[发明专利]离子阱中的离子选择方法及离子阱装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过高频电场的作用来捕捉离子的离子阱中将特定的离子选择性地留在离子阱内的离子选择方法及用于实施该离子选择方法的离子阱装置。该离子阱装置例如被用于与飞行时间型质量分析装置组合的离子阱飞行时间型质量分析装置、利用该离子阱自身的质量分离功能来进行质量分析的离子阱型质量分析装置等。

背景技术

在离子阱飞行时间型质量分析装置或离子阱型质量分析装置等中，离子阱被用于通过高频电场的作用来捕捉并关住离子，或被用于分选具有特定的质荷比m/z的离子，又或被用于使这样分选出的离子离解。典型的离子阱是，由内面为旋转单叶双曲面形状的一个环形电极、隔着该环形电极而相向配置的内面为旋转双叶双曲面形状的一对端盖电极组成的三维四重极型的构成，但除此以外，已知有由被平行配置的4根杆电极形成的线性的构成。本说明说中，为了叙述方便，以三维四重极型离子阱为例进行说明而没有特别写明，但如后所述，本发明也可被应用于线性离子阱。

现有的一般的离子阱即所谓的模拟驱动方式的离子阱(为了使与后述的DIT的对比明确，下面的说明中略称为“AIT(＝Analogue Ion Trap)”)中，通常通过将正弦波状的高频电压施加于环形电极，在用环形电极及端盖电极围成的空间中形成离子捕捉用的高频电场，并通过该高频电场的作用来使离子振动并囚禁于该空间中。与此相对，近年来，开发了代替正弦波状的高频电压而将方波电压施加于环形电极，由此来进行离子囚禁的离子阱(参照专利文献1、非专利文献1等)。这种离子阱通常因为使用具有高、低二值的电压电平的方波电压，所以被称为数字离子阱(Digital Ion Trap、下面略称为“DIT”)。

利用了DIT的质量分析装置(下面略称为“DIT－MS”)中进行MS/MS分析的情况下，将规定的质荷比范围的离子捕捉到离子阱内空间后，需要进行仅留下具有某特定的质荷比的离子并将其他不需要的离子从离子阱内排除的前体分离(选择)操作。例如，非专利文献1所记载的DIT-MS中，首先通过被称为粗分离(日语：ラフアイソレーション)的高速手法来进行前体分离，之后利用基于偶极激发(Dipole Excitation)的共振激发排出来进行高分解能的前体分离。

上述粗分离是，使施加电压变化以改变对基于所谓Mathieu(日语：マチュー，也被称为マシュー、マチウ)方程式的解的稳定条件而制作的稳定区域图上的稳定区域进行了横切的线的位置，由此使可捕捉的下限质量(LMCO＝Low Mass Cut Off)及上限质量(HMCO＝High Mass Cut Off)改变并进行前体分离的手法。专利文献2中记载有将这样的手法应用于AIT的情况。上述非专利文献1及非专利文献2中，利用被称为DAWI(＝Digital Asymmetric Waveform Isolation)的手法，通过改变方波电压的占空比来使LMCO及HMCO改变，从而实现前体分离。

相对于AIT，DIT的优点之一是，基于共振激发排出的质量分离性能高。通常，DIT中，进行共振激发排出的情况下，将与施加于环形电极的方波电压的频率同步的(典型的是对该方波电压进行分频的)单一频率的方波信号施加于一对端盖电极。在该状态下，如果在降低施加于环形电极的方波的角频率的方向上进行扫描的话，在被捕捉到离子阱内的离子之中，离子向着质荷比变大的方向依次被选择性地共振激发并被排出(前向扫描)到离子阱外部。相反，如果在升高施加于环形电极的方波的频率的方向上进行扫描的话，在被捕捉到离子阱内的离子之中，离子向着质荷比变小的方向依次被选择性地共振激发并被排出(反向扫描)到离子阱外部。因此，通过连续地进行基于偶极激发的前向扫描和反向扫描以使得仅具有目的的质荷比的离子残留在离子阱内，可实现较高的前体分离能力。

但是，根据非专利文献1所记载的方法，如果想要以较高的质量分离能力来对特定的离子进行前体分离的话，则存在很花时间的问题。这是因为要通过前向扫描、反向扫描来可靠地除去不需要的离子，对于各个不需要的离子，就必须将频率保持规定的排出时间，因而，需要将扫描频率的速度抑制于一定以下。