用于糖肽分析的设备和方法技术

描述用于界定糖肽的特征的系统和方法，其包含第一四极滤质器、离子导向器的多极棒组、透镜电极、ExD装置和质量分析仪。所述多极棒组调适成接收径向射频RF捕获电压和径向偶极子直流DC电压。所述透镜电极调适成接收轴向捕获交流AC电压和DC电压。所述ExD装置执行电子捕获解离或电子转移解离，所述ExD装置安置成使得所述ExD装置的进口安置在所述透镜电极的与所述多极棒组相对的另一侧上。所述质量分析仪安置在所述ExD装置的出口处以用于接收来自所述ExD装置的离子。

Equipment and methods for glycopeptide analysis

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于糖肽分析的设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年6月28日申请的美国临时申请案第62/525,901号的优先权，所述申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
本文中所描述的教示内容涉及使用质谱法的糖肽分析以及用以实现其的设备和方法。
技术介绍
糖肽为一类肽结构，其包括与构成所述肽的氨基酸残基的侧链共价键结的一或多个碳水化合物部分。在若干情况下，聚糖形成糖部分的主链。取决于聚糖部分(即碳水化合物)与氨基酸残基之间的键联来对糖肽进行分类。另外，聚糖部分之间的键联也是重要的。可使用常规质谱法以受限的方式来界定糖肽的特征。使用碰撞诱导解离(CID)的串联质谱法可断开糖苷键，并且可用以分析分子的可包含成分糖部分的次序和标识的聚糖部分。在其它情况下，CID可用于对肽区进行测序。可出于各种目的使用可包含电子转移解离(ETD)的基于电子的解离(本文中通常称为ExD)和各种形式的电子捕获解离(ECD)(例如热ECD)，所述各种目的可包含对分子的肽部分进行测序以及标识糖基化的位点，例如确定单醣的键联(例如2、3、4或6位置)的位点。在后一种情况下，可仅对已通常通过使用酶切而从肽中释放的聚糖执行标识糖基化的位点。这些基于电子的解离方法执行糖环的交叉环裂解，其允许在后续分析中确定键联位置。由于对完整糖肽执行的基于电子的解离方法优先解离肽链而非聚糖环，因此糖肽自身无法利用键联位置的标识(没有通过例如酶切从肽中预分离聚糖)。因此，需要能够以更彻底的方式来界定糖肽的特征的技术和设备，其可包含以简化方式标识每一单醣的肽序列、糖基化位点、聚糖成分和键联。
技术实现思路
根据各种实施例，描述一种质谱仪分析系统，其包括：第一四极滤质器；离子导向器的多极棒组，其用以接收来自所述第一四极滤质器的离子，所述多极棒组调适成接收径向射频(RF)捕获电压和径向偶极子直流(DC)电压。系统还包括离子导向器的透镜电极，其安置在多极棒组的一个末端处以提取由所述多极棒组捕获的离子且调适成接收轴向捕获交流(AC)电压和DC电压；ExD装置，其调适成执行电子捕获解离或电子转移解离，所述ExD装置安置成使得所述ExD装置的进口安置在透镜电极的与多极棒组相对的另一侧上。另外，质量分析仪安置在ExD装置的出口处以用于接收来自ExD装置的离子。处理器与多极棒组和透镜电极连通，所述处理器同时将径向偶极子DC电压施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极，或同时将径向RF捕获电压振幅施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极，以便提取捕获于多极棒组中的带通质量范围的离子。在一些实施例中，质量分析仪可包括飞行时间质谱仪、离子阱或一或多个四极滤质器。在一些实施例中，ExD装置在两个模式中的至少一个中操作，其中在一个模式中，ExD装置充当离子导向器，且其中在第二模式中，ExD装置执行电子捕获解离或电子转移解离。根据各种实施例，描述一种分析含有一或多个糖肽的样本的方法，所述方法包括：使样本离子化以形成糖肽离子；在滤质器中分离一或多个糖肽离子；在离子导向器的多极棒组中使分离的糖肽离子碎片化，所述多极棒组具有进口端和出口端，所述进口端接收来自滤质器的碎片化糖肽离子，所述多极棒组调适成接收径向射频(RF)捕获电压和径向偶极子直流(DC)电压，所述离子导向器具有透镜电极，所述透镜电极安置在多极棒组的出口端处以提取由多极棒组捕获的离子且调适成接收轴向捕获交流(AC)电压和DC电压；通过同时将径向偶极子DC电压施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极或同时将径向RF捕获电压振幅施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极，将来自离子导向器的出口端的碎片化糖肽离子的带通范围的离子提取到ExD装置中；在ExD装置中对带通范围的离子执行电子解离反应或电子转移反应以形成ExD产物离子；质量分析所述ExD产物离子。在一些实施例中，使样本离子化以形成糖肽离子包括使一或多个糖肽金属化，所述金属化可包含例如使糖肽与钠盐反应。在一些实施例中，通过同时将径向偶极子DC电压施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极来执行提取带通范围的离子，且径向偶极子DC电压和AC电压经选择以便仅提取具有预选定m/z值范围的聚糖片段。在一些实施例中，通过同时将径向RF捕获电压振幅施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极来执行提取带通范围的离子，且RF捕获电压振幅和AC电压经选择以便仅提取具有预选定m/z值范围的聚糖片段。在各种实施例中，描述一种分析样本中的糖肽的方法，其包括：提供滤质器；提供离子导向器的多极棒组；提供安置在多极棒组下游的ExD装置，所述ExD装置调适成在两个模式中的至少一个中操作，其中在一个模式中，所述ExD装置充当离子导向器，且其中在第二模式中，所述ExD装置执行电子捕获解离或电子转移解离；提供安置在ExD装置下游的质量分析仪；提供安置在多极棒组与ExD装置之间的透镜电极；使样本离子化以形成金属化样本离子；将金属化样本离子传输到滤质器；操作滤质器以将具有预选定m/z范围的糖肽离子选择性地传输到离子导向器的多极棒组中；将多极棒组配置成操作为碰撞室，其中所述碰撞室在第一解离能下操作以引起肽片段的形成，以及将ExD装置配置成操作为离子导向器以便通过ExD装置将形成的肽片段传输到质量分析仪，且在质量分析仪中分析肽片段；将多极棒组配置成在第二解离能下操作为碰撞室以引起聚糖片段的形成，所述第二解离能高于第一解离能，以及将ExD装置配置成操作为离子导向器以便通过ExD装置将形成的聚糖片段传输到质量分析仪，且在质量分析仪中分析聚糖片段。方法还包含通过同时将径向偶极子DC电压施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极或同时将径向RF捕获电压振幅施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极，将来自多极棒组的带通范围的聚糖片段离子提取到ExD装置中，所述带通范围的聚糖片段由预选定m/z值范围定义，且将ExD装置配置成操作为电子转移反应装置或电子解离装置，且对带通范围的聚糖片段离子执行ExD反应以形成ExD产物离子；以及质量分析所述ExD产物离子。在一些实施例中，上述方法和系统中描述的ExD包括：第一电极集合，所述第一电极集合的至少第一区段围绕第一中心轴在四极定向上布置，其中第一电极集合的所述第一区段沿所述第一中心轴从近侧入口端轴向地延伸到远侧端，以便定义沿所述第一中心轴延伸的第一路径的第一部分，所述近侧入口端用于接收来自离子导向器的出口端的带通范围的离子；第二电极集合，所述第二电极集合的至少第一区段围绕第一中心轴在四极定向上布置以便定义第一路径的第二部分，其中第二电极集合的所述第一区段沿所述第一中心轴从近侧端轴向地延伸到远侧出口端，所述第二电极集合的近侧端与第一电极集合的远侧端间隔开使得横向路径在第二电极集合的近侧端与第一电极集合的远侧端之间延伸，所述横向路径沿大体上与第一中心轴正交的第二中心轴从第一轴向端延伸到第二轴向端且在相交区处与第一路径相交；电子源，其安置成接近于第二路径的第一轴向端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种质谱仪分析系统，其包括：/n第一四极滤质器；/n离子导向器的多极棒组，其用以接收来自所述第一四极滤质器的离子，所述多极棒组调适成接收径向射频RF捕获电压和径向偶极子直流DC电压，/n所述离子导向器的透镜电极，其安置在所述多极棒组的一个末端处以提取由所述多极棒组捕获的离子且调适成接收轴向捕获交流AC电压和DC电压，/nExD装置，其调适成执行电子捕获解离或电子转移解离，所述ExD装置安置成使得所述ExD装置的进口安置在所述透镜电极的与所述多极棒组相对的另一侧上，质量分析仪，其安置在所述ExD装置的出口处以用于接收来自所述ExD装置的离子，/n处理器，其与所述多极棒组和所述透镜电极连通，所述处理器同时将径向偶极子DC电压施加到所述多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到所述透镜电极，或同时将径向RF捕获电压振幅施加到所述多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到所述透镜电极，以便提取捕获于所述多极棒组中的带通质量范围的离子。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170628 US 62/525,9011.一种质谱仪分析系统，其包括：
第一四极滤质器；
离子导向器的多极棒组，其用以接收来自所述第一四极滤质器的离子，所述多极棒组调适成接收径向射频RF捕获电压和径向偶极子直流DC电压，
所述离子导向器的透镜电极，其安置在所述多极棒组的一个末端处以提取由所述多极棒组捕获的离子且调适成接收轴向捕获交流AC电压和DC电压，
ExD装置，其调适成执行电子捕获解离或电子转移解离，所述ExD装置安置成使得所述ExD装置的进口安置在所述透镜电极的与所述多极棒组相对的另一侧上，质量分析仪，其安置在所述ExD装置的出口处以用于接收来自所述ExD装置的离子，
处理器，其与所述多极棒组和所述透镜电极连通，所述处理器同时将径向偶极子DC电压施加到所述多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到所述透镜电极，或同时将径向RF捕获电压振幅施加到所述多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到所述透镜电极，以便提取捕获于所述多极棒组中的带通质量范围的离子。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述质量分析仪包括飞行时间质谱仪。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述质量分析仪包括离子阱。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述质量分析仪包括第二四极滤质器。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述ExD装置在两个模式中的至少一个中操作，其中在一个模式中，所述ExD装置充当离子导向器，且其中在第二模式中，所述ExD装置执行电子捕获解离或电子转移解离。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述ExD装置包括：
第一电极集合，所述第一电极集合的至少第一区段围绕第一中心轴在四极定向上布置，其中所述第一电极集合的所述第一区段沿所述第一中心轴从近侧入口端轴向地延伸到远侧端，以便定义沿所述第一中心轴延伸的第一路径的第一部分，所述近侧入口端用于接收来自所述离子导向器的出口端的所述带通范围的离子；
第二电极集合，所述第二电极集合的至少第一区段围绕所述第一中心轴在四极定向上布置以便定义所述第一路径的第二部分，其中所述第二电极集合的所述第一区段沿所述第一中心轴从近侧端轴向地延伸到远侧出口端，所述第二电极集合的所述近侧端与所述第一电极集合的所述远侧端间隔开使得横向路径在所述第二电极集合的所述近侧端与所述第一电极集合的所述远侧端之间延伸，所述横向路径沿大体上与所述第一中心轴正交的第二中心轴从第一轴向端延伸到第二轴向端且在相交区处与所述第一路径相交；
电子源，其安置成接近于所述第二路径的所述第一轴向端和所述第二轴向端中的一个以沿所述第二中心轴引入多个电子，使得所述电子朝向所述相交区行进穿过所述横向路径；
一或多个电源，其用于将DC电压和RF电压提供到所述第一电极集合和所述第二电极集合，且用以在所述第一路径和所述横向路径中的每一个中产生电场；
磁场源，其配置且调适成在平行于所述第二中心轴的方向上和在所述第二中心轴上产生静态磁场；以及
控制器，其用于控制施加到所述第一电极集合和所述第二电极集合中的每一个的所述DC电压和RF电压，所述控制器配置成在所述电子源沿其引入多个电子时在所述横向路径中产生RF四极场，使得所述横向路径中的所述带通范围的离子的至少一部分与所述电子相互作用以进行解离，从而形成ExD产物离子。


7.一种分析含有一或多个糖肽的样本的方法，所述方法包括：
使所述样本离子化以形成糖肽离子，
在滤质器中分离一或多个糖肽离子，
在离子导向器的多极棒组中使分离的糖肽离子碎片化，所述多极棒组具有进口端和出口端，所述进口端接收来自所述滤质器的碎片化糖肽离子，所述多极棒组调适成接收径向射频RF捕获电压和径向偶极子直流DC电压，所述离子导向器具有透镜电极，所述透镜电极安置在所述多极棒组的所述出口端处以提取由所述多极棒组捕获的离子且调适成接收轴向捕获交流AC电压和DC电压，
通过同时将径向偶极子DC电压施加到所述多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到所述透镜电极或同时将径向RF捕获电压振幅施加到所述多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到所述透镜电极，将来自所述离子导向器的所述出口端的所述碎片化糖肽离子的带通范围的离子提取到ExD装置中，
在所述ExD装置中对所述带通范围的离子执行电子解离反应或电子转移反应以形成ExD产物离子，
质量分析所述ExD产物离子。


8.根据权利要求1所述的方法，其中使所述样本离子化以形成糖肽离子包括使所述一或多个糖肽金属化。


9.根据权利要求2所述的方法，其中所述金属化包括使所述糖肽与钠盐反应。


10.根据权利要求1所述的方法，其中通过同时将径向偶极子DC电压施加到所述多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到所述透镜电极来执行提取带通范围的离子，且所述径向偶极子DC电压和所述AC电压经选择以便仅提取具有预选定m/z值范围的聚糖片段。


11.根据权利要求1所述的方法，其中通过同时将径向RF捕获电压振幅施加到所述多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到所述透镜电极来执行所述提取带通范围的离子，且所述RF捕获电压振幅和所述AC电压经选择以便仅提取具有预选定m/z值范围的聚糖片段。


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【专利技术属性】
技术研发人员：马场崇，Y·勒布朗，
申请(专利权)人：DH科技发展私人贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG