具有改进的四极杆鲁棒性的质谱仪制造技术

一种操作质谱仪的方法，包括：由样品生成离子；使用具有一组选择参数的四极杆滤质器对离子进行质量过滤，以使比初始范围窄的至少一个选定的质荷比范围内的离子传输，其中四极杆包括四个平行的细长电极，布置成向其施加RF和DC的相反对，其中吸引DC电压施加到一对相反电极，并且排斥DC电压施加到另一对相反电极；对四极杆滤质器传输的离子进行质量分析或检测；多次重复生成离子、质量过滤以及质量分析或检测的步骤；在重复步骤的过程中，多次切换向其施加吸引DC电压和排斥DC电压的相反电极对的配置；以及确定应在其之间保持定量准确性的质量过滤步骤，并且对于所确定的质量过滤步骤，保持向其施加吸引DC电压和排斥DC电压的相反电极对的相同配置。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的四极杆鲁棒性的质谱仪
本专利技术涉及质谱学领域、质谱仪、操作质谱仪的方法和质谱法。本专利技术明确地说涉及包含四极杆滤质器的质谱仪。
技术介绍
在许多类型的质谱仪中，离子是在通常处于相对高的压力(例如，大气压)下的离子源中生成，传输穿过通常聚焦和导引离子的离子光学器件，直到位于高真空室(例如，10-5毫巴或更低的压力)中的质量分析器。四极杆滤质器通常用于过滤离子，以便选择具有选定的质荷比(m/z)范围的感兴趣离子，例如以用于在进行下游质量分析之前进行进一步操纵，例如，碎裂、捕获和/或冷却。四极杆滤质器包括以正方形布置间隔开的四个平行的细长电极，例如，杆。相反电极电连接在一起，并且电压被施加在一对杆与另一对杆之间，所述电压包括带有DC偏移电压的射频(RF)电压。离子行进穿过电极之间的四极杆。对于给定值的RF和DC电压，一定质荷比(m/z)的离子将传输穿过四极杆，而其它离子将具有不稳定的轨迹并与电极碰撞。吸引DC电压(例如，负电压)施加到一对相反杆，并且相等大小的排斥DC电压(例如，正电压)施加到另一对相反杆。吸引DC电压和排斥DC电压将质量截止值强加到可以穿过四极杆过滤器的离子m/z比的范围。通常，m/z比高于选定的m/z比的离子与吸引杆碰撞，而m/z比较低的离子与排斥杆碰撞。通过对RF和DC电压的适当校准，四极杆滤质器可以在宽m/z比范围上并以可变质量选择窗口宽度过滤离子。通常，由于四极杆制造技术、机械容差和/或电子器件限制，在仪器操作期间，吸引DC电压和排斥DC电压始终施加到相同的相反杆对。这意味在离子被装置过滤时，质荷比大于隔离m/z的具有不稳定轨迹的离子将优先沉积在具有吸引DC的所述一对相反杆上，而质荷比较低的离子沉积在具有排斥DC的所述一对相反杆上。随着时间的流逝，特别是在高离子负载和具有挑战性的样品条件下，材料的沉积和这种材料的随后带电将在四极场中导致干扰，并且因此滤质器的性能将受到影响，例如，以传输损耗以及因仪器的漂移所致的校准过时的形式出现。当较低质荷比的离子和较高质荷比的离子撞击在相应电极上时，它们所具有的较大能量差极大地促进了这一点；能量差导致在吸引杆和排斥杆上形成具有不同结构和电导率的薄膜。接着，四极杆滤质器需要机械清洁以重获失去的性能。为了延长清洁之间的时间长度，可以在分析四极杆滤质器的上游使用额外的具有降低的分析性能的四极杆滤质器。这种所谓的预滤质器可以用于减小必须由分析滤质器滤除的不期望的离子的丰度。预滤质器过滤器在围绕将由分析滤质器过滤器隔离的m/z比的宽窗口中执行离子的粗隔离(US7,211,788)。另外，可以在离子穿过滤质器时增大其能量，以便使材料的沉积展开在较大表面积上，并延迟改变性能的四极场干扰的发作。然而，这种做法因为增大的离子能量会导致所谓的离子结点(ionnoding)和四极杆中的低劣隔离轮廓以及降低的传输率而具有性能缺陷，这会降低装置的定量准确性。在这种背景下，完成了本专利技术。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了根据权利要求1所述的方法。一种操作质谱仪的方法，包括：由样品生成具有初始质荷比范围的离子；以及使用四极杆滤质器来对所述所生成的离子进行质量过滤。所述四极杆滤质器是使用一组选择参数进行操作，以使比所述初始范围窄的至少一个选定的质荷比范围内的离子传输穿过所述四极杆滤质器，而所述选定的范围外的离子不被传输。例如，所述非传输离子的至少一部分与所述四极杆滤质器的细长电极碰撞。所述四极杆滤质器包括四个平行的细长电极，所述四个平行的细长电极被布置成在质量过滤期间向其施加RF和DC电压的相反对，其中吸引所述离子的吸引DC电压被施加到一对相反电极，并且排斥所述离子的排斥DC电压被施加到另一对相反电极。如本领域中已知的，RF电压施加到一对相反电极，而相等且相反相位的RF电压施加到另一对相反电极。在一些实施例中，所述方法进一步包括对所述四极杆滤质器传输的所述离子进行质量分析或检测。多次重复所述生成离子、质量过滤以及质量分析或检测的步骤。在实施例中，在重复上述生成离子、质量过滤以及质量分析或检测的步骤的过程中，多次切换向其施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压的所述相反电极对的配置，使得在长期操作中，每对相反电极基本上花费一半的时间带有施加到其上的所述吸引DC电压，并且花费一半的时间带有施加到其上的所述排斥DC电压。在实施例中，在重复上述生成离子、质量过滤以及质量分析或检测的步骤的过程中，多次切换向其施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压的所述相反电极对的配置，使得在长期操作中，每对相反电极上的污染物的堆积基本上相等。所述方法优选进一步包括确定应在其之间保持定量准确性的质量过滤步骤，并且对于所述所确定的质量过滤步骤，保持向其施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压的所述相反电极对的相同配置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种操作质谱仪的方法，包括：由样品生成具有初始质荷比范围的离子；使用具有一组选择参数的四极杆滤质器对所述离子进行质量过滤，以使比所述初始范围窄的至少一个选定的质荷比范围内的离子传输穿过所述四极杆滤质器，而所述选定的范围外的离子不被传输，其中所述四极杆滤质器包括四个平行的细长电极，所述四个平行的细长电极被布置成向其施加RF和DC电压的相反对，其中吸引所述离子的吸引DC电压被施加到一对相反电极，并且排斥所述离子的排斥DC电压被施加到另一对相反电极，其中未传输的所述选定的范围外的所述离子的一部分与所述电极碰撞，并且导致所述电极上的污染物的堆积；多次重复所述生成离子以及质量过滤的步骤；以及在重复所述步骤的过程中，多次切换向其施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压的所述相反电极对的配置，使得在长期操作中，每对相反电极基本上花费一半的时间带有施加到其上的所述吸引DC电压，并且花费一半的时间带有施加到其上的所述排斥DC电压(和/或以使得在长期操作中，每对相反电极上的污染物的堆积基本上相等)；其中对于传输穿过所述四极杆滤质器的离子的最窄选定的范围，当离子传输效率由于所述电极上的污染物的所述堆积而下降50％或更多时，隔离范围的宽度在半最大离子传输处改变不超过10％。因为在所述质谱仪的长期操作中，每对相反电极基本上花费一半的时间带有施加到其上的所述吸引DC电压，并且花费一半的时间带有施加到其上的所述排斥DC电压，所以可以使四极杆滤质器上的污染物的堆积上在四个电极中的每个电极上基本上相等地(即，对称地)发生，即，污染物的量在电极中的每个电极上基本上相等。例如，电极之间的所沉积的污染物的任何差异可以在例如通过光密度法测量的电极中的任一个上的总污染物的10％或5％内。在诊断上，当所述相反电极对的每一配置用于离子的校准混合物时，可以通过质量隔离峰形状的相似性来测量所沉积的污染物的这种差异。因为所沉积的污染物是可见的，例如，高达微米级厚，所以可以在显微镜下(在移除四极杆之后)通过光密度法测量来确认所沉积的污染物的差异。测量污染物的另一做法可以是设置光谱仪，使得正离子仅沉积在一对相反电极上，并且负离子仅沉积在另一对相反电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作质谱仪的方法，包括：/n由样品生成具有初始质荷比范围的离子；/n使用具有一组选择参数的四极杆滤质器对所述离子进行质量过滤，以使比所述初始范围窄的至少一个选定的质荷比范围内的离子传输穿过所述四极杆滤质器，而所述选定的范围外的离子不被传输，其中所述四极杆滤质器包括四个平行的细长电极，所述四个平行的细长电极被布置成向其施加RF电压和DC电压的相反对，其中吸引所述离子的吸引DC电压被施加到一对相反电极，并且排斥所述离子的排斥DC电压被施加到另一对相反电极；/n对所述四极杆滤质器传输的所述离子进行质量分析或检测；/n多次重复生成离子、质量过滤以及质量分析或检测的步骤；/n在重复所述步骤的过程中，多次切换向其施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压的所述相反电极对的配置，使得在长期操作中，每对相反电极上的污染物的堆积基本上相等；以及/n确定应在其之间保持定量准确性的质量过滤步骤，并且对于所确定的质量过滤步骤，保持向其施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压的所述相反电极对的相同配置。/n

【技术特征摘要】
20190415 GB 1905286.91.一种操作质谱仪的方法，包括：
由样品生成具有初始质荷比范围的离子；
使用具有一组选择参数的四极杆滤质器对所述离子进行质量过滤，以使比所述初始范围窄的至少一个选定的质荷比范围内的离子传输穿过所述四极杆滤质器，而所述选定的范围外的离子不被传输，其中所述四极杆滤质器包括四个平行的细长电极，所述四个平行的细长电极被布置成向其施加RF电压和DC电压的相反对，其中吸引所述离子的吸引DC电压被施加到一对相反电极，并且排斥所述离子的排斥DC电压被施加到另一对相反电极；
对所述四极杆滤质器传输的所述离子进行质量分析或检测；
多次重复生成离子、质量过滤以及质量分析或检测的步骤；
在重复所述步骤的过程中，多次切换向其施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压的所述相反电极对的配置，使得在长期操作中，每对相反电极上的污染物的堆积基本上相等；以及
确定应在其之间保持定量准确性的质量过滤步骤，并且对于所确定的质量过滤步骤，保持向其施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压的所述相反电极对的相同配置。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在长期操作中，每对相反电极基本上花费一半的时间带有施加到其上的所述吸引DC电压，并且花费一半的时间带有施加到其上的所述排斥DC电压。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中基于所述四极杆滤质器的所述选择参数和/或基于使用的触发器，来切换所述配置。


4.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中一个或多个选定的质荷比范围的宽度为10Th或更小。


5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中使用所述四极杆滤质器的不同组选择参数来多次重复生成离子以及对所述离子进行质量过滤的步骤。


6.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中在每次使用所述四极杆滤质器的基本上相同的选择参数来选择离子时和/或当用于生成所述离子的样品因其分析时间或组成的相似性而相关时，向其施加所述吸引DC电压的所述相反电极对以及向其施加所述排斥DC电压的所述相反电极对的所述配置是相同的。


7.根据任一项前述权利要求所述的方法，进一步包括：计算每组选择参数的唯一代码，并且基于至少一个规则，使用所述唯一代码确定向其施加所述吸引DC电压的所述相反电极对以及向其施加所述排斥DC电压的所述相反电极对。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述唯一代码是使用散列函数计算的代码。


9.根据权利要求7或8所述的方法，其中基于所述选定的质荷比范围的中心质量和/或第一质量和最后质量，来计算所述唯一代码。


10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中所述至少一个规则包括：如果所述唯一代码是偶数值，则将所述吸引DC电压施加到第一相反电极对并将所述排斥DC电压施加到第二相反电极对，并且如果所述唯一代码是奇数值，则将所述吸引DC电压施加到所述第二相反电极对并将所述排斥DC电压施加到所述第一相反电极对。


11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中所述唯一代码乘以或除以一因子，以增大或减小质荷比域中切换向其施加所述吸引DC电压和排斥电压的所述相反电极对的频率。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所述因子使得所述选定的质荷比范围比所述质荷比域中切换所述相反电极对之间的平均间隔足够更窄，使得如果质荷比范围x-0.5w至x+0.5w中的所传输的离子在随后的质量过滤步骤中被选择，则所述离子将最有可能使用向其施加所述吸引DC电压和排斥电压的相同的相反电极对来选择，其中x是所述中心质量并且w是所述选定的范围的宽度。


13.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中基于一个或多个使用相关触发器，来切换向其施加所述吸引DC电压的所述相反电极对以及向其施加所述排斥DC电压的所述相反电极对。


14.根据权利要求13所述的方法，其中所述一个或多个使用相关触发器包括一个或多个时间相关或事件相关触发器。


15.根据权利要求14所述的方法，其中所述一个或多个时间相关或事件相关触发器包括运行质量校准程序或从最后切换所述相反电极对起过去了预定时间段。


16.根据任一项前述权利要求所述的方法，进一步包括：当施加所述吸引DC电压和所述排斥DC电压中的每一个时，收集并存储表示每对相反电极的使用的使用数据，并且基于所述使用数据，切换向其施加所述吸引DC电压的所述相反电极对以及向其施加所述排斥DC电压的所述相反电极对，使得平均起来，每对相反电极基本上花费一半的时间带有施加到其上的所述吸引DC电压并且花费一半的时间带有施加到其上的所述排斥DC电压。


17.根据任一项前述权利要求所述的方法，进一步包括：获取表示每对相反电极上的污染物的量的数据，并且基于所述数据，切换向其施加所述吸引DC电压的所述相反电极对以及向其施加所述排斥DC电压的所述相反电极对，以便均等地平衡每对相反电极间的污染物的量。


18.根据任一项前述权利要求所述的方法，进一步包括：当所述四极杆滤质器的离子传输由于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·C·彼德森，JP·豪斯切德，O·兰格，A·马卡洛夫，
申请(专利权)人：塞莫费雪科学不来梅有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE