用于高通量数据独立分析的方法和装置制造方法及图纸

一种分析样品的方法，所述方法包含：基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成窄质量范围组；使来自每个组的离子碎裂以产生碎片离子组；以及使用长瞬态时间质量分析仪对来自每个碎片离子组的碎片离子进行质量分析，其中所述分离和所述碎裂与所述质量分析解耦，并且高瞬态质量分析仪的循环时间大于窄质量范围扫描时间的循环时间的约五倍，并且其中所述分离和所述碎裂具有高占空比，并且所述质量分析具有高占空比。

Methods and devices for independent analysis of high throughput data

【技术实现步骤摘要】
用于高通量数据独立分析的方法和装置
本公开总体上涉及质谱法领域，包含用于高通量数据独立分析的方法和装置。
技术介绍
被称为MS/MS的串联质谱法是一种使源自样品的前体离子在受控条件下经受碎裂来产生产物离子的流行且广泛使用的分析技术。产物离子质谱含有可用于结构测定并且用于鉴定具有高特异性的样品组分的信息。在典型的MS/MS实验中，选择相对少量的前体离子种类进行碎裂，例如丰度最大的那些离子种类或者质荷比(m/z)与包含列表中的值匹配的离子种类。人们对使用“全质量(all-mass)”MS/MS的兴趣与日俱增，在全质量MS/MS中，使所有前体离子或前体离子的相当大的子集碎裂。全质量MS/MS产生富含信息的质谱并且不需要在质量分析之前选择和隔离特定离子种类。为了简化通过全质量MS/MS产生的产物离子质谱的解释，以对前体离子的不同子集或组执行的一系列碎裂/质谱采集循环的形式进行分析，其中每个子集或组代表不同范围的前体离子m/z。例如，如果前体离子的m/z范围为200Th到2000Th，则可以对m/z介于200Th与210Th之间的第一组离子执行第一碎裂/质谱采集循环；对m/z介于210Th与220Th之间的第二组离子执行第二碎裂/质谱采集循环等。授权给Makarov等人的美国专利第7,157,698号(所述专利通过引用并入)教导了一种用于通过根据前体离子的m/z将前体离子分成组来实施全质量MS/MS的质谱仪架构。在Makarov设备中，采用正交喷射二维离子阱将m/z分组的前体离子喷射到碎裂单元中，所述离子在所述碎裂单元中经历碎裂。将所产生的产物离子输送到飞行时间(TOF)质量分析仪的入口以采集质谱。因为TOF质量分析仪的质量范围宽且分析时间相对短，所以其特别适用于全质量MS/MS实验。在TOF和其它质量分析仪中，离子的初始动能的大变化可能会显著影响测量性能，特别是关于分辨率和质量准确度的测量性能。因此，在将离子递送到质量分析仪的入口之前，重要的是，减少所喷射的离子和源自所述离子的产物离子的动能扩散。可以通过将离子引导通过冷却区域来实现离子冷却以减少动能和动能扩散，在所述冷却区域中，离子通过与中性气体分子碰撞而损失能量。冷却时间可以远远大于从阱喷射离子组(以及对离子组的质量分析)所需的时间，这意味着必须延迟随后的离子组从阱喷射到碎裂/冷却区域中，直到完成第一离子组的冷却。换言之，冷却期会限制全离子MS/MS分析可以进行的速率并且减少在色谱洗脱峰期间可以进行的分析的总数。当然，可以通过采用较短的冷却期来提高速率，但这样做会对分辨率和/或质量准确度产生不利影响。将碎裂单元、冷却和质量分析彼此解耦，同时将一个碎裂循环的产物离子保持在一起但与来自其它碎裂循环的产物离子分离，可以提高分析的通量。根据前述内容将理解，需要用于改进高通量数据独立分析(如用于全原子MS/MS)的改进的系统和方法。
技术实现思路
在第一方面，一种分析样品的方法，所述方法可以包含：基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成窄质量范围组；使来自每个组的所述离子碎裂以产生碎片离子组；使用长瞬态时间质量分析仪对来自每个碎片离子组的碎片离子进行质量分析。所述分离和所述碎裂可以与所述质量分析解耦，并且所述高瞬态质量分析仪的循环时间大于窄质量范围扫描时间的循环时间的约五倍。所述分离和所述碎裂可以具有高占空比并且所述质量分析可以具有高占空比。在所述第一方面的各个实施例中，所述质量分析仪的所述循环时间可以大于所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间的约十倍，如小于所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间的约15倍。在所述第一方面的各个实施例中，所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间可以介于约50微秒与约500微秒之间，如介于约100微秒与约400微秒之间，甚至介于约200微秒与约300微秒之间。在所述第一方面的各个实施例中，所述质量分析仪的所述循环时间介于约1毫秒与约10毫秒之间，如介于约3毫秒与约7毫秒之间，甚至介于约4毫秒与约6毫秒之间。在第二方面，一种质谱仪可以包含：离子源，所述离子源被配置成由样品产生前体离子；线性离子阱，所述线性离子阱被配置成基于质荷比将所述前体离子分离成多个窄质量范围；以及碎裂装置，所述碎裂装置被配置成使窄质量范围内的离子碎裂以产生碎片离子组。所述质谱仪可以进一步包含第一存储单元阵列和第二存储单元阵列。所述第一存储单元阵列可以包含第一存储单元和第二存储单元。所述第一存储单元可以被配置成积聚来自所述碎裂装置的来自第一窄质量范围的碎片离子，并且所述第二存储单元可以被配置成积聚来自所述碎裂装置的来自第二窄质量范围的碎片离子。所述第一存储单元阵列可以被配置成使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离。所述第二存储单元阵列可以包含第三存储单元和第四存储单元。所述第三存储单元可以被配置成接收来自所述第一存储单元的离子，并且所述第四存储单元可以被配置成接收来自所述第二存储单元的离子。所述质谱仪还可以包含质量分析仪，所述质量分析仪被配置成接收来自所述第三存储单元的离子并且分析来自所述第一窄质量范围的碎片离子的质荷比，并且单独地接收来自所述第四存储单元的离子并且分析来自所述第二窄质量范围的碎片离子的质荷比。在所述第二方面的各个实施例中，所述质量分析仪是长瞬态时间质量分析仪。在特定实施例中，所述长瞬态时间质量分析仪是多重反射飞行时间质量分析仪。在所述第二方面的各个实施例中，质谱仪可以进一步包含离子输送系统，所述离子输送系统被配置成将来自所述碎裂装置的碎片离子输送到所述第一存储单元阵列，同时使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离。所述输送系统可以包含多个极杆，所述多个极杆被布置成第一行和第二行，所述第二行与所述第一行平行，所述第一行的每个极杆与所述第二行的对应极杆形成极杆对。所述极杆可以限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。在特定实施例中，所述质谱仪可以进一步包含第二离子输送系统，所述第二离子输送系统被配置成将来自所述第二存储单元阵列的碎片离子输送到所述质量分析仪，同时使来自第一窄质量范围的碎片离子与来自第二窄质量范围的碎片离子隔离。所述输送系统可以包含第二多个极杆，所述第二多个极杆被布置成第三行和第四行，所述第四行与所述第三行平行。所述第三行的每个极杆可以与所述第四行的对应极杆形成极杆对。所述极杆可以限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。在特定实施例中，所述第一离子输送系统可以被配置成在与所述极杆平行的方向上将离子喷射到所述存储单元阵列中，并且所述第二离子输送系统可以被配置成在沿所述第二多个极的行进方向上将离子喷射到所述质量分析仪中。在所述第二方面的各个实施例中，所述窄质量范围的范围小于约20Da，如范围小于约10Da，甚至范围小于约5Da。在所述第二方面的各个实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分析样品的方法，所述方法包括：/n基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成窄质量范围组；/n使来自每个组的离子碎裂以产生碎片离子组；/n使用长瞬态时间质量分析仪对来自每个碎片离子组的碎片离子进行质量分析；/n其中所述分离和所述碎裂与所述质量分析解耦，并且高瞬态质量分析仪的循环时间大于窄质量范围扫描时间的循环时间的约五倍，并且其中所述分离和所述碎裂具有高占空比，并且所述质量分析具有高占空比。/n

【技术特征摘要】
20181019 US 16/165,9091.一种分析样品的方法，所述方法包括：
基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成窄质量范围组；
使来自每个组的离子碎裂以产生碎片离子组；
使用长瞬态时间质量分析仪对来自每个碎片离子组的碎片离子进行质量分析；
其中所述分离和所述碎裂与所述质量分析解耦，并且高瞬态质量分析仪的循环时间大于窄质量范围扫描时间的循环时间的约五倍，并且其中所述分离和所述碎裂具有高占空比，并且所述质量分析具有高占空比。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述质量分析仪的所述循环时间大于所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间的约十倍。


3.根据权利要求1所述的方法，所述质量分析仪的所述循环时间小于所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间的约15倍。


4.根据权利要求1所述的方法，所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间介于约50微秒与约500微秒之间。


5.根据权利要求1所述的方法，所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间介于约100微秒与约400微秒之间。


6.根据权利要求1所述的方法，所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间介于约200微秒与约300微秒之间。


7.根据权利要求1所述的方法，所述质量分析仪的所述循环时间介于约1毫秒与约10毫秒之间。


8.根据权利要求1所述的方法，所述质量分析仪的所述循环时间介于约3毫秒与约7毫秒之间。


9.根据权利要求1所述的方法，所述质量分析仪的所述循环时间介于约4毫秒与约6毫秒之间。


10.一种质谱仪，其包括：
离子源，所述离子源被配置成由样品产生前体离子；
线性离子阱，所述线性离子阱被配置成基于质荷比将所述前体离子分离成多个窄质量范围；
碎裂装置，所述碎裂装置被配置成使窄质量范围内的离子碎裂以产生碎片离子组；
第一存储单元阵列，所述第一存储单元阵列包含第一存储单元和第二存储单元，所述第一存储单元被配置成积聚来自所述碎裂装置的来自第一窄质量范围的碎片离子，所述第二存储单元被配置成积聚来自所述碎裂装置的来自第二窄质量范围的碎片离子，所述第一存储单元阵列被配置成使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离；
第二存储单元阵列，所述第二存储单元阵列包含第三存储单元和第四存储单元，所述第三存储单元被配置成接收来自所述第一存储单元的离子，并且所述第四存储单元被配置成接收来自所述第二存储单元的离子；以及
质量分析仪，所述质量分析仪被配置成接收来自所述第三存储单元的离子并且分析来自所述第一窄质量范围的碎片离子的质荷比，并且单独地接收来自所述第四存储单元的离子并且分析来自所述第二窄质量范围的碎片离子的质荷比。


11.根据权利要求10所述的质谱仪，其中所述质量分析仪是长瞬态时间质量分析仪。


12.根据权利要求11所述的质谱仪，其中所述长瞬态时间质量分析仪是多重反射飞行时间质量分析仪。


13.根据权利要求10所述的质谱仪，其进一步包含离子输送系统，所述离子输送系统被配置成将来自所述碎裂装置的碎片离子输送到所述第一存储单元阵列，同时使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离；所述输送系统包含：
多个极杆，所述多个极杆被布置成第一行和第二行，所述第二行与所述第一行平行，所述第一行的每个极杆与所述第二行的对应极杆形成极杆对，所述极杆对限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。


14.根据权利要求13所述的质谱仪，其进一步包括第二离子输送系统，所述第二离子输送系统被配置成将来自所述第二存储单元阵列的碎片离子输送到所述质量分析仪，同时使来自第一窄质量范围的碎片离子与来自第二窄质量范围的碎片离子隔离；所述输送系统包含：
第二多个极杆，所述第二多个极杆被布置成第三行和第四行，所述第四行与所述第三行平行，所述第三行的每个极杆与所述第四行的对应极杆形成极杆对，所述极杆对限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。


15.根据权利要求14所述的质谱仪，其中所述第一离子输送系统被配置成在与所述极杆平行的方向上将离子喷射到所述存储单元阵列中，并且所述第二离子输送系统被配置成在沿所述第二多个极的行进方向上将离子喷射到所述质量分析仪中。


16.根据权利要求10所述的质谱仪，其中所述窄质量范围的范围小于约20Da。


17.根据权利要求16所述的质谱仪，其中所述窄质量范围的范围小于约10Da。


18.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·V·考弗土恩，
申请(专利权)人：萨默费尼根有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US