知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024173818
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】複数補償電圧フラクション収集
(51)【国際特許分類】
G01N 27/624 20210101AFI20241205BHJP
H01J 49/06 20060101ALI20241205BHJP
H01J 49/26 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
G01N27/624
H01J49/06 200
H01J49/06 100
H01J49/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024088535
(22)【出願日】2024-05-31
(31)【優先権主張番号】63/470,760
(32)【優先日】2023-06-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】503363806
【氏名又は名称】サーモ フィニガン エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｎｎｉｇａｎ ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100229448
【弁理士】
【氏名又は名称】中槇 利明
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ベルフォード
【テーマコード（参考）】
2G041
【Ｆターム（参考）】
2G041CA01
2G041FA10
2G041FA12
2G041HA03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスを利用する技術の提供。
【解決手段】補償電圧フラクションを収集するためのシステムは、生成されたイオンを受け取るＦＡＩＭＳデバイスを含む。質量分析計注入ゲートは、開放状態にあるときに、ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを質量分析計の質量分析器に注入するように構成される。コントローラ回路は、注入ゲートを開放し、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧（ＣＶ）を印加するように構成される。動的ＣＶは、ランプ、三角形、ウェーブレット、正弦曲線、又は別の形状の波形を有することができる。動的ＣＶは、複数の隣接するＣＶフラクションに関連付けられたＣＶを含み、ＦＡＩＭＳデバイスは、複数の隣接するＣＶフラクションを、単一実験において質量分析器によってともにスキャンされるように開放注入ゲートを介して質量分析器の中に伝送するように構成される。
【選択図】図５Ｂ
【解決手段】補償電圧フラクションを収集するためのシステムは、生成されたイオンを受け取るＦＡＩＭＳデバイスを含む。質量分析計注入ゲートは、開放状態にあるときに、ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを質量分析計の質量分析器に注入するように構成される。コントローラ回路は、注入ゲートを開放し、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧（ＣＶ）を印加するように構成される。動的ＣＶは、ランプ、三角形、ウェーブレット、正弦曲線、又は別の形状の波形を有することができる。動的ＣＶは、複数の隣接するＣＶフラクションに関連付けられたＣＶを含み、ＦＡＩＭＳデバイスは、複数の隣接するＣＶフラクションを、単一実験において質量分析器によってともにスキャンされるように開放注入ゲートを介して質量分析器の中に伝送するように構成される。
【選択図】図５Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、
イオン化源からイオンを受け取るように構成された電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスであって、前記イオン化源が、試料を受け取り、前記試料から前記イオンを生成するように構成されている、ＦＡＩＭＳデバイスと、
開放状態にあるときに、前記ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されたイオンを質量分析器に注入するように構成された注入ゲートと、
前記注入ゲートを開放し、前記注入ゲートが開放されている間に前記ＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧（ＣＶ）を印加するように構成されたコントローラ回路と、を備える、システム。
イオン化源からイオンを受け取るように構成された電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスであって、前記イオン化源が、試料を受け取り、前記試料から前記イオンを生成するように構成されている、ＦＡＩＭＳデバイスと、
開放状態にあるときに、前記ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されたイオンを質量分析器に注入するように構成された注入ゲートと、
前記注入ゲートを開放し、前記注入ゲートが開放されている間に前記ＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧（ＣＶ）を印加するように構成されたコントローラ回路と、を備える、システム。
【請求項2】
前記イオン化源と、
前記質量分析器及び前記注入ゲートを備える質量分析計と、を更に備える、請求項１に記載のシステム。
前記質量分析器及び前記注入ゲートを備える質量分析計と、を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記コントローラ回路が、時変電圧波形を用いて、前記注入ゲートの開放期間中に前記動的ＣＶを印加するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記時変電圧波形が、ランプパターン、三角パターン、鋸歯状パターン、及び／又はウェーブレットパターンを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記ＦＡＩＭＳデバイスが、前記イオン化源から複数のＣＶフラクションを受け取るように構成され、前記ＦＡＩＭＳデバイスが、関連付けられたＣＶの印加に応答して、前記ＣＶフラクションのうちの１つを伝送するように構成され、前記動的ＣＶが、前記注入ゲートが開放されている間に、前記ＣＶフラクションのうちの２つ以上が伝送されるように、前記ＣＶフラクションのうちの前記２つ以上に関連付けられたそれぞれのＣＶを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
複数のＣＶに関連付けられた前記ＣＶフラクションが、隣接するＣＶフラクションを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記質量分析器を更に備え、前記質量分析器が、単一スキャンにおいて前記複数のＣＶフラクションの前記イオンを集合的にスキャンするように構成され、前記コントローラ回路が、前記質量分析器から受信されたスキャンデータに基づいて、前記複数のＣＶフラクションの前記イオンを表す質量スペクトルを生成するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項8】
前記試料が、生体試料であり、前記コントローラ回路が、前記生体試料のペプチド分布を決定するために、前記質量スペクトルを取得後ソフトウェアに伝送するように更に構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
方法であって、
イオン源からのイオンを電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスに導入することと、
前記ＦＡＩＭＳデバイスの出口に結合された質量分析計の注入ゲートを開放することと、
前記注入ゲートが開放されている間に、前記ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加される補償電圧（ＣＶ）を動的に変動させて、前記ＦＡＩＭＳデバイスから前記質量分析計の質量分析器の中にイオンを伝送することと、を含む、方法。
イオン源からのイオンを電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスに導入することと、
前記ＦＡＩＭＳデバイスの出口に結合された質量分析計の注入ゲートを開放することと、
前記注入ゲートが開放されている間に、前記ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加される補償電圧（ＣＶ）を動的に変動させて、前記ＦＡＩＭＳデバイスから前記質量分析計の質量分析器の中にイオンを伝送することと、を含む、方法。
【請求項10】
前記質量分析器を用いて、伝送された前記イオンを単一スキャンでスキャンすることを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記注入ゲートが開放されている間に前記電極に印加される前記ＣＶが、初期電圧で始まり、終止電圧で終わり、前記初期電圧と前記終止電圧との間で変動する波形を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
前記初期電圧及び前記終止電圧が、同じ値を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記波形が、三角波形、鋸歯状波形、又はウェーブレット波形の単一周期に対応する形状を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記初期電圧及び前記終止電圧が、異なる値を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項15】
前記波形が、ランプパターンを有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記ＦＡＩＭＳデバイスに導入される前記イオンが、少なくとも第１のイオン群及び第２のイオン群を含み、
前記第１のイオン群が、第１のＣＶの所定の範囲内のＣＶが印加されたときに前記ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを含み、
前記第２のイオン群が、第２のＣＶの所定の範囲内のＣＶが印加されたときに前記ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを含み、
前記第１及び第２のＣＶが、互いに異なる値を有し、
前記注入ゲートが開放されている間に前記電極に印加される前記ＣＶを変動させることが、前記注入ゲートが開放されている間に前記第１及び第２のイオン群内の前記イオンの前記質量分析器の中への伝送をもたらすように、前記第１のＣＶ及び前記第２のＣＶを含む値の範囲にわたって前記ＣＶを連続的に変動させることを含む、請求項９に記載の方法。
前記第１のイオン群が、第１のＣＶの所定の範囲内のＣＶが印加されたときに前記ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを含み、
前記第２のイオン群が、第２のＣＶの所定の範囲内のＣＶが印加されたときに前記ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを含み、
前記第１及び第２のＣＶが、互いに異なる値を有し、
前記注入ゲートが開放されている間に前記電極に印加される前記ＣＶを変動させることが、前記注入ゲートが開放されている間に前記第１及び第２のイオン群内の前記イオンの前記質量分析器の中への伝送をもたらすように、前記第１のＣＶ及び前記第２のＣＶを含む値の範囲にわたって前記ＣＶを連続的に変動させることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項17】
前記伝送されたイオンをスキャンすることが、前記質量分析器を用いて、単一スキャンにおいて前記第１及び第２のイオン群の前記イオンを集合的にスキャンすることを更に含み、前記方法が、コントローラを用いて、前記単一スキャンの結果を含むデータを前記質量分析器から受信することと、受信された前記データに基づいて、前記第１及び第２のイオン群の前記イオンを表す質量スペクトルを生成することと、を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記ＦＡＩＭＳデバイスに導入される前記イオンが、１つ以上の追加のイオン群を更に含み、各追加のイオン群の前記イオンが、それぞれの関連付けられたＣＶが印加されると、前記ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送され、前記注入ゲートが開放されている間に、前記ＣＶが変動される値の前記範囲が、前記追加のイオン群に関連付けられた前記ＣＶを更に含み、それによって、前記注入ゲートが開放されている間に、前記質量分析計の中への前記追加のイオン群の伝送をもたらす、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
前記ＣＶが連続的に変動される値の前記範囲が、直流（ＤＣ）電圧の範囲であり、前記範囲内の前記ＤＣ電圧が、－１００Ｖ以上かつ０Ｖ以下である、請求項１６に記載の方法。
【請求項20】
装置に動作を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を備える１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記動作が、
イオン源からのイオンを電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスに導入することと、
前記ＦＡＩＭＳデバイスの出口に結合された質量分析計の注入ゲートを開放することと、
前記注入ゲートが開放されている間に、前記ＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧（ＣＶ）を印加して、少なくとも２つの隣接するＣＶフラクションのイオンを前記ＦＡＩＭＳデバイスから前記質量分析計の質量分析器の中に伝送することと、を含む、１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
イオン源からのイオンを電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスに導入することと、
前記ＦＡＩＭＳデバイスの出口に結合された質量分析計の注入ゲートを開放することと、
前記注入ゲートが開放されている間に、前記ＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧（ＣＶ）を印加して、少なくとも２つの隣接するＣＶフラクションのイオンを前記ＦＡＩＭＳデバイスから前記質量分析計の質量分析器の中に伝送することと、を含む、１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本分野は、電界非対称波形イオン移動度分光分析である。
【背景技術】
【0002】
電界非対称波形イオン移動度分光分析（field
asymmetric-waveform ion-mobility spectrometry、ＦＡＩＭＳ）デバイスは、各補償電圧（compensation voltage、ＣＶ）設定で異なる気相イオン集団を質量分析計に伝送するために、質量分析計と併せて使用することができる。ＣＶ設定とは、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加される直流（direct current、ＤＣ）電圧を指す。この気相分別は、イオン源ハウジング内でミリ秒の時間スケールで発生し、質量分析計のスキャンマトリックスに統合される。典型的な実験では、ＣＶは、概して－３０Ｖ～－１００Ｖの間の、多価イオン電流を伝送する電圧の範囲内に設定される。これにより、強化された信号対雑音質量スペクトルが得られ、その後、取得後ソフトウェアで個々のイオン種の分布を調べることができる。この範囲内の各ＣＶで固有の同定が実行される。しかしながら、ＣＶ設定で伝送されないイオンは、ＦＡＩＭＳ電極で失われ、同定することができない。これにより、概して、ＦＡＩＭＳが採用されない場合と比較して、単一のＣＶ実験において同定されるイオン種がより少なくなる。したがって、ＦＡＩＭＳデバイスを利用する質量分析計用の各スキャン中に同定されるイオン種の数を増加させる技術が必要である。
asymmetric-waveform ion-mobility spectrometry、ＦＡＩＭＳ）デバイスは、各補償電圧（compensation voltage、ＣＶ）設定で異なる気相イオン集団を質量分析計に伝送するために、質量分析計と併せて使用することができる。ＣＶ設定とは、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加される直流（direct current、ＤＣ）電圧を指す。この気相分別は、イオン源ハウジング内でミリ秒の時間スケールで発生し、質量分析計のスキャンマトリックスに統合される。典型的な実験では、ＣＶは、概して－３０Ｖ～－１００Ｖの間の、多価イオン電流を伝送する電圧の範囲内に設定される。これにより、強化された信号対雑音質量スペクトルが得られ、その後、取得後ソフトウェアで個々のイオン種の分布を調べることができる。この範囲内の各ＣＶで固有の同定が実行される。しかしながら、ＣＶ設定で伝送されないイオンは、ＦＡＩＭＳ電極で失われ、同定することができない。これにより、概して、ＦＡＩＭＳが採用されない場合と比較して、単一のＣＶ実験において同定されるイオン種がより少なくなる。したがって、ＦＡＩＭＳデバイスを利用する質量分析計用の各スキャン中に同定されるイオン種の数を増加させる技術が必要である。
【発明の概要】
【0003】
本開示の一態様によれば、システムは、イオン化源からイオンを受け取るように構成されたＦＡＩＭＳデバイスであって、イオン化源は、試料を受け取り、試料からイオンを生成するように構成される、ＦＡＩＭＳデバイスと、開放状態にあるときに、ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されたイオンを質量分析器に注入するように構成された注入ゲートと、を含む。システムはまた、注入ゲートを開放し、注入ゲートが開放されている間にＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧を印加するように構成されたコントローラ回路を含む。この態様の他の実施形態は、それぞれが方法の動作を実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置、及び１つ以上のコンピュータ記憶デバイスに記録されたコンピュータプログラムを含む。
【0004】
システムは、イオン化源及び質量分析計を含むことができ、質量分析計は、質量分析器及び注入ゲートを含むことができる。時変電圧波形は、ランプパターン、三角パターン、鋸歯状パターン、及び／又はウェーブレットパターンを含む。質量分析器は、単一スキャンにおいて複数のＣＶフラクションのイオンを集合的にスキャンするように構成され、コントローラ回路は、質量分析器から受信されたスキャンデータに基づいて、複数のＣＶフラクションのイオンを表す質量スペクトルを生成するように構成される。コントローラ回路は、注入ゲートの開放期間中に時変電圧波形を用いて動的ＣＶを印加するように構成される。複数のＣＶに関連付けられたＣＶフラクションは、隣接するＣＶフラクションを含むことができる。ＦＡＩＭＳデバイスは、イオン化源から複数のＣＶフラクションを受け取り、関連付けられたＣＶの印加に応答してＣＶフラクションのうちの１つを伝送するように構成することができる。動的ＣＶは、注入ゲートが開放されている間にＣＶフラクションのうちの２つ以上が伝送されるように、ＣＶフラクションに関連付けられたＣＶを含み得る。一部の例では、試料は生体試料であり、コントローラ回路は、生体試料のペプチド分布を決定するために、質量スペクトルを取得後ソフトウェアに伝送するように更に構成される。
【0005】
開示される技術の別の態様によれば、方法は、イオン源からＦＡＩＭＳデバイスにイオンを導入することと、ＦＡＩＭＳデバイスの出口に結合された質量分析計の注入ゲートを開放することと、注入ゲートが開放されている間に、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加されたＣＶを動的に変動させて、ＦＡＩＭＳデバイスから質量分析計の質量分析器の中にイオンを伝送することと、を含む。方法はまた、質量分析器を用いて、伝送されたイオンを単一スキャンでスキャンすることを含み得る。伝送されたイオンをスキャンすることは、質量分析器を用いて、単一スキャンにおいて第１及び第２のイオン群のイオンを集合的にスキャンすることを更に含んでもよく、方法は、コントローラを用いて、単一スキャンの結果を含むデータを質量分析器から受信することと、受信されたデータに基づいて、第１及び第２のイオン群のイオンを表す質量スペクトルを生成することと、を更に含んでもよい。注入ゲートが開放されている間に電極に印加されたＣＶは、初期電圧で始まり、終止電圧で終わり、初期電圧と終止電圧との間で変化する波形を有することができる。初期電圧及び終止電圧は同じ値である。この波形は、三角波形、鋸歯状波形、ウェーブレット波形の単一周期に相当する形状である。初期電圧及び終止電圧は、異なる値を有する。波形は、ランプパターンを有する。ＦＡＩＭＳデバイスに導入されるイオンは、少なくとも第１のイオン群及び第２のイオン群を含み得、第１のイオン群は、第１のＣＶの所定の範囲内のＣＶが印加されたときにＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを含み得、第２のイオン群は、第２のＣＶの所定の範囲内のＣＶが印加されたときにＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを含み得、第１及び第２のＣＶは、互いに異なる値を有し、注入ゲートが開放されている間に電極に印加されるＣＶを変動させることは、注入ゲートが開放されている間に第１及び第２のイオン群内のイオンの質量分析器の中への伝送をもたらすように、第１のＣＶ及び第２のＣＶを含む値の範囲にわたってＣＶを連続的に変動させることを含み得る。ＦＡＩＭＳデバイスに導入されるイオンは、１つ以上の追加のイオン群を更に含むことができ、各追加のイオン群のイオンは、それぞれの関連付けられたＣＶが印加されると、ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送され、注入ゲートが開放されている間に、ＣＶが変動される値の範囲は、追加のイオン群に関連付けられたＣＶを更に含むことができ、それによって、注入ゲートが開放されている間に、質量分析計の中への追加のイオン群の伝送をもたらす。
【0006】
開示される技術の別の態様によれば、生体試料中のペプチドを同定するための方法は、ＦＡＩＭＳデバイスにおいて、生体試料からイオン化源によって生成されたイオンを受け取ることを含む。イオンは、複数のイオン群を含んでもよく、各イオン群は、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加されると、イオン群をＦＡＩＭＳデバイスによって伝送させる、関連付けられたＣＶを有する。方法はまた、ＤＣ電圧の範囲にわたって、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加されたＣＶを動的に変動させることを含み、範囲は、イオン群のうちの少なくとも２つに対するＣＶを含む。方法はまた、電極に変動ＣＶを印加しながら、質量分析計の注入ゲートを開放し、質量分析計の質量分析器の中への少なくとも２つのイオン群の伝送をもたらすことを含む。方法はまた、質量分析器を用いて、少なくとも２つのイオン群を単一スキャンで集合的にスキャンすることを含み得る。一部の方法の例では、コントローラは、単一スキャンの結果に基づいて、質量スペクトルを生成し、生成された質量スペクトルは、少なくとも２つのイオン群を表す。一部の方法の例では、質量スペクトルは、生体試料のペプチド分布を決定するために、取得後ソフトウェアを用いて調べられる。一部の方法の例では、範囲内のＤＣ電圧は、－１００Ｖ以上かつ０Ｖ以下である。変動ＣＶを電極に印加しながら、質量分析計の注入ゲートを開放することは、ＤＣ電圧の範囲にわたって、電極に印加されたＣＶを動的に変動させながら、質量分析計の注入ゲートを開放状態に維持することを含み得る。一部の方法の例では、ＤＣ電圧の範囲は、第１の範囲であり、方法は、少なくとも２つのイオン群の単一スキャンを行った後、質量分析計の注入ゲートを同期して開放し、電極に印加されたＣＶをＤＣ電圧の第２の範囲にわたって連続的に変動させることを含み得、第２の範囲は、複数のイオン群のうちの少なくとも２つの他のイオン群に関連付けられたＣＶを含み、それによって、少なくとも２つの他のイオン群の質量分析器の中への伝送をもたらす。一部の方法の例では、単一スキャンは、第１の単一スキャンであり、質量スペクトルは、第１の質量スペクトルであり、方法は、質量分析器を用いて、第２の単一スキャンで少なくとも２つの他のイオン群を集合的にスキャンすることを含む。コントローラは、第２の単一スキャンの結果に基づいて、少なくとも２つの他のイオン群を表す第２の質量スペクトルを生成し、第１の質量スペクトル及び第２の質量スペクトルを組み合わせて、少なくとも２つのイオン群及び少なくとも２つの他のイオン群を表す第３の質量スペクトルにすることができる。方法は更に、少なくとも２つのイオン群及び少なくとも２つの他のイオン群内のペプチド分布を決定するように、取得後ソフトウェアを用いて第３の質量スペクトルを調べることを含み得る。
【0007】
開示される技術の別の態様によれば、１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体は、装置に動作を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を含む。１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体はまた、イオン源からのイオンをＦＡＩＭＳデバイスに導入することと、ＦＡＩＭＳデバイスの出口に結合された質量分析計の注入ゲートを開放することと、注入ゲートが開放されている間に、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的ＣＶを印加して、少なくとも２つの隣接するＣＶフラクションのイオンをＦＡＩＭＳデバイスから質量分析計の質量分析器の中に伝送することと、を含む。
【0008】
開示される技術の別の態様によれば、ＦＡＩＭＳデバイスを動作させるための方法は、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加されたＣＶが、質量分析計の注入ゲートの単一の開放期間中に、１つのみのＣＶフラクションの伝送に関連付けられた第１の電圧範囲内で動的に変動するロバスト性モードでＦＡＩＭＳデバイスを動作させることを含む。方法はまた、ＦＡＩＭＳデバイスをカバレッジモードで動作させることを含み、カバレッジモードは、注入ゲートの単一の開放期間中に、２つ以上のＣＶフラクションの伝送に関連付けられた第２の電圧範囲内で、電極に印加されたＣＶを動的に変動させることを含む。
【0009】
開示される技術の前述及び他の目的、特徴、及び利点は、添付の図面を参照して進められる以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】動的ＣＶがＦＡＩＭＳ電極に印加され、各スキャンにおけるイオン同定を増大させるＦＡＩＭＳデバイスを含む質量分析計の概略図である。
【図2A】多重荷電ペプチドの同定をもたらすＣＶの範囲を示す、イオン強度対印加されたＣＶのグラフである。
【図2B】ＦＡＩＭＳ電極へのイオンの損失を示す、イオン強度対印加されたＣＶのグラフであり、静的ＣＶ実験の間、特定のイオンを同定することは不可能となる。
【図2C】イオン強度－対（ｖｓ.）－印加されたＣＶのグラフであり、複数の離散ＣＶがＦＡＩＭＳ電極に印加されるアプローチの結果を示す。
【図2D】イオン強度－対（ｖｓ.）－印加されたＣＶのグラフであり、複数の離散ＣＶがＦＡＩＭＳ電極に印加されるアプローチの結果を示す。
【図3】異なるＣＶ値でＦＡＩＭＳデバイスを組み込んだ質量分析計によって実行されたスキャンから生成されたＨｅＬａクロマトグラムを示す。
【図5A】３つの異なる静止ＣＶの印加中のＦＡＩＭＳデバイスのそれぞれの断面図を、伝送されたイオン強度の関連するグラフとともに示す。
【図5B】３つの静的ＣＶスキャンの伝送されたイオン強度を３つの動的ＣＶスキャンの伝送されたイオン強度と比較するグラフを示す。
【図6】種々の開示される例による種々の方法を示すフローチャートである。
【図7】ランプ波形を有する動的ＣＶの印加中のＦＡＩＭＳデバイスの断面図を示す。
【図8】三角波形を有する動的ＣＶの印加中のＦＡＩＭＳデバイスの断面図を示す。
【図9】ウェーブレット波形を有する動的ＣＶの印加中のＦＡＩＭＳデバイスの断面図を示す。
【図10】種々の開示される例による種々の方法を示すフローチャートである。
【図11】種々の開示される例による種々の方法を示すフローチャートである。
【図12】説明される革新が実装され得る適切なコンピューティング環境の一般化された例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
ＦＡＩＭＳ 概論
ＦＡＩＭＳデバイスは、試料中のイオンの同定率（例えば、生体試料中のペプチドの同定率）を改善するために、ハイブリッド及びトリブリッド質量分析計などの質量分析計とともに使用することができる。典型的には、ＦＡＩＭＳデバイスは、イオン化源と質量分析計との間に位置し、イオン移動度に基づいて気相イオン分離を実行する。特に、ＦＡＩＭＳデバイスは、デバイス内のイオン滞留中に電界強度が何度も変化する微分イオン移動度を実装する。ＦＡＩＭＳデバイスは、それらの間に間隙を有する２つの電極を含む。一部の例では、電極は、一方の電極が他方の電極内に配置又は位置決めされた円筒形電極である。代替的に、ＦＡＩＭＳデバイスは、２つの電極が平行板を形成する「平板」形状、又は何らかの他の形状／相対的な電極配置を有することができる。
ＦＡＩＭＳデバイスは、試料中のイオンの同定率（例えば、生体試料中のペプチドの同定率）を改善するために、ハイブリッド及びトリブリッド質量分析計などの質量分析計とともに使用することができる。典型的には、ＦＡＩＭＳデバイスは、イオン化源と質量分析計との間に位置し、イオン移動度に基づいて気相イオン分離を実行する。特に、ＦＡＩＭＳデバイスは、デバイス内のイオン滞留中に電界強度が何度も変化する微分イオン移動度を実装する。ＦＡＩＭＳデバイスは、それらの間に間隙を有する２つの電極を含む。一部の例では、電極は、一方の電極が他方の電極内に配置又は位置決めされた円筒形電極である。代替的に、ＦＡＩＭＳデバイスは、２つの電極が平行板を形成する「平板」形状、又は何らかの他の形状／相対的な電極配置を有することができる。
【0012】
ＦＡＩＭＳデバイス動作の概要として、ＲＦ ＤＣ電界が、２つの電極間に印加され、それらの２つの電極間の間隙内で気相イオン分離が生じる。ＲＦは、このセルに入るイオンをオフセットし、イオンを電極の１つに向かって放電させる。ＣＶと称される電界のＤＣ成分は、その現象を補償するために印加される。以下で更に説明するように、異なるイオン種を補償するために、異なるＣＶ値がＦＡＩＭＳ電極に印加される。所与のＣＶがＦＡＩＭＳ電極に印加されるとき、（電極に向かって放出されるのではなく）ＦＡＩＭＳによって伝送されるイオンは、そのＣＶに関連付けられた「ＣＶフラクション」と称されることがある。一部の例では、所与のＣＶに対するＣＶフラクション内のイオンはまた、より低い量ではあるが、そのＣＶの特定の範囲（例えば、２０Ｖ）内の値でＦＡＩＭＳによって伝送されてもよい。
【0013】
単一スキャンで複数のＣＶフラクションを分析するための例示的なシステム１００が、図１に概略的に示されている。１つ以上のペプチドを含有する生体試料などの試料１０２が、イオン源１０４に投入される。イオン源１０４は、分析中の材料（例えば、試料１０２）を、その材料から電荷運搬エンティティ（例えば、水素核又は電子）を除去又は追加することによってイオン化して、その材料に正又は負の電荷を提供する。この結果、試料１０２のイオン化からイオンが形成される。イオン源１０４は、エレクトロスプレーイオン化（electrospray ionization、ＥＳＩ）タイプとすることができ、又は代わりに、大気圧化学イオン化（atmospheric-pressure chemical ionization、ＡＰＣＩ）若しくは大気圧光イオン化（atmospheric pressure photoionization、ＡＰＰＩ）を含む、別の好適なイオン化技術を利用することができる。試料のイオン化は、典型的には、一価イオン及び多価イオンの両方を生成する。
【0014】
イオン源によって生成されたイオンは、その後、ＦＡＩＭＳデバイス１０８に入る。図示の例では、ＦＡＩＭＳデバイス１０８は、半径方向に対向する表面を有する円筒形内側及び外側電極を伴うＦＡＩＭＳセルを含み、それらは、その間に、イオンが輸送される環状分離領域（「分析間隙」）を画定する。図５Ａ及び図７～図９に断面で示されるこのタイプのＦＡＩＭＳセルの幾何学形状は、概して「左右（side-to-side）ＦＡＩＭＳセル」と称されることがあり、内側電極及び外側電極の長手方向軸（ページの外に向けられた円筒形表面の軸）は、イオン流の全体的な方向に対して横方向に配向される。しかしながら、ＦＡＩＭＳセルはまた、本開示の範囲から逸脱することなく、上記で議論される平板幾何学形状、又は別の幾何学形状／相対的電極配置を有することもできる。ＦＡＩＭＳセル及び他のイオン移動度分光測定デバイスの設計及び動作の原理は、当技術分野の他の場所で広範に説明されており、したがって、本明細書では詳細に説明されない。例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Ｇｕｅｖｒｅｍｏｎｔらの米国特許第６，６３９，２１２号、Ｐｒａｓａｄらの米国特許第１０，３２５，７６７号、及びＰｒａｓａｄらの米国特許第１１，２９３，８９８号を参照されたい。手短に言えば、キャリアガスは、ＦＡＩＭＳデバイスの入口オリフィスからＦＡＩＭＳデバイスの出口オリフィスまで分離領域を通ってイオンとともに流れる。イオン分離は、ピーク電圧（ＤＶ）及びＣＶを有する非対称波形を内側又は外側電極のうちの１つに印加することによって、ＦＡＩＭＳデバイスの分離領域（分析間隙）内で実行される。ＣＶ及びＤＶの値は、選択されたイオン種が分離領域を伝送することができるように設定される。高電界及び低電界移動度の異なる相対値を有する他のイオン種は、電極の１つの表面に移動し、中和される。
【0015】
選択されたイオンは、出口オリフィスを通ってＦＡＩＭＳデバイスから出て、ＦＡＩＭＳデバイスを質量分析計１１６から分離する小さな間隙を通過する。キャリアガスのほとんどが大気圧で間隙を通って排出されるのに対して、イオンは、質量分析計内のオリフィスを通って、又はキャピラリ入口若しくはイオン移送管を通って、質量分析計１１６の少なくとも１つの減圧チャンバ１１８内に静電的に案内される。少なくとも１つの減圧チャンバ１１８は、真空ポートによって排気することができる。少なくとも１つの減圧チャンバ１１８から、イオンは、減圧チャンバ１１８よりも低圧（典型的には約１００ミリトール）に維持された高真空チャンバ１２０内に（例えば、スキマーのオリフィスを通して）移送される。高真空チャンバ１２０は、真空ポートを介してターボポンプ又は同様の高真空ポンプによって排気することができる。
【0016】
高真空チャンバ内に移送されたイオンは、質量分析のために、電気注入ゲート１２２を通して質量分析器１２４内に集束又は誘導されてもよい。一部の例では、注入ゲート１２２は、イオンレンズ、イオンガイド、イオンゲート、四重極又は八重極ロッドセットなどを形成する種々の電極を含む、イオン光学アセンブリの一部である。閉鎖電圧が注入ゲートに印加されると、質量分析器の中へのイオン移送が遮断される。閉鎖電圧は、イオンが質量分析器に進入することを可能にするように、ある時間量（本明細書では、注入ゲートの「開放期間」と称される）にわたって、より低い開放電圧にパルスダウンされ得る。質量分析器１２４は、（限定ではないが）四重極質量分析器、イオントラップ、又は飛行時間分析器を含む、従来の質量分析器のうちの任意の１つ又は組み合わせとして実装されてもよい。質量分析器１２４は、高真空チャンバ１２０内に示されているが、他の例では、他の場所に位置してもよい。開放注入ゲートを介して質量分析器に伝送されたイオンが分析された後、質量分析器と通信するコントローラ１２６は、質量スペクトルを生成するために使用され得る分析に基づいて、データを生成する。
【0017】
典型的なＦＡＩＭＳ実験の制限
典型的なＦＡＩＭＳ実験では、１つのＣＶ値のみが、質量分析計がイオンを質量分析器に注入する時間中（例えば、注入ゲートの単一の開放期間中）に適用される。この単一のＣＶフラクションに関連付けられたイオンは、質量分析器を満たし、化学干渉が低減された質量スペクトルを生成する。しかしながら、そのＣＶ設定で伝送しないイオンは、ＦＡＩＭＳ電極に失われ、同定することができない。結果として、単一のＣＶの実験は、ＦＡＩＭＳを伴わない質量分析計を用いて実行される同一実験と比較して、同定されたイオン種が同一数になる可能性があり、又はおそらくは、同定されたイオン種が更により少なくなる可能性がある。
典型的なＦＡＩＭＳ実験では、１つのＣＶ値のみが、質量分析計がイオンを質量分析器に注入する時間中（例えば、注入ゲートの単一の開放期間中）に適用される。この単一のＣＶフラクションに関連付けられたイオンは、質量分析器を満たし、化学干渉が低減された質量スペクトルを生成する。しかしながら、そのＣＶ設定で伝送しないイオンは、ＦＡＩＭＳ電極に失われ、同定することができない。結果として、単一のＣＶの実験は、ＦＡＩＭＳを伴わない質量分析計を用いて実行される同一実験と比較して、同定されたイオン種が同一数になる可能性があり、又はおそらくは、同定されたイオン種が更により少なくなる可能性がある。
【0018】
図２Ａに示す例では、多価ペプチドの完全なコホートは、約５０ＶのＣＶ範囲（－３０Ｖ～－８０Ｖ）にわたって伝送される。プロテオミクス実験の間、ＣＶを－３０Ｖ～－８０Ｖの範囲内に設定して、個々のＰＳＭ、ペプチド、及びタンパク質分布を決定するための取得後ソフトウェアによるその後の調査のための増強された信号対雑音スペクトルを生成することができる。しかしながら、他の例では、多価ペプチドは、異なるＣＶ範囲（例えば、－３０～－１００Ｖ）にわたって伝送されてもよい。対照的に、一価ペプチドは、典型的には、０Ｖ～－３０Ｖの範囲で伝送され、この範囲で伝送する任意の多価ペプチドは、分析的に価値がない傾向がある。
【0019】
標準的なＦＡＩＭＳパラメータを使用して、単一のＣＶ設定は、ＣＶの約２０Ｖにわたってイオン電流を伝送する。ＦＡＩＭＳによって伝送される、結果として生じるＣＶフラクションは、異なるＣＶ領域から望ましくない一価イオンを排除する。しかしながら、ペプチドイオン電流の残りの７５％からなるＣＶフラクションも除外される。例えば、図２Ｂに示すように、－５５Ｖの単一のＣＶ設定は、約－４５Ｖ～－６５Ｖの範囲にわたってイオン電流を伝送する一方、約－６５Ｖより低く、約－４５Ｖを上回る補償電圧に関連付けられたＣＶフラクションを除外する。具体的には、イオン検出ピーク２０２は、－５５ＶのＣＶにおいて伝送するイオンを表す。これらのイオンの大部分（例えば、１００％）は、実験中にＦＡＩＭＳデバイスによって伝送され得る。対照的に、ピーク２０２よりも減衰したイオン検出ピーク２０４及び２０６は、それぞれ－６０Ｖ及び－５０Ｖで伝送するイオンを表す。イオン検出ピーク２０４及び２０６のイオンの一部のみ（例えば、５０％）が、－５５Ｖの静的ＣＶ設定を用いた実験中に伝送されるが、これは、異なる微分移動度、不適切な初期エネルギー又は速さ、などを有することに起因して、多くが失われるためである。示されるように、実験のための静的許容曲線２０８は、ピーク２０２、２０４、及び２０６を包含するエンベロープに対応することができる。この場合、静的許容曲線２０８は、２１０で示されるように、約２０Ｖの許容幅を有する。
【0020】
