CN111077211A - 用于高通量数据独立分析的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种分析样品的方法，所述方法包含：基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成窄质量范围组；使来自每个组的离子碎裂以产生碎片离子组；以及使用长瞬态时间质量分析仪对来自每个碎片离子组的碎片离子进行质量分析，其中所述分离和所述碎裂与所述质量分析解耦，并且高瞬态质量分析仪的循环时间大于窄质量范围扫描时间的循环时间的约五倍，并且其中所述分离和所述碎裂具有高占空比，并且所述质量分析具有高占空比。

Description

用于高通量数据独立分析的方法和装置
技术领域
本公开总体上涉及质谱法领域，包含用于高通量数据独立分析的方法和装置。
背景技术
被称为MS/MS的串联质谱法是一种使源自样品的前体离子在受控条件下经受碎裂来产生产物离子的流行且广泛使用的分析技术。产物离子质谱含有可用于结构测定并且用于鉴定具有高特异性的样品组分的信息。在典型的MS/MS实验中，选择相对少量的前体离子种类进行碎裂，例如丰度最大的那些离子种类或者质荷比(m/z)与包含列表中的值匹配的离子种类。人们对使用“全质量(all-mass)”MS/MS的兴趣与日俱增，在全质量MS/MS中，使所有前体离子或前体离子的相当大的子集碎裂。全质量MS/MS产生富含信息的质谱并且不需要在质量分析之前选择和隔离特定离子种类。为了简化通过全质量MS/MS产生的产物离子质谱的解释，以对前体离子的不同子集或组执行的一系列碎裂/质谱采集循环的形式进行分析，其中每个子集或组代表不同范围的前体离子m/z。例如，如果前体离子的m/z范围为200Th到2000Th，则可以对m/z介于200Th与210Th之间的第一组离子执行第一碎裂/质谱采集循环；对m/z介于210Th与220Th之间的第二组离子执行第二碎裂/质谱采集循环等。授权给Makarov等人的美国专利第7,157,698号(所述专利通过引用并入)教导了一种用于通过根据前体离子的m/z将前体离子分成组来实施全质量MS/MS的质谱仪架构。在Makarov设备中，采用正交喷射二维离子阱将m/z分组的前体离子喷射到碎裂单元中，所述离子在所述碎裂单元中经历碎裂。将所产生的产物离子输送到飞行时间(TOF)质量分析仪的入口以采集质谱。因为TOF质量分析仪的质量范围宽且分析时间相对短，所以其特别适用于全质量MS/MS实验。
在TOF和其它质量分析仪中，离子的初始动能的大变化可能会显著影响测量性能，特别是关于分辨率和质量准确度的测量性能。因此，在将离子递送到质量分析仪的入口之前，重要的是，减少所喷射的离子和源自所述离子的产物离子的动能扩散。可以通过将离子引导通过冷却区域来实现离子冷却以减少动能和动能扩散，在所述冷却区域中，离子通过与中性气体分子碰撞而损失能量。冷却时间可以远远大于从阱喷射离子组(以及对离子组的质量分析)所需的时间，这意味着必须延迟随后的离子组从阱喷射到碎裂/冷却区域中，直到完成第一离子组的冷却。换言之，冷却期会限制全离子MS/MS分析可以进行的速率并且减少在色谱洗脱峰期间可以进行的分析的总数。当然，可以通过采用较短的冷却期来提高速率，但这样做会对分辨率和/或质量准确度产生不利影响。
将碎裂单元、冷却和质量分析彼此解耦，同时将一个碎裂循环的产物离子保持在一起但与来自其它碎裂循环的产物离子分离，可以提高分析的通量。根据前述内容将理解，需要用于改进高通量数据独立分析(如用于全原子MS/MS)的改进的系统和方法。
发明内容
在第一方面，一种分析样品的方法，所述方法可以包含：基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成窄质量范围组；使来自每个组的所述离子碎裂以产生碎片离子组；使用长瞬态时间质量分析仪对来自每个碎片离子组的碎片离子进行质量分析。所述分离和所述碎裂可以与所述质量分析解耦，并且所述高瞬态质量分析仪的循环时间大于窄质量范围扫描时间的循环时间的约五倍。所述分离和所述碎裂可以具有高占空比并且所述质量分析可以具有高占空比。
在所述第一方面的各个实施例中，所述质量分析仪的所述循环时间可以大于所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间的约十倍，如小于所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间的约15倍。
在所述第一方面的各个实施例中，所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间可以介于约50微秒与约500微秒之间，如介于约100微秒与约400微秒之间，甚至介于约200微秒与约300微秒之间。
在所述第一方面的各个实施例中，所述质量分析仪的所述循环时间介于约1毫秒与约10毫秒之间，如介于约3毫秒与约7毫秒之间，甚至介于约4毫秒与约6毫秒之间。
在第二方面，一种质谱仪可以包含：离子源，所述离子源被配置成由样品产生前体离子；线性离子阱，所述线性离子阱被配置成基于质荷比将所述前体离子分离成多个窄质量范围；以及碎裂装置，所述碎裂装置被配置成使窄质量范围内的离子碎裂以产生碎片离子组。所述质谱仪可以进一步包含第一存储单元阵列和第二存储单元阵列。所述第一存储单元阵列可以包含第一存储单元和第二存储单元。所述第一存储单元可以被配置成积聚来自所述碎裂装置的来自第一窄质量范围的碎片离子，并且所述第二存储单元可以被配置成积聚来自所述碎裂装置的来自第二窄质量范围的碎片离子。所述第一存储单元阵列可以被配置成使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离。所述第二存储单元阵列可以包含第三存储单元和第四存储单元。所述第三存储单元可以被配置成接收来自所述第一存储单元的离子，并且所述第四存储单元可以被配置成接收来自所述第二存储单元的离子。所述质谱仪还可以包含质量分析仪，所述质量分析仪被配置成接收来自所述第三存储单元的离子并且分析来自所述第一窄质量范围的碎片离子的质荷比，并且单独地接收来自所述第四存储单元的离子并且分析来自所述第二窄质量范围的碎片离子的质荷比。
在所述第二方面的各个实施例中，所述质量分析仪是长瞬态时间质量分析仪。在特定实施例中，所述长瞬态时间质量分析仪是多重反射飞行时间质量分析仪。
在所述第二方面的各个实施例中，质谱仪可以进一步包含离子输送系统，所述离子输送系统被配置成将来自所述碎裂装置的碎片离子输送到所述第一存储单元阵列，同时使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离。所述输送系统可以包含多个极杆，所述多个极杆被布置成第一行和第二行，所述第二行与所述第一行平行，所述第一行的每个极杆与所述第二行的对应极杆形成极杆对。所述极杆可以限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。
在特定实施例中，所述质谱仪可以进一步包含第二离子输送系统，所述第二离子输送系统被配置成将来自所述第二存储单元阵列的碎片离子输送到所述质量分析仪，同时使来自第一窄质量范围的碎片离子与来自第二窄质量范围的碎片离子隔离。所述输送系统可以包含第二多个极杆，所述第二多个极杆被布置成第三行和第四行，所述第四行与所述第三行平行。所述第三行的每个极杆可以与所述第四行的对应极杆形成极杆对。所述极杆可以限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。
在特定实施例中，所述第一离子输送系统可以被配置成在与所述极杆平行的方向上将离子喷射到所述存储单元阵列中，并且所述第二离子输送系统可以被配置成在沿所述第二多个极的行进方向上将离子喷射到所述质量分析仪中。
在所述第二方面的各个实施例中，所述窄质量范围的范围小于约20Da，如范围小于约10Da，甚至范围小于约5Da。
在所述第二方面的各个实施例中，所述质谱仪可以进一步包含第一离子路径，所述第一离子路径包含所述第一存储单元阵列和所述第二存储单元阵列；以及第二离子路径，所述第二离子路径包含第三存储单元阵列和第四存储单元阵列，其中所述碎裂装置将来自第三窄质量范围的碎片离子和来自第四窄质量范围的碎片离子引导到所述第二离子路径。在特定实施例中，所述第一离子路径可以进一步包含第一离子输送系统，所述第一离子输送系统被配置成将来自所述碎裂装置的碎片离子输送到所述第一存储单元阵列，同时将来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离，并且所述第二离子路径可以进一步包含第二离子输送系统，所述第二离子输送系统被配置成将来自所述碎裂装置的碎片离子输送到所述第三存储单元阵列，同时将来自所述第三窄质量范围的碎片离子与来自所述第四窄质量范围的碎片离子隔离。在特定实施例中，所述质谱仪可以进一步包含第三离子输送系统，所述第三离子输送系统被配置成将来自所述第二存储单元阵列和所述第四存储单元阵列的碎片离子输送到所述质量分析仪。
在第三方面，一种分析样品的方法可以包含：基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成多个窄质量范围；使每个窄质量范围的所述前体离子碎裂以产生多个碎片离子组；将来自第一窄质量范围的碎片离子积聚在第一存储单元阵列的第一存储单元中并且将来自第二窄质量范围的离子积聚在所述第一存储单元阵列的第二存储单元中，同时使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离；将来自所述第一存储单元阵列的第一存储单元的离子转移到第二存储单元阵列的第三存储单元，并且将来自所述第一存储单元阵列的所述第二存储单元的离子转移到所述第二存储单元阵列的第四存储单元；以及使用长瞬态时间质量分析仪单独地分析来自所述第三存储单元和来自所述第四存储单元的所述碎片离子的质荷比，同时将来自第三窄质量范围的碎片离子积聚在所述第一存储单元中并且将来自第四窄质量范围的碎片离子积聚在所述第二存储单元中。
在所述第三方面的各个实施例中，分离前体离子可以包含使每个窄质量范围的离子以离散组的形式从离子阱喷射。
在所述第三方面的各个实施例中，所述方法可以进一步包含使用离子输送系统输送所述碎片离子组，同时保持所述碎片离子组之间的分离；其中所述离子输送系统可以包含多个极杆，所述多个极杆被布置成第一行和第二行，所述第二行与所述第一行平行，所述第一行的每个极杆与所述第二行的对应极杆形成极杆对，所述极杆对限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。
在特定实施例中，输送所述碎片离子可以包含：将初始电压模式施加到所述第一行的所述极杆并且将公共电压施加到所述离子输送单元的所述第二行的所述极杆以在所述离子输送单元内产生多个势阱，其中每个离子输送单元接收同一电压模式；将第一多个离子注入到第一离子输送单元中，所述第一多个离子在与所述极杆的主轴平行的方向上行进；并且将所述第一多个离子捕获在所述第一离子输送单元的所述势阱中；改变施加到所述离子输送单元的所述极杆的所述电压模式以将所述势阱和所述第一多个离子移动到第二离子输送单元；以及当所述改变所述电压模式的第一循环完成时，将第二多个离子注入到所述第一离子输送单元中，所述第二多个离子在与所述极杆的所述主轴平行的方向上行进；并且将所述第二多个离子捕获在所述第一离子输送单元的所述势阱中。
在特定实施例中，所述离子输送系统可以包含：第一多个极杆，所述第一多个极杆被配置成将离子输送到所述存储单元阵列；以及第二多个极杆，所述第二多个极杆被配置成将离子输送到所述质量分析仪；并且所述方法进一步包括在与所述第一多个极杆中的所述极杆平行的方向上将来自所述第一多个极杆的离子喷射到所述存储单元阵列中并且在沿所述第二多个极的行进方向上将来自所述第二多个极杆的离子喷射到所述质量分析仪中。在特定实施例中，喷射来自所述第一多个极杆的离子可以包含并行地喷射来自两个或更多个离子输送单元的所述离子，并且喷射来自所述第二多个极杆的离子可以包含以连续方式喷射所述离子。
在所述第三方面的各个实施例中，使所述前体离子碎裂包含将来自第一窄质量范围的前体离子引导到碎裂装置中。
在所述第三方面的各个实施例中，所述窄质量范围的范围小于约20Da，如范围小于约10Da，甚至范围小于约5Da。
附图说明
为了更完整地理解本文所公开的原理和其优点，现在参考结合附图所作出的以下描述，在附图中：
图1是展示了示例性质谱系统的框图。
图2是展示了根据各个实施例的另一个示例性质谱系统的框图。
图3是展示了根据各个实施例的示例性离子输送机构的框图。
图4和5是示出了根据各个实施例的图2的示例性质谱系统的部分的详细视图的图。
图6是展示了根据各个实施例的在质量分析仪中分析离子的质量的方法的流程图。
图7是展示了根据各个实施例的具有双离子路径的示例性质谱系统的框图。
图8是展示了根据各个实施例的示例性计算机系统的框图。
应当理解的是，附图不一定按比例绘制，附图中的对象彼此之间的关系也不一定按比例绘制。附图是旨在使本文所公开的设备、系统和方法的各个实施例清楚且易于理解的描述。适当的时候，贯穿附图，将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。而且，应当理解的是，附图不旨在以任何方式限制本发明教导的范围。
具体实施方式
本文描述了用于输送离子的系统和方法的实施例。
本文所使用的章节标题仅仅是出于组织的目的并且不应被解释为以任何方式限制所描述的主题。
在对各个实施例的这种详细描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对所公开的实施例的透彻理解。然而，本领域的技术人员将理解，可以在有或没有这些具体细节的情况下实践这些各个实施例。在其它情况下，结构和装置以框图形式示出。此外，本领域的技术人员可以容易地理解，呈现和执行方法的特定顺序是说明性的，并且设想的是，可以改变所述顺序并且所述顺序仍然保持处于本文所公开的各个实施例的精神和范围内。
本申请中所引用的所有文献和类似材料，包含但不限于专利、专利申请、论文、书籍、专著和互联网网页，出于任何目的通过引用整体明确地并入。除非另外描述，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本文所描述的各个实施例所属领域的普通技术人员通常所理解的含义。
应当理解，在本发明教导中讨论的温度、浓度、时间等之前存在隐含的“约”，使得轻微的和非实质性的偏差都处于本发明教导的范围内。在本申请中，除非另外特别说明，否则单数的使用包含复数。而且，“包括(comprise或comprises或comprising)”、“含有(contain或contains或containing)”和“包含(include或includes或including)”的使用不旨在是限制性的。应当理解，上述的总体说明和以下详细说明二者均仅为示例性和解释性的并且不限制本发明教导。
如本文所使用的，“一个/种(a/an)”也可以指“至少一个”或“一个或多个”。而且，“或”的使用是包含性的，使得当“A”为真、“B”为真或“A”和“B”二者均为真时，短语“A或B”为真。此外，除非上下文另外要求，否则单数术语应该包含复数含义，并且复数术语应该包含单数含义。
“系统”阐述了一组真实或抽象的组件，包括整体，其中每个组件与整体内的至少另一个组件交互或与其相关。
质谱平台
质谱平台100的各个实施例可以包含如图1的框图中所示的组件。在各个实施例中，图1的元件可以并入质谱平台100中。根据各个实施例，质谱仪100可以包含离子源102、质量分析仪104、离子检测器106和控制器108。
在各个实施例中，离子源102由样品产生多个离子。离子源可以包含但不限于：基质辅助激光解吸/电离(MALDI)源、电喷雾电离(ESI)源、电感耦合等离子体(ICP)源、电子电离源、光电离源、辉光放电电离源、热喷雾电离源等。
在各个实施例中，质量分析仪104可以基于离子的质荷比来分离所述离子。例如，质量分析仪104可以包含四极滤质器分析仪、飞行时间(TOF)分析仪、四极离子阱分析仪、静电阱(例如，轨道阱(Orbitrap))质量分析仪等。在各个实施例中，质量分析仪104还可以被配置成使离子碎裂并且基于质荷比来进一步分离经过碎裂的离子。
在各个实施例中，离子检测器106可以检测离子。例如，离子检测器106可以包含电子倍增器、法拉第杯(Faraday cup)等。可以通过离子检测器检测离开质量分析仪的离子。在各个实施例中，离子检测器可以是定量的，使得可以确定离子的精确计数。
在各个实施例中，控制器108可以与离子源102、质量分析仪104和离子检测器106通信。例如，控制器108可以配置离子源或启用/禁用离子源。另外，控制器108可以将质量分析仪104配置成选择要检测的特定质量范围。此外，控制器108可以如通过调整增益来调整离子检测器106的灵敏度。另外，控制器108可以基于检测到的离子的极性来调整离子检测器106的极性。例如，离子检测器106可以被配置成检测正离子或被配置成检测负离子。
质谱系统200的各个实施例可以包含如图2的框图中所示的组件。质谱系统200可以包含离子源202、线性离子阱204、碎裂单元206和长瞬态质量分析仪208。在各个实施例中，长瞬态质量分析仪208可以是多重反射TOF质量分析仪或傅里叶变换质量分析仪，如ORBITRAP质量分析仪。
可以使来自离子源202的离子积聚在线性离子阱204中。在特定实施例中，线性离子阱204可以将离子分离成多个窄质量范围。在各个实施例中，窄质量范围的宽度可以小于约20Da，如小于约10Da，甚至小于约5Da。可以将来自每个窄质量范围的离子发送到碎裂单元206，在所述碎裂单元中，所述离子碎裂成碎片离子。然后，可以在质量分析仪中对来自每个窄质量范围的碎片离子进行质量分析。将每个窄质量范围的离子碎片与其它窄质量范围的碎片离子单独地进行质量分析可以简化碎片离子到前体离子的分配。
在各个实施例中，线性离子阱204可以径向地喷射离子。与轴向喷射相比，径向喷射可以增加线性离子阱的分析能力。另外，通过径向喷射，离子中的一部分可以从线性离子阱204的相对侧喷出。在各个实施例中，可以通过测量从线性离子阱204的相对侧喷射的离子的强度来确定窄质量范围的离子强度。在一些实施例中，关于窄质量范围的离子强度的信息可以用于进行自动增益控制。
在各个实施例中，线性离子阱204与长瞬态质量分析仪208的循环时间之间可能存在显著差异。例如，扫描离开线性离子阱204并进入碎裂单元206的处于窄质量范围内的离子的时间可能为约几百微秒，如介于约50微秒与约500微秒之间，如介于约100微秒与约400微秒之间，甚至介于约200微秒与约300微秒之间。长瞬态质量分析仪所需的时间可能多得多，如至少约5倍、如至少约10倍、甚至至少约15倍。例如，长瞬态质量分析仪的循环时间可能为约几毫秒，如介于约1毫秒与约10毫秒之间、如介于约3毫秒与约7毫秒之间、甚至介于约4毫秒与约6毫秒之间。
在各个实施例中，由于线性离子阱204与长瞬态质量分析仪208之间的显著循环时间差，因此可以认为系统具有两个定时区域210和212。定时区域210可以包含线性离子阱204和碎裂单元206，并且定时区域212可以包含长瞬态质量分析仪208。另外，定时区域210可以包含移动闩离子输送机构214和存储单元阵列216，并且定时区域212可以包含任选的存储单元阵列218和移动闩离子输送机构220。
移动闩离子输送机构214可以在保持窄质量范围之间的分离的同时将来自碎裂单元206的离子包(窄质量范围的离子碎片)输送到存储单元阵列216。存储单元阵列216可以将来自一个窄质量范围的碎片离子与来自另一质量范围的碎片离子单独存储。可以将来自存储单元阵列216的碎片离子转移到存储单元阵列218，并且然后可以将由存储单元阵列218存储的离子转移到离子输送机构220以输送到质量分析仪208。再次，离子输送机构220可以保持离子包之间的分离以确保质量分析仪208可以将来自一个窄质量范围的碎片离子与来自其它窄质量范围的碎片离子单独分析。
定时区域210和212在存储单元阵列216与任选的存储单元阵列218之间的点处解耦。可以根据定时区域210的定时要求将离子馈送到存储单元阵列216中，同时可以根据定时区域212的定时要求将离子转移出存储单元阵列218。可能仅需要在将来自存储单元阵列216的离子转移到存储单元阵列218时才将定时区域210和定时区域212的定时循环对齐。在那时，存储单元阵列218可以是空的，使得来自存储单元阵列216的离子不会与来自先前循环的离子混合。在各个替代性实施例中，存储单元阵列216可以在不需要存储单元阵列218的情况下将离子直接馈送到移动闩输送机构220。
图3是展示了离子输送机构300的框图。
离子输送机构300可以包含沿离子输送机构300的长度(x轴)彼此平行布置的多个极杆对302。在各个实施例中，每个极杆对302可以由在正交于图1的平面的方向上分隔开的2个极杆组成。另外，移动闩可以包含保护电极304和306。
在各个实施例中，离子输送机构300可以被认为包含多个由连续的一组固定数量的极杆对限定的离子输送单元。离子输送单元可以被布置成使得任何两个离子输送单元都不共享共同的极杆对。例如，离子输送单元可以由3个极杆对、4个极杆对或甚至5个或更多个极杆对组成。可以将某一DC或AC电压模式施加到单元的极杆对，并且可以将同一模式施加到移动闩离子输送装置的每个单元。在各个实施例中，模式可以包含施加到沿离子输送装置的长度重复出现的连续极杆对的空间电压序列或级数，使得每个离子输送单元接收相同的电压模式。模式可以沿移动闩离子输送装置移动，如通过沿所述多个极杆对推进模式起点。例如，在t0处，可以将模式的第一电压施加到杆对r0，并且可以将模式的其余部分施加到连续杆r1到rn-1，并且模式可以在rn处再次开始。在t1处，可以将模式的第一电压施加到r1，并且可以将模式的其余部分施加到连续杆r2到rn，其中模式在rn+1处再次开始，同时可以将第n电压施加到r0。在tn-1处，电压模式可以在rn-1处开始，而在tn处，电压模式可以再次在r0处开始，其中在rn处发生开始的第一重复。在特定实施例中，可以通过电压模式产生势阱，并且可以沿移动闩离子输送装置的长度将俘获在阱中的离子从一个单元传递到另一个单元，因为变化的电压模式使势阱沿一个单元移动并进入下一个单元。
在各个实施例中，可以通过与极杆对的主轴(纵轴)平行地(在z方向上)将碎片离子注入到离子输送机构300中来将离子转移到离子输送机构300中。然后，可以通过操纵极杆的电势来使离子沿离子输送机构300的长度(x方向，垂直于极杆的主轴)在离子输送单元内和离子输送单元之间顺序地转移。在各个实施例中，可以将离子俘获于由杆形成的势阱内。因为势阱沿离子输送机构300移动，所以可以使各种m/z比和离子迁移率的碎片离子保持在一起，而不是如使用势波来驱动离子的情况那样使碎片离子沿离子输送机构300的长度分散。
在各个实施例中，离子输送机构300可以填充有阻尼气体或冷却气体。阻尼气体可以包含He、N2、Ar、空气等。在各个实施例中，气体的压力可以处于约0.1毫托到约100毫托的范围内，如处于约1毫托到约30毫托的范围内。
可以在保护电极304和306上放置高电势以将离子限制在z维度，直到需要将离子从离子输送机构300移除的时候。在各个实施例中，可以通过在保护电极306上放置高电势并且在保护电极304上放置低电势并且在z方向上(与极杆的长度平行)驱动离子离开离子输送机构300来使离子从离子输送机构300喷射。还可以通过使用具有被施加以驱动离子离开离子输送机构300的梯度电势的分段杆来使离子在z方向上从离子输送机构300喷射。在各个实施例中，可以基本上同时从离子输送机构300转移若干离子包，如在将离子包转移到具有与离子输送机构300的每个单元对齐的存储单元的存储单元阵列中时。
可替代地，可以通过使电压模式前进直到拖尾的高电势迫使离子离开离子输送机构300的端部来使离子在x方向上从离子输送机构300喷射到另一个装置(如质量分析仪)中。在又另一个实施例中，可以在y方向上在离子输送装置附近放置电极(未示出)。施加到电极的高电压可以使离子在y方向上远离输送电极从离子输送装置喷射。
图4展示了定时区域210的操作。第一窄质量范围的前体离子从线性离子阱204喷射到碎裂单元206中。在各个实施例中，离子可以从线性离子阱204径向地喷射。在碎裂单元206内，离子碎裂以产生碎片离子。然后，碎片离子从碎裂单元206喷射到离子输送机构214的第一单元中。在各个实施例中，可以使离子喷射到任选的离子转移元件426中。离子转移元件426可以将来自破碎单元206的离子引导到离子输送机构214。另外，离子可以在离子转移元件426内经历碰撞冷却，然后进入离子输送机构214。
一旦离子从碎裂单元206喷射，就可以使第二窄质量范围的前体离子从线性离子阱204喷射到碎裂单元206中。在使第二窄质量范围碎裂的同时，可以使来自第一窄质量范围的碎片离子在离子输送机构中前进到第二单元404。当使用任选的离子转移元件426来使离子在进入离子输送机构214之前冷却时，在循环中可以存在冷却离子的另外步骤。在离子窄质量范围前体从离子阱204喷射并且在碎裂单元206中进行碎裂的同时使碎片离子包在离子输送机构214中前进的这个循环可以继续，直到碎片离子包到达离子输送机构的端部。当碎片离子包已经前进到单元406-414时，可以将离子包从离子输送机构214的单元406-414转移到存储单元阵列216的单元416-424中。在各个实施例中，可以通过将来自离子输送机构214的单元406-414的离子重复转移到存储单元阵列216的单元416-424中来将离子积聚在存储单元阵列216中。相对于约几秒的色谱峰宽度，在定时区域210的循环时间为几百微秒的情况下，来自同一窄质量范围的离子在存储单元阵列216中的若干积聚内应该相当一致。例如，在存储单元阵列216具有五个存储单元并且碎裂单元206的循环时间为250微秒的情况下，处理五个窄质量范围可能花费约1.25毫秒。存储单元阵列216的五个存储单元416-424中的每个存储单元可以在约12.5毫秒内积聚10个离子包，这比色谱时间尺度快得多。以此方式，可以增加要分析的碎片离子的数量。
图5展示了定时区域212的操作。可以将离子包从存储单元阵列216转移到存储单元阵列218的存储单元502-510中。在各个实施例中，可以将来自存储单元阵列216的多个单元的离子包基本上同时转移到存储单元阵列218中。在替代性实施例中，可以将离子包顺序地转移到存储单元阵列218中。可以基本上同时将离子包从存储单元阵列的存储单元502-510转移到离子输送机构220的单元512-520。可替代地，可以顺序地转移离子，条件是在离子输送机构220前进之前转移了所有离子包，以避免重叠或产生间隙。
一旦处于离子输送机构220中，就可以使离子包前进。在几次前进之后，离子输送机构220的单元512-520将是空的并且与存储单元阵列218的单元502-510对齐，并且可以将另一组离子包转移到离子输送机构220中。当离子包已经前进到离子输送机构220的端部(单元522-530)时，可以将离子包顺序地转移到质量分析仪208中以进行分析。在各个实施例中，可以使离子从离子输送机构220的最终单元530喷射到任选的离子转移元件532中。离子转移元件532可以通过碰撞冷却使离子冷却，然后将离子转移到质量分析仪208中。
由于离子包从离子输送机构220顺序地转移到质量分析仪208，因此离子输送机构220的前进时间需要与质量分析仪208同步。相比而言，离子输送机构214的前进时间需要与碎裂单元206同步。在各个实施例中，可能令人期望的是，在将离子转移到离子输送机构220之前，将离子包从存储单元阵列216转移到存储单元阵列218一次，存储单元阵列216可以在存储单元阵列220将离子包转移到离子输送机构214以及离子输送机构214使离子包前进所花费的时间内积聚多个离子包。可替代地，在存储单元阵列216与存储单元阵列218之间可以发生多次离子转移，并且存储单元阵列218可以积聚离子，直到离子输送机构220准备好接收所述离子。
图6是展示了根据各个实施例的用于分析离子的过程的流程图。在602处，可以产生离子。取决于样品，可以以多种方式产生离子，包含但不限于电喷雾电离(ESI)、基质辅助激光解吸/电离(MALDI)、电感耦合等离子体电离或各种其它电离技术。在各个实施例中，可以如在离子阱中俘获和冷却离子。在604处，可以如通过使用线性离子阱等基于质荷(m/z)比分离前体离子。在各个实施例中，可以基于离子的m/z比将离子分为N组。所述组可以对应于窄质量范围，如小于约20Da、如小于约10Da、甚至小于约5Da的范围。在606处，可以使前体离子碎裂以产生碎片离子。在各个实施例中，可以使具有特定m/z比或m/z比范围的特定组的前体离子一起碎裂。
在608处，可以将前体离子或碎片离子注入到第一离子输送机构(ITM1)的第一单元中。在各个实施例中，可以垂直于极杆并且平行于离子在ITM1内的移动方向注入离子。在替代性实施例中，可以平行于极杆并且垂直于离子在ITM1内的移动方向注入离子。在610处，可以使碎片离子沿ITM1移动。例如，电压可以经过完整循环，从而将碎片离子从ITM1的第一单元移动到第二单元。
在各个实施例中，可以将前体离子从线性离子阱中扫描出来，并且可以使小范围的离子碎裂。可以将来自每个范围的碎片离子作为单独批次注入到ITM1中。ITM1可以将每个批次的碎片离子保持在一起，同时使所述碎片离子与由具有不同的m/z比范围的前体离子产生的其它批次的碎片离子保持分离。
在612处，可以确定是否已经使最后一组离子注入到ITM1中。如果存在另外的前体离子，则可以任选地使其碎裂，如606所示。循环可以继续，直到每组前体离子都被碎裂和/或注入到ITM1中，也就是说，循环可以针对每个组k从1到N重复。
在614处，可以将离子转移到第一存储单元阵列(SCA1)。在各个实施例中，可以同时转移来自每个组k的碎片离子。显著地，与ITM1类似，SCA1可以保持组之间的分离。可以将SCA1的单元中的每个单元与ITM1的单元对齐。在替代性实施例中，在一个组从ITM1中的单元转移到SCA1中的单元的情况下，转移可以是顺序的。在又其它实施例中，可以将由两个或更多个组构成的子集一起转移，然后转移另一个组子集。
在616处，可以确定第二存储单元阵列(SCA2)是否准备好接收离子。在各个实施例中，如果SCA2的存储单元是空的(如在将其内容物转移到第二离子输送机构(ITM2)中之后)，则SCA2可以准备好接收离子。如果SCA2未准备好接收离子，则可以将另外的前体离子分离成组，如604所示。在各个实施例中，可以将前体离子分离成与之前相同的窄质量范围，使得当将离子碎裂并转移到SCA1时，单个存储单元可以积聚多个由基本上相同离子构成的包。
基于用于分离前体离子的线性离子阱的容量限制，多个积聚循环可以产生的碎片离子的量比以其它方式可能产生的量更多。例如，线性离子阱从离子源接收全范围的离子。然而，如由于空间电荷限制，所以线性离子阱的容量有限。相比整个质量范围，每个窄质量范围的前体离子可以包含的离子的数量要少得多。另外，在离子传输和碎裂期间可能产生损失。多轮积聚可以补偿由碎裂和传输产生的离子损失以及线性离子阱的容量限制。
如果SCA2准备好接收离子，则可以在618处将离子转移到SCA2。在各个实施例中，可以将存储在SCA1的各个单元中的碎片离子基本上同时转移到SCA2。可替代地，可以顺序地或以子集形式转移单元。
在620处，可以将离子从SCA2转移到ITM2。在各个实施例中，可以将存储在SCA1的各个单元中的碎片离子基本上同时转移到SCA2。可替代地，可以顺序地或以子集形式转移单元。在622处，可以沿ITM2移动碎片离子。例如，电压可以经过完整循环，从而将碎片离子从ITM2的第一单元移动到第二单元。
在624处，可以将碎片离子转移到质量分析仪以进行质量分析。在626处，可以确定ITM2是否准备好接收来自SCA2的另外的离子。当离子已经充分前进以至于与SCA2的存储单元对齐的ITM2的单元为空时，ITM2可以准备好接收另外的离子，并且可以将离子从SCA2或ITM2转移，如620所示。可替代地，在622处，可以在将另一个离子包转移到质量分析仪以进行分析的情况下使碎片离子沿ITM2前进。
在各个实施例中，可能有利的是，在碎裂之后且在注入到ITM1中之前(如任选步骤628所示)以及在质量分析之前(如任选步骤630所示)如通过碰撞冷却来冷却离子。冷却可以减少离子的动能，这可能有利于在ITM1中输送期间容纳离子并且有利于质量分析。添加如离子转移元件426和532等用于冷却离子的另外的组件可以允许冷却离子以进行另外的循环步骤。
在各个实施例中，第一窄质量范围可以包含一个或多个低丰度前体离子，而第二窄质量范围可以包含更高丰度的前体离子。使用不同数量的积聚可以补偿离子丰度的初始差异。例如，第二窄质量范围的高丰度离子可以在一个或两个循环中充分填充SCA1的对应单元，而第一窄质量范围的低丰度离子达到SCA1的对应单元的容量可能花费更多个循环。系统可以减少第二窄质量范围的积聚数量以避免由于对应单元过容量而导致的碎片离子损失，同时增加第一窄质量范围的积聚数量。在各个实施例中，可以在第一时间填充线性离子阱，并且可以扫描出第一窄质量范围和第二窄质量范围二者并使其碎裂。然后，可以在随后的时间填充线性离子阱，并且可以扫描出第一窄质量范围而不扫描第二窄质量范围。这可以减少将在线性离子阱的后续循环中处理的前体离子组的数量，并且在线性离子阱的跳过组和循环的数量足够的情况下，可以在向SCA2转移之间的时间内进行线性离子阱的用于增加第一窄质量范围的碎片的积聚的另外的循环。
在各个实施例中，可以使碎片离子在平行于极杆且垂直于离子在离子输送机构内移动的方向的方向上从移动闩离子输送机构喷射。可以使碎片离子直接喷射到质量分析仪中，或者使碎片离子喷射到离子导向器或离子输送机构中，然后前进到质量分析仪。
在各个实施例中，在完成离子输送之后并且在喷射之前，可以将连续变化的电压模式切换为静态DC电压模式，从而固定单个离子输送单元中的多个离子的瞬时位置。在实施例中，可以将来自多个离子输送单元的多个离子布置成在逐单元的基础上平行喷射到对应存储单元中。可替代地，可以在将或不将重复电压模式切换为静态DC电压模式的情况下将多个离子布置成以连续方式喷射到单个存储单元中。
图7示出了具有双离子路径的质谱仪700。质谱系统700可以包含离子源702、线性离子阱704和碎裂单元706。
可以使来自离子源702的离子积聚在线性离子阱704中。在特定实施例中，线性离子阱704可以将离子分成多个窄质量范围。可以将来自每个窄质量范围的离子发送到碎裂单元706，在所述碎裂单元中，所述离子碎裂成碎片离子。
碎裂单元可以将离子引导到两条基本相同的离子路径722A和722B之一。离子路径722A可以包含用于任选地冷却离子的任选的离子转移元件708A、离子输送机构710A、存储单元阵列712A和存储单元阵列714A。离子路径722B可以包含用于任选地冷却离子的任选的离子转移元件708B、离子输送机构710B、B存储单元阵列712B和B存储单元阵列714B。存储单元阵列714A和714B二者均可以将离子转移到离子输送机构716中。离子输送机构可以将离子馈送到质量分析仪720中，或者离子可以首先通过任选的离子传递元件718以进行冷却，然后进入质量分析仪720。
在特定实施例中，可以将来自第一窄质量范围的碎片离子朝着离子路径722A引导，并且可以将来自第二窄质量范围的碎片离子朝着离子路径722B引导。当碎片离子已经到达存储单元阵列714A和714B时，可以将碎片离子以交替批次的方式转移到离子输送机构716。例如，存储单元阵列714A可以将来自多个窄质量范围的碎片离子转移到离子输送机构716中，离子输送机构716可以前进，直到起始单元为空，然后存储单元阵列714B可以将来自多个窄质量范围的碎片离子转移到离子输送机构716中。
有利地，两条离子路径的使用允许增加离子转移元件708A和708B中的冷却时间，并且相对于用于扫描来自线性离子阱704的窄质量范围的扫描时间，增加沿离子输送机构710A和710B的每个步骤的可用时间。增加冷却时间和输送时间可以减少离子的动能。
计算机实施的系统
图8是展示了计算机系统800的框图，可以在所述计算机系统上实施本发明教导的实施例，因为所述计算机系统可以形成图1所描绘的质谱平台100的控制器108的全部或一部分。在各个实施例中，计算机系统800可以包含总线802或用于传送信息的其它通信机制以及与总线802耦合以处理信息的处理器804。在各个实施例中，计算机系统800还可以包含存储器806，所述存储器可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置，所述存储器耦合到总线802以确定库调用和待由处理器804执行的指令。存储器806还可以用于在执行待由处理器804执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。在各个实施例中，计算机系统800可以进一步包含耦合到总线802以存储处理器804的静态信息和指令的只读存储器(ROM)808或其它静态存储装置。可以提供如磁盘或光盘等存储装置810并且将所述存储装置耦合到总线802以存储信息和指令。
在各个实施例中，计算机系统800可以通过总线802耦合到如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)等显示器812以向计算机用户显示信息。可以将包含字母数字键和其它键的输入装置814耦合到总线802以向处理器804传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入装置是如鼠标、轨迹球或光标方向键等光标控件816，所述光标控件用于向处理器804传送方向信息和命令选择并且用于控制显示器812上的光标移动。这种输入装置通常在两条轴线(第一轴线(即，x)和第二轴线(即，y))上具有两个自由度，所述自由度允许所述装置在平面中指定位置。
计算机系统800可以执行本发明教导。与本发明教导的某些实施方案一致，计算机系统800可以响应于处理器804执行一个或多个由存储器806中含有的一条或多条指令构成的序列而提供结果。可以将这种指令从另一个计算机可读介质(如存储装置810)读入到存储器806中。执行存储器806中含有的指令序列可以使处理器804执行本文中所描述的过程。在各个实施例中，存储器中的指令可以对可在处理器内获得的逻辑门的各种组合的使用进行排序以执行本文中所描述的过程。可替代地，可以使用硬接线电路系统来代替软件指令或结合软件指令使用硬接线电路系统来实施本发明教导。在各个实施例中，硬连线电路系统可以包含以必要的顺序操作以执行本文所描述的方法的必要逻辑门。因此，本发明教导的实施方案不限于硬件电路系统和软件的任何具体组合。
如本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供给处理器804以供执行的任何介质。这种介质可以采用多种形式，包含但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质的实例可以包含但不限于光盘或磁盘，如存储装置810。易失性介质的实例可以包含但不限于动态存储器，如存储器806。传输介质的实例可以包含但不限于同轴电缆、铜线和光纤，包含包括总线802的导线。
非暂时性计算机可读介质的常见形式包含例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其它磁性介质、CD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理介质、RAM、PROM和EPROM、闪存EPROM、任何其它存储器芯片或盒或计算机可读取的任何其它有形介质。
根据各个实施例，被配置成由处理器执行以执行方法的指令存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是存储数字信息的装置。例如，计算机可读介质包含如本领域中已知用于存储软件的压缩光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质由适于执行被配置成被执行的指令的处理器访问。
在各个实施例中，本发明教导的方法可以在以如C、C++、G等常规编程语言编写的软件程序和应用中实施。
虽然结合各个实施例对本发明教导进行了描述，但是本发明教导不旨在受限于这种实施例。相反，本发明教导涵盖各种替代方案、修改和等同物，如本领域的技术人员将理解的。
此外，在描述各个实施例时，本说明书可能已经以特定的步骤序列的方式呈现了方法和/或过程。然而，在方法或过程不依赖于本文所阐述的特定步骤顺序的程度上，所述方法或过程不应限于所描述的特定步骤序列。如本领域的普通技术人员将理解的，其它步骤序列也是可能的。因此，本说明书中所阐述的特定步骤顺序不应被解释为对权利要求的限制。另外，针对所述方法和/或过程的权利要求不应限于以所写顺序执行其步骤，并且本领域的技术人员可以容易地理解，可以改变序列并且所述序列仍然保持处于各个实施例的精神和范围内。
本文所描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、基于微处理器的或可编程的消费电子装置、小型计算机、大型计算机等。还可以在任务由通过网络连接的远程处理装置执行的分布式计算环境中实践实施例。
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的操作。这些操作是需要物理量的物理操纵的操作。通常但不一定，这些量采用能够被存储、转移、组合、比较和以其它方式操纵的电或磁信号的形式。此外，所执行的操纵通常被明确称为如产生、标识、确定或比较等。
形成本文所描述的实施例的部分的任何操作都是有用的机器操作。本文所描述的实施例还涉及用于执行这些操作的装置或设备。本文所描述的系统和方法可以被专门构造为实现所需目的或者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。特别地，各种通用机器可以与根据本文教导编写的计算机程序一起使用，或者可能更方便的是构造用于执行所需操作的更具专用性的设备。
某些实施例还可以体现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质是可以存储数据的任何数据存储装置，所述数据此后可以通过计算机系统读取。计算机可读介质的实例包含硬盘驱动器、网络附加存储(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。计算机可读介质还可以分布在网络耦合的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。

Claims (31)

1.一种分析样品的方法，所述方法包括：
基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成窄质量范围组；
使来自每个组的离子碎裂以产生碎片离子组；
使用长瞬态时间质量分析仪对来自每个碎片离子组的碎片离子进行质量分析；
其中所述分离和所述碎裂与所述质量分析解耦，并且高瞬态质量分析仪的循环时间大于窄质量范围扫描时间的循环时间的约五倍，并且其中所述分离和所述碎裂具有高占空比，并且所述质量分析具有高占空比。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述质量分析仪的所述循环时间大于所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间的约十倍。
3.根据权利要求1所述的方法，所述质量分析仪的所述循环时间小于所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间的约15倍。
4.根据权利要求1所述的方法，所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间介于约50微秒与约500微秒之间。
5.根据权利要求1所述的方法，所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间介于约100微秒与约400微秒之间。
6.根据权利要求1所述的方法，所述窄质量范围扫描时间的所述循环时间介于约200微秒与约300微秒之间。
7.根据权利要求1所述的方法，所述质量分析仪的所述循环时间介于约1毫秒与约10毫秒之间。
8.根据权利要求1所述的方法，所述质量分析仪的所述循环时间介于约3毫秒与约7毫秒之间。
9.根据权利要求1所述的方法，所述质量分析仪的所述循环时间介于约4毫秒与约6毫秒之间。
10.一种质谱仪，其包括：
离子源，所述离子源被配置成由样品产生前体离子；
线性离子阱，所述线性离子阱被配置成基于质荷比将所述前体离子分离成多个窄质量范围；
碎裂装置，所述碎裂装置被配置成使窄质量范围内的离子碎裂以产生碎片离子组；
第一存储单元阵列，所述第一存储单元阵列包含第一存储单元和第二存储单元，所述第一存储单元被配置成积聚来自所述碎裂装置的来自第一窄质量范围的碎片离子，所述第二存储单元被配置成积聚来自所述碎裂装置的来自第二窄质量范围的碎片离子，所述第一存储单元阵列被配置成使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离；
第二存储单元阵列，所述第二存储单元阵列包含第三存储单元和第四存储单元，所述第三存储单元被配置成接收来自所述第一存储单元的离子，并且所述第四存储单元被配置成接收来自所述第二存储单元的离子；以及
质量分析仪，所述质量分析仪被配置成接收来自所述第三存储单元的离子并且分析来自所述第一窄质量范围的碎片离子的质荷比，并且单独地接收来自所述第四存储单元的离子并且分析来自所述第二窄质量范围的碎片离子的质荷比。
11.根据权利要求10所述的质谱仪，其中所述质量分析仪是长瞬态时间质量分析仪。
12.根据权利要求11所述的质谱仪，其中所述长瞬态时间质量分析仪是多重反射飞行时间质量分析仪。
13.根据权利要求10所述的质谱仪，其进一步包含离子输送系统，所述离子输送系统被配置成将来自所述碎裂装置的碎片离子输送到所述第一存储单元阵列，同时使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离；所述输送系统包含：
多个极杆，所述多个极杆被布置成第一行和第二行，所述第二行与所述第一行平行，所述第一行的每个极杆与所述第二行的对应极杆形成极杆对，所述极杆对限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。
14.根据权利要求13所述的质谱仪，其进一步包括第二离子输送系统，所述第二离子输送系统被配置成将来自所述第二存储单元阵列的碎片离子输送到所述质量分析仪，同时使来自第一窄质量范围的碎片离子与来自第二窄质量范围的碎片离子隔离；所述输送系统包含：
第二多个极杆，所述第二多个极杆被布置成第三行和第四行，所述第四行与所述第三行平行，所述第三行的每个极杆与所述第四行的对应极杆形成极杆对，所述极杆对限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。
15.根据权利要求14所述的质谱仪，其中所述第一离子输送系统被配置成在与所述极杆平行的方向上将离子喷射到所述存储单元阵列中，并且所述第二离子输送系统被配置成在沿所述第二多个极的行进方向上将离子喷射到所述质量分析仪中。
16.根据权利要求10所述的质谱仪，其中所述窄质量范围的范围小于约20Da。
17.根据权利要求16所述的质谱仪，其中所述窄质量范围的范围小于约10Da。
18.根据权利要求17所述的质谱仪，其中所述窄质量范围的范围小于约5Da。
19.根据权利要求10所述的质谱仪，其进一步包括第一离子路径，所述第一离子路径包含所述第一存储单元阵列和所述第二存储单元阵列；以及第二离子路径，所述第二离子路径包含第三存储单元阵列和第四存储单元阵列，其中所述碎裂装置将来自第三窄质量范围的碎片离子和来自第四窄质量范围的碎片离子引导到所述第二离子路径。
20.根据权利要求19所述的质谱仪，其中所述第一离子路径进一步包含第一离子输送系统，所述第一离子输送系统被配置成将来自所述碎裂装置的碎片离子输送到所述第一存储单元阵列，同时将来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离，并且所述第二离子路径进一步包含第二离子输送系统，所述第二离子输送系统被配置成将来自所述碎裂装置的碎片离子输送到所述第三存储单元阵列，同时将来自所述第三窄质量范围的碎片离子与来自所述第四窄质量范围的碎片离子隔离。
21.根据权利要求20所述的质谱仪，其进一步包括第三离子输送系统，所述第三离子输送系统被配置成将来自所述第二存储单元阵列和所述第四存储单元阵列的碎片离子输送到所述质量分析仪。
22.一种分析样品的方法，所述方法包括：
基于质荷比将来自所述样品的前体离子分离成多个窄质量范围；
使每个窄质量范围的所述前体离子碎裂以产生多个碎片离子组；
将来自第一窄质量范围的碎片离子积聚在第一存储单元阵列的第一存储单元中并且将来自第二窄质量范围的离子积聚在所述第一存储单元阵列的第二存储单元中，同时使来自所述第一窄质量范围的碎片离子与来自所述第二窄质量范围的碎片离子隔离；
将来自所述第一存储单元阵列的第一存储单元的离子转移到第二存储单元阵列的第三存储单元，并且将来自所述第一存储单元阵列的所述第二存储单元的离子转移到所述第二存储单元阵列的第四存储单元；以及
使用长瞬态时间质量分析仪单独地分析来自所述第三存储单元和来自所述第四存储单元的所述碎片离子的质荷比，同时将来自第三窄质量范围的碎片离子积聚在所述第一存储单元中并且将来自第四窄质量范围的碎片离子积聚在所述第二存储单元中。
23.根据权利要求22所述的方法，其中分离前体离子包含使每个窄质量范围的离子以离散组的形式从离子阱喷射。
24.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括使用离子输送系统输送所述碎片离子组，同时保持所述碎片离子组之间的分离；其中所述离子输送系统包含多个极杆，所述多个极杆被布置成第一行和第二行，所述第二行与所述第一行平行，所述第一行的每个极杆与所述第二行的对应极杆形成极杆对，所述极杆对限定多个离子输送单元，每个离子输送单元与连续的一组固定数量的极杆对唯一对应，使得任何两个离子输送单元都不会共享共同的极杆对。
25.根据权利要求24所述的方法，其中输送所述碎片离子包含：
将初始电压模式施加到所述第一行的所述极杆并且将公共电压施加到所述离子输送单元的所述第二行的所述极杆以在所述离子输送单元内产生多个势阱，其中每个离子输送单元接收同一电压模式；
将第一多个离子注入到第一离子输送单元中，所述第一多个离子在与所述极杆的主轴平行的方向上行进；并且将所述第一多个离子捕获在所述第一离子输送单元的所述势阱中；
改变施加到所述离子输送单元的所述极杆的电压模式以将所述势阱和所述第一多个离子移动到第二离子输送单元；以及
当所述改变所述电压模式的第一循环完成时，将第二多个离子注入到所述第一离子输送单元中，所述第二多个离子在与所述极杆的所述主轴平行的方向上行进；并且将所述第二多个离子捕获在所述第一离子输送单元的所述势阱中。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述离子输送系统包含：第一多个极杆，所述第一多个极杆被配置成将离子输送到所述存储单元阵列；以及第二多个极杆，所述第二多个极杆被配置成将离子输送到所述质量分析仪；并且所述方法进一步包括在与所述第一多个极杆中的所述极杆平行的方向上将来自所述第一多个极杆的离子喷射到所述存储单元阵列中并且在沿所述第二多个极的行进方向上将来自所述第二多个极杆的离子喷射到所述质量分析仪中。
27.根据权利要求26所述的方法，其中喷射来自所述第一多个极杆的离子包含并行地喷射来自两个或更多个离子输送单元的所述离子，并且喷射来自所述第二多个极杆的离子包含以连续方式喷射所述离子。
28.根据权利要求22所述的方法，其中使所述前体离子碎裂包含将来自第一窄质量范围的前体离子引导到碎裂装置中。
29.根据权利要求22所述的方法，其中所述窄质量范围的范围小于约20Da。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述窄质量范围的范围小于约10Da。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述窄质量范围的范围小于约5Da。
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