CN107690690A - 使用离子过滤的质量分析方法 - Google Patents

Abstract

公开一种质谱分析方法，包括通过检测器(6)检测通过质量过滤器(4)发射的离子；在电压转变周期期间改变施加于该质量过滤器(4)的RF和/或DC电压以便改变能够通过该质量过滤器(4)发射的质荷比；在该电压转变周期期间防止离子到达该检测器；以及在该电压转变周期之后允许将离子发射到该检测器(6)。

Description

使用离子过滤的质量分析方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年5月29日提交的英国专利申请第1509244.8号的优先权和权益，所述专利申请的全部内容以引入的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及质谱仪且特定来说涉及通过检测由质量过滤器发射的离子而分析离子的质谱仪。

背景技术

已知使用四极棒组以根据离子的质荷比而过滤离子。RF和DC电压的不同组合可用于选择由所述四极发射的质荷比。对于第一周期，RF和DC电压通常为固定的，使得所述四极选择性地仅发射具有所关注的第一质荷比的离子。RF和DC电压接着步进，使得在第二周期中所述四极选择性地仅发射具有所关注的第二质荷比的离子。举例来说，此类方法可用以在单离子记录(SIR)、单反应监测(SRM)和多反应监测(MRM)实验中选择离子。

当以此方式使用四极时，在第一周期期间发射的离子电流可极大，而在第二周期期间发射的离子电流可相对较小。第一较大离子电流可使得检测器基线位移。举例来说，如果将光电倍增管用作检测器，则较大离子信号可使得检测器的光阴极变得经激发且在已去除刺激之后发射电子达相当大的时间周期。此类基线位移可引起遵循高强度信道的信道的测量误差。

已知在分析获取之前测量检测器的基线电平。可接着从在分析运行期间测量的离子信号减去所述基线电平。然而，此类方法不能够考虑到可在已检测到高离子电流之后发生的基线电平的位移。

许多四极电压驱动电路设计使得DC电压分量滞后于RF电压分量。当四极经步进以使得所发射的离子的质荷比随时间的推移而增大时，DC电压分量暂时低于RF电压分量。此暂时允许由所述四极发射具有广泛质荷比范围的离子。其它电压驱动电路设计使得DC电压分量领先于RF电压分量。当四极经步进以使得所发射的离子的质荷比随时间的推移而减小时，所述四极可去分辨。同样，此导致离子的相对较大脉冲暂时通过所述四极发射。离子脉冲的振幅取决于经测量分析物附近的离子物种的数目和其丰度。因此，将了解，四极的步进操作有时可导致对例如分析质量过滤器或检测器的下游装置造成冲击的离子的相对较大脉冲，每当所述四极步进时。如果离子的相对较大脉冲到达此下游装置，则可具有有害的结果。

采用四极质量过滤器的质谱仪通常仅在四极过滤动作处于稳定状态下时，即在RF:DC比率大体上固定时收集数据。举例来说，如果分析物A和B待分析，则系统将改变所需RF和DC电压分量以便过滤除了具有对应于分析物A的质荷比的质荷比的离子之外的所有离子；将接着等待四极的电极上的电压稳定以便促进合适的质量分辨率；且将接着测量和记录一时间周期内的离子电流。系统将接着在编程分析物B的接下来的RF和DC值之前停止记录离子电流；且将在记录分析物B的离子电流之前等待四极的电极上的电压稳定。接着将离子电流存储于单独信道中以便允许进一步数据处理。因此，当RF和DC电压不稳定(即在步进值之间)时并不记录或显示离子电流，因为此数据在分析上并不适用。

因此，由暂时的四极去分辨率引起的离子脉冲的有害本质变得未被发现。然而，其对数据质量的可能效应为真实的，在测量离子电流时引起检测器基线的延长到扫描或停留周期中的位移且因此可引起分析物的误定量。

需要提供改进型质谱仪和改进型质谱分析方法。

发明内容

根据第一方面，本发明提供一种质谱分析方法，其包括：

将RF和DC电压施加于质量过滤器的电极使得所述质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

通过检测器检测通过所述质量过滤器发射的所述离子；

在电压转变周期期间改变施加于所述电极的所述RF和/或DC电压以便改变所述质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

在所述电压转变周期期间防止所有离子到达所述检测器；以及

在所述电压转变周期之后允许离子由所述质量过滤器发射到所述检测器。

发明人已认识到，质量过滤器的分辨力在电压转变周期期间的短暂降低可引起到检测器的离子通量的所得增大，其影响检测器基线信号达可在电压转变周期已结束之后延长的一时间周期。通过在电压转变周期期间防止大体上所有离子被检测到，在将质量过滤器从发射一个质荷比切换到发射另一质荷比期间保留检测器基线信号。

EP 2557590(岛津(Shimadzu))公开具有将具有特定质荷比的离子选择性地发射到检测器的四极质量过滤器的仪器。可更改施加于质量过滤器的RF和DC电压以便选择不同质荷比传递到检测器。岛津认识到当施加于质量过滤器的电极的RF和DC电压在不同速率下改变时，通过四极结构发射较大质荷比范围且此对检测器造成损坏。因此，岛津在改变质量过滤器上的RF和DC电压时采用质量过滤器上游和/或下游的四极以用于使离子中的一些偏转，使得其无法到达检测器。更具体来说，质量过滤器的电极经由CR微分器连接到上游和/或下游四极，使得当改变施加于质量过滤器的电极的电压时，CR微分器将DC电压施加于所述上游和/或下游四极。此使得上游和/或下游四极使具有低质荷比的离子的飞行路径偏转，使得在电压转变周期期间较少离子到达检测器，且因此防止对检测器造成损坏。

然而，虽然岛津的技术在电压转变周期期间减小到离子检测器的离子通量，但其在电压转变周期期间并不防止所有离子到达检测器。这是因为岛津并不关心在电压转变周期期间维持检测器信号的基线电平，但替代地关心防止由极高离子通量引起的对检测器造成的损坏。

根据本发明的实施例，离子朝向质量过滤器发射且进入质量过滤器。仅具有第一质荷比或第一质荷比范围的离子通过质量过滤器发射到检测器，而其它离子被质量过滤器滤除。接着在电压发射周期期间改变施加于质量过滤器的电极的RF和/或DC电压以便在电压发射周期结束时改变通过质量过滤器发射的质荷比或质荷比范围。在此电压转变周期期间防止大体上所有离子到达检测器。在电压转变周期之后，具有第二质荷比或第二质荷比范围的离子由质量过滤器发射到检测器，而其它离子被质量过滤器滤除。第二质荷比或第二质荷比范围不同于第一质荷比或第一质荷比范围。

预期可在一个或更多个另外的电压转变周期期间改变施加于质量过滤器的电极的RF和/或DC电压以便改变质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围。举例来说，可在第二电压转变周期中改变电压使得在所述周期结束时质量过滤器仅能够发射第三质荷比或第三质荷比范围，而其它离子被质量过滤器滤除。第三质荷比或第三质荷比范围可不同于第一和第二质荷比或第一与第二质荷比范围。可在第二电压转变周期期间防止大体上所有离子到达检测器，但所述离子随后可接着被发射到检测器。

上文和/或本文中其它处所公开的方法步骤可在单个实验运行中执行。

所述方法可包括当防止离子到达检测器时，测量在所述电压转变周期期间从检测器输出的信号，以便确定检测器的基线信号；当允许离子发射到检测器时，测量在电压转变周期之后来自检测器的离子信号；以及从经测量离子信号减去所述基线信号。

所述方法可包括在另一电压转变周期期间改变施加于所述电极的RF和/或DC电压以便改变质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；在所述另一电压转变周期期间防止所有离子到达检测器；以及在所述另一电压转变周期之后允许离子被质量过滤器发射到检测器。

所述方法可包括当防止离子到达检测器时，测量在所述另一电压转变周期期间从检测器输出的信号，以确定检测器的更新基线信号；当允许离子发射到检测器时，测量在所述另一电压转变周期之后来自检测器的离子信号；以及从经测量离子信号减去所述更新基线信号。

虽然仅已描述两个电压转变周期，但在改变施加于质量过滤器的RF和/或DC电压时可提供另外的电压转变周期。可在这些电压转变周期中的每个中测量检测器基线信号且可从来自检测器的随后获得的离子信号减去所述检测器基线信号。

本文中所描述的方法可在SIR或MRM实验中使用，或在已完成四极扫描且四极扫描接着经编程以使电压返回(即步进)到起始值时使用。可在个别SIR或MRM实验、信道或扫描之间进行准确检测器基线测量。在不同实验、信道或扫描之间，当电压改变时防止通过质量过滤器发射的离子中的至少一些到达检测器或在检测器处被检测到防止较大离子电流脉冲击中检测器。

在所述电压转变周期中的每个之后，可再次准许通过质量过滤器发射的所有离子到达检测器。

本文中所描述的质量过滤器可为包括多极电极棒组的多极质量过滤器。多极质量过滤器可为包括四极棒组的四极质量过滤器。然而，本文中设想其它多极。本文中还设想其它配置和类型的质量过滤器，其中施加于质量过滤器的RF和/或DC电压随时间的推移而改变以便发射具有不同质荷比的离子。

在电压转变周期期间防止所有离子到达检测器的步骤可包括：防止所有离子进入质量过滤器；和/或防止从质量过滤器发射出的所有离子到达检测器。

在电压转变周期期间防止所有离子到达检测器的步骤可包括将一个或更多个电压施加于离子阻挡或偏转装置的至少一个电极以便将电势垒布置在离子的路径中或以便使离子偏转，使得防止离子到达检测器。举例来说，离子门可用于在电压转变周期期间阻挡到检测器的离子路径。替代地或另外，可改变Einzel透镜或其它离子光学元件上的电势以便形成阻挡离子的势垒。

使离子偏转的步骤可包括在电压转变周期期间重新引导离子或使离子束散焦使得离子并不到达检测器。此可通过在电压转变周期期间将一个或更多个电压施加于一个或更多个电极而实现。举例来说，电压可施加于离子转向透镜或离子偏转器电极以便使离子转向，使得其并不到达检测器。

离子可经偏转以便对在电压转变周期期间将离子中和到例如电极上的表面造成影响。

施加于离子阻挡或偏转装置的至少一个电极的电压可独立于施加于质量过滤器的电极的RF和DC电压而经控制。此使得离子阻挡或离子偏转能够独立于施加于质量过滤器的电压而经控制且因此可更有效。并且，离子阻挡或离子偏转电极可不电耦合到质量过滤器的电极并且因此离子阻挡或离子偏转电压可不发射到质量过滤器或影响质量过滤器。

质量过滤器可为多极过滤器，或多极过滤器可提供在所述质量过滤器的上游以用于将离子发射到质量过滤器中，或多极过滤器可提供在所述质量过滤器与所述检测器之间以用于将离子从质量过滤器发射到检测器。RF和/或DC电压可施加于所述多极过滤器以便导引离子穿过所述多极过滤器，且施加于多极过滤器的RF和/或DC电压在电压转变周期期间可改变使得离子不发射穿过所述多极过滤器。

所述方法可包括在电压转变周期期间暂时增大施加于多极过滤器的DC电压以便迫使所有离子在多极过滤器中变得不稳定。

质量过滤器可为所述多极过滤器，且改变施加于质量过滤器的RF和/或DC电压的步骤可包括在所述电压转变周期以DC电压改变领先于RF电压改变以便防止所有离子到达检测器的方式改变施加于所述电极的RF和DC电压两者。

改变施加于质量过滤器的所述电极的RF和/或DC电压的步骤可包括使施加于所述电极的RF和/或DC电压的值不连续地步进。

RF和DC电压的第一组合可在第一时间周期内施加于所述电极，在此期间通过质量过滤器发射具有第一质荷比或第一质荷比范围的选定离子。施加于所述电极的RF和/或DC电压可接着在电压转变周期期间改变以使得RF和DC电压的第二组合可接着在第二时间周期内施加于所述电极，在此期间通过质量过滤器发射具有第二质荷比或第二质荷比范围的选定离子。

施加于所述电极的RF和/或DC电压可在任何数目的电压转变周期改变。

防止离子到达检测器(例如，在检测器处被检测到)的步骤可在不同电压转变周期内执行不同时间长度且/或可延长超出所述电压转变周期。举例来说，时间长度可依据预期RF和DC电压稳定为新值的时间而改变。替代地或另外，时间长度可取决于RF和/或DC电压步进的方向(即取决于是否改变电压使得使能通过质量过滤器发射的质荷比增大或减小)而改变。

每一电压改变的周期(在此期间防止离子到达检测器或被检测器检测到)(例如，所述电压转变周期)可为x，其中x选自由以下组成的组：≥10μs；≥20μs；≥30μs；≥40μs；≥50μs；≥100μs；≥200μs；≥300μs；≥400μs；≥500μs；≥600μs；≥700μs；≥800μs；≥900μs；≥1ms；≥5ms；≥10ms；≥15ms；≥20ms；≥25ms；≥30ms；≥35ms；≥40ms；≥45ms；以及≥50ms。另外或替代地，x可选自以下组成的组：≤50ms；≤45ms；≤40ms；≤35ms；≤30ms；≤25ms；≤20ms；≤15ms；≤10ms；≤5ms；≤900μs；≤800μs；≤700μs；≤600μs；≤500μs；≤400μs；≤300μs；≤200μs；≤100μs；≤50μs；≤40μs；≤30μs；≤20μs；以及≤10μs。举例来说，时间x可在10μs到50ms范围内。

通过质量过滤器发射的离子电流在改变RF和/或DC电压的所述步骤已开始之后相较于在改变施加于所述电极的RF和/或DC电压之前可较大。

检测器可包括光电倍增管。然而，设想其它检测器。

所述方法可包括在所述电压转变周期和/或所述另一电压转变周期期间改变施加于质量过滤器的所述电极的RF和DC电压两者，其中DC电压在电压转变周期内的第一时间周期内改变且RF电压在电压转变周期内的第二时间周期内改变；并且其中第一时间周期短于第二时间周期，且/或第一时间周期在第二时间周期结束之前结束。

改变RF电压所需的时间长度可为电压转变周期的长度的限制因素。为了减小电压转变周期的长度，DC电压可与RF电压同时开始改变或晚于RF电压开始改变的时间而开始改变，但DC电压的改变在RF电压的改变结束时结束或在RF电压的改变结束之前结束。

因此，改变施加于质量过滤器的所述电极的RF和/或DC电压的步骤可包括在一个或更多个电压转变周期中的每一电压转变周期改变施加于所述电极的RF和DC电压两者，且RF电压的改变可滞后于DC电压的改变。改变RF和/或DC电压的步骤可减小能够通过质量过滤器发射的离子的质荷比。

或者，改变施加于质量过滤器的所述电极的RF和/或DC电压的步骤可包括在每一电压转变周期期间改变施加于所述电极的RF和DC电压两者，且DC电压的改变可滞后于RF电压的改变。改变RF和/或DC电压的步骤可增大能够通过质量过滤器发射的离子的质荷比。

本发明还提供一种被设置和配置成执行本文所描述的方法中的任一个的质谱仪。

因此，本发明的第一方面提供一种质谱仪，其包括：

质量过滤器，包括多个电极；

RF和DC电压供应器；

离子检测器；

离子阻挡装置或偏转装置，用于阻挡离子或使离子偏转；以及

控制器，被设置和配置成控制质谱仪以：

将来自电压供应器的RF和DC电压施加于质量过滤器的电极使得质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

通过所述检测器检测通过所述质量过滤器发射的所述离子；

在电压转变周期期间改变施加于所述电极的RF和/或DC电压以便改变质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

在所述电压转变周期期间启动所述离子阻挡装置或偏转装置以便防止所有离子到达所述检测器；以及接着

在电压转变周期之后撤销启动所述离子阻挡装置或偏转装置以便允许离子被质量过滤器发射到检测器。

质谱仪和控制器可被设置和配置成执行本文所描述的方法中的任一个。

举例来说，质量过滤器可为包括多极电极棒组的多极质量过滤器。多极质量过滤器可为包括四极棒组的四极质量过滤器。然而，本文中设想其它多极。

控制器可被设置和配置成控制质谱仪以测量在所述电压转变周期期间从检测器输出的信号以确定检测器的基线信号；测量在电压转变周期之后来自检测器的离子信号；以及从经测量离子信号减去所述基线信号。

控制器可被设置和配置成控制质谱仪以在另一电压转变周期期间改变施加于所述电极的RF和/或DC电压以便改变质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；在所述另一电压转变周期期间防止所有离子到达检测器；以及在所述另一电压转变周期之后允许离子被质量过滤器发射到检测器。

控制器可被设置和配置成控制质谱仪以测量在所述另一电压转变周期期间从检测器输出的信号以确定检测器的更新基线信号；测量在所述另一电压转变周期之后来自检测器的离子信号；以及从经测量离子信号减去所述更新基线信号。

使用独立于施加于质量过滤器的电极的RF和DC电压而经控制的离子阻挡或偏转电势(在电压转变周期期间)的概念本身被认为是新颖且创造性的。此防止或缓和本文中所识别的问题中的至少一些，例如对检测器的损坏，而无需离子阻挡或偏转电压耦合到质量过滤器的电极或将离子阻挡或偏转电压限于由施加于质量过滤器的电压控制。

因此，根据第二方面，本发明提供一种质谱分析方法，其包括：

将RF和DC电压施加于质量过滤器的电极使得所述质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

通过检测器检测通过所述质量过滤器发射的所述离子；

在电压转变周期期间改变施加于所述电极的所述RF和/或DC电压以便改变所述质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

通过将一个或更多个电压施加于离子阻挡或偏转装置的至少一个电极以便将电势垒布置在所述离子的路径中以便阻挡其通过或以便使所述离子偏转而在所述电压转变周期期间防止至少一些离子到达所述检测器，其中所述一个或更多个电压独立于施加于所述质量过滤器的所述电极的所述RF和DC电压而经控制；以及

在电压转变周期之后允许离子被质量过滤器发射到检测器。

本发明的第二方面可具有相对于本发明的第一方面所描述的特征中的任一个，除未必需要在电压转变周期期间防止所有离子到达检测器以外。

本发明的第二方面还提供一种质谱仪，其包括：

质量过滤器，包括多个电极；

RF和DC电压供应器；

离子检测器；

离子阻挡装置或偏转装置，用于阻挡离子或使离子偏转；以及

控制器，被设置和配置成控制所述质谱仪以：

将来自电压供应器的RF和DC电压施加于质量过滤器的电极使得质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

通过检测器检测通过质量过滤器发射的离子；

在电压转变周期期间改变施加于所述电极的RF和/或DC电压以便改变质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

在电压转变周期期间将一个或更多个电压施加于所述离子阻挡装置或偏转装置的至少一个电极以便通过将电势垒布置在离子路径中以便阻挡其通过或以便使离子偏转而防止至少一些离子到达检测器，其中控制器被设置和配置成独立于施加于质量过滤器的电极的RF和DC电压而控制一个或更多个电压；以及接着

在电压转变周期之后撤销启动所述离子阻挡装置或偏转装置以便允许离子被质量过滤器发射到检测器。

根据第三方面，本发明提供一种质谱分析方法，其包括：

将RF和DC电压施加于质量过滤器的电极使得所述质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

在一个或更多个电压转变时间改变施加于所述电极的RF和/或DC电压以便改变所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

通过检测器检测通过所述质量过滤器发射的离子；以及

在所述一个或更多个转变时间期间和/或在所述一个或更多个转变时间中的一个或更多个之后所界定的时间周期期间防止通过质量过滤器发射的离子中的至少一些到达检测器或在检测器处被检测到。

当改变施加于电极的RF和/或DC电压时防止离子被检测到防止较大离子电流脉冲到达检测器。此可延长检测器的使用寿命，可避免检测器电源浪涌且可减小检测器基线位移。举例来说，改变施加于质量过滤器的电压可引起质量过滤器的分辨力的短暂降低，在其并不用于在改变施加于电极的RF和/或DC电压时防止离子被检测到的步骤的情况下会导致相对较大离子脉冲到达检测器。

所述方法可在SIR或MRM实验中使用，或在四极扫描已完成且四极扫描接着经编程以使电压返回(步进)到起始值时使用。可在个别SIR或MRM实验、信道或扫描之间进行准确检测器基线测量。在不同实验、信道或扫描之间，当改变电压时防止将以其它方式通过质量过滤器发射的离子中的至少一些到达检测器或在检测器处被检测到防止较大离子电流脉冲击中检测器。

在所述一个或更多个转变时间中的每个之后和/或在所述经界定时间周期中的每个之后，可再次准许通过质量过滤器发射的所有离子到达检测器。

质量过滤器可为包括多极电极棒组的多极质量过滤器。多极质量过滤器可为包括四极棒组的四极质量过滤器。然而，本文中设想其它多极。

防止离子到达检测器或在检测器处被检测到的步骤可包括阻挡离子或重新引导离子的飞行路径使得其并不到达检测器。

所述阻挡可包括将电势暂时施加到电极以便产生阻挡到检测器的离子路径的势垒。举例来说，可改变Einzel透镜或其它离子光学元件上的电势以便形成阻挡离子的势垒。

质量过滤器可为多极过滤器，或多极过滤器提供在所述质量过滤器的上游以用于将离子发射到质量过滤器中，或多极过滤器提供在所述质量过滤器与所述检测器之间以用于将离子从质量过滤器发射到检测器，其中将RF和DC电压施加于所述多极过滤器以便导引离子穿过所述多极过滤器，且其中所述阻挡包括改变施加于多极过滤器的DC电压使得离子无法发射穿过所述多极过滤器。

阻挡步骤可包括暂时增大施加于所述多极过滤器的DC电压以便迫使所有离子在多极过滤器中变得不稳定。

质量过滤器可为所述多极过滤器，且改变施加于质量过滤器的RF和/或DC电压的所述步骤可包括在一个或更多个电压转变时间中的每一电压转变时间以用于增大RF改变(DC电压改变领先于RF电压改变)且用于减小RF改变(DC电压滞后于RF电压改变)的方式改变施加于所述电极的RF和DC电压两者，以便产生所述阻挡步骤。

离子门可用于阻挡到检测器的离子路径。

所述重新引导可包括将电压施加于离子转向透镜或离子偏转器以便使离子转向，使得其并不到达检测器。

改变施加于质量过滤器的所述电极的RF和/或DC电压的步骤可包括使施加于所述电极的RF和/或DC电压的值不连续地步进。

RF和DC电压的第一组合可在第一时间周期内施加于所述电极，在此期间通过质量过滤器发射具有第一质荷比或第一质荷比范围的选定离子。施加于所述电极的RF和/或DC电压可接着在所述电压转变时间中的一电压转变时间改变，且RF和DC电压的第二组合可接着在第二时间周期内施加于所述电极，在此期间通过质量过滤器发射具有第二质荷比或第二质荷比范围的选定离子。

施加于所述电极的RF和/或DC电压可在任何数目的电压转变时间改变。

防止离子到达检测器或在检测器处被检测到的步骤可在不同电压转变周期执行不同时间长度。举例来说，所述时间长度可依据预期RF和DC电压在其已经改变之后稳定为新值的时间而改变。替代地或另外，所述时间长度可取决于RF和/或DC电压步进的方向(即取决于是否改变电压使得使能通过质量过滤器发射的质荷比增大或减小)而改变。

每一电压改变的周期(在此期间防止离子到达检测器或被检测器检测到)(例如，所述经界定周期)可为x，其中x选自由以下组成的组：≥10μs；≥20μs；≥30μs；≥40μs；≥50μs；≥100μs；≥200μs；≥300μs；≥400μs；≥500μs；≥600μs；≥700μs；≥800μs；≥900μs；≥1ms；≥5ms；≥10ms；≥15ms；≥20ms；≥25ms；≥30ms；≥35ms；≥40ms；≥45ms；以及≥50ms。另外或替代地，x可选自以下组成的组：≤50ms；≤45ms；≤40ms；≤35ms；≤30ms；≤25ms；≤20ms；≤15ms；≤10ms；≤5ms；≤900μs；≤800μs；≤700μs；≤600μs；≤500μs；≤400μs；≤300μs；≤200μs；≤100μs；≤50μs；≤40μs；≤30μs；≤20μs；以及≤10μs。举例来说，时间x可在10μs到50ms范围内。

通过质量过滤器发射的离子电流在改变RF和/或DC电压的所述步骤之后相较于在改变施加于所述电极的RF和/或DC电压之前可较大。

检测器可包括光电倍增管。然而，设想其它检测器。

改变施加于质量过滤器的所述电极的RF和/或DC电压的所述步骤可包括在一个或更多个电压转变时间中的每一电压转变时间改变施加于所述电极的RF和DC电压两者，且其中DC电压的改变滞后于RF电压的改变。

改变RF和/或DC电压的步骤可增大能够通过质量过滤器发射的离子的质荷比。

改变施加于质量过滤器的所述电极的RF和/或DC电压的所述步骤可包括在一个或更多个电压转变时间中的每一电压转变时间改变施加于所述电极的RF和DC电压两者，且其中RF电压的改变滞后于DC电压的改变。

改变RF和/或DC电压的步骤可减小能够通过质量过滤器发射的离子的质荷比。

所述方法可包括测量在防止离子到达检测器或在检测器处被检测到的所述步骤期间检测器的基线信号。

本发明的第三方面还提供被配置成执行本文所描述的方法中的任一个的质谱仪。

因此，本发明的第三方面提供一种质谱仪，其包括：

质量过滤器，包括多个电极；

RF和DC电压供应器；

离子检测器；

离子阻挡装置或偏转装置，用于阻挡离子或使离子偏转；以及

控制器，被配置成：

将来自电压供应器的RF和DC电压施加于质量过滤器的电极使得质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

在一个或更多个电压转变时间改变施加于所述电极的RF和/或DC电压以便改变所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

通过检测器检测通过质量过滤器发射的离子；以及

启动所述离子阻挡装置或偏转装置以便在所述一个或更多个转变时间期间和/或在所述一个或更多个转变时间之后的所界定时间周期期间防止通过质量过滤器发射的离子中的至少一些到达检测器或在检测器处被检测到。

质量过滤器可为包括多极电极棒组的多极质量过滤器。多极质量过滤器可为包括四极棒组的四极质量过滤器。然而，本文中设想其它多极。

控制器可通过使施加于所述电极的RF和/或DC电压的值不连续地步进而在一个或更多个电压转变时间改变施加于所述电极的RF和/或DC电压。

本文所描述的质谱仪可以包括：

(a)离子源，其选自以下组成的组：(i)电喷雾电离(“ESI”)离子源；(ii)大气压光电离(“APPI”)离子源；(iii)大气压化学电离(“APCI”)离子源；(iv)基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)离子源；(v)激光解吸电离(“LDI”)离子源；(vi)大气压电离(“API”)离子源；(vii)硅上解吸电离(“DIOS”)离子源；(viii)电子轰击(“EI”)离子源；(ix)化学电离(“CI”)离子源；(x)场电离(“FI”)离子源；(xi)场解吸(“FD”)离子源；(xii)电感耦合等离子体(“ICP”)离子源；(xiii)快原子轰击(“FAB”)离子源；(xiv)液体次级离子质谱分析(“LSIMS”)离子源；(xv)解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源；(xvi)镍-63放射性离子源；(xvii)大气压基质辅助激光解吸电离离子源；(xviii)热喷雾离子源；(xix)大气采样辉光放电电离(“ASGDI”)离子源；(xx)辉光放电(“GD”)离子源；(xxi)轰击器离子源；(xxii)实时直接分析(“DART”)离子源；(xxiii)激光喷雾电离(“LSI”)离子源；(xxiv)声波喷雾电离(“SSI”)离子源；(xxv)基质辅助进样电离(“MAII”)离子源；(xxvi)溶剂辅助进样电离(“SAII”)离子源；(xxvii)解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源；以及(xxviii)激光消融电喷雾电离(“LAESI”)离子源；和/或

(b)一个或更多个连续或脉冲离子源；和/或

(c)一个或更多个离子导向器；和/或

(d)一个或更多个离子迁移分离装置和/或一个或更多个场不对称离子迁移谱仪装置；和/或

(e)一个或更多个离子阱或一个或更多个离子捕获区；和/或

(f)一个或更多个碰撞、碎片化或反应单元，其选自以下组成的组：(i)碰撞诱发解离(“CID”)碎片化装置；(ii)表面诱发解离(“SID”)碎片化装置；(iii)电子转移解离(“ETD”)碎片化装置；(iv)电子捕获解离(“ECD”)碎片化装置；(v)电子碰撞或轰击解离碎片化装置；(vi)光诱发解离(“PID”)碎片化装置；(vii)激光诱发解离碎片化装置；(viii)红外辐射诱发解离装置；(ix)紫外辐射诱发解离装置；(x)喷嘴-撇渣器界面碎片化装置；(xi)源内碎片化装置；(xii)源内碰撞诱发解离碎片化装置；(xiii)热或温度源碎片化装置；(xiv)电场诱发碎片化装置；(xv)磁场诱发碎片化装置；(xvi)酶消化或酶降解碎片化装置；(xvii)离子-离子反应碎片化装置；(xviii)离子-分子反应碎片化装置；(xix)离子-原子反应碎片化装置；(xx)离子-亚稳离子反应碎片化装置；(xxi)离子-亚稳分子反应碎片化装置；(xxii)离子-亚稳原子反应碎片化装置；(xxiii)用于使离子反应形成加合物或产物离子的离子-离子反应装置；(xxiv)用于使离子反应形成加合物或产物离子的离子-分子反应装置；(xxv)用于使离子反应形成加合物或产物离子的离子-原子反应装置；(xxvi)用于使离子反应形成加合物或产物离子的离子-亚稳离子反应装置；(xxvii)用于使离子反应形成加合物或产物离子的离子-亚稳分子反应装置；(xxviii)用于使离子反应形成加合物或产物离子的离子-亚稳原子反应装置；以及(xxix)电子电离解离(“EID”)碎片化装置；和/或

(g)质量分析器，其选自以下组成的组：(i)四极质量分析器；(ii)2D或线性四极质量分析器；(iii)保罗(Paul)或3D四极质量分析器；(iv)彭宁阱质量分析器；(v)离子阱质量分析器；(vi)磁性扇区质量分析器；(vii)离子回旋共振(“ICR”)质量分析器；(viii)傅里叶变换离子回旋共振(“FTICR”)质量分析器；(ix)被布置成产生具有四角对数电势分布的静电场的静电质量分析器；(x)傅里叶变换静电质量分析器；(xi)傅里叶变换质量分析器；(xii)飞行时间质量分析器；(xiii)正交加速度飞行时间质量分析器；以及(xiv)线性加速度飞行时间质量分析器；和/或

(h)一个或更多个能量分析器或静电能量分析器；和/或

(i)一个或更多个离子检测器；和/或

(j)一个或更多个质量过滤器，其选自以下组成的组：(i)四极质量过滤器；(ii)2D或线性四级离子阱；(iii)保罗或3D四极离子阱；(iv)彭宁离子阱；(v)离子阱；(vi)磁性扇区质量过滤器；(vii)飞行时间质量过滤器；以及(viii)维恩(Wien)过滤器；和/或(k)用于脉冲离子的装置或离子门；和/或

(l)用于将大体上连续离子束转化为脉冲离子束的装置。

质谱仪可包括以下中的任一个：

(i)C-阱和质量分析器，其包括外机筒状电极和同轴内部轴状电极，其形成具有四角对数电势分布的静电场，其中在第一操作模式中将离子发射到C-阱，且接着将其注入到质量分析器中，且其中在第二操作模式中，将离子发射到C-阱，且接着将其发射到碰撞池或电子转移解离装置，其中将至少一些离子碎片化成碎片离子，且其中接着在注入到质量分析器中之前将碎片离子发射到C-阱；和/或

(ii)堆叠环离子导向器，包括多个电极，其各自具有在使用时发射离子的孔口，并且其中电极的间距沿着离子路径的长度增大，并且其中在离子导向器的上游部分的电极中的孔口具有第一直径，并且其中在离子导向器的下游部分中的电极中的孔口具有第二直径，第二直径小于第一直径，并且其中在使用时向连续电极施加相反相位的AC或RF电压。

质谱仪可进一步包括被布置和调整成适于将AC或RF电压供应到电极的装置。AC或RF电压任选地具有选自以下组成的组的振幅：(i)约<50V的峰到峰；(ii)约50-100V的峰到峰；(iii)约100-150V的峰到峰；(iv)约150-200V的峰到峰；(v)约200-250V的峰到峰；(vi)约250-300V的峰到峰；(vii)约300-350V的峰到峰；(viii)约350-400V的峰到峰；(ix)约400-450V的峰到峰；(x)约450-500V的峰到峰；以及(xi)>约500V的峰到峰。

AC或RF电压可具有选自以下组成的组的频率：(i)<约100kHz；(ii)约100-200kHz；(iii)约200-300kHz；(iv)约300-400kHz；(v)约400-500kHz；(vi)约0.5-1.0MHz；(vii)约1.0-1.5MHz；(viii)约1.5-2.0MHz；(ix)约2.0-2.5MHz；(x)约2.5-3.0MHz；(xi)约3.0-3.5MHz；(xii)约3.5-4.0MHz；(xiii)约4.0-4.5MHz；(xiv)约4.5-5.0MHz；(xv)约5.0-5.5MHz；(xvi)约5.5-6.0MHz；(xvii)约6.0-6.5MHz；(xviii)约6.5-7.0MHz；(xix)约7.0-7.5MHz；(xx)约7.5-8.0MHz；(xxi)约8.0-8.5MHz；(xxii)约8.5-9.0MHz；(xxiii)约9.0-9.5MHz；(xxiv)约9.5-10.0MHz；以及(xxv)>约10.0MHz。

质谱仪可以在离子源上游包括色谱法或其它分离装置。色谱法分离装置可以包括液相色谱法或气相色谱法装置。所述分离装置可以包括：(i)毛细电泳法(“CE”)分离装置；(ii)毛细电色谱法(“CEC”)分离装置；(iii)大体上刚性基于陶瓷的多层微流体衬底(“陶瓷瓦片”)分离装置；或(iv)超临界流体色谱法分离装置。

离子导向器可维持在选自以下组成的组的压力下：(i)<约0.0001mbar；(ii)约0.0001-0.001mbar；(iii)约0.001-0.01mbar；(iv)约0.01-0.1mbar；(v)约0.1-1mbar；(vi)约1-10mbar；(vii)约10-100mbar；(viii)约100-1000mbar；以及(ix)>约1000mbar。

分析物离子可以在电子转移解离(“ETD”)碎片化装置中经受电子转移解离碎片化。可以使分析物离子在离子导向器或碎片化装置内与ETD试剂离子相互作用。

为了实现电子转移解离，任选地进行以下中的任一个：(a)将分析物离子碎片化或在与试剂离子相互作用之后诱发解离和形成产品或碎片离子；和/或(b)将电子从一个或更多个试剂阴离子或带负电离子转移到一个或更多个带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子，其中诱发带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子中的至少一些解离，且形成产物或碎片离子；和/或(c)碎片化分析物离子或在与中性试剂气体分子或原子或非离子试剂气体相互作用之后诱发其解离和形成产物或碎片离子；和/或(d)将电子从一个或更多个中性非离子或不带电碱性气体或蒸气转移到一个或更多个带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子，其中诱发带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子中的至少一些解离，且形成产物或碎片离子；和/或(e)将电子从一个或更多个中性非离子或不带电超强碱试剂气体或蒸气转移到一个或更多个带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子，其中诱发带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子中的至少一些解离和形成产物或碎片离子；和/或(f)将电子从一个或更多个中性非离子或不带电碱金属气体或蒸气转移到一个或更多个带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子，其中诱发带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子中的至少一些解离，且形成产物或碎片离子；和/或(g)将电子从一个或更多个中性非离子或不带电气体、蒸气或原子转移到一个或更多个带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子，其中诱发带多个电荷的分析物阳离子或带正电离子中的至少一些解离，且形成产物或碎片离子，其中一个或更多个中性非离子或不带电气体、蒸气或原子选自以下组成的组：(i)钠蒸气或原子；(ii)锂蒸气或原子；(iii)钾蒸气或原子；(iv)铷蒸气或原子；(v)铯蒸气或原子；(vi)钫蒸气或原子；(vii)C₆₀蒸气或原子；以及(viii)镁蒸气或原子。

带多个电荷的分析物阳离子或带正电的离子可包括肽、多肽、蛋白质或生物分子。

为了实现电子转移解离，任选地：(a)试剂阴离子或带负电离子从多环芳族碳氢化合物或取代多环芳族碳氢化合物导出；和/或(b)试剂阴离子或带负电离子是从由以下组成的组导出：(i)蒽；(ii)9,10二苯基-蒽；(iii)萘；(iv)氟；(v)菲；(vi)芘；(vii)荧蒽；(viii)苣；(ix)苯并菲；(x)苝；(xi)吖啶；(xii)2,2'联吡啶；(xiii)2,2'联喹啉；(xiv)9-蒽烯腈；(xv)二苯并噻吩；(xvi)1,10'-啡啉；(xvii)9'蒽烯腈；以及(xviii)蒽醌；和/或(c)试剂离子或带负电离子包括偶氮苯阴离子或偶氮苯基阴离子。

电子转移解离碎片化过程可包括分析物离子与试剂离子的相互作用，其中试剂离子包括二氰基苯、4-硝基甲苯或甘菊环。

附图说明

现将仅通过举例且参考附图来描述各个实施例，在所述附图中：

图1展示常规四极质量分析器的示意图；

图2A-2B展示当施加于四极的DC和RF电压改变使得能够发射的离子的质荷比增大时从四极检测到的离子信号如何随时间的推移而变化的标绘图，其中施加于四极的DC电压的改变滞后于施加于四极的RF电压的改变；

图3A-3B展示当施加于四极的DC和RF电压改变使得能够发射的离子的质荷比减小时从相同四极检测到的离子信号如何随时间的推移而变化的标绘图；以及

图4展示根据本发明实施例的四极质量分析器的示意图。

具体实施方式

图1展示用于使用四极质量过滤器4和下游检测器6来分析来自离子源2的样本离子的现有技术布置的示意图。将离子从离子源2发射到四极质量过滤器4。举例来说，离子源可为碎片化或反应单元且发射到四极质量过滤器4的离子可为碎片或产物离子。RF和DC电压供应器8、10以已知方式将RF和DC电压施加于四极质量过滤器4的电极使得仅能够通过质量过滤器4发射具有某一质荷比或某一质荷比范围的离子。如果检测器6检测到离子已经通过质量过滤器4发射，则众所周知所述样本包括具有选定通过质量过滤器4发射的质荷比的离子。控制器12控制电压供应器8、10使得施加于质量过滤器4的电压经扫描或随时间的推移而步进，使得在不同时间能够通过质量过滤器4发射不同质荷比或不同质荷比范围。如果检测器6在这些不同时间中的任一时间检测到离子，则确定所述样本包括具有在这些不同时间能够通过质量过滤器发射的质荷比的离子。

或者，离子源2可为前体离子源且前体离子可在四极质量过滤器4下游的碎片化或反应单元中经碎片化或发生反应。举例来说，RF和DC电压供应器8、10可以已知方式将RF和DC电压施加于四极质量过滤器4的电极使得仅能够通过质量过滤器4发射具有某一质荷比或某一质荷比范围的前体离子。这些发射的前体离子可接着在碎片化或反应单元中经碎片化或发生反应以便产生碎片或产物离子。这些离子可接着被检测器6检测到。举例来说，检测器6可形成检测碎片或产物离子的质荷比的飞行时间质量分析器的一部分。所检测到的碎片或产物离子因此能够与其相应前体离子相关联，因为通过质量过滤器4发射的前体离子的质荷比已知。控制器12接着控制电压供应器8、10使得施加于质量过滤器4的电压经扫描或随时间的推移而步进，使得在不同时间能够通过质量过滤器4发射不同质荷比或不同质荷比范围。在这些不同时间中的每一时间，前体离子经碎片化或发生反应且检测到的所得碎片或产物离子与其相应前体离子相关联。

已认识到，扫描施加于四极质量过滤器4的电压或使所述电压步进可产生通过质量过滤器4发射的离子的相对较大脉冲，从而导致检测器基线信号位移和/或检测器6的电源过载。

图2A-2B展示当施加于质量过滤器4的电压改变使得质量过滤器4从能够大体上仅发射具有质荷比100的离子改变为能够大体上仅发射具有质荷比710的离子时通过图1的质量过滤器4发射且通过检测器6检测到的离子信号如何随时间的推移而变化的标绘图。通过飞行时间质量分析器检测到离子信号且电压驱动电路8、10被配置成使得DC电压的改变滞后于RF电压的改变。

图2A展示随质荷比和时间而变的检测到的离子信号强度。最初，四极4经设定以便能够仅发射具有质荷比100的离子。在这些时间，在检测器6处大体上未检测到离子。在4.5ms与6ms之间，改变施加于四极4的电压以便设定四极4能够仅发射具有质荷比710的离子。从图2A可见，在离子信号接着在大体上仅检测到具有质荷比710的离子的情况下稳定之前，此导致具有许多不同质荷比的离子在约电压改变的时间被检测器6检测到。具有其它质量的离子的离子信号展示为较弱的，这是由于通过四极4发射的前体离子的碎片化。此图展示改变施加于四极4的电压以用于选择性地发射具有不同质荷比的离子会引起四极4的分辨率的暂时损失。

图2B展示随时间而变的在检测器6处检测到的总离子信号强度。可见，在改变施加于四极4的电压之前大体上未检测到离子信号。当电压改变时，从4.5ms到6ms，总离子信号在下降到稳定电平之前明显地上升且达到峰值。总离子信号的峰值对应于电压转变周期，其中存在四极4的分辨率的暂时损失。此可导致检测器6过载或检测器基线位移，如上文所描述。在峰值之后的总离子信号对应于大体上仅来自具有质荷比710的离子，即当四极4在电压转变周期之后已稳定时的信号。

图3A-3B展示分别对应于图2A-2B的标绘图的标绘图，除了其中改变施加于四极4的电压使得四极4从能够大体上仅发射具有质荷比1300的离子改变为能够大体上仅发射具有质荷比710的离子之外。图3A展示随质荷比和时间而变的检测到的离子信号强度。最初，四极4设定成能够仅发射具有质荷比1300的离子。在这些时间，在检测器6处大体上未检测到离子。在约4.5ms的时间，改变施加于四极4的电压以便将四极4设定为仅发射具有质荷比710的离子。从图3A可见，此导致大体上仅具有质荷比710的离子在约电压改变的时间被检测到。具有其它质量的离子的离子信号展示为较弱的，这是由于通过四极4发射的前体离子的碎片化。

图3B展示随时间而变的在检测器6处检测到的总离子信号强度。可见，在改变施加于四极4的电压之前大体上未检测到离子信号。当电压在4.5ms附近改变时，总离子信号上升到大体上较高的恒定电平(所说明的波动是归因于比例因数的使用)，而不会超越新电平。此展示当在高质荷比到低质荷比的方向上步进时(当DC电压的改变滞后于RF电压的改变时)，改变施加于四极4的电压以用于选择性地发射具有不同质荷比的离子并不会引起分辨率的暂时损失。

为了避免归因于质量过滤器4的分辨率的暂时损失而出现上述问题，本发明的实施例在改变施加于质量过滤器4的电压的周期的至少一部分期间(例如在扫描间周期的至少一部分期间)阻挡离子束或使离子束转向，此防止高离子电流尖峰归因于在电压改变时发生的质量过滤器4的分辨率的暂时损失而对检测器6造成影响，此可帮助保留检测器基线信号电平且/或使得获取系统能够测量检测器基线信号电平在改变施加于质量过滤器4的电压的周期期间的任何改变。可接着从在下一获取周期期间获得的离子信号减去新近测量的检测器基线信号。

图4展示本发明的实施例的示意图。仪器大体上与关于图1所展示和描述的仪器相同，除所述仪器还包含布置在质量过滤器4上游的离子阻挡或偏转装置14以外。上游离子阻挡或偏转装置14包括连接到电压供应器18的一个或更多个电极，电压供应器18又由控制器12电控。另外或替代地，为了在所述仪器中提供上游离子阻挡或偏转装置14，所述仪器可包含布置在质量过滤器4下游的离子阻挡或偏转装置16。下游离子阻挡或偏转装置16包括连接到电压供应器20的一个或更多个电极，电压供应器20又由控制器12电控。

在操作中，所述仪器可用于分析来自离子源2的离子样本的质荷比。举例来说，离子源2可为碎片化或反应单元，其中前体离子经碎片化或发生反应以便分别产生碎片或产物离子。在此实例中，可接着需要对此类碎片或产物离子进行质量分析。将离子从离子源2朝向质量过滤器4引导。如果在所述仪器中存在上游离子阻挡或偏转装置14，则控制器12控制电压供应器18使得上游离子阻挡或偏转装置14起初被撤销启动。举例来说，控制器12可控制电压供应器18使得电压、接地电压或可忽略的电压不施加于离子阻挡或偏转装置14。换句话说，上游离子阻挡或偏转装置14允许大体上所有离子从离子源2传递到质量过滤器4。

控制器12控制RF和DC电压供应器8、10，从而以已知方式将RF和DC电压施加于质量过滤器4的电极，使得仅能够通过质量过滤器4发射具有第一质荷比或第一质荷比范围的离子。如果在所述样本中存在具有此第一质荷比或第一质荷比范围的离子，则通过质量过滤器4发射这些离子。

如果在所述仪器中存在下游离子阻挡或偏转装置16，则控制器12控制电压供应器20使得下游离子阻挡或偏转装置16起初被撤销启动。举例来说，控制器12可控制电压供应器20使得通过质量过滤器4发射的大体上所有离子传递到检测器6，例如，电压可施加于离子阻挡或偏转装置16以便吸引离子。如果检测器6检测到离子已经通过质量过滤器4发射到所述检测器，则确定所述样本包括具有第一质荷比或第一质荷比范围的离子。

控制器12接着控制RF和DC电压供应器8、10，从而出于将质量过滤器4设定为能够仅发射具有第二质荷比或第二质荷比范围的离子的目的，以已知方式改变施加于质量过滤器4的电极的RF和DC电压。然而，RF和DC电压供应器8、10的控制电路不可能使施加于电极的RF和DC电压立即步进到新RF和DC电压值。而是存在RF和DC电压的值逐渐地增大或减小到其新值的电压转变周期。如上文所描述，此可引起质量过滤器4的分辨率的暂时损失，从而引起许多离子通过质量过滤器4发射到检测器6。此有可能可引起检测器6的基线信号的相对长期位移和/或检测器6的电源过载。

本发明的实施例通过控制上游离子阻挡或偏转装置14和/或下游离子阻挡或偏转装置16以便在电压转变周期的至少一部分期间防止离子到达检测器6而解决此问题，在所述电压转变周期期间质量过滤器4归因于施加于其上的RF和DC电压的改变而损失分辨率。举例来说，如果在所述仪器中存在上游离子阻挡或偏转装置14，则控制器12控制电压供应器18以便启动上游离子阻挡或偏转装置14，以便例如通过将电压施加于上游离子阻挡或偏转装置14以便排斥离子而防止所有离子从离子源2传递到质量过滤器4。控制器12可在电压转变周期开始时，即在控制器12将信号发送到电压供应器8、10以改变施加于质量过滤器4的RF和DC电压时启动上游离子阻挡或偏转装置14。离子接着不能够进入质量过滤器4且因此不能够到达检测器6。控制器12可随后在电压转变周期结束时，即在施加于质量过滤器4的RF和DC电压已稳定在其值处以用于将质量过滤器4设定为能够仅发射具有第二质荷比或第二质荷比范围的离子时撤销启动上游离子阻挡或偏转装置14。一旦已撤销启动上游离子阻挡或偏转装置14，离子接着能够进入质量过滤器4且如果这些离子中的任一个具有第二质荷比或在第二质荷比范围内，则这些离子将通过质量过滤器4发射到检测器6。

如果在所述仪器中存在下游离子阻挡或偏转装置16，则所述下游离子阻挡或偏转装置可用于在电压转变周期的至少一部分期间防止离子到达检测器6，在所述电压转变周期期间质量过滤器4归因于施加于其上的RF和DC电压的改变而损失分辨率。举例来说，控制器12可控制电压供应器20以便启动下游离子阻挡或偏转装置16，以便防止所有离子从质量过滤器4传递到检测器6。控制器12可在电压转变周期开始时，即在控制器12将信号发送到电压供应器8、10以改变施加于质量过滤器4的RF和DC电压时启动下游离子阻挡或偏转装置16。离子接着不能够从质量过滤器4传递到检测器6。控制器12可随后在电压转变周期结束时，即在施加于质量过滤器4的RF和DC电压已稳定在其值处以用于将质量过滤器4设定为能够仅发射具有第二质荷比或第二质荷比范围的离子时撤销启动下游离子阻挡或偏转装置16。一旦已撤销启动下游离子阻挡或偏转装置16，离子接着能够从质量过滤器4发射到检测器6。

上游离子阻挡或偏转装置14和/或下游离子阻挡或偏转装置16可在启动时以多种方式阻挡离子或使离子偏转。举例来说，离子阻挡或偏转装置14、16可包括一个或更多个电极，且控制器12可控制其相应电压供应器18、20以便将DC和/或RF电压施加于电极，以便产生阻挡所有离子在下游方向上通过的电势垒。当撤销启动离子阻挡或偏转装置14、16时，控制器12可控制其相应电压供应器18、20以便更改或去除DC和/或RF电压，以使得去除势垒，从而允许离子向下游通过。

或者，离子阻挡或偏转装置14、16可使离子的飞行路径偏转，而非阻挡离子通过。举例来说，离子阻挡或偏转装置14、16可包括一个或更多个电极且控制器12可控制其相应电压供应器18、20以便将DC和/或RF电压施加于电极，以便产生使所有离子在下游方向上行进的飞行路径偏转的电势分布。对于上游离子阻挡或偏转装置14，当启动时，装置14使离子的飞行路径偏转使得离子不进入质量过滤器4且因此离子不到达检测器6。对于下游离子阻挡或偏转装置16，当启动时，装置16使离子的飞行路径偏转使得离子不到达检测器6。在任一状况下，当撤销启动离子阻挡或偏转装置14、16时，控制器12可控制其相应电压供应器18、20以便更改或去除DC和/或RF电压，以使得以防止离子进入质量过滤器4或从质量过滤器4行进到检测器6的方式使离子并不偏转。举例来说，当启动时，离子阻挡或偏转装置14、16可使所有离子离轴偏转或可使离子束散焦。

本文中所描述的离子阻挡或偏转装置14、16可包括在启动时使离子束转向的离子转向透镜、用于阻挡离子或使离子偏转的Einzel透镜或其它离子光学元件。

还预期离子阻挡或偏转装置14、16可以是离子导向器，当在撤销启动模式下操作时将RF和/或DC电压施加于离子导向器以便导引离子穿过离子导向器，且当在启动模式下操作时将RF和/或DC电压施加于离子导向器使得离子不发射穿过所述离子导向器。

另外或替代地，为了提供所述上游和/或下游离子阻挡或偏转装置14、16，可在电压转变周期期间将离子阻挡电压施加于质量过滤器4的电极中的一个或更多个以便防止所有离子传递通过质量过滤器，或致使所有离子在质量过滤器中不稳定使得其并不到达检测器。举例来说，在电压转变周期期间，如果施加于质量过滤器的RF电压增大，则DC电压的改变可经控制以便领先于RF电压的改变。或者，如果施加于质量过滤器的RF电压在电压转变周期期间减小，则DC电压的改变可经控制以便滞后于RF电压的改变。

因此，将了解，根据本发明的实施例，离子朝向质量过滤器4发射且进入质量过滤器4。起初仅具有第一质荷比或第一质荷比范围的离子通过质量过滤器4发射到检测器6，而其它离子被质量过滤器4滤除。接着在电压发射周期期间改变施加于质量过滤器4的电极的RF和/或DC电压以便在电压发射周期结束时改变通过质量过滤器4发射的质荷比或质荷比范围。可在此电压转变周期期间防止大体上所有离子到达检测器6。在电压转变周期之后，将具有第二质荷比或第二质荷比范围的离子通过质量过滤器4发射到检测器6，而其它离子被质量过滤器4滤除。第二质荷比或第二质荷比范围不同于第一质荷比或第一质荷比范围。

虽然上文仅已详细地说描述单个电压转变周期，但预期施加于质量过滤器4的电极的RF和/或DC电压在一个或更多个另外的电压转变周期期间可改变以便改变质量过滤器4能够发射的所述选定质荷比或选定质荷比范围。举例来说，可在第二电压转变周期中改变所述电压使得在所述周期结束时，质量过滤器4仅能够发射第三质荷比或第三质荷比范围，而其它离子被质量过滤器4滤除。第三质荷比或第三质荷比范围可不同于第一和第二质荷比或第一和第二质荷比范围。可在第二电压转变周期期间防止大体上所有离子到达检测器6(例如，使用上文所描述的离子阻挡或偏转装置14、16)，但随后可接着将所述离子发射到检测器6。

上文和/或本文中其它处所公开的方法步骤可在单个实验运行中(例如，对单个样本)执行。举例来说，本文中所描述的方法可在SIR、SRM或MRM实验中使用，或所述方法可应用于在质量扫描功能之间发生的电压转变步骤。

如上文所描述，在电压转变周期期间防止大量离子到达检测器6有助于防止检测器6的基线电平明显地改变和在长时间周期内保持升高，例如在高离子电流停止之后的几秒。此外，在电压转变周期期间防止大体上所有离子到达检测器6使得能够在电压转变周期期间监测来自检测器的基线信号。由于先前获取中的离子电流可已极高，因此一旦离子电流停止，检测器基线信号电平可在长时间周期内保持升高。在电压转变周期结束时，离子可从质量过滤器4发射到检测器6且可测量检测器6处的离子信号。由于在先前电压转变周期中测量基线电平，因此能够获得最新基线电平且从随后从检测器获得的离子信号减去所述最新基线电平。可在多个或所有电压转变周期期间监测基线电平使得基线信号反复地经更新。接着能够从最新离子信号减去更新的基线信号，从而得到离子信号的改进型测量准确度。

虽然已参考优选实施例描述本发明，但所属领域的技术人员应理解，可在不脱离所附权利要求书中所阐述的本发明的范围的情况下对形式和细节作出各种改变。

虽然已经描述其中碎片或产物离子的样本通过质量过滤器质量选择性地发射到检测器以便确定样本中存在哪些碎片或产物离子的实施例，但可执行其它实验。举例来说，质量过滤器可经控制以便能够在不同时间质量选择性地发射不同前体离子以便确定样本中存在哪些前体离子。或者，质量过滤器可经控制以便在不同时间质量选择性地发射不同前体离子，前体离子可在下游经碎片化或发生反应以产生碎片或产物离子，且所述碎片或产物离子可通过检测器检测到。所述碎片或产物离子可接着与其相应前体离子相关，例如基于碎片或产物离子的检测时间和那时通过质量过滤器发射的质荷比。所述前体离子可接着从其碎片离子识别出。

Claims (13)

1.一种质谱分析方法，包括：将RF和DC电压施加于质量过滤器的电极使得所述质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

通过检测器检测通过所述质量过滤器发射的所述离子；

在电压转变周期期间改变施加于所述电极的所述RF和/或DC电压以便改变所述质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

在所述电压转变周期期间防止所有离子到达所述检测器；以及

在所述电压转变周期之后允许离子由所述质量过滤器发射到所述检测器。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

当防止离子到达所述检测器时，在所述电压转变周期期间测量从所述检测器输出的信号，以便确定所述检测器的基线信号；

当允许离子发射到所述检测器时，在所述电压转变周期之后测量来自所述检测器的离子信号；以及

从所述经测量离子信号减去所述基线信号。

3.根据权利要求2所述的方法，在另一电压转变周期期间改变施加于所述电极的所述RF和/或DC电压以便改变所述质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

在所述另一电压转变周期期间防止所有离子到达所述检测器；以及

在所述另一电压转变周期之后允许离子由所述质量过滤器发射到所述检测器。

4.根据权利要求3所述的方法，包括当防止离子到达所述检测器时，在所述另一电压转变周期期间测量从所述检测器输出的所述信号以确定所述检测器的更新基线信号；

当允许离子发射到所述检测器时，在所述另一电压转变周期之后测量来自所述检测器的所述离子信号；以及

从所述经测量离子信号减去所述更新基线信号。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述质量过滤器为包括多极电极棒组的多极质量过滤器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述电压转变周期期间防止所有离子到达所述检测器的步骤包括：

防止所有离子进入所述质量过滤器；和/或

防止从所述质量过滤器发射出的所有离子到达所述检测器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述电压转变周期期间防止所有离子到达所述检测器的所述步骤包括：

将一个或更多个电压施加于离子阻挡或偏转装置的至少一个电极以便将电势垒布置在所述离子的路径中或以便使所述离子偏转，使得防止所述离子到达所述检测器。

8.根据权利要求7所述的方法，其中施加于离子阻挡或偏转装置的所述至少一个电极的所述电压独立于施加于所述质量过滤器的所述电极的所述RF和/或DC电压而经控制。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述电压转变周期和/或所述另一电压转变周期期间改变施加于所述质量过滤器的所述电极的所述RF和DC电压两者，其中所述RF振幅在所述电压转变周期期间增大；其中，所述DC电压在所述电压转变周期内的第一时间周期内改变且所述RF电压在所述电压转变周期内的第二时间周期内改变；并且其中所述第一时间周期短于所述第二时间周期，且/或所述第一时间周期在所述第二时间周期结束之前结束。

10.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，包括在所述电压转变周期和/或所述另一电压转变周期期间改变施加于所述质量过滤器的所述电极的所述RF和DC电压两者；其中，所述RF振幅在所述电压转变周期期间减小；其中，所述RF电压在所述电压转变周期内的第一时间周期内改变且所述DC电压在所述电压转变周期内的第二时间周期内改变；并且其中所述第一时间周期短于所述第二时间周期，且/或所述第一时间周期在所述第二时间周期结束之前结束。

11.一种质谱仪，包括：

质量过滤器，包括多个电极；

RF和DC电压供应器；

离子检测器；

离子阻挡装置或偏转装置，用于阻挡离子或使离子偏转；和

控制器，被设置和配置成控制所述质谱仪以：

将来自所述电压供应器的RF和DC电压施加于所述质量过滤器的所述电极使得所述质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

通过所述检测器检测通过所述质量过滤器发射的所述离子；

在电压转变周期期间改变施加于所述电极的所述RF和/或DC电压以便改变所述质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

在所述电压转变周期期间启动所述离子阻挡装置或偏转装置以便防止所有离子到达所述检测器；以及接着

在所述电压转变周期之后撤销启动所述离子阻挡装置或偏转装置以便允许离子由所述质量过滤器发射到所述检测器。

12.根据权利要求11所述的质谱仪，其中所述控制器被设置和配置成控制所述质谱仪以在所述电压转变周期期间测量从所述检测器输出的信号以确定所述检测器的基线信号；

在所述电压转变周期之后测量来自所述检测器的离子信号；以及

从所述经测量离子信号减去所述基线信号。

13.一种质谱分析方法，包括：

将RF和DC电压施加于质量过滤器的电极使得所述质量过滤器能够大体上仅发射具有选定质荷比或选定质荷比范围的离子；

通过检测器检测通过所述质量过滤器发射的所述离子；

在电压转变周期期间改变施加于所述电极的所述RF和/或DC电压以便改变所述质量过滤器能够发射的所述选定质荷比或所述选定质荷比范围；

通过将一个或更多个电压施加于离子阻挡或偏转装置的至少一个电极以便将电势垒布置在所述离子的路径中以便阻挡其通过或以便使所述离子偏转而在所述电压转变周期期间防止至少一些离子到达所述检测器，其中所述一个或更多个电压独立于施加于所述质量过滤器的所述电极的所述RF和DC电压而经控制；以及

在所述电压转变周期之后允许离子由所述质量过滤器发射到所述检测器。