DE112014007155T5

DE112014007155T5 - Massenspektrometrievorrichtung

Info

Publication number: DE112014007155T5
Application number: DE112014007155.2T
Authority: DE
Inventors: Masao Suga; Yuichiro Hashimoto; Hiroyuki Satake; Hideki Hasegawa
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: DE112014007155B4; JP6290452B2; WO2016103341A1; JPWO2016103341A1; US20170336357A1; US10139369B2

Abstract

Massenspektrometrievorrichtung, bei der eine Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität und ein Massenspektrometer kombiniert wurden, die für eine hohe Effizienz, einen hohen Durchsatz und eine hohe Empfindlichkeit mit einem ersten Strömungsweg 24, durch den die Ionen von einer Ionenquelle 1 das Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität 2 passieren und in das Massenspektrometer 11 eingeleitet werden, einem zweiten Strömungsweg 21, durch den die Ionen von der Ionenquelle ohne das Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität zu passieren in das Massenspektrometer eingeleitet werden, und als Umschaltmittel, um zwischen dem ersten Strömungsweg 24 und dem zweiten Strömungsweg 21 umzuschalten, z. B. mit den Abschirmungskomponenten 4 und 5 ausgestattet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Massenspektrometrievorrichtung, die mit einer Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität ausgestattet ist.
Hintergrundtechnologie
Mit einer Massenspektrometrievorrichtung können in einem Vakuum Ionen mittels des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses (m/z) der Molekülionen getrennt werden, wobei eine Trennung/Detektion der Ionen mit einer hohen Empfindlichkeit und einer hohen Präzision möglich ist. Bei der Massenspektrometrie erfolgt eine Trennung pro Masse-zu-Ladungs-Verhältnis (m/z) der Ionen. Bei der Technik dieser Massenspektrometrie wird im Allgemeinen als Detektor ein Flüssigchromatograph (LC) oder Gaschromatograph (GC) verwendet, wobei häufig Analyseverfahren verwendet werden, die als Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC/MS) und Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC/MS) bezeichnet werden. In den letzten Jahren wurden die durch das Analysieren von zu messenden Ionen und Messen der analysierten Ionen das Trennen anderer Verunreinigungsionen möglich machende Tandem-Massenspektrometrie, hochauflösende Massenspektrometrievorrichtungen, wie z. B. eine Flugzeit-Massenspektrometrievorrichtung oder eine Fourier-Transform-Massenspektrometrievorrichtung und hochempfindliche Massenspektrometrievorrichtungen, wie z. B. eine Triple-Quadrupol-Massenspektrometrievorrichtung oder eine Quadrupol-Massenspektrometrievorrichtung entwickelt, wobei sich Massenspektrometer speziell im biotechnologischen und medizinischen Bereich immer weiter ausbreiten.
Andererseits werden durch eine Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität (oder ion mobility device) in der Gasphase unter atmosphärischem Druck Ionen getrennt, wobei ausgenutzt wird, dass in Abhängigkeit von der Konstellation der Molekülionen die Mobilitätsgeschwindigkeit der Ionen in der Gasphase verschieden ist. Daher wird eine Trennung von Ionen von Konstitutionsisomeren mit gleichem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis (m/z), bei denen eine Trennung durch die Massenspektrometrie schwierig ist, prinzipiell möglich. Da eine Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität somit ein sich von der Massenspektrometrie unterscheidendes Trennungsvermögen aufweist, wurde auch über ein Messverfahren berichtet, bei dem eine Massenspektrometrievorrichtung und eine Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität kombiniert wurden. Als ein Verfahren für die Ionenmobilität, gibt es Vorrichtungen zur Trennung von feldasymmetrischen Ionen (FAIMS oder DMS (Differential mobility spectrometry)).
In der Patentliteratur 1 ist das Beispiel einer Vorrichtung dargestellt, bei der ein FAIMS und eine Massenspektrometrievorrichtung kombiniert wurden. Der FAIMS ist an der Vorstufe der Massenspektrometrievorrichtung montiert, wobei es sich um einen Aufbau handelt, bei dem ein Anbringen und Abnehmen durch den Benutzer möglich ist. Die Patentliteratur 2 stellt ein anderes Beispiel eines FAIMS und einer Massenspektrometrievorrichtung dar. Die innere Elektrode des FAIMS ist zylinderförmig und drehbar. Es ist dargestellt, dass bei diesem Aufbau durch das Drehen der inneren Elektrode des FAIMS von einem Modus, in dem nach der Ionentrennung eine Massenspektrometrie erfolgt (im Folgenden Ionentrennungs-Modus genannt) und einem MS-Modus, in dem keine Ionentrennung im FAIMS erfolgt, umgeschaltet werden kann. Im MS-Modus wird auch ein im Inneren der inneren Elektrode frei gehaltener, zylinderförmiger Strömungsweg durchgängig.
Literaturliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2012-521072 A
Patentliteratur 2: US 2001/0253890 A1

Kurzfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Bei einer Vorrichtung, bei der eine Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität, die eine Trennung und Detektion mittels der Ionenmobilität durchführt, und eine Massenspektrometrievorrichtung, die mittels der Masse (m/z) Ionen trennt, kombiniert sind, ist eine Technologie erforderlich, mit der die von einer Ionenquelle erzeugten Ionen mit einer hohen Trennbarkeit und einem hohen Durchsatz detektiert werden, derzeit bestehen jedoch hierbei die nachstehenden Probleme. In der folgenden Erläuterung wird die Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität anhand des Beispiels eines FAIMS erläutert.
Durch das Verfahren der Patentliteratur 1 wird das Trennungsvermögen des gesamten Systems verbessert, z. B. durch das Eliminieren von Rauschen, da durch den Aufbau mit dem montierten FAIMS durch den FAIMS eine Ionentrennung ermöglicht wird. Andererseits kommt es dadurch, dass die Ionen den FAIMS passieren, der eine schmale, plattenförmige Elektrode aufweist, zu einem Ionenverlust, sodass die den Detektor erreichende Ionenmenge sinkt. Dieser Ionenverlust entsteht unabhängig vom Einschalten/Ausschalten der Ionentrennungsfunktion des FAIMS, allein durch das Montieren des FAIMS. Es stellt daher ein großes Problem dar, dass selbst bei ausgeschalteter Trennungsfunktion des FAIMS die Empfindlichkeit im Massenspektrometrie-Modus (im Folgenden MS-Modus) abnimmt.
Handelt es sich um eine Messprobe, bei der die Ionentrennungsfunktion des FAIMS unnötig ist, ist es effektiver, den FAIMS abzunehmen. Dies liegt daran, dass es wie vorstehend ausgeführt, allein durch das Montieren des FAIMS zu einem Ionenverlust kommt. Wird jedoch, wie in der Patentliteratur 1, der FAIMS vom Benutzer manuell abgenommen, ist dafür normalerweise ein Zeitraum von ein paar bis ein paar Dutzend Minuten erforderlich. Das Montieren/Abnehmen pro Messprobe ist daher aufwendig und es besteht überdies noch die Sorge, dass der Durchsatz beim Messen sinkt.
Bei dem Verfahren der Patentliteratur 2 wird zum Umschalten des Strömungsweges die Elektrode gedreht, sodass für das Umschalten Zeit erforderlich ist. Selbst wenn das Antriebssystem automatisch gesteuert wird, ist ein Zeitraum von ein paar bis ein paar Dutzend Sekunden und manuell von einigen Minuten erforderlich. Außerdem ist ein Antriebssystem für das Drehen erforderlich.
Die vorliegende Erfindung berücksichtigt diesen Zustand und dient dazu, eine Massenspektrometrievorrichtung bereitzustellen, um mittels einer Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität eine Analyse effektiv durchzuführen.
Lösung der Aufgabe
Die Massenspektrometrievorrichtung der vorliegenden Erfindung weist eine Ionenquelle, ein Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität, einen Massenspektrometer, einen ersten Strömungsweg, der die Ionen aus der Ionenquelle durch das Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität passieren lässt und zu dem Massenspektrometer leitet, einen zweiten Strömungsweg, der die Ionen aus der Ionenquelle ohne sie durch das Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität passieren zu lassen, zu dem Massenspektrometer leitet, und einen Abschirmungsmechanismus auf, der selektiv die Passage der Ionen aus der Ionenquelle durch den ersten Strömungsweg oder die Passage durch den zweiten Strömungsweg abschirmt, wobei der Einlass des ersten Strömungswegs und der Einlass des zweiten Strömungswegs im gleichen Abstand von der Ionenquelle positioniert sind.
Der Abschirmungsmechanismus kann aus einem Abschirmungsmittel mittels eines elektrischen Feldes, Gas, eines Objekts, oder einer Kombination von diesen gebildet werden.
Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird für den Fall, dass während der Analyse mittels des Massenspektrometers der Ionen, die den zweiten Strömungsweg passiert haben, eine vorab registrierte Spitze des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der Ionen detektiert wurde, durch den Abschirmungsmechanismus der zweite Strömungsweg abgeschirmt und die Ionen können durch den ersten Strömungsweg passieren.
Ferner wird bei einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung für den Fall, dass während der Analyse mittels des Massenspektrometers der Ionen, die den zweiten Strömungsweg passiert haben, die Spitze des S/N des Massenspektrums auf einem oder unterhalb eines vorab eingestellten Schwellwerts detektiert wurde, durch den Abschirmungsmechanismus der zweite Strömungsweg abgeschirmt und die Ionen können durch den ersten Strömungsweg passieren.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei der Vorrichtung mittels der Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität und der Massenspektrometrievorrichtung eine Analyse effektiv, mit einem hohen Durchsatz und einer hohen Empfindlichkeit realisiert werden.
Weitere Charakteristiken im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden aus den Angaben der vorliegenden Beschreibung und den anliegenden Zeichnungen deutlich. Ferner werden andere Aufgaben, Aufbauten und Wirkungen als die vorstehenden, anhand der folgenden Erläuterung der Ausführungsbeispiele deutlich.
Kurze Erläuterung der Zeichnungen
Es zeigen:
1A ist eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus eines FAIMS.
1B ist eine Darstellung der Wellenform der Trennspannung bei einem FAIMS.
2 ist eine erläuternde Darstellung des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung.
3A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
3B ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im Ionentrennungs-Modus.
4 ist eine schematische Darstellung eines von der Seite des Massenspektrometrievorrichtung gesehenen Abschnitts.
5 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels von Massenspektrometriedaten, die durch eine LC/MS-Spektrometrie erzielt wurden.
6A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
6B ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im Ionentrennungs-Modus.
7A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
7B ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im Ionentrennungs-Modus.
8A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
8B ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im Ionentrennungs-Modus.
9 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
10A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
10B ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im Ionentrennungs-Modus.
11A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
11B ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im Ionentrennungs-Modus.
12 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
13A ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
13B ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im Ionentrennungs-Modus.
14 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
15 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
16 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus einer Massenspektrometrievorrichtung im MS-Modus.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden anhand der anliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Die anliegenden Zeichnungen stellen im Übrigen konkrete Ausführungsbeispiele dar, die sich nach dem Prinzip der Erfindung richten und dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen, die jedoch nicht verwendet werden, um die vorliegende Erfindung einschränkend zu interpretieren.
1A ist eine schematische Darstellung, die den allgemeinen Aufbau eines FAIMS zeigt. Der FAIMS 50 ist mit einer ersten Elektrode 51 und einer zweiten Elektrode 52 ausgestattet, bei denen es sich um zwei flache, plattenförmige Elektroden aus Metall handelt. Der Abstand zwischen den beiden Elektroden beträgt etwa 0,1 mm bis mehrere mm, und die Elektrodenlänge, die dem Abstand entspricht, den die Ionen fliegen, beträgt ferner etwa einige Dutzend mm. Es existiert ferner in letzter Zeit ein FAIMS mit einem miniaturisierten Aufbau, wobei es auch einen solchen mit einem Elektrodenabstand von einigen Dutzend um gibt.
Der FAIMS ist mit einer Wechselspannungsquelle 53, einer Gleichspannungsquelle 54 und einer Vorspannungsquelle 57 ausgestattet. Bei dem FAIMS wird dadurch, dass mittels der Wechselspannungsquelle 53 eine der Hochfrequenzspannung überlagerte Trennspannung (oder Streuspannung, oder separation voltage: SV) an die erste Elektrode 51 angelegt wird, zwischen der ersten Elektrode 51 und der zweiten Elektrode 52 ein hochfrequentes elektrisches Feld angelegt. Wie bei dem in 1B dargestellten Beispiel einer Trennspannung, wird die Trennspannung (SV) so angelegt, dass sich im zeitlichen Mittel Null ergibt, indem eine hohe Spannung (Plus-Spannung) und eine niedrige Spannung (Minus-Spannung) für jeweils eine bestimmte Zeitdauer wiederholt angelegt werden. Die Trennspannung hat eine Spannungsamplitude von einigen 100 V bis einigen kV. Ferner wird dadurch, dass eine Kompensationsspannung (oder Korrekturspannung, oder compensation voltage: CV), bei der es sich um eine durch die Gleichspannungsquelle 54 erzeugte Gleichspannung handelt, an die zweite Elektrode 52 angelegt wird, eine Ionenspur 56 eines spezifischen Ions 55 korrigiert, wobei ermöglicht wird, dass nur das spezifische Ion 55 durchgelassen wird und die übrigen Ione eliminiert werden. Die Kompensationsspannung beträgt etwa –100 V bis +100 V. Es ist im Übrigen auch möglich, eine Gleichspannung mittels der Gleichspannungsquelle 54 an die erste Elektrode 51 anzulegen. Ebenso ist es auch möglich, eine Trennspannung an die zweite Elektrode 52 anzulegen. Indem ferner mittels der Vorspannungsquelle 57 eine Vorspannung an die erste Elektrode 51 und die zweite Elektrode 52 angelegt wird, werden von der Elektrode der Vorstufe des FAIMS 50 Ionen effektiv eingeführt und an die Elektrode der Nachstufe des FAIMS 50 werden Ionen effektiv ausgestoßen. Nicht nur bei einem FAIMS, sondern auch bei anderen Vorrichtungen zum Trennen aufgrund der Ionenmobilität ist die vorliegende Erfindung in der gleichen Form ausführbar, sodass die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf einen FAIMS beschränkt wird.
Bei den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden bei einer Massenspektrometrievorrichtung, die mit einem durch den FAIMS führenden ersten Ionenströmungsweg (Ionentrennungs-Modus) und einem nicht durch den FAIMS führenden zweiten Ionenströmungsweg (MS-Modus) ausgestattet ist, Ausführungsformen erläutert, bei denen eine Strömungswegumschaltung auf denjenigen Strömungsweg von diesen erfolgt, den die Ionen passieren, d. h. die Analyse-Modi umgeschaltet werden. Der MS-Modus ist ein Modus, in dem ohne den FAIMS zu passieren, nur eine Massenspektrometrie durchgeführt wird, während der Ionentrennungs-Modus ein Modus ist, in dem durch den FAIMS eine Ionentrennung erfolgt und ferner eine Massenspektrometrie durchgeführt wird. Als Charakteristik ist es beim MS-Modus möglich, ohne Selektivität sämtliche Ionen durch das Massenspektrometer passieren zu lassen, sodass ein anvisiertes Molekül gesucht und außerdem mit einer hohen Empfindlichkeit detektiert werden kann. Andererseits kann im Ionentrennungs-Modus dadurch, dass nur ein anvisiertes Ion den FAIMS passieren kann, dieses Ion mit einer hohen Empfindlichkeit und einem hohen S/N detektiert werden. Auf diese Art und Weise wird durch eine fallweise Nutzung der Analyse-Modi, wie in den vorliegenden Ausführungsbeispielen angegeben, eine hocheffiziente Massenspektrometrie möglich.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Ein erstes Ausführungsbeispiel wird erläutert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Abschirmungsmechanismus, um selektiv die Passage der Ionen aus der Ionenquelle durch den ersten Strömungsweg oder die Passage durch den zweiten Strömungsweg abzuschirmen und zwischen den Analyse-Modi umzuschalten, ein physikalisches Mittel, d. h. eine Abschirmungskomponente, wie z. B. eine Klappe verwendet.
2 ist eine Darstellung, die den Aufbau einer Massenspektrometrievorrichtung mittels eines FAIMS, bei dem es sich um eine Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität handelt, und einem Massenspektrometer erläutert. Die von der Ionenquelle 1 erzeugten Ionen werden mittels zwei Analyse-Modi analysiert/detektiert. Der eine ist der Ionentrennungs-Modus, in dem nach einer Ionentrennung in dem FAIMS 2, bei dem es sich um eine Vorrichtung zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität handelt, durch das Massenspektrometer 11 eine Massenspektrometrie erfolgt, und der andere ist der MS-Modus, in dem ohne eine Ionentrennung in dem FAIMS 2 durch das Massenspektrometer 11 eine Massenspektrometrie erfolgt.
Eine Steuerungskomponente 10 dient zur Steuerung der jeweiligen Strukturelemente des FAIMS und des Massenspektrometers, und besteht aus einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, wie z. B. einem Personal Computer. Die Steuerungskomponente 10 ist mit einer zentralen Verarbeitungsvorrichtung, einer Hilfsspeichervorrichtung, einer Hauptspeichervorrichtung, einer Anzeigekomponente 18 und einer Eingabekomponente 19 ausgestattet. Ferner wird z. B. die zentrale Verarbeitungsvorrichtung aus einer CPU oder einem anderen Prozessor (auch als Rechner bezeichnet) gebildet. Beispielsweise handelt es sich bei der Hilfsspeichervorrichtung um eine. Festplatte und bei der Hauptspeichervorrichtung um einen Speicher. Bei der Anzeigekomponente 18 handelt es sich z. B. um ein Display, auf dem die Anzeige eines Analysespektrums oder Ergebnisses und die Anzeige von Analysebedingungen angezeigt wird. Bei der Eingabekomponente 19 handelt es sich z. B. um eine Tastatur oder eine Zeigevorrichtung (z. B. eine Maus), mittels der die Analysebedingungen eingegeben werden können.
