JP2009541967A - 質量分析計 - Google Patents

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Abstract

衝突またはフラグメンテーションセル（８）の上流に配置されるイオン移動度分光計またはセパレータ（６）を含む質量分析計が開示される。イオン移動度分光計またはセパレータ（６）において、イオンがそのイオン移動度にしたがって分離される。イオンが衝突またはフラグメンテーションセル（８）に入射する際のイオンのフラグメンテーションエネルギーを最適化するために、イオン移動度分光計またはセパレータ（６）を出射するイオンの運動エネルギーを実質的に時間とともに直線的に増加させる。イオン移動度分光計またはセパレータ（６）のポテンシャルを変化させる期間中、イオン源（１）、イオンガイド（２）、四重極質量フィルタ（３）、必要に応じて設けられる第２の衝突またはフラグメンテーションセル（４）およびイオントラップデバイス（５）などのイオン移動度分光計またはセパレータ（６）の上流のイオン光学部品のポテンシャルは一定に保たれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、質量分析計および質量分析の方法に関する。
従来のハイブリッド四重極飛行時間質量分析計の大多数は、四重極質量フィルタ、その四重極質量フィルタの下流に配置されるフラグメンテーションセル、およびそのフラグメンテーションセルの下流に配置された飛行時間質量分析器を含む。この質量分析計は、従来、飛行時間（ＴＯＦ）データセットを問い合わせることによって、候補の親または前駆イオンが特定されるデータ指向分析（Ｄａｔａ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＤＤＡ）型実験のために使用される。次いで、特定の質量電荷比を有する親または前駆イオンは四重極質量フィルタによって選択的に移送されるように構成され、他方、他のイオンはその質量フィルタによって実質的に減衰される。四重極質量フィルタによって移送された、選択された親または前駆イオンはフラグメンテーションセルに移送され、フラグメントまたは娘イオンにフラグメンテーションされる。次いで、フラグメントまたは娘イオンは質量分析され、フラグメントまたは娘イオンの質量分析により、その親または前駆イオンについてのさらなる構造情報を得る。
親または前駆イオンのフラグメンテーションは、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）として知られているプロセスによって一般に実現される。イオンはフラグメンテーションセル中へ加速され、フラグメンテーションセル内に維持された衝突ガスに激しく衝突する際にフラグメンテーションされる。一旦十分なフラグメントイオン質量スペクトルデータが得られると、次いで質量フィルタは異なる質量電荷比を有する、異なる親または前駆イオンを選択するように設定され得る。次いで、このプロセスは複数回繰り返され得る。このアプローチにより総実験デューティサイクルが不利に低減され得ることが理解される。
特定の質量電荷比を有する親または前駆イオンを選択する工程を行わないことによって実験デューティサイクルを増加させることは公知である。この公知の方法は、特定の親または前駆イオンを選択することなく、その代わりに、衝突またはフラグメンテーションセルをフラグメンテーション動作モードと非フラグメンテーション動作モードとの間で交互に繰り返し切り換える。
この公知のアプローチは、理想的には、前駆または親イオンだけに関連する第１のデータセット（非フラグメンテーション動作モードにおいて）およびフラグメントイオンだけに関連する第２のデータセット（フラグメンテーション動作モードにおいて）を生成する。次いで、親イオン質量スペクトルにおいて見られる個々の親または前駆イオンが、フラグメントイオン質量スペクトルにおいて見られる対応するフラグメントイオンと照合され得る。この公知のアプローチは、上記の直列プロセスとは違って本質的に並列プロセスであり、総実験デューティサイクルにおいてその分増加が生じ得る。
この公知の並列アプローチに付随する問題は、フラグメンテーション動作モードにおいて同時にフラグメンテーションされる前駆または親イオンが特定のものではなく、したがって異なる質量電荷比および電荷状態を有する広範囲のイオンが同時にフラグメンテーションされるように図られることである。しかし、ある親または前駆イオンに対する最適なフラグメンテーションエネルギーは、フラグメンテーションの対象となるそのイオンの質量電荷比およびそのイオンの電荷状態の両方に依存するので、同時にフラグメンテーションされることが望まれるすべての親または前駆イオンに対して最適となるような１つのフラグメンテーションエネルギーは存在しない。したがって、最適にフラグメンテーションされない親または前駆イオンがあり得るか、あるいは、実際には全くフラグメンテーションされない親または前駆イオンがあり得る可能性がある。
フラグメンテーションエネルギーを取得期間中に漸進的に傾斜状または階段状に増加させて、取得期間の少なくとも一部が異なる親または前駆イオンに対する最適なフラグメンテーションエネルギーにおいてまたはその近くで費やされることを確実にし得ることが考えられ得る。しかし、このアプローチが採用されたならば、取得時間の多くの割合が非最適なフラグメンテーションエネルギーを有する親または前駆イオンにも費やされるであろう。その結果、このアプローチが採用されたならば、フラグメントイオン質量スペクトルにおけるフラグメントイオンの強度は比較的低いままとなる可能性がある。フラグメンテーション動作モード中にフラグメンテーションエネルギーの階段状または傾斜状の増加を図る別の結果は、親または前駆イオンの一部がそのまま残り、したがってこれらの親または前駆イオンが本来はフラグメントイオンのみに関連するはずのデータセット中に見られるという欠点がある。
改善された質量分析計を提供することが所望される。
本発明の一態様によると、質量分析計であって、
イオンをそのイオン移動度にしたがって分離するように構成および適合されるイオン移動度分光計またはセパレータと、
イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置される１つ以上のイオン光学デバイス（ｄｅｖｉｃｅ）と、
イオン移動度分光計またはセパレータの下流に配置される第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスと、
第１の動作モードにおいて、イオン移動度分光計またはセパレータと第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にし、他方、上記１つ以上のイオン光学デバイスを実質的に一定または不変のポテンシャルに維持するように構成および適合される電圧手段とを含む質量分析計が提供される。
上記１つ以上のイオン光学デバイスは、例えば、イオン源を含み得る。イオン源は、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源；（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源；（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源；（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源；（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源；（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源；（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源；（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源；（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源；（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源；（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源；（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源；（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源；（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源；（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源；（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源；（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオン源；および（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源からなる群から選択され得る。
イオン源は、パルス化または連続イオン源を含み得る。
上記１つ以上のイオン光学デバイスは、例えばイオン源の下流に配置され得るイオンガイドを含み得る。イオンガイドは、（ｉ）多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセットイオンガイド、（ｉｉ）イオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイド、または（ｉｉｉ）イオンガイドを形成する平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイを含み得る。
イオンガイドがロッドセットを含む場合、多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセットイオンガイドは、四重極ロッドセットイオンガイド、六重極ロッドセットイオンガイド、八重極ロッドセットイオンガイド、または８つより多くのロッドを含むロッドセットイオンガイドを含み得る。
イオンガイドがイオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイドを含む場合、イオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイドは、使用中にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極、または少なくとも２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、もしくは１００の電極を含み得、上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に同一のサイズまたは面積であるアパーチャを有するか、あるいは、サイズもしくは面積が漸進的に増加および／または減少するアパーチャを有する。好ましくは、上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ；（ｉｉ）≦２．０ｍｍ；（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ；（ｉｖ）≦４．０ｍｍ；（ｖ）≦５．０ｍｍ；（ｖｉ）≦６．０ｍｍ；（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ；（ｉｘ）≦９．０ｍｍ；（ｘ）≦１０．０ｍｍ；および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または内寸法を有する。
イオンガイドが電極のアレイを含む場合、平面、平板、またはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される複数のまたは少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、もしくは２０の平面、平板、またはメッシュ電極を含み得、平面、平板、またはメッシュ電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される。好ましくは、上記複数の平面、平板、またはメッシュ電極にＡＣまたはＲＦ電圧を供給するためのＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含み、隣接する平面、平板、またはメッシュ電極には、ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が供給される。
イオンガイドは、複数の軸方向セグメント、または少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、もしくは１００の軸方向セグメントを含み得る。
一実施形態によると、イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、イオンガイドを形成する電極に、１つ以上の過渡ＤＣ電圧（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ）もしくはポテンシャル、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を印加するように過渡ＤＣ電圧手段が構成および適合され得る。
別の実施形態によると、第１のイオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、イオンガイドを形成する電極に、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段が設けられ得る。
イオンガイドは、（ｉ）＜２０ｍｍ；（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ；（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ；（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ；（ｖ）８０〜１００ｍｍ；（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ；（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ；（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ；（ｘ）１８０〜２００ｍｍ；（ｘｉ）２００〜２２０ｍｍ；（ｘｉｉ）２２０〜２４０ｍｍ；（ｘｉｉｉ）２４０〜２６０ｍｍ；（ｘｉｖ）２６０〜２８０ｍｍ；（ｘｖ）２８０〜３００ｍｍ；および（ｘｖｉ）＞３００ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを好ましくは有する。
イオンガイドは、イオンをイオンガイド内に半径方向に閉じ込めるために、イオンガイドの上記複数の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に、ＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段を好ましくは含む。ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク；（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク；（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク；（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク；（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク；および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、イオンガイドの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、イオンガイドの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。
イオンガイドの少なくとも一部は、（ｉ）＞０．０００１ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞０．００１ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞０．０１ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１０ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）０．０００１〜０．１ｍｂａｒ；および（ｖｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に好ましくは維持される。
上記１つ以上のイオン光学デバイスは、質量フィルタ／分析器を含み得る。質量フィルタ／分析器は、四重極ロッドセット質量フィルタもしくは分析器、飛行時間質量フィルタもしくは質量分析器、ウィーンフィルタ、または磁場型質量フィルタもしくは質量分析器を含み得る。
上記１つ以上のイオン光学デバイスは、イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置される第２のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを含み得る。第２のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスにより、親または前駆イオンを選択およびフラグメンテーションし、次いで、その結果得られる第１世代フラグメントイオンをイオン移動度分光計またはセパレータに渡すことが可能となる。イオン移動度分光計またはセパレータにおいて、第１世代フラグメントイオンは、そのイオン移動度にしたがって分離される。次いで、第１世代フラグメントイオンは、イオン移動度分光計またはセパレータの下流に配置される第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスに渡され、その結果、第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスにおいて第２世代フラグメントイオンが生成される。
第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成される衝突またはフラグメンテーションセルを好ましくは含む。
衝突またはフラグメンテーションセルは、イオンが衝突またはフラグメンテーションセルに入射できるようにするための上流開口およびイオンが衝突またはフラグメンテーションセルから出射できるようにするための下流開口を有するハウジングを好ましくは含む。一実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、多重極ロッドセットを含み得る。第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、四重極、六重極、八重極またはより高次のロッドセットを含み得る。多重極ロッドセットは軸方向にセグメント化され得る。
一実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数の電極を含む。第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、イオントンネルまたはイオンファンネル構成を含み得る。第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００の電極を含み得る。
一実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する。
一実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に同じサイズまたは面積のアパーチャを有する。
別の実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％は、フラグメンテーション、衝突または反応デバイスの軸に沿った方向にサイズまたは面積が漸進的により大きくおよび／またはより小さくなるアパーチャを有する。
好ましくは、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％は、ｉ）≦１．０ｍｍ；（ｉｉ）≦２．０ｍｍ；（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ；（ｉｖ）≦４．０ｍｍ；（ｖ）≦５．０ｍｍ；（ｖｉ）≦６．０ｍｍ；（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ；（ｉｘ）≦９．０ｍｍ；（ｘ）≦１０．０ｍｍ；および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または内寸法を有するアパーチャを有する。
第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数のプレートまたはメッシュ電極を含み得、上記プレートまたはメッシュ電極の少なくともいくつかは使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置され得る。
第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み得、上記プレートまたはメッシュ電極の少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される。
第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または＞２０のプレートまたはメッシュ電極を含み得る。プレートまたはメッシュ電極には、ＡＣまたはＲＦ電圧が好ましくは供給される。隣接するプレートまたはメッシュ電極には、ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が好ましくは供給される。
第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数の軸方向セグメントを含み得る。第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、例えば、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、または１００の軸方向セグメントを含み得る。
一実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を維持するためのＤＣ電圧手段が設けられ得る。ＤＣ電圧手段は、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を維持するように好ましくは構成および適合される。
一実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを形成する電極に印加するように構成および適合される過渡ＤＣ電圧手段が設けられ得る。過渡ＤＣ電圧手段は、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って１つ以上の過渡ＤＣ電圧または１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形を電極に印加するように好ましくは構成および適合される。
第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧を、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを形成する電極に印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段が好ましくは設けられ得る。ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧を電極に印加するように好ましくは構成および適合される。
一実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは複数の電極を含み、質量分析計は、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記複数の電極の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む。ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク；（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク；（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク；（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク；（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク；および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。
好ましさがやや劣る好ましい実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、（ｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｖｉｉｉ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−メタステーブルイオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−メタステーブル分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−メタステーブル原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブルイオン反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル原子反応デバイスからなる群から選択されるフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを含み得る。
一実施形態によると、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの少なくとも一部を、（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ；（ｉｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ；および（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに含む。
一実施形態によると、１動作モードにおいて、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイス内にイオンをトラップするように構成および適合される手段をさらに含む。
質量分析計は、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを、イオンが実質的にフラグメンテーションされる第１の動作モードとフラグメンテーションされるイオンが実質的により少ないかまたは全くない第２の動作モードとの間で切り換えるかまたは繰り返し切り換えるように構成および適合される制御システムを好ましくは含む。第１の動作モードにおいて、イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンは、（ｉ）≧１０Ｖ；（ｉｉ）≧２０Ｖ；（ｉｉｉ）≧３０Ｖ；（ｉｖ）≧４０Ｖ；（ｖ）≧５０Ｖ；（ｖｉ）≧６０Ｖ；（ｖｉｉ）≧７０Ｖ；（ｖｉｉｉ）≧８０Ｖ；（ｉｘ）≧９０Ｖ；および（ｘ）≧１００Ｖからなる群から選択されるポテンシャル差を通して好ましくは加速される。第２の動作モードにおいて、イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンは、（ｉ）≦２０Ｖ；（ｉｉ）≦１５Ｖ；（ｉｉｉ）≦１０Ｖ；（ｉｖ）≦５Ｖ；および（ｖ）≦１Ｖからなる群から選択されるポテンシャル差を通して好ましくは加速される。制御システムは、１ｍｓ、５ｍｓ、１０ｍｓ、１５ｍｓ、２０ｍｓ、２５ｍｓ、３０ｍｓ、３５ｍｓ、４０ｍｓ、４５ｍｓ、５０ｍｓ、５５ｍｓ、６０ｍｓ、６５ｍｓ、７０ｍｓ、７５ｍｓ、８０ｍｓ、８５ｍｓ、９０ｍｓ、９５ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓ、３００ｍｓ、４００ｍｓ、５００ｍｓ、６００ｍｓ、７００ｍｓ、８００ｍｓ、９００ｍｓ、１ｓ、２ｓ、３ｓ、４ｓ、５ｓ、６ｓ、７ｓ、８ｓ、９ｓ、または１０ｓごとに少なくとも１回、第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを第１の動作モードと第２の動作モードとの間で切り換えるように好ましくは構成および適合される。
上記１つ以上のイオン光学デバイスは、例えば、イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置されるイオントラップまたはイオントラップデバイスを含み得る。
イオントラップまたはイオントラップデバイスは、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ中へパルス化するように構成され得る。イオントラップまたはイオントラップデバイスは、（ｉ）多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセット、（ｉｉ）イオントンネルまたはイオンファンネル、または（ｉｉｉ）平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイを含み得る。
イオントラップまたはイオントラップデバイスが多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセットを含む場合、イオン移動度分光計またはセパレータは、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、または８つより多くのロッドを含むロッドセットを含み得る。
イオントラップまたはイオントラップデバイスがイオントンネルまたはイオンファンネルを含む場合、イオントンネルまたはイオンファンネルは、使用中にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極、または少なくとも２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、もしくは１００の電極を含み得、上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に同一のサイズまたは面積であるアパーチャを有するか、または、サイズもしくは面積が漸進的に増加および／もしくは減少するアパーチャを有する。好ましくは、上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ；（ｉｉ）≦２．０ｍｍ；（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ；（ｉｖ）≦４．０ｍｍ；（ｖ）≦５．０ｍｍ；（ｖｉ）≦６．０ｍｍ；（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ；（ｉｘ）≦９．０ｍｍ；（ｘ）≦１０．０ｍｍ；および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または内寸法を有する。
イオントラップまたはイオントラップデバイスが電極のスタックまたはアレイを含む場合、電極のスタックまたはアレイは、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される複数のまたは少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、もしくは２０の平面、平板、またはメッシュ電極を含み得る。好ましくは、平面、平板、またはメッシュ電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される。上記複数の平面、平板、またはメッシュ電極にＡＣまたはＲＦ電圧を供給するためのＡＣまたはＲＦ電圧手段が設けられ得る。隣接する平面、平板、またはメッシュ電極には、ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が好ましくは供給される。
イオントラップまたはイオントラップデバイスは、イオントラップまたはイオントラップデバイス内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、イオントラップまたはイオントラップデバイスの上記複数の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に、ＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含み得る。好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク；（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク；（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク；（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク；（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク；および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、イオントラップまたはイオントラップデバイスの上記複数の電極に供給するように構成および適合される。好ましくは、ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、イオントラップまたはイオントラップデバイスの上記複数の電極に供給するように構成および適合される。
電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に当該イオンが通過するポテンシャル差を変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にするように好ましくは構成および適合される。電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に当該イオンが通過するポテンシャル差を、実質的に連続的および／または直線的および／または漸進的および／または規則的に変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にするように好ましくは構成および適合される。好ましさがやや劣る好ましい実施形態によると、電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に通過するポテンシャル差を、実質的に非連続的および／または非直線的に変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にするように構成および適合され得る。
電圧手段は、時刻ｔ1にイオン移動度分光計またはセパレータから現れるイオンを第１のポテンシャル差Ｖ1を通して加速し、時刻ｔ1より後の第２の時刻ｔ2にイオン移動度分光計またはセパレータから現れる第２の異なるイオンを第２の異なるポテンシャル差Ｖ2を通して加速するように好ましくは構成および適合される。
好ましくは、Ｖ2＞Ｖ1である。電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへ移送される際に当該イオンが通過するポテンシャル差を時間とともに漸進的に増加させるように好ましくは構成および適合される。
好ましさがやや劣る好ましい実施形態によると、Ｖ2＜Ｖ1である。この実施形態は、例えば、多価イオンがフラグメンテーションされる場合に実施され得る。この実施形態によると、電圧手段は、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータから第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへ移送される際に当該イオンが通過するポテンシャル差を時間とともに低減するように構成および適合され得る。
電圧手段は、イオンが第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスに入射する際にフラグメンテーションのための実質的に最適なポテンシャル差を通過するようにイオンを加速するように好ましくは構成および適合される。
電圧手段は、イオンを第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイス中へ加速しかつ／または減速するように好ましくは構成および適合される。
イオン移動度分光計またはセパレータは、気相電気泳動デバイスを好ましくは含む。
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータは、ドリフトチューブおよびドリフトチューブの少なくとも一部に沿って軸方向ＤＣ電圧勾配を維持するための１つ以上の電極を含み得る。ドリフトチューブの少なくとも一部に沿って軸方向ＤＣ電圧勾配を維持するための手段が好ましくは設けられる。
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータは１つ以上の多重極ロッドセットを含み得る。イオン移動度分光計またはセパレータは１つ以上の四重極、六重極、八重極またはより高次のロッドセットを含み得る。上記１つ以上の多重極ロッドセットは軸方向にセグメント化され得るか、または複数の軸方向セグメントを含み得る。
イオン移動度分光計またはセパレータは複数の電極を好ましくは含む。イオン移動度分光計またはセパレータは少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００の電極を好ましくは含む。イオン移動度分光計またはセパレータの上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有し得る。
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータの上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に同じサイズまたは面積のアパーチャを有する。
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータの上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、イオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った方向にサイズまたは面積が漸進的により大きくおよび／またはより小さくなるアパーチャを有する。
好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータの上記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、ｉ）≦１．０ｍｍ；（ｉｉ）≦２．０ｍｍ；（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ；（ｉｖ）≦４．０ｍｍ；（ｖ）≦５．０ｍｍ；（ｖｉ）≦６．０ｍｍ；（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ；（ｉｘ）≦９．０ｍｍ；（ｘ）≦１０．０ｍｍ；および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または内寸法を有するアパーチャを有する。
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み得、プレートまたはメッシュ電極の少なくともいくつかは使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される。
イオン移動度分光計またはセパレータは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み得、プレートまたはメッシュ電極の少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される。
イオン移動度分光計またはセパレータは少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または＞２０のプレートまたはメッシュ電極を含み得る。プレートまたはメッシュ電極には、ＡＣまたはＲＦ電圧が好ましくは供給される。隣接するプレートまたはメッシュ電極には、ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が好ましくは供給される。
イオン移動度分光計またはセパレータは複数の軸方向セグメントを含み得る。イオン移動度分光計またはセパレータは、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、または１００の軸方向セグメントを含み得る。
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を維持するためのＤＣ電圧手段が設けられ得る。ＤＣ電圧手段は、イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を維持するように構成および適合され得る。
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形をイオン移動度分光計またはセパレータを形成する電極に印加するように過渡ＤＣ電圧手段が構成および適合され得る。
過渡ＤＣ電圧手段は、イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を電極に印加するように構成および適合され得る。
イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧をイオン移動度分光計またはセパレータを形成する電極に印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段が設けられ得る。
ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧を電極に印加するように好ましくは構成および適合される。
イオン移動度分光計またはセパレータは複数の電極を好ましくは含む。質量分析計は、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ内に半径方向に閉じ込めるために、イオン移動度分光計またはセパレータの上記複数の電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段を好ましくはさらに含む。
ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク；（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク；（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク；（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク；（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク；および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、イオン移動度分光計またはセパレータの上記複数の電極に供給するように好ましくは構成および適合される。ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、イオン移動度分光計またはセパレータの上記複数の電極に供給するように構成および適合される。
イオン移動度分光計またはセパレータの少なくとも一部を、（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ；（ｉｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ；および（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段が好ましくは設けられる。
イオン移動度分光計またはセパレータから現れるイオンを第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへまたは中へガイドまたは移送するためにイオン移動度分光計またはセパレータと第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間にイオンガイドまたは移送手段が配置され得る。
第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの下流に質量分析器が好ましくは配置される。質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器；（ｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器；（ｉｉｉ）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器；（ｉｖ）直交加速飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器；（ｖ）軸方向加速飛行時間質量分析器；（ｖｉ）磁場型質量分析計；（ｖｉｉ）ポールまたは三次元四重極質量分析器；（ｖｉｉｉ）二次元または線形四重極質量分析器；（ｉｘ）ペニングトラップ質量分析器；（ｘ）イオントラップ質量分析器；（ｘｉ）フーリエ変換オービトラップ；（ｘｉｉ）静電イオンサイクロトロン共鳴質量分析計；（ｘｉｉｉ）静電フーリエ変換質量分析計；および（ｘｉｖ）四重極質量分析器からなる群から好ましくは選択される。
本発明の一態様によると、質量分析の方法であって、
イオン移動度分光計またはセパレータにおいてイオンをそのイオン移動度にしたがって分離する工程と、
イオン移動度分光計またはセパレータの上流に１つ以上のイオン光学デバイスを準備する工程と、
イオン移動度分光計またはセパレータの下流に第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを準備する工程と、
イオン移動度分光計またはセパレータと第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にし、他方、上記１つ以上のイオン光学デバイスを実質的に一定または不変のポテンシャルに維持する工程とを含む、質量分析の方法が提供される。
上記好ましい実施形態は、好ましくはフラグメンテーションデバイスの上流に配置されるイオン移動度分光計またはセパレータデバイスを使用して実質的に予測可能な方法でイオンを一時的に分離する工程を好ましくは含む。フラグメンテーションデバイスは、好ましくは＞１０-3ｍｂａｒの圧力に維持された衝突ガスを収納する衝突またはフラグメンテーションセルを備える。任意の与えられた時刻に、イオン移動度分光計またはセパレータに入射するイオンの質量電荷比範囲（与えられた電荷状態に対して）は一般に予測され得る。したがって、任意の特定時刻に衝突またはフラグメンテーションセルに受け取られるイオンの質量電荷比もまた一般に予測され得る。上記好ましい実施形態は、衝突またはフラグメンテーションセルに入射するイオンのエネルギーを設定または制御する工程、および当該エネルギーを時間とともに変化させて、実質的にすべての親または前駆イオンが、イオン移動度分光計またはセパレータデバイスからフラグメンテーションデバイス中へまたはこれに向かって好ましくは加速される際にフラグメンテーションのための実質的に最適なエネルギーを有するように構成されるようにする工程を含む。
上記好ましい実施形態は、対象のイオンの全質量電荷比範囲にわたり実質的に改善されたフラグメンテーション効率でイオンがフラグメンテーションされることを可能にし、したがって当該技術分野における重要な進歩を示す。
上記好ましい実施形態の特に重要な態様は、イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置されるイオン光学デバイスのポテンシャルを好ましくは実質的に一定または不変とし、他方、イオン移動度分光計またはセパレータと第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を好ましくは漸進的に増加させるということである。
従来においては、質量分析計において第１のイオン光学デバイスと第１のイオン光学デバイスの下流に配置される第２のイオン光学デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に増加させるならば、第１のイオン光学デバイスの上流の他のすべてのイオン光学デバイスのポテンシャルも、第１のイオン光学デバイスのポテンシャルの第２のイオン光学デバイスに対する増加と並行して増加させることになるであろう。
上記好ましい実施形態によると、イオン源、イオンガイド、四重極ロッドセット質量フィルタ、必要に応じて設けられる第２のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスおよびトラップデバイスまたはイオントラップなどのイオン光学デバイスは、すべてイオン移動度分光計またはセパレータの上流に準備または配置され得る。上記好ましい実施形態によると、これらのイオン光学デバイスのそれぞれのポテンシャルをイオン移動度分光計またはセパレータのポテンシャルの増加と並行して変化または増加させる代わりに、イオン移動度分光計またはセパレータと第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を変化させる期間中、これらのイオン光学デバイスのポテンシャルを好ましくは実質的に不変とする。
