串聯(lián)質(zhì)譜法的靶向分析的制作方法
【專(zhuān)利摘要】描述了一種串聯(lián)質(zhì)譜儀和方法。在一個(gè)離子源（10）中產(chǎn)生前體離子并且一個(gè)離子注入器（21，23）經(jīng)由一個(gè)單或多反射TOF裝置（30）向一個(gè)下游離子導(dǎo)向器（50，60）注入離子，該單或多反射TOF裝置該將離子根據(jù)它們的m/z分離為多個(gè)包?？刂圃陔x子注入器（21，23）與離子導(dǎo)向器（50，60）之間的前體離子的路徑中的一個(gè)單通離子門(mén)（40），以使得只允許含有感興趣的前體離子的前體離子包的一個(gè)子集繼續(xù)傳輸至離子導(dǎo)向器（50，60）。提供一個(gè)高分辨率質(zhì)譜儀（70）用于分析被允許穿過(guò)離子門(mén)（40）的那些離子，或者它們的碎片。該技術(shù)允許從寬質(zhì)量范圍的前體中選擇多個(gè)m/z范圍，任選地對(duì)這些所選擇的離子種類(lèi)中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行碎裂。
【專(zhuān)利說(shuō)明】串聯(lián)質(zhì)譜法的靶向分析
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于使用串聯(lián)質(zhì)譜法的離子靶向分析的一種方法和一種設(shè)備。
發(fā)明背景
[0002]三重四極桿質(zhì)譜法是用于復(fù)雜混合物的靶向分析的一種充分發(fā)展的分析技術(shù)。在一個(gè)三重四極桿質(zhì)譜儀中，從一個(gè)離子源中產(chǎn)生離子并且注入到一個(gè)第一四級(jí)桿分析器中。此處，選擇一個(gè)窄的質(zhì)量范圍(m/z)并且該窄的質(zhì)量范圍進(jìn)入包括一個(gè)氣體填充的碰撞單元的一個(gè)第二級(jí)中。通過(guò)與氣體碰撞產(chǎn)生的碎片離子進(jìn)入一個(gè)第二四級(jí)桿分析器中，其中選擇一種特定碎片用于檢測(cè)。
[0003]在用于分析的靶標(biāo)是已知的但與其他分析物相比以非常低的水平存在的情況下，該三重四級(jí)桿技術(shù)允許分離前體以及相對(duì)應(yīng)的感興趣的碎片離子，由此提供一種用于靶標(biāo)分析的穩(wěn)健的定量方法。
[0004]該分析方法的一個(gè)缺點(diǎn)是只有窄窗口的m/z在該第一級(jí)中被分離，其中所有其他m/z在這些四級(jí)桿上損失。這種浪費(fèi)性的運(yùn)行妨礙了快速定量分析，其中多個(gè)靶標(biāo)化合物需要在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分析。在每種情況下，需要將這些四級(jí)桿設(shè)置為接受不同范圍的m/z，并且有效的工作周期是相當(dāng)?shù)偷?可能0.1%_10%，取決于靶標(biāo)的數(shù)量)。
[0005]傳統(tǒng)三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀的一個(gè)替代方案包括在一個(gè)高分辨率、高質(zhì)量準(zhǔn)確度譜中從所有前體中同時(shí)采集所有碎片。一旦已經(jīng)獲得那個(gè)單一譜，可以對(duì)它進(jìn)行搜索以嘗試識(shí)別一個(gè)靶標(biāo)m/z的離子。具有足夠分辨率和質(zhì)量準(zhǔn)確度以允許實(shí)施該效果的分析器包括軌道阱? (Orbitrap?)靜電阱分析器和飛行時(shí)間(T0F)分析器。然而，甚至使用此類(lèi)儀器(分辨能力>50，000至100，000并且質(zhì)量準(zhǔn)確度低于2ppm或甚至更好)，在現(xiàn)代靶向分析實(shí)驗(yàn)中極大的濃度范圍意味著現(xiàn)存的所謂“全質(zhì)量”分析器就線性度、動(dòng)態(tài)范圍和感興趣的一個(gè)特定m/z的檢測(cè)限而言不能與該三重四級(jí)桿裝置競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)于T0F分析器，這些限制由低傳輸和檢測(cè)電子約束造成。對(duì)于該軌道阱?，困難主要是任何外部俘獲裝置的有限電荷容量。
[0006]改進(jìn)質(zhì)量分析的通過(guò)量的一個(gè)方式是進(jìn)行MS/MS，其中將離子束分為多個(gè)包(根據(jù)這些包的m/z)。然后將一個(gè)第一包碎裂,而不損失另一個(gè)包,或與另一個(gè)包并行。將該離子束的分裂為多個(gè)包可以通過(guò)使用存儲(chǔ)廣泛質(zhì)量范圍離子的一個(gè)掃描裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。用于實(shí)施該掃描的合適裝置是一個(gè)3D離子阱，如例如在W0-A-2003/103，010中所披露的；一個(gè)具有徑向噴射的線性阱，如在US-A-7，157,698中所述的；一個(gè)脈沖離子遷移率譜儀(參見(jiàn)，例如，TO-A-00/70335 或 US-A-2003/0213900);—個(gè)減速的線性阱(參見(jiàn) TO-A-2004/085，992)或一個(gè)多反射飛行時(shí)間質(zhì)譜儀如在W0-A-2004/008，481中所述的。
[0007]在每種情況下，質(zhì)量分析的第一級(jí)之后是在一個(gè)碰撞單元中例如(優(yōu)選，一個(gè)具有軸向梯度的碰撞單元)、或通過(guò)一個(gè)脈沖激光器的快速碎裂。使用，例如，另一個(gè)T0F質(zhì)譜儀，但在比該掃描持續(xù)時(shí)間快得多的時(shí)間標(biāo)度上分析這些所得到的碎片(被稱(chēng)為“嵌套時(shí)間”)。然而，該性能仍是受到損害的，因?yàn)橹挥蟹浅Ｓ邢薜臅r(shí)間被分配給每個(gè)掃描(典型地，10 μ S-20 μ s)。[0008]這些所謂的“二維MS”方法似乎提供通過(guò)量而不損害靈敏度，不像更傳統(tǒng)的多通道MS/MS安排，其中大量的并行質(zhì)量分析器(典型地離子阱)用于各自選擇一種前體并且然后從該前體中掃描出這些碎片至一個(gè)單獨(dú)的檢測(cè)器如US-A-5，206，506中所披露的離子阱陣列或US-A-2003/089，846中所披露的多個(gè)阱。
[0009]然而，所有已知的二維MS技術(shù)遭受相對(duì)低的前體選擇分辨率(不比單元分辨率更好)以及相對(duì)低的碎片分析的分辨能力(不大于幾千)影響。而且，這些已知的2維MS技術(shù)是基于俘獲裝置的使用以提供高工作周期，并且該周期時(shí)間是由最慢的分析器的周期時(shí)間來(lái)定義的?，F(xiàn)代離子源可以產(chǎn)生數(shù)百皮安量級(jí)的離子電流，也就是說(shuō)，每秒超過(guò)IO9個(gè)元電荷。因此，如果掃描穿過(guò)感興趣的整個(gè)質(zhì)量范圍的全周期是5毫秒，那么此類(lèi)俘獲裝置原則上應(yīng)該能夠積累高達(dá)5百萬(wàn)個(gè)元電荷并且仍允許有效的前體選擇。
