CN103582929A - 使用可变窗口带通过滤从测量扫描移除离子以改善扫描内动态范围 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于从质量范围带通过滤离子的系统及方法。接收使用串联质谱仪的质量范围的全扫描的全光谱。选择所述全光谱的质量选择窗口且选择一组调谐参数值。指示所述串联质谱仪使用所述组调谐参数值执行所述质量选择窗口的扫描。从所述串联质谱仪接收所述扫描的光谱。形成所述质量范围的经带通过滤光谱，其包括来自所述质量范围的所述质量选择窗口的所述光谱的值。系统及方法还用于从跨越所述质量范围的两个或两个以上质量选择窗口带通过滤离子且从两个带通质量选择窗口之间的质量选择窗口过滤掉离子。

Description

使用可变窗口带通过滤从测量扫描移除离子以改善扫描内动态范围
相关申请案交叉参考
本申请案请求在2011年6月3日提出申请的美国临时专利申请案第61/493,364号的权益，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
背景技术
串联质谱仪的质量分析器的检测器子系统可经历饱和。举例来说，当超过检测子系统的总离子计数速率时，饱和可发生。当单个离子峰值的强度超过检测子系统的阈值强度时，饱和也可发生。
串联质谱仪已采用各种方法来在检测到饱和时将其移除。举例来说，一种方法是在程序控制下自动削弱离子束。举例来说，当检测到饱和时，响应于饱和的水平将离子束削弱1％与100％之间。
使用自动化方法防止或避免饱和也可产生不期望的效应。举例来说，背景离子可在与所关心离子相同的液相色谱法(LC)时间点处非常强。自动化方法看到强离子，但不能区分强背景离子与所关心离子。因此，其削弱离子束以防止背景离子饱和。同时，离子束的削弱致使所关心离子的强度减小到其不再可检测到的点。
发明内容
附图说明
所属领域的技术人员应理解下文所描述的图式仅用于说明目的。所述图式不打算以任何方式限定本教示内容的范围。
图1是图解说明可在其上实施本教示内容的实施例的计算机系统的框图。
图2是展示根据各种实施例用于从质量范围带通过滤离子的系统的示意图。
图3是展示根据各种实施例用于从质量范围带通过滤离子的方法的示范性流程图。
图4是根据各种实施例包括一个或一个以上不同软件模块的系统的示意图，所述系统执行用于从质量范围带通过滤离子的方法。
在详细描述本教示内容的一个或一个以上实施例之前，所属领域的技术人员应了解本教示内容在其应用方面不限于以下详细说明中所论述或图式中所图解说明的构造细节、组件布置及步骤布置。同样，应理解，本文中所使用的措词及术语用于说明目的且不应视为具有限定性。
具体实施方式
计算机实施的系统
图1是图解说明可在其上实施本教示内容的实施例的计算机系统100的框图。计算机系统100包括总线102或用于传递信息的其它通信机构及与总线102耦合用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包括耦合到总线102用于存储待由处理器104执行的指令的存储器106，存储器106可为随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置。存储器106还可用于在待由处理器104执行的指令的执行期间存储暂时变量或其它中间信息。计算机系统100进一步包括耦合到总线102用于存储用于处理器104的静态信息及指令的只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置。提供存储装置110(例如磁盘或光盘)且其耦合到总线102用于存储信息及指令。
计算机系统100可经由总线102耦合到用于向计算机用户显示信息的显示器112，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)。输入装置114(包括文字数字键及其它键)耦合到总线102用于将信息及命令选择传递到处理器104。另一类型的用户输入装置是用于将方向信息及命令选择传递到处理器104且用于控制显示器112上的光标移动的光标控制件116，例如鼠标、轨迹球或光标方向键。此输入装置通常具有两个轴(第一轴(即，x)及第二轴(即，y))上的两个自由度，其允许装置指定平面中的位置。
计算机系统100可执行本教示内容。根据本教示内容的某些实施方案，由计算机系统100响应于处理器104执行存储器106中所含有的一个或一个以上指令的一个或一个以上序列而提供结果。此些指令可从另一计算机可读媒体(例如存储装置110)读取到存储器106中。存储器106中所含有的指令序列的执行致使处理器104执行本文中所描述的过程。或者，硬连线电路可取代软件指令或与软件指令组合使用以实施本教示内容。因此，本教示内容的实施方案不限于硬件电路与软件的任何特定组合。
如本文中所使用的术语“计算机可读媒体”是指参与将指令提供到处理器104以供执行的任何媒体。此种媒体可采取许多形式，包括但不限于非易失性媒体、易失性媒体及传输媒体。非易失性媒体包括(举例来说)光盘或磁盘，例如存储装置110。易失性媒体包括动态存储器，例如存储器106。传输媒体包括同轴电缆、铜线及光纤，包括包含总线102的线。
计算机可读媒体的常见形式包括(举例来说)软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、数字视频光盘(DVD)、蓝光光盘、任何其它光学媒体、拇指驱动器、存储卡、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储芯片或卡匣或计算机可从其读取的任何其它有形媒体。
在将一个或一个以上指令的一个或一个以上序列载运到处理器104以供执行时，可涉及各种形式的计算机可读媒体。举例来说，可首先在远程计算机的磁盘上载运所述指令。所述远程计算机可将所述指令加载到其动态存储器上且使用调制解调器经由电话线发送所述指令。计算机系统100本地的调制解调器可在电话线上接收数据且使用红外传输器将数据转换成红外信号。耦合到总线102的红外检测器可接收在所述红外信号中载运的数据且将数据放置于总线102上。总线102将数据载运到存储器106，处理器104从存储器106检索并执行所述指令。可视情况在由处理器104执行之前或之后将由存储器106接收的指令存储于存储装置110上。
根据各种实施例，将经配置以由处理器执行以执行方法的指令存储于计算机可读媒体上。所述计算机可读媒体可为存储数字信息的装置。举例来说，计算机可读媒体包括如此项技术中已知用于存储软件的压缩光盘只读存储器(CD-ROM)。所述计算机可读媒体由适合执行经配置以执行的指令的处理器存取。
已出于例示及说明的目的提供对本教示内容的各种实施方案的以下说明。其并非排他性的且不将本教示内容限定于所揭示的精确形式。鉴于以上教示内容，也可能存在修改形式及变化形式或可从本教示内容的实践获得所述修改形式及变化形式。另外，所描述的实施方案包括软件，但本教示内容可实施为硬件与软件的组合或单独以硬件实施。本教示内容可借助目标导向及非目标导向编程系统来实施。
数据处理的系统及方法
如上文所描述，已开发自动化方法来防止或避免由串联质谱仪的质量分析器的检测器子系统导致的饱和。然而，此些自动化方法可产生额外不期望的效应，因为其通常同等地影响所有离子。举例来说，削弱离子束以移除强背景离子的饱和的自动化方法可导致来自所关心离子的强度的损失。
在各种实施例中，选择性地移除或过滤可产生饱和的离子以便防止所关心离子受全局自动化饱和检测及移除方法影响。本质上，使用预先扫描或来自先前测量扫描的扫描来识别离子以供移除。接着使用一个或一个以上后续测定或扫描来移除所识别的离子。除移除可产生饱和的离子外，此技术还可用于移除先前经分析或成为碎片的离子。
在串联质谱仪中，在第一质量分析器中选择前驱物离子并使其成为碎片，且在第二分析器中或在第一分析器的第二扫描中分析所述碎片。可使用碎片离子光谱来识别分子且可使用一个或一个以上碎片的强度来量化样本中所存在的化合物的量。
通常，扫描以跨越质量范围的均匀质量选择窗口发生。然而，质谱法硬件的最近发展已允许将串联质谱仪的质量选择窗口宽度改变或设定为任何值而非跨越质量范围的单个值。举例来说，对应用于四极质量过滤器的射频(RF)及直流电(DC)电压两者的独立控制可允许选择可变质量选择窗口宽度。任何类型的串联质谱仪可允许选择可变质量选择窗口宽度。串联质谱仪可包括执行两个或两个以上质量分析的一个或一个以上物理质量分析器。串联质谱仪的质量分析器可包括但不限于飞行时间(TOF)、四极、离子阱、线性离子阱、轨道阱或傅里叶变换质谱仪。
在各种实施例中，使用具有可变质量选择窗口宽度的扫描从质量范围的区过滤离子。进行对全质量范围的预先扫描或使用先前测量扫描来产生质量范围的全光谱。接着从质量范围中选择具有可变质量选择窗口宽度的非重叠质量选择窗口。这些质量选择窗口经选择以允许离子被扫描且被添添加到带通光谱或防止离子被扫描及包括在带通光谱中。
举例来说，经选择以允许离子被扫描且被添添加到带通光谱的质量选择窗口可包括全光谱的平静区。除选择针对这些平静区的质量选择窗口外，还可选择质谱仪的其它调谐参数值。质谱仪的调谐参数可包括但不限于最大强度或总离子流。可针对不同质量选择窗口的扫描选择不同调谐参数值。
举例来说，经选择以防止离子被扫描及包括在带通光谱中的质量选择窗口可包括全光谱的饱和区或包括先前已成为碎片的离子的区。通过不执行这些质量选择窗口的扫描来防止这些质量选择窗口中的离子的强度值包括在带通光谱中。由于不执行扫描，因此带通光谱包括这些质量选择窗口的零强度值。
离子过滤器系统
图2是展示根据各种实施例用于从质量范围带通过滤离子的系统200的示意图。系统200包括串联质谱仪210及处理器220。处理器220可为但不限于计算机、微处理器或能够将控制信号及数据发送到质谱仪210及从质谱仪210接收控制信号及数据且处理数据的任何装置。
串联质谱仪210可包括执行两个或两个以上质量分析的一个或一个以上物理质量分析器。串联质谱仪的质量分析器可包括但不限于飞行时间(TOF)、四极、离子阱、线性离子阱、轨道阱或傅里叶变换质量分析器。串联质谱仪210还可包括分离装置(未展示)。所述分离装置可执行分离技术，其包括但不限于液相色谱法、气相色谱法、毛细管电泳或离子迁移率。串联质谱仪210可包括分别在空间或时间上的分离质谱法阶段或步骤。
串联质谱仪210包括质量分析器且可使用不同调谐参数值以不同质量选择窗口宽度执行扫描。串联质谱仪210执行质量范围的全扫描。所述质量范围可包括(举例来说)样本的优选质量范围或样本的整个质量范围。全扫描可包括但不限于预先扫描或先前测量扫描。
处理器220与串联质谱仪210通信。处理器220从串联质谱仪210接收全扫描的全光谱。处理器220选择全光谱的第一质量选择窗口且选择第一组调谐参数值。处理器220指示串联质谱仪210使用第一组调谐参数值执行第一质量选择窗口的第一扫描。处理器220从串联质谱仪210接收第一扫描的第一光谱。最后，处理器220形成质量范围的经带通过滤光谱，其包括来自质量范围的第一质量选择窗口的第一光谱的值。
在各种实施例中，系统200可用于从跨越质量范围的两个或两个以上质量选择窗口带通过滤离子。举例来说，处理器220进一步选择全光谱的一个或一个以上额外质量选择窗口且选择一组或一组以上额外调谐参数值。第一质量选择窗口与一个或一个以上额外质量选择窗口在全光谱中不重叠。处理器220指示串联质谱仪使用一组或一组以上额外调谐参数值执行一个或一个以上额外质量选择窗口的一个或一个以上扫描。处理器220从串联质谱仪接收一个或一个以上扫描的一个或一个以上光谱。处理器220添加到来自质量范围的一个或一个以上额外质量选择窗口的一个或一个以上光谱的经带通过滤光谱值。
在各种实施例中，系统200可用于从两个带通质量选择窗口之间的质量选择窗口过滤出离子。举例来说，处理器220进一步选择全光谱的第二质量选择窗口且选择第二组调谐参数值。第一质量选择窗口与第二质量选择窗口在全光谱中不重叠。处理器220指示串联质谱仪210使用第二组调谐参数值执行第二质量选择窗口的第二扫描。处理器220从串联质谱仪210接收第二扫描的第二光谱。最后，处理器220添加到来自质量范围的第二质量选择窗口的第二光谱的经带通过滤光谱值。
在各种实施例中，跨越质量范围的两个或两个以上质量选择窗口的扫描可包括不同调谐参数值。举例来说，上文所描述的第一组调谐参数值与第二组调谐参数值不共享至少一个值。
处理器220进一步选择全光谱的在第一质量选择窗口与第二质量选择窗口之间的第三质量选择窗口。举例来说，第三质量选择窗口可包括高强度离子、高离子计数速率或来自先前成为碎片的离子的列表的离子。处理器220添加到质量范围的第三质量选择窗口的经带通过滤光谱零值。举例来说，第一质量选择窗口、第二质量选择窗口及第三质量选择窗口不具有相同宽度。
离子过滤器方法
图3是展示根据各种实施例用于从质量范围带通过滤离子的方法300的示范性流程图。
在方法300的步骤310中，接收使用串联质谱仪的质量范围的全扫描的全光谱。串联质谱仪包括质量分析器且可使用不同调谐参数值以不同质量选择窗口宽度执行扫描。
在步骤320中，选择全光谱的第一质量选择窗口且选择第一组调谐参数值。
在步骤330中，指示串联质谱仪使用第一组调谐参数值执行第一质量选择窗口的第一扫描。
在步骤340中，从串联质谱仪接收第一扫描的第一光谱。
在步骤350中，形成质量范围的经带通过滤光谱，其包括来自质量范围的第一质量选择窗口的第一光谱的值。
离子过滤器计算机程序产品
在各种实施例中，计算机程序产品包括有形计算机可读存储媒体，所述有形计算机可读存储媒体的内容包括具有在处理器上执行以便执行用于从质量范围带通过滤离子的方法的指令的程序。此方法由包括一个或一个以上不同软件模块的系统执行。
图4是根据各种实施例包括一个或一个以上不同软件模块的系统400的示意图，所述系统400执行用于从质量范围带通过滤离子的方法。系统400包括测量模块410及过滤模块420。
测量模块410接收使用串联质谱仪的质量范围的全扫描的全光谱。串联质谱仪包括质量分析器且可使用不同调谐参数值以不同质量选择窗口宽度执行扫描。过滤模块420选择全光谱的第一质量选择窗口且选择第一组调谐参数值。测量模块410指示串联质谱仪使用第一组调谐参数值执行第一质量选择窗口的第一扫描。测量模块410从串联质谱仪接收第一扫描的第一光谱。过滤模块420形成质量范围的经带通过滤光谱，其包括来自质量范围的第一质量选择窗口的第一光谱的值。
虽然结合各种实施例描述了本教示内容，但并不打算将本教示内容限定于此些实施例。相反，本教示内容涵盖各种替代形式、修改形式及等效形式，如所属领域的技术人员将了解。
此外，在描述各种实施例时，本说明书可能已将方法及/或过程呈现为特定步骤序列。然而，在所述方法或过程不依赖于本文中所论述的特定步骤次序的情况下，所述方法或过程不应限定于所描述的特定步骤序列。如所属领域的技术人员将了解，可存在其它步骤序列。因此，不应将本说明书中所论述的步骤的特定次序视为限制权利要求书。另外，针对所述方法及/或过程的权利要求书不应限定于以所书写的次序执行其步骤，且所属领域的技术人员可容易地了解所述序列可变化且仍保持在各种实施例的精神及范围内。

Claims (15)

1.一种用于从质量范围带通过滤离子的系统，其包含：
串联质谱仪，其包括质量分析器，所述串联质谱仪可使用不同调谐参数值以不同质量选择窗口宽度执行扫描，且执行质量范围的全扫描；及
处理器，其与所述串联质谱仪通信，所述处理器
从所述串联质谱仪接收所述全扫描的全光谱，
选择所述全光谱的第一质量选择窗口且选择第一组调谐参数值，
指示所述串联质谱仪使用所述第一组调谐参数值执行所述第一质量选择窗口的第一扫描，
从所述串联质谱仪接收所述第一扫描的第一光谱，及
形成所述质量范围的经带通过滤光谱，其包括来自所述质量范围的所述第一质量选择窗口的所述第一光谱的值。
2.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述全扫描包含预先扫描。
3.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述全扫描包含先前测量扫描。
4.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述处理器进一步
