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特表2024-537411高分解能飛行時間質量分析計及びそれを製造する方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-10
(54)【発明の名称】高分解能飛行時間質量分析計及びそれを製造する方法
(51)【国際特許分類】
   G01N 27/62 20210101AFI20241003BHJP
   H01J 49/40 20060101ALI20241003BHJP
   H01J 49/16 20060101ALI20241003BHJP
   H01J 49/14 20060101ALI20241003BHJP
【FI】
G01N27/62 F
H01J49/40 300
H01J49/16 400
H01J49/14 700
G01N27/62 G
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024523129
(86)(22)【出願日】2022-10-12
(85)【翻訳文提出日】2024-06-07
(86)【国際出願番号】 US2022046489
(87)【国際公開番号】W WO2023069290
(87)【国際公開日】2023-04-27
(31)【優先権主張番号】63/256,852
(32)【優先日】2021-10-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】596118493
【氏名又は名称】アカデミア シニカ
【氏名又は名称原語表記】ACADEMIA SINICA
【住所又は居所原語表記】128 Sec 2,Academia Road,Nankang,Taipei 11529 TW
(74)【代理人】
【識別番号】100167689
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 征二
(72)【発明者】
【氏名】ワング, イ・シェング
(72)【発明者】
【氏名】カイ, イ・ホング
【テーマコード(参考)】
2G041
【Fターム(参考)】
2G041DA04
2G041DA05
2G041GA01
2G041GA06
(57)【要約】
1,000~100,000の質量対電荷(m/z)比を独立して有するイオンに対して高い質量分解能(MRP)を達成するリニア飛行時間(TOF)質量分析計の設計がここに提供される。TOF質量分析計は、イオン源、飛行管及びイオン検出器を備える。イオン源は、サンプルプレートと、サンプルプレートから第1の距離(d1)だけ離隔して配置された抽出プレートと、抽出プレートから第2の距離(d2)だけ離隔して配置されたエンドプレートと、サンプルプレートと抽出プレートの間に存在する第1の電界(e1)と、抽出プレートとエンドプレートの間に存在する第2の電界(e2)と、を備え、長さd3を有する飛行管がイオン源の下流側にかつイオン源に隣接して配置され、イオン検出器は飛行管の下流側にかつ飛行管に隣接して配置され、リニアTOF質量分析計は、基準I又はIIの組を満たし、基準Iの組は(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L<0.035、(2)d2/L≧0.05及び(3)e2/e1≦2.5を含み、基準IIの組は(1)d1/L≧0.035及び(2)d2/L≧0.003を含む。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
イオン源、飛行管及びイオン検出器を備えるリニア飛行時間(TOF)質量分析計であって、
前記イオン源は、
サンプルプレートと、
前記サンプルプレートから第1の距離(d1)だけ離隔して配置された抽出プレートと、
前記抽出プレートから第2の距離(d2)だけ離隔して配置されたエンドプレートと、
前記サンプルプレートと前記抽出プレートの間に存在する第1の電界(e1)と、
前記抽出プレートと前記エンドプレートの間に存在する第2の電界(e2)と、
を備え、
長さd3を有する前記飛行管が、前記イオン源の下流側にかつ該イオン源に隣接して配置され、
前記イオン検出器は、前記飛行管の下流側にかつ該飛行管に隣接して配置され、
前記リニアTOF質量分析計は、
(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L<0.035、
(2)d2/L≧0.05、及び
(3)e2/e1≦2.5
の基準を満たし、
それにより、1,000~100,000の質量対電荷(m/z)比を独立して有するイオンについて10,000よりも高い質量分解能(MRP)を達成する、TOF質量分析計。
【請求項2】
前記Lは20~500cmであり、
前記e2/e1は0.5~2.5である、
請求項1に記載のTOF質量分析計。
【請求項3】
前記イオン源は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)、レーザー脱離イオン化(LDI)及びエレクトロスプレーイオン化(ESI)源からなる群から選択される、請求項1に記載のTOF質量分析計。
【請求項4】
前記抽出プレート及びエンドプレートの中心は、独立してメッシュで覆われている、請求項1に記載のTOF質量分析計。
【請求項5】
前記エンドプレートは、接地されている、請求項1に記載のTOF質量分析計。
【請求項6】
請求項1に記載のリニアTOF質量分析計を製造する方法であって、
(a)分析対象のイオンの前記m/z比を指定するステップと、
(b)合計の前記距離(L)を指定するステップと、
(c)前記抽出プレート及び前記エンドプレートのそれぞれの位置を、前記TOF質量分析計が、
(1)d1/L<0.035、及び
(2)d2/L≧0.05
の基準を満たすように調整するステップと、
(d)前記第1及び第2の電界を、前記TOF質量分析計が(3)e2/e1≦2.5の基準を満たすように調整するステップと、
を備える方法。
【請求項7】
前記ステップ(b)の前に前記分析対象のイオンの初期速度を指定するステップをさらに備える請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記分析対象のイオンの前記初期速度は10~1,000m/sである、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
イオン源、飛行管及びイオン検出器を備えるリニア飛行時間(TOF)質量分析計であって、
前記イオン源は、
サンプルプレートと、
前記サンプルプレートから第1の距離(d1)だけ離隔して配置された抽出プレートと、
前記抽出プレートから第2の距離(d2)だけ離隔して配置されたエンドプレートと、
前記サンプルプレートと前記抽出プレートの間に存在する第1の電界(e1)と、
前記抽出プレートと前記エンドプレートの間に存在する第2の電界(e2)と、
を備え、
長さd3を有する前記飛行管が、前記イオン源の下流側に配置され、
前記イオン検出器は、前記飛行管に隣接した位置に配置され、
前記リニアTOF質量分析計は、
(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L≧0.035、及び
(2)d2/L≧0.003
の基準を満たし、それにより、1,000~100,000の質量対電荷(m/z)比を独立して有するイオンについて10,000よりも高い質量分解能(MRP)を達成する、TOF質量分析計。
【請求項10】
前記Lは20~500cmであり、
前記e2/e1は0.5以上である、
請求項9に記載のTOF質量分析計。
【請求項11】
前記イオン源は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)、レーザー脱離イオン化(LDI)及びエレクトロスプレーイオン化(ESI)源からなる群から選択される、請求項9に記載のTOF質量分析計。
【請求項12】
前記抽出プレート及びエンドプレートの中心は、それぞれメッシュで覆われている、請求項9に記載のTOF質量分析計。
【請求項13】
前記エンドプレートは、接地されている、請求項9に記載のTOF質量分析計。
【請求項14】
請求項9に記載のリニアTOF質量分析計を製造する方法であって、
(a)前記分析対象のイオンの前記m/z比を指定するステップと、
(b)合計の前記距離(L)を指定するステップと、
(c)前記抽出プレート及び前記エンドプレートのそれぞれの位置を、前記TOF質量分析計が、
(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L≧0.035、及び
(2)d2/L≧0.003
の基準を満たすように調整するステップと、
を備える方法。
【請求項15】
前記ステップ(b)の前に前記分析対象のイオンの初期速度を指定するステップをさらに備える請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記分析対象のイオンは、独立して10~1,000m/sの初速度を有する、請求項14に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2021年10月18日に出願された米国仮特許出願第63/256,852号の優先権及び利益を主張し、その全体が参照によりここに取り込まれる。
【0002】
本開示は、概略として飛行時間(TOF)質量分析計に関し、特に、1,000~100,000の質量対電荷(m/z)比のイオンに対して100,000を超える質量分解能(MRP)を有するTOF質量分析計など、高いMRPを達成するTOF質量分析計に関する。
【背景技術】
【0003】
飛行時間(TOF)質量分析計は、現代の分析科学における普及した質量分析器である。TOF質量分析計は、イオンが特定の距離にわたって飛行する時間に基づいてイオンの質量対電荷(m/z)比を特定する。そのような質量分析器は、フーリエ変換(FT)質量分析計に次いで優れた分解能を与えつつ最も簡素な機器構成を有する。FT質量分析器はTOF質量分析計よりも高い質量分解能(MRP)を与えるが、FT質量分析計は非常に複雑、高価であり、かつ操作が難しい。現代の質量分析計(MS)において、分解能は、分析的な問題を解決する機器の能力を決定する主要な因子である。高分解能質量分析計の開発は、生化学的研究、特にプロテオミクス及びメタボロミクスにおける分析科学の発展に大きな影響を示した。基礎研究、臨床的用途及び多数の産業のための高分解能分析技術の要求の高まりによって、TOF型質量分析器の性能の向上が切望されている。
【0004】
質量スペクトルにおけるピークのMRPは、ピークの中心質量対そのピーク幅の比である。TOF質量分析計では、MRPは、時間ドメインのピークの分解能の半分である。
MRP=m/Δm=t/(2Δt)
なお、mはイオンの質量を表し、tはTOF質量分析計内のイオンの合計飛行時間であり、Δm又はΔtは、それぞれ、m/z及び時間ドメインにおけるスペクトル特徴の半値全幅である。TOF質量分析計はイオン源及び飛行管からなるため、tは、イオンがイオン源及び飛行管の両領域で費やす時間を含む。TOF質量分析計では、Δt(及び続いてΔm)は、主にイオン源領域内部のイオンの位置及び速度の広がりに依存する。例えば、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)又はレーザー脱離イオン化(LDI)イオン源が装備されたTOF質量分析計では、初期位置の広がりはサンプル形態に依存するが、速度の広がりはレーザー励起時の局所的なサンプル温度に依存する。通常、リニアMALDI-TOF質量分析計のMRPは数千の範囲であり、FT質量分析計のMRPは105~6の範囲である。MALDI-TOF質量分析計のMRPを増加させるために、合計飛行時間に対する位置及び速度の広がりの影響を低減する方法が必要である。
【0005】
通常のMALDI-TOF質量分析計は、フィールドフリードリフト領域におけるWiley-Mclaren型イオン源及びイオンリフレクタからなる。イオン源は、2段イオン加速構成及びΔtを部分的に減少させる遅延イオン抽出技術を採用する。遅延抽出は、レーザー抽出後の時間遅延によってイオン抽出電圧を作動させる方法である。残念ながら、Wiley-Mclaren型イオン源の従来の設計は、リニアTOF質量分析計におけるMRPの充分な改善を与えることはできない。イオンリフレクタ、すなわち、一般的にリフレクトロンとして知られるものは、フィールドフリードリフト領域内でイオンの軌道を反射することによって、イオン間のエネルギー差をさらに補償することができる。リフレクトロンはMRPを大幅に向上するが、重大な問題は、限られたイオン生存時間及び反射後の不適切なイオン軌道に起因するイオン損失である。したがって、従来のTOF質量分析計は、常にMRPを追求することと感度を維持することの間の妥協点を見出す必要がある。
【0006】
質量分析計技術のMRP及び感度を向上することは常にある課題であるが、リニアTOF型質量分析器の分解能を高める有効な手段は未だにない。したがって、本技術では、高いMRP、特に100,000以上のMRPを達成し得るTOF質量分析計の新規な設計のニーズが存在する。
【発明の概要】
【0007】
本発明は、高い質量分解能(MRP)、特に100,000よりも高いMRPを達成するリニア飛行時間(TOF)質量分析計の設計に関する。そこで、本開示の第1の課題は、リニアTOF質量分析計を提供することであり、それは、イオン源、飛行管及びイオン検出器を備え、
イオン源は、
サンプルプレートと、
サンプルプレートから第1の距離(d1)だけ離隔して配置された抽出プレートと、
抽出プレートから第2の距離(d2)だけ離隔して配置されたエンドプレートと、
サンプルプレートと抽出プレートの間に存在する第1の電界(e1)と、
抽出プレートとエンドプレートの間に存在する第2の電界(e2)と、
を備え、
長さd3を有する飛行管が、イオン源の下流側にかつイオン源に隣接して配置され、
イオン検出器は、飛行管の下流側にかつ該飛行管に隣接して配置され、
リニアTOF質量分析計は、
(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L<0.035、
(2)d2/L≧0.05、及び
(3)e2/e1≦2.5
の基準を満たし、それにより、1,000~100,000の質量対電荷(m/z)比を独立して有するイオンについて10,000よりも高いMRPを達成する。
【0008】
幾つかの好適な実施形態によると、Lは20~500cmであり、e2/e1は0.5~2.5である。
【0009】
上記リニアTOF質量分析計を製造する方法も本開示に包含され、その方法は、
(a)分析対象のイオンのm/z比を指定するステップと、
(b)合計距離(L)を指定するステップと、
(c)抽出プレート及びエンドプレートのそれぞれの位置を、TOF質量分析計が、
(1)d1/L<0.035、及び
(2)d2/L≧0.05
の基準を満たすように調整するステップと、
(d)第1及び第2の電界を、TOF質量分析計が(3)e2/e1≦2.5の基準を満たすように調整するステップと、
を含む。
【0010】
幾つかの好適な実施形態によると、Lは20~500cmであり、e2/e1は0.5以上である。
【0011】
代替的に又は任意選択的に、方法は、分析対象のイオンの初期速度を指定するステップをさらに含む。
【0012】
本開示の第2の課題は、10,000よりも高いMRPなど、高いMRPを達成するリニアTOF質量分析計を提供することである。TOF質量分析計は、イオン源、飛行管及びイオン検出器を備え、
イオン源は、
サンプルプレートと、
サンプルプレートから第1の距離(d1)だけ離隔して配置された抽出プレートと、
抽出プレートから第2の距離(d2)だけ離隔して配置されたエンドプレートと、
サンプルプレートと抽出プレートの間に存在する第1の電界(e1)と、
抽出プレートとエンドプレートの間に存在する第2の電界(e2)と、
を備え、
長さd3を有する飛行管が、イオン源の下流側にかつイオン源に隣接して配置され、
イオン検出器は、飛行管の下流側にかつ飛行管に隣接して配置され、
リニアTOF質量分析計は、
(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L≧0.035、及び
(2)d2/L≧0.003
の基準を満たし、それにより、1,000~100,000のm/z比を独立して有するイオンについて10,000よりも高い質量分解能(MRP)を達成する。
【0013】
ここに記載されるリニアTOF質量分析計を製造する方法も本開示に包含され、その方法は、
(a)分析対象のイオンのm/z比を指定するステップと、
(b)合計距離(L)を指定するステップと、
(c)抽出プレート及びエンドプレートのそれぞれの位置を、TOF質量分析計が、
(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L≧0.035、及び
(2)d2/L≧0.003
の基準を満たすように調整するステップと、
を備える。
【0014】
代替的に又は任意選択的に、方法は、イオンの初期速度を指定するステップをさらに含む。本開示の好適な実施形態によると、分析対象のイオンは、10~1,000m/sの初速度を独立して有する。
【0015】
本TOF質量分析計における使用に適したイオン源の例は、これらに限定されないが、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)、レーザー脱離イオン化(LDI)、エレクトロスプレーイオン化(ESI)源などを含む。
【0016】
本開示の実施形態によると、本TOF質量分析計の抽出プレート及びエンドプレートの中心は、それぞれメッシュで覆われている。
【0017】
本開示の実施形態によると、本TOF質量分析計のエンドプレートは、接地されている。
【0018】
本発明の1以上の実施形態の詳細を付随する以下の説明に記載する。本発明の他の特徴及び有利な効果は、詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかとなる。
【0019】
本発明は、添付図面に照らして読まれる以下の詳細な説明からより深く理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】従来のTOF質量分析計100のレイアウトを示す模式図である。
図2】本開示の一実施形態に係る、e2/e1の変化に対するm/z=1,000のイオンのMRPの変化を示す線グラフであり、L=60cm、d1=8mm、d2=44mm及び合計電圧25kVである。
図3】本開示の一実施形態に係る、e2/e1の変化に対するm/z=1,000のイオンのMRPの変化を示す線グラフであり、L=60cm、d1=8mm、d2=78mm及び合計電圧25kVである。
図4】本開示の一実施形態に係る、e2/e1の変化に対するm/z=10,000のイオンのMRPの変化を示す線グラフであり、L=60cm、d1=8mm、d2=78mm及び合計電圧25kVである。
図5】本開示の一実施形態に係る、e2/e1の変化に対するm/z=100,000のイオンのMRPの変化を示す線グラフであり、L=60cm、d1=8mm、d2=162mm及び合計電圧25kVである。
図6】本開示の一実施形態に係る、e2/e1の変化に対するm/z=10,000のイオンのMRPの変化を示す線グラフであり、L=120cm、d1=8mm、d2=154mm及び合計電圧25kVである。
図7】本開示の一実施形態に係る、e2/e1の変化に対するm/z=10,000のイオンのMRPの変化を示す線グラフであり、L=60cm、d1=25mm、d2=10mm及び合計電圧25kVである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の実施形態を、以下に図面を参照して詳細に説明する。本開示は、高いMRP及び高い感度を同時に達成するように構成されたTOF質量分析計及びそのようなTOF質量分析計を製造する方法に関する。
【0022】
I.本TOF質量分析計
図1を参照すると、従来のリニアTOF質量分析計100の基本構造図を示す。TOF質量分析計100は、その構造において、少なくとも、イオン源110、飛行管120及びイオン検出器130を含む。イオン源110は、サンプルプレート111、抽出プレート112及びエンドプレート113を含む。好ましくは、抽出プレート112は、サンプルプレート111の下流側にかつサンプルプレート111から第1の距離(d1)だけ離隔して配置される。エンドプレート113は、抽出プレート112の下流側にかつ抽出プレート112から第2の距離(d2)だけ離隔して配置される。一般に、サンプルは、サンプルプレート111の表面に配置され、パルス状レーザービームによってイオン化される。3枚のプレート111、112、113は、イオン化されたサンプル(すなわち、サンプルイオン)を検出器130に向けて付勢する電圧勾配においてバイアスされる。好ましくは、電圧勾配は、サンプルプレート111と抽出プレート112の間の領域に存在する第1の電界(e1)及び抽出プレート112とエンドプレート113の間の領域に存在する第2の電界(e2)からなる。均質な電界を生成するために、抽出プレート112及びエンドプレート113のそれぞれの中心は、金属メッシュで覆われている。d1又はd2が特定の距離、例えば、1cmを上回ると、均一な電界を確保するために、サンプルプレートと抽出プレートの間又は抽出プレートとエンドプレートの間に追加のプレートが必要となることが知られている。そして、サンプルイオンは、電圧勾配によって付勢されると、長さd3を有する飛行管120にわたって移動することになり、その質量対電荷(m/z)比に応じて検出器130に独立して到達する。
【0023】
イオンの飛行時間(t)は飛行管の距離の増加に対して増加するため、リニアTOF質量分析計の質量分解能(MRP)は飛行管の距離の増加に対して増加すると一般に考えられている。本開示では、発明者らは、飛行管の距離を増加させることによってMRPを向上するのではなく、Δtを減少させることによってより効率的にMRPが向上し得ることを発見した。そこで、本開示の第1の態様は、1,000~100,000の質量対電荷(m/z)比を独立して有するイオンについて、TOF質量分析計が以下の

(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L<0.035、
(2)d2/L≧0.05、及び
(3)e2/e1≦2.5
の基準を満たすことを条件として、10,000よりも高いMRPを達成するように構成された図1に示すTOF質量分析計に関する。
【0024】
機器構成が上記基準(1)~(3)を満たすと、結果として構成されるTOF質量分析計は、1,000~100,000のm/z比を独立して有するイオンについて10,000以上のMRPを達成し得る。
【0025】
本開示の幾つかの好適な実施形態によると、Lは20~500cmであり、e2/e1は0.5~2.5である。好適な一実施形態では、TOF質量分析計は、0.8cm、4.4cm及び60cmにそれぞれ等しいd1、d2及びL並びに1.376に等しいe2/e1を有し、それにより、m/z比1,000を独立して有するイオンについて100,373のMRPを生成するように構成される。他の好適な実施形態では、TOF質量分析計は、0.8cm、7.8cm及び60cmにそれぞれ等しいd1、d2及びL並びに1.007に等しいe2/e1を有し、それにより、m/z比1,000を独立して有するイオンについて14,968,600のMRPを生成するように構成される。更なる実施形態では、TOF質量分析計は、0.8cm、7.8cm及び60cmにそれぞれ等しいd1、d2及びL並びに1.008に等しいe2/e1を有し、それにより、m/z比10,000を独立して有するイオンについて114,987のMRPを生成するように構成される。また更なる実施形態では、TOF質量分析計は、0.8cm、16.2cm及び60cmにそれぞれ等しいd1、d2及びL並びに0.535に等しいe2/e1を有し、それにより、m/z比100,000を独立して有するイオンについて118,574のMRPを生成するように構成される。他の実施形態では、TOF質量分析計は、0.8cm、15.4cm及び120cmにそれぞれ等しいd1、d2及びL並びに0.956に等しいe2/e1を有し、それにより、m/z比10,000を独立して有するイオンについて104,020のMRPを生成するように構成される。
【0026】
そこで、本開示は、上記のリニアTOF質量分析計を構成する方法にも関し、その方法は、
(a)分析対象のイオンのm/z比を指定するステップと、
(b)合計距離(L)を指定するステップと、
(c)抽出プレート及びエンドプレートのそれぞれの位置を、TOF質量分析計が、
(1)d1/L<0.035、及び
(2)d2/L≧0.05
の基準を満たすように調整するステップと、
(d)第1及び第2の電界を、TOF質量分析計が(3)e2/e1<2.5の基準を満たすように調整するステップと、
を含む。
【0027】
代替的に又は任意選択的に、方法は、分析しようとするイオンの初期速度を指定するステップをさらに含む。好ましくは、分析しようとするイオンは、TOF質量分析計内で、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、
