CN113223922A - 利用离子迁移分离的质谱仪占空比的改进 - Google Patents

利用离子迁移分离的质谱仪占空比的改进 Download PDF

Info

Publication number
CN113223922A
CN113223922A CN202110168437.6A CN202110168437A CN113223922A CN 113223922 A CN113223922 A CN 113223922A CN 202110168437 A CN202110168437 A CN 202110168437A CN 113223922 A CN113223922 A CN 113223922A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion
charged ions
ions
multiply
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110168437.6A
Other languages
English (en)
Inventor
S·帕拉萨德
E·R·武泰斯
J-J·顿亚什
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Somerfinigan GmbH
Thermo Finnigan LLC
Original Assignee
Somerfinigan GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Somerfinigan GmbH filed Critical Somerfinigan GmbH
Publication of CN113223922A publication Critical patent/CN113223922A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G01N27/623—Ion mobility spectrometry combined with mass spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G01N27/624—Differential mobility spectrometry [DMS]; Field asymmetric-waveform ion mobility spectrometry [FAIMS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • G01N30/7233—Mass spectrometers interfaced to liquid or supercritical fluid chromatograph
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
    • H01J49/062—Ion guides
    • H01J49/065—Ion guides having stacked electrodes, e.g. ring stack, plate stack
    • H01J49/066—Ion funnels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/165—Electrospray ionisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/28—Static spectrometers
    • H01J49/282—Static spectrometers using electrostatic analysers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N2030/022—Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
    • G01N2030/027—Liquid chromatography
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/004—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34—Dynamic spectrometers
    • H01J49/42—Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons

Abstract

本发明描述了使用离子迁移分离来改进质谱仪的占空比。在一个方面中，质谱仪可使用离子迁移光谱仪来允许输送通过的多电荷离子比单电荷离子多。这使得质量分析仪利用更多的多电荷离子执行质量分析。

Description

利用离子迁移分离的质谱仪占空比的改进
技术领域
本公开涉及质谱法，且更具体地说，涉及使用离子迁移分离来改进质谱仪的占空比。
背景技术
生物质谱法的当前焦点是肽、蛋白质和相关分子的识别、定量和结构阐明。在自下而上的蛋白质组学实验中，对蛋白质进行蛋白水解消化以分解成肽片段，接着通常通过液相色谱法(LC)将其分离，然后引入到质谱仪的离子源中。通常，用于蛋白质组学实验的离子源实施电喷雾电离(ESI)以使肽电离。含肽样品的ESI通常将产生单电荷离子和多电荷离子。也就是说，离子包含肽的单电荷离子(例如，+1)以及包含双电荷离子(例如，+2)、三电荷离子(例如，+3)等的多电荷离子。通常，单电荷离子将占全部离子的很大一部分甚至占主要部分。
在自下而上的蛋白质组学实验中，因为单电荷离子通常由样品制备、污染或其它情形导致，所以单电荷离子通常较少受到关注。通过分析多电荷离子而获得有关生物学上重要的肽的有趣信息。
在某些脉冲质量分析仪(例如轨道静电阱质量分析仪(可按商标“Orbitrap”从Thermo Fisher Scientific购得))中，通过将由ESI产生的离子储存在储存阱中且接着转移到轨道静电阱中以用于质量分析来执行质量分析。储存在储存阱内的离子数目(或更具体地说，总电荷数目)限于部分地由储存阱几何结构和尺寸确定的目标。在达到目标数目时，将储存阱切换到关闭状态，在所述关闭状态中，不准许额外离子进入储存阱。由于用于后续质量分析的储存在阱中的离子的总数目的相当大部分由单电荷离子表示，所以可供用于分析的(更具分析意义的)多电荷离子的数目减小，导致灵敏度降低。此外，由于因大量单电荷离子的存在导致储存阱相对迅速地达到容量，所以浪费了由离子源产生的许多离子。这减小质谱仪的占空比(即，由离子源产生的经质量分析的感兴趣离子的分数)。
发明内容
本公开中所描述的主题的一个新颖方面包含一种用于分析含肽生物样品的设备，其包含：色谱装置，其配置成依据时间分离生物样品的组分；电喷雾电离(ESI)源，其配置成接收从生物样品分离的组分，且从组分产生单电荷离子和多电荷离子；场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)装置，其配置成接收单电荷离子和多电荷离子，且优选地，输送多电荷离子；离子累积器，其布置成接收及限制由FAIMS装置输送的离子；储存阱，其配置成接收从离子累积器释放的离子病储存释放的离子，所述储存阱的储存容量比离子累积器低；质量分析仪，其配置成接收储存在所述储存阱中的离子以用于质量分析；以及控制器电路，其配置成调整累积器的操作以允许将限制在其中的离子的一部分释放到储存阱。
在一些实施方案中，储存阱是弯曲的线性离子阱，且质量分析仪是轨道静电阱质量分析仪。
在一些实施方案中，离子累积器是离子漏斗。
本公开中所描述的主题的另一新颖方面包含一种质谱仪，其包含：离子源，其配置成接收样品且从样品产生单电荷离子和多电荷离子；离子迁移光谱仪(IMS)，其配置成接收单电荷离子和多电荷离子，且配置成允许通过IMS的输出端输送的多电荷离子比通过IMS的输出端输送的单电荷离子多；离子累积器，其配置成储存漂移通过IMS的输出端的多电荷离子；储存阱，其配置成接收由离子累积器储存的多电荷离子的一部分；质量分析仪，其配置成接收储存在储存阱中的多电荷离子的部分以用于质量分析；以及控制器电路，其配置成确定质量分析仪的操作状态和调整离子累积器的操作以允许多电荷离子的部分从离子储存器输送到储存阱。
在一些实施方案中，储存阱是弯曲的线性离子阱，且质量分析仪是轨道静电阱质量分析仪。
在一些实施方案中，IMS是场非对称波形离子迁移光谱仪(FAIMS)，且多电荷离子通过输出端的输送是基于施加到FAIMS的电极的一定范围的补偿电压(CV)的施加，所述施加使得多电荷离子漂移到输出端而不冲击FAIMS的电极且使得单电荷离子冲击FAIMS的电极而不漂移通过输出端。
在一些实施方案中，离子累积器是离子漏斗。
在一些实施方案中，质量分析仪的操作状态是以下各项中的一个：当前执行质量分析，或可用于执行质量分析，且其中在质量分析仪的操作状态为当前执行质量分析时，调整离子漏斗的操作以储存多电荷离子而不将多电荷离子从离子漏斗输送到离子阱，且在质量分析仪的操作状态为可用于执行质量分析时，调整离子漏斗的操作以储存多电荷离子并且同时允许多电荷离子从离子漏斗输送到离子阱。
在一些实施方案中，控制器电路配置成基于确定质量分析仪的操作状态为可用于执行质量分析而允许将储存在离子累积器中的多电荷离子的部分输送到储存阱。
在一些实施方案中，离子累积器是离子漏斗。
在一些实施方案中，质谱仪包含分离装置，其配置成从混合物分离样品，其中控制器电路进一步配置成用于确定与样品如何从混合物分离相关的信息，且其中控制器配置成通过确定与样品如何从混合物分离相关的信息而调整IMS的操作参数。
在一些实施方案中，IMS是场非对称波形离子迁移光谱仪(FAIMS)，且操作参数是施加到FAIMS的电极的补偿电压(CV)。
在一些实施方案中，质谱仪包含色谱系统，其配置成从混合物分离样品，其中控制器电路进一步配置成用于确定样品的保留时间，且其中控制器配置成通过确定样品的保留时间而调整IMS的操作参数。
在一些实施方案中，色谱系统是液相色谱(LC)系统。
本公开中所描述的主题的另一新颖方面包含一种操作质谱仪以分析生物样品的方法，其包含：电离样品，以从生物样品产生单电荷离子和多电荷离子；相比输送单电荷离子，输送更多的多电荷离子；将多电荷离子储存在离子累积器中，离子累积器储存的多电荷离子比单电荷离子多；确定质量分析仪可用于执行质量分析；确定质量分析仪可用于执行质量分析进而将多电荷离子的一部分从离子累积器输送到储存阱；将多电荷离子的部分从储存阱注入到质量分析仪；以及对多电荷离子的部分执行质量分析。
在一些实施方案中，相比输送单电荷离子输送更多的多电荷离子包含：利用场非对称波形离子迁移光谱仪(FAIMS)接收单电荷离子和多电荷离子；以及将一定范围的补偿电压(CV)施加到FAIMS的电极，以使得多电荷肽离子漂移到输出端而不冲击FAIMS的电极，且使得单电荷肽离子冲击FAIMS的电极而不漂移通过输出端。
在一些实施方案中，生物样品是肽的混合物。
在一些实施方案中，质量分析仪是轨道静电阱质量分析仪。
在一些实施方案中，离子累积器是离子漏斗。
在一些实施方案中，储存阱是弯曲的线性离子阱。
附图说明
图1说明使用离子迁移分离来增大质量分析中所使用的多电荷离子的丰度的质谱仪的实例。
图2说明使用离子迁移分离操作质谱仪以增大质量分析中所使用的多电荷离子的丰度的框图的实例。
图3说明用于单电荷离子和多电荷离子的离子迁移分离的补偿电压(CV)的实例。
图4A和4B说明使用离子漏斗操作质谱仪以增大用于质量分析的占空比的框图的实例。
图5说明使用离子漏斗来增大用于质量分析的占空比的质谱仪的实例。
图6说明用于基于肽的分离特性来调整CV的框图的实例。
图7说明与离子迁移光谱仪(IMS)一起使用的场非对称波形离子迁移光谱仪(FAIMS)的实例。
图8说明使用FAIMS与IMS的框图的实例。
图9说明可用以实施实例中的一些的电子装置的实例。
具体实施方式
本公开中所描述的材料中的一些包含用于使用离子迁移分离来改进质谱仪的占空比的质谱仪和技术。如本文中所使用，术语“离子迁移分离”和其变体包含离子基于其迁移率性质而被分离或过滤的任何装置或技术，且预期包涵两个常规离子迁移分离装置，例如：漂移管，其中离子以由其迁移率确定的速率行进通过漂移气体；以及微分迁移率装置(例如下文所描述的FAIMS装置)，其中离子根据其高场与低场迁移率的比被分离或过滤。
在一个实例中，将包含肽的混合物引入到色谱系统中，使得混合物中的不同肽被分离并引入到质谱仪中，以在不同时间进行分析。将肽引入到质谱仪中后，使用电喷雾电离(ESI)来电离肽和其它共洗脱物质，以产生在质谱仪的组件之间传输以用于质量分析的离子。不利的是，使用ESI与含肽样品产生的许多离子是单电荷离子，对于蛋白质组学实验来说，单电荷离子不如多电荷离子有用。
如本公开中稍后描述，可在通过离子源产生离子之后但在将离子储存在储存阱中之前执行离子迁移分离。离子迁移分离阻止或基本上减少单电荷离子的输送，同时允许多电荷离子的输送，从而使得用于质量分析的离子包含更多具分析意义的离子。举例来说，离子迁移分离可通过场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)装置使用仅允许或主要允许多电荷离子输送通过的补偿电压(CV)范围来执行。通过防止或减少单电荷离子向储存阱的输送，累积在储存阱中的离子大多是多电荷离子。这提高了通过质量分析获取的数据的质量。此外，这也改进了质谱仪的占空比。
另外，离子也可储存在安置在离子迁移分离装置与储存阱之间的离子累积器(储存器，例如离子漏斗)中。也就是说，在储存阱关闭时，离子可被捕获且储存在累积器中。在储存阱再次打开时，离子累积器允许将所储存离子的一部分输送到储存阱内的储存器。在储存阱达到容量时，储存阱再次关闭，所储存离子从储存阱输送到轨道静电阱，且累积器关闭以防止离子输送，从而将离子储存在累积器内。这使得更多离子可供用于质量分析，这也改进了占空比并提高了所获取数据的质量。
本公开中随后还描述同步FAIMS装置、另一离子迁移谱(IMS)装置和轨道静电阱的操作。在轨道静电阱开始执行质量分析时，这可触发调整FAIMS装置的CV且允许IMS装置开始过滤离子。
本公开中随后还描述，有关如何使用LC系统分离混合物中的肽的信息也可确定并提供到质谱仪。这类信息可用以修改FAIMS装置的CV，从而进一步改进多电荷离子的输送。
更详细地，图1说明使用离子迁移分离来增大质量分析中所使用的多电荷离子的丰度的质谱仪的实例。图2说明操作图1的质谱仪的框图的实例。在图2的框图中，肽提供到质谱仪(205)。举例来说，在图1中，肽105是使用液相色谱法(LC)、气相色谱法(GC)、毛细电泳法(CE)或用于分离混合物的组分的其它类型的系统来与混合物中的其它肽(和其它组分)分离的肽。在经历消化的蛋白质的实例中，混合物的分离组分为肽(例如，蛋白质的片段)。
返回到图2，接着电离肽以形成离子(210)。在图1中，这描绘为将肽105引入到质谱仪110的离子源120中。离子源120通过将电荷载运实体(例如，氢核或电子)从材料中去除或添加电荷载运实体到材料中来在分析下电离材料(即，肽105)，以提供具有正或负电荷的材料。这产生由肽105的电离形成的离子123。离子源120通常为ESI类型，但实际上可利用任何其它合适的电离技术，包含大气压化学电离(APCI)或大气压光电离(APPI)。如上文所描述，含肽样品的电离通常将产生单电荷离子(其将包含肽的+1状态，以及干扰物质，例如溶剂簇)和多电荷离子。
在图2的框图中，接着将由离子源产生的离子引入到离子迁移分离装置(215)中，且相对于单电荷优选地输送多电荷离子。举例来说，在图1中，离子迁移分离装置130在存在缓冲气体且暴露于电场的情况下基于其迁移率性质来分离离子。也就是说，并非基于质荷比分离离子，离子迁移分离装置130通过其迁移率性质(例如，其在固定场中的迁移率，或其高场与低场迁移率的比来分离离子。在图1中，这是使用高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)装置(其用作过滤器)来实施的。
在图1的简化实例中，FAIMS装置描绘为具有带有电极131和电极132的两个平行板，但一些实施方案包含不同的几何结构，例如作为圆柱形电极的电极131和132，其中一个电极安置或定位在另一电极内。在高电压非对称射频(RF)信号施加到电极131时，电极132可接地(例如，处于0V)，或反之亦然。施加到电极131的信号包括两个具有不同相位(例如，其中一个与另一个异相九十度)和不同振幅的正弦波，使得其定义第一部分，所述第一部分的正振幅比第二部分的负振幅高(例如，第一部分可介于0伏(V)到X V范围内，而第二部分可介于0V到-0.5X V)范围内，但确证第一部分的时间段比第二部分短(例如，确证第一部分可能需要t微秒(μs)且确证第二部分可能需要2t微秒)。这使得引入到离子迁移分离装置130中且在其内输送的离子在较短时间段内经历在一个方向上较高强度的电场，但接着切换到在较长时间段内在第二另一方向上较低强度的电场。基于离子在不同的较高强度和较低强度电场中的微分迁移率，在离子穿过离子迁移分离装置130时，其将通常朝着电极中的一个漂移。在其它类型的IMS中，迁移率会分离离子(由于电场不改变)，而在FAIMS中，由于因电场改变导致的迁移率差异，离子分离。举例来说，在较低强度场期间，类似于其它类型的IMS，离子可能漂移，但在较高强度电场中，离子由于通过RF信号的周期性而增加的微分迁移率而漂移。因此，在IMS装置(包含FAIMS)中，迁移率性质或特性使得离子被分离或过滤。
为了解决漂移并允许选定的离子能够输送通过而不撞击电极中的一个，将DC补偿电压(CV)施加到电极131。CV的施加抵消了由振荡场引起的离子漂移，使得离子通常跟踪路径133并离开离子分离装置130。如果将适当CV施加到电极131，那么一种类型的离子可能漂移到路径133且从路径133漂移，但能够输送通过离子迁移分离装置130。相比之下，如果所施加的CV不足以校正另一离子的漂移，那么彼离子可漂移到路径133且从路径133漂移，但总体漂移更接近于电极中的一个且最终冲击电极，因此导致离子并未输送通过离子迁移分离装置130。通过扫描多个CV值(即，施加处于CV范围内的CV)，可根据离子的相对迁移率通过离子迁移分离装置130过滤离子。如果CV范围不包含具有特定相对迁移率的离子输送通过的CV，那么离子迁移分离装置130有效地充当过滤器。
如先前论述，离子源120可实施形成单电荷离子和多电荷离子的ESI。与多电荷离子相比，单电荷离子的分析意义较小。使用离子迁移分离装置130滤出单电荷离子可允许对更多的多电荷离子进行质量分析。因此，在图1中，可通过使用CV范围来使得能够在输送更少单电荷离子的情况下输送多电荷离子，所述CV范围使得在多电荷离子使用所述CV范围输送通过时更少(或甚至没有)单电荷离子输送通过。这使得相较于输送通过的单电荷离子的量，输送通过的多电荷离子更多。
在一些实施方案中，常规离子迁移分离装置(例如，使用漂移管的离子迁移分离装置)可采用门控机构来从多电荷离子中分离(且甚至滤出)单电荷离子。
图3说明用于单电荷离子和多电荷离子的离子迁移分离的补偿电压(CV)的实例。在图3中，峰315表示单电荷离子的输送，且峰320表示多电荷离子的输送。举例来说，CV范围305可介于-10V到-30V范围内，而CV范围310可介于-40V到-80V范围内。如图3中所描绘，峰320在CV范围310内的CV电压下的离子输送中簇聚并重叠。然而，峰315的离子输送不在CV范围310内，且因此，如果CV范围310内的CV电压施加到电极131且CV范围305内的CV电压未施加到电极131，那么单电荷离子将不输送通过离子迁移分离装置130。在一个实施方案中，CV范围305内的CV电压可从-50V到-60V到-80V。在这三个电压之间交替或递增CV电压，且重复CV电压的顺序，从而允许肽的多电荷离子输送而单电荷离子并不输送。然而，图3是理想化的实例，且在其它情形中，一些单电荷离子可输送，且图3的峰可重叠，包含峰315与表示多电荷离子的一个或多个峰重叠。
因此，所有或绝大部分的单电荷离子(由图1中的离子123中的较大圆形表示)不输送通过离子迁移分离装置130，而所有或绝大部分的多电荷离子(由离子123中的较小圆形表示)输送通过。也就是说，相较于单电荷离子，更多的多电荷离子输送通过。因此，所输送的多电荷离子收集到离子阱中以用于储存(图2中的225)。这在图1中描绘为离子储存在离子阱135中，其可以储存阱136实施。在图1的实施方案中，通过穿过对切透镜137来将离子引入到储存阱中，所述对切透镜137基于所施加的电压控制所输送离子到储存阱136中的引入。也就是说，对切透镜137提供离子门控以允许或不允许离子输送到储存阱136中。
储存阱136可以是弯曲的线性离子阱，其储存对应于最大总电荷数目的离子群。在储存阱136充满适当数目的电荷(例如，通过从离子迁移分离装置130输送的离子的速率确定)时，可调整对切透镜137(例如，通过改变施加到其的电压)的操作，使得现在不再允许离子输送到储存阱136中。
接着，在图2中，储存在离子阱中的离子输送到质量分析仪以用于质量分析(230)。举例来说，在图1中，储存阱136中的多电荷离子从储存阱136输送到轨道静电阱140，如先前论述，所述轨道静电阱140是轨道静电阱。储存阱136可由电极(施加了RF信号)之间的弯曲的中心轴线定义，其中电极中的狭槽最接近于轨道静电阱140。这种类型的储存阱也可称为C阱。在多电荷离子累积在储存阱136内时，通过离子与例如氮气的气体的碰撞冷却，离子“冷却”下来。在充分碰撞冷却后，RF信号迅速下降，使得多电荷离子不再受储存阱136的RF场限制。通过施加到储存阱电极和布置在储存阱136与轨道静电阱140之间的透镜的适当DC电位的施加，多电荷离子接着迅速朝着最接近于轨道静电阱140的电极中的狭槽移动且进入轨道静电阱140的外部电极上的孔隙。因此，多电荷离子在相对快速的时间内注入到轨道静电阱140中。
在图2中，接着分析注入到质量分析仪中的离子以获取质谱(235)。在图1中，轨道静电阱140包含具有转轴类形状的内部中心电极和包围所述内部中心电极的外部电极。储存在储存阱136中的离子注入到轨道静电阱140中，使得离子处于围绕中心电极的轨道中且沿着中心电极来回振荡。离子物质的纵向振荡运动的频率随其质荷比而变化，且因此，可使用外部电极检测到镜像电流，以确定轨道静电阱140内的离子的质荷比(例如，使用数字信号处理技术，例如傅立叶(Fourier)变换)，使得控制器115产生可用以产生质谱116的数据，所述质谱116描绘离子在这些比率下的质荷比和丰度。
由于所有或绝大部分单电荷离子由离子迁移分离装置130滤出，所以相对更多的多电荷离子储存在储存阱136内且注入到轨道静电阱140中，使得质谱116包含主要与多电荷离子而非单电荷离子相关的信息。
在前述实例中，储存阱136具有相对较小储存容量(即，在不引起空间电荷效应的情况下可被捕获在其中的离子的数目，其随阱尺寸和几何结构而变化)，且可相对迅速地填充到阈值水平或容量。举例来说，如果单电荷离子和多电荷离子均被允许进入储存阱136(即，在离子源120与离子阱135之间不使用离子迁移分离装置130)，那么由于单电荷离子的数目相对较高，其可在1毫秒(ms)内迅速地填充到最大设定阈值。然而，使用轨道静电阱140的质量分析可能在60毫秒内完成。因此，在59毫秒内，在分析周期期间，由离子源120产生离子，但对切透镜137可能不允许离子输送到储存阱136中。因此，大量离子被浪费且并未用于质量分析。在这一实例中，质谱仪110的占空比为1毫秒/60毫秒。通过使用离子迁移分离装置130实施FAIMS滤出单电荷离子，由于由离子源120产生的多电荷离子的数目较小，因此储存阱136可填充10毫秒。这将质谱仪110的占空比增大到10毫秒/60毫秒，这是相当大的改进。
通过将输送通过离子迁移分离装置130的多电荷离子储存在定位在储存阱的离子路径上游的累积器内，可进一步改进占空比。图4A和4B说明使用呈离子漏斗形式的累积器操作质谱仪以增大用于质量分析的占空比的框图的实例。图5说明使用呈离子漏斗形式的累积器来增大用于质量分析的占空比的质谱仪的实例。
在图4A中，肽从混合物中分离(400)，且由质谱仪的离子源接收(405)以进行电离，从而形成离子(410)。这在图5中描绘，其中LC系统515分离混合物的各种肽，使得其沿着流动路径(例如，在色谱柱内)在空间或位置上分离，使得肽105在与其它肽不同的时间处引入到离子源120中。
返回到图4A，接着将由离子源形成的离子引入到离子迁移分离装置中(415)。举例来说，在图5中，离子迁移分离装置130可实施FAIMS以滤出单电荷离子，但允许通过使用适当CV范围内的CV来输送多电荷离子。在图4A中，多电荷离子接着储存在离子漏斗中(420)。举例来说，在图5中，离子漏斗505安置或定位在离子迁移分离装置130之后但在离子阱135(在图1中，其可包含储存阱136)之前。离子漏斗505是一种装置，其用于使用一系列具有逐渐减小(在轴向离子运动的方向上)的孔隙的环电极使由离子源120产生的且输送通过离子迁移分离装置130的离子聚焦成射束，且施加RF信号以径向地限制离子，以有效地转移到质谱仪110内的其它组件。
在图4A中，多电荷离子接着储存在离子漏斗中(425)。在图5中，通过调整在离子漏斗505的端点处的电极(例如，靠近或处于离子漏斗505的出口的电极)处施加的DC电压，离子漏斗可充当限制装置以将离子维持在电位阱内且不允许输送到离子阱135。尽管在这一实例中描述离子漏斗，但可使用其它类型的离子储存装置作为离子累积器。举例来说，累积器可呈如下形式：具有如离子漏斗中所使用的直径不减小的圆柱形环电极的环形阱，具有细长条状电极的四极或多极离子导向器，或可累积并选择性地释放离子的其它类型的装置。在一些实施方案中，累积器可与离子漏斗一起使用，所述离子漏斗聚焦由累积器释放的离子。
接着，在图4A中，质谱仪的控制器确定质量分析仪可供用于质量分析(430)。在图5中，控制器115确定轨道静电阱140可供用于质量分析(例如，通过确定自开始质量分析以来已过去的时间量、确定没有通过质量分析提供新数据等)。这使得控制器向各种组件提供信号，使得离子从从离子漏斗释放(435)且释放的离子被导引到离子阱中(440)。举例来说，可通过改变离子漏斗的电极处的电压来将离子漏斗的操作状态从累积(不释放)调整为释放(同时累积)离子。因此，储存在离子漏斗505中的离子不再维持在轴向电位阱中，且可离开装置。同时，控制器115还调整对切透镜137上的电压，使得离子可输送到储存阱136中以用于储存。也就是说，对切透镜137的操作状态可从阻止输送改变为允许离子输送到储存阱136。在一些实施方案中，在轨道静电阱执行质量分析时，离子阱可充满离子。
接着，在图4A中，控制器115可确定阈值数目的离子储存在离子阱中(445)。举例来说，在图5中，离子漏斗505比储存阱136储存明显更大数目的电荷，例如20e6个基本电荷，而非储存阱136可能储存的相对较少的2e5个基本电荷。储存在离子漏斗505中的离子可相对快速地清空(即，朝着储存阱136释放)，使得离子漏斗505将在几百微秒内清空。因此，通过在几微秒内(即，相较于清空整个离子漏斗505所需的总时间，较短的时间段)调整离子漏斗505的电极的电压，释放离子漏斗505中的所储存离子的一部分，但这小部分足以填充储存阱136。在这一较短时间段之后，可调整离子漏斗505的电极上的电压以使得离子再次受限在离子漏斗505内(图4B中的450)，调整施加到对切透镜137的电压以使得新离子无法引入到储存阱136中(图4B中的455)，且接着储存在储存阱136中的离子注入到轨道静电阱140中以用于质量分析(图4B中的460)。因此，使用储存在离子漏斗中的离子的一部分来获取质量分析仪中的离子的质谱(465)。同时，由离子源120形成的任何新离子都储存在离子漏斗505内。
控制器115接着确定质量分析完成，且因此，轨道静电阱140可再次用于质量分析。这使得离子漏斗被调整以允许离子在较短时间段期间再次输送通过，对切透镜137去门控以允许离子进入储存阱136，且储存阱136填充到容量。再次，离子漏斗被调整以在不允许输送的情况下储存离子，对切透镜137阻止离子进入储存阱136，且储存在储存阱136内的离子注入到轨道静电阱140中以用于质量分析。然而，在其它实施方案中，在轨道静电阱140执行质量分析时，储存阱136可充满离子。也就是说，储存阱136可开始储存离子，同时轨道静电阱140利用先前储存在储存阱136中的离子执行质量分析。因此，离子漏斗505(例如，在仅储存或储存及输送之间切换)和储存阱136(例如，从接收离子以用于储存到不再接收离子以用于储存以及提供离子以用于质量分析)的操作状态的同步允许更多离子用于质量分析，且因此，占空比从并不使用离子迁移分离装置130滤出单电荷离子的情况的1/60明显增大，且占空比也从相对于图1论述的实施方案的1/6增大。
在一些实施方案中，与肽如何引入到质谱仪中相关的信息可以与实例中的任一个一起使用。这类信息可用以修改施加到FAIMS的电极的CV的范围，从而进一步改进多电荷离子的输送。举例来说，由于LC系统在柱内分离肽的方式，通常(但并非一直)，较小分子在较大分子之前洗脱出来。另外，较小分子通常比较大分子具有更高的迁移率。因此，施加到较小分子的CV通常不同于施加到较大分子的CV。举例来说，-80V的CV可能用于具有较高迁移率的分子，且-50V的CV可能用于具有较低迁移率的分子。因此，通过施加与在稍后时间处从柱中洗脱的肽不同的CV范围，在LC过程期间在时间上较早从柱中洗脱且引入到离子源的肽可受益于来自FAIMS的多电荷离子输送的增大。
图6说明用于基于肽的分离特性来调整CV的框图的实例。在图6中，有关肽的分离特性的信息由质谱仪的控制器接收(605)。举例来说，在图5中，LC系统515分离混合物中的肽，使得其在不同时间引入到质谱仪110中，如先前所论述。控制器115可从LC系统515接收有关分离过程的数据，例如，肽105的保留时间(即，从设定点开始的时间，肽105在所述设定点从柱510出现)，其不同于从柱510中洗脱下一肽的保留时间。替代地，控制器115可基于肽引入离子源120到而确定保留时间。
返回到图6，可电离肽(615)，且离子被引入到FAIMS装置中(620)。此外，可基于分离特性选择或调整施加到FAIMS装置的电极的补偿电压(620)。举例来说，控制器115可基于当前正由离子源120电离的肽的保留时间来选择CV范围。因此，肽105可能被电离，离子提供到由离子迁移分离装置120实施的FAIMS装置，且施加到电极131(图1中)的CV电压可在-45V到-75V范围内交替。如果保留时间较长(例如，高于阈值)，那么可能选择另一范围，例如-50V到-80V，因为由在稍后保留时间处洗脱的肽的电离形成的离子具有较低迁移率的可能性较高。返回到图6的框图，接着根据补偿值过滤离子(625)。
可考虑调整补偿电压的其它分离特性可包含肽的疏水性。在一些实施方案中，可考虑多个特性，例如疏水性和保留时间。
可结合质谱仪中的另一IMS装置来实施FAIMS。图7说明与离子迁移光谱仪(IMS)一起使用的场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)装置的实例。在图7中，FAIMS装置131安置在离子漏斗505之前，类似于图5。离子漏斗阱705是额外组件，其可将从离子漏斗505接收到的离子累积并选择性地释放到IMS装置710。IMS装置710采用与FAIMS不同的基于迁移率性质的分离技术，因为IMS 710可以是漂移时间离子迁移光谱仪(DTIMS)，其中由于离子迁移率的差异，较小离子比较大离子更快地行进通过漂移管。离子基于其通过漂移管的漂移时间而分离。因此，通过使用FAIMS装置，随后(漂移管型)IMS装置，可实现离子的额外分离，以进行更好的质量分析。在一些实施方案中，IMS 710可以无损离子操纵结构(SLIM)装置来实施，如Ibrahim等人的《基于无损离子操纵结构的质谱新前沿(New Frontiers for MassSpectrometry based upon Structures for Lossless Ion Manipulations)》,《分析师(Analyst)》,第142卷,第1010-1021页(2017)以及Ibrahim等人的《无损离子操纵的多级结构中的离子升降机和自动扶梯(Ion Elevators and Escalators in MultilevelStructures for Lossless Ion Manipulations)》,《分析化学(Analytical Chemistry)》,第89卷,第1972-1977页(2017)中所描述。通过使用SLIM装置，由FAIMS 131使用的电压并不必须在由IMS 710使用的电压上浮动。相反地，由FAIMS 131使用的电压可通过由IMS 710使用的最大电压偏移，从而提供电源的简易实施方案。
如图7中所描绘，后离子漏斗715接收输送通过IMS 710的离子，随后所述离子接着进一步输送到离子漏斗720，其可以是定位在质谱仪的进口处的离子漏斗，尽管离子漏斗720不一定必须实施。因此，离子被电离，使用FAIMS过滤，且接着使用IMS装置710进一步分离，所述IMS装置710可以是将离子分离到依序输送的迁移率类似的群组中的漂移管。这不仅提供更多的离子分离，且由于离子的移动和通过FAIMS产生的内部加热，首先执行FAIMS可允许溶剂簇脱离离子。通过使用FAIMS去除溶剂簇，可通过IMS 710实现更好的分离。因此，在利用蛋白质执行自上而下的蛋白质组学的情况下，获得更好的结果。
将FAIMS和IMS与具有轨道静电阱140的质谱仪一起使用涉及使各种组件同步。图8说明使用FAIMS装置与IMS装置的框图的实例。在图8中，质量分析仪开始质量分析(805)。举例来说，离子可从储存阱注入到轨道静电阱中以用于质量分析。如先前论述，这通过改变由储存阱使用的电压以储存离子且使离子注入到轨道静电阱中而引起。因此，此时一个或多个电压的改变指示由轨道静电阱执行的质量分析开始。
另一组件(例如，控制器115，或FAIMS 131或IMS 710)可确定质量分析已开始。因此，可指示FAIMS 131改变CV(810)，使得不同离子储存在离子漏斗505中。还可指示IMS 710根据离子的离子迁移率开始分离离子(815)。最终，离子通过IMS 710过滤(820)，并通过对切透镜储存到储存阱中。因此，在轨道静电阱对在一个CV下输送通过FAIMS 131的离子执行质量分析时，在另一CV下输送通过FAIMS 131的另一组离子储存在储存阱中。在第一质量分析完成时，储存阱中的离子可接着注入到轨道静电阱中，以获取新质谱(825)。在新质量分析开始时，可再次调整FAIMS的CV(830)。
许多实例描述液相色谱法(LC)用于分离肽的实施方案。然而，可使用其它类型的混合物分离，包含气相色谱法(GC)或毛细电泳法(CE)。
实例描述用于肽的技术，然而，其它生物分子可以与本文中所描述的技术一起使用。举例来说，除了蛋白质和其肽以外，可以与所述技术一起使用的其它类型的生物分子包含脂质、核酸、代谢物、低聚糖、多糖等。此外，除了小分子以外，可使用除生物分子以外的其它大分子。
本文中所描述的实例包含使用轨道静电阱质量分析仪，但其它质量分析仪也可与所述技术一起使用。举例来说，可能使用四极或飞行时间(TOF)分析仪。在另一实例中，可能使用串联质谱仪。
图9说明可用以实施实施方案中的一些的电子装置的实例。在一些实施方案中，图9的电子装置可储存或使用计算机程序产品，其包含其中储存有计算机程序指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序指令配置成使得在由一个或多个计算装置执行时，所述计算机程序指令使得一个或多个计算装置执行本文中所描述的技术。
在图9中，计算机系统1100可实施本文中所描述的方法或技术中的任一个。举例来说，计算机系统1100可实施图1中的控制器115。因此，可根据由计算机系统1100作出的计算或确定来调整相关联质谱仪的组件的操作。在各个实施例中，计算机系统1100可包含总线1102或用于传达信息的其它通信机构，以及与总线1102耦合以处理信息的处理器1104。在各个实施例中，计算机系统1100还可包含：耦合到总线1102的储存器1106，其可以是随机存取储存器(RAM)或其它动态储存装置；以及指令，其待由处理器1104执行。储存器1106还可用于在执行待由处理器1104执行的指令期间储存暂时变量或其它中间信息。在各个实施例中，计算机系统1100可以进一步包含耦合到总线1102以储存处理器1104的静态信息和指令的只读储存器(ROM)1108或其它静态储存装置。可以提供如磁盘或光盘等储存装置1110并且将所述储存装置耦合到总线1102以储存信息和指令。
在各个实施例中，计算机系统1100可以通过总线1102耦合到如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)等显示器1112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1114耦合到总线1102以向处理器1104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1116，所述光标控件用于向处理器1104传送方向信息和命令选择并且用于控制显示器1112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1100可以执行本文所述的技术。与某些实施方案一致，计算机系统1100可以响应于处理器1104执行一个或多个由储存器1106中含有的一个或多个指令构成的序列而提供结果。可以将此类指令从另一个计算机可读介质，如储存装置1110读取到储存器1106中。执行储存器1106中含有的指令序列可以使处理器1104执行本文中所描述的过程。在各个实施例中，储存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。替代地，可以使用硬接线电路系统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，硬接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过程的必要逻辑门。因此，本文描述的实施方案不限于硬件电路系统和软件的任何特定组合。
如本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器1104提供指令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、易失性介质和输送介质。非易失性介质的实例可以包含但不限于光盘或磁盘，如储存装置1110。易失性介质的实例可以包含但不限于动态储存器，如储存器1106。输送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1102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、闪速EPROM、任何其它储存器芯片或盒或计算机可以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储存在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是储存数字信息的装置。举例来说，计算机可读介质包含如本领域中已知用于储存软件的压缩光盘只读储存器(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存取。
在各个实施例中，本发明教导的方法可以在以如C、C++等常规编程语言编写的软件程序和应用中实施。
虽然结合各个实施方案或实施例对所述技术进行了描述，但是所述技术不旨在受限于这些实施例。相反，所述技术涵盖各种替代方案、修改和等同物，如本领域的技术人员将理解的。
进一步地，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编写的顺序执行其步骤，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储存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，这些量采用能够被储存、转移、组合、比较和以其它方式操纵的电或磁信号的形式。进一步地，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出于所需目的专门构造或其可以是通过储存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导内容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储存数据的任何数据储存装置，所述数据此后可以由计算机系统读取。计算机可读介质的实例包含硬盘驱动器、网络附加储存(NAS)、只读储存器、随机存取储存器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带以及其它光学和非光学数据储存装置。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储存和执行。

Claims (20)

1.一种用于分析含肽生物样品的设备，其包括：
色谱装置，其配置成依据时间分离所述生物样品的组分；
电喷雾电离(ESI)源，其配置成接收从所述生物样品分离的组分，且从所述组分产生单电荷离子和多电荷离子；
场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)装置，其配置成接收所述单电荷离子和所述多电荷离子，且优选地，输送多电荷离子；
离子累积器，其布置成接收及限制由所述FAIMS装置输送的所述离子；
储存阱，其配置成接收从所述离子累积器释放的所述离子并储存释放的离子，所述储存阱的储存容量比所述离子累积器低；
质量分析仪，其配置成接收储存在所述储存阱中的所述离子以用于质量分析；以及
控制器电路，其配置成调整所述累积器的操作以允许将限制在其中的所述离子的一部分释放到所述储存阱。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述储存阱是弯曲的线性离子阱，且所述质量分析仪是轨道静电阱质量分析仪。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述离子累积器是离子漏斗。
4.一种质谱仪，其包括：
离子源，其配置成接收样品且从所述样品中产生单电荷离子和多电荷离子；
离子迁移光谱仪(IMS)，其配置成接收所述单电荷离子和所述多电荷离子，且配置成允许通过所述IMS的输出端输送的多电荷离子比通过所述IMS的所述输出端输送的所述单电荷离子多；
离子累积器，其配置成储存漂移通过所述IMS的输出端的多电荷离子；
储存阱，其配置成接收由所述离子累积器储存的所述多电荷离子的一部分；
质量分析仪，其配置成接收储存在所述储存阱中的多电荷离子的所述部分以用于质量分析；以及
控制器电路，其配置成确定所述质量分析仪的操作状态和调整所述离子累积器的操作以允许所述多电荷离子的所述部分从所述离子储存器输送到所述储存阱。
5.根据权利要求4所述的质谱仪，其中所述储存阱是弯曲的线性离子阱，且所述质量分析仪是轨道静电阱质量分析仪。
6.根据权利要求4所述的质谱仪，其中所述IMS是场非对称波形离子迁移光谱仪(FAIMS)，且所述多电荷离子通过所述输出端的所述输送是基于施加到所述FAIMS的电极的一定范围的补偿电压(CV)的施加，所述施加使得所述多电荷离子漂移到所述输出端而不冲击所述FAIMS的电极且使得所述单电荷离子冲击所述FAIMS的电极而不漂移通过所述输出端。
7.根据权利要求4所述的质谱仪，其中所述离子累积器是离子漏斗。
8.根据权利要求7所述的质谱仪，其中所述质量分析仪的所述操作状态是以下各项中的一个：当前执行质量分析，或可用于执行质量分析，且其中在所述质量分析仪的所述操作状态为当前执行质量分析时，调整所述离子漏斗的所述操作以储存所述多电荷离子而不将所述多电荷离子从所述离子漏斗输送到所述离子阱，且在所述质量分析仪的所述操作状态为可用于执行质量分析时，调整所述离子漏斗的所述操作以储存所述多电荷离子并且同时允许所述多电荷离子从所述离子漏斗输送到所述离子阱。
9.根据权利要求4所述的质谱仪，其中所述控制器电路配置成基于确定所述质量分析仪的操作状态为可用于执行质量分析而允许将储存在所述离子累积器中的所述多电荷离子的所述部分输送到所述储存阱。
10.根据权利要求9所述的质谱仪，其中所述离子累积器是离子漏斗。
11.根据权利要求4所述的质谱仪，其进一步包括：
分离装置，其配置成从混合物分离所述样品，其中所述控制器电路进一步配置成用于确定与所述样品如何从所述混合物分离相关的信息，且其中所述控制器配置成通过确定与所述样品如何从所述混合物分离相关的所述信息而调整所述IMS的操作参数。
12.根据权利要求11所述的质谱仪，其中所述IMS是场非对称波形离子迁移光谱仪(FAIMS)，且所述操作参数是施加到所述FAIMS的电极的补偿电压(CV)。
13.根据权利要求4所述的质谱仪，其进一步包括：
色谱系统，其配置成从混合物分离所述样品，其中所述控制器电路进一步配置成用于确定所述样品的保留时间，且其中所述控制器配置成通过确定所述样品的所述保留时间而调整所述IMS的操作参数。
14.根据权利要求4所述的质谱仪，其中所述色谱系统是液相色谱(LC)系统。
15.一种操作质谱仪以分析生物样品的方法，其包括：
电离样品，以从所述生物样品产生单电荷离子和多电荷离子；
相比输送所述单电荷离子，输送更多的所述多电荷离子；
将所述多电荷离子储存在离子累积器中，所述离子累积器储存的多电荷离子比单电荷离子多；
确定质量分析仪可用于执行质量分析；
确定所述质量分析仪可用于执行质量分析进而将所述多电荷离子的一部分从所述离子累积器输送到储存阱；
将所述多电荷离子的所述部分从所述储存阱注入到所述质量分析仪；以及
对所述多电荷离子的所述部分执行质量分析。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述相比输送所述单电荷离子输送更多的所述多电荷离子包含：
利用场非对称波形离子迁移光谱仪(FAIMS)接收所述单电荷离子和所述多电荷离子；以及
将一定范围的补偿电压(CV)施加到所述FAIMS的电极，以使得所述多电荷肽离子漂移到所述输出端而不冲击所述FAIMS的电极，且使得所述单电荷肽离子冲击所述FAIMS的电极而不漂移通过所述输出端。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述生物样品是肽的混合物。
18.根据权利要求15所述的方法，所述质量分析仪是轨道静电阱质量分析仪。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述离子累积器是离子漏斗。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述储存阱是弯曲的线性离子阱。
CN202110168437.6A 2020-02-06 2021-02-07 利用离子迁移分离的质谱仪占空比的改进 Pending CN113223922A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/784,135 US11293898B2 (en) 2020-02-06 2020-02-06 Duty cycle improvement for a mass spectrometer using ion mobility separation
US16/784,135 2020-02-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113223922A true CN113223922A (zh) 2021-08-06

Family

ID=74553674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110168437.6A Pending CN113223922A (zh) 2020-02-06 2021-02-07 利用离子迁移分离的质谱仪占空比的改进

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11293898B2 (zh)
EP (1) EP3862751A1 (zh)
CN (1) CN113223922A (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11953466B2 (en) 2020-05-22 2024-04-09 MOBILion Systems, Inc. Methods and apparatus for trapping and accumulation of ions
US11874252B2 (en) 2020-06-05 2024-01-16 MOBILion Systems, Inc. Apparatus and methods for ion manipulation having improved duty cycle
WO2023119062A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-29 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Method and systems for analyzing ions using differential mobility spectrometry and an ion guide comprising additional auxiliary electrodes

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103988278A (zh) * 2011-11-24 2014-08-13 塞莫费雪科学（不来梅）有限公司 高占空比离子光谱仪
CN108535352A (zh) * 2012-07-31 2018-09-14 莱克公司 具有高吞吐量的离子迁移率谱仪

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6690004B2 (en) 1999-07-21 2004-02-10 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method and apparatus for electrospray-augmented high field asymmetric ion mobility spectrometry
US7586088B2 (en) * 2001-06-21 2009-09-08 Micromass Uk Limited Mass spectrometer and method of mass spectrometry
GB2390478B (en) 2002-05-17 2004-06-02 Micromass Ltd Mass spectrometer
US7148474B2 (en) * 2005-04-11 2006-12-12 Battelle Memorial Institute Device for two-dimensional gas-phase separation and characterization of ion mixtures
US7351964B2 (en) * 2005-09-30 2008-04-01 Battelle Memorial Institute Ion funnel with extended mass range and reduced conductance limit aperture
US7560688B2 (en) * 2005-10-14 2009-07-14 Washington State University Mass analysis of mobility selected ion populations
GB0522933D0 (en) 2005-11-10 2005-12-21 Micromass Ltd Mass spectrometer
US7888635B2 (en) * 2008-05-30 2011-02-15 Battelle Memorial Institute Ion funnel ion trap and process
US7838826B1 (en) * 2008-08-07 2010-11-23 Bruker Daltonics, Inc. Apparatus and method for parallel flow ion mobility spectrometry combined with mass spectrometry
GB0907619D0 (en) 2009-05-01 2009-06-10 Shimadzu Res Lab Europe Ltd Ion analysis apparatus and method of use
JP5985989B2 (ja) 2010-01-28 2016-09-06 エムディーエス アナリティカル テクノロジーズ， ア ビジネス ユニット オブ エムディーエス インコーポレイテッド 低圧微分移動度分光計を備えた質量分析システム
US8158932B2 (en) * 2010-04-16 2012-04-17 Thermo Finnigan Llc FAIMS having a displaceable electrode for on/off operation
US20110260048A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Wouters Eloy R Ion Transfer Tube for a Mass Spectrometer Having a Resistive Tube Member and a Conductive Tube Member
US8952322B2 (en) * 2010-09-20 2015-02-10 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh FAIMS apparatus and method comprising an ion separation channel of helical shape
GB201021360D0 (en) * 2010-12-16 2011-01-26 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Apparatus and methods for ion mobility spectrometry
US8299443B1 (en) * 2011-04-14 2012-10-30 Battelle Memorial Institute Microchip and wedge ion funnels and planar ion beam analyzers using same
GB2499587B (en) * 2012-02-21 2016-06-01 Thermo Fisher Scient (Bremen) Gmbh Apparatus and methods for ion mobility spectrometry
US9188565B2 (en) * 2012-05-31 2015-11-17 The University Of North Carolina At Chapel Hill High field asymmetric ion mobility spectrometry (FAIMS) methods and devices with voltage-gas composition linked scans
US10088451B2 (en) * 2013-04-24 2018-10-02 Micromass Uk Limited Ion mobility spectrometer
US9564302B2 (en) * 2013-06-21 2017-02-07 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Contamination filter for mass spectrometer
WO2015082889A1 (en) * 2013-12-02 2015-06-11 Micromass Uk Limited Method of charge state selection
EP3270153B1 (en) * 2014-06-13 2019-07-24 Thermo Finnigan LLC Methods for operating a system comprising a mass spectrometer, ion mobility spectrometer and chromatograph
GB201608653D0 (en) * 2016-05-17 2016-06-29 Micromass Ltd Ion mobility seperator
US9939409B2 (en) * 2016-08-03 2018-04-10 Battelle Memorial Institute Systems and methods for integrating ion mobility and ion trap mass spectrometers
JP6718332B2 (ja) 2016-08-03 2020-07-08 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサ素子およびガスセンサ素子の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103988278A (zh) * 2011-11-24 2014-08-13 塞莫费雪科学（不来梅）有限公司 高占空比离子光谱仪
CN108535352A (zh) * 2012-07-31 2018-09-14 莱克公司 具有高吞吐量的离子迁移率谱仪

Also Published As

Publication number Publication date
US11293898B2 (en) 2022-04-05
US20220373512A1 (en) 2022-11-24
US20210247359A1 (en) 2021-08-12
EP3862751A1 (en) 2021-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11024491B2 (en) Hybrid mass spectrometer
EP1760764B1 (en) Lens device for introducing a second ion beam into a primary ion path
US20220373512A1 (en) Duty Cycle Improvement for a Mass Spectrometer Using Ion Mobility Separation
EP2641260B1 (en) Controlling hydrogen-deuterium exchange on a spectrum by spectrum basis
CA2433434A1 (en) Method of mass spectrometry and a mass spectrometer
US8335655B2 (en) Intelligent saturation control for compound specific optimization of MRM
WO2021001246A1 (en) Methods and apparatus for mass spectrometry
WO2004112073A2 (en) Methods and apparatus for electron or positron capture dissociation
EP3472854A1 (en) Methods and systems for analyzing proteins via electron capture dissociation
EP3745444A1 (en) Operating a mass spectrometer utilizing mass spectral database search
EP3745407A1 (en) Operating a mass spectrometer utilizing a promotion list
EP4099362A2 (en) Mass spectrometer utilizing mass spectral database search for compound identification
JP2004071420A (ja) 質量分析システム、質量分析方法、質量分析装置
US20220381735A1 (en) Compensation voltage adjustment for ion mobility separation
CN113631928A (zh) 自顶向下抗体分析中的背景减少
US20220155267A1 (en) Packed Tip Electrospray Emitter
WO2024098021A2 (en) Systems and methods for mass spectrometry
CN117337478A (zh) 减少对进入具有脉冲辅助ac的离子导向器的离子的ac影响
CN115148575A (zh) 离子阱
CN117795643A (zh) Tof-ms中的空间电荷减少

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination