JPH07500449A

JPH07500449A - タンデム式飛行時間型質量分析計

Info

Publication number: JPH07500449A
Application number: JP5500118A
Authority: JP
Inventors: コッター、ロバート・ジェイ; コーニッシュ、ティモシー・ジェイ
Original assignee: ザ・ジョンズ−ホプキンス・ユニバーシティ
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1995-01-12
Also published as: DE69220943T2; CA2103038A1; CA2103038C; DE69220943D1; EP0584262B1; WO1992021140A1; US5202563A; EP0584262A1; EP0584262A4

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】タンデム式飛行時間型質量分析計ここに開示する発明は、少なくともその一部が承認番号ＮＩＨ：ＲＯＩ　ＧＭ− ３３９６７に基づいて国民健康協会から与えられた基金によるものである。したがって、政府は本発明について所定の権利を有する。

発明の背景質量分析計（ｍｘｓｓ　ｓｐｃｃｌｒｏｍＣｔｅｒ　）は、分子の化学構造を決定するために使用される機器である。これらの機器内では、分子はイオン源内で正あるいは負に荷電され、その質ｉｔ／電荷（ｍ／ｚ）比を測定するマスアナライザ（ｍａｓｓ　＋ｕｎａ１７ｘｅｒ）により、荷電されたイオンの質量が真空中で測定される。マスアナライザは種々のタイプのものが開発されており、磁界（Ｂ）、電気（Ｅ）及び磁界（Ｂ）の結合型（ダブルフォーカシング（ｄｏｕｂｌｅ−ｆｏｃｕｓｉｎｇ　）　、クアドルポール（Ｑ）、イオンサイクロトロン共鳴（ＩＣＲ）、クアドルポール　イオン　ストレッジ　トラップ、及び、飛行時間型（ＴＯＦ）マスアナライザがある。二重焦点型の機器は、前方形状（Ｅ　Ｂ）及び後方形状（Ｂ　Ｅ）の双方で二−アージョンソン及びマタウチーへルツォグ構造（Ｎｉｅｒ−Ｊｏｈｎｓｏｎ　ａｎｄＭａｔｔａｕｃｈ−Ｈｅｒｚｏｇ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉ　ｏｎ　ｓ）を含む。更に、単一の機器に２あるいはそれ以上のマスアナライザを組合わせ、タンデム式の質量分析計（ＭＳ／ＭＳ、ＭＳ／ＭＳ／ＭＳ、等）とすることもできる。最も一般的なＭＳ／ＭＳ機器は４セクタ一機器（ＥＢＥＢあるいはＢＦＥＢ）、）リブルクアドルボール（ＱＱＱ）　、及び、ハイブリッド機器（ＥＢＱＱあるいはＢＥＱＱ）である。

分子イオンのための測定された質量／電荷比は、物質の分子の重さを測定するために用いられる。更に、分子イオンは、特定の化学結合のもとで分離し、フラグメントイオン（ｔτ１ｇｍ１ｎｔ　１ｏｎｓ　）を形成する。これらのフラグメントイオンの質量／電荷比は分子の化学構造を解明するために用いられる。

タンデム式質量分析計は、第１のマスアナライザ（ＭＳＩ）を分子の混合体から分子イオンを測定しかつ選択するために用い、第２のマスアナライザ（ＭＳ２）ゐ構造断片を記録するために用いることができることで、構造分析に特に有利である。タンデム式の機器では、２つのマスアナライザ間の領域で切断（ｆｒａｇｍｅｎｊａ目ｏｎ　）を誘起する手段が設けられる。

最も通常の方法は、イナートガスを充填したコリジヨンチャンバを用い、衝突誘起切断（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　１ｎｄｕｃｅｄ　ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　（ＣＩＤ））として知られている。このような切断は高位（５−１０ｋｅＶ）あるいは低位（１０−１００ｅＶ）の運動エネルギのもとで行われ、あるいは、特別な化学（イオン分子）反応を含むこともある。

更に、切断はレーザービーム（光切断）、電子ビーム（電子で誘起される切断）、あるいは、表面の衝突を通じて（表面で誘起される切断）を誘起することもできる。４セクター、トリプルクアドルポール、及び、ハイブリッド機器は市販品を入手することができるが、一方、１または双方のマスアナライザに飛行時間型分析（ｔｉｍｅ−ｏｒ−ｆｌｉｇｈｔ　ａｎｘｌｙｓｉｓ　）を用いたタンデム式質量分析計は市販されていない。

飛行時間質量分析計は、イオン源内で形成される分子及び破片イオンが加速され、この運動エネルギは、ｅＶ＝ｍｖ２／２として、イオン源／加速（ｓｏｕｒｃｅ／ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ）領域間の電位差（Ｖ）により定まる。これらのイオンは、その質量／電荷比（ｍ／　ｅ　）の平方根に逆比例する速度（Ｖ）で長さしの零電界ドリフト領域（ｆｉｅｌｄ −ｆｒｅｅ　ｄｔｉｆｔ　ｒｅｇｉｏｎ　）に入り、次式で表される。

■””　（２ｅ　Ｖ　／　ｍ　）　ｌ／２粒子イオンがドリフト領域を横切るのに必要な時間は質量／電荷比の平方根に直接的に比例し、次式で表される。

ｔ　＝Ｌ　（ｍ／２　ｅＶ）　Ｉ／２逆に、イオンの質量／電荷比は、次式％式％によるその飛行時間からＩＩ定され、ここに、ａ及びｂは経験に基づく定数であり、質量／電荷の知られている２つのイオンの飛行時間から定められる。

一般に、飛行時間質量分析計は極めて制限された質量分解能（ｍｉｓｓ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　）を有する。これは、イオンが形成された時間（時間分布（目ｍｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　）　）　、イオンが形成された時の加速領域（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ　ｆｉｅｌｄ）における位置（空間分布（ｓｐａｔｉａｌ　ｄｉｒｆｒｉｂｕｆｉｏｎ）　）　、及び、加速前のその初期運動エネルギ分布（ｓａｅｒｇ７　ｄｉｇＤｉｂｕｊｉｏｎ　）が不明確なためである。

最初に市販された飛行時間型質量分析計は、ウィリイ及びマクラーレンにより１９５５年に記載された機器に基づくものである（Ｗｉ　ｌｅｙ、ｗ、ｃ、；ＭｃＬａｒｅｎ、１．ｈ。

