 신호(TR)의 상태의 변화의 검출 즉시 이온 미러(M1)를 반사 모드(R)로 제어하게끔 전압 소스(V1)를 제어하도록 동작 가능할 수도 있고, 다른 실시형태에서, 프로세서(50)는, 트리거 신호(TR)의 상태의 변화의 검출에 후속하여 미리 정의된 지연 기간의 만료시 이온 미러(M1)를 반사 모드(R)로 제어하게끔 전압 소스(V1)를 제어하도록 동작 가능할 수도 있다. 임의의 경우에, 자신의 "비활성" 상태로부터 "활성" 상태로의 트리거 신호(TR)의 상태의 변화는 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되는 전하 검출 신호(CHD)가 임계 전압(CTH)에 도달하거나 또는 그것을 초과하는 것으로부터 유래하고, 따라서, 내부에서의 이온 이동에 의해 전하 검출 실린더(CD) 상에서 유도되는 전하의 검출에 대응한다. 따라서, 이온이 전하 검출 실린더(CD) 내에서 이동하고 있는 상태에서, 이온 미러(M1)를 반사 동작 모드(R)로 제어하기 위한 전압 소스(V1)의 프로세서(50)에 의한 제어는, 랜덤 트래핑 모드에 비해, ELIT(14) 내에서 이온을 가둘 상당히 향상된 확률로 나타난다. 따라서, 도 4b에서 예시되는 바와 같이 이온이 이온 미러(M1)를 통해 ELIT(14)에 진입하고 전하 검출 실린더(CD)를 통해 이온 미러(M2)를 향해 처음 통과하는 것 또는 이온 미러(M2)의 영역(R2) 내에서 확립되는 이온 반사 전기장에 의해 검출된 이후 다시 전하 검출 실린더(CD)를 통과하는 것 중 어느 하나로서 검출되는 경우, 이온 미러(M1)는 ELIT(14) 내에서 이온을 가두기 위해 도 4c에서 예시되는 바와 같이 반사 모드(R)로 제어된다.
트리거 트래핑 모드의 제2 버전에서, 도 4b에서 예시되는 프로세스 또는 단계는 생략되거나 또는 우회되고, ELIT(14)가 도 4a에서 예시되는 바와 같이 동작하는 상태에서, 프로세서(50)는, 비교기(44)에 의해 생성되는 트리거 신호(TR)를 모니터링하도록 그리고 트리거 신호(TR)가 자신의 "비활성" 상태에서 "활성" 상태로 변하면/변하는 경우 각각의 이온 미러(M1, M2)를 반사 동작 모드(R)로 제어하여 ELIT(14) 내에 이온을 가두게끔 전압 소스(V1, V2) 둘 모두를 제어하도록 동작 가능하다. 따라서, 이온이 이온 미러(M1)를 통해 ELIT(14)에 진입하였고 도 4a에서 예시되는 바와 같이 전하 검출 실린더(CD)를 통해 이온 미러(M2)를 향해 처음으로 통과하는 것으로 검출되는 경우, 이온 미러(M1 및 M2) 둘 모두는, ELIT(14) 내에서 이온을 가두기 위해, 도 4c에서 예시되는 바와 같이 반사 모드(R)로 제어된다. 최적화된 이온 유입구 신호 강도를 갖는 종래의 트리거 트래핑 모드에서, 예를 들면, 도 5a에서 묘사되고 하기에서 설명되는 바와 같이, 여기에서 단일의 이온 트래핑 이벤트 및 모든 획득된 트래핑 이벤트의 비율로서 정의되는 트래핑 효율성은, 랜덤 트래핑에서의 37 %와 비교하여, 90 %에 근접할 수 있다는 것이 나타내어졌다.
임의의 경우에, ELIT(14) 내에 이온을 가두기 위해 이온 미러(M1, M2) 둘 모두가 이온 반사 동작 모드(R)로 제어된 상태에서, 이온은, 이온 미러(M1 및 M2)의 영역(R1 및 R2)에서 각각 확립되는 대향하는 이온 반사 전기장에 의해, 도 4c에서 묘사되는 이온 궤적(64)에 의해 예시되는 바와 같이 매번 전하 검출 실린더(CD)를 통과하면서, 이온 미러(M1과 M2) 사이에서 왔다갔다 발진하게 된다. 하나의 실시형태에서, 프로세서(50)는, 이온이 선택된 횟수 전하 검출 실린더(CD)를 통과할 때까지, 도 4c에서 예시되는 동작 상태를 유지하도록 동작 가능하다. 대안적인 실시형태에서, 프로세서(50)는, M1(및 몇몇 실시형태에서 M2)을 이온 반사 동작 모드(R)로 제어한 이후, 선택된 시간 기간 동안 도 4c에서 예시되는 동작 상태를 유지하도록 동작 가능하다. 이온이 선택된 횟수 전하 검출 실린더(CD)를 통과하거나 또는 시간의 선택된 기간 동안 이온 미러(M1, M2) 사이에서 왔다갔다 발진하면, 도 4a 내지 도 4c에서 예시되는 시퀀스는 도 4a에서 예시되는 것으로 복귀하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 이온 미러(M1, M2)의 영역(R1, R2) 내에서 이온 투과 전기장을 각각 확립하는 것에 의해 이온 미러(M1, M2)를 각각 이온 투과 동작 모드(T)로 제어하게끔 전압 소스(V1, V2)를 제어하도록 동작 가능하다, 즉, 프로그래밍된다. 그 다음, 프로세스는 소망되는 만큼 횟수만큼 동안 반복된다.
도 4c에서 예시되는 바와 같이 이온이 이온 미러(M1, M2) 사이에서 왔다갔다 발진하는 상태에서, 이온이 통과할 때마다 ELIT(14)의 전하 검출기(CD) 상에서 전하가 유도된다. 각각의 그러한 유도된 전하는 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 검출되고 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되는 대응하는 전하 검출 신호(CHD)는 증폭기 회로(40)에 의해 증폭되고 A/D 컨버터(42)에 의해 디지털화되며, 디지털화된 전하 검출 신호(CDS)의 크기 및 타이밍은 전하 검출 이벤트로서 프로세서(50)에 의해 기록된다, 즉 저장된다. 따라서, 각각의 기록된 전하 검출 이벤트 기록은, 예시적으로, 검출된 전하의 크기에 대응하는 이온 전하 값, 및 전하 검출 이벤트 사이의 경과된 시간에 대응하는 발진 주기 값을 포함한다. 선택된 횟수만큼 또는 선택된 시간 기간 동안 전하 검출기(CD)를 통해 왔다갔다하는 이온의 발진으로부터 유래하는 전하 검출 이벤트의 콜렉션(collection)은, 이온 측정 이벤트라는 용어가 본원에서 정의되는 바와 같이 이온 측정 이벤트를 구성한다(트래핑 이벤트로서 또한 지칭됨).
이온 측정 이벤트 데이터, 즉 이온 측정 이벤트를 구성하는 전하 검출 이벤트는, 예시적으로, 이온의 전하, 질량 대 전하 비율 및 질량 값을 결정하도록 프로세서(52)에 의해 프로세싱된다. 하나의 실시형태에서, 이온 측정 이벤트 데이터는, 프로세서(16)를 사용하여, 전하 검출 이벤트의 기록된 콜렉션의 푸리에 변환(Fourier Transform)을 계산하는 것에 의해 프로세싱된다. 프로세서(16)는, 예시적으로, 예를 들면, 종래의 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform; FFT) 알고리즘과 같은, 그러나 이들로 제한되지는 않는, 임의의 종래의 디지털 푸리에 변환(digital Fourier Transform; DFT) 기술을 사용하여 그러한 푸리에 변환을 계산하도록 동작 가능하다. 임의의 경우에, 프로세서(16)는, 그 다음, 예시적으로, 이온 질량 대 전하 비율 값(m/z), 이온 전하 값(z) 및 이온 질량 값(m)을, 각각 계산된 푸리에 변환의 함수로서, 계산하도록 동작 가능하다. 프로세서(16)는, 예시적으로, 계산된 결과를 메모리(18)에 저장하도록 및/또는 관찰 및/또는 추가적인 분석에 대한 결과를 디스플레이하게끔 주변장치 디바이스(20) 중 하나 이상을 제어하도록 동작 가능하다.
자신의 대향하는 이온 미러(M1, M2) 사이에서 ELIT의 전하 검출기(CD)를 통해 왔다갔다 발진하는 이온의 질량 대 전하 비율(m/z)은, 다음 수학식에 따라 발진 이온의 기본 주파수(fundamental frequency; ff)의 제곱에 반비례한다는 것이 일반적으로 이해된다:
m/z = C/ff2,
여기서 C는 이온 에너지의 함수이고 또한 각각의 ELIT의 치수의 함수인 상수이고, 기본 주파수(ff)는 계산된 푸리에 변환으로부터 직접 결정된다. 이온 전하의 값(z)은, 이온 발진 사이클의 수를 고려하여, 기본 주파수(ff)의 크기(FTMAG)에 비례한다. 이온 질량(m)은, 그 다음, m/z 및 z의 곱으로서 계산된다. 몇몇 경우에, FFT의 고조파 주파수(harmonic frequency) 중 하나 이상의 크기(들)는, 이온 전하(z)를 결정하는 목적을 위해 기본 주파수의 크기에 추가될 수도 있다. 따라서, 프로세서(16)는 m/z = C/ff2, z = F(FTMAG) 및 m =(m/z)(z)를 계산하도록 동작 가능하다. 임의의 특정한 샘플 - 이온은 이온 소스(12)에 의해 이 임의의 특정한 샘플로부터 생성됨 - 에 대해 다수의, 예를 들면, 수백 또는 수천 개 이상의 이온 트래핑 이벤트가 통상적으로 실행되고, 이온 질량 대 전하, 이온 전하 및 이온 질량 값은 각각의 그러한 이온 트래핑 이벤트에 대해 결정/계산된다. 그러한 다수의 이온 트래핑 이벤트에 대한 이온 질량 대 전하, 이온 전하 및 이온 질량 값은, 결국에는, 결합되어, 샘플에 관련되는 스펙트럼 정보를 형성한다. 그러한 스펙트럼 정보는, 예시적으로, 상이한 형태를 취할 수도 있는데, 그 예는, 이온 카운트 대 질량 대 전하 비율, (예를 들면, 이온 전하/질량 산포도(scatter plot) 형태의) 이온 전하 대 이온 질량, 이온 카운트 대 이온 질량, 이온 카운트 대 이온 전하, 또는 등등을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지는 않는다.
전하 검출기(CD)를 통과하는 하전 입자에 의해 전하 검출기(CD) 상에서 어떠한 전하도 유도되지 않은 상태에서, 전하 검출 실린더(CD)는, 예시적으로, 기준 전하 레벨(CHREF)에서 또는 그 근처에서 동작한다. 전하 검출 실린더(CD)가 전력을 공급받지 않거나 또는 접지되어 있지 않을 때, 기준 전하 레벨(CHREF)은 통상적으로 수십 개의 전하(즉, 기본 전하 "e") 이하이지만, 몇몇 애플리케이션에서, 기준 전하 레벨(CHREF)은 수십 개보다 더 많은 전하일 수도 있다. 전하 검출 실린더(CD) 상에서의 기준 전하 레벨(CHREF)은, 임의의 시점에서 기준 전하 레벨의 불확실성의 결과로서 전하 검출 이벤트에서 불확실성을 도입할 수도 있는 전하 노이즈의 하나 이상의 잠재적으로 중요한 소스에 종속된다. 예를 들면, 제곱 평균 제곱근 편차(root-mean-square deviation; RMSD) 노이즈 형태의 그러한 노이즈는 평균 CHREF 레벨에 적어도 10 배 정도를 추가할 수도 있으며, 심지어 종래의 노이즈 감소 노력이 활용되는 상태에서도, RMSD 노이즈를 100 개 정도의 전하 미만으로 감소시키는 것이 어렵다. 이 때문에, 트리거 트래핑의 목적을 위한 임계 전압(CTH)은, 도 4b 및 도 4c와 관련하여 상기에서 설명되는 바와 같이, 전하 노이즈에 의한 비교기(44)의 잘못된 트리거링을 방지하기 위해, 통상적으로, 기준 전하 레벨(CHREF)보다 충분히 높게 설정된다. 도 5a를 참조하면, 예를 들면, 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되는 전하 검출 신호(CHD) 대 예시적인 전하 노이즈 파형(70)이 기준 전하 레벨(CHREF) 상에 중첩되어 도시되는 시간의 플롯이 도시된다. 그러한 전하 노이즈(70)의 하나의 소스는 전하 감지 전치 증폭기(CP)의 입력이다. 이온 투과 동작 모드와 이온 반사 동작 모드 사이에서의 이온 미러(M1, M2) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 스위칭으로부터 유래하는 전하 검출 실린더 상에서 유도되는 외부 전하 및 외부 이벤트에 의해 야기되는 가짜 노이즈가 그러한 것처럼, 전하 검출기(CD)의 커패시턴스도 또한 기여한다.
시간(t1과 t2) 사이에서 발생하는 예시적인 트리거 트래핑 이벤트(72)가 도 5a에서 또한 예시되어 있다. 예시된 예에서, 상대적으로 강한 전하를 갖는 적어도 하나의 이온이 전하 검출 실린더를 통과하는 것으로 검출되고, 그 결과 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 전하 검출 신호(CHD)는 도시되는 바와 같이 전하 노이즈(70)와 기준 전하 레벨(CHREF)의 조합보다 실질적으로 더 크다. 이 예에서, 임계 전압 생성기(46)에 의해 비교기(44)에 인가되는 임계 전압(CTH)은 기준 전하 레벨(CHREF) 상에 올라타는 전하 노이즈 피크에 의한 트리거 신호(TR)의 잘못된 활성화("거짓 트리거 이벤트")를 초래하지 않도록 전하 노이즈(70)와 기준 전하 레벨(CHREF)의 조합 훨씬 위에 있고, 또한, 트리거 트래핑 이벤트(72) 동안 전하 검출 신호(CHD)의 크기 훨씬 아래에 있다. 하나의 실시형태에서, 임계 전압(CTH)은, 예시적으로, 전하 노이즈(70) 및 기준 전하 레벨(CHREF)의 평균 조합의 대략 다섯 배의 전하 검출 실린더(CD) 상에서의 전하 레벨(CH) 예를 들면, 적어도 500 개 정도의 전하와 동등한 사후 전치 증폭기 레벨(post-preamplifier level)에서 설정되지만, 다른 실시형태에서 임계 전압(CTH)은 이 예시적인 값보다 더 크거나 또는 더 작을 수도 있다.
후속하는 설명에서, 전하 검출 실린더(CD) 상의 전하 레벨(CH)에 대한 임계 전압(CTH)의 설명을 단순화하기 위해, 도 1에서 예시되고 상기에서 설명되는 전치 증폭기(CP)의 이득은 1.0인 것으로 가정될 것이다. 전치 증폭기(CP)의 이득이 1.0인 경우, 그러면, 전하 검출 신호(CHD) = CH이고, 따라서, 임계 전압(CTH)은 임의의 시점에서 전하 검출 실린더(CD) 상에 존재하는 전하 레벨(CH)과 비교기(44)에 의해 직접적으로 비교될 것이다. 그러나, 1.0의 전치 증폭기 이득은 단지 다음의 논의를 단순화하기 위해 가정된다는 것, 및 실제로 전치 증폭기의 이득은 1.0보다 더 클 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, CDMS 시스템(10)의 임의의 특정한 애플리케이션에서 구현되는 실제 임계 전압(CTH)의 제어는 일반적으로 전하 전치 증폭기(CP)의 이득을 고려할 것이다.
임의의 소스로부터의 그러한 전하 노이즈(70)는, 방금 설명된 바와 같이 거짓 트리거 이벤트를 방지하기 위해, 그것이 비교기 임계 전압(CTH)을 인위적으로 높게 설정하는 것을 필요로 하기 때문에, 바람직하지 않다. 그러나, 그렇게 하는 것은, CTH 미만인 전하 검출 신호(CHD)의 크기의 바람직하지 않게 큰 범위를 남기게 되는데, 이것은 비교기(44)로 하여금 트리거 신호(TR)를 활성화하게 하지 않을 것이지만, 그러나 높은 레벨의 전하 노이즈(70)에 대해서가 아니라면 검출 가능할 수 있었다. 결과적으로, 상기에서 설명되는 트리거 트래핑의 종래의 버전의 어느 것도, 약하게 하전된 이온, 즉 CHD < CTH로 나타나는 전하 크기를 갖는 이온과 함께 효과적으로 수행되지 않을 것이다.
그러나, 임계 전압(CTH)의 특정한 제어를 통해 많은 약하게 하전된 이온이 검출될 수 있다. 예를 들면, 하기에서 나타내어지는 바와 같이, 임계 전압(CTH)의 크기와 전하 노이즈 및 약하게 하전된, 즉 저 전하 이온으로부터 유래하는 전하 검출 신호(CHD)의 대응하는 검출 가능한 조합 사이에는 확률론적 관계가 존재한다. 따라서, 도 5b에서의 예에 의해 예시되는 바와 같이, 전하 노이즈(74)가 일반적으로 예시된 임계 전압(CTH) 미만으로 유지되지만, 시간(t5와 t6) 사이에서 전하 노이즈(74)의 상부 상에서의 저 전하 이온 검출 이벤트(76)와 전하 노이즈(74)의 조합은 CTH를 초과하여 상승하고, 그에 의해, 활성 트리거 신호(TR)로 나타나게 된다. 따라서, 전하 검출 실린더(CD) 상에서의 전하 노이즈(74)와 전하 검출 실린더(CD)를 통해 통과하는 약하게 하전된 이온에 의해 전하 검출 실린더(CD) 상에서 유도되는 저 전하의 조합은, 임계 전압(CTH)의 제어된 선택을 통해 검출 가능하다. 그러나, 도 5b에서 시간(t3과 t4) 사이의 노이즈 피크(78)에 예시되는 바와 같이, 전하 노이즈(74)에서의 피크만이 단독으로 CTH를 초과할 수도 있고, 그에 의해, ELIT(14)에 의한 트래핑 이벤트를 트리거하는 활성 트리거 신호(TR)를 초래하는 것이 가능하다. 상응하여, 임의의 그러한 노이즈 기반의 트리거는, 비어 있는 트래핑 이벤트, 즉 ELIT(14) 내에 어떠한 이온도 가두어지지 않는 이벤트를 초래할 것이다. 따라서, 임계 전압(CTH)의 크기의 최적화는, 하기에서 설명될 바와 같이, 비어 있는 트래핑 이벤트를 최소화하기 위해 임계 전압(CTH)의 크기를 또한 충분히 높게 유지하면서, 약하게 하전된 이온이 트래핑 이벤트를 트리거하는 것을 허용하기 위해 임계 전압(CTH)의 크기를 충분히 낮춘다는 상반되는 목표의 균형을 맞추는 것을 필요로 한다.
다음의 분석은, 예시적으로, 전하 검출 실린더(CD) 상에서 제곱 평균 제곱근(root-mean-square; RMS) 노이즈 전하를 갖는 가우스 노이즈 스펙트럼을 가정하고, ELIT(14)의 전하 검출 실린더(CD) 내에서 이온에 의해 소비되는 시간 및 트래핑 이벤트의 하나의 완전한 발진 사이클 동안 제1 및 제2 이온 미러(M1, M2) 및 전하 검출 실린더(CD)를 순회하는(traversing) 데 소비되는 총 시간의 비율에 대응하는, ELIT(14)의 50 % 듀티 사이클을 가정한다. 다음의 분석의 결과의 수치 값은 상이한 듀티 사이클에 따라 변할 수도 있지만, 분석의 나머지는 계속 참으로 유지될 것이다는 것이 이해될 것이다.
도 4a 내지 도 4c와 관련하여 상기에서 설명되는 바와 같은 ELIT(14)의 트리거 트래핑 동작에서, 여기서 ELIT(14)의 전하 검출 실린더(CD)에 의해 검출 가능한 초당 이온의 수로서 정의되는 검출 주파수는, 전하 검출 실린더(CD)를 통과하는 그러한 이온의 전하의 크기("전하 신호 진폭"), 즉, 전하 검출 실린더(CD) 상에서 전하에 의해 유도되는 바와 같은 그리고 1.0의 이득을 갖는 전하 전치 증폭기에 의해 검출 가능한 전하의 크기 및 비교기 임계치(CTH) 둘 모두의 함수이다는 것이 나타내어질 수 있는데, 1.0의 이득은, 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되며 비교기(44)에 의해 임계 전압(CTH)과 직접적으로 비교되는 전하 검출 신호(CHD)의 크기가, 상기에서 간략하게 설명되는 바와 같이, 전하의 것과 동일하도록 편의를 위해 할당된다. 도 6a를 참조하면, 예를 들면, 상이한 각각의 이온 전하 레벨, 즉 전하 신호 진폭과 관련되는 예시적인 검출 주파수 및 비교기 임계치 프로파일 쌍을 예시하는 검출 주파수 대 (전하 단위의) 비교기 임계치(CTH)의 플롯이 도시된다.
도 6a에서 묘사되는 프로파일(80)은, 예시적으로, 노이즈에 의해 랜덤하게 가두어지는 이온에 대한 검출 주파수를 나타낸다. 도 6a에서 예시되는 바와 같이, 노이즈(80)의 검출 주파수는 대략적으로 CTH = 170 e 미만으로 감소하는데, CTH = 170 e 미만의 노이즈 트리거 이벤트 사이의 시간 간격은 이온이 ELIT(14)에 진입하기에 너무 작게 되기 때문이다. CTH = 170 e를 초과하면, 트래핑 시간이 초당 최대 t-1 개의 트래핑 이벤트로 고정되기 때문에 노이즈(80)의 검출 주파수가 평평해진다. 대략 CTH = 270 e를 초과하면, 노이즈(80)의 검출 주파수는 감소되는데, 그 이유는, 이 범위에서, CTH를 초과하는 노이즈의 발생은 CTH 크기가 증가함에 따라 자연스럽게 감소할 것이기 때문이다. 도 6a가 또한 예시하는 바와 같이, 노이즈 트리거 트래핑으로 달성되는 최대 검출 효율성은, 상기에서 설명되는 바와 같이 랜덤 또는 연속적인 트리거 트래핑으로 달성 가능한 동일한 최대 검출 효율성인 0.001보다 약간 더 작다.
도 6a에서 묘사되는 나머지 프로파일(82-92)은, 50에서부터 300 e까지의 범위에 이르는 상이한 전하 신호 진폭을 갖는 노이즈 플러스 전하 신호 트리거 트래핑에 대한 검출 주파수 프로파일을 예시한다. 예를 들면, 프로파일(82)은 50 e의 이온 전하 레벨 또는 전하 신호 진폭 에 대응하고, 프로파일(84)는 100 e의 이온 전하 레벨 또는 전하 신호 진폭에 대응하고, 프로파일(86)은 150 e의 이온 전하 레벨 또는 전하 신호 진폭에 대응하고, 프로파일(88)은 200 e의 이온 전하 레벨 또는 전하 신호 진폭에 대응하고, 프로파일(90)은 250 e의 이온 전하 레벨 또는 전하 신호 진폭에 대응하고, 프로파일(92)은 300 e의 이온 전하 레벨 또는 전하 신호 진폭에 대응한다. 각각의 경우, 프로파일(82-92)은 단일의 최대치 또는 피크를 나타낸다. 이 최대치 또는 피크는, 예시적으로, 상기에서 설명되는 두 개의 경쟁 목표로부터 유래한다. 노이즈 트리거 트래핑과 관련하여 방금 설명된 바와 같이, 예를 들면, 각각의 검출 주파수 피크가 발생하는 값 위로 비교기 임계 값(CTH)을 증가시키는 것은, CTH를 초과하는 노이즈 + 전하 신호 진폭의 발생 횟수에서의 대응하는 감소로 나타난다. 다른 한편으로, 각각의 검출 주파수 피크가 발생하는 값 아래로 CTH가 감소하면, 노이즈 단독에 의해 더 많은 트래핑 이벤트가 트리거되고 트리거된 트래핑에 대한 이용 가능한 시간도 마찬가지로 감소된다. 따라서, 각각의 그러한 전하 신호 진폭에 대한 최적의 비교기 임계치 크기(CTH)는 각각의 검출 주파수 피크에서 발생하고, 그에 의해, 대응하는 전하 신호 진폭을 갖는 이온에 대한 검출 효율성을 최대화한다.
도 6a에 추가로 예시되는 바와 같이, 최적의 비교기 임계치 크기(CTH)는 전하 신호 진폭이 감소함에 따라 감소한다. 예시된 예에서, 50 e의 전하 신호 진폭에 대한 최적의 비교기 임계치 크기(T1)는 대략적으로 260 e이고, 100 e의 전하 신호 진폭에 대한 최적의 비교기 임계치 크기(T2)는 대략적으로 280 e이고, 150 e의 전하 신호 진폭에 대한 최적의 비교기 임계치 크기(T3)는 대략적으로 300 e이고, 200 e의 전하 신호 진폭에 대한 최적의 비교기 임계치 크기(T4)는 대략적으로 320 e이고, 등등이다. 도 6a에서 도시되지는 않지만, 예시적인 검출 주파수 프로파일(80-92)은, 이 경우에서는 1 Hz인 하나의 특정한 이온 유입구 주파수에 대해서만 정의된다. 50 e만큼 낮은 전하 진폭에도 불구하고, 대략 270 e의 대응하는 최적의 비교기 임계치(CTH)의 선택은, 랜덤 또는 연속적인 트래핑과 비교하여, 검출 확률에서 10 배 증가로 나타난다는 것을 유의해야 한다.
이 설명의 목적을 위해, 이온 유입구 주파수는, 이온 소스(12)에 의해 (도 4a의 예에 의해 예시되는 바와 같이 이온 미러(M1)의 이온 유입구 어퍼쳐(A1)를 통해) ELIT(14)로 공급되는, 초당 고정된 포인트를 통과하는 이온의 흐름 또는 빔의 이온의 수로서 정의된다. 임의의 경우에, 상이한 이온 유입구 주파수는, 도 6a에서 예시되는 동일한 일반적인 형상 및 수반되는 동일한 관계일지라도, 검출 주파수 프로파일의 상이한 세트를 생성할 것이다. 일반적으로, 이온 유입구 주파수를 증가시키는 것은, 각각의 최적의 비교기 임계치 크기의 각각에서 대응하는 증가로 나타날 것이다. 그러한 만큼, 최적의 비교기 임계치 크기 값, 즉, 각각의 피크 검출 주파수가 발생하는 최적의 비교기 임계치 크기 값은, 전하 신호 진폭의 함수 및 이온 유입구 주파수의 함수이다.
도 6a에서 또한 여전히 예시되는 바와 같이, 최대 달성 가능한 검출 주파수는 전하 신호 진폭이 감소함에 따라 또한 감소한다. 이 피쳐는, 상이한 비교기 임계 값과 관련되는 전하 신호 진폭 프로파일 및 예시적인 검출 확률을 예시하는, 여기서는 다신 1 Hz인 고정된 이온 유입구 주파수에 대한 검출 확률 대 전하 신호 진폭의 플롯을 묘사하는 도 6b에서 또한 예시된다. 예시된 플롯에서, 예를 들면, 프로파일(100)은 260 e의 비교기 임계 값에 대한 검출 확률 대 전하 신호 진폭을 나타내고, 프로파일(102)은 280 e의 비교기 임계 값에 대한 검출 확률 대 전하 신호 진폭을 나타내고, 프로파일(104)은 300 e의 비교기 임계 값에 대한 검출 확률 대 전하 신호 진폭을 나타내고, 프로파일(106)은 320 e의 비교기 임계 값에 대한 검출 확률 대 전하 신호 진폭을 나타낸다. 도 6a에서 예시되는 플롯에서와 같이, 상이한 이온 유입구 주파수는, 도 6b에서 예시되는 동일한 일반적인 형상 및 뒤따르는 동일한 관계의 검출 확률 대 전하 신호 진폭 프로파일의 상이한 세트를 생성할 것이다. 그러한 만큼, 검출 확률은 전하 신호 진폭의, 비교기 임계치 크기의 그리고 이온 유입구 주파수의 함수이다.
또한 도 6a에서 예시되고 상기에서 설명되는 바와 같이, 도 6b의 플롯은, 비교기 임계치(CTH)의 선택이 전하 신호 진폭에 의존한다는 것을 상이한 맥락에서 설명한다. 따라서, 전하 신호 진폭이 감소함에 따라, 비교기 임계치(CTH)의 크기는, 도 6a 및 도 6b 둘 모두에서 예시되는 바와 같이 전하 신호 진폭에 대한 최적의 값으로 감소되도록 마찬가지로 제어되어야 한다. 그러나, 도 6b에서 가장 명확하게 예시되는 바와 같이, 그렇게 하는 것은, 더 높은 노이즈 트리거링 레이트에 의해 검출 효율성이 감소되기 때문에, 더 높은 진폭 전하 신호에 대한 검출 확률을 또한 감소시킬 것이다. 도 6b는 또한, 소정의 전하 신호 진폭(각각의 비교기 임계치 크기에 대해 상이함) 미만에서, 각각의 검출 확률이 감소되고, 각각의 소정의 전하 신호 진폭 초과에서, 검출 확률의 크기는 비교기 임계치의 크기에 비례한다는 것을 예시한다. 도 6b에 기초하여, 낮은 전하 신호 진폭을 트리거하기 위해 도 6a에서 예시되는 바와 같이 비교기 임계치(CTH)의 크기를 제어할 때, 측정된 이온 스펙트럼의 강도는, 이온 소스(12)에 의해 ELIT(14)로 공급되는 이온의 상대적 존재비(abundance)를 반영하기 위해, 비교기 임계치 크기가 감소함에 따라 예시된 감소하는 검출 확률을 사용하여 보정되어야 한다. 이와 관련하여, 보정 계수 배열은 도 6c 및 도 6d와 관련하여 하기에서 설명될 것이다.
이제 도 6c를 참조하면, (예를 들면, 도 6a에서 예시되는 프로파일(86) 및 T3의 교차점에 대응하는), 여기서는 각각 150 e 및 300 e인 전하 신호 진폭 및 최적의 비교기 임계 크기의 예시적인 쌍과 관련되는 예시적인 검출 주파수 및 이온 유입구 주파수 프로파일(108)을 예시하는 검출 주파수 대 이온 유입구 주파수의 플롯이 도시된다. 전하 신호 진폭 및 최적의 비교기 임계 크기의 상이한 쌍은, 일반적으로 동일한 형상에도 불구하고, 상이한 검출 주파수 대 이온 유입구 주파수 프로파일을 생성할 것이다는 것이 이해될 것이다. 임의의 경우에, 프로파일(108)은, 이온 주파수가 증가함에 따라 검출 주파수도 또한 증가한다는 것을 예시한다. 예시적으로, 프로파일(108)은 가용 시간 내에 소정의 수의 이온만이 검출될 수 있기 때문에, 비선형적이다.
검출 확률 대 이온 유입구 주파수의 형태의 상기에서 설명된 관계의 재배열은, 예시적으로, 도 6c에서 예시되는 그러나 대략적으로 프로파일(108)의 중간 지점을 통해 연장되는 수평 축을 중심으로 미러링되는, 그에 의해, 스펙트럼에서의 이온 질량의 분포가 이온 소스(12)에 의해 ELIT(14)로 공급되는 이온의 흐름에서의 분포를 반영하도록 검출 효율성에서의 부수적인 감소를 고려할 필요성의 또 다른 증거가 되는, 이온 유입구 주파수가 증가함에 따른 검출 확률에서의 대응하는 비선형적 감소를 설명하는 프로파일과 유사한 프로파일을 생성한다. 이와 관련하여, 도 6d는, 다시 각각 150 e 및 300 e인 전하 신호 진폭 및 최적의 비교기 임계 크기의 예시적인 쌍과 관련되는 예시적인 보정 계수 및 검출 주파수 프로파일(110)을 예시하는 보정 계수(1/검출 확률) 대 검출 주파수의 플롯을 묘사한다.
전하 신호 진폭 및 최적의 비교기 임계 크기의 상이한 쌍은, 일반적으로 동일한 형상에도 불구하고, 상이한 보정 계수 대 이온 검출 주파수 프로파일을 생성할 것이다는 것이 이해될 것이다. 임의의 경우에, 측정된 이온 스펙트럼의 강도는, 측정된 데이터에서의 강도가 이온 소스(12)에 의해 ELIT(14)로 공급되는 이온의 흐름에서 이온의 상대적 존재비를 반영하도록, 적절한 보정 계수에 의해 승산될 것이다. 또한, 적용 가능한 보정 계수가, 예를 들면, 약 4.5 Hz보다 더 큰, 프로파일(110)의 급격히 상승하는 부분 상에 놓이지 않도록, 검출 주파수를 제한하는 것이 바람직하다. 이 범위에서의 보정 계수는 크고 검출 주파수에 크게 의존하며, 그 결과, 검출 주파수에서의 작은 에러는 보정 계수에서 큰 에러로 이어질 것이다.
이제 도 7을 참조하면, 저 전하 이온에 의해 트리거되는 ELIT(14)의 트리거 트래핑 제어를 위해 비교기 임계치(CTH)를 선택하고 수정하기 위한 프로세스(150)의 실시형태를 예시하는 플로우차트가 도시되어 있다. 프로세스(150)는, 예시적으로, 도 5b 내지 도 6d에서 예시되는 개념의 하나의 예시적인 구현예를 구체화하고, 예시적으로, 프로세서(50 및/또는 52)에 의해 실행될 때, 프로세서(50 및/또는 52)로 하여금 도 7과 관련하여 하기에서 설명되는 동작을 실행하게 하는, 프로세서(16)의 메모리(18)에 저장되는 명령어의 형태로 적어도 부분적으로 제공된다. 이와 관련하여, 프로세스(150)는 프로세서(50)에 의해 실행되는 것으로 하기에서 설명될 것이지만, 프로세스(150)는 프로세서(52)에 의해 또는 프로세서(50) 및/또는 프로세서(52)와 통신하는 하나 이상의 외부 프로세서에 의해, 전체적으로 또는 부분적으로, 대안적으로 실행될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
프로세스(150)의 몇몇 실시형태에서, 대응하는 이온을 가두도록 ELIT(14)를 트리거하기 위한 전하 신호 진폭의 값(들)은 CDMS 시스템(10)의 유저에 의해 수동으로 선택될 수도 있다. 몇몇 그러한 실시형태에서, 프로세서(50) 및/또는 프로세서(52)는 제어 그래픽 유저 인터페이스(graphic user interface; GUI) 프로세스를 실행하도록 프로그래밍될 수도 있는데, 제어 그래픽 유저 인터페이스(GUI) 프로세스에서, 프로세서(50 및/또는 52)는 하나 이상의 전하 신호 진폭 값을 입력하기 위한 하나 이상의 선택 가능한 GUI 엘리먼트를 포함하는 대응하는 제어 GUI를 디스플레이하게끔 주변장치 디바이스(20)에 포함되는 적어도 하나의 디스플레이 모니터를 제어하도록 동작 가능하다. 대안적인 실시형태에서, 프로세서(16/50)는, 예를 들면, 단독으로 및/또는 전하 신호 진폭의 범위의 단계적 스윕을 실행하는 것 및 각각의 증분적 전하 신호 진폭 값에서 프로세스(150)를 실행하는 것에 의해, 전하 신호 진폭의 값(들)을 선택하도록 프로그래밍될 수도 있다. 기술 분야의 숙련된 자는 하나 이상의 전하 신호 진폭 값을 선택하기 위한 다른 종래의 장치, 디바이스 및/또는 기술을 떠올릴 것이며, 임의의 그러한 다른 종래의 장치, 디바이스 및/또는 기술은 본 개시의 범위 내에 속하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다.
프로세스(150)는 단계(152)에서 시작하는데, 여기서, 방금 설명된 바와 같이 트리거 트래핑 모드에서 ELIT를 제어하기 이전에, 프로세서(50)는 도 6a 내지 도 6d 중 일부에서 예시되는 관계에 대응하여 다수의 맵을 메모리(18)에 저장하도록 동작 가능하다. 몇몇 실시형태에서, 프로세서(50)는 하나 이상의 그러한 맵을 생성하도록 그리고 하나 이상의 생성된 맵을 메모리(18)에 저장하도록 동작 가능하다. 대안적으로 또는 추가적으로, 맵 중 하나 또는 모두는, 상이한 프로세서 및/또는 시스템을 사용하여 생성될 수도 있고, 종래의 방식으로 프로세서(50) 및/또는 프로세서(52)의 메모리(18)로 전송될 수도 있다. 임의의 경우에, 프로세서(50)는, 예시적으로, 단계(152)에서, 도 6a와 관련하여 상기에서 설명되는 관계 중 적어도 일부를 포착하기 위해 상이한 이온 유입구 주파수에 대한 최적의 비교기 임계 값 및 대응하는 전하 신호 진폭의 다수의 쌍을 각각 포함하는 비교기 임계치 맵(comparator threshold map)("CTH 맵")의 세트를 생성하도록 및/또는 메모리(18)에 저장하도록 동작 가능하다. 도 6a를 비제한적인 예로서 사용하면, 프로파일(82, 84, 86, 및 88)에 대한 전하 신호 진폭이, 각각, CHA1, CHA2, CHA3 및 CHA4인 경우, CTH 맵의 하나의 예시적인 세트는, 세 개의 상이한 이온 유입구 주파수(F1 = 1 Hz, F2 = 2 Hz 및 F3 = 3 Hz)의 각각에 대한 쌍(T1/CHA1, T2/CHA2, T3/CHA3 및 T4/CHA4)을 포함할 수도 있다. 더 많은 또는 더 적은 그러한 CTH 맵은, 대안적으로, 더 많은 또는 더 적은 이온 유입구 주파수 값에 대해 생성 및/또는 저장될 수도 있다는 것, 및/또는 임의의 그러한 수의 CTH 맵은 더 많은 또는 더 적은 최적의 비교기 임계 값 및 전하 신호 진폭 쌍을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 임의의 경우에, CTH 맵의 세트는, 예시적으로, 임의의 편리한 형태로 메모리(18)에 저장될 수도 있는데, 그 예는, 하나 이상의 어레이, 하나 이상의 목록(연결되거나 또는 기타), 하나 이상의 테이블(룩업 테이블 또는 기타), 하나 이상의 스프레드시트, 하나 이상의 차트, 하나 이상의 플롯, 하나 이상의 그래프, 하나 이상의 관계형 데이터베이스 또는 데이터 구조, 또는 등등을 포함할 수도 있지만 그러나 이들로 제한되지는 않는다.
프로세서(50)는 또한, 예시적으로, 단계(152)에서, 도 6c와 관련하여 상기에서 설명되는 관계의 다수의 최적화된 비교기 임계치/전하 신호 진폭 값 인스턴스를 포착하기 위해 최적화된 비교기 임계치 및 전하 신호 진폭 값의 상이한 쌍에 대해 대응하는 이온 유입구 주파수 값으로 매핑되는 다수의 검출 주파수 값을 각각 포함하는 검출 주파수 맵(detection frequency map)("DF 맵")의 세트를 생성하고 및/또는 메모리(18)에 저장하도록 동작 가능하다. 비제한적인 예로서 도 6c를 사용하면, DF 맵의 하나의 예시적인 세트는, 최적화된 비교기 임계치/전하 신호 진폭 값의 네 개의 쌍(T1/CHA1, T2/CHA2, T3/CHA3 및 T4/CHA4)의 각각에 대한 이온 주파수 값 및 대응하는 검출 주파수 값의 복수의 쌍을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 최적화된 비교기 임계치/전하 신호 진폭 값의 더 많은 또는 더 적은 쌍에 대해, 더 많은 또는 더 적은 그러한 DF 맵이 생성 및/또는 저장될 수도 있다는 것, 및/또는 임의의 그러한 수의 DF 맵이 이온 주파수 값 및 대응하는 검출 주파수 값의 더 많은 또는 더 적은 쌍을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 임의의 경우에, DF 맵의 세트는, 예시적으로, CTH 맵의 세트와 관련하여 방금 설명된 바와 같이 임의의 편리한 형태로 메모리(18)에 저장될 수도 있다.
프로세서(50)는 또한, 예시적으로, 단계(152)에서, 도 6d와 관련하여 상기에서 설명되는 관계의 다수의 최적화된 비교기 임계치/전하 신호 진폭 값 인스턴스를 포착하기 위해 최적화된 비교기 임계치 및 전하 신호 진폭 값의 상이한 쌍에 대해 대응하는 보정 계수 값으로 매핑되는 다수의 검출 주파수 값을 각각 포함하는 보정 계수 맵(correction factor map)("CF 맵")의 세트를 생성하고 및/또는 메모리(18)에 저장하도록 동작 가능하다. 비제한적인 예로서 도 6d를 사용하면, CF 맵의 하나의 예시적인 세트는, 최적화된 비교기 임계치/전하 신호 진폭 값의 네 개의 쌍(T1/CHA1, T2/CHA2, T3/CHA3 및 T4/CHA4)의 각각에 대한 대응하는 계수 값 및 대응하는 검출 주파수 값의 복수의 쌍을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 최적화된 비교기 임계치/전하 신호 진폭 값의 더 많은 또는 더 적은 쌍에 대해, 더 많은 또는 더 적은 그러한 CF 맵이 생성 및/또는 저장될 수도 있다는 것, 및/또는 임의의 그러한 수의 CF 맵이 보정 계수 값 및 대응하는 검출 주파수 값의 더 많은 또는 더 적은 쌍을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 임의의 경우에, CF 맵의 세트는, 예시적으로, CTH 맵의 세트와 관련하여 방금 설명된 바와 같이 임의의 편리한 형태로 메모리(18)에 저장될 수도 있다.
기술 분야의 숙련된 자는, 몇몇 애플리케이션에서, 도 6b 내지 도 6d와 관련하여 상기에서 설명되는 관계의 다수의 최적화된 비교기 임계치/전하 신호 진폭 값 인스턴스를 맵의 하나의 세트에서 포착하기 위해, DF 맵의 세트 내의 정보는 CF 맵의 세트와 결합되어, 최적화된 비교기 임계치 및 전하 신호 진폭 값의 상이한 쌍에 대해 대응하는 보정 계수 값으로 매핑되는 다수의 이온 유입구 주파수 값을 포함하는 맵의 단일의 세트를 형성할 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 대안적인 실시형태에서, 변수(CTH, DF 및 CF) 중 하나 이상은 다른 측정된 및/또는 선택된 파라미터에 기초하여 직접적으로 계산될 수도 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 그러한 실시형태에서, CTH, DF 및 CF에 대한 맵의 하나 이상의 대응하는 세트는 단계(152)에서 생성될 필요가 없다. CTH, DF 및 CF 모두가 다른 측정된 및/또는 선택된 파라미터에 기초하여 직접적으로 계산되는 극단적인 경우에, 단계(152)는 생략될 수도 있다.
단계(152)에 후속하여, 프로세스(150)는 단계(154)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 이온 소스(12)에 의해 생성되는 이온이 도 4a의 예에 의해 예시되는 바와 같이 ELIT(14) 안으로 그리고 그것을 통해 통과하도록 M1 및 M2를 개방하게끔(따라서 ELIT(14)를 개방하게끔) V1 및 V2를 제어하도록 동작 가능하다. 그 후, 단계(156)에서, 프로세서(50)는 이온 유입구 주파수(IF)를 측정하도록 동작 가능하다. 이온 빔 또는 궤적 또는 흐름이, 단계(156)의 실행의 시간에, 이온 소스(12)로부터 전하 검출 실린더(CD)를 직접적으로 통과하고 있을 때, 프로세서(50)는, 예시적으로, 하나의 실시형태에서, 전하 검출기(CD)를 관통하는 이온에 의해 전하 검출기(CD) 상에서 유도되는 전하(CH)의 발생 사이의 시간에 관련이 있는 타이밍 정보를 결정하도록 전하 검출 신호(CDS)(예를 들면, 도 3 참조)를 프로세싱하는 것에 의해 이온 유입구 주파수(IF)를 측정하도록 동작 가능하다. 다른 실시형태에서, 이온 유입구 주파수는, 대안적으로 또는 추가적으로, 이온 소스(12) 내에 및/또는 이온 소스(12)와 ELIT(14) 사이에 적절하게 배치되는 하나 이상의 종래의 센서에 의해 측정될 수도 있다. 여전히 다른 실시형태에서, 이온 유입구 주파수는, 대안적으로 또는 추가적으로, ELIT(14)의 이온 유입구와 이온 생성 장치 또는 디바이스 사이에서 이온 소스(12) 내에 배치되는 이온 분리 기기, 예를 들면, 질량 분석기 또는 질량 분광분석계에 의해 측정될 수도 있거나 또는 다르게는 결정될 수도 있다.
단계(156)에 후속하여(또는 단계(154) 및/또는 단계(156) 동안), 프로세스(150)는 단계(158)로 진행하는데, 여기서, 전하 신호 진폭 값(CHA)은, 예를 들면, CDMS(10)의 유저에 의해 및/또는 상기에서 설명되는 바와 같이 프로세서(50)에 의해 자동적으로, 선택된다. 임의의 경우에, 단계(158)에서 선택되는 CHA는, 프로세서(50)로 하여금 내부에 대응하는 이온을 가두도록 ELIT(14)를 폐쇄하게 하기 위한 트리거로서 사용되기 위해 소망되는 전하 크기 값이다. 예시적으로, CHA는, 도 5a에서 예시되고 상기에서 설명되는 바와 같이, 강하게 하전된 이온에 대해 일반적으로서 사용되는 종래의 임계 레벨보다 더 작은 또는 동일한 크기를 갖는다. 통상적으로, CHA는 전하 검출 실린더(CD) 상의 노이즈 플로어(noise floor) 바로 위와 노이즈 + 500 e 정도 사이의 값을 가질 것이지만, 이 예시적인 범위 밖의 CHA의 다른 값이 다른 실시형태에서 선택될 수도 있다.
단계(158)에 후속하여, 프로세스(150)는 단계(160)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 예시적으로, 측정된 이온 유입구 주파수(IF)에 기초하여 그리고 선택된 전하 신호 진폭 값(CHA)에 기초하여 메모리에 저장되는 CTH 맵 중 하나 이상을 선택하도록 동작 가능하다. 몇몇 경우에, 측정된 IF 값은 단일의 CTH 맵에 대응할 수도 있고, 다른 실시형태에서, 측정된 IF 값은 두 개의 상이한 CTH 맵의 IF 값 사이에 있을 수도 있다. 전자의 경우, 프로세서(50)는 메모리(18)에 저장되는 단일의 CTH 맵을 검색하도록 동작 가능하고 후자의 경우 프로세서(50)는 메모리(18)에 저장되는 두 개의 상이한 CTH 맵을 검색하도록 동작 가능하다. 일단 검색되면, 프로세서(50)는 맵(들)을 사용하여 선택된 CHA 값을 대응하는 최적화된 비교기 임계 값(TH)에 매핑하도록 동작 가능하다. 단일의 맵이 검색되는 경우에, 프로세서(50)는 단일의 선택된 맵에 저장되는 선택된 CHA 값과 쌍을 이루는 최적화된 비교기 임계 값을 TH로서 선택하도록 동작 가능하다. 단일의 맵이 검색되는 다른 경우에, 선택된 CHA 값은 단일의 맵에 저장되는 두 개의 CHA 값 사이에 있을 수도 있다. 그러한 경우에, 프로세서(50)는, 예시적으로, 하나 이상의 종래의 보간 기술(interpolation technique) 또는 다른 추정 기술을 사용하여 적절한 최적화된 비교기 임계 값(TH)을 추정하도록 동작 가능하다. 마찬가지로, 두 개의 CTH 맵이 메모리로부터 검색되는 경우, 두 개의 선택된 테이블에 포함되는 데이터로부터 적절한 최적화된 비교기 임계 값(TH)을 추정하기 위해 종래의 보간법 또는 다른 추정 기술이 사용될 수도 있다. 메모리(18)에 저장되는 CTH 맵의 세트를 갖지 않는 프로세스(150)의 실시형태에서, 프로세서(50)는, 대안적으로, 단계(160)에서, 도 6a 및 도 6b에서 예시되며 본원의 상기에서 설명되는 CTH, CHA 및 IF 사이의 관계에 기초한 하나 이상의 수학식을 사용하여 CHA 및 IF에 기초하여 CTH를 계산하도록 동작 가능하다.
단계(160)에 후속하여, 프로세서(50)는, 예시적으로, 단계(162)에서, 도 4b의 예에 의해 예시되는 바와 같이, 이온 소스(12)에 의해 생성되는 이온이 ELIT(14)의 개방된 이온 미러(M1) 안으로 그리고 그것을 통해 통과하고 전하 검출 실린더(CD)로부터 M2에 진입하는 이온을 가두고, 그 다음, 가두어진 이온을 반대 방향으로 다시 전하 검출 실린더(CD) 안으로 그리고 그것을 통해 가속시키기 위해 M2에서 확립되는 이온 반사 전기장에 의해 반사되도록 이온 미러(M2)를 폐쇄하게끔 전압 소스(V2)를 제어하도록 동작 가능하다. 그 후, 단계(164)에서, 프로세서(50)는 단계(160)에서 하나 이상의 저장된 CTH 맵으로부터 결정되는 최적화된 비교기 임계 값(TH)을 생성하게끔 전압 소스(46)(도 3 참조)를 제어하도록 동작 가능하다. 그 후, 단계(166)에서, 프로세서(50)는, 예시적으로, 트리거 신호(TR)가 "비활성"으로부터 "활성"으로 변하는지를/변하는 때를 결정하게끔, 그에 의해, 프로세서(50)에게, 전하 전치 증폭기(CP)에 의해 생성되는 전하 검출 신호(CHD)의 크기가 단계(164)의 실행의 결과로서 전압 소스(46)에 의해 생성되는 최적화된 비교기 임계 값(TH)의 크기를 초과하였다는 것을 통지하게끔, 비교기(44)에 의해 생성되는 트리거 신호(TR)를 모니터링하도록 동작 가능하다.
트리거 신호(TR)가 "비활성"으로 유지되는 동안, 프로세스(150)는, 예시적으로, 단계(168)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(150)는, 예시적으로, 단계(164)의 실행 이후 시간(T)이 만료되었는지의 여부 또는 유저(또는 프로세서 50)가 만료 기간을 경과하였는지를 결정하도록 동작 가능하다. 만약 그렇다면, 프로세스(150)는 단계(154)로 루프백하여 다른 전하 신호 진폭 값(CHA)의 선택을 위해 프로세스(150)를 재실행하고, 그렇지 않으면, 프로세스(150)는 단계(166)로 루프백하여 TR을 계속 모니터링한다. 단계(168)는, 예시적으로, 전하 검출 신호(CHD)에 대한 미리 정의된 시간 기간만이 비교기(44)를 트리거하는 것을 허용하는 것 및/또는 유저 또는 프로세서(150)가 프로세스(150)를 취소하고 재시작하는 것을 허용하는 것이 바람직할 수도 있는 몇몇 실시형태에서 포함된다. 임의의 경우에, 단계(166)에서, 트리거 신호(TR)가 "비활성"으로부터 "활성"으로 상태를 변경하였다는 것을 프로세서(150)가 결정하면/결정하는 경우, 프로세스(150)는, 예시적으로, 단계(166)의 YES(예) 분기로부터 단계(170)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(150)는, 예시적으로, 도 4c에서 예시되고 상기에서 설명되는 바와 같이, M1을 폐쇄하게끔, 그에 의해, ELIT(14)를 폐쇄하고 그 내부에 이온을 가두게끔 V1을 제어하도록 동작 가능하다.
단계(162-170)의 실행은, 예시적으로, 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 상기에서 설명되는 트리거 트래핑의 제1 버전에 따른 프로세서(50)에 의한 ELIT(14)의 제어를 나타낸다. 프로세스(150)의 대안적인 실시형태에서, 프로세서(50)는 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 상기에서 또한 설명되는 바와 같이 트리거 트래핑의 제2 버전에 따라 ELIT(14)를 제어하도록 동작 가능할 수도 있다. 그러한 실시형태에서, 단계(162)는 생략될 수도 있고 단계(170)는, 내부에 이온을 가두도록 ELIT(14)를 폐쇄하기 위해 M1 및 M2를 함께 또는 번갈아 폐쇄하는 V1 및 V2의 제어를 포함하도록 수정될 수도 있다. 임의의 경우에, 단계(170)에 후속하여, 프로세스(150)는, 예시적으로, 단계(172)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 예를 들면, 미리 정의된 또는 선택 가능한 시간 기간의 경과에 의해 또는 미리 정의된 또는 선택 가능한 횟수만큼 이온 미러(M1, M2) 사이에서 왔다갔다하는 이온의 발진에 의해, 단계(170)에서 시작된 트래핑 이벤트가 완료되었는지의 여부를 결정하도록 동작 가능하다. 트래핑 이벤트가 종료될 때까지, 프로세스(150)는 단계(172)의 NO(아니오) 분기로부터 단계(172)의 시작까지 루프한다.
단계(172)에서 트래핑 이벤트가 종료되었다는 것을 프로세서(50)가 결정하는 경우, 프로세스(150)는 단계(174)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 예시적으로, 트래핑 이벤트 동안 ELIT(14)에 가두어지는 이온의 질량 대 전하 값(m/z), 전하(z) 및 질량(m)을, 종래의 방식으로, 결정하게끔, 트래핑 이벤트 동안 수집되는 전하 검출 이벤트(charge detection event; CDE) 측정 값을 프로세싱하도록 동작 가능하다.
단계(174)에 후속하여, 프로세스(150)는 단계(176)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 예시적으로, 단계(174)에서 결정되는 측정된 이온 전하(z), 단계(160)에서 결정되며 비교를 수행하기 위해 단계(164)에서 사용되는 최적화된 비교기 임계 값(TH), 및 단계(156)에서 측정되는 이온 유입구 주파수(IF)에 기초하여 메모리에 저장되는 검출 주파수(detection frequency; DF) 맵 중 하나 이상을 선택하도록 동작 가능하다. 몇몇 경우에, 측정된 이온 전하(z), 최적화된 비교기 임계 값(TH) 및 측정된 IF 값은, 함께, 단일의 DF 맵을 식별할 수도 있고, 다른 실시형태에서, 측정된 이온 전하(z) 및/또는 최적화된 비교기 임계 값(TH) 및/또는 측정된 IF 값은 두 개 이상의 상이한 DF 맵을 식별할 수도 있다. 단계(160)와 관련하여 상기에서 설명되는 바와 같이, 프로세서(50)는, 단계(176)에서, 하나 이상의 DF 맵(들)을, 예를 들면, 직접적으로, 사용하여 및/또는 하나 이상의 종래의 보간 기술 또는 다른 추정 기술을 사용하여, 측정된 IF 및 z 값을, 대응하는 검출 주파수(DF)에 매핑하도록 동작 가능하다. 메모리(18)에 저장되는 DF 맵의 세트를 갖지 않는 프로세스(150)의 실시형태에서, 프로세서(50)는, 대안적으로, 단계(176)에서, 도 6c에서 예시되며 본원의 상기에서 설명되는 CTH, 이온 전하 진폭 및 IF 사이의 관계에 기초한 하나 이상의 수학식을 사용하여 IF 및 z의 측정된 값 및 최적화된 임계 값(CTH)에 기초하여 DF를 계산하도록 동작 가능하다.
단계(176)에 후속하여, 프로세스(150)는 단계(178)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 예시적으로, 단계(174)에서 결정되는 측정된 이온 전하(z), 단계(160)에서 결정되며 비교를 수행하기 위해 단계(164)에서 사용되는 최적화된 비교기 임계 값(TH) 및 단계(174)에서 방금 결정된 검출 주파수(DF)에 기초하여 메모리에 저장되는 보정 계수(CF) 맵 중 하나 이상을 선택하도록 동작 가능하다. 몇몇 경우에, 단계(176)에서 결정되는 전하 신호 진폭 값(CHA), 최적화된 비교기 임계 값(TH) 및 DF 값은, 함께, 단일의 CF 맵을 식별할 수도 있고, 다른 실시형태에서, 측정된 이온 전하(z) 및/또는 최적화된 비교기 임계 값(TH) 및/또는 결정된 DF 값은 두 개 이상의 상이한 CF 맵을 식별할 수도 있다. 단계(160)와 관련하여 상기에서 설명되는 바와 같이, 프로세서(50)는, 단계(178)에서, 하나 이상의 CF 맵(들)을, 예를 들면, 직접적으로, 사용하여 및/또는 하나 이상의 종래의 보간 기술 또는 다른 추정 기술을 사용하여, 결정된 DF 값을 대응하는 보정 계수(CF)에 매핑하도록 동작 가능하다. 상기에서 설명되는 바와 같이 DF 및 CF 맵이 맵의 단일의 세트로 결합되는 대안적인 실시형태에서, 단계(176 및 178)는, 마찬가지로, CF 값이 맵의 그러한 단일의 세트로부터 결정되는 단일의 단계로 대체될 수도 있다. 다른 대안적인 실시형태에서, 단계(176 및 178), 또는 방금 설명된 단일의 단계는, 단계(162-174) 중 임의의 하나 이상의 실행 동안 실행될 수도 있다.
메모리(18)에 저장되는 CF 맵의 세트를 갖지 않는 프로세스(150)의 실시형태에서, 프로세서(50)는, 대안적으로, 도 6d에서 예시되며 본원의 상기에서 설명되는 CTH, 이온 전하 진폭 및 DF 사이의 관계에 기초한 하나 이상의 수학식을 사용하여, 단계(160)에서 선택되며 비교를 수행하기 위해 단계(164)에서 사용되는 최적화된 임계 값(CTH), 단계(174)에서 결정되는 측정된 이온 전하(z) 및 단계(176)에서 결정되는 DF 값에 기초하여 CF를 계산하도록 동작 가능하다. 다른 대안적인 실시형태에서, 프로세서(50)가 도 6c 및 도 6d에서 예시되며 본원의 상기에서 설명되는 CTH, 이온 전하 진폭 및 IF 사이의 관계에 기초한 하나 이상의 수학식을 사용하여, 단계(160)에서 선택되며 비교를 수행하기 위해 단계(164)에서 사용되는 최적화된 임계 값(CTH) 및 단계(174)에서 결정되는 이온 전하(z)의 측정된 값 및 단계(156)에서 결정되는 IF에 기초하여 CF를 비교하게끔 동작 가능하도록 단계(176 및 178)는 결합될 수도 있다.
단계(178)에 후속하여, 프로세스(150)는 단계(180)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 예시적으로, 측정된 스펙트럼에서의 이온 강도가 이온 소스(12)에 의해 ELIT(14)로 공급되는 이온의 상대적 존재비를 반영하게끔 보정되도록, 단계(174)에서 결정되는 이온 측정의 강도를 보정 계수(CF)로 승산하도록 동작 가능하다. 하나의 예로서, 각각의 이온 측정에 대해 결정되는 보정 계수(CF)는, 예시적으로, 보정 계수(CF)가 포함되는 경우, 측정된 이온의 디폴트 카운트(1.0)가 보정 계수(CF)로 승산되도록 각각의 검출된 이온에 대한 1.0의 디폴트 카운트 값에 대한 가중 계수 승수(weighting factor multiplier)로서 동작한다. 예를 들면, 이온의 검출 확률이 0.5인 경우, 보정 계수는, 따라서, 2.0이고, 따라서, 측정된 이온의 가중 카운트 값도 마찬가지로 2.0이다. 따라서, 이 예시적인 이온의 검출 효율성이 단지 0.5이기 때문에, 측정된 카운트 값은 이온 소스(12)에 의해 ELIT(14)로 공급되는 이온에서의 것의 절반에 불과할 것이고, 이 이온의 측정된 카운트 값은, 따라서, 이온 소스(12)에 의해 ELIT(14)로 공급되고 있는 이온에서 이 이온의 대응하는 존재비를 반영하기 위해 2로서 정확하게 카운트되도록 보정 계수에 의해 보정되어야만 한다.
유저가 단계(158)에서 전하 신호 진폭 값(CHA)을 수동으로 또는 달리 선택하는 프로세스(150)의 실시형태에서, 프로세스(150)는, 예시적으로, 단계(180)로부터 단계(188)로 진행하는데, 여기서, 프로세스(150)는 종료된다. 프로세서(150)가 CHA 값의 선택된 범위의 걸쳐 CHA를 스윕하도록 동작 가능한 대안적인 실시형태에서, 프로세스(180)는, 예시적으로, 도 7에서 점선 표현에 의해 도시되는 바와 같이 단계(180)에 후속하여 추가적인 단계(182)를 포함한다. 그러한 실시형태에서, 단계(182)는, 예시적으로, 단계(184)를 포함하는데, 여기서, 프로세서(150)는, 프로세스(150)가 선택된 범위 내의 CHA 값의 각각을 가지고 실행되었는지의 여부를 결정하도록 동작 가능하다. 만약 그렇다면, 프로세스는 단계(188)에서 종료된다. 그렇지 않으면, 프로세스(150)는 단계(184)의 NO(아니오) 분기를 따라 단계(186)로 진행하는데, 여기서, 프로세서(50)는, 프로그래밍된 또는 선택된 증분적 단계 값만큼 전하 신호 진폭 값(CHA)을 증분시키도록 동작 가능하고, 그 이후, 새로운 CHA 값을 사용하여 프로세스(150)를 재실행하기 위해 프로세스(150)는 단계(154)로 루프백한다. 그러한 실시형태에서, 새로운 CHA 값이 단계(186)에서 이미 선택되었기 때문에 단계(158)는 스킵될 것이다는 것이 이해될 것이다.
이제 도 8a를 참조하면, 본원에서 설명되는 바와 같이 구성되고 동작 가능한 ELIT(14)를 포함할 수도 있는, 본원에서 설명되는 바와 같이 구성되고 동작 가능한 전하 검출 질량 분광분석계(CDMS)(10)를 포함할 수도 있는, 그리고 ELIT(14)의 상류에서 이온 소스(12)의 일부를 형성하는 임의의 수의 이온 프로세싱 기기를 포함할 수도 있는 및/또는 ELIT(14)를 빠져나가는 이온(들)을 추가로 프로세싱하기 위해 ELIT(14)의 하류에 배치되는 임의의 수의 이온 프로세싱 기기를 포함할 수도 있는 이온 분리 기기(200)의 한 실시형태의 단순화된 블록도가 도시된다. 이와 관련하여, 이온 소스(12)는, 이온 소스(12)의 일부일 수도 있거나 또는 그 일부를 형성할 수도 있는 다수의(Q 개의) 이온 소스 스테이지(IS1-ISQ)를 포함하는 것으로 도 8a에서 예시되어 있는데, 여기서 Q는 임의의 양의 정수일 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이온 프로세싱 기기(210)는 ELIT(14)의 이온 유출구에 커플링되는 것으로 도 8a에서 예시되는데, 여기서 이온 프로세싱 기기(210)는 임의의 수의 이온 프로세싱 스테이지(OS1-OSR)를 포함할 수도 있고, 여기서 R은 임의의 양의 정수일 수도 있다.
이온 소스(12)에 초점을 맞추면, ELIT(14)에 진입하는 이온 소스(12)는, 이온 소스 스테이지(IS1-ISQ)의 하나 이상의 형태에서, 상기에서 설명되는 바와 같은 이온의 하나 이상의 종래 소스일 수도 있거나 또는 그들을 포함할 수도 있고, 하나 이상의 분자 특성에 따라(예를 들면, 이온 질량, 이온 질량 대 전하, 이온 이동성, 이온 유지 시간(ion retention time), 또는 등등에 따라) 이온을 분리하기 위한 하나 이상의 종래의 기기 및/또는 이온을 수집 및/또는 저장하기 위한(예를 들면, 하나 이상의 4 극자, 6 극자 및/또는 다른 이온 트랩), (예를 들면, 이온 질량, 이온 질량 대 전하, 이온 이동성, 이온 유지 시간 및 등등과 같은 하나 이상의 분자 특성에 따라) 이온을 필터링하기 위한, 이온을 단편화하거나 또는 다르게는 해리하기 위한, 이온 전하 상태를 정규화하거나 또는 시프팅하기 위한, 및 등등을 위한 하나 이상의 종래의 이온 프로세싱 기기를 더 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 이온 소스(12)는, 임의의 그러한 종래의 이온 소스, 이온 분리 기기 및/또는 이온 프로세싱 기기의, 임의의 순서의, 하나의 또는 임의의 조합을 포함할 수도 있다는 것, 및 몇몇 실시형태는 임의의 그러한 종래의 이온 소스, 이온 분리 기기 및/또는 이온 프로세싱 기기의 다수의 인접한 또는 떨어져 이격된 것들을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
이제 이온 프로세싱 기기(210)를 참조하면, 기기(210)는, 이온 프로세싱 스테이지(OS1-OSR) 중 하나 이상의 형태에서, 하나 이상의 분자 특성에 따라(예를 들면, 이온 질량, 이온 질량 대 전하, 이온 이동성, 이온 유지 시간, 또는 등등에 따라) 이온을 분리하기 위한 하나 이상의 종래의 기기 및/또는 이온을 수집 및/또는 저장하기 위한(예를 들면, 하나 이상의 4 극자, 6 극자 및/또는 다른 이온 트랩 또는 가이드), (예를 들면, 이온 질량, 이온 질량 대 전하, 이온 이동성, 이온 유지 시간 및 등등과 같은 하나 이상의 분자 특성에 따라) 이온을 필터링하기 위한, 이온을 단편화하거나 또는 다르게는 해리하기 위한, 이온 전하 상태를 정규화하거나 또는 시프팅하기 위한, 및 등등을 위한 하나 이상의 종래의 이온 프로세싱 기기일 수도 있거나 또는 이들을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 이온 프로세싱 기기(210)는, 임의의 그러한 종래의 이온 분리 기기 및/또는 이온 프로세싱 기기의, 임의의 순서의, 하나의 또는 임의의 조합을 포함할 수도 있다는 것, 및 몇몇 실시형태는 임의의 그러한 종래의 이온 분리 기기 및/또는 이온 프로세싱 기기의 다수의 인접한 또는 떨어져 이격된 것들을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 하나 이상의 질량 분광분석계를 포함하는 임의의 구현예에서, 임의의 하나 이상의 그러한 질량 분광분석계는 도 1b와 관련하여 상기에서 설명되는 형태 중 임의의 것으로 구현될 수도 있다.
어떤 식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안되는, 도 8a에서 예시되는 이온 분리 기기(200)의 하나의 특정한 구현예로서, 이온 소스(12)는, 예시적으로, 3 개의 스테이지를 포함하고, 이온 프로세싱 기기(210)는 생략된다. 이 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS1)는 종래의 이온 소스, 예를 들면, 전기 분무, MALDI, 또는 등등이고, 이온 소스 스테이지(IS2)는 종래의 이온 필터, 예를 들면, 4 극자 또는 6 극자 이온 가이드이고, 이온 소스 스테이지(IS3)는 상기에서 설명되는 타입 중 임의의 것의 질량 분광분석계이다. 이 실시형태에서, 이온 소스 스테이지(IS2)는, 하류의 질량 분광분석계에 의한 분석을 위해 소망되는 분자 특성을 갖는 이온을 미리 선택하기 위해, 그리고 그러한 미리 선택된 이온만을 질량 분광분석계로 전달하기 위해, 종래의 방식으로 제어되는데, 여기서, ELIT(14)에 의해 분석되는 이온은 질량 대 전하 비율에 따라 질량 분광분석계에 의해 분리되는 미리 선택된 이온일 것이다. 이온 필터를 빠져나가는 미리 선택된 이온은, 예를 들면, 명시된 이온 질량 또는 질량 대 전하 비율을 갖는 이온, 명시된 이온 질량 또는 질량 대 전하 비율을 초과하는 및/또는 그 미만의 이온 질량 또는 이온 질량 대 전하 비율을 갖는 이온, 이온 질량 또는 질량 대 전하 비율의 명시된 범위 내의 이온 질량 또는 질량 대 전하 비율을 갖는 이온, 또는 등등일 수도 있다. 이 예의 몇몇 대안적 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS2)는 질량 분광분석계일 수도 있고 이온 소스 스테이지(IS3)는 이온 필터일 수도 있으며, 이온 필터는, 다르게는, 하류의 ELIT(14)에 의한 분석을 위해 소망되는 분자 특성을 가질 수도 있는, 질량 분광분석계를 빠져나가는 이온을 미리 선택하기 위해 방금 설명된 바와 같이 동작 가능할 수도 있다. 이 예의 다른 대안적인 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS2)는 이온 필터일 수도 있고, 이온 소스 스테이지(IS3)는, 다른 이온 필터가 후속되는 질량 분광분석계를 포함할 수도 있는데, 여기서 이온 필터 각각은 방금 설명되는 바와 같이 동작한다.
어떤 식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안되는, 도 8a에서 예시되는 이온 분리 기기(200)의 다른 특정한 구현예로서, 이온 소스(12)는, 예시적으로, 2 개의 스테이지를 포함하고, 이온 프로세싱 기기(210)는 다시 생략된다. 이 예시적인 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS1)는 종래의 이온 소스, 예를 들면, 전기 분무, MALDI 또는 등등이고, 이온 소스 스테이지(IS2)는 상기에서 설명되는 타입 중 임의의 것의 종래의 질량 분광분석계이다. 이것은, ELIT(14)가 질량 분광분석계를 빠져나가는 이온을 분석하도록 동작 가능한 도 1과 관련하여 상기에서 설명되는 CDMS(10)의 구현예이다.
어떤 식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안되는, 도 8a에서 예시되는 이온 분리 기기(200)의 또 다른 특정한 구현예로서, 이온 소스(12)는, 예시적으로, 2 개의 스테이지를 포함하고, 이온 프로세싱 기기(210)는 생략된다. 이 예시적인 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS1)는, 예를 들면, 전기 분무, MALDI, 또는 등등과 같은 종래의 이온 소스이고, 이온 프로세싱 스테이지(OS2)는 종래의 단일의 또는 다중 상태 이온 이동성 분광분석계이다. 이 구현예에서, 이온 이동성 분광분석계는, 이온 이동성의 하나 이상의 기능에 따라 시간이 지남에 따라 이온 소스 스테이지(IS1)에 의해 생성되는 이온을 분리하도록 동작 가능하며, ELIT(14)는 이온 이동성 분광분석계를 빠져나가는 이온을 분석하도록 동작 가능하다. 이 예의 대안적인 구현예에서, 이온 소스(12)는 이온의 종래의 소스의 형태의 단일의 스테이지(IS1)만을 포함할 수도 있고, 이온 프로세싱 기기(210)는 단독 스테이지(OS1)로서(또는 다중 스테이지 기기(210)의 스테이지(OS1)로서) 종래의 단일의 또는 다중 스테이지 이온 이동성 분광분석계를 포함할 수도 있다. 이러한 대안적인 구현예에서, ELIT(14)는 이온 소스 스테이지(IS1)에 의해 생성되는 이온을 분석하도록 동작 가능하고, 이온 이동성 분광분석계(OS1)는 이온 이동성의 하나 이상의 기능에 따라 시간이 지남에 따라 ELIT(14)를 빠져나가는 이온을 분리하도록 동작 가능하다. 이 예의 다른 대안적인 구현예로서, 단일의 또는 다중 스테이지 이온 이동성 분광분석계는 이온 소스 스테이지(IS1) 및 ELIT(14) 둘 모두에 후속될 수도 있다. 이 대안적인 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS1)에 후속하는 이온 이동성 분광분석계는, 이온 이동성의 하나 이상의 기능에 따라 시간이 지남에 따라 이온 소스 스테이지(IS1)에 의해 생성되는 이온을 분리하도록 동작 가능하며, ELIT(14)는 이온 소스 스테이지 이온 이동성 분광분석계를 빠져나가는 이온을 분석하도록 동작 가능하고, ELIT(14)에 후속하는 이온 프로세싱 스테이지(OS1)의 이온 이동성 분광분석계는 이온 이동성의 하나 이상의 기능에 따라 시간이 지남에 따라 ELIT(14)를 빠져나가는 이온을 분리하도록 동작 가능하다.
어떤 식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안되는, 도 8a에서 예시되는 이온 분리 기기(200)의 여전히 다른 특정한 구현예로서, 이온 소스(12)는, 예시적으로, 2 개의 스테이지를 포함하고, 이온 프로세싱 기기(210)는 생략된다. 이 예시적인 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS1)는, 분자 유지 시간(molecule retention time)에 따라 용액에서 분자를 분리하도록 구성되는 종래의 액체 크로마토그래프(chromatograph), 예를 들면, HPLC 또는 등등이고, 이온 소스 스테이지(IS2)는 이온의 종래의 소스, 예를 들면, 전기 분무 또는 등등이다. 이 구현예에서, 액체 크로마토그래프는 용액에서 분자 성분을 분리하도록 동작 가능하고, 이온 소스 스테이지(IS2)는 액체 크로마토그래프를 빠져나가는 용액 흐름으로부터 이온을 생성하도록 동작 가능하며, ELIT(14)는 이온 소스 스테이지(IS2)에 의해 생성되는 이온을 분석하도록 동작 가능하다. 이 예의 대안적인 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS1)는, 대신, 용액에서 분자를 사이즈별로 분리하도록 동작 가능한 종래의 사이즈 배제 크로마토그래프(size-exclusion chromatograph; SEC)일 수도 있다. 다른 대안적인 구현예에서, 이온 소스 스테이지(IS1)는, 종래의 SEC가 후속되는 종래의 액체 크로마토그래프 또는 그 반대의 것을 포함할 수도 있다. 이 구현예에서, 이온은 두 번 분리된 - 한 번은 분자 유지 시간에 따르고, 후속하는 두 번째는 분자 사이즈에 따름, 또는 그 반대 - 용액으로부터 이온 소스 스테이지(IS2)에 의해 생성된다.
이제 도 8b를 참조하면, 다중 스테이지 질량 분광분석계 기기(230)를 예시적으로 포함하는 그리고 고질량 이온 분석 컴포넌트로서 구현되는 본원에서 예시되고 설명되는 이온 질량 검출 시스템(10), 즉, CDMS를 또한 포함하는 이온 분리 기기(220)의 다른 실시형태의 단순화된 블록도가 도시되어 있다. 예시된 실시형태에서, 다중 스테이지 질량 분광분석계 기기(230)는, 본원에서 예시되고 설명되는 바와 같은, 이온 소스(IS)(12), 후속하며 커플링되는 제1 종래의 질량 분광분석계(MS1)(232), 예를 들면, 충돌 유도 해리(collision-induced dissociation; CID), 표면 유도 해리(surface-induced dissociation; SID), 전자 포획 해리(electron capture dissociation; ECD) 및/또는 광 유도 해리(photo-induced dissociation; PID) 또는 등등 중 하나 이상에 의해 질량 분광분석계(232)를 빠져나가는 이온을 해리하도록 동작 가능한 후속하며 커플링되는 종래의 이온 해리 스테이지(ID)(234), 후속하며 커플링되는 제2 종래의 질량 분광분석계(MS2)(236), 예를 들면, 마이크로 채널 플레이트 검출기 또는 다른 종래의 이온 검출기와 같은, 후속하는 종래의 이온 검출기(D)(238)를 포함한다. 이온 질량 검출 시스템(10), 즉 CDMS는, 이온 질량 검출 시스템(10), 즉 CDMS가 질량 분광분석계(236)로부터 및/또는 이온 해리 스테이지(232)로부터 이온을 선택적으로 수신할 수도 있도록 이온 해리 스테이지(234)와 병렬로 커플링된다.
