CN109752444A - 离子阱质谱仪的质谱测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离子阱质谱仪的质谱测定方法。该质谱测定方法根据离子阱内待测样品浓度的实际情况，在待测样品开始出峰且浓度未达到最高点时，对后续正式扫描阶段的离子化时间进行动态调整；在待测样品浓度最高点已过去后，对后续正式扫描阶段的离子化时间进行系数增长；并在预扫描离子化时间大于阈值时间时，将后续正式扫描阶段的离子化时间保持为阈值时间不变；进行多个周期的质谱测定，将多个周期的测定结果进行平均。使得每个正式扫描阶段中离子阱内离子数量始终处于比较合适的状态，避免空间电荷效应。

Description

离子阱质谱仪的质谱测定方法

技术领域

本发明涉及质谱检测技术领域，特别是涉及一种离子阱质谱仪的质谱测定方法。

背景技术

质谱仪在现代分析领域发挥着举足轻重的作用，已经被广泛延伸至环境保护、食品安全、生命科学及太空探测等众多领域。作为一种现代分析仪器，质谱仪具有较高的探测灵敏度，能够对痕量物质进行有效地探测，是一种很好的定性、定量分析工具。

质量分析器作为质谱仪的核心部件，根据质量分析器的不同，质谱仪可以分为磁质谱仪、傅里叶变换-离子回旋共振质谱仪、离子阱质谱仪、四级杆质谱仪以及飞行时间质谱仪。其中，离子阱质谱仪以其良好的离子储存能力可以更好地进行多级质谱分析，从而具有更强的物质结构分析能力和定性能力。

然而，离子阱质谱仪在进行分析时需要根据进入离子阱内样品量的多少来调整离子化时间，避免由于阱内离子过多导致空间电荷效应的出现，影响离子阱分析性能。目前商品化的离子阱质谱仪通常采用预扫描时序和正式扫描时序相结合的方式来避免由于离子阱内离子数量过多而导致的空间电荷效应。预扫描时序用来确定离子阱内的离子数量的多少，然后计算出正式扫描时最佳的离子化时间。在实际使用时，为了获得更好的谱图稳定性，往往会连续进行数次正式扫描，再将数次扫描后的谱图进行平均后使用，一般情况下这几次正式扫描都使用之前同一次预扫描所计算出的离子化时间。在对离子阱质谱仪进行质谱与色谱联用时，色谱出峰的浓度是逐渐升高的，连续几次正式扫描时，都选择同样的离子化时间会导致每次扫描时离子阱内离子的数量越来越多，有可能会出现空间电荷效应，导致谱图质量下降。

发明内容

本发明旨在克服现有离子阱质谱仪的质谱测定方法的至少一个缺陷，提供了一种离子阱质谱仪的质谱测定方法，保证在样品出峰时离子阱内离子数始终处于合适数量，避免空间电荷效应的产生。

为此，本发明提供了一种离子阱质谱仪的质谱测定方法，包括多个周期，每一周期进行一次预扫描阶段和后续的多次正式扫描构成；该质谱测定方法包括以下步骤：

首先进行预扫描，并计算预扫描离子化时间；

再判断预扫描离子化时间是否不小于一个预设的阈值时间；

若满足预扫描离子化时间不小于阈值时间，后续多次正式扫描的离子化时间均保持为阈值时间不变；

若不满足，后续第一次正式扫描的离子化时间为预扫描离子化时间，后一次正式扫描的离子化时间在前一次正式扫描的离子化时间的基础上按照缩短系数进行缩短；

随后进行后一周期的预扫描与正式扫描或结束。

进一步地，多个所述缩短系数一致，且所述缩短系数均为小于1的正常数。

进一步地，多个所述缩短系数不一致，且所述缩短系数均为小于1的正常数。

进一步地，该质谱测定方法还包括以下步骤：

当后一周期的预扫描离子化时间大于前一周期的预扫描离子化时间时，依次进行多次系数增长的正式扫描；第一次正式扫描的离子化时间为本周期的预扫描离子化时间；后一次正式扫描的离子化时间在前一次正式扫描的离子化时间的基础上按照增长系数进行增长。

进一步地，多个所述增长系数一致，且所述增长系数均为大于1的常数。

进一步地，多个所述增长系数不一致，且所述增长系数均为大于1的常数。

进一步地，该质谱测定方法还包括以下步骤：

在上述步骤的基础上进行后一周期的预扫描，若预扫描离子化时间大于阈值时间，后续多次正式扫描的离子化时间均保持为阈值时间不变。

进一步地，该质谱测定方法还包括以下步骤：

进行多个周期的质谱测定，将多个周期的测定结果进行平均

本发明的离子阱质谱仪的质谱测定方法，根据离子阱内待测样品浓度的实际情况，在待测样品开始出峰且浓度未达到最高点时，对后续正式扫描阶段的离子化时间进行动态调整；在待测样品浓度最高点已过去后，对后续正式扫描阶段的离子化时间进行系数增长；并在预扫描离子化时间大于阈值时间时，将后续正式扫描阶段的离子化时间保持为阈值时间不变；使得每个正式扫描阶段中离子阱内离子数量始终处于比较合适的状态，避免空间电荷效应。

进一步地，进行多个周期的质谱测定，将多个周期的测定结果进行平均，提高测定的稳定性和精度。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据现有技术的一种离子阱质谱仪的质谱测定方法的示意性扫描时序图；

图2是根据本发明一个实施例的离子阱质谱仪的质谱测定方法的流程示意图；

图3是根据图2所示质谱测定方法的示意性扫描时序图；

图4是根据本发明一个实施例的离子阱质谱仪的质谱测定方法的流程示意图。

具体实施方式

根据本发明的一些实施例，图2所示是本发明一个实施例的离子阱质谱仪的质谱测定方法的流程示意图。该质谱测定方法包括多个周期，每一周期由一个预扫描阶段和其后的多个正式扫描阶段构成。离子阱质谱仪的质谱测定方法包括以下步骤：

首先进行预扫描，并按照公式计算预扫描离子化时间t0。

再判断预扫描离子化时间t0是否不小于一个预设的阈值时间T；依次进行m次正式扫描。

其中，如果满足t0≥T，则多次正式扫描的离子化时间均保持为阈值时间T不变；

如果满足t0<T，则说明进行质谱测试的样品开始出峰，在后续多个正式扫描阶段进行动态调整，使得每个正式扫描阶段中离子阱内离子数量始终处于比较合适的状态，避免空间电荷效应。第一次正式扫描的离子化时间t1为预扫描离子化时间t0；后一次正式扫描的离子化时间在前一次正式扫描的离子化时间的基础上按照缩短系数进行缩短；多个缩短系数可以一致，也可以不一致，缩短系数为小于1的正常数。

随后进行后一周期的预扫描与正式扫描或结束。

可选地，选取阈值时间T＝25ms，预扫描离子化时间t0＝20ms为例，图3是本实施例一种离子阱质谱仪的质谱测定方法的示意性扫描时序图。该质谱测定方法的每一周期依次进行预扫描、第一次正式扫描、第二次正式扫描、第三次正式扫描和第四次正式扫描。

由于满足t0<T，进行动态调整。第一次正式扫描的离子化时间t1为预扫描离子化时间t0，即t1＝t0＝20ms；第二次正式扫描的离子化时间t2在t1的基础上按照缩短系数k1进行缩短，即t2＝k1*t1＝0.9*20ms＝18ms；第三次正式扫描的离子化时间t3在t2的基础上按照缩短系数k2进行缩短，即t3＝k2*t2＝0.9*18ms＝16.2ms；第四次正式扫描的离子化时间t4在t3的基础上按照缩短系数k3进行缩短，即t4＝k3*t3＝0.9*16.2ms＝14.58ms。其中，多个缩短系数k1、k2、k3、k4均一致地为0.9，且缩短系数k1、k2、k3、k4需满足0<k1,k2,k3,k4<1。

可选地，选取阈值时间T＝25ms，预扫描离子化时间t0＝20ms为例，由于满足t0<T，进行动态调整。第一次正式扫描的离子化时间t1为预扫描离子化时间t0，即t1＝t0＝20ms；第二次正式扫描的离子化时间t2在t1的基础上按照第一缩短系数k1进行缩短，即t2＝k1*t1＝0.9*20ms＝18ms，其中0<k1<1；第三次正式扫描的离子化时间t3在t2的基础上按照第二缩短系数k2进行缩短，即t3＝k2*t2＝0.8*18ms＝14.4ms，其中0<k2<1；第四次正式扫描的离子化时间t4在t3的基础上按照第三缩短系数k3进行缩短，即t4＝k3*t3＝0.7*14.4ms＝10.08ms，其中0<k3<1。多个缩短系数k1、k2、k3、k4不一致，且可根据实际需要进行调整。

离子阱内待测样品未达到浓度最高点时，重复进行如图2所示的离子阱质谱仪的质谱测定方法。

根据本发明的一些实施例，图4所示为另一种离子阱质谱仪的质谱测定方法的流程示意图。在进行至少一个周期的质谱测定后，再次进行预扫描，计算出的预扫描离子化时间可能相比上一周期的预扫描离子化时间增加，该现象说明质谱测试的样品浓度最高点已经过去，在后续多个正式扫描阶段进行离子化时间系数增长，使得每个正式扫描阶段中离子阱内离子数量始终处于比较合适的状态，避免空间电荷效应。该实施例中，离子阱质谱仪的质谱测定方法包括以下步骤：

首先，读取前一周期的预扫描离子化时间。

在进行本周期预扫描，并按照公式计算预扫描离子化时间t0；当预扫描离子化时间t0大于前一周期的预扫描离子化时间时，依次进行多次系数增长的正式扫描；第一次正式扫描的离子化时间t1为本周期的预扫描离子化时间t0；后一次正式扫描的离子化时间在前一次正式扫描的离子化时间的基础上按照增长系数进行增长；多个增长系数可以一致，也可以不一致，增长系数为大于1的常数。

随后进行后一周期的预扫描与正式扫描或结束。

可选地，选取前一周期的预扫描离子化时间为1ms，本周期的预扫描离子化时间t0＝3ms为例，由于满足t0>前一周期的预扫描离子化时间为，进行系数增长。第一次正式扫描的离子化时间t1为预扫描离子化时间t0，即t1＝t0＝3ms；第二次正式扫描的离子化时间t2在t1的基础上按照第一增长系数k1’进行增长，即t2＝k1’*t1＝1.1*3ms＝3.3ms；第三次正式扫描的离子化时间t3在t2的基础上按照第二增长系数k2进行增长，即t3＝k2’*t2＝1.1*3.3ms＝3.63ms；第四次正式扫描的离子化时间t4在t3的基础上按照第三增长系数k3’进行增长，即t4＝k3’*t3＝1.1*3.63ms＝3.993ms。多个增长系数k1’、k2’、k3’、k4’一致，且增长系数k1’、k2’、k3’、k4’需满足k1’,k2’,k3’,k4’>1。

进一步地，进行后一周期的预扫描后，读取预扫描离子化时间，若该周期的预扫描离子化时间大于阈值时间T，则后续多个正式扫描阶段的离子化时间均保持为阈值时间T不变。

本发明根据离子阱内待测样品浓度的实际情况，提出了一种离子阱质谱仪的质谱测定方法。该质谱测定方法，在待测样品开始出峰且浓度未达到最高点时，对后续正式扫描阶段的离子化时间进行动态调整；在待测样品浓度最高点已过去后，对后续正式扫描阶段的离子化时间进行系数增长；并在预扫描离子化时间大于阈值时间时，将后续正式扫描阶段的离子化时间保持为阈值时间不变。进行多个周期的质谱测定，将多个周期的测定结果进行平均。使得每个正式扫描阶段中离子阱内离子数量始终处于比较合适的状态，避免空间电荷效应。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种离子阱质谱仪的质谱测定方法，包括多个周期，每一周期进行一次预扫描阶段和后续的多次正式扫描构成；其特征在于，该质谱测定方法包括以下步骤：

首先进行预扫描，并计算预扫描离子化时间；

再判断预扫描离子化时间是否不小于一个预设的阈值时间；

若满足预扫描离子化时间不小于阈值时间，后续多次正式扫描的离子化时间均保持为阈值时间不变；

若不满足，后续第一次正式扫描的离子化时间为预扫描离子化时间，后一次正式扫描的离子化时间在前一次正式扫描的离子化时间的基础上按照缩短系数进行缩短；

随后进行后一周期的预扫描与正式扫描或结束。

2.根据权利要求1所述的离子阱质谱仪的质谱测定方法，其特征在于，

多个所述缩短系数一致，且所述缩短系数均为小于1的正常数。

3.根据权利要求1所述的离子阱质谱仪的质谱测定方法，其特征在于，

多个所述缩短系数不一致，且所述缩短系数均为小于1的正常数。

4.根据权利要求1所述的离子阱质谱仪的质谱测定方法，其特征在于，该质谱测定方法还包括以下步骤：

当后一周期的预扫描离子化时间大于前一周期的预扫描离子化时间时，依次进行多次系数增长的正式扫描；第一次正式扫描的离子化时间为本周期的预扫描离子化时间；后一次正式扫描的离子化时间在前一次正式扫描的离子化时间的基础上按照增长系数进行增长。

5.根据权利要求4所述的筛选式飞行时间质谱仪，其特征在于，

多个所述增长系数一致，且所述增长系数均为大于1的常数。

6.根据权利要求4所述的离子阱质谱仪的质谱测定方法，其特征在于，

多个所述增长系数不一致，且所述增长系数均为大于1的常数。

7.根据权利要求4所述的离子阱质谱仪的质谱测定方法，其特征在于，该质谱测定方法还包括以下步骤：

在上述步骤的基础上进行后一周期的预扫描，若预扫描离子化时间大于阈值时间，后续多次正式扫描的离子化时间均保持为阈值时间不变。

8.根据权利要求1-7任一项所述的离子阱质谱仪的质谱测定方法，其特征在于，该质谱测定方法还包括以下步骤：

进行多个周期的质谱测定，将多个周期的测定结果进行平均。