JP2003501790A

JP2003501790A - 感度を向上するためのイオントラップを有する四重極質量分析計

Info

Publication number: JP2003501790A
Application number: JP2001500825A
Authority: JP
Inventors: ダブリュヘイガー，ジェイムズ
Original assignee: エムディーエスインコーポレーテッド
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2003-01-14
Also published as: EP1183504B1; WO2000073750A2; ATE525626T1; EP1183504A2; CA2375194A1; CA2375194C; WO2000073750A3; AU780291B2; AU4905800A; US6504148B1

Abstract

(57)【要約】質量分析計の方法と装置は、質量分析器と衝突セルとを有する。衝突セルは、イオンをトラップする構造を有する。前駆体イオンは、第１の質量分析器で選択され、次に、衝突セルで衝突によって誘発される解離を受ける。次に、フラグメントイオンは、適切な励起をイオンに印加することによって軸方向外側にスキャンアウトされる。次に、フラグメントイオンは、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析計によって検出できる。ＴＯＦ分析計のために、フラグメントイオンを衝突セルにトラップし、またフラグメントイオンを衝突セルからスキャンアウトすることによって、感度を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野本発明は、２つの順次質量分析ステップを含むＭＳ／ＭＳ質量分析計の性能を
向上するための方法と装置に関する。より詳しくは、軸方向射出を有する線形イ
オントラップからの軸方向射出を有する質量分析計に有効な技術に本発明は関す
る。

【０００２】発明の背景質量分析法では、ガス充填衝突セルによって分離された直列の少なくとも２つ
質量分析計を使用することが一般的である。三連四重極型機器では、ＭＳ１と度
々呼ばれる第１の質量分析計は、トータルイオンモードで操作される衝突セルが
続き、最後に度々ＭＳ２と呼ばれる第２の質量分解四重極が続く、分解四重極で
ある。公知の方法では、衝突セルは他の四重極ロッドセットを含む。これらの四
重極ロッドセットは、それぞれＱ１、Ｑ２およびＱ３と一般に呼ばれ、またイオ
ン経路はＱｑＱと度々呼ばれ、この場合、Ｑは、質量分解モードで操作できる四
重極ロッドセットを示し、ｑは、衝突によって誘発される解離と断片化のために
使用されるロッドセットを示している。このような構造は、度々、まさにイオン
ガイドとして操作される一般にＱ０と呼ばれる別の上流側ロッドセットを含む。
このロッドセットは、イオンを集束して、通常大気源によって生成されるイオン
流からガスをさらに除去するために機能する。

【０００３】ＭＳ／ＭＳ実験は、通常知られているように、このような機器で実施すること
ができ、およびＱ１によって特定の前駆体イオンを選択し、中性ガス分子との衝
突を介して加圧されたＱ２内で前駆体イオンを断片化して、フラグメントまたは
生成物イオンを生成し、またＱ３によって生成物イオンを質量分解することを含
む。この技術は、複雑な混合物の化合物を識別するために、また未知の物質の構
造を決定する際に非常に価値が高いことが証明されている。ＭＳ／ＭＳ操作の可
能な複数のスキャンモードが周知であり、それらは次の通りである。

【０００４】（１）ＭＳ１（Ｑ１）を特定の前駆体イオンｍ／ｚ値に設定して、衝突セル（
Ｑ２）内に小範囲の質量分解されたイオンを透過し、一方（Ｑ３）は生成物イオ
ンスペクトルを提供するようにスキャンされ、（２）ＭＳ２（Ｑ３）を特定の生成物イオンｍ／ｚ値に設定し、次にＭＳ１（
Ｑ１）をスキャンして、前駆体イオンスペクトルを提供し、（３）ＭＳ１（Ｑ１）とＭＳ２（Ｑ３）の両方を、それらの間の固定ｍ／ｚ差
と同時にスキャンして、ニュートラルロススペクトルを提供する。

【０００５】かくして、前駆体イオン、生成物イオン、あるいは所定の中性フラグメントイ
オンを生成するイオンのｍ／ｚ値は、ＭＳ／ＭＳ技術を利用して決定することが
できる。

【０００６】ＭＳ／ＭＳ技術は、サンプル、溶質またはイオン源周囲の環境内の、あるいは
質量分析計それ自体の中の他の成分からのイオン発生による信号である化学的ノ
イズの低減の故に、単段の質量分析よりも優れた検出限界を一般的に提供する。
ＭＳ／ＭＳはこの非特定のイオン信号を低減し、また検出器でイオン総数を低減
する２段階の質量分解能があるが、より優れたＳＮ比をもたらす。

【０００７】四重極のようなスキャン質量分析計に基づくＭＳ／ＭＳ装置は、スキャンサイ
クル内の任意の時間に形成されるイオンの多数を拒絶し、スキャンの本質は、さ
らなる分析のために狭いｍ／ｚ範囲を選択し、他のすべてのイオンを拒絶するこ
とである。したがって、これらの装置は本来的に劣ったデューティサイクルを有
する。

【０００８】三連四重極質量分析計は、前駆体イオンの隔離、断片化およびフラグメントイ
オンの質量分解が、イオン経路の物理的に異なる位置に配置された異なるイオン
光学素子によって行われるので、「タンデムインスペース」装置と度々呼ばれる
。イオントラップ質量分析計は、質量分析計内のすべてのイオンをスキャンアウ
トし、検出できるので、このようなタンデムイン四重極質量分析計よりも潜在的
にはるかに大きなデューティサイクルを有する。このデューティサイクルの向上
の原因は、イオントラップ質量分析計が短パルス（典型的に５−２５ｍｓ）のイ
オンで典型的に満たされ、このイオンから完全な質量スペクトルが生成されると
いう事実から来る。他方で、イオントラップを充填して、スキャンするために必
要な時間に、従来のビームタイプまたはタンデムスペース四重極質量分析計は、
非常に小さな質量範囲にわたってのみ質量スペクトル情報を獲得できる。

【０００９】質量分析（ＭＳ２）の最終段が、非スキャン飛行時間（ＴＯＦ）質量分析計を
介して達成されるＱｑＴＯＦ機器のようなハイブリッドＭＳ／ＭＳ装置は、ＴＯ
Ｆ部分がスキャン質量分析計ではなく、生成物イオンモードのすべてのイオンが
数百マイクロ秒内に収集されるという点で、ＱｑＱ装置に対しデューティサイク
ル上の利点を有する。これらの装置は、典型的に、生成物イオンのスキャンモー
ド操作において従来のＱｑＱ機器よりも１０〜１００倍感度が高い。

【００１０】しかし、Ｑ１がスキャンされ、また特定の生成物イオンのイオン信号が測定さ
れる前駆体イオンまたはニュートラルロススキャンモードでは、スキャン質量分
析計の低いデューティサイクルの問題が再び現れる。換言すれば、ＴＯＦ部分は
広範囲にわたって実際にイオンを測定できるのに対し、これらの実験では、特定
のｍ／ｚ値のイオンにのみ関心が引かれる。さらに、連続的なフローモードで操
作する四重極段と断続的またはパルス動作のＴＯＦ段との間には固有の非両立性
がある。ＱｑＴＯＦ装置については、全体のイオン経路透過はＱｑＱ装置のそれ
よりも著しく低い（主に前記非両立性の故にＱｑＱと較べて典型的に−１％の効
率）。これは、前駆体イオンおよびニュートラルロススキャンモードに再び現れ
る低いデューティサイクルにより悪化する。したがって、各親イオン質量で多く
のＴＯＦスキャンを獲得して、合理的なＳＮ比を有する前駆体イオンスキャンを
生成しなければならず、これはまたニュートラルロススキャンにも当てはまる。
これによって、このような各実験について必要とされる時間は数十分増加される
可能性がある。

【００１１】出願人の以前の米国出願第０９／０８７，９０９号、および公開された国際出
願ＷＯ９７／４７０２５では、イオントラップおよびイオントラップからの軸方
向射出技術が用意された多重極質量分析計が開示されている。これらの出願の内
容は参考として本出願に組み込まれている。

【００１２】上記の技術は、ロッドセット、例えば四重極ロッドセットの入口にイオンを放
射し、また障壁電界を出射部材に形成することによって、遠い端部にイオンをト
ラップすることに依存する。ＲＦ電界は、障壁部材に少なくとも隣接したロッド
に印加される。障壁部材には、イオンをトラップするための障壁電界が供給され
、また障壁およびＲＦ電界は、ロッドセットおよび障壁部材の出射端に隣接した
抽出領域で相互作用して、フリンジ電界を形成する。抽出領域のイオンにはエネ
ルギーが与えられて、ロッドセットから軸方向にまた障壁電界を通過して、所定
の質量対電荷比の少なくともいくつかのイオンを質量選択的に射出する。次に、
射出されたイオンを検出することができる。イオンを軸方向に射出するための種
々の技術、すなわち端部レンズまたは障壁に印加される補助ＡＣ電界の周波数を
スキャンして、レンズの固定周波数補助電圧およびロッドのＲＦに加えてまたは
その代わりに、固定周波数補助電圧を端部障壁に印加し補助ＡＣ電圧をロッドセ
ットに印加しつつ（再び周波数スキャンされる）、ロッドセットに印加されるＲ
Ｆ電圧の振幅をスキャンするための種々の技術が教示されている。

【００１３】この技術を使用して、三連四重極またはＱｑＴＯＦ装置、あるいは２つの質量
分析器の間に衝突セルを含む実際に一般的に任意のタンデムインスペースＭＳ／
ＭＳ装置の性能を向上できることが今や認識されている。

【００１４】発明の要旨本発明の第１の態様によれば、イオン流を質量分析する方法であって、該方法
が、（１）第１の質量分析器を通して前記イオンを通過させて、前駆体イオンを選
択するステップと、（２）ガスを含む衝突セル内に前記前駆体イオンを引き続き通過させて、引き
続く分析のために、前記前駆体イオンの解離とフラグメントイオンの形成とを引
き起こすステップとを含み、該方法が、ポテンシャル障壁によって前記衝突セル
にフラグメントイオンをトラップし、前記イオンを励起することによって前記衝
突セルから前記フラグメントイオンを軸方向にスキャンアウトし、これによって
、前記フラグメントイオンが前記ポテンシャル障壁を越えることを可能とするス
テップと、を含む方法が提供される。

【００１５】好ましくは、前記方法は、前記衝突セルからの出口に障壁を提供するステップ
と、四重極ロッドセットを前記衝突セルに提供するステップとを含み、前記方法
は、前記障壁へのＡＣ信号と前記ロッドセットへのＡＣ信号と前記ロッドセット
へのＲＦ信号の信号群の少なくとも１つを印加することによって前記衝突セルか
ら前記イオンをスキャンアウトするステップを含み、前記方法は、（ａ）前記ＲＦ信号の振幅をスキャンするステップ、（ｂ）前記ＡＣ信号の周波数をスキャンするステップ、（ｃ）印加信号なしに、前記ＲＦ信号の振幅をスキャンして、約０．９のｑ値
に近いイオンの射出を行うステップ、の少なくとも１つのステップによって、前記四重極ロッドセットからイオンをス
キャンアウトするステップを含む。

【００１６】前記衝突セルから放出されるイオンは、検出器、質量分析計、より好ましくは
飛行時間質量分析計によって検出することができる。飛行時間質量分析計は衝突
セルに直角に有利に配設される。

【００１７】前記イオンは、前記第１の質量分析器の上流側の第１の四重極ロッドセットに
プリトラップすることができ、この結果、次に前記イオンを前記第１の質量分析
器内にパルスとして入れることができる。次に、前駆体イオンを選択するために
、別の四重極ロッドセットを第１の質量分析器として提供することができる。

【００１８】本発明の方法は、前記衝突セルから前記フラグメントイオンをスキャンアウト
することによって前駆体スキャンを行って、選択された１つまたは複数のイオン
を検出するステップと、質量対電荷比範囲を通して前記第１の質量分析器をステ
ッピングして、検出された前記１つまたは複数の選択イオンに対して記録するた
めの前駆体イオンの範囲を選択するステップとを含むことができる。

【００１９】あるいは、前記方法を用いてニュートラルロススキャンを行うことができ、前
記方法は、第１の質量対電荷比を有する前記第１の質量分析器内の前駆体イオン
を選択するステップと、前記衝突セルを出る第２の質量対電荷比を有するフラグ
メントイオンを検出するステップとを含み、また前記方法は、前記第１および第
２の質量対電荷比の間の固定中性ガス質量差（fixed neutral mass difference
）を維持するステップと、所望の範囲を通して前記第１および第２の質量対電荷
比をステッピングするステップとを含む。

【００２０】本発明の他の態様は、イオン流を質量分析するための装置であって、該装置が
、質量分析器と、衝突セルと、該衝突セルにイオンをトラップする手段と、イオ
ンを励起して、前記衝突セルからのイオンの軸方向スキャンアウトを可能にする
ための手段と、前記衝突セルからイオンを受容するための飛行時間質量分析計と
を含む装置を提供する。

【００２１】好ましくは、前記衝突セルは、四重極ロッドセットと前記飛行時間質量分析計
との間に四重極間アパーチャを提供する前記四重極ロッドセットおよび障壁と、
前記障壁へのＡＣ信号と前記ロッドセットへのＡＣ信号と前記ロッドセットへの
ＲＦ信号の少なくとも１つを供給するための、前記四重極ロッドセットと前記障
壁とに接続された電圧供給手段と、を含み、前記装置は、前記四重極ロッドセッ
トが装着されたチャンバと、衝突ガスを前記チャンバに供給するための手段とを
含む。

【００２２】より好ましくは、前記第１の質量分析器は、前記衝突セルから軸方向上流側に
装着された四重極ロッドセットを備え、前記装置は、ＲＦおよび分解ＤＣ電圧を
前記第１の質量分析器の四重極ロッドセットに供給するための電圧供給手段をさ
らに含む。

【００２３】前記装置は、前記衝突セルの四重極ロッドセットと前記第１の質量分析器の四
重極ロッドセットとに軸方向に整列されると共に前記第１の質量分析器の上流側
に用意された別の四重極ロッドセットを含むことができ、前記装置は、前記別の
四重極ロッドセットと前記質量分析器との間に別の四重極間アパーチャを提供す
るプレートも含み、これによって、前記別の四重極ロッドセットにイオンをプリ
トラップできる。

【００２４】好ましくは、前記飛行時間質量分析計は直交飛行時間質量分析計を具備する。
さらに、前記飛行時間質量分析計はストレートスルー検出器を含むことができ、
これによって、前記衝突セルからスキャンアウトされた特定の質量対電荷比のイ
オンを検出し、前記飛行時間質量分析計のパルス動作なしに検出器にイオンを連
続的に検出できる。

【００２５】本発明をより良く理解するために、また如何に本発明を実施し得るかをさらに
明らかするために、実施例によって、本発明の好適な実施形態を示す添付の図面
を以下に参照する。

【００２６】発明の詳細な説明最初に図１を参照すると、本発明による装置は、全体が参照番号１０によって
示される。既知の方法では、装置１０は、エレクトロスプレー、イオンスプレー
、コロナ放電装置または他の任意の公知のイオン源であり得るイオン源１２を含
む。イオン源１２からのイオンは、アパーチャプレート１６のアパーチャ１４を
通して方向付けられる。プレート１６の他の側面に、源（図示せず）からカーテ
ンガスが供給される流動ガスチャンバ１８がある。カーテンガスは、適切なイオ
ンスプレー装置も開示している米国特許第４，８６１，９８８号、Ｃｏｒｎｅｌ
ｌＲｅｓｅａｒｃｈＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＩｎｃ．に記述されているよう
なアルゴン、窒素または他の不活性ガスであり得る。

【００２７】次に、イオンは、オリフィスプレート２０のオリフィス１９を通して、差動ポ
ンプされる真空チャンバ２１内に通過する。次に、イオンは、スキマプレート２
４のアパーチャ２２を通して第１のチャンバ２６内に通過する。

【００２８】典型的には、差動ポンプされるチャンバ２１の圧力は、２Ｔｏｒｒのオーダで
あり、第１のチャンバ２６は、約７ｍＴｏｒｒの圧力に排気される。ポンプのよ
うな標準補助装置は、簡明さのためいずれの図面にも図示しない。

【００２９】チャンバ２６に、標準的なＲＦのみの多重極イオンガイドＱ０がある。その機
能は、イオンを冷却して、集束することであり、また前記チャンバ２６に存在す
る比較的高いガス圧力によって支援される。このチャンバ２６はまた、大気圧イ
オン源と圧力のより低い真空チャンバとの間のインタフェースを提供するように
機能し、これによって、さらに処理する前に、より多くのガスをイオン流から取
り除くように機能する。

【００３０】四重極間アパーチャＩＱ１はチャンバ２６を第２の主真空チャンバ３０と隔て
る。主チャンバ３０には、Ｂｒｕｂａｋｅｒレンズとして機能するＳＴ（短い軸
方向延長のロッドを示すために、「切り株（ｓｔｕｂｂｉｅｓ）」の省略）と呼
ばれるＲＦのみのロッドがある。四重極ロッドセットＱ１は、真空チャンバ３０
に配置され、真空室は、５ｘ１０^-5Ｔｏｒｒ、好ましくは約１ｘ１０^-5Ｔｏｒｒ
未満に真空引きされる。第２の四重極ロッドセットＱ２は、窒素のような３４の
衝突ガスが供給される衝突セル３２に配置される。セル３２はチャンバ３０内に
あり、両端に四重極間アパーチャＩＱ２、ＩＱ３を含む。以下に詳述するように
、衝突セル３２がトラップのために使用されるとき、衝突セルは、約５ｘ１０^-4 Ｔｏｒｒの圧力に維持される。チャンバ３０は、約２ｘ１０^-5Ｔｏｒｒの圧力で
、約１０^-7Ｔｏｒｒで操作されるＴＯＦ装置４０の主真空チャンバ４２に開口す
る。主真空チャンバは、従来のＴＯＦ検出器４４を含み、一方の端部に補助検出
器４６を含む。

【００３１】ＲＦ用およびＤＣ分解用の電源３６、およびＲＦ用、ＤＣ分解用および補助Ａ
Ｃ用の電源３８が用意され、四重極Ｑ１、Ｑ２それぞれに接続される。本発明の
第１の実施形態では、Ｑ１は、標準的な分解ＲＦ／ＤＣ四重極である。ＲＦとＤ
Ｃ電圧は、対象のイオンのみをＱ２内に透過するように選択される。Ｑ２は、同
時係属中の出願第０９／０８７，９０９号に開示されているような軸方向射出を
有する直線ロッド型イオントラップである。Ｑ２には、源３４から衝突ガスが供
給され、前駆体イオンを解離するか、あるいはそれらを断片化し、フラグメント
または生成物イオンを製造する。

【００３２】生成物イオンと残留前駆体イオンは、ＩＱ３に印加される適切な反発ＤＣ電圧
によってＱ２にトラップされる。電源３８からのＲＦ、少量の分解ＤＣ（所望で
あれば）およびＡＣ電圧が、Ｑ２ロッドに印加される。Ｑ２線形イオントラップ
の出口のフリンジ電界は、それらが直交しないように半径方向および軸方向の自
由度を結合する。したがって、ＲＦ電圧のスキャン、すなわち、Ｑ２ロッドに印
加される振幅のＲＦ電圧の増加は、同様にＱ２ロッドに印加される補助ＡＣ電圧
とイオンが共鳴するとき、Ｑ２線形トラップからのイオン射出をもたらす。ＡＣ
電圧は、ＲＦ電圧とフェーズロックされ、また同期されるように選択し得るが、
これは必ずしも必要でない。

【００３３】軸方向の線形イオントラップからイオンを質量選択的に射出するために、いく
つかの技術が、同時係属中の出願第０９／０８７，９０９に教示されている。ロ
ッドあるいは線形イオントラップの出射部材に印加される固定周波数補助ＡＣ電
圧の存在下で、ＲＦ電圧をスキャンし得る。ロッドに印加する場合、補助ＡＣ電
圧を双極または四極の形態で印加し得る。線形イオントラップのロッドに印加さ
れるＲＦがスキャンされるとき、トラップされたイオンは、公知の方法で補助Ａ
Ｃ電界と共鳴し、イオントラップから射出される。代わりに、固定ＲＦ電圧補助
ＡＣ電界の周波数をスキャンすることによっても、線形イオントラップから軸方
向にイオンを射出し得る。最後に、補助ＡＣ電界がない場合、０．９に近い高さ
のｑ値カットオフを利用することによって、イオンを線形イオントラップからス
キャンアウトし得ることに留意されたい。０．９のｑ値カットオフのスキャンを
用いる後者の場合も、また固定ＡＣ信号がロッドに印加され、ＲＦ信号が振幅ス
キャンされる場合も、イオンは軸方向および半径方向に射出される。イオンの約
１８％が軸方向に射出され、許容し得る効率を与えることが確認されている。

【００３４】前駆体イオンスキャン機能は次の形態で実施される。適切な直流電圧パルスを
レンズＩＱ１に印加することによって、イオンパルスがＱ０から抽出され、Ｑ１
を通過することが許容される。Ｑ１は、上述のような標準的なＲＦ／ＤＣ四重極
質量分析器であり、イオントラップとして操作されないが、対象の前駆体イオン
を質量選択する。Ｑ１によって質量選択された前駆体イオンは、衝突ガスによっ
て加圧されるＱ２線形イオントラップ内に所定の電圧差によって加速される。前
駆体イオンのエネルギーは、前駆体イオンがガスと衝突して、フラグメントイオ
ンに解離するようにする。フラグメントイオンと残留前駆体イオンは、レンズＩ
Ｑ３に加えられる適切な反発ＤＣ電圧によってＱ２内にトラップされる。

【００３５】次に、以前の出願第０９／０８７，９０９号に詳述されているように、対象の
フラグメントイオンは、次にＱ２線形イオントラップによって、同様にＱ２ロッ
ドに印加される固定周波数ＡＣ電圧の存在下でＱ２ロッドに印加されるＲＦ電圧
を好ましくはスキャンすることによって、質量分解される。ＲＦ電圧がスキャン
されるとき、Ｑ２内にトラップされたイオンは補助ＡＣ電圧と共鳴し、共鳴励起
される。出射フリンジ電界領域で共鳴励起されたイオンは、ＩＱ３のＤＣ反発電
圧を克服するのに十分なエネルギーを獲得し、ＴＯＦに向かって軸方向に射出さ
れる。

【００３６】あるいは、イオンは、いくつかの他の技術を用いて線形イオントラップから軸
方向に質量選択的に射出し得る。線形イオントラップを備えるロッドに、あるい
はＩＱ３の障壁に印加される補助ＡＣ電界の周波数は、固定ＲＦ電圧の存在下で
スキャンすることができる。イオンはまた、補助ＡＣなしに線形イオントラップ
のロッドのＲＦ電圧をスキャンすることによってＴＯＦに向かって質量選択的に
射出することができる。この場合、イオンは０．９に近いｑ値で射出される。

【００３７】次に、Ｑ１の質量は所定量だけ増加され、次にプロセスが繰り返される。この
方法のスキャン速度は、Ｑ２イオントラップからの１つまたは複数の対象のイオ
ンの充填およびスキャンが、最低約１０−２０ｍｓを必要とするという事実から
見積もることができる。したがって、１０００ａｍｕのスキャン範囲および１ａ
ｍｕのＱ１スキャンステップサイズについて、スキャンは１０から２０秒を必要
とする。Ｑ２ロッドに印加されるＲＦ電圧を適切に低下させることによって、Ｑ
２線形トラップ内の残りのイオンを空にする追加ステップを含むことが時には望
ましい。このステップは、非常に迅速に行うことができ（２ｍｓ未満）、実験時
間に僅かな影響しか与えない。

【００３８】従来の技術と較べ、前駆体イオンスキャンに対するこのアプローチにはいくつ
かの利点がある。質量分解能の第２段は線形イオントラップによって達成される
ので、ＴＯＦ部分を完全に迂回する「ストレートスルー」検出器４６を介して、
イオンを測定することができる。これによって、このような検出器にイオンを非
常に効率的に集束することができ、ＴＯＦ４０のパルス動作からの避け難い損失
を防止するので、全体的なイオン経路透過効率が劇的に増大する。代わりに、Ｔ
ＯＦ段４０は、質量に無関係の「合計イオン」モードで操作することができ、こ
の場合、ＴＯＦイオン抽出電圧はパルス化されず、単にイオンを検出器４４に再
び導くために使用される。いずれの方法も、質量分析の最終段として従来操作さ
れてきたＴＯＦ４０と比較して著しく大きな感度をもたらし、最終的に質量スキ
ャン速度の上昇をもたらす。所望であれば、ＴＯＦ部分が分解モードで動作して
いる間にＴＯＦ部分を通してなおイオンを導くことができ、これによって、信号
強度を犠牲にしてＴＯＦの効率的な質量分解能の利用が許容される。この操作モ
ードでは、ＴＯＦイオン抽出パルス電子回路をＱ１線形イオントラップのスキャ
ンに同期させることが望ましい。例えば、ＴＯＦ抽出電子回路は、最大感度を達
成するためにＱ２スキャン増分毎にパルス化されるべきである。

【００３９】所定の生成物イオンの質量スペクトル応答は、Ｑ０から現れるイオンの各短パ
ルスについて生成できるので、試料利用効率の向上は、線形イオントラップとし
ての衝突セルの動作からも得られる。Ｑ０から現れ、Ｑ１によって質量選択され
、またＱ１と線形イオントラップＱ２との間の電圧降下によってこれらのイオン
を加速することにより断片化される２５ｍｓのパルスのイオンの例を考える。対
象の生成物イオンは、わずか２０ｍｓの時間で線形イオントラップからスキャン
することができる。これは、２５ｍｓ／（２５ｍｓ＋２０ｍｓ）ｘ１００％＝５
６％の有効なデューティサイクルを生じる。このデューティサイクルは、１％未
満のオーダにある標準的なＱｑＴＯＦ機器に関連したそれよりもはるかに高い。

【００４０】このデューティサイクルの向上は、イオントラップのスキャン中にイオンをＱ
０に蓄積する、米国特許第５，１７９，２７８号に教示された技術を利用するこ
とによってさらに強化することができる。米国特許第５，１７９，２７８号に記
述されているように、１００％に近いデューティサイクルをこの形態で達成でき
る。

【００４１】同様の性能向上による同様の形態で、ニュートラルロススキャンを達成できる
。イオンパルスは、適切な直流電圧パルスをレンズＩＱ１に印加することによっ
て、Ｑ０から抽出され、Ｑ１を通してＱ２線形イオントラップ内に通過すること
が許容され、前記イオントラップは、衝突ガスによって加圧されて、前駆体イオ
ンをフラグメントイオンに解離する。前述のように、Ｑ１は質量分解モードで操
作される。フラグメントイオンおよびすべての残留前駆体イオンは、レンズＩＱ
３に印加される適切な反発ＤＣ電圧によってＱ２内にトラップされる。前駆体イ
オンに関して予め選択した質量差を有するフラグメントイオンは、次に、Ｑ２か
ら軸方向に、合計イオンモードで操作される直交ＴＯＦ４０に向かって、質量選
択的にスキャンアウトされる。ここでも、イオンは、好ましくは補助ＡＣ信号を
Ｑ２ロッドに印加して、ＲＦ電圧をスキャンすることによって、線形イオントラ
ップからスキャンアウトされる。線形イオントラップから質量選択的に軸方向に
射出するための上述の他の代替的な技術は、このニュートラルロス方法の強化た
めにも適用可能である。

【００４２】次に、Ｑ１で選択されまたトラップＱ２から質量スキャンされた質量は、同一
の所定量だけ増加されてニュートラルイオンスキャンを維持し、またプロセスが
繰り返される。

【００４３】ＴＯＦ部分４０は、最大イオン信号強度を獲得するために、ここでもストレー
トスルー検出器４６を用いて迂回することができ、あるいは上に詳述したように
、ＴＯＦは、連続的に動作させられるＴＯＦ抽出電子回路と合計イオンモードに
置かれ、検出器４４でイオンを検出することもできる。あるいは、分解モードで
ＴＯＦが作動しつつ、なおＴＯＦ部分を通してイオンを導くことができ、これに
よって、信号強度を犠牲にしてＴＯＦの優れた質量分解能の利用が可能になる。
ここでも、ＴＯＦのイオン抽出パルスとＱ２線形イオントラップスキャン増分と
の同期は、最善の結果を生み出す。前駆体／親イオンスキャンについて上述した
質量選択的な線形イオントラップとして衝突セルを使用することによるデューテ
ィサイクルおよび試料利用の利点は、ニュートラルロススキャンモードにも適用
でき、機器感度、したがってスキャン速度をさらに強化する。

【００４４】上記の実施形態はＱｑＴＯＦ機器に関して説明してきたが、２つの分解質量分
析器の間に衝突セルを組み込む他のＭＳ／ＭＳ装置に等しく適用できる。すなわ
ち、本発明の意図は、感度の向上および最終的にスキャン速度の増大をもたらす
合計イオンモードで、下流側の質量分析計の操作を可能にする質量分解装置とし
て衝突セルを操作することである。好ましくは、第１の質量分析器の前に、イオ
ントラップとして構成可能な多重極イオンガイドがあり、米国特許第５，１７９
，２７８号によって教示されているように、イオンを格納し、それらのパルスを
解放することによってデューティサイクルを改善する。

【００４５】図２の装置６０を参照し、また簡明さのため同様のコンポーネントには、図１
と同一の参照番号を付する。ここでも、Ｑ０は、約７ｍＴｏｒｒの圧力に真空引
きされたチャンバ内の標準的なＲＦのみの多重極イオンガイドである。ＳＴと呼
ばれるＲＦのみのロッドはＢｒｕｂａｋｅｒレンズとして機能する。Ｑ１とＱ２
は、約１０^-5Ｔｏｒｒにやはり真空引きされた下流側真空チャンバ３０に配置さ
れる。本図では、ＲＦ用、ＤＣ分解用および補助ＡＣ用の電源６２が、ロッドセ
ットＱ１に接続され、ＲＦ用のみの電源６４がロッドセットＱ２に接続される。

【００４６】本図では、Ｑ１は、同時係属中の出願第０９／０８７，９０９号に開示されて
いるような軸方向射出を有する低圧ロッド型線形イオントラップとして操作され
、再び圧力は５ｘ１０^-5Ｔｏｒｒ未満である。Ｑ１線形イオントラップロッドに
は、（所望であれば）ＲＦ電圧、低レベルの分解ＤＣ、および（所望であれば）
電源６２からのＡＣ電圧が供給される。Ｑ２は、電源６４によって供給されるＲ
Ｆ電圧と供給部３４からの衝突ガスとを有する標準的なＲＦのみの衝突セルとし
て操作され、すなわち解像ＤＣがなく、また補助ＡＣ信号がない。上記の目的の
ために、衝突セルは５ｍＴｏｒｒの圧力に維持される。

【００４７】この第２の実施形態では、前駆体イオンスキャン機能は次の形態で実施される
。イオンは、レンズＩＱ１の適切な反発電圧によってＱ０に、レンズＩＱ２への
同時印加反発電圧によってＱ１内にプリトラップされ、これによってイオンをＱ
１にトラップする。次に、Ｑ１内にトラップされたこれらのイオンは、Ｑ１ロッ
ドに印加されるＲＦ電圧をスクリーニングすることによって、Ｑ１トラップから
質量選択的にスキャンされる。次に、抽出されたイオンは加圧されたＱ２内に加
速されて、前駆体イオンをフラグメントイオンに解離する。軸方向電界を有する
Ｑ２衝突セルを操作して、中性ガスを通してイオンの優れた一時的特性を維持す
ることが望ましい。次に、残留先駆体およびフラグメントイオンは、ＴＯＦ質量
分析計４０によって質量分解され、また前駆体イオンスキャンを行うために、対
象の生成物イオンの強度が、Ｑ１の質量スケールに対してプロットされる。ＴＯ
Ｆ４０は、質量分析の最終段を提供するので、また完全な生成物イオンの質量ス
ペクトルは、Ｑ１の各質量位置に獲得されるので、前駆体イオン、生成物イオン
およびニュートラルロススペクトルの完全な一組が獲得される。

【００４８】この操作モードでは、ＴＯＦイオン抽出パルス電子回路とＱ１線形イオントラ
ップのスキャンとを同期させることが望ましい。例えば、ＴＯＦ抽出電子回路は
、最大感度を達成するためにＱ１スキャン増分毎にパルス化されるべきである。

【００４９】この方法は、第１の実施形態と同様の試料利用効率と感度上の利点を有する。
第１の実施形態の場合と同様に、米国特許５，１７９，２７８に開示されている
ようにＱ１イオントラップはスキャンしつつ、イオンをＱ０に蓄積することによ
ってさらなる効率向上を達成することができる。

【００５０】この操作モードと性能向上は、一般的に従来のＱｑＱ三連四重極質量分析計の
ようなＱｑ（ｍｓ）機器に適用できるが、前駆体イオン、生成物イオンおよびニ
ュートラルロススペクトルの完全な組は、質量分析法の第２段が飛行時間質量分
析計のような非スキャニング質量分析計によって実施される場合にのみ獲得され
る。

【００５１】このスキャンモードの一般的な適用可能性の例として、本発明の第３の実施形
態７０、すなわち図３に示した修正された三連四重極質量分析計が参照される。
ここでも、簡明さと簡潔さのため、同様のコンポーネントには同一の参照番号が
付され、それらの説明は繰り返さない。

【００５２】イオンは、イオン源１２からアパーチャ１４を通してカーテンガスチャンバ１
８内に、約２Ｔｏｒｒの圧力に維持された差動ポンプ領域２１内に導かれる。次
に、イオンは、スキマプレート２４のスキマオリフィス２２を通して、また約７
ｍＴｏｒｒの圧力に真空引きされると共にロッドセットＱ０を収容する第１の主
真空チャンバ２６内に通過する。主真空チャンバの後に第２の真空チャンバ３０
がある。主真空チャンバ３０は、４つのロッドアレイＳＴ、Ｑ１、Ｑ２およびＱ
３と、本図に７６で示した従来のイオン検出器とを収容する。四重極間アパーチ
ャＩＱ１、ＩＱ２、ＩＱ３は前述と同じように用意され、Ｑ２は衝突セル３２に
配置される。本図では、ＲＦ、分解ＤＣおよび補助ＡＣ用の電源７２、およびＲ
ＦとＤＣ用の電源７４は、四重極ロッドセットＱ１、Ｑ３に接続される。再び、
Ｑ１およびＱ３も、５ｘ１０^-5Ｔｏｒｒ未満にあり、衝突セル３２は再び５ｍＴ
ｏｒｒにある。Ｑ０領域の圧力は、典型的に１ｘ１０^-4〜１ｘ１０^-2Ｔｏｒｒで
ある。

【００５３】スキマアパーチャ２２を通過するイオンは、ＲＦのみのモードで操作されるＱ
０ロッドアレイを用いてレンズＩＱ１を通して透過される（他の図については、
電源は図示しない）。ＩＱ１およびロッドＳＴを通過するイオンは、同時係属中
の出願第０９／０８７，９０９に記述されているように線形イオントラップとし
て操作されるＱ１ロッドアレイに入り、ＲＦ、分解ＤＣおよび補助ＡＣ電圧が供
給される。Ｑ１の下流側には、ＲＦのみのＱ２の加圧された衝突セルがある。こ
れに続き、この第３の実施形態７０では、検出器７６に接続された出力を有する
標準的なＲＦ／ＤＣ分解四重極質量分析計である第３の四重極Ｑ３がある。