예를 들면, 이온 분리 기기(230)만을 사용하는 MS/MS는 잘 확립된 접근법인데, 이 경우, 특정한 분자량(molecular weight)의 프리커서 이온은, 그들의 m/z 값에 기초하여 제1 질량 분광분석계(232)(MS1)에 의해 선택된다. 질량 선택 프리커서 이온(mass selected precursor ion)은, 예를 들면, 이온 해리 스테이지(234)에서, 충돌 유도 해리, 표면 유도 해리, 전자 포획 해리 또는 광 유도 해리에 의해 단편화된다. 그 다음, 단편 이온(fragment ion)은 제2 질량 분광분석계(236)(MS2)에 의해 분석된다. MS1 및 MS2 둘 모두에서 프리커서 및 단편 이온의 m/z 값만이 측정된다. 높은 질량 이온의 경우, 전하 상태는 분석되지 않으며, 따라서, m/z 값에만 단독으로 기초하여 특정한 분자량을 가진 프리커서 이온을 선택하는 것은 가능하지 않다. 그러나, 기기(230)를 본원에서 예시되고 설명되는 CDMS(10)에 커플링하는 것에 의해, 좁은 범위의 m/z 값을 선택하고, 그 다음, CDMS(10)를 사용하여 m/z 선택 프리커서 이온(m/z selected precursor ion)의 질량을 결정하는 것이 가능하다. 질량 분광분석계(232, 236)는, 예를 들면, 자기 섹터 질량 분광분석계, 비행 시간(time-of-flight) 질량 분광분석계 또는 4 극자 질량 분광분석계 중 하나 또는 이들의 임의의 조합일 수도 있지만, 대안적인 실시형태에서는, 다른 질량 분광분석계 타입이 사용될 수도 있다. 임의의 경우에, MS1을 빠져나가는 공지된 질량을 가진 m/z 선택 프리커서 이온은 이온 해리 스테이지(234)에서 단편화될 수 있고, 그 다음, 결과적으로 나타나는 단편 이온은 MS2에 의해(이 경우 m/z 비율만이 측정됨) 및/또는 CDMS 기기(10)에 의해(이 경우 m/z 비율 및 전하가 동시에 측정됨) 분석될 수 있다. 낮은 질량 단편, 즉, 임계 질량 값, 예를 들면, 10,000 Da(또는 다른 질량 값) 미만의 질량 값을 갖는 프리커서 이온의 해리된 이온은, 따라서, MS2를 사용하여, 종래의 MS에 의해 분석될 수 있고, 한편 높은 질량 단편(이 경우, 전하 상태는 분석되지 않음), 즉, 임계 질량 값 이상인 질량 값을 갖는 프리커서 이온의 해리된 이온은 CDMS(10)에 의해 분석될 수 있다.
첨부의 도면에서 예시되고 상기에서 설명되는 시스템(10, 200, 220) 중 임의의 것에서 구현되는 바와 같은, ELIT(14)의 다양한 컴포넌트의 치수 및 그 안에서 확립되는 전기장의 크기는, 예시적으로, 한 번의 완전한 발진 사이클 동안 전하 검출 실린더(CD) 내에서 이온에 의해 소비되는 시간 및 전하 검출 실린더(CD) 및 이온 미러(M1, M2)의 조합을 순회하는(traversing) 이온에 의해 소비되는 총 시간의 비율에 대응하는, ELIT(14) 내에서의 이온 발진의 소망되는 듀티 사이클을 확립하도록 선택될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 대략 50 %의 듀티 사이클은 측정된 신호의 고조파 주파수 성분으로부터 유래하는 기본 주파수 크기 결정에서 노이즈를 감소시키는 목적에 대해 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 50 %와 같은 소망되는 듀티 사이클을 달성하기 위한 그러한 치수 및 동작 고려 사항에 관련되는 세부 사항은, 2018년 1월 12일자로 출원된 공동 계류 중인 미국 특허 출원 일련번호 제62/616,860호, 2018년 6월 4일자로 출원된 공동 계류 중인 미국 특허 출원 일련번호 제62/680,343호 및 2019년 1월 11일자로 출원된 공동 계류 중인 국제 특허 출원 제PCT/US2019/______호 - 이들 모두의 발명의 명칭은 "ELECTROSTATIC LINEAR ION TRAP DESIGN FOR CHARGE DETECTION MASS SPECTROMETRY"임 - 에서 예시되고 설명되는데, 이들의 개시 모두는 참조에 의해 그들 전체가 본원에 명시적으로 통합된다.
하나 이상의 전하 캘리브레이션 또는 재설정 장치가 ELIT(14) 단독과 함께 및/또는 첨부의 도면에서 예시되고 본원에서 설명되는 시스템(10, 200, 220) 중 임의의 것에서 사용될 수도 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 하나의 그러한 전하 캘리브레이션 또는 재설정 장치의 예는, 2018년 6월 4일자로 출원된 공동 계류 중인 미국 특허 출원 제62/680,272호에서 그리고 2019년 6월 11일자로 출원된 공동 계류 중인 국제 특허 출원 제PCT/US2019/______호에서 예시되고 설명되는데, 이들 둘 모두의 발명의 명칭은 "APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATING OR RESETTING A CHARGE DETECTOR"이며, 이들의 개시 둘 모두는 참조에 의해 그들 전체가 본원에 명시적으로 통합된다.
첨부의 도면에서 예시되고 본원에서 설명되는 트리거 트래핑 기술은, 두 개 이상의 ELIT를 갖는 또는 두 개 이상의 ELIT 영역을 갖는 적어도 하나의 ELIT 어레이를 포함하는 시스템 및/또는 애플리케이션에서 두 개 이상의 ELIT의 각각에서 및/또는 두 개 이상의 ELIT 영역의 각각에서 구현될 수도 있다는 것이 여전히 또한 이해될 것이다. 몇몇 그러한 ELIT 및/또는 ELIT 어레이의 예는, 2018년 6월 4일자로 출원된 공동 계류 중인 미국 특허 출원 일련번호 제62/680,315호 및 2019년 1월 11일자로 출원된 공동 계류 중인 국제 특허 출원 제PCT/US2019/______호 - 이들 둘 모두의 발명의 명칭은 "ION TRAP ARRAY FOR HIGH THROUGHPUT CHARGE DETECTION MASS SPECTROMETRY"임 - 에서 예시되고 설명되는데, 이들의 개시 둘 모두는 참조에 의해 그들 전체가 본원에 명시적으로 통합된다.
하나 이상의 이온 소스 최적화 장치 및/또는 기술이, 첨부의 도면에서 예시되고 본원에서 설명되는 시스템(10, 200, 220) 중 임의의 것의 일부로서 또는 그 임의의 것과 조합하여 이온 소스(12)의 하나 이상의 실시형태와 함께 사용될 수도 있다는 것이 또한 이해될 것인데, 그들 하나 이상의 이온 소스 최적화 장치 및/또는 기술의 몇몇 예는, 2018년 6월 4일자로 출원된 발명의 명칭이 "HYBRID ION FUNNEL-ION CARPET (FUNPET) ATMOSPHERIC PRESSURE INTERFACE FOR CHARGE DETECTION MASS SPECTROMETRY"인 공동 계류 중인 미국 특허 출원 일련번호 제62/680,223호, 및 2019년 1월 11일자로 출원된 발명의 명칭이 "INTERFACE FOR TRANSPORTING IONS FROM AN ATMOSPHERIC PRESSURE ENVIRONMENT TO A LOW PRESSURE ENVIRONMENT"인 공동 계류 중인 국제 특허 출원 제PCT/US2019/______호에서 예시되고 설명되며, 이들의 개시 둘 모두는 참조에 의해 그들 전체가 본원에 명시적으로 통합된다.
첨부의 도면에서 예시되고 본원에서 설명되는 트리거 트래핑 기술은 실시간 분석 및/또는 실시간 제어 기술에 따라 동작하도록 구성되는 시스템에서 또는 그 일부로서 구현될 수도 있다는 것이 여전히 추가로 이해될 것인데, 그 몇몇 예는, 2018년 6월 4일자로 출원된 공동 계류 중인 미국 특허 출원 일련번호 제62/680,245호 및 2019년 1월 11일자로 출원된 공동 계류 중인 국제 특허 출원 제PCT/US2019/_____호 - 이들 둘 모두의 발명의 명칭은 "CHARGE DETECTION MASS SPECTROMETRY WITH REAL TIME ANALYSIS AND SIGNAL OPTIMIZATION"임 - 에서 예시되고 설명되며, 이들의 개시 둘 모두는 참조에 의해 그들 전체가 본원에 명시적으로 통합된다. 하나의 비제한적인 예로서, 이 단락에서 식별되는 특허 출원에서 설명되는 하나 이상의 실시간 제어 장치 및/또는 기술은, 전하 신호 진폭 값(CHA) 중 하나 이상 값을 선택하기 위해, 비교기 임계 전압(CTH)의 크기를 선택적으로 제어하도록 도 3에서 예시되는 전압 소스(44)를 제어하기 위해, 및/또는 도 6d와 관련하여 상기에서 설명되는 바와 같이 ELIT에 진입하는 이온의 신호 강도 및/또는 검출 주파수를 수정 또는 조절하기 위해 사용될 수도 있다.
첨부의 도면에서 예시되고 본원에서 설명되는 시스템(10, 200, 220) 중 임의의 것에서, ELIT(14)는 오르비트랩(orbitrap)으로 대체될 수도 있다는 것, 및 첨부의 도면에서 예시되고 본원에서 설명되는 트리거 트래핑 기술은 그러한 오르비트랩과 함께 사용될 수도 있다는 것이 여전히 추가로 이해될 것이다. 하나의 그러한 오르비트랩의 예가, 2018년 11월 20일자로 출원된 공동 계류 중인 미국 특허 출원 일련번호 제62/769,952호 및 2019년 1월 11일자로 출원된 공동 계류 중인 국제 특허 출원 일련번호 제PCT/US2019/______호 - 이들 둘 모두의 발명의 명칭은 "ORBITRAP FOR SINGLE PARTICLE MASS SPECTROMETRY"임 - 에서 예시되고 설명되는데, 이들의 개시 둘 모두는 참조에 의해 그들 전체가 본원에 명시적으로 통합된다.
본원에서 예시되고 설명되는 트리거 트래핑 기술은, ELIT(14) 내의 다수의 개개의 이온의 동시적 측정을 제공하기 위해 하나 이상의 이온 유입구 궤적 제어 장치 및/또는 기술이 사용되는 시스템 및/또는 애플리케이션에서 사용될 수도 있다는 것이 여전히 또한 이해될 것이다. 몇몇 그러한 이온 유입구 궤적 제어 장치 및/또는 기술의 예는, 2018년 12월 3일자로 출원된 공동 계류 중인 미국 특허 출원 일련번호 제62/774,703호 및 2019년 1월 11일자로 출원된 공동 계류 중인 국제 특허 출원 제PCT/US2019/______호 - 이들 둘 모두의 발명의 명칭은 "APPARATUS AND METHOD FOR SIMULTANEOUSLY ANALYZING MULTIPLE IONS WITH AN ELECTROSTATIC LINEAR ION TRAP"임 - 에서 예시되고 설명되는데, 이들의 개시 둘 모두는 참조에 의해 그들 전체가 본원에 명시적으로 통합된다.
본 개시가 전술한 도면 및 설명에서 상세하게 예시되고 설명되었지만, 이들은 특성에서의 제한이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 단지 예시적인 실시형태만이 도시되고 설명되었다는 것 및 모두 본 개시의 취지 내에 속하는 모든 변경예 및 수정예는 보호되도록 소망된다는 것이 이해된다. 예를 들면, 첨부의 도면에서 예시되고 본원에서 설명되는 ELIT(14)는 단지 예로서 제공된다는 것, 및 상기에서 설명되는 개념, 구조 및 기술은 다양한 대안적인 설계의 ELIT에서 직접적으로 구현될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 임의의 그러한 대안적인 ELIT 설계는, 예를 들면, 두 개 이상의 ELIT 영역, 더 많은, 더 적은 및/또는 상이하게 성형된 이온 미러 전극, 더 많은 또는 더 적은 전압 소스, 전압 소스 중 하나 이상에 의해 생성되는 더 많은 또는 더 적은 DC 또는 시간에 따라 변하는 신호, 추가적인 전기장 영역을 정의하는 하나 이상의 이온 미러, 또는 등등 중 임의의 하나 또는 그 조합을 포함할 수도 있다.

Claims (59)

  1. 이온의 측정을 위해 이온을 가두기(trapping) 위한 시스템으로서,
    정전기 선형 이온 트랩(electrostatic linear ion trap; ELIT),
    상기 ELIT에 이온을 공급하도록 구성되는 이온 소스,
    상기 ELIT에 동작 가능하게 커플링되는 프로세서, 및
    적어도 하나의 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금, (i) 상기 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 상기 ELIT에 진입하는 것을 허용하기 위해 상기 ELIT를 개방하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는, (ii) 상기 이온 소스로부터 상기 개방된 ELIT로 흐르는 이온의 주파수에 대응하는 이온 유입구 주파수(ion inlet frequency)를 결정하게 하는, (iii) 목표 이온 전하 값을 생성하거나 또는 수신하게 하는, (iv) 상기 목표 이온 전하 값 및 상기 결정된 이온 유입구 주파수의 함수로서 최적의 임계 값을 결정하게 하는, 그리고 (v) 상기 ELIT 내의 이온의 전하가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 경우 상기 ELIT를 폐쇄하고, 그에 의해, 상기 ELIT 내에 이온을 가두기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는 명령어를 내부에 저장한 메모리
    를 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ELIT는, 제1 통로를 정의하는 제1 이온 미러, 제2 이온 통로를 정의하는 제2 이온 미러 및 자신을 관통하는 제3 통로를 정의하는 전하 검출 실린더를 포함하되, 상기 제1, 제2 및 제3 통로는, 상기 ELIT의 길이 방향 축(longitudinal axis)이 상기 제1, 제2 및 제3 통로의 각각을 통해 중심에서(centrally) 통과하도록 상기 제1 이온 미러와 제2 이온 미러 사이에서 배치되는 상기 전하 검출 실린더와 동축으로 정렬되고, 상기 제1 이온 미러는, 상기 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 상기 ELIT로 흐르는 이온 유입구 어퍼쳐(ion inlet aperture)를 정의하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서 및 상기 제1 및 제2 이온 미러에 동작 가능하게 커플링되며 내부에 이온 투과 전기장(ion transmission electric field) 또는 이온 반사 전기장(ion reflection electric field)을 선택적으로 확립하기 위한 전압을 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 전압 소스를 더 포함하되, 상기 이온 투과 전기장은, 상기 제1 및 제2 이온 미러의 각각의 이온 미러를 통과하는 이온을 상기 길이 방향 축을 향해 집속시키도록 구성되고, 상기 이온 반사 전기장은, 상기 전하 검출 실린더로부터 상기 제1 및 제2 이온 미러의 각각의 이온 미러에 진입하는 이온으로 하여금, 정지하게 하고, 상기 이온을 상기 길이 방향 축을 향해 또한 집속시키면서, 반대 방향으로 상기 전하 검출 실린더를 다시 통과하여 상기 제1 및 제2 이온 미러 중 나머지 미러를 향해 가속되게 하도록 구성되는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 상기 제1 이온 미러 안으로, 그 다음, 상기 전하 검출 실린더 및 상기 제2 이온 미러를 통해 흐르도록 상기 제1 및 제2 이온 미러에서 상기 이온 투과 전기장을 확립하게끔 상기 적어도 하나의 전압 소스를 제어하는 것에 의해 상기 ELIT를 개방하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는 명령어를 더 포함하되, 상기 전하 검출 실린더를 통해 흐르는 각각의 이온은 상기 전하 검출 실린더 상에서 각각의 전하를 유도하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 ELIT 내의 상기 이온의 상기 전하가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 경우 상기 제1 및 제2 이온 미러에서 상기 이온 반사 전기장을 동시에 확립하고, 그에 의해, 상기 ELIT 내에서 상기 이온을 가두도록 그리고, 상기 가두어진 이온으로 하여금, 매번 상기 전하 검출 실린더를 통과하고 상기 전하 검출 실린더 상에서 대응하는 전하를 유도하면서, 상기 제1 이온 미러와 제2 이온 미러 사이에서 왔다갔다 발진하게 하도록 상기 적어도 하나의 전압 소스를 제어하는 것에 의해 상기 ELIT를 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    메모리에 저장되는 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 최적의 임계 값을 결정한 이후 상기 제2 이온 미러에서 상기 이온 반사 전기장을 확립하도록 상기 적어도 하나의 전압 소스를 제어하는 것, 및 상기 이온 반사 전기장이 상기 제2 이온 미러에서 확립된 이후, 상기 ELIT 내의 상기 이온의 상기 전하가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 경우 상기 제1 이온 미러에서 상기 이온 반사 전기장을 확립하고, 그에 의해, 상기 이온을 상기 ELIT 내에 가두도록 상기 적어도 하나의 전압 소스를 제어하는 것에 의해 상기 ELIT를 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는 명령어를 더 포함하되, 상기 제1 및 제2 이온 미러에서 확립되는 상기 이온 반사 전기장은, 함께, 상기 가두어진 이온으로 하여금, 매번 상기 전하 검출 실린더를 통과하고 상기 전하 검출 실린더 상에서 대응하는 전하를 유도하면서, 상기 제1 이온 미러와 제2 이온 미러 사이에서 왔다갔다 발진하게 하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온 유입구 주파수를 결정하고 상기 결정된 이온 유입구 주파수를 상기 프로세서에 제공하기 위한 수단을 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  8. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전하 검출 실린더에 동작 가능하게 커플링되는 입력 및 상기 프로세서에 동작 가능하게 커플링되는 출력을 구비하는 전하 전치 증폭기(charge preamplifier)를 더 포함하되, 상기 전하 전치 증폭기는, 상기 전하 검출 실린더를 통과하는 이온에 의해 상기 전하 검출 실린더 상에서 전하가 유도될 때마다, 자신의 상기 출력에서 전하 검출 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 이온 소스로부터 상기 ELIT에 진입하는 상기 이온이 상기 전하 검출 실린더를 통과할 때 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호를 모니터링하는 것 및 상기 모니터링된 전하 검출 신호의 주파수를 결정하는 것에 의해 상기 이온 유입구 주파수를 결정하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 목표 이온 전하 값의 유저 입력에 응답하여 상기 목표 이온 전하 값을 상기 프로세서로 공급하기 위한 수단을 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이 모니터를 더 포함하되,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 하나 이상의 선택 가능한 GUI 엘리먼트를 포함하는 제어 그래픽 유저 인터페이스(graphic user interface; GUI)를 디스플레이하도록 상기 디스플레이 모니터를 제어하게 하는, 그리고 상기 하나 이상의 선택 가능한 GUI 엘리먼트와의 유저 상호 작용을 통해 상기 목표 이온 전하 값을 수신하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는 제1 프로세서이고:
    디스플레이 모니터, 및
    하나 이상의 선택 가능한 GUI 엘리먼트를 포함하는 제어 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 디스플레이하게끔 상기 디스플레이 모니터를 제어하도록, 상기 하나 이상의 선택 가능한 GUI 엘리먼트와의 유저 상호 작용을 통해 상기 목표 이온 전하 값을 수신하도록 그리고 상기 수신된 목표 이온 전하 값을 상기 제1 프로세서로 제공하도록 프로그래밍되는 제2 프로세서
    를 더 포함하되,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 제1 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 제1 프로세서로 하여금, 상기 제2 프로세서로부터 상기 목표 이온 전하 값을 수신하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 목표 이온 전하 값을 생성하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, (vi) 상기 이온이 상기 ELIT 내에 가두어지는 트래핑(trapping) 이벤트 시간 지속 기간 동안 상기 ELIT가 폐쇄된 이후 상기 ELIT를 개방하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는, (vii) 상기 생성된 목표 이온 전하 값을 증분 전하 값만큼 수정하게 하는, 그리고 (vii) 상기 수정된 목표 이온 전하 값을 사용하여 (i), (ii), (iv) 및 (v)를 반복하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 목표 이온 전하 값의 범위에 걸쳐 (vi) 내지 (viii)을 반복하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  15. 제2항 내지 제6항 및 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전하 검출 실린더에 동작 가능하게 커플링되는 입력 및 상기 프로세서에 동작 가능하게 커플링되는 출력을 구비하는 전하 전치 증폭기 - 상기 전하 전치 증폭기는, 상기 전하 검출 실린더를 통과하는 이온에 의해 상기 전하 검출 실린더 상에서 전하가 유도될 때마다, 자신의 상기 출력에서 전하 검출 신호를 생성하도록 구성됨 - ,
    상기 프로세서에 커플링되는 입력 및 출력을 구비하는 임계치 생성기 회로(threshold generator circuit), 및
    상기 전하 전치 증폭기의 출력에 커플링되는 제1 입력, 상기 임계치 생성기 회로의 상기 출력에 커플링되는 제2 입력, 및 상기 프로세서에 커플링되는 출력을 구비하는 비교기 회로
    를 더 포함하되,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 최적의 임계 값과 동일한 신호를 상기 임계치 생성기의 상기 출력에서 생성하도록 상기 임계치 생성기를 제어하게 하는, 상기 비교기의 상기 출력을 모니터링하게 하는 그리고 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호의 크기가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 것으로부터 유래하는 상기 비교기의 상기 출력의 상태의 변화에 응답하여, 상기 ELIT를 폐쇄하기 위한 상기 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  16. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서에 커플링되는 입력 및 출력을 구비하는 임계치 생성기 회로, 및
    상기 전하 전치 증폭기의 출력에 커플링되는 제1 입력, 상기 임계치 생성기 회로의 상기 출력에 커플링되는 제2 입력, 및 상기 프로세서에 커플링되는 출력을 구비하는 비교기 회로
    를 더 포함하되,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 최적의 임계 값과 동일한 신호를 상기 임계치 생성기의 상기 출력에서 생성하도록 상기 임계치 생성기를 제어하게 하는, 상기 비교기의 상기 출력을 모니터링하게 하는 그리고 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호의 크기가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 것으로부터 유래하는 상기 비교기의 상기 출력의 상태의 변화에 응답하여, 상기 ELIT를 폐쇄하기 위한 상기 적어도 하나의 제어 신호를 생성하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 전하 전치 증폭기의 상기 출력과 상기 비교기의 상기 제1 입력 사이에서 커플링되는 대역 통과 필터(band-pass filter)를 더 포함하되, 상기 대역 통과 필터는 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호를, 상기 전하 검출 실린더 상의 노이즈의 주파수 범위보다 더 작은 주파수의 미리 정의된 대역으로 제한하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 전하 전치 증폭기의 상기 출력과 상기 비교기의 상기 제1 입력 사이에서 커플링되는 신호 성형 증폭기(signal shaping amplifier)를 더 포함하되, 상기 신호 성형 증폭기는 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호의 상승 및 하강 에지의 각각에서 가우스 형상의 펄스(Gaussian-shaped pulse)를 생성하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메모리는, 상이한 이온 유입구 주파수에 대한 대응하는 전하 값으로 매핑되는 복수의 최적의 임계 값을 각각 포함하는 복수의 최적의 임계 값 맵을 내부에 저장하고,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 목표 이온 전하 값에 그리고 상기 결정된 이온 유입구 주파수에 기초하여 상기 메모리에 저장되는 상기 복수의 최적의 임계치 맵 중 하나 이상을 선택하는 것에 의해 상기 최적의 임계 값을 결정하게 하는, 그리고 상기 목표 이온 전하 값 및 상기 결정된 이온 유입구 주파수에 기초하여 상기 복수의 최적의 임계치 맵 중 상기 선택된 하나 이상으로부터 상기 최적의 임계 값을 결정하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  20. 제2항 내지 제6항 및 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전하 검출 실린더에 동작 가능하게 커플링되는 입력 및 상기 프로세서에 동작 가능하게 커플링되는 출력을 구비하는 전하 전치 증폭기를 더 포함하되, 상기 전하 전치 증폭기는, 상기 전하 검출 실린더를 통과하는 이온에 의해 상기 전하 검출 실린더 상에서 전하가 유도될 때마다, 자신의 상기 출력에서 전하 검출 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 이온이 상기 ELIT 내에 가두어지는 트래핑 이벤트의 지속 기간에 걸쳐 상기 이온의 전하의 반복된 검출로부터 유래하는 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호를 기록하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  21. 제8항 및 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 이온이 상기 ELIT 내에 가두어지는 트래핑 이벤트의 지속 기간에 걸쳐 상기 이온의 전하의 반복된 검출로부터 유래하는 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호를 기록하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 가두어진 이온의 질량 대 전하 비율 및 질량 중 적어도 하나 및 상기 가두어진 이온의 전하를 결정하도록 상기 기록된 전하 검출 신호를 프로세싱하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 결정된 최적의 임계 값, 상기 결정된 이온 유입구 주파수 및 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하의 함수로서 보정 계수(correction factor)를 결정하게 하는, 그리고 상기 이온 소스에 의해 상기 ELIT로 공급되는 상기 이온에서의 상기 이온의 상대적 존재비(relative abundance)를 반영하도록 상기 보정 계수에 의해 상기 측정된 이온의 강도를 보정하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 결정된 이온 유입구 주파수 및 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하의 함수로서 상기 가두어진 이온의 검출 주파수를 결정하게 하는, 그리고 상기 결정된 검출 주파수, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하의 함수로서 상기 보정 계수를 결정하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 메모리는, 최적의 임계 값 및 이온 전하 진폭 값의 상이한 쌍에 대한 대응하는 이온 유입구 주파수 값으로 매핑되는 다수의 검출 주파수 값을 각각 포함하는 복수의 검출 주파수 맵을 내부에 저장하고,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 결정된 이온 유입구 주파수에 기초하여 상기 메모리에 저장되는 상기 복수의 검출 주파수 맵 중 하나 이상을 선택하는 것에 의해 상기 검출 주파수를 결정하게 하는, 그리고 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 결정된 이온 유입구 주파수에 기초하여 상기 복수의 검출 주파수 맵 중 상기 선택된 하나 이상으로부터 상기 검출 주파수를 결정하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 메모리는, 최적의 임계 값 및 이온 전하 진폭 값의 상이한 쌍에 대한 대응하는 검출 주파수 값으로 매핑되는 다수의 보정 계수 값을 각각 포함하는 복수의 보정 계수 맵을 내부에 저장하고,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 결정된 검출 주파수에 기초하여 상기 메모리에 저장되는 상기 복수의 보정 계수 맵 중 하나 이상을 선택하는 것에 의해 상기 보정 계수를 결정하게 하는, 그리고 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 결정된 검출 주파수에 기초하여 상기 복수의 보정 계수 맵 중 상기 선택된 하나 이상으로부터 상기 보정 계수를 결정하게 하는 명령어를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온을 가두기 위한 시스템.
  27. 이온을 분리하기 위한 시스템으로서,
    제1항 내지 제26항 중 어느 한 항의 상기 이온을 가두기 위한 시스템 - 상기 이온 소스는 샘플로부터 이온을 생성하도록 구성됨 - , 및
    적어도 하나의 분자 특성의 함수로서 상기 생성된 이온을 분리하도록 구성되는 적어도 하나의 이온 분리 기기
    를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 이온 분리 기기를 빠져나가는 이온은 상기 ELIT로 공급되는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 ELIT는 제1 이온 미러와 제2 이온 미러 사이에서 배치되는 전하 검출 실린더를 포함하고, 상기 ELIT는, 내부에 가두어지는 이온이, 한 번의 완전한 발진 사이클 동안 상기 전하 검출 실린더를 통해 이동하는 상기 이온에 의해 소비되는 시간 및 상기 제1 및 제2 이온 미러 및 상기 전하 검출 실린더의 조합을 순회하는(traversing) 상기 이온에 의해 소비되는 총 시간의 비율에 대응하는, 대략 50 %의 듀티 사이클을 가지고 상기 제1 이온 미러와 상기 제2 이온 미러 사이에서 상기 전하 검출 실린더를 통해 왔다갔다 발진하도록 구성되고 제어되는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 ELIT는 상기 이온 소스 및 상기 프로세서에 동작 가능하게 커플링되고, 상기 ELIT는, 대응하는 복수의 종속 접속식 ELIT 영역 중 하나를 형성하도록 각각의 이온 미러 사이에서 각각 배치되는 복수의 축 방향으로 정렬된 전하 검출 실린더를 포함하고, 상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 복수의 ELIT 영역의 각각 내에 단일의 이온을 연속적으로 가두도록 상기 ELIT를 제어하게 하는 명령어를 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  30. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 ELIT는 상기 프로세서에 동작 가능하게 각각 커플링되는 복수의 ELIT를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 이온 분리 기기로부터의 이온을 상기 복수의 ELIT의 각각으로 안내하기 위한 수단을 더 포함하고,
    상기 메모리에 저장되는 상기 명령어는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 상기 복수의 ELIT의 각각 내에서 단일의 이온을 연속적으로 가두도록, 상기 ELIT 및 상기 적어도 하나의 이온 분리 기기로부터의 이온을 상기 복수의 ELIT의 각각으로 안내하기 위한 상기 수단을 제어하게 하는 명령어를 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  31. 제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이온 분리 기기는, 이온을 질량 대 전하 비율의 함수로서 분리하기 위한 적어도 하나의 기기, 이온을 이온 이동성의 함수로서 시간적으로 분리하기 위한 적어도 하나의 기기, 이온을 이온 유지 시간(ion retention time)의 함수로서 분리하기 위한 적어도 하나의 기기 및 이온을 분자 사이즈의 함수로서 분리하기 위한 적어도 하나의 기기 중 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이온 분리 기기는 질량 분광분석계(mass spectrometer) 및 이온 이동성 분광분석계(ion mobility spectrometer) 중 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  33. 제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온 소스와 상기 적어도 하나의 이온 분리 기기 사이에 배치되는 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기를 더 포함하되, 상기 이온 소스와 상기 적어도 하나의 이온 분리 기기 사이에 배치되는 상기 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기는, 이온을 수집 또는 저장하기 위한 적어도 하나의 기기, 분자 특성에 따라 이온을 필터링하기 위한 적어도 하나의 기기, 이온을 해리하기 위한 적어도 하나의 기기 및 이온 전하 상태를 정규화하기 위한 또는 시프팅하기 위한 적어도 하나의 기기 중 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  34. 제27항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이온 분리 기기와 상기 ELIT 사이에 배치되는 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기를 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 이온 분리 기기와 상기 ELIT 사이에 배치되는 상기 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기는, 이온을 수집 또는 저장하기 위한 적어도 하나의 기기, 분자 특성에 따라 이온을 필터링하기 위한 적어도 하나의 기기, 이온을 해리하기 위한 적어도 하나의 기기 및 이온 전하 상태를 정규화하기 위한 또는 시프팅하기 위한 적어도 하나의 기기 중 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  35. 제27항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 ELIT는 자신으로부터의 이온 방출을 허용하도록 구성되고,
    상기 시스템은 상기 ELIT를 빠져나가는 이온을 수용하도록 그리고 상기 수용된 이온을, 적어도 하나의 분자 특성의 함수로서 분리하도록 배치되는 적어도 하나의 이온 분리 기기를 더 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 ELIT와 상기 적어도 하나의 이온 분리 기기 사이에 배치되는 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기를 더 포함하되, 상기 ELIT와 상기 적어도 하나의 이온 분리 기기 사이에 배치되는 상기 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기는, 이온을 수집 또는 저장하기 위한 적어도 하나의 기기, 분자 특성에 따라 이온을 필터링하기 위한 적어도 하나의 기기, 이온을 해리하기 위한 적어도 하나의 기기 및 이온 전하 상태를 정규화하기 위한 또는 시프팅하기 위한 적어도 하나의 기기 중 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 ELIT를 빠져나가는 이온을 수용하도록 그 자체가 배치되는 상기 적어도 하나의 이온 분리 기기를 빠져나가는 이온을 수용하도록 배치되는 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기를 더 포함하되, 상기 ELIT를 빠져나가는 이온을 수용하도록 배치되는 상기 적어도 하나의 이온 분리 기기를 빠져나가는 이온을 수용하도록 배치되는 상기 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기는, 이온을 수집 또는 저장하기 위한 적어도 하나의 기기, 분자 특성에 따라 이온을 필터링하기 위한 적어도 하나의 기기, 이온을 해리하기 위한 적어도 하나의 기기 및 이온 전하 상태를 정규화하기 위한 또는 시프팅하기 위한 적어도 하나의 기기 중 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  38. 제27항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 ELIT는 자신으로부터의 이온 방출을 허용하도록 구성되고,
    상기 시스템은 상기 ELIT를 빠져나가는 이온을 수용하도록 배치되는 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기를 더 포함하되, 상기 ELIT를 빠져나가는 이온을 수용하도록 배치되는 상기 적어도 하나의 이온 프로세싱 기기는, 이온을 수집 또는 저장하기 위한 적어도 하나의 기기, 분자 특성에 따라 이온을 필터링하기 위한 적어도 하나의 기기, 이온을 해리하기 위한 적어도 하나의 기기 및 이온 전하 상태를 정규화하기 위한 또는 시프팅하기 위한 적어도 하나의 기기 중 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  39. 이온을 분리하기 위한 시스템으로서,
    샘플로부터 이온을 생성하도록 구성되는 이온 소스,
    상기 생성된 이온을, 질량 대 전하 비율의 함수로서 분리하도록 구성되는 제1 질량 분광분석계,
    상기 제1 질량 분광분석계를 빠져나가는 이온을 수용하도록 배치되며 상기 제1 질량 분광분석계를 빠져나가는 이온을 해리하도록 구성되는 이온 해리 스테이지(ion dissociation stage),
    상기 이온 해리 스테이지를 빠져나가는 해리된 이온을 질량 대 전하 비율의 함수로서 분리하도록 구성되는 제2 질량 분광분석계, 및
    제27항의 상기 시스템이 상기 제1 질량 분광분석계 및 상기 이온 해리 스테이지 중 어느 하나를 빠져나가는 이온을 수용할 수 있도록 상기 이온 해리 스테이지와 병렬로 커플링되는 제27항의 상기 시스템 - 제27항의 상기 시스템은 전하 검출 질량 분광분석계(charge detection mass spectrometer; CDMS)임 -
    을 포함하되,
    상기 제1 질량 분광분석계를 빠져나가는 프리커서 이온(precursor ion)의 질량은 상기 CDMS를 사용하여 측정되고, 임계 질량 미만의 질량 값을 갖는 프리커서 이온의 해리된 이온의 질량 대 전하 비율은 상기 제2 질량 분광분석계를 사용하여 측정되고, 상기 임계 질량 이상의 질량 값을 갖는 프리커서 이온의 해리된 이온의 질량 대 전하 비율 및 전하 값은 상기 CDMS를 사용하여 측정되는 것인, 이온을 분리하기 위한 시스템.
  40. 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법으로서,
    (i) 프로세서를 사용하여, 상기 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 상기 ELIT에 진입하는 것을 허용하도록 상기 ELIT를 개방하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 단계,
    (ii) 상기 프로세서를 사용하여, 상기 이온 소스로부터 상기 개방된 ELIT로 흐르는 이온의 주파수에 대응하는 이온 유입구 주파수(ion inlet frequency)를 결정하는 단계,
    (iii) 상기 프로세서를 사용하여, 목표 이온 전하 값을 생성 또는 수신하는 단계,
    (iv) 상기 프로세서를 사용하여, 상기 목표 이온 전하 값 및 상기 결정된 이온 유입구 주파수의 함수로서 최적의 임계 값을 결정하는 단계, 및
    (v) 상기 프로세서를 사용하여, 상기 ELIT 내의 이온의 전하가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 경우 상기 ELIT를 폐쇄하고 그에 의해, 상기 ELIT 내에 상기 이온을 가두기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 ELIT는, 제1 통로를 정의하는 제1 이온 미러, 제2 이온 통로를 정의하는 제2 이온 미러 및 자신을 관통하는 제3 통로를 정의하는 전하 검출 실린더를 포함하되, 상기 제1, 제2 및 제3 통로는, 상기 ELIT의 길이 방향 축이 상기 제1, 제2 및 제3 통로의 각각을 통해 중심에서 통과하도록 상기 제1 이온 미러와 제2 이온 미러 사이에서 배치되는 상기 전하 검출 실린더와 동축으로 정렬되고, 상기 제1 이온 미러는, 상기 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 상기 ELIT로 흐르는 이온 유입구 어퍼쳐를 정의하고,
    상기 적어도 하나의 전압 소스는, 상기 프로세서 및 상기 제1 및 제2 이온 미러에 동작 가능하게 커플링되며 내부에 이온 투과 전기장 또는 이온 반사 전기장을 선택적으로 확립하기 위한 전압을 생성하도록 구성되되, 상기 이온 투과 전기장은, 상기 제1 및 제2 이온 미러의 각각의 이온 미러를 통과하는 이온을 상기 길이 방향 축을 향해 집속시키도록 구성되고, 상기 이온 반사 전기장은, 상기 전하 검출 실린더로부터 상기 제1 및 제2 이온 미러의 각각의 이온 미러에 진입하는 이온으로 하여금, 정지하게 하고, 상기 이온을 상기 길이 방향 축을 향해 또한 집속시키면서, 반대 방향으로 상기 전하 검출 실린더를 다시 통과하여 상기 제1 및 제2 이온 미러 중 나머지 미러를 향해 가속되게 하도록 구성되고,
    상기 ELIT를 개방하기 위한 상기 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 프로세서를 사용하여, 상기 이온 소스에 의해 공급되는 이온이 상기 제1 이온 미러 안으로, 그 다음, 전하 검출 실린더 및 상기 제2 이온 미러를 통해 흐르도록 상기 제1 및 제2 이온 미러에서 상기 이온 투과 전기장을 확립하게끔 상기 적어도 하나의 전압 소스를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 전하 검출 실린더를 통해 흐르는 각각의 이온은 상기 전하 검출 실린더 상에서 각각의 전하를 유도하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 ELIT를 폐쇄하기 위한 상기 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 프로세서를 사용하여, 상기 ELIT 내의 상기 이온의 상기 전하가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 경우 상기 제1 및 제2 이온 미러에서 상기 이온 반사 전기장을 동시에 확립하고, 그에 의해, 상기 ELIT 내에서 상기 이온을 가두도록 그리고, 상기 가두어진 이온으로 하여금, 매번 상기 전하 검출 실린더를 통과하고 상기 전하 검출 실린더 상에서 대응하는 전하를 유도하면서, 상기 제1 이온 미러와 제2 이온 미러 사이에서 왔다갔다 발진하게 하도록 상기 적어도 하나의 전압 소스를 제어하는 단계를 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  43. 제41항에 있어서,
    상기 ELIT를 폐쇄하기 위한 상기 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 최적의 임계 값을 결정한 이후 상기 제2 이온 미러에서 상기 이온 반사 전기장을 확립하도록 상기 적어도 하나의 전압 소스를, 상기 프로세서를 사용하여, 제어하는 단계, 및 상기 이온 반사 전기장이 상기 제2 이온 미러에서 확립된 이후, 상기 ELIT 내의 상기 이온의 상기 전하가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 경우 상기 제1 이온 미러에서 상기 이온 반사 전기장을 확립하고, 그에 의해, 상기 이온을 상기 ELIT 내에 가두도록 상기 적어도 하나의 전압 소스를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 이온 미러에서 확립되는 상기 이온 반사 전기장은, 함께, 상기 가두어진 이온으로 하여금, 매번 상기 전하 검출 실린더를 통과하고 상기 전하 검출 실린더 상에서 대응하는 전하를 유도하면서, 상기 제1 이온 미러와 제2 이온 미러 사이에서 왔다갔다 발진하게 하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  44. 제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전하 검출 실린더에 동작 가능하게 커플링되는 입력 및 상기 프로세서에 동작 가능하게 커플링되는 출력을 구비하는 전하 전치 증폭기를 더 포함하되, 상기 전하 전치 증폭기는, 상기 전하 검출 실린더를 통과하는 이온에 의해 상기 전하 검출 실린더 상에서 전하가 유도될 때마다, 자신의 상기 출력에서 전하 검출 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 이온 유입구 주파수를 결정하는 단계는, 상기 이온 소스로부터 상기 ELIT에 진입하는 상기 이온이 상기 전하 검출 실린더를 통과할 때 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호를, 상기 프로세서에 의해, 모니터링하는 단계 및 상기 모니터링된 전하 검출 신호의 주파수를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  45. 제40항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 목표 이온 전하 값은, 상기 프로세서에 커플링되는 전자 장치 또는 디바이스의 제어를 통해 유저로부터 상기 프로세서에 의해 수신되는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  46. 제40항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 선택 가능한 GUI 엘리먼트를 포함하는 제어 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 디스플레이하기 위해 상기 프로세서에 의해 제어되는 디스플레이 모니터를 더 포함하되,
    상기 목표 이온 전하 값은 상기 하나 이상의 선택 가능한 GUI 엘리먼트와의 유저 상호 작용을 통해 수신되는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  47. 제40항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 목표 이온 전하 값은 상기 프로세서에 의해 생성되는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  48. 제47항에 있어서,
    (vi) 상기 이온이 상기 ELIT 내에 가두어지는 트래핑 이벤트 시간 지속 기간 동안 상기 ELIT가 폐쇄된 이후 상기 ELIT를 개방하기 위한 적어도 하나의 제어 신호를 생성하는 단계,
    (vii) 상기 생성된 목표 이온 전하 값을 증분 전하 값만큼 수정하는 단계, 및
    (vii) 상기 수정된 목표 이온 전하 값을 사용하여 (i), (ii), (iv) 및 (v)를 반복하는 단계
    를 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  49. 제48항에 있어서,
    목표 이온 전하 값의 범위에 걸쳐 (vi) 내지 (viii)을 반복하는 단계를 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  50. 제44항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서에 커플링되는 입력 및 출력을 구비하는 임계치 생성기 회로, 및 상기 전하 전치 증폭기의 출력에 커플링되는 제1 입력, 상기 임계치 생성기 회로의 상기 출력에 커플링되는 제2 입력, 및 상기 프로세서에 커플링되는 출력을 구비하는 비교기 회로를 더 포함하되,
    상기 방법은, 상기 최적의 임계 값과 동일한 신호를 상기 임계치 생성기의 상기 출력에서 생성하도록, 상기 프로세서를 사용하여, 상기 임계치 생성기를 제어하는 단계, 상기 비교기의 상기 출력을, 상기 프로세서를 사용하여, 모니터링하는 단계 및 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호의 크기가 상기 최적의 임계 값을 초과하는 것으로부터 유래하는 상기 비교기의 상기 출력의 상태의 변화에 응답하여, 상기 ELIT를 폐쇄하기 위한 상기 적어도 하나의 제어 신호를, 상기 프로세서를 사용하여, 생성하는 단계를 더 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호를, 상기 전하 검출 실린더 상의 노이즈의 주파수 범위보다 더 작은 주파수의 미리 정의된 대역으로 제한하는 단계를 더 포함하는,
    이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  52. 제50항 또는 제51항에 있어서,
    상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호를, 그 상승 및 하강 에지의 각각에서 가우스 형상의 펄스(Gaussian-shaped pulse)를 생성하도록 성형하는 단계를 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  53. 제40항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서,
    상이한 이온 유입구 주파수에 대한 대응하는 전하 값으로 매핑되는 복수의 최적의 임계 값을 각각 포함하는 복수의 최적의 임계 값 맵을, 상기 프로세서를 사용하여, 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하되,
    상기 최적의 임계 값을 결정하는 단계는, 상기 목표 이온 전하 값에 그리고 상기 결정된 이온 유입구 주파수에 기초하여 상기 메모리에 저장되는 상기 복수의 최적의 임계치 맵 중 하나 이상을, 상기 프로세서에 의해, 선택하는 단계, 및 상기 목표 이온 전하 값 및 상기 결정된 이온 유입구 주파수에 기초하여 상기 복수의 최적의 임계치 맵 중 상기 선택된 하나 이상으로부터 상기 최적의 임계 값을, 상기 프로세서를 사용하여, 결정하는 단계를 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  54. 제44항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온이 상기 ELIT 내에 가두어지는 트래핑 이벤트의 지속 기간에 걸쳐 상기 이온의 전하의 반복된 검출로부터 유래하는 상기 전하 전치 증폭기에 의해 생성되는 상기 전하 검출 신호를, 상기 프로세서에 의해, 기록하는 단계를 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 가두어진 이온의 질량 대 전하 비율 및 질량 중 적어도 하나 및 상기 가두어진 이온의 전하를 결정하도록 상기 기록된 전하 검출 신호를, 상기 프로세서에 의해, 프로세싱하는 단계를 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 결정된 최적의 임계 값, 상기 결정된 이온 유입구 주파수 및 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하의 함수로서 보정 계수를, 상기 프로세서를 사용하여, 결정하는 단계, 및 상기 이온 소스에 의해 상기 ELIT로 공급되는 상기 이온에서의 상기 이온의 상대적 존재비를 반영하도록 상기 보정 계수에 의해 상기 측정된 이온의 강도를, 상기 프로세서를 사용하여, 보정하는 단계를 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 결정된 이온 유입구 주파수 및 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하의 함수로서 상기 가두어진 이온의 검출 주파수를, 상기 프로세서를 사용하여, 결정하는 단계, 및 상기 결정된 검출 주파수, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하의 함수로서 상기 보정 계수를, 상기 프로세서를 사용하여, 결정하는 단계를 더 포함하는, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  58. 제57항에 있어서,
    최적의 임계 값 및 이온 전하 진폭 값의 상이한 쌍에 대한 대응하는 이온 유입구 주파수 값으로 매핑되는 다수의 검출 주파수 값을 각각 포함하는 복수의 검출 주파수 맵을, 상기 프로세서를 사용하여 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하되,
    상기 검출 주파수를 결정하는 단계는, 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 결정된 이온 유입구 주파수에 기초하여 상기 메모리에 저장되는 상기 복수의 검출 주파수 맵 중 하나 이상을, 상기 프로세서에 의해, 선택하는 단계, 및 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 결정된 이온 유입구 주파수에 기초하여 상기 복수의 검출 주파수 맵 중 상기 선택된 하나 이상으로부터 상기 검출 주파수를, 상기 프로세서를 사용하여, 결정하는 단계를 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
  59. 제58항에 있어서,
    최적의 임계 값 및 이온 전하 진폭 값의 상이한 쌍에 대한 대응하는 검출 주파수 값으로 매핑되는 다수의 보정 계수 값을 각각 포함하는 복수의 보정 계수 맵을, 상기 프로세서를 사용하여 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하되,
    상기 보정 계수를 결정하는 단계는, 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 결정된 검출 주파수에 기초하여 상기 메모리에 저장되는 상기 복수의 보정 계수 맵 중 하나 이상을, 상기 프로세서를 사용하여, 선택하는 단계, 및 상기 가두어진 이온의 상기 결정된 전하, 상기 결정된 최적의 임계 값 및 상기 결정된 검출 주파수에 기초하여 상기 복수의 보정 계수 맵 중 상기 선택된 하나 이상으로부터 상기 보정 계수를, 상기 프로세서를 사용하여, 결정하는 단계를 포함하는 것인, 이온의 측정을 위해 이온 소스에 의해 공급되는 이온을 정전기 선형 이온 트랩(ELIT)에서 가두는 방법.
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