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使用离子阱跨越质量范围进行连续窗口化获取的系统及方法.pdf

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使用 离子 跨越 质量 范围 进行 连续 窗口 获取 系统 方法
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摘要
申请专利号:

CN201380010818.5

申请日:

2013.03.15

公开号:

CN104160473A

公开日:

2014.11.19

当前法律状态:

授权

?#34892;?#24615;:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01J 49/26申请日:20130315|||公开
IPC分类号: H01J49/26; G01N27/62 主分类号: H01J49/26
申请人: DH科技发展私人贸?#23376;?#38480;公司
发明人: 布鲁斯·安德鲁·科林斯
地址: 新加坡新加坡
优?#28909;ǎ?/td> 2012.04.02 US 61/619,008
专利代理机构: ?#26412;?#24459;盟知识产权代理有限责任公司 11287 代理人: 曹晓斐
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法律状态
申请(专利)号:

CN201380010818.5

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2017.03.15|||2015.05.06|||2014.11.19

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

提供系统及方法来执行质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取。接收样本的质量范围及质量窗宽度参数。在质谱仪的离子阱中收集来?#36816;?#36848;样本的在所述质量范围内的多个离子。使用所述质量窗宽度参数计算两个或两个以上邻近或重叠窗口以跨越所述质量范围。从所述离子阱喷射每一质量窗内的离子。接着,使用所述质谱仪的质量分析器从所述每一质量窗宽度的所述所喷射离子中检测质谱,从而产生所述质量范围的质谱集合。所述两个或两个以上质量窗可均具有相同的宽?#21462;?#21487;均具有不同的宽度或可具有至少两个具有不同宽度的质量窗。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取的系统,其包括:
质谱仪,其包含离子阱及质量分析器;及
处理器,其与所述质谱仪通信,所述处理器:
接收样本的质量范围及质量窗口宽度参数,
指示所述质谱仪在所述离子阱中收集来?#36816;?#36848;样本的在所述质量范围内的多个离子,
使用所述质量窗宽度参数计算跨越某一质量范围的两个或两个以上邻近或重叠质量窗,且
指示所述质谱仪从所述离子阱喷射所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗内的离子且使用所述质量分析器从所述每一质量窗的所述所喷射离子中检测质谱,从而产生所述质量范围的质谱集合。

2.  根据权利要求1所述的系统,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗具有相同的宽?#21462;?BR>
3.  根据权利要求2所述的系统,其中处理器指示所述质谱仪通过针?#36816;?#36848;两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗使用具有不同激励?#24503;?#33539;围的不同波形而从所述离子阱喷射所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗内的离子。

4.  根据权利要求3所述的系统,其中具有不同激励?#24503;?#33539;围的不同波形在所述质谱仪从所述离子阱喷射任何离子之前由所述处理器针?#36816;?#36848;两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗而计算且存储在所述质谱仪上。

5.  根据权利要求1所述的系统,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗具有不同的宽?#21462;?BR>
6.  根据权利要求5所述的系统,其中处理器指示所述质谱仪通过针?#36816;?#36848;两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗使用具有相同激励?#24503;?#33539;围的相同波?#26410;?所述离子阱喷射所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗内的离子。

7.  根据权利要求5所述的系统,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗的宽?#20154;?#30528;所述质量范围中的所述每一质量窗的质量增大而增大。

8.  根据权利要求1所述的系统,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的至少两个质量窗具有不同的宽?#21462;?BR>
9.  根据权利要求1所述的系统,其中所述处理器进一步指示所述质谱仪在检测所述质谱从而产生所述质量范围的串联质谱分析质谱集合之前在碰撞室中使所述每一质量窗的所述所喷射离子碎片化。

10.  一种用于质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取的方法,其包括:
接收样本的质量范围及质量窗宽度参数,
在质谱仪的离子阱中收集来?#36816;?#36848;样本的在所述质量范围内的多个离子,
使用所述质量窗宽度参数计算跨越所述质量范围的两个或两个以上邻近或重叠质量窗,及
从所述离子阱喷射所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗内的离子且使用所述质谱仪的质量分析器从所述每一质量窗的所述所喷射离子中检测质谱,从而产生所述质量范围的质谱集合。

11.  根据权利要求10所述的方法,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗具有相同的宽?#21462;?BR>
12.  根据权利要求11所述的方法,其中从所述离子阱喷射所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗内的离子包括针?#36816;?#36848;两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗使用具有不同激励?#24503;?#33539;围的不同波形。

13.  根据权利要求12所述的方法,其进一步包括在所述质谱仪从所述离子阱喷射任何离子之前针?#36816;?#36848;两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗计算具有不同激励?#24503;?#33539;围的不同波形且在所述质谱仪上存储所述不同波形。

14.  根据权利要求10所述的方法,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗具有不同的宽?#21462;?BR>
15.  根据权利要求14所述的方法,其中从所述离子阱喷射所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗内的离子包括针?#36816;?#36848;两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗使用具有相同激励?#24503;?#33539;围的相同波形。

16.  根据权利要求14所述的方法,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗的宽?#20154;?#30528;所述质量范围中的所述每一质量窗的质量增大而增大。

17.  根据权利要求10所述的方法,其进一步包括在检测所述质谱从而产生所述质量范围的串联质谱分析质谱集合之前在所述质谱仪的碰撞室中使所述每一质量窗的所述所喷射离子碎片化。

18.  一种计算机程序产品,其包括非暂时性且?#34892;?#30340;计算机可读存储媒体,所述计算机可读存储媒体的内容包含程序,其中有在处理器上执行以执行用于质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取的方法的指令,所述方法包括:
提供系统,其中所述系统包括一或多个相异软件模块,且其中所述相异软件模块包括分析模块及控制模块;
使用所述分析模块接收样本的质量范围及质量窗宽度参数,
使用所述控制模块在质谱仪的离子阱中收集来?#36816;?#36848;样本的在所述质量范围内的多个离子,
使用所述分析模块来使用所述质量窗宽度参数计算跨越所述质量范围的两个或两个以上邻近或重叠质量窗,及
使用所述控制模块从所述离子阱喷射所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗内的离子且使用所述质谱仪的质量分析器从所述每一质量窗的所述所喷射离子中检测质谱,从而产生所述质量范围的质谱集合。

19.  根据权利要求18所述的计算机程序产品,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗具有相同宽?#21462;?BR>
20.  根据权利要求18所述的计算机程序产品,其中所述两个或两个以上邻近或重叠质量窗具有不同的宽?#21462;?BR>

