CN113748487A - 利用谐波振荡和共振离子选择性时间概览（stori）图的电荷检测质谱法 - Google Patents
利用谐波振荡和共振离子选择性时间概览（stori）图的电荷检测质谱法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113748487A CN113748487A CN202080029789.7A CN202080029789A CN113748487A CN 113748487 A CN113748487 A CN 113748487A CN 202080029789 A CN202080029789 A CN 202080029789A CN 113748487 A CN113748487 A CN 113748487A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ion
- stori
- ions
- charge
- time
- 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
Links
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 268
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 102000007474 Multiprotein Complexes Human genes 0.000 claims description 2
- 108010085220 Multiprotein Complexes Proteins 0.000 claims description 2
- 210000000234 capsid Anatomy 0.000 claims description 2
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 2
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 18
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000004807 desolvation Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005040 ion trap Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000000132 electrospray ionisation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 2
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002330 electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001871 ion mobility spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005596 ionic collisions Effects 0.000 description 1
- -1 loss of charge) Chemical class 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/0027—Methods for using particle spectrometers
- H01J49/0036—Step by step routines describing the handling of the data generated during a measurement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/0027—Methods for using particle spectrometers
- H01J49/0031—Step by step routines describing the use of the apparatus
-
- 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
- H01J49/4205—Device types
- H01J49/4245—Electrostatic ion traps
Abstract
公开了用于执行电荷检测质谱法以测量单个所关注离子的质量的设备和方法。使所述所关注离子在静电阱的俘获场中经历谐波振荡移动，使得图像电流检测器生成表示所述离子的振荡移动的时变信号。处理(例如，通过傅里叶变换)此时变信号(瞬态)以得出所述离子的频率，并且因此确定所述离子的质荷比(m/z)。通过构建共振离子选择性时间概览(STORI)图来确定离子电荷，所述STORI图跟踪可归因于所述所关注离子的信号的时间演变，并且其中所述STORI图的斜率与所述电荷有关。所述STORI图还可以用于标识瞬态采集期间的离子衰减事件和/或相同质量的多个离子或不可分辨离子的存在。
Description
技术领域
本发明总体上涉及质谱法，并且更具体地涉及用于测量单个离子的质荷比和电荷的设备和方法。
背景技术
电荷检测质谱法(CDMS)是一种通过同时测量每个离子的质荷比(m/z)和电荷来确定单个离子的质量的技术。在CDMS的学术实验室(被称为离子阱CDMS)中使用的一种技术采用定位在两个相对的静电反射镜之间的电感式检测器，如在Fuerstenau和Benner,“使用电荷检测飞行时间质谱法的兆道尔顿DNA电喷雾离子的分子量确定(Molecular weightdetermination of megadalton DNA electrospray ions using charge detectiontime-of-flight mass spectrometry)”,《质谱法中的快速通信(Rapid Communicationsin Mass Spectrometry)》9:15 (1995),1528-1538中描述的。在此类仪器中，离子的m/z由其在反射镜之间的振荡频率确定，而所述离子的电荷基于电感式检测器上的信号的振幅确定。电荷的分离和直接测量因此克服了用常规电喷射质谱法研究的大的和/或异质的分析物的共同挑战，其中不可能将递增地带电的离子物种分离并且由此推断电荷状态。
现有的离子阱CDMS仪器呈现出若干重大的技术挑战。首先，因为由相对反射镜生成的电势通常是非谐波的，所以所测量的频率取决于离子的初始动能。这可能导致单个颗粒的m/z 测量准确性较差，这也会导致在组装所测量的质量的直方图时分辨率较差。另外，由电感式检测器生成的信号不是正弦的，而是使用傅里叶变换分析来对信号进行处理。所产生的信号分布在众多谐波之中，这显著降低了整个系统灵敏度。这带来了另外的限制，其中每次仅可以分析单个离子物种，从而导致采集周期非常长。最后，离子在现有的CDMS仪器中直接从源移动到反射镜，而无需适当的去溶剂化。由于离子失去溶剂，去溶剂化的缺乏可能导致在测量时段期间观察到质量偏移。
