CN109075012B

CN109075012B - 二维msms

Info

Publication number: CN109075012B
Application number: CN201780023755.5A
Authority: CN
Inventors: 基思·理查森; 詹森·李·维尔德古斯
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2021-01-26
Anticipated expiration: 2037-04-13
Also published as: US20190214238A1; EP3443580A1; US10727036B2; US11769654B2; CN109075012A; US20210319993A1; WO2017178835A1; US11075063B2; US20230395362A1; US20200321204A1

Abstract

公开了一种质谱分析的方法，其包括：在单个实验运行期间执行多个操作周期，其中每个周期包括：在任何给定时间使单个质量或质量范围的前体离子以质量选择性地传输通过质量分离器或滤质器或从其传输出来，其中操作所述质量分离器或滤质器使得从其传输的所述单个质量或质量范围随时间变化；在所述多个周期中的至少一些周期之间以宽带模式操作所述质量分离器或滤质器，其中在每个宽带模式中，所述质量分离器或滤质器以非质量分辨方式传输离子；和对离子进行质量分析。

Description

二维MSMS

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年4月14日提交的美国专利申请No.62/322404的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体涉及一种质谱仪，尤其涉及用于获得二维数据集的质谱仪。

背景技术

在质谱仪的一些现有数据独立采集(DIA)操作模式中，目标离子种群基本上未经过滤，但是如果在单一状态下操作时这些操作模式不能传输整个离子种群，则可以“描绘分析”某些分量。一个或多个碎裂装置可以在一种以上状态下操作，以产生：“低能量”数据，在所述“低能量”数据中离子种群基本上未被碎裂；和“高能量数据”，所述高能量数据主要由原始离子种群的碎片组成。通过仔细处理产生的数据，可以将高能量种群中的碎片离子中的多个碎片离子分配给低能量种群中的“母”或“前体”离子。一般而言，在本文中这些采集模式将称为多串联(MS)模式。虽然功能强大，但多MS模式的定性和定量性能可能受所涉及样品的复杂性的限制和/或包括额外分离方法，例如离子淌度分离，这会增加额外的成本并加大仪器的复杂性。

在一些其他DIA操作模式中，按照质荷比(m/z)过滤或预分离离子种群，这通常旨在降低过滤后所实施碎裂实验的产品的复杂性，从而提高将碎片离子分配给前体离子的置信度并减少干扰。滤质器可以以一个静态构造(MSMS)操作(针对碎裂选择单个m/z范围)或者步进通过预定一系列的静态构造。后一类DIA采集模式在本文中将一般被称为多MSMS。由于仪器控制和采集系统所受的限制，因此发生这种步进的时间尺度通常最小约为1/20秒。当需要这种步进模式以窄滤质器来描绘宽质量范围时，该过程变得耗时。考虑例如步进通过400m/z单位的质量范围，其中滤质器离子传输窗口具有5m/z单位的宽度。即使以窗口步进使得在每阶步中由滤质器传输的质荷比不重叠，仍然需要80个阶步来传输400m/z单位的质量范围，这耗费最少4秒的时间。这个时间比某些高效色谱实验中峰洗脱的时间长，并且无法实现色谱峰的客观和定量分析的目标。另外，在多MSMS采集模式中，已知对应于特定碎片的前体离子的质荷比仅能达到滤质器或质量分离器的传输窗口宽度的精确度。

发明内容

本发明提供一种质谱分析方法，其包括：

在单个实验运行期间执行多个操作周期，其中每个周期包括：在任何给定时间使单个质量或质量范围的前体离子以质量选择性地传输通过质量分离器或滤质器或从其传输出来，其中操作质量分离器或滤质器使得能够从其传输的单个质量或质量范围随时间变化；

在所述多个周期中的至少一些周期之间以宽带模式操作质量分离器或滤质器，其中在每个宽带模式中，质量分离器或滤质器以非质量分辨方式传输离子；和

对离子进行质量分析。

在每个宽带模式中由质量分离器或滤质器传输的离子在质量分析之前可能不会碎裂。

该方法可以包括：在所述周期中的至少一个或至少一些周期期间使由质量分离器或滤质器传输的离子碎裂或反应；和对所得的碎片离子或产物离子进行质量分析。

该方法可包括在所述周期中的一个或多个所述周期期间改变碎裂能量或速率或反应能量或速率。

碎裂能量或速率或反应能量或速率可以与在一个或每个周期期间由质量分离器或滤质器传输的质量值同步变化。

如上所述，离子可以在宽带模式不被碎裂，使得对前体离子进行质量分析，而在所述周期中由质量分离器或滤质器传输的离子可以碎裂或反应。为了使前体离子与它们相应的碎片离子或产物离子相关联，该方法还可以还包括校准程序。

该校准程序可以包括：对包括多个标准物的混合物执行所述多个操作周期以获得质谱数据；

使用峰值检测算法处理数据；使得检测到的质量峰匹配针对该标准物的理论预期质量峰；和构建针对该标准物的质荷比值与该标准物通过质量分离器或滤质器的传输时间之间的映射或校准关系。

该方法使由质量分离器或滤质器传输的质荷比与其传输时间相关联。可以使用在实验期间不发生碎裂的标准物。替代地，可以使用在检测之前碎裂的标准物，原因在于如果它们未碎裂，则针对标准物碎片的峰将同时发生并且所述峰的分布与标准物的前体离子的峰的分布相同。因此，标准物的碎片的峰可以应用于将检测到的质量峰值与标准物的理论预期质量峰值匹配的步骤中。

该方法可以包括使用碎片或产物离子的检测时间和所述映射或校准关系来确定所述产物离子碎片的前体离子的质荷比。

由于由质量分析器检测任何给定碎片或产物离子的时间与质量分离器或滤质器传输其相应前体离子的时间有关，因此碎片或产物离子的检测时间可用于确定传输其前体离子的时间。因为已知质量分离器或滤质器能够传输的质量如何随时间变化的函数(根据映射或校准关系)，所以确定何时传输前体离子的时间可用于确定前体离子的质荷比。因此，检测到的碎片或产物离子可以与其前体离子相关联。可选地，确定的前体质荷比可以与在宽带模式下分析的前体离子质量匹配。

在至少一个周期或周期中的至少一些周期中，质量分离器或滤质器能够质量选择性地传输离子的时间段可以长于以宽带模式之一操作的时间段。

本发明还提供了一种质谱分析方法，其包括：

在单个实验运行期间执行多个操作周期，其中每个周期包括：在任何给定时间使单个质量或质量范围的前体离子质量选择性地传输通过质量分离器或滤质器或从其传输出来，其中操作质量分离器或滤质器使得能够从其传输的单个质量或质量范围随时间变化；和

对离子进行质量分析。

在任何给定周期中，由质量分离器或滤质器传输的质量或质量范围可以从周期开始至结束逐渐增加(或减少)。

在本文所述的方法中，在所述周期中的至少一些中由质量分离器或滤质器传输的离子可以以基本恒定的碰撞能量或碎裂速率碎裂以产生碎片离子。碰撞能量或碎裂速率可以在基本整个一个或多个周期中保持恒定。

在所述周期中的至少一些中由质量分离器或滤质器传输的离子可以以基本恒定的反应速率反应以产生产物离子。反应速率可以在基本上整个一个或多个周期中保持恒定。

该方法可以包括：操作第一模式，在所述第一模式中，由质量分离器或滤质器传输的离子碎裂或反应；和对所得的碎片或产物离子进行质量分析；操作第二模式，在所述第二模式中由质量分离器或滤质器传输的前体离子基本上不碎裂或反应；和对这些离子进行质量分析；在单个实验运行中切换到第一和第二模式或在第一和第二模式之间交替，其中第一和第二模式之间的切换或交替与切换到多个周期中的新周期同步。

在所述周期中的第一个或第一组周期中传输的离子经历所述第一模式，并且在所述周期中的不同的第二个或第二组周期中传输的离子经历所述第二模式。

由质量分离器或滤质器以第一模式传输的离子可以以基本恒定的碰撞能量或碎裂速率碎裂以产生碎片离子或者可以以基本恒定的反应速率反应以产生产物离子。

在第一模式中，由质量分离器或滤质器传输的离子可以以经过每个周期而增加或减小的碰撞能量或碎裂速率碎裂，或者以经过每个周期而增加或减小的反应速率反应。

在第一和第二模式期间，质量分离器或滤质器可以以相同方式的时间函数质量选择性地传输前体离子。

该方法可以包括将在第一模式中检测到的碎片或产物离子与在第二模式中检测到的它们相应的前体离子基于其检测时间和/或由质量分析器检测到的信号强度分布而相关联。

该方法可以包括执行多个所述周期，同时改变碰撞能量或碎裂速率或反应速率，使得能量或速率对于不同周期而言不同。

在贯穿每个周期中，能量或速率可以逐渐增加，以连续方式增加或以阶梯方式增加，使得能量或速率对于不同周期而言不同；或者，能量或速率可以在贯穿每个周期中逐渐减小，以连续方式减小或以阶梯方式减小，使得能量或速率对于不同周期而言不同。

质量分离器或滤质器可以是离子阱，其在每个周期中质量选择性地将离子扫描出阱。

在任何给定时间能够由质量分离器或滤质器传输的质量范围的宽度可以在所述周期中的一个或多个周期期间和/或在所述周期中的不同周期之间变化。

质量分离器或滤质器扫描或步进经过的质量范围对于不同的周期而言可以不同。

该方法可以包括以一种模式操作该方法，该模式执行所述周期中的多个连续周期，与此同时保持碰撞能量或碎裂速率或反应速率恒定，以引起离子碎裂或反应。

该方法可以包括以一种模式操作该方法，该模式执行所述周期中的多个连续周期，与此同时保持碰撞能量或碎裂速率或反应速率恒定，以便基本上不引起离子碎裂或反应。

该方法可以包括在单个实验运行中执行≥z个周期，其中z选自由3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45和50构成的组。

可以操作质量分离器或滤质器，使得在每个周期中，能够从其传输的质量或质量范围以时间函数的质荷比被连续扫描或步进。

在能够被传输的质量(或质量范围)作为时间的函数步进的情况下，质量(或质量范围)可以步进以便绕过不关注的质量范围。

在一个周期中由质量分离器或滤质器扫描或步进经过的总质量范围对于多个周期或所有周期而言可以是相同的。

滤质器可以是四级杆滤质器或其他多极杆滤质器；或者质量分离器或滤质器可以是离子阱，所述离子阱可选地在每个周期期间在不同时间质量选择性地将不同质量的离子传输到下游。

在所述周期中的至少一些周期中由质量分离器或滤质器传输的离子可以可选地以恒定或可变的碰撞能量而碎裂或反应以产生碎片或产物离子。

在碰撞能量随时间变化的情况下，可以以连续的方式扫描碰撞能量，或者碰撞能量以步进或不连续地方式变化。

该方法可以包括：操作一种模式，其中由质量分离器或滤质器传输的离子碎裂或反应，并且对所得的碎片或产物离子进行质量分析；和/或操作另一种模式，其中由质量分离器或滤质器传输的前体离子基本上不碎裂或反应；以及对这些离子进行质量分析。

该方法可以包括在单个实验运行中切换到所述一种模式和所述另一种模式或在所述一个模式和所述另一个模式之间重复交替。

该方法可以包括可选地使得在所述一种模式中检测到的产物离子的碎片与在所述另一种模式中检测到的它们相应的前体离子基于其检测时间和/或由质量分析器检测的信号强度分布而相关联。

第一和第二模式之间的切换或交替可以与切换到多个周期中的新周期同步；可选地，其中，在所述周期中的第一个获第一组周期中传输的离子经历所述第一模式，并且在所述周期中的不同的第二个或第二组周期中传输的离子经历所述第二模式。

该方法可包括在所述周期中的一个或多个周期期间或在所述实验运行期间改变碎裂能量或速率或反应能量或速率；可选地，其中碎裂能量或速率或反应能量或速率随着质量分离器或滤质器在一个或每个周期期间传输的质量值变化或与其同步。

碎裂能量或速率(或反应能量或速率)可以在所述周期中的所述一个或多个周期中的每一个期间或在所述实验运行期间以连续扫描方式变化或者可以以步进或不连续方式变化。

质量分析器可以对由质量分离器或滤质器传输的前体离子进行质量分析和/或对由前体离子得到的碎片或产物离子进行质量分析。

该方法可以包括根据离子淌度分离由质量分离器或滤质器传输的前体离子。

该方法可以包括使用离子淌度分离使离子淌度与质量分析器检测到的离子或质谱相关联。

在一种模式中，前体离子可以脉冲进入离子淌度分离器，使得在不同时间从离子淌度分离器中洗脱出不同的前体离子，其中质量分析器在不同的前体离子洗脱时获得多个质谱，并且其中一起记录每个质量光谱和与产生质谱的离子相关联的离子淌度；和/或在另一种模式中，前体离子可以脉冲进入离子淌度分离器，使得在不同时间从离子淌度分离器洗脱不同的前体离子，其中，然后离子被碎裂或反应以根据它们前体离子的离子淌度产生保持分离的碎片或产物离子，其中质量分析器获得碎片或产物离子的多个质谱，并且其中一起记录每个质谱和与产生该质谱的碎片或产物离子的前体离子相关联的离子淌度。

该方法可以包括在样品分离装置(例如液相色谱装置)中分离分析物样品的组分，使从样品分离装置中洗脱出的样品电离以及将得到的离子供应到质量分离器或滤质器。

该方法可以包括使用样品分离使从样品分离装置洗脱的洗脱时间与由质量分析器检测到的离子或质谱相关联；可选地，其中，质量分析器在从样品分离装置中洗脱出样品时获得多个质谱，并且其中一起记录每个质谱与从样品分离装置的相关洗脱时间。

质量分析器可以获取在质量分离器或滤质器的每个周期中传输的前体离子和/或由其得到的碎片或产物离子的多个质谱。

质量分析器可以在每个周期期间获得≥x个质谱，其中，x选自由以下构成的组：5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、35、400、450、500、600、700、800、900和1000；和/或质量分析器可以在每个周期期间以每秒≥y次扫描的速率获取质谱，其中y选自由以下构成的组：5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、35、400、450、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、4000和5000。

每个周期的持续时间可以选自由以下构成的组：≥0.01s；≥0.02s；≥0.03s；≥0.04s；≥0.05s；≥0.06s；≥0.07s；≥0.08s；≥0.09s；≥0.1s；≥0.15s；≥0.2s；≥0.25s；≥0.3s；≥0.35s；≥0.4s；≥0.45s；≥0.5s；≥0.55s；≥0.6s；≥0.65s；≥0.7s；≥0.75s；≥0.80s；≥0.85s；≥0.9s；≥1s；≥1.1s；≥1.2s；≥1.3s；≥1.4s；≥1.5s；≥1.6s；≥1.7s；≥1.8s；≥1.9s；≥2s；≥2.5s；≥3s；和/或每个周期的持续时间可选自由以下构成的组：≤0.02s；≤0.03s；≤0.04s；≤0.05s；≤0.06s；≤0.07s；≤0.08s；≤0.09s；≤0.1s；≤0.15s；≤0.2s；≤0.25s；≤0.3s；≤0.35s；≤0.4s；≤0.45s；≤0.5s；≤0.55s；≤0.6s；≤0.65s；≤0.7s；≤0.75s；≤0.80s；≤0.85s；≤0.9s；≤1s；≤1.1s；≤1.2s；≤1.3s；≤1.4s；≤1.5s；≤1.6s；≤1.7s；≤1.8s；≤1.9s；≤2s；≤2.5s；≤3s；≤3.5s；≤4s；≤4.5s；和≤5s。

质量分析器可以是飞行时间质量分析器，例如正交飞行时间质量分析器。

质量分离器或滤质器可以在所述多个周期中的至少一些周期之间以宽带模式操作，其中在每个宽带模式中，质量分离器或滤质器以非质量分辨方式传输离子。

在每个宽带模式中由质量分离器或滤质器传输的离子在质量分析之前不会碎裂。

在至少一个或至少一些周期中，由质量分离器或滤质器质量选择性地传输离子的时间段可以长于以宽带模式之一操作的时间段。

由质量分离器或滤质器扫描或步进经过的质量范围对于不同的周期而言可以是不同的。

在任何给定时间由质量分离器或滤质器传输的质量范围的宽度可以在所述周期中的一个或多个周期期间和/或在所述周期中的不同周期之间变化。

质量分离器或滤质器质量选择性地传输离子的持续时间可以在所述周期中的一个或多个周期期间和/或在所述周期中的不同周期之间变化。

所述周期中的不同周期可以在时间上至少部分地彼此重叠。

在此描述的质量分析步骤可以包括在所述周期中的每一个中重复地获得质谱数据和记录数据。获得质谱的速率快到足以描绘在每个周期中从质量分离器或滤质器中洗脱的样品。

该方法可以包括执行校准程序，该校准程序包括：对包括多个标准物的混合物执行所述多个操作周期以获得质谱数据；使用峰值检测算法处理数据；使得检测到的质量峰值匹配标准物的理论预期质量峰；构建标准物质荷比值与质量分离器或滤质器传输标准物的传输时间之间的映射或校准关系。

该方法使质量分离器或滤质器传输的质荷比与其传输时间相关联。可以使用在实验期间不碎裂的标准物。替代地，可以使用在检测之前碎裂的标准物，原因在于如果它们不碎裂，则标准物碎片的峰将同时发生并且其分布与标准物的前体离子的峰的分布相同。因此，标准物的碎片峰可以用于使检测到的质量峰与标准物的理论预期质量峰匹配的步骤。

该方法可包括使用碎片或产物离子的检测时间和所述映射或校准关系来确定所述碎片或产物离子的前体离子的质荷比。

由于质量分析器检测任何给定碎片或产物离子的时间与质量分离器或滤质器传输其相应前体离子的时间有关，因此碎片或产物离子的检测时间可用于确定何时传输其前体离子。由于已知质量分离器或滤质器能够传输的质量如何随时间变化的函数(根据映射或校准关系)，因此确定何时传输前体离子的时间可用于确定前体离子的质荷比。因此，检测到的碎片或产物离子可以与其前体离子相关联。

该方法可包括将所述碎片或产物离子分配给所述前体离子。

该方法可以包括：选择一个或多个关注的质荷比、使用所述映射或校准关系来确定那些关注的一个或多个质荷比的传输时间、以及提取或隔离针对传输所述一个或多个关注质荷比的传输时间而获得的质谱数据。

本发明还提供一种质谱仪，其包括：

质量分离器或滤质器；

质量分析器；和

控制器，其布置成并适于控制质谱仪在单次实验运行期间执行多个操作周期，其中每个周期包括：

在任何给定时间使单个质量或质量范围的前体离子质量选择性地传输通过质量分离器或滤质器或从其传输出来，其中质操作量分离器或滤质器使得能够从其传输的单个质量或质量范围随时间变化；和

在质量分析器中对离子进行质量分析。

质谱仪可以被布置并且构造(例如，设置为)成执行本文描述的方法中的任意一种。

本发明还提供了一种质谱分析方法，其包括：在单次实验运行期间执行多个操作周期，其中每个周期包括：在任何给定时间使单个质量或质量范围的前体离子质量选择性地传输通过质量分离器或滤质器或从其传输出来，其中操作质量分离器或滤质器使得从其传输的单个质量或质量范围随时间变化；和对离子进行质量分析。

可以在单个实验运行中执行多个操作周期；可选地，其中该方法包括在单个实验运行中执行≥z个周期，其中z选自由2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30，35、40、45和50构成的组。

可以操作质量分离器或滤质器，使得在每个周期中，从其传输的质量或质量范围以时间函数的质荷比被连续扫描或步进。

在一个周期中由质量分离器或滤质器扫描或步进总质量范围对于多个周期或所有周期而言可以是相同的。

在所述周期中的至少一些周期中由质量分离器或滤质器传输的离子可以可选地以恒定或可变的碰撞能量被碎裂或反应以产生碎片或产物离子。

该方法可以包括：操作第一模式，在所述第一模式中由质量分离器或滤质器传输的离子被碎裂或反应；和对所得的碎片或产物离子进行质量分析；和/或操作第二模式，在所述第二模式中由质量分离器或滤质器传输的前体离子基本上不碎裂或反应；并且对这些离子进行质量分析。

该方法可以包括在单个实验运行中切换到第一和第二模式或在第一和第二模式之间交替。

该方法可以包括可选地将在第一模式中检测到的产物离子的碎片与在第二模式中检测到的它们相应的前体离子基于其检测时间和/或由质量分析器检测的信号强度分布而相关联。

第一和第二模式之间的切换或交替可以与切换到多个周期的新周期同步；任选地，其中，在所述周期的第一个或第一组周期中传输的离子经历所述第一模式，并且在所述周期中的不同的第二个或第二组周期中传输的离子经历所述第二模式。

该方法可包括在所述周期中的一个或多个所述周期期间或在所述实验运行期间改变碎裂能量或速率或反应能量或速率；可选地，其中碎裂能量或速率或反应能量或速率随着由质量分离器或滤质器在一个或每个周期期间传输的质量值变化或与其同步。

该方法可包括根据碎裂或反应装置的上游和/或下游的离子淌度来分离由质量分离器或滤质器传输的前体离子；和/或根据离子淌度分离由碎片或反应装置传输的碎片或产物离子；并且可选地，使用离子淌度分离使得离子淌度与质量分析器检测到的离子或质谱相关联。

质量分析器可以在每个周期期间获得≥x个质谱，其中x选自由以下构成的组：5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、35、400、450、500、600、700、800、900和1000。

质量分析器可以在每个周期期间以每秒≥y次扫描的速率获取质谱，其中y选自由以下构成的组：5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、35、400、450、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、4000和5000。

每个周期的持续时间可以选自由以下构成的组：≥0.01s；≥0.02s；≥0.03s；≥0.04s；≥0.05s；≥0.06s；≥0.07s；≥0.08s；≥0.09s；≥0.1s；≥0.15s；≥0.2s；≥0.25s；≥0.3s；≥0.35s；≥0.4s；≥0.45s；≥0.5s；≥0.55s；≥0.6s；≥0.65s；≥0.7s；≥0.75s；≥0.80s；≥0.85s；≥0.9s；≥1s；≥1.1s；≥1.2s；≥1.3s；≥1.4s；≥1.5s；≥1.6s；≥1.7s；≥1.8s；≥1.9s；≥2s；≥2.5s；和≥3s。

每个周期的持续时间可以选自由以下构成的组：≤0.02s；≤0.03s；≤0.04s；≤0.05s；≤0.06s；≤0.07s；≤0.08s；≤0.09s；≤0.1s；≤0.15s；≤0.2s；≤0.25s；≤0.3s；≤0.35s；≤0.4s；≤0.45s；≤0.5s；≤0.55s；≤0.6s；≤0.65s；≤0.7s；≤0.75s；≤0.80s；≤0.85s；≤0.9s；≤1s；≤1.1s；≤1.2s；≤1.3s；≤1.4s；≤1.5s；≤1.6s；≤1.7s；≤1.8s；≤1.9s；≤2s；≤2.5s；≤3s；≤3.5s；≤4s；≤4.5s；和≤5s。

该方法可以包括：在样品分离装置中分离分析物样品的组分、使从样品分离装置洗脱的样品电离、以及将得到的离子供应到质量分离器或滤质器。

在至少一个或至少一些周期中，通过质量分离器或滤质器质量选择性地传输离子的时间段可以比以宽带模式之一操作的时间段长。

由质量分离器或滤质器扫描或步进经过的质量范围对于不同的周期可以不同。

由质量分离器或滤质器质量选择性传输的离子的持续时间可以在所述周期中的一个或多个周期期间和/或在所述周期中的不同周期之间变化。

所述周期中的不同周期可以在时间上至少部分彼此重叠。

本发明还提供了一种质谱仪，其包括：质量分离器或滤质器；质量分析器；控制器，其被布置并适于控制该质谱仪在单个实验运行期间执行多个操作周期，其中每个周期包括：在任何给定时间使单个质量或质量范围的前体离子质量选择性地传输通过质量分离器或滤质器或从其传输出来，其中操作质量分离器或滤质器使得从其传输的单个质量或质量范围随时间变化；和在质量分析器中对离子进行质量分析。

本文所述的质谱仪可包括选自由以下构成的组中的离子源：(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)基体辅助激光解吸电离(“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)快速原子轰击(“FAB”)离子源；(xiv)液体二次离子质谱分析法(“LSIMS”)离子源；(xv)解吸电喷雾离子化(“DESI”)离子源；(xvi)镍-63放射性离子源；(xvii)大气压基体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)撞击器离子源；(xxii)实时直接分析(“DART”)离子源；(xxiii)激光喷涂离子化(“LSI”)离子源；(xxiv)音喷电离(“SSI”)离子源；(xxv)基体辅助入口电离(“MAII”)离子源；(xxvi)溶剂辅助入口电离(“SAII”)离子源；(xxvii)解吸电喷雾离子化(“DESI”)离子源；(xxviii)激光烧蚀电喷雾离子源(“LAESI”)离子源；和(xxix)表面辅助激光解吸电离(“SALDI”)离子源。

质谱仪可包括一个或多个连续或脉冲离子源。

质谱仪可包括一个或多个离子导向器。

质谱仪可包括一个或多个离子淌度分离装置和/或一个或多个场非对称离子淌度质谱仪装置。

质谱仪可包括一个或多个离子阱或一个或多个离子捕获区域。

质谱仪可以包括一个或多个碰撞、碎裂或反应池，其选自由以下构成的组：(i)碰撞诱导解离(“CID”)碎裂装置；(ii)表面诱导解离(“SID”)碎裂装置；(iii)电子转移解离(“ETD”)碎裂装置；(iv)电子捕获解离(“ECD”)碎裂装置；(v)电子碰撞或撞击解离碎片装置；(vi)光诱导解离(“PID”)碎裂装置；(vii)激光诱导解离碎片装置；(viii)红外辐射诱导解离装置；(ix)紫外线辐射诱导的解离装置；(x)喷嘴﹣撇渣器界面碎裂装置；(xi)源内碎裂装置；(xii)源内碰撞诱导解离碎裂装置；(xiii)热源或温度源碎裂装置；(xiv)电场诱导碎裂装置；(xv)磁场诱导碎裂装置；(xvi)酶消化或酶降解碎裂装置；(xvii)离子﹣离子反应碎裂装置；(xviii)离子﹣分子反应碎裂装置；(xix)离子﹣原子反应碎裂装置；(xx)离子﹣亚稳离子反应碎裂装置；(xxi)离子﹣亚稳分子反应碎裂装置；(xxii)离子﹣亚稳原子反应碎裂装置；(xxiii)离子﹣离子反应装置，用于使离子反应形成加合物或产物离子；(xxiv)离子﹣分子反应装置，用于使离子反应形成加合物或产物离子；(xxv)离子﹣原子反应装置，用于使离子反应形成加合物或产物离子；(xxvi)离子﹣亚稳离子反应装置，用于使离子反应形成加合物或产物离子；(xxvii)离子﹣亚稳分子反应装置，用于使离子反应形成加合物或产物离子；(xxviii)离子亚稳原子反应装置，用于使离子反应形成加合物或产物离子；和(xxix)电子离子化解离(“EID”)碎裂装置。

质谱仪可包括选自由以下构成的组中的质量分析器：(i)四级杆质量分析器；(ii)2D或线性四级杆质量分析器；(iii)保罗(Paul)或3D四级杆质量分析器；(iv)彭宁(Penning)离子阱质量分析器；(v)离子阱质量分析器；(vi)磁性扇形质量分析器；(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)静电质量分析器，其布置成产生具有四级对数电位分布的静电场；(x)傅立叶变换静电质量分析器；(xi)傅立叶变换质量分析器；(xii)飞行时间质量分析器；(xiii)正交式加速飞行时间质量分析器；和(xiv)线性加速时间质量分析器。

质谱仪可包括一个或多个能量分析器或静电能量分析器。

质谱仪可包括一个或多个离子检测器。

质谱仪可包括一个或多个选自由以下构成的组中的滤质器：(i)四级滤质器；(ii)2D或线性四级离子阱；(iii)Paul或3D四级离子阱；(iv)彭宁离子阱；(v)离子阱；(vi)磁扇形滤质器；(vii)飞行时间滤质器；(viii)维恩(Wien)滤质器。

质谱仪可包括用于脉冲离子的装置或离子门；和/或用于将基本上连续的离子束转换成脉冲离子束的装置。该质谱仪可以包括C阱和质量分析器，该质量分析器包括外筒状电极和同轴内心轴状电极，所述外筒状电极和所述同轴内心轴状电极形成具有四级对数电位分布的静电场，其中在第一操作模式中离子被传输到C阱然后注入到质量分析器，并且其中，在第二操作模式中将离子传输到C阱，然后将离子传输到碰撞室或电子转移解离装置，其中至少一些离子被碎裂成碎片离子，并且其中随后在将碎片离子注入质量分析器之前将碎片离子传输到C阱。

该质谱仪可以包括堆叠的环形离子导向器，其包括多个电极，每个所述电极均具有孔，在使用中通过所述孔传输离子，并且其中电极的间隔沿着离子路径的长度增加，并且其中电极中的孔在离子导向器的上游分段中具有第一直径，并且其中电极中的孔在离子导向器的下游分段中具有小于第一直径的第二直径，并且其中在使用中将AC或RF电压的反向相位施加到连续电极。

质谱仪可以包括这样的装置，所述装置布置成并且适于向电极供应AC或RF电压。AC或RF电压可选地具有选自由下构成的组中的振幅：(i)约<50V峰间值；(ii)约50﹣100伏峰间值；(iii)约100﹣150V峰间值；(iv)约150﹣200V峰间值；(v)约200﹣250伏峰间值；(vi)约250﹣300V峰间值；(vii)约300﹣350V峰间值；(viii)约350﹣400V峰间值；(ix)约400﹣450V峰间值；(x)约450﹣500V峰间值；和(xi)＞约500V峰间值。

AC或RF电压可以具有选自由以下构成的组中的频率：(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；和(xxv)>约10.0MHz。

质谱仪可包括位于离子源上游的色谱或其他分离装置。色谱分离装置可包括液相色谱或气相色谱装置。替代地，分离装置可包括：(i)毛细管电泳(“CE”)分离装置；(ii)毛细管电色谱(“CEC”)分离装置；(iii)基本上刚性的陶瓷基多层微流体基质(“瓷砖”)分离装置；或(iv)超临界流体色谱分离装置。

离子导向器可以保持在选自由下构成的组中的压力条件下：(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；和(ix)>约1000mbar。

分析物离子可以在电子转移解离碎裂装置中经历电子转移解离(“ETD”)碎裂。可以使分析物离子与离子导向器或碎裂装置内的ETD试剂离子相互作用。

可以提供色谱检测器，其中色谱检测器包括破坏性色谱检测器或非破坏性色谱检测器中的任意一个，所述破坏性色谱检测器任选地选自由以下构成的组：(i)火焰离子化检测器(FID)；(ii)基于气溶胶的检测器或纳米数量分析物检测器(NQAD)；(iii)火焰光度检测器(FPD)；(iv)原子发射检测器(AED)；(v)氮磷检测器(NPD)；和(vi)蒸发光散射检测器(ELSD)；而非破坏性色谱检测器任选地选自由以下构成的组：(i)固定或可变波长UV检测器；(ii)热导检测器(TCD)；(iii)荧光检测器；(iv)电子捕获检测器(ECD)；(v)电导率监测器；(vi)光电离检测器(PID)；(vii)折射率检测器(RID)；(viii)无线电流量检测器；和(ix)手性检测器。

质谱仪可以以各种操作模式操作，其包括质谱(“MS”)操作模式；串联质谱(“MS/MS”)操作模式；一种操作方式，其中母体或前体离子交替碎裂或反应，以产生碎片或产物离子，并且无碎片化或反应、或碎片化或反应程度较低；多反应监测(“MRM”)操作模式；数据相关分析(“DDA”)操作模式；数据独立分析(“DIA”)操作模式；定量操作模式或离子淌度谱(“IMS”)操作模式。

附图说明

将仅仅以示例方式并且参照附图描述各种实施例，在所述附图中：

图1示出根据本发明的实施例的仪器的示意图；

图2示出了在其中所有离子碎裂的实施例的示意图；

图3A至图3I示出了在碎裂模式和非碎裂模式之间交替的实施例的示意图和由此获得的数据；

图4示出了在其中在扫描之间操作宽带模式的实施例的示意图；

图5示出了在其中在每个扫描期间碰撞能量倾斜的实施例的示意图；

图6示出了在其中扫描周期相对频繁的实施例的示意图；

图7示出了这样实施例的示意图，其中，质量传输窗口的宽度在每个扫描周期期间变化并且被扫描窗口的范围在不同的扫描中变化；和

图8示出了扫描在时间上重叠的实施例的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的仪器的示意图，其可以以将在本文被称为2D-MSMS的采集模式操作。该仪器包括离子源2、分辨滤质器或质量分离器4、碎裂装置6和质量分析器8。

现在将描述2D-MSMS采集模式。通过离子源2从样品产生离子。样品可以包含多种分量，所述多种分量可以在被传输到离子源2之前通过分离装置分离。例如，仪器可以包括液相色谱装置或毛细管电泳装置，用于在离子源2中电离之前分离液体样品的分量，或者仪器可以包括气相色谱装置，用于在离子源2中电离之前分离气态样品的分量。替代地，样品可以在没有预先分离的情况下被电离。例如，可以通过使用直接电离技术直接电离样品，例如实时直接分析(DART)、快速蒸发电离质谱(REIMS)、解吸电喷雾离子化(DESI)或基体辅助激光解吸电离(MALDI)。

一旦已经从样品产生离子，就将离子传输到质量分离器或滤质器4中。操作质量分离器或滤质器4使得在任何给定时间将具有仅单质荷比或有限质荷比窗口的离子传输到碎裂装置6。操作质量分离器或滤质器4，使得传输到碎裂装置6的单个质荷比或质荷比窗口随时间变化。例如，质量分离器或滤质器4可以连续地扫描或步进被作为时间的函数而传输的质荷比或质荷比窗口。质量分离器或滤质器4可以在单个实验运行中执行多个周期，其中每个周期包括连续扫描或步进作为时间的函数而传输的质荷比或质荷比窗口。因此，可以在目标质荷比范围内重复扫描或步进质荷比(多个质荷比)。

适合用作质量分离器4的示例性装置包括离子阱，例如3D四级离子阱，保罗(Paul)阱或线性离子阱。离子阱可以质量选择性地喷射离子，其中由离子阱喷射到碎裂装置6的质荷比随时间变化，例如在每个周期中扫描或步进质荷比。这可以通过使得施加到离子阱的一个或多个电压根据时间而变化来实现。适合用作滤质器4的示例性装置包括四级杆滤质器。滤质器可以过滤除了在任何给定时间传输到碎裂装置6的离子之外的所有离子。施加到滤质器的一个或多个电压可以根据时间而变化，使得由滤质器传输的离子(多个离子)的质荷比随时间变化，例如，在每个周期中扫描或步进质荷比。

由质量分离器或滤质器4传输的离子进入碎裂装置6并被碎裂以产生碎片离子。作为碎裂装置6的附加方案或替代方案，由质量分离器或滤质器4传输的离子可以进入反应装置6并且可以发生反应以产生产物离子。例如，分析物离子可以在反应装置中与试剂离子、电子或分子反应，以使它们形成产物离子。虽然本文描述的实施例被描述为包含碎裂装置，但可以设想的是这些实施例可替代地或另外包括反应装置。

然后将碎裂装置6内的离子向下游传送到质量分析器8，在质量分析器8中对它们进行质量分析。质量分析器在质量分离器或滤质器4的每个周期内(例如，在每次扫描内)获取多个质谱。质量分析器8可以是这样的分析器——在足够短的时间尺度内分析离子以绘制被滤质器或分离器4扫描或步进出的离子(例如，通常为几十微秒)，这又可以描绘快速色谱实验。例如，质量分析器8可以是正交加速飞行时间(oa-ToF)分析器。

图2示出了图1中所示仪器的一种可能的操作模式。根据该模式，质量分离器或滤质器4在多个周期中的每一个周期中进行扫描。图2示出了作为对角带的四个周期，但是可以执行更少或更多的周期。每个对角带均代表能够由质量分离器或滤质器4传输的作为时间函数的质荷比。质量分离器或滤质器4不会传输处于该带之外的离子。可以看出的是在该实施例中，能够由质量分离器或滤质器4传输的质荷比从每个周期开始时至该周期结束期间随时间增加。在该实施例中，每个周期中的扫描函数相同，但是可以设想的是不同周期中的扫描函数可以不同。在图2所示的实施例中，每个周期基本上紧接着是下一个周期，但是也可以设想的是在一个或多个相邻周期之间可能存在时间延迟。使从质量分离器或滤质器4中扫出的所有离子(始终)以恒定的碰撞能量进入碎裂装置6，由图2上部的水平线表示。然后离子经由该碰撞能量在碎裂装置6中碎裂并且进入质量分析器8。对质量分离器或滤质器4的每个周期而言，质量分析器8重复地质量分析从碎裂装置6接收的离子，从而获得针对质量分离器或滤质器4的每个周期的多个质谱图。例如，在所示的示例中，质量分析器8针对质量分离器或滤质器4的每个周期获取200个质谱，但是可以设想的是可以在每个周期中获得更少或更多的质谱。

针对每个周期获得的多个质谱可以在相对较短的时间尺度上获得，例如，在只有1/10秒内。选择时间尺度、从而选择获得质谱的速率成为足够快以描绘正被从质量分离器或滤质器4中扫描出的样品。如前所述，可以在离子源2的上游通过色谱法，例如，高效色谱法(例如HPLC)分离样品。在这些实施例中，可以选择质量分离器或滤质器4的每个周期的时间足够快以描绘从色谱装置洗脱的样品。可以选择时间尺度、从而选择获得质谱的速率成为足够快以描绘正从色谱装置洗脱并正被从质量分离器或滤质器中扫出的样品。

除了速度之外，该采集模式的另一个好处是可以对每个碎片离子进行特征滤质器或分离器位置的测量。该位置测量的精度可以远小于滤质器或分离器窗口的瞬时宽度。例如，这可以用于更准确地确定碎片离子的前体离子通过质量分离器或滤质器4传输的时间。利用质量分离器或滤质器4的质荷比传输函数如何随时间变化的知识，该时间可以用于确定前体离子的质荷比。

本文描述了对基本2D-MSMS采集模式的诸多修改或改进。

质量分析器8检测到任何给定碎片离子的时间可用于确定或估计滤质器或分离器4传输其对应的前体离子的时间。因为滤质器或分离器4的质荷比传输窗口随着时间变化，所以通过滤质器或分离器4传输前体离子的时间可用于确定或估计前体离子的质荷比。上述技术可以使与特定质量分析的碎片种类相对应的前体离子的质荷比被重建到滤质器或分离器4的传输窗口的一部分的精度。但是，通常希望获得对前体质荷比的更准确的测量，例如，用于数据库或库搜索的目的，例如，用于筛选实验等中的质量确认。

现在将描述如在一些多MS实验中以交替方式获得低碎裂能量数据和高碎裂能量数据的实施例。这些实施例可用于实现针对前体离子的质荷比的更准确测量。

图3A示出了与关于图2描述的操作模式相同的操作模式，不同之处在于：其中对于滤质器或分离器4的一些周期而言，离子以高碰撞能量(例如，使得前体离子被碎裂)传输到碎裂装置6中，而对于滤质器或分离器4的其他周期而言，离子以低碰撞能量(例如，使得前体离子基本上不碎裂)传输到碎裂装置6中。在所描绘的实施例中，对于滤质器或分离器4的交替周期而言碰撞能量较高，而对于滤质器或分离器4的其他交替周期而言碰撞能量较低，而且可以设想碰撞能量的其他变化模式。例如，碰撞能量对于多个连续周期而言可以较高，而对于至少一个后续周期而言可以较低，或者碰撞能量对于多个连续周期而言可以较低，但是对于至少一个后续周期可以较高。在这些实施例中，低和高碰撞能量数据都可以针对以相同方式进行扫描的滤质器或分离器4而获得。这具有以下优点：可以以相同的方式处理低能量数据和高能量数据。基于低能量峰值和高能量峰值分布的相关性或概率性比较，前体离子可以与它们相应的碎片离子相关联。在具有低和高碰撞能量的实施例中，低能量数据和高能量数据可以存储在不同的数据流中。

现在将描述以图3A所示模式进行操作的实施例的示例。使用如图3B示意性所示的Waters公司Synapt G2-Si四级杆-飞行时间串联质谱仪(Q-ToF)。通常通过在注射入口12处将来自液相色谱分离器的样品注入到仪器中来操作该仪器。将样品从喷针喷射到电离室14中。发生样品电离以形成样品离子。离子化的样品离开电离室并且离子流向第一真空区域16。离子通过第一真空区域16转移到离子导向器18。离子导向器最初沿着具有相对较大截面面积的部分20引导离子，然后将离子在偏离轴部分22中聚焦到较小的横截面区域。随后将离子转移到另一个离子导向器24和四级杆滤质器26中。四级杆滤质器26可以以传输模式操作，使得进入滤质器26的所有离子都通过滤质器26并进入下游室28。之后在室28内的阱单元30内成束收集离子。将阱单元30中的每束离子脉冲到离子淌度分离器34的氦单元32中。离子在淌度分离器34内根据它们的离子淌度暂时分离。这使得从液相色谱分离器中洗脱的不同前体离子同时根据离子淌度分离(即，根据通过淌度分离器34的漂移时间)。当离子离开分离器34时，它们通过转移单元36、若干透镜38并进入正交加速度ToF质量分析器的ToF推动器区域40。当离子源自分离器34每束洗脱离子时，推动器区域40可以被脉冲多次。这样，具有小范围离子淌度的离子组被脉冲到飞行管42和反射器44中，其中，它们被反射到检测系统46。记录从推动器40到检测系统46的离子的飞行时间以及表示通过离子淌度分离器34的离子淌度的相应离子淌度值。尽管已经描述了仪器用于分析前体离子的模式，但是仪器还可以用于碎裂模式，在所述碎裂模式中，前体离子被以足够的能量提供给转移单元36以引起这些离子碎裂。得到的碎片离子通过分离器34根据它们相应的前体离子的淌度保持分离，然后如上所述通过ToF质量分析器进行质量分析。因此，碎片离子与对应于其相应前体离子的离子淌度的离子淌度值相关联。

对Synapt仪器进行了修改，使得允许四级杆滤质器以高达100Da/e的质荷比传输窗口运行。将1600μg细胞溶质大肠杆菌胰蛋白酶消化标准物注入装备有C18分析反相柱(入口12上游)的纳米LC系统中。使用120分钟的梯度持续时间。将洗脱的样品转移到入口12。使用动态范围增强(DRE)透镜将仪器的传输率设定为10％。(为了比较，使用相同的样品进行MS^E实验并且但是加载传输率为0.5％)。将四级杆设置为传输100m/z单位的窗口，根据图3A所示的扫描函数，其在超出50﹣2000的m/z范围内以1秒的周期时间连续且重复地扫描。在每个四级杆周期结束时，仪器在后四级杆高碰撞能量碎裂模式(在转移单元36中)和低碰撞能量非碎裂模式之间切换。

数据采集系统被构造成通过将单独的ToF光谱(推动)递增地添加到包含200个存储器位置或“箱(bin)”的缓冲器中来描绘由离子淌度分离器34执行的离子淌度分离。换句话说，对于脉冲进入离子淌度分离器34的每束离子，ToF推动器区域40被脉冲200次以便质量分析从分离器34出来的离子或者质量分析从其得到的离子(即，在高碰撞能量的碎裂模式中，它们的碎片离子)。在低能量非碎裂模式中，前体离子在与通过分离器34的离子淌度相关的时间到达ToF推动器区域40。在高能量碎裂模式中，碎片离子在与它们相应的母离子通过分离器34的离子淌度相关的时间到达ToF推动器区域40。因此，每个箱存储与通过分离器34的不同漂移时间相关联的离子的谱数据。由ToF模式和质量范围确定推动器周期，并且所述推动器周期在该示例中通常为约70μs，其对应于14ms的离子淌度分离14(即，每个离子淌度分离周期200次脉冲)。可以以周期方式将数据添加到缓冲器中。例如，对于多个周期中的每个周期，来自第n个ToF脉冲的数据可以被添加到第n个箱，使得第n个箱包括来自所有周期的第n个ToF脉冲的谱数据。预期在读出之前可以将至少10个周期添加到缓冲器并作为二维数据集存储到磁盘(即，读出质量数据和相关的离子淌度数据)。

尽管上述示例已被描述为对于每个离子淌度分离具有200个存储器箱和200个ToF脉冲，但是可以预期采用不同数量的箱和ToF脉冲。

可以改换采集系统的用途，以在移动到下一个箱之前以将来自几个连续推动(对于给定周期)的数据添加到缓冲器中的统一谱箱。例如，在上面的示例中，数据存储在200个箱中，因此每个箱的连续ToF推动次数可以设置为四级杆周期时间的第1/200中的推动次数(如果推动之间不存在脉冲间扫描延迟)。四级杆周期时间可以选择为例如大约1秒，因此在该示例中，添加到每个箱的连续推动的数量将大约为70。

由于每个箱包含来自ToF质量分析器的质谱数据并且还与前体离子通过离子淌度分离器34的漂移时间相关联，因此该设置产生类似于嵌套离子淌度(IMS)﹣MS数据的二维数据集。质谱数据还可以与来自液相色谱分离器的其相应的保留时间相关联。例如，可以使用Driftscope软件来观察数据，如图3C和图3D所示。

在图3C和3D的绘图中，横轴表示四级杆传输窗口的中心，而纵轴表示由ToF质量分析器记录的质荷比值。低碰撞能量数据由图3C表示，其示出了表示由四级杆传输并由ToF质量分析器记录的前体离子的大部分对角线结构。在该对数强度热图中也可以看到在低质荷比下的一些碎裂。高碰撞能量数据由图3D表示，其中残余对角线结构对应于未碎裂的前体离子，但是该线上方和下方的附加散射源自碎裂。

使用开发的软件工具从IMS﹣MS数据中提取漂移图，可以针对给定的ToF质荷比和保留时间提取重建的四级杆质谱。在该实验中，在扫描的四级杆的下游引起碎裂，因此对于前体及其碎片而言重建质谱的分布应该基本相同(仅受离子统计限制)。这展示了前体和碎片配准的可能性，其公差比四级杆窗的宽度更严(类似于MS^E和HDMS^E实验中的保留时间和漂移时间的配准)。可以使用与HDMS^E实验相同的格式存储通过本文描述的实验所产生的二维数据，并且可以使用ProteinLynx Global Server(PLGS)v3.0.1的未修改副本来直接处理和搜索数据。

可以通过强度过滤由PLGS产生的低能量峰值列表，并且使用简单的线性拟合将质荷比和箱数b之间的关系确定为：m/z＝10.996b+73.9。使用这种转换，由PLGS检测到的每个高能离子都可以报告为三重态：RT、前体m/z和碎片m/z。

为了研究前体质荷比配准的准确性，对丰富的大肠杆菌肽VIELQGIAGTSAAR的七个碎片y-离子中的每一个检查两个PLGS检测到的同位素(图3E-F和图3G-H)。计算的前体质荷比平均值和不确定度为693.2+/﹣4.2。该肽的2+电荷状态的理论质荷比为693.4。在这种情况下，因此确定前体的质荷比优于四级峰宽的10％。

更具体地，图3E显示了双电荷肽VIELQGIAGTSAAR的前体离子的重建四级分布，图3F显示了其碎片离子中的七个重建四级杆分布。仅使用碎片离子同位素信息，推断的前体m/z为693.2+/﹣4.2，而如上所述真实值为693.4。

图3G显示在41.6分钟的保留时间和693.4的四级杆m/z条件下的低能谱。肽VIELQGIAGTSAAR的双电荷前体清晰可见。图3H显示了对应的高能谱，其中注释相同肽的y-离子系列的一部分。

使用PLGS 3.0.1中的Ion Accounting算法以1％的错误发现率对大肠杆菌数据库进行数据搜索。该搜索产生了343种蛋白质和3773种肽匹配。

考虑到仪器的10％传输和扫描四级杆(～5％)所产生的占空比，有效负载约为8ng，这类似于在0.5％传输条件下运行的MS^E实验的有效负载。MS^E数据产生286种蛋白质和2568种肽匹配。

在补偿相对占空比之后，本文公开的采集方法在定性蛋白质组设置中明显优于MS^E。这表明在定性离子淌度实验(例如，HDMS^E)中看到的益处中的至少一些益处可以通过非IMS使能仪器上的数据独立串联模式来实现。

如本文所述，可以以多种方式修改操作方法。例如，对于单电荷碎片离子可以采用宽带增强(利用后四级杆离子淌度分离)，例如，将质量分析器的占空比提高多达例如10倍。

碰撞能量可以在质量分离器或滤质器周期内变化，例如，使用在传输的每个质荷比条件下的优化值或斜坡，从而提高碎裂效率。

峰值检测算法(例如，在PLGS中)可以针对离子淌度峰形状而不是本文所示的更方形的质量分离器或滤质器分布进行优化。进一步调整可以改善配准。

已经描述了固定的质量分离器或滤质器4的扫描速度和窗口尺寸。然而，质量分离器或滤质器所覆盖的大部分质荷比范围可能为空，例如，胰蛋白酶肽倾向于集中在m/z300﹣900之间。其中具有种类的质量范围可以更缓慢和/或具有更窄的m/z传输窗口的条件下行进。质量分离器或滤质器程序也可以根据保留时间(因此，样品成分和复杂性)而变化。

在所描述的示例中，使用快速离子淌度采集系统允许以例如高达10Hz(即，每秒2000个光谱的光谱采集速率)获取二维数据集，从而有助于描绘更迅速的色谱分离。

还可以在除上述仪器之外的其它仪器上实施该方法，例如Waters Xevo﹣QTOF和Vion IMS﹣QTOF，它们都具有与Synapt类似的采集系统。例如，在Vion中离子淌度单元之后四级杆的定位使得能够实现不同的模式，其中四级杆被编程沿着与单个电荷状态对应的漂移时间﹣m/z空间中的趋势线扫描。通过适当选择隔离宽度，可以显着提高占空比。类似地，该方法非常适合于任何阱﹣TOF几何结构，其中可以按m/z顺序从阱中释放离子并随后碎裂离子。利用这种构造，可以实现接近100％的占空比。

最近，这样的方法在定量应用中日益流行，在所述方法中，解析四级杆在m/z范围内通常以25m/z﹣50m/z单位的步长移动。使用这种窄隔离窗导致显着的离子损失，并且前体仅位于隔离宽度内。在诸如这些应用的应用中，使用具有或不具有低能量或测量数据的较大传输窗口将在提高推测出的前体质量的准确度的同时产生灵敏度的相对提高。例如，使用100m/z单位传输窗口将在灵敏度方面产生相对2﹣4倍的提高，同时推断的前体质量的准确度提高3﹣6倍。

图3I示出了在本文描述的2D-MSMS实验中观察到的一些离子类型。带10代表前体离子，带12代表由于中性损失而形成的离子，带14代表共同的碎片。在其它应用中，重建的质量分离器或滤质器光谱(例如，四级杆光谱)可以用于前体离子发现和/或2D图案可以用于库搜索。

在各种实施例中，可能期望在获取低碰撞能量数据期间以宽带模式(即，基本上非分辨模式)操作质量分离器或滤质器4，或者一起避免捕获或过滤。在质量分离器的情况下，这降低了瞬时离子电流，从而降低了检测器饱和的可能性或程度。

图4示出了图1所示仪器的另一种可能的操作模式。根据该模式，在多个周期中的每一个中扫描质量分离器或滤质器4。使在每个周期期间从质量分离器或滤质器4中扫出的所有离子以相对较高的恒定碰撞能量进入碎裂装置6，如图4中的上部绘图所示。然后这些离子在碎裂装置6中碎裂并进入质量分析器8进行质量分析。如上述实施例中所述，质量分析器8可以针对质量分离器或滤质器的每个周期重复质量分析从碎裂装置接收的离子，从而获得针对质量分离器或滤质器4的每个周期的多个质谱。然而，在质量分离器或滤质器4的相邻周期之间的一段时间内，允许所有离子从离子源2向前传输到质量分析器8。换句话说，质量分离器或滤质器4以宽带模式操作，所述宽带模式在质量分离器或滤质器4的相邻扫描周期之间的一段时间内未分离或过滤离子。在这些时间段期间，可以使离子以相对低的恒定碰撞能量进入碎裂装置6，如图4中的上部绘图所示。这些离子在这些时间段内基本上不会碎裂并且因此质量分析器8质量分析前体离子。

该技术通过未分离或过滤离子来增加数据的低碰撞能量部分的离子信号。这改善了用于检测前体离子的离子检测限制和离子统计。

在质量分离器或滤质器4的扫描周期期间，由于分离或过滤离子，因此存在离子损失或离子信号降低。为了补偿这一点，在任何给定周期中扫描质量分离器或滤质器4的时间段均可以长于用于传输所有离子的相邻周期之间的时间段。例如，对于质量分离器或滤质器4的任何给定周期获取高碰撞能量数据所耗费的时间可以长于在传输所有离子的相邻周期之间的任何给定时间段内获取数据所耗费的时间。获取低碰撞能量数据所耗费的时间与获取高碰撞能量数据所耗费的时间的比率可以选择为就不同类型的分析而言有所不同，例如，以便针对不同的分析物类型进行优化。

虽然各周期的扫描函数被描述为相同，但扫描函数可以不同。作为附加方案或替代方案，尽管碰撞能量对于每个周期(或其间的时间段)是相同的，但是对于不同的周期(或其间的时间段)该能量可以不同。

图5示出了与关于图3描述的操作模式相同的操作模式，除了在每个质量分离器或滤质器4周期期间将离子以逐渐增大的碰撞能量传输到碎裂装置6中之外。该技术可用于优化或增强样品中不同分析物前体离子的解离。例如，对于某些类别的分析物，例如肽的复杂混合物，单一碰撞能量不会产生针对所有种类的最佳碎裂模式。出于这个原因，因此碰撞能量可以在每个质量分离器或滤质器周期期间内发生变化，使得对于在周期中的不同时间点处传输到碎裂装置6的不同种类而言优化或增强碰撞能量。可以在每个周期期间改变碰撞能量，使得针对当前从质量分离器或滤质器4传输到碎裂装置6的质荷比(多个质荷比)优化或增强碰撞能量。因此，该技术特别适用于分析物的类别，就该分析物的类别而言其质荷比与最佳碰撞能量之间存在很强的相关性。

在图5所示的示例中，碰撞能量在每个周期期间线性地倾斜。然而，碰撞能量可以以其他方式在每个周期中变化。例如，碰撞能量可以在每个周期中作为时间函数以非线性方式变化。碰撞能量可以在每个周期中作为时间函数以如下方式变化：逐渐增加，以连续方式增加，以阶梯方式增加，逐渐减小，以连续方式减小，以阶梯方式减小，先增加再减少，或先减小再增加。可以使用包括曲线、阶梯式或非常快速的碰撞能量变化的时间函数。

即使质量分离器或滤质器4可以在质量分离器或滤质器周期中的任何时间点处传输特定的质荷比或特定的质荷比范围，但是具有相似质荷比的种类可以具有不同的最佳碰撞能量。因此，在每个质量分离器或滤质器周期中的基本相同的时间点处使离子经历不同碰撞能量是有益的。这可以通过执行在每个质量分离器或滤质器周期内改变碰撞能量的多个周期来实现，例如通过在每个质量分离器或滤质器周期内嵌套一系列短碰撞能量斜坡。使离子在不同周期中的相同时间点处受到不同的碰撞能量也是有益的。例如，对于不同的质量分离器或滤质器周期，碰撞能量可以以不同的方式变化。

图6示出了一种操作模式，其中质量分离器或滤质器4被相对快速地扫描，即，使得每个质量分离器或滤质器周期相对较短。该模式是有用的，例如，当质量分离器或滤质器4是离子阱时，在每个周期中质量选择性地将离子扫描出阱。因为离子阱填充时间相对较低，这降低了针对离子阱的充电容量要求。换句话说，离子阱相对频繁地扫出离子，因此仅需要相对低的充电容量离子阱。这意味着可以使用更小或更便宜的离子阱。

在任何给定时间，离子被从质量分离器或滤质器4(例如，离子阱)扫描出来并以一定的碰撞能量进入碎裂装置6，其中碰撞能量使离子在碎裂装置6中碎裂。碰撞能量可以作为时间函数变化，例如，使得碰撞能量在不同的质量分离器或滤质器4周期上变化成不同的值。作为时间的函数，碰撞能量可以在不同的周期中变化，使得在不同周期中从质量分离器或滤质器扫描出的离子碎裂。碰撞能量可以作为时间函数在不同的周期中以如下方式变化：逐渐增加，连续方式增加，阶梯方式增加，逐渐减小，连续方式减小，阶梯方式减小，先增加再减少，或先减少再增加。可以使用包括碰撞能量的曲线，阶梯式或非常快速变化的时间函数。在图6所示的示例中，针对11个质量分离器或滤质器周期，碰撞能量作为时间函数以逐渐增加的方式随不同的周期而变化，以便导致在这些周期中从质量分离器或滤质器中扫描出来的离子碎裂。

对于质量分离器或滤质器4的多个不同周期，该碰撞能量也可以设定为一个低能量值或多个低能量值，使得在这些周期中从质量分离器或滤质器4中扫出的离子不会碎裂。在图6所示的示例中，碰撞能量设定为针对11个质量分离器或滤质器周期的低值，使得离子在这些周期中未碎裂。

可取决于正在被分析样品的复杂性选择待使用的质量分离器或滤质器分辨率或传输窗口大小。对于简单的混合物，利用相对宽的传输窗口以优化离子传输和/或降低饱和度是有益的。相反，对于复杂的混合物，采用相对狭窄的传输窗口以降低在高碰撞能量条件下获得的数据的复杂性是有益的，尽管这可能会受到分析动态范围中的某些成本(即灵敏度或饱和度损失)的损害。

如上所述，本发明的实施例可包括离子源2上游的样品分离装置，例如液相色谱(LC)或气相色谱装置。在这些实施例中，引入质谱仪的离子源2中的样品的复杂性和典型组成可随时间显着变化。样品复杂性也可随质荷比而变化。例如，在从样品分离装置的洗脱时间(例如，在色谱实验期间的给定保留时间)，可能存在包含相对高浓度的前体物质的质荷比范围的一部分，而质荷比范围的其它部分可包含相对较少的前体物质。

因此，希望根据从样品分离装置的洗脱时间和/或质荷比且仍以数据独立的方式来改变仪器的操作。例如，待扫描的质量范围的开始和结束可以根据从样品分离装置的洗脱时间而变化。因此，不同的质量分离器或滤质器周期可扫描具有不同的起始和/或结束质量的质量范围。

类似地，质量分离器或滤质器传输窗口的宽度可以随着从样品分离装置的洗脱时间而变化。因此，不同的质量分离器或滤质器周期可以扫描具有不同尺寸传输窗口的质量范围。作为替代方案或附加方案，传输窗口的宽度可在质量分离器或滤质器周期中的一个或多个中的每一个期间变化。例如，传输窗口可以在具有高复杂性(即，包含相对大量的前体种类)的质量分离器或滤质器周期中的一个或多个区域中相对窄而在具有低复杂性(即，包含相对低数量的前体离子种类)的质量分离器或滤质器周期中的一个或多个区域中相对宽。

进行质量分离器或滤质器周期的持续时间也可以在实验运行中针对不同的质量分离器或滤质器周期而不同。

可以将碰撞能量设定为一个或多个值，其使得在质量分离器或滤质器周期中的至少一些中从质量分离器或滤质器4中扫描出的离子在碎裂装置中碎裂。质量分离器或滤质器周期期间质量传输窗口的变化可以与碰撞能量的变化同步。

在实验运行期间，质量分离器或滤质器周期时间和/或获得低能量碰撞数据和高能量碰撞数据所耗费的时间比例也可以变化。

可以基于用户体验、对可能在实验运行期间观察到的种类进行预测的库内容的分析或通过分析先前的实验数据来优化上述仪器的各种参数。

根据本文描述的方法，碰撞能量和/或其他实验参数可以与质量分离器或滤质器周期同步并且可以被优化。例如，可以使用对分析物类别特定的质荷范围的预定函数在飞行中预先计算最佳碰撞能量。

图7示出了类似于图4所示操作模式的操作模式，不同之处在于传输窗口的宽度在每个质量分离器或滤质器周期内随时间变化。而且，质量分离器或滤质器4扫过的质量范围在不同质量分离器或滤质器周期之间变化。在所示的示例中，扫描的质量范围对于后续周期而言逐渐增加，但是预期在周期中扫描的质量范围可以随时间减小或以另一种方式变化。碰撞能量的值可以在每个质量分离器或滤质器周期内变化，例如，如图7所示。在图7的示例中，碰撞能量在每个周期期间以第一基本线性速率接着以第二基本线性速率增加。然而，预期碰撞能量可以以其他方式变化，增加或减少。在任何给定的周期中，碰撞能量变化的方式可以与质荷比传输变化的方式同步。

在本文描述的各种实施例中，可以采用多维峰值检测算法，例如已经开发用于处理多MS数据(例如Apex)的算法。这些算法可以涉及使用滤质器预处理数据，所述滤质器已经与理论上或实验上确定的质荷比、从样品分离装置的洗脱时间或保留时间以及质量分离器或滤质器的分离维度的峰值形状匹配。替代地，可以采用概率峰值检测算法。可以针对低能量数据和高能量数据编译单独的峰值列表。峰值性质可包括但不限于测量的质荷比、测量的从样品分离装置的洗脱时间或保留时间、测量的质量分离器或滤质器时间、响应(即，积分信号)、以任何或所有分析维度描述峰宽/形状的性质。

基于一些或所有上述性质，检测到的高能种类可以彼此相关联和/或与低能种类相关联。例如，预期由相同前体产生的峰值具有相同的洗脱时间或保留时间从质量分离器或滤质器4的洗脱时间或保留时间和/或从质量分离器或滤质器4的洗脱时间和/或相同的峰形性质。峰值之间的关联可以基于计算的峰值来自相同前体的概率，或者更简单地基于处于彼此的计算限制内的性质。概率和/或限制可取决于仪器的测量响应和预期统计行为。

替代地，可以以目标方式解释数据。作为示例，在筛选或定量实验中，可能需要若干种碎片离子和前体离子来确认特定化合物的特性。除了目标质荷比值之外，还可以提供部分信息，其包括洗脱时间或保留时间限制。数据处理可以包括：提取对应于低能量数据和高能量数据中的每个目标质荷比值的1维或2维数据集(其中维度可以是质量分离器或滤质器(例如四级杆)位置和可选的保留时间)；并且导出且阈值化关于确定离子来自相同前体的相关性或概率。

在数据分析的混合模式中，可以处理低能量数据以确定关注种类，然后可以以目标方式处理高能量数据以找到这些关注种类的碎片。

为了准备仪器，可以采用校准程序，所述校准程序包括：运行标准混合物，使用峰值检测算法处理数据(例如，如上所述)，将检测到的峰值与理论上预期的峰值匹配，以及构建已知的质荷比值和测量的质量分离器或滤质器时间之间的映射或校准关系(例如，在软件中)，然后记录或存储该映射或校准关系。可以对应于质量分离器或滤质器的不同操作模式(包括不同的扫描速度、分辨率、分布形状等)创建多个校准。

替代地，可以使用任何合适混合物的低能量采集、使用下游质量分析器来提供参考质荷比值来创建校准。在这种情况下，质量分离器或滤质器校准的质量受到下游质量分析器校准质量的限制。该替代校准程序可被视为产生质量分离器或滤质器4的质荷比规模与下游质量分析器8的质荷比规模之间的映射，即使质量分析器8被重新校准，所述下游质量分析器8仍将保持有效。

在使用一组特定质量分离器或滤质器设置获取低能量数据的实验中，该低能量数据可用于创建对应于这些设置的校准。该校准可用于校准使用相同设置在同一仪器上采集的其他数据(例如，同一实验中的高能量数据)。

可以在每个质量分离器或滤质器周期4内执行足够快的离子淌度分离。可以在碎裂装置6的上游和/或下游进行离子淌度分离。离子淌度分离可以用于向分析空间添加额外的维度，从而允许例如在不同电荷状态下分离质荷比重叠的种类。这种分离可以保留在永久数据中或者用于在持续存储数据之前过滤数据，或以保留仅选定的特征或拒绝不需要的特征。

如上所述，仪器可以在单个实验运行中以高能量碰撞模式和低能量碰撞模式操作，从而检测前体离子和碎片离子。在离子淌度分离之后实施碎裂的情况下，碎片离子可以基于它们具有共同的离子淌度分布(例如，具有相同或类似的作为时间函数的强度分布)而与它们各自的前体相关联。如上所述，这可以以目标方式或非目标方式完成。

在各种实施例中，离子淌度分离用于以与质荷比强相关的维度分离离子，以允许针对宽质荷比范围中的种类子集而言质量分析器(例如，oa-ToF质量分析器)的占空比显着增加。这被称为高占空比(HDC)操作模式。

在碎裂装置6之后发生离子淌度分离的情况下，可以采用HDC来增加高能量数据中的观测信号。替代地或与其组合，可在低能量采集期间使用HDC。这可以允许减少获取低能量数据所耗费的时间比例，从而允许实验的高能量部分的占空比增加。

在仪器上没有获得离子淌度分离的情况下，质量分析器8(例如，oa-ToF质量分析器)的占空比在更窄的质荷比范围内仍然可以显着增加。这被称为增强占空比(EDC)操作模式。通过EDC增强的质荷比范围可以在分离或滤质器周期期间或者与保留时间一起变化，或者替代地可以保持固定。

本文描述的仪器还可以包括用于衰减离子的衰减装置。该装置可以与质量分离器或滤质器结合使用，以减少具有特定m/z范围的离子的响应或完全消除该响应。衰减装置可位于质量分离器或滤质器与质量分析器之间。替代地，衰减装置可以包括质量分析器的一部分，例如，oa-ToF质量分析器的推动区域。

在此描述的采集模式可以与其他采集模式组合。例如，上述2D-MSMS周期可以被插入标准MS周期和/或MSMS周期和/或离子淌度使能实验。可以在数据独立操作模式中预先构造实验，或者从在数据依赖操作模式下从已经获取的数据触发该实验。例如，可以从2D-MSMS实验触发一个或多个MSMS实验。在各种实施例中，MSMS实验可以使用质量分离器或滤质器的更高分辨率模式而非其他模式，以为了实现增加的特异性。

仪器可以以这样的操纵模式操作，其中质量分离器或滤质器周期在时间上彼此重叠。换句话说，质量分离器或滤质器4执行多次离子喷射或传输扫描，其中扫描重叠。在第一次扫描的开始和结束之间，开始第二次扫描。第二次扫描在第一次扫描结束后结束，但是第三次扫描可以在第二次扫描开始和结束之间开始。第二次扫描结束后第三次扫描结束，但第四次扫描可以在第三次扫描的开始和结束之间开始。可以执行任何数量的重叠扫描。该模式使得质量分离器或滤质器4能够同时喷射或传输多个质量范围，并且因此可以增加实验的占空比，或者可以消除或降低与质量分离器或滤质器(例如离子阱)中的有限空间充电容量相关的影响。

重叠的质量分离器或滤质器周期可以周期性地开始和/或结束(例如，在时间上等间隔)，或者可以以预定或伪随机序列布置。这种预定或伪随机序列可用于促进来自重叠扫描的重叠产物离子谱的后续解复用。

图8示出了一种模式示例，其中仪器以重叠的质量分离器或滤质器周期操作。执行一系列五个重叠的质量分离器或滤质器周期，同时碰撞能量保持足够高以在碎裂装置6中引起碎裂。然后执行随后的一系列五个重叠的质量分离器或滤质器周期，而与此同时保持碰撞能量足够低以在碎裂装置6中基本上不会引起碎裂。两个系列中的每一个中的周期个数不必是五个，并且不同的系列可以包括不同数量的周期。而且，当碰撞能量从高碰撞能量转变为低碰撞能量时，周期可以不重叠，反之亦然。

尽管已经参照优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

例如，尽管本文已经参照CID碎裂和在各种碰撞能量条件下将离子加速到碎裂装置中描述了碎裂，但是离子可以通过其他方式碎裂。离子可以通过在碎裂装置内激发离子而碎裂，从而使它们碎裂。例如，可以在碎裂装置内改变电场，以将离子激发为碎裂。可以产生不同水平的激发，以改变离子被碎裂的碰撞能量。

还预期除CID之外的碎裂技术用于碎裂装置。例如，可以通过ETD、ECD、通过光子的光碎裂等来碎裂前体离子。

作为本文所述碎裂的替代方案，离子可以与反应物离子、电子、自由基或中性原子或分子反应，以产生产物离子。例如，不是使离子高碎裂模式和低碎裂模式之间交替，该方法可以在高反应模式和低反应模式之间重复交替。

Claims

1.一种质谱分析方法，包括：

在单个实验运行期间执行多个操作周期，其中每个周期包括：在任何给定时间使单个质量或质量范围的前体离子以质量选择性地传输通过质量分离器或滤质器或从其传输出来，其中操作所述质量分离器或滤质器使得能从其传输的所述单个质量或质量范围随时间变化；在所述周期期间使由所述质量分离器或滤质器传输的离子碎裂或反应；以及对所得的碎片或产物离子进行质量分析；

在所述多个操作周期中的至少一些周期之间以宽带模式操作所述质量分离器或滤质器，其中在每个宽带模式中，所述质量分离器或滤质器以非质量分辨方式传输前体离子，其中，在每个宽带模式中由所述质量分离器或滤质器传输的所述前体离子在质量分析之前未碎裂；和

对离子进行质量分析。

2.根据权利要求1所述的方法，包括在所述周期中的一个或多个周期期间改变碎裂能量或速率、或反应能量或速率。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述碎裂能量或速率、或反应能量或速率与在一个周期或每个周期期间由所述质量分离器或滤质器传输的质量值同步地变化。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，还包括执行校准程序，所述校准程序包括：

对包括多个标准物的混合物执行所述多个操作周期以获得质谱数据；

使用峰值检测算法处理所述数据；

将检测到的质量峰值匹配到针对所述标准物的理论预期质量峰值；和

构建所述标准物的质荷比值和所述标准物通过所述质量分离器或滤质器传输的时间之间的映射或校准关系。

5.根据权利要求4所述的方法，包括使用碎片或产物离子的检测时间和所述映射或校准关系来确定所述碎片和产物离子的前体离子的质荷比。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述周期中的至少一个或至少一些周期中，其间离子能够由所述质量分离器或滤质器以质量选择性地传输的时间段长于以所述宽带模式中之一操作的时间段。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述周期中的至少一些周期中由所述质量分离器或滤质器传输的离子以恒定的碰撞能量或碎裂速率碎裂以产生碎片离子。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述周期中的至少一些周期中由所述质量分离器或滤质器传输的离子以恒定的反应速率反应以产生产物离子。

9.根据权利要求1所述的方法，包括：

操作第一模式，其中由所述质量分离器或滤质器传输的离子被碎裂或反应，并且对所得的碎片或产物离子进行质量分析；

操作第二模式，其中由所述质量分离器或滤质器传输的所述前体离子未碎裂或反应，并且对这些离子进行质量分析；

在单个实验运行中切换到所述第一模式和所述第二模式或在所述第一模式和所述第二模式之间交替，其中所述第一模式和所述第二模式之间的切换或交替与切换到所述多个周期中的新周期同步。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，由所述质量分离器或滤质器以所述第一模式传输的离子以恒定的碰撞能量或碎裂速率碎裂以产生碎片离子，或者以恒定的反应速率反应以产生产物离子。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述第一模式中，由所述质量分离器或滤质器传输的离子以经过每个周期而增加或减少的碰撞能量或碎裂速率碎裂，或以经过每个周期而增加或减少的反应速率反应。

12.根据权利要求9、10或11所述的方法，其中所述质量分离器或滤质器在所述第一模式和所述第二模式期间以相同方式的时间函数而质量选择性地传输前体离子。

13.根据权利要求9所述的方法，包括，将在所述第一模式中检测到的碎片或产物离子与在所述第二模式中检测到的它们相应的前体离子基于其检测时间和/或由质量分析器检测的信号强度分布而相关联。

14.根据权利要求1所述的方法，包括执行多个所述周期，同时改变碰撞能量或碎裂速率或反应速率，使得能量或速率对于不同周期是不同的。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述能量或速率在每个周期中逐渐增加、以连续方式增加或以阶梯方式增加，使得所述能量或速率对于所述不同周期是不同的；或

其中，所述能量或速率在每个周期中逐渐减小、以连续方式减小或以阶梯方式减小，使得所述能量或速率对于不同周期是不同的。

16.根据权利要求14或15所述的方法，当所述质量分离器或滤质器是离子阱时，其在所述周期中的每一个中以质量选择性地将离子扫描出所述离子阱。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，在任何给定时间能够由所述质量分离器或滤质器传输的所述质量范围的宽度在所述周期中的一个或多个周期期间和/或在所述周期中的不同周期之间变化。

18.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述质量分离器或滤质器扫描或步进经过的所述质量范围对于不同周期是不同的。

19.根据权利要求1所述的方法，包括以一种模式操作所述方法，所述模式执行所述周期中的多个连续周期，同时保持碰撞能量或碎裂速率或反应速率恒定，以引起所述前体离子的碎裂或反应。

20.根据权利要求1所述的方法，包括以一种模式操作所述方法，所述模式执行所述周期中的多个连续周期，同时保持碰撞能量或碎裂速率或反应速率恒定，以不引起所述前体离子的碎裂或反应。

21.根据权利要求1所述的方法，包括在所述单个实验运行中执行≥z个周期，其中z选自由以下构成的组：3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45和50。

22.根据权利要求1所述的方法，其中，操作所述质量分离器或滤质器，使得在每个周期中，能够从其传输的所述质量或质量范围以作为时间的函数的质荷比被连续扫描或步进。

23.根据权利要求1所述的方法，其中，在周期中由所述质量分离器或滤质器扫描或步进通过的总质量范围对于多个所述周期或全部所述周期是相同的。

24.根据权利要求1所述的方法，其中，所述滤质器是四级杆滤质器或其他多极滤质器；或者其中所述质量分离器或滤质器是离子阱，所述离子阱在每个周期期间在不同时间将不同质量的离子以质量选择性地传输到下游。

25.根据权利要求1所述的方法，其中由所述质量分离器或滤质器在所述周期中的至少一些周期中传输的离子被碎裂或反应以产生碎片或产物离子，以恒定或可变的碰撞能量碎裂或反应。

26.根据权利要求25所述的方法，包括：

操作一种模式，其中由所述质量分离器或滤质器传输的离子碎裂或反应，并且对所得的碎片或产物离子进行质量分析；和/或

操作另一种模式，其中由所述质量分离器或滤质器传输的所述前体离子未碎裂或反应，并且对这些离子进行质量分析。

27.根据权利要求26所述的方法，包括在单个实验运行中切换到所述一种模式和所述另一种模式或在所述一种模式和所述另一种模式之间重复交替。

28.根据权利要求26或27所述的方法，包括将在所述一种模式中检测到的产物离子的碎片与在所述另一种模式中检测到的它们相应的前体离子基于其检测时间和/或由质量分析器检测到的信号强度分布而相关联。

29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述一种模式和所述另一种模式之间的所述切换或交替与切换到所述多个周期中的新周期同步；其中，在所述周期中的第一周期或第一组周期中传输的离子经历所述一种模式，而在所述周期中不同的第二周期或第二组周期中传输的离子经历所述另一种模式。

30.根据权利要求25所述的方法，包括在所述周期中的一个或多个周期期间或在所述实验运行期间改变碎裂能量或速率，或反应能量或速率；其中，所述碎裂能量或速率、或反应能量或速率随着由所述质量分离器或滤质器在一个或每个周期期间传输的质量值变化或与其同步。

31.根据权利要求1所述的方法，其中，质量分析器对由所述质量分离器或滤质器传输的前体离子进行质量分析和/或对由所述前体离子得到的碎片或产物离子进行质量分析。

32.根据权利要求1所述的方法，包括根据离子淌度分离由所述质量分离器或滤质器传输的所述前体离子。

33.根据权利要求32所述的方法，包括使用所述离子淌度分离将离子淌度与由质量分析器检测的离子或质谱相关联。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，在一种模式中，将所述前体离子脉冲到离子淌度分离器中，使得不同的前体离子在不同时间从所述离子淌度分离器中洗脱出，其中，随着洗脱出所述不同的前体离子，所述质量分析器获取多个质谱，并且其中每个质谱和与产生该质谱的离子相关联的离子淌度一起记录；和/或

其中在另一种模式中，所述前体离子被脉冲进入离子淌度分离器中，使得不同的前体离子在不同时间从所述离子淌度分离器中洗脱出，其中，所述前体离子然后碎裂或反应以产生碎片或产物离子，所述碎片或产物离子根据它们的前体离子的离子淌度而保持分开，其中所述质量分析器获取针对所述碎片或产物离子的多个质谱，并且其中每个质谱和与产生该质谱的所述碎片或产物离子的前体离子相关联的离子淌度一起记录。

35.根据权利要求1所述的方法，包括：在样品分离装置中分离分析物样品的组分；使从所述样品分离装置洗脱的所述样品电离；和将得到的离子供应到所述质量分离器或滤质器。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述样品分离装置为液相色谱装置。

37.根据权利要求35所述的方法，包括使用所述样品分离将从所述样品分离装置的洗脱时间与由质量分析器检测的离子或质谱相关联；其中所述质量分析器在所述样品从所述样品分离装置洗脱时获得多个质谱，并且其中每个质谱与从所述样品分离装置的相关洗脱时间一起记录。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述质量分析器获取针对在所述质量分离器或滤质器的每个周期中传输的所述前体离子和/或由其得到的碎片或产物离子的多个质谱。

39.根据权利要求38所述的方法，其中所述质量分析器在所述周期中的每个周期期间获取≥x个质谱，其中x选自由以下构成的组：5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、35、400、450、500、600、700、800、900和1000；和/或

其中所述质量分析器在每个周期期间以每秒≥y次扫描的速率获取质谱，其中y选自由以下构成的组：5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、35、400、450、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、4000和5000。

40.根据权利要求1所述的方法，其中每个周期的持续时间选自由以下构成的组：≥0.01s；≥0.02s；≥0.03s；≥0.04s；≥0.05s；≥0.06s；≥0.07s；≥0.08s；≥0.09s；≥0.1s；≥0.15s；≥0.2s；≥0.25s；≥0.3s；≥0.35s；≥0.4s；≥0.45s；≥0.5s；≥0.55s；≥0.6s；≥0.65s；≥0.7s；≥0.75s；≥0.80s；≥0.85s；≥0.9s；≥1s；≥1.1s；≥1.2s；≥1.3s；≥1.4s；≥1.5s；≥1.6s；≥1.7s；≥1.8s；≥1.9s；≥2s；≥2.5s；和≥3s；和/或其中每个周期的持续时间选自由以下构成的组：≤0.02s；≤0.03s；≤0.04s；≤0.05s；≤0.06s；≤0.07s；≤0.08s；≤0.09s；≤0.1s；≤0.15s；≤0.2s；≤0.25s；≤0.3s；≤0.35s；≤0.4s；≤0.45s；≤0.5s；≤0.55s；≤0.6s；≤0.65s；≤0.7s；≤0.75s；≤0.80s；≤0.85s；≤0.9s；≤1s；≤1.1s；≤1.2s；≤1.3s；≤1.4s；≤1.5s；≤1.6s；≤1.7s；≤1.8s；≤1.9s；≤2s；≤2.5s；≤3s；≤3.5s；≤4s；≤4.5s；和≤5s。

41.根据权利要求37所述的方法，其中，所述质量分析器是飞行时间质量分析器。

42.根据权利要求41所述的方法，其中，所述飞行时间质量分析器为正交飞行时间质量分析器。

43.根据权利要求1所述的方法，其中由所述质量分离器或滤质器以质量选择性地传输离子的持续时间在所述周期中的一个或多个周期期间和/或在所述周期中的不同周期之间变化。

44.根据权利要求1所述的方法，其中所述周期中的不同周期在时间上至少部分地彼此重叠。

45.根据权利要求1所述的方法，包括将所述碎片或产物离子分配给所述前体离子。

46.根据权利要求45所述的方法，包括：选择关注的一个或多个质荷比；使用映射或校准关系确定所述关注的一个或多个质荷比的传输时间；和提取或者隔离针对所述关注的一个或多个质荷比的传输时间而获得的质谱数据。

47.一种质谱仪，包括：

质量分离器或滤质器；

质量分析器；和

控制器，其布置成并适于：

控制所述质谱仪以在单个实验运行期间执行多个操作周期，其中每个周期包括：

在任何给定时间以质量选择性地使单个质量或质量范围的前体离子传输通过所述质量分离器或滤质器或从其传输出来，其中操作所述质量分离器或滤质器使得能够从其传输的所述单个质量或质量范围随时间变化；在所述周期期间使由所述质量分离器或滤质器传输的离子碎裂或反应；以及对所得的碎片或产物离子进行质量分析；

控制所述质谱仪以在所述多个操作周期中的至少一些周期之间以宽带模式操作所述质量分离器或滤质器，其中在每个宽带模式中，所述质量分离器或滤质器以非质量分辨方式传输前体离子，其中，在每个宽带模式中由所述质量分离器或滤质器传输的所述前体离子在质量分析之前未碎裂；和

在所述质量分析器中对离子进行质量分析。