DE112015002734T5

DE112015002734T5 - Selbstkalibrierung von spektren unter verwendung von molekulargewichtsunterschieden anhand bekannter ladungszustände

Info

Publication number: DE112015002734T5
Application number: DE112015002734.3T
Authority: DE
Inventors: Jeffery Mark Brown; Paul Murray; Keith George Richardson
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2017-06-01
Also published as: WO2015189550A1; US10079136B2; GB201410470D0; GB2530369B; GB2530369A; GB201510298D0; US20170125222A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers offenbart, umfassend das Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die ersten Ionen einen ersten Ladungszustand aufweisen; Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen; Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die zweiten Ionen einen zweiten Ladungszustand aufweisen und wobei die zweiten Ionen protonierte oder Adduktvarianten der ersten Ionen umfassen; Ermitteln einer zweiten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der GB-Patentanmeldung Nr. 1410470.7 , eingereicht am 12. Juni 2014.
GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers, ein Massenspektrometrieverfahren und ein Massenspektrometer. Die Ausführungsformen beziehen sich auf Verfahren zum Kalibrieren eines Flugzeit-Massenspektrometers.
HINTERGRUND
Es ist bekannt, die Masse-zu-Ladungs-Verhältnis-Skala eines Massenspektrometers durch Anpassen von Daten aus bekannten Ionenpeaks (Referenzstandard) auf das zugrunde liegende Abtastungsgesetz, das vom Massenspektrometer verwendet wird (z. B. Flugzeitfunktion), zu kalibrieren. Diese Kalibrierung kann vor, nach und/oder während des Erfassens eines unbekannten Analyten durchgeführt werden.
Eine interne Kalibrierung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Kalibrierungsverfahren, wobei ein bekannter Referenzstandard zur Analytenprobe selbst hinzugefügt wird und die Mischung aus Analytenprobe und Referenzstandard danach ionisiert und massenanalysiert wird. Dieses Verfahren kann problematisch sein, da der Referenzstandard sorgfältig ausgewählt werden muss, so dass, wenn der Referenzstandard ionisiert wird, die Referenzstandardionen sodann mit einer ähnlichen Intensität wie jene des unbekannten Analyten erzeugt werden, um Sättigungseffekte zu minimieren oder vermeiden. Des Weiteren müssen die Referenzstandardionen Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse aufweisen, die sich von den Analytenionen unterscheiden, um Störeffekte zu vermeiden.
Eine üblichere Form der Kalibrierung ist bekannt und wird als externe Kalibrierung oder Lock-Massing bezeichnet. Die externe Kalibrierung oder das Lock-Massing bezieht sich auf ein Verfahren, wobei die Kalibrierung zu vordefinierten Kalibrierungszeitpunkten korrigiert wird. Dieser Ansatz basiert auf der Stabilität des Systems zwischen Kalibrierungszeitpunkten. Dies kann jedoch problematisch sein, wenn kurzzeitige Störungen der Komponenten des Massenspektrometers (z. B. Spannungsdrift) auftreten. Des Weiteren ist die externe Kalibrierung oder das Lock-Massing außerdem mit dem Problem verbunden, dass die Gesamtkosten des Massenspektrometers erhöht werden, da der Ansatz die Bereitstellung einer separaten dedizierten Ionisationsquelle erfordert, um den Referenzstand oder Lockmass-Ionen zu erzeugen. Des Weiteren muss das System vorübergehend zwischen dem Analyten und dem Referenzstandard wechseln, was zu einem Verlust von Analytendaten führt. Ein noch weiteres Problem bei bekannten externen Kalibrierungsverfahren besteht darin, dass das Massenspektrometer während des Erfassens zu vordefinierten Zeitpunkten wechselt, um eine Kalibrierungsprüfung durchzuführen, und dies kann manchmal zufällig mit einem Zeitpunkt zusammenfallen, an dem ein Analyt von Interesse aus z. B. einer Flüssigkeitschromatographie-Trennvorrichtung eluiert, was dazu führt, dass zumindest manche potentiellen Analytenionen von Interesse nicht erzeugt oder nachgewiesen werden.
Die US 2002/130259 (Anderson) offenbart ein Kalibrierungsverfahren in der Fourier-Transformations-Ionen-Cyclotron-Resonanz-Massenspektrometrie. Eine Ausführungsform umfasst das Identifizieren einer Mehrzahl von Ionen mit bekannten Massenunterschieden und mit unterschiedlichen Ladungszuständen und das Anpassen der Kalibrierungsparameter, um zu bewirken, dass die Mehrzahl von Ionen auf eine relative Position verschoben wird, die den bekannten Massenunterschieden entspricht. Danach wird das gemessene Masse-zu-Ladungs-Signal von Analytenionen unter Verwendung des angepassten Kalibrierungsparameters angepasst.
Die EP 1672673 (Palo Alto) offenbart ein Kalibrierungsverfahren, wobei Transformationsparameter A und B, die unter Verwendung mehrerer Peaks beobachteter Masse ermittelt wurden, verwendet werden, um ein gemessenes Massenspektrum gemäß Ax + B zu transformieren, wobei x die gemessene Masse ist. Der Achsenabschnitt B kann unter Verwendung von Massenmessungen eines einzeln geladenen Ions oder eines doppelt geladenen Ions geschätzt werden.
Es ist daher wünschenswert, ein verbessertes Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers bereitgestellt, das umfasst:
Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die ersten Ionen einen ersten Ladungszustand aufweisen;
Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen;
Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die zweiten Ionen einen zweiten unterschiedlichen Ladungszustand aufweisen und wobei die zweiten Ionen protonierte oder Adduktvarianten der ersten Ionen umfassen;
Ermitteln einer zweiten Masse oder eines zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und
Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.
Die Genauigkeit der Kalibrierungskorrektur kann anhand des Ladungsunterschieds zwischen dem ersten Ladungszustand und dem zweiten Ladungszustand ermittelt werden.
Die Genauigkeit der Kalibrierungskorrektur kann durch Erhöhen des Ladungsunterschieds zwischen dem ersten Ladungszustand und dem zweiten Ladungszustand verbessert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers bereitgestellt, das umfasst:
Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül und ersten Adduktionen abgeleitet sind;
Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen;
Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül und zweiten Adduktionen abgeleitet sind, wobei die zweiten Adduktionen eine zweite Masse aufweisen, die sich von den ersten Adduktionen unterscheidet;
Ermitteln einer zweiten Masse oder eines zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und
Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.
Für gewöhnlich wird dies bei Flugzeit-Massenanalysatoren, wenn die Kalibrierung „abdriftet”, typischerweise durch Wärmeveränderungen verursacht, die die Energieversorgungsausgaben ändern können oder eine Wärmeausdehnung des Flugröhre verursachen können. Der Kalibrierungsdrift bewirkt eine unbekannte Änderung des Verstärkungs- oder linearen Drifts in der Massenachse. Wenn die nach dem Drift gemessenen Massen mit dem Kehrwert des Verstärkungsfehlers multipliziert wurden, können sie genau korrigiert werden. Im Allgemeinen wird ein vorherrschender Fehler von Flugzeitkalibrierungen durch eine Änderung der Verstärkung verursacht. Terme höherer Ordnungen sowie der Flugzeit-Offset (Achsenabschnitt) werden durch Wärmedrifts im Allgemeinen nicht signifikant beeinflusst.
Gemäß diesen Ausführungsformen kann eine Kalibrierungskorrektur durch Messen von zweien Spezies von Analytenionen mit zwei unterschiedlichen Ladungszuständen oder zweien Spezies von Analytenionen, die von Adduktionen zweier unterschiedlicher Massen abgeleitet sind, ermittelt werden. Es ist daher möglich, Kalibrierungsdrifts zu berücksichtigen, wodurch die Genauigkeit von Massenmessungen verbessert wird. Weitere Ausführungsformen werden in Betracht gezogen, wobei die zwei (oder mehr) Spezies von Analytenionen von Adduktionen unterschiedlicher Massen sowie mit unterschiedlichen Ladungszuständen abgeleitet sein können.
Die Genauigkeit der Kalibrierungskorrektur kann anhand des Massenunterschieds zwischen den ersten Adduktionen und den zweiten Adduktionen ermittelt werden.
Die Genauigkeit der Kalibrierungskorrektur kann durch Erhöhen des Massenunterschieds zwischen den ersten Adduktionen und den zweiten Adduktionen verbessert werden.
Der Schritt des Ermittelns der Kalibrierungskorrektur kann das Ermitteln eines linearen Drifts α einer Masse, eines Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses oder einer Flugzeitskala des Massenspektrometers umfassen.
Der lineare Drift α kann anhand der Beziehung
ermittelt werden, wobei a der Ladungszustand der ersten Ionen ist, M_a' das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der ersten Ionen ist, b der Ladungszustand der zweiten Ionen ist, M_b' das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der zweiten Ionen ist und H die Masse eines Protons ist.
Der lineare Drift α kann anhand der Beziehung
ermittelt werden, wobei a der Ladungszustand der ersten Ionen ist, M_a' das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der ersten Ionen ist, Δ_a die Masse von Adduktionen ist, von denen die ersten Ionen abgeleitet sind, b der Ladungszustand der zweiten Ionen ist, M'_b das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der zweiten Ionen ist und Δ_b die Masse von Adduktionen ist, von denen die zweiten Ionen abgeleitet sind.
Das Verfahren kann des Weiteren das Verwenden der Kalibrierungskorrektur zum Korrigieren der Masse, des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses oder der Flugzeitskala oder zum Kalibrieren des Massenspektrometers umfassen.
Das Verfahren kann des Weiteren das Ermitteln eines Unsicherheitswerts für die Kalibrierungskorrektur umfassen.
Der Schritt des Ermittelns des Unsicherheitswerts kann das Ermitteln einer Standardabweichung Σ der Kalibrierungskorrektur umfassen, und wobei die Standardabweichung Σ anhand der Beziehung
ermittelt wird, wobei Σ_a die Standardabweichung ist, die mit der Messung der ersten Ionen assoziiert ist, Δ_a die Masse von Adduktionen ist, von denen die ersten Ionen abgeleitet sind, Σ_b die Standardabweichung ist, die mit der Messung der zweiten Ionen assoziiert ist, und Δ_b die Masse von Adduktionen ist, von denen die zweiten Ionen abgeleitet sind.
Das Verfahren kann des Weiteren umfassen:
Massenanalysieren von dritten Ionen, die vom Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die dritten Ionen einen dritten Ladungszustand aufweisen und wobei die dritten Ionen protonierte oder Adduktvarianten der ersten und der zweiten Ionen umfassen;
Ermitteln einer dritten Masse oder eines dritten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der dritten Ionen; und
Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses, der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der dritten Masse oder des dritten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.
Das Verfahren kann des Weiteren das Ermitteln eines Unsicherheitswerts für die Kalibrierungskorrektur durch Ermitteln einer Standardabweichung Σ der Kalibrierungskorrektur umfassen, und wobei die Standardabweichung Σ anhand der Beziehung
ermittelt wird, wobei Δ_a die Masse von Adduktionen ist, von denen die ersten Ionen abgeleitet sind, Σ_a die Standardabweichung ist, die mit der Messung der ersten Ionen assoziiert ist, Δ_b die Masse von Adduktionen ist, von denen die zweiten Ionen abgeleitet sind, Σ_b die Standardabweichung ist, die mit der Messung der zweiten Ionen assoziiert ist, Δ_c die Masse von Adduktionen ist, von denen die dritten Ionen abgeleitet sind, Σ_c die Standardabweichung ist, die mit der Messung der dritten Ionen assoziiert ist.
Das Verfahren kann des Weiteren das Ermitteln, ob die Kalibrierungskorrektur zum Korrigieren der Masse, des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses oder der Flugzeitskala oder zum Kalibrieren des Massenspektrometers anzuwenden ist, auf Basis des ermittelten Unsicherheitswerts umfassen.
Die Kalibrierungskorrektur kann angewandt werden, wenn der ermittelte Unsicherheitswert unter einem Schwellenwert liegt.
Die Kalibrierungskorrektur kann für jedes einer Mehrzahl unterschiedlicher Analytenmolekülen ermittelt werden und die ermittelten Kalibrierungskorrekturen werden kombiniert, um eine kombinierte Kalibrierungskorrektur zu erhalten.
Das Massenspektrometer kann ein Flugzeit-Massenspektrometer umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Massenspektrometrieverfahren bereitgestellt, das umfasst:
ein Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers wie oben erörtert.
Das Verfahren kann des Weiteren das Kalibrieren des Massenspektrometers ohne Zugabe eines Referenzstandards zu einer zu analysierenden Analytenprobe umfassen.
Das Verfahren kann des Weiteren das Kalibrieren des Massenspektrometers ohne Verwendung einer Ionenquelle zum Erzeugen einer Mehrzahl von Lockmass- oder Externe-Kalibrierungs-Ionen umfassen.
Das Verfahren kann des Weiteren das Durchführen einer erneuten Instrumentkalibrierung umfassen, wenn die Kalibrierungskorrektur einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Massenspektrometer bereitgestellt, das ein Steuersystem umfasst, das ausgebildet und ausgelegt ist zum:

(i) Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die ersten Ionen einen ersten Ladungszustand aufweisen;
(ii) Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen;
(iii) Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die zweiten Ionen einen zweiten Ladungszustand aufweisen und wobei die zweiten Ionen protonierte oder Adduktvarianten der ersten Ionen umfassen;
(iv) Ermitteln einer zweiten Masse oder eines zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und
(v) Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Massenspektrometer bereitgestellt, das ein Steuersystem umfasst, das ausgebildet und ausgelegt ist zum:

(i) Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül und ersten Adduktionen abgeleitet sind;
(ii) Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen;
(iii) Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül und zweiten Adduktionen abgeleitet sind, wobei die zweiten Adduktionen eine zweite Masse aufweisen, die sich von den ersten Adduktionen unterscheidet;
(iv) Ermitteln einer zweiten Masse oder eines zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und
(v) Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Massenspektrometer des Weiteren umfassen:

(a) eine Ionenquelle, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus; (i) einer Elektrosprayionisation-(ESI)-Ionenquelle; (ii) einer Atmosphärendruck-Photoionisation-(APPI)-Ionenquelle; (iii) einer Atmosphärendruck-Chemische-Ionisation-(APCI)-Ionenquelle; (iv) einer Matrixunterstützten-Laserdesorptionionisation-(MALDI)-Ionenquelle; (v) einer Laserdesorptionionisation-(LDI)-Ionenquelle; (vi) einer Atmosphärendruckionisation-(API)-Ionenquelle, (vii) einer Desorptionsionisation-auf-Silicium-(DIOS)-Ionenquelle; (viii) einer Elektronenstoß-(EI)-Ionenquelle; (ix) einer Chemische-Ionisation-(CI)-Ionenquelle; (x) einer Feldionisation-(FI)-Ionenquelle; (xi) einer Felddesorption-(FD)-Ionenquelle; (xii) einer Induktiv-Gekoppeltes-Plasma-(ICP)-Ionenquelle; (xiii) einer Schneller-Atombeschuss-(FAB)-Ionenquelle; (xiv) einer Flüssigkeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie-(LSIMS)-Ionenquelle; (xv) einer Desorption-Elektrosprayionisation-(DESI)-Ionenquelle; (xvi) einer radioaktiven Nickel-63-Ionenquelle; (xvii) einer Atmosphärendruck-Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisation-Ionenquelle; (xviii) einer Thermospray-Ionenquelle; (xix) einer Atmosphärenprobennahme-Glimmerentladungsionisation-(ASGDI)-Ionenquelle; (xx) einer Glimmerentladungs-(GD)-Ionenquelle; (xxi) einer Impactor-Ionenquelle; (xxii) einer Direktanalyse-in-Echtzeit-(DART)-Ionenquelle; (xxiii) einer Laserspray-Ionisation-(LSI)-Ionenquelle; (xxiv) einer Sonicspray-Ionisation-(SSI)-Ionenquelle; (xxv) einer Matrixunterstützte-Einlassionisation-(MAII)-Ionenquelle; und (xxvi) einer Lösungsmittelunterstützte-Einlassionisation-(SAII)-Ionenquelle; und/oder
(b) eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste Ionenquellen; und/oder
(c) eine oder mehrere Ionenführungen; und/oder
(d) eine oder mehrere Ionenmobilitätstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Feld-Asymmetrische-Ionenmobilität-Spektrometervorrichtungen; und/oder
(e) eine oder mehrere Ionenfallen oder eine oder mehrere Ioneneinfangregionen; und/oder
(f) eine oder mehrere Kollisions-, Fragmentierungs- oder Reaktionszellen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus: (i) einer Kollisionsinduzierte-Dissoziation-(CID)-Fragmentierungsvorrichtung; (ii) einer Oberflächeninduzierte-Dissoziation-(SID)-Fragmentierungsvorrichtung; (iii) einer Elektronentransferdissozation-(ETD)-Fragmentierungsvorrichtung; (iv) einer Elektroneneinfangdissoziation-(ECD)-Fragmentierungsvorrichtung; (v) einer Elektronenkollisions- oder Elektronenstoßdissoziation-Fragmentierungsvorrichtung; (vi) einer Photoinduzierte-Dissoziation-(PID)-Fragmentierungsvorrichtung; (vii) einer Laserinduzierte-Dissoziation-Fragmentierungsvorrichtung; (viii) einer Infrarotstrahleninduzierte-Dissoziation-Vorrichtung; (ix) eine UV-Strahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung; (x) einer Düsen-Skimmer-Schnittstellen-Fragmentierungsvorrichtung; (xi) einer Fragmentierungsvorrichtung in der Quelle; (xii) einer Kollisionsinduzierte-Dissoziation-Fragmentierungsvorrichtung in der Quelle; (xiii) einer Wärme- oder Temperaturquellen-Fragmentierungsvorrichtung; (xiv) einer Elektrisches-Feld-Induktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xv) einer Magnetisches-Feld-Induktions-Fragmentierungsvorrichtung; (xvi) einer Enzymverdau- oder Enzymabbau-Fragmentierungsvorrichtung; (xvii) einer Ion-Ion-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xviii) einer Ion-Molekül-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xix) einer Ion-Atom-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xx) einer Ion-Metastabiles-Ion-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xxi) einer Ion-Metastabiles-Molekül-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xxii) einer Ion-Metastabiles-Atom-Reaktion-Fragmentierungsvorrichtung; (xxiii) einer Ion-Ion-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxiv) einer Ion-Molekül-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produktionen; (xxv) einer Ion-Atom-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produktionen; (xxvi) einer Ion-Metastabiles-Ion-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produktionen; (xxvii) einer Ion-Metastabiles-Molekül-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produktionen; (xxviii) einer Ion-Metastabiles-Atom-Reaktion-Vorrichtung zum Reagieren von Ionen zum Bilden von Addukt- oder Produktionen; und (xxix) einer Elektronenionisationsdissoziation-(EID)-Fragmentierungsvorrichtung; und/oder
(g) einen Massenanalysator, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: (i) einem Quadropul-Massenanalysator; (ii) einem 2D- oder linearem Quadrupol-Massenanalysator; (iii) einem Paul- oder 3D-Quadrupol-Massenanalysator; (iv) einem Penning-Falle-Massenanalysator; (v) einem Ionenfalle-Massenanalysator; (vi) einem Magnetsektor-Massenanalysator; (vii) einem Ion-Cyclotron-Resonanz-(ICR)-Massenanalysator; (viii) einem Fourier-Transformations-Ionen-Cyclotron-Resonanz-(FTICR)-Massenanalysator; (ix) einem elektrostatischen Massenanalysator, der so ausgebildet ist, dass er ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potenzialverteilung erzeugt; (x) einem elektrostatischen Fourier-Transformations-Massenanalysator; (xi) einem Fourier-Transformations-Massenanalysator; (xii) einem Flugzeit-Massenanalysator; (xiii) einem Orthogonale-Beschleunigung-Flugzeit-Massenanalysator; und (xiv) einem Lineare-Beschleunigung-Flugzeit-Massenanalysator; und/oder
(h) einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren; und/oder
(i) einen oder mehrere Ionendetektoren; und/oder
(j) einen oder mehrere Massenfilter, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus; (i) einem Quadrupol-Massenanalysator; (ii) einer 2D- oder linearen Quadrupol-Ionenfalle; (iii) einer Paul- oder 3D-Quadrupol-Ionenfalle; (iv) einer Penning-Ionenfalle; (v) einer Ionenfalle; (vi) einem Magnetsektor-Massenfilter; (vii) einem Flugzeit-Massenfilter; und (viii) einem Wien-Filter; und/oder
(k) eine Vorrichtung oder ein Ionengate zum Pulsieren von Ionen; und/oder
(l) eine Vorrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen Ionenstrahls in einen gepulsten Ionenstrahl.

Das Massenspektrometer kann des Weiteren entweder umfassen:

(i) eine C-Falle und einen Massenanalysator, umfassend eine zylinderähnliche Außenelektrode und eine coaxiale spindelähnliche Innenelektrode, die ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potenzialverteilung erzeugen, wobei Ionen in einem ersten Betriebsmodus zur C-Falle befördert werden und danach in den Massenanalysator injiziert werden, und wobei Ionen in einem zweiten Betriebsmodus zur C-Falle befördert werden und danach zu einer Kollisionszellen- oder Elekronentransferdissoziation-Vorrichtung, wobei zumindest manche der Ionen in Fragmentionen fragmentiert werden, und wobei die Fragmentionen sodann zur C-Falle befördert werden, bevor sie in den Massenanalysator injiziert werden; und/oder
(ii) eine Stapelring-Ionenführung, umfassend eine Mehrzahl von Elektroden, die jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die Ionen in Verwendung befördert werden, und wobei die Beabstandung der Elektroden entlang der Länge des Ionenwegs zunimmt, und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem vorgeschalteten Abschnitt der Ionenführung einen ersten Durchmesser aufweisen, und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem nachgeschalteten Abschnitt der Ionenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und wobei entgegengesetzte Phasen einer Wechsel- oder HF-Spannung in Verwendung auf aufeinanderfolgende Elektroden angewandt werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Massenspektrometer des Weiteren eine Vorrichtung, die so ausgebildet und ausgelegt ist, dass sie eine Wechsel-(AC)- oder HF-Spannung zu den Elektroden speist. Die AC- oder HF-Spannung kann eine Amplitude aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: (i) < 50 V Peak zu Peak; (ii) 50–100 V Peak zu Peak; (iii) 100–150 V Peak zu Peak; (iv) 150–200 V Peak zu Peak; (v) 200–250 V Peak zu Peak; (vi) 250–300 V Peak zu Peak; (vii) 300–350 V Peak zu Peak; (viii) 350–400 V Peak zu Peak; (ix) 400–450 V Peak zu Peak; (x) 450–500 V Peak zu Peak; und (xi) > 500 V Peak zu Peak.
Die AC- oder HF-Spannung kann eine Frequenz aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: (i) < 100 kHz; (ii) 100–200 kHz; (iii) 200–300 kHz; (iv) 300–400 kHz; (v) 400–500 kHz; (vi) 0,5–1,0 MHz; (vii) 1,0–1,5 MHz; (viii) 1,5–2,0 MHz; (ix) 2,0–2,5 MHz; (x) 2,5–3,0 MHz; (xi) 3,0–3,5 MHz; (xii) 3,5–4,0 MHz; (xiii) 4,0–4,5 MHz; (xiv) 4,5–5,0 MHz; (xv) 5,0–5,5 MHz; (xvi) 5,5–6,0 MHz; (xvii) 6,0–6,5 MHz; (xviii) 6,5–7,0 MHz; (xix) 7,0–7,5 MHz; (xx) 7,5–8,0 MHz; (xxi) 8,0–8,5 MHz; (xxii) 8,5–9,0 MHz; (xxiii) 9,0–9,5 MHz; (xxiv) 9,5–10,0 MHz; und (xxv) > 10,0 MHz.
Das Massenspektrometer kann außerdem eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung umfassen, die einer Ionenquelle vorgeschaltet ist. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Chromatographietrennvorrichtung eine Flüssigkeitschromatographie- oder Gaschromatographievorrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Trennvorrichtung umfassen: (i) eine Kapillarelektrophorese-(CE)-Trennvorrichtung; (ii) eine Kapillarelektrochromatographie-(CEC-Trennvorrichtung; (iii) eine Trennvorrichtung mit mehrschichtigem mikrofluidem Substrat auf Basis von im Wesentlichen steifer Keramik (Keramikfliesen); oder (vi) einer Überkritische-Fluidchromatographie-Trennvorrichtung.
Die Ionenführung kann auf einem Druck gehalten werden, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: (i) < 0,0001 mbar; (ii) 0,0001–0,001 mbar; (iii) 0,001–0,01 mbar; (iv) 0,01–0,1 mbar; (v) 0,1–1 mbar; (vi) 1–10 mbar; (vii) 10–100 mbar; (viii) 100–1000 mbar; und (ix) > 1000 mbar.
Gemäß einer Ausführungsform können Analytenionen einer Elektronentransferdissoziation-(ETD)-Fragmentierung in einer Elektronentransferdissoziation-Fragmentierungsvorrichtung unterzogen werden. Analytenionen können veranlasst werden, mit ETD-Reagensionen innerhalb einer Ionenführung oder Fragmentierungsvorrichtung zu interagieren.
Gemäß einer Ausführungsform werden, um eine Elektronentransferdissoziation zu bewirken, entweder: (a) Analytenionen fragmentiert oder induziert, um zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, nachdem sie mit Reagensionen reagiert haben; und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytenionen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, sich zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (c) Analytenionen fragmentiert oder induziert, um sich dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, nachdem sie mit neutralen Reagensgasmolekülen oder -atomen oder einem nicht-ionischen Reagensgas reagiert haben; und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen basischen Gasen oder Dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen befördert, wobei danach wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, sich zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (e) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Superbasen-Reagensgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen befördert werden, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, sich zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Alkalimetallgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen befördert werden, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, sich zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (g) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Gasen, Dämpfen oder Atomen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen befördert werden, wobei danach zumindest manche der mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen induziert werden, sich zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, wobei das bzw. der eine oder die mehreren neutralen, nicht-ionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus: (i) Natriumdampf oder -atomen; (ii) Lithiumdampf oder -atomen; (iii) Kaliumdampf oder -atomen; (iv) Rubidiumdampf oder -atomen; (v) Cäsiumdampf oder -atomen; (vi) Frankiumdampf oder -atomen; (vii) C₆₀-Dampf oder -atomen; und (viii) Magnesiumsdampf oder -atomen.
Die mehrfach geladenen Analytenkationen oder positiv geladenen Ionen können Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform sind, um eine Elektronentransferdissoziation zu bewirken: (a) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet; und/oder (b) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von der Gruppe abgeleitet, bestehend aus: (i) Anthracen; (ii) 9,10-Diphenylanthracen; (iii) Naphthalen; (iv) Fluor; (v) Phenanthren; (vi) Pyren; (vii) Fluoranthen; (viii) Chrysen; (ix) Triphenylen; (x) Perylen; (xi) Acridin; (xii) 2,2'-Dipyridyl; (xiii) 2,2'-Bichinolin; (xiv) 9-Anthracencarbonitril; (xv) Dibenzothiophen; (xvi) 1,10'-Phenanthrolin; (xvii) 9'-Anthracencarbonitril; und (xviii) Anthrachinon; und/oder (c) umfassen die Reagensionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzolanionen oder Azobenzolradikalanionen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Prozess der Elektronentransferdissoziation-Fragmentierung das Interagieren von Analytenionen mit Reagensionen, wobei die Reagensionen Dicyanobenzol, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird nun eine Ausführungsform beschrieben.
Das Molekulargewicht eines Analytenmoleküls, das anhand zweier unterschiedlicher Ladungszustand-Analytenionenpeaks berechnet wurde, wobei die Analytenionen durch die Zugabe bekannter Adduktspezies (z. B. ein Proton oder ein Natrium- oder Kaliumatom) geladen wurden, sollte für eine perfekt kalibrierte Masse-zu-Ladungs-Verhältnis-Skala gleich sein.
In der Praxis jedoch unterscheiden sich die ermittelten Molekulargewichte geringfügig, da die Masse-zu-Ladungs-Verhältnis-Skala wahrscheinlich gedriftet ist und somit nicht perfekt kalibriert ist.
Wenn die Masse-zu-Ladungs-Verhältnis-Skala um einen Instrumentdriftfaktor gedriftet ist, ist es gemäß der Ausführungsform möglich, den Instrumentdrift auf Basis des Unterschieds des berechneten Molekulargewichts eines Analyten auf Basis entsprechender Analytenionen mit unterschiedlichen Ladungszuständen zu berechnen (und dieses somit zu korrigieren).
Für ein Massenspektrum, das ein einzeln geladenes Ion und ein entsprechendes doppelt geladenes Ion der gleichen unbekannten Analytenspezies kann das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis M₁ des einzeln geladenen (protonierten) Analytenions wie folgt ausgedrückt werden: M₁ = mw + H (1) wobei mw das Molekulargewicht des Analytenmoleküls ist und H die Masse eines Protons ist.
Gleichermaßen kann das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis M₂ der doppelt geladenen Spezies ausgedrückt werden als: M₂ = (mw + 2H)/2 (2)
Dies ergibt die Beziehung: 2M₂ = M₁ + H (3) H = 2M₂ – M₁ (4)
Ein linearer Drift α in der Kalibrierung würde zu gemessenen Masse-zu-Ladungs-Werten führen: M₁' = αM₁ (5) M₂' = αM₂ (6)
Demgemäß: H' = αH (7) α = H'/H (8) H = 2M₂' – M₁' (9)
Aus diesem Grund kann der lineare Drift α in der Kalibrierung in Bezug auf einzeln geladene und doppelt geladene Ionen wie folgt ausgedrückt werden:
Der obige Ausdruck, der sich auf den linearen Drift α bezieht, der in Bezug auf einzeln und doppelt geladene Ionen ausgedrückt ist, kann verallgemeinert werden, so dass zwei beliebige Ladungszustände (a und b) abgedeckt werden, wodurch der folgende Ausdruck erhalten wird:
Wenn der Ladungszustandsunterschied auf den Einschluss von Addukten wie z. B. Natrium oder Kalium (anstatt H) zurückzuführen ist, verbessert die größere Masse des Addukts sodann die Genauigkeit des Korrekturfaktors.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird das gleiche Addukt verwendet, um die zwei unterschiedlichen Ladungszustände von Analytenionen zu erzielen. Es werden jedoch Ausführungsformen in Betracht gezogen, bei denen ein Typ von Analytenionen verwendet wird, um einen ersten Ladungszustand zu erhalten, und ein zweiter unterschiedlicher Typ von Analytenionen verwendet wird, um einen zweiten Ladungszustand zu erhalten.
Bei einer Ausführungsform kann die Standardabweichung des ermittelten linearen Drifts α unter Verwendung eines probalistischen Ansatzes berechnet werden, wie nachstehend gezeigt.
Die zwei beobachteten Spezies stehen durch die unbekannte gemeinsame Masse mw in Beziehung, wobei sie sich durch bekannte Adduktmassen Δ₁ und Δ₂ unterscheiden, die bei bekannten Ladungszustände a und b gemessen werden, mw + Δ₁ (12) mw + Δ₂ (13) gemessen bei bekannten Ladungszuständen a und b. Man bemerke, dass die Adduktmassen Δ₁ und Δ₂ eine beliebige Änderung der Masse in Bezug auf Ionisation beinhalten (z. B. Zugabe von Protonen oder Elektronenverlust). Bei diesen Ausdrücken beziehen sich die tiefgestellten Zeichen 1 und 2 auf den Adduktindex und nicht auf den Ladungszustand. Tatsächlich können die zwei Ladungszustände gleich sein, wobei sodann a = b.
Die zwei Spezies ergeben zwei gemessene m/z-Werte M'₁ und M'₂, mit entsprechenden Unsicherheiten σ₁ und σ₂, M'₁ ± σ₁ (14) M'₂ ± σ₂ (15)
Die gemessene Massenachse wird durch einen unbekannten Verstärkungs- oder linearen Drift α gestört, so dass (vgl. Gleichungen (5) und (6)):
Angesichts dessen, dass die Messungen von M'₁ und M'₂ nicht perfekt sind und Unsicherheiten in sich bergen, würde der lineare Drift α, der unter Verwendung dieser Messungen ermittelt wird, auch Unsicherheiten in sich tragen, die durch dessen Standardabweichung charakterisiert werden können.
Unter der Annahme, dass die Messung von M'₁ wahrscheinlich die Form einer Gauß-Verteilung annimmt, dann ist die Probabilität, dass der Wert M'₁ beobachtet wird:
Gleichermaßen für M'₂:
Stattdessen können auch andere Verteilungswahlen getroffen werden, angesichts angemessener massenspektrometrischer Peakformen ist die Gauß-Form für gewöhnlich jedoch passend.
Da der Wert von mw unbekannt ist und nicht von primärem Interesse ist, kann er als „Störvariable” behandelt werden und mathematisch aus den Gleichungen (18) und (19) entfernt werden (dies ist als „Marginalisierung der mw-Variable” bekannt).