[0010]W0-A-2008/059246描述了允許多個(gè)離子種類(lèi)的高性能同時(shí)分離以便進(jìn)行隨后的檢測(cè)或碎裂的一種安排。在所披露的安排中，將離子注入到一個(gè)多反射靜電阱中，該多反射靜電阱將離子沿一個(gè)軸線往復(fù)反射。通過(guò)一個(gè)靜電門(mén)的適當(dāng)控制來(lái)分離感興趣的種類(lèi)的離子，該靜電門(mén)根據(jù)離子在該阱內(nèi)的振蕩周期將離子進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，分別沿第一或第二離子路徑。
[0011]針對(duì)這個(gè)背景，本發(fā)明提供，在一個(gè)第一方面，根據(jù)權(quán)利要求1的一種串聯(lián)質(zhì)譜方法。本發(fā)明還擴(kuò)展至根據(jù)權(quán)利要求21的一種串聯(lián)質(zhì)譜儀。
[0012]本發(fā)明基于靶標(biāo)分析不要求獨(dú)立地獲得所有MS/MS譜的認(rèn)識(shí)。該儀器僅僅需要遞送這些感興趣的離子種類(lèi)的分離的且可檢測(cè)的峰。這些分離的前體可以使它們的群體再次混合在一起并且然后在一個(gè)單一的高分辨率譜中獲得。這種所謂的并行反應(yīng)監(jiān)測(cè)(PRM)允許多個(gè)低強(qiáng)度分析物的并行定量，因此在大規(guī)模靶向?qū)嶒?yàn)中使檢測(cè)限大大增加超過(guò)三重四級(jí)桿。
[0013]在該離子門(mén)上所選擇以便用于繼續(xù)傳輸至該離子導(dǎo)向器的離子當(dāng)?shù)竭_(dá)該離子導(dǎo)向器時(shí)，并且在該離子導(dǎo)向器的下游當(dāng)它們?cè)谠摳叻直媛寿|(zhì)量分析器中進(jìn)行分析時(shí)，可以保持為未碎裂的狀態(tài)。該模式通過(guò)使用不同的工作周期來(lái)展開(kāi)存儲(chǔ)具有不同強(qiáng)度的m/z的可能性，大大擴(kuò)展了以上所述的“全質(zhì)量分析”技術(shù)的能力。以此方式，使用已經(jīng)被減少了1-3個(gè)數(shù)量級(jí)的強(qiáng)度范圍獲得未碎裂的和碎裂的譜兩者。例如，低強(qiáng)度峰可以在每次注入之后被傳輸至該高分辨率質(zhì)量分析器，同時(shí)高強(qiáng)度峰只可以在所有注入的0.5%-1%的過(guò)程中被傳輸。然后可以任選地將所獲得的不同的相對(duì)小質(zhì)量范圍的譜(各自典型地具有它自己的特定衰減方案)縫合在一起(例如，通過(guò)使用W0-A-2005/093783中所述的技術(shù))。在最終的譜對(duì)于傳輸上的這些差異進(jìn)行校正之后，此類(lèi)“譜縫合”允許對(duì)分析的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行顯著的擴(kuò)展。
[0014]此外，所使用的技術(shù)提供足夠的時(shí)間以碎裂離子，并且尤其提供足夠的時(shí)間以使用此類(lèi)最近開(kāi)發(fā)的“慢速”技術(shù)如電子轉(zhuǎn)移解離(ETD)或紅外多光子解離(IRMPD)。
[0015]因此根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，被允許穿過(guò)該離子門(mén)的前體離子的一些或全部可以在其下游進(jìn)行碎裂。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該離子導(dǎo)向器包括一個(gè)碎裂單元和該碎裂單元的下游的一個(gè)離子阱(它可以任選地是一個(gè)第二離子阱)。然后通過(guò)該離子門(mén)選擇感興趣的前體離子，并且傳送到該碎裂單元，其中將這些前體離子的一些或全部碎裂。然后通過(guò)該高分辨率質(zhì)量分析器分析這些碎片離子(以及任何剩余的前體離子)。最優(yōu)選地，將這些碎片離子存儲(chǔ)在該(第二)離子阱中，以使得，例如，在高分辨率質(zhì)量分析之前，可以通過(guò)該技術(shù)的多個(gè)周期使特定的低豐度種類(lèi)在該(第二)離子阱中增強(qiáng)。在額外的或者替代的實(shí)施例中，前體離子的增強(qiáng)可以同樣發(fā)生，或者相反在該離子積累裝置中，通過(guò)使用一個(gè)碎裂單元但以一個(gè)低能量模式操作它以使得不將離子碎裂，和/或通過(guò)繞過(guò)該碎裂單元(或完全忽略它)并且使用一個(gè)第二離子阱。
[0016]因此，可以從寬質(zhì)量范圍的前體中選擇多個(gè)m/z范圍(而不是1，如在四極濾質(zhì)器中)?？梢詫⒚總€(gè)所選擇的前體種類(lèi)進(jìn)行碎裂-任選地以一個(gè)對(duì)應(yīng)的最佳能量-并且然后可以將這些碎片在一個(gè)單一的廣譜碎片群體中進(jìn)行組合。該單一碎片群體然后可以在一個(gè)高分辨率質(zhì)量分析器中如一個(gè)T0F、一個(gè)軌道靜電阱如軌道阱(?)、或FT-1CR質(zhì)譜儀中進(jìn)行分析。因此，提出一種方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備一個(gè)方面解決該有限的空間-俘獲分析器的電荷容量，以及另一方面解決TOF的有限動(dòng)態(tài)范圍，這是通過(guò)選擇一個(gè)有限的然而復(fù)數(shù)的具有分析興趣的離子種類(lèi)用于碎裂和隨后的并行分析。例如，可以將10個(gè)與100個(gè)之間的前體種類(lèi)在該技術(shù)中一起分析。
[0017]本發(fā)明可以提供一種串聯(lián)質(zhì)譜方法，包括這些步驟:a)在一個(gè)離子源中產(chǎn)生前體離子；b)在一個(gè)離子阱中將這些前體離子俘獲；c)將這些前體離子從該離子阱經(jīng)由一個(gè)離子門(mén)向一個(gè)離子導(dǎo)向器噴射，以使得這些前體離子在它們至所述離子導(dǎo)向器的通路上僅達(dá)到所述離子門(mén)一次，這些前體離子作為暫時(shí)分離的多個(gè)離子包到達(dá)，每個(gè)離子包含有多個(gè)不同離子種類(lèi)中的一個(gè)對(duì)應(yīng)種類(lèi)的離子；d)控制該離子門(mén)，以便從到達(dá)該離子門(mén)的多個(gè)離子包中順序選擇從感興趣的前體離子種類(lèi)的一個(gè)子集獲得的多個(gè)離子包的一個(gè)子集；e)將所選擇的多個(gè)離子包的子集在該離子導(dǎo)向器中混合；并且f)在一個(gè)高分辨率質(zhì)量分析器中分析從該混合的所選擇的離子包子集獲得的該所得到的離子群體。
[0018]還可以提供一個(gè)串聯(lián)質(zhì)譜儀，該串聯(lián)質(zhì)譜儀包括一個(gè)用于產(chǎn)生前體離子的離子源，一個(gè)用于從該離子源中俘獲前體離子、被安排在該離子源下游的離子阱；一個(gè)單通離子門(mén)，被安排在從該離子阱向一個(gè)下游離子導(dǎo)向器噴射前體離子的路徑中，這些前體離子作為多個(gè)暫時(shí)分離的離子包到達(dá)所述離子門(mén)，每個(gè)離子包含有多個(gè)不同離子種類(lèi)中的一個(gè)對(duì)應(yīng)種類(lèi)的離子；一個(gè)離子門(mén)控制器，被配置為控制該單通離子門(mén)，以便允許僅含有多個(gè)感興趣的前體離子種類(lèi)中的一個(gè)對(duì)應(yīng)子集的一個(gè)離子包子集通過(guò)；其中，將該離子導(dǎo)向器被配置為接收被允許通過(guò)該單通離子門(mén)的前體離子；該串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)一步包括:被安排為分析這些尚子或者它們的碎片的一個(gè)聞分辨率質(zhì)量分析器。
[0019]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0020]本發(fā)明可以通過(guò)許多方式來(lái)進(jìn)行實(shí)踐，現(xiàn)在將僅通過(guò)舉例并參考附圖來(lái)描述一些實(shí)施例，其中:
[0021]圖1示出了用于離子的靶向分析的一個(gè)串聯(lián)質(zhì)譜儀的一個(gè)第一實(shí)施例；
[0022]圖2示出了用于前體離子的靶向分析的一個(gè)串聯(lián)質(zhì)譜儀的一個(gè)第二實(shí)施例；
[0023]圖3a和3b分別示出了用于前體離子的靶向分析的一個(gè)串聯(lián)質(zhì)譜儀的一個(gè)第三實(shí)施例的頂視圖和側(cè)視圖，包括一個(gè)非俘獲離子加速器；并且
[0024]圖4a和4b分別示出了 DC和RF離子導(dǎo)向器的示意圖，以提供用于離子到圖3a和3b的非俘獲離子加速器的正交加速的一個(gè)替代裝置。
[0025]優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述
[0026]首先參見(jiàn)圖1，示出了一個(gè)串聯(lián)質(zhì)譜儀I。該質(zhì)譜儀I包括一個(gè)離子源10，如一個(gè)電噴射離子源或一個(gè)MALDI離子源，該離子源產(chǎn)生有待分析的連續(xù)的或脈沖的帶電粒子流(前體離子)。將來(lái)自該離子源的這些離子引入一個(gè)僅rf存儲(chǔ)的第一級(jí)(離子阱)20，隨后立即是一個(gè)僅rf存儲(chǔ)的第二級(jí)(離子阱)21。第一和第二離子阱20、21均由填充有氣體并且由一個(gè)狹縫22分開(kāi)的線性僅rf多極桿形成。該狹縫選通進(jìn)入的離子流。最優(yōu)選地，第二離子阱21是一種所謂的彎曲的線性阱或C-阱-例如W0-A-2008/081334中所述的類(lèi)型的。施用到第一和第二級(jí)20、21的多級(jí)桿上的rf頻率是優(yōu)選在約2MHz與5MHz之間。選擇第二離子阱21中的壓力，以便提供在一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)(優(yōu)選小于I微秒)的離子冷卻。該時(shí)間段對(duì)應(yīng)于超過(guò)約3X10_3-10X10_3毫巴的氮?dú)鈮毫?。?yōu)選地，使用來(lái)自離子源10的一個(gè)窄的氣體射流。
[0027]將狹縫22的電壓降低以允許離子進(jìn)入第二離子阱21并且然后再次升高以在第一離子阱20中保持(存儲(chǔ))來(lái)自該離子源的剩余的前體離子。
[0028]在不大于I毫秒的冷卻時(shí)間后，將第二離子阱21中的離子正交地噴射到第二離子阱21的軸線處。第二離子阱21的軸線是，為了本說(shuō)明的目的，這些阱桿沿其伸長(zhǎng)的軸線。可以通過(guò)許多方式實(shí)現(xiàn)噴射。
[0029]首先，通過(guò)跨過(guò)第二離子阱21的rf桿施加一個(gè)DC電壓可以將離子正交地噴射，而無(wú)需關(guān)閉施加到這些桿上的rf電壓?？商娲兀梢詰?yīng)用同樣的技術(shù)，但還伴隨有這些rf電壓的快速斷開(kāi)。在其內(nèi)容通過(guò)引用而結(jié)合的US-A-7，498，571中描述了該技術(shù)。在此情況下，優(yōu)選的是，第二離子阱21是一個(gè)如W0-A-2008/081，334中的C-阱。允許從第二離子阱21的正交噴射的另一種替代方案是將一個(gè)雙極激勵(lì)施用到伸展的rf桿上，如US-A-5，420，425中所述的?？梢話呙桦p極激勵(lì)的幅值以提供在2X 105amu/秒與10X IOW秒之間的質(zhì)量掃描速率。用于該正交噴射的變體的串聯(lián)質(zhì)譜儀的優(yōu)選安排在圖2中示出，并且將與以下附圖相聯(lián)系進(jìn)一步詳細(xì)進(jìn)行描述。用于從阱21正交脈沖噴射出的再另一種安排在US-B-8，030, 613中進(jìn)行描述。
[0030]盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例使用從第二離子阱21的正交噴射，還可能的是將離子從第二離子阱21中軸向地噴射。然而，該安排典型地允許該噴射脈沖的更低的空間電荷。該第二離子阱的空間電荷極限優(yōu)選達(dá)到IXlO6個(gè)與3X106個(gè)之間的元電荷。這對(duì)應(yīng)于每秒所允許的I X IO9個(gè)與3 X IO9個(gè)之間的元電荷的離子流，等價(jià)于200皮安與600皮安之間的一個(gè)離子電流。這與現(xiàn)代離子源(如以上所述的電噴射和MALDI離子源)的典型亮度匹配。
[0031]在從第二離子阱21的正交噴射之后，將離子引導(dǎo)穿過(guò)一個(gè)任選的扇形電場(chǎng)25，進(jìn)入一個(gè)單反射或多反射飛行時(shí)間(MR-TOF)分析器30，以允許根據(jù)它們的質(zhì)荷比的進(jìn)行離子的飛行時(shí)間分離，同時(shí)維持一個(gè)相對(duì)緊湊的封裝。在替代的實(shí)施例中，一個(gè)多扇區(qū)飛行時(shí)間質(zhì)量分析器(例如，MULTUM)、或一個(gè)多反射T0F、或一個(gè)軌道飛行時(shí)間質(zhì)量分析器可以用作分析器30。在W0-A-2009/081143或W0-A-2010/136534中描述了合適的裝置。
[0032]一個(gè)離子門(mén)40位于MR-T0F30下游。在圖1的實(shí)施例中，離子門(mén)40位于MR-TOF分析器30的焦點(diǎn)處。具有不同質(zhì)荷比(m/z)的前體在時(shí)間上的不同時(shí)刻到達(dá)門(mén)40。門(mén)40是在一個(gè)控制器100的控制下。該控制器控制門(mén)40，以便(在圖1中所示的安排中)允許具有分析興趣的前體離子在一個(gè)所希望的軌跡上進(jìn)入一個(gè)碎裂單元50。使用控制器100的控制下施加到離子門(mén)40上的電壓脈沖將所有不希望的離子偏轉(zhuǎn)到一個(gè)離子止動(dòng)器(或靜電計(jì))41上。離子門(mén)40本身可以作為一個(gè)簡(jiǎn)單的偏轉(zhuǎn)器，或可替代地，作為一個(gè)布拉德伯里-尼爾森門(mén)(Bradbury-Nielsen gate)來(lái)實(shí)施(參見(jiàn)物理評(píng)論(Phys.Rev.), 1936年,第49卷,第5期，第388頁(yè)-第393頁(yè))。最優(yōu)選地，離子門(mén)40是無(wú)柵的。任選地，可以使用一個(gè)另外的脈沖裝置42來(lái)減少能量發(fā)散。在其內(nèi)容通過(guò)引用而結(jié)合的US-A-7，858，929中描述了該技術(shù)。
[0033]可以將離子門(mén)40和脈沖裝置42，任選地，整合到一個(gè)能量提升裝置中，該能量提升裝置將該電勢(shì)(相對(duì)于該飛行管)增加至對(duì)于在離子門(mén)40附近的離子而言足夠轉(zhuǎn)移至一個(gè)下游碰撞單元50的水平。
