CN104952686A - 用于级联质谱仪中增加离子吞吐量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在此公开用于级联质谱仪中增加离子吞吐量的方法和装置。在级联质谱仪系统中，第一质量分析器使用具有根据调制格式所限定的窄拒绝陷空的宽质量通带来过滤母体离子。宽质量区域的母体离子发送到离子裂解设备。由此所产生的子离子发送到第二质量分析器，以产生子离子质谱。所测量的子离子质谱的调制在与第一质量分析器的通带调制(即母体离子谱)的通带调制相关时允许明确标识具有适当母体离子的每个子质量峰值。由于宽质量通带，离子检测器信号与经过第一质量分析器的所增加离子通量成比例。

Description

用于级联质谱仪中增加离子吞吐量的方法和装置

相关申请

本申请要求2014年3月26日提交的题为“METHOD AND APPARATUSFOR INCREASED ION THROUGHPUT IN TANDEM MASSSPECTROMETERS”的美国临时专利申请序列号61/970,557的权益，其全部内容通过引用的方式合并在此。

技术领域

本发明涉及级联质谱仪(MS)，具体地，涉及处理离子使得增加级联MS系统中的离子吞吐量。

背景技术

质谱仪(MS)是一种用于产生从兴趣样本的分子产生的离子的质谱的分析技术。所获得的质谱用于通过将所测量的质量与和特定分子关联的已知离子质量进行相关来标识样本中的分子。在典型MS仪器中，样本受电离，并且所产生的离子随后根据它们的质荷比而在质量分析器中分离。离子由能够检测带电颗粒的机构(离子检测器)检测，并且所得到的信号作为它们的质荷比(或m/z值，或更简单地，“质量”)的函数而显示为离子的相对丰度的谱。

级联质谱仪(MS-MS)是一种利用通常由某种形式的离子裂解设备(例如碰撞单元)分离的质谱仪的多个级的分析技术。MS-MS可以用于通过对质谱仪内部的特定离子进行裂解并且标识所得裂解离子来产生关于化合物的结构信息。该信息然后可以拼凑在一起以生成关于原始分子的结构信息。典型级联质谱仪具有通过碰撞单元所分离的两个质量分析器，在所述碰撞单元内，允许惰性气体(例如氩气、氮气)与所选择的离子样本碰撞，使得产生期望的裂解。质量分析器可以是相同或不同的类型，最普遍的组合是四极-四极和四极-飞行时间。

在MS-MS的典型应用中，待分析的材料的样本是很多截然不同的分子种类的复杂混合物。第一质量分析器级用于选择离子质量的区域以发送到碰撞单元用于裂解。传统上，该第一级需要仅发送有限数量的分子种类(“前体”或“母体”离子)，使得在裂解之后，所得质谱(“产物”或“子”离子)足够简单，使得可以通过正确的母体离子来标识子质量峰值。清楚的是，如果很多不同种类的母体离子通过第一质量分析器得以发送并且随后穿过碰撞单元，则在最终质量分析器级处出现的所得子离子的谱具有复杂度,其将妨碍这种标识。

MS-MS应用中的第一质量分析器级在给定时间仅穿过有限区域的质荷比的这种要求可能是一种不期望的限制。具体地，当与实时分析分离处理(例如色谱分离处理)级联地利用MS-MS系统时，色谱时间标度对于MS-MS系统可能没有允许充足的时间以跨过在特定时间充分地分析洗提样本材料所需的很多(窄)质量窗口。有关的问题是，由于以窄质量窗口扫描整个质量区域，因此进入MS-MS系统的多数离子并未使其通过第一质量分析器级。在对于特定样本存在有限访问时间或可用样本的总量很小的应用中，这对于丰度灵敏度具有不利影响。

为了缓和这种限制，需要这样的方法和装置：其允许更大馏分的离子在任何给定时间通过第一质量分析器级，还允许摆脱子离子的复杂谱，并且以正确的母体离子唯一地标识子离子峰值。

发明内容

为了全部或部分解决前述问题和/或本领域技术人员已经观察到的其它问题，本公开提供通过示例的方式在下面阐述的实施方案中描述的方法、处理、系统、装置、仪器和/或设备。

根据一个实施例，一种级联质谱仪(MS)系统包括：第一质量分析器，其配置用于接收跨越整个母体质量区域的多个母体离子，其中，所述整个母体质量区域包括N个母体质量子区域；离子裂解设备；第二质量分析器；离子检测器；以及计算设备，其配置用于：根据调制格式来控制所述第一质量分析器、所述离子裂解设备、所述第二质量分析器和所述离子检测器，所述调制格式包括以下步骤：(i)在第一迭代中，将所述第一质量分析器所接收到的所述母体离子的第一分组发送到裂解设备，其中，所述第一分组跨越除了第一受拒子区域之外的所述整个母体质量区域，所述第一受拒子区域是所述N个母体质量子区域之一；(ii)裂解所述第一分组的所述母体离子，以产生多个第一子离子；(iii)测量所述第一子离子以获取第一子谱数据；(iv)重复步骤(i)至(iii)达到至少(N-1)次附加迭代，其中，在每次附加迭代中，所述母体离子的新分组发送到所述裂解设备，所述新分组跨越除了与所述第一迭代和任何其它先前迭代的受拒子区域不同的新受拒子区域之外的整个母体质量区域，所述新分组裂解以产生多个新子离子，所述新子离子受测量以获取新子谱数据；选择所述N个母体质量子区域之一；以及将来自所获取的子谱数据的一组所测量的子离子与所选择的母体质量子区域进行关联，其中，所述组与从所选择的母体质量子区域的母体离子产生的子离子对应。

根据另一实施例，一种用于执行级联质谱仪的方法包括：(a)对样本进行电离以产生跨越整个母体质量区域的多个母体离子，其中，所述整个母体质量区域包括N个母体质量子区域；(b)在第一迭代中，将所述母体离子的第一分组发送到裂解设备，其中，所述第一分组跨越除了第一受拒子区域之外的所述整个母体质量区域，所述第一受拒子区域是所述N个母体质量子区域之一；(c)裂解所述第一分组的所述母体离子，以产生多个第一子离子；(d)测量所述第一子离子以获取第一子谱数据；(e)重复步骤(b)至(d)达到至少(N-1)次附加迭代，其中，在每次附加迭代中，所述母体离子的新分组发送到所述裂解设备，所述新分组跨越除了与所述第一迭代和任何其它先前迭代的受拒子区域不同的新受拒子区域之外的整个母体质量区域，所述新分组裂解以产生多个新子离子，所述新子离子受测量以获取新子谱数据；(f)选择所述N个母体质量子区域之一；以及(g)将来自所获取的子谱数据的一组所测量的子离子与所选择的母体质量子区域进行关联，其中，所述组与从所选择的母体质量子区域的母体离子产生的子离子对应。

根据另一实施例，一种质谱仪系统被配置用于执行所有或部分在此所公开的任何方法。

根据另一实施例，一种用于执行级联质谱仪的系统包括：处理器；以及存储器，其配置用于执行所有或部分在此所公开的任何方法。

根据另一实施例，一种计算机可读存储介质包括用于执行所有或部分在此所公开的任何方法的指令。

根据另一实施例，一种系统包括所述计算机可读存储介质。

在审阅以下附图和具体实施方式时，本发明的其它设备、装置、系统、方法、特征以及优点对于本领域技术人员将是或将变得是明显的。旨在所有这些附加系统、方法、特征和优点都包括于该描述内、本发明的区域内，并且受所附权利要求保护。

附图说明

本发明可以通过参照以下附图得到更好的理解。附图中的组件并不一定成比例，而是着重示出本发明的原理。在附图中，相同附图标记贯穿不同视图指定对应部分。

图1A是根据一些实施例的配置用于执行级联MS(MS-MS)的质谱仪(MS)系统的示例的示意图。

图1B是根据一些实施例的可以与图1A所示的MS系统一起工作的计算设备的非限定性示例的示意图。

图2是在与离子流动的轴正交的横向平面中的第一级质量分析器的示意性剖视图。

图3A、3B、3C和3D图示根据传统技术的在第一级质量分析器中以步进方式变化(或扫描)窄m/z通带的示例。

图4A、4B、4C和4D图示根据一些实施例的在第一级质量分析器中用于宽m/z通带的顺序形状调制的格式的示例。

图5示出根据一些实施例的划分为N个分区或“质量窗口”的整个m/z通带。

图6示出在没有所施加的切割电压的情况下的标称宽通带(其描述为作为质量(amu)的函数的传输概率的图线)的计算形式。

图7示出当如在此公开那样施加在宽通带中产生窄m/z拒绝陷空(rejection notch)的切割电压时的图6所示的通带的计算形式。

图8和图9类似于图7，其示出可以如何如在此所公开的那样穿过宽通带调谐拒绝陷空以生成过滤器函数。

具体实施方式

图1A是根据一些实施例的配置用于执行级联MS(MS-MS)的质谱仪(MS)系统100的示例的示意图。质谱仪系统的各种组件的工作和设计总体上对于本领域技术人员是已知的，因此无需在此详细描述。代之，简要描述特定组件以促进理解当前所公开的主题。

MS系统100通常可以包括离子源104、第一质量分析器108、离子裂解设备112、第二质量分析器116、离子检测器120和计算设备(或系统控制器)124。根据图1A的透视图，MS系统100限定通常在从左到右的方向上相继通过前述设备的离子和气体分子的流动路径。每个设备包括一个或多个与MS系统100的真空系统(未示出)连通的内部腔室。所述腔室充当压力降低级，其相继地将气体压力泵激降至第二质量分析器116的十分低的工作压力(高真空)。一个例外是，离子裂解设备112在配置为用于碰撞诱导解离(CID)时可以工作在比先前第一质量分析器108更高的压力，但在此情况下在第二质量分析器116的前面将跟着一个或多个压力降低级。为了简单起见，并未示出MS系统100的工作可能需要的附加离子处理设备、离子光器件、电子设备以及其它硬件。在一些实施例中，如本领域技术人员所理解的，MS系统100可以包括离子淌度分析级(未示出)。

离子源104可以是任何类型的适合于产生供质谱分析的分析物离子的连续束状或脉冲式离子源。取决于设计，离子源104可以工作在大气压力下或其附近，或工作在真空下。离子源104包括电离腔室，其中，样本分子通过电离设备(未示出)分裂为分析物离子。可以通过包括联用技术在内的任何合适的手段将待电离的样本引入到离子源104，其中，样本是分析物分离仪器(例如比如气体色谱(GC)或液体色谱(LC)仪器(未示出))的输出128。离子源104可以还包括对于将所产生的分析物离子组织为可以高效地发送到第一质量分析器108中的分析物离子束132而言有用的其它组件(电极、离子光器件等，未示出)。

第一质量分析器108通常可以是能够操作为将质量受选择的母体离子束136发送到离子裂解设备112中的质量过滤器的任何设备。也就是说，质量分析器108可以接收在离子源104中所产生的分析物离子的整个质量区域，过滤掉不想要的离子质量，并且在级联MS分析中仅发送对于用作母体离子(前体离子)所选择的质量区域。为此，在一些实施例中，第一质量分析器108可以是或包括线性(二维)多极离子引导器(例如四极、六极、八极等)或离子漏斗。操作四极质量分析器的示例如下所述。

离子裂解设备112通常可以是能够将母体离子裂解为子离子(又称为产物离子或裂解离子)并且将子离子束140发送到第二质量分析器116中的任何设备。在一些实施例中，离子裂解设备112可以是或可以包括配置为碰撞单元的非质量解析、仅射频(仅RF)、线性多极离子引导器。在此情况下，以保持在对于将碰撞诱导解离(CID)进行诱导有效的级别的压力，利用惰性缓冲气体(例如氩气、氮气等)对碰撞单元加压。在CID中，母体离子与具有足够能量的缓冲气体分子碰撞，以裂解为子离子。虽然可能的是，在一些实施例中，多于一代的裂解可能产生，但为了本公开的目的，在不同代之间不进行区分。因此，术语“子”离子也可以包括“孙子”离子等。在其它实施例中，离子裂解设备112可以配置用于实现其它类型的裂解机制，例如比如电子捕获解离(ECD)、电子转运解离(ETD)或红外多光子解离(IRMPD)。

第二质量分析器116通常可以是能够基于质量来解析子离子并且将质量解析的子离子144发送到离子检测器120的任何设备。在一些实施例中，第二质量分析器116可以是或可以包括线性多极质量分析器(或质量过滤器)或飞行时间(TOF)分析器。因此，在一些实施例中，MS系统100可以包括公知的QqQ(三重四极)或QqTOF配置。第二质量分析器116的配置的其它示例包括但不限于离子捕集器(例如二维或三维Paul捕集器)、离子回旋加速器谐振(ICR)单元(或Penning单元)、静电离子捕集器或静电和/或磁扇区分析器。

计算设备124示意性地描述为表示被配置用于对MS系统100的各个功能方面(例如比如离子源104、第一质量分析器108、离子裂解设备112、第二质量分析器116和离子检测器120以及可以在MS系统100中提供但在图1A中并未具体地示出的任何真空泵浦、离子光器件、上游LC或GC仪器、样本引入设备等)进行控制、监控和/或定时的一个或多个模块或组件。一个或多个模块(或单元，或组件)可以是或可以实施在例如台式计算机、膝上型计算机、便携式计算机、平板计算机、手持计算机、移动计算设备、个人数字助理(PDA)、智能电话等中。计算设备124也可以示意性地表示对于将适当的信号和电力施加到MS系统100的各个组件所需的所有电压源(未具体示出)以及时序控制器、时钟、频率/波形发生器等。计算设备124也可以配置用于从离子检测器120接收离子检测信号并且根据需要执行与数据获取和信号分析有关的任务以生成表征待分析的样本的质量(m/z比)谱。计算设备124也可以配置用于提供并且控制用户接口，所述用户接口提供用户可以与之交互的谱数据和其它数据的屏幕显示。计算设备124可以包括一个或多个读取设备，在所述一个或多个读取设备上或其中，可以加载包括用于执行所有或部分在此所公开的任何方法的指令的有形计算机可读(机器可读)介质。为了所有这些目的，计算设备124可以经由有线或无线通信链路(部分地表示例如为图1A中的虚线)与MS系统100的各个组件进行信号通信。同样出于这些目的，计算设备124可以包括一种或多种类型的硬件、固件和/或软件以及一个或多个存储器和数据库。

计算设备124可以包括被配置用于执行特定数据获取或信号处理功能的一个或多个模块(或单元、或组件)。在一些实施例中，这些模块可以包括：束调制器148，其配置用于控制第一质量分析器108的过滤功能；以及解调器或相关器152，其配置用于标识特定子离子质量峰值并且将其与对应母体离子进行关联。以下进一步描述这些模块。