Senko等人的PCT公开号WO2019/231,854描述了旨在解决现有CDMS仪器和技术的缺点的设备和方法。此出版物公开了使用静电阱来建立俘获场，所述俘获场使所俘获的离子沿着纵轴经历谐波运动，并且使用图像电流检测器响应于离子的纵向运动而生成时变信号(也被称为瞬态信号)。时变信号经受傅里叶变换以确定所俘获的离子物种中的至少一种所俘获的离子物种的频率和相关联振幅，并且从所确定频率和振幅相应地得出所俘获的离子物种的m/z 和电荷。虽然这种方法已经在某些条件下成功地用于测量高质量离子物种的m/z和电荷，但是当离子在瞬态采集时段期间衰减时或者在存在同一离子物种的多个离子时，其可能易受误差的影响。因此，本领域仍然需要避免或最小化当使用Senko等人的出版物中描述的技术时可能出现的误差的CDMS设备和方法。
发明内容
大致描述的，公开了一种设备，所述设备用于通过处理由静电阱内的离子的振荡移动引起的图像电流信号以生成在下文定义的共振离子选择性时间概览(STORI)图来测量离子的 m/z和电荷，并且因此测量其质量。所述静电阱包含多个电极，非振荡电压被施加到所述多个电极。所述电极被形状设定且布置成建立静电俘获场，所述静电俘获场使离子相对于所述阱的纵轴经历谐波运动。所述设备进一步包含检测器，所述检测器生成表示由所述离子的所述谐波纵向运动在所述检测器上诱导的电流的时变信号。数据系统从检测器接收时变信号，并且处理所述信号以确定离子的m/z和电荷。m/z的确定是通过向时变信号应用离散傅里叶变换以精确地标识离子的谐波运动的频率ω来完成的。离子电荷的确定可以通过构建共振离子选择性时间概览(STORI)图来实现，所述STORI图构成STORIMAG的值相对于时间的图。 STORI图中的每个点是时间tn处的经离散化时变信号S与所关注频率(ω)处的正弦波(以下等式1)或余弦波(以下等式2)的乘积，与在先前时间点tn-1处获得的先前STORI点求和，如以下等式中所表示。
STORIREAL(tn)＝S(tn)*sin(ω*tn)+STORIREAL(tn-1) (1)
STORIIMAG(tn)＝-S(tn)*cos(ω*tn)+STORIIMAG(tn-1) (2)
以及
STORIMAG(tn)＝((STORIREAL(tn))2+(STORIIMAG(tn))2)1/2 (3)
根据STORI图的所测量的斜率和使STORI图斜率与离子电荷有关的校准数据来确定离子的电荷。除了确定所俘获的离子物种中的电荷之外，STORI图可以用于标识和表征离子衰减事件(其中离子物种在采集时变信号期间崩解)，以及用于标识和评估由两种或更多种同时俘获的离子产生的信号。
一旦使用这些处理方法确定了离子的m/z和电荷，就可以容易地从这两个值的乘积中计算出离子的质量。
在更具体的实施例中，静电阱由同轴布置的内电极和外电极形成，每个电极沿着纵轴伸长，并且在电极之间的环形空间中俘获离子。内电极和外电极可以被形状设定且布置成在环形空间中建立四极对数场，使得由所述场沿着中心轴施加的恢复力与离子沿着中心轴相对于横向对称平面的位置成比例。外电极可以沿着横向对称平面分割成两半成为第一部分和第二部分，并且检测器可以包括在第一部分和第二部分两端连接的差分放大器。可以在释放到静电阱之前在离子储存库中俘获离子，以降低其动能并促进完全去溶剂化。可以在静电阱内同时执行对两个或更多个离子物种的分析，使得数据系统构建多个STORI图，其中每个STORI 图是使用不同的单独离子物种的运动频率来计算的，使得可以针对多种所俘获的离子物种中的每种所俘获的离子物种来确定电荷状态。可以对STORI图进行评估，以确定质量分析器中是否存在相同离子物种的两种或更多种离子。
本发明的实施例进一步包含用于测量离子的m/z和电荷的方法。根据这种方法，将包含所关注离子的离子群注入到俘获区域中，在所述俘获区域中建立静电俘获场，所述静电俘获场使所述离子群沿着中心轴经历谐波运动。生成表示通过所述谐波运动在检测器上诱导的电流的时变信号。处理所述时变信号以得出所关注离子的谐波运动频率，所述谐波运动频率进而用于确定离子的m/z。还以上述方式处理时变信号以生成所关注离子的STORI图，并且根据STORI图的斜率确定离子的电荷状态。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明的实施例的用于同时测量离子的m/z和电荷的设备的符号图；
图2是描绘了图1的数据系统的逻辑组件的框图；
图3是单个离子的STORI图的描绘；
图4是在信号采集时段期间衰减的单个离子的STORI图的描绘；以及
图5是两种离子的STORI图的描绘，这两种离子在信号采集时段期间衰减。
具体实施方式
下文描述了本发明的具体实施例，所述具体实施例旨在是说明性的而不是限制性的。本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合或改变结合离散实施例公开的各种特征、结构、步骤和限制。
图1象征性地描绘了根据本发明的一个实施例布置的质谱法设备100。设备100包含电离源105，所述电离源从待分析的样品中生成离子。如本文所使用的，术语“离子”是指任何带电分子或分子组装体，并且具体地旨在涵盖在本领域中有时被称为大离子、带电粒子和带电气溶胶的高分子量实体。在不限制本发明的范围的情况下，可以由设备100分析的离子包含蛋白质、蛋白质复合物、抗体、病毒衣壳、寡核苷酸和高分子量聚合物。源105可以采取电喷雾电离(ESI)源的形式，其中通过从施加电势的毛细管喷射样品溶液的带电液滴来形成离子。样品可以作为连续流，例如作为来自色谱柱的洗脱液递送到源105。
由源105生成的离子被引导和聚焦通过安置在压力逐渐降低的真空室中的一系列离子光学器件。如图1中所描绘的，离子光学器件可以包含离子转移管、堆叠的环状离子导向器、射频(RF)多极杆和静电透镜。包含离子光学器件的真空室可以通过可操作以将压力保持在期望值的任何合适的泵或泵的组合抽真空。
设备100可以另外包含四极滤质器(QMF)110，其仅传输m/z值的所选范围内的那些离子。四极滤质器的操作在本领域中是熟知的并且不需要在本文中详细讨论。总体上描述的，选择性传输的离子的m/z范围是通过适当调整RF的振幅并且分辨施加到QMF 110的电极的直流(DC)电压以建立电场来设置的，所述电场使m/z在所选范围之外的离子发展不稳定轨迹。所传输的离子此后可以穿过另外的离子光学器件(例如，透镜和RF多极杆)并且进入离子储存库115。如本领域已知的，离子储存库115采用振荡场和静态场的组合来将离子限制在其内部。在具体实施方案中，离子储存库115可以采取在由赛默飞世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific)销售的轨道阱质谱仪(Orbitrap mass spectrometer)中利用的类型的弯曲阱(通俗地被称为“c-阱”)的形式。弯曲阱由一组大致平行的杆电极构成，所述杆电极朝向离子出口凹入地弯曲。离子在离子储存库115内的径向限制可以通过以规定的相位关系向相对的杆电极对施加振荡电压来实现，而轴向限制可以通过向轴向定位在杆电极外侧的末端透镜施加静态电压来实现。
