We present here the design of a new tandem mass spectrometer that combines an electrospray ion source with a cryogenically cooled ion trap for spectroscopic studies of cold, gas-phase ions. The ability to generate large ions in the gas phase without fragmentation, cool them to 10K in an ion trap, and perform photofragment spectroscopy opens up new possibilities for spectroscopic characterization of large biomolecular ions. The incorporation of an ion funnel, together with a number of small enhancements, significantly improves the sensitivity, signal stability, and ease of use compared with the previous instrument built in our laboratory.

1.
T. R.
Rizzo
,
Y. D.
Park
,
L. A.
Peteanu
, and
D. H.
Levy
,
J. Chem. Phys.
83
,
4819
(
1985
).
2.
J. R.
Cable
,
M. J.
Tubergen
, and
D. H.
Levy
,
J. Am. Chem. Soc.
110
,
7349
(
1988
).
3.
C. K.
Teh
and
M.
Sulkes
,
J. Chem. Phys.
94
,
5826
(
1991
).
4.
E.
Nir
,
L.
Grace
,
B.
Brauer
, and
M. S.
de Vries
,
J. Am. Chem. Soc.
121
,
4896
(
1999
).
5.
J. R.
Carney
and
T. S.
Zwier
,
J. Phys. Chem. A
104
,
8677
(
2000
).
6.
L. C.
Snoek
,
R. T.
Kroemer
,
M. R.
Hockridge
, and
J. P.
Simons
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
3
,
1819
(
2001
).
7.
L. C.
Snoek
,
E. G.
Robertson
,
R. T.
Kroemer
, and
J. P.
Simons
,
Chem. Phys. Lett.
321
,
49
(
2000
).
8.
T. S.
Zwier
,
J. Phys. Chem. A
105
,
8827
(
2001
).
9.
J. M.
Bakker
,
L. M.
Aleese
,
G.
Meijer
, and
G.
von Helden
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
203003
(
2003
).
10.
M. S.
de Vries
and
P.
Hobza
,
Annu. Rev. Phys. Chem.
58
,
585
(
2007
).
11.
H.
Fricke
,
A.
Funk
,
T.
Schrader
, and
M.
Gerhards
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
4692
(
2008
).
12.
K.
Pagel
,
P.
Kupser
,
F.
Bierau
,
N. C.
Polfer
,
J. D.
Steill
,
J.
Oomens
,
G.
Meijer
,
B.
Koksch
, and
G.
von Helden
,
Int. J. Mass. Spectrom.
283
,
161
(
2009
).
13.
T. R.
Rizzo
,
J. A.
Stearns
, and
O. V.
Boyarkin
,
Int. Rev. Phys. Chem.
28
,
481
(
2009
).
14.
J. B.
Fenn
,
M.
Mann
,
C. K.
Meng
,
S. F.
Wong
, and
C. M.
Whitehouse
,
Science
246
,
64
(
1989
).
15.
F.
Hillenkamp
,
M.
Karas
,
D.
Holtkamp
, and
P.
Klusener
,
Int. J. Mass Spectrom. Ion Process.
69
,
265
(
1986
).
16.
H.
Oh
,
K.
Breuker
,
S. K.
Sze
,
Y.
Ge
,
B. K.
Carpenter
, and
F. W.
McLafferty
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
99
,
15863
(
2002
).
17.
H. B.
Oh
,
C.
Lin
,
H. Y.
Hwang
,
H. L.
Zhai
,
K.
Breuker
,
V.
Zabrouskov
,
B. K.
Carpenter
, and
F. W.
McLafferty
,
J. Am. Chem. Soc.
127
,
4076
(
2005
).
18.
S. B.
Nielsen
,
A.
Lapierre
,
J. U.
Andersen
,
U. V.
Pedersen
,
S.
Tomita
, and
L. H.
Andersen
,
Phys. Rev. Lett.
87
,
228102
(
2001
).
19.
D.
Nolting
,
C.
Marian
, and
R.
Weinkauf
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
6
,
2633
(
2004
).
20.
J.
Oomens
,
N.
Polfer
,
D. T.
Moore
,
L.
van der Meer
,
A. G.
Marshall
,
J. R.
Eyler
,
G.
Meijer
, and
G.
von Helden
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
7
,
1345
(
2005
).
21.
A.
Kamariotis
,
O. V.
Boyarkin
,
S. R.
Mercier
,
R. D.
Beck
,
M. F.
Bush
,
E. R.
Williams
, and
T. R.
Rizzo
,
J. Am. Chem. Soc.
128
,
905
(
2006
).
22.
J. A.
Stearns
,
O. V.
Boyarkin
, and
T. R.
Rizzo
,
J. Am. Chem. Soc.
129
,
13820
(
2007
).
23.
J. A.
Stearns
,
M.
Guidi
,
O. V.
Boyarkin
, and
T. R.
Rizzo
,
J. Chem. Phys.
127
,
154322
(
2007
).
24.
J. A.
Stearns
,
S.
Mercier
,
C.
Seaiby
,
M.
Guidi
,
O. V.
Boyarkin
, and
T. R.
Rizzo
,
J. Am. Chem. Soc.
129
,
11814
(
2007
).
25.
D.
Gerlich
,
Adv. Chem. Phys.
82
,
1
(
1992
).
26.
D.
Gerlich
,
Phys. Scr.
T59
,
256
(
1995
).
27.
J. A.
Stearns
,
C.
Seaiby
,
O. V.
Boyarkin
, and
T. R.
Rizzo
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
11
,
125
(
2009
).
28.
T.
Kim
,
A. V.
Tolmachev
,
R.
Harkewicz
,
D. C.
Prior
,
G.
Anderson
,
H. R.
Udseth
,
R. D.
Smith
,
T. H.
Bailey
,
S.
Rakov
, and
J. H.
Futrell
,
Anal. Chem.
72
,
2247
(
2000
).
29.
T.
Kim
,
K.
Tang
,
H. R.
Udseth
, and
R. D.
Smith
,
Anal. Chem.
73
,
4162
(
2001
).
30.
J. L.
Pittman
and
P. B.
O’Connor
,
J. Am. Soc. Mass Spectrom.
16
,
441
(
2005
).
31.
D.
Gerlich
,
J. Chem. Soc., Faraday Trans.
89
,
2199
(
1993
).
32.
R. M.
Jones
and
S. L.
Anderson
,
Rev. Sci. Instrum.
71
,
4335
(
2000
).
33.
R. M.
Jones
,
D.
Gerlich
, and
S. L.
Anderson
,
Rev. Sci. Instrum.
68
,
3357
(
1997
).
34.
H.
El Aribi
,
G.
Orlova
,
A. C.
Hopkinson
, and
K. W. M.
Siu
,
J. Phys. Chem. A
108
,
3844
(
2004
).
35.
J. S.
Page
,
A. V.
Tolmachev
,
K.
Tang
, and
R. D.
Smith
,
J. Mass Spectrom.
40
,
1215
(
2005
).
36.
J. S.
Page
,
A. V.
Tolmachev
,
K.
Tang
, and
R. D.
Smith
,
J. Am. Soc. Mass Spectrom.
17
,
586
(
2006
).
37.
A. V.
Tolmachev
,
T.
Kim
,
H. R.
Udseth
,
R. D.
Smith
,
T. H.
Bailey
, and
J. H.
Futrell
,
Int. J. Mass. Spectrom.
203
,
31
(
2000
).
38.
B.
Lucas
,
M.
Barat
,
J. A.
Fayeton
,
M.
Perot
,
C.
Jouvet
,
G.
Gregoire
, and
S. B.
Nielsen
,
J. Chem. Phys.
128
,
164302
(
2008
).
39.
S.
Mercier
, Ph.D. thesis,
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
,
2008
.
40.
O.
Asvany
and
S.
Schlemmer
,
Int. J. Mass. Spectrom.
279
,
147
(
2009
).
41.
O. V.
Boyarkin
,
S. R.
Mercier
,
A.
Kamariotis
, and
T. R.
Rizzo
,
J. Am. Chem. Soc.
128
,
2816
(
2006
).
42.
S. A.
Shaffer
,
K.
Tang
,
G. A.
Anderson
,
D. C.
Prior
,
H. R.
Udseth
, and
R. D.
Smith
,
Rapid Commun. Mass Spectrom.
11
,
1813
(
1997
).
You do not currently have access to this content.