同定されるイオン種（、例えば、ペプチド）の量を増加させる試みにおいて、複数のスキャン（「実行」又は「実験」とも称される）が、質量分析器によって実行され得、各スキャンは、ＦＡＩＭＳ電極に印加される異なる静的ＣＶを利用する。かかる動作はまた、「複数のＣＶ値を通してスキャンすること」又は「ＣＶをスイープすること」として説明され得る。異なる静的ＣＶで伝送されたイオンのスキャンの結果は、次いで、図３及び図４に示すように、一緒に処理され得る。特に、図３は、異なる静的ＣＶ値で実行されたＨｅＬａクロマトグラム消化のグラフである。実験のＣＶ値は、－３０Ｖ～－１００Ｖの範囲内で選択された。典型的なプロテオミクス実験の間、静的ＣＶは、多価ペプチドイオン電流を伝送する電圧の範囲内、概して－３０Ｖ～－１００Ｖに設定される。単一スキャンにつき１つのＣＶフラクションしか分析できないため、図３に示されるグラフは、同じプロット上にプロットされた多数のスキャンからの質量スペクトルを含む。これらの質量スペクトルは、その後、図４に示すように、分析されたイオン間の個々のＰＳＭ、ペプチド、及びタンパク質分布を決定するために、取得後ソフトウェアによって調べることができる。
【0021】
同様に、図５Ａは、異なるＣＶ最適条件を有する３つのイオン群を参照して、３つの別個のスキャンの結果を示している。この例では「イオン群」という用語が使用されているが、各イオン群は、代替的に、イオンタイプ、イオンクラス、イオンファミリ、又はＣＶフラクションと称することもできる。各イオン群は、多数のイオン種、例えば、数百又は数千のイオン種を含むことができる。イオン種の一例はペプチドである。しかしながら、本開示の範囲から逸脱することなく、他のイオン種が分析されてもよい。
【0022】
図５Ａに示すように、イオン群１のイオンは－６５ＶのＣＶでＦＡＩＭＳ電極を伝送するが、イオン群２、３のイオンはこのＣＶでは補償不足となり、出口に到達する前に外側電極に衝突してしまう。したがって、示される結果として生じる質量分析は、イオン群１からのイオンのみからなる。図５Ａに示すように、ＣＶが－６０Ｖに増加すると、イオン群１のイオンは過剰補償され、内側電極上に放電される。イオン群２のイオンは、適切に補償され、したがって伝送されるが、イオン群３のイオンは、補償不足のままであり、外側電極に衝突する。図５Ａに示すように、ＣＶを－５５Ｖにすると、イオン群３のイオンは伝送するが、それ以外のイオンは過剰補償されて失われる。上記の場合の各々において、伝送されたイオン強度の関連するグラフは、他のイオンタイプによって寄与されるいかなる化学的バックグラウンドもなしに、適切に補償されたイオンタイプのみの伝送を示している。図５Ａに示すように、静的ＣＶの印加から生じる相対イオン強度のグラフは、ガウス曲線に類似した形状を有する。
【0023】
他の例では、ＦＡＩＭＳデバイスは、イオンがそれらの相対的な移動度に従ってＦＡＩＭＳデバイスを通してフィルタリングされ得るように、同じスキャン内で複数の静的ＣＶを内部的に切り替える（例えば、連続的に印加する）ことができる。かかるアプローチでは、印加される静的ＣＶが、所与のイオンタイプに関連付けられたＣＶを含まない場合、ＦＡＩＭＳデバイスは、そのイオンタイプのためのフィルタとして効果的に作用する。ＣＶを内部的に切り替える場合、伝送される気相部分の重なりが制限されるように、十分に離間された電圧を選択することが重要である。例えば、単一スキャン中にループで質量分析器に導入される－４０Ｖ、－５５Ｖ、及び－７０ＶのＣＶフラクションを使用する３ＣＶアプローチが、図２Ｃに示されている。図２Ｄに示される５つのＣＶに関連付けられたＣＶフラクションのような、より多くのＣＶフラクションを導入することは、この領域の更により多くのカバレッジを提供する。しかしながら、ＣＶを設定することに関連付けられたタイミング遅延があり、単一スキャンで３を超える追加の静的ＣＶを設定することは禁止的とされる。
【0024】
これらの欠点のうちの一部を克服するために、単一の実験中に動的ＣＶを代わりに印加するための技術が本明細書で開示される。以下で更に議論される開示される技術の例では、ＦＡＩＭＳ電極に印加されたＣＶは、質量分析計の注入ゲートの単一開放期間を通して動的に変動され得る。隣接するＣＶフラクションのイオンは、それによって、質量分析計の質量分析器に伝送され、単一スキャンにおいて集合的に分析され得る。開示される方法は、ＦＡＩＭＳデバイス又は別のタイプのＩＭＳデバイスを利用する質量分析のためのシステムに適用され得る。ＦＡＩＭＳデバイスとともに使用されるとき、以下に説明される例示的な技術は、ユーザが、単一スキャンを介して、元のＣＶ設定に直接隣接するＣＶフラクションから追加のイオン種同定を取得することを可能にすることができる。更に、ＣＶ範囲全体にわたってより効率的にイオン電流を収集するために、複数のかかるスキャンを実行することができる。
【0025】
単一スキャンにおいて隣接するＣＶフラクションを組み合わせるための例示的な技術
ＦＡＩＭＳ電極に印加されたＣＶを変動させ、隣接するＣＶフラクションのイオンを組み合わせ、これらのイオンを伝送し、質量分析器の単一スキャンにおいて分析されるための技術が、本明細書に説明される。上述のように、ＦＡＩＭＳは、従来、所与のイオンプールからイオンを排除し、そのプール内のより深い部分を調べるために使用されてきた。したがって、本明細書に開示される技術は、スキャンごとに２つ以上のＣＶフラクションを質量分析器に入れることによって分離技術の分解能を意図的に低下させるため、直感に反しているように見える可能性がある。しかしながら、質量分析計（例えば、Ｐｒａｓａｄらの米国特許第１１，２９３，８９８号に記載されているもの）で使用される最先端のイオントラップデバイスの大きな蓄積容量と、フラクション技術に関連付けられた減衰イオン電流との組み合わせは、（例えば、データ依存プロテオミクス実験における）隣接するＣＶフラクションを組み合わせて標的の数を増加させることを可能にする。提案される技術を採用することは、ユーザが、元の設定に直接隣接するＣＶフラクションからの追加のイオン種同定の追加の利益とともに、質量分析計を清潔に保つＦＡＩＭＳ電極の利益を享受し続けることを可能にする。加えて、その試料の総イオン種カバレッジを増加させたいユーザは、マルチフラクション充填を使用して、ＣＶ範囲全体（例えば、図１０を参照して以下に議論されるように、）にわたってイオン電流をより効率的に収集することができる。
ＦＡＩＭＳ電極に印加されたＣＶを変動させ、隣接するＣＶフラクションのイオンを組み合わせ、これらのイオンを伝送し、質量分析器の単一スキャンにおいて分析されるための技術が、本明細書に説明される。上述のように、ＦＡＩＭＳは、従来、所与のイオンプールからイオンを排除し、そのプール内のより深い部分を調べるために使用されてきた。したがって、本明細書に開示される技術は、スキャンごとに２つ以上のＣＶフラクションを質量分析器に入れることによって分離技術の分解能を意図的に低下させるため、直感に反しているように見える可能性がある。しかしながら、質量分析計（例えば、Ｐｒａｓａｄらの米国特許第１１，２９３，８９８号に記載されているもの）で使用される最先端のイオントラップデバイスの大きな蓄積容量と、フラクション技術に関連付けられた減衰イオン電流との組み合わせは、（例えば、データ依存プロテオミクス実験における）隣接するＣＶフラクションを組み合わせて標的の数を増加させることを可能にする。提案される技術を採用することは、ユーザが、元の設定に直接隣接するＣＶフラクションからの追加のイオン種同定の追加の利益とともに、質量分析計を清潔に保つＦＡＩＭＳ電極の利益を享受し続けることを可能にする。加えて、その試料の総イオン種カバレッジを増加させたいユーザは、マルチフラクション充填を使用して、ＣＶ範囲全体（例えば、図１０を参照して以下に議論されるように、）にわたってイオン電流をより効率的に収集することができる。
【0026】
図５Ｂは、動的ＣＶを使用した３回の質量分析器スキャンの結果（特性５０２ａ～ｃ）を、静的ＣＶを使用した３回の質量分析器スキャンの結果（特性５０４ａ～ｃ）と比較するグラフ５００を示している。５０４ａ～ｃで示される３つの静的ＣＶスキャンの結果は、図２Ｃに示されるものと同一である。図５Ａに示される相対イオン強度のグラフと同様に、特性５０４ａ～ｃは、ガウス曲線と同様の形状を有する。対照的に、特性５０２ａ～ｃは、特性５０４ａ～ｃのピークに対して幾分平坦化された、より広く丸みを帯びたピークを有している。ピークの拡大は、静的ＣＶスキャンと比較して、動的ＣＶスキャンの各々において伝送される個々のイオン種の数の増加を反映している。種々の開示される例では、ＣＶの動的変動が、補償電圧に対してイオン強度の質量分析器スキャン測定の半値全幅（full-width half maximum、ＦＷＨＭ）を増加させるように、単一の質量分析器スキャンに適用され得る。一部の例では、５％、１０％、２５％、５０％、１００％、２００％、又はそれを上回る増加が、固定補償電圧を使用して、類似スキャン測定に対して取得され得る。増加を使用して、収集されるイオン種の範囲を拡大及び／又は調整することができる。
【0027】
図６は、図１のシステム１００などの、ＦＡＩＭＳデバイス及び質量分析計を含むシステムを動作させるための方法６００の例示的なフローチャートを示している。方法６００の動作は、ＦＡＩＭＳデバイス及び質量分析計などのシステムの他の構成要素と併せて、図１のコントローラ１２６などのコントローラによって実行され得る。
【0028】
６０２において、試料が質量分析計によって受け取られる。一部の例では、試料は、１つ以上のペプチドを含有する生体試料である。例えば、試料は、液体クロマトグラフィ（liquid chromatography、ＬＣ）、ガスクロマトグラフィ（gas
chromatography、ＧＣ）、キャピラリ電気泳動（capillary electrophoresis、ＣＥ）、又は混合物の成分を分離するために使用される別のタイプのシステムを使用して、混合物中の他のペプチド（及び他の成分）から分離されたペプチドであり得る。消化を受けるタンパク質の例では、混合物の別々の成分はペプチド（例えば、タンパク質の断片）である。生体試料が、例示的な目的のために本明細書に記載されるが、開示される技術は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のタイプの試料とともに使用され得る。
chromatography、ＧＣ）、キャピラリ電気泳動（capillary electrophoresis、ＣＥ）、又は混合物の成分を分離するために使用される別のタイプのシステムを使用して、混合物中の他のペプチド（及び他の成分）から分離されたペプチドであり得る。消化を受けるタンパク質の例では、混合物の別々の成分はペプチド（例えば、タンパク質の断片）である。生体試料が、例示的な目的のために本明細書に記載されるが、開示される技術は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のタイプの試料とともに使用され得る。
【0029】
次に、６０４において、試料をイオン化してイオンを形成する。イオン化は、図１のイオン源１０４のようなイオン化源によって実行することができる。試料のイオン化は、一価イオン及び多価イオンの両方を生成する。イオン源によって生成されたイオンは、その後、６０６において、図１のＦＡＩＭＳデバイス１０８などのＦＡＩＭＳデバイスに導入される。特に、イオンは、ＦＡＩＭＳデバイスの電極間の分析間隙に導入される。
【0030】
６０８において、質量分析計の注入ゲートが開放され、動的ＣＶが、注入ゲートの開放期間全体を通して、ＦＡＩＭＳデバイス電極に印加される。これらの動作は、同期して実行され、例えば、注入ゲートの開放は、動的ＣＶの初期印加と同時に、又はそれに対して所定の関係で生じ、動的ＣＶは、注入ゲートが閉鎖されるまで、又は注入ゲートの閉鎖に対して所定の関係で印加され続ける（例えば、ＣＶは動的に変動され続ける）。一部の例では、開放期間全体にわたる動的変動は、定電圧の１つ以上の期間を含むことができる。注入ゲートは、図１の注入ゲート１２２などの質量分析計の高真空チャンバ内に配置される電気ゲートであり得る。注入ゲートを開放することは、注入ゲートに印加される電圧を、ある持続時間の間、第１のより高い電位から第２のより低い電位に低下させることと、次いで、持続時間が経過すると、注入ゲートに印加される電圧を第１のより高い電位に戻すことと、を含むことができる。一方、ＣＶは、２つ以上のＣＶフラクションに関連付けられたＣＶを含む電圧の範囲にわたって連続的に変動させることができる。動的ＣＶの同期印加及び注入の開放の例示的な表現が、図１の１２８にグラフで示されている。図示の例はランプ波形を示しているが、注入ゲートの開放持続時間中に印加される動的ＣＶは、ＣＶの動的分散を反映する任意の形状（例えば、三角形状、鋸歯形状、ウェーブレット形状、正弦波、階段状、別の形状、又は組み合わせ）を有する波形を有することができる。一部の例では、波形は、反復される実験間でＦＡＩＭＳデバイスをリセットするために必要とされる時間を有利に低減するために、その初期値がその最終値に等しくなるように、例えば、三角波、鋸歯状波、又はウェーブレット波形に対して選択される。
【0031】
６１０において、隣接するＣＶフラクションのイオンが、開放注入ゲートを介して質量分析器に伝送される。所与のＣＶに対するＣＶフラクションは、代替的に、本明細書では、そのＣＶに関連付けられたイオン群／イオンタイプ／イオン種／イオンクラス／イオンファミリと称され、関連付けられたＣＶがＦＡＩＭＳ電極に印加されると、ＦＡＩＭＳによって伝送されるイオンを表す。一部の例では、ＣＶに関連付けられたＣＶフラクションは、ＦＡＩＭＳ電極に印加されたＣＶがそのＣＶフラクションに関連付けられたＣＶの約２０Ｖ以内であるときに伝送される。しかしながら、他の例では、所与のＣＶに関連付けられたＣＶフラクションの「幅」は、２０Ｖより大きくても小さくてもよい。図７～図９を参照して以下で更に説明するように、ＦＡＩＭＳ電極に印加される動的ＣＶは、複数のＣＶフラクションに関連付けられたＣＶを含む値の範囲にわたって経時的に変化し、その一部は隣接するＣＶに関連付けられる。動的ＣＶが変動する範囲内のＣＶに関連付けられたＣＶフラクションのイオンは、開放注入ゲートから質量分析器に伝送される。
【0032】
６１２において、質量分析器は、伝送されたイオンを単一スキャンで集合的に分析する。特に、注入ゲートが開放状態にある間に質量分析器の中に伝送された複数のＣＶフラクションは、単一の実験において質量分析器によって一緒に分析される。６１４において、質量分析器によって実行される分析に基づいて、質量スペクトルが生成される。コントローラ（例えば、図１のコントローラ１２６）は、分析の結果とともに質量分析器から信号を受信し、次いで、このデータに基づいて質量スペクトルを生成することができる。単一の質量分析器スキャンに基づいて生成され、複数のＣＶフラクションを含む、質量スペクトルの例示的な表現が、図１の１３０に図式的に示されている。一部の例では、生成された質量スペクトルの特性は、例えば、静的ＣＶ質量スペクトル（多くの場合、ガウス形状を有する）と動的ＣＶ波形との畳み込みとして、印加される動的ＣＶ波形に関連付けられ得る。
【0033】
６１６において、質量スペクトルは、更なる処理のために取得後ソフトウェアに伝送される。例えば、コントローラは、生成された質量スペクトル（又は示される方法を介して生成された複数の質量スペクトル）を取得後ソフトウェアに伝送することができる。取得後ソフトウェアは、ローカル又はリモートでホストされてもよく、生成された質量スペクトルは、有線又は無線接続を介して、取得後ソフトウェアをホストするコンピューティングデバイスに伝送され得る。一部の例では、取得後ソフトウェアは、質量スペクトル内の個々のＰＳＭ、ペプチド、及びタンパク質の分布を決定するために質量スペクトルを調べるためのコンピューティングデバイスによって実行可能なコードを含む。
【0034】
図７～図９は、図５Ａに示したのと同じ３つのイオン群に関して、システム（例えば、図１のシステム１００）によって生成された質量スペクトルを示すが、ここでは動的ＣＶ設定が注入ゲートの開放に関連して同期されている。図７～図９の各々において、イオン群１のイオンは、印加されたＣＶが－６５Ｖの約５Ｖ以内であるときに、開放された注入ゲートを介してＦＡＩＭＳデバイスから質量分析器の中に伝送される。イオン群２のイオンは、印加されたＣＶが－６０Ｖの約５Ｖ以内であるときに、開放された注入ゲートを介してＦＡＩＭＳデバイスから質量分析器の中に伝送され、イオン群３のイオンは、印加されたＣＶが－５５Ｖの約５Ｖ以内であるときに、開放された注入ゲートを介してＦＡＩＭＳデバイスから質量分析器の中に伝送される。しかしながら、他の例では、イオンは、イオンの関連付けられたＣＶ値の異なる範囲内のＣＶ値が印加されたときに（例えば、５Ｖより大きい又は小さい範囲）、ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送され得る。所与のイオン種の伝送をもたらすＣＶの範囲は、代替的に、そのイオン種に対する「静的許容エンベロープ」と称されることがある。一部の例では、ペプチドは、印加された静的ＣＶに対して比較的大きい静的許容エンベロープ（例えば、約２０ＶのＦＷＨＭ）を有することができ、より小さい分子は、比較的小さい許容エンベロープ（例えば、約５ＶのＦＷＨＭ）を有することができる。
【0035】
更に、図７～図９に示す動的ＣＶは１０Ｖの範囲内で変動するが、この値は例示のために選択されたものであり、限定することを意図するものではない。ＦＡＩＭＳ電極に印加される動的ＣＶの範囲は、他の例では、１０Ｖより大きくても小さくてもよい。
【0036】
図７は、ランプ波形を伴う動的ＣＶが注入ゲートの開放期間中にＦＡＩＭＳ電極に印加される、例７００を示している。経時的なＣＶ値は、グラフ７０２に示され、注入ゲート状態は、グラフ７０４に示されている。グラフ７０２に示すように、印加されたＣＶは、注入ゲートの開放期間の間、－６５Ｖの初期電圧から－５５Ｖの終止電圧まで動的に（例えば、連続的に）変動し、それによって、－６５Ｖ～－５５Ｖの範囲内、又はその範囲の±５ＶのＣＶに関連付けられたイオン群（例えばＣＶフラクション）から質量分析計へのイオン電流の伝送をもたらす。これは、次に、質量分析器（したがって、質量分析器スキャンマトリックス）が、３つ全てのイオン群からのイオンで充填されるようにする。
【0037】
グラフ７１２は、グラフ７０２に示されるランプ形状動的ＣＶ波形の印加に応じて、質量分析器の中に伝送されるＣＶフラクションの相対イオン強度を示している。具体的には、グラフ７１２は、３つのイオン群の各々に対するそれぞれのイオン同定ピークを示している。これらのピークは、動的許容曲線７１４を形成する。動的許容曲線７１４の幅は、約３０Ｖの実験に対する許容範囲７１６を画定する。許容範囲７１６の境界の外側の電圧で伝送するＣＶフラクションは、スキャンのための注入期間中に印加される動的波形がそれらの関連付けられたＣＶを含まないため、本スキャンでは同定されない。示されるように、許容範囲７１６の終点は、実質的にゼロの相対イオン強度に対応するが、ＦＷＨＭなどの他の尺度が使用されてもよい。断面図７０６及びグラフ７１２に示すように、ＣＶが－６５Ｖから約－６２．５Ｖまで動的にランプアップするにつれて、イオン群１内のイオンは、ＦＡＩＭＳデバイスから開放注入ゲートを介して質量分析器の中に伝送される。断面図７０８及びグラフ７１２に示すように、ＣＶが－６２．５Ｖから約－５７．５Ｖまで動的に上昇するにつれて、イオン群２内のイオンは、ＦＡＩＭＳデバイスから開放注入ゲートを介して質量分析器の中に伝送される。イオン群１からのイオンはもはや伝送されない。断面図７１０及びグラフ７１２に示すように、ＣＶが約－５７．５Ｖから－５５Ｖまで動的に変動されるにつれて、イオン群３からのイオンは、開放注入ゲートを介して、ＦＡＩＭＳデバイスから質量分析器の中に伝送される。イオン群１及び２からのイオンはもはや伝送されない。それらのイオンの伝送を引き起こすＣＶの隣接性を考慮して、イオン群１及び２は、イオン群２及び３と同様に、「隣接する」ＣＶフラクションと称され得る。対照的に、イオン群１及び３は、隣接するＣＶフラクションとみなされなくてもよい。３つのイオン検出ピークが、例のためにグラフ７１２に示されるが、許容範囲７１６内のＣＶにおいて伝送する、実験の間にＦＡＩＭＳデバイスの中に注入される任意の追加のイオン種もまた、伝送されるであろうことを理解されたい。更に、図７には上昇ランプ波形が示されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、下降波形を代替的に使用することができる。
【0038】
図８に示す例８００では、注入ゲートの開放期間中にＦＡＩＭＳ電極に印加される動的ＣＶは、三角波形（特に、三角波形の単一周期）を有する。経時的なＣＶ値は、グラフ８０２に示され、注入ゲート状態は、グラフ８０４に示されている。グラフ８０２に示すように、三角波形の単一の期間は、ランプに類似した線形の上昇及び下降を有するが、急にリセットする代わりにピーク振幅で方向を反転し、その結果、三角形状を形成するものとして特徴付けることができる。三角形パターンでの動的ＣＶの実装形態は、集中ＣＶ標的の両側でイオンフラクションを収集することを可能にするが、おそらくは、ＰＣＢレベルで追加の冷却を要求することができる。鋸歯状波形の単一周期分の波形を有する動的ＣＶについても同様であり得る。三角波形と同様に、鋸歯状波形の単一周期は、鋸の歯に類似し、上昇又は下降することができるように、その開始点（初期値）への急激なリセットが後に続く線形ランプアップを有するものとして特徴付けることができる。
【0039】
グラフ８１２は、グラフ８０２に示される三角形状の動的ＣＶ波形の印加に応じて、質量分析器の中に伝送されるＣＶフラクションの相対イオン強度を示している。具体的には、グラフ８１２は、３つのイオン群の各々に対するそれぞれのイオン同定ピークを示している。これらのピークは、動的許容曲線８１４を形成する。動的許容曲線８１４の幅は、約３０Ｖの実験に対する許容範囲８１６を画定する。許容範囲８１６の境界の外側の電圧で伝送するＣＶフラクションは、スキャンのための注入期間中に印加される動的波形がそれらの関連付けられたＣＶを含まないため、本スキャンでは同定されない。断面図８０６及びグラフ８１２に示される例では、イオン群１内のイオンは、ＣＶが約－６５Ｖから約－６２．５Ｖに動的に変動するとき（波形のピークに到達する前）、並びにＣＶが約－６２．５から－６５Ｖに減少するときに、ＦＡＩＭＳデバイスから開放注入ゲートを介して質量分析器内に伝送される。断面図８０８及びグラフ８１２に示される例では、イオン群２内のイオンは、印加されたＣＶが約－６２．５Ｖから約－５７．５Ｖに動的にランプアップするとき（波形のピークに到達する前）、並びに印加されたＣＶが約－５７．５Ｖから－６２．５Ｖにランプダウンするときに、ＦＡＩＭＳデバイスから開放注入ゲートを介して質量分析器内に伝送される。断面図８１０及びグラフ８１２に示すように、印加されたＣＶが、約－５７．５Ｖから－５５Ｖまで動的に変動され、次いで、波形のピークに到達した後、－５７．５Ｖまで戻る間、イオン群３のみからのイオンが、ＦＡＩＭＳデバイスから開放注入ゲートを介して質量分析器の中に伝送される。
【0040】
３つのイオン検出ピークが、例のためにグラフ８１２に示されるが、許容範囲８１６内のＣＶにおいて伝送する、実験の間にＦＡＩＭＳデバイスの中に注入される任意の追加のイオン種もまた、伝送されるであろうことを理解されたい。
【0041】
図９に示される例９００では、注入ゲートの開放期間中にＦＡＩＭＳ電極に印加される動的ＣＶは、ウェーブレットとして説明され得る波形を有する。経時的なＣＶ値は、グラフ９０２に示され、注入ゲート状態は、グラフ９０４に示されている。グラフ９０２に示すように、示されるウェーブレット波形の単一周期は、等しい初期値及び最終値を有する。初期値からピークまで上昇した後、ピークと同じ振幅を有する負の値まで下降し、その後、最終値まで再び上昇する。換言すれば、示されるウェーブレットの実装形態では、質量分析計注入ウィンドウは、集中ＣＶ標的において開始及び終了するが、ウィンドウの中央において、より広いＣＶ範囲にわたって短時間スキャンする。本開示の範囲から逸脱することなく、他のタイプのウェーブレット波形を使用することもできる。
【0042】
グラフ９１２は、グラフ９０２に示されるウェーブレット形状の動的ＣＶ波形の印加に応じて、質量分析器の中に伝送されるＣＶフラクションの相対イオン強度を示している。具体的には、グラフ９１２は、３つのイオン群の各々に対するそれぞれのイオン同定ピークを示している。これらのピークは、動的許容曲線９１４を形成する。動的許容曲線９１４の幅は、約３０Ｖの実験に対する許容範囲９１６を画定する。許容範囲９１６の境界の外側の電圧で伝送するＣＶフラクションは、スキャンのための注入期間中に印加される動的波形がそれらの関連付けられたＣＶを含まないため、本スキャンでは同定されない。断面図９０６～９１０及びグラフ９１２に示される例では、印加されたＣＶが、その初期値－６０Ｖから約－５７．５Ｖまでランプアップするとき、（そのピーク値に到達した後）－６０Ｖから約－６２．５Ｖまでランプダウンされて戻るとき、次いで、（波形の谷に到達した後）約－６２．５Ｖから－６０Ｖまでランプアップして戻るとき、イオン群２内のイオンのみ、ＦＡＩＭＳデバイスから開放注入ゲートを介して質量分析器の中に伝送される。対照的に、印加されたＣＶは、約－５７．５Ｖからピーク（－５５Ｖ）まで動的に変動され、次いで、約－５７まで戻る。５Ｖでは、イオン群３のイオンのみがＦＡＩＭＳデバイスから質量分析器の中に伝送される。最後に、印加されたＣＶが、約－６２．５Ｖから波形の谷（－６５Ｖ）まで連続的に減少され、次いで、－６２．５Ｖまで再び増加されると、イオン群１内のイオンのみが、ＦＡＩＭＳデバイスから質量分析器の中に伝送される。
【0043】
例示のために３つのイオン検出ピークがグラフ９１２に示されているが、実験中にＦＡＩＭＳデバイスに注入され、許容範囲９１６内のＣＶで伝送する任意の追加のイオン種も伝送され得ることが理解されるであろう。
【0044】
図７～図９に示される例の各々では、ＣＶの動的印加は、３つのイオン群内のイオンに、ＦＡＩＭＳ電極の出口を横断して連続的にスキャンさせることができる。対照的に、静的又は離散ＣＶが印加されるＦＡＩＭＳ実験では、質量分析計に注入する前に望ましくないイオンを電極から除去するために、ＣＶ値が変化するたびに最小切替時間が使用される。動的ＣＶ設定を使用する場合、隣接するＣＶフラクションを質量分析計入口に直接スキャンすることができるため、この最小切替時間を大幅に低減することができ、又は更に無視することができる。更に、示されるように、１つ以上のスキャンを実行するときに静的ＣＶではなく動的ＣＶを使用することは、有利には、より広い許容曲線をもたらすことができる。例えば、静的ＣＶ実験の許容曲線は、図２Ｂに示すように、約２０Ｖであり得るが、動的ＣＶ実験は、図７～図９に示すように、約３０Ｖの許容曲線を達成することができる。本明細書中で議論される特定の許容曲線幅の値は、例示の目的のみのために選択され、そして限定することを意味しない。
【0045】
図７～図９に示す例示的な波形に加えて、他の動的ＣＶ設定及び形状が企図される。例えば、印加される動的ＣＶは、正弦波形、複数の周期を有する波形（例えば、三角形、鋸歯、ランプ、ウェーブレット、又は正弦波の２つ以上の周期）を有することができる。
【0046】
それぞれが複数のＣＶフラクションを組み合わせる複数のスキャンに基づいて質量スペクトルを生成するための例示的な技術
イオンのＣＶ滞留時間としても知られる、イオンが特定のＣＶ値の存在下で費やす時間量は、静的ＣＶ設定と比較して、動的ＣＶ設定が使用されるときに減衰され得る。一部の例では、この低減された滞留時間は、（複数の静的ＣＶループを通して循環することと比較して）各々が動的ＣＶ設定を使用する複数の連続スキャンを実行することによって軽減され得る。ＬＣピークにわたってＦＡＩＭＳスキャンの数を増加させることは、定量化を改善し、並びに定性分析（例えば、ＰＳＭ／ペプチド／タンパク質の同定）を増加させるはずである。