进入离子储存库115的离子可以被限制在其中持续规定的冷却时段，以便在将离子引入到静电阱中之前降低其动能。将离子限制在离子储存库内持续规定的时段也可以辅助离子的去溶剂化，即，从分析物离子中去除任何残留溶剂部分。如上文讨论的，残留溶剂的存在可能导致分析期间的质量偏移，所述质量偏移会干扰准确地测量m/z和电荷的能力。为了促进离子的动力学冷却和去溶剂化，可以将如氩气或氦气等惰性气体添加到离子储存库内部体积中；然而，应该调节冷却气体压力以避免分析物离子的非预期碎裂和/或气体过度泄漏到静电阱120中。冷却时段的持续时间将取决于多个因素，所述多个因素包含进入离子储存库115 的离子的动能、惰性气体压力以及注入到静电阱120中的离子的期望动能分布。在冷却时段结束之后，被限制在离子储存库115中的离子可以从离子储存库朝向进入透镜125径向地喷射，所述进入透镜用于聚焦离子并且将离子引导到静电阱120的入口130中。离子从离子储存库115的快速喷射可以通过快速收缩离子储存库内部内的振荡场并且向远离喷射方向定位的杆电极施加DC脉冲来进行。
为了使用CDMS技术可靠地测量离子电荷，在测量事件期间，仅特定离子物种的单个离子可以存在于静电阱120中。如本文所使用的，术语“离子物种”是指具有给定元素/同位素组成和电荷状态的离子；具有不同元素/同位素组成的离子被认为是不同离子物种，以及是具有相同元素组成但不同电荷状态的离子。术语“离子物种”在本文中与术语“分析物离子”和“所关注离子”可互换地使用。如果在测量事件期间存在相同离子物种的多个离子，则所测量的电荷状态(根据由图像电流检测器132生成的信号的振幅确定，如下所述)将是单独离子的实际电荷状态的倍数。为了避免这种类型的错误测量，离子储存库115内的离子群应该保持足够小使得相同离子物种的两个离子被限制在离子储存库内的可能性被保持在可接受的最小值。这可以通过衰减由源105生成的离子束(更具体地，通过“失谐”位于上游离子路径中的离子光学器件，使得发生高离子损失)和/或通过调节填充时间(离子被接受进入离子储存库115中的时段)来实现。为了控制填充时间，位于离子储存库的离子路径上游的一个或多个离子光学组件可以作为门来操作，以选择性地允许或阻挡离子进入离子储存库115 的内部体积中。
静电阱120可以采取可从赛默飞世尔科技公司以商标“轨道阱”商购获得的并且在图1 中以横截面描绘的类型的轨道静电阱的形式。这种轨道静电阱包含限定中心纵轴的内芯轴型电极135，所述中心纵轴在圆柱坐标系中被指定为z轴。外桶型电极140相对于内电极135同轴地定位，在其间限定了离子被注入到其中的大致环形的俘获区域145。内电极135和外电极140各自关于横向平面(指定为z＝0，并且可替代地称为“赤道”)对称，其中内电极135 在横向对称平面处具有最大外半径R1并且外电极140在横向对称平面处具有最大内半径R2。如已经在科学文献中广泛讨论的(参见，例如，Makarov,“静电轴向谐波轨道俘获：质量分析的高性能技术(Electrostatic Axially Harmonic Orbital Trapping:AHigh-Performance Technique of Mass Analysis)”,《分析化学(Analytical Chemistry)》,第72卷,第6期,第1156-62页 (2000)，所述文献通过引用并入本文)，内电极和外电极可以被形状设定成(在向所述电极中的一个或两个电极施加静电电压时)在俘获区域145内建立近似于以下关系的静电势U(r,z)：
其中r和z是圆柱坐标(r＝0是中心纵轴，并且z＝0是横向对称平面)，C是常数，k是场曲率，并且Rm是特性半径。此场有时被称为四极对数场。
外电极140沿着横向对称平面分割成第一部分150和第二部分155，所述第一部分和第二部分通过窄的绝缘间隙彼此分开。这种布置使得能够使用外电极140连同差分放大器160 作为图像电流检测器。靠近外电极的离子的存在在电极中诱导大小与离子的电荷成比例的电荷(极性与离子的极性相反)。离子沿着z轴在外电极140的第一部分150与第二部分155之间的振荡来回移动使图像电流检测器132输出时变信号(称为“瞬态”)，所述时变信号具有等于离子的纵向振荡的频率的频率以及表示离子的电荷的振幅。
离子可以通过形成在外电极240中的入口孔130切向地引入到俘获区域145中。入口孔 130从横向对称平面轴向地偏移(沿着z轴)，使得在引入到俘获区域145中时，离子在对称平面的方向上经历恢复力，从而导致离子在绕动内电极135时沿着z轴开始纵向振荡，如图 1所展示的。四极对数场的显著特征是其电势分布在r和z中不包含交叉项，并且z维中的电势是唯一地二次的。因此，沿着z轴的离子运动可以被描述为谐波振荡器(因为由场施加在离子上的沿着z维度的力与离子沿着z轴从横向对称平面的位移成正比)并且完全独立于轨道运动。以此方式，根据以下关系，沿着z轴的离子振荡频率ω简单地与离子的质荷比(m/z) 有关：
电荷状态和m/z的测量以及随之发生的产品质量的计算通过采集和处理瞬态来进行。检测器132的瞬态采集在注射分析物离子之后立即开始，并且持续预定的瞬态长度。准确测量 m/z和电荷状态所需的瞬态长度将根据分析物以及静电离子阱120的物理和操作参数而变化。通常，瞬态将需要具有足够的持续时间以允许将信号可靠地与噪声区分开。对于典型的分析物离子，预期可以使用可商购获得的轨道俘获质量分析器在500毫秒的瞬态长度下实现令人满意的信噪比。将理解的是，最大瞬态长度将受到分析物离子被稳定地俘获在俘获区域145 内而不与背景气体原子/分子或其它离子碰撞的持续时间的限制，这部分地是俘获区域压力的函数。
由检测器132产生的瞬态信号由数据系统165处理，所述数据系统的功能将在下面结合图2进行描述。尽管数据系统165被描绘为单一块，但所述数据系统的功能可以分布在若干互连的装置之中。数据系统165将通常包含专用处理器和通用处理器、专用电路系统、存储器、存储装置和输入/输出装置的集合。数据系统165配置有逻辑，例如使用可执行的软件代码，以执行一组计算来确定分析物离子的运动的基本频率，并且被配置成构建对应于离子的STORI图，所述STORI图进而用于得出m/z和电荷状态。
图2描绘了数据系统165的组件。模数转换器(ADC)模块205接收由检测器132生成的模拟信号并且以规定的采样率对信号进行采样，以生成离散时间-强度数据值序列。ADC模块205还可以执行滤波功能以衰减外来噪声并提高信噪比。时域数据然后被传递到快速傅里叶变换(FFT)模块210，以便将数据转换到频域中。FFT算法在本领域中是熟知的，并且因此不需要在本文中详细讨论。总体上描述的，FFT算法通过将离散傅里叶变换(DFT)矩阵因子化成稀疏因子的乘积来快速计算序列的DFT。FFT模块210生成频谱作为输出，所述频谱表示将时域数据序列分解成一个或多个频率分量，每个频率分量包括具有其自身振幅的单个正弦振荡。
如上所述，俘获在俘获区域145中生成的场内的分析物离子沿着z轴的运动是谐波的并且可以表示为简单的正弦函数。FFT模块210的输出将由此产生在所关注离子的振荡的基本频率ω处具有强峰值的频谱。当在测量事件期间(即，在采集瞬态期间)多个离子物种存在于静电阱内时，则每个离子物种将在频谱中表现出对应的峰值。与其中所俘获的离子的振荡运动是非谐波和非正弦的的现有技术的CDMS系统相反(FFT输出将包含分布在各种谐波之中的许多峰值)，静电阱120中的每个离子物种的信号将集中到振荡的基本频率出现的单个峰值中，从而相对于现有技术的CDMS装置提高灵敏度并且使得能够对较低电荷的离子进行电荷测量。
由FFT模块生成的频谱作为输入被提供给m/z确定模块215，所述模块处理频谱以确定分析物离子的m/z。M/z确定模块215被配置成针对存在于光谱中的所述分析物离子物种或每种分析物离子物种标识分析物离子的振荡的基本频率。然后将此频率转换为m/z的值。如上所述，根据以下关系，沿着z轴的振荡离子运动的频率与离子的m/z的平方根成反比：
因此，如本领域已知的，可以使用凭经验建立的频率对m/z校准曲线从所测量的离子频率确定m/z，所述校准曲线是通过将逆平方根曲线拟合到针对已知m/z的分析物离子采集的数据点而生成的。
如下文进一步详细描述的，电荷确定模块220被配置成处理由模块217构建的STORI图并且针对存在于光谱中的所述分析物离子物种或每种分析物离子物种提供离子的电荷的值作为输出。
一旦已经确定分析物离子的m/z和电荷，就可以简单地通过所确定m/z和电荷的乘积来计算离子的质量。如果光谱含有多个离子物种，则每个离子物种的质量通过m/z与针对所述物种确定的电荷的乘积来计算。
在某些实施方案中，将针对分析物离子重复执行瞬态采集和m/z以及电荷确定操作。所产生的所计算质量可以被分仓以获得质量直方图，其中直方图的峰值表示最可能的质量。通常，直方图的宽度将取决于图像电荷确定的准确性，其中较窄的宽度指示高准确性。可以采用包含平均在内的其它技术来改进质量确定的可靠性。
在CDMS中使用STORI图进行电荷确定
在CDMS中，准确地分配电荷并且因此分配质量的能力取决于确定对应于所关注离子的信号的振幅的能力。在离子在整个信号采集时段期间生成信号的情况下，信号振幅的确定简单地通过在频域中产生的峰值的振幅来完成，如在前述Senko等人的出版物中描述的。
然而，离子可能在采集时段期间“衰减”(崩解)，从而导致离子轨迹不稳定。这可能是由于与背景气体分子的碰撞，或者简单地因为离子是亚稳定的。如果离子在采集时段期间衰减，则将生成较少的信号，其中所述信号与离子的寿命成比例。因此，为了将频域振幅转换回未衰减的时域振幅，必须能够准确地确定离子寿命。
用于检查时域数据中的时间变化的传统方法是使用短期傅里叶变换(STFT)。在此过程中，总数据集的一部分以重复的方式转换到频域，其中数据窗口滑过或步进通过整个时域数据集。STFT具有若干缺点，包含由于使用较小的时域数据集而导致的灵敏度降低，连同受时域数据集的大小和在处理期间采取的步骤的大小限制的时间分辨率。
下文描述了一种用于评估时域数据中的时间变化的替代性技术，并且所述替代性技术涉及计算(使用上述电荷确定模块，或如可能适用于所述目的的这种其它数据系统组件)共振离子选择性时间概览(STORI)图，可替代地被称为相关积分曲线(CIP)处理。计算类似于离散傅里叶变换，其中将时域数据与所关注频率的正弦波相乘，并且输出是两者的点积。 STORI图中的每个点是时间tn处的经离散化时变信号S与所关注离子的移动频率ω处的正弦波(以下等式1)或余弦波(以下等式2)的乘积(可从时域信号数据的傅里叶变换确定)，与在先前时间点tn-1处获得的先前STORI点求和，如以下等式中所表示。
STORIREAL(tn)＝S(tn)*sin(ω*tn)+STORIREAL(tn-1) (1)
STORIIMAG(tn)＝-S(tn)*cos(ω*tn)+STORIIMAG(tn-1) (2)
上述分量各自取决于信号的初始相位，并且因此没有一个分量可以单独提供关于信号振幅的定量信息。信号的相位相关性可以通过计算实部和虚部STORI分量的量值来去除，如以下等式(3)所示：
STORIMAG(tn)＝((STORIREAL(tn))2+(STORIIMAG(tn))2)1/2 (3)
在图2中描绘的数据系统165中，前述计算由STORI图构建模块217的操作(例如，通过执行一组软件指令)来执行，所述模块接收经离散化时域信号数据作为输入并且输出STORIMAG相对于时间的图的表示。在存在不同质量的多种分析物离子并且期望分别确定多种分析物离子中的每种分析物离子的质量的情况下，然后根据每种分析物离子的单独移动频率 (其如上所述相对于其m/z而变化)针对每种分析物离子构建STORI图。然后，电荷确定/衰减评估模块220可以利用STORI图来确定电荷状态，以及用于标识和表征在采集时变信号期间发生的离子衰减事件。STORI图构建模块217还可以包含用于使所计算STORI图在构成数据系统165的一部分的监测器上可视地显示给仪器操作者的逻辑。
图4中描绘了单个离子的STORI图的实例，其中所关注离子在整个信号采集时段内生成信号。在此STORI图中，STORIMAG随时间的变化近似于具有恒定斜率的直线。STORI图斜率是离子电荷的量度，其中较高电荷的离子相对于较低电荷的离子表现出更陡的斜率。因此，可以基于这条线的斜率来确定离子的电荷状态。在图2的配置中，电荷状态确定由模块220 使用与使用已知电荷的分析物获得的STORI图斜率和电荷状态有关的一组所存储的凭经验得出的校准来执行。由于STORI图斜率对电荷的关系可以根据质量分析器的操作条件(例如，施加到内电极135的电压)而变化，因此校准数据可以多维的，其中斜率对电荷的关系是针对预期范围内的不同仪器操作参数值凭经验建立的。
STORI图的形状对于揭示离子衰减事件的发生也是有用的。在图4中，示出了单个离子在大约1.2秒时发生衰减的STORI图。在标准傅里叶变换中，由这种衰减离子产生的峰值相对于从图3的离子的傅里叶变换得出的峰值将具有降低的强度。这可能让人认为图4的离子的电荷比实际更低。然而，图3和4的STORI图的检查显示，在约1.2秒的时间点之前的图的斜率是相同的，并且因此两个离子具有相同的电荷状态。在某些实施例中，STORI图构建模块217或电荷确定模块220可以含有用于评估STORI图并向操作者提供衰减事件已经发生的指示(即，响应于跨采集时段的斜率变化的检测)的逻辑，或者可以含有用于在确定电荷时忽略STORI图的衰减后部分的逻辑。在其它实施例中，如上所述，在针对所关注离子重复执行瞬态采集和m/z以及电荷确定步骤以便生成所测量的质量的分布的直方图的情况下，STORI图构建或电荷确定模块可以丢弃(即，不包含在直方图构建中)在采集时段内观察到STORI图中的斜率变化的任何瞬态。