、　Ｒｅｖ、Ｓｃ　ｉ、Ｉｎｓ　ｔ　ｒｕｍｅｎ、　２６１１５０　（１９５５）。

この機器は電子衝撃（Ｅｌ）イオン化（これは揮発性サンプル（ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｓａｍｐｌｅｓ）に限定される）、及び、タイムラグフォーカシング（ｌｉｍｅ−ｌａｇ　ｆｏｃｕｓｉｎｇ　）として知られている空間及びエネルギフォーカシングの方法を用いている。すなわち、分子は最初にパルス状（１−５マイクロ秒）の電子ビームによりイオン化される。空間的なフォーカシングはイオンの多段加速（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｇｔＢｔ　ａｃｃ！ｌｅｔｇｌｉｏｎ　）を用いて行われる。第１ステージでは、低電圧（−１５０Ｖ）のドローアウトパルス（ｄｔａｗｏｕｌ　ｐｕｌｓｅ　）が異なる位置で形成されたイオンを補償するソース領域（ｓｏｕｒｃｅ　ｒｔｇｉｏｎ　）に与えられ、一方第２ステージはその最終的なエネルギ（−３ｋｅＶ）までイオンの加速を完成させる。イオン化とドローアウトパルスとの間の短い時間遅れ（１−７マイクロ秒）がイオンの初期運動エネルギの差を補償し、質量解析を改善するように形成される。この方法はソース領域において非常に短い（４０Ｉｔり立上がり時間のパルスを必要とするため、イオン源を接地電位に配置し、一方、ドリフト領域は一３ｋＶの浮動電位（ｇｌｏａｔｓ）とするのが通常であった。この機器はベンディックス社（Ｂｅｎｄｉｘ　Ｃｏｒｐｏｒａｔ　ｔｏｎ）からモデルＭＡ−２として市販され、後に、ジ−ブイジ−プロダクツ（ＣＶＣＰｒｏｄｕｃ　ｔ　ｓ、　ニューヨーク州　ロチニスター）によりモデルＣＶＣ−２０００質量分析計として市販された。この機器は、実際の原子質量範囲が４００ドルトンで、１／３００の質量分解能を有し、まだ市販されている。

この機器には多数のバリエーションがある。ムガ（Ｍｕｇａ　；ＴＯＦＴＥＣゲインズビル）は質量分解能を改善するために速度圧縮（ｖｅｌｏｃＮ７　ｃｏｍｐａｃ日ｏｎ　）技術について記載している（Ｍｕｇａ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）ｏチャトフィールド他（Ｃｈａｔｆｉｅｌｄ　ＦＴ　−ＴＯＦ）は、フライトチューブの端部に配置されたゲートの周波数変調、及び、質量スペクトラ（ｍａｇｓ　５ｐｅｃｔｒａ）を得るための時間領域（目ｍｅ　ｄｏｍａｉｎ　）へのフーリエ変換の方法を記載する。この方法はデユーティサイクルを改善するために設計された。

コツター他（ＶａｎＢｒｅｅｍｅｎ、Ｒ９Ｂ、：Ｓｎｏｗ。

Ｍ、：Ｃｏｔｔｅｒ、Ｒ，Ｊ、、Ｉｎｔ、Ｊ、Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、Ｉｏｎ　Ｐｈｙｓ、４９（１９８３）３５．；Ｔａｂｅｔ、Ｊ、Ｃ，；Ｃｏｔｔｅｒ、ＲｏＪ、、Ａｎａｌ、Ｃｈｅｍ、　５６（１９８４）　１６６２；０１　ｔｈｏｆ　ｆ、Ｊ、　Ｋ、；Ｌｙｓ、　Ｉ：Ｄｅｍｉｒｅｖ、Ｐ、：Ｃｏｔｔｅｒ、Ｒ，Ｊ、。

Ａｎａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ、１６　（１９８７）９３）は、ＣｖＣ２０００飛行時間型質量分析計に変形し、タチスト（Ｔｘｃｈｉｓｔｏ；　Ｎ　ｅ　ｅ　ｄ　ｈ　ａ　ｍ、　ＭＡ）モデル２１５Ｇ　の二酸化炭素レーザパルスを用いて、非蒸発性生物分子（ｉｎｖｏｌｓｌｉｌｅ　ｂｉｏｍｏｌＣｃｕｌｅｓ　）の赤外線レーザ脱着（ｄ！５ｏｒｐｌｉｏｎ）を行う。

このグループは更に、５ｋｅｖのセシウムイオンのパルス状（１−５マイクロ秒）のビームと液体サンプルマトリックスとパルス状にイオンを抽出するためのシンメトリックブツシュ／プル装置とを用いてパルス状液体二次飛行時間質量分析計（ｐｕｌｓｅｄ　１ｉｑｕｉｄ　５ｅｃｏｎｄａｒｙ　ｔｉｍｅ−ｏｆ−（ｌｉｇｈｔ　ｍｇｇｓ　ｇｐ＊ｃｌｒｏｍｅｊ＊　（ｌｉｑｕｉｄ　ＳＩＭＳ−ＴＯＦ））を形成する（ＯＬＴＨＯＦＦ、Ｊ、に、；Ｈｏｎｏｖｉｃｈ、Ｊ、Ｐ、；Ｃｏ　ｔ　ｔ　ｅ　ｒ、　Ａｎａ　１．　Ｃｈｅｍ、　５９　（１９８７）　９９９−１００２．　；０１ｔｈｏｆｆ、Ｊ、に、；Ｃｏｔｔｅｒ、Ｒ，Ｊ、、Ｎｕｃｌ、Ｉｎｓｔｒｕｍ、Ｍｅｔｈ　Ｐｈｙｓ、Ｒｅｓ、Ｂ−２６（１９８７）　５６６−５７０）。これらの機器のいずれも、イオン形成と抽出（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｔｔｒａｃｊｉｏｎ）との間の時間遅れ範囲は５−５０マイクロ秒に延長され、ソースから引出される前に大きな分子の準安定切断を可能とするために用いられた。これは質量スペクトラで多くの構造情報を明らかにする。

プラズマ脱着技術は１９７４年にマクファーレン及びトルガーソンにより紹介され（Ｍａｒｆａｒｌａｎｅ、Ｒ，Ｄ、；Ｓｋｏｗｒｏｎｓｋｉ、Ｒ，Ｐ；Ｔｏｒｇｅｒｓｏｎ、Ｄ。

Ｆ、、Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉｏｐｈｙｓ、Ｒｅｓ、Ｃｏｍｍｕｎ、６０　（１９７４）　６１６．　）　、形成されたイオンは平坦な面上で２０ｋＶのもとに置かれる。これには空間的な不確実性がないため、イオンは平行な接地された抽出グリッド（ｅｘｌｒ１ＣＩｉＯ！ｌ　ｇｒｉｄ　）に向けて速やかにその最終運動エネルギにまで加速され、そして、接地されたドリフト領域を通って移動する。高電圧が使用され、質量分解能が　Ｕ　ｏ　／　ｅ　Ｖ　に比例するため、初期運動エネルギ　ＵＯ３は放電子ボルトである。

プラズマ脱着質量分析計は、ロックフェラー（Ｒｏｃｋｅｆｅｌｌ！ｔ　。

Ｃｈａｉ　ｔ、Ｂ、Ｔ、；Ｆｉｅｌｄ、Ｆ、Ｈ，、Ｊ、Ａｍ。

Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、　１０６　（１９８４）　１９３）　、オルセイ（ＯｒｓｘＹ。

ＬｅＢｅｙｅｃ、Ｙ、；Ｄｅｌｌａ　Ｎｅｇｒａ、Ｓ、；Ｄｅｐｒｕｎ、Ｃ，；Ｖｉｇｎｙ、Ｐ、；Ｇｉｎｏｔ、Ｙ、Ｍ。

、Ｒｅｖ、Ｐｈｙｓ、Ａｐｐ　１　１５　（１９８０）　１６３１　）　、パリス（Ｐｘｒｉｓ、　Ｖｉａｒｉ、　Ａ、　Ｂａｌ　１　ｉｎｉ、　Ｊ、　Ｐ、　；Ｖｉｇｎｙ、Ｐ、；５ｈｉｒｅ、Ｄ；Ｄｏｕｓｓｅｔ、Ｐ、；Ｂｉｏｍｅｄ、Ｅｎｖｉｒｏｎ、Ｍａｓｓ　５ｐｅｃｔｒ。