イオンのＣＶ滞留時間としても知られる、イオンが特定のＣＶ値の存在下で費やす時間量は、静的ＣＶ設定と比較して、動的ＣＶ設定が使用されるときに減衰され得る。一部の例では、この低減された滞留時間は、（複数の静的ＣＶループを通して循環することと比較して）各々が動的ＣＶ設定を使用する複数の連続スキャンを実行することによって軽減され得る。ＬＣピークにわたってＦＡＩＭＳスキャンの数を増加させることは、定量化を改善し、並びに定性分析（例えば、ＰＳＭ／ペプチド／タンパク質の同定）を増加させるはずである。
【0047】
一部の例では、ＦＡＩＭＳデバイスのユーザは、ユーザインターフェースを介して、ＦＡＩＭＳデバイスへのイオンの所与の注入に対して実行する所望の数の実験を示す入力、又は実験を実行する複数のＣＶフラクションを指定する入力を提供することができる。複数のかかる実験を実行するための従来のアプローチは、複数の静的ＣＶ（「設定点」）を、所望の実験又はＣＶフラクションにつき１つ設定することを伴ったが、本明細書の発明者は、代わりに、実験ごとに動的ＣＶ設定を利用することが有利であり得ることを認識した。例えば、２つの連続した実験の各々に対して設定点を設定する代わりに、実験の各々に対して範囲を設定することができ、各範囲は、所望のＣＶフラクションを伝送するＣＶのみを含む。一部の例では、範囲は、例えば、ユーザインターフェースを介して、ＦＡＩＭＳデバイスのユーザによって入力され得る。他の例では、設定されるべき範囲は、ユーザ入力又は他のデータに基づいてコントローラによって決定され得る。
【0048】
図１０は、図１のシステム１００などの、ＦＡＩＭＳデバイス及び質量分析計を含むシステムを動作させるための例示的なフローチャート１０００を示している。フローチャート１０００の動作は、ＦＡＩＭＳデバイス及び質量分析計などのシステムの他の構成要素と併せて、図１のコントローラ１２６などのコントローラによって実行され得る。
【0049】
１００２において、図６の方法６００のステップ６０２～６１４が実行され、質量分析計の単一スキャンにおいて分析された試料のイオンを表す質量スペクトルを生成する。図６を参照して上述したように、これらのイオンは、複数のＣＶフラクションを含み、そのうちの少なくとも２つは隣接するＣＶフラクションである。
【0050】
１００４において、方法６００のステップ６０６～６１４が、試料からのイオンの複数の連続スキャンを実行するために、１回以上繰り返され、各スキャンは、動的ＣＶ設定を使用する。上述のように、かかる動作は、ＦＡＩＭＳデバイス内のイオン滞留時間を有利に増加させることができる。１００６に示すように、各反復に対してステップ６０８においてＦＡＩＭＳ電極に印加される動的ＣＶの範囲及び／又は波形は、反復によって生成される追加の質量スペクトルが試料の異なるＣＶフラクションを表すように、（１００２における第１のスキャンに対して印加される動的ＣＶ及び方法６００の反復中に印加される任意の他の動的ＣＶに対して）変動する。換言すれば、ステップ６０６～６１４の各反復に印加される動的ＣＶが選択されて（例えば、システムのコントローラによって）、試料の任意の前の反復で伝送されたＣＶフラクションとは異なるＣＶフラクションを伝送する。任意の以前の反復において印加された動的ＣＶに対して印加された動的ＣＶの範囲を変動させることは、以前の反復において印加された任意の動的ＣＶの範囲に含まれない少なくとも一部のＣＶ値を含む範囲内で変動する動的ＣＶを印加することを含み得る。同様に、任意の前の反復において印加された動的ＣＶに対して印加された動的ＣＶの波形を変動させることは、任意の前の反復において印加された動的電圧の波形とは異なる波形を有する動的ＣＶを印加することを含み得る。
【0051】
１００８において、１００２で生成された質量スペクトルが、１００４で生成された１つ以上の質量スペクトルと組み合わされる。例えば、コントローラ（例えば、図１のコントローラ１２６）は、生成された質量スペクトルを単一の組み合わされた質量スペクトルに組み合わせることができる。
【0052】
１０１０において、組み合わされた質量スペクトルは、更なる処理のために取得後ソフトウェアに伝送される。例えば、コントローラは、組み合わされた質量スペクトルを、ローカル又は遠隔にホストされた取得後ソフトウェアに伝送することができる。図６を参照して上述したように、取得後ソフトウェアは、組み合わされた質量スペクトル内の個々のイオン種分布（例えば、ＰＳＭ、ペプチド、及びタンパク質分布）を決定するために、組み合わされた質量スペクトルを調べるためのコンピューティングデバイスによって実行可能なコードを含むことができる。
【0053】
ＦＡＩＭＳデバイスを有する質量分析計を動作させるためにロバスト性モードとカバレッジモードとの間で選択するための例示的な技術
一部の事例では、ＦＡＩＭＳデバイスと併用される質量分析計のユーザが、ロバスト性動作モードとカバレッジモードとの間で選択することが有利であり得る。上記のように、試料をスキャンするために質量分析計と併せて単一のＣＶ設定を有するＦＡＩＭＳを利用することは、ＦＡＩＭＳを使用せずに質量分析計で試料をスキャンすることと比較して、ほぼ同じ数の、又は場合によってはより少ない多価イオン（例えば、ペプチド）の同定をもたらす場合がある。したがって、単一のＣＶ設定でＦＡＩＭＳを利用することは、直観に反しているように見える場合がある。しかしながら、本発明者らは、本明細書において、イオン同定とは無関係であるこの状況においてＦＡＩＭＳを使用することの特定の利点を認識した。特に、ＦＡＩＭＳデバイスの特定の構造的特徴は、デブリが質量分析計に入るのを有利に阻止することができ、それによって、質量分析計をより長い期間にわたって「清浄」に保ち、したがって、よりロバストに保たれる（例えば、サービスなしでより長く動作し続けることができる）。例えば、ＦＡＩＭＳデバイス内の大きな電極（例えば、径方向電極配置を有するＦＡＩＭＳデバイス内の大きな内側電極）は、デブリ（例えば、中性粒子、溶媒クラスタ、など）が質量分析計内の比較的清浄な真空システムに入るのを物理的に阻止することができる。特定の状況では、質量分析計のユーザは、複数のイオンタイプに関するあまり詳細ではない情報を取得することとは対照的に、試料中の単一イオンタイプに関する詳細な情報を取得しようとする場合がある。かかる事例では、本明細書に開示される技術によれば、ユーザは、ＦＡＩＭＳデバイスの設定を調整し（例えば、関連付けられたユーザインターフェースを介して）、ロバスト性モードを選択することができ、ＦＡＩＭＳに印加されるＣＶは、質量分析計注入ゲートが開放されている間に、単一のＣＶフラクションを伝送する値の範囲内で変動される。一部の例では、値の範囲は、約２０Ｖに及ぶことができ、ユーザが分析することを所望するＣＶフラクションに関連付けられたＣＶを中心とすることができる。他の例では、２０Ｖよりも小さい又は大きい異なる範囲を使用することができる。ロバスト性モードでの動作は、有利には、選択されたＣＶ設定に関連付けられたＣＶフラクションの所望の詳細な調査もユーザに提供しながら、質量分析計に進入するデブリを低減させることができる。増大同定モードとも代替的に称され得るカバレッジモードでの動作は、複数の静的ＣＶ設定を使用する方法と比較して、ＣＶ当たりのイオン同定を増大させることができる（例えば、より多くのペプチド標的をもたらす）。カバレッジモードは、同じＬＣ／ＭＳラン内で複数の静的ＣＶ設定（ループ内の各ＣＶランに対して、ＭＳスキャン当たり１つのＣＶ）を利用する典型的な動作モードに取って代わることができる。動的ＣＶ設定を用いた実験も同様に設定されるが、ＣＶ当たりより多くのイオン種標的をもたらすはずである。動的ＣＶ設定が、ユーザからの単一入力のみを用いて、全多価イオン範囲を調べるように最適化され得る例が想定される。
一部の事例では、ＦＡＩＭＳデバイスと併用される質量分析計のユーザが、ロバスト性動作モードとカバレッジモードとの間で選択することが有利であり得る。上記のように、試料をスキャンするために質量分析計と併せて単一のＣＶ設定を有するＦＡＩＭＳを利用することは、ＦＡＩＭＳを使用せずに質量分析計で試料をスキャンすることと比較して、ほぼ同じ数の、又は場合によってはより少ない多価イオン（例えば、ペプチド）の同定をもたらす場合がある。したがって、単一のＣＶ設定でＦＡＩＭＳを利用することは、直観に反しているように見える場合がある。しかしながら、本発明者らは、本明細書において、イオン同定とは無関係であるこの状況においてＦＡＩＭＳを使用することの特定の利点を認識した。特に、ＦＡＩＭＳデバイスの特定の構造的特徴は、デブリが質量分析計に入るのを有利に阻止することができ、それによって、質量分析計をより長い期間にわたって「清浄」に保ち、したがって、よりロバストに保たれる（例えば、サービスなしでより長く動作し続けることができる）。例えば、ＦＡＩＭＳデバイス内の大きな電極（例えば、径方向電極配置を有するＦＡＩＭＳデバイス内の大きな内側電極）は、デブリ（例えば、中性粒子、溶媒クラスタ、など）が質量分析計内の比較的清浄な真空システムに入るのを物理的に阻止することができる。特定の状況では、質量分析計のユーザは、複数のイオンタイプに関するあまり詳細ではない情報を取得することとは対照的に、試料中の単一イオンタイプに関する詳細な情報を取得しようとする場合がある。かかる事例では、本明細書に開示される技術によれば、ユーザは、ＦＡＩＭＳデバイスの設定を調整し（例えば、関連付けられたユーザインターフェースを介して）、ロバスト性モードを選択することができ、ＦＡＩＭＳに印加されるＣＶは、質量分析計注入ゲートが開放されている間に、単一のＣＶフラクションを伝送する値の範囲内で変動される。一部の例では、値の範囲は、約２０Ｖに及ぶことができ、ユーザが分析することを所望するＣＶフラクションに関連付けられたＣＶを中心とすることができる。他の例では、２０Ｖよりも小さい又は大きい異なる範囲を使用することができる。ロバスト性モードでの動作は、有利には、選択されたＣＶ設定に関連付けられたＣＶフラクションの所望の詳細な調査もユーザに提供しながら、質量分析計に進入するデブリを低減させることができる。増大同定モードとも代替的に称され得るカバレッジモードでの動作は、複数の静的ＣＶ設定を使用する方法と比較して、ＣＶ当たりのイオン同定を増大させることができる（例えば、より多くのペプチド標的をもたらす）。カバレッジモードは、同じＬＣ／ＭＳラン内で複数の静的ＣＶ設定（ループ内の各ＣＶランに対して、ＭＳスキャン当たり１つのＣＶ）を利用する典型的な動作モードに取って代わることができる。動的ＣＶ設定を用いた実験も同様に設定されるが、ＣＶ当たりより多くのイオン種標的をもたらすはずである。動的ＣＶ設定が、ユーザからの単一入力のみを用いて、全多価イオン範囲を調べるように最適化され得る例が想定される。
【0054】
図１１は、ＦＡＩＭＳデバイス及び質量分析計を含むシステムをロバスト性モード又はカバレッジモードで選択的に動作させるための方法１１００の例示的なフローチャートを示している。方法１１００の動作は、ＦＡＩＭＳデバイス及び質量分析計などのシステムの他の構成要素と併せて、図１のコントローラ１２６などのコントローラによって実行され得る。一部の例では、コントローラは、キーボードなどの入力デバイスと通信し、（例えば、ユーザが対象の他のパラメータの値を入力することも可能にするユーザインターフェースを介して）所望のモードを示すユーザ入力を受信する。ユーザは、伝送される所望のＣＶフラクション、所望のＣＶフラクションに関連付けられたＣＶ、注入期間中にＣＶを変動させる所望の範囲、所望のＣＶ波形などの追加の情報を入力することができる。
【0055】
１１０２において、ＦＡＩＭＳデバイスの動作モードが選択される。一部の例では、ユーザは、例えば、ユーザインターフェースを介して動作モードを選択する。他の例では、コントローラは、ユーザによって入力されたパラメータに基づいて、どの動作モードを実行するかを規定する。
【0056】
１１０３において、カバレッジモードが選択される。上述のように、カバレッジモードは、同定されたイオンの量を優先するように規定され得る。１１０４において、カバレッジモードでＦＡＩＭＳデバイスを動作させることは、図６の方法６００又は図１１の方法１１００のいずれかを実行することを含む。少数のＣＶフラクションの比較的完全な調査が所望される例では、方法６００が好ましい場合がある。対照的に、多数のＣＶフラクションのあまり完全でない調査が所望される例では、方法１１００が好ましい場合がある。方法６００又は方法１１００のどちらを実行するかの決定は、種々のパラメータ（例えば、ユーザによって入力されたパラメータ）に基づいてコントローラによって実行されてもよく、又はユーザは、どちらの方法が好ましいかを明示的に示す入力を提供してもよい。
【0057】
１１０５において、ロバスト性モードが選択される。上記で議論されるように、ロバスト性モードは、分析のために単一のＣＶフラクションのみを質量分析器に伝送することによって、質量分析計に進入するデブリを低減させるように規定され得る。しかしながら、以下で議論されるように、ＦＡＩＭＳ電極に印加される電圧は、所望の単一のＣＶフラクションに関連付けられた範囲にわたって動的に変動する。かかる動作は、静的ＣＶ設定を介して得られたデータと比較して、単一のＣＶフラクションのより詳細な分析を有利に提供する。
【0058】