上記好ましい実施形態によると、次いで、イオン移動度分光計またはセパレータと第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を変化または増加させる期間の終わりに、イオン移動度分光計またはセパレータのポテンシャルを当該期間の始まりにおけるポテンシャルに低下させるか、または戻し得る。次いで、新たなイオンのパルスがイオン移動度分光計またはセパレータ中に入れられ得る。イオンは、好ましくはイオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置されるイオントラップまたはイオントラップデバイスからパルス出力されることによってイオン移動度分光計またはセパレータ中にパルス化されるのが好ましい。本発明者らは、上記好ましい動作モードの周期性により、イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置されるイオン光学デバイスが維持されるポテンシャルをイオン移動度分光計またはセパレータが使用時に維持されるポテンシャルから切り離すことが可能になることを理解した。イオン移動度分光計またはセパレータの第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスに対するポテンシャルだけを増加させ、他方、イオン移動度分光計またはセパレータの上流のイオン光学デバイスを実質的に一定のポテンシャルに維持することは、非常に有利であり、質量分析計の上記好ましい動作モードを大幅に簡略化する。
図１は、本発明の好ましい実施形態に係る質量分析計の模式図である。 図２は、異なる質量電荷比を有する一価イオンが好ましい実施形態に係るイオン移動度分光計またはセパレータを出射するのにかかる時間を示す図である。 図３は、例えば、ＭＡＬＤＩイオン源から射出された際の一価イオンについての、質量電荷比に対する最適なフラグメンテーションエネルギーのプロットを示す図である。 図４は、一価イオンが上記好ましい実施形態に係るイオン移動度分光計またはセパレータをドリフト通過するのにかかる時間に対する、イオンが有するべきフラグメンテーションのための最適なエネルギーのプロットを示す図である。
ここで、添付の図面を参照して本発明の種々の実施形態を、あくまで例として、説明する。
以下に、本発明の好ましい実施形態を図１を参照して説明する。本発明の上記好ましい実施形態に係る質量分析計は、好ましくはイオン源１を備える。イオンガイド２は、好ましくはイオン源１の下流に配置される。一実施形態によると、イオンガイド２は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極を含む四重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントンネルイオンガイドを含み得る。イオンをイオンガイド２の長さに沿って駆動させるために、イオンガイド２の電極には１つ以上の過渡ＤＣ電圧波形が印加され得る。
イオンガイド２の下流には、質量フィルタ３が好ましくは準備される。質量フィルタ３は、好ましくは四重極ロッドセット質量フィルタ３を含む。質量フィルタ３の下流には、必要に応じて設けられる衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス４が準備され得る。
後に詳述するように、必要に応じて設けられる衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス４は、準備された場合、質量フィルタ３によって特定の親または前駆イオンが選択され得るＭＳ2実験を行うことを可能にする。質量フィルタ３によって次いで前方へ移送される親または前駆イオンは、次いで好ましくは衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス４へ渡される。次いで、親または前駆イオンは好ましくはフラグメンテーションされ、複数の第１世代フラグメントイオンが生成される。次いで、第１世代フラグメントイオンは好ましくはイオン移動度分光計またはセパレータ６中へパルス化される。次いで、第１世代フラグメントイオンは、好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータ６を通過する際にそのイオン移動度にしたがって一時的に分離される。次いで、第１世代フラグメントイオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ６の下流に配置される移送光学部品７またはイオンガイド、および次のさらなる衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス８を通過する際に、第１世代フラグメントイオン自身がその後フラグメンテーションされて第２世代フラグメントイオンを生成するような最適なポテンシャル差を通して加速される。
好ましくは質量フィルタ３および必要に応じて設けられる衝突、フラグメンテーションまたは反応デバイス４の下流に、イオントラップまたはイオントラップデバイス５が配置される。イオントラップまたはイオントラップデバイス５は、イオン移動度分光計またはセパレータ６の上流にある。
イオン移動度分光計またはセパレータ６は、好ましくはイオンをそのイオン移動度または関連の物理化学性質にしたがって分離するように構成される。イオン移動度分光計またはセパレータ６は、好ましくは一形態の気相電気泳動デバイスを含む。
イオン移動度分光計またはセパレータ６は、多くの異なる形態を取り得る（より詳細は後述する。）。一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータ６は、進行波イオン移動度セパレータデバイスを含み得る。進行波イオン移動度セパレータデバイスにおいては、１つ以上の進行もしくは過渡ＤＣ電圧もしくは波形またはＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形がデバイス６を形成する複数の電極に印加される。あるいは、デバイス６は、イオンを半径方向に閉じ込めてもよいし、閉じ込めなくてもよいドリフトセルを含み得る。
一実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータ６は、１つ以上のガードリング電極を有するドリフトチューブを含み得る。一定の軸方向ＤＣ電圧勾配が好ましくはドリフトチューブの長さに沿って維持され得る。ドリフトチューブは好ましくは＞１０-3ｍｂａｒ、より好ましくは＞１０-2ｍｂａｒのガス圧力で維持され、イオンは好ましくは一定のＤＣ電圧勾配を印加することによってデバイスに沿ってまたは通って駆動される。比較的高いイオン移動度を有するイオンは、比較的低いイオン移動度を有するイオンよりも先にイオン分光計移動度またはセパレータ６から現れる。
他の実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータ６は、多重極ロッドセットを含み得る。特に好ましい実施形態によると、多重極ロッドセット（例えば、四重極ロッドセット）は軸方向にセグメント化され得る。その複数の軸方向セグメントは、静的な軸方向ＤＣ電圧勾配がイオン移動度分光計またはセパレータ６の長さに沿って維持されるように、異なるＤＣポテンシャルに維持され得る。また、別の実施形態によると、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ６の軸方向長さに沿ってかつ通って駆動させるために、１つ以上の時変ＤＣポテンシャルが軸方向セグメントに印加され得ることが考えられる。あるいは、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ６の長さに沿って駆動させるために１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧が軸方向セグメントに印加され得る。これらの種々の実施形態によると、イオンはイオン移動度分光計またはセパレータ６の軸方向ドリフト領域に存在する背景ガスを通過する際に、そのイオン移動度にしたがって分離されることが理解される。
イオン移動度分光計またはセパレータ６は、別の実施形態によると、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数のプレート、リングまたはワイヤ電極を含むイオントンネルまたはイオンファンネル構成を含み得る。あるイオントンネル構成において、実質的にすべての電極は同様のサイズのアパーチャを有する。あるイオンファンネル構成において、アパーチャのサイズは、好ましくは漸進的により小さくなるか、またはより大きくなる。これらの実施形態によると、一定のＤＣ電圧勾配がイオントンネルまたはイオンファンネルイオン移動度分光計またはセパレータの長さに沿って維持され得る。あるいは、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ６の長さに沿って駆動させるために１つ以上の過渡もしくは時変ＤＣポテンシャル、または多相ＡＣもしくはＲＦ電圧がイオントンネルまたはイオンファンネル構成を形成する電極に印加され得る。
さらなる実施形態によると、イオン移動度分光計またはセパレータ６は、使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される複数のプレートまたはメッシュ電極を含むサンドイッチプレート構成を含み得る。また、電極構成は好ましくは軸方向にセグメント化され得、その結果、イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ６の長さに沿ってかつ通って駆動させるために、他の実施形態と同様に、静的なＤＣポテンシャル勾配、時変ＤＣポテンシャルまたは多相ＡＣもしくはＲＦ電圧のいずれかが軸方向セグメントに印加され得る。
イオンは、好ましくはＡＣまたはＲＦ電圧がイオン移動度分光計またはセパレータ６を形成する電極に印加されることによって、イオン移動度分光計またはセパレータ６内に半径方向に閉じ込められる。印加されたＡＣまたはＲＦ電圧により、好ましくは、イオン移動度分光計またはセパレータ６からイオンが半径方向に逃げることを阻止する半径方向擬ポテンシャル井戸が、好ましくは形成される。
イオン移動度分光計またはセパレータ６の上流に好ましくは準備されるイオントラップ５は、好ましくは１つ以上のパルスのイオンをイオン移動度分光計またはセパレータ６中へまたはそれに向かって周期的に放出するように配置される。
移送光学部品７またはイオンガイドが、イオン移動度分光計またはセパレータ６から射出されるかまたはそこを離れるイオンを受け取るために、好ましくはイオン移動度分光計またはセパレータ６の下流に配置される。移送光学部品７またはイオンガイドは、一実施形態によると、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極を含む四重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントンネルイオンガイドを含み得る。
好ましくは衝突またはフラグメンテーションセル８を含むフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８が、好ましくは移送光学部品７またはイオンガイドの下流に配置される。別の実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、イオン移動度分光計またはセパレータ６から直接または間接的に射出されたイオンを受け取るように配置され得る。
フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、好ましくは多くの異なる形態を取り得る衝突またはフラグメンテーションセル８を含む。最も簡単な形態において、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、多重極ロッドセット衝突またはフラグメンテーションセルを含み得る。一実施形態によると、衝突またはフラグメンテーションセル８は、進行波衝突またはフラグメンテーションセル８を含み得る。進行波衝突またはフラグメンテーションセル８においては、イオンを衝突またはフラグメンテーションセル８の長さに沿って駆動させるために、衝突またはフラグメンテーションセル８を形成する電極に、１つ以上の進行もしくは過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形が好ましくは印加される。フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８を形成する電極に過渡ＤＣポテンシャルまたは電圧を印加することにより、好ましくはフラグメントイオンが衝突またはフラグメンテーションセル８を通る通過時間が早まる。
あるいは、衝突またはフラグメンテーションセル８は直線加速衝突またはフラグメンテーションセルを含み得る。ここで、一定の軸方向ＤＣ電圧勾配が衝突またはフラグメンテーションセル８の軸方向長さの少なくとも一部に沿って維持される。
上記好ましい実施形態によると、衝突またはフラグメンテーションセル８は、好ましくは衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように配置される。ここで、衝突またはフラグメンテーションセル８内に存在するガス分子にイオンが衝突した際にフラグメンテーションされるように十分なエネルギーでイオンは衝突またはフラグメンテーションセル８中へ加速される。好ましさがやや劣る好ましい実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、表面誘起解離（「ＳＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするためのデバイスを含み得る。ＳＩＤにおいて、イオンは表面または電極へ加速されることによってフラグメンテーションされる。好ましさがやや劣る好ましい他の実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は他の形態をとり得ると考えられる。
一実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は多重極ロッドセットを含み得る。一実施形態によると、多重極ロッドセット（例えば、四重極ロッドセット）は軸方向にセグメント化され得る。その複数の軸方向セグメントは、静的な軸方向ＤＣ電圧勾配がフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の長さの少なくとも一部に沿って好ましくは維持されるように、異なるＤＣポテンシャルに維持され得る。別の実施形態によると、フラグメントイオンをフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の軸方向長さに沿ってかつ通って駆動させるために、１つ以上の時変ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形がフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の軸方向セグメントに印加され得ることが考えられる。あるいは、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の長さに沿ってフラグメントイオンを駆動させるために、１つ以上の多相ＡＣまたはＲＦ電圧が軸方向セグメントに印加され得る。
一定の非ゼロＤＣ電圧勾配をフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の長さに沿って印加したり、または１つ以上の過渡ＤＣまたは多相ＡＣもしくはＲＦ電圧をフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを形成する電極に印加する必要はないが、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の長さに沿って静的なまたは時変電界を印加することによってフラグメントイオンがフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８を通る通過時間を改善できる。
フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、別の実施形態によると、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数のプレート電極を含むイオントンネルまたはイオンファンネル構成を含み得る。あるイオントンネル構成において、実質的にすべての電極は同様のサイズのアパーチャを有する。あるイオンファンネル構成において、アパーチャのサイズは、好ましくは漸進的により小さくなるか、またはより大きくなる。これらの実施形態によると、一定のＤＣ電圧勾配が、イオントンネルまたはイオンファンネルフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の長さに沿って維持され得る。あるいは、イオンをフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の長さに沿って駆動させるために、１つ以上の過渡もしくは時変ＤＣ電圧ポテンシャル、過渡ＤＣ電圧もしくは電圧波形、または多相ＡＣもしくはＲＦ電圧が、イオントンネルまたはイオンファンネル構成を形成する電極に印加され得る。
さらなる実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８はサンドイッチプレート構成を含み得る。ここで、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される複数のプレートまたはメッシュ電極を含む。また、電極構成は、好ましくは軸方向にセグメント化され得、その結果、フラグメントイオンをフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８に沿ってかつ通って駆動させるために、他の実施形態と同様に、静的なＤＣポテンシャル勾配、時変ＤＣポテンシャルまたは多相ＡＣもしくはＲＦ電圧のいずれかが軸方向セグメントに印加され得る。
イオンは、好ましくはＡＣまたはＲＦ電圧がフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８を形成する電極に印加されることによって、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８内に半径方向に閉じ込められる。印加されたＡＣまたはＲＦ電圧により、好ましくは、イオンがフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８から半径方向に逃げることを阻止する半径方向擬ポテンシャル井戸が、好ましくは形成される。
衝突またはフラグメンテーションガスが、好ましくはフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８内に準備される。衝突またはフラグメンテーションガスは、ヘリウム、メタン、ネオン、窒素、アルゴン、キセノン、空気またはこのようなガスの混合物を含み得る。窒素またはアルゴンが特に好ましい。
さらなる移送光学部品９またはイオンガイドが、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８と直交加速飛行時間質量分析器などの質量分析器との間のインターフェースとして働くように、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の下流に配置され得る。一実施形態によると、さらなる移送光学部品９またはイオンガイドは、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極を含む四重極ロッドセットイオンガイドまたはイオントンネルイオンガイドを含み得る。直交加速飛行時間質量分析器のプッシャー電極（ｐｕｓｈｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１０を図１に示す。直交加速質量分析器のドリフト領域、リフレクトロンおよびイオン検出器は図１に示していない。飛行時間質量分析器の動作は、当業者に周知であるのでより詳細な説明は省略する。
イオン源１は多くの異なる形態を取り得る。特に好ましい実施形態によると、イオン源１は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源を備え得る。ＭＡＬＤＩイオン源は、ＭＡＬＤＩイオン源１によって生成されるイオンのうち、通常一価イオンが最も多いという点で特に有利である。これにより、イオン移動度分光計またはセパレータ６の動作が簡単化され、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータ６を出射する際にイオンが受ける、イオン移動度分光計またはセパレータ６とフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８との間のポテンシャル差を変化させる工程を特に簡単化する。上記好ましい実施形態のこの態様を後でより詳細に説明する。
他の実施形態によると、他のタイプのイオン源１が使用され得る。例えば、大気圧イオン化（ＡＰＩ）イオン源および、特に、エレクトロスプレーイオン化イオン源が使用され得る。
イオン源１によって射出されたイオンは、イオン源１自身内、またはイオントラップもしくはイオントラップデバイス５内、またはイオン移動度分光計またはセパレータ６の上流部分または区分内のいずれかに、ある期間蓄積され得る。例えば、イオン移動度分光計またはセパレータ６は、イオントラップ領域として機能する上流部分と、イオンがそのイオン移動度にしたがって分離される下流部分とを含み得る。イオンが何らかの方法で蓄積された後、次いである範囲の異なる質量電荷比を有する１パケットまたはパルスのイオンが好ましくは放出される。このパケットまたはパルスのイオンは、好ましくはイオン移動度分光計もしくはセパレータ６、またはイオンがそのイオン移動度にしたがって分離されるイオン移動度分光計もしくはセパレータ６の主区分のいずれかに移送または通過されるように構成されるのが好ましい。
ＭＡＬＤＩイオン源から射出されたイオンのうち最も多いのが一価イオンであるので、イオンがイオン移動度分光計またはセパレータ６を通過してそこから出射するのにかかる時間は、好ましくはそのイオンの質量電荷比の関数となる。イオンの質量電荷比とイオン移動度分光計またはセパレータ６の通過または出射時間との関係は、一般に既知かつ予測可能であり、図２を参照してより詳細に説明する。
図２は、異なる一価イオンおよびそれらの対応する質量電荷比を表すピーク、ならびにイオンが上記好ましい実施形態に係るイオン移動度分光計またはセパレータ６を通過して出射するのにかかる時間を示すいくつかの実験結果を示す。図２から分かるように、比較的低い質量電荷比を有する一価イオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ６を比較的短時間で通過して出射するが、比較的高い質量電荷比を有する一価イオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ６を通過して出射する時間が実質的により長い。例えば、図２から分かるように、質量電荷比＜３５０を有するイオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ６の長さを２ミリ秒未満で通過するが、質量電荷比＞１０００を有するイオンは、イオン移動度分光計またはセパレータ６の長さを通過するのに約７ミリ秒以上の時間がかかる。
図２において、ゼロとして示される時刻は、イオンパケットまたはパルスが、蓄積ステージまたはイオントラップ領域から、イオン移動度分光計またはセパレータ６の本体中へ、最初に放出される時刻に一致する。図２から分かるように、この特定のイオン移動度分光計またはセパレータ６を使用すると、最も高い質量電荷比のイオンがイオン移動度分光計またはセパレータ６を出射するのに約１２ミリ秒またはそれ以上の時間がかかり得る。
フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、一定のフラグメンテーション動作モードにおいて使用されるように構成され得る。しかし、他の実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、１回の実験または取得中に有効に繰り返しＯＮおよびＯＦＦを切り換えられ得る。フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８が非フラグメンテーション（すなわち、親イオン）動作モードで動作すると、次いでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は有効にＯＦＦに切り換えられ、次いでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は有効にイオンガイドとして機能する。この動作モードにおいて、イオン移動度分光計またはセパレータ６とフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８との間に維持されるポテンシャル差は、好ましくは比較的低い。したがって、イオン移動度分光計またはセパレータ６を出射するイオンは、イオンがフラグメンテーションされるような十分なエネルギーでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８中へ加速されない。したがって、親または前駆イオンがフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８をこの動作モードで通過する際のそれらのイオンのフラグメンテーションは最小限であるかまたは実質的に起こらない。親または前駆イオンは、好ましくは実質的にフラグメンテーションされずにフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８を通過して出射する。次いでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８から実質的にフラグメンテーションされずに現れる親または前駆イオンは、好ましくはさらなる移送光学部品またはイオンガイド９を通過し、次いで例えば直交加速飛行時間質量分析器１０によって好ましくは質量分析される。次いで親または前駆イオン質量スペクトルが得られ得る。
フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８がフラグメンテーション動作モードで動作すると、次いでイオン移動度分光計またはセパレータ６とフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８との間に維持されるポテンシャル差は、好ましくはイオン移動度分光計またはセパレータ６から現れるイオンがフラグメンテーションのための最適なエネルギーでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８に入射するように設定される。上記好ましい実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８がフラグメンテーション動作モードで動作されている間（すなわち、例えば非フラグメンテーション動作モードに戻るように切り換えられる前）、イオン移動度分光計またはセパレータ６の出射口とフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の入射口との間に維持されるポテンシャル差は、好ましくは時間とともに漸進的に増加される。これにより、イオン移動度分光計またはセパレータ６から現れるイオンは、次いでフラグメンテーションのための最適なエネルギーを有してフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８に入射するようなエネルギーに加速される。
一実施形態によると、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８が非フラグメンテーション動作モードにおいて費やす時間は、フラグメンテーション動作モードにおいて費やす時間と等しくない場合があることが考えられる。例えば、１回の実験または取得中にフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８は、非フラグメンテーション動作モードにおいてよりもフラグメンテーション動作モードにおいて比較的長い時間を費やし得る。
例えば、ＭＡＬＤＩイオン源から射出される一価イオンに対する最適なフラグメンテーションエネルギー（単位：ｅＶ）をそのイオンの質量電荷比に対してプロットしたものを図３に示す。図３から分かるように、例えば、質量電荷比が２００のイオンは衝突ガス分子と衝突する前に約１０ｅＶのエネルギーを有する場合に、最適にフラグメンテーションされるが、質量電荷比が２０００の一価イオンは衝突ガス分子と衝突する前に約１００ｅＶのエネルギーを有する場合に、最適にフラグメンテーションされる。
図２および図３に示されたデータおよび関係は、イオンのフラグメンテーションを最適にするために、イオン移動度分光計またはセパレータ６から現れてフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８に入射しようとしているイオンが時間の関数として有するように構成されるべき最適なエネルギーを計算するために使用され得る。最適なフラグメンテーションエネルギーは、イオンの質量電荷比の関数として変化する。任意の時点でイオン移動度分光計またはセパレータ６から現れるイオンの質量電荷比は一般に既知であるので、最適なフラグメンテーションエネルギーと１パケットまたはパルスのイオンがイオン移動度分光計またはセパレータ６に入射してからの時間との関係は、決定され得る。図４は、好ましい実施形態によって、好ましくは、どのようにイオンのフラグメンテーションエネルギーが時間の関数として変化するように構成されるべきかのグラフを示す。
上記好ましい実施形態によると、親または前駆イオンがイオン移動度分光計またはセパレータ６から現れ、その後フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８へと進む際に、そのイオンは好ましくは実質的に最適な方法によりフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８内でフラグメンテーションされるようなポテンシャル差を通して加速される。次いで、その結果フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８内に生成されたフラグメントまたは娘イオンは、好ましくはフラグメンテーションデバイス８を出射するように配置される。フラグメントまたは娘イオンは、一定または時変電界がフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８の長さに沿って印加されることによってフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８を離れるように駆動され得る。次いで、フラグメンテーション、衝突または反応デバイス８から現れるフラグメントまたは娘イオンは、好ましくはさらなる移送光学部品９またはイオンガイドを通過し、次いで好ましくは、例えば、直交加速飛行時間質量分析器１０によって質量分析される。しかし、他の実施形態によると、イオンは別の形態の質量分析器によって質量分析され得る。
上記好ましい実施形態によると、実質的に全対象質量電荷比範囲にわたり親または前駆イオンの効率的かつ最適なフラグメンテーションが容易となる。したがって、上記好ましい実施形態によると、フラグメントイオン感度が著しく増加または改善され、前駆または親イオンのフラグメントイオン質量スペクトルへのクロスオーバーが実質的に低減される。上記好ましい実施形態は、フラグメントイオン質量スペクトルに見られる実質的にすべてのイオンが実際にフラグメントイオンであるフラグメントイオン質量スペクトルが生成されることを可能にする。このことは、従来のアプローチからの重要な改善を示す。従来のアプローチでは、いくつかの親または前駆イオンが最適にはフラグメンテーションされていないので、フラグメントイオン質量スペクトルであるはずのところに親イオンがなお見られ得る。
ＭＡＬＤＩイオン源が使用され得るが、他のイオン源（例えば、大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源および、特に、エレクトロスプレーイオン化イオン源が等しく好ましい）が使用され得る。ほとんどの従来の大気圧イオン化イオン源およびエレクトロスプレーイオン源は、一価ではなく多価の親または前駆イオンを生成しやすい点において、特にＭＡＬＤＩイオン源と異なる。しかし、上記好ましい実施形態は、多価イオンをイオン源によって生成するかまたは発生させる構成、または多価イオンをイオン移動度分光計またはセパレータ６へ渡す構成に等しく適用可能である。
上記好ましい実施形態によると、多価イオンがイオン源１によって生成され、イオン移動度分光計またはセパレータ６へ移送され、次いでフラグメンテーション、衝突または反応デバイス８へ渡されると、多価イオンの衝突エネルギーは、好ましくは同じポテンシャル差を通して加速される一価イオンに対する電荷数に比例して増加し得る。例えば、同じ質量電荷比を有するイオンを考えると、一価イオンの最適な衝突エネルギーが１０ｅＶである場合、二価イオンに対する衝突エネルギーは２０ｅＶに設定され、三価イオンに対する衝突エネルギーは３０ｅＶに設定される。
当業者に理解されるように、イオン移動度分光計またはセパレータ６を通るドリフト時間の関数としての最適なフラグメンテーションエネルギーとの正確な対応は多価イオンに対して少し変化するが、イオン移動度分光計またはセパレータ６から現れるイオンのエネルギーを時間の関数として漸進的に増加させる上記好ましい実施形態の一般動作原理は実質的に同じままである。
イオン移動度分光計またはセパレータから現れるイオンの運動エネルギーが好ましくは時間とともに増加される上記好ましい実施形態に対する例外は、質量分析計が二価（または多価）イオンのフラグメンテーションを最適化する工程から一価イオンのフラグメンテーションを最適化する工程へ切り換わることである。ある一定の質量電荷比を有する二価（または多価）イオンは、同じ質量電荷比を有する一価イオンより先にイオン移動度分光計またはセパレータ６を出射する。二価イオンは、例えば、２０ｅＶの運動エネルギーを得るように配置され得る。次いで質量分析計が同じ質量電荷比を有する一価イオンのフラグメンテーションを最適化する工程へ切り換わると、一価イオンは１０ｅＶの運動エネルギーを得るように配置され得る。
本発明を好ましい実施形態を参照して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載の発明の範囲から逸脱せずに種々の変更が形態および詳細においてなされ得ることが当業者には理解される。

Claims (109)

  1. イオンをそのイオン移動度にしたがって分離するように構成および適合されるイオン移動度分光計またはセパレータと、
    前記イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置される１つ以上のイオン光学デバイスと、
    前記イオン移動度分光計またはセパレータの下流に配置される第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスと、
    第１の動作モードにおいて、前記イオン移動度分光計またはセパレータと前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にし、他方、前記１つ以上のイオン光学デバイスを実質的に一定または不変のポテンシャルに維持するように構成および適合される電圧手段とを含む、質量分析計。
  2. 前記１つ以上のイオン光学デバイスは、イオン源を含む、請求項１に記載の質量分析計。
  3. 前記イオン源は、（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源；（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源；（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源；（ｉｖ）マトリックス支援レーザ脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源；（ｖ）レーザ脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源；（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源；（ｖｉｉ）シリコンを用いた脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源；（ｖｉｉｉ）電子衝突（「ＥＩ」）イオン源；（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源；（ｘ）電界イオン化（「ＦＩ」）イオン源；（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源；（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源；（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源；（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源；（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源；（ｘｖｉ）ニッケル−６３放射性イオン源；（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザ脱離イオン化イオン源；および（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源からなる群から選択される、請求項２に記載の質量分析計。
  4. 前記イオン源は、パルス化または連続イオン源を含む、請求項２または３に記載の質量分析計。
  5. 前記１つ以上のイオン光学デバイスは、イオンガイドを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  6. 前記イオンガイドは、
    （ｉ）多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセットイオンガイド、
    （ｉｉ）イオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイド、または
    （ｉｉｉ）イオンガイドを形成する平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイを含む、請求項５に記載の質量分析計。
  7. 前記多重極ロッドセットまたは前記セグメント化多重極ロッドセットイオンガイドは、四重極ロッドセットイオンガイド、六重極ロッドセットイオンガイド、八重極ロッドセットイオンガイド、または８つより多くのロッドを含むロッドセットイオンガイドを含む、請求項６に記載の質量分析計。
  8. 前記イオントンネルまたはイオンファンネルイオンガイドは、使用中にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極、または少なくとも２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、もしくは１００の電極を含み、前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に同一のサイズまたは面積であるアパーチャを有するか、または、サイズもしくは面積が漸進的に増加および／または減少するアパーチャを有する、請求項６に記載の質量分析計。
  9. 前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ；（ｉｉ）≦２．０ｍｍ；（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ；（ｉｖ）≦４．０ｍｍ；（ｖ）≦５．０ｍｍ；（ｖｉ）≦６．０ｍｍ；（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ；（ｉｘ）≦９．０ｍｍ；（ｘ）≦１０．０ｍｍ；および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または内寸法を有する、請求項８に記載の質量分析計。
  10. 前記平面、平板、またはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される複数のまたは少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、もしくは２０の平面、平板、またはメッシュ電極を含み、前記平面、平板、またはメッシュ電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される、請求項６に記載の質量分析計。
  11. 前記複数の平面、平板、またはメッシュ電極にＡＣまたはＲＦ電圧を供給するためのＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含み、隣接する平面、平板、またはメッシュ電極には、前記ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が供給される、請求項１０に記載の質量分析計。
  12. 前記イオンガイドは、複数の軸方向セグメント、または少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、もしくは１００の軸方向セグメントを含む、請求項５〜１１のいずれかに記載の質量分析計。
  13. 前記イオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、前記イオンガイドを形成する電極に、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル、または１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を印加するように構成および適合される過渡ＤＣ電圧手段をさらに含む、請求項５〜１２のいずれかに記載の質量分析計。
  14. 前記第１のイオンガイドの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、前記イオンガイドを形成する電極に、２つ以上の位相シフトＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、請求項５〜１３のいずれかに記載の質量分析計。
  15. 前記イオンガイドは、（ｉ）＜２０ｍｍ；（ｉｉ）２０〜４０ｍｍ；（ｉｉｉ）４０〜６０ｍｍ；（ｉｖ）６０〜８０ｍｍ；（ｖ）８０〜１００ｍｍ；（ｖｉ）１００〜１２０ｍｍ；（ｖｉｉ）１２０〜１４０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）１４０〜１６０ｍｍ；（ｉｘ）１６０〜１８０ｍｍ；（ｘ）１８０〜２００ｍｍ；（ｘｉ）２００〜２２０ｍｍ；（ｘｉｉ）２２０〜２４０ｍｍ；（ｘｉｉｉ）２４０〜２６０ｍｍ；（ｘｉｖ）２６０〜２８０ｍｍ；（ｘｖ）２８０〜３００ｍｍ；および（ｘｖｉ）＞３００ｍｍからなる群から選択される軸方向長さを有する、請求項５〜１４のいずれかに記載の質量分析計。
  16. 前記イオンガイドは、イオンを前記イオンガイド内に半径方向に閉じ込めるために、前記イオンガイドの前記複数の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に、ＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、請求項５〜１５のいずれかに記載の質量分析計。
  17. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク；（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク；（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク；（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク；（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク；および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、前記イオンガイドの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項１６に記載の質量分析計。
  18. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、前記イオンガイドの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項１６または１７に記載の質量分析計。
  19. 前記イオンガイドの少なくとも一部を、（ｉ）＞０．０００１ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞０．００１ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞０．０１ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞０．１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１０ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）０．０００１〜０．１ｍｂａｒ；および（ｖｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに含む、請求項５〜１８のいずれかに記載の質量分析計。
  20. 前記１つ以上のイオン光学デバイスは、質量フィルタ／分析器を含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  21. 前記質量フィルタ／分析器は、四重極ロッドセット質量フィルタもしくは分析器、飛行時間質量フィルタもしくは質量分析器、ウィーンフィルタ、または磁場型質量フィルタもしくは質量分析器を含む、請求項２０に記載の質量分析計。
  22. 前記１つ以上のイオン光学デバイスは、前記イオン移動度分光計またはセパレータの上流に配置される第２のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  23. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、衝突誘起解離（「ＣＩＤ」）によってイオンをフラグメンテーションするように構成される衝突またはフラグメンテーションセルを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  24. 前記衝突またはフラグメンテーションセルは、イオンが前記衝突またはフラグメンテーションセルに入射できるようにするための上流開口およびイオンが前記衝突またはフラグメンテーションセルから出射できるようにするための下流開口を有するハウジングを含む、請求項２３に記載の質量分析計。
  25. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、多重極ロッドセットを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  26. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、四重極、六重極、八重極またはより高次のロッドセットを含む、請求項２５に記載の質量分析計。
  27. 前記多重極ロッドセットは軸方向にセグメント化される、請求項２５または２６に記載の質量分析計。
  28. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数の電極を含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  29. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００の電極を含む、請求項２８に記載の質量分析計。
  30. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する、請求項２８または２９に記載の質量分析計。
  31. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に同じサイズまたは面積のアパーチャを有する、請求項２８、２９または３０に記載の質量分析計。
  32. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％は、前記フラグメンテーション、衝突または反応デバイスの軸に沿った方向にサイズまたは面積が漸進的により大きくおよび／またはより小さくなるアパーチャを有する、請求項２８、２９または３０に記載の質量分析計。
  33. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％は、ｉ）≦１．０ｍｍ；（ｉｉ）≦２．０ｍｍ；（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ；（ｉｖ）≦４．０ｍｍ；（ｖ）≦５．０ｍｍ；（ｖｉ）≦６．０ｍｍ；（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ；（ｉｘ）≦９．０ｍｍ；（ｘ）≦１０．０ｍｍ；および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または内寸法を有するアパーチャを有する、請求項２８〜３２のいずれかに記載の質量分析計。
  34. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数のプレートまたはメッシュ電極を含み、前記プレートまたはメッシュ電極の少なくともいくつかは使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  35. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み、前記プレートまたはメッシュ電極の少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  36. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または＞２０のプレートまたはメッシュ電極を含む、請求項３４または３５に記載の質量分析計。
  37. 前記プレートまたはメッシュ電極には、ＡＣまたはＲＦ電圧が供給される、請求項３４、３５または３６のいずれかに記載の質量分析計。
  38. 隣接するプレートまたはメッシュ電極には、前記ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が供給される、請求項３７に記載の質量分析計。
  39. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、複数の軸方向セグメントを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  40. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、または１００の軸方向セグメントを含む、請求項３９に記載の質量分析計。
  41. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を維持するためのＤＣ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  42. 前記ＤＣ電圧手段は、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を維持するように構成および適合される、請求項４１に記載の質量分析計。
  43. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを形成する電極に印加するように構成および適合される過渡ＤＣ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  44. 前記過渡ＤＣ電圧手段は、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を電極に印加するように構成および適合される、請求項４３に記載の質量分析計。
  45. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧を、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを形成する電極に印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  46. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧を電極に印加するように構成および適合される、請求項４５に記載の質量分析計。
  47. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは複数の電極を含み、前記質量分析計は、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記複数の電極の少なくとも１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  48. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク；（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク；（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク；（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク；（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク；および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項４７に記載の質量分析計。
  49. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項４７または４８に記載の質量分析計。
  50. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスは、（ｉ）表面誘起解離（「ＳＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｉｉ）電子移動解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｉｉ）電子捕獲解離フラグメンテーションデバイス、（ｉｖ）電子衝突または衝撃解離フラグメンテーションデバイス、（ｖ）光誘起解離（「ＰＩＤ」）フラグメンテーションデバイス、（ｖｉ）レーザ誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｖｉｉ）赤外放射誘起解離デバイス、（ｖｉｉｉ）紫外放射誘起解離デバイス、（ｉｘ）ノズル−スキマ間インターフェースフラグメンテーションデバイス、（ｘ）インソースフラグメンテーションデバイス、（ｘｉ）イオン源衝突誘起解離フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉ）熱または温度源フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｉｉ）電界誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｖ）磁場誘起フラグメンテーションデバイス、（ｘｖ）酵素消化または酵素分解フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉ）イオン−イオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉ）イオン−分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｖｉｉｉ）イオン−原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｉｘ）イオン−メタステーブルイオン反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘ）イオン−メタステーブル分子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉ）イオン−メタステーブル原子反応フラグメンテーションデバイス、（ｘｘｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−イオン反応デバイス、（ｘｘｉｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−分子反応デバイス、（ｘｘｉｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−原子反応デバイス、（ｘｘｖ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブルイオン反応デバイス、（ｘｘｖｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル分子反応デバイス、および（ｘｘｖｉｉ）イオンを反応させて付加または生成イオンを形成するイオン−メタステーブル原子反応デバイスからなる群から選択されるフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  51. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの少なくとも一部を、（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ；（ｉｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ；および（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  52. １動作モードにおいて、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイス内にイオンをトラップするように構成および適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  53. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを、イオンが実質的にフラグメンテーションされる第１の動作モードとフラグメンテーションされるイオンが実質的により少ないかまたは全くない第２の動作モードとの間で切り換えるかまたは繰り返し切り換えるように構成および適合される制御システムをさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  54. 前記第１の動作モードにおいて、前記イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンは、（ｉ）≧１０Ｖ；（ｉｉ）≧２０Ｖ；（ｉｉｉ）≧３０Ｖ；（ｉｖ）≧４０Ｖ；（ｖ）≧５０Ｖ；（ｖｉ）≧６０Ｖ；（ｖｉｉ）≧７０Ｖ；（ｖｉｉｉ）≧８０Ｖ；（ｉｘ）≧９０Ｖ；および（ｘ）≧１００Ｖからなる群から選択されるポテンシャル差を通して加速される、請求項５３に記載の質量分析計。
  55. 前記第２の動作モードにおいて、前記イオン移動度分光計またはセパレータを出射するイオンは、（ｉ）≦２０Ｖ；（ｉｉ）≦１５Ｖ；（ｉｉｉ）≦１０Ｖ；（ｉｖ）≦５Ｖ；および（ｖ）≦１Ｖからなる群から選択されるポテンシャル差を通して加速される、請求項５３または５４に記載の質量分析計。
  56. 前記制御システムは、１ｍｓ、５ｍｓ、１０ｍｓ、１５ｍｓ、２０ｍｓ、２５ｍｓ、３０ｍｓ、３５ｍｓ、４０ｍｓ、４５ｍｓ、５０ｍｓ、５５ｍｓ、６０ｍｓ、６５ｍｓ、７０ｍｓ、７５ｍｓ、８０ｍｓ、８５ｍｓ、９０ｍｓ、９５ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓ、３００ｍｓ、４００ｍｓ、５００ｍｓ、６００ｍｓ、７００ｍｓ、８００ｍｓ、９００ｍｓ、１ｓ、２ｓ、３ｓ、４ｓ、５ｓ、６ｓ、７ｓ、８ｓ、９ｓ、または１０ｓごとに少なくとも１回、前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスを前記第１の動作モードと前記第２の動作モードとの間で切り換えるように構成および適合される、請求項５３、５４または５５のいずれかに記載の質量分析計。
  57. 前記１つ以上のイオン光学デバイスは、イオントラップまたはイオントラップデバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  58. 前記イオントラップまたはイオントラップデバイスは、
    （ｉ）多重極ロッドセットまたはセグメント化多重極ロッドセット、
    （ｉｉ）イオントンネルまたはイオンファンネル、または
    （ｉｉｉ）平面、プレートまたはメッシュ電極のスタックまたはアレイを含む、請求項５７に記載の質量分析計。
  59. 前記多重極ロッドセットまたは前記セグメント化多重極ロッドセットは、四重極ロッドセット、六重極ロッドセット、八重極ロッドセット、または８つより多くのロッドを含むロッドセットを含む、請求項５８に記載の質量分析計。
  60. 前記イオントンネルまたはイオンファンネルは、使用中にイオンが移送されるアパーチャを有する複数の電極、または少なくとも２、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、もしくは１００の電極を含み、前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に同一のサイズまたは面積であるアパーチャを有するか、または、サイズもしくは面積が漸進的に増加および／もしくは減少するアパーチャを有する、請求項５８に記載の質量分析計。
  61. 前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、（ｉ）≦１．０ｍｍ；（ｉｉ）≦２．０ｍｍ；（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ；（ｉｖ）≦４．０ｍｍ；（ｖ）≦５．０ｍｍ；（ｖｉ）≦６．０ｍｍ；（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ；（ｉｘ）≦９．０ｍｍ；（ｘ）≦１０．０ｍｍ；および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または内寸法を有する、請求項６０に記載の質量分析計。
  62. 前記平面、平板、またはメッシュ電極のスタックまたはアレイは、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される複数のまたは少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、もしくは２０の平面、平板、またはメッシュ電極を含み、前記平面、平板、またはメッシュ電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用中にイオンが走行する平面に概ね配置される、請求項５８に記載の質量分析計。
  63. 前記複数の平面、平板、またはメッシュ電極にＡＣまたはＲＦ電圧を供給するためのＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含み、隣接する平面、平板、またはメッシュ電極には、前記ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が供給される、請求項６２に記載の質量分析計。
  64. 前記イオントラップまたはイオントラップデバイスは、前記イオントラップまたはイオントラップデバイス内に半径方向にイオンを閉じ込めるために、前記イオントラップまたはイオントラップデバイスの前記複数の電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に、ＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、請求項５７〜６３のいずれかに記載の質量分析計。
  65. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク；（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク；（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク；（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク；（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク；および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、前記イオントラップまたはイオントラップデバイスの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項６４に記載の質量分析計。
  66. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、前記イオントラップまたはイオントラップデバイスの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項６４または６５に記載の質量分析計。
  67. 前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に前記イオンが通過するポテンシャル差を変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にするように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  68. 前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に前記イオンが通過するポテンシャル差を、実質的に連続的および／または直線的および／または漸進的および／または規則的に変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にするように構成および適合される、請求項６７に記載の質量分析計。
  69. 前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへと進む際に前記イオンが通過するポテンシャル差を、実質的に非連続的および／または非直線的に変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にするように構成および適合される、請求項６７に記載の質量分析計。
  70. 前記電圧手段は、時刻ｔ1に前記イオン移動度分光計またはセパレータから現れる第１のイオンを第１のポテンシャル差Ｖ1を通して加速し、時刻ｔ1より後の第２の時刻ｔ2に前記イオン移動度分光計またはセパレータから現れる第２の異なるイオンを第２の異なるポテンシャル差Ｖ2を通して加速するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  71. Ｖ2＞Ｖ1である、請求項７０に記載の質量分析計。
  72. 前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへ移送される際に前記イオンが通過するポテンシャル差を漸進的に増加させるように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  73. Ｖ2＜Ｖ1である、請求項７０に記載の質量分析計。
  74. 前記電圧手段は、イオンが前記イオン移動度分光計またはセパレータから前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへ移送される際に前記イオンが通過するポテンシャル差を低減するように構成および適合される、請求項７３に記載の質量分析計。
  75. 前記電圧手段は、イオンが前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスに入射する際にフラグメンテーションのための実質的に最適なポテンシャル差を通過するように前記イオンを加速するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  76. 前記電圧手段は、イオンを前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイス中へ加速しかつ／または減速するように構成および適合される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  77. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは、気相電気泳動デバイスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  78. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは、ドリフトチューブおよび前記ドリフトチューブの少なくとも一部に沿って軸方向ＤＣ電圧勾配を維持するための１つ以上の電極を含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  79. 前記ドリフトチューブの少なくとも一部に沿って軸方向ＤＣ電圧勾配を維持するための手段をさらに含む、請求項７８に記載の質量分析計。
  80. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは１つ以上の多重極ロッドセットを含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  81. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは１つ以上の四重極、六重極、八重極またはより高次のロッドセットを含む、請求項８０に記載の質量分析計。
  82. 前記１つ以上の多重極ロッドセットは軸方向にセグメント化されるか、または複数の軸方向セグメントを含む、請求項８０または８１に記載の質量分析計。
  83. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは複数の電極を含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  84. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００の電極を含む、請求項８３に記載の質量分析計。
  85. 前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、使用時にイオンが移送されるアパーチャを有する、請求項８３または８４に記載の質量分析計。
  86. 前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、実質的に同じサイズまたは面積のアパーチャを有する、請求項８３、８４または８５に記載の質量分析計。
  87. 前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、前記イオンガイドまたはイオントラップの軸に沿った方向にサイズまたは面積が漸進的により大きくおよび／またはより小さくなるアパーチャを有する、請求項８３、８４または８５に記載の質量分析計。
  88. 前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記電極の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は、ｉ）≦１．０ｍｍ；（ｉｉ）≦２．０ｍｍ；（ｉｉｉ）≦３．０ｍｍ；（ｉｖ）≦４．０ｍｍ；（ｖ）≦５．０ｍｍ；（ｖｉ）≦６．０ｍｍ；（ｖｉｉ）≦７．０ｍｍ；（ｖｉｉｉ）≦８．０ｍｍ；（ｉｘ）≦９．０ｍｍ；（ｘ）≦１０．０ｍｍ；および（ｘｉ）＞１０．０ｍｍからなる群から選択される内径または内寸法を有するアパーチャを有する、請求項８３〜８７のいずれかに記載の質量分析計。
  89. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み、前記プレートまたはメッシュ電極の少なくともいくつかは使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  90. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは複数のプレートまたはメッシュ電極を含み、前記プレートまたはメッシュ電極の少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％は使用時にイオンが走行する平面内に概ね配置される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  91. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、または＞２０のプレートまたはメッシュ電極を含む、請求項８９または９０に記載の質量分析計。
  92. 前記プレートまたはメッシュ電極には、ＡＣまたはＲＦ電圧が供給される、請求項８９、９０または９１に記載の質量分析計。
  93. 隣接するプレートまたはメッシュ電極には、前記ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が供給される、請求項９２に記載の質量分析計。
  94. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは複数の軸方向セグメントを含む、請求項８９から９３のいずれかに記載の質量分析計。
  95. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは、少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、または１００の軸方向セグメントを含む、請求項９４に記載の質量分析計。
  96. 前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を維持するためのＤＣ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  97. 前記ＤＣ電圧手段は、前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って実質的に一定のＤＣ電圧勾配を維持するように構成および適合される、請求項９６に記載の質量分析計。
  98. 前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を前記イオン移動度分光計またはセパレータを形成する電極に印加するように構成および適合される過渡ＤＣ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  99. 前記過渡ＤＣ電圧手段は、前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャルまたは１つ以上の過渡ＤＣ電圧もしくはポテンシャル波形を電極に印加するように構成および適合される、請求項９８に記載の質量分析計。
  100. 前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも一部に沿って少なくともいくつかのイオンを駆動させるために、１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧を前記イオン移動度分光計またはセパレータを形成する電極に印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  101. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、前記イオン移動度分光計またはセパレータの軸方向長さの少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％に沿って１つ以上のＡＣまたはＲＦ電圧を電極に印加するように構成および適合される、請求項１００に記載の質量分析計。
  102. 前記イオン移動度分光計またはセパレータは複数の電極を含み、前記質量分析計は、イオンを前記イオン移動度分光計またはセパレータ内に半径方向に閉じ込めるために、前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記複数の電極の少なくとも５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、または１００％にＡＣまたはＲＦ電圧を印加するように構成および適合されるＡＣまたはＲＦ電圧手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  103. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｉ）５０〜１００Ｖピークトゥピーク；（ｉｉｉ）１００〜１５０Ｖピークトゥピーク；（ｉｖ）１５０〜２００Ｖピークトゥピーク；（ｖ）２００〜２５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉ）２５０〜３００Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉ）３００〜３５０Ｖピークトゥピーク；（ｖｉｉｉ）３５０〜４００Ｖピークトゥピーク；（ｉｘ）４００〜４５０Ｖピークトゥピーク；（ｘ）４５０〜５００Ｖピークトゥピーク；および（ｘｉ）＞５００Ｖピークトゥピークからなる群から選択される振幅を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項１０２に記載の質量分析計。
  104. 前記ＡＣまたはＲＦ電圧手段は、（ｉ）＜１００ｋＨｚ；（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ；（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ；（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ；（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ；（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ；（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ；（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ；（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ；（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ；（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ；（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ；（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ；（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ；（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ；（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ；（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ；（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ；（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ；（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ；（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ；（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ；（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ；および（ｘｘｖ）＞１０．０ＭＨｚからなる群から選択される周波数を有するＡＣまたはＲＦ電圧を、前記イオン移動度分光計またはセパレータの前記複数の電極に供給するように構成および適合される、請求項１０２または１０３に記載の質量分析計。
  105. 前記イオン移動度分光計またはセパレータの少なくとも一部を、（ｉ）＞１．０×１０-3ｍｂａｒ；（ｉｉ）＞１．０×１０-2ｍｂａｒ；（ｉｉｉ）＞１．０×１０-1ｍｂａｒ；（ｉｖ）＞１ｍｂａｒ；（ｖ）＞１０ｍｂａｒ；（ｖｉ）＞１００ｍｂａｒ；（ｖｉｉ）＞５．０×１０-3ｍｂａｒ；（ｖｉｉｉ）＞５．０×１０-2ｍｂａｒ；（ｉｘ）１０-3〜１０-2ｍｂａｒ；および（ｘ）１０-4〜１０-1ｍｂａｒからなる群から選択される圧力に維持するように構成および適合される手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  106. 前記イオン移動度分光計またはセパレータから現れるイオンを前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスへまたは中へガイドまたは移送するために前記イオン移動度分光計またはセパレータと前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間に配置されるイオンガイドまたは移送手段をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  107. 前記第１のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスおよび／または前記第２のフラグメンテーション、衝突もしくは反応デバイスの下流に配置される質量分析器をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
  108. 前記質量分析器は、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器；（ｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器；（ｉｉｉ）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器；（ｉｖ）直交加速飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器；（ｖ）軸方向加速飛行時間質量分析器；（ｖｉ）磁場型質量分析計；（ｖｉｉ）ポールまたは三次元四重極質量分析器；（ｖｉｉｉ）二次元または線形四重極質量分析器；（ｉｘ）ペニングトラップ質量分析器；（ｘ）イオントラップ質量分析器；（ｘｉ）フーリエ変換オービトラップ；（ｘｉｉ）静電イオンサイクロトロン共鳴質量分析計；（ｘｉｉｉ）静電フーリエ変換質量分析計；および（ｘｉｖ）四重極質量分析器からなる群から選択される、請求項１０７に記載の質量分析計。
  109. イオン移動度分光計またはセパレータにおいてイオンをそのイオン移動度にしたがって分離する工程と、
    前記イオン移動度分光計またはセパレータの上流に１つ以上のイオン光学デバイスを準備する工程と、
    前記イオン移動度分光計またはセパレータの下流に第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスを準備する工程と、
    前記イオン移動度分光計またはセパレータと前記第１のフラグメンテーション、衝突または反応デバイスとの間のポテンシャル差を漸進的に変化させかつ／または変更しかつ／または走査しかつ／または階段状にし、他方、前記１つ以上のイオン光学デバイスを実質的に一定または不変のポテンシャルに維持する工程とを含む、質量分析の方法。
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