生成质谱数据的方法和设备技术

本发明专利技术涉及通过从代表样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据减去代表质谱仪中的噪声的噪声质谱数据而用质谱仪生成质谱数据的方法和设备。这产生了修改的代表样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据。该方法包括获得以及减去代表质谱仪中的噪声的噪声质谱数据或替代地减去来自预获得或者预存储的噪声质谱数据的噪声质谱数据。实施方式表明与原获得的信号质谱数据相比较降低的噪声以及特别地降低的系统噪声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用质谱仪，例如TOF质谱仪，生成质谱数据的方法和设备。
技术介绍
飞行时间(TOF)质谱测定法是用于通过加速离子并测量离子到离子检测器的飞行时间来测量离子的质量/电荷比率的分析技术。在简单形式中，TOF质谱仪包括用于生成样品材料的离子的脉冲(或者脉冲串)的离子源和用于检测已经从离子源行进到离子检测器的离子的离子检测器。离子源产生的离子优选地具有例如预定的动能，因为它们已被加速到该动能，所以根据其质量/电荷比率而具有的不同的速度。因此，随着离子在离子源和离子检测器之间行进，具有不同质量/电荷比率的离子通过其不同的速度而被分离且由此被离子检测器在不同的时间检测到，这允许基于离子检测器的输出测量到它们各自的飞行时间。这样，代表样品材料的离子的质量/电荷比率的质谱数 据能够基于离子检测器的输出被获得到。通常称为“基质辅助激光解析电离(MALDI) ”的基质(matrix)辅助激光解吸/离子化是一种电离化技术，在该技术中，一般地激光器被用以将光发射到样品材料和吸收光的基质的(通常结晶化的)混合物上，以便离子化样品材料。用于MALDI的样品材料典型地包括诸如生物分子(biomolecule)(例如蛋白质)的分子、大的有机分子和/或聚合物。吸收光的基质一般被用以保护这种分子以免被来自激光器的光毁坏或者破坏。然后由此产生的离子被加速到高动能，通常约20keV，该离子通常具有数千个道尔顿的质量。一般的，构造成通过MALDI产生离子的离子源称为“MALDI离子源”。MALDI离子源典型地包括通过将光发射到样品材料和吸收光的基质的混合物上来离子化样品材料的激光器。MALDI通常与飞行时间质谱测定法结合来提供“MALDI T0F”质谱测定法，其中，一般地通过MALDI产生离子脉冲并且然后测量离子在越过通常约1-2米的距离上的飞行时间，从而能够确定离子的质量/电荷比率。在现代的TOF质谱仪例如MALDI TOF质谱仪中的离子飞行时间的测量通常要求多种多样的范围的高速数字电子设备和模拟电子设备。例如，可以使用高速计时电子设备，以使各个高压电脉冲与激光器的发射以及离子信号的获得精确地同步。此外，kV/μ s转换速率(slew-rate)的高压电脉冲可用以加快、门控以及引导激光器产生的离子化的分子。最后，高速多数位模数转换器可用以记录离子检测器的输出，从而能够确定离子的飞行时间并由此确定离子的质量/电荷比率。这种高速的数字和模拟电子设备典型地在TOF质谱仪的每个获得周期运行。直到近来，TOF质谱仪，例如MALDI TOF质谱仪，已经使用具有高达数十赫兹重复率(repetition rate)(能够发射光脉冲的速率)的气体激光器。更新近的TOF质谱仪已经使用能够实现高得多的重复率的固态激光器，例如IkHz或更高。本专利技术人已经发现固态激光器的高重复率与数字电子设备的增大的时钟速率在TOF质谱仪特别是在MALDI TOF质谱仪的设计中带来了新的问题。这些设计问题包括-如何产生多个高精度的延迟(例如，具有微秒的持续时间以及亚纳秒的分辨率)；-如何稳定电子设备稳定的电源而不辐射大量的窄带电噪声，特别是对于高压脉冲；以及-如何降低噪声在这种MALDITOF质谱仪产生的质谱数据中的表现。根据上述考虑已经设计了本专利技术。
技术实现思路
总的来说，本专利技术涉及使用质谱仪生成质谱数据的方法，该方法通过从代表样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据中减去代表质谱仪中的噪声的噪声质谱数据来产生修改的代表样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据。结果，修改的信号质谱数据优选地具有降低的噪声。因此，本专利技术的第一方面可提供使用具有离子源以及离子检测器的质谱仪生成质谱数据的方法，其中该方法包括在至少一个信号获得周期中，基于所述离子检测器的输出获得表示样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据，在所述至少一个信号获得周期中，通过所述离子检测器检测通过所述离子源产生的样品材料的离子；以及 从所述信号质谱数据减去代表所述质谱仪中的噪声的噪声质谱数据以产生修改的代表所述样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据。由于此方法，修改的信号质谱数据优选地具有降低的噪声。特别地，修改的信号质谱数据能够具有与原获得的信号质谱数据相比较降低的系统噪声。优选地，该方法包括在至少一个噪声获得周期期间基于离子检测器的输出获得代表质谱仪中的噪声的噪声质谱数据。通过使用质谱仪获得噪声质谱数据，噪声质谱数据能够提供在信号质谱数据中的任意系统噪声的良好代表。然而，在一些实施方式中，该方法不包括获得噪声质谱数据，例如因为噪声质谱数据被在较早时间获得或者产生，例如在制造质谱仪时。例如，从信号质谱数据中减去的噪声质谱数据可以是或者可以基于预存储的噪声质谱数据，即在获得信号质谱数据之前储存(例如，储存在质谱仪的存储器中)的噪声质谱数据。预存储的噪声质谱数据可能例如是平均的噪声质谱数据，并且可能已经在获得信号质谱之前已被存储较长的时间(例如，大于一天)，例如在质谱仪的初期测试期间或者当构建质谱仪时。使用预存储的噪声质谱数据的优点在于不必在每一次获得信号质谱数据时获得噪声质谱数据。缺陷是预存储的噪声质谱数据可能不会像每一次获得信号质谱数据时获得噪声质谱数据那样提供在质谱仪中的系统噪声的良好代表，因为例如供电电压、温度及其他引起质谱仪中的噪声的物理和电子参数可以随时间而漂移。优选地，在至少一个噪声获得周期中，离子检测器不检测来自离子源的任意离子。这样，离子检测器在至少一个噪声获得周期中检测的任意信号将总体上代表质谱仪中的噪声。这种噪声可包括随机或者系统噪声，如以下更详细地说明的。将观察到，其中离子检测器不检测来自离子源的任意离子的噪声获得周期能够以至少两种不同的方式实现。作为第一示例，其中离子检测器不检测来自离子源的任意离子的噪声获得周期可以通过离子源在噪声获得周期中不产生任意样品材料的离子的噪声获得周期实现，不产生任意样品材料离子的原因例如在于用于离子化样品材料的激光器不发射。作为第二示例，离子检测器不检测来自离子源的任意离子的噪声获得周期可以通过离子源在噪声获得周期中产生样品材料的离子但是离子源产生的离子被阻止由离子检测器检测到的噪声采集周期实现，例如因为离子源产生的离子被阻止到达离子检测器例如使用偏转器和/或单透镜和/或离子栅(ion gate)。因此，在一些实施方式中，在至少一个噪声获得周期中，离子源不产生任何的样品材料的离子或者离子源产生样品材料的离子但是离子源产生的(样品材料)的离子被阻止由离子检测器检测到。优选地，所述噪声获得周期或每个噪声获得周期像所述信号获得周期或每个信号获得周期一样可行，不同之处在于在至少一个噪声获得周期中，离子检测器不检测来自离子源的任意离子。这样，噪声质谱数据能够提供在信号质谱数据中的任意系统噪声的良好代表。为此，所述噪声获得周期或每个噪声获得周期以及所述信号获得周期或每个信号获得周期优选地包括以下中的一个或多个产生一个或更多个高压脉冲(例如，±500V或者更大，±lkV或者更大)，例如在质谱仪的一个或更多个高压电源中；将一个或更多个高压脉冲(例如，±500V或者更大，±lkV或者更大)，例如从质谱仪的一个或更多个高压电源，供给到该质谱仪的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.02 GB 1013016.91.使用具有离子源和离子检测器的质谱仪生成质谱数据的方法，其中，所述方法包括: 在至少一个信号获得周期中，基于所述离子检测器的输出获得代表样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据，在所述至少一个信号获得周期中，通过所述离子检测器检测由所述离子源产生的样品材料的离子；以及 从所述信号质谱数据减去代表所述质谱仪中的噪声的噪声质谱数据以产生修改的代表所述样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括在至少一个噪声获得周期期间，基于所述离子检测器的输出获得代表所述质谱仪中的噪声的所述噪声质谱数据。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述至少一个噪声获得周期中，所述离子检测器不检测来自所述离子源的任何离子。4.根据权利要求2或者3所述的方法，其中，在所述至少一个噪声获得周期中，所述离子源不产生任何样品材料的离子，或者所述离子源产生样品材料的离子但是所述离子源产生的离子被阻止由所述离子检测器检测到。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述噪声获得周期或每个噪声获得周期和所述信号获得周期或每个信号获得周期包括以下中的一个或多个产生一个或更多个高压脉冲；将一个或更多个高压脉冲供给到所述质谱仪的一个或更多个部件；以及操作所述质谱仪的一个或更多个马达。6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中所述噪声获得周期或每个噪声获得周期和所述信号获得周期或每个信号获得周期优选地包括基于所述离子检测器的输出操作用于生成质谱数据的电子设备。7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中所述噪声获得周期或每个噪声获得周期与所述信号获得周期或每个信号获得周期大致相同，不同之处在于，在所述噪声获得周期或每个噪声获得周期中，所述离子源不用于产生任何样品材料的离子，或者所述离子源用来产生样品材料的离子但是由所述离子源产生的离子不被所述离子检测器检测。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述信号质谱数据减去的所述噪声质谱数据是预存储的噪声质谱数据或者是基于预存储的噪声质谱数据，所述预存储的噪声质谱数据在获得所述信号质谱数据之前被储存。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在多个所述信号获得周期期间基于所述离子检测器的输出获得所述信号质谱数据，和/或在多个所述噪声获得周期期间基于所述离子检测器的输出获得所述噪声质谱数据。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括在多个段中获得所述噪声质谱数据，每个段的噪声质谱数据代表在各...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·鲍德勒，
申请(专利权)人：奎托斯分析有限公司，
类型：
国别省市：