[0034]可以通過(guò)首先獲得一個(gè)前體離子的全景譜來(lái)推導(dǎo)有待選擇的這些離子種類(lèi)。該全景譜中的前體離子的相對(duì)強(qiáng)度還可以有利地用于提供自動(dòng)增益控制。具體地，為了調(diào)節(jié)前體離子和它們的碎片相對(duì)于彼此的數(shù)量，以便提供類(lèi)似的相對(duì)豐度，可以將這些前體離子種類(lèi)中的一些在該串聯(lián)質(zhì)譜儀的僅一個(gè)單周期過(guò)程中傳輸，而可以將其他種類(lèi)在多個(gè)周期中傳輸。這可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例來(lái)進(jìn)一步理解。考慮前體離子的一個(gè)全景譜，其中一種第一離子種類(lèi)，種類(lèi)1，具有的相對(duì)豐度為一種第二前體離子種類(lèi)，種類(lèi)2的相對(duì)豐度的大約40倍。為了最終分析大致類(lèi)似數(shù)量的離子種類(lèi)I和離子種類(lèi)2的包，在圖1的安排將只允許離子種類(lèi)I的離子在四十個(gè)周期之一的過(guò)程中穿過(guò)離子門(mén)40。“周期”是指排空第二離子阱21，隨后在離子門(mén)40處飛行時(shí)間分離并且選通進(jìn)入碎裂單元50。相反，在譜儀I的四十個(gè)周期的每一個(gè)中將允許具有的相對(duì)豐度為離子種類(lèi)I的1/40的離子種類(lèi)2的離子穿過(guò)離子門(mén)40。當(dāng)然將理解的是，這些多個(gè)周期的相對(duì)計(jì)時(shí)不是關(guān)鍵性的:也就是，前提是在譜儀I的多個(gè)周期過(guò)程中，積累適當(dāng)數(shù)量的前體離子，典型地不重要地是在這些周期的哪個(gè)周期的過(guò)程中積累了每個(gè)單獨(dú)的離子種類(lèi)。
[0035]作為該離子的‘?dāng)?shù)字’計(jì)量的一個(gè)替代方案，一種‘模擬’計(jì)量也是可能的，其中離子門(mén)40提供的不是該離子束的“開(kāi)/關(guān)”轉(zhuǎn)換，而是通過(guò)可變電壓進(jìn)行的束強(qiáng)度的可控衰減。這種衰減對(duì)電壓的依賴(lài)性可以使用一種校準(zhǔn)混合物進(jìn)行校準(zhǔn)并且然后用于真實(shí)分析物。
[0036]在這兩種變體中，在該最終的輸出譜中，優(yōu)選通過(guò)這些衰減因子按比例縮放回所測(cè)量的強(qiáng)度，以提供準(zhǔn)確的定量表示?？赡艿氖菍⑾噜彽南鄬?duì)窄的質(zhì)量范圍譜縫合在一起以產(chǎn)生一個(gè)更寬質(zhì)量范圍的(“全景的”)譜。一種用于實(shí)現(xiàn)其的合適技術(shù)在W0-A-2005/093783進(jìn)行描述。在最終的譜對(duì)于傳輸上的這些差異進(jìn)行校正之后，此類(lèi)“譜縫合”允許對(duì)分析的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行顯著的擴(kuò)展。
[0037]優(yōu)選地，在圖1的安排中，對(duì)于一個(gè)給定分析，取決于正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，選擇10個(gè)與100個(gè)之間的分離離子種類(lèi)(不同的m/z)。希望分析物是被選擇為與它們的內(nèi)部校準(zhǔn)物并行的，盡管如以上所解釋的，根據(jù)一個(gè)前體離子譜中的這些前體離子的強(qiáng)度上的差異，周期的數(shù)量可以是不同的。
[0038]碰撞單元50 (—種前體離子種類(lèi)選擇性地被選通到其中)優(yōu)選是具有一個(gè)DC場(chǎng)的一個(gè)氣體填充的多級(jí)桿，以在這些離子進(jìn)行混合的碰撞單元50的端部收集離子。碰撞單元50與一個(gè)聞分辨率質(zhì)量分析器70相接，同時(shí)在碰撞單兀50與聞分辨率質(zhì)量分析器70之間任選使用一個(gè)外部離子俘獲裝置60。如果可以將離子的能量發(fā)散減少至幾十eV，那么氮?dú)饣騃S氣可以用作碰撞單兀50內(nèi)的一種碰撞氣體。然而，對(duì)于幾十eV或以上的能量發(fā)散,優(yōu)選的是使用氦氣作為一種碰撞氣體，由于它允許高得多的碰撞能量。
[0039]在已經(jīng)將所有的所選擇的前體離子在碰撞單元50中碎裂并且冷卻后，經(jīng)由任選的外部裝置60，將它們轉(zhuǎn)移到高分辨率質(zhì)量分析器70中?！案叻直媛史治銎鳌笔侵妇哂袛?shù)萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)的分辨能力的、能夠提供質(zhì)量分析的任何裝置，如(但不限于)一個(gè)軌道靜電阱，如一個(gè)軌道阱(?)分析器，一個(gè)任何類(lèi)型的TOF分析器，如一個(gè)具有或不具有離子鏡的正交加速TOF分析器，一個(gè)多反射飛行時(shí)間質(zhì)量分析器、一個(gè)多扇區(qū)飛行時(shí)間質(zhì)量分析器、一個(gè)多偏轉(zhuǎn)飛行時(shí)間質(zhì)量分析器，或者，可替代地，一個(gè)傅立葉變換質(zhì)量分析器，或另外的。分辨能力的最佳設(shè)置取決于所得到的混合物的復(fù)雜程度，并且甚至對(duì)于簡(jiǎn)單混合物典型地應(yīng)該是至少10，000，并且優(yōu)選至少20，000。對(duì)于數(shù)十個(gè)重疊的MS/MS譜，預(yù)期的是，最佳分辨能力將超過(guò)50,000。
[0040]其中高分辨率質(zhì)量分析器70是一個(gè)軌道阱(?)質(zhì)量分析器，任選的外部裝置60是存在的并且優(yōu)選是一個(gè)僅rf存儲(chǔ)阱，如一個(gè)c阱，再次如W0-A-2008/081334中所述的。在此情況下，將來(lái)自第二離子阱21的多重噴射脈沖在該碎裂單元中進(jìn)行碎裂，然后將這些碎片在c阱60中積累。在所有碎片在c阱60中的積累之后，將它們作為一個(gè)單脈沖噴射到軌道阱分析器70中，以作為一個(gè)單一譜來(lái)采集。
[0041]可替代地，其中高分辨率質(zhì)量分析器70是一個(gè)TOF質(zhì)量分析器，然后可以將碰撞單元50中的碎片離子連續(xù)地從碰撞單元50中泄漏，通過(guò)一個(gè)用于連續(xù)采集的正交加速器以IkHz與IOOkHz之間的頻率對(duì)該離子束連續(xù)地進(jìn)行取樣。對(duì)于長(zhǎng)飛行長(zhǎng)度和/或多反射的T0F，再次一個(gè)c阱或其他rf存儲(chǔ)裝置可以用作外部裝置60。在此情況下，沒(méi)有必要使這些碎片離子注入到TOF質(zhì)量分析器70中的操作與從第二離子阱21中的噴射同步。
[0042]作為仍一個(gè)另外的選擇，可以無(wú)需碎裂而將這些離子轉(zhuǎn)移到外部裝置60中。也就是說(shuō)，允許離子穿過(guò)碎裂單元50而不進(jìn)行碎裂，或可替代地可以導(dǎo)致它們繞過(guò)碎裂單元
50。這可以通過(guò)減少碎裂單元50的這些桿上的rf電壓的幅值,或通過(guò)使用具有僅rf運(yùn)輸多極桿的一個(gè)另外的離子路徑(未示出)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這是用于獲得具有前體離子的校正的(未縮放的)強(qiáng)度的一個(gè)預(yù)掃描的優(yōu)選模式。
[0043]作為以上所述的技術(shù)的結(jié)果，由高分辨率質(zhì)量分析器70獲得的每個(gè)譜代表來(lái)自10個(gè)與100個(gè)之間的前體離子種類(lèi)的碎片譜的并行(即，同時(shí)的)采集，其中通過(guò)使用所述的自動(dòng)增益控制(AGC)技術(shù)，每種前體具有大致類(lèi)似數(shù)量的離子。這進(jìn)而導(dǎo)致通過(guò)一個(gè)因子G增加質(zhì)量選擇的工作周期，其中G類(lèi)似于對(duì)于并行采集和分析所選擇的前體離子種類(lèi)的數(shù)量。此類(lèi)工作周期上的增加代表在分析時(shí)間和靈敏度上的顯著增益。
[0044]圖2示出了用于前體離子的高通量靶向分析的串聯(lián)質(zhì)譜儀的一種替代安排。對(duì)于圖1和2共同的部件用同樣的參考號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。在圖2中，由一個(gè)離子源10再次產(chǎn)生離子并且引入到一個(gè)僅rf離子存儲(chǔ)的第一級(jí)(離子阱)20中。一個(gè)狹縫22將第一離子阱20與一個(gè)僅rf多級(jí)桿的第二級(jí)(第二離子阱)21分離。
[0045]如使用圖1的實(shí)施例，通過(guò)降低狹縫22上的電壓允許離子從該第一個(gè)和第二離子阱穿過(guò)，然后一旦將第二離子阱21填充滿了，就再次升高該電壓。
[0046]在圖2的實(shí)施例中，然后，將離子正交地從第二離子阱21直接噴射到碎裂單元50中，而無(wú)需使用如圖1的實(shí)施例中所使用的MR-T0F30。這可以通過(guò)將一個(gè)雙極激勵(lì)施加到阱21的伸展的rf桿上(如US-A-5，420，425中所述的)來(lái)實(shí)現(xiàn)。可以掃描雙極激勵(lì)的幅值以提供2X105amu/秒與10X 105amu/秒之間的質(zhì)量掃描速率。當(dāng)然，在第二離子阱21與碎裂單元50之間提供一個(gè)離子門(mén)40，連同，任選地，一個(gè)脈沖裝置41和一個(gè)離子止動(dòng)器42以接收由離子門(mén)40偏轉(zhuǎn)的離子，當(dāng)它們不具有分析興趣并且不需要被注入到碰撞單元50中時(shí)。
[0047]與圖1的安排相比，在圖2的安排中將離子門(mén)40安排在第二離子阱21的直接下游(在圖2的安排中不存在MR-TOF分析器來(lái)提供焦點(diǎn))。然而，在圖2的安排中具有不同質(zhì)荷比(不同種類(lèi))的離子在不同的時(shí)間時(shí)刻到達(dá)門(mén)40，以便僅允許具有分析興趣的離子進(jìn)入碎裂單元50中。典型地，可以按此方式選通低至幾amu (例如，I至4)的質(zhì)量窗口。
[0048]在這些前體離子的碎片進(jìn)入該碎裂單元之后，將它們注入到一個(gè)外部裝置60中。從這里，將它們進(jìn)而注入到一個(gè)高分辨率質(zhì)量分析器70中，以產(chǎn)生具有所有碎片種類(lèi)一起的一個(gè)復(fù)合質(zhì)譜。
[0049]在圖2的實(shí)施例中，進(jìn)一步可能的是將感興趣的前體離子轉(zhuǎn)移(通過(guò)由控制器100控制離子門(mén)40將不感興趣的離子偏轉(zhuǎn))到外部裝置60中，而無(wú)需碎裂。無(wú)需碎裂而轉(zhuǎn)移到外部裝置60中可以在減少的RF幅值下，或者，任選地，沿通過(guò)僅rf運(yùn)輸多級(jí)桿的一個(gè)另外的離子路徑(未在圖2中示出)來(lái)進(jìn)行。
[0050]如果一些另外的強(qiáng)離子峰的去除可以在第二離子阱21中亦或在之前的離子級(jí)中進(jìn)行，可以放松第二離子阱21的高通過(guò)量的要求。例如，可以使用在離子源10、第一離子阱
20、或第二離子阱21中的低質(zhì)量截止的rf光學(xué)器件來(lái)進(jìn)行粗糙的質(zhì)量過(guò)濾。可替代地，可以在離子源10、第一離子阱20、和/或第二離子阱21中使用某些質(zhì)荷比的諧振激勵(lì)。作為一個(gè)另外的替代方案，可以將一個(gè)小DC電壓施加到一個(gè)四級(jí)桿上以提供再次在離子源10、第一離子阱20、或第二 離子阱21中的低和高兩者的質(zhì)量截止。在任何此類(lèi)預(yù)過(guò)濾的發(fā)生中的主要要求是，對(duì)于每個(gè)感興趣的離子種類(lèi)，在至碎裂單元50的入口處的處于一個(gè)脈沖中的平均離子數(shù)N應(yīng)該在質(zhì)譜儀I的之前的級(jí)中經(jīng)歷小的累積損失。數(shù)學(xué)上，這可以被表示為Iin>e.z.N.f?Iin/G0在此，e是元電荷(1.602X 10_19庫(kù)侖)，z是具有特定m/z的一種離子種類(lèi)的電荷狀態(tài)，f是從第二離子阱21的噴射頻率，并且Iin是在從離子源10的出口上的離子電流。在將高頻率RF電壓(例如，在2MHz與5MHz之間)、適當(dāng)?shù)膶挷劭p以及校正的同步應(yīng)用到第一和第二離子阱20、21上之后，到達(dá)一個(gè)離子電流U=e.z.N.f=(0.2…0.5)Iin是可行的。換句話說(shuō)，雖然只選擇有限數(shù)量的前體，本發(fā)明的實(shí)施例提供優(yōu)于三重四級(jí)桿的益處。
[0051]以上所述的方法還與相對(duì)慢的碎裂方法，如電子轉(zhuǎn)移解離(FTD)、OzID (臭氧誘導(dǎo)解離)、IRMPD、UV解離等等相兼容，并且大大增強(qiáng)用于靶向分析的這些“慢速”碎裂方法的實(shí)用性。目前，由于長(zhǎng)的活化時(shí)間是必需的，在靶向分析中存在對(duì)于此類(lèi)技術(shù)的非常有限的用途。為了對(duì)不同前體提供類(lèi)似碎裂效率，每個(gè)ETD實(shí)驗(yàn)可以對(duì)于所有離子的相同荷電狀態(tài)進(jìn)行，例如，在一個(gè)第一實(shí)驗(yàn)中將選擇僅具有電荷+3的離子以引入到碎裂單元50中，在一個(gè)第二實(shí)驗(yàn)中使用+4，等等。對(duì)于IRMPD和UV解離，靶向前體應(yīng)該優(yōu)選具有類(lèi)似的解離常數(shù)(也就是說(shuō)，橫截面)等等。還可能的是，在該高分辨率分析器的每個(gè)譜中具有該類(lèi)型的幾個(gè)不同實(shí)驗(yàn)。
[0052]以上所述的這些方法的應(yīng)用是廣泛的。例如，它們可以用于肽定量，臨床、食品、環(huán)境和法醫(yī)應(yīng)用中復(fù)雜混合物的分析。在使用中，將前體和碎片的質(zhì)荷比的清單，優(yōu)選與液相色譜儀(LC)中的相對(duì)應(yīng)的保留時(shí)間和它們的變化范圍一起上傳到一臺(tái)電腦(未示出)中，該電腦直接或間接地控制控制器100。然后，一個(gè)無(wú)碎裂的MS全譜用于獲得一個(gè)概覽譜和峰強(qiáng)度的估算。在此之后，進(jìn)行使用以上所述的這些技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)周期，取決于所討論的AGC考慮因素。對(duì)于生物聚合物如肽的混合物，將必需產(chǎn)生至該高分辨率分析器中的每次注入的清單，以此方式，使得所選擇的前體具有它們的碎片上的最小重疊，即，對(duì)于每個(gè)前體，應(yīng)該存在至少一種獨(dú)特的碎片，該獨(dú)特的碎片可以辨別它的身份，連同該前體的準(zhǔn)確質(zhì)量一起。
[0053]還可以廣泛地應(yīng)用該方法而無(wú)需碎裂，因此然后通過(guò)確定分析物的準(zhǔn)確質(zhì)量，并且通過(guò)最小化假陽(yáng)性的風(fēng)險(xiǎn)(因?yàn)榉治鲈谠摳叻直婺芰ι线M(jìn)行)來(lái)提供可靠的識(shí)別。一個(gè)實(shí)例包括一個(gè)具有非常高的動(dòng)態(tài)范圍的偽全景質(zhì)譜，其中將該整個(gè)質(zhì)譜范圍分為數(shù)千個(gè)子范圍，每個(gè)子范圍被分配相似數(shù)量的電荷。在根據(jù)這些分配的電荷選通這些離子之后，通過(guò)該高分辨率分析器獲得一個(gè)全景譜，其中在該原始全景譜中這些最大強(qiáng)度峰與這些最小強(qiáng)度峰相比接收更低(得多)的數(shù)量的注入。然后根據(jù)注入數(shù)量上的差異對(duì)所采集的譜進(jìn)行校正，由此恢復(fù)離子的相對(duì)強(qiáng)度，但還允許這些最小強(qiáng)度峰使用高得多的信噪比進(jìn)行測(cè)量(如果它們落在強(qiáng)峰附近之外)。
[0054]圖1和2的實(shí)施例均示出串聯(lián)質(zhì)譜儀，其中將來(lái)自離子源10的離子在一個(gè)第一離子阱20中俘獲并且然后傳輸?shù)揭粋€(gè)第二離子阱21中，從該第二離子阱，將這些離子正交地噴射至MR-T0F30 (圖1)或直接至一個(gè)碰撞單元50 (圖2)。然而，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可替代實(shí)施例中，不使來(lái)自該離子源的離子經(jīng)受初始俘獲級(jí)，反而直接注入到一個(gè)正交加速器中。圖3a和3b示出了用于高通過(guò)量靶向分析的一種此類(lèi)安排的頂視圖和側(cè)視圖，該安排使用一個(gè)用于前體分離的TOF分析器，而在該離子源下游使用一個(gè)非俘獲正交噴射裝置。在圖4a和4b中分別示出了 DC和RF正交噴射裝置的替代的安排，這些安排再次避免來(lái)自該離子源的離子的初始俘獲。
[0055]然后參見(jiàn)圖3a和3b，更詳細(xì)地，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第三實(shí)施例的一個(gè)串聯(lián)質(zhì)譜儀。對(duì)于圖1、2和3的實(shí)施例共同的部件用同樣的參考號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。
[0056]如之前所述的，在離子源10中產(chǎn)生離子。從該離子源，將它們噴射到一個(gè)正交加速器23中。在圖3a的實(shí)施例中，正交加速器23作為一對(duì)平行板24、25來(lái)實(shí)施。平行板24用作一個(gè)提取板，該提取板具有一個(gè)柵格或最優(yōu)選地一個(gè)用于提取束流的縫隙，如例如在TO-A-01/11660中所述的。當(dāng)跨過(guò)加速器23沒(méi)有施加DC電壓時(shí)，離子進(jìn)入其中。在足夠長(zhǎng)度的離子束已經(jīng)進(jìn)入加速器23之后，跨過(guò)該加速器施加一個(gè)脈沖電壓，并且將離子經(jīng)由透鏡27提取到一個(gè)TOF分析器30中。取決于所要求的分離的品質(zhì)，TOF分析器30可以是一個(gè)多反射T0F、一個(gè)多偏轉(zhuǎn)TOF或一個(gè)單反射T0F。示出一個(gè)單反射T0F。
[0057]由于存在非常高的離子電流，高度希望的是，在T0F30內(nèi)在該離子路徑上不存在柵格，以便在從源至檢測(cè)器的離子路徑中，避免離子可以在其上沉積的金屬表面的出現(xiàn)。圖3b是使用一個(gè)單反射T0F30的實(shí)例、根據(jù)該第三實(shí)施例的串聯(lián)質(zhì)譜儀的側(cè)視圖。如可以在圖3b中看出，離子在單反射T0F30中、在一個(gè)無(wú)柵鏡32中遵循一個(gè)Y形狀的軌跡。在W0-A-2009/081143中給出了如具體在圖3b中所示的T0F30的示例性安排的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
[0058]在從鏡32的返回路徑上，通過(guò)一個(gè)離子門(mén)40來(lái)選通離子，其中允許感興趣的離子進(jìn)入一個(gè)碎裂單元50并且將不希望的離子偏轉(zhuǎn)至一個(gè)離子止動(dòng)器41。優(yōu)選地，離子門(mén)40是無(wú)柵的并且含有一個(gè)由狹縫包圍的脈沖電極42，這些狹縫限制了來(lái)自脈沖電極42的場(chǎng)穿透。任選地，這些縫隙可以使時(shí)間相關(guān)的電壓施加到它們上，以便補(bǔ)償來(lái)自脈沖電極42的場(chǎng)穿透。
[0059]在基于它們的到達(dá)時(shí)間的選擇之后，離子進(jìn)入一個(gè)減速透鏡43，其中使它們的能量減少至所希望的值。盡管未顯示，在圖1和2中示出的實(shí)施例中這些離子還可以在進(jìn)入碎裂單元50之前經(jīng)歷減速。典型地，用于碎裂的所希望的最終能量可以被估算為在30eV/kDa與50eV/kDa之間，其中使用氮?dú)饣蚩諝庾鳛橐环N碰撞氣體。然而，該估算的最終能量與氣體質(zhì)量成反比縮放，所以將如果氦氣用作一種碰撞氣體，該最終能量可能超過(guò)IOOeV/kDa_200eV/kDa。類(lèi)似地，對(duì)于極小的或無(wú)碎裂而言，該所希望的最終能量當(dāng)該碰撞氣體是氮?dú)饣蚩諝鈺r(shí)為〈10eV/kDa，并且當(dāng)氦氣用作一種碰撞氣體時(shí)為〈30eV/kDa_50eV/kDa。為了允許減速至此類(lèi)低能量，優(yōu)選的是，首先不將離子過(guò)度加速，優(yōu)選通過(guò)不大于300V-500V。
[0060]在P.0’ Connor 等人，美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊質(zhì)譜(J.Amer.Soc.Mass Spectrom.),1991，2，322-335中呈現(xiàn)了一種合適的減速透鏡的典型實(shí)例。對(duì)于在T0F30中的I米飛行路徑，期望500-1000的選擇分辨率，這被認(rèn)為對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用是足夠的。由于該離子軌跡的Y形狀，離子到達(dá)正交加速器23上方的一個(gè)平面中，以使得獨(dú)立于該加速能量而選擇它們的初始能量。這不同于常規(guī)的正交加速T0F，并且允許離子的工作周期和傳輸上的改進(jìn)。典型地，T0F30在約IOkHz的重復(fù)頻率下運(yùn)行，以使得每個(gè)脈沖噴射高達(dá)IO5個(gè)-1O6個(gè)元電荷。
[0061]因?yàn)檫@些離子包典型地作為長(zhǎng)形線到達(dá)碎裂單元50，應(yīng)該考慮碎裂單元50的設(shè)計(jì)以使得它可以接收此類(lèi)包。在目前優(yōu)選的實(shí)施例中，這是通過(guò)實(shí)施作為一個(gè)具有差動(dòng)泵送的長(zhǎng)形碰撞單元(類(lèi)似于W0-A-04/083，805和US-B-7，342，224中所述的碰撞單元)的碎裂單元50來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0062]在碎裂單元50中的碎裂之后，將離子混合在一起并且通過(guò)噴射到一個(gè)任選的外部離子俘獲裝置60中，然后從此處正交噴射到一個(gè)高分辨率質(zhì)量分析器70中，以與關(guān)于圖1和2的安排以上所述的相同方式進(jìn)行分析。
[0063]圖4a和4b示出非俘獲正交離子加速器23的第一和第二安排，其中的任一個(gè)可以用作圖3a和3b的非俘獲正交加速器的替代物。圖4a的非俘獲離子加速器是一個(gè)DC離子導(dǎo)向器，而圖4b的那個(gè)是一個(gè)RF離子導(dǎo)向器。
[0064]在圖4a中，離子從該離子源以方向“y”到達(dá)。將這些電極25和24 (其中的后者具有一個(gè)中心槽縫)保持在同樣的DC電壓下，直到施加提取電壓脈沖，這導(dǎo)致將離子在與該輸入方向“y”正交的方向“z”以脈沖噴射穿過(guò)電極24中的槽縫。
[0065]圖4b示出另一種替代安排，其中，再次，離子從該離子源以方向“y”到達(dá)并且其中將這些電極25、24上的RF電勢(shì)保持為同樣的，直到施加提取脈沖。具體地，在圖4b中，除了這些背面板和前部提取電極25、24之外，加速器23進(jìn)一步包括頂部和底部電極24’和24’ ’，該頂部和底部電極利用與電極24和25上的RF相位相反的相位。US-B-8，030, 613披露了用于將可切換的RF施加到一個(gè)離子阱中的一種技術(shù)。然而，可以將該公開(kāi)中所述的技術(shù)同樣地施加到圖4b的非俘獲僅RF離子導(dǎo)向器中，以使得該RF根據(jù)那個(gè)文獻(xiàn)中所述的原則是可切斷的，并且將脈沖施加到電極25和/或24上以提取穿過(guò)電極24中的槽縫的離子。
[0066]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，圖4b的加速器23尤其可以具備有一種阻尼氣體氣體以減少離子的能量發(fā)散。
[0067] 雖然已經(jīng)描述了一些具體實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到可以考慮到不同的修改或添加。例如，不僅單反射和多反射鏡可以用于圖1的安排中，而且可以使用多扇區(qū)和軌道系統(tǒng)以及離子遷移率分離器。為了額外的功能，可以安裝另外的檢測(cè)器和分析器。在圖3a、3b、4a和4b的實(shí)施例中，可以任選地將質(zhì)量選擇的另外的級(jí)包括在離子源10和正交加速器23之間。
【權(quán)利要求】
1.一種串聯(lián)質(zhì)譜方法，包括以下步驟: a)在一個(gè)離子源中產(chǎn)生前體離子； b)將這些前體離子引導(dǎo)到一個(gè)離子注入器中； c)將這些前體離子經(jīng)由一個(gè)離子門(mén)從該離子注入器向一個(gè)離子導(dǎo)向器噴射，以使得這些前體離子在它們至所述離子導(dǎo)向器的通路上僅到達(dá)所述離子門(mén)一次，這些前體離子作為暫時(shí)分離的多個(gè)離子包到達(dá)，每個(gè)離子包含有多個(gè)不同離子種類(lèi)中的一個(gè)對(duì)應(yīng)種類(lèi)的離子; d)控制該離子門(mén)以使得從到達(dá)該離子門(mén)的該多個(gè)離子包中順序選擇從感興趣的前體離子種類(lèi)的一個(gè)子集獲得的多個(gè)離子包的一個(gè)子集； e)將所選擇的多個(gè)離子包的子集在該離子導(dǎo)向器中混合；并且 f)在一個(gè)高分辨率質(zhì)量分析器中分析由該混合的所選擇的離子包的子集獲得的所得到的離子群體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括，在通過(guò)控制該離子門(mén)來(lái)選擇該離子包的子集之后，將這些所選擇的前體離子中的至少一些碎裂。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，將這些所選擇的前體離子中的至少一些碎裂的步驟包括使用不同的對(duì)應(yīng)的碎裂能量，在不同時(shí)間將這些不同離子種類(lèi)中的至少一些碎裂。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，將這些所選擇的前體離子中的至少一些碎裂的步驟包括使用不同的對(duì)應(yīng)的優(yōu)化的碎裂能量，在不同時(shí)間將每個(gè)不同離子前體離子種類(lèi)的這些離子碎裂。
5.如權(quán)利要求2、3或4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該將這些離子碎裂的步驟包括選自以下清單的技術(shù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，該清單包括:電子移轉(zhuǎn)解離(ETD)、紅外多光子解離(IRMPD)、臭氧誘導(dǎo)解離(OzID)、紫外線燈和紫外線解離。
6.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，該步驟c)進(jìn)一步包括將這些前體離子噴射到一個(gè)飛行時(shí)間質(zhì)譜儀中，以在到達(dá)該離子門(mén)之前將這些前體離子暫時(shí)分離成離子包。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，該將這些前體離子噴射到一個(gè)飛行時(shí)間質(zhì)譜儀中的步驟包括將這些離子噴射到一個(gè)單反射飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析器、一個(gè)多反射飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析器、一個(gè)多扇區(qū)反射飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析器、以及一個(gè)軌道飛行時(shí)間裝置中的一個(gè)或多個(gè)中。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該離子導(dǎo)向器包括一個(gè)離子積累裝置并且該步驟e)包括在該離子積累裝置中存儲(chǔ)所選擇的多個(gè)離子包的子集。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在該離子導(dǎo)向器中并且在這些方法步驟a)至e)的多個(gè)周期內(nèi)，對(duì)于多個(gè)感興趣的前體離子種類(lèi)積累所希望數(shù)目的離子，該步驟f)進(jìn)一步包括并行地分析這些積累的所選擇的離子。
