本發(fā)明涉及離子阱質(zhì)譜操作離子的方法，特別是有關(guān)于高效隔離離子阱內(nèi)離子的方法。

背景技術(shù)：
質(zhì)譜分析方法是將物質(zhì)粒子(原子、分子)電離成離子，并通過適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定或變化的電場或磁場將它們按空間位置、時(shí)間順序等實(shí)現(xiàn)質(zhì)荷比分離，并檢測其強(qiáng)度來作定性、定量分析的分析方法。由于質(zhì)譜分析方法直接測量物質(zhì)粒子，且質(zhì)譜分析方法具有高靈敏、高分辨、高通量和高適用性的特性，使得質(zhì)譜儀和質(zhì)譜分析技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中舉足輕重。隨著生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)藥科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，以及食品安全、國家安全、國際反恐的需要，質(zhì)譜儀的已成為需求量增長速度最快的分析儀器之一，尤其是色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和相關(guān)儀器的出現(xiàn)，因其對復(fù)雜基體的高分離功能和檢測的高靈敏度，更是在上述各領(lǐng)域倍受青睞，甚至不可或缺。質(zhì)量分析器是質(zhì)譜儀器中將離子依照質(zhì)荷比分離出可以檢測的部件，離子阱是重要的一種質(zhì)量分析器，其原理是將眾離子存儲于阱內(nèi)后，再分離檢測，相對于其他不包含離子阱的質(zhì)量分析器，包含離子阱的質(zhì)量分析器可以存儲離子，因此可以在包含離子阱的質(zhì)量分析器內(nèi)做MSn操作(質(zhì)譜操作)。在做MSn操作或者做選擇離子操作之前，需要對指定離子做隔離操作，也就是在離子阱內(nèi)僅僅保留指定離子，而將其他質(zhì)荷比的離子通過共振方式，逐出離子阱，而從達(dá)到了隔離指定離子的目的。在離子阱上施加相同射頻電壓下，其中荷質(zhì)比大的離子在X方向上運(yùn)動(dòng)的頻率越小，共振逐出需要的能量越大。在離子阱中實(shí)施隔離指定離子(m/z，其中m為離子的質(zhì)量，z為該離子所帶電荷的數(shù)量)操作是在離子阱的X方向電極上施加包含很多頻率信號的波形。該波形有兩個(gè)參數(shù)特別重要：一是頻率成分，通常是包括10k-500kHz的頻率成分，不包括(m/z+1)離子在X方向的運(yùn)動(dòng)頻率f1到不包括(m/z-1)離子在X方向的運(yùn)動(dòng)頻率f2這個(gè)區(qū)間的頻率成分。這樣在理想情況下，在X方向的運(yùn)動(dòng)頻率f1到f2區(qū)間的離子通常不被共振出離子阱。二是各頻率成分對應(yīng)信號的幅度值，荷質(zhì)比大的離子共振逐出需要的幅度值越大，但也不能過大，否則把需要隔離的指導(dǎo)離子也產(chǎn)生破壞影響，逐出離子阱。因此，往往依據(jù)離子阱的實(shí)際場型、阱內(nèi)氣壓來做參數(shù)曲線，獲得合適的能量值，這也是質(zhì)譜儀器定期校準(zhǔn)的操作之一。在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)操作過程中，情況往往不理想：如果f1到f2太窄了(對應(yīng)的小于1個(gè)amu寬度)，則被指定隔離的離子大量不逐出，如果f1到f2太寬了(大于1.5amu寬度)，則被指定隔離的離子周圍的離子將不能夠有效逐出離子阱而保留在離子阱中，如此會影響后續(xù)操作。