控制质量分析器中的离子数目制造技术

本发明专利技术公开了用于控制待在质量分析器中分析的离子数目的方法和装置。在注射时间间隔内积累离子，该时间间隔作为离子积累速度和预定期望离子数目的函数加以确定。积累速度表示离子从离子源进入离子收集器的流速。将得自于所积累离子的离子引入到质量分析器中进行分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制质量分析器中的离子数目。
技术介绍
离子存储型质量分析器，例如RF四极离子阱、ICR(离子回旋共 振)、轨道陷阱(orbitrap)和FTICR(傅立叶变换离子回旋共振)质量 分析器，行使功能是通过一个离子光学装置将所产生的离子转移到质 量分析器上的存储/俘获室内，然后在那里对离子进行分析。限制这种 设备的质量分辨率、质量精度和重复性的主要因素是空间电荷，在不 同的实验中它会改变存储、俘获条件或者ICR或离子阱的质量分析器 的能力，从而改变所得的结果。类似地，在操作飞行时间(TOF)系统或者混合TOF质镨仪，例如 陷阱-TOF时，操作者通常会试图以尽可能高的绝对离子速度向TOF 进行输送以便使灵敏度最大，但不要高到使检测系统饱和。当在处理 内部质量标准进行高质量精度测量时，这个问题还会进一步附加另一 个问题，即需要紧密匹配内部标准与目标分析物的相对强度。空间电荷效应源自于被俘获离子的电场的相互影响。最终离子数目的复合或总体电荷会导致频率漂移，从而导致m/z漂移。在非常高 的空间电荷水平下，可获得的分辨率将退化，频率(m/z)相近的峰会至 少部分地融合。空间电荷效应大小在不同扫描之间有显著的不同是源 自于被俘获离子密度的不同，这是由于在不同离子化/离子注射事件之 间室内的离子数目不同造成的。除非空间电荷被考虑到或者被调节， 否则不可能可靠地获得高质量的精度、精确的质量和强度测量结果。在均匀磁场中且离子不受任何其它力时，离子运动的角频率是离 子电荷、离子质量和磁场强度的简单函数其中w-角频率，q-离子电荷，B磁场强度和m-离子质量。 该简化的等式忽略了电场对离子频率的影响。如Francl等描述的， (Experimental Determination of the Effects of Space Charge on IonCyclotron Resonance Frequencies, Int. J. Mass Spectron. Ion Processes, 54， 1983， p.l89-199，本文引用其内容)，ICR室中离子的 回旋频率能够近似地描述为其中《是室几何常数，V是俘获电压，a是室直径，p是离子密 度，Gi是离子云几何常数，e。是自由空间介电常数(permittivity)。因此，如果允许FTICR中的离子数目变化，那么测得到的峰位 置将由于离子与其它离子的静电场的相互作用以及室电场和磁场的相 互作用而发生移动。这曾经是一个相对较小的问题，只使质量漂移几 十个ppm。但是，随着分析要求的发展，现在人们期望获得几个ppm 的质量精度。提高离子存储型设备的结果重复性、质量分辨率和精度的一个方 法是，控制质量分析器中被存储/捕获并随后被分析的离子数目。
技术实现思路
本专利技术提供了用于控制质量分析器中离子数目的方法和装置，其实现是通过积累预定总数的离子并将所积累的离子数目前馈给质量分 析器的分析室或分析部分。大体上，在一个方面中，本专利技术提供了用于控制待在质量分析器中进行分析的离子数目的方法和实现该技术的装置。该技术包括确 定表示积累特定的预定离子数目所需时间的积累周期；在相应于积累 周期的注射时间间隔内积累离子；并将所积累的离子引入到质量分析 器中。大体上，在另一个方面中，本专利技术提供了用于操作质量分析器的 方法和实现该技术的装置。该技术包括控制待引入到质量分析器中 的离子数目，其实现是通过积累离子并将得自于所积累离子的离子引 入到质量分析器中。离子被积累一段时间周期，该时间周期作为离子 积累速度和预定最佳离子数目的函数加以确定。积累速度表示离子从 离子源进入离子收集器的流速。大体上，在第三个方面中，本专利技术提供了用于操作质量分析器的 方法和实现相关技术的装置。该技术包括将第一离子样品从离子源 引入到多个多极设备内；在釆样时间间隔内在离子收集器中积累得自 于第一离子样品的离子；检测得自于第一离子样品的离子；根据检测 和采样时间间隔确定注射时间间隔；将第二离子样品从离子源引入到 多个多极设备内；在相应于注射时间间隔的时间内在离子收集器中积 累得自于第二离子样品的离子；并将得自于所积累离子的离子引入到质量分析器中。注射时间间隔表示用于获得预定最佳离子数目的时间 间隔。大体上，在另一个方面中，本专利技术提供了用于操作质量分析器的 方法和装置。该技术包括执行预实验，其中沿着从离子源延伸到质 量分析器的离子路径引入离子样品，并且在采样时间间隔期间积累得 自于离子样品的离子。检测得自于离子样品的离子，并根据检测和釆 样时间间隔确定注射时间间隔。在相应于注射时间间隔的时间内积累 离子，并将得自于所积累离子的离子引入到质量分析器中。注射时间 间隔表示用于获得预定最佳离子数目所需的时间间隔。具体的实施方法能够包括一个或多个下述特征。离子能够积累在 离子收集器内。该技术能够包括，在将离子引入到质量分析器之前， 将所积累的离子从离子收集器转移到存储设备内。在相应于注射时间 间隔的时间内积累离子能够包括，在两个或多个时间周期内积累离子。 将所积累的离子从离子收集器转移到存储设备能够包括，在两个或多 个时间周期的每一个之后，在将离子引入到质量分析器之前，将所积 累的离子从离子收集器转移到存储设备内。该技术能够包括第二预实 验，其中确定多个时间周期，在这些周期内逐步积累离子。在将全部 的累积离子数目引入到质量分析器之前，能够根据预定数目的时间间 隔积累并将离子转移到存储设备内。离子收集器能够包括一个RF离子存储设备，例如环形离子导向 器(ring ion guide)、 3D阱、多极离子导向器或者其它合适的设备。多 极离子导向器能够是RF多极线性离子阱。检测得自于离子样品的离 子能够包括，沿着与从离子收集器到质量分析器的离子路径相反的方 向，将得自于离子样品的离子的至少一部分从离子收集器喷射到检测 器中。多极离子导向器能够是RF四极离子阱。在被积累之前，能够用质量过滤器对离子进行过滤。过滤离子能 够包括，将离子样品和离子传送通过一个具有一个或多个质量过滤器 的多极设备。质量过滤器能够包括一个四极设备。在离子收集器中进 行积累之后，能够在检测器中对离子进行检测。随后能够在任何后续 的离子积累之前，从离子收集器中除去基本上全部的得自于离子样品 的离子。积累离子能够包括，离子收集器在单个时间间隔内基本上连续地 接收离子。离子收集器也能够是质镨仪。检测得自于离子样品的离子能够包括，检测得自于离子样品的离 子的电荷密度或离子密度。检测得自于离子样品的离子能够包括，检 测离子样品中的离子。将得自于离子样品的离子引入到质量分析器内 能够包括，将所积累离子的至少一部分引入到质量分析器中。产物离子能够从所积累的离子中产生，并且引入得自于所积累离子的离子能够包括，将产物离子的至少一部分引入到质量分析器中。 产物离子能够从离子样品中的离子中和即将进行质量分析的离子中产 生。检测得自于离子样品的离子能够包括，检测从离子样品中的离子 产生的产物离子的至少一部分。将得自于所积累离子的离子引入到质 量分析器中能够包括，将从所积累离子中产生的产物离子的至少一部 分引入到质量分析器中。质量分析器能够是RF四极离子阱质谱仪、离子回旋共本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作质量分析器的方法，该方法包括：　ａ）沿着从离子源延伸到质量分析器的离子路径引入离子样品；　ｂ）在采样时间间隔期间积累得自于离子样品的离子；　ｃ）检测得自于离子样品的离子；　ｄ）根据检测和采样时间间隔确定注射时间间隔，该注 射时间间隔表示用于获得预定离子数目的时间间隔；　ｅ）在相应于注射时间间隔的时间内积累离子；和　ｆ）将得自于所积累离子的离子引入到质量分析器中，　其中，在步骤（ｂ）和（ｅ）内在离子收集器中积累离子样品和离子，该方法进一步包括：　在步骤 （ｂ）和（ｅ）中积累离子之前，用质量过滤器过滤离子样品和离子，　其中，过滤离子样品和离子包括：使离子样品和离子通过具有一个或多个质量过滤器的多极设备。

【技术特征摘要】
US 2003-1-24 60/442,368;US 2003-6-5 60/476,4731.一种用于操作质量分析器的方法，该方法包括a)沿着从离子源延伸到质量分析器的离子路径引入离子样品；b)在采样时间间隔期间积累得自于离子样品的离子；c)检测得自于离子样品的离子；d)根据检测和采样时间间隔确定注射时间间隔，该注射时间间隔表示用于获得预定离子数目的时间间隔；e)在相应于注射时间间隔的时间内积累离子；和f)将得自于所积累离子的离子引入到质量分析器中，其中，在步骤(b)和(e)内在离子收集器中积累离子样品和离子，该方法进一步包括在步骤(b)和(e)中积累离子之前，用质量过滤器过滤离子样品和离子，其中，过滤离子样品和离子包括使离子样品和离子通过具有一个或多个质量过滤器的多极设备。2. —种用于操作质量分析器的方法，该方法包括a) 沿着从离子源延伸到质量分析器的离子路径引入离子样品；b) 在采样时间间隔期间积累得自于离子样品的离子；c) 检测得自于离子样品的离子；d) 才艮据检测和采样时间间隔确定注射时间间隔，该注射时间间隔表示用于获得预定离子数目的时间间隔；e) 在相应于注射时间间隔的时间内积累离子；和O将得自于所积累离子的离子引入到质量分析器中，其中，在步骤(b)和(e)内在离子收集器中积累离子样品和离子，该方法进一步包括在步骤(b)和(e)中积累离子之前，用质量过滤器过滤离子样品和离子，其中，质量过滤器包括一个四极设备。3. —种用于操作质量分析器的方法，该方法包括a) 沿着从离子源延伸到质量分析器的离子路径引入离子样品；b) 在采样时间间隔期间积累得自于离子样品的离子；c) 检测得自于离子样...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文霍宁，罗伯特马力克，约翰E赛卡，安德烈亚斯维奥斯，
申请(专利权)人：萨莫芬尼根有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]