１１０６において、ロバスト性モードで動作することは、図６の方法６００のステップ６０２～６０６を実行することを含む。１１０８において、ＦＡＩＭＳデバイス電極に印加されたＣＶは、質量分析計の注入ゲートの開放期間中に単一のＣＶフラクションに関連付けられた電圧範囲にわたって動的に変動される。換言すれば、ＣＶの値を有する静的電圧パルスを単に印加するのではなく、ＦＡＩＭＳ電極に印加される電圧は、所望のＣＶフラクションのみを伝送する電圧範囲内で、注入ゲートが開放されている時間を通して連続的に変動される。動的ＣＶは、ランプ、三角形、鋸歯、又はウェーブレット形状、又は別の波形形状を伴う波形を有することができる。一部の例では、ロバスト性モードでの動作中にＣＶが変動する電圧範囲は、カバレッジモードでの動作中にＣＶが変動する電圧範囲よりも小さい。しかしながら、他の例では、ロバスト性モードでの動作中にＣＶが変動される電圧範囲は、単一のＣＶフラクションの伝送をもたらすだけであるにもかかわらず、カバレッジモードでの動作中にＣＶが変動される電圧範囲と同じ幅を有するか、又はそれよりも大きい。例えば、カバレッジモードでの動作中、少なくとも２つの異なるＣＶフラクションに関連付けられたＣＶを含む限り、比較的狭い電圧範囲を使用することができる。
【0059】
１１１０において、指定された単一のＣＶフラクションのイオンが、開放注入ゲートを介して、質量分析器に伝送される。１１１２において、質量分析器は、単一スキャンにおいて単一のＣＶフラクションのイオンを分析する。１１１４において、質量スペクトルが、質量分析器（例えば、質量分析器と通信するコントローラを介して）によって実行される分析に基づいて生成される。１１１６において、質量スペクトルは、（例えば、方法６００のステップ６１６について上述した方法で）更なる処理のために取得後ソフトウェアに伝送される。
【0060】
イオンをトラップするための例示的な技術
ＦＡＩＭＳ電極に印加されたＣＶを動的に変動させるための本明細書に説明される技術は、イオントラップ技術と併せて使用されてもよい。特に、イオンは、イオン化源と質量分析器との間の１つ以上のイオントラップ内に収集され得る。収集されたイオンの放出は、所与のイオン化事象中に収集されたイオンのフラクションのみが質量分析のために一度に放出されるように制御することができる。
ＦＡＩＭＳ電極に印加されたＣＶを動的に変動させるための本明細書に説明される技術は、イオントラップ技術と併せて使用されてもよい。特に、イオンは、イオン化源と質量分析器との間の１つ以上のイオントラップ内に収集され得る。収集されたイオンの放出は、所与のイオン化事象中に収集されたイオンのフラクションのみが質量分析のために一度に放出されるように制御することができる。
【0061】
例えば、図１のシステム１００を参照すると、質量分析計１１６は更に、高真空チャンバ１２０の上流（例えば、減圧チャンバ１１８と高真空チャンバ１２０との間、又は減圧チャンバ１１８内）に配置される１つ以上のイオントラップを含み得る。イオントラップは、例えば、四重極イオントラップ又は線形イオントラップを含むことができる。代替的に、質量分析器は、イオントラップを組み込んだオービトラップであってもよい。いずれの場合も、コントローラ１２６又は別のコントローラは、イオントラップの開閉を制御して、所望のスケジュールでイオントラップからイオンを収集及び放出するように構成することができる。特に、ＦＡＩＭＳ電極への動的ＣＶの印加中にＦＡＩＭＳデバイス１０８によって出力されるイオンは、質量分析計１１６内のイオントラップに収集されてもよく、コントローラ１２６は、所望のイオン群が質量分析器１２４によって一緒に分析されるように、イオントラップ及び注入ゲート１２２の開放時間を調整するように動作してもよい。
【0062】
例示的なコンピューティング環境
図１２は、ＦＡＩＭＳ電極に印加されるＣＶを動的に変動させることに関する記載された革新が実装され得る適切なコンピューティング環境１２００の一般化された例を示している。コンピューティング環境１２００は、使用又は機能の範囲に関していかなる限定も示唆することを意図するものではなく、この革新は、多様な汎用又は専用コンピューティングシステムにおいて実装され得る。例えば、コンピューティング環境１２００は、種々のコンピューティングデバイス（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバコンピュータ、タブレットコンピュータなど）のいずれかとすることができる。
図１２は、ＦＡＩＭＳ電極に印加されるＣＶを動的に変動させることに関する記載された革新が実装され得る適切なコンピューティング環境１２００の一般化された例を示している。コンピューティング環境１２００は、使用又は機能の範囲に関していかなる限定も示唆することを意図するものではなく、この革新は、多様な汎用又は専用コンピューティングシステムにおいて実装され得る。例えば、コンピューティング環境１２００は、種々のコンピューティングデバイス（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバコンピュータ、タブレットコンピュータなど）のいずれかとすることができる。
【0063】
図１２を参照すると、コンピューティング環境１２００は、１つ以上の処理ユニット１２１０、１２１５、及びメモリ１２２０、１２２５を含む。図１２において、この基本構成１２３０は破線内に含まれている。処理ユニット１２１０、１２１５は、コンピュータ実行可能命令を実行する。処理ユニットは、汎用中央処理ユニット（central processing unit、ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（application-specific
integrated circuit、ＡＳＩＣ）内のプロセッサ、又は任意の他の種類のプロセッサとすることができる。一部の例では、本明細書で説明するコントローラ／コントローラ回路は、１つ以上のかかる処理ユニットによって実装される。マルチプロセッシングシステムでは、複数の処理ユニットがコンピュータ実行可能命令を実行して、処理能力を増加させる。例えば、図１２は、中央処理ユニット１２１０及びグラフィックス処理ユニット又は共同処理ユニット１２１５を示している。有形メモリ１２２０、１２２５は、処理ユニットによってアクセス可能な、揮発性メモリ（例えば、レジスタ、キャッシュ、ＲＡＭ）、非揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、又はその２つの何らかの組み合わせであり得る。メモリ１２２０、１２２５は、処理ユニットによる実行に適したコンピュータ実行可能命令の形態で、ＣＶを動的に変動させること、イオンゲーティング、質量スペクトルを生成すること、取得後ソフトウェアなどを用いて質量スペクトルを調べることなど、本明細書で説明される１つ以上の革新を実装するソフトウェア１２８０を記憶する。
integrated circuit、ＡＳＩＣ）内のプロセッサ、又は任意の他の種類のプロセッサとすることができる。一部の例では、本明細書で説明するコントローラ／コントローラ回路は、１つ以上のかかる処理ユニットによって実装される。マルチプロセッシングシステムでは、複数の処理ユニットがコンピュータ実行可能命令を実行して、処理能力を増加させる。例えば、図１２は、中央処理ユニット１２１０及びグラフィックス処理ユニット又は共同処理ユニット１２１５を示している。有形メモリ１２２０、１２２５は、処理ユニットによってアクセス可能な、揮発性メモリ（例えば、レジスタ、キャッシュ、ＲＡＭ）、非揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、又はその２つの何らかの組み合わせであり得る。メモリ１２２０、１２２５は、処理ユニットによる実行に適したコンピュータ実行可能命令の形態で、ＣＶを動的に変動させること、イオンゲーティング、質量スペクトルを生成すること、取得後ソフトウェアなどを用いて質量スペクトルを調べることなど、本明細書で説明される１つ以上の革新を実装するソフトウェア１２８０を記憶する。
【0064】
コンピューティングシステムは、追加の特徴を有し得る。例えば、コンピューティング環境１２００は、ストレージ１２４０、１つ以上の入力デバイス１２５０、１つ以上の出力デバイス１２６０、及び１つ以上の通信接続１２７０を含む。バス、コントローラ、又はネットワークなどの相互接続機構（図示せず）が、コンピューティング環境１２００のコンポーネントを相互接続する。通常、オペレーティングシステムソフトウェア（図示せず）は、コンピューティング環境１２００内で実行される他のソフトウェア（例えば、本明細書で説明されるＦＡＩＭＳユーザインターフェース及び取得後ソフトウェア）のための動作環境を提供し、コンピューティング環境１２００の構成要素の活動を調整する。
【0065】
有形ストレージ１２４０は、取り外し可能又は取り外し不可能であってもよく、磁気ディスク、磁気テープ若しくはカセット、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、又は非一時的な方法で情報を記憶するために使用することができ、コンピューティング環境１２００内でアクセスすることができる任意の他の媒体を含む。ストレージ１２４０は、ＦＡＩＭＳデバイスに動的に変動するＣＶを電極に印加させる命令のような、本明細書で説明する１つ以上の革新を実装するソフトウェア１２８０のための命令を記憶する。
【0066】
入力デバイス１２５０は、キーボード、マウス、ペン、若しくはトラックボールなどのタッチ入力デバイス、音声入力デバイス、スキャンデバイス、又はコンピューティング環境１２００に入力を提供する別のデバイスとすることができる。ＦＡＩＭＳデバイスのユーザは、入力デバイス１２５０などの入力デバイスを使用して、ＦＡＩＭＳの動作のための所望のパラメータ値を入力することができる。出力デバイス１２６０は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ、ＣＤ－ライタ、又はコンピューティング環境１２００からの出力を提供する別のデバイスとすることができる。一部の例では、出力デバイス１２６０は、ユーザインターフェースを表示するモニタ又は他の画面を含み、ＦＡＩＭＳデバイスのユーザは、ＦＡＩＭＳデバイスの動作のための所望のパラメータ値をユーザインターフェースのフィールドに入力することができる。
【0067】
通信接続１２７０は、通信媒体を介した別のコンピューティングエンティティへの通信を可能にする。通信媒体は、コンピュータ実行可能命令、オーディオ又はビデオ入力若しくは出力、又は変調データ信号内の他のデータなどの情報を搬送する。変調されたデータ信号は、信号内の情報を符号化するような方法で設定又は変更された１つ以上の特性を有する信号である。限定ではなく例として、通信媒体は、電気、光、ＲＦ、又は他の搬送波を使用することができる。例えば、図１のシステム１００の状況では、コントローラ回路によって生成された質量スペクトルは、通信接続１２７０を介して、質量スペクトルに関連付けられた試料中の個々のイオン種分布（例えば、ＰＳＭ、ペプチド、及びタンパク質分布）を決定するために質量スペクトルを調べるための取得後ソフトウェアをホストする別のコンピューティングエンティティに伝達することができる。
【0068】
例示的な実装形態
以下のいずれかを実装することができる。
以下のいずれかを実装することができる。
【0069】
条項１．システムであって、イオン化源からイオンを受け取るように構成された電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスであって、イオン化源が、試料を受け取り、試料からイオンを生成するように構成されている、ＦＡＩＭＳデバイスと、開放状態にあるときに、ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されたイオンを質量分析器に注入するように構成された注入ゲートと、注入ゲートを開放し、注入ゲートが開放されている間にＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧（ＣＶ）を印加するように構成されたコントローラ回路と、を備える、システム。
【0070】
条項２．イオン化源と、質量分析器及び注入ゲートを備える質量分析計と、を更に備える、条項１に記載のシステム。
【0071】
条項３．コントローラ回路が、時変電圧波形を用いて、注入ゲートの開放期間中に動的ＣＶを印加するように構成されている、条項１又は２に記載のシステム。
【0072】
条項４．時変電圧波形が、ランプパターン、三角パターン、鋸歯状パターン、及び／又はウェーブレットパターンを含む、条項３に記載のシステム。
【0073】
条項５．ＦＡＩＭＳデバイスが、イオン化源から複数のＣＶフラクションを受け取るように構成され、ＦＡＩＭＳデバイスが、関連付けられたＣＶの印加に応答して、ＣＶフラクションのうちの１つを伝送するように構成され、動的ＣＶが、注入ゲートが開放されている間に、ＣＶフラクションのうちの２つ以上が伝送されるように、ＣＶフラクションのうちの２つ以上に関連付けられたそれぞれのＣＶを含む、条項１～４のいずれか一項に記載のシステム。
【0074】
条項６．複数のＣＶに関連付けられたＣＶフラクションが、隣接するＣＶフラクションを含む、条項５に記載のシステム。
【0075】
条項７．質量分析器を更に備え、質量分析器が、単一スキャンにおいて複数のＣＶフラクションのイオンを集合的にスキャンするように構成され、コントローラ回路が、質量分析器から受信されたスキャンデータに基づいて、複数のＣＶフラクションのイオンを表す質量スペクトルを生成するように構成されている、条項５又は６に記載のシステム。
【0076】
条項８．試料が、生体試料であり、コントローラ回路が、生体試料のペプチド分布を決定するために、質量スペクトルを取得後ソフトウェアに伝送するように更に構成されている、条項７に記載のシステム。
【0077】
条項９．方法であって、イオン源からのイオンを電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスに導入することと、ＦＡＩＭＳデバイスの出口に結合された質量分析計の注入ゲートを開放することと、注入ゲートが開放されている間に、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加される補償電圧（ＣＶ）を動的に変動させて、ＦＡＩＭＳデバイスから質量分析計の質量分析器の中にイオンを伝送することと、を含む、方法。