102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、191、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、576、577、578、579、580、581、582、583、584、585、586、587、588、589、590、591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、621、622、623、624、625、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、639、640、641、642、643、644、645、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、656、657、658、659、660、661、662、663、664、665、666、667、668、669、670、671、672、673、674、675、676、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717、718、719、720、721、722、723、724、725、726、727、728、729、730、731、732、733、734、735、736、737、738、739、740、741、742、743、744、745、746、747、748、749、750、751、752、753、754、755、756、757、758、759、760、761、762、763、764、765、766、767、768、769、770、771、772、773、774、775、776、777、778、779、780、781、782、783、784、785、786、787、788、789、790、791、792、793、794、795、796、797、798、799、800、801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、811、812、813、814、815、816、817、818、819、820、821、822、823、824、825、826、827、828、829、830、831、832、833、834、835、836、837、838、839、840、841、842、843、844、845、846、847、848、849、850、851、852、853、854、855、856、857、858、859、860、861、862、863、864、865、866、867、868、869、870、871、872、873、874、875、876、877、878、879、880、881、882、883、884、885、886、887、888、889、890、891、892、893、894、895、896、897、898、899、900、901、902、903、904、9.5、906、907、908、909、910、911、912、913、914、915、916、917、918、919、920、921、922、923、924、925、926、927、928、929、930、931、932、933、934、935、936、937、938、939、940、941、942、943、944、945、946、947、948、949、950、951、952、953、954、955、956、957、958、959、960、961、962、963、964、965、966、967、968、969、970、971、972、973、974、975、976、977、978、979、980、981、982、983、984、985、986、987、988、999、990、991、992、993、994、995、996、997、998、999及び1,000m/sなど、10~1,000m/sの初期速度範囲を有するように独立して設定される。
より好ましくは、各イオンは、TOF質量分析計内で、100、101、102、
103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、191、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、576、577、578、579、580、581、582、583、584、585、586、587、588、589、590、591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、621、622、623、624、625、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、639、640、641、642、643、644、645、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、656、657、658、659、660、661、662、663、664、665、666、667、668、669、670、671、672、673、674、675、676、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717、718、719、720、721、722、723、724、725、726、727、728、729、730、731、732、733、734、735、736、737、738、739、740、741、742、743、744、745、746、747、748、749、750、751、752、753、754、755、756、757、758、759、760、761、762、763、764、765、766、767、768、769、770、771、772、773、774、775、776、777、778、779、780、781、782、783、784、785、786、787、788、789、790、791、792、793、794、795、796、797、798、799、800、801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、811、812、813、814、815、816、817、818、819、820、821、822、823、824、825、826、827、828、829、830、831、832、833、834、835、836、837、838、839、840、841、842、843、844、845、846、847、848、849、850、851、852、853、854、855、856、857、858、859、860、861、862、863、864、865、866、867、868、869、870、871、872、873、874、875、876、877、878、879、880、881、882、883、884、885、886、887、888、889、890、891、892、893、894、895、896、897、898、899及び900m/sなど、100~900m/sの初期速度を有するように設定される。
最も好ましくは、各イオンは、TOFMS内で、150、151、152、153、