说明书

说明书使用离子阱跨越质量范围进行连续窗口化获取的系统及方法
相关申请案的交叉参考本申请案主张2012年4月2日申请的序列号为61/619,008号的美国临时专利申请案的权益,所述申请案的内容以全文引用方式并入本文中。 
背景技术
近来开发的高分辨率及高吞吐量四极质谱仪允许使用具有邻近或重叠的质量窗的多个扫描在分离实验的小时间间隔内准确扫描质量范围。在每一时间间隔处可将来自多个扫描的结果拼凑在一起以产生整个质量范围的频谱。所述分离的每一时间间隔处的每一频谱的集合为整个质量范围的频谱集合。举例来说,使用窗口化的质谱扫描来扫描整个质量范围的方法称为连续窗口化获取或通过库的连续窗口化获取(SWATH)。 
在一个示范性连续窗口化获取实验中,将400到1200道尔顿(Da)的质量范围分成32个邻近的25道尔顿(Da)质量窗。针对每一质量窗,使用四极飞行时间(TOF)质谱仪在100毫秒(ms)内积累频谱。用于积累质量范围的质谱的总时间为3.2秒。换句话说,分离实验的最小时间间隔为3.2秒。 
连续窗口化获取实验的工作周期或效率受到为质量窗收集具有?#23454;?#20449;噪比的TOF频谱所需的时间量的限制。虽然近来开发的高分辨率及高吞吐量四极飞行时间质谱仪已显著增加工作周期,但四极飞行时间质谱分析仍然具有若干限制。举例来说,每一质量窗的选择需要通常费时的质量过滤步骤。此外,质量过滤步骤要求浪费若干离子。因此,如果来自源的离子流?#31995;停?#37027;么可能不具有足够的离子来为整个质量范围获得具有所需信噪比的频谱。 
附图说明
所属领域的技术人员将理解下文描述的?#38469;?#20165;用于说明目的。?#38469;?#19981;希望以任何方式限制本教示的范围。 
图1为说明根据各?#36136;?#26045;例的计算机系统的框图。 
图2为根据各?#36136;?#26045;例的展示在跨越某一质量范围的两个或两个以上邻近或重叠质 量窗中的每一质量窗具有相同质量宽度的情况下激励?#24503;?#30340;范围如?#26410;?#25152;述两个或两个以上质量窗中的第一个质量窗减小到所述两个或两个以上质量窗中的最后一个质量窗的示范性表。 
图3为根据各?#36136;?#26045;例的用于连续窗口化获取的质谱分析系统的示意图。 
图4为根据各?#36136;?#26045;例的描绘质谱/质谱(MS/MS)连续窗口化获取的步骤3之后的所选择的质量范围的离子的位置的示意图。 
图5为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤4期间的所选择的质量范围的离子的位置的示意图。 
图6为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤5之后的所选择的质量范围的离子的位置的示意图。 
图7为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤6之后的所选择的质量范围的离子的位置的示意图。 
图8为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤8期间的所选择的质量范围的离子的位置的示意图。 
图9为根据各?#36136;?#26045;例的描绘在MS/MS连续窗口化获取期间质谱仪的飞行时间区段的加速器区域中的离子的位置的示意图。 
图10为根据各?#36136;?#26045;例的描绘跨越某一质量范围且具有统一的质量宽度的n个质量窗的示范性?#38469;尽?nbsp;
图11为根据各?#36136;?#26045;例的描绘跨越某一质量范围且具有可变的质量宽度的n个质量窗的示范性?#38469;尽?nbsp;
图12为展示根据各?#36136;?#26045;例的用于质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取的方法示范性流程图。 
图13为根据各?#36136;?#26045;例的包含执行用于质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取的方法的一或多个相异软件模块的系统的示意图。 
在详细描述本教示的一或多个实施例之前,所属领域的技术人员将?#31169;猓?#26412;教示在其应用方面不限于以下详细描述中陈述或?#38469;?#20013;说明的构造?#38468;凇?#32452;件布置及步骤布置。同样,应理解,本文中使用的措辞及术语是用于描述目的且不应被视为是限制性的。 
具体实施方式
计算机实施系统
图1为说明可在其上实施本教示的实施例的计算机系统100的框图。计算机系统100 包含:总线102或其它通信机构,其用于传达信息;及处理器104,其与总线102耦合?#28304;?#29702;信息。计算机系统100还包含存储器106(其可为随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置),存储器106耦?#31995;阶?#32447;102?#28304;?#20648;待由处理器104执行的指令。在执行待由处理器104执行的指令期间,存储器106还可用于存储临?#21271;?#37327;或其它中间信息。计算机系统100进一步包含只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置,其耦?#31995;阶?#32447;102?#28304;?#20648;用于处理器104的静态信息及指令。提供存储装置110(例如磁盘或光盘)且将其耦?#31995;阶?#32447;102?#28304;?#20648;信息及指令。 
计算机系统100可经由总线102耦?#31995;?#26174;示器112(例如,阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD))以向计算机用户显示信息。输入装置114(其包含字母数字键及其它键)耦?#31995;阶?#32447;102以向处理器104传达信息及指令选择。另一类型的用户输入装置为光标控制件116(例如,鼠标、轨迹球或光标方向键),其用于向处理器104传达方向信息及命令选择且用于控制显示器112上的光标移动。此输入装置通常在两个轴(第一轴(即,x)及第二轴(即,y))上具有两个自由度,这允许所述装置在平面中指定位置。 
计算机系统100可执行本教示。与本教示的某些实施方案一致,由计算机系统100响应于处理器104执行包含在存储器106中的一或多个指令的一或多个序列来提供结果。此类指令可从另一计算机可读媒体(例如,存储装置110)读入到存储器106中。执行存储器106中含有的指令序列致使处理器104执行本文描述的过程。替代地,硬接线电路可替代软件指令或与软件指令组合而使用以实施本教示。因此,本教示的实施方案不限于?#24067;?#30005;路及软件的任何特定组合。 
如本文中使用,术语“计算机可读媒体”是指参与向处理器104提供指令以供执行的任何媒体。此媒体可呈许多形式,包含但不限于非挥发性媒体、挥发性媒体及传输媒体。举例来说,非挥发性媒体包含光盘或磁盘,例如存储装置110。挥发性媒体包含动态存储器,例如存储器106。传输媒体包含同轴电缆、铜导线及光纤,包含包括总线102的导线。 
举例来说,计算机可读媒体的常见形式包含软磁盘、软盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、数?#36136;?#39057;光盘(DVD)、蓝光光盘、任何其它光学媒体、拇指驱动器、存储卡、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储芯片或匣或计算机可从其读取的任何其它?#34892;?#23186;体。 
将一或多个指令的一或多个序列运送到处理器104以供执行可涉及到各种类型的计算机可读媒体。举例来说,指令最初可在远程计算机的磁盘上运送。远程计算机可将指令加载到其动态存储器中且使用调制解调器经由电话线发送所述指令。计算机系统100 本地的调制解调器可接收电话线上的数据且使用红外线发射器将数据转换成红外信号。耦?#31995;阶?#32447;102的红外线检测器可接收以红外信号运送的数据且将所述数据放置在总线102上。总线102将数据运送到存储器106,处理器104从存储器106检索并执行指令。由存储器106接收的指令可在由处理器104执行之前或之后任选地存储在存储装置110上。 
根据各?#36136;?#26045;例,经配置以由处理器执行以执行方法的指令存储在计算机可读媒体上。所述计算机可读媒体可为存储数?#20013;?#24687;的装置。举例来说,计算机可读媒体包含已知在此项技术中用于存储软件的压缩光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读媒体由适于执行经配置以被执行的指令的处理器存取。 
已出于说明及描述目的呈现本教示的各?#36136;?#26045;方案的以下描述。所述描述不是详尽的且不将本教示限于所揭示的精确形式。修改及改变在以上教示的背景下是可能的或可从实践本教示获取。此外,所描述的实施方案包含软件但本教示可实施为?#24067;?#19982;软件的组合或仅以?#24067;?#23454;施。本教示可以面向对象及非面向对象编程系统两者实施。 
使用离子阱的连续窗口化获取
如上文描述,近来开发的高分辨率及高吞吐量四极飞行时间质谱仪允许使用具有邻近或重叠的质量窗的多个扫描在分离实验的小时间间隔内准确扫描质量范围。在一个示范性连续窗口化获取实验中,将400到1200道尔顿(Da)的质量范围分成32个邻近的25道尔顿(Da)质量窗。针对每一质量窗在100毫秒(ms)内积累频谱。因此,用于积累整个质量范围的质谱的总时间为3.2秒。 
虽然这些近来开发的高分辨率及高吞吐量四极飞行时间质谱仪已使连续窗口化获取成为可能,但其仍然具有若干限制。举例来说,每一质量窗的选择涉及通常费时的质量过滤步骤。此外,质量过滤步骤需要浪费掉若干离子。因此,如果来自源的离子流?#31995;停?#37027;么可能不具有足够的离子来为整个质量范围获得具有所需信噪比的频谱 
在各?#36136;?#26045;例中,使用离子阱执行连续窗口化获取。通过使用离子阱,费时的质量过滤步骤仅执行一次。质量窗的选择由从离子阱喷射离子的较快步骤执行。 
考虑上文提及的实例。举例来说,可在111ms中使用来自400到1200Da的质量范围的所有离子填充离子阱。这是一个质量过滤步骤。举例来说,可在10ms中执行25Da离子质量窗从离子阱的每一喷射。因此,使用离子阱的连续窗口化获取的总时间为100+32×18或699ms。举例来说,这表示使用离子阱的连续窗口化获取的工作周期几乎比使用四极飞行时间的连续窗口化获取的工作周期快5倍。 
在各?#36136;?#26045;例中,使用离子阱来收集某一质量范围内的离子且使用跨越某一质量范 围的两个或两个以上邻近或重叠质量窗选择性地喷射所收集的离子。举例来说,一种用于在线性离子阱(LIT)质谱仪中选择性地轴向运送离子的方法描述于第7,459,679号美国专利(下文称为“′679专利”)中。在′679专利中,具有不同质荷比的离子群组被允许进入LIT。使用第一径向激励场选择具有第一质荷比(m/z)的第一离子群组且接着使用轴向加速场喷射所述第一离子群组。在喷射所述第一离子群组之后,以相同方式喷射第二离子群组。所述第一离子群组的m/z范围与所述第二离子群组的m/z范围不相交。 
因此,′679专利描述在不同时间喷射具有不同且不相交的m/z范围的离子群组。举例来说,不相交的m/z范围为不共用单个m/z值的m/z范围或为不相交或邻近的m/z范围。因此,′679专利不建议选择不同m/z范围的所喷射群组来扫描被允许进入LIT的连续离子质量范围。换句话说,′679专利未描述连续窗口化获取。 
举例来说,连续窗口化获取的目标是在单次分析中以多个?#20174;?#30417;测(MRM)实验的选择性及特殊性量化较大质量范围中的所有物种。因此,连续窗口化获取非常适合于串联质谱分析(MS/MS)。可将在不同质量窗中选择的离子转?#39057;?#30896;撞室?#36234;?#34892;MS/MS碎片化。 
在各?#36136;?#26045;例中,用于连续窗口化获取的离子阱为LIT。举例来说,此LIT类似于′679专利中描述的LIT。举例来说,LIT用于收集较大质量范围内的离子。施加某一经计算数量的分辨直流电(DC)以允许仅传输所述质量范围内的那些离子。LIT具有选择性地激励所捕获的离子且接着给予其轴向推力?#36234;?#34892;喷射的能力。举例来说,此技术称为径向振幅协助转移(RAAT)。 
可使用宽带激励波形(例如,过滤噪声场(FNF))在RAAT陷阱中激励较宽质量范围的离子。这允许许多离子在同一时间被激励且接着被发送通过碰撞室?#36234;?#34892;MS/MS。一旦已收集第一质量窗的数据,接着便从LIT喷射下一个邻近或重叠质量窗(来自对LIT的同一填充)以收集下一个频谱。重复?#26031;?#31243;直到初始大质量范围窗的整个质量范围已被覆盖为止。 
在各?#36136;?#26045;例中,用于喷射离子且跨越质量范围的两个或两个以上质量窗具有相同的质量宽度且使用可变激励?#24503;?#33539;围来选择。举例来说,指示LIT传输400到1200Da的离子质量范围。这需要196.28V的分辨DC,其中LIT设定为质量854.7m/z(校准q=0.7045,驱动?#24503;剩?.228484MHz,r0=4.17mm)。离子在碰撞室中捕获并冷却。接着,整个质量范围转移回到LIT。已知以相同射频(RF)振幅捕获的离子具有由以下等式界定的马蒂厄(Mathieu)q值 
q=4eVmr02Ω2---(1)]]>
其中m为离子质量,V为RF振幅,r0为LIT的场半径且Ω为角驱动?#24503;省?#27599;一离子具有其自身的基本运动?#24503;剩?#20854;由以下等式界定 
ω0=βΩ2---(2)]]>
其中β为q的函数。举例来说,参数β使用连?#36136;?#34920;示式来计算。 
如果选择统一的25Da窗口,那么待从LIT喷射出的第一质量窗是从400Da到425Da。所述范围的?#34892;?#22788;的质量(412.5Da)可被设定在已知q值(即,LIT具有0.7045的校准q?#20202;?#21160;?#24503;?#20026;1.228484MHz)。这表示400Da驻留在q=0.714682处而425Da驻留在q=0.672642处,其中具有q值的所有其它质量在这些值之间变化。q值使用以下等式来计算 
m1q1=m2q2   (3) 
其(举例来说)使用等式(1)导出。 
因此,第一质量窗需要从355,925Hz到327,880Hz的激励?#24503;?#33539;围。然而,最后一个质量窗(1175到1200Da)需要不同的激励?#24503;?#33539;围且此范围被减小了。 
图2为根据各?#36136;?#26045;例的展示在跨越质量范围的两个或两个以上邻近或重叠质量窗中的每一质量窗具有相同质量宽度的情况下激励?#24503;?#33539;围如?#26410;?#25152;述两个或两个以上质量窗的第一质量窗减小到所述两个或两个以上质量窗的最后一个质量窗的示范性表200。激励?#24503;?#33539;围的减小是归因于以下?#29575;擔?#38543;着质量增大,针对由25Da分离的两个质量计算的q值之间的差异减小。 
在各种替代性实施例中,用于喷射离子且跨越质量范围的两个或两个以上质量窗具有不同的质量宽度且使用相同的激励?#24503;?#33539;围来选择。举例来说,?#24503;?#33539;围保持恒定且质量窗宽?#20154;?#30528;质量增大而增大。在使用相同激励?#24503;?#33539;围或波形的情况下,如果第一质量窗以居中于412.5Da处的25Da(28,045Hz)窗口宽度开?#36857;?#37027;么到达1200Da的最后一个质量窗具有从1129到1200Da的质量宽度或71Da的质量宽?#21462;?nbsp;
在其它各?#36136;?#26045;例中,激励?#24503;?#33539;围针对质量范围的一部分保持恒定且接着通过质量范围部分调整。举例来说,400到1200Da的质量范围分成两个范围:400到800Da及800到1200Da。第一范围使用基于400到425Da的质量窗的激励?#24503;?#33539;围而第二范 围将复位?#24503;?#33539;围以对应于从800到825Da的25Da质量窗。?#28304;?#26041;式,第一质量范围中的质量窗的变化幅度是从25Da(400到425Da)直到47.1Da(752.9到800Da)。在第二质量范围中,质量窗可从25Da(800(q=0.715508)到825(q=0.693826)Da)变化到36.4Da(1163.6到1200Da)。 
允许不同质量窗的质量宽度而非激励?#24503;?#33539;围变化表示相同波形可用于许多窗口。如果质量窗在25Da的宽度处保持恒定,那么有必要每次重新构造波形或至少预先构造并存储若干波形。可使用用于过滤噪声场的任何标?#25216;际?#26500;造波形。 
在各?#36136;?#26045;例中,RAAT LIT用于连续窗口化获取。将径向激励场用于两个或两个以上质量窗中的每一者中的所选择离子且接着使用径向加速场来喷射所述离子。 
在各种替代实施例中,使用质量选择性轴向喷射(MSAE)来从LIT喷射来自两个或两个以上质量窗的离子。此技术类似于RAAT,区别仅在于未施加轴向场。相反,?#26723;统?#21475;势垒以喷射每一质量窗的离子。举例来说,将出口势垒?#26723;?#21040;几伏特或更小。激励振幅?#24067;?#23567;且激励周期增大(至少几十毫秒)。 
数据实例
图3为根据各?#36136;?#26045;例的用于连续窗口化获取的质谱分析系统300的示意图。系统300包含质谱仪310及处理器320。处理器320与质谱仪310通信。处理器320可为但不限于计算机、微处理器或能够将控制信号和数据发送到质谱仪310且能够从质谱仪310接收控制信号和数据且能够处理数据的任何装置。举例来说,处理器320指示质谱仪310使用若干步骤执行串联质谱分析或MS/MS连续窗口化获取。 
在步骤1中,质谱仪310收集样本的飞行时间(TOF)质谱(MS)数据。举例来说,?#23435;?#22312;100ms中收集的MS数据。针对MS/MS选择MS数据的质量范围。 
在步骤2中,在质谱仪310的Q1上设置射频直流(RFDC)组件窗以选择所述质量范围中的离子。举例来说,此设置在1ms中施加。 
在步骤3中,?#36816;?#36848;质量范围中的离子填充质谱仪310的Q2?#20197;?#35768;所述离子冷却。举例来说,离子的转移及冷却耗费的时间在1ms到100ms之间。同时,在将离子转?#39057;絈2之后升高质谱仪310的IQ1及ST以关闭离子束。 
图4为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤3之后的所选择的质量范围的离子的位置400的示意图。 
在步骤4中,将所选择的质量范围中的离子转移回到质谱仪310的Q1。举例来说,Q1为LIT/RAAT。举例来说,在10ms中转移所述离子。 
图5为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤4期间的所选择的质 量范围的离子的位置500的示意图。 
在步骤5中,将质谱仪310的Q1上的RF振幅调整到?#23454;?#27700;平以施加激励波形来针对MS/MS选择某一质量窗的离子。调整质谱仪310的Q2的DC偏移以给出所要的碰撞能量?#19968;?#35843;整IQ3。升高IQ3以提供用于在Q2碰撞室中捕获离子的势垒。举例来说,这些调整在1ms中执行。 
图6为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤5之后的所选择的质量范围的离子的位置600的示意图。 
在步骤6中,将所选择的质量窗口的离子激励到高径向振幅。举例来说,在5ms中激励所述离子。 
图7为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤6之后的所选择的质量范围的离子的位置700的示意图。 
在步骤7中,关闭径向激励且将质谱仪310的IQ2调整到所要水平。举例来说,在1ms中做出这些改变。 
在步骤8中,打开轴向场?#28304;?#36136;谱仪310的Q1喷射所选择的质量窗的离子。仅那些在步骤6中激励到更高径向振幅的离子?#33455;?#21040;脉冲化的轴向场的力。将所述离子发送到质谱仪310的Q2,在Q2处所述离子通过高能碰撞碎片化。举例来说,Q2为碰撞室。举例来说,步骤8在1ms中执行。 
图8为根据各?#36136;?#26045;例的描绘MS/MS连续窗口化获取的步骤8期间的所选择的质量范围的离子的位置800的示意图。 
在步骤9中,针?#36816;?#36873;择的质量范围的离子收集TOF MS/MS数据。举例来说,所述数据在10ms中收集。 
图9为根据各?#36136;?#26045;例的描绘在MS/MS连续窗口化获取期间质谱仪的飞行时间区段的加速器区域(未展示)中的离子的位置900的示意图。 
重复步骤5到9直到已针对跨越所选择的质量范围的质量窗的所有离子收集数据。举例来说,步骤2到4需要12ms到111ms之间的时间。举例来说,步骤5到9的每一次重复需要18ms。 
如果步骤2中所选择的质量范围在400Da与1200Da之间且在步骤6中激励的每一质量宽度为25Da,那么如上文,存在总共(1200-400)/25或32个跨越800Da质量范围的总质量窗。接着重复步骤5到步骤9三十二次?#26131;?#21453;复需要32×18ms或576ms。用于收集MS/MS频谱的总时间为步骤2到9的和,其等于12ms+576ms=588ms到111ms+576ms=699ms。 
如上文描述,四极飞行时间质谱仪需要约3.2s来收集相同的MS/MS频谱。因此,具有离子阱飞行时间质谱仪的MS/MS连续窗口化获取比具有三极的MS/MS连续窗口化获取大约快5倍。并且,与四极飞行时间质谱仪相比,使用离子阱的工作周期的改善随着两个或两个以上质量窗的质量宽度减小而非线性地增加。 
如上文描述,在步骤6被选择且用于跨越步骤2中选择的质量范围的两个或两个以上窗口可具有统一的质量宽?#21462;?#26367;代地,在步骤6中选择的两个或两个以上质量窗可具有不同的质量宽?#21462;?nbsp;
图10为根据各?#36136;?#26045;例的描绘跨越某一质量范围且具有统一的质量宽度的n个质量窗的示范性?#38469;?000。 
图11为根据各?#36136;?#26045;例的描绘跨越某一质量范围且具有统一的质量宽度的n个质量窗的示范性?#38469;?100。 
数据处理的系统及方法
连续窗口化获取系统 
返回到图3,系统300包含质谱仪310及处理器320。质谱仪310包含离子阱330、质量分析器340及碰撞室350。离子阱330展示为LIT。然而,离子阱330可为任何类型的离子阱。其它类型的离子阱可包含但不限于3D离子阱、环形离子阱及静电离子阱。质量分析器340展示为TOF质量分析器。类似地,质量分析器340可为任何类型的质量分析器。其它类型的质量分析器可包含但不限于线性离子阱、3D离子阱、静电离子阱或?#22235;?#31163;子阱。碰撞室350展示为四极。类似地,碰撞室350可为任何类型的碰撞室。 
处理器320接收样本的质量范围及质量窗宽度参数。处理器320指示质谱仪310在离子阱330中收集来?#36816;?#36848;样本的在所述质量范围内的多个离子。处理器320使用质量窗宽度参数计算跨越某一质量范围的两个或两个以上邻近或重叠质量窗。换句话说,所述两个或两个以上质量窗相交或重叠至少一个m/z值以跨越质量范围。所述质量窗宽度参数可包含但不限于宽?#21462;?#36136;量窗的数目或描述质量窗宽度如何随质量变化的函数。 
处理器320指示质谱仪310从离子阱330喷射两个或两个以上质量窗中的每一质量窗内的离子。处理器320还指示质谱仪310使用质量分析器340?#29992;?#19968;质量窗的所喷射离子检测质谱,从而产生所述质量范围的质谱集合。举例来说,相继选择并分析两个或两个以上质量窗中的每一质量窗。举例来说,离子阱330可同时或相继喷射出两个或两个以上质量窗中的每一质量窗内的离子。 
如上文描述,所述两个或两个以上质量窗可均具有相同的宽?#21462;?#21487;均具有不同的宽度或可具有至少两个具有不同宽度的质量窗。在各?#36136;?#26045;例中且如果两个或两个以上质 量窗均具有相同的宽度,那么处理器320针?#36816;?#36848;两个或两个以上质量窗中的每一质量窗计算具有不同激励?#24503;?#33539;围的不同波形。不同的波形接着用于从离子阱330喷射两个或两个以上质量窗中的每一质量窗内的离子。在各?#36136;?#26045;例中,在质谱仪310从离子阱330喷射任何离子之前,处理器320在质谱仪310上针对两个或两个以上质量窗中的每一质量窗存储具有不同激励?#24503;?#33539;围的不同波?#25105;?#25552;高吞?#28388;俁取?nbsp;
在各?#36136;?#26045;例中且如果两个或两个以上质量窗均具有不同的宽度,那么处理器320针对两个或两个以上质量窗中的每一质量窗计算具有相同激励?#24503;?#33539;围的相同波形。相同的波形接着用于从离子阱330喷射两个或两个以上质量窗中的每一质量窗内的离子。 
在各?#36136;?#26045;例中,两个或两个以上质量窗中的每一质量窗的宽度可作为质量范围的函数变化。举例来说,两个或两个以上质量窗中的每一质量窗的宽?#20154;?#30528;质量范围中的每一质量窗的质量增大而增大。 
在各?#36136;?#26045;例中,系统300可执行串联质谱分析或MS/MS。举例来说,处理器320进一步指示质谱仪310在检测质谱之前在碰撞室350中使每一质量窗的所喷射离子碎片化。接着,针?#36816;?#36848;质量范围产生串联质谱分析质谱集合。 
连续窗口化获取方法 
图12为展示根据各?#36136;?#26045;例的用于质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取的方法1200的示范性流程图。 
在方法1200的步骤1210中,接收样本的质量范围及质量窗宽度参数。 
在步骤1220中,在质谱仪的离子阱中收集来?#36816;?#36848;样本的在所述质量范围内的多个离子。 
在步骤1230中,使用质量窗宽度参数计算跨越质量范围的两个或两个以上邻近或重叠窗口。 
在步骤1240中,从离子阱喷射两个或两个以上质量窗中的每一质量窗内的离子。接着,使用所述质谱仪的质量分析器?#29992;?#19968;质量窗的所喷射离子检测质谱,从而产生所述质量范围的质谱集合。 
连续窗口化获取计算机程序产品 
在各?#36136;?#26045;例中,计算机程序产品包含非暂时性且?#34892;?#30340;计算机可读存储媒体,所述计算机可读存储媒体的内容包含程序,其中指令在处理器上执行以执行用于质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取的方法。此方法由包含一或多个相异软件模块的系统执行。 
图13为根据各?#36136;?#26045;例的包含执行用于质?#36164;?#25454;的连续窗口化获取的方法的一或多个相异软件模块的系统1300的示意图。系统1300包含分析模块1310及控制模块1320。 
分析模块1310接收样本的质量范围及质量窗宽度参数。控制模块1320在质谱仪的离子阱中收集来?#36816;?#36848;样本的在所述质量范围内的多个离子。分析模块1310使用质量窗宽度参数计算跨越某一质量范围的两个或两个以上邻近或重叠质量窗。控制模块1320从离子阱喷射两个或两个以上质量窗中的每一质量窗内的离子。控制模块1320使用质谱仪的质量分析器?#29992;?#19968;质量窗的所喷射离子检测质谱,从而产生所述质量范围的质谱集合。 
虽然结合各?#36136;?#26045;例描述了本教示,但不希望本教示限于此类实施例。相反,如所属领域的技术人员将?#31169;猓?#26412;教示涵盖各种替代例、修改及等效物。 
此外,在描述各?#36136;?#26045;例时,本说明书可能已将方法及/或过程呈现为特定步骤序列。然而,就所述方法或过程不?#35272;?#20110;本文中陈述的特定步骤次序这一点来说,所述方法或过程不应限于所描述的特定步骤序列。如所属领域的一股技术人员将?#31169;猓?#20854;它步骤序列是可行的。因此,本说明书中陈述的特定步骤次序不应理解为对权利要求书的限制。此外,针?#36816;?#36848;方法及/或过程的权利要求书不应限于?#36816;?#20070;写的次序执行其步骤,且所属领域的技术人员将?#31169;?#25152;述序列可变化且仍在各?#36136;?#26045;例的精神及范围内。 

关于本文
本文标题:使用离子阱跨越质量范围进行连续窗口化获取的系统及方法.pdf
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