Unter Verwendung des Bayes-Theorem und (der Einfachheit wegen) unter Annahme gleichmäßiger A-priori-Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf mw und α wird ein Ausdruck für die Probabilitätsverteilung (Schlussfolgerung) für α erhalten:
wobei K eine Normalisierungskonstante ist,
Zusammengefasst ist der lineare Drift oder Korrekturfaktor α, der für die Kalibrierung zu verwenden ist, der Unterschied der gemessenen Massen in unterschiedlichen Ladungszustände (d. h. das Produkt des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der Ladung) geteilt durch den Unterschied der Adduktmassen, die verwendet werden, um die unterschiedlichen Ladungszustände zu erhalten. Man bemerke, dass, wenn Δ₁ = aH und Δ₂ = bH, M₁' = M_a' und M₂' = M_b', dieser Ausdruck mit Gleichung (11) identisch ist.
Σ₁ = aσ₁ (23) Σ₂ = bσ₂ (24)
Für Daten mit ausreichender Qualität ist die Probabilitätsverteilung von α ungefähr eine Gauß-Probabilitätsverteilung, die auf α₀ zentriert ist, mit einer Standardabweichung von Σ. Beispielsweise wenn M'₁ und M'₂ einzeln geladen und mit 1 ppm (mw × 10^–6 Da) gemessen werden, dann beträgt die Unsicherheit in der linearen Verschiebung α:
Die erzielbare Genauigkeit, die umgekehrt proportional zur Standardabweichung Σ ist, steht daher direkt mit dem Unterschied der Adduktmasse geteilt durch das Molekulargewicht |Δ₁ – Δ₂|/mw in Beziehung. Anders ausgedrückt kann die Genauigkeit durch Erhöhen des Massenunterschieds zwischen den zwei Typen von Adduktionen verbessert werden, die verwendet wurden, um die zwei unterschiedlichen Ladungszustände zu erzielen.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, den Faktor mw/(Δ1 – Δ₂) zu minimieren und dies kann z. B. unter Verwendung von größeren ladungstragenden Addukten und/oder durch Erzeugen von größere Ladungsunterschieden unter Verwendung von z. B. Ladungsabtragungs- oder Aufladungsverfahren erzielt werden. (Es sei angemerkt, dass, auch wenn die Ladungsunterschiede in diesem Faktor nicht explizit aufscheinen, es normalerweise der Fall ist, dass der Adduktunterschied mit zunehmender Ladung ebenfalls zunimmt.)
Die gleiche Logik kann auf das Szenario angewandt werden, das drei oder mehr bekannte Addukte vorhanden sind. Im Fall von drei Addukten:
Gleichung (27) reduziert sich auf die 2-Addukt-Gleichung (25), wenn eine der Messungen uninformativ wird (z. B. die Grenze Σ₃ neigt gegen unendlich).
Neben der Schwankung von Effekten wie Temperatur und Spannungsstabilität, die einen systematischen Fehler in die Genauigkeit der Masse einbringen, sollten auch andre Fehlerquellen berücksichtigt werden. Beispielsweise bringt ein absoluter Messfehler, der von systematischen Kalibrierungsfehlern abhängt, ebenfalls einen Fehler ein. Schwerpunktbemessungsfehler bringen ebenfalls Fehler ein und chemische und elektronische Störungen beeinflussen die Messungen gleichermaßen.
Gemäß den Ausführungsformen kann ein linearer Drift oder eine Massenkorrektur unter Verwendung von Messungen eines einzelnen Experiments mit Analytenionen in zwei unterschiedlichen Ladungszuständen und/oder von zwei unterschiedlichen Adduktionen abgeleitet ermittelt werden. Es kann Fälle geben, in denen mehrere bestimmte Sätze von Spezies von Analytenionen vorhanden sind, wobei jeder Satz von Spezies eine Basisverbindung mit unbekanntem Molekulargewicht und einen bekannten Satz von Adduktionen umfasst, z. B. bei der Analyse von Komplexmischungen. In diesen Fällen können die linearen Drifts oder Massenkorrekturen, die anhand jedes Satzes von Spezies ermittelt wurden, nach Bedarf kombiniert werden und können die entsprechenden Unsicherheiten ermittelt und berücksichtigt werden, um einen linearen Drift/eine Massenkorrektur mit verbesserter Genauigkeit/verringerter Unsicherheit bereitzustellen.
Es kann Fälle geben, in denen ermittelt wird, dass die Unsicherheit im anzuwendenden linearen Drift mit dem Drift, der ggf. aufgetreten ist, vergleichbar oder höher als dieser ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die berechnete Unsicherheit sodann verwendet werden, um zu ermitteln, ob die Korrektur angewandt werden sollte. Außerdem oder alternativ kann die Unsicherheit verwendet werden, um zu ermitteln, ob mehr Sätze von Analytenspezies in den Daten lokalisiert werden und für die Berechnung eines linearen Drifts verwendet werden sollten, um die Unsicherheit auf einen vordefinierten Schwellenwert oder darunter zu verringern.
Ausführungsformen werden in Betracht gezogen, wobei eine erneute Instrumentkalibrierung induziert werden kann, wenn die Größenordnung der Kalibrierungskorrektur oder des linearen Drifts einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Die Instrumentkalibrierung kann eine Kalibrierungsaktualisierung unter Verwendung von z. B. Lockmass- oder eine Kalibrierung des gesamten Instruments sein.
Beispiel 1
Gemäß einem ersten Beispiel kann ein Analyt mit einem ungefähren Molekulargewicht von 1000 in Betracht gezogen werden.
