CN118330011A - 分析仪器的定时控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分析仪器，该分析仪器包括第一滤质器和布置在该第一滤质器下游的滤质器。本发明还涉及一种操作该仪器的方法，该方法包括以第一操作模式操作该第一滤质器；在第一时间处将该第一滤质器切换到第二操作模式，在该第二操作模式下，该第一滤质器透射具有在不同的第二质荷比窗口内的质荷比的离子；以及在第二时间处开始在离子存储器中累积离子和/或开始采集离子的质谱数据。该方法还包括确定该第二质荷比与该第一m/z之间的差值是否小于阈值m/z差值。当确定小于时，将该延迟时间设置为第一延迟时间，并且当确定该第二m/z与该第一m/z之间的该差值大于该阈值m/z差值时，将该延迟时间设置为不同的第二延迟时间。

Description

分析仪器的定时控制

技术领域

本发明涉及质谱法和质谱仪的领域。

背景技术

典型的串联质谱工作流程涉及一系列MS/MS(或″MS2″)扫描，其中来自离子源的离子由一个或多个离子导向器捕获，窄m/z范围内的离子使用隔离装置(诸如解析四极杆)隔离，接着碎裂且进行质量分析(参见例如，Z.Zhang、S.Wu、D.L.Stenoien和L.Pasa-Toli，High-Throughput Proteomics，Annual Review of Analytical Chemistry，2014，7(1)，427-454)。碎裂离子m/z和强度用于鉴定原始母离子。

在扫描之间，隔离目标被改变，这需要时间来切换施加到四极杆的RF电压和DC电压，并且改变仪器中其它离子导向器的电势以使离子的透射最大化。离子行进穿过并离开装置还需要额外的时间。这些延迟强加了一个时间段，在该时间段内离子不能被测量。当仪器以高重复率操作时，这些延迟可占据总循环时间的相当大比例，并且可因此限制仪器的重复率、占空比及灵敏度。

据信，用于质量分析的设备和方法仍有改进的余地。

发明内容

第一方面提供了一种操作分析仪器(诸如质谱仪)的方法，该分析仪器包括：

第一滤质器；和

质量分析器，该质量分析器布置在该第一滤质器下游；

该方法包括：

以操作模式操作该第一滤质器，在该操作模式下，该第一滤质器透射具有在第一质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子，其中该第一m/z窗口以第一m/z为中心；

在第一时间处将该第一滤质器切换到操作模式，在该操作模式下，该第一滤质器透射具有在不同的第二m/z窗口内的质荷比的离子，其中该第二m/z窗口以不同的第二m/z为中心；以及

在第二时间处开始在离子存储器中累积离子和/或开始质谱数据的采集，其中该第二时间在延迟时间之后跟随该第一时间；

其中该方法进一步包括：

确定该第二m/z与该第一m/z之间的差值是否小于阈值m/z差值；

当确定该第二m/z与该第一m/z之间的该差值小于该阈值m/z差值时：将该延迟时间设置为第一延迟时间；以及

当确定该第二m/z与该第一m/z之间的该差值大于该阈值m/z差值时：将该延迟时间设置为不同的第二延迟时间。

实施方案提供了一种操作分析仪器的方法，其中滤质器的中心m/z在多个不同目标m/z值之间切换一次或多次。对于每个目标m/z，离子可以在离子存储器(离子阱)中累积达目标累积时间，并且累积的离子包然后可以(任选地碎裂并且)进行质量分析。替代地，对于每个目标m/z，可以在目标采集时间内采集(任选地，碎裂)离子的质谱数据。

在切换滤质器的目标m/z(例如，从第一m/z切换到不同的第二m/z)之后，仪器在离子存储器中开始累积离子之前(例如，通过打开离子存储器的离子门)或在开始采集质谱数据之前实施延迟时间。延迟时间可以(至少一些时间)被选择为使得进入离子存储器或进入质量分析器的离子透射在该延迟时间之后近似恒定，例如以确保期望的数量的离子在离子存储器中被精确且恒定地累积。

根据实施方案，延迟时间是可变的，取决于m/z转变的大小(例如，取决于第二m/z与第一m/z之间的差值)。特别地，当m/z转变的大小小于阈值m/z差值时，使用第一延迟时间，并且当m/z转变的大小大于阈值m/z差值时，使用不同的第二延迟时间。如下面更详细地描述的，这允许在任何可能的时候使用更短的延迟时间，从而增加仪器的占空比和灵敏度。

应当理解，实施方案提供了改进的用于质量分析的设备和方法。

分析仪器可以是质谱仪，并且可以包括离子源，其中离子从离子源中的样品生成。

仪器包括布置在离子源下游的第一滤质器。第一滤质器可被配置为从离子源接收离子(任选地经由仪器的一个或多个中间装置)。第一滤质器可被配置为根据所接收的离子的质荷比过滤所接收的离子。第一滤质器可以是任何合适的滤质器，诸如四极杆滤质器。

仪器还可以包括第二滤质器，诸如第二四极杆滤质器。第二滤质器可以布置在离子源下游和第一滤质器上游，例如布置和被配置为减少第一滤质器上的污染。第二滤质器可被配置为根据所接收的离子的质荷比过滤所接收的离子，并且将经过滤的离子传递到第一滤质器。第二滤质器可以是相对较低分辨率的″预过滤器″(例如，能够生成具有大约几百Th数量级的宽度的隔离窗口)，而第一滤质器可以是相对较高分辨率的分析滤质器(例如，能够生成具有大约几Th或更小数量级的宽度的隔离窗口)。

通常，仪器可以包括一个或多个第一装置，诸如第二滤质器和/或RF离子导向器，该一个或多个第一装置布置在离子源下游和第一滤质器上游。第一装置可被配置为透射具有在第三质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子，其中第三质荷比(m/z)窗口的宽度大于第一质荷比(m/z)窗口和/或第二质荷比(m/z)窗口的宽度。

仪器包括布置在第一滤质器下游的一个或多个质量分析器。质量分析器被配置为分析离子，例如以便确定离子的质谱。质量分析器可以包括任何合适类型的质量分析器，诸如特别是离子阱质量分析器、飞行时间质量分析器和/或包括四极杆滤质器的质量分析器。

如果存在，离子阱质量分析器可以是静电轨道阱质量分析器。质量分析器可以具有沿轴布置的内部电极和沿轴间隔开并围绕内部电极的两个外部检测电极。在质量分析器内捕获的离子可以以某一频率进行振荡，该频率可以取决于离子的质荷比并且可以使用镜像电流检测进行检测。离子可以在静电场中沿轴基本上执行谐波振荡，同时围绕内部电极运行。质量分析器可以是来自赛默飞世尔科技公司的Orbitrap^TM质量分析器。Orbitrap^TM质量分析器的进一步细节可以在例如美国专利第5,886,346号中找到。

如果存在，飞行时间质量分析器可以是任何合适类型的飞行时间质量分析器，诸如特别是多反射飞行时间质量分析器。质量分析器内的离子可能会在一对离子镜之间振荡，直到它们到达检测器。离子可以以由离子的质荷比确定的飞行时间行进通过质量分析器。多反射飞行时间质量分析器可以任选地是美国专利第9,136,101号中所描述的倾斜镜类型。

在一些实施方案中，仪器包括静电离子阱质量分析器和飞行时间质量分析器，例如美国专利第10,699,888号中所描述的。

仪器可以任选地包括布置在第一滤质器下游和质量分析器上游的离子门。

仪器可以任选地包括布置在离子门下游和质量分析器上游的离子存储器。在离子存储器中累积的离子可以被传递到质量分析器并且接着由质量分析器进行分析，例如以便确定离子的质谱。

如果存在，离子存储器可被配置为经由滤质器从离子源接收离子。离子存储器可以是离子阱，例如任何合适的离子阱，诸如线性离子阱或弯曲的线性离子阱(C-trap)。离子存储器也可以由多个离子阱的组合形成。离子存储器可用于在将累积的离子注入质量分析器之前对其进行冷却和/或使其碎裂。离子存储器可被配置为使得离子可以脉冲方式从离子存储器喷射到质量分析器。

离子存储器可以具有轴并且能够操作以将离子从正交于轴的离子存储器喷射。在注入静电轨道阱质量分析器的情况下，合适的离子阱的示例是弯曲的线性阱(C-Trap)，例如WO 2008/081334中所描述的。另外或替代地，离子存储器能够操作以在平行于的轴的方向上将离子从离子阱喷射到质量分析器。在一些实施方案中，离子可以喷射到第一(例如静电离子阱)质量分析器，或者喷射到第二(例如飞行时间)质量分析器，例如美国专利第10,699,888号中所描述的。

在这些实施方案中，离子门可耦合到离子存储器且与离子存储器相关联，并且可被配置为控制离子在离子存储器中的累积时间。这可以通过以累积模式操作门达期望的时间量，而以其它方式以关闭模式操作门来完成。

仪器可以仅包括与离子存储器相关联的单个门，或与离子存储器相关联的多个(例如，两个)门，诸如到离子存储器的入射门和出射门。离子存储器可通过以打开模式操作入射门而以累积模式操作，并且离子存储器可通过以关闭模式操作入射门而以关闭模式操作。以累积模式操作离子存储器可以包括以关闭模式操作出射门。

替代地，离子门可被配置为控制质量分析器对离子的采集时间，例如通过以打开模式操作门以允许离子通过质量分析器达期望的时间量，而以其它方式以关闭模式操作门。

仪器可以循环方式操作，例如使得连续批次的离子分别在离子存储器中累积和/或使得采集连续的质谱数据集。仪器的合适重复率可以是约几十Hz或几百Hz的数量级。

在仪器包括离子存储器的情况下，每个累积批次的离子可以被传递到质量分析器并且由质量分析器进行质量分析。替代地，离子可以基本上连续地提供给质量分析器(并由质量分析器进行质量分析)。

每个质量分析可以是MS1分析和/或MS2(或″MS/MS″)分析，其中由质量分析器分析的离子不(故意地)碎裂，其中离子碎裂或反应，使得由质量分析器分析的离子是碎裂离子。

该方法可以包括在多个不同的目标质荷比之间一次或多次切换第一滤质器的中心m/z(即，其中多个目标质荷比包括第一m/z和第二m/z)。第一滤质器的中心m/z可以在每个仪器循环中被切换至多一次，例如使得每批离子或每次采集包括质荷比近似等于目标质荷比中的一个目标质荷比的离子(或其片段)。

该方法可以包括执行依赖于数据的采集(DIA)方法，其中多个不同的目标质荷比跨越感兴趣的m/z范围。替代地，该方法可以包括执行依赖于数据的采集(DIA)方法，其中从MS1全谱扫描确定多个不同的目标质荷比(并且不必跨越感兴趣的m/z范围)。

对于每个目标m/z，第一滤质器以操作模式操作，在该操作模式下，该第一滤质器透射具有在以目标m/z为中心的m/z窗口内的质荷比的离子。m/z窗口的宽度对于所有多个不同的目标质荷比可以是恒定的(并且因此第一质荷比(m/z)窗口的宽度可以与第二质荷比(m/z)窗口的宽度相同)，或者窗口宽度可以例如取决于每个窗口的中心m/z而变化。在实施方案中，每个m/z窗口具有≥约0.4Th、≥约1Th、≥约2Th、≥约3Th、≥约5Th或≥约10Th的宽度。第一滤质器的m/z窗口的宽度可以不大于约50Th。

该方法还可以包括当第一滤质器的中心m/z改变时切换第二滤质器的中心m/z，例如每个仪器循环在多个不同的目标质荷比中的每个目标质荷比之间切换一次。

对于每个目标m/z，第二滤质器可以以操作模式操作，在该操作模式下，该第一滤质器透射具有在以目标m/z为中心的m/z窗口内的质荷比的离子。因此，例如，该方法可以包括以操作模式操作第二滤质器，在该操作模式下，第二滤质器透射具有在以第一m/z为中心的第四质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子；以及在第一时间处将第二滤质器切换到操作模式，在该操作模式下，第二滤质器透射具有在以第二m/z为中心的不同的第四m/z窗口内的质荷比的离子。

第二滤质器的m/z窗口的宽度对于所有多个不同的目标质荷比可以是恒定的(并且因此第三质荷比(m/z)窗口的宽度可以与第四质荷比(m/z)窗口的宽度相同)，或者可以例如取决于每个窗口的中心m/z而变化。在实施方案中，第二滤质器的m/z窗口的宽度为≥约50Th、≥约100Th、≥约200Th、≥约300Th、≥约400Th或≥约500Th。

对于每个目标m/z，该方法可以包括在离子存储器(离子阱)中累积离子达目标累积时间。可以基于要在离子存储器中待累积的离子的期望的数量以及由离子存储器接收的离子电流或离子通量的估计来确定每批离子的目标累积时间。每个目标累积时间可以是几ms的数量级。

替代地，对于每个目标m/z，该方法可以包括在目标采集时间期间采集离子的质谱数据。每个目标采集时间可以是几ms的数量级。

该方法可以包括，在每个仪器循环中，在跟随第一时间的第二时间处开始在离子存储器中累积离子(例如，通过打开离子门以开始在离子存储器中累积离子)或者开始采集质谱数据(例如，通过打开离子门以开始允许离子进入质量分析器或者通过控制质量分析器以开始数据采集)。第一时间是第一(和/或第二)滤质器从一个目标m/z切换到下一个目标m/z(并且因此例如从第一m/z切换到第二m/z)的时间。在延迟时间过后，第二时间跟随第一时间。

该方法可以包括，在每个仪器循环中，结束在离子存储器中累积离子(例如，通过关闭离子门以停止在离子存储器中累积离子)或结束在第三时间处采集质谱数据，其中第三时间对应于第二时间加上目标累积时间或目标采集时间。

延迟时间是可变的，取决于当前目标m/z与先前目标m/z之间的m/z转变的大小(并且因此，例如取决于第二m/z与第一m/z之间的差值)。特别地，该方法包括确定m/z转变是否小于(或于，大于)阈值m/z差值。当m/z转变的大小小于阈值m/z差值时，使用第一延迟时间，并且当m/z转变的大小大于阈值m/z差值时，使用不同的第二延迟时间。该第一延迟时间可以小于该第二延迟时间。

阈值m/z差值可以为(i)小于或等于第三质荷比(m/z)窗口的宽度；(ii)小于或等于该第三质荷比(m/z)窗口的宽度的80％；(iii)小于或等于该第三质荷比(m/z)窗口的宽度的60％；(iv)小于或等于该第三质荷比(m/z)窗口的宽度的50％；或者(v)小于或等于该第三质荷比(m/z)窗口的宽度的40％。在具体实施方案中，阈值m/z差值约等于第三质荷比(m/z)窗口的宽度的50％。

因此，当m/z转变小于第二滤质器(或者一般而言，第一装置)的隔离窗口宽度的大约一半时，可以实现第一较短延迟时间。在这种情况下，在目标m/z被切换之前和之后，目标m/z将被第二滤质器(第一装置)有效地透射。这意味着当进行m/z转变时，具有目标m/z的离子将已经从第二滤质器(第一装置)迁移到第一滤质器，并且还意味着在开始累积或采集之前可能较少需要等待第二滤质器(第一装置)稳定，从而允许更短的延迟时间，并且增加了仪器的占空比和灵敏度。第一延迟时间可足以允许第一滤质器在切换其透射窗口之后稳定。第一延迟时间可以是例如几百μs或大约1ms的数量级。

当m/z转变超过第二滤质器(第一装置)的隔离窗口宽度的大约一半时，可以实现第二较长延迟时间。在这种情况下，在目标m/z被切换之后，目标m/z将不会被第二滤质器(第一装置)有效地透射，因此需要额外的延迟时间以允许具有目标m/z的离子从第二滤质器(第一装置)迁移到第一滤质器。第二延迟时间可足以允许第二滤质器在切换其透射窗口之后稳定。第二延迟时间可以是例如几ms的数量级。

第一延迟时间可以随着离子存储器的变化的目标累积时间而恒定。相反，第二延迟时间可以取决于离子存储器的目标累积时间而变化。

例如，当确定第二m/z与第一m/z之间的差值大于阈值m/z差值时，该方法可以包括：

确定该离子存储器的目标累积时间是否大于阈值累积时间；

当确定该目标累积时间小于该阈值累积时间时：将该第二延迟时间设置为第一值；以及

当确定该目标累积时间大于该阈值累积时间时：将该第二延迟时间设置为不同的第二值，其中该第二值小于该第一值。

类似地，第一延迟时间可以随着变化的目标采集时间而恒定，并且第二延迟时间可以取决于目标采集时间而变化。

例如，当确定第二m/z与第一m/z之间的差值大于阈值m/z差值时，该方法可以包括：

确定目标采集时间是否大于阈值采集时间；

当确定该目标采集时间小于该阈值采集时间时：将该第二延迟时间设置为第一值；以及

当确定该目标采集时间大于该阈值采集时间时：将该第二延迟时间设置为不同的第二值，其中该第二值小于该第一值。

根据另一个方面，提供了一种操作分析仪器的方法，该分析仪器包括：

第一滤质器；和

质量分析器，该质量分析器布置在该第一滤质器下游；

该方法包括：

以第一操作模式操作该第一滤质器，在该第一操作模式下，该第一滤质器透射具有在第一质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子，其中该第一m/z窗口以第一m/z为中心；

在第一时间处将该第一滤质器切换到第二操作模式，在该第二操作模式下，该第一滤质器透射具有在不同的第二m/z窗口内的质荷比的离子，其中该第二m/z窗口以不同的第二m/z为中心；以及

在第二时间处开始在离子存储器中累积离子和/或开始采集质谱数据，其中该第二时间在延迟时间之后跟随该第一时间；

其中该方法进一步包括：

(i)确定该离子存储器的目标累积时间是否大于阈值累积时间；

(ii)当确定该目标累积时间小于该阈值累积时间时：将该第二延迟时间设置为第一值；以及

(iii)当确定该目标累积时间大于该阈值累积时间时：将该第二延迟时间设置为不同的第二值；

或者其中该方法进一步包括：

(i)确定目标采集时间是否大于阈值采集时间；

(ii)当确定该目标采集时间小于该阈值采集时间时：将该第二延迟时间设置为第一值；以及

(iii)当确定该目标采集时间大于该阈值采集时间时：将该第二延迟时间设置为不同的第二值。

该方面可以并且在实施方案中确实包括本文所述的任选特征中的任何一个或多个特征或每个特征。因此，例如，不同的第二值可以小于第一值。

在这些方面和实施方案中，该方法可以包括，当确定目标累积时间小于阈值累积时间时：将第二延迟时间设置为恒定延迟时间。该方法可以包括，当确定目标采集时间小于阈值采集时间时：将第二延迟时间设置为恒定延迟时间。即，第一值延迟时间可以是恒定的。该恒定延迟时间可足以允许第二滤质器在切换其透射窗口之后稳定，例如大约几ms的数量级。

该方法可以包括，当确定目标累积时间大于阈值累积时间时：将第二延迟时间设置为随着目标累积时间的增加而减小的延迟时间。该方法可以包括，当确定目标采集时间大于阈值采集时间时：将第二延迟时间设置为随着目标采集时间的增加而减小的延迟时间。

该仪器可以以循环方式操作(如上所述)，并且该阈值累积时间和/或该阈值采集时间可以对应于该仪器的总循环时间与该第一延迟时间值之间的差值。

因此，根据这些方面和实施方案，已经认识到，期望的累积或采集时间可以大于在每个循环中通常可用的时间(其可以例如对应于仪器循环时间与足以允许第二滤质器稳定的延迟时间之间的差值)。在期望此类累积或采集时间的情况下，延迟时间例如随着累积或采集时间的增加而线性地减小，以便允许额外的累积或采集时间。尽管这意味着累积或采集将在仪器已经稳定之前开始(使得进入离子存储器的离子透射将不是恒定的)，但是增加的占空比和灵敏度的益处可能超过定量准确度的损失。此外，发明人已经认识到，通过估计进入离子存储器或质量分析器的离子透射随时间的变化，并且例如使用该变化来校准由离子存储器或质量分析器接收的离子电流或离子通量的任何估计，可以至少部分地恢复定量准确度。

在实施方案中，第一延迟时间和/或第二延迟时间可以取决于第二m/z而变化。例如，较低的m/z离子可能比较高的m/z离子需要更少的时间行进通过仪器到达离子存储器，因此它们的累积或采集可以更快地开始，从而增加仪器的占空比和灵敏度。

在实施方案中，第一延迟时间和/或第二延迟时间可以取决于第二m/z是大于或小于第一m/z而变化。例如，施加到滤质器的电压的幅值的增加可能需要比对应的减小更少的稳定时间。

另一方面提供了一种存储计算机软件代码的非暂态计算机可读存储介质，该计算机软件代码当在处理器上执行时，执行上述方法。

另一方面提供了一种用于分析仪器的控制系统，诸如质谱仪，该控制系统被配置为使该分析仪器执行上述方法。

另一方面提供了一种分析仪器，诸如质谱仪，包括上文所描述的控制系统。

另一方面提供了一种分析仪器，诸如质谱仪，包括：

第一滤质器；

质量分析器，该质量分析器布置在该第一滤质器下游；和

控制系统，该控制系统被配置为：

以第一操作模式操作该第一滤质器，在该第一操作模式下，该第一滤质器透射具有在第一质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子，其中该第一m/z窗口以第一m/z为中心；

在第一时间处将该第一滤质器切换到第二操作模式，在该第二操作模式下，该第一滤质器透射具有在不同的第二m/z窗口内的质荷比的离子，其中该第二m/z窗口以不同的第二m/z为中心；以及

在第二时间处开始在该离子存储器中累积离子和/或开始采集质谱数据，其中该第二时间在延迟时间之后跟随该第一时间；

其中该控制系统被进一步配置为：

(i)确定该第二m/z与该第一m/z之间的差值是否小于阈值m/z差值；(ii)当确定该第二m/z与该第一m/z之间的该差值小于该阈值m/z差值时：将该延迟时间设置为第一延迟时间；以及(iii)当确定该第二m/z与该第一m/z之间的该差值大于该阈值m/z差值时：将该延迟时间设置为不同的第二延迟时间；以及/或者

(iv)确定目标累积或采集时间是否大于阈值时间；(v)当确定该目标累积或采集时间小于该阈值时间时：将该第二延迟时间设置为第一值；以及(vi)当确定该目标累积或采集时间大于该阈值时间时：将该第二延迟时间设置为不同的第二值。

该方面可以并且在实施方案中确实包括针对以上和/或本文其它地方描述的任选特征中的任何一个或多个特征或每个特征。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述各个实施方案，其中：

图1示意性地示出了根据实施方案的质谱仪；

图2示意性地示出了根据实施方案的质谱仪的细节；

图3示意性地示出了根据实施方案的质谱仪的细节；

图4示出了操作图2或图3的质谱仪的方法；

图5示出了操作图3的质谱仪的方法；

图6示出了在将图3的仪器从透射m/z 922离子切换到透射m/z 195离子之后m/z922离子随时间的透射的曲线图；

图7A示出了仅考虑四极杆电压变化的注入之间所需的延迟时间，并且图7B示出了考虑整个仪器前端的注入之间所需的延迟时间；

图8示出了以m/z 2122为中心的预过滤器透射窗口；

图9示出了根据实施方案的操作图1或图3的质谱仪的方法；

图10示出了根据实施方案的操作图1、图2或图3的质谱仪的方法的时序图；

图11示出了根据实施方案的操作图1、图2或图3的质谱仪的方法；并且

图12示出了作为m/z的函数的注入过滤器隔离窗口宽度的变化。

具体实施方式

图1示意性地示出了可根据实施方案操作的分析仪器，诸如质谱仪。如图1所示，仪器包括离子源10、滤质器20、离子阱30形式的离子存储器和质量分析器40。

离子源10被配置为从样品中生成离子。离子源10可以是任何合适的连续或脉冲离子源，诸如电喷雾电离(ESI)离子源、MALDI离子源和大气压电离(API)离子源、等离子体离子源、电子电离离子源、化学电离离子源等。可以提供和使用多于一个离子源。离子可以为待分析的任何合适类型的离子，例如小有机分子和大有机分子、生物分子、DNA、RNA、蛋白质、肽、它们的片段等。

离子源10可任选地耦合到分离装置，诸如液相色谱分离装置或毛细管电泳分离装置(未示出)，使得在离子源10中被电离的样品来自分离装置。

滤质器20布置在离子源10下游，并且被配置为从离子源10接收离子。滤质器20被配置为根据所接收的离子的质荷比(m/z)过滤所接收的离子。滤质器20可被配置为使得具有在滤质器的m/z透射窗口内的m/z的所接收的离子被滤质器向前透射，而具有在m/z透射窗口外的m/z的所接收的离子被滤质器衰减，即不被滤质器向前透射。透射窗口的宽度和/或中心m/z例如通过合适地控制施加到滤质器20的电极的RF电压和DC电压是可控的(可变的)。因此，例如，滤质器20能够以透射操作模式操作，由此在相对宽的m/z窗口内的大多数或所有离子由滤质器20向前透射，并且可能够以过滤操作模式操作，由此仅在相对窄的m/z窗口(以期望的m/z为中心)内的离子由滤质器20向前透射。滤质器20可以是任何合适类型的滤质器，诸如四极杆滤质器。

离子存储器(离子阱)30布置在滤质器20下游并且被配置为接收和累积来自离子源10的离子(经由滤质器20)。离子存储器30可以包括任何合适类型的离子阱，诸如一个或多个多极(例如，四极杆)离子阱。

在一些实施方案中，离子阱30在离子进入阱的轴向方向(从而限定阱轴)上是细长的。离子可以通过将RF电压施加到阱的捕获(例如杆)电极而被径向地捕获在阱30中。离子阱30可以是或可以包括弯曲的线性离子阱(C-Trap)，即其中捕获杆电极是弯曲的。离子阱30可以是或可以包括任何其它合适类型的离子阱，诸如例如线性离子阱。

离子阱30包括入射透镜或门32和出射透镜或门34。入射门32可以以离子(来自离子源10)可以通过入射门并进入离子阱30的打开模式操作，或者以离子(来自离子源10)不能通过入射门32并且不进入离子阱30的关闭模式操作。当入射门32以其关闭模式操作时，已经在离子阱30内的离子不能经由入射门32离开离子阱。类似地，出射门34可以以离子可以通过出射门并离开离子阱30的打开模式操作，或者以离子不能通过出射门并且不离开离子阱的关闭模式操作。入射门32(和出射门34)可以通过向入射门32(或出射门34)施加合适的电压来关闭或打开。

通过以其关闭模式操作出射门34，同时以其打开模式操作入射门32，可将来自离子源10的离子在离子阱30中累积。在离子进入离子阱30期望的离子填充时间之后，可以关闭入射门32(通过改变施加到入射门32的电压)，使得离子不能从离子阱30中通过，并且使得来自离子源10的离子不能再进入离子阱30。因此，仪器被配置为使得离子可以以可调整的累积时间(填充时间)在离子阱30中累积。通过控制离子进入阱的填充时间，其中进入阱30的离子通量是已知的或可以是近似的，可以控制在离子阱30中累积的离子的总数量。

一旦在离子阱30中累积，离子阱内的离子可以被喷射到质量分析器40中。离子可以在轴向方向上从离子阱30中喷射出来，或者离子可以在正交于阱的轴的方向上从阱30中喷射出来(正交喷射)，例如通过向离子阱30施加一个或多个合适的DC电压。

质量分析器40布置在离子阱30下游并且被配置成从离子阱30接收离子。质量分析器40被配置为分析离子以便确定其质荷比(m/z)和/或质量，即产生离子的质谱。质量分析器40可以是离子阱质量分析器，诸如静电轨道阱，并且更具体地是由赛默飞世尔科技公司制造的Orbitrap^TMFT质量分析器。替代地，质量分析器40可以是飞行时间(ToF)质量分析器，诸如多反射飞行时间(MR-ToF)质量分析器。

应当注意的是，图1仅是示意性的，并且仪器可并且在实施方案中确实包括任何数量的一个或多个额外部件。例如，仪器可以包括单个质量分析器或多于一个(例如，两个)质量分析器。

仪器可以包括碰撞或反应池，该碰撞或反应池可以例如形成离子阱30的一部分，或者可以布置在离子阱30与质量分析器40之间。在离子阱30中收集的离子可以在不进入碰撞或反应池的情况下被喷射到质量分析器40，或者离子可以被透射到碰撞或反应池以进行处理，然后将经处理的离子返回到离子阱30以用于随后喷射到质量分析器40。处理可以包括，例如，通过与碰撞池中的碰撞气体和/或试剂碰撞来使离子碎裂，或者通过与确实使得离子碎裂的较低能量的气体碰撞来进一步冷却离子。

通常，仪器可以包括布置在所示部件中的任何部件之间的一个或多个离子转移级，例如包括大气压界面和/或一个或多个离子导向器、透镜和/或被配置为使得一些或全部离子可以适当地透射通过仪器的其它离子光学装置。离子转移级可以包括任何合适数量和配置的离子光学装置，例如任选地包括一个或多个RF离子导向器和/或多极离子导向器、用于冷却离子的一个或多个离子导向器、一个或多个质量选择离子导向器等。

同样如图1所示，仪器处于控制单元50(诸如经适当编程的计算机)的控制之下，该控制单元控制仪器的各种部件的操作，并且例如设置要施加到仪器的各种部件的电压。控制单元50还可接收和处理来自包括分析器的各种部件的数据，并且例如对检测的信号执行傅立叶变换。控制单元50尤其被配置成确定用于将离子注入质量分析器40以进行分析扫描的设置(例如离子阱30填充时间等)。

可以操作仪器，使得来自离子源10的连续批次的离子分别由质量分析器40进行分析。每批离子首先在离子阱30中累积，并且接着将累积的离子(或例如从累积的离子得到的碎裂离子)注入质量分析器40。

可以期望，由质量分析器40分析的每批离子包括尽可能多的离子，例如以便改进质谱的统计。然而，在相对高的离子浓度下可能会出现非期望的空间电荷效应，并且可能会限制质量分辨率和质量准确度。因此，在离子阱30中累积的离子总数量被控制以优化注入质量分析器40的离子数量，使其低于但尽可能接近质量分析器40的极限，诸如质量分析器40的空间电荷极限。在离子阱30中累积的离子总数量也可以或替代地被控制为低于离子阱30的极限，诸如离子阱30的空间电荷极限。通常，应该存储5x10³和1x10⁶之间的基本电荷，诸如1x10⁴和1x10⁶之间，或1x10⁵和5x10⁵之间。

然而，可能出现来自离子源10的离子通量变化很大的情况。特别是在离子源10耦合到诸如液相色谱或毛细管电泳装置之类的分离装置的情况下，其中来自离子源10的离子通量可以随时间变化几个数量级。

因此，尽管进入阱30的离子通量是可变的，但实施方案使用所谓的自动增益控制(AGC)技术来精确控制在离子阱30中累积的离子总数量。这些技术通常依赖于对由离子阱30正在接收的当前离子电流或离子通量的准确且可靠的实时估计。然后，通过控制离子阱30的填充时间T，可以适当地控制在离子阱30中累积(并且注入到质量分析器40中)的离子总数量或电荷总量。

因此，对于每批离子，可基于对由离子阱30正在接收的当前离子电流或离子通量的估计来确定目标累积时间T，并且离子可在离子阱30中累积达等于目标累积时间T的时间量。

图2和图3更详细地示出了可以根据实施方案操作的两个示例性仪器。应当理解，图2和图3中所示的仪器是非限制性示例，并且可以有多种变型。

在图2所描绘的实施方案中，仪器的离子源10是电喷雾电离(ESI)离子源。仪器包括真空界面，该真空界面包括转移管21、离子漏斗22、四极杆预过滤器离子导向器23和″弯曲平杆″离子导向器24。弯曲平杆离子导向器24可以是美国专利第9,536,722号中所描述的设计。

仪器还包括四极杆滤质器26形式的滤质器、弯曲的线性离子阱(″C-Trap″)形式的离子阱30a和离子路由多极碰撞池(″IRM″)形式的碰撞池30b。来自离子源10的离子可以通过打开和关闭位于电荷检测器组件27中的门控电极在C-Trap 30a和/或碰撞池30b中累积，该电荷检测器组件布置在C-Trap 30a与滤质器26之间。

仪器还包括轨道离子阱质量分析器形式的质量分析器40a。如图2所示，轨道阱40a包括沿轨道阱轴伸长的内部电极41和一对分开的外部电极42、43，该对外部电极围绕内部电极41并在其间限定捕获体积，在该捕获体积中通过围绕内部电极41进行轨道运动来捕获和振荡离子，向内部电极施加捕获电压，同时沿阱的轴来回振荡。该对外部电极42、43用作检测电极，以检测由捕获体积中的离子的振荡引起的镜像电流，从而提供检测的信号。

外部电极42、43通常用作差分检测电极对，并且耦合到差分放大器(未在图2中示出)的相应输入端，该差分放大器继而形成数字数据采集系统的一部分以接收检测的信号。可以使用傅立叶变换来处理检测的信号以在阱内获得离子的质谱。

一旦在离子阱30a和/或碰撞池30b中累积，离子就可以被喷射到质量分析器40a中。为此，离子可以在正交于阱的轴的方向上从阱30a喷射(正交喷射)，例如通过将一个或多个合适的DC电压施加到离子阱30a。离子可经由一个或多个透镜和偏转电极注入到质量分析器40a中。质量分析器40a布置在离子阱30a下游并且被配置成从离子阱30a接收离子(经由一个或多个透镜和偏转电极)。

碰撞或反应池30b布置在离子阱30a下游。在离子阱30a中收集的离子可以在不进入碰撞或反应池30b的情况下被正交地喷射到质量分析器40a，或者离子可以被轴向地透射到碰撞或反应池30b以进行处理，然后将经处理的离子返回到离子阱30a以用于随后正交喷射到质量分析器40a。处理可以包括，例如，通过与碰撞池30b中的碰撞气体和/或试剂碰撞来使离子碎裂，或者通过与确实使得离子碎裂的较低能量的气体碰撞来进一步冷却离子。

转到图3，图3所描绘的仪器与图2的仪器基本上类似。然而，图3所描绘的仪器包括多反射飞行时间(ToF)质量分析器40b形式的额外飞行时间(ToF)质量分析器，该质量分析器已添加到仪器的后部。这种杂交仪器在美国专利第10,699,888号中有更详细的描述。在图3所描绘的仪器中，分析器是美国专利第9,136,101号中所描述的倾斜镜式，但应当理解，可以使用任何类型的ToF分析器。

如图3所示，仪器包括多极离子导向器31以允许离子从碰撞池30b转移到飞行时间质量分析器40b。飞行时间质量分析器40b包括萃取阱44，由此离子经由多极离子导向器31从碰撞池30b传送到萃取阱44。离子在萃取阱44中累积和冷却。

萃取阱44可并入两个捕获区，一个处于相对较高的压力下用于进行快速离子冷却，并且另一个处于第二低压力区用于离子萃取。离子在高压力区中冷却，并且然后转移到低压力区，在那里它们经由一对偏转器45脉冲喷射到ToF分析器中。离子在一对镜46之间振荡，这些镜相对彼此倾斜，使得离子路径缓慢地偏转并重新定向回到检测器47。校正条状电极48抵消了原本由镜的不平行引起的离子聚焦损失。

典型的串联质谱工作流(诸如在常见的蛋白质组学应用中使用的)涉及一系列MS/MS(或″MS2″)扫描，其中来自离子源10的离子被真空界面捕获，并且使用解析四极杆26来隔离离子的窄质荷比(m/z)范围。然后使这些分离的离子碎裂并进行质量分析。碎裂离子m/z和强度用于原始母离子的鉴定。

在扫描之间，必须改变隔离目标m/z。这需要时间来切换施加到解析四极杆26的RF电压和DC电压，以及改变仪器的其它离子导向器的电势以使离子通过仪器的透射最大化。离子行进穿过并离开装置还需要额外的时间。这些延迟强加了一个时间段，在该时间段内离子不能被累积和测量。当仪器以高重复率操作时，这些延迟可增长以占据总循环时间的相当大比例，并且可因此限制仪器的重复率、占空比及灵敏度。

通常，当目标m/z被切换时，其设置被调整以优化离子透射的仪器内的每个装置将为切换和随后的离子透射提供相关联的延迟时间。离子被累积、处理和分析的操作也需要定时延迟。事件定时的有效设置是仪器控制软件的基本问题。然而，令人惊讶地，关于该主题的明确文献很少，可能是因为仅在最近仪器光谱采集速率已经接近离子转移时间，并且因为大多数仪器结合了直接的离子传输管道。

以举例的方式，在图2所描绘的仪器中，由电喷雾电离(ESI)离子源10产生的离子在由四极杆滤质器26进行质量选择之前必须穿过真空界面，即转移管21、离子漏斗22、四极杆预过滤器离子导向器23和弯曲平杆离子导向器24，并且在离子阱30a和/或碰撞池30b中累积和/或碎裂。离子接着可以被传递回C-Trap 30a并且被脉冲喷射到质量分析器40a中，在那里它们被分析。

如图4所示，为了效率，仪器的操作在某种程度上是平行的，使得例如当在Orbitrap^TM质量分析器40a内分析另一个离子包时，可能会发生离子加载和处理。在C-Trap30a和/或IRM 30b已经完成处理和复位之前，离子导向器和解析四极杆26也将开始改变电压，以使它们的5ms延迟与C-Trap/IRM操作的10ms速率确定步骤平行。然而，在该操作速度下的最大占空比最多为50％，表示10ms填充时间加上10ms C-Trap/IRM开销。

最近的出版物(T.Arrey、H.Stewart和Ion Pre-Accumulation for High SpeedOrbitrap Exploris Operation，Proceedings Of the 70th Conference of theAmerican Society for Mass Spectrometry，2022)显示，通过在弯曲平杆24中预累积离子从而允许离子累积与C-Trap/IRM操作的平行化，该占空比得以改进。然而，这种方法的局限性在于，四极杆预过滤器23布置在弯曲平杆24上游，并且是具有其自己的电压转变时间的解析装置(例如，以Marriott在USRE45553E中所描述的方式)。类似地，尽管离子漏斗22具有非常快的电子器件，但是通过该装置的离子传输需要时间。因此，任何大的m/z目标切换都将涉及低ms级别的信号不稳定性和定量准确度的损失。

图3所描绘的仪器的ToF分析器40b被配置为比Orbitrap^TM质量分析器40a快得多地操作，即在大约200Hz处(对应于5ms循环时间)，但是处理路径是相对卷积的，使得离子花费比这更长的时间进入ToF分析器40b。因此，需要高水平的平行化，例如同时处理五个离子包。图5中示出了用于图3所描绘的仪器的此类定时方案的版本。即使具有能够在1ms内处理大多数质量转变的快速四极杆电子器件，只要质量切换超过其(相对宽的)透射窗口，前端离子导向器的其余部分及其离子遍历时间就变成速率限制步骤。

发明人已经认识到，问题仍然存在于前端离子导向器的电子切换和离子遍历要求延长时间，并且在该延迟时间段期间成功透射的一部分离子造成了信号浪费。

对于图3所描绘的仪器，进行了实验，由此将m/z目标从195切换到922，并且以变化的延迟时间记录m/z 922信号。结果在图6中示出。从图6可以看出，在达到一致的透射之前花费了大约3ms。为了良好地控制通常较短的离子注入时间，传统上需要在该全信号点注入离子。换句话说，在四极杆26在不同的m/z目标之间切换的常规操作中，在当四极杆26被切换时与当离子门32被打开以开始离子阱30中的离子累积时之间实施延迟时间，使得一旦实现一致的离子透射离子就仅进入离子阱30。然而，这可能会限制仪器重复率，并且意味着约40％的信号(如果5ms循环/200Hz操作是极限)实际上被丢弃。

此外，这种效应是依赖于质量的。大的m/z切换需要更大的DC转变和额外的离子传输时间。上升转变和下降转变所需的延迟时间也变化，因为淬灭RF通常比增加它花费更长的时间。

图7示出了用于不同目标质量跳跃的信号稳定所需的近似延迟，包括(图7B)和排除(图7A)非四极杆前端光学器件的影响。最值得注意的是，对于整个前端的上升跳跃(图7B)，延迟时间在大约3ms处持平，直到对于非常小的转变，延迟时间下降到<0.5ms。该阈值位于预过滤器23透射窗口开始同时透射两个目标而不需要电压修改的地方。

在图8中示出了平顶预过滤器23透射窗口的示例。通常，这被控制为至少保持全透射的最小宽度(对于图2所描绘的仪器为约140Th)，并且作为m/z的函数而增加。由于预过滤器23的目的是去除尽可能多的材料并保护四极杆26免受污染，因此不期望使该透射窗口最大化。

因此，可以看出，对于目标m/z的大的变化，总的所需前端稳定时间近似恒定在大约3ms处，但是对于目标m/z的小的变化下降到<0.5ms。本发明人已经认识到，这主要是因为m/z的小的变化不需要由于预过滤器的透射窗口的宽度而对预过滤器的电压设置进行任何切换。

根据实施方案，当切换目标m/z时控制前端延迟和注入时间，使得很好地满足了对占空比、重复率和定量准确度的竞争要求。考虑前端离子光学器件的透射瓶颈的性质，并且取决于哪个透射窗口代表离子透射的限制步骤来选择适当的延迟时间。

对于图3所描绘的仪器，存在两个瓶颈透射窗口，第一个是注入过滤器23的宽窗口，并且第二个是解析四极杆(滤质器)26的窄窗口。目标m/z的小的改变需要短延迟，因为不超过注入过滤器23的透射窗口，而大的改变需要长延迟。这由图9示出。

因此，延迟时间可以被设置为取决于所需m/z转变的大小。对于大于某个阈值的m/z变化，可以使用较大的延迟时间，但是对于小于该阈值的m/z变化，可以使用较小的延迟时间。例如，对于最后的装置(即注入过滤器23)的窗口内的m/z转变，可以使用短延迟(例如，<1ms)来切换电压，并且对于较大的m/z转变，可以使用较长的延迟(例如，约3ms)。

这对应于延迟时间是以m/z为单位的阶跃函数。再次参见图7，这是一个合适的模型，特别是对于目标m/z的值上升的情况。在其它实施方案中可以使用更复杂的模型来拟合该数据，但是在实践中已经发现该阶跃函数是足够的。

根据实施方案，另外或替代地，提供了一种占空比恢复方法。传统上，延迟时间被设置为离子电流达到平稳状态所需的水平，在该时间之前从前端出现的离子被丢弃(如图6所示)。然而，在例如仪器重复率提供5ms总循环时间的情况下，最大可能填充时间将仅为2ms，其中3ms延迟时间快速占优势，从而导致低占空比。

在实施方案中，当期望的注入时间(填充时间)增长到将以其它方式将仪器重复率降低到设定的最小值以下的水平时，延迟时间然后被自动地减小以捕获以其它方式浪费的离子并且改进占空比。以这种方式，灵敏度可以在200Hz下改进高达80％(尽管不再与注入时间成比例)，而不牺牲重复率或低于阈值的注入时间的定量准确度。较长时间的注入可能会损失一些准确度，因为它们开始使用来自不确定区域的信号。然而，只要不确定区域不比平稳区域大得多，损失就将被限制并且可以利用后处理来调整。

因此，在实施方案中，使延迟时间取决于所需的填充时间T。例如，在仪器重复率提供5ms总循环时间的情况下，对于大于2ms的注入时间，延迟时间可以作为填充时间的函数而减小。这具有潜在地降低定量准确度的效果(尽管这种效果可以通过合适的校准来降低或消除)，但是增加了占空比。

图10示出了依赖于目标m/z变化的延迟以及如何应用占空比恢复概念的示例性实施方案。这里，存在200Hz的最小期望重复率(对应于5ms循环时间)、0.6ms的依赖于四极杆的延迟以及3ms的依赖于注入过滤器的延迟。传统上，对于较大的m/z转变(例如，＞50Da左右)，注入时间可以仅为2ms，或者5ms限制被突破，仅留下40％的占空比。然而，在图10所描绘的方法中，随着期望的注入时间增长超过2ms，注入延迟减小相等的量，直到达到最小延迟。

在实施方案中，为了简单起见，该最小延迟可以与依赖于四极杆的延迟(例如，0.6ms)相同，或者其可以被有意地设置为更高(例如，大约1ms)，以给予解析四极杆26足够的时间来稳定，并且因为在该点处可以获得的离子的数量非常低，通过仅示出在1ms之后开始出现的离子的图6的信号演变曲线图来判断。

图11是将这两个所描述的过程集成到用于设置适当注入延迟的方法中的流程图。如图11所示，首先计算期望的m/z偏移(步骤60)，例如作为第一m/z目标与紧随第一m/z目标的第二m/z目标之间的m/z差值。然后，确定期望的m/z偏移是否小于阈值m/z差值，例如其中阈值基于注入过滤器23窗口的宽度(步骤61)。如果是这种情况，则可以使用相对短的延迟时间(例如0.6ms)(步骤62)作为将四极杆26(以及仪器中的其它装置)从透射第一m/z目标切换到透射第二m/z目标并且打开离子门32以开始离子在离子阱30中的累积之间的延迟时间。

如果期望的m/z偏移大于阈值，则确定期望的填充时间T是否小于阈值时间(步骤63)，其中阈值对应于总可用循环时间与期望的较长延迟时间之间的差值。如果期望的填充时间T小于阈值，则可以将延迟时间设置为期望的更长的延迟时间(例如，3ms)(步骤64)。如果期望的填充时间T大于阈值，则计算期望的填充时间T与阈值之间的差值(步骤65)，并且将延迟时间设定为对应于期望的较长延迟时间(例如，3ms)减去所计算的差值的值(步骤66)。

应当理解，实施方案提供了一种方法，其中注入延迟时间取决于m/z转变的大小而变化，同时考虑到多个连续透射窗口(例如，预过滤器23和四极杆26)的大小和定时。实施方案还提供一种占空比恢复方法，其中通常设置适于稳定信号的延迟，但是在较长的注入期间将该延迟减小到最小值以恢复以其它方式浪费的信号(以一些适度的定量准确度为代价)。

有利地，实施方案提供了一种直接的方法，该方法允许在需要时以高速恢复约40％的占空比，并且消除了将在短时间注入时发生的定量不准确性。还应当理解，使得次最大注入在它们的延迟时间中具有松弛的操作对于操作鲁棒性和定时抖动是有益的。

尽管上面已经描述了各种具体实施方案，但是多个替代方案和添加是可能的。

例如，对于离子电流的计算以及由此的定量的特别有用的改进是估计恢复的信号(例如，图6的″浪费的信号″部分)的相对传输并且适当地修改从测量的信号除以注入时间得到的任何电流估计。例如，参考图6，m/z 922信号的出现可以拟合到弧，其中该弧的任何注入的区域的积分近似为恢复的信号。弧的参数可随着m/z偏移或m/z而变化以更好地模拟离子损失。也可以使用其它函数，并且可以更适合于不同的m/z偏移。

延迟时间可以依赖于m/z目标以及依赖于m/z转变，或者不同的延迟可以应用于不同的广泛应用，诸如处理大量多电荷离子的应用，和/或可以知道离子遍历时间的变化的任何应用。

取决于m/z偏移是正还是负，可以使用不同的延迟，因为负偏移往往需要更多的时间用于电子器件来淬灭RF。

限定从短延迟到长延迟的转变的m/z偏移不必是固定的。其可以取决于对所应用的实际透射窗口的了解来进行。当透射窗口改变时，例如在注入过滤器23的透射窗口被设置为以图12所示的方式随m/z变化的情况下，这可以通过动态地设置触发长延迟所需的m/z切换来补偿。

由隔离四极杆26转变限定的最小延迟时间可在不仅理解目标离子如何透射而且还理解不需要的离子如何被允许通过的情况下设置。通常，隔离DC电压稳定到目标，从而生成扩展窗口；但是如果电子设计产生相反的效果，通常需要更长的延迟以防止不希望的离子共透射。因此，例如将应用于大的m/z转变(在占空比恢复期间)的最小注入时间与小的m/z转变分开可能是有利的。

作为两种水平之间的简单切换的替代方案，随m/z的偏移的延迟变化可拟合到曲线，诸如图7中的曲线图。可以针对每个仪器校准曲线或其它函数(样条)的参数。

可以考虑替代的或额外的(例如，多于两个)透射窗口。在上述实施方案中，忽略离子漏斗22和弯曲平杆24电压转变就足够了，因为两者都不是特别速率限制的，但是对于其它(或更快的)仪器来说，这可能不是那么清楚。因此，在一些实施方案中，布置在滤质器上游的″第一装置″可以是对质荷透射范围具有限制的任何装置。例如，第一装置可以是RF离子导向器，诸如离子漏斗22和/或弯曲平杆24。

另一个有利的实施方案是使前端离子光学器件的电压切换彼此去同步，以使转变与将要由分析器采样的离子已经从每个装置出射的大致时间匹配。这是复杂的，因为它需要对离子通过每个装置的遍历时间进行良好估计，但是提高了效率并且缩小了图6开始处的1ms死点。

尽管以上已经就其中离子在被质量分析器分析之前被累积在离子阱中(在延迟时间之后开始)的仪器描述了以上实施方案，但是各种进一步的实施方案涉及其中离子被连续地(或非常频繁地)发送到质量分析器并且随着时间累积质谱数据的仪器。此类仪器包括例如四极杆飞行时间(qToF)质谱仪和三重四极杆质谱仪。再次参考图1，在这些实施方案中，仪器不需要(并且因此可以不包括)离子存储器30。仪器可以仅包括位于质量分析器40上游的单个离子门32，或者可以不具有位于质量分析器40上游的任何离子门。

这些仪器可利用类似于上述累积延迟时间的延迟时间，但其中在切换目标m/z与开始采集质谱数据之间实施延迟。例如，可以使用离子门来防止离子在延迟时间段期间到达质量分析器，可以控制质量分析器以仅在延迟时间段之后开始采集数据，或者可以丢弃在延迟时间段期间采集的任何数据。应当理解，可以相应地修改上述实施方案，其中离子累积时间的概念被信号采集时间所取代。

尽管已经参考各种实施方案描述了本发明，但是应当理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可进行各种改变。

Claims (23)

1.一种操作分析仪器的方法，所述分析仪器包括：

第一滤质器；和

质量分析器，所述质量分析器布置在所述第一滤质器下游；

所述方法包括：

以操作模式操作所述第一滤质器，在所述操作模式下，所述第一滤质器透射具有在第一质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子，其中所述第一m/z窗口以第一m/z为中心；

在第一时间处将所述第一滤质器切换到操作模式，在所述操作模式下，所述第一滤质器透射具有在不同的第二m/z窗口内的质荷比的离子，其中所述第二m/z窗口以不同的第二m/z为中心；以及

在第二时间处开始在离子存储器中累积离子和/或开始采集质谱数据，其中所述第二时间在延迟时间之后跟随所述第一时间；

其中所述方法进一步包括：

确定所述第二m/z与所述第一m/z之间的差值是否小于阈值m/z差值；

当确定所述第二m/z与所述第一m/z之间的所述差值小于所述阈值m/z差值时：将所述延迟时间设置为第一延迟时间；以及

当确定所述第二m/z与所述第一m/z之间的所述差值大于所述阈值m/z差值时：将所述延迟时间设置为不同的第二延迟时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一延迟时间小于所述第二延迟时间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述仪器包括布置在所述第一滤质器上游的第一装置；

所述第一装置被配置为透射具有在第三质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子，其中所述第三质荷比(m/z)窗口的宽度大于所述第一质荷比(m/z)窗口和/或第二质荷比(m/z)窗口的宽度；并且

所述阈值m/z差值为(i)小于或等于所述第三质荷比(m/z)窗口的所述宽度；(ii)小于或等于所述第三质荷比(m/z)窗口的所述宽度的80％；(iii)小于或等于所述第三质荷比(m/z)窗口的所述宽度的60％；(iv)小于或等于所述第三质荷比(m/z)窗口的所述宽度的50％；或者(v)小于或等于所述第三质荷比(m/z)窗口的所述宽度的40％。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一装置是第二滤质器或RF离子导向器。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一装置是第二滤质器，并且其中所述方法进一步包括在所述第一时间处将所述第二滤质器从其中所述第二滤质器透射具有在以所述第一m/z为中心的所述第三质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子的操作模式切换到其中所述第二滤质器透射具有在以所述第二m/z为中心的第四m/z窗口内的质荷比的离子的操作模式。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述第一延迟时间随着所述离子存储器的变化的目标累积时间而恒定；并且/或者

所述第一延迟时间随着变化的目标采集时间而恒定。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述第二延迟时间取决于所述离子存储器的目标累积时间而变化；并且/或者

所述第二延迟时间取决于目标采集时间而变化。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括，当确定所述第二m/z与所述第一m/z之间的所述差值大于所述阈值m/z差值时：

确定目标累积或采集时间是否大于阈值时间；

当确定所述目标累积或采集时间小于所述阈值时间时：将所述第二延迟时间设置为第一值；以及

当确定所述目标累积或采集时间大于所述阈值时间时：将所述第二延迟时间设置为不同的第二值，其中所述第二值小于所述第一值。

9.一种操作分析仪器的方法，所述分析仪器包括：

第一滤质器；和

质量分析器，所述质量分析器布置在所述第一滤质器下游；

所述方法包括：

以第一操作模式操作所述第一滤质器，在所述第一操作模式下，所述第一滤质器透射具有在第一质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子，其中所述第一m/z窗口以第一m/z为中心；

在第一时间处将所述第一滤质器切换到第二操作模式，在所述第二操作模式下，所述第一滤质器透射具有在不同的第二m/z窗口内的质荷比的离子，其中所述第二m/z窗口以不同的第二m/z为中心；以及

在第二时间处开始在离子存储器中累积离子和/或开始采集质谱数据，其中所述第二时间在延迟时间之后跟随所述第一时间；

其中所述方法进一步包括：

确定目标累积或采集时间是否大于阈值时间；

当确定所述目标累积或采集时间小于所述阈值时间时：将所述延迟时间设置为第一值；以及

当确定所述目标累积或采集时间大于所述阈值时间时：将所述延迟时间设置为不同的第二值。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述不同的第二值小于所述第一值。

11.根据权利要求8、9或10所述的方法，包括：

当确定所述目标累积或采集时间小于所述阈值时间时：将所述第二延迟时间设置为恒定延迟时间；以及

当确定所述目标累积或采集时间大于所述阈值时间时：将所述第二延迟时间设置为随着目标累积或采集时间的增加而减小的值。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述仪器以循环方式操作，并且其中所述阈值或采集累积时间对应于所述仪器的总循环时间与所述第一值之间的差值。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述第一延迟时间取决于所述第二m/z而变化；并且/或者

所述第二延迟时间取决于所述第二m/z而变化。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述仪器包括布置在所述第一滤质器下游的离子门和布置在所述离子门下游的离子存储器；并且

开始在所述离子存储器中累积离子包括在所述第二时间处打开所述离子门以开始在所述离子存储器中累积离子。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述离子存储器是离子阱，诸如线性离子阱。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述离子存储器被配置为冷却所接收的离子和/或使其碎裂。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述质量分析器布置在所述离子存储器下游，并且其中所述方法包括在所述离子存储器中累积离子达所述目标累积时间，并且然后将离子从所述离子存储器传递到所述质量分析器用于分析。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述质量分析器是静电离子阱质量分析器或飞行时间质量分析器。

19.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述质量分析器是飞行时间(ToF)质量分析器或包括四极杆滤质器。

20.一种存储计算机软件代码的非暂态计算机可读存储介质，所述计算机软件代码当在处理器上执行时，执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

21.一种用于分析仪器的控制系统，所述控制系统被配置为致使所述分析仪器执行根据权利要求1至19中任一项所述的方法。

22.一种分析仪器，诸如质谱仪，包括根据权利要求21所述的控制系统。

23.一种分析仪器，包括：

第一滤质器；

质量分析器，所述质量分析器布置在所述第一滤质器下游；和控制系统，所述控制系统被配置为：

以第一操作模式操作所述第一滤质器，在所述第一操作模式下，所述第一滤质器透射具有在第一质荷比(m/z)窗口内的质荷比的离子，其中所述第一m/z窗口以第一m/z为中心；

在第一时间处将所述第一滤质器切换到第二操作模式，在所述第二操作模式下，所述第一滤质器透射具有在不同的第二m/z窗口内的质荷比的离子，其中所述第二m/z窗口以不同的第二m/z为中心；以及

在第二时间处开始在离子存储器中累积离子和/或开始采集质谱数据，其中所述第二时间在延迟时间之后跟随所述第一时间；

其中所述控制系统被进一步配置为：

(i)确定所述第二m/z与所述第一m/z之间的差值是否小于阈值m/z差值；(ii)当确定所述第二m/z与所述第一m/z之间的所述差值小于所述阈值m/z差值时：将所述延迟时间设置为第一延迟时间；以及(iii)当确定所述第二m/z与所述第一m/z之间的所述差值大于所述阈值m/z差值时：将所述延迟时间设置为不同的第二延迟时间；以及/或者

(iv)确定目标累积或采集时间是否大于阈值时间；(v)当确定所述目标累积或采集时间小于所述阈值时间时：将所述延迟时间设置为第一值；以及(vi)当确定所述目标累积或采集时间大于所述阈值时间时：将所述延迟时间设置为不同的第二值。