循环离子分析仪谱的消歧制造技术

提供操作分析仪器的方法，分析仪器包括离子分析仪，确定离子沿离子路径的漂移时间，离子路径包括第一区段和循环区段，离子路径使离子单次穿越第一区段并一次或多次穿越循环区段。方法包括：在第一模式中：沿第一区段提供第一电位，沿循环区段提供第二电位，第一区段具有第一路径长度，循环区段具有第二路径长度，通过确定漂移时间来分析离子以获得第一组离子数据；通过改变第一电位、第二电位、第一路径长度和第二路径长度中的至少一者在第二模式中操作，通过确定漂移时间来分析离子以获得第二组离子数据；比较第一和第二组离子数据，标识第一组离子数据中的第一离子峰，基于比较确定离子的穿越次数；使用穿越次数确定离子的物理化学性质。理化学性质。理化学性质。

【技术实现步骤摘要】
循环离子分析仪谱的消歧


[0001]本专利技术涉及分析离子的方法，并且具体涉及飞行时间(ToF)质量分析仪和离子迁移率分析仪。

技术介绍

[0002]在飞行时间(ToF)分析仪和离子迁移率分析仪中，离子穿过分析仪的漂移区并且最终由检测器检测。离子的物理化学性质，诸如其质荷比(m/z)或离子迁移率，由离子通过漂移区的漂移时间来确定。
[0003]为了改善分析物离子的分离以及为了准确地确定它们的物理化学性质(例如，质量)，通常希望提高分析仪的分辨率。仪器的分辨率受到通过分析仪的离子飞行路径的总长度(以及其他因素)的限制。
[0004]存在若干种“循环”分析技术，由此使离子沿分析仪内的离子路径进行多次重复循环。增加循环次数N增加了离子在分析仪内进行的离子飞行路径的长度，从而增加了分析仪的分辨率。
[0005]然而，在通过分析仪的多个循环N期间，较轻的较快移动的离子可能赶上(例如，重叠)较重的较慢移动的离子。这将所得的谱复杂化并且可能使得难以准确地确定所有检测到的离子的物理化学性质。
[0006]据信，对操作离子分析仪的方法仍有改进的余地。

技术实现思路

[0007]第一方面提供了一种操作分析仪器的方法，该分析仪器包括离子分析仪，该离子分析仪被配置为通过确定离子沿离子路径的漂移时间来分析离子，该离子路径包括至少第一区段和循环区段，其中该离子路径被配置为使得离子单次穿越第一区段并且一次或多次穿越循环区段；所述方法包括：
[0008]在第一操作模式中操作分析仪，其中在第一操作模式中：(i)沿离子路径的第一区段提供第一电位，(ii)沿离子路径的循环区段提供第二电位，(iii)离子路径的第一区段具有第一路径长度，并且(iv)离子路径的循环区段具有第二路径长度，并且通过确定离子沿离子路径的漂移时间来分析离子，以便获得第一组离子数据；
[0009]通过改变(i)第一电位、(ii)第二电位、(iii)第一路径长度和(iv)第二路径长度中的至少一者来在第二操作模式中操作分析仪，并且通过确定离子沿离子路径的漂移时间来分析离子，以便获得第二组离子数据；
[0010]将第一组离子数据与第二组离子数据进行比较，并且标识对应于第二组离子数据中的第二离子峰的第一组离子数据中的第一离子峰；
[0011]确定与对应的第一离子峰和第二离子峰相关联的离子所进行的离子路径的循环区段的穿越次数N；以及
[0012]使用所确定的穿越次数N来确定与对应的第一离子峰和第二离子峰相关联的离子
的物理化学性质。
[0013]实施方案涉及操作循环离子分析仪的方法。分析仪被配置为通过确定(例如，测量)离子沿离子路径的漂移时间来分析离子，其中离子可以在被检测之前多次通过离子路径的循环区段。在循环分析仪中，具有非常不同的物理化学性质(例如，质荷比(m/z)或离子迁移率)的离子可以具有通过分析仪的类似的漂移时间，例如由于在离子路径的循环区段中较快移动的离子赶上(例如，重叠)较慢移动的离子。这可能将所得的谱复杂化并且可能使得难以准确地确定所检测到的离子的物理化学性质。
[0014]实施方案提供了对由循环离子分析仪产生的谱进行消歧的方法。如下文将更详细描述的，通过比较使用不同的分析仪设置获得的两组离子数据，可以确定对离子峰有贡献的离子所进行的通过离子路径的循环区段的次数N，从而允许那些离子的物理化学性质不模糊地分配给离子峰。
[0015]分析仪器可以是质谱仪、离子迁移谱仪或两者的组合(例如，包括离子迁移率分离器的质谱仪)。仪器可包括离子源。离子可由离子源中的样本生成。可以经由布置在离子源与分析仪之间的一个或多个离子光学装置将离子从离子源传递到分析仪。
[0016]一个或多个离子光学装置可包括一个或多个离子导向器、一个或多个透镜、一个或多个门等的任何合适的布置。一个或多个离子光学装置可包括用于转移离子的一个或多个转移离子导向器、和/或用于对离子进行质量选择的一个或多个质量选择器或过滤器、和/或用于冷却离子的一个或多个离子冷却离子导向器、和/或用于使离子碎裂或反应的一个或多个碰撞或反应单元等。一个或多个或每个离子导向器可包括多极离子导向器(诸如四极离子导向器、六极离子导向器等)、分段多极离子导向器、层叠环型离子导向器等。
[0017]离子分析仪被配置为通过确定离子沿离子路径的漂移时间来分析离子。因此，离子分析仪可包括布置在离子路径的起始处的离子注入器和布置在离子路径的末端处的离子检测器。离子注入器可被配置为经由一个或多个离子光学装置从离子源接收离子。离子注入器可被配置为(例如，通过沿离子路径加速离子)将离子注入(接收)到离子路径中，于是离子沿离子路径行进到检测器。离子注入器可以是任何合适的形式，例如离子阱，或者一个或多个(例如，正交的)加速电极。在到达检测器时，离子可以由检测器检测，并且例如其到达时间可以由检测器记录。然后可以根据所测量的漂移时间来确定离子的物理化学性质，诸如它们的质荷比和/或离子迁移率。
[0018]离子分析仪是循环分析仪。因此，离子路径包括循环区段，其中当离子沿离子路径(从离子注入器到检测器)行进时，离子可以多次(重复)穿越循环区段。离子路径还包括至少一个第一(非循环)区段，其中当离子沿离子路径(从离子注入器到检测器)行进时，离子仅单次穿越第一区段。第一区段可以与离子路径的循环区段直接相邻(即，可以直接邻接)。第一区段可以在循环区段的上游或下游。
[0019]离子路径可任选地包括第二(非循环)区段，其中当离子沿离子路径(从离子注入器到检测器)行进时，离子仅单次穿越第二区段。第二区段可以与离子路径的循环区段直接相邻(即，可以直接邻接)。第二区段可以在循环区段的上游或下游，例如使得离子路径包括第一(非循环)区段、布置在第一区段下游的循环区段，以及布置在循环区段下游的第二(非循环)区段。
[0020]因此，当离子沿离子路径(从离子注入器到检测器)行进时，离子可以在被检测器
检测之前单次穿越第一区段，随后一次或多次(例如，多次)穿越循环区段，任选地随后单次穿越第二区段。
[0021]离子分析仪可以是被配置为根据离子的漂移时间来确定离子的质荷比(m/z)的飞行时间(ToF)质量分析仪，或者是被配置为根据离子的漂移时间来确定离子的离子迁移率的离子迁移率分析仪。
[0022]在实施方案中，分析仪是闭环多反射离子阱质量分析仪。因此，分析仪可包括在第一方向X上间隔开并且彼此相对的两个离子镜、用于将离子注入到离子镜之间的空间中的离子注入器，以及用于在离子已经在离子镜之间完成多次反射之后检测离子的检测器。两个离子镜可以一起形成离子阱。两个离子镜可被配置为使得在离子阱中捕获的离子将在离子镜之间振荡(在第一方向X上)，例如无限地振荡，直到这些离子被释放用于检测。可以通过对布置在镜之间的区域中的偏转器施加合适的电压来控制进入离子阱中的离子进入和提取。
[0023]在这些实施方案中，离子路径可被配置为使得离子在注入器与偏转器之间单次穿越离子路径的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操作分析仪器的方法，所述分析仪器包括离子分析仪，所述离子分析仪被配置为通过确定离子沿离子路径的漂移时间来分析离子，所述离子路径包括至少第一区段和循环区段，其中所述离子路径被配置为使得离子单次穿越所述第一区段并且一次或多次穿越所述循环区段；所述方法包括：在第一操作模式中操作所述分析仪，其中在所述第一操作模式中：(i)沿所述离子路径的所述第一区段提供第一电位，(ii)沿所述离子路径的所述循环区段提供第二电位，(iii)所述离子路径的所述第一区段具有第一路径长度，并且(iv)所述离子路径的所述循环区段具有第二路径长度，并且通过确定离子沿所述离子路径的漂移时间来分析离子，以便获得第一组离子数据；通过改变(i)所述第一电位、(ii)所述第二电位、(iii)所述第一路径长度和(iv)所述第二路径长度中的至少一者来在第二操作模式中操作所述分析仪，并且通过确定离子沿所述离子路径的漂移时间来分析离子，以便获得第二组离子数据；将所述第一组离子数据与所述第二组离子数据进行比较，并且标识对应于所述第二组离子数据中的第二离子峰的所述第一组离子数据中的第一离子峰；确定与对应的第一离子峰和第二离子峰相关联的离子所进行的所述离子路径的所述循环区段的穿越次数N；以及使用所确定的穿越次数N来确定与所述对应的第一离子峰和第二离子峰相关联的所述离子的物理化学性质的值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述离子分析仪是飞行时间(ToF)质量分析仪，并且其中所述物理化学性质是质荷比(m/z)。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述飞行时间质量分析仪是多反射飞行时间(MR
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ToF)质量分析仪，所述多反射飞行时间(MR
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ToF)质量分析仪包括：两个离子镜，所述两个离子镜在第一方向X上间隔开并且彼此相对，每个镜通常在第一端部与第二端部之间沿漂移方向Y伸长，所述漂移方向Y与所述第一方向X正交；离子注入器，所述离子注入器用于将离子注入所述离子镜之间的空间中，所述离子注入器被定位为接近所述离子镜的所述第一端部；和检测器，所述检测器用于在离子已经在所述离子镜之间完成多次反射之后检测所述离子，所述检测器被定位为接近所述离子镜的所述第一端部。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述分析仪被配置为通过以下操作分析离子：(i)将离子从所述离子注入器注入到所述离子镜之间的所述空间中，其中所述离子完成第一循环，在所述第一循环中，所述离子沿循在所述方向X上在所述离子镜之间具有多个K反射的Z字形离子路径，同时：(a)沿所述漂移方向Y朝所述离子镜的所述第二端部漂移，(b)使漂移方向速度在所述离子镜的所述第二端部附近反转，以及(c)沿所述漂移方向Y朝所述离子镜的所述第一端部往回漂移；(ii)使所述离子的所述漂移方向速度在所述离子镜的所述第一端部附近反转，使得致使所述离子完成另外的循环，在所述另外的循环中，所述离子沿循在所述X方向上在所述离子镜之间具有多个K反射的Z字形离子路径，同时：(a)沿所述漂移方向Y朝所述离子镜的所述第二端部漂移，(b)使漂移方向速度在所述离子镜的所述第二端部附近反转，以及(c)沿所述漂移方向Y朝所述离子镜的所述第一端部往回漂移；
(iii)重复步骤(ii)一次或多次；以及随后(iv)致使所述离子行进到所述检测器以进行检测。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述多反射飞行时间(MR
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ToF)质量分析仪还包括：偏转器，所述偏转器被定位为接近所述离子镜的所述第一端部；并且其中所述分析仪被配置为通过以下操作分析离子：(i)将离子从所述离子注入器注入到所述离子镜之间的所述空间中，其中所述离子完成第一循环，在所述第一循环中，所述离子沿循在所述方向X上在所述离子镜之间具有多个K反射的Z字形离子路径，同时：(a)从所述偏转器沿所述漂移方向Y朝所述离子镜的所述第二端部漂移，(b)使漂移方向速度在所述离子镜的所述第二端部附近反转，以及(c)沿所述漂移方向Y向所述偏转器往回漂移；(ii)使用所述偏转器反转所述离子的所述漂移方向速度，使得致使所述离子完成另外的循环，在所述另外的循环中，所述离子沿循在所述方向X上在所述离子镜之间具有多个K反射的Z字形离子路径，同时：(a)从所述偏转器沿所述漂移方向Y朝所述离子镜的所述第二端部漂移，(b)使漂移方向速度在所述离子镜的所述第二端部附近反转，以及(c)沿所述漂移方向Y向所述偏转器往回漂移；(iii)重复步骤(ii)一次或多次；以及随后(iv)致使所述离子从所述偏转器行进到所述检测器以进行检测。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述方法包括通过改变离子在沿循所述Z字形离子路径时在所述离子镜之间进行的反射的次数K来改变所述第二操作模式中的所述第二路径长度。7.根据权利要求5和6所述的方法，其中通过改变对所述偏转器施加的电压来改变离子在沿循所述Z字形离子路径时在所述离子镜之间进行的反射的所述次数K。8.根据权利要求5、6或7所述的方法，其中所述离子镜沿其在所述漂移方向Y上的长度的至少一部分在所述X方向上彼此相距非恒定距离，其中离子朝所述离子镜的所述第二端部的所述漂移方向速度与由所述两个离子镜彼此的所述非恒定距离产生的电场相对，并且其中所述电场致使所述离子在所述离子镜的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
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：