專利名稱：在離子總體中獲取多個母離子的串聯(lián)質(zhì)譜分析數(shù)據(jù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及串聯(lián)質(zhì)譜分析，尤其(盡管不是專門地)涉及使用離子阱來分析和選擇初級離子的串聯(lián)質(zhì)譜分析，以及并使用飛行時間(TOF)分析器來分析分裂離子。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及串聯(lián)質(zhì)譜分析，尤其(盡管不是專門地)涉及使用離子阱來分析和選擇初級離子的串聯(lián)質(zhì)譜分析，以及并使用飛行時間(TOF)分析器來分析分裂離子。
電離分子的結(jié)構(gòu)闡明常使用串聯(lián)質(zhì)譜儀來實現(xiàn)，其中特定的初級離子在分析的第一階段或第一質(zhì)量分析器(MS-1)中選擇，該初級離子被分裂(例如在碰撞室中)，且最后的分裂物(產(chǎn)物)離子被傳送到第二階段或第二質(zhì)量分析器(MS-2)進(jìn)行分析。該方法可擴(kuò)展成提供選定分裂物的分裂等等，同時分析每一代的最后分裂物。這通常稱為MSn譜分析，n表示質(zhì)量分析的步驟數(shù)和離子的代數(shù)。因此，MS2對應(yīng)于兩個質(zhì)量分析階段，同時分析了兩代離子(初級和產(chǎn)物)。
相關(guān)類型的串聯(lián)質(zhì)譜儀包括1.空間上相繼的a.磁區(qū)混合(4-區(qū)、磁-阱、磁-TOF等)。例如參見1983年紐約Wiley-Interscience出版的F.W.McLafferty編的“串聯(lián)質(zhì)譜分析”(Tandem Mass Spectrometry)。
b.三重四極(Q)，其中第二個四極用作RF碰撞室(QqQ)。例如參見Hunt DF、Buko AM、Ballard JM、Shabanowitz J和Giordani AB的文章“生物醫(yī)學(xué)質(zhì)譜分析”(Biomedical Mass Spectrometry)8(9)(1981)397-408。
c.Q-TOF(四極分析器+TOF分析器)。例如參見H.R.Morris、T.Paxton、A.Dell、J.Langhome、M.Berg、R.S.Bordoli、J.Hoyes和R.H.Bateman的文章的“質(zhì)譜分析的快速通信”(Rapid Comm.in Mass Spectrom)10(1996)889-896，以及I.Chernushevich和B.Thomson的2002年的序列號為30159的美國專利。
d.TOF-TOF(中間有碰撞室的兩個相繼TOF分析器)。例如參見T.J.Cornish和R.J.Cotter的1995年專利號為5,464,985的美國專利。
2.時間上連續(xù)的諸如Paul阱的離子阱(例如參見1989年John Wiley在Chichester出版的R.E.March和R.J.Hughs的“四極存儲質(zhì)譜分析”(Quadrupole Storage MassSpectrometry))、傅立葉變換離子回旋加速器諧振(FT-ICR-示例參見1990年Elsevier在Amsterdam出版的A.G.Marshall和F.R.Verdum的“核磁共振、光學(xué)和質(zhì)譜分析中的傅立葉變換”(Fourier Transform in NMR，Optical and MassSpectrometry))、徑向噴射的線性阱質(zhì)譜儀(LTMS-例如參見M.E.Bier和J.E.Syka的專利號為5,420,425的美國專利)、以及軸向噴射的線性阱質(zhì)譜儀(例如參見J.Hager的專利號為USA-6,177,688的美國專利)。
3.時間和空間上相繼的a.3D-TOF(示例參見S.M.Michael、M.Chen和D.M.Lubman在Rev.Sci.Instrum.63(10)(1992)4277-4284的文章，以及E.Kawato公布為PCT/WO99/39368的專利)。
b.LT/FT-ICR(例如參見M.E.Belov、E.N.Nikolaev、A.G.Anderson等在AnalChem.73(2001)253的文章以及J.E.P.Syka、D.L.Bai等在2001年芝加哥49屆ASMS會議錄上的“質(zhì)譜分析”(Mass Spectrom.))。
c.LT/TOF(例如C.M.Whitehouse、T.Dresch和B.Andrien的專利號為6,011,259中的分析LT-TOF)或四極-阱/TOF(J.W.Hager專利號為US-B-6,504,148的美國專利)。
適于串聯(lián)質(zhì)譜分析的眾多非相繼的質(zhì)譜儀也已進(jìn)行了描述(例如參見J.T.Stults、C.G.Enke和J.F.Holland在Anal Chem.55(1983)1323-1330的文章，以及R.Reinhold和A.V.Verentchikov的專利號為6,483,109的美國專利)。
例如，J.W.Hager的專利號為6,504,148的美國專利揭示了串聯(lián)質(zhì)譜儀，包括線性離子阱質(zhì)譜儀、軸向排列的用于離子分裂的陷獲碰撞室、然后是TOF質(zhì)量分析器。
PCT/WO01/15201揭示了包括都軸向排列的兩個或多個離子阱和可任選的TOF質(zhì)量分析器的質(zhì)譜儀。離子阱可用作碰撞室，因此該光譜儀能夠進(jìn)行MS/MS和MSn試驗。
這些質(zhì)譜儀都是標(biāo)準(zhǔn)的，因為它們依賴于從離子阱到碰撞室并繼而到飛行時間分析器的離子的軸向噴射。這些質(zhì)譜儀都遇到這樣的問題，即在分析速度(即每秒內(nèi)MS/MS試驗次數(shù))與空間電荷效應(yīng)之間存在矛盾。為了確保有足夠數(shù)量的分裂離子由TOF質(zhì)量分析器進(jìn)行檢測來給出可靠的試驗數(shù)據(jù)，不斷增加的離子豐度必需存儲在上游(特別是要分裂并分析一個以上初級離子時)。對第一分析器中上游高離子豐度的需要與這樣的事實相矛盾離子豐度越大，該分析器的分辨率和準(zhǔn)確度因為空間電荷效應(yīng)會越差。對于諸如proteomics的高通過量應(yīng)用，重要的是提供難以實現(xiàn)的在數(shù)百個MS/MS光譜每秒數(shù)量級上(而不是5-15的現(xiàn)有極限)分析速度。這同時需要對所有進(jìn)入離子進(jìn)行有效的容忍空間電荷的使用，又需要對各個初級離子的m/z的在ms數(shù)量級上的快速分析。盡管飛行時間分析器本身允許這樣的分析速度，但本系統(tǒng)的所有前面部分即離子阱和碰撞室也應(yīng)與這個至今尚未拒絕的問題相配。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)背景技術(shù)并從第一方面，本發(fā)明駐留于使用質(zhì)譜儀的串聯(lián)質(zhì)譜分析的方法，該質(zhì)譜儀包括離子源、帶有多個細(xì)長電極的離子阱、碰撞室以及飛行時間分析器，該方法包括陷獲從離子源引入的離子并激發(fā)陷獲的離子，從而基本上與電極長度方向正交地噴射陷獲離子，使噴射離子進(jìn)入碰撞室；并在碰撞室中分裂從離子阱引入的離子；從碰撞室中噴射已分裂的離子使它們進(jìn)入飛行時間分析器；以及操作飛行時間質(zhì)量分析器并在其中獲取離子的質(zhì)譜。
基本上正交地從可以是線性離子阱的離子阱中噴射離子是串聯(lián)分析器結(jié)構(gòu)的對廣泛接受的軸向噴射標(biāo)準(zhǔn)的顯著偏離。正交噴射的概念長期被視為劣于軸向噴射，因為正交噴射的離子通常比軸向噴射的有大得多的波束尺寸。因而這將需要一種新穎的裝置，用于捕捉離子、分裂它們并傳送到飛行時間分析器。另一缺點是生成離子束有較高能量擴(kuò)展度。
然而，本申請人已了解使用正交噴射可獲得好得多的性能，且該優(yōu)點可勝過大波束尺寸和高能量噴射的缺點。特別地，正交噴射通常允許高得多的噴射效率、高得多的掃描速度、對離子總體的更佳控制以及更高的空間電荷容量。此外，更高噴射能量的可能問題可通過將噴射離子發(fā)送到充氣碰撞室來減輕，在該碰撞室中這些離子將在可導(dǎo)致分裂的碰撞中失去能量。
對于碰撞室，意指用于離子分裂的任何容器。碰撞室可包含用于此目的的氣體、電子、或光子。
陷獲的離子最好被噴射為從線性離子阱到碰撞室的帶狀束。這使得離子阱的空間電荷容量增加，而不損害噴射的性能、速度或效率。碰撞室最好具有平面設(shè)計以適應(yīng)該帶狀束。例如，碰撞室可設(shè)計成它產(chǎn)生的導(dǎo)向場以基本上為平面開始，然后最好將離子聚焦到較小的縫隙中。
在一優(yōu)選實施例中，碰撞室包括多個具有至少兩部分的復(fù)合材料細(xì)長桿式電極，該方法包括將RF電勢施加在每個桿的兩部分，并將不同的DC電勢施加到每個桿的每個部分。
應(yīng)注意，多個但不需要是碰撞室內(nèi)的所有電極。此外，可施加相同或不同的RF電勢，并可在多個電極的相應(yīng)部分施加相同或不同的DC電勢。該方法還可包括將DC電勢施加到將復(fù)合材料桿夾在中間的一對電極上。
在其它實施例中，碰撞室包括只施加DC電壓的一組電極，以便提供將離子從碰撞室聚攏到出口縫隙的提取場。
本方法最好包括操作位于離子阱內(nèi)或與離子阱相鄰的離子檢測器來獲取陷獲離子的質(zhì)譜。這可包括操作離子檢測器來獲取在陷獲區(qū)域中獲取的初級離子的質(zhì)譜，以及操作飛行時間質(zhì)量分析器來獲取分裂離子的質(zhì)譜，其中各掃描形成一次MS/MS試驗。
離子檢測器可任選地與離子阱相鄰，以攔截基本上正交噴射的一部分離子。按常規(guī)離子檢測器和碰撞室可置于離子阱的兩側(cè)。本方法最好包括將由離子源產(chǎn)生的具有相對較廣m/z值范圍(其中m表示離子質(zhì)量而z是離子攜帶的元電荷e的數(shù)量)的離子引入離子阱；陷獲從離子源引入的基本所有相對較廣范圍上的離子，并基本上正交地噴射在相對較窄m/z值范圍內(nèi)的離子。
在本優(yōu)選實施例中，相對較廣的m/z值范圍的數(shù)量級為200Th到2000Th，或者最好在400～4000Th(ThThompson＝lamu/單元電荷)。
本方法可任選地包括基本上正交地噴射來自離子阱(第二陷獲區(qū)域)的在相對較窄m/z值范圍內(nèi)的離子，同時保留離子阱(第二陷獲區(qū)域)中的其它離子用于隨后的分析和/或分裂。
保留離子阱中其它m/z范圍的離子同時噴射相對較窄m/z范圍內(nèi)的離子是有利的，因為它允許該方法可任選地包括對來自另一相對較窄m/z范圍的離子的噴射、分裂和分析，而無需再填充第二陷獲區(qū)域。
這在快速收集來自兩個或多個不同初級離子的分裂離子的質(zhì)譜時是有用的，即本方法可任選地包括相繼地將來自其它較窄初級離子m/z范圍的分裂離子引入飛行時間質(zhì)量分析器，并操作飛行時間質(zhì)量分析器來獲取與每個初級離子m/z范圍相關(guān)聯(lián)的分裂離子的質(zhì)譜。隨后的其它分裂及分析層可優(yōu)選以便例如提供所有初級離子峰值的質(zhì)譜。
用保留一些離子同時噴射其它離子獲得的益處還可參照組合離子阱的第一陷獲區(qū)域來獲知。因此，本方法還可包括在噴射中等范圍內(nèi)的離子時保留第一陷獲區(qū)域中不在中等m/z值范圍內(nèi)的其它離子。最好基本上所有不在中等m/z值范圍內(nèi)的離子得到保留。
其它可任選特征將在所附權(quán)利要求書中定義。
從第二方面，本發(fā)明駐留于使用質(zhì)譜儀的串聯(lián)質(zhì)譜分析的方法，該質(zhì)譜儀包括離子源、離子阱、碰撞室以及飛行時間分析器，該方法包括操作離子源以產(chǎn)生具有相對較廣范圍m/z值的離子；將該離子源生成的離子引入離子阱；操作該離子阱以陷獲從離子源引入的離子，并噴射相對較窄m/z值范圍內(nèi)的離子使得它們被引入碰撞室，同時保留該離子阱中的其它離子用于隨后的分析和/或分裂；操作碰撞室使得從離子阱引入的離子分裂；將來自碰撞室的分裂離子引入飛行時間分析器；以及操作該分析實踐分析器以獲取分裂離子的質(zhì)譜。
從第三方面，本發(fā)明駐留于使用質(zhì)譜儀的串聯(lián)質(zhì)譜分析的方法，該質(zhì)譜儀包括離子源、第一陷獲區(qū)域、包括多個細(xì)長電極的第二陷獲區(qū)域、碰撞室、離子檢測器和飛行時間分析器。本方法包括一填充階段，它包括操作離子源產(chǎn)生離子，將由離子源生成的離子引入第一陷獲區(qū)域，并操作第一陷獲區(qū)域來捕獲從離子源引入的初級離子的一級集，該初級離子的一級集具有相對較大的m/z值范圍。
本方法還包括第一選擇/分析階段，它包括操作第一陷獲區(qū)域來噴射初級離子的一級集的第一個二級子集使之進(jìn)入第二陷獲區(qū)域，該初級離子的第一個二級集具有中等范圍的m/z值，同時將來自初級離子的一級集的其它離子保留在第一陷獲區(qū)域，操作第二陷獲區(qū)域以捕獲來自從第一陷獲區(qū)域引入的初級離子的第一個二級子集的離子，操作離子檢測器來獲取來自初級離子的第一個二級子集的陷獲離子的質(zhì)譜，并執(zhí)行對來自初級離子的第一個二級子集的陷獲離子的多個分裂/分析階段。
本方法還包括第二選擇/分析階段，它包括操作第一陷獲區(qū)域來噴射初級離子的一級集的第二個二級子集使之進(jìn)入第二陷獲區(qū)域，該初級離子的第二個二級子集具有不同的中等范圍m/z值，操作第二陷獲區(qū)域以捕獲來自從第一陷獲區(qū)域引入的初級離子的第二個二級子集的離子，操作TOF分析器來獲取來自初級離子的第二個二級子集的陷獲離子的質(zhì)譜，并執(zhí)行對來自初級離子的第二個二級子集的陷獲離子的多個分裂/分析階段。
每個相應(yīng)的多個分裂/分析階段包括操作第二陷獲區(qū)域來與細(xì)長電極的方向基本正交地噴射初級離子的具有相對較窄m/z值范圍的三級子集，使之被引入碰撞室，操作該碰撞室使得來自從第二陷獲區(qū)域噴射的初級離子的三級子集的離子分裂，將來自碰撞室的分裂離子引入飛行時間分析器，并操作該飛行時間分析器以獲取分裂離子的質(zhì)譜，其中對于每個二級子集的初級離子的三級子集具有不同的相對較窄的m/z值范圍。
顯然，術(shù)語“一級”、“二級”、和“三級”指初級離子的結(jié)構(gòu)化分層結(jié)構(gòu)，即，每一層指不斷變窄的m/z值范圍，而不是分裂的連續(xù)階段。這樣，分裂僅在初級離子的三級子集上進(jìn)行。
這種安排是有利的，因為它允許快速執(zhí)行MS/MS試驗從而僅需從離子源填充一次。此外，將初級離子分成不斷變窄的m/z值范圍使得陷獲區(qū)域和碰撞室的離子容量能夠在空間電荷的極限范圍內(nèi)得到最優(yōu)化。
本方法還包括三個或多個選擇/分析階段。并不是所有的選擇/分析階段需要包括多個或甚至任何分裂/分析階段。例如，初級離子的特定二級子集所獲取的質(zhì)譜僅可揭示一個甚至沒有感興趣偽峰，從而去除了分裂的需要。
初級離子的三級子集可從第二陷獲區(qū)域噴射為具有不超過10毫秒的時間寬度的脈沖。該時間寬度一般不超過5毫秒，較好地不超過2毫秒，更好地不超過1毫秒，最好則不超過0.5毫秒。此外，分裂離子可噴射為具有不超過10毫秒時間寬度的脈沖。分裂離子的脈沖的逐漸優(yōu)選的最大時間寬度為5毫秒、2毫秒、1毫秒和0.5毫秒。脈沖可將分裂物從碰撞室的出口部分直接推入飛行時間質(zhì)量分析器。本段落也可應(yīng)用于使用單離子阱而不是雙陷獲區(qū)域的方法。
盡管對一特定二級子集可選擇許多三級子集，仍可選擇相關(guān)聯(lián)的較窄范圍跨越相關(guān)聯(lián)的中等m/z值范圍。這些相對較窄的范圍可通過相繼單步調(diào)試來跨越整個中等范圍。每個相對較窄范圍所需的質(zhì)譜可分別從相應(yīng)質(zhì)譜分開存儲和處理。相對較窄范圍的適當(dāng)寬度可參照預(yù)先掃描來確定，該預(yù)先掃描即為由離子檢測器或飛行時間質(zhì)量分析器先前獲取的包含感興趣峰值的質(zhì)譜。隨后收集的分裂物質(zhì)譜可被設(shè)置成與包括一個或多個峰值的寬度相對應(yīng)。質(zhì)譜儀的操作還可對初級離子的每個三級子集和相應(yīng)的分裂離子進(jìn)行調(diào)整，即，第二陷獲區(qū)域、碰撞室、以及飛行時間質(zhì)量分析器的操作可對當(dāng)前的相對較窄m/z值范圍特別設(shè)置。再一次，本段落也可應(yīng)用于使用單離子阱而不是雙陷獲區(qū)域的方法。
從第四方面，本發(fā)明駐留于質(zhì)譜儀，該質(zhì)譜儀包括離子源、離子阱、碰撞室、和飛行時間質(zhì)量分析器，其中離子阱包括多個細(xì)長電極，這些電極可操作來提供一陷獲區(qū)域以捕獲從離子源引入的離子并激發(fā)捕獲離子使得激發(fā)離子以基本上與電極長度方向正交地噴射；碰撞室可操作以接受基本上正交地從離子阱噴射的離子；并且飛行時間質(zhì)量分析器可操作以獲取分裂離子的質(zhì)譜。
串聯(lián)質(zhì)譜儀還可包括與離子阱相鄰的離子檢測器，并可操作以檢測基本上從中正交噴射的離子。離子檢測器和飛行時間質(zhì)量分析器可位于與離子阱相對的兩面。
碰撞室最好是平面設(shè)計的。
從第五方面，本發(fā)明駐留于一組合離子阱，該離子阱包括基本上共軸排列的第一和第二離子存儲體，該公共軸限定通過第一離子存儲體到第二離子存儲體的離子路徑，該第一存儲體由一端的入口電極和另一端的公共電極定義，入口電極和公共電極可操作以提供用于捕獲第一離子存儲體內(nèi)的離子的陷獲場，該第一離子存儲體還可包括一個或多個電極，它們可操作來激發(fā)第一m/z范圍內(nèi)的捕獲離子使得這些激發(fā)離子可沿著到第二離子存儲體的離子路徑軸向噴射，該第二離子存儲體由一端的公共電極和另一端的另一電極限定，公共電極和另一電極可操作以提供用于捕獲第二離子存儲體內(nèi)的離子的陷獲場，該第二離子存儲體還可包括多個細(xì)長電極，它們可操作來激發(fā)第二m/z范圍內(nèi)的離子使得這些激發(fā)離子可從第二離子存儲體與出口縫隙長度方向基本正交地噴射。
出口縫隙最好與電極的長度方向相同。
本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，參照本發(fā)明第一和第二方面描述的許多優(yōu)點一樣可應(yīng)用于上述組合離子阱、質(zhì)譜儀和串聯(lián)質(zhì)譜儀。
本發(fā)明可提供用于在單次掃描中獲取多個母離子的串聯(lián)質(zhì)譜分析數(shù)據(jù)的實施技術(shù)的方法和裝置。在某些實施例中，本發(fā)明表征混合的線性阱/飛行時間質(zhì)譜儀，以及使用這種混合質(zhì)譜儀的方法。該混合質(zhì)譜儀可包括線性阱、放置成接收從線性阱徑向噴射的離子的碰撞室/離子導(dǎo)向場、以及飛行時間質(zhì)量分析器。在操作中，離子可在線性阱中積聚，并可正交地噴射/提取使得積聚離子的至少一部分進(jìn)入碰撞室，在那里它們可經(jīng)歷與靶氣體的碰撞。生成的離子可離開碰撞室并可傳送到飛行時間質(zhì)量分析器用于分析。混合質(zhì)譜儀可配置成在掃描線性阱的整個質(zhì)量范圍時可獲得每個初級離子的全分裂波譜。這可通過適當(dāng)?shù)仄ヅ銽OF分析和LTMS分析的時間比例以及通過離子線性阱的離子的正交噴射來獲得。
在某些實施例中，TOF質(zhì)量分析器可以是具有“多通道益處”以及足夠的動態(tài)范圍和獲取速度的類型。試驗極需要在適于色譜法尤其是液相色層分析法的時間比例上完成。這意味著，限定較大區(qū)域的MS/MS數(shù)據(jù)空間的數(shù)據(jù)的獲取可在＜1-2秒的時間數(shù)量級上獲取，而每個MS/MS波譜可受到1-2毫秒時間幀的限制。
本發(fā)明一個或多個實施例的細(xì)節(jié)在附圖和以下描述中闡明。除非以其它方式定義的，在此使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域中普通技術(shù)人員共同理解的含義。在此提及的所有出版物、專利申請、專利和其它引用在此全部引入作為參考。在有矛盾的情形中，本說明書包括定義將有控制權(quán)。根據(jù)描述和附圖，本發(fā)明的其它特征、目標(biāo)和優(yōu)點將顯而易見。


在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的質(zhì)譜儀的頂視圖和側(cè)視圖；圖2是離子沿著方向X進(jìn)入其中的圖1碰撞室的一部分的透視截面圖，并示出與之相連的電路的一部分；圖3對應(yīng)于圖2，但示出另一碰撞室；圖4示出碰撞室的另一實施例，其中僅施加DC電壓；圖5示出可用于圖2和3的的碰撞室的兩類桿式電極的截面圖；圖6a示出類似于圖5a的電極陣列和最后的電勢，而圖6b則添加了離子的輸入點和輸出點的表示；圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的質(zhì)譜儀的頂視圖和側(cè)視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的質(zhì)譜儀的頂視圖和側(cè)視圖；圖9示出與離子阱相關(guān)聯(lián)的電路；圖10示出與碰撞室相關(guān)聯(lián)的電路；圖11示出與碰撞室相關(guān)聯(lián)的另一電路；圖12示出創(chuàng)建用于碰撞室的DC電壓的電路；圖13示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的離子源和組合離子阱。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明一方面，LTMS/TOF混合質(zhì)譜儀的一個實施例被排列成如圖1所示。它包括·任何類型的帶有傳輸光學(xué)器件20的離子源10(在此示為ESI源)，該傳輸器件20可包括任何數(shù)量的選擇和傳輸級，并可包括差分泵級(未示出)；
·帶有電極的線性阱質(zhì)譜儀(LTMS)30，這些電極包括Y桿31及帶有槽的X桿32和33；·可任選的基于電子倍增器的離子檢測器40，該檢測器面對桿32中的槽，從而檢測器40可接收從線性阱30通過桿32中的槽徑向噴射的離子；·碰撞室50，它面對桿33中的槽。檢測器40和碰撞室50可彼此相向，且那些槽可以是相應(yīng)的尺寸和形狀。碰撞室50包含外殼51、充氣管52、RF桿式電極53并最好包含DC場輔助電極(元件)54。LTMS 30和碰撞室50之間的間隙需要由至少一個最好兩個(為了簡化附圖未示出)級的差分泵來充氣。充入碰撞室50的氣體可與充入LTMS 30的不同，示例包括氮、二氧化碳、氬和任何其它氣體；·離子束成形透鏡60位于碰撞室50的出口側(cè)以影響離開碰撞室到TOF質(zhì)量分析器70途中的離子；·最好是正交類型的TOF質(zhì)量分析器70，包括推動器75、帶有(可任選)離子鏡90的飛行管80、以及離子檢測器100。相應(yīng)地，離子從透鏡60進(jìn)入TOF分析器70，且其方向由推動器75改變90°以朝鏡子90行進(jìn)。鏡子90反轉(zhuǎn)離子行進(jìn)的方向，使它們朝檢測器100行進(jìn)。
·數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)110獲得來自檢測器40和100的數(shù)據(jù)。
質(zhì)譜計包括在真空室120中，該真空室由在121和122示出的真空泵抽空。
將描述使用圖1所示的混合質(zhì)譜儀來在單次掃描中獲取多個母離子的串聯(lián)質(zhì)譜分析數(shù)據(jù)的方法的一個實現(xiàn)。在操作中1.離子由任何已知離子源10(MALDI、ES、場離子化、EI、CI等)引入，并經(jīng)傳輸光學(xué)器件/裝置20傳送給LTMS 30；2.離子在LTMS 30中積聚并陷獲。這用兩種方法之一來完成。
a.最好采用自動增益控制(AGC)方法，如由J.Schwartz、X.Zhou、M.Bier在專利號為5,572,022的美國專利中所述?；诒对銎鞯碾x子檢測器40可作為測量在初級試驗中在已知離子注入時間內(nèi)積聚的離子數(shù)量的裝置，該初級試驗允許估算線性阱30中離子的積聚速度，并因此估算主要試驗的最優(yōu)離子注入時間。離子在線性阱中積聚一定已知時間，然后從線性阱30中噴射，使得部分離子入射檢測器40。在這種布置中離子噴射在m/z上可以是相繼的。這種布置對應(yīng)于根據(jù)專利號為US 5,420,425的美國專利的“常規(guī)”徑向噴射LTMS 30的布置。這允許在估算用具有選定m/z范圍的需要數(shù)量的離子來填充線性阱30所需的離子注入時間時校正檢測器40的與m/z相關(guān)的增益?；蛘撸瑱z測器40可安裝在線性阱30的末端，且離子可全體軸向噴射到檢測器40用于檢測、估算并控制在線性阱30內(nèi)陷獲的離子數(shù)量。
b.或者，給定試驗的最優(yōu)積聚時間可基于在先前試驗中檢測到的總離子流來估算。
3.在將離子注入到線性阱30期間，輔助電壓(寬帶波形)被施加到桿式電極31-33上，以控制開始時存儲在線性阱30中的初級離子的m/z范圍(按常規(guī)LTMS 30的相似方式操作)；4.在離子注入之后，還可施加輔助電壓以便a.影響要分析的初級離子的一個或多個m/z范圍的更佳選擇；b.選擇初級離子的特定較窄m/z范圍，以便選擇單個離子種類(或幾個離子種類)并激發(fā)分裂(或反應(yīng))那些種類以產(chǎn)生分裂物或產(chǎn)物離子。該過程可重復(fù)多次(n-2)以便執(zhí)行一MSn試驗(MSn-2MS/MS)。隔離和分裂的這MSn-2個階段基本上與MSn試驗中用常規(guī)LTMS執(zhí)行的第一個MSn-1步驟相同；或者c.以其它方式處理或提取線性阱30內(nèi)的離子。
5.在離子積聚和處理步驟之后，初級離子正交噴射從而通常至少一半的離子離開，進(jìn)入碰撞室/平面離子導(dǎo)向場50。該噴射可用多種方法來執(zhí)行a.陷獲離子可作為一個組合被提取；b.離子可按m/z選擇性地和/或m/z相繼性地提取；以及c.如果按m/z選擇性地和/或按m/z相繼性地提取離子，則離子檢測器40對檢測沿與碰撞室相反的方向離開線性阱30的離子特別有用(實際上，檢測器40一般將測量另一半陷獲離子)。該記錄信號可用來提供一初級離子的質(zhì)譜。
6.與某些已知阱/TOFMS排列(例如J.Franzen的專利號為US 5,763,873的美國專利或M.Park的US-A-2002/0092980的美國專利申請)相反，從線性阱30提取的離子被導(dǎo)入碰撞室/平面離子導(dǎo)向場50，在那里它們將與碰撞室中提供的靶氣體分子(通常是氮、氬、和/或氙)相碰撞。通常這些碰撞將導(dǎo)致這些離子的碰撞誘導(dǎo)的即時分裂，除非特別當(dāng)心以確保進(jìn)入碰撞室/平面離子導(dǎo)向場50的離子的動能極低。這樣的低能量對于在TOF中提供初級離子質(zhì)譜是有用的，并可通過使用低RF電壓來獲取(通常Mathieu等式的參數(shù)q＜0.05……0.1)。對于離子的CID，最好值q＞0.2……0.5。
7.生成的分裂離子在與靶氣體的碰撞中失去動能。碰撞室50中的RF場提供離子在室50的中央平面附近的運動的強(qiáng)烈聚焦。疊置的DC場使得離子沿著室50的平面提取或拖取，從而它們作為“聚焦”或準(zhǔn)直束離開碰撞室50。同樣的動作也可通過只有DC的配置來獲取，該配置使碰撞室看起來與離子遷移率漂移管(參見例如D.Clemmer、J.Reilly的WO 98/56029和WO 00/70335)相似。不同于后者，不進(jìn)行或?qū)嵤└鶕?jù)離子遷移率分離生成的分裂物-相反，主要目標(biāo)是以0.5-3毫秒數(shù)量級的最快速度傳送離子，且漂移時間擴(kuò)展最小，但內(nèi)能和動能可能最低。
8.離子可用以下兩種模式之一離開碰撞室50a.離子被允許作為連續(xù)束離開碰撞室50，該連續(xù)束在掃描(或步進(jìn)式)從線性阱30噴射的初級離子的m/z和類型時對強(qiáng)度和m/z分布進(jìn)行調(diào)制?？梢云谕麊蝹€初級離子的分裂物將在初級離子進(jìn)入碰撞室50之后的100-3000毫秒內(nèi)離開碰撞室50；或者b.各場(尤其是DC場)可動態(tài)變化，從而分裂離子可短暫(10毫秒或以下)積聚或陷獲，并提取或釋放為集中并相對短暫的離子脈沖(100微秒或以下之內(nèi))；9.離開碰撞室/平面離子導(dǎo)向場50的離子通過透鏡60穿行到TOF質(zhì)量分析器70的推動器75。
10.最好是正交類型的TOF質(zhì)量分析器70，根據(jù)其質(zhì)量-電荷比分離生成的分裂物，確定飛行時間，并使用模數(shù)變壓器記錄其到達(dá)時間和強(qiáng)度。該試驗的重復(fù)率應(yīng)當(dāng)足夠高以準(zhǔn)確地表示從碰撞室/平面離子導(dǎo)向場50中引入的分裂物變化的m/z分布和強(qiáng)度。在某些實現(xiàn)中，逐次TOF“掃描”之間的間隔應(yīng)在50-100微秒的范圍內(nèi)。如果離子以脈沖模式從碰撞室50釋放，則TOF掃描的觸發(fā)可定時在對應(yīng)于釋放的分裂物將出現(xiàn)在TOF推動器75中的時間；11.最后的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)110處理，該系統(tǒng)將原始時間密度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成質(zhì)譜數(shù)據(jù)(質(zhì)-強(qiáng)度)。然后這些數(shù)據(jù)可傳送到數(shù)據(jù)存儲和分析計算機(jī)(未示出)中，其中可應(yīng)用各種質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析和搜索工具來分析數(shù)據(jù)。
圖1的混合LTMS-TOF質(zhì)量分析器可用多種模式來操作1)對于所有的質(zhì)量MS/MS，LTMS 30的RF可用TOF分析器70連續(xù)掃描，產(chǎn)生順序的初級離子m/z窗口的分裂離子質(zhì)譜；2)另一種方式，對于所有的質(zhì)量MS/MS，LTMS 30的RF可分步驟掃描，每個步驟對應(yīng)于一些適當(dāng)較窄的初級離子m/z窗口。對于每個步驟，初級離子的相應(yīng)較窄m/z窗口(例如同位素集束)從線性阱30噴射并在平面離子導(dǎo)向場和碰撞室50中分裂。有各種完成它的方法(袖珍型RF漸降然后是保持器、袖珍型諧振噴射電壓的頻率掃描、窄帶諧振噴射波形脈沖等)。初級離子進(jìn)入平面離子導(dǎo)向場和碰撞室50并分裂。分裂物可在接近碰撞室50的后端處積聚并陷獲。然后它們以脈沖噴射到TOF分析器70的推動器75并在單個TOF試驗中進(jìn)行m/z分析。使用TOF分析器70的適當(dāng)分辨能力，質(zhì)譜儀中所有同位素峰將得到分辨以允許電荷狀態(tài)的確定。
3)對于從上到下的順序或?qū)τ谒械馁|(zhì)量MSn/MS，LTMS 30可以平常方法用于MSn，然后可如上分析在碰撞室50中產(chǎn)生的分裂離子；以及4)對于只有MS的檢測或高質(zhì)量準(zhǔn)確度的測量，全m/z范圍上的離子可使用最小的必需RF場強(qiáng)度存儲在LTMS 30中，并用微弱的寬帶偶極激發(fā)來噴射。然后，可使噴射離子的動能足夠地低來避免在碰撞室/平面離子導(dǎo)向室中的分裂。從線性阱30噴射低動能的離子的可選方法是在X方向上疊置微弱的DC偶極場(并可能在低RF電壓上疊置較小的DC四極場使得高m/z離子在Y方向保持穩(wěn)定)，然后快速地切斷施加在桿式電極31-33上的RF陷獲電壓。
其它方案也是可能的。最重要的是，該設(shè)備也可應(yīng)用于“傳統(tǒng)的”離子阱類MSn試驗。
碰撞室/平面離子導(dǎo)向場的實施例將參照圖2、3和4來描述。因為允許離子從線性阱30噴射以進(jìn)入碰撞室50的電極33中的槽的長度方向是Z方向，碰撞室50的特定布置(如上所述)對接受從線性阱30散發(fā)的帶式離子束并將其聚焦為TOFMS所需的緊縮束是必要的。這些挑戰(zhàn)比在例如EP-A-1,267,387、US-A-5,847,386、US-A-6,111,250、US-A-6,316-768、US-A-2002/0063,209及其它中所述的更為嚴(yán)格。平面RF離子導(dǎo)向場可用于該碰撞室50以提供具有基本的平面結(jié)構(gòu)的RF導(dǎo)向場。在圖1和2中示出的碰撞室50包括桿對53a、53b，其上具有交替的RF相位。有各種各樣可構(gòu)建的RF平面離子導(dǎo)向場。在所示導(dǎo)向場中，相對的桿式電極53具有相同的RF電壓相位。如果相對的桿式電極53具有相反的RF電壓相位(相鄰的桿式電極53a、53b仍然具有相反相位)將導(dǎo)致幾乎相等的離子導(dǎo)向場50。不均勻的RF電勢極限離子在離子導(dǎo)向場50的中央平面附近的運動。疊置的DC電勢用來提供離子在離子導(dǎo)向場50內(nèi)聚焦和提取，從而離子以小得多的橫截面束離開。陷獲碰撞室50中的離子可通過在其末端提供DC電勢壘來獲取。實際上，碰撞室50無需陷獲離子，但可用來在離子途經(jīng)時分裂它們。具有可控DC電勢(梯度)的平面RF離子導(dǎo)向場50可用許多方法構(gòu)建。以下闡述一部分1)每對桿53a、53b上的DC偏移以這樣的方式來選擇兩維電勢阱在正交于桿式電極53的軸的方向(即圖2中的Z方向)上形成。要沿著桿式電極提取離子的可任選DC場可通過使用場元件54a和54b將DC“場馳垂”(field sag)疊置在RF場上來創(chuàng)建，該場元件如B.A.Thomapson和C.L.Jolliffe的專利號為6,111,250的美國專利以及B.A.Thomapson和C.L.Jolliffe的專利號為5,847,386的美國專利中的軸向情形所述。該提取場的強(qiáng)度取決于元件54a和54b的電壓、形狀和位置，并取決于RF桿53的幾何形狀；2)場元件54a和54b可以這樣的方法在兩維上(未示出)成形，即Z方向上的電勢阱和沿X的軸向場都因離子導(dǎo)向場50內(nèi)的相關(guān)聯(lián)DC“場馳垂”而形成。這需要在場元件54a和54b上施加更高的電壓；3)圖2中所示方法的替代方法是，桿式電極53在與將離子從離子導(dǎo)向場50中提取出來的方向(沿圖3所示的Z軸)垂直的方向上放置，且形成聚焦的DC電勢阱可以通過使用來自場元件54a和54b(圖3)的“場馳垂”來創(chuàng)建。在該方法中，提取場可通過將不同的增量式DC偏移施加在每個相鄰桿式電極53上；4)對于飛行通過布置，可使用充氣的只用DC的碰撞室。入口電極56和場電極57上的DC電壓可這樣選擇減速力將離子導(dǎo)向碰撞室的中心軸。這種力由在與軸正交方向上有正曲率以及根據(jù)靜電場的拉普拉斯方程沿軸具有負(fù)曲率的場來創(chuàng)建。例如，這種場由以下類型的電勢分布來創(chuàng)建U(x,y,z)=k·(-x2·(1Y2+1Z2)+y2Y2+z2Z2),]]>其中對正離子k＞0，x是從LTMS 30噴射的離子的方向，z是沿電極33中噴射槽的方向，而y的方向是與槽交叉，2Y和2Z是碰撞室電極57分別在Y和Z方向上的內(nèi)部尺寸(參見圖4a)。為了使帶狀輸入束與最好為圓周狀的輸出束相匹配，Y和Z可緩慢地沿x方向變化，從z＞＞y的輸入電極56開始到z≈y的碰撞室50的出口處為止。由于噴射離子的高能量以及對離子遷移率分隔沒有任何要求，離子也可正交地噴射到碰撞室50中，如圖4b所例示。該室中的電勢分布可由以下類似公式來近似U(x,y,z)=k·(-y2·(1X2+1Z2)+x2X2+z2Z2),]]>其中2X是x方向上與碰撞室高度相當(dāng)?shù)奶卣鞒叽纭？梢岳斫猓沙尸F(xiàn)許多遵從相同的一般思路的其它實施例。例如，某些電極(例如圖4b中的57a)可定型，其它(例如57b)可具有施加其上的可調(diào)電壓，而另一些(例如57c、57d等)可具有漸變的尺寸。