图3中描绘的STORI图的视觉检查示出了初始“摆动”(即，绕直线稍微振荡)部分，所述振荡在约1.2秒之后基本上消失。这种摆动行为实际上是由于在静电阱的俘获区域中同时存在对应于图4的STORI图的离子，这导致相长和相消干涉的重复模式。根据在相长和相消干涉的时段期间测量斜率的点，这可能导致对电荷状态的不正确估计。这种情况可以通过仅考虑(即，通过电荷确定模块220的操作)对应于第二离子已经衰减之后的图的部分的斜率或通过更复杂的处理来解决，其中图3中的STORI图的斜率是在整个干涉时段中测量的。
CDMS在静电或其它谐波俘获装置中的一个潜在问题是在同一信号中看到两个离子的可能性，这是因为所述两个离子具有相同的质量或因为所述两个离子的m/z足够接近，使得其在采集时段期间未被分辨。对于两个离子具有相同m/z的情况，难以与一个离子具有两倍电荷的情况区分开。图5示出了显示这种情况的更复杂的STORI图。最初存在具有相同频率 (或m/z)的两个离子，其中第一离子在约0.15秒后衰减，并且第二离子在约0.95秒后衰减。从STORI图的检查或处理中搜集这种信息相当简单，但是从标准傅里叶变换技术中提取这种信息非常困难。在某些实施方案中，电荷确定模块220可以被配置成处理由图构造模块217 生成的STORI图，以确定是否存在具有相同质量的多个离子(或者是否存在不可分辨的离子)，如由某些特性图所指示的，如斜率变化，并且被配置成采取适当的动作，如相应地调整所确定电荷，或通过当构建所测量的质量的分布的直方图时丢弃来自所述采集的数据。
总之，STORI图可以用于确定电荷状态(在整个采集时段内离子保持未衰减的情况下，以及在离子衰减确实发生的情况下)，评估离子衰减时间，并且将多个离子生成的信号与单个离子生成的信号区分开。
在STORI图技术的另一个应用中，可以通过重复瞬态采集和检查所产生的STORI图来确定所关注离子的离子寿命分布，以标识衰减事件何时发生，如通过图斜率的变化所证明的。如果可以假设离子损失的主要原因是与背景中性粒子的碰撞，并且一次碰撞足以消除一个离子，则可以以类似于离子迁移谱法的方式查看寿命分布并估计离子碰撞横截面。
用于STORI计算的替代性方法
下文描述了用于例如通过模块217计算和构建STORI图的替代性方法。这种方法可以在减少计算费用和提高计算速度方面产生益处。
对于瞬态S和频率ω0，STORI图定义如下：
所述图跟踪了单个离子在频率ω0处随时间的积累曲线。可以使用所述图来确定离子的开始和结束、离子的修改(例如，电荷的损失)以及最重要地通过图中的线性区域的斜率来确定离子的电荷。
STORI图的计算通过简单积分(在离散情况下求和)是直接的。然而，直接的方法是耗时的，主要是因为在许多(约1,000,000)时间点上exp(-iω0s)的计算是昂贵的。可以通过仅在积分的时间点的子集上进行积分(即，通过抽取)来提高效率。然而，因为作为累积和的积分将随着时间累积误差，所以存在对抽取程度的限制。
本文中公开了一种新方法，所述方法将允许积分时间范围的极端抽取(以及几乎完全避免exp(-iω0s)评估)。由于来自STORI图的如斜率、开始和停止等相关特征是缓慢变化的，因此抽取，甚至是极端抽取也不会损害那些特征的质量。另一方面，效率增益将是显著的。
为了清楚起见，假设瞬态S仅具有单个频率ω：
S(t)＝A(ω)(cos(ωt)+isin(ωt))，
其中，A(ω)是单频瞬态的振幅。
STORI简化成
这可以如下进行分析计算：
执行积分得到
现在可以容易地将以上等式扩展到其中信号是具有不同ω的信号之和：
S(t)＝∫A(ω)(cos(ωt)+isin(ωt))dω，
其中，A(ω)现在仅是S(t)的傅里叶变换。然后，STORI变成
将积分变量从ω变为ω-ω0，得到，
为了进一步简化，定义
然后得到
STORI(t)＝∫A(ω+ω0)G(ω,t)dω
概念上关注的是，认识到以上只是A与G的卷积，并且其中G只是赫维赛德函数(Heavyside function)H(t,s)的傅里叶变换，
出于效率考虑，要注意的关键事情是对ω0的依赖性完全限于函数A，即S的傅里叶变换。因此，函数G可以针对目标时间点序列(比如在整个所关注时间范围内的1024个均匀间隔的点)进行预先计算和高速缓存。对于任何所关注频率ω0，可以重新使用高速缓存的G函数来计算卷积积分。
最后，知道的是，在峰值频率ω0附近，A(ω)非常急剧地下降，并且G非常快速地从0消失为1/ω。因此，仅需在非常小的ω范围(通常小于+/-100)内计算STORI卷积积分；顺便提及，这也意味着G仅需要针对ω.中的少量点来计算和高速缓存。使用1024个目标时间点和+/- 100个频点的实例，完整的STORI图的计算仅需要1024*200次复数乘法，这可以在任何现代CPU上以毫秒时间尺度来完成。可以进行甚至更极端的抽取，比如256个而不是1024个时间点，以便更快地执行而不使STORI图的质量降级。
轨道静电阱的替代方案
虽然本发明已经在上面进行了描述并且在附图中结合其在具有四极对数俘获场的轨道静电阱中的实施方案进行了描绘，但应理解的是，此实施方案是通过说明性而非限制性的实例的方式描述的。本发明可以在任何静电阱或等效结构中实施，在所述静电阱或等效结构中受限制的离子沿着纵轴经历谐波运动，包含其中离子不经历轨道运动的阱。可以适用于实施本发明的非轨道静电阱的实例是在
“静电非轨道谐波离子阱的概念(The Concept of Electrostatic Non-Orbital Harmonic Ion Trapping)”,《国际质谱法杂志(International Journal of Mass Spectrometry)》,第287卷,第114-118页(2009)中描述的卡西尼亚阱(Cassinian trap)，所述文献通过引用并入本文。
与纯谐波运动的偏差
本领域的普通技术人员将认识到，由于(例如)电极加工公差、组件未对准、电噪声和电极截断引起的小场故障，离子沿着静电阱或等效结构的纵轴的运动可以表现出与纯谐波(例如，单频正弦)运动的轻微偏差。然而，将在任何真实世界装置中出现的与纯调和性的此类轻微偏离将不会显著降低以上概述的用于得出离子的m/z和电荷状态的方法的性能。因此，如以下权利要求书中所叙述的术语“谐波”应被解释为涵盖以下情况：存在与纯谐波运动的小的、操作上非实质性的偏离。
Claims (23)
1.一种用于确定离子的质荷比(m/z)和电荷的设备，所述设备包括：
静电阱，所述静电阱具有多个电极和用于向所述多个电极施加一组非振荡电压的电压源，所述多个电极被形状设定且布置成在所述静电阱内建立静电俘获场，所述静电俘获场使所述离子沿着纵轴经历谐波运动；
检测器，所述检测器响应于通过所述离子的所述谐波运动在所述检测器上诱导的电流而生成时变信号；以及
数据系统，所述数据系统具有用于以下的逻辑：
处理所述时变信号以得出谐波运动频率并且根据所得出频率确定所述m/z；
根据以下等式生成STORIMAG相对于时间变化的共振离子选择性时间概览(STORI)图：
STORIMAG(tn)＝((STORIREAL(tn))2+(STORIIMAG(tn))2)1/2
STORIREAL(tn)＝S(tn)*sin(ω*tn)+STORIREAL(tn-1)