154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、191、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、576、577、578、579、580、581、582、583、584、585、586、587、588、589、590、591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、621、622、623、624、625、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、639、640、641、642、643、644、645、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、656、657、658、659、660、661、662、663、664、665、666、667、668、669、670、671、672、673、674、675、676、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717、718、719、720、721、722、723、724、725、726、727、728、729、730、731、732、733、734、735、736、737、738、739、740、741、742、743、744、745、746、747、748、749、750、751、752、753、754、755、756、757、758、759、760、761、762、763、764、765、766、767、768、769、770、771、772、773、774、775、776、777、778、779、780、781、782、783、784、785、786、787、788、789、790、791、792、793、794、795、796、797、798、799、800、801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、811、812、813、814、815、816、817、818、819、820、821、822、823、824、825、826、827、828、829、830、831、832、833、834、835、836、837、838、839、840、841、842、843、844、845、846、847、848、849、850、851、852、853、854、855、856、857、858、859、860、861、862、863、864、865、866、867、868、869、870、871、872、873、874、875、876、877、878、879及び880m/sなど、150~880m/sの初期速度を有するように設定される。本開示の幾つかの実施形態によると、分析対象のイオンは、167m/sの初期速度を有するように独立して設定される。本開示の更なる実施形態によると、分析対象のイオンは、878m/sの初期速度を有するように独立して設定される。
【0028】
II.本TOF質量分析計の代替の設計
任意選択的に又は代替的に、図1に示すTOF質量分析計は、1,000~100,000のm/z比を独立して有するイオンについて、TOF質量分析計が以下の
(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L≧0.035、及び
(2)d2/L≧0.003
の基準を満たすことを条件として、10,000よりも高いMRPなど、高いMRPを達成するように構成される。
【0029】
機器構成がこの代替実施形態において説明した基準(1)~(2)を満たすと、結果として構成されるTOF質量分析計は、1,000~100,000のm/z比を独立して有するイオンについて100,000よりも高いMRPを達成し得る。
【0030】
幾つかの好適な実施形態によると、Lは20~500cmであり、e2/e1は0.5以上である。好適な一実施形態では、TOF質量分析計は、2.5cm、1.0cm及び60cmにそれぞれ等しいd1、d2及びL並びに6.222に等しいe2/e1を有し、それにより、m/z比10,000を独立して有するイオンについて264,396のMRPを生成するように構成される。
【0031】
したがって、本開示は、本TOF質量分析計を構成する方法に関し、その方法は、
(a)分析対象のイオンのm/z比を指定するステップと、
(b)合計距離(L)を指定するステップと、
(c)抽出プレート及びエンドプレートのそれぞれの位置を、TOF質量分析計が、
(1)Lをd1、d2及びd3の合計として、d1/L≧0.035、及び
(2)d2/L≧0.003
の基準を満たすように調整するステップと、
を含む。
【0032】
代替的に又は任意選択的に、方法は、分析しようとするイオンの初期速度を指定するステップをさらに含む。好ましくは、分析しようとするイオンは、TOF質量分析計内で、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、
102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、191、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、576、577、578、579、580、581、582、583、584、585、586、587、588、589、590、591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、621、622、623、624、625、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、639、640、641、642、643、644、645、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、656、657、658、659、660、661、662、663、664、665、666、667、668、669、670、671、672、673、674、675、676、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717、718、719、720、721、722、723、724、725、726、727、728、729、730、731、732、733、734、735、736、737、738、739、740、741、742、743、744、745、746、747、748、749、750、751、752、753、754、755、756、757、758、759、760、761、762、763、764、765、766、767、768、769、770、771、772、773、774、775、776、777、778、779、780、781、782、783、784、785、786、787、788、789、790、791、792、793、794、795、796、797、798、799、800、801