3A und 3B sind Darstellungen, die die Massenspektrometrievorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigen, wobei es sich um von oben betrachtete schematische Teilquerschnitte der Vorrichtung handelt. 3A ist eine den MS-Modus, und 3B eine den Ionentrennungs-Modus zeigende Darstellung Die Umschaltung zwischen diesen beiden Analyse-Modi, d. h. die Strömungswegumschaltung für die Ionen in der Probe, erfolgt durch den Abschirmungsmechanismus mittels der Abschirmungskomponente 4 und der Abschirmungskomponente 5. Die durch die Ionenquelle 1 ionisierten Ionen in der Probe treten je nach Analysemodus in einen der Ioneneinlässe 23 oder 25 ein und passieren einen der Strömungswege von entweder Strömungsweg 21 oder Strömungsweg 24. Anschließend passieren die Ionen den durch die Einlasselektrode 3 gebildeten Strömungsweg 21, treten in das Massenspektrometer 11 ein und werden analysiert. Der durch die Einlasselektrode 3 gebildete Strömungsweg 21 erfüllt die Aufgabe einer Trennwand zwischen Atmosphärendruck und Vakuum und hat eine Zylinderform mit einem Durchmesser von etwa 0,1 mm bis 1 mm. An den FAIMS 2 wird durch ein Netzteil 6, das von der Steuerungskomponente 10 gesteuert wird, eine Trennspannung, Kompensationsspannung und Vorspannung, wie die in 1 erläuterten angelegt. Zur Vereinfachung der Figur wurde nur ein Netzteil 6 dargestellt. Durch einen Massenspektrometer 11 erfolgt eine Massentrennung/Detektion entsprechend dem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis (m/z) der Ionen.
Für jeden der beiden Analyse-modi existiert ein Ionen-Strömungsweg. Im MS-Modus fallen die Ionen über den Einlass 23 ein, durchqueren den Strömungsweg 21 ohne den FAIMS 2 zu passieren, und treten einer Ionenbahn 41 folgend in das Massenspektrometer 11 ein. Andererseits fallen die Ionen im Ionentrennungs-Modus über den Einlass 25 ein, durchqueren den Strömungsweg 24, der den FAIMS 2 passiert, und anschließend den Strömungsweg 21, und treten der Ionenbahn 42 folgend in das Massenspektrometer 11 ein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der Strömungsweg 24 und der Strömungsweg 21 zuletzt zu einem einzigen Strömungsweg 21 vereinigt, der mit dem Massenspektrometer verbunden wird.
Das Umschalten zwischen den beiden Analyse-Modi, d. h. ob die Ionen durch den Einlass 23 oder den Einlass 25 eintreten, erfolgt durch den Betrieb der Abschirmungskomponente 4 oder der Abschirmungskomponente 5. In dem MS-Modus wird, wie in 3A dargestellt, die Abschirmungskomponente 4 geöffnet und die Abschirmungskomponente 5 geschlossen. Dadurch durchqueren die Ionen vom Einlass 23 her die Ionenspur 41 und werden in das Massenspektrometer 11 eingeleitet. In dem Ionentrennungs-Modus wird, wie in 3B dargestellt, die Abschirmungskomponente 4 geschlossen und die Abschirmungskomponente 5 geöffnet. Dadurch durchqueren die Ionen vom Einlass 25 her die Ionenspur 42 und werden in das Massenspektrometer 11 eingeleitet. Die Abschirmungskomponente 4 wird mittels der von der Steuerungskomponente 10 gesteuerten Antriebskomponente 9 betrieben, und die Abschirmungskomponente 5 wird mittels der von der Steuerungskomponente 10 gesteuerten Antriebskomponente 8 betrieben. Auf diese Art und Weise werden durch das Öffnen und Schließen der Abschirmungskomponente 4 und der Abschirmungskomponente 5 der Strömungsweg 21 oder der Strömungsweg 24 ausgewählt, den die Ionen passieren können. Als Abschirmungskomponente kann eine Klappe oder ein Abschirmungsbrett, ein Deckel, ein Verschluss oder eine hierauf basierende existierende Technik verwendet werden, wobei es genügt, wenn es sich um eine Struktur handelt, die Gas oder Ionen abschirmen kann. Um insbesondere eine Passage von Gas vollständig abzuschirmen, wird eine dicht verschließbare Struktur, z. B. eine Gummiversiegelung oder eine andere existierende Versiegelungstechnik oder dichte Verschließtechnik verwendet. Die Abschirmungskomponente kann sowohl manuell betrieben werden, als auch durch die Steuerungskomponente 10 automatisch gesteuert werden. Erfolgt eine Abschirmung wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels einer Klappe oder einer anderen existierenden Abschirmungstechnik, ist mittels einer vergleichsweise unkomplizierten Struktur eine einfache Ausführung möglich.
Es folgt eine Erläuterung des Grundes, warum die Ionen in das Massenspektrometer 11 eingeleitet werden, wenn der Einlass 23 oder der Einlass 25 geöffnet ist. Das Massenspektrometer 11 wird z. B. mittels einer Kreiselpumpe oder einer Turbomolekularpumpe evakuiert. Insbesondere der Vakuumgrad der Analysekomponente beträgt 10^–5 bis 10^–6 Torr. Aus diesem Grund existiert von der Ionenquelle, die unter Atmosphärendruck steht, durch den Einlass 23 und den Strömungsweg 21 in das Massenspektrometer 11 stets ein Gasstrom. Anders ausgedrückt, existiert von der geöffneten Öffnung des Einlasses stets eine Strömung zu dem Massenspektrometer 11. Dieser Strömung folgend, treten nicht nur geladene Teilchen wie Ionen, sondern auch neutrale Moleküle oder Gas von dem Einlass 23 oder dem Einlass 25 in das Massenspektrometer 11 ein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden durch das Umschalten zwischen den beiden Analyse-modi beide Analyseverfahren, der MS-Modus, bei dem der FAIMS nicht passiert wird, und der Ionentrennungs-Modus mittels des FAIMS ermöglicht. Ein manuelles Anbringen/Abnehmen des FAIMS ist ebenfalls nicht erforderlich, und mittels einer automatischen Steuerung können die Modi mit einer hohen Geschwindigkeit innerhalb von wenigen Sekunden umgeschaltet werden. Im MS-Modus passieren die Ionen nicht den FAIMS, sodass das bisherige Problem einer Abnahme der Ionenmenge durch das Passieren des FAIMS beseitigt und mit einer unverändert hohen Ionenmenge eine Massenspektrometrie ermöglich wird. Andererseits erfolgt im Ionentrennungs-Modus eine Ionentrennung durch den FAIMS, sodass eine Analyse mit einer hohen S/N ermöglicht wird. Durch das Umschalten zwischen diesen beiden Analyse-Modi, wird ein für die Probe geeigneter hocheffizienter Datenerwerb möglich.
4 ist eine schematische Darstellung eines von der Seite der Massenspektrometrievorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels gesehenen Abschnitts. Handelt es sich bei der Ionenquelle 1 z. B. um eine Elektrospray-Ionisierung (ESI), wird in der Figur von oben nach unten eine Probenlösung zugeführt, und ferner fließen ein Zerstäubergas zum Zerstäuben der Probenlösung und ein erhitztes Gas von oben nach unten. Ionen 7, die durch Zerstäuben unterhalb der Ionenquelle 1 erzeugt werden, werden in einen Massenspektrometer 11 eingeführt, indem sie z. B. eine Wende um 90 Grad zu dem Einlass 23 machen und den Strömungsweg 21 passieren. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, werden sie in gleicher Weise beim Eintreten in den Einlass 25 eingeführt, indem sie eine Wende um 90 Grad machen.
Wie in 3A und 3B dargestellt, ist bei der Ionenquelle 1 auch bei zwei oder mehreren Einlässen die Einleitung der Ionen in einen dieser Einlässe möglich. Bevorzugt sind die mehreren Einlässe von der Ionenquelle 1 im gleichen Abstand positioniert. Mit dem gleichen Abstand ist dabei ein Abstand gemeint, bei dem die Ionenmenge, die von der Ionenquelle 1 in die jeweiligen Einlässe eingeleitet wird, als gleich anzusehen ist. Zum Beispiel ist es bevorzugt, wenn mehrere Einlässe, wie in der Figur dargestellt, auf einem konzentrischen Kreis 60 mit der Ionenquelle 1 im Zentrum positioniert werden. Durch den gleichen Abstand von der Ionenquelle 1, kann von der Ionenquelle in jeden der Einlässe die gleiche Menge Ionen eingeleitet werden. Ferner ist die Einleitung von Ionen von jedem der Einlässe des konzentrischen Kreises 60 aus möglich. Dies wird aus der Betrachtung der Positionierung von 4 deutlich.