5)在基于使用RF場的實施例中，使用場元件54需要施加相對較高的DC電壓。這可通過使用諸如圖5中所示的開裂組合桿來避免。每根桿53被分成錐形的子桿58和59，其中施加略有不同的DC電壓但一樣的RF電壓，從而平滑的DC梯度可在離子導(dǎo)向場50的中央平面附近在適當(dāng)方向上形成。在RF四極離子導(dǎo)向場中產(chǎn)生軸向DC梯度的該方法在A.L.Rockwood、L.J.Davis、J.L.Jones和E.D.Lee的專利號為6,316,768的美國專利中例示。根據(jù)該場的所需方向，桿53可開裂成沿離子導(dǎo)向場50的中央平面施加接近線性變化(偶極)的DC電勢場(參見圖5a和6a)或DC電勢阱(參見5b和6b)，而無需改變裝置中的RF場。盡管這樣分割電極53將導(dǎo)致接近電極53的DC電勢的重大“步進(jìn)”或急劇變換，電極部分58、59之間的絕對電壓差將很小(期望小于10伏DC)。因而，DC電勢梯度不平滑應(yīng)該不是問題，特別是因為與施加在桿式電極53上的RF電壓相關(guān)聯(lián)的有效電勢的梯度在桿式電極53附近可能會相對大得多。盡管在圖中示出的是單個桿的組合件53，組合桿集53可做成單個陶瓷電路板，具有適當(dāng)?shù)臄嗦坊蛉婂冇糜诒苊釮V擊穿或絕緣體充電并因此簡化離子導(dǎo)向場50的制造；以及6)離子還可從RF碰撞室/平面離子導(dǎo)向場50中提取，它們沿從LTMS 30噴射的方向橫穿進(jìn)入碰撞室50，如圖7所示。在這種情形中，碰撞室中的DC電勢阱這樣取向為使離子在X維上受限?？墒褂帽姸嗖呗詠泶_保在碰撞室50中捕捉離子a)電勢阱可做成為非對稱的(即離子進(jìn)入比最遠(yuǎn)端桿低的電勢場無論如何碰撞這都將確保其在X方向上的反射，只要初始離子動能小于該電壓差值與離子電荷的積)。沿軸Z該DC場能向進(jìn)入TOF分析器70提取離子；和/或b)平面電極可置于離子導(dǎo)向場50的相對一端，從那里離子進(jìn)入碰撞室平面離子導(dǎo)向場50。如果它位于離最后的桿式電極半桿縫隙寬度處，則它將對應(yīng)于RF場的相同電勢并因而保持RF場與離子導(dǎo)向場50末端的完整性。如果該離子導(dǎo)向場還有適當(dāng)DC電壓偏壓，則它將把離子反射回離子進(jìn)入離子導(dǎo)向場50的地方。
在平面碰撞室的任何方向或?qū)嵤├?，碰撞阻尼將根?jù)控制DC電勢而使離子在飛向裝置的中央平面時減緩并漂移到裝置的出口。平面碰撞室中的氣壓要以類似三重四極和Q-TOF的碰撞室中的方法來選擇，典型的壓強(qiáng)和行進(jìn)距離的積超過0.1～1托.毫米。
應(yīng)當(dāng)注意，通過離子導(dǎo)向場50中的RF或DC場建立的有效電勢阱(m/z相關(guān)的)底部將相當(dāng)平坦。因而，離子束在離開碰撞室/平面導(dǎo)向場50時將具有相當(dāng)大的直徑(相對于在類似氣壓下類似操作從RF四極中離開的離子束)。碰撞室50的附加RF多極(例如四極)離子導(dǎo)向場部分55將允許在提取到TOF分析器70之前能更好地徑向聚焦(如圖8所示)。這種碰撞室50的擴(kuò)展還可用于在脈沖提取到TOF分析器70的推動器75之前的離子積聚。與那些計劃在碰撞室50的平面部分上疊置控制DC場類似的桿式電極53部分可用來提取或陷獲裝置多極部分內(nèi)的離子?；蛘撸x子導(dǎo)向場55可做成相對較短，其長度與內(nèi)接直徑之比不超過8。通過將電壓施加在離子導(dǎo)向場55的端蓋上，它將確保因通過這些端蓋上的電壓自對準(zhǔn)柵創(chuàng)建的軸向場而進(jìn)行的快速離子傳送。還需要將碰撞室/離子導(dǎo)向場50的多極(四極)部分包括在獨立的隔間51a里，可能還具有它自己的充氣管52a。這將允許獨立控制碰撞室50的該部分中的壓力用于將離子快速提取到TOF分析器70，并可任選地最優(yōu)陷獲。
碰撞室/離子導(dǎo)向場50的初級離子的碰撞能量由它們離開LTMS 30時的動能以及LTMS 30和碰撞室/離子導(dǎo)向場50之間的電壓Vacc來確定。取決于LTMS 30的操作參數(shù)，甚至對0Vacc都能簡便地獲得每單位電荷百eV的初級離子能量。然而，為了更好地接受初級離子，最好是在捕捉到離子之后提高(對正離子而言是負(fù)向的)LTMS 30的偏移電壓。在某些實施例中，該“能量提高”的幅度是數(shù)百到數(shù)千伏。對于來自線性阱30的高qeject，噴射離子的動能/單元電荷與m/z成比例，從而可對Vacc編程以在LTMS 30的m/z掃描期間改變，來控制在掃描(或步進(jìn))初級離子的m/z時的碰撞能量。
使用平面離子導(dǎo)向場作為碰撞室50的一個優(yōu)點是接受來自不同側(cè)的離子輸入的離子導(dǎo)向能力。這使碰撞室50還能作為束的合并器。此外，眾所周知，兩維的四極線性離子阱比三維的四極離子阱具有大得多的離子存儲容量。桿53中的槽允許離子的徑向質(zhì)量選擇性噴射用于檢測，但槽的長度受到常規(guī)檢測器的物理特性的極限。通過使沿槽的整個長度徑向噴射的離子能聚焦到常規(guī)的檢測器上，在此所述的平面離子導(dǎo)向場50可用來便于采用較長的(比常規(guī)槽長)兩維的四極線性離子阱30。較長的兩維四極線性離子阱30最終仍提供較大的離子存儲容量。
在某些實施例中，第二個參考離子源可用來向平面離子導(dǎo)向場提供已知m/z的穩(wěn)定離子源。如果這些參考離子都以足夠低的動能被引入碰撞室50，則它們將不分裂。這些參考離子將與離子束及其源自線性阱30的分裂物相混合，并將對每個TOF質(zhì)譜提供一m/z內(nèi)部校準(zhǔn)。這樣，LTMS 30的空間電荷容量就不需要與參考離子共享了。這在產(chǎn)生的TOF頻譜中使能更準(zhǔn)確的m/z分配，因為在每個質(zhì)譜中總有精確知曉m/z的m/z峰值。圖7示出與碰撞室/平面離子導(dǎo)向場50耦合的這種參考離子源15。該源15可以是相對簡單的連續(xù)供以參考樣本的電子碰撞離子化源。其它具有相對穩(wěn)定輸出的簡單離子化源也將是適當(dāng)?shù)?。?yīng)強(qiáng)調(diào)，該特征具有在本揭示中所述的設(shè)備之外的廣泛可應(yīng)用性。內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)對改進(jìn)TOF和FTICR設(shè)備的m/z分配準(zhǔn)確度是有用。在兩個質(zhì)量分析階段之間混合或轉(zhuǎn)換來自多個離子源的離子束的能力是某些應(yīng)用中相當(dāng)需要和新穎的特征。
平面離子導(dǎo)向場50的只用RF版本的傳輸特征的描述可基于不均一RF文件裝置的一般理論，這些理論已在John Wiley，1992年在Chichester出版的C.Ng、M.Baer編的Adv.Chem.Phys.叢書82卷1-176頁D.Gerlich“Stat-Selected andState-to-State Ion-Molecule Reaction Dynamics，Part IExperiment”中概述。對于已建模的一特定裝置，有效的電勢阱深度超過從m/z 200到m/z 1000的5伏。在與桿式電極53的軸垂直的方向上的有效電勢的“波紋”(正弦波紋)從m/z 1000的約0.065伏增加到m/z 200的約0.35伏。這意味著，疊置的DC場(場馳垂)可以是同一方向上的DC場梯度在0.5伏/a(其中a是相鄰桿之間中心對中心的距離)數(shù)量級上，否則離子將在有效電勢“波紋”阱的局部最小值上“陷獲”。
在圖2或3中所示的電路中，RF電壓被耦合到桿式電極53上，該電極具有由電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)提供的不同DC電壓。RF扼流圈L提供扼制驅(qū)動電阻條兩端的DC電源電壓的RF電壓。一種略為行進(jìn)的方法以及更全面描述的RF電壓源在圖9-12中示出。圖9示出用于四極/離子阱和多極離子導(dǎo)向場的標(biāo)準(zhǔn)RF產(chǎn)生和控制電路。多線RF調(diào)諧電路變壓器線圈提供產(chǎn)生高RF電壓的有效方法，并提供在圖2或3中使用的RF扼流線圈的DC扼制功能。
圖10例示了使用雙線變壓器線圈和電阻分壓器來獲得RF和DC電壓在圖2-3中所示的平面離子導(dǎo)向場的桿式電極上的疊加。如果電阻條的總電阻在100-1000歐姆以上，則可能需要RF旁路電容(標(biāo)為C)。如果需要，則旁路電容應(yīng)在0.01nF的數(shù)量級上。整個RC條可置入真空，并位于平面離子導(dǎo)向組合件內(nèi)(例如，連接桿式電極53的陶瓷電路板、或一側(cè)包含組合電極和另一側(cè)包含RC條的陶瓷電路板)。類似于LCQ中用來驅(qū)動多極離子導(dǎo)向場的RF放大器(約15W)和多線變壓器應(yīng)足以在這種平面離子導(dǎo)向場中產(chǎn)生約2.5MHz的約500-1000伏的RF電壓。一般而言，施加在這種平面離子導(dǎo)向場上的RF電壓將具有0.5～3MHz范圍的頻率以及300～3000伏之間的振幅。該方案應(yīng)對該范圍內(nèi)的電壓和頻率的RF和DC的產(chǎn)生疊加非常有用。
圖11示出使用圖5a的組合桿來提供提取場梯度的電路的一個版本。這涉及變壓器線圈上的額外線對以及線圈每一端上的額外RC分壓器。
圖12示出可用來產(chǎn)生施加到變壓器線圈4根線上的電壓，以產(chǎn)生組合的聚焦和提取DC場梯度。該特定布置將允許單獨控制聚焦和提取DC場梯度的密度，以及該裝置的整體偏壓(電壓偏移/出口DC電勢)。
在以適于色譜法的時間比例上調(diào)用逐次的“全質(zhì)量”MS/MS試驗的實施例中，逐次的全質(zhì)量MS/MS試驗之間可允許的最大間隔應(yīng)為約1～2秒的數(shù)量級。取決于需要掃描的初級離子質(zhì)量范圍有多廣以及在LTMS 30中允許離子堆積聚多長時間(假設(shè)裝置以連續(xù)初級離子掃描模式操作，盡管對步進(jìn)模式的考慮也基本相同)，這導(dǎo)致最大初級離子m/z掃描速率在0.5～2Th/ms數(shù)量級上。單個TOF試驗/獲取的典型時間幀是100-200微秒。這對約300-1500微秒的初級離子m/z峰值時間(如在碰撞室/離子導(dǎo)向場50的出口處所測得)中的所需寬度施加了較低極限。該初級離子m/z峰值寬度(時間上)將通過從LTMS 30噴射的離子的初級離子m/z峰值寬度(時間上)與通過平面離子導(dǎo)向場/碰撞室50傳送相關(guān)聯(lián)初級離子和分裂離子的時間分步的卷積來確定(應(yīng)注意，在連續(xù)初級離子掃描模式中，可能需要對初級離子m/z標(biāo)度進(jìn)行校正，以校正初級離子和產(chǎn)生的相關(guān)聯(lián)離子通過碰撞室/離子導(dǎo)向場的飛行時間的均值)。
這造成了一定的設(shè)計靈活性，因為這些時間可基于各種考慮進(jìn)行調(diào)整，諸如1.LTMS 30初級離子掃描速率(Th/Sec)和初級離子m/z分辨率(以Th為單位的峰值寬度)a.對于LTMS 30的較高分辨能力和較高的空間電荷容量，最好在較高的qeject上操作(例如qeject＝0.83)；b.為了最優(yōu)化，使用接近最小諧振噴射電壓振幅的初級離子m/z分辨率；c.如果愿意犧牲初級離子選擇的分辨率，較高的空間電荷容量可在使用較高諧振噴射電壓時獲得；d.較高的掃描速率(以及較高的諧振噴射電壓)允許較大的離子存儲容量，但m/z分辨率較低；e.為了減少給定掃描速度的掃描時間，可將所有感興趣的初級離子質(zhì)量范圍分成一組離散的初級離子m/z范圍或窗口，最好大概對應(yīng)于典型的初級離子分析物離子種類的單個m/z離子峰的同位素集束的寬度。然后諧振激發(fā)頻率或RF陷獲電壓跳變，從而一個選定初級離子m/z范圍可接著另一個諧振噴射，而無需激發(fā)這些范圍之間的離子。這種質(zhì)量集可通過在LTMS 30或TOF 70中對少得多的離子的初級離子快速掃描(類似于AGC預(yù)掃描試驗)來確定。在確定每個初級離子的強(qiáng)度的同時，它允許對每個初級離子改進(jìn)優(yōu)化條件(掃描速率、電壓等)(自動初級離子控制)。這種初級離子信息可用于在LTMS 30中的離子存儲期間優(yōu)化注入波形。
f.使用較低的qeject降低了線性阱30中的m/z分辨率和離子存儲容量，但在離子從線性阱30中噴射時將降低它們的動能(KE)和KE擴(kuò)展。這將影響碰撞室/離子導(dǎo)向場50中的氣壓及其尺寸的選擇；e.增加RF頻率將增大離子導(dǎo)向場50的可用分辨率和充電容量，但RF電壓增加為f2；或者2.線性阱碰撞室壓力-長度積(P×D)a.較高的P×D將停止/分裂較高能量的初級離子；b.較高的P×D將導(dǎo)致較慢的離子傳送和離子傳送時間的較寬分布。
在某些實施例中，為便于碰撞室50中的有效離子分裂，氣體的有效靶厚度(P×D)應(yīng)大于0.1～1托x毫米，其中P是氣體壓力，D是碰撞室50的長度?？赡苄枰獙ο嚓P(guān)聯(lián)的初級離子和分裂離子通過碰撞室/平面離子導(dǎo)向場傳送的時間分布，不超過500～2000微秒。如果D小于30～50毫米，則將需要P大于20～30毫托才能獲得這種離開時間延遲的分布(參見例如C.Hoaglund-Hyzer、J.Li和D.E.Clemmer在Anal.Chem.72(2000)2737-2740中的文章)。為便于更好地冷卻并捕捉初級離子及其相關(guān)聯(lián)的分裂物離子，可能需要更高的P×D的積。在碰撞室/離子導(dǎo)向場50中具有這樣的壓力，使得碰撞室50和TOF分析器70之間的附加差分進(jìn)級成為必要。這可通過例如由與LTMS 30中一樣的泵來抽空透鏡60，并用另一個泵來僅抽空碰撞室50的入口處(在外殼51和例如電極53或56之間)。透鏡60提供把離開碰撞室/離子導(dǎo)入場50的離子束變?yōu)閹в袔讉€毫伏的正交能量擴(kuò)展的平行束的極精確轉(zhuǎn)換。該透鏡區(qū)域最好應(yīng)將壓力保持在10-5毫巴范圍之內(nèi)或以下，以防止散射、分裂并最小化例如進(jìn)入TOF分析器室80的氣流。
為了改進(jìn)TOF分析器50的靈敏度并因而改進(jìn)MS/MS質(zhì)譜的質(zhì)量，其傳輸和運行周期需要通過例如以下方法的任一種來進(jìn)行改進(jìn)a)無柵極光學(xué)器件，特別是無柵極正交加速器可如A.A.Markarov的WO01/11660所述。
b)Fresnel型的多電極透鏡可用來改進(jìn)運行周期，如A.A.Markarov、D.R.Bandura在“Int.J.Mass Spectrom.Ion Proc.”127卷(1993)45-55頁的文章所述。
c)通過將來自充氣離子導(dǎo)向場50或55的離子直接脈沖到飛行管中，飛行時間分析器可更緊密地與碰撞室一體化，類似于在A.A.Markarov、M.E.Hardman、J.C.Schwartz、M.Senko的WO02/078046中所述的離子脈沖的產(chǎn)生。
以上所述的實施例還可作改進(jìn)，用于LTMS 30的空間電荷容量以其它方式變成關(guān)鍵極限的情形。提議通過在線性阱30之前使用一附加離子存儲裝置來解決該可能問題。該裝置最好是另一個線性阱。一特別優(yōu)選的布置如圖13所示。
此時，線性阱30被有效地分成兩部分首先是存儲部分130，隨后是分析部分230。這些部分130和230由一電極150分開，在該電極上可設(shè)置一電勢以建立將線性阱30分成兩個部分130、230的電勢壘。該電勢壘僅需提供一定的電勢能量階躍以分隔存儲部分，并可使用電場和/或磁場來實現(xiàn)。存儲部分130(最好是連續(xù)地)捕捉輸入離子，并同時激發(fā)中等質(zhì)量范圍Δm/z(10-200Th)內(nèi)的離子來為該范圍上隨后的唯MS或MS/MS或MSn分析克服分開存儲部分130和分析部分230的電勢壘。通過激發(fā)遍布整個質(zhì)量范圍的離散質(zhì)量范圍Δm/z(例如200Th和2000Th)內(nèi)的離子，這允許在每個Δm/z步驟上使用分析部分230的所有空間電荷容量而無需犧牲LTMS 30的靈敏度、掃描速度或分辨能力。
盡管由于空間電荷效應(yīng)在存儲部分130中存儲的m/z范圍對任何有關(guān)離子的有用信息而言都太大，被允許進(jìn)入分析部分230中高分辨率的線性阱分析器的空間電荷相對整個m/z范圍減少。此外，兩個部分130、230可這樣的方式來同步對于唯MS掃描，線性阱30總是在允許的質(zhì)量范圍Δm/z內(nèi)掃描，因此沒有對分析時間造成破壞。
在操作中，連續(xù)離子流進(jìn)入存儲部分130并從分隔130和230兩部分的電勢壘反射。該電勢壘通過組合DC場和可任選的RF場來形成。存儲部分130中的離子在與氣體在沿存儲部分130的長度方向的碰撞中失去動能，并繼續(xù)存儲在靠近電勢阱最小值之處。同時，一個AC場被添加到電勢壘中，使得特定m/z范圍Δm/z內(nèi)離子的軸向諧振振動被激發(fā)。這可通過例如沿存儲部分130的軸提供二次DC電勢分布來獲得。由于嚴(yán)重的空間電荷效應(yīng)和場的質(zhì)量較差，該中間m/z范圍Δm/z比1Th大得多，最好是總質(zhì)量范圍的5-10％。此外，AC激發(fā)可跨越適當(dāng)?shù)念l率范圍，從而激發(fā)較少地依賴于局部場的實際失真。
在數(shù)十個或數(shù)百個激發(fā)循環(huán)之后，中間m/z范圍Δm/z內(nèi)的大部分離子被激發(fā)到它們能夠克服電勢壘的程度(盡管還不能逃出存儲選擇部分130的入口縫隙)。這使離子能進(jìn)入分析部分230，在那里它們與存在其中的AC場失諧，并且因為在與氣體的碰撞中進(jìn)一步失去了能量，離子得以存儲在該部分230的中間部分從而駐留在電勢阱的最小電勢上。然后，分析性的唯MS或MS/MS或MSn掃描在已存儲離子的預(yù)選質(zhì)量范圍上進(jìn)行。隨后，從存儲部分130的填充過程對下一預(yù)選m/z范圍進(jìn)行重復(fù)直到覆蓋了整個質(zhì)量范圍，掃描因此完成。通過開始下一掃描，存儲部分130內(nèi)的離子總體已經(jīng)完全更新。
現(xiàn)在將描述操作包括圖13的組合線性阱的質(zhì)譜儀的示例。
對線性阱的單位分辨能力的典型空間電荷極限是30,000個電荷，且在2000Th的操作質(zhì)量范圍上離子強(qiáng)度基本上是均勻分布的。由于TOFMS的高分辨能力，可接受更多的離子總體(例如300,000個電荷)。掃描速度是10,000Th/s，且輸入流約為30,000,000電荷/s。AGC用來估算離子的強(qiáng)度分布，且線性阱30以唯MS模式操作。
使用常規(guī)方法，線性阱30將被填充10毫秒以達(dá)到允許的空間電荷極限，而LTMS 30將被掃描200毫秒以覆蓋所需質(zhì)量范圍?？紤]穩(wěn)定和AGC時間，這導(dǎo)致約4個質(zhì)譜/秒或每秒分析1,200,000個電荷以達(dá)4％的運行周期。
使用提議的方法，所有的離子在進(jìn)入分析部分230分析之前都被存儲在存儲部分130中。在300,000個電荷在數(shù)毫秒內(nèi)以100Th的m/z窗口被注入到分析部分230中之后，僅需10毫秒就可掃描這個m/z窗口。整個質(zhì)量范圍分20個步驟以略大于200ms的時間來覆蓋，每個步驟包含300,000個電荷。如果130中的存儲伴之以激發(fā)，該過程可以約4個質(zhì)譜/秒的速度運行，且如果存儲和激發(fā)在時間上是順序排列的，則速度約為2.5個質(zhì)譜/秒。對于第一個情形，每秒分析24,000,000個電荷以達(dá)80％的運行周期，而對于第二個情形，每秒分析15,000,000個電荷以達(dá)50％的運行周期。
同時可使用較窄的m/z窗口，然而額外的時間消耗可能限制了約在50×106電荷/秒水平上的進(jìn)一步增益，這已接近于現(xiàn)代電噴射源的實用極限。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的多個實施例。然而，可以理解，可作各種更改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種操作質(zhì)譜儀的方法，該質(zhì)譜儀包括離子源、帶有多個細(xì)長電極的離子阱、碰撞室、以及飛行時間分析器，其特征在于，所述方法包括陷獲從所述離子源引入的離子并激活所述陷獲離子，以便與所述電極的長度方向基本正交地噴射所述陷獲離子，使所述噴射離子到達(dá)所述碰撞室；在所述碰撞室中分裂從所述離子阱中引入的離子；從所述碰撞室噴射分裂離子使它們到達(dá)所述飛行時間質(zhì)量分析器；以及操作所述飛行時間分析器以獲取其中離子的質(zhì)譜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，激發(fā)在所述離子阱中陷獲的離子包括將AC電勢施加在所述多個細(xì)長電極上。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述陷獲離子按帶狀束噴射，且所述碰撞室是平面設(shè)計的。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，包括操作所述碰撞室以陷獲離子。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述離子使用包括DC電勢的場來陷獲。
6.如權(quán)利要求1-3所述的方法，其特征在于，包括僅使用DC電勢來操作所述碰撞室。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括操作所述碰撞室以提供沿離子路徑的電場，所述電場的梯度沿所述離子路徑單調(diào)增加。
8.如權(quán)利要求1-6的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括將離子以與它們離開所述碰撞室的方向正交的方向引入所述碰撞室。
9.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述碰撞室包括多個具有至少兩個部分的細(xì)長的組合桿式電極，所述方法包括將RF電勢施加在每個桿的兩個部分上，并將一不同DC電勢施加到每個桿的每個部分。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括將DC電勢施加在將所述組合桿夾在其中的一對電極上。
11.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括操作位于或鄰近所述離子阱的離子檢測器以獲取所述陷獲離子的質(zhì)譜。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述離子檢測器與所述離子阱相鄰地放置，以攔截基本正交地噴射的一部分離子。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述離子檢測器和所述碰撞室置于所述離子阱的兩側(cè)。
14.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括操作所述離子檢測器以獲取在所述離子阱中陷獲的初級離子的質(zhì)譜，并操作所述飛行時間質(zhì)量分析器以獲取所述分裂離子的質(zhì)譜，其中所述掃描形成MS/MS實驗。
15.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括將由具有相對較廣m/z值范圍的離子源產(chǎn)生的離子引入所述離子阱；陷獲從所述離子源引入的幾乎所有相對較廣范圍上的離子，并基本正交地噴射相對較窄m/z值范圍內(nèi)的離子。
16.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括以使用自動增益控制確定的離子豐度來填充所述離子阱。
17.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括將參考復(fù)合離子注入到所述碰撞室。
18.如權(quán)利要求15-17的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述離子阱是包括第一和第二陷獲區(qū)域的一組合離子阱，所述兩個陷獲區(qū)域沿規(guī)定的通過所述第一陷獲區(qū)域到所述第二陷獲區(qū)域的離子路徑的公共軸基本共軸地排列，所述方法包括將由具有相對較廣m/z值范圍的離子源生成的離子沿所述離子路徑引入所述第一陷獲區(qū)域；操作所述第一陷獲區(qū)域以陷獲在從所述離子源引入的基本所有相對較廣范圍上的離子，軸向噴射一個中間m/z值范圍內(nèi)的離子，并沿所述離子路徑進(jìn)入所述第二陷獲區(qū)域；以及操作所述第二陷獲區(qū)域以陷獲從所述第一陷獲區(qū)域引入的離子，并正交地噴射在該相對較窄m/z值范圍內(nèi)的離子。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一和第二陷獲區(qū)域由第一電勢壘分開，且所述方法包括通過將所述中間m/z值范圍內(nèi)的離子激發(fā)到足以克服所述第一電勢壘，來噴射來自所述第一陷獲區(qū)域的離子并因此進(jìn)入所述第二陷獲區(qū)域。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，離子通過所述第一陷獲區(qū)域的第一端上的入口被引入所述第一陷獲區(qū)域，且所述離子通過所述第一陷獲區(qū)域的第二端上的出口離開所述第一陷獲區(qū)域，所述第一電勢壘位于所述出口處，所述方法還包括設(shè)置所述第一電勢壘來反射從所述第一陷獲區(qū)域引入的離子；隨后在所述入口創(chuàng)建第二個較高電勢，從而陷獲所述第一陷獲區(qū)域內(nèi)的離子；以及激發(fā)所述中間m/z值范圍內(nèi)的離子，使其足以克服所述第一電勢壘但不能克服所述第二電勢壘。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，創(chuàng)建所述第二電勢壘包括使用一DC電勢。
22.如權(quán)利要求18-21的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，設(shè)置所述第一電勢壘來反射引入所述第一陷獲區(qū)域的離子包括使用一DC電勢。
23.如權(quán)利要求18-22的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，激發(fā)所述中間m/z值范圍內(nèi)的離子包括將一AC電勢施加到所述第一電勢壘上。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，包括使用一AC電勢激發(fā)在所述第二陷獲區(qū)域中陷獲的離子。
25.如權(quán)利要求18-24的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括將離子引入所述第二陷獲區(qū)域以將所述第二陷獲區(qū)域填充為空間電荷限制內(nèi)的預(yù)定離子豐度。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，包括根據(jù)自動增益控制來確定所述預(yù)定離子豐度。
27.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括操作所述離子源以產(chǎn)生具有相對較廣m/z值范圍的離子，并操作所述離子阱以基本正交地噴射相對較窄m/z值范圍內(nèi)的離子。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，包括基本正交地噴射離子所述離子阱的相對較窄m/z值范圍內(nèi)的離子，同時保留所述離子阱內(nèi)的其它離子用于隨后的分析和/或分裂。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，還包括第二個分析步驟，包括操作所述離子阱來噴射至少部分具有在相對更窄范圍內(nèi)m/z值的所述其它離子，使它們被引入所述碰撞室，并操作所述碰撞室使得從所述離子阱引入的離子被分裂。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，還包括將來自第二分析步驟的已分裂離子引入所述飛行時間質(zhì)量分析器，并操作所述飛行時間質(zhì)量分析器來獲取所述已分裂離子的質(zhì)譜。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，還包括第三或更多的逐次分析步驟，并使用所述飛行時間質(zhì)量分析器來獲取所述分裂離子的質(zhì)譜。
32.如權(quán)利要求30或31所述的方法，其特征在于，所述分析步驟包括噴射相對較窄m/z值范圍內(nèi)的離子，這些相對較窄m/z值范圍組合在一起基本跨越全部所述中間范圍。
33.如權(quán)利要求28-32的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，包括在噴射所述相對較窄范圍內(nèi)的離子時，基本上保留所述離子阱中不在相對較窄m/z值范圍內(nèi)的所有離子。
34.一種使用質(zhì)譜儀的串聯(lián)質(zhì)譜分析的方法，所述質(zhì)譜儀包括離子源、第一陷獲區(qū)域、包括多個細(xì)長電極的第二陷獲區(qū)域、碰撞室、離子檢測器、以及飛行時間質(zhì)量分析器，其特征在于，所述方法包括填充階段，包括操作所述離子源以產(chǎn)生離子，將由所述離子源生成的離子引入所述第一陷獲區(qū)域，以及操作所述第一陷獲區(qū)域來陷獲從所述離子源引入的一級初級離子集，所述一級初級離子集具有相對較大的m/z值范圍；第一選擇/分析階段，包括操作所述第一陷獲區(qū)域來噴射所述一級初級離子集的第一個二級子集，所述初級離子的第一個二級子集具有中間m/z值范圍，因此進(jìn)入所述第二陷獲區(qū)域，同時保留所述第一陷獲區(qū)域內(nèi)來自所述初級離子一級集的其它離子，操作所述第二陷獲區(qū)域以陷獲來自從所述第一陷獲區(qū)域引入初級離子的第一個二級子集的離子，操作所述離子檢測器來獲取來自所述初級離子的第一個二級子集的陷獲離子的質(zhì)譜，以及執(zhí)行多個對來自所述初級離子的第二個二級子集的陷獲離子的分裂/分析階段；第二選擇/分析階段，包括操作所述第一陷獲區(qū)域來噴射所述一級初級離子集的第二個二級子集，所述初級離子的第二個二級子集具有不同的中間m/z值范圍，因此進(jìn)入所述第二陷獲區(qū)域，操作所述第二陷獲區(qū)域以陷獲來自從所述第一陷獲區(qū)域引入的初級離子的第二個二級子集的離子，操作所述離子檢測器來獲取來自所述初級離子的第二個二級子集的陷獲離子的質(zhì)譜，以及執(zhí)行多個對來自所述初級離子的第二個二級子集的陷獲離子的分裂/分析階段；其中所述多個相應(yīng)分裂/分析階段的每一個包括操作所述第二陷獲區(qū)域以相對于所述電極的長度方向基本正交地噴射具有相對較窄m/z值范圍的初級離子的三級子集，使得它們被引入所述碰撞室，操作所述碰撞室使得來自從所述第二陷獲區(qū)域噴射的初級離子的第三子集的離子分裂，將來自所述碰撞室的分裂離子引入所述飛行時間質(zhì)量分析器，并操作所述飛行時間質(zhì)量分析器來獲取所述已分裂離子的質(zhì)譜，其中每一個所述二級子集的初級離子的三級子集具有不同的相對較窄的m/z值范圍。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，包括將初級離子的三級子集噴射為時間寬度不超過10毫米的脈沖。
36.如權(quán)利要求34或35所述的方法，其特征在于，所述相對較窄的m/z值范圍跨越所述中間范圍。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，包括參照初級質(zhì)譜來確定所述相對較窄范圍的寬度。
38.如權(quán)利要求34-37的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述第二陷獲區(qū)域、碰撞室、以及飛行時間質(zhì)量分析器的操作根據(jù)初級離子的三級子集及其分裂離子來調(diào)整。
39.一種串聯(lián)質(zhì)譜儀，包括離子源、離子阱、碰撞室、和飛行時間質(zhì)量分析器，其特征在于所述離子阱包括多個細(xì)長電極，它們可操作以提供陷獲場去陷獲從所述離子源引入的離子并激發(fā)陷獲離子，從而所述激發(fā)離子與所述電極長度方向基本正交地從所述離子阱噴射；所述碰撞室可操作以接受從所述離子阱基本正交地噴射的離子，并分裂所接受的離子；以及所述飛行時間質(zhì)量分析器可操作以獲取所述已分裂離子的質(zhì)譜。
40.如權(quán)利要求39所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，還包括與所述離子阱相鄰的離子檢測器，它可操作以檢測基本上正交噴射的離子。
41.如權(quán)利要求40所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，所述離子檢測器和所述飛行時間質(zhì)量分析器置于所述離子阱的兩側(cè)。
42.如權(quán)利要求39-41的任一權(quán)利要求所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，所述碰撞室是平面設(shè)計的。
43.如權(quán)利要求39-42的任一權(quán)利要求所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，所述飛行時間質(zhì)量分析器是正交加速類型的。
44.如權(quán)利要求43所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，所述飛行時間質(zhì)量分析器是無柵格的。
45.一種組合離子阱，包括基本上共軸排列的第一和第二離子存儲體，所述公共軸限定通過所述第一離子存儲體并進(jìn)入所述第二離子存儲體的離子路徑，所述第一離子存儲體由一端的入口電極和另一端的公共電極來限定，所述入口電極和所述公共電極可操作以提供一陷獲場，用于在所述第一離子存儲體中陷獲第一個相對較廣m/z值范圍內(nèi)的離子，所述第一離子存儲體還包括一個或多個電極，所述電極可操作以激發(fā)中間m/z范圍內(nèi)的陷獲離子，使得所述被激發(fā)離子沿所述離子路徑軸向噴射到所述第二離子存儲體，所述第二離子存儲體由一端的公共電極和另一端的另一電極來限定，所述公共電極和所述另一電極可操作以提供一陷獲場，用于在所述第二離子存儲體中陷獲離子，所述第二離子存儲體還包括多個細(xì)長電極，所述電極可操作以激發(fā)相對較窄m/z范圍內(nèi)的陷獲離子，使得所述被激發(fā)離子從所述第二離子存儲體沿長度方向基本正交地通過出口縫隙噴射。
46.如權(quán)利要求45所述的組合離子阱，其特征在于，所述出口縫隙的延伸方向與所述電極的相同。
47.一種質(zhì)譜儀，包括如權(quán)利要求45或46所述的組合離子阱，以及與所述第二離子陷獲體相鄰的離子檢測器，所述離子檢測器可操作以檢測基本上正交噴射的離子。
48.一種串聯(lián)質(zhì)譜儀，包括如權(quán)利要求47所述的質(zhì)譜儀，以及飛行時間質(zhì)量分析器，它被放置成接受來自所述第二離子存儲體的基本上正交噴射的離子。
49.如權(quán)利要求48所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，所述離子檢測器和所述飛行時間質(zhì)量分析器置于所述第二離子存儲體的兩側(cè)。
50.如權(quán)利要求48或49所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，還包括碰撞室，所述碰撞室位于所述第二離子存儲體和所述飛行時間分析器之間的離子路徑上。
51.如權(quán)利要求50所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，所述碰撞室是平面設(shè)計的。
52.如權(quán)利要求51所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，所述碰撞室包括多個具有至少兩部分的細(xì)長的組合桿式電極。
53.如權(quán)利要求52所述的串聯(lián)質(zhì)譜儀，其特征在于，所述組合桿的兩個部分與獨立的電源相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及串聯(lián)質(zhì)譜分析，尤其涉及使用線性離子阱和飛行時間檢測器來收集質(zhì)譜以形成MS/MS試驗的串聯(lián)質(zhì)譜分析。已接受的標(biāo)準(zhǔn)是在飛行時間檢測器中進(jìn)行分裂物的質(zhì)量分析之前將離子軸向噴射到碰撞室用于分裂，而在這之前存儲并質(zhì)量分析離子阱中的初級離子。本發(fā)明使用具有較窄m/z值范圍的離子的正交噴射來產(chǎn)生要噴射到碰撞室的離子的帶狀束。該束的形狀以及離子的高能量通過使用碰撞室的平面設(shè)計來提供。離子在噴射期間可被保留在離子阱中，從而逐次的較窄范圍可順序地步進(jìn)以覆蓋所有感興趣的初級離子。
文檔編號H01J49/00GK1833300SQ200480007336
公開日2006年9月13日 申請日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月19日
發(fā)明者A·A·馬卡羅夫, J·E·P·賽卡 申請人:薩默費尼根有限公司