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、811、812、813、814、815、816、817、818、819、820、821、822、823、824、825、826、827、828、829、830、831、832、833、834、835、836、837、838、839、840、841、842、843、844、845、846、847、848、849、850、851、852、853、854、855、856、857、858、859、860、861、862、863、864、865、866、867、868、869、870、871、872、873、874、875、876、877、878、879、880、881、882、883、884、885、886、887、888、889、890、891、892、893、894、895、896、897、898、899、900、901、902、903、904、9.5、906、907、908、909、910、911、912、913、914、915、916、917、918、919、920、921、922、923、924、925、926、927、928、929、930、931、932、933、934、935、936、937、938、939、940、941、942、943、944、945、946、947、948、949、950、951、952、953、954、955、956、957、958、959、960、961、962、963、964、965、966、967、968、969、970、971、972、973、974、975、976、977、978、979、980、981、982、983、984、985、986、987、988、999、990、991、992、993、994、995、996、997、998、999及び1,000m/sなど、10~1,000m/sの初期速度範囲を有するように独立して設定される。
より好ましくは、各イオンは、TOF質量分析計内で、100、101、102、
103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、191、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、576、577、578、579、580、581、582、583、584、585、586、587、588、589、590、591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、621、622、623、624、625、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、639、640、641、642、643、644、645、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、656、657、658、659、660、661、662、663、664、665、666、667、668、669、670、671、672、673、674、675、676、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717、718、719、720、721、722、723、724、725、726、727、728、729、730、731、732、733、734、735、736、737、738、739、740、741、742、743、744、745、746、747、748、749、750、751、752、753、754、755、756、757、758、759、760、761、762、763、764、765、766、767、768、769、770、771、772、773、774、775、776、777、778、779、780、781、782、783、784、785、786、787、788、789、790、791、792、793、794、795、796、797、798、799、800、801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、811、812、813、814、815、816、817、818、819、820、821、822、823、824、825、826、827、828、829、830、831、832、833、834、835、836、837、838、839、840、841、842、843、844、845、846、847、848、849、850、851、852、853、854、855、856、857、858、859、860、861、862、863、864、865、866、867、868、869、870、871、872、873、874、875、876、877、878、879、880、881、882、883、884、885、886、887、888、889、890、891、892、893、894、895、896、897、898、899及び900m/sなど、100~900m/sの初期速度を有するように設定される。
最も好ましくは、各イオンは、TOF質量分析計内で、150、151、152、
153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、191、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、576、577、578、579、580、581、582、583、584、585、586、587、588、589、590、591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、621、622、623、624、625、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、639、640、641、642、643、644、645、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、656、657、658、659、660、661、662、663、664、665、666、667、668、669、670、671、672、673、674、675、676、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717、718、719、720、721、722、723、724、725、726、727、728、729、730、731、732、733、734、735、736、737、738、739、740、741、742、743、744、745、746、747、748、749、750、751、752、753、754、755、756、757、758、759、760、761、762、763、764、765、766、767、768、769、770、771、772、773、774、775、776、777、778、779、780、781、782、783、784、785、786、787、788、789、790、791、792、793、794、795、796、797、798、799、800、801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、811、812、813、814、815、816、817、818、819、820、821、822、823、824、825、826、827、828、829、830、831、832、833、834、835、836、837、838、839、840、841、842、843、844、845、846、847、848、849、850、851、852、853、854、855、856、857、858、859、860、861、862、863、864、865、866、867、868、869、870、871、872、873、874、875、876、877、878、879及び880m/sなど、150~880m/sの初期速度を有するように設定される。本開示の幾つかの実施形態によると、分析対象のイオンは、167m/sの初期速度を有するように独立して設定される。本開示の更なる実施形態によると、分析対象のイオンは、878m/sの初期速度を有するように独立して設定される。
【0033】
単数形「a」、「an」及び「the」は、ここでは、文脈が明示的に断らない限り、複数形の参照を含むように使用される。
【0034】
ここで、本発明を、以降の実施形態を参照してより具体的に説明する。これらは、限定ではなく実証の目的で提供される。
【実施例
【0035】
最適なMRPを有するTOF質量分析計の基準の特定
TOF質量分析計の基準を見出すために、1,000~10,000を範囲とする質量を独立して有するイオンの質量スペクトルを、以下の表1に列挙されるパラメータに応じて構成されたTOF質量分析計によって生成した。結果を図2~7に示す。
表1 TOF質量分析計のパラメータ
【表1】
【0036】
図2~7は、e2/e1の変化に対するイオンのMRPの変化をそれぞれ示し、各事例のMRP(すなわち、図2~7)を表1に列挙するパラメータの各セットを使用して計算した。
【0037】
まず図2及び3を参照すると、図2では、m/z=1,000のイオンのMRPを、以下のパラメータ:d1=0.8cm、d2=4.4cm、L=60cmを用いて計算した。対応するd1/L及びd2/Lは、それぞれ0.013及び0.073であった。1.83以下などの適切なe2/e1では、時間ドメインスペクトルにおけるイオンのピーク幅は、0.5ns未満に低減できた。したがって、e2/e1=1.38の場合に最も高いMRPが達成可能であり、その条件では抽出電圧差は2,918Vとなる。同じd1及びL(すなわち、d1=0.8cm、L=60cm)に基づくと、d2を増加させることで、d2/Lが0.05よりも大きい限り、適切なe2/e1が選択される場合に、より高いMRPがもたらされることもなる。図3は、d2を78mmに増加したことを除いて、同じd1及びLで取得された結果を示す。この場合、d2/Lは0.13であった。高いMRPは、e2/e1の比が1.5以上である場合には達成可能でないことが分かった。最も高いMRPは、e2/e1が1.01に等しい場合にのみ達成された。
【0038】
ここで図4を参照すると、同図では、TOF質量分析計の同じパラメータ(すなわち、図2及び3で用いたのと同じd1、d2及びL)が、m/z=10,000のイオンに適用されている。図示するように、最も高いMRPは、e2/e1が1.01に等しい場合に達成され、これは2309Vの抽出電圧差に対応する。この場合の最良のMRPはm/z比1,000のイオンに対するもののうち1%のみであったが、それでもMRPは100,000以上で良好であった。
【0039】
図5を参照すると、同図は、m/z比100,000を独立して有するイオンについてのe2/e1の変化に対するMRPの変化を示す。なお、本事例では、d1を0.8cmに固定し、d2を162mmに増加させた。e2/e1が0.53に等しい場合に最良のMRPが達成されることが分かった。これは2,111Vの抽出電圧差に対応する。
【0040】
さらに、高い質量のイオンについて、基準パラメータが満たされる限り、合計距離Lを増加させることによって高いMRPが達成され得ることも分かった。図6は、m/z=10,000のイオンについて、Lが120cmとなるように指定することによって高いMRPが達成されたことを示す。結果として得られるMRPプロファイルは、最も高いMRPに対するe2/e1が図4では1.01に等しいのに対してここでは0.956に等しいことを除いて、図4に示すものと同等であった。この設計では、d2/Lは0.128であり、d2/Lが0.05よりも大きいものであるべきとする条件を満たしていた。
【0041】
まとめると、これらの結果は、1,000~100,000のm/z比を独立して有するイオンについて、TOF質量分析計が
(1)d1/L<0.035、
(2)d2/L≧0.05、及び
(3)e2/e1≦2.5
の基準を満たす限り、高いMRPが達成され得ることを示した。
【0042】
図7は、e2/e1の変化に対するm/z=10,000のイオンについてのMRPの変化を示す。なお、図2~6において説明した基準(すなわち、d1/L<0.035)に対して、この特定の事例では、d1/L≧0.035(d1=2.5cm、d2=1.0cm及びL=60cm)である。したがって、この場合、d1/L及びd2/Lはそれぞれ0.0417及び0.0167であり、最も高いMRPは、e2/e1が6.2に等しい場合に達成された。まとめると、図7における知見は、d1/L≧0.035の条件において生成された質量スペクトルについて、d2/Lが0.003以上の範囲に維持された場合に高いMRPが達成可能であることを示している。
【0043】
実施形態の上記説明は例示のみとして与えられ、種々の変形が当業者によってなされ得ることが理解されるはずである。上記仕様、実施例及びデータは、本発明の例示的実施形態の構造及び使用の完全な説明を与える。本発明の種々の実施形態をある程度の特殊性で又は1以上の個別の実施形態を参照して上述してきたが、当業者は、開示された実施形態に対する多数の代替を本発明の主旨又は範囲から逸脱することなく行い得る。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
【国際調査報告】