如何能夠不損失被指定隔離的離子而又能有效將其他離子逐出離子阱，這是離子阱質(zhì)譜儀器需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種操作離子阱質(zhì)譜內(nèi)離子的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種高效隔離離子阱內(nèi)離子的操作方法，依次包括如下步驟：S1，檢測離子阱及與離子阱相關(guān)的各項(xiàng)電參數(shù)以及真空區(qū)間內(nèi)的真空度是否正常，檢測范圍包括：離子門，施加在離子透鏡上的電壓，控制離子是否向后端傳輸，初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)；Trap-RF，施加在離子阱(設(shè)定狹縫在X方向上，用于檢測離子)上的射頻電壓，用于捕獲進(jìn)入離子阱內(nèi)的離子。可以獨(dú)立施加在Y方向的1對電極上，也可以實(shí)現(xiàn)在Y方向的1對電極同時(shí)施加在X方向的1對電極(X方向與Y方向的電壓幅度相同，相位相差180度)。AuxAmp，施加在離子阱的X方向電極上高頻交流電的幅度；為了檢測在X方向特定運(yùn)動(dòng)頻率的離子，該交流電壓的施加用于共振該特定運(yùn)動(dòng)頻率的離子，被逐出離子阱，從而達(dá)到被檢測的目的。通常情況，m/z數(shù)值大的離子，AuxAmp值大。AuxFre，施加在離子阱的X方向電極上高頻交流電的頻率。該頻率與特定離子在X方向的運(yùn)動(dòng)頻率相同，才能在X方向上產(chǎn)生共振。通常情況下，AuxFre保持在某個(gè)頻率不變，通過控制Trap-RF的幅度，讓諸多離子在X方向上的頻率增加，達(dá)到AuxFre時(shí)被共振逐出離子阱，從而被檢測。WFAmp，施加在離子阱的X方向電極上特定波形的幅度。該特定波形用于除指定離子不逐出離子阱外，其他離子都被逐出離子阱，僅僅保留指定離子在離子阱中。WFFre，施加在離子阱的X方向電極上特定波形的頻率。該特定波形用于除指定離子不逐出離子阱外，其他離子都被逐出離子阱，僅僅保留指定離子在離子阱中。通常情況下，WFFre的頻率成分包含10k-500kHZ的頻率成分，但是不包含指定離子在X方向的運(yùn)動(dòng)頻率，這樣才能將除指定離子外的其他離子在X方向發(fā)生共振，從而逐出離子阱外。譜圖采集，指離子有順序有規(guī)律的被逐出離子阱，檢測器檢測到離子信號，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作獲得信號隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，后續(xù)轉(zhuǎn)化為質(zhì)荷比的離子信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)。以上各項(xiàng)電參數(shù)檢測和真空區(qū)間內(nèi)的真空度正常則向離子透鏡施加電壓，使離子源和離子阱之間的通道關(guān)閉；確認(rèn)異常則需要調(diào)節(jié)相應(yīng)異常的電參數(shù)和/或各級真空區(qū)間的真空度，達(dá)到正常范圍后按確認(rèn)正常的操作進(jìn)行后續(xù)操作；S2，離子化階段，停止向離子透鏡施加電壓，使離子源和離子阱之間的通道開啟，經(jīng)過整形后的離子進(jìn)入離子阱，直到離子阱內(nèi)離子達(dá)到飽和；S3，離子冷卻階段，向離子阱內(nèi)通入緩沖氣，使緩沖氣與進(jìn)入到離子阱內(nèi)的指定離子發(fā)生碰撞，從而使指定離子的動(dòng)能降低下來；S4，指定離子隔離準(zhǔn)備階段，逐漸向離子阱上施加用于檢測離子的射頻電壓至q值為0.8時(shí)所對應(yīng)的的射頻電壓，所述q值按下列公式計(jì)算：(1)中，為離子的質(zhì)荷比倒數(shù)，VRF為射頻電壓幅值，Ω為射頻電壓的頻率值，r為離子阱中心點(diǎn)到X方向或Y方向電極的最短距離值，z為離子阱中心點(diǎn)到Z方向端蓋的距離值；S5，離子碎裂階段：將m/z-1離子和m/z+1離子均用單頻共振激發(fā)誘導(dǎo)碎裂，除掉m/z-1處和m/z+1處的離子，碎裂步驟為：將離子阱上射頻電壓幅度設(shè)置到m/z-1離子q值為0.2-0.4時(shí)所對應(yīng)的射頻電壓值，并將X方向電極的選擇共振交流電壓設(shè)置到頻率與m/z-1離子在X方向的頻率相同，從而形成共振，讓m/z-1離子與緩沖氣分