图1B是根据一些实施例的计算设备124的非限定性示例的示意图。在所示实施例中，计算设备124包括处理器162(典型地，基于电子的)，其可以表示提供总体控制的主电子处理器以及被配置用于专用控制操作或特定信号处理任务的一个或多个电子处理器(例如图形处理单元或GPU)。计算设备124还包括一个或多个存储器164(易失性和/或非易失性)，用于存储数据和/或软件。计算设备124可以还包括一个或多个设备驱动器166，用于控制一种或多种类型的用户接口设备，并且在用户接口设备与和用户接口设备进行通信的计算设备124的组件之间提供接口。这些用户接口设备可以包括用户输入设备168(例如键盘、键区、触摸屏、鼠标、操纵杆、轨迹球等)以及用户输出设备170(例如显示屏、打印机、视觉指示器或告警器、听觉指示器或告警器等)。在各个实施例中，计算设备124可以看作包括一个或多个用户输入设备168和/或用户输出设备170，或至少与它们进行通信。计算设备124可以还包括存储器中所包含的和/或一种或多种类型的计算机可读介质174上的一种或多种类型的计算机程序或软件172。计算机程序或软件可以包含用于执行所有或部分在此所公开的任何方法的指令(例如逻辑指令)。计算机程序或软件可以包括应用软件和系统软件。系统软件可以包括操作系统(例如Microsoft操作系统)，用于控制并且管理计算设备124的各种功能，包括硬件与应用软件之间的交互。特别地，工作系统可以提供可经由用户输出设备170(例如显示屏)显示的并且用户可以通过使用用户输入设备168(例如键盘或指示设备(例如鼠标))与之交互的图形用户界面(GUI)。计算设备124可以还包括一个或多个数据获取/信号调节组件176(可以以硬件、固件和/或软件实施)，用于接收并且处理离子检测器150所输出的离子测量信号，其包括用于通过GUI以图形形式呈现的格式化数据。数据获取/信号调节组件176可以包括信号处理模块，例如以上所述(图1A)并且以下进一步详细描述的束调制器148和相关器152。

应理解，图1A和图1B是与本公开一致的MS系统100和关联计算设备124的示例的高级示意性描述。对于实际实现方案，可以根据需要包括其它组件，例如附加结构、真空泵浦、气体管件、离子光器件、离子引导器、电子设备以及计算机或电子处理器相关组件。还应理解，计算设备124在图1A和图1B中示意性地表示为旨在表示可以提供的各结构(例如电路、机构、硬件、固件、软件等)的功能块。各个功能块和信号链路已经随意地定位位置，目的仅是说明而不是以任何方式进行限制。本领域技术人员应理解，在实践中，可以通过各种方式而不一定以图1A和图1B所示并且在此所公开的确切方式来实现计算设备124的功能。

在操作中，样本引入到离子源104。离子源104从样本产生样本离子(分析物离子和背景离子)，并且将离子传输到第一质量分析器108。第一质量分析器108选择包括待分析的母体离子的离子种类的有限子集。这些母体离子导向到它们经受CID或其它裂解技术的离子裂解设备112。所得裂解物或子离子然后导向到第二质量分析器116。第二质量分析器116对子离子进行质量解析并且将它们发送到离子检测器120。MS系统100的电子设备处理从离子检测器120输出的测量信号，以产生质谱。通过计算设备124所运行的系统软件，将第二质量分析器116所测量的质量峰值标识为从特定原始母体离子得到的子离子。

通过施加到第一质量分析器108的多极电极集合的电压参数确定第一质量分析器108所选择的母体离子的质量区域。图2是与离子流动的纵轴260(图1A中的水平轴)正交的横向平面中的第一质量分析器108的示意性剖视图。第一质量分析器108可以包括沿着纵轴260延伸并且相对于纵轴260圆周式地间隔的多个离子引导器电极。通过该配置，离子引导器电极环绕可以径向地封闭离子的内切半径r₀的轴向延伸的离子引导器体积。在所示实施例中，离子引导器电极布置为包括第一相对配对的电互连离子引导器电极262和第二相对配对的电互连离子引导器电极264的四极。其它实施例可以提供其它多极布置，例如六极布置、八极布置等。

第一质量分析器108可以还包括与离子引导器电极262和264通信的第一RF电压源266。第一RF电压源266将普通形式的RF封闭电压V_RF＝cos(Ωt)施加到离子引导器电极262和264，其中，V_RF是幅度，Ω是RF驱动频率。施加到一个相对配对的离子引导器电极262的RF电压的相位相对于施加到另一相对配对的离子引导器电极264的相位移动180度。更一般性地，对于多极布置，施加到任何给定电极的RF相位相对于在给定电极的任一侧上施加到相邻电极的RF相位移动180度。因此，离子引导器电极262和264生成N阶的二维多极RF径向封闭场，其中，N是等于或大于2的整数。在所示实施例中，离子引导器电极262和264生成四极场(N＝2)。N阶RF场的其它示例包括但不限于六极场(N＝3)、八极场(N＝4)等。第一RF电压源266的电压参数V_RF和Ω确定将在径向封闭场中具有稳定轨道的离子质量区域。稳定离子能够沿着纵轴260漂移通过第一质量分析器108，并且发送到离子裂解设备112中，而不稳定的离子能够在径向方向上振荡得远到足以到达离子引导器电极262和264并且损耗。在一些实施例中，在拒绝背景(非分析物)离子(例如溶剂离子、载体气体离子等)的同时，电压参数可以设置为尽可能宽地收集离子源104中所产生的分析物离子的质量区域。在一些实施例中，期望的量值的直流(DC)电压U_DC可以叠加在RF四极电压V_RF上，使得RF封闭场是合成RF/DC场，其可以做成为根据期望修整稳定质量区域，如本领域技术人员所理解的那样。因此，为了方便，术语“第一RF电压源”266包括提供仅RF电压或RF/DC电压的设备，术语“RF封闭场”(或“RF四极电压”或类似术语)包括仅RF封闭场(或“仅RF四极电压”或类似术语)或RF/DC封闭场(或“RF/DC四极电压”或类似术语)。

第一质量分析器108配置为作为质量带通过滤器工作，其确定哪些离子质量发送到离子裂解设备112以及哪些离子质量被拒绝而因此不发送到离子裂解设备112。传统上，所施加的RF和DC电压被选择为产生允许期望的母体离子子集的传输的窄m/z通带。电压参数是“按步长变化的”，以依次覆盖期望的整个兴趣质量区域，如图3A至图3D中描述的那样，或它们可以变化以依次发送若干兴趣母体质量区域。图3A至图3D示出根据传统技术的以步进方式变化(或扫描)窄m/z通带的示例。具体地，图3A至图3D是在测量处理的不同迭代时表示为作为m/z比的函数的传输概率的窄m/z通带的图线集合。在图3A至图3D中的每一个中，水平双向箭头跨越第一质量分析器108所封闭的离子的总质量区域的范畴。可以通过改变RF四极电压的幅度V_RF或驱动频率Ω来改变窄m/z通带。

图3A示出通带覆盖母体离子质量的最低区域的初始迭代。该最低质量区域中的离子因此从第一质量分析器108发送到离子裂解设备112，并且裂解为子离子。子离子然后发送到第二质量分析器116，按质量筛选，并且如上所述由离子检测器120测量。同时，初始地发送到第一质量分析器108中(在跨越双向箭头之下的剩余区域到通带右边的质量区域中)的所有其它离子损耗，因此不贡献于用于产生质谱的离子信号。在初始迭代之后，覆盖电离的样本的整个质量区域的分析物离子的另一分组可以从离子源104发送到第一质量分析器108中。图3B和图3C示出质量过滤的后两次迭代。可见，电压参数受调整，使得将通带相继移动到更高的质量区域。在每次迭代中，仅发送通带中的离子，而在通带的任一侧上的较低或较高质量的离子损耗。图3D示出最终迭代，其中，发送最高区域的母体离子，而所有较低质量离子(其处于跨越双向箭头之下的其余区域到通带左边的质量区域中)损耗。可见，如果窄通带被看作构成覆盖完整兴趣质量区域的N个不同的质量窗口，则在给定实验中，通过离子源104使得可用的总分析物离子的仅1/N实际上受MS系统100分析。

根据在此所公开的实施例，MS系统100可以配置为允许远更大馏分的分析物离子贡献于所检测的信号，并且还仍然摆脱裂解子离子的复杂谱并且将它们与得到它们的母体离子进行关联。这可以通过操作第一质量分析器108来实现，所述第一质量分析器108具有基本上更宽的m/z通带，并且对于测量处理的N个步骤中的每一个以预定方式受到形状调制。所测量的子离子质谱的调制当与第一质量分析器108(即母体离子谱)的通带调制相关时允许明确标识具有适当母体离子的每个子质量峰值。以此方式，所有离子检测器信号与经过第一质量分析器108的所增加离子通量成比例地增加。

图4A至图4D示出根据一些实施例的用于第一质量分析器108的m/z通带的顺序形状调制的格式的示例。调制格式要求建立整个兴趣质量区域上的宽m/z通带以及在测量处理期间依次穿过整个质量区域而步进的窄“拒绝陷空”(或“传输空白”)。具体地，图4A至图4D是在测量处理的不同迭代时表示为作为m/z比的函数的传输概率的宽m/z通带的图线集合。类似于图3A至图3D，水平双向箭头跨越第一质量分析器108所封闭的离子的总质量区域的范畴。在每次迭代期间，在发送所指定的较大区域通带中的所有其它离子的同时，从第一质量分析器108移除所指定的窄拒绝陷空中的多数或所有离子。虽然其它调制顺序是可能的，但图4A至图4D中所描述的调制顺序尤其简单，并且可以快速地受分析而演示在此公开的技术的效能。为了分析的目的，假设整个m/z兴趣区域可以分解为宽度的N个分区(在此称为“窗口”)，如图5所示。虽然在图5中，N个分区是相等宽度但他们无需如此，只要N个分区之和等于所处理的总母体质量区域。测量过程是要依次将适当的电压参数应用于在整个m/z兴趣区域上具有标称通带的第一质量分析器108，并且要穿过通带按(相等或不等的)间隔依次创建宽度的N个拒绝陷空(传输空白)。在一些实施例中，宽度处于从1amu到50amu的区域。

作为一个非限定性示例，谐振切割技术可以用于实现可调谐拒绝陷空或传输空白。为此目的，第一质量分析器108可以包括与一个相对配对的离子引导器电极262进行通信的第二RF电压源268，如图2所示。第二RF电压源268将普通形式的RF切割电压V_EX＝cos(ωt)施加到离子引导器电极262。这具有这样的效果：生成在主RF(或RF/DC)封闭场上叠加的副(或补充)RF双极场，其中所述双极沿着两个离子引导器电极262共用的横轴而定向。如图2示意性示出的那样，切割电压必定受电过滤器272分流，其穿过RF四极电压V_RF，使得允许生成正常四极电压。双极场“切割”频率ω选择为与待消除的离子的特定横向(宏观运动)频率对应(匹配)，并且小于RF(或RF/DC)封闭场的驱动频率Ω。该横向频率是随着沿着第一质量分析器108的长度引导离子而根据高频率RF四极场所生成的有效电势确定出的，并且取决于离子的m/z比。(较低频率)双极切割场(通过谐振能量耦合)一致地起作用，以随着其向下“反弹”离子引导器电极262和264所内接的离子引导器体积而增加待消除的离子的横向运动幅度，直到离子的运动幅度变得大得以至于离子撞击多极电极结构并由此得以从径向封闭的离子束消除。在没有双极切割场的情况下，此离子将另外是稳定的，使得保持沿着纵轴260在离子相空间中径向封闭，并且最终从第一质量分析器108的出口端发送出去。同时，缺少双极场的切割频率与具有大质荷比的离子的横向反弹频率的同步(谐振条件)使得它们的运动幅度不明显增加，并且它们保持径向封闭在离子相空间中。以此方式，实现质量灵敏度和窄带拒绝。可以通过变化(改变或调整)切割频率来沿着m/z轴调谐(即改变或调整)或移动拒绝陷空(图4A至图4D)，使得其与其它离子质量的长期频率配合。

因此，第一质量分析器108可以配置用于生成射频(RF)(或RF/DC)多极封闭场，其建立离子发送到离子裂解设备112的通带；以及RF切割场，其建立通带中的拒绝陷空。第一质量分析器108可以被配置用于以第一频率施加RF(或RF/DC)多极封闭场，并且以比第一频率更低的第二频率施加RF切割场。在一些实施例中，第一频率处于100KHz至10MHz的区域中，第二频率处于20KHz至5MHz的区域中。在一些实施例中，第二频率处于第一频率的20％至50％的区域中。在替选实施例中，用于第一频率和第二频率的其它区域可以是合适的。在一些实施例中，第一质量分析器108可以被配置用于以在500V至5000V的区域中的第一峰值幅度施加RF多极封闭场，并且以在1V至1000V的区域的第二峰值幅度施加RF切割场。在一些实施例中，第二峰值幅度处于第一峰值幅度的0.02％至20％的区域中。在替选实施例中，用于第一峰值幅度和第二峰值幅度的其它区域可以是合适的。

陷空过滤器也描述于美国专利No.5,598,001和5,672,870中，二者的内容通过引用的方式合并到此。作为双极切割场的替选方案，可以(例如通过将RF切割电压还施加到图2所示的另一配对电极264)利用美国专利No.5,672,870中所描述的四极切割场，但四极切割场典型地是远更低效的。更一般地，本主题内容不限于使用谐振切割场，而是代之可以包括实现相似结果的任何其它方法。

图6–图9示出实现可调谐质量陷空过滤器以产生图4A至图4D所示的顺序离子过滤功能的非限定性示例的数值建模结果。在该示例中，四极尺寸是r₀＝1.0cm—图2所示的内接半径，L＝30.0cm—离子引导器电极262和264沿着纵轴260的长度。RF四极电压V_RF在500kHz的驱动频率Ω处选取为3503.75伏特，与之相加的DC电压U_DC选取为543.90伏特，它们一起作用以产生在近似1000amu/z处居中的大致100原子质量单位每电荷(amu/z)的标称通带。图6示出在没有所施加的切割电压的情况下该标称通带(其描绘为作为质量(amu)的函数的传输概率的图线)的计算形式。图7示出当如上所述施加切割电压时在通带中产生陷空的通带的计算形式。具体地，RF切割电压V_EX选取为在220kHz的切割频率处为13.0伏特，其在通带中产生10amu/z陷空。图8和图9示出可以如何穿过标称通带调谐拒绝陷空以生成在此所公开的过滤器函数。随着切割电压的频率降低到207kHz(图8)然后降低到197kHz(图9)，陷空移动到通带的相继更高的质量子区域，即陷空沿着质量轴“移动”到右边。应理解，该示例中所指定的尺寸、电压和频率仅仅是说明性的，因此并不限制在此所公开的主题内容的区域。

在图4以及图7至图9所示的示例中，调制格式特征在于：陷空相继从通带的最低质量子区域移动到最高质量子区域。然而，本主题包括可以对于实现在此所公开的过滤和相关功能有效的任何其它调制格式。因此，作为另一示例，陷空可以相继从通带的最高质量子区域移动到最低质量子区域。作为另一示例，陷空可以根据例如可以由计算设备124(图1A和图1B)生成的伪随机序列从通带的一个位置移动到另一位置。在后一种情况下，对于任何给定的迭代，陷空可以跨越比紧接在先前的迭代中陷空所跨越的子区域更高或更低的质量子区域，并且先前子区域可以不与当前子区域紧接地相邻。可以实现伪随机序列，使得在测量处理期间最终覆盖通带的所有子区域，并且在同一测量处理期间不重复子区域。

现在描述用于执行级联质谱仪的方法的示例。样本结合图1A如上所述得以电离，由此产生跨越整个母体质量区域的多个母体离子。母体离子然后从离子源104发送到第一质量分析器108。概念上，整个母体质量区域包括(相等或不相等)质量宽度的N个母体质量子区域，如以上所描述并且在图5中所示出的那样。在测量该多个母体离子的处理中，以上结合图1A、图2以及图4至图9描述的过滤或调制处理可以以至少N次迭代执行，并且可以由上述调制器148(图1A)实现或控制。在第一迭代中，母体离子的第一分组从第一质量分析器108发送到离子裂解设备112。除了第一受拒母体质量子区域之外，第一分组跨越第一质量分析器108初始地接收到的整个母体质量区域(即整个通带能够由第一质量分析器108发送)。第一受拒母体质量子区域是图5所示的N个母体质量子区域之一，并且与质量轴上的窄m/z拒绝陷空的位置对应。换言之，在第一迭代期间，从离子束移除质量落入窄拒绝陷空的母体离子，而通带中的所有其它离子发送到离子裂解设备112。用于第一迭代的拒绝陷空的位置以及用于所有后续迭代的拒绝陷空的各个位置服从于所实现的特定调制格式。在图4A至图4D的示例中，用于第一迭代的拒绝陷空(图4A)与整个母体质量区域的最低子区域对应。

在将第一分组发送到离子裂解设备112之后，第一分组的母体离子裂解以产生多个第一子离子。第一子离子然后发送到第二质量分析器116，在第二质量分析器116中，它们受质量解析并且然后受离子检测器120测量。适当地处理并且记录来自离子检测器120的离子检测器信号，以获取并且存储第一子谱数据。

在对至少(N-1)个附加母体离子分组分别执行的至少(N-1)次附加迭代中重复以上处理。因此，在第一迭代之后，在离子源104中产生的跨越整个母体质量区域的附加多个母体离子发送到第一质量分析器108。在该第二迭代中，母体离子的第二分组从第一质量分析器108发送到离子裂解设备112。除了第二受拒母体质量子区域之外，第二分组跨越第一质量分析器108初始地接收到的整个母体质量区域。第二受拒母体质量子区域再次为图5所示的N个母体质量子区域之一，但为与第一迭代中所利用的区域不同的区域。再次，用于第二迭代的拒绝陷空的位置服从于所实现的特定调制格式。继续于图4A至图4D的示例，用于第二迭代的拒绝陷空(图4B)与整个母体质量区域的下一最低子区域对应。第二分组的母体离子然后裂解以产生多个第二子离子。第二子离子然后发送到第二质量分析器116，在第二质量分析器116中，它们受质量解析并且然后受离子检测器120测量。适当地处理并且记录来自离子检测器120的离子检测器信号，以获取并且存储第二子谱数据。

更一般地，在每次附加迭代中，母体离子的新分组发送到裂解设备。除了与第一迭代以及当前迭代先前的任何其它迭代的受拒质量子区域不同的新受拒质量子区域之外，新分组跨越整个母体质量区域。新分组裂解以产生多个新子离子，新子离子受测量以获取新子谱数据。

测量处理可以在已经以前述方式处理至少N个离子分组之后终止，使得导致获取子离子谱数据的N个集合。从图4A至图4D可见，由于在该方法中所利用的母体离子的宽通带，相同给定质量的母体离子在上至(N-1)次的总迭代期间裂解为子离子，使得导致用于所检测到的从这些母体离子产生的子离子的强离子信号。然而，也由于宽通带，从母体离子的宽质量区域产生N个集合每一个中的子离子。因此，在N次迭代之后所获取的子离子谱数据必须脱离，以能够辨别哪些特定子离子出自哪些特定原始母体离子。相应地，所述方法还要求选择N个母体质量子区域中的一个或多个，并且将来自总共所获取的子离子谱数据的一组所测量的子离子与为了关联而选择的每个相应母体质量子区域进行关联。换言之，对于每个所选择的母体质量子区域，所述方法确定哪一组子离子对应于(得自)该特定母体质量子区域。这可以通过上述相关器152(图1A)实现或控制。

在一些实施例中，所述方法可以包括：将在所测量的子离子与对应母体离子之间所进行的关联存储在存储器中，以用于各种目的，例如比如构建数据库或库，促进所获取的谱数据的分析和/或显示等。所存储的数据可以包括所选择的母体质量子区域(或所选择的母体质量子区域中的一个或多个母体离子)的标识、与所选择的母体质量子区域关联的一组所测量的子离子的谱数据(或所选择的母体质量子区域中的一个或多个母体离子)。

在一些实施例中，所述方法可以包括：将样本的流从分析分离仪器(例如比如气体色谱(GC)或液体色谱(LC)仪器)引入到离子源104中。由于分析分离仪器的操作，样本可以作为含有不同分析物化合物的一个或多个分离带(峰值)流动到离子源104中。在一些实施例中，可以对洗提带的时间标度执行所述方法。因此，在一些实施例中，可以对于分离带中的一个或多个重复上述方法的步骤一次或多次。也就是说，可以对为了分析所选择的每个带执行所述方法至少一次。此外，可以对各带中的任一个带重复所述方法一次或多次。

现在描述将所测量的子离子与对应母体离子进行关联的非限定性示例。首先，令参量集合S_i为第i窗口“关闭”(即，第i传输空白是可操作的)时(在第二质量分析器116处)的所测量子谱，其中，i＝1、2、……N。令参量集合ξ_j是仅当第j窗口“打开”时(在第二质量分析器116处)期待的子谱。清楚的是，所期望的是参量集合ξ_j(非常有限的母体离子子集所生成的子谱)，所测量的是参量集合S_i(大的几乎整个的母体离子集合所生成的子谱)。对于示例性调制格式，这两个参量集合可以相连。参量满足以下公式集合：

S₁＝0+ξ₂+ξ₃+ξ₄..................ξ_N

S₂＝ξ₁+0+ξ₃+ξ₄..................ξ_N

S₃＝ξ₁+ξ₂+0+ξ₄..................ξ_N

...

...

...

S_N＝ξ₁+ξ₂+ξ₃+ξ₄..................+0  (1)

以上公式示出作为对第一质量分析器108的宽m/z通带进行形状调制的结果可以如何调制所测量的子离子质谱的示例。

可以通过如下那样对以上公式进行求和并且求逆来求解所期望的子谱ξ_j：

${\mathrm{\Σ}}_{t=1}^N{S}_t-(N-1)S_j=(N-1){\mathrm{\ξ}}_j---\left(2\right)$

或

${\mathrm{\ξ}}_j=\left(\frac{1}{N-1}\right){\mathrm{\Σ}}_{t=1}^N{S}_t-S_j---\left(3\right)$

换言之，通过如公式(2)的左侧所示那样取得所测量的S_i的简单代数组合，可以如公式(2)的右侧所示那样确定期望的子谱ξ_j。以此方式，可以确定期望的简化谱，但在所测量的离子的数量方面具有(N-1)倍增加，如公式(2)明显示出的那样。可以通过例如图1A和图1B示意性示出的计算设备124的相关器152来执行以上计算。

公式(1)至(3)清楚地示出如何从所测量的参量集合S_i(大的几乎全部的母体离子集合所生成的子谱)确定参量集合ξ_j(十分有限的母体离子子集所生成的子谱)。确定该方法的效能的两个度量是：(1)所计算的子谱中的“真实”峰值的信噪比(SNR)的增加；以及(2)在所计算出的子谱ξ_j中剩余的残余“虚假”峰值的相对量值。

关于子峰值SNR的增加，根据公式(2)的右边显见，贡献于确定ξ_j的所测量离子的数量增加超过标准方法的(N-1)的因子。假设通过计数统计法支配SNR：

$\mathrm{SNR}\left((N-1){\mathrm{\ξ}}_j\right)~\frac{(N-1){\mathrm{\ξ}}_j}{\sqrt{(N-1){\mathrm{\ξ}}_j}}~\sqrt{(N-1)}\mathrm{SNR}\left({\mathrm{\ξ}}_j\right)---\left(4\right)$

SNR仅增加的因子。

关于子谱中的残余“虚假”峰值的相对量值，可以假设所测量的离子信号粗略地受计数统计法支配来估计它们。令残余虚假离子信号定义为Δξ_k。这些信号由于在公式(2)左侧所表示的计算期间所测量信号之间的瑕疵抵消而出现。当对于虚假峰值评估公式(2)的左侧时,通过将“1标准偏差误差”包括到理想测量信号来表示瑕疵抵消。

${\mathrm{\Δ\ξ}}_k\≡((N-1){\mathrm{\ξ}}_k\±\sqrt{(N-1){\mathrm{\ξ}}_k})-(N-1)({\mathrm{\ξ}}_k\±\sqrt{{\mathrm{\ξ}}_k})---\left(5\right)$

这对于大的N近似为：

${\mathrm{\Δ\ξ}}_k~\±(N-1)\sqrt{{\mathrm{\ξ}}_k}.---\left(6\right)$

因此，由于统计导致的瑕疵抵消(关于未抵消的求和的子峰值)剩余的部分“虚假”子峰值由下式给出：

$\frac{{\mathrm{\Δ\ξ}}_k}{(N-1){\mathrm{\ξ}}_k}=\frac{\±(N-1)\sqrt{{\mathrm{\ξ}}_k}}{(N-1){\mathrm{\ξ}}_k}=\±\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\δ}}_k}}.---\left(7\right)$

因此，算法上确定出的子谱可以具有小“幻影”子峰值，其为来自其它谱的母体的阴影。注意，它们非常小。例如，含有～10⁴个离子的峰值可以具有～100离子的量级的统计阴影峰值。还应提到，算法上导致的阴影峰值由于瑕疵抵消而可以是负的。

清楚的是，如果待研究的各种母体离子没有共同(裂解)子离子，则小的“虚假”阴影峰值不是问题。在此情况下，应忽略在算法上确定出的子谱中明显降低的任何子峰值。然而，如果对于不同的母体离子存在共同子离子，则子离子谱的参量将在公式(7)所指示的级别上失真。

在本公开的上下文中，作为非限定性示例，“宽”m/z通带(或“宽质量通带”)的宽度可以是100amu或更大。在其它非限定性示例中，“宽”m/z通带的宽度可以是几百至好几百amu或更大，或在数百amu的量级上。在又一示例中，在覆盖400amu(最低离子质量)至1200amu(最高离子质量)并因此宽度800amu的整个通带的整个母体质量区域的MS-MS实验中，系统可以设置用于陷空32个顺序25amu拒绝窗口并且记录所得到的32个部分谱。这些谱可以然后与以上公式(3)结合用于将所观测的子质量峰值与适当的母体质量窗口进行匹配。可以在与传统测量相同的时间帧内执行该过程。陷空(迭代)的数量也可以增加或减少，同时陷空宽度伴随着改变，以容纳不同的母体质谱密度或容纳不同的时间限制。

示例性实施例

根据当前公开的主题提供的示例性实施例包括但不限于以下：

1.一种级联质谱仪(MS)系统，包括：第一质量分析器，其配置用于接收跨越整个母体质量区域的多个母体离子，其中，所述整个母体质量区域包括N个母体质量子区域；离子裂解设备；第二质量分析器；离子检测器；以及计算设备，其配置用于：根据调制格式来控制所述第一质量分析器、所述离子裂解设备、所述第二质量分析器和所述离子检测器,包括以下步骤：(i)在第一迭代中，将所述第一质量分析器所接收到的所述母体离子的第一分组发送到裂解设备，其中，所述第一分组跨越除了第一受拒子区域之外的所述整个母体质量区域，所述第一受拒子区域是所述N个母体质量子区域之一；(ii)裂解所述第一分组的所述母体离子，以产生多个第一子离子；(iii)测量所述第一子离子以获取第一子谱数据；(iv)重复步骤(i)至(iii)达到至少(N-1)次附加迭代，其中，在每次附加迭代中，所述母体离子的新分组发送到所述裂解设备，所述新分组跨越除了与所述第一迭代和任何其它先前迭代的受拒子区域不同的新受拒子区域之外的整个母体质量区域，所述新分组裂解以产生多个新子离子，所述新子离子受测量以获取新子谱数据；选择所述N个母体质量子区域之一；以及将来自所获取的子谱数据的一组所测量的子离子与所选择的母体质量子区域进行关联，其中，所述组与从所选择的母体质量子区域的母体离子产生的子离子对应。

2.如实施例1所述的级联MS系统，其中，所述第一质量分析器包括质量过滤器或多极离子引导器。

3.如实施例1或2所述的级联MS系统，其中，所述N个母体质量子区域是相等或不等质量宽度的。

4.如前述实施例中的任一项所述的级联MS系统，其中，所述第一质量分析器被配置用于生成建立离子发送到离子裂解设备的通带的射频(RF)多极封闭场以及建立通带中的拒绝陷空的RF切割场。

5.如实施例4所述的级联MS系统，其中，所述计算设备被配置用于通过改变所述RF切割场的频率而在每次迭代中改变所述通带中的拒绝陷空的位置。

6.如实施例4或5所述的级联MS系统，其中，所述第一质量分析器被配置用于按第一频率施加所述RF多极封闭场，并且按比所述第一频率更低的第二频率施加所述RF切割场。

7.如实施例6所述的级联MS系统，其中，所述第一频率处于100KHz至10MHz的区域中，所述第二频率处于20KHz至5MHz的区域中。

8.如实施例6所述的级联MS系统，其中，所述第二频率处于第一频率的20％至50％的区域中。

9.如实施例4至8中的任一项所述的级联MS系统，其中，第一质量分析器被配置用于以在500V至5000V的区域中的第一峰值幅度施加RF多极封闭场，并且以在区域1V至1000V的区域中的第二峰值幅度施加RF切割场。

10.如实施例9所述的级联MS系统，其中，所述第二峰值幅度处于所述第一峰值幅度的0.02％至20％的区域中。

11.一种用于执行级联质谱仪的方法，所述方法包括：(a)对样本进行电离以产生跨越整个母体质量区域的多个母体离子，其中，所述整个母体质量区域包括N个母体质量子区域；(b)在第一迭代中，将所述母体离子的第一分组发送到裂解设备，其中，所述第一分组跨越除了第一受拒子区域之外的所述整个母体质量区域，所述第一受拒子区域是所述N个母体质量子区域之一；(c)裂解所述第一分组的所述母体离子，以产生多个第一子离子；(d)测量所述第一子离子以获取第一子谱数据；(e)重复步骤(b)至(d)达到至少(N-1)次附加迭代，其中，在每次附加迭代中，所述母体离子的新分组发送到所述裂解设备，所述新分组跨越除了与所述第一迭代和任何其它先前迭代的受拒子区域不同的新受拒子区域之外的整个母体质量区域，所述新分组裂解以产生多个新子离子，所述新子离子受测量以获取新子谱数据；(f)选择所述N个母体质量子区域之一；以及(g)将来自所获取的子谱数据的一组所测量的子离子与所选择的母体质量子区域进行关联，其中，所述组与从所选择的母体质量子区域的母体离子产生的子离子对应。

12.如实施例11所述的方法，包括：根据确定在每次迭代中拒绝哪个质量子区域的通带调制而在N次迭代期间将分组发送到所述裂解设备。

13.如实施例12所述的方法，其中，将所述一组所测量的子离子进行关联包括：将所获取的子谱数据与所述通带调制进行相关。

14.如实施例12至13所述的方法，其中，所述通带调制选自包括以下项的组：从所述整个母体质量区域的最低质量区域到最高质量区域贯穿迭代对受拒质量子区域进行排序；从所述整个母体质量区域的最高质量区域到最低质量区域贯穿迭代对受拒质量子区域进行排序；根据伪随机序列贯穿迭代对受拒质量子区域进行排序。

15.如实施例11至14中的任一项所述的方法，包括：(h)在存储器中存储所选择的母体质量子区域的标识和与所选择的母体质量子区域关联的所述一组所测量的子离子的谱数据。

16.如实施例15所述的方法，包括：对于一个或多个其它母体质量子区域重复步骤(f)至(h)。

17.如实施例11至16中的任一项所述的方法，其中，在离子源中完成电离所述样本，并且还包括：使得所述样本作为一个或多个分离带从分析分离设备流动到所述离子源，并且对于所述分离带中的一个或多个重复步骤(a)至(g)一次或多次。

18.如实施例11至17中的任一项所述的方法，其中：发送所述第一分组包括：建立离子发送到离子裂解设备的通带，并且在所述通带中建立拒绝陷空，其中，拒绝陷空确定受拒子区域；以及发送所述新分组包括：调整所述通带中所述拒绝陷空的位置。

19.如实施例18所述的方法，包括：通过在质量分析器中生成射频(RF)多极封闭场来建立所述通带，通过在所述质量分析器中生成RF切割场来建立所述拒绝陷空，并且通过调整所述RF切割场的频率来调整所述拒绝陷空的位置。

20.如实施例19所述的方法，其中，所述RF切割场是双极场或四极场。

21.如前述实施例中的任一项所述的方法，其中，所述RF多极封闭场是仅RF场或RF/DC场。

22.如前述实施例中的任一项所述的方法，“宽”m/z通带的宽度可以是100amu或更大、几百至好几百amu或更大、或几百amu的量级上。

23.一种质谱仪系统，其配置用于执行如前述实施例中的任一项所述的方法中的所有或部分。

24.一种用于执行级联质谱仪的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，其配置用于执行如前述实施例中的任一项所述的方法中的所有或部分。

25.一种计算机可读存储介质，包括用于执行所有或部分如前述实施例中的任一项所述的方法的指令。

26.一种系统，包括如实施例25所述的计算机可读存储介质。

例如在包括可以在例如可以与用户输入设备和/或用户输出设备进行通信的计算设备中实施的处理器和存储器的系统中，可以执行(实行)诸如以上所描述并且在附图中示出的用于执行级联质谱仪的方法。在一些实施例中，所述用于执行级联质谱仪的系统(或关联的计算设备)可以被看作包括所述用户输入设备和/或所述用户输出设备。如在此使用的那样，术语“执行”或“实行”可以包括例如控制和/或信号或数据传输的动作。例如，诸如图1A和图1B所示的计算设备或其处理器可以通过控制在执行方法步骤中所涉及的另一组件来执行所述方法步骤。执行或控制可以包括进行计算，或发送和/或接收信号(例如控制信号、指令、测量信号、参数值、数据等)。

如在此所使用的那样，“接口”或“用户接口”通常是用户与计算设备进行交互的系统。接口可以包括用于允许用户操控计算设备的输入(例如用户输入设备)，并且可以包括用于允许系统呈现信息和/或数据、指示用户的操控的效果等的输出(例如用户输出设备)。计算设备上的接口的示例包括图形用户界面(GUI)，其允许用户通过打字之外的更多方式与程序进行交互。相对于(或除了)基于文本的接口、录入的命令标记或文本导航，GUI典型地可以提供显示对象和视觉指示符，表示对于用户可用的信息和动作。例如，接口可以是显示窗口或显示对象，其可由计算设备的用户选择，以用于交互。显示对象显示在计算设备的显示屏幕上，并且可以由用户使用接口进行选择并且与用户交互。在一个非限定性示例中，计算设备的显示器可以是触摸屏，其可以对显示图标进行显示。用户可以按压对显示图标进行显示的触摸屏的区块，以用于选择显示图标。在另一示例中，用户可以使用计算设备的任何另外合适的接口(例如键区)，以选择显示图标或显示对象。例如，用户可以使用轨迹球或箭头键，用于移动光标以使显示对象高亮和选择显示对象。

应理解，在此所描述的处理、部分处理和处理步骤中的一个或多个可以由一个或多个电子或数控设备上的硬件、固件、软件或前述项中的两个或更多个的组合执行。软件可以驻留在合适的电子处理组件或系统(诸如例如图1A和图1B中示意性描述的计算设备124)中的软件存储器(未示出)中。软件存储器可以包括用于实现逻辑功能(即，可以通过数字形式(例如数字电路或源代码)或通过模拟形式(例如，诸如模拟电、声音或视频信号之类的模拟源)实现的“逻辑”)的可执行指令的有序列表。指令可以在处理模块内执行，所述处理模块包括例如一个或多个微处理器、通用处理器、处理器的组合、数字信号处理器(DSP)或专用集成电路(ASIC)。此外，示意图描述具有不受限于功能的架构或物理布局的物理(硬件和/或软件)实现的功能的逻辑划分。在此所描述的系统的示例可以通过各种配置而实现并且操作为单个硬件/软件单元或分离硬件/软件单元中的硬件/软件组件。

可执行指令可以实现为其中存储有指令的计算机程序产品，其在由电子系统的处理模块(例如图1A和图1B中的计算设备124)执行时引导电子系统实施指令。计算机程序产品可以有选择地实施在任何由指令执行系统、装置或设备(例如基于电子计算机的系统、包含处理器的系统或可以有选择地从指令执行系统、装置或设备取得指令并且执行指令的其它系统)使用或与之有关的非瞬时计算机可读存储介质中。在本公开的上下文中，计算机可读存储介质是可以存储由指令执行系统、装置或设备使用或与之有关的程序的任何非瞬时部件。非瞬时计算机可读存储介质可以有选择地例如是电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备。非瞬时计算机可读介质的更多具体示例的非包括性列表包括：具有一个或多个引线的电连接(电子)；便携式计算机盘(磁)；随机存取存储器(电子)；只读存储器(电子)；可擦除可编程只读存储器，诸如例如闪存(电子)；压缩盘存储器，诸如例如CD-ROM、CD-R、CD-RW(光)；数字多功能盘存储器，即DVD(光)。注意，非瞬时计算机可读存储介质甚至可以是打印程序的纸张或另一合适的介质，因为程序可以经由例如纸张或其它介质的光学扫描而以电子方式得以捕获，然后编译、解释或另外根据需要而以合适的方式受处理，然后存储在计算机存储器或机器存储器中。

还应理解，如在此使用的术语“通过信号通信”表示两个或更多个系统、设备、组件、方法或子模块能够经由在某种类型的信号路径上行进的信号而彼此进行通信。信号可以是通信、功率、数据或能量信号，其可以沿着第一与第二系统、设备、组件、模块或子模块之间的信号路径将信息、功率或能量从第一系统、设备、组件、模块或子模块传送到第二系统、设备、组件、模块或子模块。信号路径可以包括物理、电、磁、电磁、电化学、光、有线或无线连接。信号路径可以在第一与第二系统、设备、组件、模块或子模块之间还包括附加系统、设备、组件、模块或子模块。

更一般地，例如“连通”以及“与……连通”的术语(例如第一组件与第二组件“连通”或“处于连通”)在此用于指示两个或更多个组件或要素之间的结构、功能、机械、电、信号、光、磁、电磁、离子或流控关系。故此，一个组件被称为与第二组件连通的事实并非旨在排除附加组件可以在第一与第二组件之间出现和/或在操作上与之关联或结合的可能性。

应理解，在不脱离本发明的区域的情况下，可以改变本发明的各个方面或细节。此外，前面的描述仅是说明的目的，而并非限制的目的—本发明由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种级联质谱仪(MS)系统，包括：

第一质量分析器，其配置用于接收跨越整个母体质量区域的多个母体离子，其中，所述整个母体质量区域包括N个母体质量子区域；

离子裂解设备；

第二质量分析器；

离子检测器；以及

计算设备，其配置用于：

根据调制格式来控制所述第一质量分析器、所述离子裂解设备、所述第二质量分析器和所述离子检测器，包括以下步骤：

(i)在第一迭代中，将所述第一质量分析器接收到的所述母体离子的第一分组发送到裂解设备，其中，所述第一分组跨越除了第一受拒子区域之外的整个母体质量区域，所述第一受拒子区域是所述N个母体质量子区域之一；

(ii)裂解所述第一分组的所述母体离子，以产生多个第一子离子；

(iii)测量所述第一子离子以获取第一子谱数据；

(iv)重复步骤(i)至(iii)至少(N-1)次附加迭代，其中，在每一附加迭代中，所述母体离子的新分组发送到所述裂解设备，所述新分组跨越除了与所述第一迭代和任何其它先前迭代的受拒子区域不同的新受拒子区域之外的整个母体质量区域，所述新分组裂解以产生多个新子离子，所述新子离子受测量以获取新子谱数据；

选择所述N个母体质量子区域之一；以及

将来自所获取的子谱数据的一组所测量的子离子与所选择的母体质量子区域进行关联，其中，所述组对应于从所选择的母体质量子区域的母体离子产生的子离子。

2.如权利要求1所述的级联MS系统，其中，所述第一质量分析器被配置用于生成射频(RF)多极封闭场，其建立离子发送到所述离子裂解设备的通带；以及RF切割场，其在所述通带中建立拒绝陷空。

3.如权利要求2所述的级联MS系统，其中，所述计算设备被配置用于通过改变所述RF切割场的频率而在每一迭代中改变所述通带中拒绝陷空的位置。

4.如权利要求2所述的级联MS系统，其中，所述第一质量分析器被配置用于根据选自一个组的参数来施加RF多极封闭场和RF切割场，所述组包括：

以第一频率施加所述RF多极封闭场，并且以比所述第一频率更低的第二频率施加所述RF切割场；

以处于100KHz到10MHz的区域中的第一频率施加所述RF多极封闭场，并且以处于20KHz到5MHz的区域中的第二频率施加所述RF切割场；

以第一频率施加所述RF多极封闭场，并且以处于所述第一频率的20％至50％的区域中的第二频率施加所述RF切割场；

以处于500V到5000V的区域中的第一峰值幅度施加所述RF多极封闭场，并且以处于1V到1000V的区域中的第二峰值幅度施加所述RF切割场；

以处于500V到5000V的区域中的第一峰值幅度施加所述RF多极封闭场，并且在所述第一峰值幅度的0.02％到20％的区域中施加所述RF切割场；

以上两个或更多个的组合。

5.一种用于执行级联质谱仪的方法，所述方法包括：

(a)对样本进行电离以产生跨越整个母体质量区域的多个母体离子，其中，所述整个母体质量区域包括N个母体质量子区域；

(b)在第一迭代中，将所述母体离子的第一分组发送到裂解设备，其中，所述第一分组跨越除了第一受拒子区域之外的整个母体质量区域，所述第一受拒子区域是所述N个母体质量子区域之一；

(c)裂解所述第一分组的所述母体离子，以产生多个第一子离子；

(d)测量所述第一子离子以获取第一子谱数据；

(e)重复步骤(b)至(d)至少(N-1)次附加迭代，其中，在每次附加迭代中，所述母体离子的新分组发送到所述裂解设备，所述新分组跨越除了与所述第一迭代和任何其它先前迭代的受拒子区域不同的新受拒子区域之外的整个母体质量区域，所述新分组裂解以产生多个新子离子，所述新子离子受测量以获取新子谱数据；

(f)选择所述N个母体质量子区域之一；以及

(g)将来自所获取的子谱数据的一组所测量的子离子与所选择的母体质量子区域进行关联，其中，所述组对应于从所选择的母体质量子区域的母体离子产生的子离子。

6.如权利要求5所述的方法，包括：根据确定在每次迭代中拒绝哪个质量子区域的通带调制而在N次迭代期间将分组发送到所述裂解设备。

7.如权利要求6所述的方法，其中，将所测量的子离子的组进行关联包括：将所获取的子谱数据与所述通带调制进行相关。

8.如权利要求6所述的方法，其中，所述通带调制选自一个组，该组包括：从所述整个母体质量区域的最低质量区域到最高质量区域贯穿迭代对受拒质量子区域进行排序；从所述整个母体质量区域的最高质量区域到最低质量区域贯穿迭代对受拒质量子区域进行排序；根据伪随机序列贯穿迭代对受拒质量子区域进行排序。

9.如权利要求5所述的方法，其中，

发送所述第一分组包括：建立离子发送到离子裂解设备的通带，并且在所述通带中建立拒绝陷空，其中，拒绝陷空确定受拒子区域；以及

发送所述新分组包括：调整所述通带中所述拒绝陷空的位置。

10.如权利要求9所述的方法，包括：通过在质量分析器中生成射频(RF)多极封闭场来建立所述通带，通过在所述质量分析器中生成RF切割场来建立所述拒绝陷空，并且通过调整所述RF切割场的频率来调整所述拒绝陷空的位置。