以及
STORIIMAG(tn)＝-S(tn)*cos(ω*tn)+STORIIMAG(tn-1)，
其中S(tn)是离散化时变信号在时间点tn处的振幅，并且ω是所述所得出谐波运动频率；以及
根据离子电荷与STORI图斜率之间的所存储关系确定所述离子的所述电荷。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个电极包含沿着所述轴伸长的内电极和径向地围绕所述内电极的外电极，并且其中所述静电场是在所述内电极与所述外电极之间的环形空间中建立的。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述内电极和所述外电极被形状设定且布置成使得所述静电场具有近似于以下关系的电势分布U(r,z)：
其中r是所述离子沿着径向轴的位置，z是所述离子沿着中心轴的位置，k是场曲率，C是常数，并且Rm是特性场半径。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述外电极沿着所述静电阱的横向对称平面分割成第一部分和第二部分，并且所述检测器包括连接在所述第一部分与所述第二部分之间的差分放大器。
5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括离子储存库，在所述离子储存库中俘获并且此后在离子路径上朝向所述静电阱的入口释放所述离子。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述数据系统被配置成向所述时变信号应用傅里叶变换以构建频谱。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述数据系统进一步包含用于可视地显示所述STORI图的逻辑。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述数据系统进一步包含用于分析所述STORI图以标识离子衰减事件的逻辑。
9.一种用于确定所关注离子的质荷比(m/z)和电荷的方法，所述方法包括：
(a)将包含所述所关注离子的离子群注入到俘获区域中并且在所述区域内建立静电俘获场，所述静电俘获场使所述离子群沿着中心轴经历谐波运动；
(b)生成表示通过所述离子群的所述谐波运动在检测器上诱导的电流的时变信号；
(c)处理所述时变信号以得出所诱导电流的频率；
(d)从所得出频率确定所述所关注离子的所述m/z；
(e)根据以下等式生成STORIMAG(i)相对于时间变化的共振离子选择性时间概览(STORI)图：
STORIMAG(tn)＝((STORIREAL(tn))2+(STORIIMAG(tn))2)1/2
STORIREAL(tn)＝S(tn)*sin(ω*tn)+STORIREAL(tn-1)
以及
STORIIMAG(tn)＝-S(tn)*cos(ω*tn)+STORIIMAG(tn-1)，
其中S(tn)是所述时变信号在时间点tn处的振幅，并且ω是所述所得出谐波运动频率；以及
(f)根据离子电荷与STORI图斜率之间的所存储关系确定所述离子的所述电荷。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述静电场是在内电极与径向地围绕所述内电极的外电极之间的环形区域中建立的，并且其中所述静电俘获场具有近似于以下关系的电势分布U(r,z)：
其中r是所述离子沿着径向轴的位置，z是所述离子沿着中心轴的位置，k是场曲率，C是常数，并且Rm是特性场半径。
11.根据权利要求9所述的方法，其中处理步骤包含向所述时变信号应用傅里叶变换。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述所关注离子是以下之一：蛋白质、蛋白质复合物和病毒衣壳。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述所关注离子是高分子量聚合物。
14.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括执行步骤(a)-(f)的重复循环并且针对每个循环收集所述所关注离子的所确定m/z和电荷。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括从所述所关注离子的所收集的所确定m/z和电荷构建所述所关注离子的所计算质量的直方图的步骤。
16.根据权利要求9所述的方法，其中所述离子群包含第二所关注离子，并且进一步地，其中处理所述时变信号的步骤得出所述所关注离子的第一频率和所述第二所关注离子的第二频率，并且所述方法进一步包含：
从所述第二频率确定所述第二所关注离子的所述m/z；
构建所述第二所关注离子的第二STORI图；以及
从所述第二STORI图的斜率确定所述第二所关注离子的所述电荷。
17.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括离子光学器件，所述离子光学器件位于所述静电阱上游的离子路径中，所述离子光学器件被配置成衰减被引导朝向所述静电阱的离子束。
18.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括衰减被引导朝向所述俘获区域的离子束的步骤。
19.根据权利要求9所述的方法，其中在注入到所述俘获区域中之前，将所述离子群限制在离子储存库中。
20.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括评估所述STORI图以评估离子衰减事件是否已经发生的步骤。
21.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括显示所述STORI图的步骤。
22.根据权利要求1所述的设备，其中用于生成所述STORI图的所述逻辑包含用于针对目标时间点序列预先计算和高速缓存函数G(ω,t)的指令，其中G(ω,t)是赫维赛德函数(Heavyside function)H(t,s)的傅里叶变换，
23.根据权利要求9所述的方法，其中生成所述STORI图的步骤包含针对目标时间点序列预先计算和高速缓存函数G(ω,t)，其中G(ω,t)是赫维赛德函数H(t,s)的傅里叶变换，
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962838849P | 2019-04-25 | 2019-04-25 | |
| US62/838,849 | 2019-04-25 | ||
| PCT/US2020/029402 WO2020219605A1 (en) | 2019-04-25 | 2020-04-22 | Charge detection mass spectrometry utilizing harmonic oscillation and selective temporal overview of resonant ion ( stori) plots |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113748487A true CN113748487A (zh) | 2021-12-03 |
