DE69806415T2

DE69806415T2 - Verfahren zur untersuchung von ionen in einem apparat mit einem flugzeit-spektrometer und einer linearen quadrupol-ionenfalle

Info

Publication number: DE69806415T2
Application number: DE69806415T
Authority: DE
Inventors: M. Campbell; A. Collings; J. Douglas
Original assignee: University of British Columbia
Current assignee: University of British Columbia
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: AU1329899A; DE69806415D1; WO1999030350A1; CA2312806A1; JP2001526447A; EP1051731A1; EP1051731B1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf die Massenspektrometrie und insbesondere auf ein Verfahren zum Analysieren von Ionen in einer Vorrichtung, die ein Flugzeit- Massenspektrometer umfasst.

Hintergrund der Erfindung

Auf dem Gebiet der Massenspektrometrie wurde eine große Anzahl an verschiedenen Spektrometern entwickelt sowie Kombinationen verschiedener Spektrometer-Elemente. Eine allgemein bekannte Art eines Spektrometers ist ein Vierpol-Massenspektrometer, und es ist bekannt dafür, Vorrichtungen mit zwei oder mehr massenanalysierenden Vierpol-Stufen für MS/MS-Fähigkeiten bereit zu stellen. Es ist auch bekannt, eine Vierpol-Stufe mit einem Flugzeit-Massenspektrometer (TOF-MS), wie nachfolgend detailliert ausgeführt, zu kombinieren. Ein TOF-MS hat die Vorteile einer hohen Scan- Geschwindigkeit, unbegrenztem Massenbereich und, wenn ein Reflektron verwendet wird, einer Auflösung von 10.000 oder mehr. jedoch stellt ein TOF-MS normalerweise nicht MS/MS-Fähigkeiten bereit. 3D-Ionenfallen-Massenspektrometer können eine MS/MS-Analyse in einer vergleichsweise einfachen Vorrichtung durchführen, arbeiten aber im Allgemeinen bei einer niedrigeren Auflösung als ein Reflektron-TOF-MS. Eine höhere Auflösung kann mit einem Ionenfallen-Massenspektrometer erreicht werden, jedoch nur mit sehr geringen Scan-Geschwindigkeiten. Weiters ist es auch schwierig, Ionen von einer externen Quelle in eine 3D-Ionenfalle einzuspeisen, und auch der Massenbereich ist begrenzt.
Ein Vorschlag eines der Erfinder der vorliegenden Erfindung ist im US-Patent Nr. 5.179.278 offenbart. Dieses Patent beschreibt die Verwendung eines RF-Mehrpol-Ionenführers als Schnittstelle zwischen einer Ionenquelle und einer Ionenfalle. Die Absicht besteht darin, den Arbeitszyklus des Ionenfallen-Massenspektrometers zu verbessern. Es gibt jedoch keine spezifischen Lehren über die Verwendung der Mehrpol-Vorrichtung selbst in einem vollständigen Fangmodus, um MS/MS-Fähigkeiten bereit zu stellen. Vielmehr geht die Lehre davon aus, dass das Fangen erzielt wird, indem ausgewählte elektrische Potentiale an die Enden des Raums in der Mehrpol- Vorrichtung angelegt werden, um die Ionen dazu zu bringen, von einem zweiten Auslassende an ein erstes Einlassende reflektiert zu werden und dann wieder zurück an das zweite Auslassende. Dies hält die Ionen über eine längere Zeitspanne im Raum, wobei diese lang genug ist, um eine Analyse an einer Ionenprobe durchzuführen, welche vorher dem Ionenfallen-Spektrometer zugeführt worden ist.
Das US-Patent Nr. 5.652.427 beschreibt die Verwendung eines RF-Mehrpols, welcher eine Anzahl von getrennten Stufen mit unterschiedlichem Vakuum umfasst. Durch diese Anordnung sollen einfach Ionen von einer Hochdruckquelle zum Massenspektrometer transferiert werden. Es gibt keine Lehren über das Fangen von Ionen in einer Mehrpol- Stufe; noch gibt es Lehren über MS/MS-Fähigkeiten durch Resonanzanregung und Ausstoßung und dergleichen.
Das US-Patent Nr. 5.420.425 (Bier et al., erteilt an Finnigan Corporation) betrifft ein Ionenfallen-Massenspektrometer für die Analyse von Ionen. Es weist Elektroden auf, die eine solche Gestalt umfassen, dass sie ein vergrößertes und von Ionen besetztes Volumen fördern. Ein Vierpol-Feld ist bereit gestellt, um die Ionen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des Massen-Ladungs-Verhältnisses zu fangen, daraufhin wird das Feld geändert, so dass die gefangenen Ionen mit den spezifischen Massen instabil werden und die Fangkammer in eine orthogonale Richtung zur Mittelachse der Kammer verlassen. Die das Spektrometer verlassenden Ionen werden detektiert, um ein Signal bereit zu stellen, das ihre Massen-Ladungs-Verhältnisse anzeigt. Das Patent lehrt ein Verfahren, in welchem zuerst Ionen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Massen-Ladungs-Verhältnissen in die Kammer eingespeist werden und danach das Feld geändert wird, um nur einige der Ionen für eine weitere Manipulation auszuwählen. Das Vierpol-Feld wird daraufhin so eingestellt, dass es dazu fähig ist, Produkt-Ionen der restlichen Ionen zu fangen. Die restlichen Ionen werden daraufhin dissoziiert oder mit einem neutralen Gas zur Reaktion gebracht, um diese Produkt-Ionen auszubilden. Das Vierpol-Feld wird daraufhin erneut geändert, um für die Detektion Ionen, deren Massen- Ladungs-Verhältnisse innerhalb des erwünschten Bereichs liegen, zu entfernen. Es ist anzumerken, dass die Ionen nicht von einem Flugzeit-Instrument (TOF-Instrument) detektiert werden. Die Finnigan-Vorrichtung erzeugt einen Ionenstrom mit breiter Raum- und Geschwindigkeitsverteilung, da sie die radiale Ausstoßung verwendet. Es wäre schwierig, einen solchen Strahl handzuhaben und ihn in einen TOF-MS-Analysator einzuführen.
Andere Fachleute haben gezeigt, wie ein TOF-MS an eine Elektrosprühquelle angeschlossen wird, indem ein linearer RF-Vierpol verwendet wird, der bei einem gemäßigt hohen Druck betrieben wird (so z. B. Chernushevich et al., vorgestellt anlässlich der 44. ASM Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, Portland, Oregon, 12.-16. Mai 1996). Andere haben Sechspol- und Achtpol-Ionenführer an Stel le eines Vierpols verwendet. In Sechspol- und Achtpolfeldern weisen Ionen mit verschiedenen m/z normalerweise nicht allgemein definierte Bewegungsfrequenzen auf, und somit ist eine Resonanzanregung oder Ausstoßung von ausgewählten Ionen nicht möglich, was einen bedeutenden Vorteil der Verwendung eines Vierpols darstellt.
Es ist auch bekannt, eine 3D-Ionenfalle als Schnittstelle zwischen einer Ionenquelle und einem TOF-MS zu verwenden (S. M. Michael et al., Rev. Sci. Instr. 63, 4277-4284 (1992); Purves und Li, J. Microcolumn Separations 7 (6), 603, (1995)). Die 3D-Ionenfalle kann mit einer MS/MS-Fähigkeit versehen sein (Qian und Lubman, Rap. Commun. Mass. Spec. 10, 1079 (1996)). Die Verwendung einer dreidimensionalen Ionenfalle weist eine Anzahl von Nachteilen auf. So ist z. B. die Effizienz der Ioneneinspeisung zumindest 10 Mal niedriger als die Effizienz mit einem zweidimensionalen Vierpol. Zweitens ist das Ionen-Speichervolumen in der dreidimensionalen Falle geringer, so dass nur eine relativ geringe Anzahl an Ionen gelagert werden kann, ohne dass es Raumladungsprobleme gibt, und aus diesem Grund ist der dynamische Konzentrationsbereich in einer dreidimensionalen Falle begrenzt.
Ein damit in Zusammenhang stehender Ansatz wurde vorgeschlagen, in welchem zwei getrennte Mehrpole und danach ein TOF-Massenspektrometer verwendet werden (H. R. Morris et al., Rap. Commun. Mass. Spec. 10, 889 (1996)). Hier wird die Auswahl von Ionen in einem gegebenen m/z herkömmlicherweise in einem ersten Vierpol- Massenfilter durchgeführt. Diese werden darauf hin an einen RF-Sechspol geschickt und durch die Kollision mit einem neutralen Gas dissoziiert. Die sich ergebenden Ionen wandern daraufhin zu einem TOF-MS durch, um ein Spektrum der Produkt-Ionen zu erhalten. Zusätzlich wurde ein System mit einem ersten Massenanlayse-Vierpol und einem zweiten RF-Vierpol beschrieben (Chevchenko, Rapid Communications in Mass Spectrometry, Band 11, 1015-1024 (1997)). Beide Systeme sind relativ komplex und kostenintensiv und weisen eine Anzahl von Stufen auf, welche wahrscheinlich zu einem Sensitivitätsverlust führen.
Letztlich wurde ein neuerer Vorschlag in einem Artikel mit dem Titel "A New Technique for Decomposition of Selected lons in Molecule Ion Reactor Coupled with Ortho-Time-of-Flight Mass Spectrometry" gefunden (A. Dodonov et al., Rapid Communications in Mass Spectrometry 11, 1649-1656 (1997). Dieses Schriftstück zeigt eingeschränkte Versuchsergebnisse, die an vorher ausgewählten Ionen durchgeführt wurden, d. h. die Tests wurden mit einer einzelnen chemischen Verbindung ausgeführt. Es gibt keine spezifische Lehre bezüglich der Verwendung der Vorrichtung für das I Ausführen der Auswahlstufe. Zwei Modi der Ionendissoziation sind offenbart. In einem ersten Modus wird die Bewegung der Ausgangs- und Fragment-Ionen stabil gewählt, und das elektrische RF-Feld zwingt die Ionen dazu, um die Vierpol-Achse zu oszillieren. Gleichzeitig wird ein Gleichstrompotential entlang der Achse der Vorrichtung angelegt, um die Ionen zu beschleunigen, und die Stärke dieses Felds reguliert die durch Kollision herbeigeführte Fragmentation der Ionen. Der Vierpol wird mit Gas, das für diesen Zweck einen Druck von etwa 1 mbar aufweist, gefüllt. Es ist keine Ionenmasse für die Ladungverhältnisauswahl vorhanden, und alle vorhandenen Ionen werden durch dieses Feld beschleunigt. Fragment-Ionen mit Massen-Ladungs-Verhältnissen über oder unter dem m/z-Wert eines Ausgangslons können zu einem TOF-Massenanalysator für eine Analyse übertragen werden. Es. ist anzumerken, dass das angelegte Feld auch die Beschleunigung und mögliche weitere Fragmentierung der Fragment-Ionen hervorruft, obwohl eine Regulierung der Feldstärke dies bis zu einem gewissen Grad limitieren kann. Nichtsdestotrotz unterscheidet das angelegte axiale Feld nicht zwischen den verschiedenen Ionenarten.
In einem zweiten Modus werden Ionen fragmentiert, indem sie im Vierpol mit dem elektrischen RF-Feld begrenzt werden, das so ausgewählt wurde, dass es eine solche Amplitude und Frequenz aufweist, dass die erwünschten Ionen sich nahe an der Grenze für eine stabile Ionenbewegung mit dem Mathieu'schen Parameter q = 0,9 befinden. Dies verursacht einen Anstieg der Ausgangs-Ionengeschwindigkeit und führt somit zu einer "Erwärmung" und Fragmentierung der Ausgangs-Ionen durch Kollision. Danach sind nur jene Ionen im Vierpol stabil, deren m/z-Verhältnisse über jenen der Vorgänger- oder Ausgangs-Ionen liegen, und nur diese Ionen werden an den Detektor übertragen, d. h. das TOF-MS. Ionen mit einem m/z-Verhältnis, das kleiner als jenes des Ausgangslons ist, werden aufgrund des instabilen Charakters ihrer Bewegung abgelenkt. Dies kann für mehrfach geladene Ionen keine erhebliche Einschränkung bedeuten, da einige Fragment-Ionen niedrigere Ladungen und somit höhere Massen-Ladungsverhältnisse aufweisen, aber bei einzeln geladene Ionen werden keine Fragmente detektiert.
Ein Nachteil beider Modi besteht darin, dass alle Ionen im Vierpol zur gleichen Zeit angeregt werden und dissoziieren. Sind zwei Verbindungen vorhanden, so fragmentierten beide und im Allgemeinen wäre es nicht möglich, zu erkennen, welche Fragmente von welchem Vorläufer stammen.
Das US-Patent Nr. 5.576.540 (Jolliffe) offenbart ein einzigartiges Massenspektrometer mit radialer Ausstoßung. Einer der Stäbe eines herkömmlichen Vierpol-Stabsatzes ist mit einem Schlitz ausgestattet, und mit dem Schlitz ausgerichtet befindet sich ein "Ionenrohr", welches ausgestoßene Ionen zu einem Detektor lenkt. Das Ionenrohr besteht im Wesentlichen aus einer Anzahl von Stabsätzen, die ungefähr als benachbarte Vierpol-Stabsätze konfiguriert sind, um die Ionen zum Detektor zu lenken. Nun besteht die Annahme, dass ein letzter Massenanalyse-Schritt durchgeführt wird, indem die Ionen sequentiell aus dem Vierpol-Stabsatz durch den Schlitz in einen der Stäbe zum Detektor ausgescannt werden. Anders gesagt, gibt es keine Annahme dafür, dass diese Vierpol-Stabkonfiguration mit einem anderen vollständigen Massenanalysatorabschnitt, so etwa einem Flugzeit-Massenanalysator, kombiniert wird.
Das US-Patent Nr. 5.689.111 ist ebenfalls interessant. Es offenbart ein Flugzeit- Massenspektrometer mit einer linearen, zweidimensionalen Ionenführung, die eine Ionenquelle an den Einlass des Flugzeit-Instruments ankoppelt. Die zweidimensionale Ionenführung kann als Ionenspeichervorrichtung verwendet werden, um den Arbeitszyklus des Flugzeit-Instruments zu verbessern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben realisiert, dass es möglich ist, die Fähigkeiten eines Tandem-Massenspektrometers in einer relativ simplen Vorrichtung zu erhalten, indem man einen linearen Vierpol oder einen anderen Mehrpol mit einem TOF-MS verbindet. Der Vierpol oder der andere Mehrpol wird als Ionenfalle betrieben, und ein Ion wird durch den Resonanzausstoß von Ionen anderer Massen oder anders ausgewählt. Die isolierten Ionen werden daraufhin angeregt und kollidieren gelassen, um eine Dissoziation oder Fragmentation im Vierpol oder Mehrpol zu erfahren.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Analysieren von Ionen in einer Massenspektrometervorrichtung bereit gestellt, die eine Ionenquelle, einen linearen RF-Vierpol und ein Flugzeit-Massenspektrometer umfasst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
(1) das Erzeugen von Ionen aus der Ionenquelle und Lenken der Ionen in den linearen RF-Vierpol;
(2) das Anlegen von Potentialen an den jeweiligen Enden des linearen RF-Vierpols und Betreiben des lineare RF-Vierpols als Ionenfalle;
(3) das Auswählen von Ionen von Interesse im linearen RF-Vierpol und das Ausstoßen unerwünschter Ionen; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst:
(4) das Anregen der Ionen und Kollidieren-Lassen der Ionen mit einem neutralen Gas, um deren durch Kollision herbeigeführte Dissoziation zu bewirken, wodurch Fragmentionen für die Analyse im Flugzeit-Massenspektrometer gebildet werden;
(5) das Einstellen des Potentials an einem Ende des linearen RF-Vierpols, um die ausgewählten und die Fragment-Ionen durch das Flugzeit-Massenspektrometer hindurchzuschicken; und
(6) das Erhalten eines Spektrums der ausgewählten und Fragment-Ionen im Flugzeit- Massenspektrometer.
Es wird vorzugsweise eine Vierpol-Vorrichtung verwendet, da diese von Natur aus gut definierte Stabilitätsparameter und Frequenzen der Anregung für ein bestimmtes Ion aufweisen. Die x- und y-Bewegungen sind getrennt und können mit guter Selektivität angeregt werden. Für einige Anwendungen kann es jedoch erwünscht oder möglich sein, andere 2D-Mehrpol-Konstruktionen zu verwenden, so z. B. einen Sechspol oder Achtpol. Wird ein solches Instrument mit niedrigen RF-Spannungen betrieben, so ist die Ionenbewegung wahrscheinlich eine harmonische Bewegung mit gut definierten Frequenzen (wie von Gerlich in Advances in Chemical Physics, Band 82, 1-176 (1992) beschrieben). Es ist auch anzumerken, dass der lineare RF-Vierpol oder Mehrpol einen einzelnen Vierpol oder Mehrpol umfassen kann, oder alternativ dazu können zwei Sätze von Vierpol- oder Mehrpolstäben als Tandem bereit gestellt sein.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der lineare RF- Vierpol verwendet werden kann, um zahlreiche Massenspektrometrieschritte auszuführen, um etwa Msn durchzuführen. Somit kann das Verfahren nach dem Schritt (4) einen zusätzlichen Schritt des Isolierens und Anregens eines oder mehrerer Fragment-Ionen im linearen RF-Vierpol umfassen, um eine durch Kollision herbeigeführte Dissoziation eines oder mehrerer der Fragment-Ionen auszulösen, wodurch weitere Fragment-Ionen gebildet werden. Weiters kann das Verfahren zahlreiche Zyklen des Isolierens und Anregens eines oder mehrerer der Fragment-Ionen im linearen RF-Vierpol umfassen, wobei jeder Zyklus das Isolieren und Anregen von mindestens einem oder mehreren Fragment-Ionen umfasst, die im vorangegangen Zyklus ausgebildet worden sind, um weitere Fragment-Ionen auszubilden. In jedem Zyklus können alle Fragment- und ausgewählten Ionen angeregt werden, um dadurch eine durch Kollision induzierte Dissoziation zu verursachen.
Die ausgewählten Ionen und/oder die Fragment-Ionen können (i) Anregen der ausgewählten Ionen durch Resonanzanregung bei einer bestimmten sekulären Frequenz und (ii) durch Anlegen einer Breitband-Anregungswellenform angeregt werden, um eine durch Kollision herbeigeführte Dissoziation der ausgewählten Ionen zu verursachen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, welche einen oder mehrere lineare RF-Vierpole oder andere Mehrpole umfasst, und ein Flugzeit- Massenspektrometer, wobei die Vorrichtung so adaptiert ist, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um genauer zu zeigen, wie die Erfindung ausgeführt werden kann, wird nun an Hand eines Beispiels ein Bezug auf die begleitende Zeichnung hergestellt, welche in schematischer Weise eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform Mit Bezug auf die Zeichnung wird eine Elektrosprühquelle mit 2 bezeichnet. Es ist anzumerken, dass jede geeignete Ionenquelle verwendet werden kann, so etwa El (Elektronenionisierung), Cl (Chemische Ionisierung), Laserdesorption, etc. Ionen von der Quelle 2 wandern durch eine Öffnung 4. Eine Zufuhr an Stickstoffgas, welche erwärmt sein kann, wird wie angezeigt bereit gestellt, um die Verdampfung des Lösungsmittels zu fördern. Die Ionen wandern daraufhin in eine Kammer 5, die mit einer Verbindung zu einer Rotationspumpe ausgestattet ist, um einen erwünschten niedrigen Druck beizubehalten. Ein Skimmer 6 stellt daraufhin eine Öffnung bereit, durch welche die erwünschten Ionen in einen ersten RF-Vierpol 8 wandern. Wie bereits bekannt, umfasst dies einen Vierpol-Stabsatz, welcher mit der üblichen Verbindung für die Zufuhr von RF- und Gleichspannungen ausgerüstet ist. Der Vierpol 8 wird nur im RF-Modus betrieben, um die Ionen eines breiten Bereichs der Massen-Ladungs- Verhältnisse zu übertragen. Der Einfachheit halber wurden Details der elektrischen Verbindungen und elektrischen Zufuhren weggelassen.
Eine Eingangslinse 10 trennt den ersten Vierpol 8 von einem zweiten RF-Vierpol 12, aber es ist anzumerken, dass die Linse 10 nicht zwei Kammern trennt, da die zwei Vierpole 8, 12 im Wesentlichen sich in einer einzigen Kammer befinden, obwohl zwei Kammern bei verschiedenen Drücken verwendet werden könnten. Der zweite Vierpol 12 wird ebenfalls nur im RF-Modus verwendet. Wie bei 11 veranschaulicht, ist eine Verbindung mit einer Turbopumpe vorgesehen, um einen Druck von etwa 1-10 Millitorr beizubehalten. So kann z. B. der erste Vierpol 8 eine Länge von 5 cm und der zweite Vierpol 12 eine Länge von 20 cm aufweisen, d. h. die Vierpole müssen nicht gleich lang sein.
Beim Ausgang aus dem zweiten Vierpol 12 gibt es eine Ausgangsöffnung 14 und danach eine Serie von zusätzlichen Linsen oder Elektroden 16, um den Ionenstrahl zu steuern und sicherzustellen, dass dieser in eine Quellenregion 18 eines Flugzeit- Massenspektrometers (TOF-MS) 20 vordringt.
Hier wird das Flugzeit-Massenspektrometer 20 orthogonal zur Achse der Vierpole 8, 12 gezeigt. Es ist anzumerken, dass das TOF-MS 20 ebenfalls axial mit Bezug auf die Vierpole 8, 12 angeordnet sein könnte. In einer bekannten Weise wird eine Verbindung 22 bereit gestellt; um es dem TOF-MS zu ermöglichen, auf ein erwünschtes Vakuumniveau hinuntergepumpt zu werden.
Wenn Potentiale der Eingänge und Ausgänge der Vierpole 8, 12 so eingestellt sind, dass sie kontinuierlich in der Verwendung Ionen übertragen, so ergibt der herkömmliche Betrieb des TOF-MS 20 ein Massenspektrum an Ionen von der Quelle 2. Wie bekannt, werden die Elektroden im Quellbereich 18 des TOF-MS 20 aktiviert, um die Impulse der Ionen, die durch das TOF-MS wandern, zu sammeln und bereit zu stellen, wobei deren Flugzeit gemessen wird, um für diese Ionen ein Spektrum zu erhalten.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können nunmehr Bremspotentiale an den Ausgang und Eingang des einen oder der beiden ersten und zweiten Vierpole 8, 12 angelegt werden. Dies dient dazu, Ionen im jeweiligen Vierpol zu fangen. Danach können unerwünschte gefangene Ionen durch Resonanzanregung bei sekulären Frequenzen der Ionen ausgestoßen werden. Auch können Ionen eines einzigen m/z- Werts gefangen und ausgestoßen werden, indem alle anderen Ionen mit einem ge- I filterten Rauschfeld oder einer SWIFT-Wellenform, wie dies bereits bekannt ist, ausgestoßen werden, wobei dies im Wesentlichen eine Rausch-Wellenform ist, die eine Absenkung oder einen Spalt bei der Frequenz aufweist, die der sekulären Frequenz des lons von Interesse entspricht. Die isolierten Ionen können daraufhin angeregt und durch Kollision mit einem neutralen Gas dissoziiert werden. Es gibt eine Vielzahl von Arten wie eine Anregung, Kollision oder eine Fragmentation ausgelöst werden kann. Danach können die sich ergebenden Ionenfragmente in das TOF-MS 20 getrieben oder übertragen werden, indem die Fangspannung auf der Elektrode 14 zwischen dem zweiten Vierpol 12 und dem TOF-MS 20 abgesenkt wird. Die Ionen treten in den Quellbereich des TOF-MS 20 ein, und das Massenspektrum der Fragment-Ionen kann erhalten werden.
Es kann zulässig sein, dass die Ionen in den Quellbereich 18 des TOF-MS mit beinahe thermischen Energien eintreten, welche sie vom zweiten Vierpol 12 erhalten haben können. Alternativ dazu können sie zum Quellbereich 18 hin beschleunigt werden, indem ein geeignetes axiales Feld im zweiten RF-Vierpol 12 eingerichtet wird (wie von B. Thomson et al., anlässlich der 44. ASM Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, 12.-16. Mai 1996, Portland, Oregon, beschrieben). Thermische Ionen brauchen üblicherweise in der Größenordnung von zig Millisekunden, um an den Quellbereich des TOF-MS zu wandern, und das Beschleunigen der Ionen in das TOF-MS 20 weist den Vorteil auf, dass die Übertragungszeit auf etwa 1 ms reduziert wird.
Somit können z. B. in ICP-MS intensive AR&spplus;-Ionen Schwierigkeiten auslösen und wirksam den Detektor paralysieren. Um dieses Problem zu lösen, kann eine Ionenprobe von einer Quelle 2 in den ersten Vierpol 8 eingespeist werden. Dort können Potentiale an den Skimmer 6 und die Linse 10 angelegt werden sowie ein Feld, das bei der Resonanzfrequenz der AR&spplus;-Ionen angelegt wird, um diese effektiv aus der Ionenprobe auszustoßen. Danach kann die Spannung der Linse 10 eingestellt werden, um die Ionenprobe in den zweiten Vierpol zu lenken. Dort könnte ein gefiltertes Rauschfeld oder eine SWIFT-Wellenform bereit gestellt sein, um ein Ion von Interesse weiter zu isolieren. Die Spannung an der Öffnung 14 und der Linse 16 wird daraufhin eingestellt, so dass das erwünschte Ion in das TOF-MS 20 gelenkt wird.

Claims

1. Verfahren zum Analysieren von Ionen in einer Massenspektrometervorrichtung, die eine Ionenquelle (2), einen linearen RF-Mehrpol (12) und ein Flugzeit-Massenspektrometer (20) umfasst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

(1) das Erzeugen von Ionen aus der Ionenquelle (2) und Lenken der Ionen in den linearen RF-Mehrpol (12);

(2) das Anlegen von Potentialen an jeweiligen Enden des linearen RF-Mehrpols (12) und Betreiben des linearen RF-Mehrpols (12) als Ionenfalle;

(3) das Auswählen von Ionen von Interesse im linearen RF-Mehrpol (12) und Ausstoßen unerwünschter Ionen;

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst:

(4) das Anregen der ausgewählten Ionen und Kollidieren-Lassen der Ionen mit einem neutralen Gas, um deren durch Kollision herbeigeführte Dissoziation zu bewirken, wodurch Fragment-Ionen für die Analyse im Flugzeit-Massenspektrometer (20) gebildet werden;

(5) das Einstellen des Potentials an einem Ende des linearen RF-Mehrpols (10), um die ausgewählten und die Fragment-Ionen durch das Flugzeit-Massenspektrometer (20) hindurchzuschicken; und

(6) das Erhalten eines Spektrums der ausgewählten und der Fragment-Ionen im Flugzeit- Massenspektrometer (20).

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin Schritt (3) das Ausstoßen von Ionen mit einer vorbestimmten sekulären Frequenz durch Anregen mit der sekulären Frequenz umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin Schritt (3) das Anlegen eines Felds mit gefiltertem Rauschen umfasst, um andere Ionen als ein erwünschtes Ion mit einem einzigen m/z- Wert oder Ionen mit einem Bereich an m/z-Werten auszustoßen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, das nach Schritt (4) einen zusätzlichen Schritt des Anregens eines oder mehrerer Fragment-Ionen im linearen RF-Mehrpol (12) umfasst, um durch Kollision herbeigeführte Dissoziation eines oder mehrerer der Fragment-Ionen zu bewirken, um weitere Fragment-Ionen zu bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, das mehrere Zyklen des Anregens eines oder mehrerer der Fragment-Ionen im linearen RF-Mehrpol (12) umfasst, worin jeder Zyklus das Anregen eines oder mehrerer der Fragment-Ionen umfasst, die im vorherigen Zyklus gebildet wurden, um weitere Fragment-Ionen zu bilden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin in jedem Zyklus alle Fragment- und die ausgewählten Ionen angeregt werden, um durch Kollision herbeigeführte Dissoziation zu bewirken.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, das das Anregen der ausgewählten Ionen durch Resonanzanregung bei einer bestimmten sekulären Frequenz umfasst.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das das Anlegen einer Breitband- Anregungswellenform umfasst, um durch Kollision herbeigeführte Dissoziation der ausgewählten Ionen zu bewirken.

9. Verfahren nach Anspruch 5, das das Anregen der ausgewählten Ionen und eines oder mehrerer der Fragment-Ionen durch Anregen der ausgewählten und Fragment-Ionen durch Resonanzanregung mit bestimmten sekulären Frequenzen umfasst.

10. Verfahren nach Anspruch 5, das das Anregen der ausgewählten Ionen und eines oder mehrerer der Fragment-Ionen durch Anlegen einer Breitband-Anregungswellenform umfasst, um durch Kollision herbeigeführte Dissoziation der ausgewählten und der Fragment-Ionen zu bewirken.

11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches die Durchführung des Verfahrens unter Verwendung eines aus einem Hexapol- und einem Octopol-Stabsatz als linearer RF-Mehrpol (12) umfasst.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das die Durchführung des Verfahrens unter Verwendung eines Quadrupol-Stabsatzes als linearer RF-Mehrpol (12) umfasst.