子發(fā)生碰撞從而使離子的化學(xué)鍵斷裂產(chǎn)生離子碎片；然后將離子阱上射頻電壓幅度設(shè)置到m/z+1離子q值為0.2-0.4時(shí)所對應(yīng)的射頻電壓值不變，將X方向電極的選擇共振交流電壓設(shè)置到頻率與m/z+1離子在X方向的頻率相同，從而形成共振，讓m/z+1離子與緩沖氣分子發(fā)生碰撞從而使離子的化學(xué)鍵斷裂產(chǎn)生離子碎片；S6，指定離子m/z隔離階段，在離子阱的X方向電極上施加波形，所述波形的頻率為在10kHZ-500kHZ范圍內(nèi)剔除指定離子m/z在X方向運(yùn)動(dòng)頻率后的頻率，使除指定離子m/z外的其他離子均被逐出離子阱，完成指定離子m/z與其他離子的進(jìn)一步分離。S7，指定離子m/z隔離后續(xù)階段，依據(jù)離子的掃描質(zhì)量數(shù)范圍，將離子阱上的射頻電壓逐步下降到最小掃描離子質(zhì)量數(shù)對應(yīng)的射頻電壓值，為后續(xù)的離子檢測做準(zhǔn)備；S8，離子檢測階段：保持施加在離子阱上的射頻電壓頻率保持不變的前提下，使射頻電壓幅度值逐漸上升，X方向的選擇共振交流電壓頻率保持不變的前提下幅值也逐漸上升，當(dāng)射頻電壓上升到q值小于0.908且大于0.2時(shí)所對應(yīng)的射頻電壓值時(shí)，在離子阱內(nèi)的不同質(zhì)荷比的碎片離子在X方向上按照各自的運(yùn)動(dòng)頻率運(yùn)動(dòng)，當(dāng)指定離子m/z的頻率正好與X方向施加的交流電壓頻率相同時(shí)發(fā)生共振，所述指定離子m/z被逐出離子阱從而被檢測，獲得指定離子m/z的譜圖數(shù)據(jù)集；S9，掃描停止階段：使質(zhì)譜裝置的各電參量以及多級梯度真空系統(tǒng)各真空區(qū)間內(nèi)的真空度恢復(fù)至初始狀態(tài)。附圖說明圖1為一種質(zhì)譜裝置；圖2為本發(fā)明高效隔離離子阱內(nèi)離子的操作方法的選擇離子掃描時(shí)的操作方法流程示意圖；圖3為本發(fā)明高效隔離離子阱內(nèi)離子的操作方法的CID掃描操作方法流程示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖1-3以及以下具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。.一種質(zhì)譜裝置，包括離子源101、離子阱134、離子導(dǎo)入系統(tǒng)、多級梯度真空系統(tǒng)110、用于檢測離子阱134內(nèi)離子分離檢測的檢測器151和通過氣體導(dǎo)管133向離子阱134內(nèi)注入緩沖氣的緩沖氣注入系統(tǒng)161，多級梯度真空系統(tǒng)110包括氣壓依次降低的多個(gè)真空區(qū)間，各真空區(qū)間開有通孔，離子導(dǎo)入系統(tǒng)包括與離子源101連通的離子導(dǎo)入管路111和設(shè)置在多級梯度真空系統(tǒng)110各真空區(qū)內(nèi)的離子導(dǎo)引管路，離子導(dǎo)引管路112的端口正對其所在真空區(qū)間與相鄰真空區(qū)間連接的通孔，所述離子阱134位于多級梯度真空系統(tǒng)110的最后一級真空區(qū)間120內(nèi)，所述緩沖氣注入系統(tǒng)161通過離子阱134的前端蓋132向離子阱134內(nèi)注入緩沖氣，所述檢測器151包括對稱設(shè)置在離子阱134兩側(cè)的兩個(gè)檢測器151。多級梯度真空系統(tǒng)110的最后一級真空區(qū)間的氣壓通常為10-5Torr，各真空區(qū)間存在一定小孔(如通孔114)相通，多級梯度真空系統(tǒng)110通過離子導(dǎo)入管路111與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓區(qū)間100相連通，離子源101發(fā)出的離子通過離子導(dǎo)入管路111進(jìn)入到多級梯度真空系統(tǒng)110，離子導(dǎo)引管路112負(fù)責(zé)離子在多級梯度真空系統(tǒng)110內(nèi)傳遞。多級梯度真空系統(tǒng)110的各真空區(qū)間由不同抽速的分子泵(如分子泵119和分子泵129)負(fù)責(zé)獲得真空。在離子阱134所在真空區(qū)間上一級真空區(qū)間內(nèi)設(shè)置的離子導(dǎo)引管路112的末端設(shè)置有離子透鏡113，離子透鏡113負(fù)責(zé)控制離子向后端傳輸，稱為離子門。前端蓋132和后端蓋135中心均有一個(gè)約2mm的孔，前端蓋132的孔是用于離子的導(dǎo)入，后端蓋135的孔與前端蓋132的孔對應(yīng)對稱。前端蓋132、離子阱134和后端蓋135組成完整的線性離子阱質(zhì)量分析器系統(tǒng)，均導(dǎo)電并施加相應(yīng)直流電壓，在離子阱134的X、Y方向電極對上施加射頻電壓，在X方向上施加高頻交流電。這些電壓的組合實(shí)施形成電場，實(shí)現(xiàn)離子的存儲、分離、離子與分子的碰撞、離子逐出等操作。為了實(shí)現(xiàn)存儲更多的離子，可將離子阱134的4個(gè)對稱電極在保證X、Y方向電場不變的情況下適當(dāng)增加Z方向的電極長度。離子傳輸整形系統(tǒng)121與離子阱134位于同一真空區(qū)間內(nèi)且設(shè)置在離子阱134的前端蓋132的前方。所述離子傳輸整形系統(tǒng)121可以是四極桿系統(tǒng)(包括濾質(zhì)四極桿和整形四極桿)，也可以是八極桿系統(tǒng)，總之其功能是為進(jìn)入后段離子阱前對離子傳輸和整形，讓離子順利進(jìn)入后面的離子阱134。所述離子阱134側(cè)面對應(yīng)設(shè)置有檢測器151的部分開有離子檢測狹縫，該離子檢測狹縫為30mm*0.25mm的狹縫，狹縫面積約2*0.5mm2。如圖2所示，圖2為本發(fā)明高效隔離離子阱內(nèi)離子的操作方法的選擇離子掃描時(shí)的操作方法流程示意圖。圖2中所述的選擇離子掃描時(shí)的操作方法流程對應(yīng)以下步驟S1-S7。如圖3所示，圖3為本發(fā)明高效隔離離子阱內(nèi)離子的操作方法的CID掃描操作方法流程示意圖。圖3中所述的CID掃描操作方法流程對應(yīng)以下步驟S1-S9。一種高效隔離離子阱134內(nèi)離子的操作方法，依次包括如下步驟：S1，檢測離子阱134及與離子阱134相關(guān)的各項(xiàng)電參數(shù)以及真空區(qū)間內(nèi)的真空度是否正常，檢測范圍包括：離子門，施加在離子透鏡113上的電壓，控制離子是否向后端傳輸，初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)；Trap-RF，施加在離子阱134(設(shè)定狹縫在X方向上，用于檢測離子)上的射頻電壓，用于捕獲進(jìn)入離子阱134內(nèi)的離子。可以獨(dú)立施加在Y方向的1對電極上，也可以實(shí)現(xiàn)在Y方向的1對電極同時(shí)施加在X方向的1對電極(X方向與Y方向的電壓幅度相同，相位相差180度)。AuxAmp，施加在離子阱134的X方向電極上高頻交流電的幅度；為了檢測在X方向特定運(yùn)動(dòng)頻率的離子，該交流電壓的施加用于共振該特定運(yùn)動(dòng)頻率的離子，被逐出離子阱134，從而達(dá)到被檢測的目的。通常情況，m/z數(shù)值大的離子，AuxAmp值大。AuxFre，施加在離子阱134的X方向電極上高頻交流電的頻率。該頻率與特定離子在X方向的運(yùn)動(dòng)頻率相同，才能在X方向上產(chǎn)生共振。通常情況下，AuxFre保持在某個(gè)頻率不變，通過控制Trap-RF的幅度，讓諸多離子在X方向上的頻率增加，達(dá)到AuxFre時(shí)被共振逐出離子阱134，從而被檢測。WFAmp，施加在離子阱134的X方向電極上特定波形的幅度。該特定波形用于除指定離子不逐出離子阱134外，其他離子都被逐出離子阱134，僅僅保留指定離子在離子阱134中。WFFre，施加在離子阱134的X方向電極上特定波形的頻率。該特定波形用于除指定離子不逐出離子阱134外，其他離子都被逐出離子阱134，僅僅保留指定離子在離子阱134中。通常情況下，WFFre的頻率成分包含10k-500kHZ的頻率成分，但是不包含指定離子在X方向的運(yùn)動(dòng)頻率，這樣才能將除指定離子外的其他離子在X方向發(fā)生共振，從而逐出離子阱134外。以上各項(xiàng)電參數(shù)檢測和真空區(qū)間內(nèi)的真空度正常則向離子透鏡113施加電壓，使離子源101和離子阱134之間的通道關(guān)閉；確認(rèn)異常則需要調(diào)節(jié)相應(yīng)異常的電參數(shù)和/或各級真空區(qū)間的真空度，達(dá)到正常范圍后按確認(rèn)正常的操作進(jìn)行后續(xù)操作；S2，離子化階段，停止向離子透鏡113施加電壓，使離子源101和離子阱134之間的通道開啟，離子源101產(chǎn)生包括指定離子m/z在內(nèi)的離子束并通過離子導(dǎo)入管路111、離子導(dǎo)引管路和離子透鏡113進(jìn)入到離子傳輸整形系統(tǒng)，經(jīng)過整形后的離子進(jìn)入離子阱134，直到離子阱134內(nèi)離子達(dá)到飽和；S3，離子冷卻階段，向離子阱134內(nèi)通入緩沖氣，使緩沖氣與進(jìn)入到離子阱134內(nèi)的指定離子發(fā)生碰撞，從而使指定離子的動(dòng)能降低下來；S4，指定離子隔離準(zhǔn)備階段，逐漸向離子阱134上施加用于檢測離子的射頻電壓至q值為0.8時(shí)所對應(yīng)的的射頻電壓，所述q值按下列公式計(jì)算：(1)中，為離子的質(zhì)荷比倒數(shù)，VRF為射頻電壓幅值，Ω為射頻電壓的頻率值，r為離子阱134中心點(diǎn)到X方向或Y方向電極的最短距離值，z為離子阱134中心點(diǎn)到Z方向端蓋的距離值；S5，周邊離子碎裂階段：將m/z-1離子和m/z+1離子均用單頻共振激發(fā)誘導(dǎo)碎裂，除掉m/z-1處和m/z+1處的離子，碎裂步驟為：將離子阱134上射頻電壓幅度設(shè)置到mz-1離子的q值為0.25(范圍可以0.2-0.4)時(shí)所對應(yīng)的射頻電壓值，并將X方向電極的選擇共振交流電壓設(shè)置到頻率與m/z-1離子在X方向的頻率相同，從而形成共振，讓m/z-1離子與緩沖氣分子發(fā)生碰撞從而使離子的化學(xué)鍵斷裂產(chǎn)生離子碎片和中性丟失分子；然后將離子阱134上射頻電壓幅度設(shè)置到mz+1離子的q值為0.25時(shí)所對應(yīng)的射頻電壓值，將X方向電極的選擇共振交流電壓設(shè)置到頻率與m/z+1離子在X方向的頻率相同，從而形成共振，讓m/z+1離子與緩沖氣分子發(fā)生碰撞從而使離子的化學(xué)鍵斷裂產(chǎn)生離子碎片和中性丟失分子；S6，指定離子m/z隔離階段，在離子阱134的X方向電極上施加波形，所述波形的頻率為在10kHZ-500kHZ范圍內(nèi)剔除指定離子m/z在X方向運(yùn)動(dòng)頻率后的頻率，使除指定離子m/z外的其他離子均被逐出離子阱134，完成指定離子m/z與其他離子的進(jìn)一步分離。S7，指定離子m/z隔離后續(xù)階段，依據(jù)離子的掃描質(zhì)量數(shù)范圍，將離子阱134上的射頻電壓逐步下降到最小質(zhì)量數(shù)所對應(yīng)的電壓值，為后續(xù)的離子檢測做準(zhǔn)備；S8，離子檢測階段：保持施加在離子阱134上的射頻電壓頻率保持不變的前提下，使射頻電壓幅度值逐漸上升，X方向的選擇共振交流電壓頻率保持不變的前提下幅值也逐漸上升，當(dāng)射頻電壓上升到q值小于0.908且大于0.2時(shí)所對應(yīng)的射頻電壓值時(shí)，在離子阱134內(nèi)的不同質(zhì)荷比的碎片離子在X方向上按照各自的運(yùn)動(dòng)頻率運(yùn)動(dòng)，當(dāng)指定離子m/z的頻率正好與X方向施加的交流電壓頻率相同時(shí)發(fā)生共振，所述指定離子m/z被逐出離子阱134從而被檢測，獲得指定離子m/z的譜圖數(shù)據(jù)集；S9，掃描停止階段：使質(zhì)譜裝置的各電參量以及多級梯度真空系統(tǒng)各真空區(qū)間內(nèi)的真空度恢復(fù)至初始狀態(tài)。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。