10.如權(quán)利要求2、權(quán)利要求3或權(quán)利要求4，或者當(dāng)從屬于權(quán)利要求2、權(quán)利要求3或權(quán)利要求4時(shí)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括在該離子導(dǎo)向器中、并且在這些方法步驟(a)至(e)的多個(gè)周期內(nèi)，對(duì)于多個(gè)感興趣的前體離子種類(lèi)積累所希望數(shù)目的離子的碎片，該步驟f)進(jìn)一步包括并行地分析這些積累的碎片離子。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，該在多個(gè)周期內(nèi)積累的步驟包括，在多個(gè)周期的步驟d)的過(guò)程中，控制該離子門(mén)以便選擇含有該多個(gè)前體離子種類(lèi)的不同子集的離子包，以使得，在N個(gè)周期內(nèi)，N是一個(gè)>1的整數(shù)，在那些周期的Μ中，Μ是一個(gè)< Ν的整數(shù)，選擇一個(gè)第一離子種類(lèi)的離子ml/zl以進(jìn)行碎裂，而在不同的周期數(shù)P中，P是一個(gè)整數(shù)，PSN但P古M，選擇一個(gè)第二離子種類(lèi)的離子m2/z2以進(jìn)行碎裂。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)在由該離子源產(chǎn)生的離子譜中每個(gè)此類(lèi)m/z的強(qiáng)度，對(duì)于每個(gè)m/z選擇這些方法步驟(a)至(e)的許多周期N，以使得強(qiáng)度更大的離子種類(lèi)在比強(qiáng)度較小的離子種類(lèi)更少的周期中進(jìn)行積累。
13.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，該步驟d)包括選擇由從該離子阱噴射的10個(gè)與100個(gè)之間的前體離子種類(lèi)的一個(gè)子集獲得的離子包的一個(gè)子集。
14.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，該控制該離子門(mén)的步驟d)包括允許所述所選擇的離子包的子集穿過(guò)該離子門(mén)并且直接進(jìn)入該離子導(dǎo)向器。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括控制該離子門(mén)以便將不需要被進(jìn)一步分析的、來(lái)自該離子阱的這些離子包轉(zhuǎn)移，以使得它們不進(jìn)入該離子導(dǎo)向器。
16.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括進(jìn)行一個(gè)所有前體離子的初步質(zhì)量分析以識(shí)別感興趣的前體離子種類(lèi)以及它們的相對(duì)豐度。
17.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，該分析所得到的離子群體的步驟f)包括將在該離子導(dǎo)向器中的這些離子噴射至飛行時(shí)間(TOF)、軌道靜電阱或FT-1CR質(zhì)量分析器中的一個(gè)中。
18.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括關(guān)于離子包的相對(duì)應(yīng)的多個(gè)不同子集，將這些步驟(a)至(f)進(jìn)行多次；并且將離子包的該多個(gè)不同子集通過(guò)該高分辨率質(zhì)量分析器的分析結(jié)果進(jìn)行組合，以便形成一個(gè)復(fù)合質(zhì)譜。
19.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，該將這些前體離子引導(dǎo)到一個(gè)離子注入器中的步驟(b)包括將這些前體離子在一個(gè)離子阱中俘獲，該步驟(c)然后包括將這些離子從該離子阱向該離子導(dǎo)向器噴射。
20.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，該將這些前體離子從離子注入器噴射的步驟(c)包括將這些離子正交地噴射。
21.一種串聯(lián)質(zhì)譜儀，包括: 一個(gè)用于產(chǎn)生前體離子的離子源； 一個(gè)被安排在該離子源下游的離子注入器，用于將從該離子源接收的前體離子向一個(gè)下游離子導(dǎo)向器噴射； 一個(gè)單通離子門(mén)，該單通離子門(mén)被安排在從該離子注入器向該下游離子導(dǎo)向器噴射前體離子的路徑中，這些前體離子作為多個(gè)暫時(shí)分離的離子包到達(dá)所述離子門(mén)，每個(gè)離子包含有多個(gè)不同離子種類(lèi)中的一個(gè)對(duì)應(yīng)種類(lèi)的離子； 一個(gè)離子門(mén)控制器，該離子門(mén)控制器被配置為控制該單通離子門(mén)，以便允許離子包的一個(gè)子集通過(guò)，該離子包的子集僅含有多個(gè)感興趣的前體離子種類(lèi)中的一個(gè)對(duì)應(yīng)子集； 其中，將該離子導(dǎo)向器被配置為接收被允許通過(guò)該單通離子門(mén)的前體離子；該串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)一步包括: 一個(gè)高分辨率質(zhì)量分析器，該高分辨率質(zhì)量分析器被安排為分析這些離子或者它們的碎片。
22.如權(quán)利要求21所述的質(zhì)譜儀， 其中，該離子導(dǎo)向器包括或包含一個(gè)離子存儲(chǔ)裝置和一個(gè)碎裂單元中的一者或兩者。
23.如權(quán)利要求22所述的質(zhì)譜儀，其中，該離子導(dǎo)向器包括或包含一個(gè)碎裂單元，該碎裂單元被安排為接收所選擇的通過(guò)該單通離子門(mén)的離子包的子集，并且進(jìn)行所述子集的碎裂。
24.如權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，進(jìn)一步包括一個(gè)單反射飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析器、一個(gè)多反射飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析器、一個(gè)多扇區(qū)反射飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)量分析器、以及一個(gè)軌道飛行時(shí)間裝置中的一者或多者，該一者或多者被安排在該離子注入器與該離子門(mén)之間，用于在從該離子注入器噴射之后這些離子至該離子門(mén)的路上分離離子。
25.如權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，其中，該離子注入器是一個(gè)離子阱，該離子阱用于俘獲從該離子源接收的離子并且將它們噴射向該下游離子導(dǎo)向器。
26.如權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，其中，該離子注入器包括第一和第二平行板，其中之一形成一個(gè)提取板。
27.如權(quán)利要求26所述的質(zhì)譜儀，其中，該提取板由一個(gè)柵格或縫隙形成、或者包括一個(gè)柵格或縫隙。
28.如權(quán)利要求26或權(quán)利要求27所述的質(zhì)譜儀，其中，將該離子注入器被安排為以一個(gè)指向器來(lái)噴射離子，該指向器與從該離子源輸入前體離子的方向基本上是正交的。
29.如權(quán)利要求21-24中任一項(xiàng)所述的質(zhì)譜儀，其中，該離子注入器是一種非俘獲性的僅DC或RF的離子導(dǎo)向器。
【文檔編號(hào)】H01J49/00GK103650099SQ201280030981
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月23日
【發(fā)明者】A·馬卡洛夫 申請(qǐng)人:塞莫費(fèi)雪科學(xué)（不來(lái)梅）有限公司