Family
ID=72940795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080029789.7A Pending CN113748487A (zh) | 2019-04-25 | 2020-04-22 | 利用谐波振荡和共振离子选择性时间概览（stori）图的电荷检测质谱法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220246414A1 (zh) |
| EP (1) | EP3959742A4 (zh) |
| CN (1) | CN113748487A (zh) |
| WO (1) | WO2020219605A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11709156B2 (en) | 2017-09-18 | 2023-07-25 | Waters Technologies Corporation | Use of vapor deposition coated flow paths for improved analytical analysis |
| US11709155B2 (en) | 2017-09-18 | 2023-07-25 | Waters Technologies Corporation | Use of vapor deposition coated flow paths for improved chromatography of metal interacting analytes |
| GB201802917D0 (en) | 2018-02-22 | 2018-04-11 | Micromass Ltd | Charge detection mass spectrometry |
| US11918936B2 (en) | 2020-01-17 | 2024-03-05 | Waters Technologies Corporation | Performance and dynamic range for oligonucleotide bioanalysis through reduction of non specific binding |
| US11842891B2 (en) | 2020-04-09 | 2023-12-12 | Waters Technologies Corporation | Ion detector |
| WO2023076583A1 (en) | 2021-10-29 | 2023-05-04 | Northwestern University | Automatic ion population control for charge detection mass spectrometry |
| WO2023235862A1 (en) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | Northwestern University | Methods and systems for individual ion mass spectrometry |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070023629A1 (en) * | 2003-05-30 | 2007-02-01 | Alexander Makarov | All-mass ms/ms method and apparatus |
| CN102884608A (zh) * | 2010-01-15 | 2013-01-16 | 莱克公司 | 离子阱质谱仪 |
| US8384022B1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-02-26 | Thermo Finnigan Llc | Methods and apparatus for calibrating ion trap mass spectrometers |
| US20130264473A1 (en) * | 2010-12-14 | 2013-10-10 | Alexander A. Makarov | Ion detection |
| US20180061625A1 (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-01 | Thermo Finnigan Llc | Methods for Operating Electrostatic Trap Mass Analyzers |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6124591A (en) * | 1998-10-16 | 2000-09-26 | Finnigan Corporation | Method of ion fragmentation in a quadrupole ion trap |
| EP2372747B1 (en) | 2010-03-31 | 2018-08-01 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH | Methods and apparatus for producing a mass spectrum |
| US20140142865A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-22 | David A. Wright | Automatic Reconstruction of MS-2 Spectra from all Ions Fragmentation to Recognize Previously Detected Compounds |
| EP3193174B1 (en) * | 2016-01-14 | 2018-11-07 | Thermo Finnigan LLC | Methods for top-down multiplexed mass spectral analysis of mixtures of proteins or polypeptides |
| EP3803945A1 (en) | 2018-06-01 | 2021-04-14 | Thermo Finnigan LLC | Apparatus and method for performing charge detection mass spectrometry |
-
2020
- 2020-04-22 US US17/606,386 patent/US20220246414A1/en active Pending
- 2020-04-22 WO PCT/US2020/029402 patent/WO2020219605A1/en unknown
- 2020-04-22 EP EP20795515.4A patent/EP3959742A4/en active Pending
- 2020-04-22 CN CN202080029789.7A patent/CN113748487A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070023629A1 (en) * | 2003-05-30 | 2007-02-01 | Alexander Makarov | All-mass ms/ms method and apparatus |
| CN102884608A (zh) * | 2010-01-15 | 2013-01-16 | 莱克公司 | 离子阱质谱仪 |
| US20130264473A1 (en) * | 2010-12-14 | 2013-10-10 | Alexander A. Makarov | Ion detection |
| US8384022B1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-02-26 | Thermo Finnigan Llc | Methods and apparatus for calibrating ion trap mass spectrometers |
| US20180061625A1 (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-01 | Thermo Finnigan Llc | Methods for Operating Electrostatic Trap Mass Analyzers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020219605A1 (en) | 2020-10-29 |
| US20220246414A1 (en) | 2022-08-04 |
| EP3959742A1 (en) | 2022-03-02 |
| EP3959742A4 (en) | 2023-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11450520B2 (en) | Apparatus and method for performing charge detection mass spectrometry | |
| CN113748487A (zh) | 利用谐波振荡和共振离子选择性时间概览（stori）图的电荷检测质谱法 | |
| US11837452B2 (en) | Charge detection mass spectrometry | |
| JP5657812B2 (ja) | 質量分析計、質量分析計のためのイオン検出方法およびコンピュータプログラム | |
| US9324547B2 (en) | Method and apparatus for mass analysis utilizing ion charge feedback | |
| US6452168B1 (en) | Apparatus and methods for continuous beam fourier transform mass spectrometry | |
| US20070114394A1 (en) | Method and system for determining and quantifying specific trace elements in samples of complex materials | |
| US9460905B2 (en) | Method of assessing vacuum conditions in a mass spectrometer with transient signal decay rates | |
| EP2779206B1 (en) | A method of processing image charge - current signals | |
| US11791146B2 (en) | Multiplex charge detection mass spectrometry | |
| Jiang et al. | Extracting biomolecule collision cross sections from the high-resolution FT-ICR mass spectral linewidths | |
| US10748756B2 (en) | Methods for operating electrostatic trap mass analyzers | |
| Antony Joseph et al. | Effects of the source gap on transmission efficiency of a quadrupole mass spectrometer | |
| US6365893B1 (en) | Internal calibration of time to mass conversion in time-of-flight mass spectrometry | |
| CN116635975A (zh) | 用于将样品定时引入质谱仪中的方法和系统 | |
| Beiersdorfer et al. | Fourier transform-ion cyclotron resonance mass spectrometry—A new tool for measuring highly charged ions in an electron beam ion trap | |
| Antony Joseph | Transmission characteristics of the quadrupole mass spectrometer | |
| JP3981127B2 (ja) | 質量分析計 | |
| US6225624B1 (en) | Precision pressure monitor | |
| Beiersdorfer et al. | FTICR analysis of the magnetic trapping mode of the electron beam ion trap | |
| CN117836900A (zh) | 针对离子分析的改进以及关于离子分析 |
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 |