CN117063261A - 减少测量偏差的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对单个分析样品进行质量分析的方法,该方法包括:i)使不同种类的离子传输通过质谱仪;ii)以特定顺序对所述不同种类的离子顺序地进行质量分析或以其他方式进行检测;然后iii)重复步骤i)和步骤ii),其中当重复步骤ii)时,对所述不同种类的离子进行质量分析或以其他方式进行检测的顺序不同。该质谱仪能够检测离子的灵敏度在一定时间段内变化,并且步骤ii)和步骤iii)在该时间段内执行。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年4月23日提交的英国专利申请2105778.1号的优先权和权益。本申请的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及质谱仪,并且具体地涉及以可导致该质谱仪能够检测离子的灵敏度变化的方式进行控制的质谱仪。
背景技术
质谱仪和/或离子迁移谱仪包括用于操纵离子的各种电极,诸如离子光学器件。将电压施加到这些电极上,以便将它们保持在使用所需的电位。一般来讲,正离子被保持在正电位的电极排斥,然而这些离子被吸引到保持在负电位的电极。类似地,负离子通常被保持在负电位的电极排斥,然而它们被吸引到保持在正电位的电极。
由于电极是导电的并且连接到电压源,所以撞击电极的任何离子将被中和并且离子的电荷返回到电压源。电极上的电位将被保持在电压源的电位,无论什么离子电流撞击到电极上。
然而,随时间推移,电极中的至少一些电极可被通过质谱仪分析的样品污染。例如,分析物、提供分析物的基质或样品中的任何其他添加剂可在质谱仪的各种电极上积聚。如果这种污染不导电,则其可在电极的各部分上形成电绝缘层。撞击这些绝缘表面的任何离子然后将不被放电,并且因此由于离子的电荷而产生的电压将在绝缘层上积聚。靠近绝缘表面通过的离子然后将受到绝缘表面上的离子电压的影响,因此影响它们通过质谱仪。这可影响离子被引导到质谱仪的分析仪的效率,并且因此可影响质谱仪的灵敏度。
绝缘层上的离子可最终迁移离开绝缘层,以便直接冲击电极并因此被放电。因此,由于位于绝缘层上的离子而产生的电压可基于冲击绝缘层的离子电流、由绝缘层形成的电容以及离子离开绝缘层的速率而变化。
某些事件可导致相对较大的离子电流被朝向电极引导或被引导到电极上。例如,如果将离子引导区域中的电极保持在一定电压以便引导正离子通过,但是然后改变电压以引导负离子,则留在离子引导区域中的任何正离子可撞击电极。如果离子导向器的一个或多个电极被电绝缘层污染,则撞击在绝缘层上的离子电流的这种突然增加可导致仪器灵敏度(即,离子传输通过质谱仪的效率)的暂时改变。然后,随着离子迁移离开绝缘层,灵敏度的变化可逐渐恢复到其先前值或朝向其先前值恢复。
上述污染可导致对分析物的分析出现问题。例如,上述质谱仪灵敏度的变化可导致分析物的定量分析出现问题。例如,用于对分析物定量的常规方法涉及分析物和内标物的顺序分析,但上述质谱仪灵敏度的时变变化可不同地影响对分析物和内标物的分析。这导致测量偏差,其可能无法例如通过使用校准曲线来很好地减轻。在执行质量控制分析的情况下,该问题可导致错误的质量控制失败。
发明内容
本发明提供了一种对单个分析样品进行质量分析的方法,该方法包括:i)使不同种类的离子传输通过质谱仪;ii)以特定顺序对所述不同种类的离子顺序地进行质量分析或以其他方式进行检测;然后iii)重复步骤i)和步骤ii),其中当重复步骤ii)时,对所述不同种类的离子进行质量分析或以其他方式进行检测的顺序不同。
本发明认识到,在对分析样品进行分析的同时,质谱仪能够检测离子的灵敏度可在一定时间段内暂时变化。灵敏度的这种变化可通过改变质谱仪的操作引起,例如通过切换其操作参数。例如,改变施加到一个或多个电极的电压的幅度或极性可导致灵敏度的这种变化。另选地或除此之外,质谱仪的灵敏度的变化可由另一个变量的变化导致,例如由被分析的样品的组分随时间变化导致。例如,样品可在分析之前通过色谱法分离并电离,并且相对高浓度的组分可从分离装置洗脱并电离以便产生相对较强的离子信号。该强离子信号可导致质谱仪的灵敏度随时间变化,例如由导致质谱仪内的电极的表面充电的强离子或由改变灵敏度的另一效应所导致。
已知按顺序分析不同种类的离子,然后重复该分析序列。然而,如果在质谱仪的灵敏度变化的每个时间段期间,所述不同种类的离子每次以相同的顺序顺序地传输通过质谱仪,则这些不同种类的离子中的任何给定离子在每次被分析时将经历基本上相同水平的时变灵敏度。例如,对于不同种类的离子的离子信号的比较而言,这是有问题的。本发明的实施方案使得质谱仪的灵敏度能够在多种不同情况下变化,但是与已知技术相比,不同种类的离子被顺序地传输的顺序是变化的,以便对于所述多种不同情况而言是不同的。这确保了不同种类的离子中的每种离子经受多个不同水平的时变灵敏度,从而减轻了上述问题。
质谱仪能够检测离子的灵敏度可在一定时间段内变化,并且步骤ii)和步骤iii)可在所述时间段内执行。
该方法可包括以使得质谱仪能够检测离子的灵敏度在所述时间段内变化的方式来改变质谱仪的操作。
所述改变质谱仪的操作的步骤可对应于改变质谱仪的操作参数以便控制质谱仪以不同方式操作。改变质谱仪的操作的步骤可包括在不同的离散值之间切换操作参数,从而使得质谱仪能够检测离子的灵敏度在所述时间段内变化(在每次切换之后)。
因此,所述改变质谱仪的操作的步骤可包括将施加到质谱仪的至少一个电极的电压切换到不同的电压,该至少一个电极控制离子通过其中的传输;并且步骤i)可包括随后将所述不同种类的离子传输通过质谱仪并且通过所述电极中的所述至少一个电极。
所述改变质谱仪的操作的步骤包括将电压的极性切换到不同的极性。
例如,至少一个电极可保持在第一极性(例如正极性)以便将相反极性(例如负极性)的离子传输通过质谱仪,并且改变质谱仪的操作的步骤可包括将该至少一个电极的极性切换到第二相反极性(例如负极性)以便将相反极性(例如正极性)的离子传输通过质谱仪。然后可执行步骤i)和步骤ii)以便分析不同种类的离子。然后,该方法可包括将至少一个电极切换回第一极性,例如以便分析不同种类的离子。然后可通过将至少一个电极切换回第二极性等来重复该方法。
改变质谱仪的操作的步骤可包括使质谱仪在其生成并传输正离子的第一操作模式和其生成并传输负离子的第二操作模式之间交替,并且/或者反之亦然。
每次执行步骤ii)时,其可包括使用滤质器对所述不同种类的离子进行质量过滤,使得在任一次仅将单一种类的离子传输到离子检测器,并且可控制该滤质器以便改变在不同时间传输到该检测器的离子种类,从而限定对不同种类的离子进行质量分析的所述顺序。
第一次执行步骤ii)时,滤质器在第一时间可仅将所述不同种类的离子中的第一种离子传输到该检测器,并且随后在后续第二时间可仅将该不同种类的离子中的第二种离子传输到该检测器。在后续执行步骤ii)时,滤质器可一次仅将所述不同种类的离子中的第二种离子传输到该检测器,并且可随后在稍后时间仅将该不同种类的离子中的第一种离子传输到该检测器。
应当理解,本发明不限于在每次执行步骤ii)时在两个相应时间仅传输两种类型的离子,而是还可以在另外的相应时间传输其他种类的离子。例如,每次执行步骤ii)时,滤质器还可在第三次仅传输第三种类的离子,并且任选地还可在第四次(或其他时间)传输第四种类(或其他种类)的离子。
例如,第一离子可以为感兴趣分析物的离子(或源自感兴趣分析物的离子)。第二离子可以为感兴趣分析物的内标物的离子(或源自该内标物的离子)。第三离子可以为用于确认感兴趣分析物存在的验证性离子。第四离子可以为用于确认感兴趣分析物存在的二次验证性离子。
步骤iii)可包括执行分析序列,该分析序列由多次重复步骤i)和步骤ii)组成,其中在该多次期间,对所述不同种类的离子进行质量分析或以其他方式进行检测的顺序在每次在分析序列内执行步骤ii)时均不同。
该方法可包括多次执行所述分析序列,诸如整数次。
该方法包括将针对所述不同种类的离子中的一种离子所检测到的离子信号与针对所述不同种类的离子中的另一种离子所检测到的离子信号进行比较。
例如,所述不同种类的离子可包括感兴趣分析物的离子或源自感兴趣分析物的离子以及内标物的离子或源自内标物的离子。可将感兴趣分析物的离子或源自该感兴趣分析物的离子的离子信号与内标物的离子或源自该内标物的离子的离子信号进行比较,例如以便对感兴趣分析物的离子或源自该感兴趣分析物的离子进行定量。
用户可将作为所述不同种类的离子的离子种类输入到质谱仪中,使得用户选择在(权利要求1的)步骤iii)中以不同顺序进行分析的离子种类。离子种类可通过输入其质荷比而输入到质谱仪中。
因此,该质谱仪可包括用户界面,并且在步骤ii)之前,该方法可包括选择待作为所述不同种类的离子的离子种类,并且将这些所选择的离子种类输入到该用户界面中,使得该质谱仪对这些离子执行步骤ii)和步骤iii)。
任选地,在步骤ii)和步骤iii)期间仅对输入到用户界面中的离子种类进行质量分析或以其他方式进行检测。
作为所述不同种类的离子输入到质谱仪中的离子种类优选地是强度彼此直接相关的离子种类(在恒定的质谱仪灵敏度下)。
上文或本文其他地方所述的所有步骤可在单次实验运行中执行。换句话讲,本文所述的方法可在分析单个分析样品的同时执行(而不是在不同实验中分析不同分析样品,或在不同实验中分析分析样品的不同重复品)。例如,本文所述的方法可在将分析样品连续引入质谱仪期间(例如,在样品从液相色谱装置连续洗脱期间)执行。
该方法可包括使感兴趣分析物的离子以及任选地对应内标物的离子碎裂或反应,以便形成碎片离子或产物离子;其中所述不同种类的离子包括碎片离子或产物离子中的多种不同离子。
为了避免疑问,使离子反应的步骤包括使离子与另一种类的离子或分子反应以便形成与正在反应的离子不同的产物离子。
被顺序分析的所述不同种类的离子包括感兴趣分析物的第一碎片离子或产物离子、感兴趣分析物的第二碎片离子或产物离子、以及内标物的碎片离子或产物离子。
期望分析样品中的多种不同的感兴趣分析物。
该方法可包括使用色谱装置分离包含多种不同的感兴趣分析物的样品,使得所述不同的感兴趣分析物在不同的相应时间段内从色谱装置洗脱,并且电离从色谱装置洗脱的样品以便提供所述感兴趣分析物的离子。任选地,该样品还包含对应于所述不同的感兴趣分析物中的一者或多者的内标物,其中每种内标物在与其相应的感兴趣分析物基本上相同的时间段内从该色谱装置洗脱,并且然后被电离。
例如,色谱装置可以为液相色谱装置或气相色谱装置。
步骤i)至步骤iii)可在每种感兴趣分析物预期从色谱装置洗脱的每个时间段期间执行。
当多种不同的感兴趣分析物在彼此部分重叠的时间段内从色谱装置洗脱时,执行步骤i)至步骤iii)可包括:a)执行分析方法以便触发其中质谱仪能够检测离子的灵敏度发生变化的时间段;然后,b)使第一感兴趣分析物的离子以及任选地对应内标物的离子碎裂或反应,以便形成碎片离子或产物离子,并且对这些碎片离子或产物离子顺序地进行质量分析或以其他方式进行检测;然后c)执行该分析方法以便触发其中质谱仪能够检测离子的灵敏度发生变化的时间段;然后d)在与第一感兴趣分析物的时间段部分重叠的时间段内使从色谱装置洗脱的第二感兴趣分析物的离子碎裂或反应,并且任选地还使对应内标物的离子碎裂或反应,以便形成不同的碎片离子或产物离子,并且对这些碎片离子或产物离子顺序地进行质量分析或以其他方式进行检测;以及e)在第一感兴趣分析物和第二感兴趣分析物从色谱装置共洗脱期间重复步骤a)至步骤d)。
该方法可包括在使每种感兴趣分析物(或其相应的内标物)碎裂或反应之前将其分离。这可通过使用布置在离子源与碎裂或反应区域之间的另一滤质器来执行,以便一次仅传输单个感兴趣分析物(或内标物)。因此,该方法可使用串联四极(或三重四极)质谱仪。
该方法可包括在感兴趣分析物从色谱装置洗脱的时间段内执行步骤i)至步骤iii),以便在每次重复这些步骤时获得针对所述不同种类的离子中的一种离子所检测到的离子信号的强度;产生包括作为检测时间的函数的离子信号的强度的第一组数据;将第一组数据进行平滑,以便获得第二组平滑数据;以及基于第一组数据和第二组数据的比较来确定是否需要维护质谱仪。
第一组数据和第二组数据中的每一者表示所述不同种类的离子中的一种离子的离子信号峰值。比较第一组数据和第二组数据的步骤可包括比较由第一组数据和第二组数据表示的峰的轮廓。例如,如果这些不同,则可指示质谱仪的电极可能已经被污染。
该方法可包括如果第一组数据和第二组数据不匹配或相差预定量或阈值量,则控制显示屏以指示需要维护质谱仪。
步骤iii)可包括以如下方式重复步骤ii),使得在执行步骤ii)的任何给定时间质量分析的或以其他方式检测到的第一种类的离子不同于在执行步骤ii)之前的时间质量分析的或以其他方式检测到的最后种类的离子。
这有助于减小离子信号的抖动。
本发明还提供了一种质谱仪,该质谱仪包括:质量分析仪;和控制器,该控制器具有电子电路,该电子电路被配置为控制质谱仪以:i)使不同种类的离子传输通过该质谱仪;ii)以特定顺序对所述不同种类的离子顺序地进行质量分析或以其他方式进行检测;然后iii)重复步骤i)和步骤ii),其中当重复步骤ii)时,对所述不同种类的离子进行质量分析或以其他方式进行检测的顺序不同。
质谱仪被配置为在分析单个分析样本的同时(即在单次实验运行期间)执行这些步骤。
质谱仪可被配置为执行本文所述的方法中的任一种方法。
例如,质谱仪可包括用户界面,该用户界面用于将待作为所述不同种类的离子的离子种类输入到质谱仪中,并且该质谱仪可被配置为对这些输入的离子种类执行步骤ii)和步骤iii)。
上述检测是否需要维护的概念本身是新的。
因此,本发明还提供了一种质谱分析方法,该方法包括:i)在其中质谱仪能够检测离子的灵敏度变化的时间段期间操作质谱仪;ii)使用该质谱仪来确定在所述时间段内感兴趣离子的离子信号的强度;iii)当感兴趣离子或衍生出该感兴趣离子的分析物从分离装置洗脱时重复步骤i)和步骤ii);其中当重复步骤ii)时,其在所述时间段开始之后的不同时间执行;iv)产生包括作为检测时间的函数的离子信号的强度的第一组数据;v)将第一组数据进行平滑,以便获得第二组平滑数据;以及vi)基于第一组数据和第二组数据的比较来确定是否需要维护质谱仪。
例如,如果第一组数据和第二组数据不匹配或相差预定量或阈值量,则该方法可确定需要维护。
该方法还可包括例如如果第一组数据和第二组数据不匹配或相差预定量或阈值量,则控制显示屏以指示需要维护质谱仪。
本发明还提供了一种质谱仪,该质谱仪包括:分离装置,该分离装置用于分离离子或分析物;质量分析仪;和控制器,该控制器具有电子电路,该电子电路被配置为控制该质谱仪以:i)在该质量分析仪能够检测离子的灵敏度变化的时间段期间操作;ii)确定由该质量分析仪在所述时间段内检测到的感兴趣离子的离子信号的强度;iii)当感兴趣离子或衍生出该感兴趣离子的分析物从分离装置洗脱时重复步骤i)和步骤ii);其中当重复步骤ii)时,其在所述时间段开始之后的不同时间执行;iv)产生包括作为检测时间的函数的离子信号的强度的第一组数据;v)将第一组数据进行平滑,以便获得第二组平滑数据;以及vi)基于第一组数据和第二组数据的比较来确定是否需要维护质谱仪。
质谱仪可具有显示屏和电子电路,该电子电路基于上述比较控制显示屏,以便在需要维护质谱仪时进行显示。
附图说明
现在将仅以举例的方式并且参考附图来描述本发明的各种实施方案,其中:
图1示出了来自使用串联质谱仪的多反应监测方法的数据;
图2示出了质谱仪的灵敏度可如何随时间变化的示例;
图3示出了当每次以相同顺序分析各种离子时,时变灵敏度对各种离子检测的影响;
图4示出了当根据本发明的一个实施方案分析各种离子时,时变灵敏度对各种离子检测的影响;
图5示出了与图4相同的实施方案,不同的是对离子进行不同次数的分析;
图6A示出了离子峰的作为时间的函数的离子电流以及该离子峰的采样时间,图6B示出了表示当质谱仪以恒定灵敏度检测离子时被采样的离子电流的第一组数据,并且图6C示出了对应于第一组数据的第二组数据,不同的是已经过平滑处理;
图7A至图7C分别对应于图6A至图6C,不同的是质谱仪灵敏度不保持恒定在100%而是随时间变化;
图8A至图8C分别对应于图7A至图7C,不同的是质谱仪灵敏度随时间变化更大的量;
图9A示出了不导致信号抖动的常规分析模式,图9B示出了确实导致抖动的根据本发明的一个实施方案的分析模式,并且图9C示出了导致减少的抖动的根据本发明的另一实施方案的分析模式;
图10A至图10C示出了根据各种技术的不同仪器灵敏度对采样信号和抖动量的影响;
图11A至图11D示出了不同采样模式和长度对离子信号响应(相对灵敏度)的影响;并且
图12A至图12C示出了根据不同技术的采样时间。
具体实施方式
用于对分析物进行定量的常规方法使用分析物的离子信号以及来自内标物的离子信号两者。需要内标物,因为不同的仪器可具有不同的灵敏度,或者甚至相同的仪器可在不同的时间具有不同的灵敏度,例如由于不同的设置或漂移。内标物的使用使得能够针对分析物校准仪器的响应。
最佳实践规定,对于任何给定分析物的定量,使用具有与分析物非常相似的化学性质但具有不同质荷比值的对应内标物。例如,内标物可以是分析物的类似物,其与分析物相同,不同的是一些原子被相同元素但不同同位素的原子取代。例如,当形成内标物时,分析物的氢原子可被氘原子取代。在该示例中,类似物将具有与分析物基本上相同的化学性质,但是将重N个中子,其中N为被氘原子取代的氢原子数。
为了帮助理解本发明,现在将描述常规定量分析的示例。在样品制备期间,将固定量的一种或多种内标物引入到一种或多种相应的感兴趣分析物的样品中。然后将样品注入液相色谱质谱(LCMS)系统中。然后,液相色谱将感兴趣分析物与样品中的其他组分分离(及时地)。然而,因为内标物通常具有与其对应分析物基本上相同的化学性质,因此内标物通常与其相应分析物共洗脱。然后将从色谱装置洗脱的组分电离。质谱仪过滤离子,使得在任何给定时间仅所选质荷比的离子被传输到检测器。检测器检测所传输离子的离子电流。质谱仪可被设置为使得仅将具有对应于第一感兴趣分析物的质荷比的离子传输到检测器,使得第一分析物的离子电流被检测。然后可将质谱仪设定为使得仅传输具有对应于第一感兴趣分析物的第一内标物的质荷比的离子,使得第一内标物的离子电流被检测。
可在第一分析物和第一内标物预期从色谱装置洗脱的时间段内(例如,预期洗脱时间加上或减去容差时间)重复上述分析第一感兴趣分析物和第一内标物的过程。如果要对多于一种感兴趣分析物进行定量,则可对洗脱的每种感兴趣分析物及其对应内标物重复上述过程。
串联质谱仪可用于执行上述方法。
在上述过程中,在检测器处检测到的离子电流被确定为时间的函数。该数据用于确定来自感兴趣分析物及其内标物的离子的任何色谱峰的存在。确定来自每种感兴趣分析物的离子的色谱峰面积,并确定来自其对应内标物的离子的色谱峰面积。然后确定分析物峰面积与其对应内标物的峰面积的比率。该量在本文中被称为分析物响应。然后可通过计算确定任何给定分析物的量,该计算包括将分析物响应乘以在样品制备期间添加的其对应内标物的量。该比例量测法旨在确保仪器灵敏度的变化对由测定所报告的样品定量几乎没有影响。
除了使用内标物外,还期望检测一种或多种类型的验证性离子。这用于确认正在分析的感兴趣分析物是正确的。合适的验证性离子可以为例如感兴趣分析物的碎片离子中的一种或多种类型。
常规地,质谱仪被设置为自动分析感兴趣分析物、其内标物及其验证性离子。可重复该组分析,但质谱仪被配置成使得每次重复该组分析时,分析感兴趣分析物、其内标物及其验证性离子的顺序是相同的。现在将参照图1描述其示例。
图1示出了来自使用串联质谱仪的多反应监测(MRM)方法的数据。在此类方法中,通过液相色谱装置分离分析样品并电离洗脱样品。将所产生的离子传输到第一滤质器,该滤质器被设置成使得仅能够传输具有特定质荷比的离子。第一滤质器被设定为使得仅传输质荷比对应于感兴趣离子的质荷比的母离子。然后,将由第一滤质器传输的母离子碎裂,并且将所得的碎片离子传输到第二滤质器。第二滤质器被设定为使得仅能够传输具有特定质荷比的碎片离子,该特定质荷比对应于感兴趣碎片离子。由第二滤质器传输的离子由离子检测器检测,该离子检测器测量由于那些离子引起的离子电流。第一滤质器和第二滤质器被设置传输的质荷比随时间变化,以便监测不同的感兴趣离子。
更具体地,图1示出了一个示例,其中通过多反应监测(MRM)分析12种不同的感兴趣分析物。这由图1左侧的表A中的12行表示。每个行以数字方式并且还通过框相对于时间刻度的位置示出了相应的感兴趣分析物从液相色谱装置洗脱的时间。每个行还示出当生成那些离子时离子源的极性,其中ES+为正电喷雾模式且ES-为负电喷雾模式。
图1的右侧示出如何对具有重叠洗脱时间的感兴趣分析物中的三种感兴趣分析物执行MRM分析。表B示出了对第一感兴趣分析物的分析。如该表中所示,质谱仪以正(电喷雾)离子模式操作以便生成正母离子。表B中的第一行指示串联质谱仪的第一滤质器过滤母离子,以便仅传输质荷比(m/z)为484的母离子。然后,将由第一滤质器传输的母离子碎裂并传输到第二滤质器,该第二滤质器被设定为使得仅传输m/z=185的碎片离子。这些碎片离子由检测器检测并且确定所得的离子电流。如表B的第二行中所示,质谱仪然后切换第二滤质器以便仅传输m/z=215的碎片离子。如果被分析的分析物确实是第一感兴趣分析物,则这对应于将预期存在的碎片离子的质荷比。换句话讲,这对应于第一感兴趣分析物的验证性离子的质荷比。如表B的第三行中所示,质谱仪然后切换第一滤质器以便仅传输m/z=508的母离子,这对应于第一感兴趣分析物的内标物的离子所具有的质荷比。然后,将由第一滤质器传输的母离子碎裂并传输到第二滤质器。第二滤质器被设定为使得仅传输m/z=198的碎片离子(其也可以为m/z=185的碎片离子的类似物)。这些碎片离子被检测器检测并且确定所得的离子电流。
在感兴趣离子预期从色谱装置洗脱的至少一些时间段期间,质谱仪在分析每种感兴趣离子、其验证性离子及其内标物的三种模式之间重复循环。然而,当多种感兴趣分析物可以以重叠的洗脱时间从色谱装置洗脱时,还必须以与上述方式相对应的方式以交错方式分析其他感兴趣分析物。这种情况的示例示于表C和表D中。
表C示出了对在与第一感兴趣分析物的洗脱时间重叠的时间段内从色谱装置洗脱的第二感兴趣分析物的分析。如表C中所示,质谱仪以正(电喷雾)离子模式操作以便生成正母离子。表C中的第一行指示串联质谱仪的第一滤质器过滤母离子,以便仅传输质荷比(m/z)为722的母离子。然后,将由第一滤质器传输的母离子碎裂并传输到第二滤质器,该第二滤质器被设定为使得仅传输m/z=334的碎片离子。这些碎片离子由检测器检测并且确定所得的离子电流。如表C的第二行中所示,质谱仪然后切换第二滤质器以便仅传输m/z=352的碎片离子。这对应于第二感兴趣分析物的验证性离子的质荷比。如表C的第三行中所示,质谱仪然后切换第一滤质器以便仅传输m/z=756的母离子,这对应于第二感兴趣分析物的内标物的离子所具有的质荷比。然后,将由第一滤质器传输的母离子碎裂并传输到第二滤质器。第二滤质器被设定为使得仅传输m/z=374的碎片离子(其也可以为m/z=334的碎片离子的类似物)。这些碎片离子被检测器检测并且确定所得的离子电流。
类似地,表D示出了对在与第一感兴趣分析物和第二感兴趣分析物的洗脱时间重叠的时间段内从色谱装置洗脱的第三感兴趣分析物的分析。如表D中所示,质谱仪以负电喷雾离子模式操作(因为这些分子在负模式中更有效地电离)以便生成负母离子。表D中的第一行指示串联质谱仪的第一滤质器过滤母离子,以便仅传输质荷比(m/z)为317的母离子。然后,将由第一滤质器传输的母离子碎裂并传输到第二滤质器,该第二滤质器被设定为使得仅传输m/z=131的碎片离子。这些碎片离子由检测器检测并且确定所得的离子电流。如表D的第二行中所示,质谱仪然后切换第二滤质器以便仅传输m/z=175的碎片离子。这对应于第三感兴趣分析物的验证性离子的质荷比。如表D的第三行中所示,质谱仪然后切换第一滤质器以便仅传输m/z=335的母离子,这对应于第三感兴趣分析物的内标物的离子所具有的质荷比。然后,将由第一滤质器传输的母离子碎裂并传输到第二滤质器。第二滤质器被设定为使得仅传输m/z=185的碎片离子(其也可以为m/z=130的碎片离子的类似物)。这些碎片离子被检测器检测并且确定所得的离子电流。
如上所述,如果多种不同的感兴趣分析物在重叠时间段期间从色谱装置洗脱,则质谱仪在不同的感兴趣分析物共洗脱的时间段期间重复循环分析它们。在图1所示的示例中,在质谱仪已经如表D所示操作之后,其通过循环回到如表B所示的操作、然后如表C所示的操作、并且然后如表D所示的操作来继续进行。该循环可以在第一感兴趣分析物、第二感兴趣分析物和第三感兴趣分析物共洗脱的时间段内另外重复多次。这由图1右侧的箭头示出。
如果不同的感兴趣分析物离子具有不同极性,则当质谱仪在分析那些离子之间切换时,其将切换施加到其电极中的某些电极的电压的极性。在图1的示例中,当质谱仪在分析第二感兴趣分析物和第三感兴趣分析物之间切换时以及当质谱仪在分析第三感兴趣分析物和第一感兴趣分析物之间切换时发生这种情况。出于在上文背景技术部分中所述的原因,在切换质谱仪的极性之后,质谱仪的灵敏度可随时间变化。例如,仪器的灵敏度可以在切换极性时改变,然后可随着离子从污染区域迁移而逐渐恢复回到其在极性切换之前的灵敏度。
图2示出了从质谱仪已经切换以生成和传输不同极性的离子的时间点开始质谱仪的灵敏度可如何随时间变化的示例。可以看出,灵敏度可立即降低到相对较低的值,例如极性切换之前的灵敏度的50%。然后灵敏度随时间推移逐渐恢复到与其在极性切换之前相同的值(即100%)。
图3示出了时变灵敏度对感兴趣分析物的碎片离子(A)、验证性离子(C)和内标物的碎片离子(I)的检测的影响。在所示的示例中,质谱仪被配置为切换滤质器,以便在质谱仪已经改变极性之后分别在0ms、25ms和50ms在分析离子A、离子C和离子I之间循环。返回参照图2,可以看出,在这些分析时间,离子A将以50%灵敏度分析,离子C将以82%灵敏度分析,并且离子I将以93%灵敏度分析。图3描绘了正在执行的15个此类循环。因此,针对离子A、离子C和离子I检测到的离子信号的面积将分别是实际传输到质谱仪中的离子信号的50%、82%和93%。
如前所述,源自感兴趣分析物的离子信号的面积与源自内标物的离子信号的面积的比率用于对样品中存在的感兴趣分析物的量进行定量。该比率被称为分析物响应,并且在图3中示为54%(即=50/93)。类似地,验证性离子C的响应由验证性离子的离子信号的面积与源自内标物的信号的面积的比率给出,其在图3中示为88%(即=82/93)。内标物I的响应显然是100%(即93/93)。从图3中可以清楚地看出,质谱仪的时变灵敏度导致感兴趣分析物A、其验证性离子C和其内标物I的不同水平的相对灵敏度,这是有问题的。
图4示出了根据本发明的一个实施方案的一个示例,其与上文所述的示例相同,不同的是在不同的极性切换之后以不同顺序分析离子A、离子C和离子I,而不是在每次极性切换之后以相同的顺序分析离子A、离子C和离子I(如图3所示)。
在图4的实施方案中,质谱仪最初分析离子A,然后切换到分析离子C,然后切换到分析离子I。在第一次极性改变之后,质谱仪最初分析离子I,然后切换到分析离子A,然后切换到分析离子C。在第二次极性改变之后,质谱仪最初分析离子C,然后切换到分析离子I,然后切换到分析离子A。上述过程在图4的前三行中示出。然后,该方法循环回来并重复这三个例程,如图4中第四行至第六行所示。然后,该方法循环回来并再次重复这三个例程,如图4中第七行至第九行所示。然后该方法循环回来并再次重复这三个例程,如图4中第十行至第十二行所示。然后该方法循环回来并再次重复这三个例程,如图4中第十三行至第十五行所示。
在不同极性切换之后以不同顺序分析离子A、离子C和离子I(即,在不同极性切换之后的不同时间分析每种类型的离子)导致分析每种离子的灵敏度变化,使得以相对较高和较低的灵敏度分析每种类型的离子。在图4所示的示例中,离子A、离子C和离子I中的每一者总共被分析15次,即在50%灵敏度下分析5次、在82%灵敏度下分析5次以及在93%灵敏度下分析5次。因此,每一者的峰面积为75%,即1/15*(5x50+5x82+5x93)。因此,图4中所示的分析物响应为100%(即=75/75)。类似地,验证性离子C的响应也是100%(并且内标物I的响应显然是100%)。
出于说明的目的,假设分析物A及其内标物I以完美的方形轮廓共洗脱,并且离子A、离子C和离子I的离子电流全部相同。图中所示的表格仅示出了在分析物A洗脱的时间段期间由质谱仪所得的读数。
图5示出了与图4的实施方案相同的实施方案,不同的是其假设分析物A在比图4中更短的时间段内洗脱并且因此图4中最后一行中表示的离子C、离子I和离子A未被检测到。因此,在图5中,离子A、离子C和离子I的峰面积彼此不同,并且离子A、离子C和离子I的响应彼此不同。然而,从图5中可以看出,即使在给定灵敏度下对离子A、离子C和离子I进行不同次数的分析,通过改变分析离子A、离子C和离子I的顺序,离子A、离子C和离子I的峰面积彼此仅略微不同,并且离子A、离子C和离子I的响应彼此仅略微不同。这与图3的常规技术大不相同,其中分析顺序不变,离子A、离子C和离子I的峰面积彼此差异很大,并且离子A、离子C和离子I的响应彼此差异很大。
如果需要,可修改图5的方法,以便通过设置(例如,改变)滤质器的停留时间来如图4所示地操作,使得在感兴趣分析物的预期色谱峰宽度期间,离子A、离子C和离子I被质谱仪分析相同的总持续时间。
良好的实验室实践是在任何给定的色谱峰期间对该峰进行足够次数的采样,以允许准确地重构峰形状。关于图3和图4给出的示例在离子A、离子C和离子I中每一者的相应洗脱峰期间对离子信号采样15次。然而,本发明不限于15次采样,并且可针对每个峰使用其他次数的采样。如果针对不同的质谱仪灵敏度对任何给定的离子进行不同次数的分析,则对离子进行采样的次数越多,其负面影响就越小。
质谱仪可分析针对离子峰获得的数据,并且根据该数据有效地推断质谱仪的电极上的污染水平。例如,质谱仪可在峰上对离子信号进行多次采样以便获得第一组数据,然后可对该数据进行平滑以便获得第二组(平滑)数据。质谱仪可以比较两组数据以确定电极上的污染水平。这可例如通过质谱仪获取峰中的每个点并且对平滑型式与非平滑型式之间的差的平方求和以便提供对峰的不稳定性水平的指示来完成。另选地,可在求平方之前减去平均值。例如,第一组数据中的数据点(比如A至P)可用于创建具有对应的平滑数据点A'至P'的第二组数据。然后可通过对A-A'至P-P'的平方求和来获得第一组数据中的噪声(以及因此所推断的污染水平)。然后,这些方法可用于估计污染对质谱仪灵敏度的影响。质谱仪然后可向操作员输出(例如显示)关于维护的建议,例如必须清洁电极(诸如离子光学器件)和/或运行诊断等。图6至图8示出可如何使用数据来确定离子光学器件的清洁度。
图6A示出了针对源自感兴趣分析物A的离子的峰的作为时间的函数的离子电流2,以及示出了针对源自感兴趣分析物A的对应内标物的离子I的峰4。离子电流由右侧的垂直刻度表示。来自离子A的离子电流2在其峰值期间被质谱仪多次采样,如圆圈6所示。来自离子I的离子电流4在其峰值期间也被质谱仪多次采样,如圆圈8所示。在该示例中,假设质谱仪灵敏度在整个峰值持续时间内保持恒定在100%。灵敏度由左侧的垂直刻度表示。图6B示出了表示针对离子A的由质谱仪采样的作为时间的函数的离子电流2的第一组数据,其中圆圈表示采样的电流值,并且之间的线是插值。图6C示出了对应于第一组数据的第二组数据,不同的是已经过平滑处理。如从图6B和图6C可以看出的,第一组数据和第二组数据具有非常相似的信号轮廓形状和面积。
图7A对应于图6A,不同的是质谱仪灵敏度在整个峰值持续时间内不保持恒定在100%,而是如图4所示变化。因此,当对离子A的离子信号第一次采样时,质谱仪灵敏度为50%,当第二次采样时为82%,并且当第三次采样时为93%。然后重复该模式,如图4所示。类似地,当对离子I的离子信号第一次采样时,质谱仪灵敏度为93%,当第二次采样时为50%,并且当第三次采样时为82%。然后重复该模式,如图4所示。图7B示出了表示针对离子A的由质谱仪检测的作为时间的函数的离子电流的第一组数据,其中圆圈表示检测到的电流值,并且之间的线是插值。如通过比较图7A和图7B可以看出的,由于质谱仪的灵敏度在离子A的峰的时间尺度内变化,所以离子A的检测信号显著降低。这指示质谱仪的离子光学器件被污染,因为如果没有污染(或污染不显著),则在该实施方案中,当施加到其上的电压的极性被改变时,质谱仪的灵敏度将不受到显著影响。图7B所示的第一组数据的轮廓通常会给识别峰并计算它们的面积的软件带来问题,因为这意味着已经检测到来自多种不同离子的多个峰,而不是来自单个离子的多个峰。第一数据因此被平滑(例如使用boxcar算法)以便形成如图7C所示的第二组数据。如从图7B和图7C可以看出的,第一组数据和第二组数据具有不同的信号轮廓(例如不同的形状)。因此显而易见的是,可以比较这些信号(例如轮廓/形状)以便确定是否存在离子光学器件的污染。
图8A对应于图7A,不同的是质谱仪灵敏度在不同的值之间变化。更具体地,当对离子A的离子信号第一次采样时,质谱仪灵敏度为20%,当第二次采样时为70%,并且当第三次采样时为90%。然后重复这种模式。类似地,当对离子I的离子信号第一次采样时,质谱仪灵敏度为90%,当第二次采样时为20%,并且当第三次采样时为70%。然后重复这种模式。图8B示出了表示针对离子A的由质谱仪检测的作为时间的函数的离子电流的第一组数据,其中圆圈表示检测到的电流值,并且之间的线是插值。如通过比较图8A和图8B可以看出的,由于质谱仪的灵敏度在离子A的峰的时间尺度内变化,所以离子A的检测信号非常显著地降低,并且比图7B中降低得更多。这指示质谱仪的离子光学器件比图7B的实验中受到的污染更严重。图8C示出了对应于图8B中的第一组数据的第二组数据,不同的是已经过平滑处理。如从图8B和图8C可以看出的,第一组数据和第二组数据具有非常不同的信号轮廓。因此显而易见的是,可以比较这些信号以便确定是否存在离子光学器件的污染并确定污染的水平。
尽管图6B、图6C、图7B、图7C、图8B和图8C仅示出离子A的数据,但应当理解,在图6A、图7A和图8A中所示的时间处对离子I的信号进行采样将产生离子I的对应数据。
尽管该方法已描述为仅分析每种感兴趣分析物的三种类型的离子(即,离子A、离子I和离子C),但是还设想可分析每种感兴趣分析物的一种或多种其他类型的离子。例如,可通过设置第二滤质器以便仅传输具有对应于第二验证性离子S的质荷比的离子来分析该第二验证性离子。还设想该方法可在仅分析两种类型的离子的情况下施用,例如离子A和一种相关类型的离子,或一对不同的分析物,或一种分析物A和一种内标物I,或一种分析物A和一种其碎片离子。
如上所述,每次监测感兴趣分析物时,对多个MRM跃迁进行采样。对那些MRM跃迁进行采样的顺序是变化的,以便对于监测感兴趣分析物的不同时间而言是不同的。应当理解,该顺序可以以多种方式变化。
对于感兴趣分析物的连续多次分析而言,每次分析感兴趣分析物时,对MRM跃迁进行采样的顺序可以改变,以便形成分析序列。然后可将该序列重复一次或多次,以连续分析感兴趣分析物。该序列可在分析物峰值内重复整数次,或者非整数次(即,感兴趣分析物可仅存在一段时间,使得其在不完整循环数内给出信号)。
期望选择在序列中采样的跃迁的顺序以便提供尽可能恒定的采样率(最低的最大抖动),例如,如将关于图9和图10所述的。
图9A示出了常规分析模式,其对应于图3的分析模式,不同的是每次分析感兴趣分析物时也对二次验证性离子S进行采样。这种常规技术不受上述抖动的影响,因为每次分析分析物时以相同的顺序对MRM跃迁进行采样。因此,对于离子A、离子I、离子C、离子S中的任何给定离子,采样间隔是恒定的。然而,这种常规技术遭受由离子光学器件的污染引起的上述问题,因此离子A、离子I、离子C、离子S的响应显著不同。
图9B示出了根据本发明的一个实施方案的分析模式,其中每次分析感兴趣分析物时,对跃迁采样的顺序是变化的。在该实施方案中,每次分析分析物时,对跃迁采样的顺序与前一次分析分析物时相同,不同的是使前一次分析中采样的最后的跃迁成为采样的第一个跃迁。尽管离子A、离子I、离子C、离子S的响应是相同的(这是有利的),但是因为相同类型的离子被连续地采样两次(即,在每行的末端和下一行的开始),所以抖动非常高。
图9C示出了根据本发明的一个实施方案的分析模式,其中每次分析感兴趣分析物时,对跃迁采样的顺序是变化的,但是以减少抖动的方式。对跃迁采样的顺序被选择成使得在连续采样中不对相同类型的离子进行采样。在所示的具体实施方案中,第二次分析分析物时(第二行)对跃迁采样的顺序与第一次(第一行)相同,不同的是使第一行中采样的倒数第二个跃迁和最后的跃迁分别成为第二行中采样的第一个跃迁和第二个跃迁。在第三次分析分析物时(第三行),对跃迁采样的顺序与第一次(第一行)相反。在第四次分析分析物(第四行)时,对跃迁采样的顺序与第三次(第三行)相同,不同的是使第三行中采样的倒数第二个跃迁和最后的跃迁分别成为第四行中采样的第一个跃迁和第二个跃迁。
图10A中的上图10示出了针对源自感兴趣分析物A的离子的峰2的作为时间的函数的离子电流强度(右侧垂直刻度),并且还示出了在整个峰值持续时间内保持恒定在50%的质谱仪灵敏度6(左侧垂直刻度)。来自离子A的离子电流在其峰值期间被质谱仪采样多次,如由图10A的垂直中心图12中的圆圈所示。如可以看出的,由于质谱仪的灵敏度为50%,所以检测强度降低。该示例示出了常规方法(例如,如图9A所示),其中以恒定速率对离子A进行采样,如图10A中的下图14中所示。
图10B中的上图10示出与图10A中所示相同的离子A的离子电流。然而,根据图9B所示的实施方案对离子电流进行采样。因此,当对离子电流进行采样时,质谱仪的灵敏度随时间变化,如图10B中的中心图12所示。灵敏度在第一采样时间处为50%,在第二采样时间处为82%,在第三采样时间处为93%,然后在第四采样时间处为98%。一旦该序列完成,质谱仪就循环回来并重复该序列多次。由于质谱仪的灵敏度变化,在任何给定采样时间处,检测到的强度随灵敏度和离子电流的乘积而变化,如图10B中的中心图12所示。如上文关于图9B所述的,该实施方案导致相对较高的抖动,如图10B中的下图14中所示。
图10C中的上图10示出与图10A和图10B中所示相同的离子A的离子电流。然而,根据图9C所示的实施方案对离子电流进行采样。因此,当对离子电流进行采样时,质谱仪的灵敏度随时间变化,如图10C中的中心图12所示。灵敏度在第一采样时间处为50%,在第二采样时间处为93%,在第三采样时间处为98%,然后在第四采样时间处为82%。一旦该序列完成,质谱仪就循环回来并重复该序列多次。由于质谱仪的灵敏度变化,在任何给定采样时间处,检测到的强度随灵敏度和离子电流的乘积而变化,如图10C中的中心图12所示。如上文关于图9C所述的,该实施方案导致相对较低的抖动,如图10C中的下图14中所示。
另选地或除此之外,期望选择序列中对跃迁采样的顺序,以便当在感兴趣分析物的分析中使用非整数数量的序列时减小被采样的不同跃迁的响应之间的差异。例如,当在感兴趣分析物的整个峰中出现非整数数量的序列时,具有长序列可增加对响应准确性的影响。图11A至图11D示出了这种情况的示例。
图11A示出了一个示例,其中对于连续24次而言(即序列是表的24行),每次感兴趣分析物被分析时,对MRM跃迁采样的顺序被改变。当执行整个序列时,对于离子A、离子C、离子S、离子I中的每一者而言,响应为100%。然而,如果仅执行序列的一部分,则离子的响应不同,如图11B的示例中所示,其中仅执行序列的13行。
相比之下,图11C示出了一个示例,其中对于连续4次而言(即序列是表的4行),每次感兴趣分析物被分析时,对MRM跃迁采样的顺序被改变。当执行整个序列时,对于离子A、离子C、离子S、离子I中的每一者而言,响应为100%。如上所述,如果仅执行序列的一部分(即,执行非整数数量的序列),则离子的响应不同,如图11D的示例中所示,其中序列被执行3.25次。通过比较图11B和图11D可以看出,当执行非整数数量的序列时,使用较短序列对响应具有较小的不利影响(即,响应差异较小)。
另选地或除此之外,期望根据用于使用关于图7和图8所述的方法来检测离子光学器件的清洁度的算法来选择序列中对跃迁采样的顺序。
理想的是,为了峰的准确重构,当在其整个峰内采样时,对任何给定离子A、离子C、离子I、离子S采样的采样时间应当均匀地间隔开,例如如图10A中的下图14中所示。这些采样时间的间隔取决于每种感兴趣分析物待分析的跃迁数量,并且还取决于被同时监测的感兴趣分析物(即,可共洗脱的分析物)的数量。例如,如果监测更多的跃迁和/或分析物,则任何给定离子的采样时间将在时间上间隔更远。这些均匀间隔的采样时间可被认为是标称采样时间。然而,根据本发明的实施方案,对离子A、离子C、离子I、离子S采样的顺序在实验期间是变化的,并且因此对这些离子中的任何给定离子采样的时间不是均匀间隔的。采样时间相对于标称采样时间的抖动百分比将主要取决于被同时监测(即,共洗脱)的感兴趣分析物的数量,并且在较小程度上还取决于每个感兴趣分析物的跃迁数量。
图12A至图12C示出了用于分析的内标物的采样间隔的图,其中同时监测不同数量的感兴趣分析物,其中对于每种感兴趣分析物(即,离子A、离子C、离子I、离子S),监测四个跃迁(即,四种类型的离子)。图12A示出了当同时监测六种感兴趣分析物时的采样时间的图,图12B示出了当同时监测四种感兴趣分析物时的采样时间的图,并且图12C示出了当同时监测两种感兴趣分析物时的采样时间的图。通过比较图12A至图12C可以看出,当同时监测更多感兴趣分析物时,抖动较不明显。这是因为被监测的分析物数量增加导致分析物中的任何给定分析物的采样时间被进一步间隔开。与采样时间间隔的增加相比,由抖动导致的采样时间相对于标称值的变化相对较小,因此较不明显。
为了在重构正被分析的离子的峰时使抖动的影响最小化,峰值积分软件可使用实际采样时间,而不是使用标称采样时间。另选地或除此之外,当被“同时”监测的分析物数量减少时,可通过增加跃迁在其间切换的速率(即每秒监测更大数量的跃迁)来减少失真量。
即使当使用校准曲线时,本发明的实施方案也改善了定量准确度,因为形成校准曲线的采集可能不具有与样品采集相同的离子丰度。这意指任何被污染的离子光学元件的充电/放电对于校准曲线采集和样品采集将是不同的。也可能是仪器污染水平自采集校准曲线数据起就已经改变。
尽管已经描述了其中每次监测感兴趣分析物时跃迁的顺序改变的实施方案,但是应当认识到,这导致抖动和其他效应,例如增加离子A和离子I的分析之间的时间,或者导致两者的分析稍后发生。因此设想如下实施方案,其中监测离子A、离子C、离子I、离子S的顺序可在多次连续监测感兴趣分析物时保持恒定,并且该顺序可以在采集的另一部分中变化。例如,在使用色谱装置分离样品的实施方案中,在任一次仅特定范围的化合物可洗脱。因此,质谱仪可在感兴趣分析物可能洗脱的时间内仅对该感兴趣分析物的MRM跃迁进行采样。这导致质谱仪监测的MRM跃迁在洗脱时间内变化。在图1所示的示例中,在切换到负离子电喷雾模式之后仅监测ZEA跃迁。因此,实施方案可能仅改变在包括分析ZEA的时间区域期间监测跃迁的顺序,然而当仅监测其他感兴趣分析物时,跃迁的顺序可保持恒定。
还设想当仅单个感兴趣分析物洗脱时,质谱仪可自动切换(例如,通过检测这种情况),使得被监测的跃迁的顺序保持恒定,从而避免任何抖动相关的定量不准确性。
还设想其中将单一内标物用于多种感兴趣分析物的实施方案。该方法可在每次分析共享该内标物的多种分析物中的每种分析物时监测内标物跃迁。另选地,可将所述多种分析物的跃迁连同它们的共同内标物的跃迁一起分组,从而形成更大的重复序列。
根据本发明的实施方案,当在峰面积测量方法期间确定峰的开始和结束时,可通过对来自离子A的电流与来自验证性离子C和/或S中的一者或多者的电流求和来改善峰检测保真性。
尽管已参考各种实施例描述本发明,但所属领域的技术人员将理解,在不脱离所附权利要求书所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,尽管已经描述了离子光学器件(诸如离子导向器和滤质器)的污染,但是可设想该问题可能由于质谱仪中的其他电极(诸如用于离子破碎或冷却的碰撞池)的污染而产生。
尽管本文已经描述了在极性切换的情况下减小测量偏差的实施方案,但是本发明不限于此并且涉及导致能够被检测的灵敏度(可再现的)变化的其他事件。此类事件可由例如电路响应滞后时间、离子导向器充电、质量切换和其他事件导致。另选地或除此之外,质谱仪的灵敏度的变化可由另一个变量的变化导致,例如由被分析的样品的组成随时间变化导致。例如,样品可在分析之前通过色谱法分离并电离,并且相对高浓度的组分可从分离装置洗脱并电离以便产生相对较强的离子信号。该强离子信号可导致质谱仪的灵敏度随时间变化,例如由导致质谱仪内的电极的表面充电的强离子或由改变灵敏度的另一效应所导致。
类似地,尽管已经描述了包括串联四极质谱仪的实施方案,但是本发明不限于此类仪器,而是适用于遭受时变灵敏度的所有类型的仪器。
根据一个较不优选的实施方案,不是使分析离子A、离子C和离子I的顺序交替以便在不同极性变化之后以不同顺序出现,而是可在每次极性变化之后以相同顺序分析不同离子,但是每秒进行的次数更多。这将减少被监测的每个MRM跃迁之间的灵敏度变化,但由于三个原因而不是优选的。首先,其仍然不能平衡例如分析物与其内标物之间的低灵敏度和高灵敏度。因此,与本文所述的其他方法相比,这种方法较不有效地减少对污染的影响。其次,在每个MRM跃迁之间,存在其中不应当采集数据的短时间段,同时给予电子器件/光学器件时间来稳定。由于这种方法每秒监测更大数量的跃迁,所以电子器件/光学器件将需要更长的总时间来稳定,并且因此这限制了检测离子所花费的时间,并且因此灵敏度将损失(即,占空比更差)。第三,较不容易确定污染的品质因数。
Claims (24)
1.一种对单个分析样品进行质量分析的方法,所述方法包括:
i)使不同种类的离子传输通过质谱仪;
ii)以特定顺序对所述不同种类的离子顺序地进行质量分析或以其他方式进行检测;然后
iii)重复步骤i)和步骤ii),其中当重复步骤ii)时,对所述不同种类的离子进行质量分析或以其他方式进行检测的所述顺序不同。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述质谱仪能够检测离子的灵敏度在一定时间段内变化,并且其中步骤ii)和步骤iii)在所述时间段内执行。
3.根据权利要求2所述的方法,所述方法包括以使得所述质谱仪能够检测离子的所述灵敏度在所述时间段内变化的方式改变所述质谱仪的操作。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述改变所述质谱仪的操作的步骤包括将施加到所述质谱仪的至少一个电极的电压切换到不同的电压,所述至少一个电极控制离子通过其中的传输;并且
其中步骤i)包括随后将所述不同种类的离子传输通过所述质谱仪并且通过所述电极中的所述至少一个电极。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述改变所述质谱仪的操作的步骤包括将所述电压的极性切换到不同的极性。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述改变所述质谱仪的操作的步骤包括使所述质谱仪在其生成并传输正离子的第一操作模式和其生成并传输负离子的第二操作模式之间交替,并且/或者反之亦然。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中每次执行步骤ii)时,其包括使用滤质器对所述不同种类的离子进行质量过滤,使得在任一次仅将单一种类的离子传输到离子检测器,并且其中控制所述滤质器以便改变在不同时间传输到所述检测器的离子种类,从而限定对所述不同种类的离子进行质量分析的所述顺序。
8.根据权利要求7所述的方法,其中第一次执行步骤ii)时,所述滤质器在第一时间仅将所述不同种类的离子中的第一种离子传输到所述检测器,并且随后在后续第二时间仅将所述不同种类的离子中的第二种离子传输到所述检测器;并且
其中后续执行步骤ii)时,所述滤质器一次仅将所述不同种类的离子中的所述第二种离子传输到所述检测器,并且随后在稍后时间仅将所述不同种类的离子中的所述第一种离子传输到所述检测器。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中步骤iii)包括执行分析序列,所述分析序列由多次重复步骤i)和步骤ii)组成,其中在所述多次期间,对所述不同种类的离子进行质量分析或以其他方式进行检测的所述顺序在每次在所述分析序列内执行步骤ii)时均不同。
10.根据权利要求9所述的方法,所述方法包括多次执行所述分析序列,诸如整数次。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法包括将针对所述不同种类的离子中的一种离子所检测到的离子信号与针对所述不同种类的离子中的另一种离子所检测到的离子信号进行比较。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述质谱仪包括用户界面,并且在步骤ii)之前,所述方法包括选择待作为所述不同种类的离子的离子种类,并且将这些所选择的离子种类输入到所述用户界面中,使得所述质谱仪对这些离子执行步骤ii)和步骤iii)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所有步骤均在单次实验运行中执行。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法包括使感兴趣分析物的离子以及任选地对应内标物的离子碎裂或反应,以便形成碎片离子或产物离子;其中所述不同种类的离子包括所述碎片离子或所述产物离子中的多种不同离子。
15.根据权利要求14所述的方法,其中被顺序分析的所述不同种类的离子包括所述感兴趣分析物的第一碎片离子或产物离子、所述感兴趣分析物的第二碎片离子或产物离子、以及所述内标物的碎片离子或产物离子。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法包括使用色谱装置分离包含多种不同的感兴趣分析物的样品,使得所述不同的感兴趣分析物在不同的相应时间段内从所述色谱装置洗脱,并且电离从所述色谱装置洗脱的所述样品以便提供所述感兴趣分析物的离子;
任选地,其中所述样品还包含对应于所述不同的感兴趣分析物中的一者或多者的内标物,其中每种内标物在与其相应的感兴趣分析物基本上相同的时间段内从所述色谱装置洗脱,并且然后被电离。
17.根据权利要求16所述的方法,其中步骤i)至步骤iii)在每种感兴趣分析物预期从所述色谱装置洗脱的每个时间段期间执行。
18.根据权利要求17所述的方法,所述方法包括在感兴趣分析物从所述色谱装置洗脱的时间段内执行步骤i)至步骤iii),以便在每次重复所述步骤时获得针对所述不同种类的离子中的一种离子所检测到的离子信号的强度;
产生包括作为检测时间的函数的所述离子信号的所述强度的第一组数据;
将所述第一组数据进行平滑,以便获得第二组平滑数据;以及
基于所述第一组数据和所述第二组数据的比较来确定是否需要维护所述质谱仪。
19.根据权利要求18所述的方法,所述方法包括如果所述第一组数据和所述第二组数据不匹配或相差预定量或阈值量,则控制显示屏以指示需要维护所述质谱仪。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中步骤iii)包括以如下方式重复步骤ii),使得在执行步骤ii)的任何给定时间质量分析的或以其他方式检测到的第一种类的离子不同于在执行步骤ii)之前的时间质量分析的或以其他方式检测到的最后种类的离子。
21.一种质谱仪,所述质谱仪包括:
质量分析仪;和
控制器,所述控制器具有电子电路,所述电子电路被配置为控制所述质谱仪以:
i)将不同种类的离子传输通过所述质谱仪;
ii)以特定顺序对所述不同种类的离子顺序地进行质量分析或以其他方式进行检测;然后
iii)重复步骤i)和步骤ii),其中当重复步骤ii)时,对所述不同种类的离子进行质量分析或以其他方式进行检测的所述顺序不同。
22.根据权利要求21所述的质谱仪,所述质谱仪包括用户界面,所述用户界面用于将待作为所述不同种类的离子的离子种类输入到所述质谱仪中,并且其中所述质谱仪被配置为对这些输入的离子种类执行步骤ii)和步骤iii)。
23.一种质谱分析的方法,所述方法包括:
i)在其中质谱仪能够检测离子的灵敏度变化的时间段期间操作所述质谱仪;
ii)使用所述质谱仪以确定在所述时间段内感兴趣离子的离子信号的强度;
iii)当所述感兴趣离子或衍生出所述感兴趣离子的分析物从分离装置洗脱时重复步骤i)和步骤ii);其中当重复步骤ii)时,其在所述时间段开始之后的不同时间执行;
iv)产生包括作为检测时间的函数的所述离子信号的所述强度的第一组数据;
v)将所述第一组数据进行平滑,以便获得第二组平滑数据;以及
vi)基于所述第一组数据和所述第二组数据的比较来确定是否需要维护所述质谱仪。
24.一种质谱仪,所述质谱仪包括:
分离装置,所述分离装置用于分离离子或分析物;
质量分析仪;和
控制器,所述控制器具有电子电路,所述电子电路被配置为控制所述质谱仪以:
i)在其中所述质量分析仪能够检测离子的灵敏度变化的时间段期间进行操作;
ii)确定由所述质量分析仪在所述时间段内检测到的感兴趣离子的离子信号的强度;
iii)当所述感兴趣离子或衍生出所述感兴趣离子的分析物从所述分离装置洗脱时重复步骤i)和步骤ii);其中当重复步骤ii)时,其在所述时间段开始之后的不同时间执行;
iv)产生包括作为检测时间的函数的所述离子信号的所述强度的第一组数据;
v)将所述第一组数据进行平滑,以便获得第二组平滑数据;以及
vi)基于所述第一组数据和所述第二组数据的比较来确定是否需要维护所述质谱仪。
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