选择所述全光谱的一个或一个以上额外质量选择窗口且选择一组或一组以上额外调谐参数值，其中所述第一质量选择窗口与所述一个或一个以上额外质量选择窗口在所述全光谱中不重叠，
指示所述串联质谱仪使用所述一组或一组以上额外调谐参数值执行所述一个或一个以上额外质量选择窗口的一个或一个以上扫描，
从所述串联质谱仪接收所述一个或一个以上扫描的一个或一个以上光谱，及
添加到来自所述质量范围的所述一个或一个以上额外质量选择窗口的所述一个或一个以上光谱的经带通过滤光谱值。
5.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述处理器进一步
选择所述全光谱的第二质量选择窗口且选择第二组调谐参数值，其中所述第一质量选择窗口与所述第二质量选择窗口在所述全光谱中不重叠，
指示所述串联质谱仪使用所述第二组调谐参数值执行所述第二质量选择窗口的第二扫描，
从所述串联质谱仪接收所述第二扫描的第二光谱，及
添加到来自所述质量范围的所述第二质量选择窗口的所述第二光谱的所述经带通过滤光谱值。
6.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中处理器进一步
选择所述全光谱的在所述第一质量选择窗口与所述第二质量选择窗口之间的第三质量选择窗口，及
添加到所述质量范围的所述第三质量选择窗口的经带通过滤光谱零值。
7.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中第三质量选择窗口宽度包含高强度离子。
8.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述第三质量选择窗口宽度包含高离子计数速率。
9.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述第三质量选择窗口宽度包含来自先前成为碎片的离子的列表的离子。
10.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述第一质量选择窗口、所述第二质量选择窗口及所述第三质量选择窗口不具有相同宽度。
11.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述第一组调谐参数值与所述第二组调谐参数值不共享至少一个值。
12.一种用于从质量范围带通过滤离子的方法，其包含：
接收使用串联质谱仪的质量范围的全扫描的全光谱，所述串联质谱仪包括质量分析器且可使用不同调谐参数值以不同质量选择窗口宽度执行扫描；
选择所述全光谱的第一质量选择窗口且选择第一组调谐参数值；
指示所述串联质谱仪使用所述第一组调谐参数值执行所述第一质量选择窗口的第一扫描；
从所述串联质谱仪接收所述第一扫描的第一光谱；及
形成所述质量范围的经带通过滤光谱，其包括来自所述质量范围的所述第一质量选择窗口的所述第一光谱的值。
13.根据前述方法权利要求中任何组合所述的方法，其中所述全扫描包含预先扫描。
14.根据前述方法权利要求中任何组合所述的方法，其中所述全扫描包含先前测量扫描。
15.一种计算机程序产品，其包含有形计算机可读存储媒体，所述有形计算机可读存储媒体的内容包括具有在处理器上执行以便执行用于从质量范围带通过滤离子的方法的指令的程序，所述方法包含：
提供系统，其中所述系统包含一个或一个以上不同软件模块，且其中所述不同软件模块包含测量模块及过滤模块；
使用所述测量模块接收使用串联质谱仪的质量范围的全扫描的全光谱，所述串联质谱仪包括质量分析器且可使用不同调谐参数值以不同质量选择窗口宽度执行扫描；
使用所述过滤模块选择所述全光谱的第一质量选择窗口且选择第一组调谐参数值；
使用所述测量模块指示所述串联质谱仪使用所述第一组调谐参数值执行所述第一质量选择窗口的第一扫描；
使用所述测量模块从所述串联质谱仪接收所述第一扫描的第一光谱；及
使用所述过滤模块形成所述质量范围的经带通过滤光谱，其包括来自所述质量范围的所述第一质量选择窗口的所述第一光谱的值。
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