Ionisierungsverfahren, die von der Ionenquelle 1 ausgeführt werden, sind gewöhnlich mit einem Massenspektrometer ausgeführte Ionisierungsverfahren, z. B. die Elektrospray-Ionisierung (ESI), die chemische Ionisierung bei Atmosphärendruck (APCI), die Matrix unterstützte Laser Desorption/Ionisierung (MALDI), die Desorptions-Elektrospray-Ionisation (DESI) oder die Photoionisierung bei Atmosphärendruck (APPI).
Vorrichtungen zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität einschließlich FAIMS und DMS können unter Atmosphärendruck und im Vakuum arbeiten.
Bei dem Massenspektrometer 11 kann es sich um einen allgemein bekannten Massenspektrometer handeln. Zum Beispiel kann es sich um einen Ionenfallen-Massenspektrometer, wie eine 3D-Ionenfalle oder eine lineare Ionenfalle, um einen Quadrupolfilter-Massenspektrometer (Q-Filter), einen Triple-Quadrupol-Massenspektrometer, einen Flugzeit-Massenspektrometer (TOF/MS), einen Fourier-Transformations-Ionen Cyclotron-Resonanz-Massenspektrometer (FTICR), einen Orbitrap-Massenspektrometer oder einen Magnetfeld-Massenspektrometer handeln. Ferner kann es sich auch um einen anderen bekannten Massenspektrometer als die vorstehend dargestellten Massenspektrometer handeln.
Als Nächstes wird das Analyseverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels mittels des Massenspektrometers erläutert. Es wird das Beispiel einer LC/MS-Analyse mittels eines bei einem Massenspektrometer häufig verwendeten LCs erläutert. 5 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel von Massenspektrometrie-Daten zeigt, die durch eine LC/MS-Spektrometrie erzielt wurden. Bei der LC/MS wird pro Verweilzeit des LCs ein Massenspektrum erworben, wobei wie in 5 dargestellt, 3D-Daten aus den drei Achsen der LC-Verweilzeit, m/z und der Ionenstärke erworben werden. In 5 werden nur vier Massenspektren dargestellt, tatsächlich werden jedoch einschließlich der Zeit, in der keine Ionen detektiert werden, während der gesamten Zeit Massenspektren erworben.
Es werden zwei Analyseverfahren erläutert, bei denen die vorliegende Erfindung verwendet wird. Bei dem ersten handelt es sich um den Fall, dass die von FAIMS beabsichtigten Analytionen vorab bestimmt wurden, und bei dem anderen um den Fall, in dem diese nicht bestimmt wurden.
[Fall, dass die beabsichtigten Analytionen bestimmt sind]
Für den Fall, dass die Probenionen, die durch FAIMS analysiert werden, bestimmt sind, wird deren Ionenstrang m/z, wie in 5 dargestellt, vorab als Liste a der Analytionen vorbereitet. Entweder erstellt ein Benutzer vorab diese Liste, oder falls eine Liste der m/z der Analytionen durch FAIMS in einer Datenbank registriert ist, kann diese benutzt werden. Diese Liste oder Datenbank befindet sich im Inneren der Steuerungskomponente 10 oder wird durch die Steuerungskomponente 10 verwaltet. Als ein Beispiel, ist bei dieser Liste, wie bei der Liste a m/z der zu analysierenden Probenione eingetragen. Die Analysereihenfolge verläuft normalerweise so, dass im MS-Modus das Massenspektrum der Ionen erworben und dadurch die beabsichtigten Ionen gesucht werden, und in den Ionentrennungs-Modus umgeschaltet und analysiert wird, wenn die Spitze von m/z der Ionen in dieser Liste a detektiert wird. Zum Beispiel wurde zum Zeitpunkt t1 das Ion A der Liste mit m/z = 181,1 detektiert, sodass das Ion A im Ionentrennungs-Modus analysiert wird.
Als Nächstes wird das Analyseverfahren des Ionentrennungs-Modus erläutert. Im Ionentrennungs-Modus können hauptsächlich beim FAIMS nur die beabsichtigten Ionen passieren, die einer Massenspektrometrie durch das Massenspektrometer unterzogen werden. Da beim FAIMS je nach Art der Ionen die Spannungsbedingungen der Analyse verschieden sind, werden bevorzugt vorab die Analysebedingungen untersucht. Die Analysebedingungen des FAIMS werden in der Datenbank registriert, d. h. sie sollten als Liste der Analytionen wie bei Liste b vorab aufgeführt/vorbereitet werden. Durch das Vorliegen dieser Liste, müssen die Analysebedingungen des FAIMS nicht gesucht werden, sodass die Analyse der beabsichtigten Ionen sofort durchgeführt werden kann. Sind jedoch die Analysebedingungen des FAIMS für ein Analytion unbekannt, müssen diese unter Aufwendung von Zeit gesucht werden. Anders ausgedrückt, müssen unter Beobachtung dieser beabsichtigten Ionen die Trennspannung und Kompensationsspannung von FAIMS abgetastet und so festgelegt werden, dass die Ionenmenge groß wird. Das heißt, die Bedingungen, zu denen S/N hoch ist, sollten ausgewählt werden. Umfasst die Liste der Analytionen ferner wie bei Liste c zusätzlich zur Liste a die Verweilzeit von LC, kann noch exakter nur eine Analyse der beabsichtigten Ionen erfolgen. Daher sollte die Liste der Analytionen eine Liste sein, die m/z, die LC-Verweilzeit sowie die Trennspannung und die Kompensationsspannung von FAIMS umfasst. Bei der Massenspektrometrie wird eine MS/MS-Analyse mittels einer Ionendissoziation verwendet. Durch dieses Verfahren wird S/N verbessert und eine Analyse mit einer höheren Präzision möglich. Die Ionendissoziation ist ein Verfahren, bei dem z. B. durch eine kollisionsinduzierte Dissoziation (CID) die Ionen dissoziiert und die erzeugten Fragmente analysiert werden. Zum Beispiel handelt es sich bei einem Triple-Quadrupol-Massenspektrometer um ein Verfahren, das als multiple Reaktionsüberwachung (MRM) bezeichnet wird.
[Fall, dass die beabsichtigten Analytionen nicht bestimmt sind]
Für den Fall, dass die beabsichtigten Analytionen nicht bestimmt sind, wird ein Verfahren verwendet, bei dem im MS-Modus zum Zeitpunkt der Analyse ein Standard festgelegt wird, und wenn dieser erfüllt ist, im Ionentrennungs-Modus analysiert wird.
1) Bei Detektion Ionenmenge mit Spitze auf oder über einem Schwellwert
Wird eine Ionenmenge mit einer Spitze auf oder über dem vorab festgelegten Schwellwert detektiert, erfolgt im Ionentrennungs-Modus eine Analyse. Der Schwellwert wird vorab vom Benutzer angewiesen. Gibt es ferner mehrere Spitzen auf oder über dem Schwellwert, wird in der Reihenfolge der Ionen einer hohen Ionenmenge analysiert. Werden ferner z. B. Rauschionen in der Liste aufgeführt, ist es dadurch möglich, diese von dem Analysegegenstand zu eliminieren, selbst wenn die Menge dieser Rauschionen auf oder über dem Schwellwert liegt.
2) Bei Detektion S/N oder S/B mit Spitze auf oder unter einem Schwellwert
Wird ein Massenspektrum mit S/N oder S/B mit einer Spitze auf oder unter dem vorab eingestellten Schwellwert detektiert, erfolgt im Ionentrennungs-Modus eine Analyse. Die Aufgabe der vorliegenden Analyse ist eine Verbesserung von S/N durch ein Reduzieren von Rauschen, indem mittels eines FAIMS analysiert wird.
Auf diese Art und Weise wird es dadurch, dass die beabsichtigten Analytionen im Ionentrennungs-Modus mittels des FAIMS analysiert werden möglich, Daten mit einer hohen S/N zu erwerben. Andererseits wird durch das Verwenden des MS-Modus bei der Suche der Analytionen, eine Suche mit einer hohen Empfindlichkeit möglich. Dadurch, dass wie vorstehend durch das vorliegende Ausführungsbeispiel zwischen dem MS-Modus und dem Ionentrennungs-Modus schnell umgeschaltet werden kann, wird ermöglicht, dass mittels der zwei Analyse-Modi Ionen mit einer hohen Effizienz, einem hohen Durchsatz und einer hohen Empfindlichkeit analysiert werden können.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird erläutert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Abschirmungsmechanismus, um selektiv die Passage der Ionen aus der Ionenquelle durch den ersten Strömungsweg oder die Passage durch den zweiten Strömungsweg abzuschirmen und zwischen den Analyse-Modi umzuschalten, die Strömung von Gas verwendet.
6A und 6B sind schematische Darstellungen, die den Querschnitt eines Teils der Massenspektrometrievorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigen, wobei 6A eine den MS-Modus zeigende Darstellung ist, und 6B eine den Ionentrennungs-Modus zeigende Darstellung ist. Anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wird als Abschirmungsmechanismus, der abschirmt, dass die Ionen einen Strömungsweg passieren, Gas verwendet. Dadurch, dass von der Seite des Massenspektrometers zur Seite der Ionenquelle gerichtet Gas einströmt, kann das Einleiten von Ionen und neutralen Molekülen in das Massenspektrometer abgeschirmt/verhindert werden.
Anhand von 6A wird das Ausführungsbeispiel des MS-Modus erläutert. Das Gas, das das Einleiten von Ionen abschirmt, wird mittels einer Gassteuerungskomponente 12 durch eine verlegte Leitung 14 eingeleitet. Dadurch, dass durch die Gaseinleitung eine Gasströmung 32 von der Seite des Massenspektrometers 11 an der Position des Einlasses 25 zur Seite der Ionenquelle 1 bin erzeugt wird, können die Ionen von der Ionenquelle 1 und das neutrale Gas so abgeschirmt werden, dass sie von dem Einlass 25 nicht zum FAIMS 2 hin eintreten. Dadurch werden die von der Ionenquelle 1 erzeugten Probenionen nur von dem Einlass 23 eingeleitet, folgen der den Strömungsweg 21 passierenden Ionenspur 41, treten in das Massenspektrometer 11 ein und werden analysiert. Der Einlass 23 und der Einlass 25 haben eine runde Form, wobei der Öffnungsdurchmesser etwa mehrere mm bis 10 mm beträgt. Ferner ist eine Abschirmung von Ionen und Gas mit einer Gasflussmenge von der Gassteuerungskomponente 12 von etwa 0,1 L/min bis 10 L/min möglich.
Mit der gleichen Methode ist es ferner möglich, wie in 6B dargestellt, das Einfallen von Ionen von dem Einlass 23 abzuschirmen. Mittels der Gassteuerungskomponente 13 kann durch das Einleiten von Gas durch eine verlegte Leitung 15 eine Gasströmung 31 von dem Einlass 23 zu der Ionenquelle 1 erzeugt werden. Durch diese Gaseinleitung werden die Probenionen von dem Einlass 25 eingeleitet, folgen der den Strömungsweg 24 passierenden Ionenspur 42, treten in das Massenspektrometer 11 ein.
Im Übrigen sind zwar die Steuerungskomponente 10, die Anzeigekomponente 18, die Eingabekomponente 19 und das FAIMS-Netzteil 6, die in 3A und 3B dargestellt sind, zur Vereinfachung in der 6A und 6B nicht dargestellt, werden jedoch wie beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet.
Bei dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird dadurch, dass eine Gasströmung von dem Einlass zu der Ionenquelle geschaffen wird, die Abschirmung der Einleitung von Ionen ermöglicht, sodass eine Umschaltung der Analyse-Modi möglich wird. Diese Gasströmung ist innerhalb von einer Sekunde bis mehreren Sekunden steuerbar und hat den Vorteil, dass im Vergleich zu dem Verfahren mittels einer Abschirmungskomponente eine Umschaltung der Analyse-Modi schnell erfolgen kann, sodass eine Analyse mit einem hohen Durchsatz möglich wird.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Ein drittes Ausführungsbeispiel wird erläutert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Abschirmungsmechansmus, um selektiv die Passage der Ionen aus der Ionenquelle durch den ersten Strömungsweg oder die Passage durch den zweiten Strömungsweg abzuschirmen und zwischen den Analyse-Modi umzuschalten, ein elektrisches Feld verwendet.
7A und 7B sind schematische Darstellungen, die den Querschnitt eines Teils der Massenspektrometrievorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigen, wobei 7A eine den MS-Modus zeigende Darstellung ist, und 7B eine den Ionentrennungs-Modus zeigende Darstellung ist. Anders als bei den bisherigen Ausführungsbeispielen, handelt es sich hier um ein Verfahren zum Umschalten der Analyse-Modi, indem durch das Anlegen einer Spannung an eine Elektrode 26 und eine Elektrode 27, die am Einlass des Strömungswegs positioniert wurden, die Strömung der Ionen abgeschirmt wird. Da je nachdem, ob es sich bei den Probenionen um Kationen oder Anionen handelt, die Polarität der Netzteilspannung verschieden ist, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Beispiel einer Analyse von Kationen erläutert. Handelt es sich um Anionen, kann durch das Umschalten der Netzteilspannung von positiv auf negativ, das gleiche Verfahren ausgeführt werden. Mit der Elektrode 26 ist das Netzteil 28 und mit der Elektrode 27 das Netzteil 29 verbunden, und an die jeweiligen Elektroden kann eine Gleichspannung angelegt werden.
Die Erläuterung erfolgt anhand des Beispiels des MS-Modus von 7A. Um die Ionen abzuschirmen, die in den Einlass 25 des Strömungsweges eintreten, der mit dem FAIMS 2 in Verbindung steht, ist eine Spannungsdifferenz der Elektrode 27 gegenüber einem Zerstäubungsrohr der Ionenquelle 1 erforderlich. Der Grund hierfür besteht darin, dass durch die Potentialdifferenz zwischen dem Zerstäubungsrohr und der Elektrode 27 (oder der Elektrode 26) die Zerstäubung mittels Elektrospray entsteht. Dies hängt dabei von dem Abstand zwischen den beiden Elektroden des Zerstäubungsrohrs und der Elektrode 27 (oder der Elektrode 26) ab, wobei z. B. bei einem Abstand von etwa 1 bis 30 mm durch das Anlegen von etwa 1.000 V bis 6.000 V als Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden eine elektrostatische Zerstäubung auftritt und eine Ionisierung erfolgt. Typischerweise wird z. B. dadurch, dass an das Zerstäubungsrohr der Ionenquelle 1 +5.000 V und an die Elektrode 26 +1.000 V angelegt wird, die Potentialdifferenz zu 4.000 V und es erfolgt eine Elektrospray-Ionisierung. Anhand dessen tritt bei einer Spannungsdifferenz zwischen dem Zerstäubungsrohr und der Ionenquelle 27 von 1.000 V oder weniger keine elektrostatische Zerstäubung auf, und eine Abschirmung der Ionen auf der Seite des Einlasses 27 wird möglich. Das heißt, es sollte an das Zerstäubungsrohr +5.000 V, an die Elektrode 26 +1.000 V und an die Elektrode 27 ab 4.000 V, z. B. +5.000 V angelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Potentialdifferenz zwischen dem Zerstäubungsrohr und der Elektrode 27 zu Null und es wird ermöglicht, dass Ionen ohne von dem Einlass 25 auf der Seite der Elektrode 27 eingeleitet zu werden, abgeschirmt werden.
Ferner sollte im Ionentrennungs-Modus, der in 7B dargestellt ist, z. B. an das Zerstäubungsrohr +5.000 V, an die Elektrode 26 +5.000 V und an die Elektrode 27 +1.000 V angelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Potentialdifferenz zwischen dem Zerstäubungsrohr und der Elektrode 26 zu Null und es wird ermöglicht, dass Ionen ohne von dem Einlass 23 auf der Seite der Elektrode 26 eingeleitet zu werden, abgeschirmt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bevorzugt in die Nachstufe der Elektrode 26 eine weitere Elektrode 30 eingesetzt. Dadurch passieren beim in 7B dargestellten Ionentrennungs-Modus die von dem Einlass 25 eintretenden Ionen entlang der Ionenspur 42 in der Nähe der Elektrode 26. Da zu diesem Zeitpunkt an der Elektrode 26 etwa 5.000 V und an der Einlasselektrode 3 typischerweise 100 V anliegen, besteht die Möglichkeit, dass die Ionenspur abbiegt und Ionen verlorengehen, wenn die Ionen den Bereich 22 in der Nähe der Elektrode 26 passieren. Daher wird in der Nachstufe der Elektrode 26 die Elektrode 30 angeordnet, und durch das Anlegen einer etwa gleichen Spannung wie bei der Einlasselektrode 3 (z. B. etwa 100 V), wird ohne Verlust von Ionen eine Passage der Ionenspur 42 möglich. Die Elektrode 30 kann auch das gleiche elektrische Potential wie die Einlasselektrode 3 haben. Die Elektrode 30 kann ferner auch einteilig mit der Einlasselektrode 3 sein. Das elektrische Feld, das entsteht, wenn an die Elektrode 26 eine hohe Spannung angelegt wird, sollte so aufgebaut sein, dass es den Bereich 22, den die Ionen passieren, nicht beeinflusst. Die Elektroden 26, 27 und 30 bestehen aus einem elektrisch leitenden Körper, wie einem Metall, und sind so aufgebaut, dass sie in der Mitte runde Öffnungen aufweisen, und die Ionen durch diese Öffnungen passieren.
Als anderes Beispiel eines Verfahrens zum Abschirmen von Ionen mittels eines elektrischen Feldes, kann zwischen der Elektrode 26 und der Elektrode 30 eine weitere Elektrode vorgesehen werden, wobei dadurch, dass an diese eine höhere Spannung als an die Elektrode 26 angelegt wird, ein Abschirmen von Ionen von dem Einlass 23 möglich ist. Ferner kann dadurch, dass in der Nachstufe der Elektrode 27 noch eine weitere Elektrode vorgesehen wird, in gleicher Weise ein Einleiten von Ionen von dem Einlass 25 abgeschirmt werden. Bei diesem Verfahren wird die Passage der Ionen abgeschirmt, indem in den Strömungswegen 21, 24, durch die die Ionen passieren, Elektroden positioniert werden, an diese Elektroden eine Spannung angelegt wird, und eine Potentialbarriere mit einem höheren Potential als die Ionen gebildet wird.
Bei dem Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird durch ein elektrisches Feld, das dadurch erzeugt wird, dass an die Elektroden eine Spannung angelegt wird, die Abschirmung der Einleitung von Ionen ermöglicht, sodass eine Umschaltung der Analyse-Modi möglich wird. Die Steuerung der Spannung ist innerhalb von einer Sekunde steuerbar und hat den Vorteil, dass im Vergleich zu den bisher erläuterten Verfahren eine Umschaltung der Analyse-Modi schnell erfolgen kann, sodass eine Analyse mit einem hohen Durchsatz möglich wird.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
Ein viertes Ausführungsbeispiel wird erläutert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Abschirmungsmechanismus, um selektiv die Passage der Ionen aus der Ionenquelle durch den ersten Strömungsweg oder die Passage durch den zweiten Strömungsweg abzuschirmen und zwischen den Analyse-Modi umzuschalten, die Strömung von Gas mittels eines Ausstoßmechanismus verwendet.
8A und 8B sind schematische Darstellungen, die den Querschnitt eines Teils der Massenspektrometrievorrichtung des vorlegenden Ausführungsbeispiels zeigen, wobei 8A eine den MS-Modus zeigende Darstellung ist, und 8B eine den Ionentrennungs-Modus zeigende Darstellung ist. Eine Ausstoßkomponente 16 wird als Abschirmungsmechanismus mit dem sich an den Einlass 23 anschließenden Strömungsweg, in dem dargestellten Beispiel auf der Unterlaufseite des Einlasses 23 verbunden. Ferner wird eine Ausstoßkomponente 17 mit dem sich an den Einlass 25 anschließenden Strömungsweg, in dem dargestellten Beispiel auf der Unterlaufseite des FAIMS verbunden. Bei den Ausstoßkomponenten 16 und 17 sollte es sich um solche handeln, die eine Gasströmung erzeugen können, z. B. ein Gebläse oder eine Ausstoßpumpe. Ferner sollten sie zum feinen und exakten Steuern der Strömungsgeschwindigkeit bevorzugt mit einem Durchflussmesser oder einer Gassteuerkomponente ausgestattet sein.
Bei dem in 8A dargestellten MS-Modus handelt es sich darum, dass die Ausstoßkomponente 17 betrieben wird, sodass die den FAIMS passierenden Ionen durch die Ausstoßkomponente 17 ausgestoßen (absorbiert) werden, und das Massenspektrometer 11 nicht erreichen. Zu diesem Zeitpunkt handelt es sich im Hinblick auf die andere Ausstoßkomponente 16 um einen von entweder dem Zustand, in dem die Pumpe gestoppt ist, oder dem Zustand, in dem die Pumpe zwar betrieben wird, aber ein Schließventil 33 geschlossen ist, sodass eine Gasströmung zu der Ausstoßkomponente 16 hin nicht entsteht. Die Ausstoßgeschwindigkeit (oder Ausstoßmenge) der Ausstoßkomponente 17 wird so reguliert, dass sie gleich der von dem Einlass 25 her einströmenden Einströmungsgeschwindigkeit (oder der Einströmungsmenge) wird. Dies bedeutet anders ausgedrückt, dass vom Mündungspunkt aus betrachtet, in dem der Strömungsweg von dem Einlass 23 und der Strömungsweg von dem Einlass 25 zusammenströmen und zu Einem werden, die Strömungsgeschwindigkeit des Bereichs 39 des Strömungswegs auf der Seite des FAIMS zu Null wird (ohne Bewegung ist), wobei sich oberhalb und unterhalb des Bereichs 39 Gas und Ionen in einem nicht hin- und hergehenden Zustand befinden. Dadurch werden die über den Einlass 23 eingetretenen Ionen entlang der Ionenspur 41 in das Massenspektrometer 11 eingeleitet. Andererseits werden die über den Einlass 25 eingetretenen Ionen von der Ausstoßkomponente 17 ausgestoßen und eliminiert.
Bei dem in 8B dargestellten Ionentrennungs-Modus handelt es sich darum, dass die Ausstoßkomponente 16 betrieben wird, sodass die von dem Einlass 23 eingeleiteten Ionen durch die Ausstoßkomponente 16 ausgestoßen werden, und das Massenspektrometer 11 nicht erreichen. Zu diesem Zeitpunkt handelt es sich im Hinblick auf die andere Ausstoßkomponente 17 um einen von entweder dem Zustand, in dem die Pumpe gestoppt ist, oder dem Zustand, in dem die Pumpe zwar betrieben wird, aber ein Schließventil geschlossen ist, sodass eine Gasströmung zu der Ausstoßkomponente 17 hin nicht entsteht. Die Ausstoßgeschwindigkeit der Ausstoßkomponente 16 wird so reguliert, dass sie gleich der von dem Einlass 23 her einströmenden Einströmungsgeschwindigkeit wird. Dies bedeutet, dass vom Mündungspunkt aus betrachtet, an dem der Strömungsweg von dem Einlass 23 und der Strömungsweg von dem Einlass 25 zusammenströmen und zu Einem werden, die Strömungsgeschwindigkeit des Bereichs 40 des Strömungswegs auf der Seite des Einlasses 23 zu Null wird (ohne Bewegung ist), wobei sich oberhalb und unterhalb des Bereichs 40 Gas und Ionen in einem nicht hin- und hergehenden Zustand befinden. Dadurch werden die über den Einlass 25 eingetretenen Ionen, nachdem sie den FAIMS 2 passiert haben, in das Massenspektrometer 11 eingeleitet. Andererseits werden die über den Einlass 23 eingetretenen Ionen von der Ausstoßkomponente 16 ausgestoßen und eliminiert.
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des MS-Modus einer anderen Ausführung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Wie dargestellt, ist auch ein Betrieb möglich, wenn der Aufbau des Abschirmungsmechanismus nicht aus zwei Ausstoßkomponenten sondern nur aus der einen Ausstoßkomponente 35 besteht. Mitten in der verlegten Leitung sind die Schließventile (oder Ventile) 33 und 34 montiert, die jeweils einzeln geöffnet und geschlossen werden, sodass die Umschaltung der Gasströmung gesteuert werden kann. Um die effektive Ausstoßgeschwindigkeit gleichzusetzen, sollte die Länge des Ausstoßströmungsweges durch das Schließventil 33 und des Ausstoßströmungsweges durch das Schließventil 34 bevorzugt gleich sein. Ferner ist es auch möglich, die Ausstoßgeschwindigkeit durch das Öffnungsverhältnis der Schließventile zu regulieren. Dabei ist es wichtig, die Ausstoßgeschwindigkeit durch die Ausstoßkomponente 35 so zu regeln, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Bereichs 39, wie in 8A dargestellt, zu Null wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch die Gasströmung nicht nur eine Abschirmung der Ionen sondern auch der Gasströmung, z. B. von neutralen Molekülen möglich, sodass eine Messung mit einer hohen Empfindlichkeit möglich ist.
[Fünftes Ausführungsbeispiel]
Ein fünftes Ausführungsbeispiel wird erläutert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Abschirmungsmechanismus, um bei einer Struktur, die mit mehreren FAIMS ausgerüstet ist, selektiv die Passage der Ionen aus der Ionenquelle durch den ersten Strömungsweg oder die Passage durch den zweiten Strömungsweg abzuschirmen und zwischen den Analyse-Modi umzuschalten, eine Abschirmungskomponente verwendet.
10A und 10B sind schematische Darstellungen, die den Querschnitt eines Teils der Massenspektrometrievorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigen, wobei 10A eine den MS-Modus zeigende Darstellung ist, und 10B eine den Ionentrennungs-Modus zeigende Darstellung ist. Es handelt sich um ein Verfahren zur Umschaltung auf insgesamt drei Modi, den MS-Modus und zwei Ionentrennungs-Modi.
Am Eingang des FAIMS 2 und des FAIMS 37 sind als Abschirmungsmechanismus beide, jeweils die Abschirmungskomponente 5 und die Abschirmungskomponente 36 vorgesehen. Ferner ist in dem den FAIMS nicht passierenden Strömungsweg die Abschirmungskomponente 4 vorgesehen. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, sind wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen die jeweiligen Abschirmungskomponenten jeweils mit einer Antriebskomponente verbunden und können durch die Steuerungskomponente 10 betrieben werden.
10A stellt den MS-Modus dar, in dem der FAIMS nicht passiert wird, wobei die Abschirmungskomponente 4 geöffnet ist, die Ionen den Strömungsweg 21 passieren und entlang der Ionenspur 41 in das Massenspektrometer 11 eingeleitet werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Abschirmungskomponente 5 und die Abschirmungskomponente 36 geschlossen, sodass in die FAIMS 2 und 37 keine Ioneneinleitung stattfindet. 10B stellt den Ionentrennungs-Modus dar, in dem die Ionen nur den FAIMS 37 passieren können. Während die Abschirmungskomponenten 4 und 5 geschlossen sind, ist die Abschirmungskomponente 36 geöffnet, sodass eine Passage der Ionen nur in den FAIMS 37 möglich ist. Die über den Einlass 25 eingetretenen Ionen werden durch den FAIMS 37 entlang der Ionenspur 42 in das Massenspektrometer 11 eingeleitet und analysiert. Das heißt, der Abschirmungsmechanismus lassen selektiv eine von entweder der Passage der Ionen von der Ionenquelle durch den ersten FAIMS 2, die Passage durch den zweiten FAIMS 37 oder die Passage durch den Einlass 23 zu und schirmen die anderen ab.
Das Anbringen von zwei FAIMS hat im Großen und Ganzen zwei Ziele, und zwar erstens, eine Reinigung und Wartung des FAIMS vorzunehmen, und zweites, einen FAIMS mit einem anderen Trennungsvermögen vorzusehen. Für das erste des Reinigers und Wartens, werden zwei FAIMS mit dem gleichen Aufbau angebracht, wobei eines gereinigt, gewartet oder auf Vorrat gehalten wird, und das andere FAIMS für die Analyse verwendet wird. Bei diesem Verfahren ist ein Anhalten der Analyse selbst für den Fall, dass während der Analyse ein Mangel an dem FAIMS auftritt oder eine Reinigung erforderlich geworden ist, nicht erforderlich, sondern es kann unverzüglich mit dem anderen FAIMS analysiert werden. Während des Analysieren, ist eine Wartung oder Reinigung des FAIMS möglich. Da durch dieses Verfahren ein mit der Wartung des FAIMS einhergehendes Stoppen der Analyse nicht erforderlich ist, wird der Durchsatz der Analyse verbessert.
Für das zweite können FAIMS angeordnet werden, die eine unterschiedliche Trennungsfunktion haben. Zum Beispiel werden durch das Vorsehen von FAIMS mit unterschiedlichen Abständen zwischen den beiden plattenförmigen Elektroden, die den FAIMS bilden, Analysen mit einer unterschiedlichen Trennungsfunktion möglich. Die Trennungsfunktion wird hauptsächlich durch den Abstand zwischen den plattenförmigen Elektroden, die den FAIMS bilden, oder die Länge bestimmt, sodass dadurch, dass z. B. zwei FAIMS mit einem Abstand von 0,5 mm und einem Abstand von 1 mm vorgesehen werden, Daten von unterschiedlichen Trennungsfunktionen und Ionenmengen erworben werden können. Effektiv ist auch das Vorsehen von zwei FAIMS, bei denen die Länge der FAIMS unterschiedlich ist und zwischen 10 mm bis etwa 100 mm beträgt. Als einen weiteren, gibt es auch den Aufbau, dass eine Reaktionsprobe durch das Ionere des FAIMS strömt. Zum Beispiel verändert sich dadurch, dass ein Gas, das mit einer geringen Menge an Isopropanol, Methanol, Aceton usw. gemischt wurde, in den FAIMS eingeleitet wird, das Trennungsvermögen, sodass eine unterschiedliche Ionentrennung möglich wird. Auf diese Art und Weise ist das Vorsehen mehrerer FAIMS mit unterschiedlichem Trennungsvermögen effektiv, um der Analyse verschiedener Substanzen entsprechen zu können.
11A und 11B sind Darstellungen, die einen anderen Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigen. Bei dem vorliegenden Beispiel handelt es sich um ein Beispiel, bei dem die FAIMS spiegelsymmetrisch positioniert sind. Ferner ist 11A eine den MS-Modus, und 11B eine den Ionentrennungs-Modus zeigende Darstellung. Der Inhalt der Ausführung ist identisch mit dem Beispiel von 10A und 10B. Anhand der Figuren erkennt man, dass es sich um einen Aufbau handelt, bei dem in drei Richtungen der Ionenquelle jeweils die Einlässe 23, 25 und 30 positioniert sind.
Hiermit wurde der Aufbau mittels zwei FAIMS erläutert. Zur geeigneten Darstellung wurden zwar die drei Strömungswege, derjenige für den MS-Modus und die beiden FAIMS für den Ionentrennungs-Modus auf der gleichen Ebene positioniert, es ist jedoch nicht unbedingt immer erforderlich, dass sämtliche Strömungswege in einer Ebene liegen.
Wie in den bisherigen Ausführungsbeispielen angegeben, können als Verfahren zum Umschalten der Analyse-Modi bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen Verfahren mittels Gas, einem elektrischen Feld oder einer Ausstoßkomponente ausgeführt werden. Ferner ist die Anzahl nicht auf zwei beschränkt, sondern auch mit drei oder mehr FAIMS ist die gleiche Ausführung möglich.
[Sechstes Ausführungsbeispiel]
Ein sechstes Ausführungsbeispiel wird erläutert. 12 ist ein schematischer Teilquerschnitt, der den MS-Modus der Massenspektrometrievorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Die Strömungswege von 3A und 3B, die das erste Ausführungsbeispiel darstellen, wurden geändert, wobei sich ein Aufbau ergibt, bei dem die Ionen sanft von dem Strömungsweg 24 zum Strömungsweg 21 strömen. Durch diesen Aufbau der Strömungswege ist zu erwarten, dass sich die Einleitung der Ionen in das Massenspektrometer 11 effektiv durchführen lässt. Im Übrigen sind die detaillierten Ausführungsverfahren mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch.
[Siebtes Ausführungsbeispiel]
Ein siebtes Ausführungsbeispiel wird erläutert. Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen gab es einen mit dem Massenspektrometer 11 verbundenen Strömungsweg, während es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein Beispiel mit zwei Strömungswegen handelt.
13A und 13B sind schematische Darstellungen, die den Querschnitt eines Teils der Massenspektrometrievorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigen, wobei 13A eine den MS-Modus zeigende Darstellung ist, und 13B eine den Ionentrennungs-Modus zeigende Darstellung ist. Da bei 13A die Abschirmungskomponente 4 des Abschirmungsmechanismus, der den Einlass 23 öffnet und schließt, geöffnet ist, passieren die von dem Einlass 23 eingetretenen Ionen den Strömungsweg 21 und werden in das Massenspektrometer 11 eingeleitet. Andererseits ist die Abschirmungskomponente 5, die den Einlass 25 öffnet und schließt, geschlossen, sodass in den Einlass 25 keine Ionen eingeleitet werden. Da bei 13B andererseits der Einlass 23 geschlossen und der Einlass 25 geöffnet ist, passieren die von dem Einlass 25 eingetretenen Ionen den FAIMS 2 und den Strömungsweg 24 und werden in das Massenspektrometer 11 eingeleitet. Dadurch wird mittels eines FAIMS eine Ionentrennung möglich. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Strömungsweg 21 und der Strömungsweg 24 jeweils parallel mit dem Massenspektrometer verbunden.
Der Innendurchmesser des Strömungswegs der Einlasselektrode 3 beträgt etwa 1 mm oder weniger, und der Abstand zwischen den Strömungswegen 21 und 24 beträgt etwa einige mm. Aus diesem Grund fallen die Ionen der beiden Strömungswege in einem Abstand von etwa 5 mm Entfernung ein. Bevorzugt sollte daher an der Nachstufe der Einlasselektrode 3 eine Ionen konvergierende Elektrode 44 vorgesehen sein. Hinsichtlich der Ionen konvergierenden Elektrode 44 ist z. B. ein Konvergieren der Ionen möglich, sofern es sich um eine trichterförmige Elektrode, an die eine Gleichspannung angelegt wurde, oder einen existierenden ringförmigen Ionenleiter handelt, bei dem mehrere Ringelektroden aufgereiht sind, an die abwechselnd eine Wechselspannung angelegt wurde. Ferner ist es auch mit einem wie in 14 dargestellten, mehrpoligen, z. B. Quadrupol- oder Oktopol-Ionenleiter 45 der existierenden Technologie möglich, die Ionen zu konvergieren.
14 ist eine Darstellung, die das Beispiel eines anderen Aufbaus des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Bei diesem Beispiel werden die Abschirmungskomponenten 4 und 5, die den Abschirmungsmechanismus bilden, nicht auf der Seite der Ionenquelle sondern auf der Seite des Massenspektrometers 11 vorgesehen. Durch diesen Aufbau kann dadurch, dass die Abschirmungskomponente auf der Seite des Massenspektrometers ist, eine Abschirmung des Strömungswegs mit einer höheren Vertraulichkeit erwartet werden. In dieser Figur ist nur der MS-Modus dargestellt, der Ionentrennungs-Modus hat jedoch den gleichen Aufbau wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen.
15 ist eine Darstellung, die noch ein anderes Beispiel des Aufbaus des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Der Einlass 23 und der Einlass 25 sind in einem um 90 Grad versetzten Winkel zu der Ionenquelle 1 angebracht. Der übrige Aufbau ist mit dem der bisherigen Ausführungsbeispiele identisch. Die Figur stellt den MS-Modus dar.
16 ist eine Darstellung, die noch ein anderes Beispiel des Aufbaus des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Von der Ionenquelle 1 gibt es einen Einlass 23, der jedoch so aufgebaut ist, dass er sich anschließend in den Strömungsweg 21 und den Strömungsweg 24 teilt. Anders ausgedrückt, der Strömungsweg 21 und der Strömungsweg 24 haben den Einlass 23 gemeinsam. An dem Strömungsweg 24 ist der FAIMS 2 befestigt. Bei diesem Beispiel werden die Abschirmungskomponenten 4 und 5, die den Abschirmungsmechanismus bilden, auf der Seite des Massenspektrometers 11 vorgesehen. Die Modi-Umschaltung wird ausgeführt, indem die Abschirmungskomponenten 4 und 5 selektiv betrieben werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel dargestellt, bei dem zwei Strömungswege mit dem Massenspektrometer 11 verbunden sind, mit drei oder mehr ist die gleiche Ausführung jedoch auch möglich.
Anstelle der Abschirmungskomponenten 4 und 5 kann ferner auch mit der bisher dargestellten Ionenabschirmung mittels Gas oder der Ionenabschirmung mittels eines elektrischen Feldes in gleicher Weise die Modi-Umschaltung ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist im Übrigen nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern beinhaltet verschiedene abgewandelte Beispiele. Zum Beispiel wurden die vorstehenden Ausführungsbeispiele detailliert erläutert, um die vorliegende Erfindung leicht verständlich zu erläutern, wobei jedoch eine Beschränkung nicht darauf besteht, dass unbedingt sämtliche erläuterten Strukturen vorgesehen sein müssen. Ferner ist es auch möglich, einen Teil der Strukturen eines Ausführungsbeispiels durch Strukturen eines anderen Ausführungsbeispiels zu ersetzen, oder eine Struktur eines Ausführungsbeispiels der Struktur eines anderen Ausführungsbeispiels zuzusetzen. Ferner ist es im Hinblick auf einen Teil der Strukturen der jeweiligen Ausführungsbeispiele möglich, eine andere Struktur zuzusetzen, zu entfernen oder auszutauschen.
Bezugszeichenliste

1: Ionenquelle
2: FAIMS
3: Einlasselektrode
4: Abschirmungskomponente
5: Abschirmungskomponente
6: FAIMS-Netzteil
7: Ion
11: Massenspektrometer
12, 13: Gas-Steuerungskomponente
16, 17: Ausstoßkomponente
20: Elektrode
23: Einlass
25: Einlass
26, 27: Elektrode
30: Elektrode
33, 34: Schließventil
44: Ionen konvergierende Elektrode
45: Mehrpolige Ionenführung

Claims

Massenspektrometrievorrichtung, die eine Ionenquelle (1), ein Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität, einen Massenspektrometer (11), einen ersten Strömungsweg (24), der die Ionen aus der Ionenquelle durch das Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität passieren lässt und zu dem Massenspektrometer (11) leitet, einen zweiten Strömungsweg (21), der die Ionen aus der Ionenquelle ohne sie durch das Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität passieren zu lassen, zu dem Massenspektrometer (11) leitet, und einen Abschirmungsmechanismus aufweist, der selektiv die Passage der Ionen aus der Ionenquelle durch den ersten Strömungsweg (24) oder die Passage durch den zweiten Strömungsweg (21) abschirmt, wobei der Einlass des ersten Strömungswegs (24) und der Einlass des zweiten Strömungswegs (21) im gleichen Abstand von der Ionenquelle (1) positioniert sind.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschirmungsmechanismus mit einer ersten Abschirmungskomponente, die den ersten Strömungsweg (24) abschirmt, einer ersten Antriebskomponente, die die erste Abschirmungskomponente betreibt, einer zweiten Abschirmungskomponente, die den zweiten Strömungsweg (21) abschirmt und einer zweiten Antriebskomponente, die die zweite Abschirmungskomponente betreibt, ausgestattet ist.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschirmungsmechanismus mit einer ersten Gassteuerungskomponente, die Gas von einer Einlasskomponente des ersten Strömungswegs (24) zur Ionenquelle gerichtet strömen lässt, und einer zweiten Gassteuerungskomponente, die Gas von einer Einlasskomponente des zweiten Strömungswegs (21) zur Ionenquelle (1) gerichtet strömen lässt, ausgestattet ist.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschirmungsmechanismus mit einer ersten Elektrode, die an der Einlasskomponente des ersten Strömungsweges (24) positioniert ist, einem ersten Netzteil, das an die erste Elektrode eine Spannung anlegt, einer zweiten Elektrode, die an der Einlasskomponente des zweiten Strömungsweges (21) positioniert ist, und einem zweiten Netzteil, das an die zweite Elektrode eine Spannung anlegt, ausgestattet ist, wobei nur auf der Seite einer Elektrode von entweder der ersten Elektrode oder der zweiten Elektrode zwischen der Ionenquelle eine elektrostatische Zerstäubung bewirkt wird.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschirmungsmechanismus mit einer ersten Elektrode, die an dem ersten Strömungsweg positioniert ist, einem ersten Netzteil, das an die erste Elektrode eine Spannung anlegt, einer zweiten Elektrode, die an dem zweiten Strömungsweg (21) positioniert ist, und einem zweiten Netzteil, das an die zweite Elektrode eine Spannung anlegt, ausgestattet ist, wobei selektiv in entweder dem ersten Strömungsweg (24) oder dem zweiten Strömungsweg (21) eine Potentialbarriere mit einem höheren Potential als dem Potential der Ionen von der Ionenquelle (1) gebildet wird.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschirmungsmechanismus mit einer ersten Ausstoßkomponente, die mit dem ersten Strömungsweg verbunden ist, und einer zweiten Ausstoßkomponente, die mit dem zweiten Strömungsweg verbunden ist, ausgestattet ist, wobei eine von entweder der ersten Ausstoßkomponente oder der zweiten Ausstoßkomponente selektiv betrieben wird.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich der erste Strömungsweg (24) und der zweite Strömungsweg (21) zu einem Strömungsweg vereinigen und mit dem Massenspektrometer (11) verbunden sind.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Strömungsweg (24) und der zweite Strömungsweg (21) jeweils parallel mit dem Massenspektrometer verbunden sind.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Strömungsweg (24) und der zweite Strömungsweg (21) einen gemeinsamen Einlass haben.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität um einen FAIMS (2) handelt.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, die als Teil zur Trennung aufgrund der Ionenmobilität mit einem ersten FAIMS und einem zweiten FAIMS ausgestattet ist, wobei der Abschirmungsmechanismus selektiv eine von entweder der Passage der Ionen von der Ionenquelle (1) durch den ersten FAIMS, der Passage durch den zweiten FAIMS oder der Passage durch den zweiten Strömungsweg (21) zulässt und die anderen abschirmt.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei für den Fall, dass während der Analyse mittels des Massenspektrometers (11) der Ionen, die den zweiten Strömungsweg (21) passiert haben, eine vorab registrierte Spitze des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der Ionen detektiert wurde, durch den Abschirmungsmechanismus der zweite Strömungsweg abgeschirmt wird, und die Ionen durch den ersten Strömungsweg (24) passieren können.
Massenspektrometrievorrichtung nach Anspruch 1, wobei für den Fall, dass während der Analyse mittels des Massenspektrometers (11) der Ionen, die den zweiten Strömungsweg (21) passiert haben, eine Spitze des S/N des Massenspektrums (11) auf einem oder unterhalb eines vorab eingestellten Schwellwerts detektiert wurde, durch den Abschirmungsmechanismus der zweite Strömungsweg (21) abgeschirmt wird, und die Ionen durch den ersten Strömungsweg (24) passieren können.