JP2006500757A - Electric sector time-of-flight tandem mass spectrometer - Google Patents

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シドニー イー．， ジュニア バットリル，
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Abstract

本発明は、タンデム質量分析を実施する装置および方法を提供する。本発明のタンデム質量分析計（４００）は、第１質量分析器（４２０）および第２質量分析器（４３０）を備える。少なくとも１つの質量分析器は、飛行時間型質量分析器であり、少なくとも１つの電気セクタ（２５０、３５０、４５０、５５０）を備える。１つの局面において、本発明のタンデム質量分析計は、以下を備える：イオン供給源；第１質量分析器；第２質量分析器；およびイオン検出器。このイオン供給源は、第１質量分析器とイオン連絡しており；この第１質量分析器は、第２質量分析器とイオン連絡しており；この第２質量分析器は、イオン検出器とイオン連絡しており；そして質量分析器のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの電気セクタを備える飛行時間型質量分析器である。The present invention provides an apparatus and method for performing tandem mass spectrometry. The tandem mass spectrometer (400) of the present invention includes a first mass analyzer (420) and a second mass analyzer (430). The at least one mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer and comprises at least one electrical sector (250, 350, 450, 550). In one aspect, a tandem mass spectrometer of the present invention comprises: an ion source; a first mass analyzer; a second mass analyzer; and an ion detector. The ion source is in ion communication with a first mass analyzer; the first mass analyzer is in ion communication with a second mass analyzer; the second mass analyzer is in ion communication with an ion detector. Are in ion communication; and at least one of the mass analyzers is a time-of-flight mass analyzer with at least one electrical sector.

Description

（関連出願の引用）
本願は、２００２年９月２４日出願の米国仮出願番号第６０／４１３，４０６号の優先権を主張し；そして２００３年４月２４日出願の米国特許出願番号第１０／４２４，３５１号の一部継続出願であり；そして２００３年６月６日出願の米国仮出願番号第６０／４７６，７１４号の優先権を主張する。これらの開示は、それらの全体が、本明細書中に参考として援用される。 (Citation of related application)
This application claims priority from US Provisional Application No. 60 / 413,406, filed Sep. 24, 2002; and US Patent Application No. 10 / 424,351, filed Apr. 24, 2003. And claims priority from US Provisional Application No. 60 / 476,714, filed June 6, 2003. These disclosures are hereby incorporated by reference in their entirety.

（発明の分野）
本発明は、質量分析法の分野にある。 (Field of Invention)
The present invention is in the field of mass spectrometry.

（発明の背景）
質量分析の連続相が、単一のデバイス中で実施される、タンデム（または連続）質量分析法は、生体分子を含めた高分子の研究に対して、有意な分析力をもたらした。例えば、タンパク質の研究では、タンデム質量分析法により、複雑な生物学的サンプル中のタンパク質の迅速な同定が可能になった。 (Background of the Invention)
Tandem (or continuous) mass spectrometry, where the continuous phase of mass spectrometry is performed in a single device, has provided significant analytical power for the study of macromolecules, including biomolecules. For example, in protein studies, tandem mass spectrometry has enabled rapid identification of proteins in complex biological samples.

タンデム質量分析法の威力を考慮して、空間においてタンデムである（イオン飛行経路に沿って連続的に配置された複数の質量分析器を用いる）かまたは時間においてタンデムである（代表的に、イオンの選択的保持および／または通過について少なくとも１つのイオントラップを用いる）かのいずれかの、質量スペクトル分析（ＭＳｎ）の連続相を実施し得る種々の分光計が開発された。 Considering the power of tandem mass spectrometry, it is tandem in space (using multiple mass analyzers arranged sequentially along the ion flight path) or tandem in time (typically ions Various spectrometers have been developed that can carry out the continuous phase of mass spectral analysis (MS n ), either of which use at least one ion trap for selective retention and / or passage of

時間飛行型（ＴＯＦ）質量分析器のよく認識されている利点（時間依存的に変化する磁場または電場なしで機能する能力、および小さな時間ウィンドウで広範囲のスペクトル範囲を操作する能力が挙げられる）により、少なくとも１つのＴＯＦ質量分析器を有する種々のタンデム質量分析計の開発がもたらされた。Ｌｏｂｏｄａら，Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．１４：１０４７−１０５７（２０００）は、例えば、マトリクス支援レーザー脱着／電離（ＭＡＬＤＩ）源を有する四重極時間飛行型タンデム質量分析計（Ｑｑ−ＴＯＦ）を記載する。
米国特許出願公報第２００２／０１９５５５５号および対応する国政特許公開番号第ＷＯ０２／３１４９１号は、表面増強レーザー脱着／電離（ＳＥＬＤＩ）プローブに係合するように特に適合された界面を有するＱｑ−ＴＯＦタンデムＭＳを記載する。 Due to the well-recognized advantages of time-of-flight (TOF) mass analyzers, including the ability to function without a time-dependent changing magnetic or electric field and the ability to operate over a wide spectral range in a small time window The development of various tandem mass spectrometers with at least one TOF mass analyzer has resulted. Loboda et al., Rapid Communication. Mass Spectrom. 14: 1047-1057 (2000) describes, for example, a quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometer (Qq-TOF) with a matrix-assisted laser desorption / ionization (MALDI) source.
US Patent Application Publication No. 2002/0195555 and the corresponding National Patent Publication No. WO 02/31491 are Qq-TOF tandems having an interface specifically adapted to engage a surface enhanced laser desorption / ionization (SELDI) probe. The MS is described.

それにもかかわらず、ＴＯＦ質量分析器はいくつかの欠点を有する。   Nevertheless, the TOF mass analyzer has several drawbacks.

１つはサイズである。   One is size.

特に、タンデムに配置される場合、複数の自由飛行領域は、相応して大きなデバイスを要求する長いイオン飛行経路を必要とする。次いで、サイズが増大すると、より大きいかまたはより高性能の周辺機器（例えば、真空ポンプ）が必要となり、このことは、全体的なコスト、複雑さを加え、そして系の性能を低下させ得る。   In particular, when placed in tandem, multiple free flight regions require long ion flight paths that require correspondingly large devices. Then, as the size increases, larger or higher performance peripherals (eg, vacuum pumps) are required, which can add overall cost, complexity, and reduce system performance.

別の問題は解像度である。   Another issue is resolution.

理論的に最適なときには、正確に同じ質量および運動エネルギーを有するイオンは、非常に緻密な一塊のものとして時間飛行型質量分析器の自由飛行領域を移動する。   When theoretically optimal, ions with exactly the same mass and kinetic energy travel in the free flight region of a time-flight mass analyzer as a very dense mass.

しかし、実際には、ＴＯＦ質量分析器を用いてこれらの最適な環境を達成することは困難である。いくつかの確率論的要因がからみあって、イオン源において形成されたイオンに対してエネルギー分布を付与する。この分布は、イオンの最初の形成の間のイオン間での不均質性（例えば、それらの熱エネルギー、速度、空間位置、または形成時間の相違）に起因して生じ得る。その結果、同一のイオン一塊は、自由飛行領域において分散し、それゆえ、より広い飛行時間分布でイオン検出器に到達する。このより広い分布は、分光計の解像度を低下させる。   In practice, however, it is difficult to achieve these optimal environments using a TOF mass analyzer. Several stochastic factors are entangled to impart an energy distribution to the ions formed in the ion source. This distribution can occur due to inhomogeneities between ions during the initial formation of ions (eg, differences in their thermal energy, velocity, spatial location, or formation time). As a result, the same mass of ions is dispersed in the free flight region and therefore reaches the ion detector with a wider flight time distribution. This wider distribution reduces the resolution of the spectrometer.

これらの問題は、単相質量分析に用いられようが、タンデム質量分析計において１相もしくは複数相として用いられようが、対してＴＯＦ質量分析器の解像度に対して制限を付与し、従ってＴＯＦ質量分析器の有用性に対して制限を付与する。   These problems, whether used for single-phase mass spectrometry or as one or more phases in a tandem mass spectrometer, constrain the resolution of the TOF mass analyzer, and thus the TOF mass. Limits the usefulness of the analyzer.

自由飛行の間のイオンのこの質量依存性分散を相殺することを試みる、一般にイオン集束として公知の種々の技術が記載されている。これらの集束技術（例えば、タイムラグ集束、供給後（ｐｏｓｔ−ｓｏｕｒｃｅ）集束、および動的パルス集束）のうちのいくつかは、イオン加速の間の電界を操作する。他の方法としては、飛行経路の長さを変更することによってイオン集束を提供し、その結果、より高いエネルギーイオンが、より長い経路を比例して移動するようにされる、イオンミラーまたはリフレクトロン（ｒｅｆｌｅｃｔｒｏｎ）が挙げられる。しかし、これらの技術は、代表的に、制限された質量範囲にイオンを集束させることに制限されている。   Various techniques, commonly known as ion focusing, have been described that attempt to offset this mass dependent dispersion of ions during free flight. Some of these focusing techniques (eg, time lag focusing, post-source focusing, and dynamic pulse focusing) manipulate the electric field during ion acceleration. Alternatively, an ion mirror or reflectron that provides ion focusing by changing the length of the flight path, so that higher energy ions are moved proportionally along the longer path. (Reflecton). However, these techniques are typically limited to focusing ions in a limited mass range.

別のイオン集束技術は、電気セクタによって提供される、湾曲偏向場（ｃｕｒｖｅｄ ｄｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）を用いる。米国特許第３，５７６，９９２号（Ｍｏｏｒｍａｎら）および同第３，８６３，０６８号（Ｐｏｓｃｈｅｎｒｉｅｄｅｒ）は、電気セクタを用いたイオン集束技術を記載する。１９８５年には、Ｍａｔｓｕｄａおよび共同研究者は、複数の電気セクタを取り込んだ時間飛行型質量分析器の利点および好ましい構成の分析を公開した。Ｓａｋｕｒａｉら，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．Ｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ６３：２７３−２８７（１９８５）。続いて、同じグループは、４つのセクタ設計のうちの裁量の設計に基づく機器の構築および性能を記載した。Ｓａｋｕｒａｉら，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．Ｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ６６：２８３−２９０（１９８５）。   Another ion focusing technique uses a curved deflecting field provided by the electrical sector. U.S. Pat. Nos. 3,576,992 (Moorman et al.) And 3,863,068 (Poschenrieder) describe ion focusing techniques using an electrical sector. In 1985, Matsuda and coworkers published an analysis of the advantages and preferred configurations of a time-of-flight mass analyzer incorporating multiple electrical sectors. Sakurai et al., Int. J. et al. Mass Spectrom. Ion Processes 63: 273-287 (1985). Subsequently, the same group described the construction and performance of equipment based on discretionary design among the four sector designs. Sakurai et al., Int. J. et al. Mass Spectrom. Ion Processes 66: 283-290 (1985).

特定の利点が実証されているが、いくつかの欠点が、ＴＯＦ質量分析器における電子セクタの使用を制限している。   Although certain advantages have been demonstrated, several drawbacks limit the use of the electronic sector in TOF mass analyzers.

特に、電気セクタのイオン集束能力は、その電場特性および物理的パラメーターに高度に依存しており、そしてこれらに対して高感度である。これらのパラメーターにおける小さな変動は、そのイオン集束能力に対して大いに影響を与え得る。それゆえ、電子セクタは、所望の結果を得るために構築および設置することが困難である。さらに、構築および設置の後に機械的手段によってこれらのパラメーターを改変または補正することもまた、極めて困難である。   In particular, the ion focusing capability of the electrical sector is highly dependent on and sensitive to its electric field characteristics and physical parameters. Small variations in these parameters can greatly affect their ion focusing ability. Therefore, the electronic sector is difficult to build and install to obtain the desired result. Furthermore, it is also very difficult to modify or correct these parameters by mechanical means after construction and installation.

従って、当該分野には、それにもかかわらず、合理的なサイズにされた箱に入ることにイオン飛行経路が適合され得る少なくとも１つの時間飛行型質量分析器を有するタンデム質量分析計についての必要性が存在する。当該分野には、改善されたイオン集束能力を有するＴＯＦタンデム質量分析計についてのさらなる必要性が存在する。電子セクタのイオン集束能力が、セクタの電場特性および物理的パラメーターにおける小さな変動にそれほど依存せず、これらに対してそれほど高感度ではない、１以上の電子セクタが時間飛行型質量分析に用いられ得るタンデム質量分析計についての必要性が存在する。低減したサイズ、コストおよび改善された性能を有する、タンデム質量分析計についての必要性もまた存在する。   Accordingly, there is a need in the art for a tandem mass spectrometer that has at least one time-of-flight mass analyzer whose ion flight path can nevertheless be adapted to enter a reasonably sized box. Exists. There is a further need in the art for a TOF tandem mass spectrometer with improved ion focusing capabilities. One or more electronic sectors can be used for time-of-flight mass spectrometry where the ion focusing capability of the electronic sector is less dependent on, and less sensitive to, small variations in the electric field characteristics and physical parameters of the sector There is a need for a tandem mass spectrometer. There is also a need for a tandem mass spectrometer that has reduced size, cost, and improved performance.

（発明の要旨）
本発明は、第１の局面では、タンデム質量分析計を提供することにより、当該分野におけるこれらの必要性および他の必要性を解決する。 (Summary of the Invention)
The present invention, in a first aspect, solves these and other needs in the art by providing a tandem mass spectrometer.

このタンデム質量分析計は、以下を備える：イオン供給源；第１質量分析器；第２質量分析器；およびイオン検出器。このイオン供給源は、第１質量分析器とイオン連絡しており；この第１質量分析器は、第２質量分析器とイオン連絡しており；この第２質量分析器は、イオン検出器とイオン連絡しており；そして質量分析器のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの電気セクタを備える時間飛行型質量分析器である。１つの特に有用な実施形態では、この第１質量分析器は、少なくとも１つの電気セクタを備える時間飛行型質量分析器である。   The tandem mass spectrometer comprises: an ion source; a first mass analyzer; a second mass analyzer; and an ion detector. The ion source is in ion communication with a first mass analyzer; the first mass analyzer is in ion communication with a second mass analyzer; the second mass analyzer is in ion communication with an ion detector. Are in ion communication; and at least one of the mass analyzers is a time-of-flight mass analyzer with at least one electrical sector. In one particularly useful embodiment, the first mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer with at least one electrical sector.

さらなる実施形態では、本発明のタンデム質量分析計は、少なくとも１つのゼロ電場領域をさらに有効に備え得、ここで、この少なくとも１つの電気セクタおよび少なくとも１つのゼロ電場領域は、イオン飛行経路を規定する。このタンデム質量分析計は、代表的には、第１質量分析器と第２質量分析器との間に位置し、そして第１質量分析器および第２質量分析器の両方とイオン連絡している、イオン断片化手段を備え得る。   In a further embodiment, the tandem mass spectrometer of the present invention may further effectively comprise at least one zero electric field region, wherein the at least one electric sector and the at least one zero electric field region define an ion flight path. To do. The tandem mass spectrometer is typically located between the first mass analyzer and the second mass analyzer and is in ion communication with both the first mass analyzer and the second mass analyzer. , Ion fragmentation means may be provided.

本発明のタンデム質量分析計は、第１質量分析器および第２質量分析器の両方とイオン連絡しているイオン選択手段をさらに備え得る。このイオン選択手段は、第１質量分析器によって提供される複数のイオンの中からイオンを選択し得る。   The tandem mass spectrometer of the present invention may further comprise ion selection means in ion communication with both the first mass analyzer and the second mass analyzer. The ion selection means can select an ion from a plurality of ions provided by the first mass analyzer.

いくつかの実施形態では、イオン選択手段は、第２質量分析器とイオン連絡した開口部、およびこの開口部を横切るイオンビームを掃引するための手段を備える。いくつかの実施形態では、イオン偏向手段は、電場手段を備える。いくつかの実施形態では、イオン選択手段は、複数の連続したイオンゲートを備える。   In some embodiments, the ion selection means comprises an opening in ion communication with the second mass analyzer and means for sweeping the ion beam across the opening. In some embodiments, the ion deflection means comprises electric field means. In some embodiments, the ion selection means comprises a plurality of consecutive ion gates.

いくつかの実施形態では、イオン供給源は、レーザー脱着／電離手段、化学的電離手段、光電離手段、およびエレクトロスプレー電離手段からなる群から有用に選択され得る。   In some embodiments, the ion source may be usefully selected from the group consisting of laser desorption / ionization means, chemical ionization means, photoionization means, and electrospray ionization means.

このイオン供給源は、実質的に軸の方向または実質的に直行の方向のいずれかで、パルスイオンビームまたは連続イオンビームからイオンを抽出するための手段を含み得る。さらに、このイオン供給源は、イオン供給源からのイオンパルスを加速するための手段（例えば、イオンの形成に引き続いてパルスを印加し得る電圧パルス手段）を含み得る。   The ion source may include means for extracting ions from the pulsed ion beam or continuous ion beam in either a substantially axial direction or a substantially orthogonal direction. In addition, the ion source can include means for accelerating ion pulses from the ion source (eg, voltage pulse means that can apply a pulse subsequent to the formation of ions).

このタンデム質量分析計が、電気セクタを有する時間飛行型質量分析器を備える限り、この第１質量分析器は、以下からなる群より選択される分析器を備え得る：電気セクタ時間飛行型質量分析器、線形時間飛行型質量分析器、反射時間飛行型質量分析器、線形イオントラップ、四重極イオントラップ、四重極イオンフィルタ、磁気セクタ質量分析器、イオンサイクロトロン共鳴質量分析器、電気セクタ／磁気セクタ質量分析器、イオントラップ／線形時間飛行型質量分析器、イオントラップ／反射時間飛行型質量分析器、および静電質量分析器。   As long as the tandem mass spectrometer comprises a time-of-flight mass analyzer with an electric sector, the first mass analyzer can comprise an analyzer selected from the group consisting of: electric sector time-of-flight mass spectrometry , Linear time flight mass analyzer, reflection time flight mass analyzer, linear ion trap, quadrupole ion trap, quadrupole ion filter, magnetic sector mass analyzer, ion cyclotron resonance mass analyzer, electrical sector / Magnetic sector mass analyzer, ion trap / linear time-of-flight mass analyzer, ion trap / reflection time of flight mass analyzer, and electrostatic mass analyzer.

同様に、このタンデム質量分析計が、電気セクタを有する時間飛行型質量分析器を備える限り、この第２質量分析器は、以下からなる群より選択される質量分析器を備え得る：電気セクタ時間飛行型質量分析器、線形時間飛行型質量分析器、反射時間飛行型質量分析器、線形イオントラップ、四重極イオントラップ、四重極イオンフィルタ、磁気セクタ質量分析器、イオンサイクロトロン共鳴質量分析器、電気セクタ／磁気セクタ質量分析器、イオントラップ／線形時間飛行型質量分析器、イオントラップ／反射時間飛行型質量分析器、および静電質量分析器。   Similarly, as long as the tandem mass spectrometer comprises a time-of-flight mass analyzer having an electrical sector, the second mass analyzer can comprise a mass analyzer selected from the group consisting of: electrical sector time Flight mass analyzer, linear time flight mass analyzer, reflection time flight mass analyzer, linear ion trap, quadrupole ion trap, quadrupole ion filter, magnetic sector mass analyzer, ion cyclotron resonance mass analyzer Electrical sector / magnetic sector mass analyzer, ion trap / linear time-of-flight mass analyzer, ion trap / reflection time of flight mass analyzer, and electrostatic mass analyzer.

いくつかの実施形態では、本発明の質量分析計は、２つまたは４つの電気セクタおよび電気セクタの各々を隔てるゼロ電場領域を有する少なくとも１つの時間飛行型質量分析器を備え、この電気セクタおよびゼロ電場領域は、イオン飛行経路を規定する。１つのこのような実施形態では、少なくとも１つの質量分析器は、４つの電気セクタおよび電気セクタの各々を隔てるゼロ電場領域を備える時間飛行型質量分析器であり、電気セクタの各々は、約２７０度の偏向角を有し、電気セクタおよびゼロ電場領域は、その中でのイオン飛行経路を規定する。   In some embodiments, the mass spectrometer of the present invention comprises at least one time-flight mass analyzer having two or four electrical sectors and a zero electric field region separating each of the electrical sectors, The zero electric field region defines the ion flight path. In one such embodiment, the at least one mass analyzer is a time-flight mass analyzer with four electric sectors and a zero electric field region separating each of the electric sectors, each of the electric sectors having approximately 270 With an angle of deflection of degrees, the electrical sector and zero electric field region define the ion flight path therein.

複数の電気セクタを有する実施形態では、これらの電気セクタは、対称な配置に配置され得る。   In embodiments having multiple electrical sectors, these electrical sectors can be arranged in a symmetrical arrangement.

さらなる実施形態において、無電界領域は、少なくとも１つの電気セクタの前に置かれ得るか、あるいは、さらに、少なくとも１つの電気セクタの後に置かれ得る。   In further embodiments, the field-free region may be placed before at least one electrical sector, or may further be placed after at least one electrical sector.

いくつかの実施形態において、質量分析器の少なくとも１つは、第１の電気セクタの前、最後の電気セクタの後、そして、電気セクタの各々の間に、２つまたは４つの電気セクタおよび無電界領域を備える飛行時間型質量分析器であり、電気セクタおよび無電界領域が、その中にあるイオン飛行経路を規定する。   In some embodiments, at least one of the mass analyzers includes two or four electrical sectors and no before the first electrical sector, after the last electrical sector, and between each of the electrical sectors. A time-of-flight mass analyzer with an electric field region, where the electrical sector and the no electric field region define an ion flight path therein.

本発明のタンデム質量分析計における電気セクタの飛行時間型質量分析器は、開口部を有する少なくとも１つのＨｅｒｚｏｇシャントをさらに備え得る：このＨｅｒｚｏｇシャントは、イオンが開口部を通過するように、電気セクタの入口または出口のいずれかと結合している。一連の実施形態において、Ｈｅｒｚｏｇシャントは、電気セクタを収容するハウジング内の開口部である。   The electric sector time-of-flight mass analyzer in the tandem mass spectrometer of the present invention may further comprise at least one Herzog shunt having an opening: the Herzog shunt is arranged to allow the ions to pass through the opening. Combined with either the inlet or the outlet. In a series of embodiments, the Herzog shunt is an opening in the housing that houses the electrical sector.

本発明のタンデム質量分析計は、第１の質量分析器により供給されるイオンの断片化のための手段をさらに備え得る。断片化手段とは、例えば、衝突セルが挙げられ得る。   The tandem mass spectrometer of the present invention may further comprise means for fragmentation of ions supplied by the first mass analyzer. Examples of the fragmenting means include a collision cell.

通常、少なくとも１つの電気セクタは、少なくとも１つのイオン光学要素と結合され、ここで、少なくとも１つのイオン光学要素は、電気セクタを出入りするイオンにより受けられる電位を変更する。   Typically, at least one electrical sector is coupled with at least one ion optical element, where the at least one ion optical element changes the potential received by ions entering and exiting the electrical sector.

特定の実施形態において、例えば、イオン光学要素は、電気セクタを出入りするイオンにより受けられる電位を調節可能に変更し得る、少なくとも１つの調節可能なトリム電極を備える。少なくとも１つの調節可能なトリム電極は、通常、電気セクタの入口と出口との間に有用に配置され得る。   In certain embodiments, for example, the ion optical element comprises at least one adjustable trim electrode that can adjustably change the potential received by ions entering and exiting the electrical sector. At least one adjustable trim electrode may typically be usefully positioned between the electrical sector inlet and outlet.

タンデム質量分析計は、イオンが、調節可能なトリム電極対の間を通過するように配置された、１対の調節可能なトリム電極を備え得、ここで、この対は、電気セクタの入口または出口のいずれかと結合されている。他の実施形態において、デバイスは、複数の調節可能なトリム電極対を備え、各対は、イオンが、調節可能なトリム電極対の間を通過するように配置され、ここで、対は、各電気セクタの各入口および各出口と連結されている。   The tandem mass spectrometer may comprise a pair of adjustable trim electrodes arranged such that ions pass between the adjustable trim electrode pair, where the pair is the electrical sector entrance or Combined with one of the exits. In other embodiments, the device comprises a plurality of adjustable trim electrode pairs, each pair being arranged such that ions pass between the adjustable trim electrode pairs, wherein the pairs are each It is connected to each inlet and outlet of the electrical sector.

タンデム質量分析計内の、電気セクタの飛行時間型質量分析器は、４つの電気セクタを備え得、各電気セクタが、約２７０°の偏角を有し、ここで、無電界領域が、各電気セクタを隔離する。   The electric sector time-of-flight mass analyzer in the tandem mass spectrometer may comprise four electric sectors, each electric sector having a declination of about 270 °, where the no-field region is Isolate the electrical sector.

一連の実施形態において、イオン源は、パルスイオンビームまたは連続イオンビームから、イオンビームに対して実質的に平行な方向（軸方向）またはビームの方向に対して実質的に直交な方向のいずれかのイオンを抽出するための手段を備える。   In a series of embodiments, the ion source is either a pulsed ion beam or a continuous ion beam, either in a direction substantially parallel to the ion beam (axial direction) or in a direction substantially perpendicular to the direction of the beam. Means for extracting the ions.

トリム電極を有する実施形態において、トリム電極の電位は、ソフトウェアプログラムを備え得る制御システムにより制御され得る。   In embodiments having trim electrodes, the potential of the trim electrodes can be controlled by a control system that can comprise a software program.

別の局面において、本発明は、タンデム質量分析計を提供し、このタンデム質量分析計は、イオン源；第１の質量分析器；第２の質量分析器；およびイオン検出器を備え、ここで、第１の質量分析器は、イオン飛行経路上の実質的に同時に発生する空間位置への、イオンを無収差かつ時間的に収束させ得る。   In another aspect, the present invention provides a tandem mass spectrometer, comprising: an ion source; a first mass analyzer; a second mass analyzer; and an ion detector, The first mass analyzer can focus the ions aberration-free and temporally to substantially simultaneous spatial positions on the ion flight path.

質量分析計は、さらに、第１の質量分析器および第２の質量分析器の両方とイオン連絡する、イオン選択手段を備え得、このイオン選択手段は、第１の質量分析器によって供給される複数のイオンの中からイオンを選択し得る。イオン選択手段は、通常、第２の質量分析器とイオン連絡する開口部、および、この開口部を横切るイオンビームを一掃するための手段を備え得る。イオン偏向手段は、特定の実施形態において、さらに、電界手段を備え得る。   The mass spectrometer may further comprise ion selection means in ion communication with both the first mass analyzer and the second mass analyzer, the ion selection means being supplied by the first mass analyzer. An ion can be selected from a plurality of ions. The ion selection means typically may comprise an opening in ion communication with the second mass analyzer and means for sweeping the ion beam across the opening. The ion deflection means may further comprise electric field means in certain embodiments.

これらの実施形態において、質量分析計はさらに、イオン断片化手段を備え得、ここで、イオンは、第１の質量分析の後に断片化される。有用なように、第１の質量分析器は、飛行時間型質量分析器であり、これらとしては、例えば、少なくとも１つの電気セクタを備える飛行時間型質量分析器が挙げられる。   In these embodiments, the mass spectrometer may further comprise ion fragmentation means, wherein the ions are fragmented after the first mass analysis. As useful, the first mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer, which includes, for example, a time-of-flight mass analyzer with at least one electrical sector.

さらなる局面において、本発明は、複数のイオンを供給するための手段；第１の質量分析を実施するための手段；第２の質量分析を実施するための手段；および複数のイオンを検出するための手段を備える、タンデム質量分析計を提供する。第１の質量分析を実施するための手段は、イオン飛行経路上の実質的に同時に発生する空間位置に、イオンを無収差かつ時間的に収束させ得る。   In a further aspect, the present invention provides a means for providing a plurality of ions; a means for performing a first mass analysis; a means for performing a second mass analysis; and for detecting a plurality of ions. A tandem mass spectrometer is provided. The means for performing the first mass analysis can focus the ions in an aberration-free manner and in time at substantially simultaneous spatial positions on the ion flight path.

このようなデバイスはさらに、イオンを選択するための手段を備え得、ここで、イオン選択手段は、第１の質量分析を実施するための手段および第２の質量分析を実施するための手段の両方とイオン連絡する位置にある。このような実施形態において、第１の質量分析を実施するための手段は、イオンを選択するための手段と実質的に同時に発生する位置において、同時発生的に時間的および無収差にイオンを収束させ得る。   Such a device may further comprise means for selecting ions, wherein the ion selection means includes means for performing the first mass analysis and means for performing the second mass analysis. Located in ion communication with both. In such an embodiment, the means for performing the first mass analysis simultaneously and ionically converges the ions at locations that occur substantially simultaneously with the means for selecting ions. Can be.

さらなる一連の実施形態において、この質量分析計は、イオンを断片化するための手段をさらに備え、ここで、イオンは、第１の質量分析を実施するための手段の後に断片化される。この第１の質量分析を実施するための手段は、イオンを断片化するための手段と実質的に同時発生する位置において、同時発生的にイオンを収束させ得る。   In a further series of embodiments, the mass spectrometer further comprises means for fragmenting ions, wherein the ions are fragmented after the means for performing the first mass analysis. The means for performing the first mass analysis may simultaneously focus the ions at a location that substantially coincides with the means for fragmenting the ions.

別の局面において、本発明は、タンデム質量分析を実施するための方法を提供し、この方法は、第１の質量分析器を使用して、イオン源により供給される複数のイオンについて第１の質量分析を実施する工程；第２の質量分析器を使用して、上記複数のイオンの少なくとも１つのサブセットについて、第２の質量分析を実施する工程；ならびにイオン検出器を使用して複数のイオンを検出する工程を包含し、ここで、質量分析器の少なくとも１つは、少なくとも１つの電気セクタを有する飛行時間型質量分析器を備える。   In another aspect, the present invention provides a method for performing tandem mass spectrometry, wherein the method uses a first mass analyzer to determine a first for a plurality of ions supplied by an ion source. Performing a mass analysis; performing a second mass analysis on at least one subset of the plurality of ions using a second mass analyzer; and using the ion detector to perform a plurality of ions Wherein at least one of the mass analyzers comprises a time-of-flight mass analyzer having at least one electrical sector.

これらの方法において、電気セクタの飛行時間型質量分析器はさらに、少なくとも１つの無電界領域を備え、ここで、少なくとも１つの電気セクタおよび少なくとも１つの無電界領域が、イオン飛行経路を規定する。電気セクタの飛行時間型質量分析器は、第１の質量分析器であり得る。   In these methods, the electric sector time-of-flight mass analyzer further comprises at least one electric field region, wherein the at least one electric sector and the at least one electric field region define an ion flight path. The electrical sector time-of-flight mass analyzer may be the first mass analyzer.

別の局面において、本発明は、タンデム質量分析を実施するための方法を提供し、この方法は、以下：第１の質量分析器を使用して、イオン源により供給される複数のイオンの少なくとも１つを、無収差かつ時間的に収束させる工程であって、ここで、イオンが、イオン飛行経路上の実質的に同時発生的な空間位置に、無収差的かつ時間的に収束される、工程；第２の質量分析器を使用して、収束したイオンの少なくとも１つのサブセットについて第２の質量分析を実施する工程；ならびに、イオン検出器を使用して、複数のイオンを検出する工程、を包含する。   In another aspect, the present invention provides a method for performing tandem mass spectrometry, the method comprising: using a first mass analyzer to at least a plurality of ions supplied by an ion source One is aberration and temporal convergence, where the ions are converged aberrantly and temporally to substantially simultaneous spatial positions on the ion flight path, Performing a second mass analysis on at least one subset of focused ions using a second mass analyzer; and detecting a plurality of ions using an ion detector; Is included.

なおさらなる局面において、本発明は、飛行時間型質量分析器内の１つ以上の電気セクタに近接してトリム電極を有する、本発明のタンデム質量分析計を調整するための方法を提供する。この方法は、以下：
ａ）以下：
ｉ）少なくとも１つの調節可能なトリム電極に電位をかける工程；
ｉｉ）イオン源からのイオンの第１の質量スペクトルを得る工程；および
ｉｉｉ）第１の質量スペクトルからの検出の解像度および／または感度を決定する工程；
によって、第１の設定において、イオン検出の解像度または感度を決定する工程
ｂ）以下：
ｉ）少なくとも１つの調節可能なトリム電極にかけられる電位を調節する工程；
ｉｉ）イオン源からのイオンの第２の質量スペクトルを得る工程；および
ｉｉｉ）第２の質量スペクトルからの検出の解像度または感度を決定する工程；
によって、第２の設定において、イオン検出の解像度または感度を決定する工程；ならびに
ｃ）第２の設定において、イオン検出の解像度または感度が改善されるかまたは低下されるかを決定する工程、を包含する。 In yet a further aspect, the present invention provides a method for tuning a tandem mass spectrometer of the present invention having a trim electrode proximate to one or more electrical sectors in a time-of-flight mass analyzer. This method is as follows:
a) The following:
i) applying a potential to at least one adjustable trim electrode;
ii) obtaining a first mass spectrum of ions from an ion source; and iii) determining the resolution and / or sensitivity of detection from the first mass spectrum;
Determining the resolution or sensitivity of the ion detection in the first setting by b)
i) adjusting the potential applied to at least one adjustable trim electrode;
ii) obtaining a second mass spectrum of ions from the ion source; and iii) determining the resolution or sensitivity of detection from the second mass spectrum;
Determining, in a second setting, the resolution or sensitivity of ion detection; and c) determining, in the second setting, whether the resolution or sensitivity of ion detection is improved or decreased. Include.

（詳細な説明）
（定義）
本明細書中で使用される場合、特に以下に示される用語は、以下の定義を有する。他に規定されない場合、本明細書中で使用される全ての用語は、本発明が属する分野の当業者に一般に理解される意味を有する。 (Detailed explanation)
(Definition)
As used herein, the terms specifically set forth below have the following definitions. Unless otherwise defined, all terms used herein have meanings as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

「イオン源」とは、気相イオンを供給する質量分析計のサブアセンブリをいう。１つの実施形態において、イオン源は、脱離／イオン化プロセスによってイオンを供給する。このような実施形態は、一般に、プローブを問い合せ可能な関係に、そして、大気圧または大気圧下にて、気相イオン分光計の検出器と協調して、位置係合するプローブ境界を備え、イオン源は、図１の参照番号４１０、図４の参照番号７１０、図５および１５の参照番号１１０、ならびに、図８の参照番号２１０によって示される。   “Ion source” refers to a sub-assembly of a mass spectrometer that supplies gas phase ions. In one embodiment, the ion source supplies ions by a desorption / ionization process. Such an embodiment generally comprises a probe boundary that is in position engagement in a queryable relationship and in cooperation with a detector of a gas phase ion spectrometer at atmospheric or atmospheric pressure, The ion source is indicated by reference numeral 410 in FIG. 1, reference numeral 710 in FIG. 4, reference numeral 110 in FIGS. 5 and 15, and reference numeral 210 in FIG.

固相からの分析物を脱離／イオン化するためのイオン化エネルギーの形態としては、例えば、：（１）レーザーエネルギー；（２）高速原子（高速原子衝突において使用される）；（３）放射性核種のβ崩壊によって生成される高エネルギー粒子（プラズマ脱離において使用される）；および（４）二次イオンを生成する一次イオン（二次イオン質量分析において使用される）が挙げられる。固相分析物についてのイオン化エネルギーの代表的な形態は、レーザー（レーザー脱離／イオン化において使用される）であり、特に、窒素レーザー、Ｎｄ−Ｙａｇレーザーおよび他のパルスレーザー源である。   Examples of ionization energy forms for desorbing / ionizing analytes from the solid phase include: (1) Laser energy; (2) Fast atoms (used in fast atom collisions); (3) Radionuclides Energetic particles (used in plasma desorption) produced by β-degradation of (4), and (4) primary ions (used in secondary ion mass spectrometry) that generate secondary ions. A typical form of ionization energy for a solid phase analyte is a laser (used in laser desorption / ionization), in particular nitrogen lasers, Nd-Yag lasers and other pulsed laser sources.

分析物のためのイオン化エネルギーの他の形態としては、例えば：（１）気相中性子をイオン化する電子；（２）気相、固相または液相の中性子からイオン化を誘導するための強電界；および（３）固相、気相および液相の中性子の化学イオン化を誘導するための、イオン化粒子または電界の中性化学物質との組合せを適用する供給源が挙げられる。   Other forms of ionization energy for the analyte include, for example: (1) electrons that ionize gas phase neutrons; (2) strong electric fields to induce ionization from gas phase, solid phase, or liquid phase neutrons; And (3) sources that apply a combination of ionized particles or electric field neutral chemicals to induce chemical ionization of solid phase, gas phase and liquid phase neutrons.

「イオン飛行経路」は、質量分析計内において「イオン入口」と「イオン出口」との間でイオンが取る経路を意味する。イオン飛行経路は、図２、図６および図１５の参照符号５０、５２および５４、並びに図３および図８の参照符号６０により指示する経路など、基準イオンがたどる経路により実証され得る。   The “ion flight path” means a path taken by ions between an “ion inlet” and an “ion outlet” in the mass spectrometer. The ion flight path may be demonstrated by a path followed by a reference ion, such as the path indicated by reference numerals 50, 52 and 54 in FIGS. 2, 6 and 15 and reference numeral 60 in FIGS.

「イオン飛行経路手段」は、イオン飛行経路を画定する質量分析計の構成部品を意味する。イオン飛行経路手段は、イオン入口およびイオン出口を有し、少なくとも１個の無電解領域、少なくとも１個の電気セクタおよび少なくとも１個のイオン光学素子を備え得る。図６および図１５の例示的なイオン飛行経路手段は、自由飛行領域１２０および１２５、電気セクタ１５０、並びにイオン光学素子１６６および１６７を備える。図８に示す実施形態のイオン飛行経路手段は、自由飛行領域２２０、２２２、２２４、２２６および２２８、電気セクタ２５０、３５０、４５０および５５０、並びに電気セクタに結合するイオン光学素子を備える。図２の例示的なイオン飛行経路手段は、自由飛行領域１２０および１２５、ならびに電気セクタ１５０を備える。図３に示す実施形態のイオン飛行経路手段は、自由飛行領域２２０、２２２、２２４、２２６および２２８ならびに電気セクタ２５０、３５０、４５０および５５０を備える。   “Ion flight path means” means a component of a mass spectrometer that defines an ion flight path. The ion flight path means has an ion inlet and an ion outlet and may comprise at least one electroless region, at least one electrical sector and at least one ion optical element. The exemplary ion flight path means of FIGS. 6 and 15 include free flight regions 120 and 125, an electrical sector 150, and ion optics 166 and 167. The ion flight path means of the embodiment shown in FIG. 8 comprises free flight regions 220, 222, 224, 226 and 228, electrical sectors 250, 350, 450 and 550, and ion optics coupled to the electrical sector. The exemplary ion flight path means of FIG. 2 comprises free flight regions 120 and 125 and an electrical sector 150. The ion flight path means of the embodiment shown in FIG. 3 comprises free flight regions 220, 222, 224, 226 and 228 and electrical sectors 250, 350, 450 and 550.

「無電解領域」は、イオンが線形または角加速せずに移動することが可能なイオン飛行経路の１以上のセグメントを意味する。無電解領域は、図２、図６および図１６に参照符号１２０および１２５により指示され、図３および図８に参照符号２２０、２２２、２２４、２２６および２２８で指示する。   “Electroless region” means one or more segments of an ion flight path through which ions can travel without linear or angular acceleration. The electroless region is indicated by reference numerals 120 and 125 in FIGS. 2, 6 and 16, and is indicated by reference numerals 220, 222, 224, 226 and 228 in FIGS.

「電気セクタ」は、イオン飛行経路の曲線状偏向領域を画定する質量分析計の構成部品を意味する。電気セクタは、イオンを偏向させて、イオンが角加速により曲線状経路をたどるように構成された電界を間に有する２個の偏向電極を備える。電気セクタは、たとえば参照符号１５０、２５０、３５０、４５０および５５０により図示する。   “Electric sector” means a component of a mass spectrometer that defines a curvilinear deflection region of an ion flight path. The electrical sector comprises two deflecting electrodes with an electric field in between configured to deflect the ions so that the ions follow a curved path by angular acceleration. The electrical sector is illustrated by reference numerals 150, 250, 350, 450 and 550, for example.

「イオン光学素子」は、イオン飛行経路内でイオンに印加される電位を変更するように構成された電気セクタとは別個の質量分析計の構成部品を意味する。イオン光学素子が電気セクタに接続する場合、電位の変更は、イオンが電気セクタに入るか、電気セクタから出るか、または電気セクタを通過する時に、イオンに課される。イオン光学素子は、たとえば図６および図１５の参照符号１６６および１６７、並びに図８、図１０Ａおよび図１０Ｂの参照符号２６６および２６７により指示される。   “Ion optic” means a component of a mass spectrometer that is separate from the electrical sector configured to change the potential applied to ions in the ion flight path. When an ion optical element connects to an electrical sector, a change in potential is imposed on the ion as it enters, exits, or passes through the electrical sector. The ion optical elements are indicated, for example, by reference numerals 166 and 167 in FIGS. 6 and 15 and reference numerals 266 and 267 in FIGS. 8, 10A and 10B.

「イオン検出器」は、イオン飛行経路から出た後のイオンを検出するのに適する質量分析計の構成部品を意味する。到着するイオンの検出は、イオンの飛行時間型を決定するために使用される。図示の目的上、イオン検出器は、図１に参照符号４４０で指示し、図４に参照符号７４０で指示し、図６および図１５に参照符号１８０で指示し、ならびに図８に参照符号２８０で指示する。   “Ion detector” means a component of a mass spectrometer that is suitable for detecting ions after they exit the ion flight path. Detection of arriving ions is used to determine the time-of-flight type of the ions. For purposes of illustration, the ion detector is indicated by reference numeral 440 in FIG. 1, indicated by reference numeral 740 in FIG. 4, indicated by reference numeral 180 in FIGS. 6 and 15, and indicated by reference numeral 280 in FIG. Instruct.

「トリム電極」は、イオン飛行経路上でイオンに印加される電位を変更するように構成されたイオン光学素子の１以上の構成部品を意味する。いくつかの実施形態において、本発明は、調節可能なトリム電極を備える。実例となるトリム電極は、図１および図１０に参照符号１６０〜１６３で指示し、図３、図５Ａおよび図５Ｂに参照符号２６０〜２６３で指示する。   “Trim electrode” means one or more components of an ion optical element configured to change the potential applied to ions on the ion flight path. In some embodiments, the present invention comprises an adjustable trim electrode. Illustrative trim electrodes are indicated by reference numerals 160-163 in FIGS. 1 and 10 and indicated by reference numerals 260-263 in FIGS. 3, 5A and 5B.

「断片」は、分子イオンの分解から生じるイオンを意味する。断片は、サンプルのイオン化時またはイオン化後に形成され得る。   “Fragment” means an ion resulting from the decomposition of molecular ions. Fragments can be formed during or after ionization of the sample.

「偏向角度」は、電気セクタのアークがスパンする角度を意味し、該角度上でイオン飛行経路上のイオンが偏向される。たとえば、図２、図６および図１５の電気セクタの偏向角度は約１８０°であり、図３および図８の各電気セクタの偏向角度は約２７０°である。   “Deflection angle” means the angle at which the arc of the electrical sector spans, at which the ions on the ion flight path are deflected. For example, the deflection angle of the electrical sector of FIGS. 2, 6 and 15 is about 180 °, and the deflection angle of each electrical sector of FIGS. 3 and 8 is about 270 °.

「イオントラップ」は、イオンをトラップするのに適した構成部品を意味する。イオントラップは、１以上の質量もしくは質量範囲、またはその断片のイオンを選択的にトラップして提供するように構成された電界を使用する。イオントラップは、四重極イオントラップおよび線形イオントラップを含み得る。   “Ion trap” means a component suitable for trapping ions. The ion trap uses an electric field configured to selectively trap and provide ions of one or more masses or mass ranges, or fragments thereof. The ion trap can include a quadrupole ion trap and a linear ion trap.

「ヘルツォグシャント」は、電気セクタの端子電界を制限するのに適する質量分析計内の構成部品または構造を意味する。ヘルツォグシャントは、イオン飛行経路が貫通することを可能にするアパーチャを有する。実例となるヘルツォグシャントは、図２、図６および図１５に参照符号１７０および１７１で指示され、図３、図８、図１０Ａおよび図１０Ｂに参照符号２７０および２７５で指示される。図１５にそれぞれ参照符号３７０および３７５〜３７６で指示される囲いおよびアパーチャも、ヘルツォグシャントとして機能する。   “Herzog shunt” means a component or structure within a mass spectrometer that is suitable for limiting the terminal field of an electrical sector. The Herzog shunt has an aperture that allows the ion flight path to penetrate. Illustrative Herzog shunts are designated by reference numbers 170 and 171 in FIGS. 2, 6 and 15 and designated by reference numbers 270 and 275 in FIGS. 3, 8, 10A and 10B. The enclosures and apertures indicated in FIG. 15 by reference numerals 370 and 375-376, respectively, also function as Herzogs shunts.

「アインツェルレンズ」は、イオンの放射状分布をイオン飛行経路上に収束させるのに適する１以上の電極を備えるイオン光学素子の構成部品である。   An “Einzel lens” is a component of an ion optical element that includes one or more electrodes suitable for focusing a radial distribution of ions on the ion flight path.

「解像度」は、類似しているが同じではない質量のイオンを別個の信号として、および／または測定した質量の信号の幅を決定された質量（またはｍ／ｚ）の比として識別する能力を意味する。   “Resolution” refers to the ability to identify ions of similar but not the same as separate signals and / or the width of the measured mass signal as a ratio of the determined mass (or m / z). means.

「感度」は、スペクトルのノイズ上の信号を検出および識別し、信号を検出するのに必要な最小量のサンプルを確立する能力である。   “Sensitivity” is the ability to detect and identify signals on spectral noise and establish the minimum amount of samples necessary to detect the signal.

「正確さ」は、キャリブレートされた質量分析計が、イオンの予測質量に近いイオンの質量値を提供する能力を意味する。   “Accuracy” means the ability of a calibrated mass spectrometer to provide an ion mass value that is close to the expected mass of the ion.

「スペクトル範囲」は、分析計が質量範囲および／または飛行時間を単一のスペクトル内の所定のサンプルから検出して測定することができる範囲を意味する。質量スペクトルのスペクトル範囲外のイオンは、一般に検出不能である。   “Spectral range” means the range over which the analyzer can detect and measure the mass range and / or time of flight from a given sample within a single spectrum. Ions outside the spectral range of the mass spectrum are generally undetectable.

「タンデム質量分析計」とは、ｍ／ｚに基づくイオン（イオン混合物中のイオンを含む）の区別または測定の、２つ以上の連続的な段階を実施することが可能な、任意の質量分析計をいう。この語句は、時間直列なｍ／ｚに基づくイオンの区別または測定の２つの連続的な段階を実施することが可能な２つの質量分析器を有する、質量分析計を包含する。説明のために、タンデム質量分析計の概略図が、図１において、参照番号４００によって示される。   A “tandem mass spectrometer” is any mass spectrometer that is capable of performing two or more successive stages of differentiation or measurement of ions (including ions in an ion mixture) based on m / z. Say the total. This phrase encompasses a mass spectrometer having two mass analyzers capable of performing two successive stages of ion discrimination or measurement based on time-series m / z. For illustration purposes, a schematic diagram of a tandem mass spectrometer is indicated in FIG.

「質量分析器」とは、気相のイオンの質量対電荷比（ｍ／ｚ）に変換され得るパラメータを測定するための手段を備える、質量分析計のサブアセンブリをいう。説明のために、質量分析器は、図１において、参照番号４２０および４３０によって示され、図４において、参照番号７２０によって示され、図２において、参照番号５００によって示され、図３において、参照番号６００によって示され、図５において、参照番号１１００および１２００によって示され、図６において、参照番号１００によって示され、図８において、参照番号２００によって示され、そして図１５において、参照番号３００によって示される。   “Mass analyzer” refers to a sub-assembly of a mass spectrometer comprising means for measuring a parameter that can be converted to a mass-to-charge ratio (m / z) of gas phase ions. For purposes of illustration, the mass analyzer is indicated in FIG. 1 by reference numbers 420 and 430, in FIG. 4 by reference number 720, in FIG. 2 by reference number 500, and in FIG. Indicated by reference numeral 600, in FIG. 5 by reference numerals 1100 and 1200, in FIG. 6 by reference numeral 100, in FIG. 8 by reference numeral 200, and in FIG. Indicated.

「イオン選択器」とは、複数のイオンから所望の質量のイオンを選択するために適切な、質量分析計装置の構成要素をいう。選択されたイオンは、さらなる質量分析に供され得る。説明のために、イオン選択器は、図５において参照番号１０００によって示され、そして図４において、参照番号７５０によって示される。   An “ion selector” refers to a component of a mass spectrometer device that is suitable for selecting ions of a desired mass from a plurality of ions. The selected ions can be subjected to further mass analysis. For illustration purposes, the ion selector is indicated by reference numeral 1000 in FIG. 5 and by reference numeral 750 in FIG.

「イオン断片化器」とは、より大きいイオンを、より小さい二次的な（生成物）イオン断片に断片化するために適切な、質量分析計装置の構成要素をいう。この二次イオンは、さらなる質量分析に供され得る。説明のために、イオン断片化器は、図４において参照番号７５０によって示される。   “Ion fragmentor” refers to a component of a mass spectrometer apparatus suitable for fragmenting larger ions into smaller secondary (product) ion fragments. This secondary ion can be subjected to further mass analysis. For illustration purposes, the ion fragmenter is indicated by reference numeral 750 in FIG.

（本発明の実施形態の説明）
本発明において、タンデム型質量分析計装置は、イオン源、第１質量分析器、第２質量分析器、およびイオン検出器を備える。これらの質量分析器のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの電気セクタを備える飛行時間型質量分析器（「電気セクタＴＯＦ質量分析器」）を備える。本発明のいくつかの有用な実施形態において、第１質量分析器は、電子セクタＴＯＦ質量分析器である。 (Description of Embodiment of the Present Invention)
In the present invention, the tandem mass spectrometer apparatus includes an ion source, a first mass analyzer, a second mass analyzer, and an ion detector. At least one of these mass analyzers comprises a time-of-flight mass analyzer (“electric sector TOF mass analyzer”) comprising at least one electrical sector. In some useful embodiments of the invention, the first mass analyzer is an electronic sector TOF mass analyzer.

本発明のタンデム型質量分析計の実施形態は、２つの質量分析器（本明細書中に示される実施例においてのような）を備えるが、他の実施形態において、本発明のタンデム型質量分析計は、２つ以上の質量分析器を備え、ここで、各質量分析器は、連続的なイオン区別工程またはイオン測定工程を実施し得ることが、理解される。   Embodiments of the tandem mass spectrometer of the present invention comprise two mass analyzers (as in the examples shown herein), but in other embodiments, the tandem mass spectrometer of the present invention. It is understood that the meter comprises two or more mass analyzers, where each mass analyzer can perform a continuous ion discrimination process or ion measurement process.

図１を参照すると、本発明のタンデム型質量分析計装置４００の斜視図が図示されており、構成要素のサブアセンブリを図示する。装置４００は、イオン源４１０、第１質量分析器４２０、第２質量分析器４３０、およびイオン検出器４４０を備える。各構成要素は、示されるような他の構成要素とイオン連絡しており、これによって、イオンがこれらの構成要素の間で移動することを可能にする。本発明のタンデム型質量分析計に存在するかまたは存在し得る他の構成要素（例えば、さらなる質量分析器、イオン断片化器、イオン選択器など）は、この図には図示されない。   Referring to FIG. 1, a perspective view of a tandem mass spectrometer apparatus 400 of the present invention is illustrated, illustrating the component subassemblies. The apparatus 400 includes an ion source 410, a first mass analyzer 420, a second mass analyzer 430, and an ion detector 440. Each component is in ionic communication with other components as shown, thereby allowing ions to move between these components. Other components (eg, additional mass analyzers, ion fragmenters, ion selectors, etc.) that are or may be present in the tandem mass spectrometer of the present invention are not shown in this figure.

イオン源４１０は、当該分野において公知の、イオンを生成するための手段を備え、比較的小さい体積内で、比較的短い時間内で、複数のイオンを生成するための、当該分野において公知の手段または方法のいずれかを備える。イオンのパルスを発生させて、イオンのパルスが、これらのイオンが比較的小さい体積内で、比較的短い時間内で生成されたかのような外観または挙動を有するようにするための、当該分野において公知の手段または方法のいずれかもまた、備えられる。イオン源４１０は、連続的な様式またはパルス化された様式でイオンを形成するための手段を備え得る。このイオン源はまた、イオンを濃縮するための手段（例えば、四重極イオントラップまたは線形イオントラップ）を備え得る。特定の実施形態において、イオンのパルスを加速するための手段は、イオンの形成に引き続いて、電圧パルスを発生させるための手段を備える。このイオン源は、イオンの群を、パルス化されたイオンビームまたは連続的なイオンビームから、このビームの方向に対して実質的に直交するかまたは平行な方向で抽出するための手段を備え得る。   The ion source 410 includes means known in the art for generating ions, and means known in the art for generating a plurality of ions in a relatively small volume and in a relatively short time. Or with any of the methods. Known in the art for generating pulses of ions so that the pulses of ions have the appearance or behavior as if these ions were generated in a relatively small volume and in a relatively short time Any of these means or methods are also provided. The ion source 410 may comprise means for forming ions in a continuous manner or a pulsed manner. The ion source may also include means for concentrating ions, such as a quadrupole ion trap or a linear ion trap. In certain embodiments, the means for accelerating the pulse of ions comprises means for generating a voltage pulse subsequent to the formation of the ions. The ion source may comprise means for extracting groups of ions from a pulsed ion beam or continuous ion beam in a direction substantially perpendicular or parallel to the direction of the beam. .

イオン源４１０は、例えば、固体表面と相互作用するパルス化されたレーザー、小さい体積内の気体をイオン化させる、パルス化された集束レーザー、または気体もしくは固体表面と相互作用するパルス化された電子線もしくはイオンビームを使用する手段を備え得る。別の実施形態において、イオン源４１０は、狭いスリットを越えて通過する迅速に掃引される連続的なイオンビームを使用する、イオンのパルスを発生させるための手段を使用し得、ここで、イオンビームがこのスリットを通過する際に、イオンの短時間のパルスが、このスリットを通過するイオンによって生成される。イオン源１０は、エレクトロスプレーイオン化、レーザー脱離／イオン化（「ＬＤＩ」）、マトリックス支援レーザー脱離／イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）、表面増強レーザー脱離／イオン化（「ＳＥＬＤＩ」）、表面増強ニート脱離（「ＳＥＮＤ」）、高速原子衝突、表面増強光活性化付着および放出、パルス化イオン抽出、プラズマ脱離、多光子励起、電子衝突イオン化、誘導結合プラズマ、化学イオン化、大気圧化学イオン化、ならびに高熱源イオン化を使用し得るが、これらの使用に限定されない。   The ion source 410 can be, for example, a pulsed laser that interacts with a solid surface, a pulsed focused laser that ionizes a gas in a small volume, or a pulsed electron beam that interacts with a gas or solid surface. Alternatively, a means using an ion beam may be provided. In another embodiment, the ion source 410 may use a means for generating a pulse of ions using a rapidly swept continuous ion beam that passes over a narrow slit, where the ions As the beam passes through this slit, a short pulse of ions is generated by the ions passing through this slit. The ion source 10 includes electrospray ionization, laser desorption / ionization (“LDI”), matrix-assisted laser desorption / ionization (“MALDI”), surface enhanced laser desorption / ionization (“SELDI”), surface enhanced neat desorption. Separation (“SEND”), fast atom collisions, surface enhanced photoactivated deposition and emission, pulsed ion extraction, plasma desorption, multiphoton excitation, electron impact ionization, inductively coupled plasma, chemical ionization, atmospheric pressure chemical ionization, and High heat source ionization may be used, but is not limited to these uses.

さらに、イオン源４１０はまた、１つ以上の質量または質量の範囲のイオン、あるいはそれらからの断片を選択的に生成するための手段を備え得る。このような手段は、本発明のＴＯＦ質量分析計を、タンデムの様式で、複数の分析器（磁気セクタ、静電分析器、イオントラップ、四重極イオントラップ、四重極質量フィルタ、およびＴＯＦデバイスが挙げられる）と組み合わせることによって、達成され得る。   In addition, the ion source 410 may also include means for selectively generating one or more masses or mass ranges of ions, or fragments thereof. Such means provide the TOF mass spectrometer of the present invention in a tandem manner with a plurality of analyzers (magnetic sector, electrostatic analyzer, ion trap, quadrupole ion trap, quadrupole mass filter, and TOF In combination with the device).

イオン源４１０はまた、イオン源からイオン飛行経路へのイオンの抽出または加速のための手段を備え得る。この抽出方法は、イオン源４１０において生成されるイオンビームに対して平行であっても直交していてもよい。さらに、イオンの抽出または加速は、例えば、電圧パルスの印加によって、イオンの形成に引き続いて起こり得る。   The ion source 410 may also include means for extraction or acceleration of ions from the ion source to the ion flight path. This extraction method may be parallel or orthogonal to the ion beam generated in the ion source 410. Furthermore, ion extraction or acceleration can occur subsequent to ion formation, for example, by application of voltage pulses.

サンプルイオンは、引き続いて、第１質量分析器４２０に入り、この分析器において、サンプルイオンは、分離および分解され得る。特定の有用な実施形態において、第１質量分析器は、好ましくは、電子セクタＴＯＦ質量分析器を備える。従って、このような実施形態において、第１質量分析器は、その中での、特徴的かつ時間集中的なイオンの集束を実施し得る。これらのイオンがこの様式で集束される場合、そのイオンビームは、第１質量分析器を出た後に、規定された空間的位置において集束され得る。   The sample ions subsequently enter the first mass analyzer 420, where the sample ions can be separated and resolved. In certain useful embodiments, the first mass analyzer preferably comprises an electronic sector TOF mass analyzer. Thus, in such an embodiment, the first mass analyzer may perform characteristic and time-intensive ion focusing therein. If these ions are focused in this manner, the ion beam can be focused at a defined spatial location after exiting the first mass analyzer.

第１質量分析器は、当業者に公知の質量分析器を備え得る。適切な質量分析器の例としては、電子セクタ飛行時間方質量分析器、線形飛行時間型質量分析器、反射飛行時間型質量分析器、線形イオントラップ、四重極イオントラップ、四重極イオンフィルタ、磁気セクタ質量分析器、イオンサイクロトロン共鳴質量分析器、電気セクタ／磁気セクタ質量分析器、イオントラップ／線形飛行時間型質量分析器、イオントラップ／反射飛行時間型質量分析器、および静電質量分析器が挙げられる。   The first mass analyzer may comprise a mass analyzer known to those skilled in the art. Examples of suitable mass analyzers include: electronic sector time-of-flight mass analyzer, linear time-of-flight mass analyzer, reflection time-of-flight mass analyzer, linear ion trap, quadrupole ion trap, quadrupole ion filter , Magnetic sector mass analyzer, ion cyclotron resonance mass analyzer, electric sector / magnetic sector mass analyzer, ion trap / linear time-of-flight mass analyzer, ion trap / reflection time-of-flight mass analyzer, and electrostatic mass spectrometry Vessel.

第１質量分析器に連続して、イオンは、第２質量分析器４５０を使用して、第２質量分析を受け得る。第１質量分析器と同様に、第２質量分析器は、当業者に公知の質量分析器を備え得る。適切な質量分析器の例としては、電子セクタ飛行時間方質量分析器、線形飛行時間型質量分析器、反射飛行時間型質量分析器、線形イオントラップ、四重極イオントラップ、四重極イオンフィルタ、磁気セクタ質量分析器、イオンサイクロトロン共鳴質量分析器、電気セクタ／磁気セクタ質量分析器、イオントラップ／線形飛行時間型質量分析器、イオントラップ／反射飛行時間型質量分析器、および静電質量分析器が挙げられる。   Continuing with the first mass analyzer, the ions may undergo a second mass analysis using the second mass analyzer 450. Similar to the first mass analyzer, the second mass analyzer may comprise a mass analyzer known to those skilled in the art. Examples of suitable mass analyzers include: electronic sector time-of-flight mass analyzer, linear time-of-flight mass analyzer, reflection time-of-flight mass analyzer, linear ion trap, quadrupole ion trap, quadrupole ion filter , Magnetic sector mass analyzer, ion cyclotron resonance mass analyzer, electric sector / magnetic sector mass analyzer, ion trap / linear time-of-flight mass analyzer, ion trap / reflection time-of-flight mass analyzer, and electrostatic mass spectrometry Vessel.

第２質量分析器による第２質量分析に続いて、イオン検出器４４０によって、イオン生成物が検出され、そして記録されて、マススペクトルを作製する。例えば、イオン検出器４４０は、イオンを検出し、そしてそれらの信号を増幅するための、公知の手段を備える。イオン検出器４４０はまた、その内部で検出されたイオンを記録するための手段（例えば、コンピュータまたは他の電子装置）を備え得る。   Following the second mass analysis by the second mass analyzer, the ion product is detected and recorded by the ion detector 440 to produce a mass spectrum. For example, the ion detector 440 includes known means for detecting ions and amplifying their signals. The ion detector 440 may also include means (eg, a computer or other electronic device) for recording ions detected therein.

本発明のタンデム型質量分析計はまた、１つ以上の質量分析器を、質量分析器４２０および４３０に加えて備えて、さらなる質量分析工程を提供し得る。本発明のこれらおよび他のタンデム型質量分析計は、大きい分子（例えば、タンパク質、ペプチド、および他の生体高分子）の分析および同定のために、特に有用である。   The tandem mass spectrometer of the present invention may also include one or more mass analyzers in addition to mass analyzers 420 and 430 to provide additional mass analysis steps. These and other tandem mass spectrometers of the present invention are particularly useful for the analysis and identification of large molecules (eg, proteins, peptides, and other biopolymers).

本発明のタンデム型質量分析計はまた、複数のサンプルイオンの間からの主要なイオンの選択のための、１つ以上のイオン選択器を備え得る。イオン選択器は、タンデム質量分析計の他の構成要素とイオン連絡して適合され得る。特定の有用な実施形態において、イオン選択器は、第１質量分析器を出るイオンを受容するように設定される。   The tandem mass spectrometer of the present invention can also include one or more ion selectors for selection of primary ions from among a plurality of sample ions. The ion selector can be adapted in ion communication with other components of the tandem mass spectrometer. In certain useful embodiments, the ion selector is set to receive ions exiting the first mass analyzer.

本発明のタンデム型質量分析計はまた、イオンを断片化し、これによって二次（生成物）イオンを得るための、１つ以上のイオン断片化器を備え得る。特定の有用な実施形態において、イオン選択器は、第１質量分析器を出るイオンを受容するように設定される。イオン選択器はまた、例えば、質量分析器またはイオン選択器によるイオンの選択工程または濾過工程の後に、イオンを受容するように設定され得る。イオン断片化器の代わりにかまたはそれに加えて、本発明の装置は、イオンが源内でかまたは源の後に崩壊することを可能にするように構成され得る。   The tandem mass spectrometer of the present invention may also include one or more ion fragmenters to fragment ions and thereby obtain secondary (product) ions. In certain useful embodiments, the ion selector is set to receive ions exiting the first mass analyzer. The ion selector can also be configured to accept ions after, for example, an ion selection or filtration step with a mass analyzer or ion selector. Instead of or in addition to an ion fragmentor, the apparatus of the present invention can be configured to allow ions to decay in or after the source.

同様に、イオン検出器４４０は、イオンを検出器、そしてそれらの信号を増幅するための手段を備え、これらの手段は、公知であり、そして本明細書中では詳細に議論されない。例えば、イオン検出器４４０は、連続的な電子増幅器、不連続なダイノード電子増幅器、シンチレーションカウンター、ファラデーカップ、光増倍管などを備え得る。イオン検出器４４０はまた、その中で検出されたイオンを記録するための手段（例えば、コンピュータまたは他の電気装置）を備え得る。   Similarly, the ion detector 440 comprises means for detecting ions and amplifying their signals, these means are known and will not be discussed in detail herein. For example, the ion detector 440 may comprise a continuous electronic amplifier, a discontinuous dynode electronic amplifier, a scintillation counter, a Faraday cup, a photomultiplier tube, and the like. The ion detector 440 may also include means (eg, a computer or other electrical device) for recording the ions detected therein.

上記のように、本発明のタンデム型質量分析計は、電気セクタＴＯＦ質量分析器を備える少なくとも１つの質量分析器を備え得る。電気セクタＴＯＦ質量分析器は、少なくとも１つの電気セクタ、および代表的に、少なくとも１つの自由飛行領域を備え、その結果、これらの電気セクタおよび自由飛行領域は、イオン飛行経路を規定する。複数の電気セクタが存在するこの質量分析器の特定の有用な実施形態において、各電気セクタは、自由飛行領域によって、隣接する電気セクタから分離される。   As described above, the tandem mass spectrometer of the present invention may comprise at least one mass analyzer comprising an electric sector TOF mass analyzer. The electrical sector TOF mass analyzer comprises at least one electrical sector and typically at least one free flight region, so that these electrical sector and free flight region define an ion flight path. In certain useful embodiments of this mass analyzer where there are multiple electrical sectors, each electrical sector is separated from an adjacent electrical sector by a free flight region.

図２を参照すると、タンデム型質量分析計の質量分析器として使用するために適切な、例示的な電気セクタＴＯＦ質量分析器が図示される。イオン飛行経路５０によって規定される面を通して見た上断面図で示される質量分析器５００は、自由飛行領域１２０および１２５、電気セクタ１５０、およびＨｅｒｚｏｇシャント１７０および１７１を備える。参照番号５１０は、質量分析器５００とイオン連絡しており、そして電気セクタＴＯＦ質量分析器５００に入るイオンの供給源を示す。本発明のタンデム型質量分析計の文脈において、源５１０は、例えば、イオン源、先行質量分析器、イオントラップ、イオン選択器、イオン断片化器、または他の適切な源を備え得る。参照番号５２０は、質量分析器５００とイオン連絡しており、電気セクタＴＯＦ質量分析器５００を出るイオンの行き先を示す。本発明のタンデム型質量分析計の文脈において、源５２０は、例えば、イオン検出器、連続質量分析器、イオントラップ、イオン選択器、イオン断片化器、または他の適切な源を備え得る。従って、例えば、図１における１つの質量分析器が質量分析器５００を備える実施形態において、源５１０は、イオン源４１０を表し、そして行き先５２０は、第２質量分析器４３０を表す。   Referring to FIG. 2, an exemplary electric sector TOF mass analyzer suitable for use as a tandem mass spectrometer mass analyzer is illustrated. Mass analyzer 500, shown in a top cross-sectional view through a plane defined by ion flight path 50, includes free flight regions 120 and 125, electrical sector 150, and Herzog shunts 170 and 171. Reference numeral 510 indicates a source of ions in ion communication with the mass analyzer 500 and entering the electrical sector TOF mass analyzer 500. In the context of the tandem mass spectrometer of the present invention, the source 510 may comprise, for example, an ion source, a preceding mass analyzer, an ion trap, an ion selector, an ion fragmenter, or other suitable source. Reference numeral 520 is in ion communication with the mass analyzer 500 and indicates the destination of the ions exiting the electrical sector TOF mass analyzer 500. In the context of the tandem mass spectrometer of the present invention, the source 520 may comprise, for example, an ion detector, continuous mass analyzer, ion trap, ion selector, ion fragmenter, or other suitable source. Thus, for example, in an embodiment where one mass analyzer in FIG. 1 comprises a mass analyzer 500, the source 510 represents the ion source 410 and the destination 520 represents the second mass analyzer 430.

電気セクタＴＯＦ質量分析器５００を備える、本発明のタンデム型質量分析計の代表的の作動の間、イオンは、源５１０によって提供され、自由飛行領域１２０において分離され、シャント１７０のアパーチャ１７５を通過し、そして入り口開口部１５６を介して入口電気セクタ１５０に入る。外側の偏向電極１５４および内側の偏向電極１５２は、これらの間に偏向電場を提供し、この電場は、音を湾曲した経路に偏向させる。次いで、イオンは、出口開口部１５８を通って出、シャント１７１のアパーチャ１７６を通過し、自由飛行領域１２５において分離され、そして行き先５２０に続く。飛行経路５０は、参照イオンの経路であり、一方で、飛行経路５２および５４は、イオン源１１０を離れるイオンが辿る経路の概略的な表現であり、参照イオンの角度よりわずかに大きいかまたはわずかに小さい角度を有する。質量分析器５００の特定の特徴のさらなる詳細は、図８における類似の参照番号に関して、本明細書中以下で議論される。   During typical operation of the tandem mass spectrometer of the present invention comprising the electric sector TOF mass analyzer 500, ions are provided by the source 510 and separated in the free flight region 120 and pass through the aperture 175 of the shunt 170. And enters the entrance electrical sector 150 via the entrance opening 156. The outer deflection electrode 154 and the inner deflection electrode 152 provide a deflection electric field therebetween, which deflects the sound into a curved path. The ions then exit through exit opening 158, pass through aperture 176 in shunt 171, are separated in free flight region 125, and continue to destination 520. Flight path 50 is the path of the reference ions, while flight paths 52 and 54 are schematic representations of the path followed by ions leaving the ion source 110 and are slightly larger or slightly larger than the angle of the reference ions. Have a small angle. Further details of certain features of the mass analyzer 500 are discussed herein below with respect to like reference numbers in FIG.

従って、イオン飛行経路は、質量分析器５００内で規定され、飛行経路５０は代表例である。飛行経路５０は、イオン入口５４０を備え、ここで、源５１０は、自由飛行領域１２０と連絡し、飛行経路５０に入るイオンを生じる。これに対して、飛行経路５０は、イオン出口５４２をさらに備え、ここで、イオンは、自由飛行領域１２５に連絡する行先５４２への到着に際して、飛行経路５０を出る。   Accordingly, the ion flight path is defined within the mass analyzer 500, and the flight path 50 is a representative example. The flight path 50 includes an ion inlet 540 where the source 510 communicates with the free flight region 120 to produce ions that enter the flight path 50. In contrast, the flight path 50 further comprises an ion exit 542 where ions exit the flight path 50 upon arrival at a destination 542 that communicates with the free flight region 125.

図３に関して、本発明のタンデム質量分析計における電気セクタＴＯＦ質量分析器の好ましい実施形態を略上断面図に示す。断面は、基準イオン飛行経路６０により画定される平面を通って取る。質量分析器６００は、各々が約２７０°の円弧の曲線状偏向電界を画定する４個の同じ電気セクタ２５０、３５０、４５０および５５０を備えるＴＯＦ質量分析器である。４個の電気セクタの各々には、自由飛行領域、つまり２２０、２２２、２２４、２２６および２２８が先行および追随する。電気セクタおよび自由飛行領域の対称配列は、Ｓａｋｕｒａｉら「Ｉｏｎ Ｏｐｔｉｃｓ Ｆｏｒ Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｓ Ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｙｍｍｅｔｒｙ」、Ｉｎｔ．Ｊ．ｏｆ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．Ｉｏｎ Ｐｒｏｃ．６３、ｐ．２７３−２８７（１９８５）に記載されているように、等時性および空間収束の両方を含むいくつかの利益を提供する。この対称構成は、比較的長い飛行経路６０を著しく小さい寸法の空間内にコンパクトに収容し、その結果、質量分光計の全体のサイズを縮小することを可能にするという利益もまた、提供する。好ましい構成では、４個の電気セクタの各々は、各々のセクタにより画定される平面が、他のセクタの平面に対してほぼ平行であり、他のセクタの平面と同一平面であるように配置され、これらの平面の間に自由飛行領域を収容する。   With reference to FIG. 3, a preferred embodiment of an electric sector TOF mass analyzer in the tandem mass spectrometer of the present invention is shown in a schematic top sectional view. The cross section is taken through the plane defined by the reference ion flight path 60. The mass analyzer 600 is a TOF mass analyzer comprising four identical electrical sectors 250, 350, 450 and 550, each defining a curvilinear deflection electric field of approximately 270 ° arc. Each of the four electrical sectors is preceded and followed by a free flight region, namely 220, 222, 224, 226 and 228. Symmetric arrangements of the electrical sector and free flight region are described in Sakurai et al., “Ion Optics For Time-Of-Flight Mass Spectrometer With Multiple Symmetry”, Int. J. et al. of Mass Spectrom. Ion Proc. 63, p. 273-287 (1985) provides several benefits including both isochronism and spatial convergence. This symmetrical configuration also provides the benefit of allowing a relatively long flight path 60 to be compactly accommodated in a significantly smaller sized space, thus allowing the overall size of the mass spectrometer to be reduced. In a preferred configuration, each of the four electrical sectors is arranged such that the plane defined by each sector is substantially parallel to the plane of the other sector and is flush with the plane of the other sector. The free flight area is accommodated between these planes.

参照番号６１０は、質量分析器６００とイオン連絡し、電気セクタＴＯＦ質量分析器６００に入るイオンの源を示す。本発明のタンデム質量分析計に関連して、源６１０としては、例えば、イオン源、上述の質量分析器、イオントラップ、イオン選択器、イオン分断器（ｆｒａｇｍｅｎｔｏｒ）、または他の好適な源が、挙げられ得る。参照番号６２０は、質量分析器６００とイオン連絡し、電気セクタＴＯＦ質量分析器６００を出たイオンの行先を示す。本発明のタンデム質量分析計に関連して、源６２０としては、イオン検出器、連続質量分析器、イオントラップ、イオン選択器、イオン分断器、または他の好適な行先が挙げられ得る。例えば、質量分析器６００を備える図１の第１質量分析器４２０の実施形態において、源６１０は、従って、イオン源４１０を表し得、そして行先６２０は、従って、第２質量分析器４３０を表す。   Reference numeral 610 indicates a source of ions in ion communication with the mass analyzer 600 and entering the electrical sector TOF mass analyzer 600. In connection with the tandem mass spectrometer of the present invention, source 610 can be, for example, an ion source, a mass analyzer as described above, an ion trap, an ion selector, an ion fragmentor, or other suitable source, May be mentioned. Reference numeral 620 indicates the destination of the ions that are in ion communication with the mass analyzer 600 and exit the electrical sector TOF mass analyzer 600. In connection with the tandem mass spectrometer of the present invention, the source 620 may include an ion detector, continuous mass analyzer, ion trap, ion selector, ion breaker, or other suitable destination. For example, in the embodiment of the first mass analyzer 420 of FIG. 1 comprising the mass analyzer 600, the source 610 may thus represent the ion source 410 and the destination 620 thus represents the second mass analyzer 430. .

本発明のタンデム質量分析計の一般的な動作時、源６１０によって提供されるイオンは、飛行経路６０に沿って分離および収束され、行先５２０に続く。飛行経路６０は、イオン入口６７０およびイオン出口６７２を備え、４個の電気セクタ（２５０、３５０、４５０および５５０）並びに５個の自由飛行領域（２２０、２２２、２２４、２２６および２２８）により画定され、これらは図示するように配置されて、各々が隣に連絡する。イオンは、イオン源６１０からイオン入口６７０を通って飛行経路６０に入り、そして自由飛行領域２２０に入る。これに対して、イオンは、自由飛行領域２２８から行先６２０への到着に際して、イオン出口６７２を介して飛行経路６０から出る。質量分析器６００の特異的な特徴のさらなる詳細は、本明細書中以下で、図８における参照番号に関して考察される。   During general operation of the tandem mass spectrometer of the present invention, ions provided by source 610 are separated and focused along flight path 60 and continue to destination 520. The flight path 60 comprises an ion inlet 670 and an ion outlet 672 and is defined by four electrical sectors (250, 350, 450 and 550) and five free flight regions (220, 222, 224, 226 and 228). , These are arranged as shown, each in contact with the next. Ions enter flight path 60 from ion source 610 through ion inlet 670 and enter free flight region 220. In contrast, ions exit the flight path 60 via the ion exit 672 upon arrival at the destination 620 from the free flight region 228. Further details of the specific features of the mass analyzer 600 are discussed herein below with reference to the reference numbers in FIG.

上述のように、本発明のタンデム質量分析計の電気セクタＴＯＦ質量分析器は、飛行時間型質量分析器を備え、この飛行時間型質量分析器は、少なくとも１つの電気セクタを備える。このような本発明に好適な質量分析器の例示的なバージョンを、図２および図３に示す。電気セクタおよび無電界領域の他の好適な組み合わせおよび配置もまた、本発明のタンデム質量分析計における質量分析器として寄与し得る。例えば、好適な電気セクタＴＯＦ質量分析器は、１、２または４個の電気セクタを備え得る。複数の電気セクタを備える質量分析器において、電気セクタを無電界領域で分離することが好ましくあり得る。その上、電気セクタおよび無電界領域を、幾何的に対照的な抗性で並列することが所望され得、これらもまた、図２および図３の例によって示される。   As described above, the electric sector TOF mass analyzer of the tandem mass spectrometer of the present invention includes a time-of-flight mass analyzer, and the time-of-flight mass analyzer includes at least one electric sector. An exemplary version of such a mass analyzer suitable for the present invention is shown in FIGS. Other suitable combinations and arrangements of the electrical sector and field-free region may also contribute as mass analyzers in the tandem mass spectrometer of the present invention. For example, a suitable electrical sector TOF mass analyzer may comprise 1, 2 or 4 electrical sectors. In a mass analyzer comprising a plurality of electrical sectors, it may be preferable to separate the electrical sectors in a non-electric field region. Moreover, it may be desirable to parallel the electrical sector and the field-free region with geometrically contrasting resistances, which are also illustrated by the examples of FIGS.

電気セクタＴＯＦ質量分析器は、本発明のタンデム質量分析計に関連して特に有用である特徴を有する。例えば、電気セクタＴＯＦ質量分析器は、イオン収束を改善し得、ここで、質量分析器の進入の際の１以上の軸に沿ったイオンビームまたはイオン区画の分散が、排出後には減少されるか、または最小化される。   The electric sector TOF mass analyzer has features that are particularly useful in connection with the tandem mass spectrometer of the present invention. For example, an electric sector TOF mass analyzer can improve ion focusing, where the dispersion of the ion beam or ion compartment along one or more axes upon entry of the mass analyzer is reduced after ejection. Or minimized.

電気セクタＴＯＦ質量分析器によるこのようなイオン収束は、空間的（例えば、無収差収束）であり得、ここで、このような収束は、イオン飛行経路に対し側面のイオンビームまたはイオン区画の分散を減少する。イオン収束は、時間的（例えば、時間収束）であり得、ここで、このような収束は、イオンビームまたはイオン区画の、飛行パッチに沿うかまたはこれと平行する、質量依存的分散を減少する。時間収束はまた、飛行時間の間に、異なる質量のイオン区画間の質量解像度の上昇をもたらす。   Such ion focusing by an electrical sector TOF mass analyzer can be spatial (eg, aberration-free focusing), where such focusing is the dispersion of the ion beam or ion compartment lateral to the ion flight path. Decrease. Ion focusing can be temporal (eg, time focusing), where such focusing reduces the mass dependent dispersion of the ion beam or ion compartment along or parallel to the flight patch. . Time convergence also results in an increase in mass resolution between different mass ion compartments during time of flight.

利点はまた、電気セクタＴＯＦ質量分析器が、イオン選択器またはイオン分断器にイオンを提供する場合にも、利用され得る。図４を参照して、このようなタンデム質量分析計の実施形態が、概略図を使用して図示される。タンデム質量分析計装置７００は、イオン源７１０、第１質量分析器７２０、第２質量分析器７３０、およびイオン検出器７４０を備える。参照番号７５０は、構成要素の位置を示し、ここで、構成要素７５０は、イオン選択手段またはイオン断片化手段を備え得る。好ましい実施形態において、第１質量分析器７２０は、電気セクタＴＯＦ質量分析器を備える。各構成要素は、示すように他の構成要素とイオン連絡し、それにより、イオンのそれらの間の移動を可能にする。本発明のタンデム質量分析計に存在するかまたは存在し得る他の構成要素（例えば、追加の質量分析器、追加のイオン分断器、追加のイオン選択器など）は、この図には示されない。イオン源７１０およびイオン検出器７４０の特徴および使用は、本明細書中上述した対応するイオン源４１０およびイオン検出器４４０と、実質的に同じであると考えられ得る。   Advantages can also be utilized when an electrical sector TOF mass analyzer provides ions to an ion selector or ion breaker. With reference to FIG. 4, an embodiment of such a tandem mass spectrometer is illustrated using schematic diagrams. The tandem mass spectrometer apparatus 700 includes an ion source 710, a first mass analyzer 720, a second mass analyzer 730, and an ion detector 740. Reference numeral 750 indicates the location of the component, where component 750 may comprise ion selection means or ion fragmentation means. In a preferred embodiment, the first mass analyzer 720 comprises an electric sector TOF mass analyzer. Each component is in ionic communication with other components as shown, thereby allowing for movement of ions between them. Other components (eg, additional mass analyzers, additional ion breakers, additional ion selectors, etc.) that are or may be present in the tandem mass spectrometer of the present invention are not shown in this figure. The features and use of the ion source 710 and ion detector 740 may be considered substantially the same as the corresponding ion source 410 and ion detector 440 described hereinabove.

第１質量分析器７２０が電気セクタＴＯＦ質量分析器である装置７００の実施形態において、サンプルイオンは、イオン源７１０によって提供され、第１質量分析器に移動する。サンプルイオンは、この第１質量分析工程において、飛行時間によって分離および解析される（例えば、低質量のイオンはより遠く移動し、従って、より大きな質量のイオンよりも第１質量分析器７２０から排出される）。さらに、この実施形態において、電気セクタＴＯＦ質量分析器は、サンプルイオンのイオン収束（例えば、無収差収束および時間収束）を実施し得る。無収差収束および時間収束の両方は、サンプルイオンビームで実施され得る。質量分析器は、最小サイズのイオンビームが、特定のイオン質量すなわち(m/z)について、飛行時間における最小の分散と同時の時点で提供され得るように構成される。   In an embodiment of the apparatus 700 where the first mass analyzer 720 is an electric sector TOF mass analyzer, sample ions are provided by the ion source 710 and travel to the first mass analyzer. Sample ions are separated and analyzed by time of flight in this first mass analysis step (eg, low-mass ions move farther, and thus are ejected from the first mass analyzer 720 than larger mass ions. ) Further, in this embodiment, the electrical sector TOF mass analyzer may perform ion focusing (eg, aberration-free focusing and time focusing) of sample ions. Both aberration-free convergence and time convergence can be performed with a sample ion beam. The mass analyzer is configured such that a minimum size ion beam can be provided for a particular ion mass or (m / z) at the same time as the minimum variance in time of flight.

質量分析器によるこのようなイオン収束は、本発明のタンデム質量分析計に関連して、幾つかの利点を有する。例えば、分散の減少または最小化（例えば、質量解像度の上昇）、は、改善された質、感度および質量解像度の、質量スペクトル出力をもたらす。別の利点は、本発明の幾つかの有用な実施形態において、電気セクタＴＯＦ質量分析器からのイオンが、タンデム質量分析計の１以上の連続した構成要素に提供されることに起因してもたらされる。このような構成要素としては、別の質量分析器、イオントラップ、イオン選択器、イオン分断器、または他の好適な構成要素が挙げられ得る。減少した分散および改善した質量解像度を有する収束イオンビームまたは収束イオン区画を、連続する構成要素に提供することによって、提供されたイオンに対する構成要素のその後の性能もまた、改善される。なお別の実施形態において、タンデム質量分析計における連続する構成要素は、提供されたイオンビームまたはイオン区画のサイズの減少により、サイズ、費用、および性能において減少され得る。例えば、より大きなサンプルイオンビームは、より大きな囲い、より大きな装置などを必要とする。これらの必要は、次に、構成要素またはその周辺装置のサイズ、費用および複雑性、ならびに装置全体のサイズ、費用および複雑性を増し得る。従って、イオンビームまたはイオン区画のサイズの減少は、タンデム質量分析計の構成要素、その周辺装置、または全体の、サイズ、費用および複雑性を減少し得る。   Such ion focusing by a mass analyzer has several advantages associated with the tandem mass spectrometer of the present invention. For example, reducing or minimizing dispersion (eg, increasing mass resolution) results in mass spectral output with improved quality, sensitivity, and mass resolution. Another advantage arises in some useful embodiments of the invention due to ions from the electric sector TOF mass analyzer being provided to one or more consecutive components of the tandem mass spectrometer. It is. Such a component may include another mass analyzer, ion trap, ion selector, ion breaker, or other suitable component. By providing a continuous component with a focused ion beam or focused ion compartment with reduced dispersion and improved mass resolution, the subsequent performance of the component for the provided ions is also improved. In yet another embodiment, successive components in a tandem mass spectrometer can be reduced in size, cost, and performance by reducing the size of the provided ion beam or ion compartment. For example, larger sample ion beams require larger enclosures, larger equipment, and the like. These needs can then increase the size, cost and complexity of the component or its peripheral devices, as well as the overall size, cost and complexity of the device. Thus, a reduction in the size of the ion beam or ion compartment may reduce the size, cost and complexity of the tandem mass spectrometer components, their peripheral devices, or the whole.

本発明の１つの有用な実施形態において、タンデム質量分析計は、イオン選択手段および／またはイオン断片化手段を備え得る。イオン選択器とは、複数のイオンから所望の質量のイオンを選択するために好適な、質量分析計装置の構成要素をいう。イオン分断器とは、より大きなイオンをより小さな二次イオン断片に断片化するために好適な、質量分析計装置の構成要素をいう。これらの二次イオンは、さらなる質量分析に供され得る。いくつかの有用な実施形態において、イオン断片化は、イオン選択工程の後に起こる。   In one useful embodiment of the invention, the tandem mass spectrometer may comprise ion selection means and / or ion fragmentation means. An ion selector refers to a component of a mass spectrometer device suitable for selecting ions having a desired mass from a plurality of ions. An ion breaker refers to a component of a mass spectrometer device suitable for fragmenting larger ions into smaller secondary ion fragments. These secondary ions can be subjected to further mass analysis. In some useful embodiments, ion fragmentation occurs after the ion selection step.

上述のように、電気セクタＴＯＦ質量分析器を備える第１質量分析器は、第１質量分析器からの排出の際に、特定の空間的位置における最小分散を有する最小サイズのイオンビームを提供するように構成される。代表的な実施形態において、イオン断片化手段またはイオン選択手段として役立つ部分組み立て品構成要素は、この空間位置に配置され得る；従って、断片化手段または選択手段は、最小サイズのイオンビームで作用し得る。小さいイオンビームは、構成要素を同様により小さなサイズにし得、次いで、その性能を上げながら費用を低下させる。幾つかの特定の利点を、特定の構成要素について、以下に記載する。タンデム質量分析計における使用のための同様の利点が、他の好適な構成要素について当業者によって明白となり得、かつ理解され得る。   As described above, a first mass analyzer with an electric sector TOF mass analyzer provides a minimally sized ion beam with minimal dispersion at a particular spatial location upon ejection from the first mass analyzer. Configured as follows. In an exemplary embodiment, a subassembly component that serves as an ion fragmentation means or ion selection means can be placed in this spatial position; thus, the fragmentation means or selection means operates with a minimum size ion beam. obtain. Small ion beams can similarly reduce the size of the components, which in turn reduces costs while increasing its performance. Some specific advantages are described below for specific components. Similar advantages for use in a tandem mass spectrometer may be apparent and understood by those skilled in the art for other suitable components.

本発明のタンデム質量分析計７００の１つの例において、イオン選択器７５０は、連続する一次イオンの選択のためのイオンゲートを備え得る。これらの連続するイオンゲートは、当該分野で公知であり、パルス化電圧によって制御され得るゲート電極を備える。パルス化電圧に反応するイオンゲートの選択的開門および閉鎖は、サンプルイオンビームからのイオンピークの選択を可能にする。上述のように、本発明の第１質量分析器でのより小さいサンプルイオンビームの提供により、連続するイオンゲート電極が、より互いに近くに位置し得る。結果として、イオンゲートは、より小さな振幅のパルス化電圧を提供することによって制御され得、それにより、改善されたより早いイオンゲートの制御を可能にし、従って、一時イオン選択の効率および選択性を上昇させる。   In one example of the tandem mass spectrometer 700 of the present invention, the ion selector 750 may comprise an ion gate for selection of consecutive primary ions. These successive ion gates are known in the art and comprise a gate electrode that can be controlled by a pulsed voltage. Selective opening and closing of the ion gate in response to the pulsing voltage allows for the selection of ion peaks from the sample ion beam. As mentioned above, by providing a smaller sample ion beam with the first mass analyzer of the present invention, successive ion gate electrodes can be located closer together. As a result, the ion gate can be controlled by providing a smaller amplitude pulsed voltage, thereby allowing improved and faster ion gate control, thus increasing the efficiency and selectivity of temporary ion selection. Let

別の例において、本発明のタンデム質量分析計は、サンプルイオンビームを狭いアパーチャを越えて掃引させることにより、サンプルイオンビームからの一次イオン選択を実施し得る。本発明の好ましい実施形態において、このアパーチャは、第１質量分析器と第２質量分析器との間に配置され、両質量分析器とイオン連絡する。図５Ａ〜Ｃを参照して、イオン選択のこの手段の略図が、図示される。イオン選択器１０００は、第１質量分析器１１００とイオン連絡し、ここからサンプルイオンビーム１４００が提供される。サンプルイオンビームは、複数のイオン1610〜1650を含む。第１質量分析器１１００が飛行時間型質量分析器である場合、イオン1610〜1650は、サンプルイオンビーム１４００内を、必然的に質量順に移動する（低質量イオンは、より重いイオンより早く到着する）。   In another example, the tandem mass spectrometer of the present invention can perform primary ion selection from a sample ion beam by sweeping the sample ion beam across a narrow aperture. In a preferred embodiment of the invention, this aperture is located between the first mass analyzer and the second mass analyzer and is in ion communication with both mass analyzers. With reference to FIGS. 5A-C, a schematic representation of this means of ion selection is illustrated. The ion selector 1000 is in ion communication with the first mass analyzer 1100 from which a sample ion beam 1400 is provided. The sample ion beam includes a plurality of ions 1610-1650. When the first mass analyzer 1100 is a time-of-flight mass analyzer, the ions 1610-1650 inevitably move in the order of mass in the sample ion beam 1400 (low mass ions arrive earlier than heavier ions. ).

イオン選択器１０００はまた、第２質量分析器１２００にイオン連絡する。幾つかの実施形態において、イオン分断器は、イオンをイオン選択器から受け取るように配置され得る。イオン選択器内で、アパーチャ１３５０は、平面１３００内に配置され、その結果、アパーチャ１３５０を掃引したイオンだけが、イオンセレクタ１０００から出られ得、従って、第２質量分析器１２００に進入し得る。   The ion selector 1000 is also in ion communication with the second mass analyzer 1200. In some embodiments, the ion breaker can be arranged to receive ions from the ion selector. Within the ion selector, the aperture 1350 is positioned in the plane 1300 so that only ions that have swept the aperture 1350 can exit the ion selector 1000 and thus enter the second mass analyzer 1200.

偏向電極１５００および１５５０は、サンプルイオンビームの両側に配置され、その結果、ビーム内のイオンは、その間を移動し、そして電極の電位に反応し得る。これらの電極は、各電極１５００および１５５０に電位が独立して適用されかつ制御されるように構成される。図５Ａに図示されるように、両電極に同じ電位が適用され、その結果、電極１５００と１５５０との間の電位差が本質的に０である場合、正味の電気偏向はその中を通るサンプルビーム内のイオンに課されない。この場合、サンプルイオンビームおよびその中の全てのイオンは、アパーチャ１３５０から第２質量分析器１２００へ通り続け、イオン選択器１０００はイオン選択性を提供しない。   The deflection electrodes 1500 and 1550 are located on either side of the sample ion beam so that ions in the beam can move between them and react to the electrode potential. These electrodes are configured such that the potential is independently applied and controlled to each electrode 1500 and 1550. As illustrated in FIG. 5A, if the same potential is applied to both electrodes, so that the potential difference between electrodes 1500 and 1550 is essentially zero, the net electrical deflection will pass through the sample beam therethrough. Not imposed on the ions inside. In this case, the sample ion beam and all ions therein continue to pass from the aperture 1350 to the second mass analyzer 1200, and the ion selector 1000 does not provide ion selectivity.

図５Ｂにおいて、電極１５５０に印加されるよりも適切に大きな電位が、電極１５００に印加される。従って、それらの間を進行するビーム１４００中のイオンの全てに静電力が印加され、その結果、これらのイオンは、電極１５５０に向かって偏向する。この偏向の結果として、イオン１６１０〜１６５０は、開口部１３５０から離れるように偏向し、そして平面１３００に衝突する。従って、イオンは、このシナリオにおいて選択されない。   In FIG. 5B, a suitably higher potential is applied to electrode 1500 than is applied to electrode 1550. Thus, electrostatic forces are applied to all of the ions in beam 1400 traveling between them, so that these ions are deflected toward electrode 1550. As a result of this deflection, ions 1610-1650 are deflected away from opening 1350 and impinge on plane 1300. Thus, no ions are selected in this scenario.

所望の第１の（ｐｒｉｍａｒｙ）イオンを選択するための方法は、図５Ｃに示される。このシナリオにおいて、電極１５００と電極１５５０との間の電位の差異は、時間依存様式で変化する。結果として、イオンビーム１４００においてイオンに課せられる静電偏向はまた、時間依存性様式で大きさおよび方向において変化し得、それによって、サンプルイオンビームを「掃引」する。例えば、電極は、電極１５００においてより大きな電位で、時間ゼロで開始し得、従って、イオンを電極１５５０に偏向させる。例えば、時間とともに、電極１５００の電位を減少させることによって、電極間の電位の差異および対応する偏向力もまた減少する。結果として、イオンビーム１４００は、偏向の大きさが減少するにつれて、電極１５００に向かって「掃引」する。電極１５００の電位が減少し続け、その結果、電位の極性が反対方向になる場合、イオンビーム１４００は、電極１５００に向かって偏向するまでその掃引を続ける。   A method for selecting the desired primary ion is shown in FIG. 5C. In this scenario, the potential difference between electrode 1500 and electrode 1550 changes in a time-dependent manner. As a result, the electrostatic deflection imposed on the ions in the ion beam 1400 can also vary in magnitude and direction in a time-dependent manner, thereby “sweeping” the sample ion beam. For example, the electrode may start at time zero with a greater potential at electrode 1500, thus deflecting ions to electrode 1550. For example, by reducing the potential of electrode 1500 over time, the potential difference between the electrodes and the corresponding deflection force is also reduced. As a result, the ion beam 1400 “sweeps” toward the electrode 1500 as the magnitude of deflection decreases. If the potential of the electrode 1500 continues to decrease so that the polarity of the potential is in the opposite direction, the ion beam 1400 continues to sweep until it deflects toward the electrode 1500.

イオンビームの先の掃引の間、ビーム１４００のイオン１６１０〜１６５０は、電極間のイオンの通過のときのビーム１４００の角度に本質的に従った方向で平面１３００に向かって進む。従って、上記例において、イオン１６５０（低い質量を有する）は、早い時点で電極１５００および１５５０に達し、従って、電共１５５０に向かって強く偏向する。この強い偏向の結果として、イオン１６５０は、開口部１３５０の十分下で平面１３００に衝突する。より遅い時点で到達する場合、より高い質量のイオン１６４０は、この時点で小さな電位変化に起因して、より小さな力で偏向する。従って、イオン１６４０は、開口部１３５０により近い点で平面１３００に接する。   During the previous sweep of the ion beam, the ions 1610-1650 of the beam 1400 travel toward the plane 1300 in a direction that essentially follows the angle of the beam 1400 as the ions pass between the electrodes. Thus, in the above example, the ions 1650 (having a low mass) reach the electrodes 1500 and 1550 at an early point, and are therefore strongly deflected towards the electro 1550. As a result of this strong deflection, ions 1650 strike the plane 1300 well below the opening 1350. If reached at a later point in time, the higher mass ions 1640 will deflect with less force at this point due to the small potential change. Accordingly, the ions 1640 touch the plane 1300 at a point closer to the opening 1350.

従って、電極間に本質的に電位の差異がない場合、その点を通過するイオンは、本質的に正味の偏向を受けない。従って、このイオン（この場合、イオン１６３０）は、開口部１３５０に向かって進み、通過する。従って、イオン１６３０は、イオンセレクター１０００によって選択され、第２質量分析器１２００に向かい続ける。より重いイオン１６２０および１６１０がイオン１６２０の後に電極に達するので、これらのイオンは、電極１５００に向かって正味の偏向を受け、従って、開口部１３５０の他の側面の位置において、平面１３００に衝突する。   Thus, if there is essentially no potential difference between the electrodes, ions passing through that point are essentially not subject to net deflection. Therefore, this ion (in this case, ion 1630) travels toward the opening 1350 and passes therethrough. Accordingly, the ions 1630 are selected by the ion selector 1000 and continue toward the second mass analyzer 1200. As heavier ions 1620 and 1610 reach the electrode after ion 1620, these ions undergo a net deflection toward electrode 1500 and thus impinge on plane 1300 at the location of the other side of opening 1350. .

従って、イオンセレクター１０００を使用して特定のイオンを選択するために、時間依存性で変化する電位は、電極１５００と電極１５５０との間の電位の差異が本質的にゼロでる時点が電極における所望のイオンの到着と実質的に同時であるように設定される。例えば、所望のイオンの到着時間が既知である場合、傾斜電位の開始時間は、それに従って設定され得る。この方法における他のバリエーションは、当業者によって理解され得、それに従って実行され得る。例えば、開口部１３００は、イオンが通過するための偏向角度を必要とするように配置され得る。従って、傾斜電位は、所望のイオンが電極に到達する時間において必要な電位の差異を提供するように設定される。   Thus, in order to select a particular ion using the ion selector 1000, the time-varying potential is the desired time at the electrode when the potential difference between the electrode 1500 and the electrode 1550 is essentially zero. Is set to be substantially coincident with the arrival of ions. For example, if the arrival time of the desired ion is known, the ramp potential start time can be set accordingly. Other variations on this method can be understood and carried out accordingly by those skilled in the art. For example, the opening 1300 can be arranged to require a deflection angle for ions to pass through. Thus, the gradient potential is set to provide the necessary potential difference in the time that the desired ions reach the electrode.

従って、所望の質量のイオンは、偏向電極１５５０および１５００を通る所望のイオンの通過が、偏向が課せられていない電圧と実質的に同時であるように、電圧傾斜パラメーターを設定することによって選択され得る。設定可能なパラメーターとしては、例えば、電圧傾斜プロフィールの形状および／または傾き、電圧傾斜の開始時間、ならびに他の同様なパラメーターが挙げられる。これらのパラメーターは、タンデム質量分析計のイオン飛行経路へのサンプルイオンの侵入の時間および所望のイオンの予期される飛行時間に基づいて設定され得る。この様式において、電圧傾斜とイオンセレクター１０００におけるイオンの到着との間のタイミングは、所望のイオンの選択をもたらすために調整され得る。   Thus, ions of the desired mass are selected by setting the voltage ramp parameter so that the passage of the desired ions through the deflection electrodes 1550 and 1500 is substantially simultaneous with the voltage at which no deflection is imposed. obtain. Parameters that can be set include, for example, the shape and / or slope of the voltage ramp profile, the start time of the voltage ramp, and other similar parameters. These parameters can be set based on the time of entry of sample ions into the ion flight path of the tandem mass spectrometer and the expected flight time of the desired ions. In this manner, the timing between the voltage ramp and the arrival of ions in the ion selector 1000 can be adjusted to provide the desired ion selection.

上記の連続的なイオンゲートを用いて、本発明のタンデム質量分析計の第１の質量分析計の向上したイオン集束特性は、第１のイオン選択のこの方法を使用して、第１のイオン選択の向上した選択性および効率を生じ得る。上記のように、第１の質量分析計の電気セクターＴＯＦ質量分析計は、本発明のイオン光学素子を調整することによってサンプルイオンの飛行時間および側方分散を最小化するように設定され得、従って、所望のイオンのパーセルのサイズおよび分散を減少する。本発明の向上したイオン集束無しで、イオン飛行経路に関するイオンの側方分散は、十分な量の所望のイオンパーセルをスリットを通させ得ないことによって、またはより大きなスリットを必要とすることによって第１のイオン選択の選択性を減少させることによって、選択の効率を減少させ得る。同時に、増加した質量依存性飛行時間分散は、所望のイオンパーセル内の同じ質量のイオンを異なる偏向電圧に供し得、それによって選択の効率を減少し得る。   Using the above-described continuous ion gate, the improved ion focusing characteristics of the first mass spectrometer of the tandem mass spectrometer of the present invention can be achieved using this method of first ion selection. This can result in improved selectivity and efficiency of selection. As described above, the electrical sector TOF mass spectrometer of the first mass spectrometer can be set to minimize the time of flight and lateral dispersion of sample ions by adjusting the ion optics of the present invention, Thus, the parcel size and dispersion of the desired ions is reduced. Without the improved ion focusing of the present invention, the lateral dispersion of ions with respect to the ion flight path can be achieved by not allowing a sufficient amount of the desired ion parcel to pass through the slit or by requiring a larger slit. By reducing the selectivity of one ion selection, the efficiency of selection can be reduced. At the same time, the increased mass dependent time-of-flight dispersion can subject the same mass of ions in the desired ion parcel to different deflection voltages, thereby reducing the efficiency of selection.

図４を再び参照して、装置７００は、参照番号７５０によって示されるように、イオンフラグメントを備える。いくつかの有用な実施形態において、イオンフラグメンター７５０は、衝突セルを備え得る。衝突セルは、当該分野で公知なように、代表的に、タンデム質量分析計須知の減圧チャンバ内で部分的に囲まれた容積である。このセルは、イオンが入ることおよび第２イオンフラグメントが出ることを可能にするための開口部を有する。衝突セルは、衝突して、従って、セルに入る第１のイオンの有意な画分を断片化するために、適切な圧力で気体粒子を含む。しかし、気体は、その侵入および出口開口部を介してセルを逃れ、従って、分析計の減圧チャンバに入る。汚染または外側の衝突を妨げるために、減圧チャンバ内に逃れた気体をポンプで排出し続けるための減圧ポンプが必要である。本発明のタンデム質量分析計７００において、第１の質量分析計の電気セクターＴＯＦ質量分析計は、上記のような向上したイオン集束によって、小さなサイズのサンプルイオンビームを提供し得る。従って、衝突セル開口部のサイズ、またはセル自体がまた減少され得る。より小さな開口部は、衝突セルからの逃れる気体の量を減少させ得、従って、汚染の無いチャンバを維持するために必要とされるポンプのサイズおよび費用を減少させる。さらに、減少したサイズおよび費用の衝突セルはまた、装置全体の費用を減少させ得る。   Referring again to FIG. 4, the apparatus 700 comprises ion fragments, as indicated by reference numeral 750. In some useful embodiments, the ion fragmentor 750 may comprise a collision cell. The collision cell is typically a volume that is partially enclosed within the vacuum chamber of Sutchi's Sutchi mass spectrometer, as is known in the art. The cell has an opening to allow ions to enter and second ion fragments to exit. The collision cell contains gas particles at the appropriate pressure to collide and thus fragment a significant fraction of the first ions that enter the cell. However, the gas escapes the cell through its entry and exit openings and therefore enters the vacuum chamber of the analyzer. In order to prevent contamination or outside collisions, a vacuum pump is needed to keep the gas escaped into the vacuum chamber pumped out. In the tandem mass spectrometer 700 of the present invention, the electrical sector TOF mass spectrometer of the first mass spectrometer can provide a small size sample ion beam with improved ion focusing as described above. Thus, the size of the collision cell opening, or the cell itself, can also be reduced. Smaller openings can reduce the amount of gas escaping from the collision cell, thus reducing the size and cost of the pump needed to maintain a clean chamber. Further, the reduced size and cost of the collision cell may also reduce the overall cost of the device.

本発明のタンデム質量分析計の上記例示的な実施形態は、他の実施形態を制限するものでも排除するものでもない。他の構成は、当業者によって明らかであるかまたは想定される。例えば、第１の質量分析計が電気セクターＴＯＦ質量分析計を備える実施形態において、第２の質量分析計は、電気セクターＴＯＦ質量分析計、線形ＴＯＦ質量分析計（遅延抽出を伴うかまたは伴わない）、反射ＴＯＦ質量分析計、ＴＯＦ質量分析計と組み合わせたイオントラップ（線形または反射）、および当該分野で公知の他の質量分析計が挙げられる。さらに、イオン断片化手段を含む実施形態において、例示的な手段は、衝突セル（上記の通り）、表面誘導解離、レーザ光脱離、電子衝撃誘導解離、および当該分野で公知の他の方法が挙げられ得る。最後に、他の適切な質量分析計、イオンセレクター、イオン源、イオンフラグメンター、およびイオン検出器と組み合わせた少なくとも１つの電子セクターＴＯＦ質量分析計を有するタンデム質量分析計が、当業者によって明らかであり得るかまたは想定され得、従って、本発明の範囲内である。   The above exemplary embodiments of the tandem mass spectrometer of the present invention are not intended to limit or exclude other embodiments. Other configurations will be apparent or envisioned by those skilled in the art. For example, in embodiments where the first mass spectrometer comprises an electric sector TOF mass spectrometer, the second mass spectrometer is an electric sector TOF mass spectrometer, a linear TOF mass spectrometer (with or without delayed extraction). ), Reflective TOF mass spectrometers, ion traps (linear or reflective) in combination with TOF mass spectrometers, and other mass spectrometers known in the art. Further, in embodiments including ion fragmentation means, exemplary means include collision cells (as described above), surface induced dissociation, laser photodetachment, electron impact induced dissociation, and other methods known in the art. May be mentioned. Finally, tandem mass spectrometers having at least one electronic sector TOF mass spectrometer combined with other suitable mass spectrometers, ion selectors, ion sources, ion fragmentors, and ion detectors will be apparent to those skilled in the art. It can or can be envisaged and is therefore within the scope of the present invention.

上記本発明のタンデム質量分析計の実施形態に加えて、本発明者はまた、本発明の１つ以上の質量分析計として使用され得る改善された電気セクターＴＯＦ質量分析計を発見した。これらの改善された電気セクターＴＯＦ質量分析計は、上記のまたはそれ以外で当該分野で公知である任意の適切な質量分析計を用いてタンデム質量分析計で使用され得る。あるいは、これらの改善された電気セクターＴＯＦ質量分析計は、本発明に従って、タンデム質量分析計において質量分析計として排他的に使用され得る。これらの改善された電気セクターＴＯＦ質量分析計の利点および特徴を以下に記載する。   In addition to the tandem mass spectrometer embodiments of the present invention described above, the present inventors have also discovered an improved electrical sector TOF mass spectrometer that can be used as one or more mass spectrometers of the present invention. These improved electrical sector TOF mass spectrometers can be used in tandem mass spectrometers using any suitable mass spectrometer as described above or otherwise known in the art. Alternatively, these improved electrical sector TOF mass spectrometers can be used exclusively as mass spectrometers in tandem mass spectrometers in accordance with the present invention. The advantages and features of these improved electrical sector TOF mass spectrometers are described below.

改善された電気セクターＴＯＦ質量分析計は、１つ以上の電気セクターを備える。少なくとも１つの電気セクターが１つ以上のイオン光学素子と関連する。イオン光学素子は、電気セクターの入り口または出口のいずれかまたは両方に配置され、その結果、光学素子は、関連する電気セクターに入るかまたは出るイオンによって経験する電位を改変する。各イオン光学素子は、少なくとも１つのトリム電極を備え、ここでこのトリム電極の電位は、調節可能である。さらに、各トリム電極は、調節可能なトリム電極および電気セクターの他方に関して独立して調節可能であり得る。従って、各調節可能なトリム電極は、電気セクター自体のより困難な機械的調節または改変を必要とすることなく、電気セクターのイオン集束特性を改変する、さらなる自由度を提供し得る。   The improved electrical sector TOF mass spectrometer comprises one or more electrical sectors. At least one electrical sector is associated with one or more ion optics. The ion optical element is placed at either or both of the electrical sector entry or exit, so that the optical element modifies the potential experienced by ions entering or exiting the associated electrical sector. Each ion optical element comprises at least one trim electrode, wherein the potential of this trim electrode is adjustable. Further, each trim electrode may be independently adjustable with respect to the other of the adjustable trim electrode and the electrical sector. Thus, each adjustable trim electrode may provide additional degrees of freedom to modify the ion focusing characteristics of the electrical sector without requiring more difficult mechanical adjustments or modifications of the electrical sector itself.

本発明の別の実施形態において、ＴＯＦ質量分析計は、対照配置で複数の電気セクターをさらに備える。電気セクターのこの配置は、対応する対称飛行経路内にイオンを偏向し、それによって、圧縮空間においてさらなるイオン集束能力を提供する。少なくとも１つの電気セクターが、１つ以上のイオン光学素子と関連する。各イオン光学素子は、上記のように、少なくとも１つの独立して調節可能なトリム電極を備える。   In another embodiment of the invention, the TOF mass spectrometer further comprises a plurality of electrical sectors in a control arrangement. This arrangement of the electrical sector deflects ions into the corresponding symmetrical flight path, thereby providing further ion focusing capability in the compressed space. At least one electrical sector is associated with one or more ion optics. Each ion optical element comprises at least one independently adjustable trim electrode as described above.

別の局面において、本発明のＴＯＦ質量分析計の調節が、得られる質量スペクトルの質量解像度を改善し得る方法が提供される。この調節は、その中に存在する１つ以上のイオン光学素子の調節可能なトリム電極を調節し、それによって、質量分析計のイオン集束特性を改変することによって実行される。質量スペクトルに対する調節の効果を観察および比較することは、所望の質量スペクトルが達成されるまで、さらなるトリム電極調節をガイドするために使用され得る。   In another aspect, a method is provided wherein adjustment of the TOF mass spectrometer of the present invention can improve the mass resolution of the resulting mass spectrum. This adjustment is performed by adjusting the adjustable trim electrode of one or more ion optics present therein, thereby modifying the ion focusing characteristics of the mass spectrometer. Observing and comparing the effects of adjustments on the mass spectrum can be used to guide further trim electrode adjustments until the desired mass spectrum is achieved.

図６を参照すると、装置１００は、上断面図で示されている本発明によるＴＯＦ質量分析計を備える。断面は、基準イオンが貫通する飛行経路５０により画定される平面を通って取得する。装置１００は、イオン源１１０、自由飛行領域１２０および１２５、電気セクタ１５０、イオン光学素子１６６および１６７、ヘルツォグシャント１７０および１７１、並びにイオン検出器１８０を備える。ＴＯＦ質量分析計の代表的な動作時、イオンは、イオン源１１０内に生成されて加速され、自由飛行領域１２０内で分離し、シャント１７０のアパーチャ１７５を通過し、イオン光学素子１６６の対のトリム電極１６０および１６１間を通過し、入口開口部１５６から電気セクタ１５０に入る。外側および内側偏向電極１５４および１５２はそれぞれ、イオンを曲線状経路内に偏向させる偏向電界を間に形成する。次に、イオンは出口開口部１５８から出て行き、イオン光学素子１６７の対のトリム電極１６２および１６３間を通過し、シャント１７１のアパーチャ１７６を通過して、自由飛行領域１２５内で分離し、そしてイオン検出器１８０に到達時に検出される。飛行経路５０は基準イオンの経路だが、飛行経路５２および５４は、基準イオンの角度よりわずかに大きいかまたは小さい角度でイオン源１１０を離れるイオンが取る経路の略図である。   Referring to FIG. 6, the apparatus 100 comprises a TOF mass spectrometer according to the present invention shown in a top sectional view. The cross section is acquired through a plane defined by the flight path 50 through which the reference ions penetrate. The apparatus 100 includes an ion source 110, free flight regions 120 and 125, an electrical sector 150, ion optical elements 166 and 167, Herzog shunts 170 and 171, and an ion detector 180. During typical operation of the TOF mass spectrometer, ions are generated and accelerated in the ion source 110, separated in the free flight region 120, passed through the aperture 175 of the shunt 170, and the pair of ion optics 166. Passes between the trim electrodes 160 and 161 and enters the electrical sector 150 through the inlet opening 156. The outer and inner deflection electrodes 154 and 152 each form a deflection electric field that deflects ions into a curved path. The ions then exit the exit opening 158, pass between the pair of trim electrodes 162 and 163 of the ion optic 167, pass through the aperture 176 of the shunt 171 and separate within the free flight region 125; It is detected when it reaches the ion detector 180. Flight path 50 is a path for reference ions, but flight paths 52 and 54 are schematic illustrations of paths taken by ions leaving ion source 110 at an angle that is slightly larger or smaller than the angle of the reference ions.

したがって、イオン飛行経路は装置１００内に画定され、飛行経路５０は代表的な実施例である。飛行経路５０は、自由飛行領域１２０に接続するイオン源１１０が、イオンを飛行経路５０に入れるイオン入口４０を備える。対応して、飛行経路５０はさらにイオン出口４２を備え、イオンは、自由飛行領域１２５に接続するイオン検出器１８０に到達し、イオン出口４２において飛行経路５０から出て行く。   Accordingly, the ion flight path is defined within the apparatus 100 and the flight path 50 is an exemplary embodiment. The flight path 50 includes an ion inlet 40 through which an ion source 110 connected to the free flight region 120 enters ions into the flight path 50. Correspondingly, the flight path 50 further comprises an ion exit 42, ions reach the ion detector 180 that connects to the free flight region 125 and exit the flight path 50 at the ion exit 42.

イオン源１１０は、当該分野で公知のイオン生成手段を備え、こうした生成手段としては、比較的小さい体積内で比較的短時間で複数のイオンを生成するために当該分野で公知の手段または方法の何れかを含む。また、イオンのパルスを生成するために当該分野で公知の手段または方法であって、イオンのパルスは、イオンが比較的小さい体積内で比較的短時間で生成されたイオンであるような外観を有し、そのようなイオンとして挙動する手段または方法も含まれる。イオン源１１０は、連続またはパルス状の方法でイオンを形成する手段を含み得る。イオン源は、四重極イオントラップまたは線形イオントラップのように、イオンを濃縮するための手段も含み得る。   The ion source 110 includes ion generation means known in the art, such as means or methods known in the art for generating a plurality of ions within a relatively small volume in a relatively short time. Including either Also, a means or method known in the art for generating a pulse of ions, the ion pulse having the appearance that the ions are ions generated in a relatively short time in a relatively small volume. Means or methods that have and behave as such ions are also included. The ion source 110 may include means for forming ions in a continuous or pulsed manner. The ion source may also include means for concentrating ions, such as a quadrupole ion trap or a linear ion trap.

イオン源１１０は、たとえば、固体表面と相互作用するパルス化レーザ、小さい体積内で気体をイオンするパルス化収束レーザ、または気体または固体表面と相互作用するパルス化電子またはイオンビームを使用する手段を含む。別の実施例においては、イオン源１１０は、イオンのパルスを生成するための手段であって、狭いスリット上に渡される連続イオンビームの迅速な掃引を使用し、イオンの短時間のパルスが、イオンビームが通過する時に、スリットを通過するイオンにより生成される手段を使用し得る。イオン源１１０は、電気スプレーイオン化、レーザ脱離／イオン化（「ＬＤＩ」）、マトリックス支援レーザ脱離／イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）、表面強化レーザ脱離／イオン化（「ＳＥＬＤＩ」）、表面強化ニート脱離（「ＳＥＮＤ」）、高速原子衝撃、表面強化感光付着および解放、パルス化イオン抽出、プラズマ脱離、多光子イオン化、電子衝撃イオン化、誘導結合プラズマ、化学イオン化、大気圧などを使用するが、これらの使用だけに限らない。   The ion source 110 may be, for example, a means of using a pulsed laser that interacts with a solid surface, a pulsed focused laser that ionizes a gas in a small volume, or a pulsed electron or ion beam that interacts with a gas or solid surface. Including. In another embodiment, the ion source 110 is a means for generating a pulse of ions, using a rapid sweep of a continuous ion beam passed over a narrow slit, where a short pulse of ions is Means generated by ions passing through the slit can be used as the ion beam passes. The ion source 110 includes electrospray ionization, laser desorption / ionization (“LDI”), matrix-assisted laser desorption / ionization (“MALDI”), surface enhanced laser desorption / ionization (“SELDI”), surface enhanced neat desorption. Use desorption ("SEND"), fast atom bombardment, surface enhanced photoadhesion and release, pulsed ion extraction, plasma desorption, multiphoton ionization, electron impact ionization, inductively coupled plasma, chemical ionization, atmospheric pressure, etc. It is not limited to these uses.

さらに、イオン源１１０は、１以上の質量もしくは質量の範囲またはそこからフラグメントを選択的に提供する手段も含み得る。こうした手段は、本発明のＴＯＦ質量分析計を複数の分析器、たとえば磁気セクタ、静電分析器、イオントラップ、四重極イオントラップ、四重極質量フィルタ、およびＴＯＦデバイスと直列に結合することにより得られ得る。   In addition, the ion source 110 can also include means for selectively providing one or more masses or ranges of masses or fragments therefrom. Such means couples the TOF mass spectrometer of the present invention in series with a plurality of analyzers such as a magnetic sector, an electrostatic analyzer, an ion trap, a quadrupole ion trap, a quadrupole mass filter, and a TOF device. Can be obtained.

イオン源１１０は、イオン飛行経路のイオン源からイオン入口４０までのイオン抽出または加速手段も含む。抽出方法は、イオン源１１０内に生成されるイオンビームに平行または直角であり得る。さらに、イオンの抽出または加速は、イオンの形成後に、たとえば電圧パルスの印加により行なわれ得る。   The ion source 110 also includes ion extraction or acceleration means from the ion source in the ion flight path to the ion inlet 40. The extraction method can be parallel or perpendicular to the ion beam produced in the ion source 110. Further, ion extraction or acceleration can be performed after ion formation, for example, by application of a voltage pulse.

同様に、イオン検出器１８０は、イオンを検出して信号を増幅するための手段を備えるが、こうした手段は公知であり、以下で詳細には説明しない。たとえば、イオン検出器１８０は、連続電子増倍管、分離ダイノード電子増倍管、シンチレーションカウンタ、ファラデーカップ、光電子増倍管などを含み得る。イオン検出器１８０は、内部で検出されたイオンを記録するための手段、たとえばコンピュータまたはその他の電子装置も含み得る。   Similarly, the ion detector 180 includes means for detecting ions and amplifying the signal, but such means are well known and will not be described in detail below. For example, the ion detector 180 may include a continuous electron multiplier, a separation dynode electron multiplier, a scintillation counter, a Faraday cup, a photomultiplier, and the like. The ion detector 180 may also include means for recording ions detected therein, such as a computer or other electronic device.

電気セクタ１５０は、内側偏向電極１５２および外側偏向電極１５４を備える。図７を参照すると、電気セクタ１５０の入口開口部１５６は、イオン飛行経路が図の平面にほぼ垂直になるように示されている。図示のとおり、電気セクタは、それぞれ上部および下部マツダプレート１９０および１９２をさらに備える。好ましい実施形態においては、両方の偏向電極は、外側電極１５４が内側電極１５２より大きい半径を有する円筒状部分である。あるいは、静電プレートは、トロイダルまたは球状部分など、その他の形態に適合し得る。さらに代替的な実施形態は、内側および外側プレートの半径が実質的に同じであり、したがって、トロイダル部分を使用する場合などは上部および下部で収束する電子プレートを含む。マツダプレート１９０および１９２は、プレート自体が、電気セクタ１５０を移動するイオンをさらに閉じ込めるように構成される電極であり、そのため、イオンが電気セクタの上部または下部から出て行くのを防止し、電気セクタのイオン伝達歩留まりを増加させる。   The electric sector 150 includes an inner deflection electrode 152 and an outer deflection electrode 154. Referring to FIG. 7, the inlet opening 156 of the electrical sector 150 is shown such that the ion flight path is substantially perpendicular to the plane of the drawing. As shown, the electrical sector further comprises upper and lower Mazda plates 190 and 192, respectively. In the preferred embodiment, both deflection electrodes are cylindrical portions with the outer electrode 154 having a larger radius than the inner electrode 152. Alternatively, the electrostatic plate can be adapted to other forms such as toroidal or spherical portions. Further alternative embodiments include electronic plates where the radii of the inner and outer plates are substantially the same and thus converge at the top and bottom, such as when using a toroidal portion. The Mazda plates 190 and 192 are electrodes that are themselves configured to further confine ions moving through the electrical sector 150, thus preventing ions from exiting from the top or bottom of the electrical sector, Increase the ion transfer yield of the sector.

再び図６を参照すると、入口のヘルツォグシャント１７０および出口のヘルツォグシャント１７１は、電気セクタ１５０のそれぞれの開口部に配置される。これらのヘルツォグシャントは、電気セクタ内の平均電位とほぼ同じ電位を有する電極である。ヘルツォグシャントの目的は、当該分野で公知のとおり、電気セクタの電界をできるだけその開口部に近く終了させ、理想的な偏向電界に近づけることである。さらに、イオンが、ヘルツォグシャントのアパーチャ１７５および１７６を通過する時、アパーチャは、イオンが電気セクタに出入りする時に、イオンの軌跡が比較的狭い範囲になるように選択するのに役立つ。ヘルツォグシャントのアパーチャ１７５および１７６の形状は、これらのアパーチャが結合される電気セクタの開口部の形状に適合することが好ましい。たとえば、内側電極１５２および外側電極１５４が円筒状部分である実施形態においては、入口開口部１５６または出口開口部１５８に結合されるヘルツォグシャントのアパーチャの好ましい形状は、共形的に矩形である。ヘルツォグシャントのアパーチャは、シャントが結合される電気セクタの入口開口部または出口開口部より小さい寸法を有する。   Referring again to FIG. 6, the inlet Herzog shunt 170 and the outlet Herzog shunt 171 are disposed in respective openings of the electrical sector 150. These Herzog shunts are electrodes that have approximately the same potential as the average potential in the electrical sector. The purpose of the Herzog shunt is to terminate the electric sector's electric field as close as possible to its opening as close to the ideal deflection electric field as is known in the art. In addition, when ions pass through Herzog shunt apertures 175 and 176, the apertures help to select the ion trajectory to be in a relatively narrow range as the ions enter and exit the electrical sector. The shape of the Herzog shunt apertures 175 and 176 preferably matches the shape of the opening in the electrical sector to which these apertures are coupled. For example, in embodiments where the inner electrode 152 and outer electrode 154 are cylindrical portions, the preferred shape of the Herzog shunt aperture coupled to the inlet opening 156 or the outlet opening 158 is conformally rectangular. is there. The aperture of the Herzog shunt has a smaller dimension than the entrance opening or exit opening of the electrical sector to which the shunt is coupled.

イオン光学素子１６６は、電気セクタ１５０と結合されて、入口開口部１５６に配置される。同様に、イオン光学素子１６７は、出口開口部１５８に配置される。イオン光学素子１６６は１対のトリム電極１６０および１６１を備え、同様に、素子１６７はトリム電極１６２および１６３を備える。両方の対のトリム電極は、飛行経路５０が対のトリム電極の間を通過することを可能にする。特定のイオン光学素子のトリム電極の対は、イオン光学素子が結合する電気セクタの入口または出口の内側電極と外側電極との分離部分より小さい距離で分離されることが好ましい。各々のトリム電極は、調節可能なトリム電極の他のトリム電極、および偏向電極１５２および１５４に対して別個に調節可能な電位を有する。したがって、各々の調節可能なトリム電極は、電気セクタ１５０のイオン収束特性を調節するための追加の自由度を提供する。   The ion optical element 166 is coupled to the electrical sector 150 and disposed in the entrance opening 156. Similarly, the ion optical element 167 is disposed in the outlet opening 158. Ion optical element 166 includes a pair of trim electrodes 160 and 161, and similarly element 167 includes trim electrodes 162 and 163. Both pairs of trim electrodes allow the flight path 50 to pass between the pair of trim electrodes. The pair of trim electrodes of a particular ion optic is preferably separated by a distance less than the separation of the inner and outer electrodes at the entrance or exit of the electrical sector to which the ion optic is coupled. Each trim electrode has a separately adjustable potential with respect to the other trim electrodes of the adjustable trim electrode and the deflection electrodes 152 and 154. Thus, each adjustable trim electrode provides an additional degree of freedom for adjusting the ion focusing characteristics of the electrical sector 150.

ヘルツォグシャントのアパーチャと同様に、トリム電極の内縁は、トリム電極が結合する電気セクタの開口部の形状に適合することが好ましい。たとえば、図６に示す実施形態では、トリム電極１６０の内縁は、外側偏向電極１５４の内縁の形状に適合することが好ましい。その他のトリム電極の内縁は、それぞれの電気セクタの開口部に相応に適合する。   Similar to the Herzog shunt aperture, the inner edge of the trim electrode preferably conforms to the shape of the opening in the electrical sector to which the trim electrode is coupled. For example, in the embodiment shown in FIG. 6, the inner edge of the trim electrode 160 preferably conforms to the shape of the inner edge of the outer deflection electrode 154. The inner edge of the other trim electrodes fits in the corresponding electrical sector opening accordingly.

１対のトリム電極（イオン光学素子を形成する）およびヘルツォグシャントが特定の電気セクタの開口部（入口または出口）に結合される実施形態では、内側および外側電気セクタの電極の分離は、上記のとおり、トリム電極の対を分離する距離より大きいことが好ましい。さらに、トリム電極間の分離距離も、トリム電極が結合されるヘルツォグシャントのアパーチャの幅より大きいことが好ましい。   In an embodiment where a pair of trim electrodes (forming an ion optic) and a Herzog shunt are coupled to a particular electrical sector opening (inlet or outlet), the separation of the inner and outer electrical sector electrodes is: As described above, it is preferably larger than the distance separating the pair of trim electrodes. Further, the separation distance between the trim electrodes is preferably larger than the width of the Herzog shunt aperture to which the trim electrodes are coupled.

トリム電極を備える本発明のイオン光学素子は、イオンが電気セクタに出入りする時に、イオン飛行経路内のイオンに印加される電位を変更する手段を提供する。本発明のトリム電極は、調節可能な電位を提供するための手段を提供する。たとえば、イオン光学素子１６６および１６７を電気セクタ１５０の開口部およびイオン飛行経路５０に対して図示のように配置することにより、各々の素子は、イオンが電気セクタ１５０に出入りする時にイオンに印加される電位に影響を与えることが可能である。したがって、イオン光学素子の電位を調節すると、イオンに印加される電位が相応に変化する。こうした調節は、ヘルツォグシャント１７０および１７１または偏向電極１５２および１５４の電位を調節することなく行なわれ得る。この方法では、電気セクタ１５０のイオン光学特性に応じて微妙な調節を容易かつ有利に行なうことができ、電気セクタ自体を直接調節する必要はない。イオン光学素子により得られる利益の例について、以下で説明する。   The ion optical element of the present invention comprising a trim electrode provides a means for changing the potential applied to ions in the ion flight path as ions enter and exit the electrical sector. The trim electrode of the present invention provides a means for providing an adjustable potential. For example, by placing the ion optical elements 166 and 167 as shown with respect to the opening of the electrical sector 150 and the ion flight path 50, each element is applied to the ions as they enter and exit the electrical sector 150. It is possible to influence the potential. Therefore, adjusting the potential of the ion optical element changes the potential applied to the ions accordingly. Such adjustments can be made without adjusting the potential of the Herzog shunts 170 and 171 or the deflection electrodes 152 and 154. In this method, fine adjustment can be easily and advantageously performed according to the ion optical characteristics of the electric sector 150, and it is not necessary to directly adjust the electric sector itself. Examples of benefits obtained with ion optical elements are described below.

本発明のイオン光学素子は、他のイオン光学特性に著しい影響を与えずに、電気セクタ１５０の偏向角度を変更するために使用され得る。先行技術の飛行時間型質量分析計の電気セクタは、出入りするイオンに印加される電位を選択的または具体的に変更する何らかの手段を含まない。偏向電極１５２または１５４の電位の変更は、全体の電気セクタのイオン光学特性を変化させ、したがって入口開口部１５６または出口開口部１５８における電界に限定されない。詳細には、偏向電極１５２または１５４を調節すると、電気セクタが選択するように構成されるイオン収束特性およびエネルギー範囲に著しい影響を与えるであろう。本発明のイオン光学素子１６６および１６７を調節して、イオンの偏向を増加または減少させると、電気セクタのその他の特性を著しく変更することなく、偏向角度をより微妙に、より容易に調節することが可能である。   The ion optical element of the present invention can be used to change the deflection angle of the electrical sector 150 without significantly affecting other ion optical properties. The electrical sector of prior art time-of-flight mass spectrometers does not include any means to selectively or specifically change the potential applied to incoming and outgoing ions. Changing the potential of the deflection electrode 152 or 154 changes the ion optical properties of the entire electrical sector and is therefore not limited to the electric field at the entrance opening 156 or the exit opening 158. Specifically, adjusting the deflection electrode 152 or 154 will significantly affect the ion focusing characteristics and energy range that the electrical sector is configured to select. Adjusting the ion optics 166 and 167 of the present invention to increase or decrease the deflection of the ions allows the deflection angle to be adjusted more subtly and more easily without significantly changing other characteristics of the electrical sector. Is possible.

本発明の装置のイオン光学素子により提供されるもう１つの利益は、電気セクタ１５０のイオン収束特性を変更することである。たとえば、出口開口部１５８においてイオン光学素子１６７を調節することは（等しい非ゼロ電位をトリム電極１６２および１６３に印加することにより）、飛行経路５４および飛行経路５２に類似する飛行経路を有するイオンが、飛行経路の出口４２付近を横断または交差する地点の位置を変更するために使用され得る。飛行経路のこうした変更により、電気セクタ１５０のイオン収束特性が変化し、飛行時間質量スペクトルの感度および／または解像度を改善する。   Another benefit provided by the ion optics of the apparatus of the present invention is to change the ion focusing characteristics of the electrical sector 150. For example, adjusting the ion optic 167 at the exit opening 158 (by applying equal non-zero potentials to the trim electrodes 162 and 163) allows ions having a flight path similar to the flight path 54 and the flight path 52 to be adjusted. Can be used to change the location of a point that crosses or intersects near the exit 42 of the flight path. Such changes in the flight path change the ion focusing characteristics of the electrical sector 150 and improve the sensitivity and / or resolution of the time-of-flight mass spectrum.

本発明は、少なくとも２種類の利益を提供する。第１の利益は、本発明のイオン光学素子を使用して、電気セクタが設計仕様から予測されるイオン光学特性を有するように、ＴＯＦ質量分析計内の電気セクタを結合する性能を補正または変更することにより得られる。イオン光学素子をこのように使用すると、電気セクタの製造または機械的構造の誤差または偏差を補正することができる。第２の利益は、本発明を使用しない電気セクタには利用できないイオン光学特性の組合せを使用することにより得られる。さらに、これらの特性は調節可能なので、本発明を組み込むＴＯＦ質量分析計の性能は、実際上、従来の電気セクタに基づく構造の理論上の性能を超える。   The present invention provides at least two benefits. The first benefit is to use the ion optics of the present invention to correct or modify the ability to combine electrical sectors in a TOF mass spectrometer so that the electrical sectors have ion optical properties predicted from design specifications. Can be obtained. The use of ion optics in this way can correct errors or deviations in the manufacturing or mechanical structure of the electrical sector. A second benefit is obtained by using a combination of ion optical properties that are not available for electrical sectors that do not use the present invention. Furthermore, because these properties are adjustable, the performance of a TOF mass spectrometer incorporating the present invention actually exceeds the theoretical performance of structures based on conventional electrical sectors.

たとえば、上記４つのトリム電極の各々の電位を同じ大きさだけ増加すると、半径方向平面におけるイオンの収束が変化し得る。もう１つの実施例では、イオンビームの小さい偏向が、第１イオン光学素子を使用して電気セクタの入口に印加され、対向する偏向が、第２イオン光学素子を使用して出口に印加される。こうした特定の調節により、電気セクタ上の正味の偏向は変化しないが、イオンが電気セクタを通って取る経路はわずかに変化する。したがって、本発明のＴＯＦ質量分析計の全体的な性能は、無電解（たとえば、自由飛行）領域を通る経路長に対する電気セクタ内の有効経路長が変化するために変化し得る。   For example, increasing the potential of each of the four trim electrodes by the same magnitude can change the convergence of ions in the radial plane. In another embodiment, a small deflection of the ion beam is applied to the entrance of the electrical sector using a first ion optic and an opposing deflection is applied to the exit using a second ion optic. . These specific adjustments do not change the net deflection on the electrical sector, but slightly change the path that ions take through the electrical sector. Thus, the overall performance of the TOF mass spectrometer of the present invention may vary as the effective path length in the electrical sector relative to the path length through the electroless (eg, free flight) region changes.

本発明者は、トリム電極の電位を調節することにより、本発明のタンデム質量分析計における質量分析機として使用され得るＴＯＦ質量分析計の解像度および他の利点の特性は、質量分析機を備える先の電気セクタに比べて大幅に改善できることを実証した。本発明のトリム電極における電位の調節から生じる他の用途および利点は、当業者により想定され得、そしてこのような用途および利点は、本発明の範囲内である。   The inventor has characterized the resolution and other advantages of the TOF mass spectrometer that can be used as a mass analyzer in the tandem mass spectrometer of the present invention by adjusting the potential of the trim electrode. It proved that it can be improved significantly compared to the electrical sector. Other uses and advantages resulting from adjusting the potential at the trim electrode of the present invention can be envisioned by those skilled in the art, and such uses and advantages are within the scope of the present invention.

本発明によるイオン光学素子を使用した調節可能な電位場の形成は、電位の形状に対応する物理的形状に適合する１以上のトリム電極を使用して達成され得る。本発明のトリム電極は、形状が類似するかまたは同等の調節可能な電位も提供し、トリム電極は対応する物理的形状を有する必要はない。こうした電極は、たとえば半導性もしくは伝導性が不十分な材料、または導電性もしくは半導性材料で完全もしくは部分的に被覆された絶縁材料から製造される。上記の導電性または半導性材料は、たとえばフィルムまたはワイヤとして形成され得る。所望の調節可能な電位を生成する任意の形状のトリム電極は、本発明の範囲内であると考えられる。   Formation of a tunable potential field using an ion optical element according to the present invention can be achieved using one or more trim electrodes that conform to a physical shape corresponding to the shape of the potential. The trim electrode of the present invention also provides an adjustable potential that is similar in shape or equivalent, and the trim electrode need not have a corresponding physical shape. Such electrodes are made, for example, from materials that are semiconductive or poorly conductive, or from insulating materials that are completely or partially covered with conductive or semiconductive materials. The conductive or semiconductive material described above can be formed, for example, as a film or wire. Any shape trim electrode that produces the desired adjustable potential is considered within the scope of the present invention.

本発明のイオン光学素子は、１対のトリム電極に限定する必要はない。たとえば、３個以上のトリム電極を複数個、イオン光学素子を構成するように、電気セクタの入口または出口に配置し得る。こうした複数のトリム電極は、トリム電極を対向する対で、点対称配列またはその他の適切な配列で配列することができる。上記のように構成されたイオン光学素子内の追加のトリム電極は、イオンに印加される電位を変更する自由度を追加するのみならず、追加の利益も提供する。たとえば、追加のトリム電極は、操作者が、トリム電極に結合された電気セクタに出入りするイオンを電気セクタの平面および全体のイオン飛行経路に垂直な方向に偏向させることを可能にする。垂直偏向に使用するトリム電極は、電気セクタの偏向電極の形状に必ずしも適合しない縁部を有し、また、本発明のトリム電極は特定のどの形状に適合する必要もない。   The ion optical element of the present invention need not be limited to a pair of trim electrodes. For example, a plurality of three or more trim electrodes may be arranged at the entrance or exit of the electrical sector so as to constitute an ion optical element. The plurality of trim electrodes can be arranged in a point-symmetrical arrangement or other suitable arrangement in opposing pairs of trim electrodes. The additional trim electrode in the ion optical element configured as described above not only adds the freedom to change the potential applied to the ions, but also provides additional benefits. For example, the additional trim electrode allows the operator to deflect ions entering and exiting the electrical sector coupled to the trim electrode in a direction perpendicular to the plane of the electrical sector and the entire ion flight path. The trim electrode used for vertical deflection has an edge that does not necessarily match the shape of the deflection electrode of the electrical sector, and the trim electrode of the present invention need not match any particular shape.

本発明のイオン光学素子は、好ましい実施形態の結合電気セクタの入口および出口の量に配置されるが、電気セクタに対するイオン光学素子のその他の構成および配列は、本発明の範囲内である。   While the ion optics of the present invention are arranged in the amount of entry and exit of the preferred electrical sector of the preferred embodiment, other configurations and arrangements of the ion optics relative to the electrical sector are within the scope of the present invention.

イオン光学素子のトリム電極は、好ましくは結合電気セクタの入口または出口付近に配置され、偏向電極に対する間隔は、装置の構造が必要とする電位差を持続するのに十分であるように維持される。同様に、ヘルツォグシャントも、好ましくは結合イオン光学素子および電気セクタに近接して配置する。好ましい実施形態においては、ヘルツォグシャントとトリム電極との間の間隔は、トリム電極と電気セクタの開口部との間の間隔と同じである。しかし、異なる間隔または異なる間隔比を生じる上記構成部品の位置の変動は、本発明の範囲内である。たとえば、トリム電極と電気セクタとの間の距離、またはヘルツォグシャントとトリム電極との間の距離は、本発明の精神から逸脱することなく増加することができる。また、トリム電極の位置は、任意に電気セクタの入口または出口に近接して移動することができる。実際上、トリム電極は、電気セクタの偏向電極間の領域内にさらに移動する場合がある。当業者は、トリム電極の幾何学的形状のこうした変動はすべて、イオンが電気セクタに出入りする時にイオン飛行経路内のイオンが直面する電位を変更するための手段を提供するため、本発明の範囲内である。   The trim electrode of the ion optic is preferably located near the entrance or exit of the coupled electrical sector, and the spacing to the deflection electrode is maintained to be sufficient to sustain the potential difference required by the structure of the device. Similarly, the Herzog shunt is also preferably placed in close proximity to the coupled ion optical element and the electrical sector. In a preferred embodiment, the spacing between the Herzog shunt and the trim electrode is the same as the spacing between the trim electrode and the electrical sector opening. However, variations in the position of the components that result in different spacings or different spacing ratios are within the scope of the present invention. For example, the distance between the trim electrode and the electrical sector, or the distance between the Herzog shunt and the trim electrode can be increased without departing from the spirit of the present invention. Also, the position of the trim electrode can optionally be moved close to the entrance or exit of the electrical sector. In practice, the trim electrode may move further into the region between the deflection electrodes of the electrical sector. Those skilled in the art will appreciate that all such variations in the geometry of the trim electrode provide a means for changing the potential encountered by ions in the ion flight path as they enter and exit the electrical sector. Is within.

好ましい実施形態では、所定のイオン光学素子のトリム電極の厚さは、トリム電極を分離する間隔より小さい。しかし、トリム電極の寸法は、この実施形態と広範囲にわたって異なることができ、やはり本発明の範囲内である。たとえば、トリム電極の厚さは、イオン光学素子を通るイオンが移動する距離が、トリム電極の分離間隔、またはさらに電気セクタの分離間隔より大きい点まで増加して良い。好ましい実施形態では、トリム電極の厚さは、結合ヘルツォグシャントの厚さとほぼ同じである。やはり、この関係からの偏差は、本発明の精神の範囲内である。   In a preferred embodiment, the trim electrode thickness of a given ion optical element is less than the spacing separating the trim electrodes. However, the dimensions of the trim electrode can vary over a wide range from this embodiment and still be within the scope of the present invention. For example, the thickness of the trim electrode may increase to a point where the distance traveled by ions through the ion optical element is greater than the separation interval of the trim electrode, or even the separation interval of the electrical sector. In the preferred embodiment, the thickness of the trim electrode is approximately the same as the thickness of the combined Herzog shunt. Again, deviations from this relationship are within the spirit of the invention.

偏向電極、トリム電極、ヘルツォグシャントおよびマツダプレートを含む本発明の電極は、当該分野で公知の材料から製造される。一般に、電極に適する材料としては、金属、合金、複合材料、ポリマー、イオン性固体、電圧が外部源から印加された後のこれらの組合せまたは混合物が挙げられる。本発明の電極は、導電性、半導性、および／または導電性が不十分な材料から製造される。電極は、導電性、半導性、または導電性が不十分な材料、たとえばフィルム、電線などで被覆されるか、またはこうした材料を支持する絶縁材料から製造しても良い。   The electrodes of the present invention, including deflection electrodes, trim electrodes, Herzog shunts and Mazda plates, are made from materials known in the art. In general, suitable materials for the electrode include metals, alloys, composites, polymers, ionic solids, or combinations or mixtures thereof after voltage is applied from an external source. The electrodes of the present invention are manufactured from materials that are poorly conductive, semiconductive, and / or conductive. The electrode may be coated with a material that is poorly conductive, semiconducting, or poorly conductive, such as a film, a wire, or manufactured from an insulating material that supports such material.

上記のとおり、本発明のイオン光学素子およびトリム電極は各々、材料の組成、構成、配列、形状、電気セクタおよびその他の電極に対する配置などに関して異なる個々の特性を有する。したがって、異なるかまたは類似の特性を有するイオン光学素子およびトリム電極の適切な組合せは、ＴＯＦ質量分析計の範囲ないで実施することができ、したがって本発明範囲内である。   As described above, the ion optical element and trim electrode of the present invention each have different individual characteristics with respect to material composition, composition, arrangement, shape, electrical sector and placement with respect to other electrodes, and the like. Thus, appropriate combinations of ion optics and trim electrodes having different or similar properties can be implemented without the scope of a TOF mass spectrometer and are therefore within the scope of the present invention.

図８に関して、本発明のＴＯＦ質量分析計の好ましい実施形態を略上断面図に示す。断面は、基準イオン飛行経路６０により画定される平面を通って取る。装置２００は、各々が約２７０°の円弧の曲線状偏向電界を画定する４個の同じ電気セクタ２５０、３５０、４５０および５５０を備えるＴＯＦ質量分析計である。４個の電気セクタの各々には、自由飛行領域、つまり２２０、２２２、２２４、２２６および２２８が先行および追随する。電気セクタおよび自由飛行領域の対称配列は、Ｓａｋｕｒａｉら、Ｉｏｎ Ｏｐｔｉｃｓ Ｆｏｒ Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｓ Ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｙｍｍｅｔｒｙ、Ｉｎｔ．Ｊ．ｏｆ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．Ｉｏｎ Ｐｒｏｃ．６３、ｐｐ．２７３−２８７（１９８５年）に記載されているように、等時性および空間収束の両方を含むいくつかの利益を提供する。この対称構成は、比較的長い飛行経路６０を著しく小さい寸法の空間内にコンパクトに収容し、その結果、質量分析計の全体のサイズを縮小することを可能にするという利益も提供する。好ましい構成では、４個の電気セクタの各々は、各々のセクタにより画定される平面が、他のセクタの平面に対してほぼ平行であり、他のセクタの平面と同一平面であるように配置され、これらの平面の間に自由飛行領域を収容する。   With reference to FIG. 8, a preferred embodiment of the TOF mass spectrometer of the present invention is shown in a schematic top sectional view. The cross section is taken through the plane defined by the reference ion flight path 60. The apparatus 200 is a TOF mass spectrometer comprising four identical electrical sectors 250, 350, 450 and 550, each defining a curvilinear deflection field of approximately 270 ° arc. Each of the four electrical sectors is preceded and followed by a free flight region, namely 220, 222, 224, 226 and 228. Symmetric arrangements of the electrical sector and free flight region are described in Sakurai et al., Ion Optics For Time-Of-Flight Mass Spectrometer With Multiple Symmetry, Int. J. et al. of Mass Spectrom. Ion Proc. 63, pp. 273-287 (1985) provides several benefits including both isochronism and spatial convergence. This symmetrical configuration also provides the benefit of allowing a relatively long flight path 60 to be accommodated compactly in a space of significantly smaller dimensions, thus allowing the overall size of the mass spectrometer to be reduced. In a preferred configuration, each of the four electrical sectors is arranged such that the plane defined by each sector is substantially parallel to the plane of the other sector and is flush with the plane of the other sector. The free flight area is accommodated between these planes.

装置２００は、イオン源２１０およびイオン検出器２８０を備え、これらは共に、図６に示す装置１００内の対応する特徴と機能上同じである。同様に、各々の電気セクタ２５０、３５０、４５０および５５０は、本質的に他の要素と同じであり、本質的に上記の電気セクタ１５０と同じ機能を有する。したがって、以下の説明はその他の電気セクタに適用されることを理解した上で、電気セクタ２５０の要素についてのみ触れる。   The apparatus 200 includes an ion source 210 and an ion detector 280, both of which are functionally the same as the corresponding features in the apparatus 100 shown in FIG. Similarly, each electrical sector 250, 350, 450 and 550 is essentially the same as the other elements and has essentially the same function as the electrical sector 150 described above. Accordingly, only the elements of the electrical sector 250 will be discussed with the understanding that the following description applies to other electrical sectors.

装置２００の一般的な動作時、サンプル由来のイオンは、イオン源２１０内で生成され、イオン源２１０から抽出され、飛行経路６０に沿って分離および収束され、最終的にイオン検出器２８０に到達して検出される。飛行経路６０は、イオン入口７０およびイオン出口７２を備え、電気セクタ（２５０、３５０、４５０および５５０）並びに５個の自由飛行領域（２２０、２２２、２２４、２２６および２２８）により画定され、これらは図示のように配置されて、各々が隣接する電気セクタおよび領域に接続する。イオンは、イオン源２１０から出て自由飛行領域２２０に入ることにより、イオン入口７０から飛行経路６０に入る。これに対して、イオンは、自由飛行領域２２８からイオン検出器２８０に入ることにより、イオン出口７２を介して飛行経路６０から出て行く。   During general operation of the apparatus 200, sample-derived ions are generated in the ion source 210, extracted from the ion source 210, separated and focused along the flight path 60, and finally reach the ion detector 280. Is detected. The flight path 60 comprises an ion inlet 70 and an ion outlet 72 and is defined by an electrical sector (250, 350, 450 and 550) and five free flight regions (220, 222, 224, 226 and 228), which are Arranged as shown, each connecting to an adjacent electrical sector and region. Ions enter the flight path 60 from the ion inlet 70 by exiting the ion source 210 and entering the free flight region 220. In contrast, ions enter the ion detector 280 from the free flight region 228 and exit the flight path 60 via the ion outlet 72.

装置２００の好ましい実施形態では、自由飛行領域の長さは、パラメーターが指定される「Ｄ１」および「Ｄ２」で画定され、その値を表１および表３に列挙する。好ましい実施形態では、自由飛行領域２２２および２２６の長さは実質的に同じであり、この長さは「Ｄ２」の２倍である。また、自由飛行領域２２４の長さは、自由飛行領域２２０および２２８の長さの実質的に２倍であることが好ましく、自由飛行領域２２０および２２８の長さは「Ｄ１」により画定される。しかし、当業者は、これらの既定値の長さをさらに調節および／または変更して、装置の性能またはその他の所望の特性を変えることができることを理解するであろう。たとえば、それぞれイオン源２１０およびイオン検出器２８０と結合する自由飛行領域２２０および２２８の長さは、装置に使用されるイオン源および／またはイオン検出器に応じて、上記の既定値の長さから変更することができる。   In a preferred embodiment of the apparatus 200, the length of the free flight region is defined by “D1” and “D2” where parameters are specified, and the values are listed in Tables 1 and 3. In the preferred embodiment, the lengths of the free flight regions 222 and 226 are substantially the same, and this length is twice "D2". Also, the length of free flight region 224 is preferably substantially twice the length of free flight regions 220 and 228, and the length of free flight regions 220 and 228 is defined by “D1”. However, those skilled in the art will appreciate that these default lengths can be further adjusted and / or changed to alter the performance or other desired characteristics of the device. For example, the lengths of the free flight regions 220 and 228 that couple to the ion source 210 and ion detector 280, respectively, may vary from the default lengths described above, depending on the ion source and / or ion detector used in the apparatus. Can be changed.

第１電気セクタ２５０は、内側偏向電極２５２および外側偏向電極２５４を備える。電気セクタの入口開口部２５６は、アパーチャ２７１を有するヘルツォグシャント２７０に結合される。同様に、アパーチャ２７６を有するヘルツォグシャント２７５は、出口開口部２５８において電気セクタに結合される。   The first electric sector 250 includes an inner deflection electrode 252 and an outer deflection electrode 254. The electrical sector inlet opening 256 is coupled to a Herzog shunt 270 having an aperture 271. Similarly, Herzog shunt 275 having aperture 276 is coupled to the electrical sector at outlet opening 258.

入口２５６および出口２５８には、それぞれイオン光学素子２６６および２６７も結合される。イオン光学素子２６６はトリム電極２６０および２６１を備え、同様に、イオン光学素子２６７はトリム電極２６２および２６３を備える。この特定の実施形態では、電気セクタ３５０、４５０および５５０は電気セクタ２５０と同じ要素を備えるため、別個に説明しない。   Ion optical elements 266 and 267 are also coupled to the inlet 256 and outlet 258, respectively. The ion optical element 266 includes trim electrodes 260 and 261, and similarly, the ion optical element 267 includes trim electrodes 262 and 263. In this particular embodiment, electrical sectors 350, 450, and 550 comprise the same elements as electrical sector 250 and are not described separately.

図９は、図８の電気セクタ２５０に至る入口２５６の略図であり、イオン飛行経路は、図面の平面にほぼ垂直である。この図は、電気セクタ２５０の内側偏向電極２５２と外側偏向電極２５４との間の空間ＳＳ、マツダプレート２８４および２８５の幅ＷＭ、電気セクタの偏向電極２５２および２５４の高さＨＳ、およびマツダプレート２８４および２８５と電気セクタの偏向電極２５２および２５４との間の間隔ＳＭの寸法を画定する。 FIG. 9 is a schematic illustration of the inlet 256 leading to the electrical sector 250 of FIG. 8, where the ion flight path is substantially perpendicular to the plane of the drawing. This figure shows the space S S between the inner deflection electrode 252 and the outer deflection electrode 254 of the electric sector 250, the width W M of the Mazda plates 284 and 285, the height H S of the deflection electrodes 252 and 254 of the electric sector, and defining the size of the spacing S M between the deflecting electrodes 252 and 254 of the Matsuda plates 284 and 285 and electrical sector.

図１０Ａは、内側偏向電極２５２および外側偏向電極２５４を含む電気セクタ２５０に対する電気セクタの入口２５６の上断面図を示す。図９に示すマツダプレートは、図示の目的上省略する。また、この図には、イオン光学素子２６６（トリム電極２６０および２６１を含む）並びにヘルツォグシャント２７０（ヘルツォグシャントのアパーチャ２７１を含む）が示されている。値が表１および表３（以下を参照）に列挙されている様々な寸法をこの図に指示する。これらの寸法は、トリム電極の厚さ（ＴＴ）と、トリム電極の間隔（ＴＳ）と、トリム電極と偏向電極との間の空間（ＴＥＳ）と、ヘルツォグシャントの厚さ（ＨＴ）と、トリム電極に対するヘルツォグシャントの間隔（ＨＴＳ）と、ヘルツォグシャントの開口部の高さ（ＨＨ）と、ヘルツォグシャントの開口部の幅（ＨＷ）とを含む。 FIG. 10A shows a top cross-sectional view of an electrical sector inlet 256 for an electrical sector 250 that includes an inner deflection electrode 252 and an outer deflection electrode 254. The Mazda plate shown in FIG. 9 is omitted for illustration purposes. Also shown in this figure is an ion optical element 266 (including trim electrodes 260 and 261) and Herzog shunt 270 (including Herzog shunt aperture 271). The various dimensions whose values are listed in Tables 1 and 3 (see below) are indicated in this figure. These dimensions include the trim electrode thickness (T T ), the trim electrode spacing (T S ), the space between the trim electrode and the deflection electrode (TE S ), and the thickness of the Herzogs shunt ( H T ), the Herzog shunt spacing with respect to the trim electrode (HT S ), the height of the Herzog shunt opening (H H ), and the width of the Herzog shunt opening (H W ) including.

図１０Ｂは、電気セクタ２５０に対する入口２５６の対応する分解等角図を示し、値が表１および表３（以下参照）に列挙されている様々な寸法が支持されている。図１０Ａと同様、これらの寸法の値は、図８に示す４個の電気セクタすべてを表すと考えられる。すべての寸法は、特記しない限りインチで示す。   FIG. 10B shows a corresponding exploded isometric view of the inlet 256 for the electrical sector 250, with the various dimensions whose values are listed in Table 1 and Table 3 (see below) being supported. As with FIG. 10A, these dimension values are considered to represent all four electrical sectors shown in FIG. All dimensions are in inches unless otherwise specified.

様々な実施形態では、イオン光学素子は、アインツェルレンズを含む。先行技術で公知のとおり、アインツェルレンズは、イオンビームを収束するように構成された複数の電極を備える。アインツェルレンズは、上記の調節可能な電極の代わりに、または調節可能な電極と組み合わせて使用することができる。   In various embodiments, the ion optical element includes an Einzel lens. As is known in the prior art, an Einzel lens comprises a plurality of electrodes configured to focus an ion beam. An Einzel lens can be used instead of or in combination with the adjustable electrode described above.

本発明のタンデム質量分析に有用である扇型電場質量分析器は、ＳＩＭＩＯＮ７、市販のイオン視覚化モデル化プログラム（ＳＩＭＩＯＮ７、Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ２７２６、Ｉｄａｈｏ Ｆａｌｌｓ、ＩＤ ８３４０３、ＵＳＡ）、次に、性能をテストするように構成されたプロトタイプを使用してモデル化され、性能データを先行技術で報告されている値と比較する。   Fan electric field mass analyzers useful for tandem mass spectrometry of the present invention include SIMION 7, a commercially available ion visualization modeling program (SIMION 7, PO Box 2726, Idaho Falls, ID 83403, USA), and then performance. Modeled using a prototype configured to test and compare performance data with values reported in the prior art.

４つのトリム電極を電気セクタに追加すると、各々の電気セクタのイオン光学特性を調整する場合に、さらに４種類までの調節または自由度を提供する。イオン光学をモデル化する時に、これらの自由度のすべてを使用する必要はないか、または望ましくないとも言える。モデルでは、セクタの機械的整列の小さい誤差を補正する必要はなく、こうした調節は不要である。   The addition of four trim electrodes to the electrical sector provides up to four additional adjustments or degrees of freedom when adjusting the ion optical properties of each electrical sector. It may not be necessary or desirable to use all of these degrees of freedom when modeling ion optics. The model does not need to correct for small errors in the mechanical alignment of the sectors, and no such adjustment is necessary.

したがって、モデル化の目的上、本願特許出願人は、内側および外側トリム電極上の電位の和および差のみを、分析計を調整する時の調節可能なパラメーターとして使用した。外側トリム電極のすべてに同じ電位を印加し、内側トリム電極のすべてに、さらに別の電位を印加する。本発明は、このパターンで印加される電位に限られず、その他の可能な部分集合（個々のトリム電極以下）は各々、異なる印加電位を有する。   Therefore, for modeling purposes, the Applicant used only the sum and difference of the potentials on the inner and outer trim electrodes as adjustable parameters when tuning the analyzer. The same potential is applied to all of the outer trim electrodes, and another potential is applied to all of the inner trim electrodes. The present invention is not limited to the potential applied in this pattern, and the other possible subsets (below the individual trim electrodes) each have a different applied potential.

（表１）
（モデル化された発明の実施形態の寸法および電位） (Table 1)
(Dimensions and potentials of modeled invention embodiments)

Figure 2006500757
表１に記載の動作電位の集合は、この特定の幾何学的形状において、１０ｋＶのイオンに対して最大解像度を生成するモデル化時に見られる多くの組合せの中で最善の組合せである。モデルの調整は、飛行時間に関するすべての一次および二次収差係数の絶対等級の和を最小化することにより実施した。ｘ（イオン飛行経路の平面では、基準イオンの経路に垂直）における偏差および対応する角度αは、この構造では対称ではないため、これらの偏差に関する収差も計算して、和に通常含まれる２０項にさらに１１項を追加した。最適化に使用した偏差ｘ０、α０、ｙ０、β０およびδの値は０．２ｍｍ、０．２°、０．２ｍｍ、０．２°および０．００１であり、全部で３１の収差項を計算に含んだ場合、１６，０００を超える最適化解像度が得られた。
Figure 2006500757
 The set of operating potentials listed in Table 1 is the best of the many combinations found during modeling that produce maximum resolution for 10 kV ions in this particular geometry. Model adjustment was performed by minimizing the sum of absolute magnitudes of all first and second order aberration coefficients with respect to time of flight. Since the deviation in x (in the plane of the ion flight path, perpendicular to the path of the reference ion) and the corresponding angle α are not symmetric in this structure, the aberrations related to these deviations are also calculated and usually included in the sum of 20 terms. 11 items were added. The values of the deviations x 0 , α 0 , y 0 , β 0 and δ used for optimization are 0.2 mm, 0.2 °, 0.2 mm, 0.2 ° and 0.001, for a total of 31 When the aberration term was included in the calculation, an optimized resolution of over 16,000 was obtained.

この電位の集合に関するこうした計算の結果は、表２で、サクライ（Ｓａｋｕｒａｉ）等の「新奇な飛行時間型質量分析計」（Ａ Ｎｅｗ Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）、Ｉｎｔ． Ｊ ； Ｍａｓｓ．Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．Ｉｏｎ Ｐｒｏｃ．６６、ｐ．２８３−２９０（１９８５年）（「サクライＩ」（「ＳａｋｕｒａｉＩ」）に開示されている収差係数と比較し、収差係数の定義は、「サクライＩ」（「ＳａｋｕｒａｉＩ」）、およびサクライ（Ｓａｋｕｒａｉ）等の「複数対称の飛行時間型質量分析計に関するイオン光学」（Ｉｏｎ Ｏｐｔｉｃｓ Ｆｏｒ Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｏｒｍｅｔｅｒｓ Ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｙｍｍｅｔｒｙ）、Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍａｓｓ．Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．Ｉｏｎ Ｐｒｏｃ．６３、ｐ．２７３−２８７（１９８５年）（「サラクライＩＩ」（「ＳａｋｕｒａｉＩＩ」）に開示されている。   The results of such a calculation for this set of potentials are shown in Table 2, in Sakurai et al. “A New Time-Of-Flight Mass Spectrometer”, Int. J; Mass. Spectrom. Ion Proc. 66, p. 283-290 (1985) (compared to the aberration coefficient disclosed in "Sakura I" ("Sakura I")), the definition of the aberration coefficient is "Sakura I" ("Sakura I"), Sakurai, etc. “Ion Optics For Time-Of-Flight Mass Spectrometers With Multiple Symmetry”, Int. J. Mass. Spectrom. Ion Proc. 63, p. (1985) ("Sakurai II").

（表２）
（収差係数の比較） (Table 2)
(Aberration coefficient comparison)

Figure 2006500757
本発明のモデル化された実施形態の収差係数のいくつかは、サクライ（Ｓａｋｕｒａｉ）の収差係数に比べて小さく、いくつかは大きいが、ピーク幅ＬααおよびＬαδに最大の影響を与える２つの収差係数は著しく小さく、本発明の全体的な分析計解像度は、先行技術で報告されている解像度より改善される。
Figure 2006500757
 Some of the aberration coefficients of the modeled embodiment of the present invention is smaller than the aberration coefficients of the Sakurai (Sakurai), although some larger, two of the greatest impact on the peak width L alpha alpha and L Arufaderuta The aberration coefficient is significantly smaller and the overall analyzer resolution of the present invention is improved over the resolution reported in the prior art.

たとえば、ｘ０＝ｙ０＝０．０００２メートル、α０＝β０＝０． ００３４９ラジアンおよびδ＝０．００１の場合、サクライＩ（ＳａｋｕｒａｉＩ）の計算を使用する予測解像度は、表２に列挙する収差係数のみを含み、本来の構造の場合は約１９，０００であるが、本発明のモデル化された実施形態の場合は３０，０００を超える。 For example, x 0 = y 0 = 0.0002 meters, α 0 = β 0 = 0. For 00349 radians and δ = 0.001, the predicted resolution using the Sakurai I calculation includes only the aberration coefficients listed in Table 2 and is about 19,000 for the original structure, In the case of modeled embodiments of the present invention, over 30,000.

予測解像度は、偏差ｘ０、ｙ０、α０、β０およびδに関して仮定される大きさに依存する。さらに、本発明の場合、飛行時間型分析計の特性は、基準イオン特性から予想される実際の偏差に最善の性能を提供するように調節することができる。たとえば、一般に使用されるマトリックス支援レーザ脱離／イオン化（ＭＡＬＤＩ）法により生成されるイオンは、平均的に著しく過剰なエネルギーを有し、この余分なエネルギーの平均量はイオンの質量に比例することは十分に公知である。こうした過剰なエネルギーの大きさは、１０００ダルトン当たり約１ｅＶである。したがって、巨大タンパク質から形成されるイオンは、この同じ大きさのエネルギー分布で、平均して１００ｅＶを超える過剰エネルギーを有する可能性がある。１０，０００Ｖの公称エネルギーで動作するＭＡＬＤＩ飛行時間型質量分析計は、巨大タンパク質の場合は０．０１以上のエネルギー偏差δを有するが、値は、質量が２０００ダルトン未満の小ペプチドの場合は０．０００２以下であろう。本発明による飛行時間型分析計は、トリム電極を含む様々な要素に印加される電位を変更することにより変更されるイオン光学特性を有する。したがって、本発明は、巨大タンパク質に対して最善の解像度を与える比較的大きいδで、最善の性能になるように分析計を調節するか、またはペプチドに対して最善の性能を当てる小さいδで、最善の解像度になるように調節することを可能にする。さらに、所望の調整条件は、分析計の電極に印加される電位を単に変更することにより得られる。 The prediction resolution depends on the magnitude assumed for the deviations x 0 , y 0 , α 0 , β 0 and δ. Furthermore, in the case of the present invention, the characteristics of the time-of-flight analyzer can be adjusted to provide the best performance for the actual deviation expected from the reference ion characteristics. For example, ions produced by the commonly used matrix-assisted laser desorption / ionization (MALDI) method have on average a significant excess of energy, and the average amount of this excess energy is proportional to the mass of the ions. Is well known. The magnitude of such excess energy is about 1 eV per 1000 daltons. Thus, ions formed from giant proteins can have an excess energy on average of more than 100 eV with this same size energy distribution. A MALDI time-of-flight mass spectrometer operating at a nominal energy of 10,000 V has an energy deviation δ of 0.01 or more for large proteins, but a value of 0 for small peptides with a mass of less than 2000 Daltons. .0002 or less. The time-of-flight analyzer according to the present invention has ion optical properties that are altered by changing the potential applied to the various elements including the trim electrode. Thus, the present invention adjusts the analyzer for best performance with a relatively large δ that gives the best resolution for large proteins, or with a small δ that gives the best performance for peptides, Allows adjustment to the best resolution. Furthermore, the desired adjustment conditions can be obtained by simply changing the potential applied to the electrodes of the analyzer.

装置２００のトリム電極の各々は、他方の調節可能なトリム電極に関して、および電気セクタの偏向電極に関して個々に調節可能な電位を有する。したがって、イオン光学素子は、イオン光学素子が結合される電気セクタに出入りするイオンに印加される電位を特に変更するように構成される。こうした調整の効果は、装置１００に関して上記で説明した効果に類似する。したがって、各々の要素およびトリム電極は、電気セクタのイオン収束特性を変更するための追加の自由度を構成する。こうした調節は、飛行経路６０の対称構成に関する公知の利益と組み合わせて、質量解像度および／または感度をさらに大幅に制御し、改善することを可能にする。   Each of the trim electrodes of device 200 has an individually adjustable potential with respect to the other adjustable trim electrode and with respect to the deflection electrodes of the electrical sector. Accordingly, the ion optical element is configured to specifically change the potential applied to ions entering and exiting the electrical sector to which the ion optical element is coupled. The effect of such adjustment is similar to the effect described above with respect to apparatus 100. Thus, each element and trim electrode constitute an additional degree of freedom for changing the ion focusing characteristics of the electrical sector. Such adjustments, in combination with known benefits relating to the symmetrical configuration of the flight path 60, allow for greater control and improvement of mass resolution and / or sensitivity.

例示的な電気セクタの飛行時間型質量分析計、本発明のタンデム質量分析器に有用である質量分析器（「実際的な実施形態Ａ」または同等に「実施形態Ａ」）は、表３に記載するパラメーターで構成した。   Exemplary electrical sector time-of-flight mass spectrometers, mass analyzers useful for the tandem mass analyzers of the present invention ("practical embodiment A" or equivalently "embodiment A") are listed in Table 3. Consists of the parameters described.

（表３）
（実施形態Ａの寸法および電位） (Table 3)
(Dimension and potential of embodiment A)

Figure 2006500757
実施形態Ａと表示された本発明の装置は、表３の寸法に従って構成し、図８、図９、図１０Ａおよび図１０Ｂに略図を示す。この実施形態のその他の属性は、以下または表３に特記しない限り、上記の理論上の実施形態に関する上記の属性に類似する。
Figure 2006500757
 The device of the present invention, labeled as embodiment A, is constructed according to the dimensions in Table 3 and is shown schematically in FIGS. 8, 9, 10A and 10B. Other attributes of this embodiment are similar to those described above for the theoretical embodiment, unless otherwise specified below or in Table 3.

調整可能トリム電極を有する電気セクタ質量分析の特徴および／または利益を実証するため、実施形態Ａの電気セクタの飛行時間型質量分析計を使って、代表的な質量分析計による実験を行なった。特記しない限り、サンプルの調製、質量分析計の動作、および飛行時間質量スペクトルの取得は、公知であって、当業者が理解している方法およびプロトコルに従って実施した。実施形態Ａの電極の電位は、表３に記載したように印加した。以下の実験および結果は、単に具体的かつ例示的に示すためのものであり、本発明の特徴、利益および用法を制限する意図はない。   To demonstrate the characteristics and / or benefits of electrical sector mass spectrometry with adjustable trim electrodes, an exemplary mass spectrometer experiment was performed using the electrical sector time-of-flight mass spectrometer of embodiment A. Unless otherwise noted, sample preparation, mass spectrometer operation, and acquisition of time-of-flight mass spectra were performed according to methods and protocols known and understood by those skilled in the art. The electrode potential of embodiment A was applied as described in Table 3. The following experiments and results are merely illustrative and exemplary and are not intended to limit the features, benefits and uses of the invention.

（実施例１：スペクトル範囲（ＩｇＧ））
実施例ＡのＴＯＦ電気セクタ質量分析計は、十分に画定された信号を大きいスペクトル範囲上に提供する。スペクトル範囲は質量スペクトルの特性であり、分析計が単一スペクトル内の特定サンプルからの広範な質量を検出および測定する能力を意味する。スペクトル範囲外のイオンは、通常は検出不可能であり、質量スペクトル上に現れない。したがって、質量スペクトルに所定の大きい質量範囲を与える分析計は、比較的小さいスペクトル範囲の場合よりも多数のイオンの検出および測定を可能にする。 (Example 1: Spectral range (IgG))
The TOF electrical sector mass spectrometer of Example A provides a well-defined signal over a large spectral range. Spectral range is a characteristic of a mass spectrum and means the ability of the analyzer to detect and measure a wide range of masses from a particular sample within a single spectrum. Ions outside the spectral range are usually undetectable and do not appear on the mass spectrum. Thus, an analyzer that provides a predetermined large mass range for the mass spectrum allows detection and measurement of a larger number of ions than would be the case for a relatively small spectral range.

実施例Ａのスペクトル範囲を実証するため、実施形態Ａの装置を使用して、金チップ上のシナピン酸（「ＳＰＡ」）マトリックスにおけるＩｇＧのＴＯＦ質量スペクトルを取得した。サンプルは、遅延抽出レーザ脱離／イオン化によりイオン化し、イオンは、２５０ＭＨｚの抽出率で検出した。図１１Ａ〜図１１Ｃを参照すると、ＴＯＦ質量スペクトルの３つの部分が示されており、各々の部分は、その水平軸に沿って倍率を変更した。この質量スペクトルでは、１．３ｋＤａ〜１４６ｋＤａの質量を有するイオンを表す信号を観察した。したがって、この実施例は、実施例Ａの装置が、大きいスペクトル範囲で単一の質量スペクトルを提供することができることを実証する。   To demonstrate the spectral range of Example A, the apparatus of Embodiment A was used to obtain a TOF mass spectrum of IgG in a sinapinic acid (“SPA”) matrix on a gold chip. The sample was ionized by delayed extraction laser desorption / ionization, and the ions were detected with an extraction rate of 250 MHz. Referring to FIGS. 11A-11C, three portions of the TOF mass spectrum are shown, each portion changing its magnification along its horizontal axis. In this mass spectrum, a signal representing ions having a mass of 1.3 kDa to 146 kDa was observed. This example thus demonstrates that the device of Example A can provide a single mass spectrum in a large spectral range.

（実施例２：スペクトル範囲および感度（ペプチド））
この実験は、ペプチドサンプルを使って、装置のスペクトル範囲および感度を決定するために実行した。実施例１に記載した方法に類似する方法では、１００フェムトモルのウシ血清アルブミン（「ＢＳＡ」）のトリプシン消化物をＳＥＮＤ−Ｃ１８チップ（Ｃｉｐｈｅｒｇｅｎ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（商標）上に調製し、質量スペクトルを取得した。図１２Ａ〜図１２Ｈを参照すると、取得された単一質量スペクトルからの８つのタンパク質が示されている。指示されたピークの測定質量および解像度を以下の表４に列挙する。この実験は、個々のペプチドの質量が、単一質量スペクトルで測定した場合と同様、高度の正確さおよび解像度で得られることを実証する。 Example 2: Spectral range and sensitivity (peptide)
This experiment was performed to determine instrument spectral range and sensitivity using peptide samples. In a method similar to that described in Example 1, 100 femtomolar tryptic digest of bovine serum albumin (“BSA”) was prepared on a SEND-C18 chip (Ciphergen Biosystems ™) and mass spectra were acquired. Referring to Figures 12A-12H, eight proteins from a single mass spectrum acquired are shown, and the measured masses and resolutions of the indicated peaks are listed in Table 4 below. It is demonstrated that the masses of the peptides can be obtained with a high degree of accuracy and resolution, as measured by a single mass spectrum.

（表４：選択されたペプチドの質量および解像度）   (Table 4: Mass and resolution of selected peptides)

Figure 2006500757
装置の感度を決定するため、ＢＳＡ消化物の量を減少させて、実験を繰り返した。以下の表５に列挙するとおり、この装置の感度は、低いフェムトモル量のサンプルタンパク質で開始した場合でも、本来のタンパク質配列の実質的割合を構成する著しい数のペプチドの検出を可能にする。図１３Ａは、１フェムトモルのＢＳＡの代表的消化物のＴＯＦ質量スペクトルを示す。図１３Ｂは、図１３Ａの質量スペクトルの拡張部分を示す。
Figure 2006500757
 To determine the sensitivity of the instrument, the experiment was repeated with the amount of BSA digest reduced. As listed in Table 5 below, the sensitivity of this device allows for the detection of a significant number of peptides that constitute a substantial proportion of the original protein sequence, even when starting with a low femtomolar amount of sample protein. FIG. 13A shows the TOF mass spectrum of a representative digest of 1 femtomole of BSA. FIG. 13B shows an expanded portion of the mass spectrum of FIG. 13A.

（表５：ペプチド検出の感度）   (Table 5: Sensitivity of peptide detection)

Figure 2006500757
（実施例３：質量の正確さ）
実施例Ａの質量の正確さを決定するため、実施形態Ａの質量分析計を使用して、ペプチド混合物の８個のサンプルにおける質量スペクトルを取得した。８個のサンプルは、シアノヒドロケイ皮酸（「ＣＨＣＡ」）マトリックス内の単一金チップ上に導入した。表６に列挙した数は、これらの質量スペクトルにより測定した対応するペプチド信号から計算した。以下に示すように、全部で５個のペプチドの正確な質量は、実施例Ａの質量分析計装置を使用して取得した。
Figure 2006500757
 (Example 3: Accuracy of mass)
In order to determine the mass accuracy of Example A, the mass spectrometer of embodiment A was used to obtain mass spectra in 8 samples of the peptide mixture. Eight samples were introduced on a single gold chip in a cyanohydrocinnamic acid (“CHCA”) matrix. The numbers listed in Table 6 were calculated from the corresponding peptide signals measured by these mass spectra. As shown below, the exact mass of all five peptides was obtained using the mass spectrometer apparatus of Example A.

（表６：ペプチド混合物のＴＯＦ質量スペクトル（８回の測定値））   (Table 6: TOF mass spectrum of peptide mixture (measured 8 times))

Figure 2006500757
（実施例４：質量解像度）
実施例Ａの質量解像度を実証するため、実施形態Ａの装置を使用して、アドレノコルチコトロピックホルモン（「ＡＣＴＨ」）の質量を測定した。結果として得られる質量スペクトルを図９に示し、質量スペクトルに表示された各々のピークの質量および解像度を表７に列挙する。
Figure 2006500757
 (Example 4: Mass resolution)
To demonstrate the mass resolution of Example A, the mass of adrenocorticotropic hormone (“ACTH”) was measured using the apparatus of Embodiment A. The resulting mass spectrum is shown in FIG. 9, and the mass and resolution of each peak displayed in the mass spectrum are listed in Table 7.

（表７：ＡＣＴＨスペクトルの測定質量および解像度）   (Table 7: Measurement mass and resolution of ACTH spectrum)

Figure 2006500757
上記の実験およびその結果は、用法、本発明のパラメーターおよび利益の単なる実施例および具体例であると考える。したがって、これらの実験および結果は、本発明の特徴、利益および用法のタイプまたは範囲に関する制限であることを意味するのではない。本発明のその他の用法、用途および利益は、当業者にとっては、本明細書を考察すると明白である。
Figure 2006500757
 The above experiments and results are considered merely examples and examples of usage, parameters and benefits of the present invention. Accordingly, these experiments and results are not meant to be limiting as to the features, benefits and usage types or scope of the present invention. Other uses, applications and benefits of the present invention will be apparent to those skilled in the art upon review of this specification.

本明細書に記載する装置は、本発明が意図する多くの別法による実施形態の一例に過ぎないと考える。たとえば、これらの実施形態は、電気セクタのすべての入口および出口に配置されたイオン光学素子を示すが、こうした構成は必須ではない。たとえば、１個を超える電気セクタを備えるＴＯＦ質量分析計の場合、最初の電気セクタの入口および最後の電気セクタの出口にのみイオン光学素子を配置し、連続する電気セクタ間にはイオン光学素子を配置しないことが望ましい。その他の類似の組合せは、容易に考えることができる。同様に、本発明は、イオン光学素子およびトリム電極の数量、形状、サイズ、相対的位置およびその他の特性が、図６、図７、図８、図９、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１５に示すものとは異なる別法による実施形態を意図する。   The apparatus described herein is considered merely one example of the many alternative embodiments contemplated by the present invention. For example, although these embodiments show ion optics disposed at all entrances and exits of the electrical sector, such a configuration is not required. For example, in a TOF mass spectrometer with more than one electrical sector, ion optics are placed only at the entrance of the first electrical sector and at the exit of the last electrical sector, and ion optics are placed between successive electrical sectors. It is desirable not to arrange. Other similar combinations can be easily considered. Similarly, according to the present invention, the quantity, shape, size, relative position and other characteristics of the ion optical element and the trim electrode are shown in FIGS. 6, 7, 8, 9, 10A, 10B, and 15. Alternative embodiments different from those shown are contemplated.

さらに、ＴＯＦ質量分析計内のすべての電気セクタは、幾何学的形状、サイズ、イオン収束またはその他の特性が同じである必要はない。同様に、本発明は、複数の電気セクタおよび自由飛行領域の特定の構成、対称構成さもなければ他の構成に限定されない。   Further, not all electrical sectors within a TOF mass spectrometer need have the same geometry, size, ion focusing or other characteristics. Similarly, the present invention is not limited to a particular configuration of multiple electrical sectors and free flight regions, a symmetric configuration, or other configurations.

また、当業者は、上記のヘルツォグシャントまたはマツダプレートは、使い捨ての要素であることを理解するであろう。当業者は、図１５の上断面図に示すように、ヘルツォグシャントまたはマツダプレートを電気セクタまたは飛行時間型質量分析計のセクタの部分的または完全な囲いの中に組み込むことが可能であることも認識するであろう。図１５に関して、装置３００は、ヘルツォグシャントおよび／またはマツダプレートの機能を組み込む囲い３７０を備える。囲い３７０は、イオン飛行経路のそれぞれ入口および出口を可能にするアパーチャ３７５および３７６をさらに備える。上記およびその他の実施形態は、本発明の範囲内であり、当業者には明白であり、こうした実施形態の適性は、分析状況または所望の特徴に依存するであろう。   Those skilled in the art will also appreciate that the Herzog shunt or Mazda plate described above is a disposable element. One skilled in the art can incorporate a Herzog shunt or Mazda plate into a partial or complete enclosure of an electrical sector or a sector of a time-of-flight mass spectrometer, as shown in the top cross-sectional view of FIG. You will also recognize that. With reference to FIG. 15, the apparatus 300 includes an enclosure 370 that incorporates Herzog shunt and / or Mazda plate functionality. Enclosure 370 further includes apertures 375 and 376 that allow entry and exit, respectively, of the ion flight path. These and other embodiments are within the scope of the present invention and will be apparent to those skilled in the art, and the suitability of such embodiments will depend on the analytical situation or desired characteristics.

本発明のＴＯＦ質量分析計は、トリム電極を制御および調節するための電子および／または計算手段も備える。たとえば、コンピュータなどの制御システムは、１個または複数のポートで上の電位を監視および調節するように構成することができる。こうした制御システムは、高度の正確さおよび精度で、調節可能なトリム電極を監視および調節することが可能である。制御システムは、調節可能なトリム電極を制御するように構成されたソフトウェアプログラムをさらに含む。たとえば、ソフトウェアは、特定のサンプルまたは分析用途に適する構成で、調節可能なトリム電極の各々に電位を与えるようにプログラムすることができる。   The TOF mass spectrometer of the present invention also includes electronic and / or computational means for controlling and adjusting the trim electrode. For example, a control system such as a computer can be configured to monitor and regulate the above potential at one or more ports. Such a control system can monitor and adjust adjustable trim electrodes with a high degree of accuracy and precision. The control system further includes a software program configured to control the adjustable trim electrode. For example, the software can be programmed to apply a potential to each adjustable trim electrode in a configuration suitable for a particular sample or analytical application.

本発明のもう１つの局面では、本発明は、質量スペクトルの質量解像度または感度を改善するために、ＴＯＦ質量分析計を調製する方法を提供する。ＴＯＦ質量分析計は、１個または複数のイオン収束電気セクタを備え、その少なくとも１個は、少なくとも１個のイオン光学素子と結合する。各々のイオン光学素子は、少なくとも１個の調節可能な電極を備える。この方法の適切なＴＯＦ質量分析計としては、上記の実施形態が挙げられるが、これだけに限らない。   In another aspect of the invention, the invention provides a method for preparing a TOF mass spectrometer to improve mass resolution or sensitivity of a mass spectrum. The TOF mass spectrometer includes one or more ion focusing electrical sectors, at least one of which is coupled to at least one ion optical element. Each ion optical element comprises at least one adjustable electrode. Examples of suitable TOF mass spectrometers for this method include, but are not limited to, the embodiments described above.

一実施形態では、この方法は、本発明の質量分析計を使用して、第１質量スペクトルを決定し、質量スペクトルから第１質量解像度または感度を決定する。電位は、第１質量スペクトルを決定する以前に、少なくとも１個のトリム電極に印加することができる。   In one embodiment, the method uses a mass spectrometer of the present invention to determine a first mass spectrum and to determine a first mass resolution or sensitivity from the mass spectrum. The potential can be applied to at least one trim electrode prior to determining the first mass spectrum.

第１質量の決定後、装置の少なくとも１個のトリム電極の電位を調節する。次に、第２の質量スペクトルを決定し、第２の質量スペクトルから、対応する第２質量解像度または感度を決定する。第１および第２質量スペクトル間の質量解像度または感度の相対的改善または低下を比較することにより、改善または低下は、イオン光学素子に対して間に行なわれる調節と関連付けられる。たとえば、第２スペクトルは、第１スペクトルと比べて高度の質量解像度または感度を実証し、トリム電極を同方向にさらに調節した後、第３質量スペクトルを決定することにより、さらに改善が行なわれる。したがって、対向方向における調節は、第２スペクトルが、間に行なわれる調節の結果として、第１スペクトルと比べて低下したと実証される場合に必要である。   After determining the first mass, the potential of at least one trim electrode of the device is adjusted. Next, a second mass spectrum is determined, and a corresponding second mass resolution or sensitivity is determined from the second mass spectrum. By comparing the relative improvement or reduction in mass resolution or sensitivity between the first and second mass spectra, the improvement or reduction is associated with adjustments made between the ion optics. For example, the second spectrum demonstrates a higher mass resolution or sensitivity compared to the first spectrum, and further improvements are made by determining the third mass spectrum after further adjusting the trim electrode in the same direction. Therefore, adjustment in the opposite direction is necessary if the second spectrum is demonstrated to be reduced compared to the first spectrum as a result of adjustments made in between.

さらなる調整は、所望の、または十分な質量解像度または感度が達成されるまで繰り返し行なうことができる。本発明の調整方法を使用すると、特定のサンプルおよび分析用途に応じて、所望の解像度および／または感度を達成することができる。たとえば、質量分析計のトリム電極は、ペプチドサンプルに対する質量スペクトルを決定するために、質量分析計を最適化するように調整することができる。同様に、質量分析計は、その代わりにタンパク質サンプルの質量スペクトルを最適に決定するように調整することができる。当業者は、このように調整すると、任意の適切な基板に応じて最適な設定を行なうことができる。さらに、メーカーおよび／または操作者は、特定の基板タイプに応じて最適な調整設定を事前に決定することができる。こうした設定は、説明書に記載されているか、または装置に応じて予めプログラムすることができる。   Further adjustments can be repeated until the desired or sufficient mass resolution or sensitivity is achieved. Using the conditioning method of the present invention, the desired resolution and / or sensitivity can be achieved depending on the particular sample and analytical application. For example, the trim electrode of the mass spectrometer can be adjusted to optimize the mass spectrometer to determine the mass spectrum for the peptide sample. Similarly, the mass spectrometer can instead be adjusted to optimally determine the mass spectrum of the protein sample. A person skilled in the art can make an optimum setting according to any appropriate substrate by adjusting in this way. Furthermore, the manufacturer and / or operator can predetermine the optimal adjustment settings according to the particular substrate type. These settings are described in the instructions or can be preprogrammed depending on the device.

こうした調整方法、および一般にトリム電極の調節は、上記の制御システムをさらに備える装置を使用することにより、より迅速に、精密に、および／または正確に行なうことができる。制御システムは、たとえば、様々な設定で決定された質量スペクトルの特性を比較するか、および／またはトリム電極の設定を相応に調整するように構成することができる。制御システムは、コンピュータ、電子回路、ソフトウェアプログラム、アルゴリズムなどを備える。上記のように、予め決められた最適化された設定は、装置内に保存されて、ソフトウェアプログラムが、トリム電極を迅速かつ正確に適切な設定に設定するために使用することができる。   Such adjustment methods, and generally trim electrode adjustments, can be made more quickly, precisely, and / or accurately by using an apparatus further comprising the control system described above. The control system can be configured, for example, to compare mass spectral characteristics determined at various settings and / or adjust trim electrode settings accordingly. The control system includes a computer, an electronic circuit, a software program, an algorithm, and the like. As described above, the predetermined optimized settings are stored in the device and can be used by a software program to quickly and accurately set the trim electrodes to the appropriate settings.

本明細書に記載するすべての特許、特許文献、およびその他の発行文献は、各々が本明細書に引用されることにより、個々に、かつ特に組み込まれていたものとして、引用により全体を本明細書に援用する。本願特許出願人は、本明細書における引用または様々な言及により、特定の引用が本発明の「先行技術」であることを認めるものではない。   All patents, patent documents, and other published documents mentioned in this specification are hereby incorporated by reference in their entirety as if each were individually and specifically incorporated by reference herein. Included in the book. The Applicant does not admit that any particular citation is "prior art" of the present invention by citation or various references herein.

特定の実施例を提供して来たが、上記の説明は具体的に示すためのものであり、制限的ではない。上記実施形態の１つまたは複数の特徴は、本発明のその他の実施形態の１つまたは複数の特徴と、何らかの方法で組み合わせることができる。さらに、本発明の多くの変形は、当業者にとって、本明細書を検討すると明白になるであろう。したがって、本発明の範囲は、上記の説明に関して決定されるのではなく、むしろ、添付の請求の範囲および等価なものの範囲に関して決定するべきである。   While specific embodiments have been provided, the above description is illustrative and not restrictive. One or more features of the above embodiments can be combined in some way with one or more features of other embodiments of the invention. Moreover, many variations of the invention will become apparent to those skilled in the art upon review of this specification. The scope of the invention should, therefore, be determined not with reference to the above description, but instead should be determined with reference to the appended claims along with their equivalents.

本発明の上記および他の目的および利点は、添付の図面と組み合せて、以下の詳細な説明を考慮することによって明らかである。ここにおいて、同じパーツは、同じ特徴を指す。
図１は、本発明のタンデム質量分析計の概略図である。 図２は、本発明の質量分析器の上面断面概略図である。 図３は、本発明の質量分析器の上面断面概略図である。 図４は、本発明のタンデム質量分析計の概略図である。 図５Ａ〜Ｃは、本発明のイオン選択手段の概略図である。 図６は、本発明の質量分析器の上面断面概略図である。 図７は、図面の平面に対して法線方向のイオン飛行経路を参照する本発明の電気セクタ開口部の概略図である。 図８は、本発明の別の質量分析器の上面談面外略図である。 図９は、図面の平面に対して法線方向のイオン飛行経路を参照し、標識された寸法を有する、本発明の電気セクタ開口部の概略図である。 図１０Ａおよび１０Ｂは、それぞれ、本発明の電気セクタ開口部の、上面断面概略図および分解等角図である。 図１１Ａ、１１Ｂおよび１１Ｃは、本発明に従う装置を使用して得られるＩｇＧ（イムノグロブリンＧ）の例示的な質量スペクトルの一部である。 図１２Ａ〜１２Ｈは、本発明に従う装置を使用する、ウシ血清アルブミンのトリプシン消化の例示的な質量スペクトルの一部である。 図１２Ａ〜１２Ｈは、本発明に従う装置を使用する、ウシ血清アルブミンのトリプシン消化の例示的な質量スペクトルの一部である。 図１２Ａ〜１２Ｈは、本発明に従う装置を使用する、ウシ血清アルブミンのトリプシン消化の例示的な質量スペクトルの一部である。 図１２Ａ〜１２Ｈは、本発明に従う装置を使用する、ウシ血清アルブミンのトリプシン消化の例示的な質量スペクトルの一部である。 図１３Ａおよび１３Ｂは、本発明に従う装置を使用する、ウシ血清アルブミンのトリプシン消化の例示的な質量スペクトルの一部である。 図１４は、本発明に従う装置を使用する、副腎皮質刺激ホルモンの例示的な質量スペクトルである。 図１５は、本発明の別の質量分析器の上面断面概略図である。 These and other objects and advantages of the present invention will be apparent upon consideration of the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. Here, the same parts refer to the same features.
FIG. 1 is a schematic diagram of a tandem mass spectrometer of the present invention. FIG. 2 is a schematic top sectional view of the mass spectrometer of the present invention. FIG. 3 is a schematic top sectional view of the mass analyzer of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of a tandem mass spectrometer of the present invention. 5A to 5C are schematic views of the ion selection means of the present invention. FIG. 6 is a schematic top cross-sectional view of the mass analyzer of the present invention. FIG. 7 is a schematic view of the electrical sector opening of the present invention with reference to the ion flight path normal to the plane of the drawing. FIG. 8 is a schematic top view of another mass analyzer of the present invention. FIG. 9 is a schematic view of the electrical sector opening of the present invention, with reference to the ion flight path normal to the plane of the drawing and having labeled dimensions. 10A and 10B are a top cross-sectional schematic and an exploded isometric view, respectively, of the electrical sector opening of the present invention. 11A, 11B and 11C are part of an exemplary mass spectrum of IgG (immunoglobulin G) obtained using a device according to the present invention. 12A-12H are portions of an exemplary mass spectrum of tryptic digestion of bovine serum albumin using a device according to the present invention. 12A-12H are portions of an exemplary mass spectrum of tryptic digestion of bovine serum albumin using a device according to the present invention. 12A-12H are portions of an exemplary mass spectrum of tryptic digestion of bovine serum albumin using a device according to the present invention. 12A-12H are portions of an exemplary mass spectrum of tryptic digestion of bovine serum albumin using a device according to the present invention. 13A and 13B are part of an exemplary mass spectrum of tryptic digestion of bovine serum albumin using a device according to the present invention. FIG. 14 is an exemplary mass spectrum of adrenocorticotropic hormone using a device according to the present invention. FIG. 15 is a schematic top sectional view of another mass analyzer of the present invention.

Claims (64)

タンデム質量分析計であって、以下：
イオン源；
第１質量分析器；
第２質量分析器；および
イオン検出器；
を備え、ここで：
該イオン源は、該第１質量分析器とイオン連絡し；
該第１質量分析器は、該第２質量分析器とイオン連絡し；
該第２質量分析器は、該イオン検出器とイオン連絡し；そして
該質量分析器の少なくとも１つは、少なくとも１つの電気セクタを備えた飛行時間型質量分析器である、
質量分析計。 A tandem mass spectrometer with the following:
Ion source;
First mass analyzer;
A second mass analyzer; and an ion detector;
Where:
The ion source is in ion communication with the first mass analyzer;
The first mass analyzer is in ion communication with the second mass analyzer;
The second mass analyzer is in ion communication with the ion detector; and at least one of the mass analyzers is a time-of-flight mass analyzer with at least one electrical sector;
Mass spectrometer. 前記第１質量分析器が、少なくとも１つの電気セクタを備えた飛行時間型質量分析器である、請求項１に記載の質量分析計。 The mass spectrometer of claim 1, wherein the first mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer with at least one electrical sector. 前記電気セクタ飛行時間型質量分析器が、少なくとも１つの無電界領域をさらに備え、ここで前記少なくとも１つの電気セクタおよび該少なくとも１つの無電界領域が、イオン飛行経路を規定する、請求項１または請求項２に記載の質量分析計。 The electric sector time-of-flight mass analyzer further comprises at least one electric field region, wherein the at least one electric sector and the at least one electric field region define an ion flight path. The mass spectrometer according to claim 2. イオン断片化手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の質量分析計。 The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 3, further comprising ion fragmentation means. 前記第１質量分析器と前記第２質量分析器との両方にイオン連絡するイオン選択手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の質量分析計であって、該イオン選択手段が、第１質量分析器によって提供された複数のイオンの中からイオンを選択し得る、質量分析計。 The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 4, further comprising an ion selection unit that communicates ions with both the first mass analyzer and the second mass analyzer. A mass spectrometer wherein the means can select an ion from among a plurality of ions provided by the first mass analyzer. 前記イオン選択手段が、前記第２質量分析器とイオン連絡するアパーチャおよびアパーチャを横切ってイオンビームを掃引させる手段を備える、請求項５に記載の質量分析計。 6. The mass spectrometer of claim 5, wherein the ion selection means comprises an aperture in ion communication with the second mass analyzer and a means for sweeping an ion beam across the aperture. 前記イオン偏向手段が、電界手段を備える、請求項６に記載の質量分析計。 The mass spectrometer according to claim 6, wherein the ion deflection unit includes an electric field unit. 前記イオン源が、レーザー脱離／イオン化手段、化学イオン化手段、光イオン化手段、またはエレクトロスプレーイオン化手段からなる群から選択されるイオン化手段を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の質量分析計。 8. The ion source of claim 1, wherein the ion source comprises an ionization means selected from the group consisting of laser desorption / ionization means, chemical ionization means, photoionization means, or electrospray ionization means. Mass spectrometer. 前記イオン源が、レーザー脱離／イオン化手段を備える、請求項８に記載の質量分析計。 The mass spectrometer according to claim 8, wherein the ion source comprises laser desorption / ionization means. 前記イオン源が、パルス化イオンビームまたは連続イオンビームから、イオンビームの方向に対し実質的に軸方向およびイオンビームの方向に対して実質的に直交方向からなる群から選択される方向で、イオンを抽出する手段を備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の質量分析計。 The ion source is ionized from a pulsed ion beam or a continuous ion beam in a direction selected from the group consisting of a direction substantially axial to the direction of the ion beam and a direction substantially orthogonal to the direction of the ion beam; The mass spectrometer of any one of Claims 1-9 provided with the means to extract. 前記イオン源が、該イオン源からのイオンのパルスを加速する手段を備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の質量分析計。 The mass spectrometer according to claim 1, wherein the ion source comprises means for accelerating a pulse of ions from the ion source. イオンのパルスを加速する前記手段が、該イオンの形成後にパルスを適用し得る電圧パルシング手段を備える、請求項１１に記載の質量分析計。 The mass spectrometer according to claim 11, wherein the means for accelerating a pulse of ions comprises voltage pulsing means that can apply the pulse after formation of the ions. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の質量分析計であって、前記第１質量分析器が、電気セクタ飛行時間型質量分析器、線形飛行時間型分析器、反射飛行時間型分析器、線形イオントラップ、四重極イオントラップ、四重極イオンフィルタ、磁気セクタ質量分析器、イオンサイクロトロン共鳴分析器、電気セクタ／磁気セクタ質量分析器、イオントラップ／線形飛行時間型質量分析器、イオントラップ／反射飛行時間型質量分析器、および静電質量分析器からなる群から選択される質量分析器を備える、質量分析計。 The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 12, wherein the first mass analyzer is an electric sector time-of-flight mass analyzer, a linear time-of-flight analyzer, or a reflection time-of-flight analyzer. , Linear ion trap, quadrupole ion trap, quadrupole ion filter, magnetic sector mass analyzer, ion cyclotron resonance analyzer, electric sector / magnetic sector mass analyzer, ion trap / linear time-of-flight mass analyzer, ion A mass spectrometer comprising a mass analyzer selected from the group consisting of a trap / reflection time-of-flight mass analyzer and an electrostatic mass analyzer. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の質量分析計であって、前記第２質量分析器が、電気セクタ飛行時間型質量分析器、線形飛行時間型分析器、反射飛行時間型分析器、線形イオントラップ、四重極イオントラップ、四重極イオンフィルタ、磁気セクタ質量分析器、イオンサイクロトロン共鳴分析器、電気セクタ／磁気セクタ質量分析器、イオントラップ／線形飛行時間型質量分析器、イオントラップ／反射飛行時間型質量分析器、および静電質量分析器からなる群から選択される質量分析器を備える、質量分析計。 The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 12, wherein the second mass analyzer is an electric sector time-of-flight mass analyzer, a linear time-of-flight analyzer, or a reflection time-of-flight analyzer. , Linear ion trap, quadrupole ion trap, quadrupole ion filter, magnetic sector mass analyzer, ion cyclotron resonance analyzer, electric sector / magnetic sector mass analyzer, ion trap / linear time-of-flight mass analyzer, ion A mass spectrometer comprising a mass analyzer selected from the group consisting of a trap / reflection time-of-flight mass analyzer and an electrostatic mass analyzer. 前記第１質量分析器が、飛行時間型質量分析器であり、少なくとも１つの電気セクタを備える、請求項３〜１２および請求項１４のいずれか１項に記載の質量分析計。 The mass spectrometer according to any one of claims 3 to 12 and claim 14, wherein the first mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer and comprises at least one electrical sector. 前記第２質量分析器が、飛行時間型質量分析器であり、少なくとも１つの電気セクタを備える、請求項１５に記載の質量分析計。 The mass spectrometer of claim 15, wherein the second mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer and comprises at least one electrical sector. 前記質量分析器の少なくとも１つが、飛行時間型質量分析器であり、該飛行時間型質量分析器は、２つまたは４つの電気セクタおよび各該電気セクタを分離する無電界領域を備え、該電気セクタおよび該無電界領域は、その中にイオン飛行経路を規定する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の質量分析計。 At least one of the mass analyzers is a time-of-flight mass analyzer, the time-of-flight mass analyzer comprising two or four electric sectors and an electric field region separating each electric sector, 17. A mass spectrometer as claimed in any one of the preceding claims, wherein the sector and the field-free region define an ion flight path therein. 前記少なくともの１つ質量分析器が、飛行時間型質量分析器であり、該飛行時間型質量分析器は、４つの電気セクタおよび各該電気セクタを分離する無電界領域を備え、各該電気セクタは約２７０°の偏向角度を有し、該電気セクタおよび該無電界領域は、その中にイオン飛行経路を規定する、請求項１７項に記載の質量分析計。 The at least one mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer, the time-of-flight mass analyzer comprising four electrical sectors and a field-free region separating each electrical sector, wherein each electrical sector The mass spectrometer of claim 17, having a deflection angle of about 270 °, wherein the electrical sector and the field-free region define an ion flight path therein. 前記電気セクタが、対称な配置で配置される、請求項１７または請求項１８に記載の質量分析計。 19. A mass spectrometer as claimed in claim 17 or claim 18, wherein the electrical sectors are arranged in a symmetrical arrangement. 前記質量分析器の少なくとも１つが、飛行時間型質量分析器であり、該飛行時間型質量分析器は、２つまたは４つの電気セクタおよび第1電気セクタの前、最終電気セクタの後、各該電気セクタの間の無電界領域を備え、該電気セクタおよび該無電界領域は、その中にイオン飛行経路を規定する、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の質量分析計。 At least one of the mass analyzers is a time-of-flight mass analyzer, the time-of-flight mass analyzer before each of the two or four electrical sectors and the first electrical sector, after the last electrical sector, 20. A mass spectrometer as claimed in any one of claims 17 to 19, comprising an electric field region between the electric sectors, the electric sector and the electric field region defining an ion flight path therein. アパーチャを有する少なくとも１つのヘルツォグシャントをさらに備える、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の質量分析器であって、ここで、各ヘルツォグシャントが、前記イオンが該アパーチャを掃引するように、電気セクタの入口または出口のいずれかと結合される、質量分析計。 21. A mass analyzer as claimed in any one of claims 1 to 20, further comprising at least one Herzog shunt having an aperture, wherein each Herzog shunt has the ion being applied to the aperture. A mass spectrometer coupled to either the electrical sector's inlet or outlet to sweep. 前記ヘルツォグシャントが、前記電気セクタを囲むハウジング内のアパーチャである、請求項２１に記載の質量分析計。 The mass spectrometer of claim 21, wherein the Herzog shunt is an aperture in a housing surrounding the electrical sector. 前記第１質量分析器および第２質量分析器の両方とイオン連絡するイオン選択手段をさらに備える、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の質量分析計であって、該イオン選択手段が、該第１質量分析器によって提供された複数のイオンの中からイオンを選択し得る、質量分析計。 The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 22, further comprising ion selection means in ion communication with both the first mass analyzer and the second mass analyzer. A mass spectrometer capable of selecting ions from a plurality of ions provided by the first mass analyzer. 前記イオン選択手段が、複数の連続的イオンゲートを備える、請求項２３に記載の質量分析計。 24. A mass spectrometer as claimed in claim 23, wherein the ion selection means comprises a plurality of continuous ion gates. 前記第１質量分析器によって提供されるイオンを断片化するための手段をさらに備える、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の質量分析計。 25. A mass spectrometer as claimed in any one of the preceding claims, further comprising means for fragmenting ions provided by the first mass analyzer. イオンを断片化するための前記手段が、衝突セルである、請求項２５に記載の質量分析計。 26. A mass spectrometer as claimed in claim 25, wherein the means for fragmenting ions is a collision cell. 少なくとも１つの電気セクタが、少なくとも１つの光学素子と結合する、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の質量分析計であって、各イオン光学素子が、該電気セクタに出入りするイオンに印加される電位を変更する、質量分析計。 27. A mass spectrometer as claimed in any preceding claim, wherein at least one electrical sector is coupled to at least one optical element, wherein each ion optical element is associated with ions entering and exiting the electrical sector. A mass spectrometer that changes the applied potential. 前記イオン光学素子が、アインツェルレンズを備える、請求項２７に記載の質量分析計。 The mass spectrometer of claim 27, wherein the ion optical element comprises an Einzel lens. 前記イオン光学素子が、電気セクタに出入りするイオンに印加される電位を調節可能に変更し得る少なくとも１つの調節可能なトリム電極を備える、請求項２７または請求項２８に記載の質量分析計。 29. A mass spectrometer as claimed in claim 27 or claim 28, wherein the ion optical element comprises at least one adjustable trim electrode that can adjustably change the potential applied to ions entering and exiting the electrical sector. 前記イオン源が、レーザー脱離／イオン化手段を備える、請求項１〜２９のいずれか１項に記載の質量分析計。 30. A mass spectrometer as claimed in any one of claims 1 to 29, wherein the ion source comprises laser desorption / ionization means. 前記イオン源が、１つ以上の質量または質量範囲を選択的に提供する手段を備える、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の質量分析計。 31. A mass spectrometer as claimed in any preceding claim, wherein the ion source comprises means for selectively providing one or more masses or mass ranges. 前記イオン源が、選択された質量または質量範囲の断片を提供する手段をさらに備える、請求項３１に記載の質量分析計。 32. A mass spectrometer as claimed in claim 31, wherein the ion source further comprises means for providing a selected mass or mass range fragment. 前記少なくとも１つの調節可能なトリム電極が、電気セクタの入口と出口との間に配置される、請求項２９に記載の質量分析計。 30. The mass spectrometer of claim 29, wherein the at least one adjustable trim electrode is disposed between an electrical sector inlet and outlet. １対の調節可能なトリム電極を備える請求項２９または請求項３３に記載の質量分析計であって、該対の調節可能なトリム電極は、前記イオンが該対の調節可能なトリム電極間を掃引するように配置され、ここで、該対が電気セクタの入口または出口のいずれかと結合される、質量分析計。 34. A mass spectrometer as claimed in claim 29 or claim 33 comprising a pair of adjustable trim electrodes, wherein the pairs of adjustable trim electrodes are arranged such that the ions are between the pairs of adjustable trim electrodes. A mass spectrometer, arranged to sweep, wherein the pair is coupled to either the entrance or exit of the electrical sector. 複数対の調節可能なトリム電極を備える請求項３４に記載の質量分析計であって、各々の対は、前記イオンが該対の調節可能なトリム電極間を掃引するように配置され、ここで、１つの対が各電気セクタの各入口および各出口と結合される、質量分析計。 35. The mass spectrometer of claim 34, comprising a plurality of pairs of adjustable trim electrodes, wherein each pair is arranged such that the ions sweep between the pair of adjustable trim electrodes, Mass spectrometer where one pair is coupled with each inlet and each outlet of each electrical sector. 少なくとも１つの質量分析器が、飛行時間型質量分析器であり、該飛行時間型質量分析器は、４つの電気セクタを備え、各電気セクタが約２７０°の偏向角度を有し、無電界領域が各電気セクタを分離する、請求項１〜３５のいずれか１項に記載の質量分析計。 At least one mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer, the time-of-flight mass analyzer comprising four electrical sectors, each electrical sector having a deflection angle of about 270 °, 36. A mass spectrometer as claimed in any one of claims 1 to 35, which separates each electrical sector. 少なくとも１つの質量分析器が飛行時間型質量分析器である、請求項１〜３６のいずれか１項に記載の質量分析計であって、該飛行時間型質量分析器は、複数の電気セクタおよび少なくとも１つの調節可能なトリム電極を備え、該少なくとも１つの調節可能なトリム電極が、第１および第２の対の調節可能なトリム電極を備え、各対が、イオンが該対の調節可能なトリム電極間を掃引するように配置され、ここで、該第１の対が、該イオン飛行経路の入口に最も近い電気セクタの入口に結合され、該第２の対が、該イオン飛行経路の出口に最も近い電気セクタの出口に結合される、質量分析計。 37. A mass spectrometer according to any one of the preceding claims, wherein the at least one mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer, wherein the time-of-flight mass analyzer comprises a plurality of electrical sectors and At least one adjustable trim electrode, wherein the at least one adjustable trim electrode comprises first and second pairs of adjustable trim electrodes, each pair having an adjustable ion of the pair Arranged to sweep between the trim electrodes, wherein the first pair is coupled to the entrance of the electrical sector closest to the entrance of the ion flight path and the second pair is coupled to the ion flight path A mass spectrometer coupled to the outlet of the electrical sector closest to the outlet. 少なくとも１つの質量分析器が飛行時間型質量分析器である、請求項３７に記載の質量分析計であって、該飛行時間型質量分析器は、４つの電気セクタを備え、各電気セクタが約２７０°の偏向角度を有し、無電界領域が各電気セクタを分離する、質量分析計。 38. The mass spectrometer of claim 37, wherein the at least one mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer, the time-of-flight mass analyzer comprising four electrical sectors, wherein each electrical sector is approximately A mass spectrometer having a deflection angle of 270 ° and a field-free region separating each electrical sector. 前記イオン源がレーザー脱離／イオン化手段を備える、請求項３８に記載の質量分析計。 39. A mass spectrometer as claimed in claim 38, wherein the ion source comprises laser desorption / ionization means. 前記イオン源が、化学イオン化手段、電子衝撃イオン化手段、光イオン化手段、またはエレクトロスプレーイオン化手段を備える、請求項３８に記載の質量分析計。 The mass spectrometer of claim 38, wherein the ion source comprises chemical ionization means, electron impact ionization means, photoionization means, or electrospray ionization means. 前記イオン源が、１つ以上の質量または質量範囲のイオンを選択的に提供する手段を備える、請求項１〜４０のいずれか１項に記載の質量分析計。 41. A mass spectrometer as claimed in any preceding claim, wherein the ion source comprises means for selectively providing one or more masses or mass ranges of ions. 前記イオン源が四重極イオントラップを備える、請求項４１に記載の質量分析計。 42. The mass spectrometer of claim 41, wherein the ion source comprises a quadrupole ion trap. 前記イオン源が、パルス化イオンビームまたは連続イオンビームから、該ビームの方向に対し実質的に軸方向および該ビームの方向に対して実質的に直交方向からなる群から選択される方向で、イオン群を抽出するための手段を備える、請求項１〜４２のいずれか１項に記載の質量分析計。 The ion source from a pulsed ion beam or a continuous ion beam in a direction selected from the group consisting of an axial direction substantially perpendicular to the direction of the beam and a direction substantially perpendicular to the direction of the beam; 43. A mass spectrometer as claimed in any one of claims 1 to 42, comprising means for extracting groups. 前記イオン源が、該イオン源からのイオンのパルスを加速する手段を備える、請求項１〜４３のいずれか１項に記載の質量分析計。 44. A mass spectrometer as claimed in any one of claims 1 to 43, wherein the ion source comprises means for accelerating pulses of ions from the ion source. イオンのパルスを加速する前記手段が、該イオンの形成後に電圧パルスを印加し得る電圧パルス化手段を備える、請求項４４に記載の質量分析計。 45. A mass spectrometer as claimed in claim 44, wherein the means for accelerating a pulse of ions comprises voltage pulsing means capable of applying a voltage pulse after formation of the ions. 少なくとも１つの電気セクタが、少なくとも１つのイオン光学素子と結合する、請求項１〜４５のいずれか１項に記載の質量分析計であって、該少なくとも１つのイオン光学素子は、電気セクタに出入りするイオンにより印加される電位を調節可能に変更し得る少なくとも１つのトリム電極を備え、そして該少なくとも１つのトリム電極の該電位を調節するように構成された制御システムをさらに備え、ここで、該調節は、電気セクタに出入りするイオンにより印加される該電位を調節可能に変更する、質量分析計。 46. A mass spectrometer as claimed in any one of the preceding claims, wherein at least one electrical sector is coupled to at least one ion optical element, wherein the at least one ion optical element enters and exits the electrical sector. A control system configured to adjust the potential of the at least one trim electrode, and further comprising a control system configured to adjust the potential of the at least one trim electrode. Adjustment is a mass spectrometer that adjustably changes the potential applied by ions entering and exiting the electrical sector. 前記制御システムが、ソフトウェアプログラムを備える、請求項４６に記載の質量分析計。 The mass spectrometer of claim 46, wherein the control system comprises a software program. タンデム質量分析計であって、以下：
イオン源；
第１質量分析器；
第２質量分析器；および
イオン検出器；
を備え、ここで、該第１質量分析器は、イオンをイオン飛行経路上の実質的に同時空間的配置に無収差収束および時間収束し得る、質量分析計。 A tandem mass spectrometer with the following:
Ion source;
First mass analyzer;
A second mass analyzer; and an ion detector;
Wherein the first mass analyzer is capable of aberration-free and time-focused ions in a substantially simultaneous spatial arrangement on the ion flight path. 前記第１質量分析器と前記第２質量分析器との両方にイオン連絡するイオン選択手段をさらに備える、請求項４８に記載の質量分析計であって、該イオン選択手段が、該第１質量分析器によって提供された複数のイオンの中からイオンを選択し得る、質量分析計。 49. The mass spectrometer of claim 48, further comprising ion selection means in ion communication with both the first mass analyzer and the second mass analyzer, wherein the ion selection means is the first mass. A mass spectrometer capable of selecting ions from among a plurality of ions provided by an analyzer. 前記イオン選択手段が、前記第２質量分析器とイオン連絡するアパーチャおよび該アパーチャを横切ってイオンビームを掃引させる手段を備える、請求項４９に記載の質量分析計。 50. The mass spectrometer of claim 49, wherein the ion selection means comprises an aperture in ion communication with the second mass analyzer and a means for sweeping an ion beam across the aperture. 前記イオン偏向手段が、電界手段をさらに備える、請求項５０に記載の質量分析計。 51. A mass spectrometer as claimed in claim 50, wherein the ion deflection means further comprises electric field means. 前記第１質量分析後にイオンを断片化するためのイオン断片化手段をさらに備える、請求項４８〜５２のいずれか１項に記載の質量分析計。 53. The mass spectrometer according to any one of claims 48 to 52, further comprising ion fragmentation means for fragmenting ions after the first mass analysis. 前記第１質量分析器が、飛行時間型質量分析器である、請求項４８〜５２のいずれか１項に記載の質量分析計。 53. A mass spectrometer according to any one of claims 48 to 52, wherein the first mass analyzer is a time-of-flight mass analyzer. 前記飛行時間型質量分析器が、少なくとも１つの電気セクタを備える、請求項５３に記載の質量分析計。 54. The mass spectrometer of claim 53, wherein the time-of-flight mass analyzer comprises at least one electrical sector. タンデム質量分析計であって、以下：
複数のイオンを提供するための手段；
第１質量分析を行うための手段；
第２質量分析を行うための手段；および
複数のイオンを検出するための手段；
を備え、ここで、該第１質量分析を行うための手段は、イオンをイオン飛行経路上の実質的に同時空間的配置に無収差収束および時間収束し得る、質量分析計。 A tandem mass spectrometer with the following:
Means for providing a plurality of ions;
Means for performing a first mass analysis;
Means for performing a second mass analysis; and means for detecting a plurality of ions;
Wherein the means for performing the first mass analysis is capable of aberration-free and time-focused ions in a substantially simultaneous spatial arrangement on the ion flight path. イオン選択手段をさらに備える、請求項５５に記載の質量分析計であって、該イオン選択手段は、前記第１質量分析を行うための手段と前記第２質量分析を行うための手段との両方にイオン連絡して配置される、質量分析計。 56. The mass spectrometer of claim 55, further comprising ion selection means, wherein the ion selection means is both means for performing the first mass analysis and means for performing the second mass analysis. A mass spectrometer placed in contact with the ion. 前記第１質量分析を行うための手段が、前記イオン選択手段と実質的に同時な位置における、前記同時イオン収束を可能にする、請求項５６に記載の質量分析計。 57. A mass spectrometer as claimed in claim 56, wherein the means for performing the first mass analysis enables the simultaneous ion focusing at a position substantially simultaneous with the ion selection means. イオンを断片化するための手段をさらに備える、請求項５５〜５７のいずれか１項に記載の質量分析計であって、該イオンは、前記第１質量分析を行うための手段後に断片化される、質量分析計。 58. A mass spectrometer as claimed in any one of claims 55 to 57, further comprising means for fragmenting ions, wherein the ions are fragmented after the means for performing the first mass analysis. Mass spectrometer. 前記第１質量分析を行うための手段が、前記イオンを断片化するための手段と実質的に同時な位置における、前記同時イオン収束を可能にする、請求項５８に記載の質量分析計。 59. A mass spectrometer as recited in claim 58, wherein the means for performing the first mass analysis enables the simultaneous ion focusing at a position substantially simultaneous with the means for fragmenting the ions. タンデム質量分析を実施するための方法であって、該方法は、以下：
第１質量分析器を用いて、イオン源によって提供される複数のイオンの第１質量分析を行う工程；
第２質量分析器を用いて、該複数のイオンの少なくとも１つの部分集団の第２質量分析を行う工程；および
イオン検出器を用いて複数のイオンを検出する工程；
を包含し、ここで、該質量分析器の少なくとも１つは、少なくとも１つの電気セクタを有する飛行時間型質量分析器を備える、方法。 A method for performing tandem mass spectrometry, the method comprising:
Performing a first mass analysis of a plurality of ions provided by an ion source using a first mass analyzer;
Performing a second mass analysis of at least a subpopulation of the plurality of ions using a second mass analyzer; and detecting a plurality of ions using an ion detector;
Wherein at least one of the mass analyzers comprises a time-of-flight mass analyzer having at least one electrical sector. 前記電気セクタ飛行時間型質量分析器が、少なくとも１つの無電界領域をさらに備え、ここで前記少なくとも１つの電気セクタおよび該少なくとも１つの無電界領域が、イオン飛行経路を規定する、請求項６０に記載の方法。 61. The electric sector time-of-flight mass analyzer further comprises at least one electric field region, wherein the at least one electric sector and the at least one electric field region define an ion flight path. The method described. 前記電気セクタ飛行時間型質量分析器が、前記第１質量分析器である、請求項６０または請求項６１に記載の方法。 62. The method of claim 60 or 61, wherein the electrical sector time-of-flight mass analyzer is the first mass analyzer. タンデム質量分析を実施するための方法であって、該方法は、以下：
第１質量分析器を用いて、少なくともイオン源によって提供された複数のイオンを無収差かつ時間的に収束する工程であって、ここで、該イオンは、イオン飛行経路上の実質的な同時空間位置に無収差かつ時間的に収束される、工程；
第２質量分析計を用いて、該収束されたイオンの少なくとも１つの部分集団の第２質量分析を行う工程；および
イオン検出器を用いて複数のイオンを検出する工程；
を包含する、方法。 A method for performing tandem mass spectrometry, the method comprising:
Using a first mass analyzer to focus at least a plurality of ions provided by an ion source in a non-aberrational and temporal manner, wherein the ions are in a substantially simultaneous space on the ion flight path. Aberrationally and temporally converged to a position;
Performing a second mass analysis of at least one subset of the focused ions using a second mass spectrometer; and detecting a plurality of ions using an ion detector;
Including the method. タンデム質量分析計を調整するための方法であって、該方法は、以下：
ａ）請求項２９に記載のタンデム質量分析計により、第１設定でのイオン検出の解像度または感度を、
ｉ）少なくとも１つの調節可能なトリム電極に電位を印加し、
ｉｉ）イオンの第１質量スペクトルをイオン源から取得し、そして
ｉｉｉ）検出の解像度または感度を該第１質量スペクトルから決定することにより、
決定する工程；
ｂ）第２設定でのイオン検出の解像度または感度を、
ｉ）少なくとも１個の調節可能なトリム電極に印加した該電位を調節し、
ｉｉ）イオンの第２質量スペクトルを該イオン源から取得し、そして
ｉｉｉ）検出の解像度または感度を該第２質量スペクトルから決定することにより、
決定する工程；および
ｃ）イオン検出の解像度または感度が、該第２設定で改善したかまたは低下したかを決定する工程；
を包含する、方法。 A method for adjusting a tandem mass spectrometer, the method comprising:
a) The resolution or sensitivity of ion detection in the first setting by the tandem mass spectrometer according to claim 29,
i) applying a potential to at least one adjustable trim electrode;
ii) obtaining a first mass spectrum of ions from an ion source, and iii) determining the resolution or sensitivity of detection from the first mass spectrum,
Determining step;
b) The resolution or sensitivity of ion detection in the second setting,
i) adjusting the potential applied to at least one adjustable trim electrode;
ii) obtaining a second mass spectrum of ions from the ion source, and iii) determining the resolution or sensitivity of detection from the second mass spectrum,
And c) determining whether the resolution or sensitivity of ion detection has improved or decreased at the second setting;
Including the method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006260873A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Jeol Ltd Time-of-flight mass spectrometer
JP2011228069A (en) * 2010-04-16 2011-11-10 Ulvac Japan Ltd Time-of-flight secondary ion mass spectrometer using gas cluster ion beam

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5238054B2 (en) * 2004-05-21 2013-07-17 日本電子株式会社 Time-of-flight mass spectrometry method and apparatus
WO2006102430A2 (en) * 2005-03-22 2006-09-28 Leco Corporation Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer with isochronous curved ion interface
US20100301202A1 (en) * 2009-05-29 2010-12-02 Virgin Instruments Corporation Tandem TOF Mass Spectrometer With High Resolution Precursor Selection And Multiplexed MS-MS
US8847155B2 (en) 2009-08-27 2014-09-30 Virgin Instruments Corporation Tandem time-of-flight mass spectrometry with simultaneous space and velocity focusing
US8735810B1 (en) 2013-03-15 2014-05-27 Virgin Instruments Corporation Time-of-flight mass spectrometer with ion source and ion detector electrically connected
US9543138B2 (en) 2013-08-19 2017-01-10 Virgin Instruments Corporation Ion optical system for MALDI-TOF mass spectrometer
DE102015121830A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald Broadband MR-TOF mass spectrometer
CN112799120B (en) * 2019-11-13 2024-03-22 中国科学院国家空间科学中心 Dual-channel electrostatic analyzer for synchronous measurement of ions and electrons

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4472631A (en) * 1982-06-04 1984-09-18 Research Corporation Combination of time resolution and mass dispersive techniques in mass spectrometry
US6674069B1 (en) * 1998-12-17 2004-01-06 Jeol Usa, Inc. In-line reflecting time-of-flight mass spectrometer for molecular structural analysis using collision induced dissociation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006260873A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Jeol Ltd Time-of-flight mass spectrometer
JP4594138B2 (en) * 2005-03-16 2010-12-08 日本電子株式会社 Time-of-flight mass spectrometer
JP2011228069A (en) * 2010-04-16 2011-11-10 Ulvac Japan Ltd Time-of-flight secondary ion mass spectrometer using gas cluster ion beam

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