CN106158571A

CN106158571A - 用于使用双波形进行离子隔离的系统和方法

Info

Publication number: CN106158571A
Application number: CN201610309059.8A
Authority: CN
Inventors: P·M·雷米斯; M·W·森柯; J·C·施瓦茨
Original assignee: Thermo Finnigan LLC
Current assignee: Thermo Finnigan LLC
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2036-05-11
Also published as: CN106158571B; EP3093872A1; US20160336163A1; US9818595B2

Abstract

一种质谱仪包含射频离子阱；以及控制器。所述控制器经配置以：使离子群注入到所述射频离子阱中；在第一持续时间内将第一隔离波形供应给所述射频离子阱，且在第二持续时间内将第二隔离波形供应给所述射频离子阱。所述第一隔离波形具有在第一质荷比处的至少第一宽陷波，且所述第二隔离波形具有在所述第一质荷比处的至少第一窄陷波。所述第一和第二隔离波形可有效地隔离一个或多个前体离子与所述离子群。

Description

用于使用双波形进行离子隔离的系统和方法

技术领域

本发明大体上涉及质谱领域，包含用于离子隔离的系统和方法。

背景技术

称为MS/MS的串接质谱是一种风行并且广泛使用的分析技术，借以使从样本导出的前体离子在受控条件下经受分段产生产物离子。产物离子频谱含有可用于结构阐明并且识别具有高特异性的样本组分的信息。在典型MS/MS实验中，选择相对少量的前体离子物质用于分段，例如具有最大含量的那些离子物质或质荷比(m/z)匹配包括列表中的值的那些离子物质。

离子隔离的过程可因离子-离子相互作用而复杂化，类似所有其它离子捕获程序。众所周知，离子-离子相互作用可使阱中的离子的振荡频率移位到较低频率。另外，离子-离子相互作用可增加捕获离子云的大小，以使得高阶场使得离子频率移位到较高频率。前体振荡频率可移位到具有非零能量的波形频率范围中，从而导致前体隔离效率的损失。因此，前体离子的隔离在存在大离子群体的情况下是困难的。从上文应了解，需要改进的用于质谱中离子隔离的方法。

发明内容

在第一方面中，一种质谱仪可包含射频离子阱和控制器。控制器可经配置以使得离子群被注入到射频离子阱中，在第一持续时间内将第一隔离波形供应给射频离子阱，和在第二持续时间内将第二隔离波形供应给射频离子阱。第一隔离波形可具有在第一质荷比处的至少第一宽陷波，且第二隔离波形可具有在第一质荷比处的至少第一窄陷波。第一宽陷波和第一窄陷波可具有q值，其相差不大于约2倍。第一和第二隔离波形可有效地隔离具有不同质荷比的一个或多个前体离子与离子群。

在第一方面的各种实施例中，第一宽陷波可包含第一窄陷波。

在第一方面的各种实施例中，控制器可经配置以与离子群的注入并发地供应第一隔离波形，且在离子群的注入之后供应第二隔离波形。

在第一方面的各种实施例中，控制器可经配置以在离子群的注入之后供应第一隔离波形，且在第一隔离波形之后供应第二隔离波形。

在第一方面的各种实施例中，第一宽陷波和第一窄陷波可具有q值，其相差不大于约1.5倍。在特定实施例中，第一宽陷波和第一窄陷波的q值可相差不大于约1.25倍。

在第一方面的各种实施例中，第一宽陷波的宽度可不低于约8Da。

在第一方面的各种实施例中，第一窄陷波的宽度可不大于约5Da。

在第一方面的各种实施例中，第一宽陷波的宽度可不低于第一窄陷波的宽度的约2倍。在特定实施例中，第一宽陷波的宽度可不低于第一窄陷波的宽度的约2.5倍。

在第一方面的各种实施例中，第一波形可包含在第二质荷比处的第二宽陷波，且第二波形可包含在第二质荷比处的第二窄陷波。在各种实施例中，第二宽陷波的q值和第二窄陷波的q值可相差不大于约2倍。

在第一方面的各种实施例中，控制器可经进一步配置以供应额外隔离波形，所述额外隔离波形具有在第一质荷比处的连续较窄陷波。

在第二方面中，一种质谱仪可包含射频离子阱和控制器。控制器可经配置以使得离子群被注入到射频离子阱中，在第一持续时间内将第一隔离波形供应给射频离子阱，和在第二持续时间内将第二隔离波形供应给射频离子阱。第一隔离波形可具有包含第一质荷比的至少第一宽陷波，且第二隔离波形可具有包含第一质荷比的至少第一窄陷波。第一宽陷波和第一窄陷波可具有大于约0.45的q值，且第一和第二隔离波形可有效地隔离一个或多个前体离子与离子群。

在第二方面的各种实施例中，第一宽陷波可包含第一窄陷波。

在第二方面的各种实施例中，控制器可经配置以与离子群的注入并发地供应第一隔离波形，且在离子群的注入之后供应第二隔离波形。

在第二方面的各种实施例中，控制器可经配置以在离子群的注入之后供应第一隔离波形，且在第一隔离波形之后供应第二隔离波形。

在第二方面的各种实施例中，第一宽陷波和第一窄陷波可q值，其相差不大于约2.0倍。在特定实施例中，第一宽陷波和第一窄陷波的q值可相差不大于约1.5倍。在特定实施例中，第一宽陷波和第一窄陷波的q值可相差不大于约1.25倍。

在第二方面的各种实施例中，第一宽陷波的宽度可不低于约8Da。

在第二方面的各种实施例中，第一窄陷波的宽度可不大于约5Da。

在第二方面的各种实施例中，第一宽陷波的宽度可不低于第一窄陷波的宽度的约2倍。在特定实施例中，第一宽陷波的宽度可不低于第一窄陷波的宽度的约2.5倍。

在第二方面的各种实施例中，第一波形可包含在第二质荷比处的第二宽陷波，且第二波形可包含在第二质荷比处的第二窄陷波。在特定实施例中，第二质荷比可小于第一质荷比。在特定实施例中，第二宽陷波的q值和第二窄陷波的q值可大于约0.45。

在第二方面的各种实施例中，控制器可经进一步配置以供应额外隔离波形，所述额外隔离波形具有在第一质荷比处的连续较窄陷波。

在第三方面中，质谱仪可包含射频离子阱和控制器。控制器可经配置以使得离子群被注入到射频离子阱中，在第一持续时间内将第一隔离波形供应给射频离子阱，且在第二持续时间内将第二隔离波形供应给射频离子阱。第一隔离波形可具有在多个目标质荷比处居中的多个宽陷波，且第二隔离波形可具有在多个目标质荷比处居中的多个窄陷波。在给定目标质荷比处，对应宽和窄陷波可具有q值，其相差不大于约2倍。第一和第二隔离波形可有效地隔离多个前体离子与离子群。

在第三方面的各种实施例中，控制器可经配置以与离子群的注入并发地供应第一隔离波形，且在离子群的注入之后供应第二隔离波形。

在第三方面的各种实施例中，控制器可经配置以在离子群的注入之后供应第一隔离波形，且在第一隔离波形之后供应第二隔离波形。

在第三方面的各种实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽和窄陷波可具有q值，其相差不大于约1.5倍。在特定实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽和窄陷波可具有q值，其相差不大于约1.25倍。

在第三方面的各种实施例中，宽陷波可具有不低于约8Da的宽度。

在第三方面的各种实施例中，窄陷波可具有不大于约5Da的宽度。

在第三方面的各种实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽陷波可具有不低于对应窄陷波的宽度的约2倍的宽度。在特定实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽陷波的宽度可不低于对应窄陷波的宽度的约2.5倍。

在第三方面的各种实施例中，控制器可经进一步配置以供应额外隔离波形，所述额外隔离波形具有在多个目标质荷比处居中的连续较窄陷波。

在第四方面中，一种质谱仪可包含射频离子阱和控制器。控制器可经配置以使得离子群被注入到射频离子阱中；在第一持续时间内将第一隔离波形供应给射频离子阱，和在第二持续时间内将第二隔离波形供应给射频离子阱。第一隔离波形可具有在多个目标质荷比处居中的多个宽陷波，且第二隔离波形可具有在多个目标质荷比处居中的多个窄陷波。在最高目标质荷比处，对应宽和窄陷波可具有大于约0.45的q值。第一和第二隔离波形可有效地隔离多个前体离子与离子群。

在第四方面的各种实施例中，控制器可经配置以与离子群的注入并发地供应第一隔离波形，且在离子群的注入之后供应第二隔离波形。

在第四方面的各种实施例中，其中控制器可经配置以在离子群的注入之后供应第一隔离波形，且在第一隔离波形之后供应第二隔离波形。

在第四方面的各种实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽陷波和对应窄陷波可具有q值，其相差不大于约2.0倍。在特定实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽陷波和对应窄陷波的q值可相差不大于约1.5倍。在特定实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽陷波和对应窄陷波的q值可相差不大于约1.25倍。

在第四方面的各种实施例中，宽陷波可具有不低于约8Da的宽度。

在第四方面的各种实施例中，窄陷波可具有不大于约5Da的宽度。

在第四方面的各种实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽陷波的宽度可不低于对应窄陷波的宽度的约2倍。

在第四方面的各种实施例中，在给定目标质荷比处，对应宽陷波的宽度可不低于对应窄陷波的宽度的约2.5倍。

在第四方面的各种实施例中，控制器可经进一步配置以供应额外隔离波形，所述额外隔离波形具有在多个目标质荷比处的连续较窄陷波。

附图说明

为了更加全面地理解本文中所揭示的原理以及其优点，现在参考结合附图获得的以下描述，其中：

图1为根据各种实施例的示范性质谱系统的框图。

图2为根据各种实施例的示范性隔离波形的说明。

图3为根据各种实施例的示范性双隔离波形的说明。

图4为说明根据各种实施例的用于隔离离子的示范性方法的流程图。

图5为说明示范性计算机系统的框图。

图6A-6D示出根据各种实施例的隔离离子的方法之间的示范性比较。

应理解，图式不一定按比例绘制，图式中的物件也不一定关于彼此按比例绘制。图式是意图引入本文中所揭示的设备、系统和方法的各种实施例的清晰性和对其的理解的描绘。只要可能，在图式中相同的参考标号将始终用于指代相同或相似的部件。此外，应了解，附图并不打算以任何方式限制本发明教示的范围。

具体实施方式

本文中描述用于离子隔离的系统和方法的实施例。

本文所用的章节标题仅用于组织目的并且不应理解为以任何方式限制所描述的主题。

在各种实施例的此详细描述中，出于解释的目的，阐述许多特定细节以提供所揭示的实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将了解，这些各种实施例可以在具有或不具有这些特定细节的情况下实践。在其它情况下，结构和装置以框图形式示出。此外，所属领域的技术人员可以容易地了解，用以呈现和执行方法的具体顺序为说明性的，且预期顺序可以改变且仍保持在本文中所揭示的各种实施例的精神和范围内。

本申请中引用的所有文献和类似材料(包括(但不限于)专利、专利申请、文章、书籍、论文和因特网网页)出于任何目的明确以全文引用的方式并入。除非另外描述，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本文所描述的各种实施例所属的领域的一般技术人员通常所了解相同的含义。

应了解，在本教导中论述的温度、浓度、时间、压力、流动速率、横截面面积等之前存在隐含的“约”，使得略微和非大幅的偏差在本教导的范围内。在本申请案中，除非另外明确陈述，否则单数的使用包含复数。此外，“包括(comprise/comprises/comprising)”、“含有(contain/contains/containing)”以及“包含(include/includes/including)”的使用并不意图为限制性的。应理解，以上大体描述和以下详细描述均仅是示范性和说明性的且并不限制本发明教示。

如本文所用，“一(a/an)”也可指“至少一个”或“一个或多个”。此外，“或”的使用是包括性的，使得当“A”真实、“B”真实，或“A”和“B”都真实时，短语“A或B”真实。此外，除非上下文另外需要，否则单数术语应包括复数并且复数术语应包括单数。

阐述一组组件的“系统”(真实或抽象)包含一个整体，其中每一组件与整体内的至少一个其它组件相互作用或与其相关。

质谱平台

质谱平台100的各种实施例可包含如图1的框图中显示的组件。在各种实施例中，图1的元件可并入到质谱平台100中。根据各种实施例，质谱仪100可包含离子源102、质量分析器104、离子检测器106和控制器108。

在各种实施例中，离子源102从样本产生多个离子。离子源可包含(但不限于)矩阵辅助激光解吸附/电离(MALDI)源、电喷雾电离(ESI)源、大气压化学电离(APCI)源、大气压光致电离源(APPI)、电感耦合等离子体(ICP)源、电子电离源、化学电离源、光致电离源、辉光放电电离源、热喷雾电离源等等。

在各种实施例中，质量分析器104可基于离子的质荷比分离离子。举例来说，质量分析器104可包含四极质量过滤器分析器、四极离子阱分析器、飞行时间(TOF)分析器、静电阱(例如，轨道阱)质量分析器、傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)质量分析器等等。在各种实施例中，质量分析器104还可经配置以使用碰撞引发分解(CID)、电子转移分解(ETD)、电子俘获分解(ECD)、光引发分解(PID)、表面引发分解(SID)等等将离子分段，且进一步基于质荷比分离经分段离子。

在各种实施例中，离子检测器106可检测离子。举例来说，离子检测器106可包含电子倍增器、法拉弟杯等等。离开质量分析器的离子可由离子检测器检测到。在各种实施例中，离子检测器可定量，使得可确定离子的准确计数。

在各种实施例中，控制器108可与离子源102、质量分析器104和离子检测器106通信。举例来说，控制器108可配置离子源或启用/停用离子源。另外，控制器108可配置质量分析器104以选择待检测的特定质量范围。此外，控制器108可例如通过调节增益而调节离子检测器106的灵敏度。另外，控制器108可基于正检测的离子的极性调节离子检测器106的极性。举例来说，离子检测器106可经配置以检测正离子或经配置以检测负离子。

离子隔离方法

离子隔离是从所分析的样本移除非所需或干扰离子而保留期望用于进一步处理和或分析的离子的过程。在利用标称四极电势的离子阱中，离子的隔离可以通过如下方式实现：应用宽频带补充ac波形，其在非所需或干扰离子的振荡频率下含有能量，而在前体离子的振荡频率下不含能量，从而形成“陷波”。图2展示既在时域(a)中又在频域(b)中的示范性隔离波形，其中陷波大约475kHz。

图3展示具有大约475kHz的陷波的两个示范性隔离波形的频域信号。具有较宽陷波(具有10Da的宽度)的第一波形可用于第一隔离步骤，而第二波形中的较窄4Da陷波可用于第二较窄隔离步骤。在各种实施例中，具有随后窄陷波的额外波形可用以进一步优化前体离子的隔离。

图4为隔离射频(RF)离子阱中的离子且随后分析隔离的离子的示范性方法400的流程图。在402处，从样本产生离子。在各种实施例中，可以通过气体色谱仪、液体层析仪、直接施加或其它将样本供应到质谱仪的装置提供样本。样本可以通过多种方法电离，所述方法包含但不限于MALDI、ESI、APCI、APPI、ICP、电子电离、化学电离、光致电离、辉光放电电离、热喷射电离等等。

在404处，可以将离子注入到RF离子阱中。在各种实施例中，可以借助于各种离子引导物、离子透镜等等将离子从离子源传送到RF离子阱。RF离子阱可以将离子捕获在四极电位内。

在406处，可将第一隔离波形应用于RF离子阱。在各种实施例中，可在注入期间或在注入之后应用第一隔离波形。在各种实施例中，第一隔离波形可具有在目标质荷(m/z)比处的至少一个陷波。在各种实施例中，第一隔离波形可包含在多个目标m/z比处的多个陷波，例如在第一m/z比处的第一陷波和在第二m/z比处的第二陷波。第二m/z比可小于或大于第一m/z比。

在408处，可将第二隔离波形应用于RF离子阱。在各种实施例中，可在已应用第一隔离波形之后应用第二隔离波形，且可在注入离子之后应用第二隔离波形。在各种实施例中，第二隔离波形可具有在目标质荷(m/z)比处的至少一个陷波，例如在第一m/z比处的第一陷波和在第二m/z比处的第二陷波。第二m/z比可小于或大于第一m/z比。

在各种实施例中，第二隔离波形可包含在多个目标m/z比处的多个陷波。在各种实施例中，第二隔离波形中的陷波可对应于第一隔离波形中的陷波，以使得第一和第二隔离波形中的对应陷波处于相同目标m/z比。

在各种实施例中，第一隔离波形中的陷波可包含第二隔离波形中的对应陷波，以使得第二隔离波形中的陷波的整个宽度可由第一隔离波形中的陷波横跨。

在各种实施例中，第一和第二隔离波形中的对应陷波(例如在最高m/z比处的陷波)可具有q值，其相差不大于约2.0倍，例如不大于约1.5倍，甚至不大于约1.25倍。在第一和第二隔离波形包含多个陷波的各种实施例中，第一和第二隔离波形的第二陷波可具有q值，其相差不大于约2.0倍。在各种实施例中，对应陷波(例如在最高m/z比处的陷波)的q值可大于约0.45。在各种实施例中，第一和第二隔离波形中的对应陷波的第二集合可具有大于约0.45的q值。

在各种实施例中，第一隔离波形中的陷波可具有不低于约8Da的宽度。在各种实施例中，第二隔离波形中的陷波可具有不大于约5Da的宽度。在各种实施例中，第一隔离波形中的陷波的宽度可不低于第二隔离波形中的对应陷波的宽度的约2倍，例如不低于2.5倍。

在各种实施例中，可将额外波形应用于RF离子阱，其中每一连续波形中具有对应陷波。每一连续波形可具有连续较窄陷波。

在各种实施例中，第一和第二隔离波形中的陷波可有效地隔离多个前体离子与离子群。在具有多个陷波的隔离波形的状况下，前体离子可具有多个离散m/z比。

在各种实施例中，如410处所指示，可从RF离子阱移除隔离的前体离子以用于进一步分析。在各种实施例中，隔离的前体离子可经移除到存储装置或质量分析器。在各种实施例中，可从RF离子阱扫描出前体离子以通过m/z比分离离子，且将所述前体离子发送到检测器。在其它实施例中，可基本上同时从RF离子阱移除前体离子以形成离子包，所述离子包包含发送到存储装置、质量分析器等等的基本上所有前体离子。

在412处，可以例如通过如下方式分析前体离子：确定其m/z比，例如在从RF离子阱扫描出离子时检测离子，或者利用例如飞行时间分析器、静电阱分析器等等另一分析器。

在其它实施例中，如414处所说明，可以将隔离的前体离子分段以形成离子片段。在各种实施例中，可以在RF离子阱内将前体离子分段。在其它实施例中，可以从RF离子阱去除前体离子并且将其分段，例如在碰撞室中。一旦分段，便可分析离子片段，如412处所指示。

计算机实施的系统

图5为说明计算机系统500的框图，本发明教示的实施例可在所述计算机系统500上实施为可并入系统控制器(例如图1中展示的控制器108)或与系统控制器通信，使得可根据计算机系统500进行的计算或确定调节相关联质谱仪的组件的操作。在各种实施例中，计算机系统500可包含用于传送信息的总线502或其它通信机制，以及与总线502耦合以用于处理信息的处理器504。在各种实施例中，计算机系统500也可以包含存储器506，其可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置，耦合到总线502，和被处理器504执行的指令。存储器506也可用于在执行被处理器504执行的指令期间存储暂时变量或其它中间信息。在各种实施例中，计算机系统500可以进一步包括耦合到总线502以存储用于处理器504的静态信息和指令的只读存储器(ROM)508或其它静态存储装置。存储装置510(如磁盘或光盘)可以被提供并且耦合到总线502以存储信息和指令。

在各种实施例中，处理器504可以包括多个逻辑门。逻辑门可以包括“与”门(ANDgate)、“或”门(OR gate)、“非”门(NOT gate)、“与非”门(NAND gate)、“或非”门(NORgate)、“异或”门(EXOR gate)、“异非”门(EXNOR gate)或其任何组合。“与”门仅当所有输入较高时才产生高输出。如果输入中的一个或多个高，那么“或”门可产生高输出。“非”门可以产生输入与输出的倒版，例如当输入低时输出高值。“与非”(NAND/NOT-AND)门可以产生逆与输出，使得输出将在任何输入低时高。“或非”(NOR/NOT-OR)门可以产生逆或输出，使得“或非”门输出在任何输入高时低。“异或”(EXOR/Exclusive-OR)门可以在任一输入，但并非两个输入高时产生高输出。“异非”(EXNOR/Exclusive-NOR)门可以产生逆异或输出，使得输出在任一输入，但并非两个输入高时低。

表1：逻辑门真值表

所属领域的技术人员将了解，逻辑门可以各种组合使用以进行比较、运算、操作等。另外，所属领域的技术人员将了解如何对使用逻辑门的各种组合排序以进行复杂方法，如本文所描述的方法。

在一个实例中，可以使用“同或”门(XNOR gate)进行1位二进制比较，因为结果仅在两个输入相同时高。两个多位值的比较可以通过使用多个“同或”门比较每对位，且组合“同或”门使用和“与”门的输出，使得结果仅在每对位具有相同值时真实来进行。如果任何对的位不具有相同值，那么对应“同或”门的结果可能低，且接收低输入的“与”门的输出可能低。

在另一个实例中，1位加法器可以使用“与”门和“异或”门的组合实施。确切地说，1位加法器可以接收三个输入，两个待相加的位(A和B)和进位位(Cin)，和两个输出，总和(S)和进位输出位(Cout)。Cin位可以对于两个一位值的相加设定为0，或可用于将多个1位加法器耦合在一起以通过从较低阶加法器接收Cout将两个多位值相加。在示范性实施例中，S可以通过将A和B输入应用到“异或”门，并且随后将结果和Cin应用到另一“异或”门实施。Cout可以通过将A和B输入应用到“与”门，将来自总和的A-B XOR的结果和Cin应用到另一个AND，并且将“与”门的输入应用到“异或”门。

表2：1位加法器真值表

在各种实施例中，计算机系统500可以经由总线502耦合到显示器512，如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)以将信息显示给计算机用户。包括字母数字键和其它键的输入装置514可以耦合到总线502以传达信息和命令选择到处理器504。另一类型的用户输入装置是光标控制器516，如鼠标、跟踪球或光标方向键，其用于传达方向信息和命令选择到处理器504和控制显示器512上的光标移动。这一输入装置通常具有在两个轴，第一轴(即x)和第二轴(即y)中的两个自由度，允许装置在平面中指定位置。

计算机系统500可以执行本发明教示。与本发明教示的某些实施方案一致，结果可以响应于处理器504执行存储器506中含有的一个或多个指令的一个或多个序列而由计算机系统500提供。此类指令可以从另一计算机可读媒体，例如存储装置510读取到存储器506中。执行存储器506中含有的指令序列可以使得处理器504执行本文所描述的过程。在各种实施例中，存储器中的指令可以对处理器内可用的逻辑门的各种组合的使用排序以进行本文描述的方法。或者，可以使用硬连线电路代替或结合软件指令以实施本发明教示。在各种实施例中，硬连线电路可以包括所需逻辑门，其以所需顺序操作以执行本文所描述的过程。因此，本发明教示的实施方案不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

如本文所用的术语“计算机可读媒体”是指参与将指令提供到处理器504以供执行的任何媒体。此类媒体可以呈许多形式，包括(但不限于)非易失性媒体、易失性媒体和传输媒体。非易失性媒体的实例可以包括(但不限于)光盘或磁盘，如存储装置510。易失性媒体的实例可以包括(但不限于)动态存储器，如存储器506。传输媒体的实例可以包括(但不限于)同轴电缆、铜线以及光纤，包括包含总线502的导线。

非暂时性计算机可读媒体的常见形式包括(例如)软盘、软磁盘、硬盘、磁带、或任何其它磁性媒体、CD-ROM、任何其它光学媒体、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理媒体、RAM、PROM和EPROM、闪存EEPROM、任何其它存储器芯片或盒带或计算机可以读取的任何其它有形媒体。

根据各种实施例，经配置以被处理器执行以进行方法的指令存储在计算机可读媒体上。计算机可读媒体可以是存储数字信息的装置。举例来说，计算机可读媒体包含用于存储软件的如所属领域中已知的只读光盘(CD-ROM)。计算机可读媒体被适合于执行经配置以被执行的指令的处理器存取。

在各种实施例中，本发明教示的方法可以在以如C、C++等的常规编程语言编写的软件程序和应用中实施。

虽然结合各种实施例来描述本发明传授内容，但是并不打算将本发明传授内容限制于这类实施例。相反地，如所属领域的技术人员应了解，本传授内容涵盖各种替代方案、修改和等效物。

另外，在描述各种实施例中，说明书可能将方法和/或过程呈现为特定顺序的步骤。然而，在方法或过程不依赖于本文阐述的步骤的特定顺序的程度上，方法或过程不应限于所描述的步骤的特定顺序。如所属领域的技术人员将了解，步骤的其它顺序可以是可能的。因此，在说明书中阐述的步骤的特定次序不应理解为对权利要求书的限制。另外，针对方法和/或过程的权利要求书不应限于以书写的次序进行其步骤，并且所属领域的技术人员可以易于了解的是顺序可以变化并且仍保持在各种实施例的精神和范围内。

本文所述的实施例可以用包含以下的其它计算机系统配置实践：手持式装置、微处理器系统、基于微处理器或可编程消费型电子装置、微型计算机、大型主机计算机等。实施例也可以在其中任务通过经网络连接的远程处理装置执行的分布式计算环境中实践。

还应了解，本文所描述的实施例可以采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实施操作。这些操作为需要物理量的物理操纵的操作。通常(尽管未必)，这些量呈能够被存储、转移、组合、比较以及以其它方式操纵的电或磁信号的形式。另外，进行的操控通常以如产生、鉴别、确定或比较的术语提及。

形成本文所描述的实施例的一部分的操作中的任一个是适用的机器操作。本文所述的实施例也涉及进行这些操作的装置或设备。本文中所描述的系统和方法可以出于所需目的专门构造或其可以是通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机。具体地说，各种通用机器可以与根据本文中的教示编写的计算机程序一起使用，或可能更方便的是构造更专门设备以执行所需操作。

某些实施例还可以实施为计算机可读媒体上的计算机可读代码。计算机可读媒体是可以存储此后可以通过计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读媒体的实例包含硬盘驱动器、网络连接存储(NAS)、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带以及其它光学和非光学数据存储装置。计算机可读媒体也可以分布在网路耦合的计算机系统上，以使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。

结果

隔离前体的有效性可通过应用合适隔离波形和取得频谱来表征，所述频谱监视一系列捕获RF值的特定m/z物质的丰度，所述捕获RF值使得前体逐步调试高于、处于和低于隔离陷波的频率的频率。所得数据产生在有时被称为“隔离图(isolatogram)”中的隔离陷波的可视显示。图6A、6B、6C和6D比较若干隔离方案的隔离性能，所述隔离方案包含现有技术的隔离方案和用于当前实施例的隔离方案(隔离宽度标称为4Da)，隔离图可被看作隔离过程的脉冲响应；系统对单m/z物质的响应。理想地，需要响应为矩形，也就是说，所述响应具有形式：其中x为m/z轴，且W为隔离的所要宽度。在此理想状况下，具有存在零波形能量的频率的所有离子将留在阱中，且具有存在非零波形能量的频率的所有离子将从阱中射出。现实中，此情形难以达成，且实际上在离子密度较高时挑战性更大，其中空间电荷效应较大。图6A、6B、6C和6D的不同迹线中的每一者展示在存在从1e4到9.8e4的不同目标数目个前体离子时特定隔离波形策略的有效性。应注意，在存在总数从5e5到5e6个离子的情况下执行在m/z 524.3处的前体离子的隔离，以使得在m/z 524.3处的所关注的前体物质仅构成总离子群的约2％。y轴为离子数目的按任意比例缩放的测量值。x轴为在捕获电压从高值迭代到低值时经隔离的离子的m/z(524.3)的振荡频率与隔离陷波的中心(以m/z表达)之间的差。因此，负x轴值对应于具有比波形陷波低的频率的前体，且正x轴值对应于具有比波形陷波高的频率的前体。离散数据点为实验数据，而出于比较目的，实线为使用如下等式得到的波形脉冲响应的理想数据：

在借助于将离子注入到离子阱中之后应用的单个隔离波形执行隔离时，对于低离子群数来说，图6A中所示的隔离性能接近理想状况。然而，在较大离子群处，响应会偏离理想形状，尤其是在低频(负隔离质量)侧。此现象导致敏感度的显著下降，尤其是对于复杂混合物和窄隔离宽度。这些偏离可由阱中的离子的空间电荷势能引起，并且还可由离子云的半径增加而引起，所述离子云会经历非线性场的效应增加。两个效应皆可引发离子振荡频率的移位。

在注入过程期间应用隔离波形(如图6B中)时，离子群上的隔离脉冲响应形状的相依性下降。然而，敏感度会略有降低，且另外，隔离响应函数不再为矩形。在离子具有相对较大的半径时，捕获场的非线性部分的影响可在注入期间扮演较重要的角色，且甚至在低离子目标处观察到非理想响应。如图6C中所示，在注入期间应用具有10Da隔离陷波宽度的波形且随后在注入之后应用具有4Da隔离陷波宽度的波形时，结果为改善敏感度和隔离脉冲响应形状两者。如图6D中所示，在注入期间并未应用波形，但在注入之后顺序应用两个波形(分别具有14Da宽度和4Da宽度)时，隔离的脉冲响应同样近似理想，且再一次改善敏感度。

Claims

1.一种质谱仪，其包括：

射频离子阱；以及

控制器，其经配置以：

使离子群注入到所述射频离子阱中；

在第一持续时间内将第一隔离波形供应给所述射频离子阱，所述第一隔离波形具有在第一质荷比处的至少第一宽陷波；以及

在第二持续时间内将第二隔离波形供应给所述射频离子阱，所述第二隔离波形具有在所述第一质荷比处的至少第一窄陷波；

所述第一宽陷波和所述第一窄陷波具有q值，其相差不大于2倍；以及

所述第一和第二隔离波形可有效地隔离一个或多个前体离子与所述离子群。

2.一种质谱仪，其包括：

射频离子阱；以及

控制器，其经配置以：

使离子群注入到所述射频离子阱中；

在第一持续时间内将第一隔离波形供应给所述射频离子阱，所述第一隔离波形具有包含第一质荷比的至少第一宽陷波；以及

在第二持续时间内将第二隔离波形供应给所述射频离子阱，所述第二隔离波形具有包含所述第一质荷比的至少第一窄陷波；

所述第一宽陷波和所述第一窄陷波具有大于0.45的q值；以及

3.一种质谱仪，其包括：

射频离子阱；以及

控制器，其经配置以：

使离子群注入到所述射频离子阱中；

在第一持续时间内将第一隔离波形供应给所述射频离子阱，所述第一隔离波形具有在多个目标质荷比处居中的多个宽陷波；以及

在第二持续时间内将第二隔离波形供应给所述射频离子阱，所述第二隔离波形具有在所述多个目标质荷比处居中的多个窄陷波；

在给定目标质荷比处，所述对应宽和窄陷波具有q值，其相差不大于2倍；以及

所述第一和第二隔离波形可有效地隔离多个前体离子与所述离子群。

4.一种质谱仪，其包括：

射频离子阱；以及

控制器，其经配置以：

使离子群注入到所述射频离子阱中；

在最高目标质荷比处，所述对应宽和窄陷波具有大于0.45的q值；以及

5.根据权利要求1或权利要求2所述的质谱仪，其中所述第一宽陷波包含所述第一窄陷波。

6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的质谱仪，其中所述控制器经配置以与所述离子群的所述注入并发地供应所述第一隔离波形，且在所述离子群的所述注入之后供应所述第二隔离波形。

7.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的质谱仪，其中所述控制器经配置以在所述离子群的所述注入之后供应所述第一隔离波形，且在所述第一隔离波形之后供应所述第二隔离波形。

8.根据权利要求2所述的质谱仪，其中所述第一宽陷波和所述第一窄陷波具有q值，其相差不大于2.0倍。

9.根据权利要求1或权利要求8所述的质谱仪，其中所述第一宽陷波和所述第一窄陷波具有q值，其相差不大于1.5倍。

10.根据权利要求8所述的质谱仪，其中所述第一宽陷波和所述第一窄陷波具有q值，其相差不大于1.25倍。

11.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的质谱仪，其中所述第一宽陷波的宽度不低于8Da。

12.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的质谱仪，其中所述第一窄陷波的宽度不大于5Da。

13.根据权利要求1或权利要求2所述的质谱仪，其中所述第一宽陷波的宽度不低于所述第一窄陷波的宽度的2倍。

14.根据权利要求13所述的质谱仪，其中所述第一宽陷波的所述宽度不低于所述第一窄陷波的所述宽度的2.5倍。

15.根据权利要求1或权利要求2所述的质谱仪，其中所述第一波形包含在第二质荷比处的第二宽陷波，且所述第二波形包含在所述第二质荷比处的第二窄陷波。

16.根据权利要求15所述的质谱仪，其中所述第二质荷比小于所述第一质荷比。

17.根据权利要求15所述的质谱仪，其中所述第二宽陷波的q值和所述第二窄陷波的q值大于0.45。

18.根据权利要求15所述的质谱仪，其中所述所述第二宽陷波的q值和所述第二窄陷波的q值相差不大于2倍。

19.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的质谱仪，其中所述控制器经进一步配置以供应额外隔离波形，所述额外隔离波形具有在所述第一质荷比或所述多个目标质荷比处的连续较窄陷波。

20.根据权利要求4所述的质谱仪，其中在给定目标质荷比处，所述对应宽陷波和所述对应窄陷波具有q值，其相差不大于2.0倍。

21.根据权利要求3或权利要求20所述的质谱仪，其中在给定目标质荷比处，所述对应宽陷波和所述对应窄陷波的所述q值相差不大于1.5倍。

22.根据权利要求21所述的质谱仪，其中在给定目标质荷比处，所述对应宽陷波和所述对应窄陷波的所述q值相差不大于1.25倍。

23.根据权利要求3或权利要求4所述的质谱仪，其中在给定目标质荷比处，所述对应宽陷波的宽度不低于所述对应窄陷波的宽度的2倍。