【００５４】図３の装置のための前駆体イオンスキャン機能は、次の形態で実施される。イ
オンは、レンズＩＱ１の適切な反発電圧によってＱ０に、レンズＩＱ２への同時
印加反発電圧によって適切な時間にＱ１内にパルスとして解放され、これによっ
てイオンをＱ１にトラップする。次に、Ｑ１内にトラップされたこれらのイオン
は、Ｑ１ロッドに印加されるＲＦ電圧をスキャンすることによって、Ｑ１トラッ
プから質量選択的にスキャンアウトされる。次に、抽出されたイオンは、加圧さ
れたＱ２内に加速されて、前駆体イオンがフラグメントイオンに解離される。次
に、残留先駆体およびフラグメントイオンは、Ｑ３四重極質量分析計によって質
量分解され、また前駆体イオンスキャンを行うために、対象の生成物イオンの強
度が、Ｑ１の質量スケールに対してプロットされる。Ｑ３ロッドアレイに印加さ
れるＲＦとＤＣ電圧は、所定の生成物イオンに対応するｍ／ｚウィンドウを透過
するように選択される。

【００５５】このスキャン方法は、線形イオントラップ（本図ではＱ１）がスキャンする間
に、源からのイオンがＱ０に蓄積され、これにより、イオン源１４によって生成
されるイオンをほとんど浪費しないという試料利用効率と感度上の利点を有する
。

【００５６】図４は、図３の装置および上述のスキャン方法によって獲得された前駆体イオ
ンＭＳ／ＭＳスペクトルである。本図では、レセルピン（ｍ／ｚ６０９）の１０
０ｐｇ／μＬの溶液が、エレクトロスプレー源によってイオン化された。Ｑ１線
形イオントラップは、ＡＣ電圧ではなく、非常に少量の分解ＤＣ（＜３Ｖ）電圧
によって操作された。かくして、イオン射出がｑ＝０．９の近くで行われた。Ｑ
３は、ｍ／ｚ３９７に配置された既知の生成物イオンの３ダルトン幅のウィンド
ウを透過するように調整された。

【００５７】図４は、図３の装置および上述のスキャン方法によって獲得された前駆体イオ
ンＭＳ／ＭＳスペクトルである。本図では、レセルピン（ｍ／ｚ６０９）の１０
０ｐｇ／μＬの溶液が、エレクトロスプレー源によってイオン化された。Ｑ１線
形イオントラップは、補助ＡＣ電圧ではなく、非常に少量の分解ＤＣ（＜３Ｖ）
電圧によって操作された。かくして、イオン射出がｑ＝０．９の近くで行われた
。Ｑ３は、ｍ／ｚ３９７に配置された既知の生成物イオンの３ａｍｕ幅のウィン
ドウを透過するように調整された。

【００５８】図４の前駆体質量スペクトルは、Ｑ１線形イオントラップ内への通過が許容さ
れる１００ｍｓイオンパルスから獲得された。Ｑ１にトラップされたイオンは、
５０００ａｍｕ／ｓのＱ１ロッドに印加されたＲＦ電圧をスキャンすることによ
って質量選択的に射出され、また３０Ｖの降下によって加圧Ｑ２内に加速され、
かくして生成物イオンへの断片化を誘発する。次に、生成物イオンは、ｍ／ｚ３
９７生成物に調整されたＲＦ／ＤＣＱ３に導かれた。図４のスペクトルは、Ｑ１
質量の関数としてｍ／ｚ３９７生成物イオン強度に対応する。

【００５９】図４に示したスペクトルの感度は、Ｑ１線形イオントラップに関するデューテ
ィサイクル向上の故に、従来のＲＦ／ＤＣモードで操作される図３の装置につい
て獲得可能な感度よりも約５倍大きい。このような従来のモードのＲＦ／ＤＣ前
駆体質量スペクトルは、比較のため図５に示されている。図４の信号強度よりも
比例して大きな信号強度は、図３の装置により、単純に、より長い時間間隔の間
Ｑ１イオントラップを充填することによって達成することができる。

【００６０】次に、標準的なＱｑＱ三連四重極質量分析計に基づく本発明の第４の実施形態
を示す図６を参照する。簡明さのため、同様のコンポーネントには図３と同一の
参照番号が付される。

【００６１】ここでも、Ｑ０は、約７ｍＴｏｒｒの圧力に真空引きされたチャンバ内の標準
的なＲＦのみの多重極イオンガイドである。ＳＴと呼ばれるＲＦのみのロッドは
Ｂｒｕｂａｋｅｒレンズとして機能する。Ｑ１、Ｑ２およびＱ３は下流側の真空
チャンバ３０に配置される。他の圧力は図３の実施形態に一致する。本図では、
ＲＦおよび分解ＤＣ用の電源８２は、ロッドセットＱ１に接続され、またＲＦ、
分解ＤＣおよび補助ＡＣ用の電源８４は、ロッドセットＱ３に接続され、Ｑ２に
容量結合される（結合部は図示せず）。

【００６２】本図では、Ｑ１は、標準的なＲＦ／ＤＣ四重極質量フィルタとして操作される
。ＲＦとＤＣ電圧は、対象のイオンのみをＱ２内に透過するように選択される。
Ｑ２は、イオントラップのない標準的な加圧されたＲＦのみの衝突セルである。
Ｑ３は、係属中の第０９／０８７，９０９に開示されているような軸方向射出を
有する低圧ロッド型イオントラップとして操作される。Ｑ３線形イオントラップ
ロッドには、（所望であれば）ＲＦ電圧、低レベルのＤＣ電圧、および（所望で
あれば）電源８４からのＡＣ電圧が供給される。

【００６３】生成物イオン情報は次の形態で獲得することができる。Ｑ０からのイオンパル
スは、レンズＩＱ１の通常の反発電圧を変更することによって解放され、Ｑ１を
通過することが許容される。Ｑ１は、標準的なＲＦ／ＤＣ四重極質量分析計であ
り、イオントラップとして操作されないが、対象の前駆体イオンを選択する。対
象の前駆体イオンは所定の電圧差によってＱ２内に加速される。前駆体イオンの
エネルギーは、前駆体イオンがＱ２内のガスと衝突して、フラグメントイオンに
解離するようにする。次に、フラグメントイオンは、レンズ８５の適切な反発電
圧によって低圧イオントラップとして操作されるＱ３にトラップされる。Ｑ３の
圧力は典型的に約１０^-5Ｔｏｒｒである。

【００６４】次に、以前の出願第０９／０８７，９０９号に詳述されているように、対象の
フラグメントイオンは、続いてＱ３線形イオントラップによって、同様にＱ３ロ
ッドに印加される固定周波数ＡＣ電圧の存在下でＱ３ロッドに印加されるＲＦ電
圧の振幅を好ましくはスキャンすることによって、質量分解される。ＲＦ電圧が
スキャンされるとき、Ｑ３内にトラップされたイオンは補助ＡＣ電圧と共鳴し、
共鳴励起される。出射フリンジ電界領域で共鳴励起されたイオンは、レンズ８５
のＤＣ反発電圧を克服するのに十分なエネルギーを獲得し、イオン検出器７６に
向かって射出される。

【００６５】あるいは、イオンは、いくつかの他の技術を用いてＱ３線形イオントラップか
ら軸方向に質量選択的に射出し得る。イオントラップを備えるロッドに、あるい
はレンズ８５に印加されるＡＣ電界の周波数は、固定ＲＦ電圧の存在下でスキャ
ンすることができる。イオンはまた、補助ＡＣなしに、換言すれば０．９のｑ値
の近くの安定性境界で、イオン検出器７６に向かってスキャンアウトされうる。

【００６６】図７は、図６の装置および上述のスキャン方法によって獲得された生成物イオ
ンＭＳ／ＭＳスペクトルである。本図では、１７５７．０の式量を有するレニン
基質テトラデカペプチド（アンギオテンシノゲン１−１４）の５ｐｍｏｌ／μＬ
の溶液が、エレクトロスプレー源によってイオン化された。Ｑ３線形イオントラ
ップは、分解ＤＣなしに操作され、また１．０４ボルト（ピークからピーク）の
８６９ｋＨｚのＡＣ周波数が四重極形態で印加された。Ｑ１は、ｍ／ｚ〜８８０
の既知の二重プロトン化された親イオン質量の２ａｍｕ幅のウィンドウを透過す
るように調整された。

【００６７】図７の生成物イオン質量スペクトルは、１０ｍｓのイオンパルスから獲得され
、このイオンパルスは従来のＲＦ／ＤＣのＱ１質量フィルタを通過することが許
容され、また４０Ｖの降下によって、加圧された衝突セルのＱ２内に、次に、Ｑ
２内にＱ３線形イオントラップ内に加速された。Ｑ３にトラップされたフラグメ
ントおよび残留親イオンは、２０００ａｍｕ／ｓでＱ３ロッドに印加されたＲＦ
電圧をスキャンすることによって質量選択的に射出された。Ｑ３イオントラップ
から軸方向に射出されたイオンは、従来のパルスカウントイオン検出器７６によ
って検出された。

【００６８】図７に示したスペクトルの感度は、Ｑ３線形イオントラップに関するデューテ
ィサイクル向上の故に、従来のＲＦ／ＤＣモードで操作される図６の装置につい
て獲得可能な感度よりも約８倍大きい。図７の信号強度よりも比例して大きな信
号強度は、図６の装置により、単純に、より長い時間間隔の間Ｑ３イオントラッ
プを充填することによって達成することができる。

【００６９】図７のスペクトルの質量分解能は、図８に示した二重プロトン化された残留親
イオンの拡大図によって示されているように非常に優れている。Ｑ３イオントラ
ップによる感度の向上と質量分解能力との組合せ、および上述の方法は、標準的
な三連四重極質量分析計の従来のＲＦ／ＤＣ動作に比べ大きな進歩を示している
。

【００７０】上記の実施形態はＱｑＱとＱｑＴＯＦタンデム質量分析計について説明してき
たが、これらのイオントラップ方法は、任意のＱｑ（ＭＳ）質量分析計に一般的
に適用できることが理解される。特に、種々の異なる多重極装置を使用できるで
あろうが、トラップおよび軸方向射出のためには、明確に規定されたそれらの特
性のため四重極ロッドセットを使用することが必要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の第１の実施形態の概略図

【図２】本発明による装置の第２の実施形態の概略図

【図３】本発明による装置の第３の実施形態の概略図

【図４】本発明に従って操作される図３の装置から獲得された前駆体イオンＭＳ／ＭＳ
スペクトルを示している

【図５】好便な方法で操作される図３の装置から獲得された前駆体イオンＭＳ／ＭＳス
ペクトルを示している

【図６】本発明を組み込んだ三連四重極質量分析計の概略図

【図７】図６の分析計から獲得された生成物イオンスペクトル

【図８】図６の分析計から獲得された生成物イオンスペクトル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン流を質量分析する方法であって、（１）第１の質量分析器を通して前記イオンを通過させて、前駆体イオンを選
択するステップと、（２）ガスを含む衝突セル内に前記前駆体イオンを引き続き通過させて、引き
続く分析のために、前記前駆体イオンの解離とフラグメントイオンの形成とを引
き起こすステップと、（３）ポテンシャル障壁によって前記質量分析器および前記衝突セルの少なく
とも１つにイオンをトラップし、また前記イオンを励起することによって前記質
量分析器および前記衝突セルの少なくとも１つから前記イオンを軸方向にスキャ
ンアウトし、これによって、前記イオンが前記ポテンシャル障壁を越えることを
可能とするステップとを含む方法。
【請求項２】前記衝突セルからの出口に障壁を提供するステップと、四重極ロッドセットを前記衝突セルに提供するステップとを含み、前記障壁へのＡＣ信号と前記ロッドセットへのＡＣ信号と前記ロッドセットへ
のＲＦ信号の信号群の少なくとも１つを印加することによって前記衝突セルから
前記イオンをスキャンアウトするステップを含み、さらに、（ａ）前記ＲＦ信号の振幅をスキャンするステップ、（ｂ）前記ＡＣ信号の周波数をスキャンするステップ、（ｃ）印加ＡＣ信号なしに前記ＲＦ信号の振幅をスキャンして、約０．９のｑ
値に近いイオンの射出を行うステップ、の少なくとも１つのステップによって、前記四重極ロッドセットからイオンをス
キャンするステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】前記衝突セルから放出されるイオンを検出器で検出するステ
ップを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】前記衝突セルから放出されるイオンを質量分析計で検出する
ステップを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】前記衝突セルから放出されるイオンを飛行時間質量分析計で
検出するステップを含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】前記衝突セルから放出されるイオンを、前記衝突セルに対し
て垂直に配設された飛行時間質量分析計で検出するステップを含むことを特徴と
する請求項５記載の方法。
【請求項７】前記第１の質量分析器の前においてイオンをプリトラップす
るステップと、前記イオンを前記第１の質量分析器内にパルスで入れるステップ
とを含むことを特徴とする請求項４または５記載の方法。
【請求項８】前記第１の質量分析器の上流側の第１の四重極ロッドセット
に前記イオンをプリトラップするステップと、前記前駆体イオンを選択するため
の前記第１の質量分析器内に前記イオンをパルスとして入れるステップとを含む
ことを特徴とする請求項４または５記載の方法。
【請求項９】前記第１の質量分析器にイオンをトラップするステップと、
前記イオンの励起によって前記第１の質量分析器から所望の前駆体イオンを軸方
向にスキャンアウトするステップとを含むことを特徴とする請求項４または５記
載の方法。
【請求項１０】前記衝突セルから前記フラグメントイオンをスキャンアウ
トし、選択されたイオンを検出することによって前駆体イオンスキャンを行うス
テップと、幅を有する質量対電荷比範囲に亘って前記第１の質量分析器をステッ
ピングして、検出された前記選択イオンに対して記録するための前駆体イオンの
範囲を選択するステップとを含むことを特徴とする請求項４または５記載の方法
。
【請求項１１】前記第１の質量分析器にイオンをトラップするステップと
、前記イオンの励起によって前記第１の質量分析器から所望の前駆体イオンを軸
方向にスキャンアウトするステップとを含むことを特徴とする請求項１０記載の
方法。
【請求項１２】ニュートラルロススキャンを行うステップを含み、第１の質量対電荷比を有する前記第１の質量分析器内の前駆体イオンを選択す
るステップと、前記衝突セルを出る第２の質量対電荷比を有するフラグメントイオンを検出す
るステップとを含み、前記第１および第２の質量対電荷比の間の固定中性ガス質量差を維持するステ
ップと、所望の範囲に亘って前記第１および第２の質量対電荷比をステッピングするス
テップとを含む、請求項４または５記載の方法。
【請求項１３】前記第１の質量分析器にイオンをトラップするステップと
、前記イオンの励起によって前記第１の質量分析器から所望の前駆体イオンを軸
方向にスキャンアウトするステップとを含むことを特徴とする請求項１２記載の
方法。
【請求項１４】イオン流を質量分析する方法であって、（１）第１の質量分析器を通してイオンを通過させて、前駆体イオンを選択す
るステップと、（２）ガスを含む衝突セル内に前記前駆体イオンを通過させて、前記前駆体イ
オンの解離とフラグメントイオンの形成とを引き起こすステップと、（３）線形イオントラップ内にフラグメントイオンと残留前駆体イオンとを通
過させ、ポテンシャル障壁によって前記線形イオントラップ内にイオンを保持す
るステップと、（４）前記イオンを励起することによって前記線形イオントラップからイオン
を軸方向にスキャンアウトし、これによってイオンが前記ポテンシャル障壁を越
えることを可能とするステップとを、当該順序で含む方法。
【請求項１５】四重極ロッドセットを前記線形イオントラップに提供する
ステップを含み、前記障壁へのＡＣ信号と前記線形イオントラップのロッドセットへのＡＣ信号
と前記ロッドセットへのＲＦ信号の信号群の少なくとも１つを印加することによ
って、前記線形イオントラップから前記イオンをスキャンアウトするステップを
さらに含み、さらに、（ａ）前記ＲＦ信号の振幅をスキャンするステップ、（ｂ）前記ＡＣ信号の周波数をスキャンするステップ、（ｃ）印加ＡＣ信号なしに前記ＲＦ信号の振幅をスキャンして、約０．９のｑ
値に近いイオンの射出を行うステップ、の少なくとも１つのステップによって、前記四重極ロッドセットからイオンをス
キャンアウトするステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】前記線形イオントラップから放出されるイオンを検出器で
検出するステップを含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】前記第１の質量分析器の前においてイオンをプリトラップ
するステップと、前記イオンを前記第１の質量分析器内にパルスで入れるステッ
プとを含むことを特徴とする請求項１５または１６記載の方法。
【請求項１８】前記第１の質量分析器の上流側の第１の四重極ロッドセッ
トに前記イオンをプリトラップするステップと、前記前駆体イオンを選択するた
めの前記第１の質量分析器内に前記イオンをパルスとして入れるステップとを含
むことを特徴とする請求項１５または１６記載の方法。
【請求項１９】前記第１の質量分析器の前駆体を選択し、幅を有する質量
対電荷比範囲に亘って前記線形イオントラップからフラグメントイオンをスキャ
ンアウトして、生成物イオンスキャンと成すことにより、生成物イオンスキャン
を行うステップとを含むことを特徴とする請求項１５または１６記載の方法。
【請求項２０】ニュートラルロススキャンを行うステップを含み、第１の質量対電荷比を有する前記第１の質量分析器内の前駆体イオンを選択す
るステップと、前記線形イオントラップを出る第２の質量対電荷比を有するフラグメントイオ
ンを検出するステップとを含み、前記第１および第２の質量対電荷比の間の固定中性ガス質量差を維持するステ
ップと、所望の範囲に亘って前記第１および第２の質量対電荷比をステッピングするス
テップとを含む、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項２１】イオン流を質量分析するための装置であって、第１の質量
分析器と、衝突セルと、該衝突セルと前記第１の質量分析器の１つにイオンをト
ラップする手段と、イオンを励起して、前記衝突セルと前記第１の質量分析器の
１つからのイオンの軸方向スキャンアウトを可能にするための手段と、前記衝突
セルからイオンを受容するための飛行時間質量分析計とを含む装置。
【請求項２２】前記衝突セルが、四重極ロッドセットと前記飛行時間質量
分析計との間に四重極間アパーチャを提供する前記四重極ロッドセットおよび障
壁と、前記障壁へのＡＣ信号と前記ロッドセットへのＡＣ信号と前記ロッドセッ
トへのＲＦ信号の少なくとも１つを供給するための、前記四重極ロッドセットと
前記障壁とに接続された電圧供給手段と、を含み、さらに、前記四重極ロッドセ
ットが装着されたチャンバと、衝突ガスを前記チャンバに供給するための手段と
を含むことを特徴とする請求項２１記載の装置。
【請求項２３】前記第１の質量分析器が、前記衝突セルから軸方向上流側
に装着された四重極ロッドセットを備え、さらに、ＲＦおよび分解ＤＣ電圧を前
記第１の質量分析器の四重極ロッドセットに供給するための電圧供給手段を含む
ことを特徴とする請求項２２記載の装置。
【請求項２４】前記衝突セルの四重極ロッドセットと前記第１の質量分析
器の四重極ロッドセットとに軸方向に整列されると共に前記第１の質量分析器の
上流側に用意された別の四重極ロッドセットを含み、さらに、前記別の四重極ロ
ッドセットと前記質量分析器との間に別の四重極間アパーチャを提供するプレー
トも含み、これによって、前記別の四重極ロッドセットにイオンをプリトラップ
できる請求項２３記載の装置。
【請求項２５】前記飛行時間質量分析計が、直交飛行時間質量分析計を具
備することを特徴とする請求項２４記載の装置。
【請求項２６】前記飛行時間質量分析計がストレートスルー検出器を含み
、これによって、前記衝突セルからスキャンアウトされた特定の質量対電荷比の
イオンを検出し、前記飛行時間質量分析計のパルス動作なしに検出器にイオンを
連続的に検出できることを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２７】イオン流を質量分析するための装置であって、第１の質量
分析器と、衝突セルと、第２の質量分析器と、該第２の質量分析器にイオンをト
ラップする手段と、イオンを励起して、前記第２の質量分析器からのイオンの軸
方向スキャンアウトを可能にするための手段とを含む装置。
【請求項２８】前記第２の質量分析器が、イオンをトラップするための前
記手段を提供する四重極ロッドセットおよび障壁と、前記障壁へのＡＣ信号と前
記ロッドセットへのＡＣ信号と前記ロッドセットへのＲＦ信号の少なくとも１つ
を供給するための、前記四重極ロッドセットと前記障壁とに接続された電圧供給
手段と、を含み、前記装置が、前記四重極ロッドセットが装着されたチャンバと
、前記衝突ガスをチャンバに供給するための手段とを含むことを特徴とする請求
項２７記載の装置。