特許 7634599 標識された分析物分子の飛行時間型質量分析

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-13

(45)【発行日】2025-02-21

(54)【発明の名称】標識された分析物分子の飛行時間型質量分析

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/62 20210101AFI20250214BHJP

   H01J 49/40 20060101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

G01N27/62 E

G01N27/62 B

H01J49/40 800

【請求項の数】 24

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023099386

(22)【出願日】2023-06-16

(65)【公開番号】P2023184506

(43)【公開日】2023-12-28

【審査請求日】2023-08-16

(31)【優先権主張番号】2208939.5

(32)【優先日】2022-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】508306565

【氏名又は名称】サーモ フィッシャー サイエンティフィック （ブレーメン） ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(72)【発明者】

【氏名】ハミッシュ スチュワート

【審査官】吉田 将志

(56)【参考文献】

【文献】特表２００８－５３０５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５１１９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４９８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５０６３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０２４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３５０５７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／６０ － Ｇ０１Ｎ ２７／７０

Ｈ０１Ｊ ４９／００ － Ｈ０１Ｊ ４９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

標識された分析物イオンを分析する方法であって、前記方法が、
標識された分析物イオンを断片化して、分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを生成することと、
第１の長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第１の動作モードで動作する飛行時間型質量分析器を使用して、前記分析物断片イオンを分析することと、
第２の長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第２の動作モードで動作する前記飛行時間型質量分析器を使用して、前記レポーターイオン又は前記相補イオンを分析することであって、前記第２の長さが、前記第１の長さよりも長い、分析することと、を含む、方法。

【請求項2】

前記飛行時間型質量分析器が、１つ以上のイオン反射器を備え、
前記第１の動作モードにおいて、イオンが、前記１つ以上のイオン反射器内でｎ回の反射を行うようにされ、ｎが、整数≧０であり、
前記第２の動作モードにおいて、イオンが、前記１つ以上のイオン反射器内でｍ回の反射を行うようにされ、ｍが、整数＞ｎである、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記飛行時間型質量分析器が、多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器であり、前記ＭＲ－ＴｏＦ質量分析器が、
第１の方向Ｘに互いに離間して対向する２つのイオンミラーであって、各ミラーが、第１の端部と第２の端部との間でドリフト方向Ｙに沿って細長く、前記ドリフト方向Ｙが、前記第１の方向Ｘに直交する、２つのイオンミラーと、
イオンを前記イオンミラー間の空間内に注入するためのイオン注入器であって、前記イオン注入器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置する、イオン注入器と、
イオンが前記イオンミラー間で複数回の反射を完了した後に前記イオンを検出するための検出器であって、前記検出器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置する、検出器と、を備え、
前記第１の動作モードで動作する前記分析器を使用して分析物断片イオンを分析することが、
分析物断片イオンを前記イオン注入器から前記イオンミラー間の前記空間内に注入することであって、前記イオンが、（ａ）前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記ドリフト方向Ｙに沿って前記イオンミラーの前記第１の端部に戻るようにドリフトする間に、前記イオンが、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる、注入することと、次いで、
前記イオンを検出のために前記検出器に移動させることと、を含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記第２の動作モードで動作する前記分析器を使用してレポーターイオン又は相補イオンを分析することが、
（ｉ）レポーターイオン又は相補イオンを前記イオン注入器から前記イオンミラー間の前記空間内に注入することであって、前記イオンが、（ａ）前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記イオンミラーの前記第１の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンが、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）前記イオンが、（ａ）前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記イオンミラーの前記第１の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンが、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルを前記イオンに完了させるように、前記イオンの前記ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍で反転させることと、
（ｉｉｉ）前記イオンを検出のために前記検出器に移動させることと、を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置する偏向器又はレンズを更に備え、
前記第２の動作モードで動作する前記分析器を使用してレポーターイオン又は相補イオンを分析することが、
（ｉ）レポーターイオン又は相補イオンを前記イオン注入器から前記イオンミラー間の前記空間内に注入することであって、前記イオンが、（ａ）前記偏向器又はレンズから前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記偏向器又はレンズに向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンが、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）前記イオンが、（ａ）前記偏向器又はレンズから前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記偏向器又はレンズに向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンが、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルをイオンに完了させるように、前記イオンの前記ドリフト方向速度を反転させるために前記偏向器又はレンズを使用することと、
（ｉｉｉ）前記イオンを検出のために前記偏向器又はレンズから前記検出器に移動させることと、を含む、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記分析物断片イオンを分析することが、１つ以上の第１のイオンパケットを分析することを含み、前記レポーターイオン又は前記相補イオンを分析することが、１つ以上の第２の異なるイオンパケットを分析することを含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項7】

１つ以上の機器パラメータの第１のセットを使用して、各第１のイオンパケットを生成及び／又は処理及び／又は分析することと、１つ以上の機器パラメータの第２の異なるセットを使用して、各第２のイオンパケットを生成及び／又は処理及び／又は分析することと、を更に含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

第１の質量フィルタ透過窓幅を使用して各第１のイオンパケットを生成することと、第２の異なる質量フィルタ透過窓幅を使用して各第２のイオンパケットを生成することと、を更に含む、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

第１の衝突エネルギーを使用して各第１のイオンパケットを生成することと、第２の異なる衝突エネルギーを使用して各第２のイオンパケットを生成することと、を更に含む、請求項６に記載の方法。

【請求項10】

前記分析物断片イオンを分析すること及び前記レポーターイオン又は前記相補イオンを分析することが、１つ以上の単一イオンパケットを分析することを含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項11】

前記分析器が、
循環セグメントを含むイオン経路と、
イオンを前記イオン経路に注入するためのイオン注入器と、
前記イオン経路に沿って配置された少なくとも１つのイオン反射器と、
前記イオン経路の端部に配置された検出器と、を備え、
前記方法が、
（ｉ）分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを含むイオンパケットを、前記分析物断片イオン及び前記レポーターイオン又は前記相補イオンが前記イオン経路に沿って前記イオン反射器まで移動するように、前記イオン注入器から前記イオン経路に注入することと、
（ｉｉ）前記分析物断片イオンを検出のために前記イオン反射器から前記検出器に移動させることと、
（ｉｉｉ）前記イオン反射器を使用して、前記レポーターイオン又は前記相補イオンに、前記イオン経路の前記循環セグメントに沿って１つ以上のサイクルを完了させることと、次いで、
（ｉｖ）前記レポーターイオン又は前記相補イオンを検出のために前記イオン反射器から前記検出器に移動させることと、を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記飛行時間型質量分析器が、多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器であり、前記ＭＲ－ＴｏＦ質量分析器が、
第１の方向Ｘに互いに離間して対向する２つのイオンミラーであって、各ミラーが、第１の端部と第２の端部との間でドリフト方向Ｙに沿って細長く、前記ドリフト方向Ｙが、前記第１の方向Ｘに直交する、２つのイオンミラーと、
イオンを前記イオンミラー間の空間内に注入するためのイオン注入器であって、前記イオン注入器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置する、イオン注入器と、
前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置する偏向器又はレンズと、
イオンが前記イオンミラー間で複数回の反射を完了した後に前記イオンを検出するための検出器であって、前記検出器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置する、検出器と、を備え、
前記方法が、
（ｉ）分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを含むイオンパケットを前記イオン注入器から前記イオンミラー間の前記空間内に注入することであって、前記イオンが、（ａ）前記偏向器又はレンズから前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記偏向器又はレンズに向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンが、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）前記分析物断片イオンを検出のために前記偏向器又はレンズから前記検出器に移動させることと、
（ｉｉｉ）前記レポーターイオン又は前記相補イオンの前記ドリフト方向速度を反転させて、これらのイオンが、（ａ）前記偏向器又はレンズから前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記偏向器又はレンズに向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルをこれらのイオンに完了させるように、前記偏向器又はレンズを使用することと、
（ｉｖ）前記レポーターイオン又は前記相補イオンを検出のために前記偏向器又はレンズから前記検出器に移動させることと、を更に含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記方法が、
ＭＳ１データを生成するように、ＭＳ１動作モードで標識された分析物イオンを分析し、前記ＭＳ１データ内の１つ以上の対象前駆体を識別することを含み、
標識された分析物イオンを断片化することが、各識別された対象前駆体を順次選択及び断片化することを含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項14】

標識された分析物分子を分析する方法であって、前記方法が、
標識された分析物分子をイオン化して標識された分析物イオンを生成することと、
請求項１又は２に記載の方法を用いて前記標識された分析物イオンを分析することと、を含む、方法。

【請求項15】

前記分析物断片イオンの前記分析からの質量電荷比（ｍ／ｚ）及び／又は強度情報を使用して、前記分析物分子を同定することと、
前記レポーターイオン又は前記相補イオンの前記分析からの質量電荷比（ｍ／ｚ）及び／又は強度情報を使用して、前記分析物分子を定量化することと、を更に含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記標識された分析物イオンが、同重体タグで標識されたペプチドのイオンである、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項17】

飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器を動作させる方法であって、前記ＴｏＦ質量分析器が、
循環セグメントを含むイオン経路と、
イオンを前記イオン経路に注入するためのイオン注入器と、
前記イオン経路に沿って配置された少なくとも１つのイオン反射器と、
前記イオン経路の端部に配置された検出器と、を備え、
前記方法が、
（ｉ）第１のイオン及び第２のイオンが前記イオン経路に沿って前記イオン反射器まで移動するように、前記イオン注入器から前記イオン経路内に前記第１のイオン及び前記第２のイオンを含むイオンパケットを注入することと、
（ｉｉ）前記第１のイオンを検出のために前記イオン反射器から前記検出器へ移動させることと、
（ｉｉｉ）前記イオン反射器を使用して、前記第２のイオンに、前記イオン経路の前記循環セグメントに沿って１つ以上のサイクルを完了させることと、次いで、
（ｉｖ）前記第２のイオンを検出のために前記イオン反射器から前記検出器へ移動させることと、を含む、方法。

【請求項18】

前記飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器が、多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器であり、前記ＭＲ－ＴｏＦ質量分析器が、
第１の方向Ｘに互いに離間して対向する２つのイオンミラーを備え、各ミラーが、第１の端部と第２の端部との間でドリフト方向Ｙに沿って細長く、前記ドリフト方向Ｙが、前記第１の方向Ｘに直交し、
前記イオン注入器が、前記イオンミラー間の空間内にイオンを注入するように構成され、前記イオン注入器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置し、
前記検出器が、イオンが前記イオンミラー間で複数回の反射を完了した後にイオンを検出するように構成され、前記検出器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置し、
前記イオン反射器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置する偏向器又はレンズを備え、
前記方法が、
（ｉ）第１のイオン及び第２のイオンを含むイオンパケットを前記イオン注入器から前記イオンミラー間の前記空間内に注入することであって、前記イオンが、（ａ）前記偏向器又はレンズから前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記偏向器又はレンズに向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンが、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）前記第１のイオンを検出のために前記偏向器又はレンズから前記検出器に移動させることと、
（ｉｉｉ）前記第２のイオンが、（ａ）前記偏向器又はレンズから前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記偏向器又はレンズに向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルを前記第２のイオンに完了させるように、前記第２のイオンの前記ドリフト方向速度を反転させるために前記偏向器又はレンズを使用することと、
（ｉｖ）前記第２のイオンを検出のために前記偏向器又はレンズから前記検出器に移動させることと、を含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

コンピュータソフトウェアコードを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータソフトウェアコードが、プロセッサ上で実行されると、分析機器に、請求項１、２、１７又は１８に記載の方法を実行させる、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項20】

分析機器のための制御システムであって、前記制御システムが、前記分析機器に請求項１、２、１７又は１８に記載の方法を行わせるように構成されている、制御システム。

【請求項21】

請求項２０に記載の制御システムを含む、分析機器。

【請求項22】

分析機器であって、
断片化デバイスと、
第１の長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第１の動作モードと、第２の長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第２の動作モードとで動作可能な飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器であって、前記第２の長さが、前記第１の長さよりも長い、飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器と、
制御システムと、を備え、前記制御システムが、前記機器が標識された分析物イオンを分析するために使用されているとき、
前記断片化デバイスに、前記標識された分析物イオンを断片化して、分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを生成させることと、
前記飛行時間型質量分析器に、前記第１の動作モードを使用して前記分析物断片イオンを分析させることと、
前記飛行時間型質量分析器に、前記第２の動作モードを使用して前記レポーターイオン又は前記相補イオンを分析させることと、を行うように構成されている、分析機器。

【請求項23】

飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器であって、
循環セグメントを含むイオン経路と、
イオンを前記イオン経路に注入するためのイオン注入器と、
前記イオン経路に沿って配置された少なくとも１つのイオン反射器と、
前記イオン経路の端部に配置された検出器と、を備え、
前記分析器が、
（ｉ）第１のイオン及び第２のイオンが前記イオン経路に沿って前記イオン反射器まで移動するように、前記イオン注入器から前記イオン経路内に前記第１のイオン及び前記第２のイオンを含むイオンパケットを注入することと、
（ｉｉ）前記第１のイオンを検出のために前記イオン反射器から前記検出器へ移動させることと、
（ｉｉｉ）前記イオン反射器を使用して、前記第２のイオンに、前記イオン経路の前記循環セグメントに沿って１つ以上のサイクルを完了させることと、次いで、
（ｉｖ）前記第２のイオンを検出のために前記イオン反射器から前記検出器へ移動させることと、によってイオンを分析するように構成されている、分析器。

【請求項24】

前記飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器が、多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器であり、前記ＭＲ－ＴｏＦ質量分析器が、第１の方向Ｘに互いに離間して対向する２つのイオンミラーを備え、各ミラーが、第１の端部と第２の端部との間でドリフト方向Ｙに沿って細長く、前記ドリフト方向Ｙが、前記第１の方向Ｘに直交し、
イオン注入器が、前記イオンミラー間の空間内にイオンを注入するように構成され、前記イオン注入器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置し、
前記検出器が、イオンが前記イオンミラー間で複数回の反射を完了した後にイオンを検出するように構成され、前記検出器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置し、
イオン反射器が、前記イオンミラーの前記第１の端部の近傍に位置する偏向器又はレンズであり、
前記分析器が、
（ｉ）第１のイオン及び第２のイオンを含むイオンパケットを前記イオン注入器から前記イオンミラー間の前記空間内に注入することであって、前記イオンが、（ａ）前記偏向器又はレンズから前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記偏向器又はレンズに向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンが、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）前記第１のイオンを検出のために前記偏向器又はレンズから前記検出器に移動させることと、
（ｉｉｉ）前記第２のイオンが、（ａ）前記偏向器又はレンズから前記イオンミラーの前記第２の端部に向かって前記ドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度を前記イオンミラーの前記第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）前記偏向器又はレンズに向かって前記ドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、前記イオンミラー間で前記方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルを前記第２のイオンに完了させるように、前記第２のイオンの前記ドリフト方向速度を反転させるために前記偏向器又はレンズを使用することと、
（ｉｖ）前記第２のイオンを検出のために前記偏向器又はレンズから前記検出器に移動させることと、によってイオンを分析するように構成されている、請求項２３に記載の分析器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イオンを分析する方法に関し、特に、飛行時間型（Time-of-Flight、ＴｏＦ）質量分析器を使用して、標識された分析物分子及び／又はイオンを分析する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

化学的タグ付けは、分析物の定量のための長年にわたるツールであり、最も単純な形態として、ピーク強度を既知濃度の標識標準のピーク強度と比較することを伴う。複数のアイソトポマーなどの異なる質量を有する複数の異なる化学タグが利用可能である場合、複数の試料を一緒に混合し、それらを単一の高スループットの多重化ワークフローで分析することが可能になる。

【0003】

このグループ内の重要な用途は、タンデム質量タグ（Tandem Mass Tag、ＴＭＴ）法（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，２００３，７５，１８９５－１９０４でありＴＭＴ又は相対定量及び絶対定量のための同重体タグ（Isobaric Tagging for Relative Quantitation、ｉＴＲＡＱ）として市販されている。これは、多重タグ化ペプチドが同じｍ／ｚを有し、したがって液体クロマトグラフィーから共溶出し、四重極質量フィルタによって共分離されるタンデム法である。しかし、断片化すると、異なるｍ／ｚを有する特徴的な１，２，６個のレポーターイオンが生成され、定量のために検出される。ペプチド断片の同時検出は、同じ工程におけるペプチド同定を可能にする。

【0004】

標識された分析物分子を分析する方法に対する改善の余地が残っていると考えられる。

【発明の概要】

【0005】

第１の態様は、標識された分析物イオンを分析する方法を提供し、方法は、
標識された分析物イオンを断片化して、分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを生成することと、
第１の長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第１の動作モードで動作する飛行時間型質量分析器を使用して、分析物断片イオンを分析することと、
第２の長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第２の動作モードで動作する飛行時間型質量分析器を使用して、レポーターイオン又は相補イオンを分析することであって、第２の長さが、第１の長さよりも長い、分析することと、を含む。

【0006】

実施形態は、標識された分析物分子、例えば、同重体タグ（例えば、「タンデム質量タグ」（ＴＭＴ）又は「相対定量及び絶対定量のための同重体タグ」（ｉＴＲＡＱ））で標識された生体分子を分析する方法を提供する。各タグは、各標識された分析物分子がレポーター領域、バランサー領域、及び分析物分子を含み得るように、レポーター領域及びバランサー領域を含み得る。標識された分析物分子を分析するために、それらはまずイオン化されて標識された分析物イオンを生成し得、次いで、標識された分析物イオンは断片化される。標識された分析物イオンが断片化された場合、レポーターイオンは、分析物分子断片イオンと一緒に生成され得る（レポーターイオンは、レポーター領域のイオンである）。加えて、又は代替として、相補イオンが生成され得る（相補イオンは、組み合わせられたバランサー領域及び分析物分子のイオンである）。

【0007】

本方法では、分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンは、質量分析器を使用して、すなわち、それらの質量電荷比（ｍ／ｚ）及び／又は強度を決定するように分析される。分析物断片イオンについて得られたｍ／ｚ及び／又は強度情報は、分析物分子を同定するために使用され得、レポーターイオン又は相補イオンについてのｍ／ｚ及び／又は強度情報は、分析物分子を定量化するために使用され得る。

【0008】

標識された分析物分子を分析する従来の質量分析（mass spectrometric、ＭＳ）法では、分析物断片イオン及びレポーターイオンは、同じ質量分析器スキャンにおいて一緒に分析される。これは、特に高度に多重化された同重体タグセットを使用する場合、特にレポーターイオンが出現するｍ／ｚスペクトルの下端において、非常に高分解能の質量分析器を必要とし得る。したがって、標識された分析物分子を分析する従来の方法は、一般に、静電軌道トラップなどの高分解能静電イオントラップ質量分析器、より具体的にはＴｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製のＯｒｂｉｔｒａｐ（商標）ＦＴ質量分析器を使用して実施される。これらの分析器は、標識された分析物分子の分析に特によく適しているが、概して、特に飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器と比較した場合、比較的遅い繰り返し率で動作する。この結果、実験サイクルが比較的遅くなり、スループットが比較的低くなる。

【0009】

一部の従来の飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器は、分析物断片イオン及びレポーターイオン（又は相補イオン）の両方を分解するために十分に高い分解能を提供することができるが、かかる分析器は、比較的複雑であり、かつ／又は空間電荷効果に対して合理的な復元力を伴って分解することができるように長いイオン飛行経路を有している必要がある。

【0010】

様々な実施形態の方法では、分析物断片イオン及びレポーターイオン（又は相補イオン）は、（少なくとも）２つの異なる動作モード、すなわち、イオンを第１の長さを有する飛行経路に沿って移動させる第１の動作モード及びイオンを第２のより長い長さを有する飛行経路に沿って移動させる第２の動作モードで動作することができる飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器を使用して分析される。第２の動作モードにおいてイオン飛行経路の長さを増加させることは、分析器の分解能を増加させる効果を有するが、分析され得るイオンのｍ／ｚ範囲を減少させる。経路長の増加が、イオン経路の循環セグメントを通るイオンの通過数を増加させることによって達成される場合（以下で更に説明されるように）、これは、より低いｍ／ｚのイオンが、より高いｍ／ｚのイオンを追い越す（すなわち、ラップする）ためであり、したがって、一部のイオン（ある明白なｍ／ｚ範囲外のｍ／ｚを伴う）が循環セグメントを何回通過したかが不確かになり、したがって、一部のピークのｍ／ｚが不確かになる可能性がある。加えて、又は代替として、分析器を一定の繰り返し率で動作させると、より長いイオン飛行経路長に対して、特定の繰り返しにおける高ｍ／ｚイオンは、次の繰り返しが開始する前に検出器に到達するための十分な時間を有しない。したがって、第２の動作モードは、（分析器が実際にｍ／ｚスペクトルのより狭いｍ／ｚ領域に「ズームイン」するので）「ズーム」動作モードと称され得る。

【0011】

ｍ／ｚ範囲のこの損失は、標識された分析物分子を分析する従来の方法において問題となる（なぜなら、対象の分析物断片イオンは比較的高いｍ／ｚを有することができ、レポーターイオンは比較的低いｍ／ｚを有することができるからである）が、本発明者は、第１の動作モードを使用して分析物断片イオンを分析し、第２の動作モードを使用してレポーターイオン（又は相補イオン）を分析することによって、この問題が回避されることを認識した。これは、広いｍ／ｚ範囲の第１の動作モードが、分析物断片イオン（典型的には、比較的広いｍ／ｚ範囲にわたって現れる）の分析に特に適しており、それに応じて、狭いｍ／ｚ範囲であるがより高い分解能の第２の（「ズーム」）動作モードが、レポーターイオン（典型的には、比較的低いｍ／ｚで比較的狭いｍ／ｚ範囲内に現れる）又は相補イオンの分析に特に適しているからである。更に、これは、第１の（「通常」）動作モードにおいて必要とされる分解能を緩和する効果を有し、この主な理由は、レポーターイオン（及び相補イオン）がｍ／ｚにおいて非常に近傍に位置しているという事実のためある。

【0012】

したがって、本発明者は、可変経路長を有する飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器が、標識された分析物分子の分析に特によく適していることを認識した。（例えば、静電イオントラップ分析器の代わりに）標識された分析物イオンを分析するためにＴｏＦ分析器を使用することで、次に、機器繰り返し率及び実験スループットの増加が促進される。したがって、実施形態は、標識された分析物分子を分析する改善された方法を提供することが理解される。

【0013】

更なる態様は、標識された分析物分子を分析する方法であって、標識された分析物分子をイオン化して標識された分析物イオンを生成することと、本明細書に記載の方法を使用して標識された分析物イオンを分析することと、を含む方法を提供する。これらの態様及び実施形態は、本明細書に記載の任意選択の特徴のいずれか１つ以上又は各々を含むことができ、実施形態ではもちろん含む。

【0014】

様々な態様及び実施形態において分析される分析物分子は、有機分子、生体分子、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、ペプチド、核酸などの分析に適した任意の分子であり得る。実施形態では、分析物分子はペプチドである。

【0015】

分析物分子は、同重体タグのセットなどの化学標識のセットで標識することができる。同重体タグのセットは、（ほぼ）同じ質量を有するが、標識された分析物イオンの断片化時に異なる質量の特徴的なレポーターイオンを生じるタグ分子のセットである。好適な同重体タグとしては、タンデム質量タグ（ＴＭＴ）及び相対定量及び絶対定量のための同重体タグ（ｉＴＲＡＱ）が挙げられる。各タグは、例えば、各標識された分析物分子が（少なくとも）レポーター領域、バランサー領域、及び分析物分子（例えば、ペプチド）を含むように、（少なくとも）レポーター領域及びバランサー領域を含み得る。実施形態は、ＴＭＴ１０、１６、又は１８などの高度に多重化されたセットの同重体タグで標識された分析物分子の分析に特に適しており、レポーターイオンチャネル間の最小間隔は、数ＭＤａ程度、例えば、約６ＭＤａであり得る。実施形態はまた、約１Ｄａ程度のレポーターイオンチャネル間隔を有するＴＭＴ６及び８などのより低い多重化同重体タグセットに使用され得る。

【0016】

方法は、質量分析計などの分析機器を使用して実施することができる。分析機器は、（少なくとも）イオン源、質量フィルタ、断片化デバイス、及び飛行時間型質量分析器を備え得る（以下で更に詳細に説明される）。分析機器は、イオン源に結合された分離デバイスを備え得る。

【0017】

標識された分析物分子は、溶液中に提供され得、溶液は、分離デバイスを使用して分離され得、分離された溶液は、イオン化のためにイオン源に提供され得る。イオン源は、標識された分析物分子をイオン化して標識された分析物イオンを生成することができる。

【0018】

標識された分析物イオンは、ＭＳ１データを提供するために、ＭＳ１動作モードで動作する機器によって最初に分析することができる。ＭＳ１データは、１つ以上のイオンピークを含み得、各イオンピークは、特定のｍ／ｚを有する標識された分析物イオン（すなわち、特定の前駆体）に対応する。

【0019】

次いで、標識された分析物イオンは、ＭＳ２データを提供するように、ＭＳ２動作モードで動作する機器によって分析され得る。ＭＳ１データから識別された各対象前駆体は、質量フィルタのためのｍ／ｚ窓を定義するために使用され得る。次いで、質量フィルタは、各対象前駆体を順次選択するように、各ｍ／ｚ窓を順次進むことができる。断片化デバイスは、質量フィルタリングされた標識された分析物イオンが断片化されるように、断片化動作モードで動作され得る。標識された分析物イオンが断片化された場合、レポーターイオンは、分析物分子断片イオンと一緒に生成され得る（レポーターイオンは、レポーター領域のイオンである）。加えて、又は代替として、相補イオンが生成され得る（相補イオンは、組み合わせられたバランサー領域及び分析物分子のイオンである）。

【0020】

次いで、得られた分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを、飛行時間型分析器を使用して分析する。分析物断片イオンについて得られた質量電荷比（ｍ／ｚ）及び／又は強度情報は、分析物分子を同定するために使用され得、レポーターイオン又は相補イオンについての質量電荷比（ｍ／ｚ）及び／又は強度情報は、分析物分子を定量化するために使用され得る。

【0021】

分析物断片イオンは、イオンを第１の長さを有する飛行経路に沿って移動させる第１の動作モードを使用して分析され、レポーターイオン又は相補イオンは、イオンを第２のより長い長さを有する飛行経路に沿って移動させる第２の動作モードを使用して分析される。

【0022】

飛行時間型質量分析器は、１つ以上のイオンリフレクタを備え得る。第１の動作モードでは、イオンは、１つ以上のイオン反射器内でｎ回反射させられてもよく、ｎは、整数≧０である。第２の動作モードでは、イオンは、１つ以上のイオン反射器内でｍ回反射させられてもよく、ｍは、整数＞ｎである。概して、「イオン反射器」は、例えば、イオンミラー、リフレクトロン、イオン偏向器、レンズ又は同様のものであってもよい。

【0023】

飛行時間型質量分析器は、多重反射飛行時間型（multi-reflection time-of-flight、ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器であってもよく、ＭＲ－ＴｏＦは、
第１の方向Ｘに互いに離間して対向する２つのイオンミラーであって、各ミラーは、第１の端部と第２の端部との間でドリフト方向Ｙに概ね沿って細長く、ドリフト方向Ｙが、第１の方向Ｘに直交する、２つのイオンミラーと、
イオンをイオンミラー間の空間内に注入するためのイオン注入器であって、イオン注入器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する、イオン注入器と、
イオンがイオンミラー間で複数回の反射を完了した後にイオンを検出するための検出器であって、検出器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する、検出器と、を備える。

【0024】

第１の動作モードで動作する分析器を使用して分析物断片イオンを分析することは、
分析物断片イオンをイオン注入器からイオンミラー間の空間内に注入することであって、イオンが、（ａ）イオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）ドリフト方向Ｙに沿ってイオンミラーの第１の端部に戻るようにドリフトする間に、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる、注入することと、次いで、イオンを検出のために検出器に移動させることと、を含み得る。

【0025】

第２の動作モードで動作する分析器を使用してレポーターイオン又は相補イオンを分析することは、
（ｉ）レポーターイオン又は相補イオンをイオン注入器からイオンミラー間の空間内に注入することであって、イオンが、（ａ）イオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）イオンミラーの第１の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンが、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）イオンが、（ａ）イオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）イオンミラーの第１の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルをイオンに完了させるように、イオンのドリフト方向速度をイオンミラーの第１の端部の近傍で反転させることと、
（ｉｉｉ）任意選択的に、ステップ（ｉｉ）を１回以上繰り返すことと、次いで、
（ｉｖ）イオンを検出のために検出器に移動させることと、を含み得る。

【0026】

多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する偏向器又はレンズを更に備え得る。偏向器又はレンズは、第１のイオンミラーと第２のイオンミラーとの間で（Ｘ方向に）ほぼ等距離に位置し得る。偏向器又はレンズは、イオンビームが注入器から注入された後に受ける第１のイオンミラー反射（第１のイオンミラーにおける）の後であるが、第２のイオンミラー反射（第２のイオンミラーにおける）の前に、イオン経路に沿って配置され得る。それに対応して、偏向器又はレンズは、イオンビームが検出器に到達する前に受ける最後のイオンミラー反射（第２のイオンミラーにおける）の前であるが、最後から２番目のイオンミラー反射（第１のイオンミラーにおける）の後に、イオン経路に沿って配置され得る。

【0027】

第１の動作モードで動作する分析器を使用して分析物断片イオンを分析することは、
分析物断片イオンをイオン注入器からイオンミラー間の空間内に注入することであって、イオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）ドリフト方向Ｙに沿って偏向器又はレンズに戻るようにドリフトする間に、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる、注入することと、次いで、イオンを検出のために偏向器又はレンズから検出器に移動させることと、を含み得る。

【0028】

第２の動作モードで動作する分析器を使用してレポーターイオン又は相補イオンを分析することは、
（ｉ）レポーターイオン又は相補イオンをイオン注入器からイオンミラー間の空間内に注入することであって、イオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンが、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）イオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルをイオンに完了させるように、イオンのドリフト方向速度を反転させるために偏向器又はレンズを使用することと、
（ｉｉｉ）任意選択的に、ステップ（ｉｉ）を１回以上繰り返すことと、次いで、
（ｉｖ）イオンを検出のために偏向器又はレンズから検出器に移動させることと、を含み得る。

【0029】

多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器は、任意の好適なタイプのＭＲ－ＴｏＦを含み得る。例えば、分析器は、例えば、非特許文献Ａ．Ｖｅｒｅｎｃｈｉｋｏｖら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ，２０１７、６、１－２２に記載されているように、イオンビームをその飛行経路に沿って集束させ続けるように構成された周期レンズのセットを有するＭＲ－ＴｏＦを備えることができる。

【0030】

しかしながら、特定の実施形態では、分析器は、例えば、米国特許第９，１３６，１０１号に記載のタイプの、傾斜ミラー型多重反射飛行時間型質量分析器であり、当該特許の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。そのため、イオンミラーは、ドリフト方向Ｙのそれらの長さの少なくとも一部、ほとんど、又は全てに沿って、Ｘ方向に互いから一定でない距離にあってもよい。イオンミラーの第２の端部に向かうイオンのドリフト方向速度は、２つのミラーの互いからの一定でない距離から生じる電界によって対抗され得る。この電界は、イオンに、イオンのドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、偏向器に向かってドリフト方向に沿って戻るようにドリフトさせ得る。

【0031】

代替として、分析器は、例えば、英国特許第２，５８０，０８９号に記載のタイプの、単一集束レンズ型多重反射飛行時間型質量分析器であってもよく、当該特許の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。そのため、偏向器は、第１の偏向器であってもよく、分析器は、イオンミラーの第２の端部の近傍に位置する第２の偏向器を備えてもよい。第２の偏向器は、イオンに、イオンのドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、第１の偏向器に向かってドリフト方向に沿って戻るようにドリフトさせるように構成され得る。これを行うために、例えば、英国特許第２，５８０，０８９号に記載の方式で、好適な電圧を第２の偏向器に印加し得る。

【0032】

分析物断片イオンを分析するステップは、例えば、各第１のイオンパケットをＴｏＦ分析器に注入することによって、１つ以上の第１のイオンパケットを分析することを含み得る。レポーターイオン又は相補イオンを分析するステップは、例えば、各第２のイオンパケットをＴｏＦ分析器に注入することによって、１つ以上の第２の異なるイオンパケットを分析することを含み得る。したがって、各対象前駆体に対して、分析器は、２つ（又はそれ以上）のスキャンを実行してもよく、すなわち、分析物断片イオンが、レポーターイオン又は相補イオンとは異なる分析器スキャンを使用して分析されるようにしてもよい。

【0033】

これらの実施形態では、各第１のイオンパケットは、分析物断片イオンのみを含んでもよく、又は分析物断片イオンをレポーターイオン及び／又は相補イオンとともに含んでもよい。第１のイオンパケットがレポーターイオン及び／又は相補イオンを含む場合、これらのイオンは、検出器に到達しないように（一方、分析物断片イオンのほとんど全てが検出器に到達する）、偏向器によって任意選択的に偏向され得る。各第２のイオンパケットは、レポーターイオン及び／又は相補イオンのみを含んでもよく、又は分析物断片イオンとともにレポーターイオン及び／又は相補イオンを含んでもよい。第２のイオンパケットが分析物断片イオンを含む場合、これらのイオンは、検出器に到達しないように到達しないように偏向器によって偏向されてもよい（一方、レポーターイオン又は相補イオンの全てのほとんどが検出器に到達する）。

【0034】

本方法は、１つ以上の機器パラメータの第１のセットを使用して、各第１のイオンパケットを生成及び／又は処理及び／又は分析することと、１つ以上の機器パラメータの第２の異なるセットを使用して、各第２のイオンパケットを生成及び／又は処理及び／又は分析することと、を含み得る。１つ以上の機器パラメータの第１のセットは、（レポーターイオン又は相補イオンに対して）分析物断片イオンを生成及び／又は処理及び／又は分析するときに改善された感度及び／又は分解能を提供するように構成されてもよく、１つ以上の機器パラメータの第２のセットは、（分析物断片イオンに対して）レポーターイオン又は相補イオンを生成及び／又は処理及び／又は分析するときに改善された感度及び／又は分解能を提供するように構成されてもよい。

【0035】

１つ以上の機器パラメータのセットは、例えば、イオン源、イオン入口、任意の１つ以上のイオン移送デバイス、質量フィルタ、断片化デバイス、及び／又は分析器（例えば、そのイオン注入器、イオン反射器、及び／又は検出器）などの機器の構成要素のうちの任意の１つ以上に印加される１つ以上の（ＲＦ又はＤＣ）電圧を含み得る。特定の実施形態では、１つ以上の機器パラメータのセットは、（ｉ）断片化デバイスの衝突エネルギーなどの１つ以上の断片化パラメータ、及び／又は（ｉｉ）質量フィルタの透過窓の幅を含む。

【0036】

したがって、例えば、本方法は、第１の質量フィルタ透過窓幅を使用して各第１のイオンパケットを生成することと（すなわち、質量フィルタが、断片化される特定の対象前駆体を選択するために使用され、得られた断片イオンが、各第１のイオンパケットを形成するために使用される）、例えば、第１の質量フィルタ透過窓幅が第２の質量フィルタ透過窓幅よりも広い場合、第２の異なる質量フィルタ透過窓幅を使用して各第２のイオンパケットを生成することと（すなわち、質量フィルタを使用して断片化される特定の対象前駆体を選択し、得られた断片イオンを使用して各第２のイオンパケットを形成する）、を含み得る。より広い質量フィルタ透過窓幅を使用することは、有益には、分析物断片イオンの分析のための感度を増加させ、一方、より狭い質量フィルタ透過窓幅を使用することは、有益には、レポーターイオン又は相補イオンの分析のための干渉を低減する。代わりに、第１の質量フィルタ透過窓幅を第２の質量フィルタ透過窓幅より狭くすることも可能である。

【0037】

本方法は、第１の衝突エネルギーなどの１つ以上の第１の断片化パラメータを使用して、各第１のイオンパケットを生成することと（すなわち、特定の対象前駆体が、第１の衝突エネルギーなどの１つ以上の第１の断片化パラメータを使用して断片化され、得られた断片イオンが、各第１のイオンパケットを形成するために使用される）、第２の異なる衝突エネルギーなどの１つ以上の第２の断片化パラメータを使用して各第２のイオンパケットを生成することと（すなわち、特定の対象前駆体が第２の衝突エネルギーなどの１つ以上の第２の断片化パラメータを使用して断片化され、得られた断片イオンが各第２のイオンパケットを形成するために使用される）、を含み得る。第１の衝突エネルギーなどの１つ以上の第１の断片化パラメータは、（レポーターイオン又は相補イオンに対して）分析物断片イオンを効率的に生成するように構成されてもよく、第２の衝突エネルギーなどの１つ以上の第２の断片化パラメータは、（分析物断片イオンに対して）レポーターイオン又は相補イオンを効率的に生成するように構成されてもよい。より高い衝突エネルギーは、典型的には、レポーターイオンなどの低ｍ／ｚ断片イオンを生成するために有益であり、一方、より低い衝突エネルギーは、典型的には、分析物断片イオンなどの中域又は高ｍ／ｚ断片イオンを生成するために有益である。したがって、第１の衝突エネルギーは、例えば、レポーターイオンが生成され分析される場合、第２の衝突エネルギーより低くてもよい。一方、分析物断片イオンを生成するために使用される衝突エネルギーと比較して、比較的低い衝突エネルギーが、典型的には、相補イオンを生成するために使用される。したがって、第１の衝突エネルギーは、例えば、相補イオンが生成され分析される場合、第２の衝突エネルギーより高くてもよい。

【0038】

代替の実施形態では、分析物断片イオンを分析するステップ及びレポーターイオン又は相補イオンを分析するステップは、例えば、イオンの各パケットをＴｏＦ分析器に注入することによって、１つ以上の単一イオンパケットを分析することを含み得る。したがって、各対象前駆体について、分析器は、単一のスキャンを実行してもよく、すなわち、分析物断片イオンが、レポーターイオン又は相補イオンと同じスキャンを使用して分析されるようにしてもよい。これらの実施形態では、イオンの各パケットは、レポーターイオン及び／又は相補イオンとともに分析物断片イオンを含み得る。

【0039】

分析器は、循環セグメントを含むイオン経路と、イオン経路内にイオンを注入するためのイオン注入器と、イオン経路に沿って配置された少なくとも１つのイオン反射器と、イオン経路の端部に配置された検出器とを含み得る。

【0040】

方法は、
（ｉ）分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを含むイオンパケットを、分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンの両方がイオン経路に沿ってイオン反射器まで移動するように、イオン注入器からイオン経路に注入することと、
（ｉｉ）分析物断片イオン（のみ）を検出のためにイオン反射器から検出器に移動させることと、
（ｉｉｉ）イオン反射器を使用して、レポーターイオン又は相補イオン（のみ）に、イオン経路の循環セグメントに沿って１つ以上のサイクルを完了させることと、次いで、
（ｉｖ）レポーターイオン又は相補イオンを検出のためにイオン反射器から検出器に移動させることと、を含み得る。

【0041】

方法は、
（ｉ）分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを含むイオンパケットをイオン注入器からイオンミラー間の空間内に注入することであって、イオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンが、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）分析物断片イオン（のみ）を検出のために偏向器又はレンズから検出器に移動させることと、
（ｉｉｉ）レポーターイオン又は相補イオン（のみ）のドリフト方向速度を反転させて、これらのイオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルをこれらのイオンに完了させるように、偏向器又はレンズを使用することと、
（ｉｖ）任意選択的に、ステップ（ｉｉｉ）を１回以上繰り返すことと、次いで、
（ｖ）レポーターイオン又は相補イオンを検出のために偏向器又はレンズから検出器に移動させることと、を含み得る。

【0042】

別の態様によれば、飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器を動作させる方法が提供され、ＴｏＦ質量分析器は、
循環セグメントを含むイオン経路と、
イオンをイオン経路に注入するためのイオン注入器と、
イオン経路に沿って配置された少なくとも１つのイオン反射器と、
イオン経路の端部に配置された検出器と、を備え、
方法は、
（ｉ）第１のイオン及び第２のイオンがイオン経路に沿ってイオン反射器まで移動するように、イオン注入器からイオン経路内に第１のイオン及び第２のイオンを含むイオンパケットを注入することと、
（ｉｉ）第１のイオン（のみ）を検出のためにイオン反射器から検出器へ移動させることと、
（ｉｉｉ）イオン反射器を使用して、第２のイオン（のみ）に、イオン経路の循環セグメントに沿って１つ以上の（例えば、更なる）サイクルを完了させることと、次いで、
（ｉｖ）第２のイオンを検出のためにイオン反射器から検出器へ移動させることと、を含む。

【0043】

これらの態様及び実施形態は、本明細書に記載の任意選択の特徴のいずれか１つ以上又は各々を含むことができ、実施形態ではもちろん含む。

【0044】

これらの態様及び実施形態では、ＴｏＦ分析器は循環分析器であり得る。イオン経路は、循環セグメントを含み、イオンは、イオン注入器から検出器までイオン経路に沿って移動するときに、循環セグメントをゼロ又は複数回（繰り返して）通過することができる。例えば、イオン経路は、第１の非循環セグメントと、第１の非循環セグメントの下流に配置された循環セグメントと、循環セグメントの下流に配置された第２の非循環セグメントとを備えてもよい。ＴｏＦ分析器は、イオン経路に沿って配置された偏向器などの少なくとも１つのイオン反射器を備える。イオン反射器は、例えば、イオン反射器への（例えば、パルス化された）電圧の好適な印加によって、イオン経路の循環セグメントに沿って、イオンに１つ以上の（更なる）サイクルを完了させるために使用されてもよい。

【0045】

本方法では、イオンがイオン経路に沿ってイオン反射器まで移動するように、第１のイオン及び第２のイオンを含むイオンパケットがイオン経路に注入される。イオン反射器に到達する前に、第１及び第２のイオンは、同じイオン経路をたどることができ、イオン経路の循環セグメントをゼロ回又は１回以上通過することができる。次いで、第１のイオン（のみ）を、検出のためにイオン反射器から検出器に移動させ、一方、イオン反射器は、第２のイオン（のみ）を、検出のためにイオン反射器から検出器に移動させる前に、イオン経路の循環セグメントに沿って１つ以上の（例えば、更なる）サイクルを完了させるために使用される。これは、イオン反射器に印加される電圧の大きさを好適なタイミングで好適にパルス化することによって行うことができ、それにより、第２のイオンのみが１つ以上の（例えば、更なる）サイクルを完了させられ、第１のイオンは完了させられない。

【0046】

第１のイオンは、第１の比較的広い範囲内のｍ／ｚを有するイオンであり得る。第２のイオンは、第２の異なる比較的狭い範囲内のｍ／ｚを有するイオンであり得る。第２の範囲は、第１の範囲と重複してもよく、第１の範囲によって包含されてもよい。

【0047】

別の態様によれば、多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器を動作させる方法が提供され、ＭＲ－ＴｏＦ質量分析器は、
第１の方向Ｘに互いに離間して対向する２つのイオンミラーであって、各ミラーは、第１の端部と第２の端部との間でドリフト方向Ｙに概ね沿って細長く、ドリフト方向Ｙが、第１の方向Ｘに直交する、２つのイオンミラーと、
イオンをイオンミラー間の空間内に注入するためのイオン注入器であって、イオン注入器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する、イオン注入器と、
イオンがイオンミラー間で複数回の反射を完了した後に、イオンを検出するための検出器であって、検出器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する、検出器と、
イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する偏向器又はレンズと、を備え、
方法は、
（ｉ）第１のイオン及び第２のイオンを含むイオンパケットをイオン注入器からイオンミラー間の空間内に注入することであって、イオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンが、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）第１のイオン（のみ）を検出のために偏向器又はレンズから検出器に移動させることと、
（ｉｉｉ）第２のイオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルを第２のイオンに完了させるように、第２のイオン（のみ）のドリフト方向速度を反転させるために偏向器又はレンズを使用することと、
（ｉｖ）任意選択的に、ステップ（ｉｉｉ）を１回以上繰り返すことと、次いで、
（ｖ）第２のイオンを検出のために偏向器又はレンズから検出器に移動させることと、を含む。

【0048】

これらの態様及び実施形態は、本明細書に記載の任意選択の特徴のいずれか１つ以上又は各々を含むことができ、実施形態ではもちろん含む。

【0049】

更なる態様は、プロセッサ上で実行されたとき、上述の方法を行うコンピュータソフトウェアコードを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を提供する。

【0050】

更なる態様は、質量分析計などの分析機器のための制御システムを提供し、制御システムは、分析機器に上述の方法を実行させるように構成される。

【0051】

更なる態様は、上述の制御システムを備える、質量分析計などの分析機器を提供する。

【0052】

更なる態様は、質量分析計などの分析機器を提供し、分析機器は、
断片化デバイスと、
第１の長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第１の動作モードと、第２の長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第２の動作モードとで動作可能な飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器であって、第２の長さが、第１の長さよりも長い、飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器と、
制御システムと、を備え、制御システムは、機器が標識された分析物イオンを分析するために使用されているとき、
断片化デバイスに、標識された分析物イオンを断片化して、分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを生成させることと、
飛行時間型質量分析器に、第１の動作モードを使用して分析物断片イオンを分析させることと、
飛行時間型質量分析器に、第２の動作モードを使用してレポーターイオン又は相補イオンを分析させることと、を行うように構成されている。

【0053】

更なる態様は、飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器を提供し、ＴｏＦ質量分析器は、
循環セグメントを含むイオン経路と、
イオン経路にイオンを注入するためのイオン注入器と、
イオン経路に沿って配置された少なくとも１つのイオン反射器と、
イオン経路の端部に配置された検出器と、を備え、
分析器は、
（ｉ）第１のイオン及び第２のイオンがイオン経路に沿ってイオン反射器まで移動するように、イオン注入器からイオン経路内に第１のイオン及び第２のイオンを含むイオンパケットを注入することと、
（ｉｉ）第１のイオン（のみ）を検出のためにイオン反射器から検出器へ移動させることと、
（ｉｉｉ）イオン反射器を使用して、第２のイオン（のみ）に、イオン経路の循環セグメントに沿って１つ以上の（例えば、更なる）サイクルを完了させることと、次いで、
（ｉｖ）第２のイオンを検出のためにイオン反射器から検出器へ移動させることと、によってイオンを分析するように構成されている。

【0054】

更なる態様は、多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器を提供し、ＭＲ－ＴｏＦ質量分析器は、
第１の方向Ｘに互いに離間して対向する２つのイオンミラーであって、各ミラーは、第１の端部と第２の端部との間でドリフト方向Ｙに概ね沿って細長く、ドリフト方向Ｙが、第１の方向Ｘに直交する、２つのイオンミラーと、
イオンをイオンミラー間の空間内に注入するためのイオン注入器であって、イオン注入器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する、イオン注入器と、
イオンがイオンミラー間で複数回の反射を完了した後に、イオンを検出するための検出器であって、検出器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する、検出器と、
イオンミラーの第１の端部の近傍に位置する偏向器又はレンズと、を備え、分析器は、
（ｉ）第１のイオン及び第２のイオンを含むイオンパケットをイオン注入器からイオンミラー間の空間内に注入することであって、イオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンが、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルを完了する、注入することと、
（ｉｉ）第１のイオン（のみ）を検出のために偏向器又はレンズから検出器に移動させることと、
（ｉｉｉ）第２のイオンが、（ａ）偏向器又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルを第２のイオンに完了させるように、第２のイオン（のみ）のドリフト方向速度を反転させるために偏向器又はレンズを使用することと、
（ｉｖ）任意選択的に、ステップ（ｉｉｉ）を１回以上繰り返すことと、次いで、
（ｖ）第２のイオンを検出のために偏向器又はレンズから検出器に移動させることと、によってイオンを分析するように構成されている。

【0055】

更なる態様は、上述の飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器又は多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器を備える質量分析計などの分析機器を提供する。

【0056】

これらの態様及び実施形態は、本明細書に記載の任意選択の特徴のいずれか１つ以上又は各々を含むことができ、実施形態ではもちろん含む。

【0057】

次に、添付の図面を参照して、様々な実施形態をより詳細に記載する。

【図面の簡単な説明】

【0058】

【図1】ｍ／ｚ１２６を有する塩基ＴＭＴ Ｃ₈Ｈ₁₆Ｎ⁺レポーターイオンを概略的に示す。

【図2】実施形態による分析機器を概略的に示す。

【図3】実施形態による分析機器を概略的に示す。

【図4】実施形態による多重反射飛行時間型質量分析器を概略的に示す。

【図5】実施形態による多重反射飛行時間型質量分析器を概略的に示す。

【図6】実施形態による多重反射飛行時間型質量分析器を動作させる方法を概略的に示す。

【図7】実施形態によるＤＤＡ方法を示す。

【図8】実施形態による、５倍ズームのＴＭＴレポーターイオン及びズームされていないペプチド断片イオンを用いた方法を示す。

【図9】実施形態によるＤＤＡ方法を示す。

【図10A】多重反射飛行時間型質量分析器の通常のシングルパス動作モードについての分解能対イオン数のプロットを示す。

【図10B】多重反射飛行時間型質量分析器の３倍ズーム動作モードについての分解能対イオン数のプロットを示す。

【図11】多重反射飛行時間型質量分析器を通過した回数に対する分解能及び信号のプロットを示す。

【発明を実施するための形態】

【0059】

化学的タグ付けは、分析物の定量のための長年にわたるツールであり、最も単純な形態として、ピーク強度を既知濃度の標識標準のピーク強度と比較することが伴う。複数のアイソトポマーなどの異なる質量を有する複数の異なる化学タグが利用可能である場合、複数の試料を一緒に混合し、それらを単一の高スループットの多重化ワークフローで分析することが可能になる。

【0060】

このグループ内の重要な用途は、タンデム質量タグ（ＴＭＴ）法（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，２００３，７５，１８９５－１９０４）、ＴＭＴ又は相対定量及び絶対定量のための同重体タグ（ｉＴＲＡＱ）として市販されている。これは、多重タグ化ペプチドが同じｍ／ｚを有し、したがって液体クロマトグラフィーから共溶出し、四重極質量フィルタによって共分離されるタンデム法である。しかし、断片化すると、異なるｍ／ｚを有する特徴的な１，２，６個のレポーターイオンが生成され、定量のために検出される。ペプチド断片の同時検出は、同じ工程におけるペプチド同定を可能にする。この方法の大きな利点は、多重化のレベルの因子による、完全な質量スペクトル及び共分離の感度の単純化にある。

【0061】

ＴＭＴ６プレックスの初期の商業的な実装形態では、¹³Ｃでの置換によって生成された同位体質量分離を用いて、ｍ／ｚ１２６～１３１から、図１に示すレポーターイオンが生成された。より最近の進歩は、¹⁵Ｎによる窒素の置換を追加し、¹³Ｃのみのレポーターに対して小さな６．３２ｍＤａの質量欠損を与え、アクセス可能な置換タグの数を増加させ、レポーター領域を一連の同重体ダブレットに分割する１０プレックス法であった（ＭｃＡｌｉｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，２０１２，８４，７４６９－７４７８）。１８プレックスなどの更に高いレベルの多重化も実証されている。

【0062】

しかしながら、この方法には特有の欠点がある。共分離された同重体ペプチド間の干渉は、レポーターイオンチャネルを汚染し、正確な定量化を妨げ、より短く、より不十分に分離するＬＣ勾配を用いた高速実験サイクルを妨げる可能性がある。干渉を除去するために追加の分離及び断片化段階（ＭＳ３）が使用され得るが、これも速度及び感度に影響を与える。特殊な飛行時間型（ＴｏＦ）機器によって提供されるような高分解能分離は、特に、四重極分離と連続して適用される場合、より最適な解決策となる。

【0063】

第２の問題は、１０プレックス及びそれ以上の方法のレポーターイオンダブレットが、区別及び測定するためにｍ／ｚ１２７で約５０Ｋの分解能を必要とすることである。これは、ほとんどの飛行時間型（ＴｏＦ）分析器設計の範囲外であり、かかる分解能をもたらすことができる高度なＴｏＦ分析器に対して、ダイナミックレンジの厳しい空間電荷関連の制限を課す。

【0064】

これまで、ＴＭＴ１０プレックス法は、低いｍ／ｚで高分解能をもたらすことに優れているＯｒｂｉｔｒａｐ（商標）ＦＴ機器で実行されてきた。しかしながら、かかる分解能を達成するために必要とされる取得時間は、取得速度を制限し、測定の数を制限する。Ｏｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器の場合、Ｐｈｉ－ＳＤＭなどの改善されたデータ処理方法が、速度での分解能を大幅に改善するために使用されてきた（Ｂｅｋｋｅｒ－Ｊｅｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ，Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ，２０２０，１４，７１６－７２９）。空間電荷効果はまた、Ｏｒｂｉｔｒａｐ（商標）機器におけるレポーターイオンダブレットの融合／合体を引き起こし、これは、自動利得制御（automatic gain control、ＡＧＣ）手順によって通常制限される高いイオン負荷を必要とし得る（Ｗｅｒｎｅｒ ｅｔ ａｌ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，２０１４，８６，３５９４－３６０１）。

【0065】

ＴＭＴ法に対する重要な修正は、ＴＭＴ相補イオン定量化である（Ｊｏｈｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ｐｒｏｔｅｏｍｅ Ｒｅｓ．，２０２１，２０，３０４３－３０５２）。ここでは、レポーターイオンから定量化するのではなく、タグ化ペプチドからレポーターイオンを差し引いたものを低断片化エネルギーで生成し、測定する。レポーターの分離後、タグは依然として「バランサー」成分を含有しており、これは通常、全てのタグ付けされたイオンの質量を平衡化する役割を果たすが、レポーター成分がなければ、これは相補イオンチャネルの鏡像分布を生成する。これらのチャネルは、レポーターイオン分布と同様の相対強度を有し得るため、定量化に使用することができる。利点は、それらが依然として元のペプチドが結合しているため、共分離されたペプチドからの干渉に対してより強固であることである。しかし、その代償として、相補イオンがレポーターよりもはるかに重いが、チャネル間の質量差が同じであるため、チャネルを分解するためにはるかに高い分解能が必要とされることである。これまで、このプロセスは、１Ｄａの間隔を有する８チャネルＴＭＴ法に限定されてきたが、通常５０Ｋの分解能を必要とする等価な１６チャネル間隔は、１０倍重いイオンに適用される場合、５００Ｋが必要になる場合がある。

【0066】

飛行時間型（ＴｏＦ）分析器の中には、より高いＴＭＴ多重化方法と適合するのに十分な分解能をもたらすものは少ない。かかる分析器における分解能は、典型的には、イオン飛行経路の長さ、並びに検出器におけるイオンの到着時間広がり及び検出器自体の時間応答の両方から生じるピークの幅によって制限される。この後者の固定応答は、分析器分解能における質量依存性をもたらし、ＴＭＴレポーター領域などの低ｍ／ｚ測定を妨げる（Ｏｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器とは逆の傾向）。

【0067】

従来のＴｏＦ分析器は、典型的には、直交加速器又は抽出トラップなどのイオン注入デバイスと、検出器と、イオンを検出器表面に集束させる役割を果たすイオンミラーとを内蔵している。それらはまた、概して、イオン源の後に、ビームを適切に成形し、方向付けるように構成されたレンズ又は偏向器を含むことができる。

【0068】

非常に高い分解能を有するより高度なＴｏＦ分析器が、Ｗｏｌｌｎｉｋ（ＤＥ３０２５７６４Ｃ２）によって導入されており、これは、トラップされたイオンが検出器に放出される前に複数の振動を受けることができる一対のイオンミラーを内蔵している。このシステムの欠点は、より軽いイオンがより重いイオンを追い越す／ラップするため、質量分析が非常に複雑になることであった。概して、質量範囲の制限を犠牲にして、滞留時間の増加を介して標的イオンの分解能を増加させることは、「ズームイン」と称され得る。

【0069】

Ｎａｚａｒｅｎｋｉ（ＳＵ１７２５２８９）によるイオンミラーの延長により、ラッピング問題を排除する固定ジグザグ飛行経路を有する「オープントラップ」又は「多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）」分析器が開発された。Ｖｅｒｅｎｔｃｈｉｋｏｖにより、イオン振動に直交するイオン分散を規則的に補正する周期レンズをミラー間に組み込むことによって、改良及び商業化が行われた（英国特許第２，４０３，０６３号）。

【0070】

このイオン分散を制御する後者の方法は、Ｓｕｄａｋｏｖ（国際公開第２００８／０４７８９１号）、Ｓｔｅｗａｒｔ（米国特許第１０，９６４，５２０号）、及び最も顕著にはＧｒｉｎｆｅｌｄによる米国特許第９，１３６，１０１号によって提案されている。この後者の方法は、イオンミラーをわずかに傾斜させることを含み、その結果、注入されたイオンは、細長いミラー間のドリフト方向にドリフトするときに広がることが可能になる。傾斜したミラー及び支持ストライプ電極を通過するたびに、イオンは偏向して戻り、最終的にドリフト速度が完全に逆転し、ミラーシステムの開始側の検出器上に集束される。この分析器の概略図を図４に示す（以下でより詳細に説明する）。

【0071】

かかる分析器は、ＴＭＴレポーターを分解することができるが、合理的な空間電荷復元力で分解するためには、比較的大きくなければならない（約１ｍ²）。ピークのベースライン分解能は、テーリング又は他の効果のために容易に達成可能ではないため、ダブレットにおける２つのピークの検出可能な比は、依然として制限される可能性がある。

【0072】

分析器のこの広いファミリーをカバーする特別な動作モードは、「ズームモード」と称され、Ｖｅｒｅｎｃｈｉｋｏｖらによって以前に報告されている（Ｖｅｒｅｎｃｈｉｋｏｖ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ，２０１７，６，１－２２）。イオン経路の初期に配置された偏向器は、トラップ電圧に切り替えられ得、イオンにミラーを上下に複数回通過させ、それぞれがミラー間で同じ数の振動を含む。このように飛行経路を大幅に延長することで、５００，０００までの非常に増大した分解能が示されたが、その名が示すように、質量範囲の深刻な損失が引き起こされた。

【0073】

本明細書に記載の実施形態は、特に多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）分析器（及び他のＴｏＦ分析器）に適用されるような、ＴＭＴレポーターダブレット又は類似の同重体断片タグ内のピークを分解し、それにより正確に定量化する困難性に対処するものである。

【0074】

上述のように、Ｏｒｂｉｔｒａｐ（商標）機器は、通常、ＴＭＴ法に使用されるが、これらの機器は、かかる高分解能で動作するために必要な遅い繰り返し速度に多少苦しむことがある。これはまた、より遅い実験サイクル及びより低いスループットを強制するが、このことと、共溶出及び共分離ペプチドによる前駆体標的の汚染が優勢のどちらが大きいかは、必ずしも明らかではない。

【0075】

ほとんどのＴｏＦ分析器は、分解能が低すぎて、より高度な多重化ＴＭＴ方法と全く互換性がなく、比較的大きいＭＲ－ＴｏＦシステムであっても、より高いイオン負荷でその分解能を維持することに苦労し、ダイナミックレンジ及び特徴付けられ得るダブレットピークの比が制限される場合がある。直交加速器などの高繰り返し率注入デバイスは、ショット当たりの空間電荷負荷を低減するが、これらは、抽出トラップに対してかなりの感度コストを伴う可能性があり、かかる源を多重反射ＴｏＦ分析器の長い飛行時間と適合させるために、（符号化された頻繁なパルス化などを介した）デコンボリューションを伴う高度な動作方法が必要となる場合がある。図４に示される傾斜ミラー分析器などの空間電荷耐性分析器は、これらの方法に適合することができるが、性能を改善することが依然として望まれている。

【0076】

したがって、特定の実施形態は、同定に使用されるペプチド断片への影響を最小限に抑えながら、定量に使用されるＴＭＴレポーターイオンに対する多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）分析器の分解能及び空間電荷復元力、したがってダイナミックレンジを改善することを対象とする。

【0077】

本明細書に記載の実施形態によれば、ズームモードは、ＴＭＴレポーター（又は相補的）イオンに対してのみ使用され、通常の動作モードは、例えば、データ依存的ＴＭＴ法において、ペプチド断片同定に使用される。以下により詳細に記載されるように、レポーターイオン（又は相補イオン）及び断片イオンは、別個のスキャン又は単一の統合スキャンのいずれかにおいて分析され得る。ズームモードは、ＴＭＴレポーターの達成可能な分解能を増大させ、その結果、分析器の空間電荷復元力及びダイナミックレンジも改善する。

【0078】

図２は、実施形態による方法を実行するために使用され得る質量分析計などの分析機器を概略的に示す。図２に示すように、分析機器は、イオン源１０と、質量フィルタ２０と、断片化デバイス３０と、飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器４０とを含む。

【0079】

イオン源１０は、試料からイオンを生成するように構成されている。イオン源１０は、液体クロマトグラフィー分離デバイス又はキャピラリー電気泳動分離デバイス（図示せず）などの分離デバイスに結合され得、それにより、イオン源１０においてイオン化される試料は、分離デバイスからもたらされる。イオン源１０は、分離デバイスと互換性のあるイオン源など、任意の好適なイオン源であり得る。実施形態では、イオン源１０は、エレクトロスプレーイオン化（electrospray ionisation、ＥＳＩ）イオン源、大気圧イオン化（atmospheric pressure ionisation、ＡＰＩ）イオン源、化学イオン化イオン源、電子衝撃（electron impact、ＥＩ）イオン源、又は類似物である。

【0080】

質量フィルタ２０は、イオン源１０の下流に配置され、イオン源１０からイオンを受け取るように構成され得る。質量フィルタ２０は、受け取ったイオンをその質量電荷比（ｍ／ｚ）に従ってフィルタリングするように構成することができ、例えば、ｍ／ｚ窓内のイオンのみが質量フィルタ２０によって前方に透過され、質量フィルタのｍ／ｚ窓外のイオンは質量フィルタ２０によって拒絶され、前方に透過されないようにすることができる。質量フィルタの透過窓のｍ／ｚ幅及び中心ｍ／ｚは、例えば、質量フィルタ２０に印加されるＲＦ及びＤＣ電圧の好適な制御によって制御可能（可変）である。したがって、例えば、質量フィルタは、比較的広いｍ／ｚ窓内のほとんど又は全てのイオンが質量フィルタ２０によって前方に透過される透過動作モードと、比較的狭いｍ／ｚ窓（所望のｍ／ｚを中心とする）内のイオンのみが質量フィルタ２０によって前方に透過されるフィルタリング動作モードとで動作可能であってもよい。質量フィルタ２０は、四重極質量フィルタなどの任意の好適なタイプの質量フィルタであり得る。

【0081】

断片化デバイス３０は、質量フィルタ２０の下流に配置され、質量フィルタ２０によって透過されたほとんど又は全てのイオンを受け取るように構成され得る。断片化デバイス３０は、受け取られたイオンの一部又は全部を選択的に断片化するように、すなわち断片イオンを生成するように構成され得る。断片化デバイス３０は、断片イオン（断片イオンは次いで断片化デバイス３０から前方に移送され得る）を生成するためにほとんど又は全ての受け取られたイオンが断片化される断片化動作モードと、ほとんど又は全ての受け取られたイオンが（意図的に）断片化されることなく前方に移送される非断片化動作モードとで動作可能であり得る。また、非断片化動作モードは、イオンに断片化デバイス３０をバイパスさせることによって実装することも可能である。断片化デバイス３０はまた、例えば、断片化の程度が制御可能（可変）である１つ以上の中間動作モードで動作可能であってもよい。断片化デバイス３０はまた、例えば、断片イオンが断片化デバイス３０によって１回以上更に断片化されるような高次（ＭＳ^N）断片化動作モードで動作可能であってもよい。

【0082】

断片化デバイス３０は、例えば、衝突誘起解離（collision induced dissociation、ＣＩＤ）断片化デバイス、電子誘起解離（electron induced dissociation、ＥＩＤ）断片化デバイス、光解離断片化デバイスなどの、標識された分析物イオンを断片化して分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを生成するために使用され得る任意の好適なタイプの断片化デバイスであり得る。多数の他のタイプの断片化が可能である。

【0083】

実施形態において、断片化デバイス３０は、衝突誘起解離（ＣＩＤ）断片化デバイスである。したがって、断片化デバイスは、例えば比較的高い圧力に維持された衝突ガスで満たされ得る衝突セルを含み得る。イオンは、イオンが衝突セルに進入させられる運動エネルギーを制御（変動）することによって、衝突セル内で選択的に断片化することができる。断片化動作モードでは、イオンは、比較的高い運動エネルギーで衝突セルに進入するように加速されてもよく、これにより加速されたイオンの大部分又は全部を断片化させてもよい。非断片化動作モードでは、イオンは、比較的低い運動エネルギーを伴って衝突セルに進入させられてもよく、これはイオンの大部分又は全部を断片化させるために不十分であり得る。中間モードでは、イオンは、中間運動エネルギーで衝突セルに進入させられてもよい。

【0084】

ＴｏＦ分析器４０は、断片化デバイス３０の下流に配置されてもよく、断片化デバイス３０から前方に移送されたほとんど又は全てのイオンを受け取るように構成されてもよい。例えば、非断片化動作モードにおいてイオンが断片化デバイス３０をバイパスするように機器が構成される場合、ＴｏＦ分析器４０が質量フィルタ２０からイオンを受け取ることができるように機器を構成することも可能である。したがって、概して、ＴｏＦ分析器４０は、非断片化（「前駆体」又は「親」）イオン、断片（「生成物」又は「娘」）イオン、断片化断片（「孫娘」）イオンなどを含み得る、機器の様々な上流段階からイオンを受け取るように構成され得る。

【0085】

ＴｏＦ分析器４０は、受け取ったイオンを分析してそれらの質量電荷比（ｍ／ｚ）を決定するように構成される。これを行うために、ＴｏＦ分析器４０は、分析器４０のドリフト領域（ドリフト領域は高真空（例えば、＜１×１０^-5ｍｂａｒ）内のイオン経路に沿ってイオンを通過させ、イオンがイオン経路に沿って通過するのにかかる時間（ドリフト時間）を測定するように構成されている。イオンは、電界によってドリフト領域内に加速され得、イオン経路の終端に配置されたイオン検出器によって検出され得る。加速は、比較的低いｍ／ｚを有するイオンに、比較的高い速度を達成させ、比較的高いｍ／ｚを有するイオンより前にイオン検出器に到達させ得る。したがって、イオンは、それらの速度及びイオン経路の長さによって決定される時間後にイオン検出器に到達し、これは、イオンのｍ／ｚが決定されることを可能にする。検出器に到着する各イオン又はイオン群は、検出器によってサンプリングされ得、検出器からの信号は、デジタル化され得る。次いで、プロセッサは、イオン又はイオン群の飛行時間及び／又はｍ／ｚを示す値を決定し得る。飛行時間型（「ＴｏＦ」）スペクトル及び／又は質量スペクトルを生成するために、複数のイオンのデータが収集され、組み合わされ得る。

【0086】

ＴｏＦ質量分析器４０は、任意の好適なＴｏＦ分析器であり得る。概して、ＴｏＦ分析器４０は、イオン経路の始端に配置されたイオン注入器と、イオン経路の終端に配置されたイオン検出器とを備え得る。分析器４０は、検出器におけるイオンの到着時間（すなわち、イオンが注入器から移動し、イオン経路を介して検出器に到着するのにかかる時間）を決定することによってイオンを分析するように構成され得る。

【0087】

イオン注入器は、例えば、１つ以上の（例えば、直交）加速電極などの任意の好適な形態であり得る。しかしながら、特定の実施形態では、イオン注入器はイオントラップを備える。イオントラップは、（断片化デバイス３０から）イオンを受け取るように構成され得、例えば、蓄積期間中にイオンを蓄積することによって、イオンパケットを蓄積するように構成され得る。イオントラップは、（例えば、イオン経路に沿ってイオンパケットを加速することによって）各蓄積されたパケットイオンをイオン経路内に注入するように構成されてもよく、その後、パケットのイオンは、イオン経路に沿って検出器まで移動してもよい。

【0088】

検出器は、１つ以上の変換ダイノードなどの任意の好適なイオン検出器とすることができ、任意選択的に、１つ以上の電子増倍管、１つ以上のシンチレータ、及び／又は１つ以上の光子増倍管などが後続する。検出器は、検出器で受け取られたイオンを検出するように構成され得、検出器で受け取られたイオンの強度を示す信号を（到着）時間の関数として作り出すように構成され得る。次いで、イオンのｍ／ｚは、測定された到着時間から決定され得る。

【0089】

イオン経路は、線形ＴｏＦ分析器の場合に線形である、又はリフレクトロン若しくは多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）分析器を備えるＴｏＦ分析器の場合に１つ以上の反射を含むなど、任意の好適な形態を有してもよい。イオン経路は、循環セグメントを含み得る。

【0090】

特定の実施形態では、分析器４０は、多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）分析器である。したがって、分析器４０は、離間し、第１の方向Ｘに互いに対向する２つのイオンミラーを備え得る。各ミラーは、第１の端部と第２の端部との間でドリフト方向Ｙに概ね沿って細長く、ドリフト方向Ｙは、第１の方向Ｘに直交する。イオン注入器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置してもよく、イオンミラー間の空間内にイオンを注入するように構成されてもよい。検出器は、イオンミラーの第１の端部の近傍に位置してもよく、イオンがイオンミラー間で複数回の反射を完了した後にイオンを検出するように構成されてもよい。分析器は、イオン注入器からイオンミラー間の空間内にイオンを注入することによってイオンを分析するように構成されてもよく、その結果、イオンは、（ａ）イオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）ドリフト方向Ｙに沿ってイオンミラーの第１の端部に戻るようにドリフトする間に、イオンミラー間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどることができる。次いで、イオンを、検出のために検出器に移動させ得る。

【0091】

図２は単なる概略的なものであり、分析機器は任意の数の１つ以上の追加の構成要素を含むことができ、実施形態ではもちろん含むことに留意されたい。例えば、機器は、典型的には、様々な図示される構成要素１０、２０、３０、４０の間に配置され、１つの構成要素から次の構成要素にイオンを移送するように構成される、１つ以上のイオン移送ステージを備える。１つ以上のイオン移送ステージは、１つ以上のイオンガイド、レンズ、及び／又は他のイオン光学デバイスの任意の好適な配置を含み得る。

【0092】

図２に示すように、機器は、適切にプログラムされたコンピュータなどの制御ユニット５０の制御下にあってもよく、制御ユニット５０は、例えば、機器を特定の動作モードで動作させ、かつ／又は本明細書に記載の方法を実行させるように、質量フィルタ２０、断片化デバイス３０、及び分析器４０を含む機器の様々な構成要素の動作を制御するように構成されてもよい。制御ユニット５０はまた、本明細書に記載の実施形態による例えば分析器４０からの質量スペクトルデータなどを含む様々な構成要素からデータを受け取り、処理することができる。

【0093】

機器は、ＭＳ１動作モード及びＭＳ２動作モードを含む様々な動作モードで動作可能であり得る。

【0094】

ＭＳ１（又は「全質量スキャン」）動作モードでは、例えば、広いｍ／ｚ範囲（例えば、全質量範囲）の断片化されていない（「前駆体」又は「親」）イオンが分析器４０によって分析されるように、質量フィルタ２０は、その透過動作モードで動作され、断片化デバイス３０は、その非断片化動作モードで動作される。

【0095】

ＭＳ２動作モードでは、質量フィルタ２０はそのフィルタリング動作モードで動作し、断片化デバイス３０はその断片化モードで動作する。例えば、選択された狭いｍ／ｚ範囲の前駆体イオンが断片化され、得られた断片（「生成物」又は「娘」）イオンが分析器４０によって分析されるように動作する。ＭＳ２動作モードでは、質量フィルタの（狭い）ｍ／ｚ窓の中心は、例えば、それぞれの異なるｍ／ｚを伴う複数の異なる前駆体イオンの各々を連続的に選択（及び断片化）するように、複数の異なるｍ／ｚ値の各々の間で連続的に変更することができる。データ依存取得（data dependent acquisition、ＤＤＡ）ＭＳ２動作モードでは、複数の異なるｍ／ｚ値は、対応するＭＳ１データ（すなわち、全質量スキャン）から識別される複数の異なる前駆体イオンに対応し得る。データ独立取得（data independent acquisition、ＤＩＡ）ＭＳ２動作モードでは、複数の異なるｍ／ｚ値は、所定の（固定された）リストから、すなわち、ＭＳ１データを参照せずに取得され得る。

【0096】

機器はまた、例えば、ＭＳ３動作モードなどの１つ以上の高次断片化（ＭＳ^N）動作モードで動作可能であってもよく、それによって、前駆体イオンが断片化され、得られた断片イオンのうちの少なくとも一部がそれ自体断片化され、第２世代断片イオン（「孫娘イオン」）が分析器４０によって分析される。

【0097】

ＴｏＦ分析器４０は、少なくとも２つの動作モード、すなわち、イオンを第１の長さを有する飛行経路（イオン注入器とイオン検出器との間）に沿って移動させる第１の動作モードと、イオンを第２のより長い長さを有する飛行経路（イオン注入器とイオン検出器との間）に沿って移動させる第２の動作モードとで動作可能である。第２の動作モードにおいてイオン飛行経路の長さを増加させることは、分析器の分解能を増加させる効果を有するが、分析され得るイオンのｍ／ｚ範囲を減少させる。したがって、第２の動作モードは、（分析器が実際にｍ／ｚスペクトルのより狭いｍ／ｚ領域に「ズームイン」するので）「ズーム」動作モードと称され得る。ＴｏＦ分析器４０は、任意選択的に、イオンを１つ以上の異なる長さを有する飛行経路（イオン注入器とイオン検出器との間）に沿って移動させる１つ以上の更なる動作モードで動作可能であり得る。

【0098】

飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器は、任意の好適な方法で可変経路長を有するように構成することができる。概して、ＴｏＦ分析器４０は、イオンを反射するように構成された１つ以上のイオン反射器（１つ以上のイオンミラー及び／又は１つ以上のリフレクトロンなど）を有することができる。イオン経路は、イオンが検出される前にとる１つ以上のイオン反射器内の反射の数を増加させることによって延長されてもよい。

【0099】

したがって、例えば、第１の動作モードでは、イオンは、検出される前にイオン反射器によって反射されなくてもよく、第２の動作モードでは、イオンは、検出される前に１つ以上のイオン反射器によって１回以上反射されてもよい。代替として、第１の動作モードでは、イオンは、検出される前に１つ以上のイオン反射器によって１回以上反射されてもよく、第２の動作モードでは、イオンは、検出される前に（第１のモードよりも）１つ以上のイオン反射器によってより多くの回数反射されてもよい。例えば、ＴｏＦ分析器は、イオンが検出される前にイオン反射器（リフレクトロン）において１回反射される第１の（「Ｖ」）動作モードと、イオンが検出される前に（２つのイオン反射器内で）３回反射される第２の（「Ｗ」）動作モードとの間で切り替え可能であってもよい。

【0100】

イオン経路はまた、又は代わりに、イオンが検出される前にとるイオン経路の循環セグメントにおける通過の数を増加させることによって延長されてもよい。

【0101】

特定の実施形態では、分析器４０は、シングルパス「通常」動作モード及びマルチパス「ズーム」動作モード（以下で詳細に説明する）で動作可能な多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器である。

【0102】

図３は、様々な実施形態の方法を実行するのに適した質量分析計をより詳細に概略的に示す。この機器は、ＭＲ－ＴｏＦ分析器４０（米国特許第９，１３６，１０１号に記載されているタイプのもの）、四重極質量フィルタ２０、及びＯｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器６０を組み込んだハイブリッド機器である。この機器はまた、エレクトロスプレー源１０、衝突セル３０、及び完全な質量分析計のための様々なイオンガイドなどを含む。図３に示す機器は非限定的な例であり、多数の変形が可能であることが理解される。

【0103】

図３に示す実施形態では、機器のイオン源１０は、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）イオン源である。この機器は、移送管２１、イオン漏斗２２、四重極前置フィルタイオンガイド２３、及びいわゆる「ベントフラットポール」イオンガイド２４を含む真空インターフェースを含む。イオンガイド２４は、米国特許第９，５３６，７２２号に記載されている設計のものであり得る。

【0104】

機器はまた、四重極質量フィルタ２０の形態の質量フィルタと、湾曲線形イオントラップ（「Ｃトラップ」）の形態のイオントラップ３１と、イオン経路指定多重極衝突セル（ion routing multipole、「ＩＲＭ」）の形態の衝突セル３０とを含む。イオン源１０からのイオンは、Ｃトラップ３１と質量フィルタ２０との間に配置される電荷検出器アセンブリ２６内に位置するゲート電極を開閉することによって、Ｃトラップ３１及び／又は衝突セル３０内に蓄積することができる。

【0105】

機器は、多重反射飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器の形態の飛行時間型（ＴｏＦ）質量分析器４０を含む。図３に示される機器において、分析器は、米国特許第９，１３６，１０１号に記載される傾斜ミラータイプであるが、任意のタイプのＴｏＦ分析器が使用され得ることが理解される。

【0106】

図３に示されるように、機器は、イオンが衝突セル３０から飛行時間型質量分析器４０に移送されることを可能にする多重極イオンガイド３２を含む。飛行時間型質量分析器４０は、抽出トラップ４１を含み、それによって、イオンは、衝突セル３０から多重極イオンガイド３２を介して抽出トラップ４１に送達される。イオンは、抽出トラップ４１に蓄積されて冷却される。

【0107】

抽出トラップ４１は、２つのトラップ領域を組み込むことができ、１つは急速イオン冷却のための比較的高い圧力であり、第２の低圧領域はイオン抽出のためのものである。イオンは高圧領域で冷却され、次いで低圧領域に移送され、そこで一対の偏向器４２を介してＴｏＦ分析器にパルス放出される。イオンは、一対のミラー４３の間で振動し、ミラー４３は、イオン経路がゆっくりと偏向され、検出器４４に戻るように互いに対して傾斜している。補正ストライプ電極４５は、別様でミラーの非平行性によって引き起こされるイオン集束の損失に対抗する。

【0108】

図３にも示されるように、機器は、任意選択的に、軌道イオントラップ質量分析器、より具体的にはＴｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製のＯｒｂｉｔｒａｐ（商標）ＦＴ質量分析器などの静電質量分析器６０の形態の第２の質量分析器を含んでもよい。このハイブリダイズされた機器は、米国特許第１０，６９９，８８８号により詳細に記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【0109】

イオンは、イオントラップ３１内に収集され得、次いで、衝突又は反応セル３０に進入することなく、分析のためにＯｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器６０に直交して放出され得るか、又はイオンは、衝突又は反応セル３０に軸方向に移送することができる。衝突又は反応セル３０に送られたイオンは、衝突セル３０内の衝突ガス及び／又は試薬との衝突によって断片化されるか、又はイオンを断片化させるより低いエネルギーのガスとの衝突によって単に冷却されるかのいずれかであり得る。衝突セル３０内に蓄積されると、イオンは、分析のために質量分析器４０内に（多重極イオンガイド３２を介して）放出されるか、又は分析のためにＯｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器６０内に（Ｃトラップ３１を介して）放出されるかのいずれかであり得る。

【0110】

図４及び図５は、可変経路長分析器４０の例示的な実施形態の詳細を概略的に示している。これらの実施形態では、分析器４０は、シングルパス「通常」動作モード及びマルチパス「ズーム」動作モードで動作可能な多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器である。

【0111】

図４及び図５に示すように、多重反射飛行時間型分析器４０は、第１の方向Ｘに互いに離間して対向する一対のイオンミラー４３ａ、４３ｂを含む。イオンミラー４３ａ、４３ｂは、第１の端部と第２の端部との間で直交ドリフト方向Ｙに沿って細長い。

【0112】

イオントラップの形態であり得るイオン源（注入器）４１は、分析器の一端（第１の端部）に配置される。イオン源４１は、断片化デバイス３０からイオンを受け取るように配置及び構成され得る。イオンは、イオンミラー４３ａ、４３ｂの間の空間内に注入される前に、イオン源４１に蓄積され得る。図４及び図５に示すように、イオンは、比較的小さい注入角度又はドリフト方向速度でイオン源４１から注入され、ジグザグイオン軌道を生み出し得、それによって、ミラー４３ａ、４３ｂ間の異なる振動が空間的に分離される。

【0113】

１つ以上のレンズ及び／又は偏向器が、イオン源４１とイオンが最初に遭遇するイオンミラー４３ｂとの間で、イオン経路に沿って配置され得る。例えば、図４及び図５に示すように、第１の面外レンズ４６、注入偏向器４２ａ、及び第２の面外レンズ４７は、イオン源４１とイオンが最初に遭遇するイオンミラー４３ｂとの間でイオン経路に沿って配置され得る。他の構成も可能であろう。一般に、１つ以上のレンズ及び／又は偏向器は、イオンビームを好適に調整し、集束させ、かつ／又は偏向させるように、すなわち、イオンビームが分析器を通る所望の軌道をとるように、構成され得る。

【0114】

分析器４０はまた、イオンミラー４３ａ、４３ｂの間で、イオン経路に沿って配置された別の偏向器４２ｂを含む。図４及び図５に示すように、偏向器４２ｂは、その第１のイオンミラー反射（イオンミラー４３ｂにおける）の後、かつその第２のイオンミラー反射（他方のイオンミラー４３ａにおける）の前に、イオン経路に沿って、イオンミラー４３ａ、４３ｂの間でほぼ等距離に配置され得る。

【0115】

分析器はまた、検出器４４を含む。検出器４４は、イオンを検出し、例えば、検出器へのイオンの到着に関連する強度及び到着時間を記録するように構成された任意の好適なイオン検出器であってもよい。好適な検出器としては、例えば、１つ以上の変換ダイノードが挙げられ、任意選択的に、１つ以上の電子増倍管などが後に続く。

【0116】

その「通常」動作モードでは、イオンが、（ａ）偏向器４２ｂからイオンミラー４３ａ、４３ｂの反対側の（第２の）端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラー４３ａ、４３ｂの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器４２ｂに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンは、イオンミラー４３ａ、４３ｂの間でＸ方向に複数回反射するジグザグイオン経路をたどるように、イオン源４１からイオンミラー４３ａ、４３ｂの間の空間内に注入される。次いで、イオンを、検出のために偏向器４２ｂから検出器４４に移動させ得る。

【0117】

図４の分析器では、イオンミラー４３ａ、４３ｂは両方とも、Ｘ方向及び／又はドリフトＹ方向に対して傾斜している。その代わりに、イオンミラー４３ａ、４３ｂのうちの１つのみが傾斜していることが可能であり、例えば、イオンミラー４３ａ、４３ｂの他方は、ドリフトＹ方向に平行に配置される。概して、イオンミラーは、ドリフト方向Ｙのそれらの長さのほとんど又は全てに沿ってＸ方向に互いに一定でない距離にある。イオンミラーの第２の端部に向かうイオンのドリフト方向速度は、２つのミラーの互いからの距離が一定でないことから生じる電界によって対抗され、この電界は、イオンに、ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、偏向器に向かってドリフト方向に沿って戻るようにドリフトさせる。

【0118】

図４に示す分析器は、一対の補正ストライプ電極４５を更に備える。ドリフト長に下って移動するイオンは、各々がミラー４３ａ、４３ｂを通過するたびにわずかに偏向され、追加のストライプ電極４５は、ミラー間の距離の変化によって生じる飛行時間誤差を補正するために使用される。例えば、ストライプ電極４５は、ミラー間のイオン振動の周期がドリフト長の全体に沿って実質的に一定であるように（２つのミラー間の距離が一定でないにもかかわらず）、電気的に付勢され得る。イオンは、最終的に、ドリフト空間を下って戻るように反射され、検出器４４に集束される。

【0119】

図４の傾斜ミラー型多重反射飛行時間型質量分析器の更なる詳細は、米国特許第９，１３６，１０１号に記載されており、当該特許の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0120】

図５の分析器では、イオンミラー４３ａ、４３ｂは互いに平行である。この実施形態では、イオンに、イオンのドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、偏向器に向かってドリフト方向に沿って戻るようにドリフトさせるために、分析器は、イオンミラー４３ａ、４３ｂの第２の端部に第２の偏向器４８を含む。

【0121】

また、図５に示すように、この実施形態では、レンズは、注入偏向器４２ａ及び／又は偏向器４２ｂに含めることができる。そのため、イオンビームは、長焦点レンズに衝突する前に、分析器内への短い経路を拡大することができ、長焦点レンズは、イオンビームをその長さに沿って集束させる効果を有する。レンズは、偏向器４２ｂ内に取り付けられた楕円ドリフト集束（収束）レンズであってもよい。第２の偏向器４８もレンズを含み得るが、焦点特性の制御を維持する間にビーム方向を反転させるために使用される。

【0122】

図５の単一レンズ型多重反射飛行時間型質量分析器の更なる詳細は、英国特許第２，５８０，０８９号に記載されており、当該特許の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0123】

図４及び図５に示す分析器では、イオンビームは、その飛行経路の大部分にわたって（ドリフト方向Ｙに）比較的広く拡散することができる。これは、例えば、非特許文献Ａ．Ｖｅｒｅｎｃｈｉｋｏｖら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ，２０１７、６、１－２２に記載されているように、イオンビームをその飛行経路全体に沿って集束させるために周期レンズのセットを使用する多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器とは対照的である。イオンビームがその飛行経路の大部分にわたって広く拡散することを可能にすることの重要な利点は、空間電荷効果が低減されることであり、これは、特に標識された分析物イオンを分析するときに飛行時間型分析器にとって重要な問題であり得る。それにもかかわらず、本明細書に記載の実施形態はまた、Ｖｅｒｅｎｃｈｉｋｏｖ型ＭＲ－ＴｏＦ分析器などの他のＭＲ－ＴｏＦ分析器設計に適用可能である。

【0124】

図４及び図５に示す実施形態では、イオンビームがドリフト次元Ｙにおいて比較的幅広いという事実は、偏向器４２ｂが、クリッピング又は不均一な偏向を導入することなく、そのような幅広いビームを受け入れることができるべきであることを意味する。好適な偏向器設計は、台形又はプリズム状の偏向器である。

【0125】

そのため、偏向器４２ｂは、イオンビームの上方に配置された台形又はプリズム状の電極と、イオンビームの下方に配置された別の台形又はプリズム状の電極とを備えてもよい。電極は、偏向の面外に位置し得、それによって、（少なくとも、ビームのいずれかの側に位置するであろう、より従来的な偏向板と比較して）幅広いイオンビームを受容するのに十分に広くなるように電極を容易に作製することを可能にする。電極は、イオンビームに対して角度付けされ得、それにより、好適な（ＤＣ）電圧が電極に印加されると、得られた電界は、イオンビームの偏向を誘導する。イオンは、角度付き電極の縁部において比較的強い電界を受け、偏向を誘発し得る。好適な偏向電圧は、±数ボルト、±数十ボルト、又は±数百ボルト程度である。偏向器は、イオンビームを所望の（選択された）角度だけ偏向させることができるように構成されるべきである（実施形態ではそのように構成される）。イオンビームが偏向器によって偏向される角度は、例えば、偏向器に印加される（ＤＣ）電圧の大きさを調整することによって調整可能であり得る。

【0126】

実施形態では、多重反射飛行時間型（ＭＲ－ＴｏＦ）質量分析器は、マルチパス「ズーム」動作モードで動作される。この動作モードでは、イオンは、分析器内でドリフト方向Ｙに複数回循環させられる。サイクル回数Ｎを増加させることは、イオンが分析器内で（注入器４１と検出器４４との間で）とるイオン経路の長さを増加させ、それによって、分析器の分解能を増加させる。Ｖｅｒｅｎｃｈｉｋｏｖ分析器では、これは、入射レンズへの電圧を制御することによって行われ得る。図４及び図５に示す分析器の場合、通常、注入角度を減少させ、かつ／又は１回のドリフト通過における振動の回数を最適化するために使用される、分析器の前の偏向器４２ｂは（また）、分析器を通して更なるサイクルをイオンに完了させるように、イオンのドリフト方向速度を反転させるために使用され得る。

【0127】

そのため、マルチパス「ズーム」動作モードでは、イオンは、分析器４０内で複数回のサイクルを完了させられ、各サイクルにおいて、イオンは、偏向器４２ｂ（又は入射レンズ）からイオンミラー４３ａ、４３ｂの反対側の（第２の）端部に向かってドリフト方向Ｙにドリフトし、次いで、偏向器４２ｂ（又は入射レンズ）に戻る。各サイクルにおいて、イオンはまた、イオンミラー間でＸ方向に複数回の反射を完了する。そのため、各サイクルにおいて、イオンは、イオンミラー４３ａ、４３ｂ間の空間を通るジグザグイオン経路をたどる。

【0128】

図４及び図５に示す分析器では、初期サイクルは、イオンを注入器４１からイオンミラー４３ａ、４３ｂの間の空間内に注入することによって開始され得る。イオンは、イオンミラー４３ｂのうちの１つで反射され得、次いで、偏向器４２ｂに移動し得る。イオンがイオンミラーの第２の端部に向かう方向に偏向器４２ｂを出るように、適切な（例えば、比較的小さい）電圧が偏向器４２ｂに印加されてもよい。偏向器４２ｂが存在すると、イオンは、（ａ）偏向器４２ｂからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器４２ｂに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンミラー４３ａ、４３ｂの間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる。

【0129】

イオンがこの初期サイクルを完了した後、イオンのドリフト方向速度を（イオンミラーの第１の端部の近傍で）反転させるために偏向器４２ｂを使用することによって、更なる各サイクルが開始される。これを行うために、イオンが最初に偏向器４２ｂに入ったときのドリフト方向速度とは反対のドリフト方向速度でイオンを偏向器４２ｂから出させる適切な電圧が偏向器４２ｂに印加され得る。この電圧は、イオンが偏向器４２ｂに戻ると予想される期間中に印加されてもよい。イオンのドリフト方向を反転させるのに好適な偏向電圧は、数百ボルト程度である。

【0130】

偏向器は、イオンのドリフト方向速度を１回以上反転させるために使用されてもよい。したがって、本方法は、分析器内でイオンに複数（Ｎ）のサイクルを完了させることを含んでもよく、第１のサイクルは、イオンミラー間の空間内にイオンを注入することによって開始され、イオンが第１のサイクルを完了した後、更なる各サイクルは、偏向器を使用してイオンのドリフト方向速度を反転させることによって開始されてもよい。

【0131】

イオンが分析器内で所望の（複数の）回数（Ｎ）のサイクルを完了した後、イオンは、検出のために偏向器４２ｂから検出器４４へ移動することが可能になる。これを行うために、適切な電圧が偏向器４２ｂに印加されてもよく、イオンは、偏向器４２ｂから検出器４４に向かう方向に出射される。イオンは、検出器４４に移動する（及び検出器４４によって検出される）前に、イオンミラー４３ａのうちの（他方の）１つで反射され得る。

【0132】

図６は、このズーム動作モードを概略的に示す。図６に示すように、イオンは、イオントラップ源４１から、偏向器４２ａを介して、比較的高い角度でミラー間に注入される。第１の半振動の後、イオンは、注入角度をほぼ半分に減少させる第２のプリズム形状の偏向器４２ｂを通過する。次いで、振動イオンは、細長いミラーの長さをドリフトアップし、例えば、図４の分析器の場合には、ミラーのセットチルトによって戻される。イオンがこの第２の偏向器４２ｂに戻る時間までに、電圧は、約－１５０Ｖの注入／抽出電位から約＋３５０Ｖのトラップ電位に切り替えられてもよく、これは、第２の通過のためにイオンビームを分析器本体内に反射して戻す。所望の通過数（Ｎ）がイオンによって横断された後、偏向器４２ｂは、注入／抽出電位に戻るように切り替えられ、イオンは、検出器４４に逃げる。

【0133】

実施形態は、同重体タグで標識されたペプチドなどの標識された分析物分子を分析する方法を対象とする。分析物分子は、同重体タグのセットで標識され得る。同重体タグ及びそれらの使用は、文献に記載されている（例えば、Ｔｈｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，２００３，７５，１８９５－１９０４を参照されたい）。同重体タグのセットは、（ほぼ）同じ質量を有するが、標識された分析物イオンの断片化時に異なる質量の特徴的なレポーターイオンを生じるタグ分子のセットである。好適な同重体タグとしては、タンデム質量タグ（ＴＭＴ）及び相対定量及び絶対定量のための同重体タグ（ｉＴＲＡＱ）が挙げられる。各タグは、例えば、各標識された分析物分子が（少なくとも）レポーター領域、バランサー領域、及び分析物分子（例えば、ペプチド）を含むように、（少なくとも）レポーター領域及びバランサー領域を含んでもよい。

【0134】

標識された分析物分子は溶液中に提供され得、溶液は分離デバイスを用いて分離され得、分離デバイスから分離された溶液はイオン化のためにイオン源１０に提供され得る。イオン源１０は、標識された分析物分子をイオン化して標識された分析物イオンを生成することができる。

【0135】

標識された分析物イオンは、ＭＳ１データを提供するために、任意選択的に最初にＭＳ１動作モードで分析されてもよい。ＭＳ１データは、１つ以上のイオンピークを含み得、各イオンピークは、特定のｍ／ｚを有する標識された分析物イオン（すなわち、特定の前駆体）に対応する。

【0136】

次いで、標識された分析物イオンは、ＭＳ２データを提供するために、ＭＳ２動作モードで分析され得る。ＭＳ１データから識別された各対象前駆体は、質量フィルタ２０のためのｍ／ｚ窓を定義するために使用され得る。質量フィルタ２０は、次いで、各対象前駆体に対応する各ｍ／ｚ窓を順次進むことができる。このＭＳ２動作モードでは、断片化デバイス３０は断片化動作モードで動作している。したがって、質量フィルタリングされた標識された分析物イオンは、断片化デバイス３０内で順次断片化される。標識された分析物イオンが断片化された場合、レポーターイオンは、分析物分子断片イオンと一緒に生成され得る（レポーターイオンは、レポーター領域のイオンである）。

【0137】

加えて、又は代替として、相補イオンが生成され得る（相補イオンは、組み合わせられたバランサー領域及び分析物分子のイオンである）。相補イオンの生成には、衝突エネルギーを、例えば、比較的低い値に慎重に制御する必要がある。この低い衝突エネルギーはまた、一部のペプチド断片を生成し得る（しかし、比較的高い衝突エネルギーよりも効率が低い）。代替として、２つの異なる衝突エネルギーが使用されてもよく、すなわち、低い衝突エネルギーが相補イオンを生成するために使用されてもよく、高い衝突エネルギーがペプチド断片を生成するために使用されてもよい。したがって、各対象前駆体について、断片化デバイス３０への２回の注入が、異なる衝突エネルギーで提供され得る。得られた断片イオンは、単一注入（単一イオンパケットとして）又は２つの注入（２つのイオンパケットとして）のいずれかで分析器４０に注入（及び分析）されてもよい。

【0138】

分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンは、分析器４０を使用して分析される。

【0139】

図３に示される機器を参照すると、実施形態では、多重化及びタグ付けされた試料は、液体クロマトグラフィー（liquid chromatography、ＬＣ）分離デバイスからエレクトロスプレーイオン源１０に送達され、イオン化され、真空中を通過して四重極２０に送られる。

【0140】

全質量スキャン（ＭＳ１）を実行するために、四重極２０は、その分離レベルを最小化するように構成され、イオンをＣ－Ｔｒａｐ ３１及びＯｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器６０に、又は分析のためにＭＲ－ＴｏＦ分析器４０に移送する。

【0141】

断片スキャン（ＭＳ２）を実行するために、ＭＳ１スキャン（データ依存取得（ＤＤＡ））から識別されるか、又は固定リスト（データ独立取得（ＤＩＡ））からランオフされるかのいずれかの好適な前駆体が、増強されたエネルギーで衝突セル３０に送られ、断片化される。次いで、断片は、分析のためにＭＲ－ＴｏＦ分析器４０に送達され、ここで、ＴＭＴレポーターイオンピークが定量のために測定され、ペプチド断片が前駆体の同定のために検出される。

【0142】

図７は、このＤＤＡプロセスを示す。図７に示すように、Ｏｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器６０又はＴｏＦ分析器４０のいずれかを使用して、ＭＳ１スキャンが最初に実行される（ステップ６０）。図３の機器設計では、Ｏｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器６０は、ＭＳ１前駆体同定を行うのに有利であり得るが、ＴｏＦ分析器４０のみを使用することも可能であり、Ｏｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器６０は機器の必須部分ではない。

【0143】

次に、前駆体イオンがＭＳ１スキャンから選択され（ステップ６２）、ＴｏＦ分析器４０を使用してその前駆体イオンに対してＭＳ２スキャンが実行される（ステップ６４）。ステップ６６によって示されるように、次いで、このプロセスは、ＭＳ１スキャンから識別された前駆体イオンのリストが使い尽くされるまで繰り返される。前駆体イオンのリストが使い尽くされると、新たなＭＳ１スキャンが実行され、プロセス自体が繰り返される。

【0144】

このＤＤＡプロセスは、本明細書に記載のＴＭＴ法にとって有利である（また、ＤＩＡプロセスは好ましくない場合がある）。これは、四重極分離幅が、分離デバイスからのクロマトグラフィーピークの時間尺度と適合するのに十分な速度で約３００～１１００質量範囲（ＤＩＡ法において典型的に行われるように）を盲目的にカバーするには広すぎる傾向がある一方で、共分離されたペプチド間の干渉を最小限にするために非常に狭い分離窓が好ましいためである。しかし、相補イオン法は、かかる干渉に伴う困難性が少なく、ＤＩＡとの適合性がはるかに高い。

【0145】

実施形態において、上述したズームモードは、ＭＳ１スキャン内で適用されてもよく、適用されなくてもよい。しかしながら、実施形態によれば、ズームモードはＭＳ２スキャンに適用される。

【0146】

この点に関して、レポーターイオンは、質量スペクトルにおいて非常に初期に現れ、実際に、ほとんどの前駆体の断片イオンを検出するように機器が通常設定され得るよりも低いことに留意されたい。それらはまた、数ｍ／ｚ単位にわたって近接して配置されている。この結果は、ズームモードがレポーターイオンのみに有利に適用され得、残りの断片イオンは、中断されることなく機器を通過することができる。数ｍ／ｚ単位にわたって同様に近接して配置される相補イオンのみにズームモードを適用することも可能である。

【0147】

したがって、実施形態では、分析物断片イオンは、イオンを第１の長さを有する飛行経路に沿って移動させる第１の動作モードで動作する飛行時間型質量分析器４０を使用して分析される。レポーターイオン又は相補イオンは、第２のより長い長さを有する飛行経路に沿ってイオンを移動させる第２の動作モードで動作する飛行時間型質量分析器４０を使用して分析される。分析器の広いｍ／ｚ範囲の通常動作モードは、ペプチド断片イオン（典型的には、比較的広いｍ／ｚ範囲にわたって現れる）の分析に特に適しており、狭いｍ／ｚ範囲であるが、より高い分解能のズーム動作モードは、レポーターイオン（典型的には、比較的低いｍ／ｚで比較的狭いｍ／ｚ範囲内に現れる）又は相補イオンの分析に特に適していることが認識されている。

【0148】

分析物断片イオンについて得られたｍ／ｚ及び／又は強度情報は、分析物分子を同定するために使用され得、レポーターイオン又は相補イオンについてのｍ／ｚ及び／又は強度情報は、分析物分子を定量化するために使用され得る。

【0149】

２０～２５ｍの飛行経路を有する図３及び図４のＭＲ－ＴｏＦ機器では、全ての注入イオンは、約１００ｐｓ以内で比較的迅速に第２の偏向器４２ｂを通過する。ｍ／ｚが約１２８のＴＭＴレポーターイオンは、約２５０ｐｓ後に偏向器４２ｂに戻り、それによって、偏向器４２ｂが内部トラップズームモードに切り替えられるための大きなオーバーヘッド時間を残す。次いで、レポーターイオンは、数マイクロ秒以内に機器内に反射して戻され得、偏向器４２ｂは、その透過モードに切り替えられて戻され得、その結果、ペプチド断片イオンは、それらの第２の通過から戻るＴＭＴレポーターイオンとともにシステムを離れることが可能になる。これにより、５００ｐｓ（実際の実験では５７０ｐｓであるが、これは、分析器同調によって実質的に変動する）を上回る場所にレポーター領域をシフトさせる効果を有するが、これはデータ分析ソフトウェアによって理解されるべきである。

【0150】

一部の実施形態では、複数の短い偏向器電圧パルスをＴＭＴレポーターイオンの戻りに整列させて、これらのイオンが、更に高いレベルの性能のために分析器を複数回通過するようにすることができる。

【0151】

図８は、レポーターイオンが分析器４０を５回通過するために送られるスキームを示す。図８に示されるように、偏向器４２ｂに印加される電圧は、ＴＭＴレポーターイオンの戻りに合わせて、その注入／抽出電位（約－１５０Ｖ）からそのトラップ電位（約＋３５０Ｖ）にパルス化され、その結果、レポーターイオンのみが分析器４０を５回通過するために送られ、ペプチド断片イオンは分析器４０を通常通り１回通過する。

【0152】

したがって、実施形態では、本方法は、イオン注入器４１からイオンミラー４３ａ、４３ｂ間の空間の中へ、分析物断片イオン及びレポーターイオン又は相補イオンを含むイオンパケットを注入することを含む。イオンは、（ａ）偏向器４２ｂ又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器４２ｂ又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトしながら、イオンミラー４３ａ、４３ｂ間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる第１のサイクルをイオンに完了させる。次いで、分析物断片イオン領域のみが、検出のために、偏向器４２ｂ又はレンズから検出器４４へ移動することを可能にされる。偏向器４２ｂ又はレンズは、レポーターイオン又は相補イオン（のみ）のドリフト方向速度を反転させて、これらのイオンが、（ａ）偏向器４２ｂ又はレンズからイオンミラーの第２の端部に向かってドリフト方向Ｙに沿ってドリフトし、（ｂ）ドリフト方向速度をイオンミラーの第２の端部の近傍で反転させ、（ｃ）偏向器４２ｂ又はレンズに向かってドリフト方向Ｙに沿って戻るようにドリフトする間に、イオンミラー４３ａ、４３ｂ間で方向Ｘに複数回の反射を有するジグザグイオン経路をたどる更なるサイクルをこれらのイオンに完了させるように使用される。このステップは、例えば、レポーターイオン又は相補イオンが分析器４０内で所望の数Ｎの通過を完了させられるように、任意選択的に繰り返されてもよい。最後に、レポーターイオン又は相補イオンを、偏向器４２ｂ又はレンズから検出器４４に移動させて検出する。

【0153】

この動作モードは、ＴＭＴ分解能に関してより大きな利点を有するが、信号損失は、複数の通過について実験的に注目されており（図１１参照）、偏向器電圧のノッチは、質量スペクトルにおけるノッチになる。分解能は通過回数とともに増加するが、信号損失も増加し、ノッチがペプチド断片イオンを捕捉し、偽陽性ピークを生成する可能性が高くなる。偏向器４２ｂ自体内の最小滞留時間と同様に、比較的速い偏向器切り替えが、この動作のために必要とされるが、これは、通常、約１ｐｓであるため、電源切り替えの速度は、より重要であると考えられる。プリズム電圧スイッチのタイミングは、機器ごとに較正され、最適化され得る。

【0154】

検出器に到達するイオンの焦点面位置は、最良の分解能のために検出器表面に位置合わせすべきである。しかしながら、焦点面位置は、ズームされていない通常モードに対してズームモードについてシフトされ得る。通常、焦点面の調整は、ミラー電圧のわずかな摂動によって実行することができるが、これは、混合軌道を有するイオンが一緒に分析器を通って飛行しているときには概して実現可能ではない。

【0155】

この点に関して、本方法の利点は、ズームされたレポーターイオンのみが最高の分解能を必要とするが、ペプチド断片イオンに必要な分解能ははるかに要求が少ないことであることに留意されたい。したがって、一部の実施形態では、焦点面は、ズームされたイオンに対してのみ最適化されてもよい。更に、又は代わりに、レポーターイオンが、スペクトル内の最も低いｍ／ｚイオンであり、トラップ４１から最も早く出現し、したがって、トラップ４１内（例えば、ゆっくり上昇する抽出パルスなど）、注入光学系４６、４２ａ、４７、４２ｂ内、ミラー４３ａ、４３ｂのフリンジ内、及び／又は検出器４４において異なる制御された電圧に供されて、他のイオンに影響を及ぼすことなく焦点面を調整することができるという事実を利用することが可能である。更に、又は代わりに、例えば、米国特許第１０，７２７，０３９号（その内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されるようなｍ／ｚ依存イオンエネルギー補正方法を採用することが可能である。更に、又は代わりに、制御された周波数及び位相の小さな振動電圧を、低ｍ／ｚレポーターイオンの振動と共振しているミラー４３ａ、４３ｂに印加して、レポーターイオンのみに影響を及ぼす焦点面調整を与えることが可能である。

【0156】

図９は、ペプチド断片と同じスキャンでレポーターイオン測定を行うのではなく、代わりに別個のスキャンで測定される、更なる実施形態によるワークフローを示す。

【0157】

図９に示されるように、ＭＳ１全質量スキャンが最初に実行され（ステップ７０）、前駆体イオンがＭＳ１スキャンから選択される（ステップ７２）。次に、ズームモードを使用して第１のＭＳ２スキャンを実施して、ＴＭＴレポーターイオンを検出し（ステップ７４）、その後、通常動作モードを使用して第２のＭＳ２スキャンを実施して、ペプチド断片イオンを検出する（ステップ７６）。ステップ７４及び７６の順序は逆にすることができる。ステップ７８によって示されるように、次いで、このプロセスは、ＭＳ１スキャンから識別された前駆体イオンのリストが使い尽くされるまで繰り返される。前駆体イオンのリストが使い尽くされると、新たなＭＳ１スキャンが実行され、プロセス自体が繰り返される。

【0158】

したがって、実施形態では、分析物断片イオンは、分析器４０に注入される１つ以上の第１のイオンパケットとして分析され、レポーターイオン又は相補イオンは、分析器４０に注入される１つ以上の第２の異なるイオンパケットとして分析される。

【0159】

この方法は、例えば、分解能のためにミラー４３ａ、４３ｂを調整することによって、かつ／又はレポーターイオン及びペプチド断片イオンの異なる標的質量範囲のためにＲＦ及びＤＣ電圧を最適化することによって、例えば、２つのスキャンの各々について衝突エネルギーを最適化するように、２つのスキャンの各々についてイオントラップ４１に印加される注入電圧を最適化するように、かつ／又は２つのスキャンの各々について質量フィルタの分離窓を最適化するように、２つのＭＳ２スキャンの各々について機器設定を最適化することができるという利点を有する。

【0160】

これらの実施形態では、偏向器４２ｂがノッチ間でイオンを透過させるように設定されるのではなく、スペクトルから全てのペプチド断片イオンを除去するために極端な電圧に設定されることを除いて、図８によって示される方法と同様のノッチ法が、ＴＭＴスキャンのために任意選択的に依然として使用され得る。

【0161】

これらの実施形態は、生の感度及び取得速度に関して追加のコストを有するが、ＭＲ－ＴｏＦ分析器４０の最大取得速度は、５０Ｈｚで動作するＯｒｂｉｔｒａｐ（商標）分析器よりも何倍も高く、一部の感度は、衝突エネルギーの別個の最適化（より高いエネルギーは、レポーターイオンなどの低ｍ／ｚイオンに対してより良好であるが、中／高ｍ／ｚ断片イオンに対してはあまり好ましくない）、トラップＲＦなどによって回復され得る。有利には、四重極２０分離窓は、干渉を除去するためにＴＭＴスキャンのために狭められてもよく、感度を最大化するためにペプチドスキャンのために広げられてもよい。概して、ペプチド同定には約１０，０００個の検出イオンが好ましいが、特にＴｏＦ分析器によって提供される単一イオンレベル検出を考えると、レポーターイオン定量にははるかに少ないイオンしか必要とされない。

【0162】

図１０は、Ｆｌｅｘｍｉｘ（商標）試料から生成されたＭＲＦＡイオンを使用した、シングルパスモード及びズームモードについての図４の分析器の空間電荷誘起分解能損失の実験結果を示す。ズームモードでは、トップエンド分解能がほぼ２倍になるだけでなく、空間電荷に対する復元力もほぼ２倍になる（すなわち、５０Ｋの分解能要件が達成されるピーク内のイオン数がほぼ２倍になる）ことが分かる。

【0163】

図１１は、ズームモードのレベル（すなわち、イオンが分析器を上下にドリフトする通過の数）が変化する実験のプロットを示す。３回の通過が、この分析器設計で高分解能及び最小信号損失を達成するために最適であることが分かる。しかしながら、他のＭＲ－ＴｏＦ分析器設計は、異なる挙動をする可能性があり、例えば、５００Ｋ分解能が、（例えば、英国特許第２，４０３，０６３号に記載されるような）周期レンズを組み込む分析器上で以前に観察されている。

【0164】

上記から、実施形態は、ズームモードを使用してＴＭＴレポーター領域（又は相補イオン領域）の検出を増強する方法を提供することが理解される。これは、最適化された分離窓、衝突エネルギーなどを用いてそれ自体のスキャンとして行われてもよく、又は、例えば偏向器４２ｂ電圧のノッチ付きスイッチングを介して、より広いスキャンに統合されてもよい。

【0165】

実施形態によれば、ＴＭＴレポーターイオンは、別様で所望のダイナミックレンジで＞５０Ｋ分解能の要件を満たさないＭＲ－ＴｏＦ分析器を使用してズームモードを介して同定することができる。レポーター領域は、多くの場合、数千のイオンを含有するが、ＭＲ－ＴｏＦ分析器は、１００：１のＴＭＴダブレットを合計数千のイオンのみで分離することが可能であり得る。これは、より小さいピークが観察可能であるダイナミックレンジがかなり制限されることになる。図１０及び図１１は、これらの制限を回避するためにズームモードを使用する固有の利点を示している。

【0166】

上述したように、ズームモードＴＭＴスキャンを標準メインスキャンに統合することは、繰り返し率又は感度の損失が生じないことを意味する。しかしながら、これは任意選択であり、ＴｏＦ分析器は既に必要とされるよりもはるかに高速であるため、これらのスキャンを別個に行うことが有利であり得る。比較的長い／遅いスループットの実験サイクルは、高品質のクロマトグラフィー分離の必要性に起因して実施され得る。これは、より低い干渉で別個の狭分離窓レポーターイオンスキャンを有することによって改善され得る。感度は、より重要な問題となるが、これは、より最適な機器設定によって救済することができる。

【0167】

ズームモードはまた、１６プレックス又は１８プレックス相補イオンＴＭＴ法が可能になるのに十分に分解能を増加させることができる。これらの方法は、現在、いかなるＴｏＦシステムにおいても可能ではない。分解能の改善はまた、例えば、化学的ノイズ及び同時分離されたペプチドを分解するために、より低い多重化された相補イオンについて価値があり、より大きな分離幅及び更により高いスループットを可能にする。

【0168】

様々な特定の実施形態が上述されてきたが、様々な代替実施形態が可能である。

【0169】

例えば、本明細書に記載される方法は、例えば、分析器を通るイオンによって取られる反射の数を変更することによって、イオン飛行経路長を変更することが可能なＴｏＦ分析器を組み込む任意の機器上で実行することができる。例えば、これは、ゼロ（線形ＴｏＦ）反射から単一反射までであり得る。これはまた、低感度Ｗ字型イオン飛行経路と高感度低分解能Ｖ字型イオン飛行経路との間の切り替えを含み得る。概して、全ての多重反射及びマルチターンＴｏＦを使用して、本明細書に記載の方法を実行することができる。

【0170】

図９に関連して記載される実施形態を参照して、図９に示されるレポーターイオンスキャン及びペプチド断片イオンスキャンの交互配列の代わりに、ＴＭＴレポーターイオンスキャンの配列が作製され得、その後、ペプチド断片イオンスキャンの配列が作製され得る。これは、通常モードからズームモードに切り替えるときに行う必要がある比較的遅い電圧シフトがある場合に有益であり得る。例えば、安定化された電源は、調整するのに数ミリ秒かかる可能性がある。

【0171】

タグ付けされた分析物が１回のＭＳ２スキャンによって同定され、次いで第２のＭＳ２スキャンがタグを定量化するために行われる、より効率的な方法が実施され得る。

【0172】

同様のレベルの干渉が、ＭＳ１スキャンから検出され得る。レポーターイオンにおける化学的干渉は、同時分離されたタグ化ペプチドの断片化に由来する。原則として、標的ペプチドと同じ質量分離窓内で、ＭＳ１スキャンにおいてこれらの干渉ペプチドピークを見ることが可能であり得る。ＭＳ１スキャン（又は実質的な量の断片化されていない前駆体イオンを通常依然として示す分析物ＭＳ２スキャン）に基づいて、分離窓は、透過を平衡させ、干渉を最小限にするように動的に設定されてもよい。

【0173】

ＭＳ２ＴＭＴスキャン（又は組み合わされたＴＭＴ／前駆体スキャン）は、ＭＳ３スキャンによって置き換えられてもよく、これは、より感度が低いが、低干渉定量化のためにより良好である。かかる方法は、線形イオントラップなどの更なる分離及び断片化のためのデバイスを含有する機器によって、又はイオンを四重極２０を通して戻すことによって行われてもよい。ここでも、断片イオン検出のためのより感度の高い方法及び改良されたレポーターイオン定量化のためのよりクリーンな方法を使用することに利点がある。

【0174】

上述のノッチ付きスイッチング方法は、他の用途の範囲において高分解能を必要とする標的分析物を取り出すためにより広く適用可能であり得る。

【0175】

例えば、ノッチ付きスイッチングモードは、未知の背景からターゲットを選び出すために使用されてもよい。これは、タンパク質ＤＩＡ／ＤＤＡに有用であり得、ここで、前駆体は、同位体エンベロープ（高分解能を必要とする）を最適に分解するためにズームモードで分析され得、一方、より低いｍ／ｚ断片イオン（より低い分解能要件を伴う）は、正常に検出され得る。より良好な質量精度及び異なる前駆体の分離がＭＳ２スペクトルにおいて得られるため、標準的なペプチド及び／又は規則的なｍ／ｚイオンＤＤＡ／ＤＩＡでさえ利益を得ることができる。標的イオンが最大性能で検出されることが望ましいが、任意の断片の質量もまた望ましい場合、ＳＩＭスキャンなどの標的用途もまた、有益であり得る。

【0176】

概して、これらの方法は、ズームモードによって誘発されるｍ／ｚ測定不確実性又は感度損失を被らないことが望ましい未知又は低存在量イオンのバックグラウンドに対して、１つ又は複数の標的イオン（既知又は以前のスキャンによって判定される）が高分解能／ダイナミックレンジを必要とする、任意の用途に適用されてもよい。

【0177】

様々な実施形態を参照して本発明を記載してきたが、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができることが理解されるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】