质谱法中的离子群体调节的系统和方法技术方案

一种执行质谱法的方法包含在累积时间内累积由从色谱柱洗脱的组分产生的离子以及将所累积离子转移到质量分析器。在获取期间，获取源自所转移离子的检测到的离子的质谱图。从包含所获取质谱图和多个先前获取的质谱图的一系列所获取质谱图中获得洗脱曲线。所述洗脱曲线包含多个检测点，所述多个检测点表示所述检测到的离子的强度随时间的变化。基于所述多个检测点中包含的检测点子集对所述洗脱曲线的当前信号状态进行分类。基于所述洗脱曲线的经分类的当前信号状态为质谱图的下一次获取设定所述累积时间。设定所述累积时间。设定所述累积时间。

【技术实现步骤摘要】
质谱法中的离子群体调节的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年12月28日提交的美国专利申请第17/135,749号的优先权，所述美国专利申请的内容特此通过引用整体并入。

技术介绍

[0003]质谱仪是可以用于基于分子的质荷比(m/z)来检测、标识和/或量化分子的灵敏仪器。质谱仪通常包含用于从样品中包含的组分生成离子的离子源、用于基于其m/z分离离子的质量分析器以及用于检测分离离子的离子检测器。质谱仪可以连接到基于计算机的软件平台，所述基于计算机的软件平台使用来自离子检测器的数据来构建质谱图，所述质谱示出了检测到的离子中的每个离子随m/z而变化的相对丰度。离子的m/z可以用于检测和量化简单和复杂混合物中的分子。可以将如液相色谱仪(LC)或气相色谱仪(GC)等分离装置耦接到组合系统(例如，LC
‑
MS或GC
‑
MS系统)中的质谱仪(MS)，以在将组分引入到质谱仪之前分离样品中包含的组分。
[0004]对于捕获型质量分析器，如四极离子阱和Orbitrap
TM
静电陷质量分析器(由马萨诸塞州沃尔瑟姆的赛默飞世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific of Waltham,MA)制造)，当分析的离子数量在一定的目标范围内时，通常可以实现最佳分析性能。离子太少会导致光谱噪声或需要共同添加多个光谱，而离子太多会导致空间电荷效应，如质量偏移、峰加宽和聚结。如飞行时间(ToF)滤质器和四极滤质器等束型仪器在其检测器处的离子通量处于一定范围内时也能最佳运行。捕获型装置和束型装置均可以与累积离子以缓冲下游过程如质量分析的中间离子存储阱一起使用，由此提高扫描速度和仪器灵敏度。这些离子存储阱的容量也有限，过度填充会导致有害影响，如质量歧视和线性损失，因为检测到的信号的量不再与离子累积时间呈线性关系。
[0005]可以执行自动增益控制(AGC)以调节捕获型装置和束型装置中的离子群体。在用目标数量的离子填充捕获装置的情况下，可以通过使用传输或阻挡离子的门设备来执行传统的AGC。使用离子通量的估计，将门打开给定的时间以在装置中累积目标数量的离子，之后将门关闭，直到累积的离子转移出装置。可替代地，并且特别是在束型装置的情况下，衰减装置或部分门可以用于将离子通量调节到不会使分析器或检测器饱和的水平。
[0006]在传统的AGC方法中，用于获取质谱图的累积时间是基于先前(最近)获取的离子通量来估计的。然而，传统的AGC方法假设离子通量将在下一次获取中保持恒定，并且因此传统的AGC方法无法考虑LC
‑
MS或GC
‑
MS分析期间离子通量(例如，离子强度)的快速变化性质。因此，传统的AGC方法可能会在离子通量增加时超过目标离子数量，而在离子通量减少时可能会低于目标离子数量，这两种情况均可能降低分析性能。当离子通量具有非高斯曲线时，传统的AGC技术的缺点会更加严重，其中离子通量从基线水平快速增加到最大峰值，并且然后从最大峰值逐渐减小回到基线水平。在这些情况下，离子通量增加时累积的离子数量可能会比离子通量具有高斯曲线时的离子数量多得多。
[0007]解决这些问题的一种方法使用传统的AGC方案，同时减少分析扫描之间的时间。此
蛮力方法在离子群体调节精度方面提供了一些改进，但是以效率为代价。例如，当AGC方案使用专用预扫描来估计离子通量时，用于预扫描的时间不能用于获取分析扫描。当AGC方案使用先前的分析扫描来估计离子通量时，必须更频繁地重复分析扫描，由此降低仪器容量。此外，提高采样率并不是完全有效的，除非是在分析物数量较少的限制下进行分析。
[0008]至少出于这些原因，需要改进的方法和系统来调节质谱法中的离子群体。

技术实现思路

[0009]以下描述呈现了本文所描述的方法和系统的一个或多个方面的简化概述，以便提供对此类方面的基本理解。此概述不是所有所涵盖方面的广泛综述，并且既不希望标识所有方面的关键或决定性要素，也不希望划定任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本文所描述的方法和系统的一个或多个方面的一些概念，作为下文呈现的更详细描述的序言。
[0010]在一些说明性实施例中，一种执行质谱法的方法，所述方法包括：在累积时间内累积由从色谱柱洗脱的组分产生的离子；将所累积离子转移到质量分析器；在获取期间获取源自所转移离子的检测到的离子的质谱图；从包含所获取质谱图和多个先前获取的质谱图的一系列所获取质谱图中获得洗脱曲线，所述洗脱曲线包括多个检测点，所述多个检测点表示所述检测到的离子的强度随时间的变化；基于所述多个检测点中包含的检测点子集对所述洗脱曲线的当前信号状态进行分类；以及基于所述洗脱曲线的经分类的当前信号状态为质谱图的下一次获取设定所述累积时间。
[0011]在一些说明性实施例中，所述获取所述质谱图包括执行预扫描。
[0012]在一些说明性实施例中，所述获取所述质谱图包括执行串联质谱法；并且所述检测到的离子包括产物离子。
[0013]在一些说明性实施例中，所述洗脱曲线基于所述一系列质谱图中包含的每个质谱图的总离子电流。
[0014]在一些说明性实施例中，对所述洗脱曲线的所述当前信号状态进行分类包括从多个信号状态中选择特定信号状态。
[0015]在一些说明性实施例中，每个信号状态指示所述检测到的离子的所述强度当前如何随时间变化。
[0016]在一些说明性实施例中，所述多个信号状态包括基线状态、上升状态、顶点状态和下降状态。
[0017]在一些说明性实施例中，基于所述洗脱曲线的所述经分类的当前信号状态设定所述累积时间包括：确定标称累积时间；识别与所述洗脱曲线的所述经分类的当前信号状态相关联的校正因子；以及基于与所述洗脱曲线的所述经分类的当前信号状态相关联的所述校正因子对所述标称累积时间进行校正。
[0018]在一些说明性实施例中，所述标称累积时间是基于目标离子群体除以当前离子通量来确定的。
[0019]在一些说明性实施例中，所述校正因子被配置成优化由回报策略给出的回报。
[0020]在一些说明性实施例中，所述校正因子是至少部分地基于从所述一系列所获取质谱图中获得的数据来确定的。
[0021]在一些说明性实施例中，所述洗脱曲线的所述当前信号状态是基于所述多个检测点中包含的所选检测点的相对位置来分类的，所述所选检测点的所述相对位置表示所述所选检测点相对于所述洗脱曲线中的预期参考点的位置。
[0022]在一些说明性实施例中，所述所选检测点是最新的检测点。
[0023]在一些说明性实施例中，所述所选检测点的所述相对位置包括所述所选检测点的归一化强度值，所述归一化强度值表示所述所选检测点的检测到的强度值与所述洗脱曲线的预期最大强度值的比率。
[0024]在一些说明性实施例中，所述所选检测点的所述相对位置包括所述所选检测点距所述洗脱曲线中的预期时间点的时间距离。
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种执行质谱法的方法，所述方法包括：在累积时间内累积由从色谱柱洗脱的组分产生的离子；将所累积离子转移到质量分析器；在获取期间获取源自所转移离子的检测到的离子的质谱图；从包含所获取质谱图和多个先前获取的质谱图的一系列所获取质谱图中获得洗脱曲线，所述洗脱曲线包括多个检测点，所述多个检测点表示所述检测到的离子的强度随时间的变化；基于所述多个检测点中包含的检测点子集对所述洗脱曲线的当前信号状态进行分类；以及基于所述洗脱曲线的经分类的当前信号状态为质谱图的下一次获取设定所述累积时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述获取所述质谱图包括执行预扫描。3.根据权利要求1所述的方法，其中：所述获取所述质谱图包括执行串联质谱法；并且所述检测到的离子包括产物离子。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述洗脱曲线基于所述一系列质谱图中包含的每个质谱图的总离子电流。5.根据权利要求1所述的方法，其中对所述洗脱曲线的所述当前信号状态进行分类包括从多个信号状态中选择特定信号状态。6.根据权利要求5所述的方法，其中每个信号状态指示所述检测到的离子的所述强度当前如何随时间变化。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个信号状态包括基线状态、上升状态、顶点状态和下降状态。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述基于所述洗脱曲线的所述经分类的当前信号状态设定所述累积时间包括：确定标称累积时间；识别与所述洗脱曲线的所述经分类的当前信号状态相关联的校正因子；以及基于与所述洗脱曲线的所述经分类的当前信号状态相关联的所述校正因子对所述标称累积时间进行校正。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述标称累积时间是基于目标离子群体除以当前离子通量来确定的。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述校正因子被配置成优化由回报策略给出的回报。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述校正因子是至少部分地基于从所述一系列所获取质谱图中获得的数据来确定的。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述洗脱曲线的所述当前信号状态是基于所述多个检测点中包含的所选检测点的相对位置来分类的，所述所选检测点的所述相对位置表示所述所选检测点相对于所述洗脱曲线中的预期参考点的位置。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述所选检测点是最新的检测点。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述所选检测点的所述相对位置包括所述所选检测点的归一化强度值，所述归一化强度值表示所述所选检测点的检测到的强度值与所述洗脱曲线的预期最大强度值的比率。15.根据权利要求12所述的方法，其中所述所选检测点的所述相对位置包括所述所选检测点距所述洗脱曲线中的预期时间点的时间距离。16.根据权利要求12所述的方法，其中所述对所述洗脱曲线的所述当前信号状态进行分类包括将所述检测点子集应用于经训练的机器学习模型，所述经训练的机器学习模型被配置成基于所述检测点子集估计所述所选检测点的所述相对位置。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述机器学习模型是至少部分地基于所述洗脱曲线的所述多个检测点来训练的。18.一种用于执行质谱法的设备，所述设备包括：离子累积器，所述离子累积器被配置成在累积时间内累积由从色谱柱洗脱的组分产生的离子；质量分析器，所述质量分析器被配置成在所累积离子从所述离子累积器转移之后，在获取期间获取源自所述所累积离子的检测到的离子的一系列质谱图；以及计算装置，所述计算装置被配置成：从包含所获取质谱图和多个先前获取的质谱图的所述一系列质谱图中获得洗脱曲线，所述洗脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：萨默费尼根有限公司，
类型：发明
国别省市：