用于串聯(lián)質(zhì)譜分析的系統(tǒng)和方法
【專利說明】

【發(fā)明內(nèi)容】

[0001]串聯(lián)質(zhì)譜分析(MS-MS)能夠被用于復(fù)雜混合物內(nèi)的多混合物識(shí)別。在這種使用中，分析物的混合物被電離，在第一質(zhì)譜儀(MSl)內(nèi)在一定時(shí)間內(nèi)選擇一個(gè)母離子種類，通常在碰撞誘導(dǎo)分解(CID)室中使其經(jīng)受碎片化，并且碎片離子的質(zhì)譜被記錄在二級(jí)質(zhì)譜儀(MS2)內(nèi)。因?yàn)槟鸽x子和碎片離子質(zhì)量ml-m2的組合是化合物特定的，所以MS-MS分析允許檢測(cè)到達(dá)化學(xué)矩陣內(nèi)的超痕量。三級(jí)四極MS-MS(其中CID室被視為第二四極)被廣泛地用于藥物代謝物研究，同時(shí)監(jiān)測(cè)ml-m2的選擇的并且初步定義的組合。最近，對(duì)MSl采用四極并且對(duì)MS2采用飛行時(shí)間(TOF)的MS-MS儀器變得有助于復(fù)雜混合物(比如蛋白質(zhì)組混合物)的描繪。在這種分析中，嘗試覆蓋最大數(shù)量的分析物化合物，能夠通過整個(gè)質(zhì)量范圍掃描四極選擇器(對(duì)于使用電噴射-ESI源的系統(tǒng)，通常高達(dá)100amu)，同時(shí)TOF經(jīng)常被用于獲取全景譜。
[0002]當(dāng)分析復(fù)雜混合物(比如來自細(xì)胞溶解產(chǎn)物的一批高達(dá)一百萬種不同肽)時(shí)，Q-TOF串聯(lián)與液相色譜法(LC)組合。色譜法能夠顯著減小瞬間采樣復(fù)雜性，但仍然同時(shí)存在成百上千的化合物共溶析。在MS-MS儀器中，在有限時(shí)間跨度中執(zhí)行基礎(chǔ)分析，通常在1-3秒內(nèi)執(zhí)行全部質(zhì)量范圍分析。
[0003]LC-Q-TOF采集方法被設(shè)計(jì)為采用兩個(gè)通常策略。在稱為數(shù)據(jù)獨(dú)立采集(DDA)的一個(gè)策略中，當(dāng)在沒有碎片化的情況下分析混合物時(shí)，形成主要母粒子峰的列表。然后，MSl級(jí)在母粒子質(zhì)量之間以階梯方式變化，并且開啟碎片化(通過在CID室的入口調(diào)整離子能量)以形成一組碎片譜。這種分析能夠通常由觀測(cè)MSl譜(MSl譜由于豐富化學(xué)矩陣而針對(duì)少量化合物變得模糊)中的母離子的能力、由采用的通道的數(shù)量并且由相對(duì)較小的動(dòng)態(tài)范圍限制，因?yàn)閮H僅不存在用于針對(duì)所有母離子獲取譜的時(shí)間。
[0004]在另一數(shù)據(jù)獨(dú)立策略中，MSl可在整個(gè)質(zhì)量范圍中以階梯方式變化，同時(shí)針對(duì)每個(gè)母粒子質(zhì)量ml獲取碎片譜，但在非常有限的停延時(shí)間期間執(zhí)行該操作。例如并且非限制性地，在一秒掃描時(shí)間或大約一秒掃描時(shí)間，在100amu質(zhì)量跨度或大約100amu質(zhì)量跨度，并且在3amu MSl窗口(通常被設(shè)計(jì)為觀測(cè)同位素簇)或大約3amu MSl窗口，存在用于針對(duì)個(gè)體質(zhì)量窗口獲取MS-MS譜的3ms停延時(shí)間或大約用于針對(duì)個(gè)體質(zhì)量窗口獲取MS-MS譜的3ms停延時(shí)間。具有正交加速器的傳統(tǒng)TOF MS的短停延時(shí)間和低占空比的組合限制分析的化合物的動(dòng)態(tài)范圍。這種示例性系統(tǒng)通常需要通過CID室的快速離子轉(zhuǎn)移(這引起為了母粒子切換而失去的近似Ims時(shí)間或大約Ims時(shí)間)，并且通常需要快速控制并且同步的功率電子設(shè)備和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0005]因此，對(duì)于復(fù)雜混合物的分析，現(xiàn)有技術(shù)Q-TOF串聯(lián)能夠提供有限數(shù)量的識(shí)別或有限動(dòng)態(tài)范圍。在實(shí)施例中，本發(fā)明在不限制母粒子質(zhì)量的列表的情況下并且以數(shù)據(jù)獨(dú)立并且因此強(qiáng)壯的采集方式擴(kuò)展分析的化合物的動(dòng)態(tài)范圍。
[0006]公開了一種數(shù)據(jù)獨(dú)立MS-MS分析的方法。該方法包括:在第一母粒子選擇質(zhì)譜儀(MSl)中以寬(至少1amu)母粒子質(zhì)量窗口的小階梯改變或以階梯方式變化，通過軸向氣流或通過軸向DC場(chǎng)或通過行進(jìn)RF波，安排通過碰撞室的快速離子轉(zhuǎn)移，頻繁地利用一串時(shí)間編碼脈沖驅(qū)動(dòng)正交加速器，在多反射時(shí)間飛行質(zhì)譜儀中分析碎片離子，以數(shù)據(jù)記錄格式獲取數(shù)據(jù)，并且對(duì)與母粒子質(zhì)量的整個(gè)掃描對(duì)應(yīng)的信號(hào)串進(jìn)行解碼，從而基于碎片和母粒子質(zhì)量之間的時(shí)間關(guān)聯(lián)形成碎片譜。
【附圖說明】
[0007]附圖表示本系統(tǒng)和方法的各種實(shí)施例，并且是說明書的一部分。示出的實(shí)施例僅是本設(shè)備和方法的例子，并且不限制本公開的范圍。
[0008]圖1表示根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式的示例性譜分析設(shè)備；
[0009]圖2表示的傾斜數(shù)據(jù)獨(dú)立分析的策略的實(shí)現(xiàn)方式；
[0010]圖3表示根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式的譜分析設(shè)備的實(shí)施例；和
[0011]圖4表示傾斜數(shù)據(jù)獨(dú)立分析的策略。
[0012]以下在附圖和描述中闡述本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的細(xì)節(jié)。通過描述和附圖并且通過權(quán)利要求，其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)各種實(shí)施例的描述在本質(zhì)上僅是示例性的并且絕不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用?；谇懊娴膬?nèi)容，通常應(yīng)該理解，這里使用的術(shù)語僅是為了方便，并且用于描述本發(fā)明的術(shù)語應(yīng)該由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員給予最廣泛的含義。
[0014]雖然討論了所述特定系統(tǒng)和方法例子，但描述的原理在許多方面針對(duì)其它合適的環(huán)境具有適用性。
[0015]在一種實(shí)現(xiàn)方式中，能夠通過下述操作來改進(jìn)數(shù)據(jù)獨(dú)立MS-MS分析的動(dòng)態(tài)范圍:第一母粒子選擇質(zhì)譜儀(MSl)中的寬(至少1amu)母粒子質(zhì)量窗口的基本上連續(xù)的傾斜(或按照小階梯以階梯方式變化)，同時(shí)安排通過碰撞室的快速離子轉(zhuǎn)移，頻繁地利用一串時(shí)間編碼脈沖驅(qū)動(dòng)正交加速器，在多反射時(shí)間飛行質(zhì)譜儀中分析碎片離子，以數(shù)據(jù)記錄格式獲取數(shù)據(jù)，并且對(duì)與母粒子質(zhì)量的整個(gè)掃描對(duì)應(yīng)的信號(hào)串進(jìn)行解碼。
[0016]參照?qǐng)D1，示例性設(shè)備11包括:前端色譜儀12 (LC或GC);離子源13，用于對(duì)樣本進(jìn)行電離；分析四極分析器14 ;CID室15 ;多反射分析器16，具有由產(chǎn)生器18利用頻繁的編碼脈沖驅(qū)動(dòng)的正交加速器17 ;和解碼數(shù)據(jù)系統(tǒng)19，被提供離子信號(hào)并且獲得觸發(fā)脈沖定時(shí)的信息。在LC的情況下，預(yù)期色譜儀12的輸出曲線12p基本上為5-10秒寬或在5_10秒寬之間，并且在GC的情況下，預(yù)期色譜儀12的輸出曲線12p基本上為I秒寬或大約I秒寬。在實(shí)現(xiàn)方式中，四極質(zhì)譜儀14以大約1000Th/S速度傾斜以瞬間發(fā)送用于選擇母離子的相對(duì)較寬(基本上在10-20Th或在10-20Th之間)的質(zhì)量窗口，如示圖14p中所示。在實(shí)現(xiàn)方式中，母離子可基本上按照20-50eV能量或20-50eV能量之間被注入到碰撞室中以引起碎片化。作為結(jié)果，在CID室15的輸出，將會(huì)出現(xiàn)按照大約Ims時(shí)間標(biāo)度關(guān)聯(lián)的母離子和碎片離子的家族。由曲線15p描述示例性家族，其中尖峰通常對(duì)應(yīng)于個(gè)體家族并且較寬曲線通常描述色譜峰的慢得多的調(diào)制曲線。在實(shí)現(xiàn)方式中，整個(gè)離子束被基本上連續(xù)地提供給正交加速器17。在實(shí)現(xiàn)方式中，以編碼方式以基本上10kHz或大約10kHz的平均速度脈沖驅(qū)動(dòng)加速器17，其中多數(shù)脈沖間隔是唯一的，從而能夠在解碼器19中對(duì)覆蓋的譜進(jìn)行解碼。
[0017]現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出傾斜數(shù)據(jù)獨(dú)立分析的策略的實(shí)現(xiàn)方式。上面的曲線圖21代表RF幅度的線性傾斜。在實(shí)現(xiàn)方式中，MSl分析四極的DC電壓被鏈接掃描。但與高分辨率掃描(例如，R = M)相比，可采用⑴稍微較小的RF和DC之間的比率，或(ii)用于發(fā)送通常比一個(gè)寬的Th質(zhì)量窗口的偏移DC電壓。在實(shí)現(xiàn)方式中，該偏移或比率確定窗口 23的質(zhì)量寬度，預(yù)期窗口 23被從基本上I至10amu或I至10amu之間(并且更優(yōu)選地，從基本上10和20amu或10和20amu之間)用在任何地方，如曲線圖中所示22。曲線圖24描述在CID室15的出口的母離子的假設(shè)時(shí)間曲線，并且曲線圖25顯示對(duì)應(yīng)子離子的時(shí)間曲線。預(yù)期:當(dāng)布置例如具有軸向氣流或具