【0078】
条項１０．質量分析器を用いて、伝送されたイオンを単一スキャンでスキャンすることを更に含む、条項９に記載の方法。
【0079】
条項１１．注入ゲートが開放されている間に電極に印加されるＣＶが、初期電圧で始まり、終止電圧で終わり、初期電圧と終止電圧との間で変動する波形を有する、条項９又は１０に記載の方法。
【0080】
条項１２．初期電圧及び終止電圧が、同じ値を有する、条項１１に記載の方法。
【0081】
条項１３．波形が、三角波形、鋸歯状波形、又はウェーブレット波形の単一周期に対応する形状を有する、条項１２に記載の方法。
【0082】
条項１４．初期電圧及び終止電圧が、異なる値を有する、条項１１～１３のいずれか一項に記載の方法。
【0083】
条項１５．波形が、ランプパターンを有する、条項１４に記載の方法。
【0084】
条項１６．ＦＡＩＭＳデバイスに導入されるイオンが、少なくとも第１のイオン群及び第２のイオン群を含み、第１のイオン群が、第１のＣＶの所定の範囲内のＣＶが印加されたときにＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを含み、第２のイオン群が、第２のＣＶの所定の範囲内のＣＶが印加されたときにＦＡＩＭＳデバイスによって伝送されるイオンを含み、第１及び第２のＣＶが、異なる値を有し、注入ゲートが開放されている間に電極に印加されるＣＶを変動させることが、第１のＣＶ及び第２のＣＶを含む値の範囲にわたってＣＶを連続的に変動させて、注入ゲートが開放されている間に第１及び第２のイオン群内のイオンの質量分析器内への伝送をもたらすことを含む、条項９～１５のいずれか一項に記載の方法。
【0085】
条項１７．伝送されたイオンをスキャンすることが、質量分析器を用いて、単一スキャンにおいて第１及び第２のイオン群のイオンを集合的にスキャンすることを更に含み、方法が、コントローラを用いて、単一スキャンの結果を含むデータを質量分析器から受信することと、受信されたデータに基づいて、第１及び第２のイオン群のイオンを表す質量スペクトルを生成することと、を更に含む、条項１６に記載の方法。
【0086】
条項１８．ＦＡＩＭＳデバイスに導入されるイオンが、１つ以上の追加のイオン群を更に含み、各追加のイオン群のイオンが、それぞれの関連付けられたＣＶが印加されると、ＦＡＩＭＳデバイスによって伝送され、注入ゲートが開放されている間に、ＣＶが変動される値の範囲が、追加のイオン群に関連付けられたＣＶを更に含み、それによって、注入ゲートが開放されている間に、質量分析計の中への追加のイオン群の伝送をもたらす、条項１６又は１７に記載の方法。
【0087】
条項１９．生体試料中のペプチドを同定するための方法であって、電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスにおいて、生体試料からイオン化源によって生成されたイオンを受け取ることであって、イオンが、複数のイオン群を含み、各イオン群が、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加されると、ＦＡＩＭＳデバイスによってイオン群を伝送させる関連する補償電圧（ＣＶ）を有する、受け取ることと、イオン群のうちの少なくとも２つに関連付けられたＣＶを含む直流（ＤＣ）電圧の範囲にわたって、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加されるＣＶを動的に変動させることと、変動ＣＶを電極に印加しながら、質量分析計の注入ゲートを開放し、少なくとも２つのイオン群の質量分析計の質量分析器の中への伝送をもたらすことと、質量分析器を用いて、単一スキャンにおいて少なくとも２つのイオン群を集合的にスキャンすることと、コントローラを用いて、単一スキャンの結果に基づいて、質量スペクトルを生成することであって、生成された質量スペクトルが、少なくとも２つのイオン群を表す、生成することと、を含む、方法。
【0088】
条項２０．生体試料のペプチド分布を決定するために、取得後ソフトウェアを用いて質量スペクトルを調べることを更に含む、条項１９に記載の方法。
【0089】
条項２１．範囲内のＤＣ電圧が、－１００Ｖ以上かつ０Ｖ以下である、条項１９又は２０に記載の方法。
【0090】
条項２２．変動するＣＶを電極に印加しながら、質量分析計の注入ゲートを開放することが、ＤＣ電圧の範囲にわたって電極に印加されたＣＶを動的に変動させながら、質量分析計の注入ゲートを開放状態に維持することを含む、条項１９～２１のいずれか一項に記載の方法。
【0091】
条項２３．ＤＣ電圧の範囲が、第１の範囲であり、方法が、少なくとも２つのイオン群の単一スキャンを行った後、質量分析計の注入ゲートを同期して開放し、電極に印加されたＣＶをＤＣ電圧の第２の範囲にわたって連続的に変動させることを更に含み、第２の範囲が、複数のイオン群のうちの少なくとも２つの他のイオン群に関連付けられたＣＶを含み、それによって、少なくとも２つの他のイオン群の質量分析器の中への伝送をもたらす、条項１９～２２のいずれか一項に記載の方法。
【0092】
条項２４．単一スキャンが、第１の単一スキャンであり、質量スペクトルが、第１の質量スペクトルであり、方法が、質量分析器を用いて、第２の単一スキャンにおいて少なくとも２つの他のイオン群を集合的にスキャンすることと、コントローラを用いて、第２の単一スキャンの結果に基づいて、第２の質量スペクトルを生成することであって、第２の質量スペクトルが、少なくとも２つの他のイオン群を表す、生成することと、第１の質量スペクトル及び第２の質量スペクトルを組み合わせて、少なくとも２つのイオン群及び少なくとも２つの他のイオン群を表す第３の質量スペクトルにすることと、第３の質量スペクトルを取得後ソフトウェアで調べて、少なくとも２つのイオン群及び少なくとも２つの他のイオン群内のペプチド分布を決定することと、を更に含む、条項２３に記載の方法。
【0093】
条項２５．装置に動作を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を備える１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体であって、動作が、イオン源からのイオンを電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスに導入することと、ＦＡＩＭＳデバイスの出口に結合された質量分析計の注入ゲートを開放することと、注入ゲートが開放されている間に、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に動的補償電圧（ＣＶ）を印加して、少なくとも２つの隣接するＣＶフラクションのイオンをＦＡＩＭＳデバイスから質量分析計の質量分析器の中に伝送することと、を含む、１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【0094】
条項２６．電界非対称波形イオン移動度分光分析（ＦＡＩＭＳ）デバイスを動作させるための方法であって、ＦＡＩＭＳデバイスを、ＦＡＩＭＳデバイスの電極に印加される補償電圧（ＣＶ）が、質量分析計の注入ゲートの単一の開放期間中に、１つだけのＣＶフラクションの伝送に関連付けられた第１の電圧範囲内で動的に変動するロバスト性モードで動作させることと、ＦＡＩＭＳデバイスを、電極に印加されるＣＶが、注入ゲートの単一の開放期間中に、２つ以上のＣＶフラクションの伝送に関連付けられた第２の電圧範囲内で動的に変動するカバレッジモードで動作させることと、を含む、方法。
【0095】
条項２７．第２の電圧範囲に関連付けられたＣＶフラクションが、少なくとも２つの隣接するＣＶフラクションを含む、条項２６に記載の方法。
【0096】
一般的な考察
本出願及び特許請求の範囲において使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という単数形は、その内容に別段の明確な指示がない限り、複数形を含む。更に、「含む（includes）」という用語は、「備える（comprises）」を意味する。更に、「結合された（coupled）」という用語は、結合されたアイテム間の中間要素の存在を除外しない。
本出願及び特許請求の範囲において使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という単数形は、その内容に別段の明確な指示がない限り、複数形を含む。更に、「含む（includes）」という用語は、「備える（comprises）」を意味する。更に、「結合された（coupled）」という用語は、結合されたアイテム間の中間要素の存在を除外しない。
【0097】
本明細書で説明されるシステム、装置、及び方法は、決して限定するものとして解釈されるべきではない。代わりに、本開示は、様々な開示される実施形態の全ての新規かつ非自明な特徴並びに態様を、単独で、並びに互いとの様々な組み合わせ及び部分的組み合わせで対象とする。開示されるシステム、方法、及び装置は、任意の特定の態様若しくは特徴又はそれらの組み合わせに限定されず、開示されるシステム、方法、及び装置は、任意の１つ以上の特定の利点が存在すること、又は問題が解決されることを必要としない。動作の任意の理論は、説明を容易にするためのものであるが、開示されるシステム、方法、及び装置は、このような動作の理論に限定されない。
【0098】
開示される方法のうちのいくつかの動作は、便宜的な提示のために特定の連続的な順序で説明されるが、この説明の様式は、特定の順序付けが以下に記載される特定の文言によって必要とされない限り、並べ替えを包含することを理解されたい。例えば、連続して説明される動作は、場合によっては、並べ替えられてもよいか、又は同時に行われてもよい。更に、簡略化のために、添付の図面は、開示されるシステム、方法、及び装置が、他のシステム、方法、及び装置とともに使用され得る様々な方法を示していない場合がある。更に、説明は、開示される方法を説明するために「生成する、発生させる（produce）」及び「提供する（provide）」のような用語を使用することがある。これらの用語は、行われる実際の動作の高レベルの抽象化である。これらの用語に対応する実際の動作は、特定の実装態様に応じて変化し、当業者によって容易に認識可能である。
【0099】
一部の実施例では、値、手順、又は装置は、「最低」、「最良」、「最小」などと称される。かかる説明は、多くの使用される機能的代替物の中から選択を行うことができることを示すことを意図しており、かかる選択は、他の選択よりもよい、小さい、又はそうでなければ好ましい必要はないことが理解されるであろう。
【0100】
ＦＡＩＭＳ電極に動的ＣＶを印加するための開示された技術は、例えば、デジタルコンピュータによって実行されるソフトウェア又はファームウェア命令として具現化され得る。例えば、開示される技術のいずれも、ＦＡＩＭＳデバイスを含むか、又はそれと併せて使用される装置（例えば、質量分析計）の一部である、コンピュータ又は他のコンピューティングハードウェア（例えば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ）によって実行され得る。コンピュータは、イオン分析デバイス（例えば、質量分析器）に接続されるか、又はそうでなければイオン分析デバイスと通信し得、イオン分析デバイスからデータを受信し、そのデータを使用して質量スペクトルを生成するようにプログラム又は構成され得る。コンピュータは、１つ以上のプロセッサ（処理デバイス）及び有形の非一時的コンピュータ可読媒体（例えば、１つ以上の光媒体ディスク、揮発性メモリデバイス（ＤＲＡＭ若しくはＳＲＡＭなど）、又は不揮発性メモリ若しくは記憶デバイス（ハードドライブ、ＮＶＲＡＭ、及びソリッドステートドライブ（例えば、フラッシュドライブ）など）を備えるコンピュータシステムであり得る。１つ以上のプロセッサは、有形の非一時的コンピュータ可読媒体のうちの１つ以上に記憶されたコンピュータ実行可能な命令を実行し得るが、それによって、開示される技術のいずれかを実行する。例えば、開示される実施形態のいずれかを実行するためのソフトウェアは、１つ以上のプロセッサによって実行されると、１つ以上のプロセッサに、動的ＣＶをＦＡＩＭＳ電極に印加するための開示される技術のいずれかを実施させる、コンピュータ実行可能命令として、１つ以上の揮発性の非一過性コンピュータ可読媒体上に記憶され得る。計算の結果は、１つ以上の有形の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得（例えば、好適なデータ構造又はルックアップテーブルにおいて）、及び／又は例えば、グラフィカルユーザインターフェースを用いて超解像画像を表示デバイス上に表示することによって、ユーザに出力され得る。
【0101】
開示される技術の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を考慮して、例解された実施形態は、代表的な実施例に過ぎず、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを、認識されたい。これらのセクションで具体的に扱われる代替形態は、単に例示的なものであり、本明細書で説明される実施形態に対する全ての可能な代替形態を構成するものではない。例えば、本明細書で説明されるシステムの様々なコンポーネントは、機能及び使用において組み合わされてもよい。したがって、我々は、添付の特許請求の範囲の範囲に入る全てを請求する。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【外国語明細書】