ｍ、１４　（１９８７）　８３　）　、ウプサラ（υｐ＄ｌｌＩ！　、　Ｈａｋａｎｓｓｏｎ、Ｐ、；５ｕｎｄｑｖｉｓｔ、Ｂ、、Ｒａｄｉａｔ。

Ｅｆｆ、６１　（１９８２）　１７９）、及び、ダームスタズ（Ｄａｔｍｓｊｓｄｌ、Ｂｅｃｋｅｒ、Ｏ，；Ｆｕｒｓｔｅｎａｕ、Ｎ、；Ｋｒｕｅｇｅｒ、Ｆ、Ｒ，；Ｗｅｉｓｓ、Ｇ、；Ｗｅｉｎ、Ｋ。

、Ｎｕｃｌ、Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ、Ｍｅｔｈｄｓ　１３９　（１９７６）　１９５）で形成される。プラズマ脱着飛行時間型質量分析計はバイオ−イオン　ノルディック（ＢＩＯ−１ＯＮ　Ｎｏｒｄｉｃ）　（Ｕｐｓａｌ　ｌａ、Ｓｗｅｄｅｎ）により市販されている。プラズマ脱着は、Ｍ　ｅ　Ｖ　範囲の運動エネルギを持つブライマリイイオン粒子に脱着／イオン化（ｄｅｓｏｒｐｌｉｏｎ／１ｏｎａｘａｆｉｏｎ　）を誘起するために用いられる。同様な機器がマニトバ（Ｍａｎｉｔｏｂｌｔ　Ｃｈａｉ　ｔ、Ｂ、Ｔ、；　Ｓｔａｎｄｉｎｇ、に、Ｇ、。

Ｉｎｔ、Ｊ、Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、　Ｉｏｎ　Ｐｈｙｓ、４０　（１９８１）　１８５）で製造され、ｋｅＶ　範囲のブライマリイイオンを用いるものの、市販されていない。

田中他（Ｔａｎａｋａ、に、；Ｗａｋｉ、Ｈ，；　Ｉｄｏ。

Ｙ、；Ａｋｉｔａ、Ｓ、；Ｙｏｓｈｉｄａ、Ｙ、；Ｙｏｓｈｉｃａ、Ｔ、、Ｒａｐｉｄ　Ｃｏｍｍｕｎ、Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、２　（１９８８）１５１）、及び、カラスとヒレンカンブ（Ｋａｒａｓ、Ｍ、；Ｈｉ　１１ｅｎｋａｍｐ、Ｆ、。

Ａｎａ　Ｉ　Ｃｈｅｍ、６０　（１９８８）　２２９９　）により導入されたマトリックスアシストのレーザ脱着（Ｍ＊ｔｒｉｘ−■ｔｉｓｔｅｄ　ｌ５ｓｃｒ　ｄ！５ｏｒｐｌｉｏｎ）は１００，０００ドルトンを越えるプロティンの分子質量を測定するために飛行時間型質量分析計を使用する。この機器は、ロックフェラー（Ｂｅａｖｉｓ、Ｒ。

Ｃ，；Ｃｈａｉｔ、Ｂ、Ｔ、、Ｒａｐｉｄ　Ｃｏｍｍｕｎ。

Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、　３　（１９８９）　２３３）で製造され、ベステック（ＶＥＳＴＥＣ，Ｈｏ　ｕ　ｓ　ｔ　ｏ　ｎ、　ＴＸ）により市販されており、３０ｋｅｙのエネルギへのイオンの迅速２ステージ抽出を採用する。

一定の抽出領域（ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｅｘｊｒａｃｌｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ　）を持つ飛行時間型機器も、短パルスレーザを用いて、多光子イオン化を使用している。

したがって、上述の機器はリニアー飛行時間型であり、すなわちイオンが加速されドリフト領域に入ることが可能となった後に、更にフォーカシングするものではない。エネルギフォーカシングを追加するための２つの試みが用いられており、これにはドリフト領域を通してイオンを背部に反射させること、及び、静電エネルギフィルタを通してイオンビームを通過させることである。

反射（あるいはイオンミラー）は最初にマミリン（Ｍａｍｙｒｉｍ、Ｂ、Ａ、；Ｋａｒａｔａｊｅｖ、Ｖ、Ｊ、；Ｓｈｍｉｋｋ、Ｄ、Ｖ、；Ｚａｇｕｌ　ｉｎ、Ｖ、Ａ、、５ｏｖＰｈｙ　ｓ、Ｊ　ＥＴＰ　３７　（１９７３）　４５　）が記載している。ドリフト領域の端部で、イオンは減速領域（ｒｅｔａｒｄｉｎｇ　ｆｉｅｌｄ　）に入り、この減速領域から僅かな角度でドリフト領域に反射して戻される。イオンは反転する前により大きな運動エネルギで反射領域により深く貫通しなければならないことから、質量分解能が改善される。これらの早いイオンはディテクターで遅いイオンに補足（ｃａｔｃｈ　ｕｐ）され、焦点を合わせられる。ヒレンカンブ他（Ｈｉ　１１　ｅｎｋａｍｐ、Ｆ、；Ｋａｕｆｍａｎｎ、Ｒ，；Ｎ１ｔｓｃｈｅ、Ｒ，；Ｕｎｓｏｌｄ。

Ｅ、、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、８（１９７５）３４１）により導入され、レイボルド　ヘラウス（Ｌｅｙｂｏｌｄ　ＨｅｒｅａｕＳ）によりｒＬＡＭＭＡＪ　（ＬＡｓｅｒ　Ｍｉｃｒｏｐｒ。

ｂｅ　Ｍａｓｓ　Ａｎａｌｙｚｅｒ）として市販されたリフレクトロン（ｒｅｆｌｅｃｆｒｏｎ）が、レーザマイクロプローブに用いられている。同様な機器がｒＬＩＭＡＪ　（Ｌａｓｅｒ　１ｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ａｎａｌｙｚｅｒ）としてカムブリッジ　インストウルーメント（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ　Ｉｎ５ｔｒｕａ＋ｔｎｌｓ　）により市販されている。ベニングホーブン（Ｂｅｎｎｉｎｇｈｏｖｅｎ　ｒｅｆｔ＜ｃｊｔｏｎ　）はＳ　Ｉ　ＭＳ　（ｓｅｃｏｎｄａｒ７　ｉｏｎ　ｍ５ｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍ！ｔＣｒ　）について記載しており、これもリフレクトロンを用い、レイボルド　ヘラウスにより商品化されている。反射５１ＭＳ器もスタンディング（Ｓｔａｎｄｉｎｇ、に、Ｇ、ＨＢｅａｖｉｓ、Ｒ，；Ｂｏｌ　１ｂａｃｈ、Ｇ、；Ｅｎｓ、Ｗ。

；Ｌａｆｏｒｔｕｎｅ、Ｆ、；Ｍａｉｎ、Ｄ、；５ｃｈｕｅｌｅｒ、Ｂ；Ｔａｎｇ、Ｘ、；Ｗｅｓｔｍｏｒｅ、Ｊ、Ｂ、。

Ａｎａｌ、Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ、１６　（１９８７）１７３）。

レベツク　（Ｄｅｌｔａ−Ｎｅｇｒａ、Ｓ、；Ｌｅｙｂｅｙｅｃ、Ｙ、、「ｉｏｎ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｏｒｇａｎｉｃ　５ｏｌｉｓ　ＩＦＯ８ＩＩＩＪ、Ａ、Ｂｅｎｎｉｎｇｈｏｖｅｎ編、４２−４５頁、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ− ｖｅｒｌａｇ、Ｂｅｒｌｉｎ　（１９８６））は同軸状反射飛行時間について記載しており、これは入射イオンと同じくドリフトチューブ内を同じ経路に沿って反射し、初期ビーム（反射してない）を通過させる中心孔を設けたチャンネルプレートディテクター上のその到達時間を記録する。この構造は（ｇＣｏｍｅｌｒｙ）は田中他（Ｔａｎａｋａ、に、；Ｗａｋｉ、Ｈ。

；Ｉｄｏ、Ｙ、；Ａｋｉｔａ、Ｓ、Ｙｏｓｈｉｄａ、Ｙ、；Ｙｏｓｈｉｄａ、Ｔ、によるｒＲａｐｉｄ　Ｃｏｍｍｕｎ。

Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、２　（１９８８）　１５１）によりマトリックスアシストされたレーザ脱着（ｍ＊１ｒｉｘ　ａｓｓｉｔｌｅｄ　Ｉｘｕｒ　ｄＣｓｏｒｐｔｉｏｎ）のために用いられている。シュラグ他（Ｇｒｏｔｅｍｅｙｅｒ、Ｊ、；Ｓｃｈｌａｇ、Ｅ、Ｗ、、Ｏｒｇ。

Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、２２（１９８７）７５８）は、２レーザ機器上でリフレクトロンを使用する。第ル−ザは固体サンプルを消滅（ａｂｌａｌｔ）させるために用いられ、第２レーザは多光子イオン化によりイオンを形成する。この機器はブルー力（Ｂｒｕｋｅｒ）から入手できる。ウォルニック他（Ｇ　ｒ　ｉｘ。

、Ｒ，；Ｋｕｔｓｃｈｅｒ、Ｒ，；Ｌｉ、Ｇ、；Ｇｒｕｎｅｒ、Ｕ、；Ｗｏｌ　１ｎｉｋ、Ｈｏ、Ｒａｐｉｃｆ　ＣｏｍｍｕｎｌＭａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、２　（１９８８）８３）は、パルストイオンエクストラクションと組合わせてリフレクトロンを使用することについて記載し、電子衝撃イオン化により形成された小さなイオンに対して１／２０，０００の程度の質量分解能を達成した。

リフレクトロンに代えて、静電エネルギ領域中にイオン通過させることがあり、ダブルフォーカシングセクター機器の場合と同様である。この試みは、最初にポスチェンローダーにより記載された（Ｐｏｓｃｈｅｎｒｏｅｄｅｒ、Ｗ、、１ｎｔ、Ｊ、Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ＋　Ｉｏｎ　Ｐｈｙｓ６　（１９７１）　４１３）　、桜井他（Ｓａｋｕｒａｉ、Ｔ、；Ｆｕｊ　ｉ　ｔａ、Ｙ、；Ｍａ　ｔ　ｓｕｏ、Ｙ、；Ｍａｔ　５ｕｄａ、Ｈ。

；Ｋａｔａｋｕｓｅ、Ｉ、、Ｉｎｔ、Ｊ、Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、Ｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　６６　（１９８５）２８３）は、飛行時間路中に４静電エネルギアナライザ（ＥＳＡ）を採用した飛行時間型機器を開発した。ミシガン州ではＥＴＯＦとして知られている機器が、ＴＯＦアナライザ（Ｍｉｃｈｉ　ｇａｎ　ＥＴＯＦ）に標準ＥＳＡを使用する。

レベック他（Ｄｅｌｌａ−Ｎｅｇｒａ、Ｓ、；Ｌｅｂｅｙｅｃ、Ｙ、、Ｉｏｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｏｒｇａｎｉｃ　５ｏｌｉｓ　ＩＦＯ８ＩＩＩ、Ａ、Ｂｅｎｎｉｎｇｈｏｖｅｎ編、４２−４５頁、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｂｅｒｌ　ｉｎ　（１９８６））は、相関反射スペクトラ（ｃｏｔｒｅｌｉｌｅｄ　ｒｅｆｌｅｘ　５ｐｔｃｊｒｓ　）として知られている技術について記載しており、これは所定の分子イオンから生じる断片イオンの情報を提供することができる。この技術では、フライトチューブ内の切断から生じる中性種（＋ｚｕｔｒｔｌ　５ｐｅｃ：ｔりが、親物質と同じ飛行時間でリフレクトロンの背部のディテクターにより記録される。反射したイオンは中性種が予め選択した時間窓内に記録されたときにのみ記録される。

したがって、生じたスペクトラは、特定の分子イオンに対して断片イオン（構造的に）の情報を提供する。この技術は、スタンディング（Ｓｔａｎｄｉｎｇ、に、Ｇ、；Ｂｅａｖｉｓ、Ｒ，；Ｂｏｌｌｂａｃｈ、Ｇ、；Ｅｎｓ、Ｗ、；Ｌａｆｏｒｔｕｎｅ、Ｆ、；Ｍａｉｎ、Ｄ、；５ｃｈｕｅｌｅｒ。

Ｂ；Ｔａｎｇ、Ｘ、；Ｗｅｓｔｍｏｒｅ、Ｊ、Ｂ、、Ａｎａｌ、Ｉｎｓ　ｔ　ｒｕｍｅｎ、１６　（１９８７）　１７３）により用いられている。

飛行時間型質量分析計は質量領域を走査しないが、しかし、それぞれのイオン化に続く全ての質量のイオンを記録し、この作動モードはダブルフォーカシングセクター機器で得られるリンクされたスキャン（ｌｉｎｋｅｄ　ｓｃ口）に類似する。双方の機器では、ＭＳ／ＭＳ情報が高分解能の代償として得られる。更に、相関反射スペクトラは各飛行時間サイクルに単一のイオンを記録する機器でのみ得ることができ、したがって各レーザパルスに続いて高イオン流を形成する方法（例えばレーザ脱着）との互換性はない。したがって、高分解能を持つ真のタンデム式飛行時間構造は、コリジヨンチャンバで分離された２つの反射型マスアナライザを備える。

例えばプラズマ脱着（ＭａｃＦａｒｌａ’ｎｅ、Ｒ，Ｄ、；Ｓｋｏｗｒｏｎｓｋｉ、Ｒ，Ｐ、；Ｔｏｒｇｅｒｓｏｎ、Ｄ。

Ｆ、Ｂｉｏｃｈｅｍ、Ｂｉｏｐｈｙｓ、Ｒｅｓ、Ｃｏｍｍｕｎ、６０　（１９７４）　６１６　）、レーザ脱着（ＶａｎＢｒｅｅｍｅｎ、ＲｏＢ、；Ｓｎｏｗ、Ｍ、；Ｃｏｔｔｅｒ、Ｒ，Ｊ、。

Ｉｎｔ、Ｊ＋Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、Ｊｏｎ　Ｐｈｙｓ、４９（１９８３）３５　；Ｖａｎ　ｄｅｒ　Ｐｅｙｌ、Ｇ、Ｊ。

Ｑ、；Ｉｓａ、に、；Ｈａｖｅｒｋａｍｐ、Ｊ、；Ｋｉｓｔｅｍａｋｅｒ、Ｐ、Ｇ、；Ｏｒｇ、Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍ、　１６　（１９８１）　４１６）　、高速原子ボンバードメント（Ｂａｒｂｅｒ、Ｍ、；Ｂｏｒｄｏｌｉ、Ｒ，Ｓ、；Ｓｅｄｗｉｃ、Ｒ，Ｄ、；Ｔｙｌｅｒ、Ａ、Ｎ、、Ｊ、Ｃｈｅｍ、Ｓ。

ｃ、　、Ｃｈｅｍ　Ｃｏｍｍｕｎ、（１９８１）　３２５−３２６　）　、及び、エレクトロスプレィ（ｅｌｅｃｊｔｏｓｐｒａ７）　（Ｍ　ｅ　ｎ　ｇ、Ｃ，Ｋ、；Ｍａｎｎ、Ｍ、Ｆｅｎｎ、Ｊ、Ｂ、、Ｚ、Ｐｈｙｓ、ＤＩＯ（１９８８）　３６１）等の新しいイオン化技術により、プロティン及びペプチド、グリコペプチド、グリコリピド（ｇ１７ｃｏｌｉｐｉｄｓ　）及び他の生物学的成分の化学構造を化学的誘導することなく調べることができるようになった。無傷のプロティンの分子量は、飛行時間型質量分析計あるいはエレクトロスプレィイオン化装置上でマトリックスアシストされたレーザ脱着を用いて測定することができる。より詳細な構造分析のために、プロティンはＣＮＢｒを用いて、あるいは、トリプシン（ｌｒ７ｐｓｉｎ　）あるいは他のプロテアーゼ（ｐｒｏｔｕｕｔ　）を用いて酵素により全体的に化学的にへき関される。これによる断片はそのサイズにしたがい、マトリックス−アシストされたレーザ脱着、プラズマ脱着あるいは高速原子ボンバードメントを用いて写像（ｍｘｐｐｅｄ）することができる。

この場合、ペプチド断片の混合物（蒸解　ｄｉｇｕｔ）が直接間べられ、これにより、ペプチドのそれぞれの質量に対応する分子イオンの集まり（ｃｏｌｌｅｃｌｉｏｎ）を持つ質量分析となる。最終的に、蒸解の分別、これに続いてその順序に対応する断片イオンを観察するために各ペプチドの質量分光分析により、プロティン全体を形成する各ペプチドのアミノ酸配列を調べることができる。

タンデム式質量分析計がその主要な利点を有するのは、ペプチドの配列のためである。一般に、多くの新しいイオン化技術は正常な分子イオンの処理には有効であるが、しかし断片を形成するにはそうではない。タンデム式機器では、第１の質量分析計は所要のペプチドに対応する分子イオンを通過させる。これらのイオンはコリジヨンチャンバ内で切断され、断片イオン（あるいは配列）のスペクトルを記録する第２の質量分析計内に抽出され、焦点を合わせられる。

本発明は、コリジヨンチャンバを介して結合された２つの反射型マスアナライザを有するタンデム飛行時間型質量分析計のための特別な構造に関する。この機器の新しい特徴は接地された真空ハウジングに対して電気的に浮動状態とすることができる特別に形成されたフライトチャンネルを使用することである。この構造は、イオン源からのイオンのパルストエクストラクション（ｐｕｌｌｅｄ　ｔｘｔｒｘｃｌｉｏｎ　）あるいはコンスタントフィールドエクストラクション（ｃｏｎｓｌｕｔ　ｆｉｔｌｄ　＜ｘｉｒｘｃｌｉｏｎ　）を可能とし、コリジヨンチャンバ内での低あるいは高エネルギ衝突を可能とする。さらに、この機器は、アインゼルフォーカシング（ｓｉｎｕｌ　Ｉｏｃｕｇｉｎ（）　、スフウェアークロスセクションリフレクトロン（ｔｑｕｍｔｅ　ｃｔｏＩｉ−ｕｃｌｉｏｎｉｌｒ！目ｅｃｌｒｏｎｓ）および比較的高い（６°）リフレクトロン角度を含み、物理的に小さなサイズとする。

本発明の他の目的、特徴、更に構造に関する部材の作動方法および機能、部材の組合わせ、および、製造上の経済性は、本明細書の一部を形成する添付図面を参照する下記詳細な説明を考慮することにより明らかとなる。

図面の簡単な説明第１図は本発明のシステムの図式的な断面図、第２図はドリフトチャンバの図式的な断面図、第３Ａ図および第３Ｂ図は第２図の３Ａ−３Ａ方向および３Ｂ−３Ｂ方向、に沿うドリフトチャンバの上部および底部の図である。

現時点で好ましい実施例の詳細な説明タンデム式飛行時間型質量分析計１００の一連の平行レンズ部材６は、イオン化、エクストラクション、加速およびフォーカシング領域の電気フィールドを限定する。サンプルは、レンズスタックに直角でパルストレーザビーム１０に直列に挿入されたプローブチップ８上に導入される。パルストエクストラクションモード（ｐｕｌｓｅｄ　ｅｃｔｒａｃｔｉ。

ｎ　ｍｏｄｅ）では、イオン化領域１２に近接するレンズは接地電位である。レーザパルスに続いて、これらのレンズはパルス作動されて（ｐｕｌｓｅｄ）負イオンをディテクタＤ１の方向に、正イオンをマスアナライザ１の方向に抽出する。このパルスの高さはスペースフォーカシング（ｓｐａｃｅ　ｆ。

ｃｕｓｉｎｇ）を提供し、すなわちイオン化領域１２の後方に向けて形成されたイオンは、第１リフレクトロンＲ１への人口に達したときに、イオン化領域１２の前部で形成されたイオンに追付くのに充分な追加加速エネルギを受ける。数マイクロ秒の時間遅れが、レーザパルスとエクストラクションパルス（ｅｃｌｒａｃｌｉｏｎ　ｐｕｌｓｅ）との間に導入され、準安定フォーカシング（ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ　ｆｏｃｕｓｉｎｇ）を形成する。これはエクストラクションフィールドの適用前に、準安定イオンの崩壊（１ｒｘｇｍｅｎｊ）を可能とする。このようなイオンは質量分析計内でフラグメントイオンとして記録される。更に、これは加速中に断片となり質量分解能が低下する可能性を減少する。

（ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｆｉｅｌｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｏｄｅ）では、イオン化領域１２は高電位あるいは接地電位とされる。いずれの場合も、イオン化領域の一方の側の第ルンズ部材は、スペースフォーカシングのためにイオン化領域を横切るコンスタントフィールドを提供するように調整される。

残りのレンズ部材はイオンをその最終運動エネルギまで加速し、最後のレンズはドリフ５ト領域３の電圧とされる。１あるいはそれ以上のこれらのレンズは、リフレクトロンＲ１の人口でＸＹ平面内の焦点にイオンが集まるように調整される。

２つの他のレンズはスプリットレンズであり、ＸおよびＹ方向に操向する。Ｘレンズはプローブから脱着された（ｄｅ＠ｏｔｂ！ｄ）イオンの平均運動エネルギの大きなものをＸ方向で修正する。これらのレンズの全ての電圧は、パルストおよびコンスタントフィールドエクストラクションモードの双方で固定されている。

２クアドロポール　フォーカシングレンズ５も設けられている。これらは、サーキュラ　イオン　ビームをリボンビームに変換する。これはビームを、リフレクトロン角度の方向であるＸ方向でより高度に焦点合わせすることを可能とする。

一般的には、ドリフト領域３を接地電位に、イオン化領域１２を高電位にするのがより好適である。しかし、ＢｅｎｄｉｘＭＡ−２およびＣＶＣ−２０００質量分析計は、接地されたイオン源を用いてパルス回路を容易とし、そしてドリフト領域を高電圧でフローティングされているＣｆｌｏｓｔｉｎｇ）ライナー（ｌｉｎｅｒ）内に囲み、この領域を真空ハウジングからシールドしている。ライナーはリフレクトロンを備える機器のために形成することは困難であり、したがって、市販されているリフレクトロン機器にはフローティングドリフト領域を用いているものがない。

我々の場合は、フロート可能なドリフト領域３の必要はパルストエクストラクションに使用により記述される。更に、生成されたイオンがプライマリ−イオンよりも高位の運動エネルギに加速されるときに、高エネルギ衝突が最も好適に行われる。この場合、マスアナライザ１．２内のドリフト領域３．４はそれぞれ電圧が異なる。後述する構成は、オプティカルベンチ（図示しない）に装架される方形真空ハウジング７内に組込むのが容易である。更に、モデュラー構造とする。

すなわち、この構造はリフレクトロンフォーカシングを採用するＭＳおよびＭＳ／ＭＳ構成の双方に使用することができる。

ドリフトチャンバ３，４は、それぞれ３０４ステンレス鋼の単一のバ一部材から形成されており、機械加工（ｍｉｌｌｚｄ）されて第２図に示すように１インチ（約２５．４ｍｍ）径の四角形状のりフレクティングチャンバに形成される。マスアナライザ１では、イオン入口面９はイオンエクストラクション、加速およびフォーカシングレンズの全てのものの装架ブロックとして作用する。反射面１１はイオンの入口に対して３゜傾斜しており、リフレクトロンのためのマウントとして作用する。イオン出口面１３はイオン入口に対して６″傾斜しており、コリジヨンチャンバ１５　（ＭＳ／ＭＳ構成では）を装架しあるいはディテクター（図示せず）（ＭＳ構成では）を装架するために用いられる。マスアナライザ２では、イオン入口とイオン出口とが逆になっている（第１図参照）。第３Ａ図および第３Ｂ図に示すようにステンレス鋼のグリッド１７が、開口した上部および底部面に取付けられ、フィールドペネトレイション（目＜Ｉｄ　ｐｅｎｚｔｒａｊｉｏｎ　）を防止し、良好なポンピングスピード（ｐｕｍｐｉＢ　５ｐｕｄ　）を可能とする。

リフレクトロンＲ１，Ｒ２は方形レンズ（ｓｑｕａｒｅ　Ｉｓｎｇｅ＠）で形成され、その内径は１．５インチとなっている。リフレクトロンＲ１，Ｒ２は２ステージ（ｔｗｏ−ｓ　ｔａｇｅ）とすることができ、第１および第４レンズにグリッドを取付け、あるいは、各レンズの電圧を調整することでフィールドを形成するグリッドレス（ｇ　ｒ　ｉ　ｄ　１　ｅ　ｓ　ｓ）とすることができる。第ルンズは常にドリフトチャンバと同じ電位である。

この機器がリニアーモード（ｌｉｎｓｘｔ　ｏＩｏｄｓ　）すなわちイオンが反射することなく検知される場合には、すべてのレンズはドリフトチャンバの電位である。この機器がリフレクトロンモード（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒｏｎ　ｍｏｄｅ）で使用される場合は、最後のレンズ（グリッド）の電位は、全てのイオンが確実に反射されるように調整される。

衝突領域１９は減速レンズ（ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ　ｌ！ｎｓ＊）　２１のセットと、コリジヨンチャンバ１５自身と、再加速レンズ２３とを備える。コリジヨンチャンバ１５の前後面は互いに電気的に分離されており、イオン源（ｌｈ！５ｏｕｒｃｅ）における場合と同じ方法で生成イオンのパルストエクストラクション（ｐｕｌｓｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）を可能とする。コリジヨン領域１９の全体は異なる態様でポンプ作用（ｐｕｍｐｅｄ）される。

この機器内には全体で５つのディテクタがあり、これらの全ては複式チャンネルプレートディテクタ（ｄｕｘｌ　ｃｈｕｕｌｐｌ＊ｔｅ　ｄｔｌｅｃｔｏｔ）である。第１デイテクタＤＩはイオン源（例えばプローブチップ８）の背部に配置されており、質量分析されるものと反対の極性を持つイオンの全体のイオン流を検出する。第２デイテクタＤ２は第１リフレクトロンＲ１の背部に配置されており、リニアーモード（Ｌｉｎｅａｒ　ｍ。

ｄｅ）でＭＳスペクトル（ＭＳ　５ｐｅｃｔｒａ）を記録するために使用される。このディテクタは更にエクストラクションおよびフォーカシングレンズ５の初期チューニングにも使用される。第３デイテクタＤ３はコリジヨン領域への入口に配置されている。このディテクタは同軸タイプすなわちイオンビームの通過するための小径の孔がその中心に配置されている。このディテクタは、電圧あるいは反対の極性が第１ドリフトチヤンバ３の端部で一対のデフレクションプレートに作用したときに、リフレクトロンモード（ｒｅｆｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｏｄｅ）のＭＳスペクトルを記録する。イオンはこのディテクタを通るように選定され、デフレクションプレート上で電位を急速に逆転することによりそのＭＳ／ＭＳスペクトルが得られる。第４デイテクタＤ４は第２リフレクトロン（ｒｅｆｌｅｃｔｒｏｎ）の背部に配置され、コリジヨンチャンバ上のエクストラクションレンズの初期チューニングを行う。最後のディテクタＤ５はＭＳ／ＭＳスペクトルを記録するために用いられる。いずれかのディテクタの出力は、好適なプリアンプを介して質量スペクトルを表示するためにトランジエ：／トレコーダ（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｒｅｃｏｒｄｅｒ　（図示せず））に供給される。

この実施例では５つのディテクタを備えるが、機器を作動するためには２つのディテクタすなわちディテクタＤ３．Ｄ５のみが必要であるに過ぎない。第１のディテクタＤ３はＭＳスペクトルを記録し、表示する。特定マス（ｍａｓｓ）のイオンは選定され、各飛行時間サイクルの好適な時間にゲートで制御されてディテクタＤ３を通過し、コリジヨンチャンバくに入り、生成イオン（ｐｒｏｄｕｃｌ　ｉｏｎ　）はディテクタＤ５を用いて記録され、表示される。

イオン化領域１２と、コリジヨンチャンバ１５と、２つのドリフト領域３，４と、２つのリフレクトロンＲ１，Ｒ２とは全て電気的に分離されており、＋６ｋＶから一６ｋＶまで、パルストあるいはコンスタントフィールドエクストラクション（ｐｕｌｓｅｄ　ｏｒ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｆｉｅｌｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）及び高低エネルギ衝突（ｈｉｇｈａｎｄ　ｌｏｗ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓ）のために好適に変化することができる。この機器は種々のモードで使用することができるが、２つの例をその多用性を示すために説明する。

多分、高エネルギ衝突をタンデム式ＴＯＦ　（ｔａｎｄｅｍＴＯＦ）で行うことが最も困難であり、これは生成イオンがかなりの（しかし異なる）運動エネルギを持つからである。

したがって、例えば、１ｅＶのエネルギ幅（！ｎｅｔｇｙ　＠ｐｒｕｄ　）を持つ陽子を加えられた分子イオン（ｐｒｏｔｏｍａｌｅｄ　ｍｏｌｔｃｕｌｕｉｏｎ）ビームが５ｅＶでヘリウムに衝突すると、平均エネルギ２，５ｅＶのその質量の約半分のフラグメントイオンが生成される。リフレクトロンは小さなエネルギ幅を修正することができるが、この生成イオンはリフレクトロンの始めの半分を貫通するに過ぎず、焦点に集めることはできない。１の可能性は、小さな運動エネルギを持つイオンがリフレクトロンのリニア一部を貫通するように深い（ｄ　ｅ　ｅ　ｐ）リフレクトロンを形成することである。これに代え、プライマリ −イオンのエネルギよりも高エネルギまで生成イオンを再加速することもできる。この場合には、イオン化領域１２に２ｋＶに浮動電位をかけ、第１ドリフト領域３は接地電位とする。

第１リフレクトロンＲ１の高端部は２ｋＶよりもわずかに上とし、コリジヨンチャンバ１５（これを接地電位とした場合）に入るイオンを減速しないとすると、衝突エネルギは２ｋｅｙとなる。衝突の後、全てのイオンは６ｋｅＶで追加加速され、第２ドリフト領域４は一６ｋＶとなる。したがって、残るイオンは８ｋｅＶの最終エネルギを持ち、リフレクトロンＲ２に入り、一方、質量半分（ｈａｌｆ−ｍａｓｓ）の生成イオンは７ｅＶの平均エネルギを持つ。両イオンともリフレクトロン内に良好に貫通し焦点を合わせられる。

低エネルギの衝突はかなり簡単に行うことができる。この場合には、イオン源を接地してパルストエクストラクション（ｐｕｌｓｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）を可能とし、第１ドリフト領域３の電圧を一６ｋＶに設定することによりイオンを６ｋＶの全加速電圧まで加速することができる。ゲートパルスは所要のイオンを通し、コリジヨンチャンバ１５を一１００ｖにフローティングさせることにより、１００ｅＶに減速される。そして、生成イオンは、第１ドリフト領域と同じように第２ドリフト領域４を一６ｋＶに設定することにより６ｋｅＶに再加速され、これにより第２リフレクトロンＲ２に入る全ての生成イオンは５．９００から６．０００ｅＶのエネルギ幅となる。パルストエクストラクション（ｐｕｔｓｅｄ　ｅｃｔｒａｃｔｉｏｎ）が使用されない場合は、イオンか領域１２を６ｋＶの電位に、第１ドリフト領域３を接地に、コリジヨンチャンバ１５を５，９００Ｖに、第２ドリフト領域４を一６ｋＶに設定することができ、第２リフレクトロンＲ２に入るエネルギの範囲が１１．９００から１２゜０００ｅＶ、あるいは約０．８％となる。より低いプライマリ−エネルギ（イオン源イオン化領域１２あるいはドリフト領域の一方がフローティング）を使用して解離（ｄｉｕｏｃｉａ目ｏｎ）のための所要のピーク間の時間分離（ｊｉｍ＜　５ｔｐｘｒａｌｉｏｎ　）を改善することができる。したがって、この構成は多用性があり、分解（ｒｕｏｌｕｌｉｏｎ）及び切断（（ｒｘｇｍｔｎｊｇｌｉｏｎ　）の双方に最も効果的に使用することができる。

イオン光学系（ｉｏｎ　ｏｐｔｉｃｓ）は、矩形のアルミニューム製コフィンチャンバ（ＣＯ目ｉｎ　ｃｈｉｍｂ！ｔ）内に装架され、テフロンのアライメントレール上に配置される。この真空チャンバはＭＳあるいはＭＳ／ＭＳ構成を収容することができる。電気フィードスルー、ポンプ、イオンゲージ、レーザビーム入口窓、及び、サンプルプローブは全て標準的なＡＳＡフランジを介して真空ハウジング７の側部に装架される。

以上、現在−も実際的で好ましいと考えられる実施例に関連して本発明を説明したが、本発明はここに開示した実施例に制限されるものではなく、添付の請求の範囲のめる範囲内の種々の変形および均等物をも含むものである。

ユ→−ニー（補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成５年１１月１５日

Claims

【特許請求の範囲】

１．接地された真空ハウジングと、第１及び第２リフレクティングタイプのマスアナライザとを備え、このマスアナライザがコリジョンチャンバを介して結合され、第１及び第２フライトチャンネルのそれぞれを有し、この第１及び第２フライトチャンネルと前記真空ハウジングとコリジョンチャンバとが互いに電気的に分離可能であるタンデム式飛行時間型質量分析計。
２．前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザと第２リフレクティングタイプのマスアナライザとは、それぞれ第１，第２及び第３開口を備え、前記コリジョンチャンバがこの第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第３開口を、前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザの第３開口に連結する請求項１記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
３．前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザは、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザのリフレクトロンモードスペクトルを検出するための第１ディテクタを備え、前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザは、前記タンデム式飛行時間型質量分析計のスペクトルを検出するために第２ディテクタを備える、請求項１記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
４．前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザは、第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第３開口に近接して配置された第１ディテクタを備え、この第１ディテクタは第１リフレクティングタイプのマスアナライザのリフレクトロンモードのスペクトルを検出し、前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザは、第２リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口に近接して配置された第２ディテクタを備え、この第２ディテクタは前記タンデム式飛行時間型質量分析計のスペクトルを検出する、請求項２記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
５．第１リフレクタが、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第２開口に連結され、第２リフレクタが前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザの第２開口に連結される請求項２記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
６．第１リフレクタが前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第２開口に連結され、第２リフレクタが前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザの第２開口に連結される請求項４記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
７．正に荷電されたイオンと負に荷電されたイオンとを抽出して正に荷電されたイオンを前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザに提供するイオン化領域と、前記負に荷電されたイオンの全体の流れを検出するディテクタとを更に備える請求項１記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
８．前記第１及び第２フライトチャンネルと、前記接地された真空ハウジングと、前記コリジョンチャンバとは、前記イオン化領域に対して電気的に分離されている請求項７記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
９．前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口の近部に、正に荷電されたイオンと負に荷電されたイオンとを抽出して前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザに正に荷電されたイオンを提供するイオン化領域と、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口に近接して配置され、前記負に荷電されたイオンの全体の流れを検出する第３ディテクタと、を更に備える請求項４記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
１０．前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口の近部に、正に荷電されたイオンと負に荷電されたイオンとを抽出して前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザに正に荷電されたイオンを提供するイオン化領域と、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口に近接して配置され、前記負に荷電されたイオンの全体の流れを検出する第３ディテクタと、を更に備える請求項６記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
１１．前記第１リフレクタ内に配置され、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザのリニアーモードスペクトルを検出する第４ディテクタと、前記第２リフレクタ内に配置され、前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザのリニアーモードスペクトルを検出する第５ディテクタと、を更に備える請求項５記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
１２．前記第１リフレクタ内に配置され、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザのリニアーモードスペクトルを検出する第４ディテクタと、前記第２リフレクタ内に配置されて、第２リフレクティングタイプのマスアナライザのリニアーモードスペクトルを検出する第５ディテクタと、を更に備える請求項１０記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
１３．前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第３開口は、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口に対して第１所定角度で配置され、前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザの第３開口は、前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口に対して第２所定角度で配置されている請求項２記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
１４．前記第１リフレクタは、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口に対して第３所定角度で配置され、前記第２リフレクタは、前記第２リフレクティングタイプのマスアナライザの第１開口に対して第４所定角度で配置されている請求項５記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
１５．前記第１所定角度と第２所定角度とはそれぞれ６°である請求項１３記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
１６．前記第３所定角度と第４所定角度とはそれぞれ３°である請求項１３記載のタンデム式飛行時間型質量分析計。
１７．第１及び第２リフレクティングタイプのマスアナライザを有する真空ハウジングを接地し、前記第１及び第２リフレクティングタイプのマスアナライザをコリジョンチャンバを介して連結し、前記真空ハウジングに対して、第１及び第２リフレクティングタイプのマスアナライザのそれぞれの第１及び第２フライトチャンネルを電気的にフローレィングさせ、そして、前記第１リフレクティングタイプのマスアナライザのリフレクトロンモードスペクトルを検出する工程を備え、タンデム式飛行時間型質量分析計を使用して分子の化学構造を検出する方法。
１８．ダブルリフレクティングモードで前記タンデム式飛行時間型質量分析計のプライマリーイオン質量スペクトルを検出する工程を更に備える、請求項１７に記載のタンデム式飛行時間型質量分析計を使用して分子の化学構造を検出する方法。
１９．前記タンデム式飛行時間型質量分析計の２時イオン質量スペクトルを検出する工程を更に備える、請求項１７に記載のタンデム式飛行時間型質量分析計を使用して分子の化学構造を検出する方法。
２０．イオン形成源とリフレクタとを有する質量分析計の使用に適用可能な、電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置であって、貫通チャンネルを有し、このチャンネルが矩形の横断面を持ち、前記イオン形成源がこのチャンネルにイオンを導入するフライトチューブと、前記フライトチューブを前記イオン形成源とリフレクタとから電気的に分離するための手段とを備える装置。
２１．前記フライトチューブは、更に、前記チャンネル内で前記イオンの伝達方向に沿ってそれぞれが延びる第１及び第２軸方向開口を有する上部及び底部外面と、前記第１及び第２軸方向開口を覆うカバーリング手段とを備え、このカバーリング手段は前記フライトチューブのチャンネル内にフィールド領域を保持しつつポンプアウト効果を生じさせる、請求項２０記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置。
２２．第１電圧が前記フライトチューブに作用され、第２電圧が前記イオン形成源に作用され、前記第１電圧と第２電圧とは独立して変化される請求項２０記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置。
２３．前記チャンネルは更に第１セクションとこの第１セクションに対して鋭角に配置された第２セクションとを有し、前記イオン形成源により前記チャンネル内に導入されたイオンが前記第１セクションを通して伝達し、前記リフレクタで反射されたイオンが前記第２セクションを通して伝達し、更に、前記フライトチューブは、それぞれ第１，第２及び第３開口を内部に有する第１，第２及び第３端部を備え、前記チャンネルの第１セクションが第１開口を第２開口に連結し、前記チャンネルの第２セクションが前記第２開口を第３開口に連結し、前記第１端部がイオン形成源を第１所定角度でフライトチューブに連結し、前記第２端部が前記リフレクタを第２所定角度でフライトチューブに連結する、請求項２０記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置。
２４．矩形の横断面の貫通したチャンネルを有するフライトチューブと、前記フライトチューブに連結され、このフライトチューブのチャンネル内いイオンを導入するためのイオン形成源と、前記フライトチューブに連結され、前記チャンネルを通すイオンを反射するためのリフレクタと、更に前記フライトチューブを前記イオン形成源とリフレクタとから電気的に分離する手段と、を備え、質量分析計の使用に適用可能な電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置システム。
２５．前記フライトチューブは更に、前記チャンネル内のイオンの伝達方向に沿って延びる第１及び第２長手方向開口を有する上部及び底部外面と、前記第１及び第２軸方向開口を覆うカバーリング手段とを備え、このカバーリング手段は前記フライトチューブのチャンネル内にフィールド領域を保持しつつポンプアウト効果を生じさせる、請求項２４記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置システム。
２６．前記フライトチューブの第１電圧と、前記イオン形成源の第２電圧とをそれぞれ独立して変化するための手段をさらに備える請求項２４記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置システム。
２７．前記チャンネルは更に第１セクションとこの第１セクションに対して鋭角に配置された第２セクションとを有し、前記イオン形成源によりチャンネル内に導入された前記イオンが前記第１セクションを通して伝達され、前記リフレクタで反射されたイオンが前記第２セクションを通して伝達され、更に、前記フライトチューブは、それぞれ第１，第２及び第３開口を内部に有する第１，第２及び第３端部を備え、前記チャンネルの第１セクションが第１開口を第２開口に連結し、前記チャンネルの第２セクションが前記第２開口を第３開口に連結し、前記第１端部がイオン形成源を第１所定角度でフライトチューブに連結し、前記第２端部が前記リフレクタを第２所定角度でフライトチューブに連結する、請求項２４記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置システム。
２８．変化可能な第１電圧が前記フライトチューブにかけられ、前記リフレクタが列状に配置された複数の矩形レンズを備え、第２電圧が前記フライトチューブに最も近接する前記レンズの１にかけられ、前記第２電圧は前記フライトチューブに掛けられる前記第１電圧と等しい、請求項２４記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置システム。
２９．イオン形成源とリフレクタとを有する質量分析計と使用するために適用可能な、電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置であって、矩形断面を持ちかつ前記イオン形成源からイオンが内部に導入される貫通チャンネルを有するフライトチューブを備え、前記チャンネルは更に第１セクションとこの第１セクションに対して鋭角に配置された第２セクションとを有し、前記イオン形成源により前記チャンネル内に導入されたイオンが前記第１セクションを通して伝達され、前記リフレクタにより反射されたイオンが前記第２セクションを通して伝達され、更に、前記フライトチューブは更に、それぞれ第１，第２及び第３開口を内部に有する第１，第２及び第３端部を備え、前記チャンネルの第１セクションが第１開口を第２開口に連結し、前記チャンネルの第２セクションが前記第２開口を第３開口に連結し、前記第１端部がイオン形成源を第１所定角度でフライトチューブに連結し、前記第２端部が前記リフレクタを第２所定角度でフライトチューブに連結する、リフレクティングフライトチューブ装置。
３０．前記矩形の横断面はほぼ方形である請求項２０から２９いずれか１記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置。
３１．前記カバーリング手段はワイヤメッシュである請求項２１または２５記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置。
３２．前記分離可能なリフレクティングチューブ装置の２つがタンデム式質量分析計内のタンデム式リフレクティングフライトチューブとして使用される請求項２０または２９記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置。
３３．前記フライトチューブの２つがタンデム式質量分析計内のタンデム式リフレクティングフライトチューブとして使用される請求項２４記載の電気的に分離可能なリフレクティングフライトチューブ装置。