Gemäß diesem Beispiel ist die Masse der Adduktionen (Kaliumaddukte) M₁ = 156 und M₂ = 39 und gemäß diesem Beispiel ist der erste Ladungszustand a = 4 und ist der zweite Ladungszustand b = 1.
Wenn das Massenspektrometer einen Instrumentdrift von 10 ppm aufweist, beträgt der Unterschied des gemessenen Molekulargewichts zwischen dem vierten und dem ersten Ladungszustand gemäß der Ausführungsform 1,2 ppm (± 0,2 ppm Standardabweichung für jeden Peak), und dies führt zu einer erforderlichen Korrektur von 10 ppm ± 1,7 ppm.
Die Ausführungsform führt nach der Korrektur daher zu einer wesentlichen Verbesserung (ungefähr ein Faktor von ×5).
Es kann wünschenswert sein, den Faktor (mw/(M_a × (a – b))) zu minimieren, und dies kann unter Verwendung von größeren Addukten und durch Erzeugen größerer Ladungsunterschiede mithilfe von Ladungsabtragungsverfahren durchgeführt werden.
Beispiel 2
Es wird nun ein zweites Beispiel erläutert. Gemäß dem zweiten Beispiel kann ein axiales Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisation-Massenspektrometer verwendet werden, das zur Herstellung von Ionen mit einer relativ hohen Ladungszahl führt. Die Ionen werden durch Laserspray-Ionisation erzeugt.
Ein Analyt mit einem Molekulargewicht von 5700 kann in Betracht gezogen werden. Das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis von MALDI-Matrixionen kann 224 sein und gemäß diesem Beispiel ist der erste Ladungszustand a = 8 und ist der zweite Ladungszustand b = 1.
Wenn das Massenspektrometer einen Instrumentdrift von 100 ppm aufweisen würde, würde der Unterschied der Molekulargewichte, die gemäß der Ausführungsform berechnet wurden, 27 ppm betragen (± 5 ppm Standardabweichung für jeden Peak). Dies würde zu einer Korrektur von 100 ppm ± 18 ppm führen, was einer ungefähr 5-fachen Verbesserung entspricht.
Auch wenn die hier beschriebene Technologie unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass diverse Änderungen an Form und Details vorgenommen werden können, ohne sich vom Umfang der folgenden Ansprüche zu entfernen.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers, das umfasst: Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die ersten Ionen einen ersten Ladungszustand aufweisen; Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen; Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die zweiten Ionen einen zweiten Ladungszustand aufweisen und wobei die zweiten Ionen protonierte oder Adduktvarianten der ersten Ionen umfassen; Ermitteln einer zweiten Masse oder eines zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Genauigkeit der Kalibrierungskorrektur anhand des Unterschieds der Ladung zwischen dem ersten Ladungszustand und dem zweiten Ladungszustand ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Genauigkeit der Kalibrierungskorrektur durch Erhöhen des Unterschieds der Ladung zwischen dem ersten Ladungszustand und dem zweiten Ladungszustand verbessert wird.
Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers, das umfasst: Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül und ersten Adduktionen abgeleitet sind; Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen; Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül und zweiten Adduktionen abgeleitet sind, wobei die zweiten Adduktionen eine zweite Masse aufweisen, die sich von den ersten Adduktionen unterscheidet; Ermitteln einer zweiten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Genauigkeit der Kalibrierungskorrektur anhand des Unterschieds der Masse zwischen den ersten Adduktionen und den zweiten Adduktionen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Genauigkeit der Kalibrierungskorrektur durch Erhöhen des Unterschieds der Masse zwischen den ersten Adduktionen und den zweiten Adduktionen verbessert wird.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der Schritt des Ermittelns der Kalibrierungskorrektur das Ermitteln eines linearen Drifts α einer Masse, eines Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses oder einer Flugzeitskala des Massenspektrometers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der lineare Drift α anhand der Beziehung
ermittelt wird, wobei a der Ladungszustand der ersten Ionen ist, M'_a das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der ersten Ionen ist, b der Ladungszustand der zweiten Ionen ist, M'_b das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der zweiten Ionen ist und H die Masse eines Protons ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der lineare Drift α anhand der Beziehung
ermittelt wird, wobei a der Ladungszustand der ersten Ionen ist, M_a' das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der ersten Ionen ist, Δ_a die Masse von Adduktionen ist, von denen die ersten Ionen abgeleitet sind, b der Ladungszustand der zweiten Ionen ist, M'_b das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der zweiten Ionen ist und Δ_b die Masse von Adduktionen ist, von denen die zweiten Ionen abgeleitet sind.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, das des Weiteren das Verwenden der Kalibrierungskorrektur zum Korrigieren der Masse, des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses oder der Flugzeitskala oder zum Kalibrieren des Massenspektrometers umfasst.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, das des Weiteren das Ermitteln eines Unsicherheitswerts für die Kalibrierungskorrektur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Ermittelns des Unsicherheitswerts das Ermitteln einer Standardabweichung Σ der Kalibrierungskorrektur umfasst, und wobei die Standardabweichung Σ anhand der Beziehung
ermittelt wird, wobei Σ_a die Standardabweichung ist, die mit der Messung der ersten Ionen assoziiert ist, Δ_a die Masse von Adduktionen ist, von denen die ersten Ionen abgeleitet sind, Σ_b die Standardabweichung ist, die mit der Messung der zweiten Ionen assoziiert ist, und Δ_b die Masse von Adduktionen ist, von denen die zweiten Ionen abgeleitet sind.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, das umfasst: Massenanalysieren von dritten Ionen, die vom Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die dritten Ionen einen dritten Ladungszustand aufweisen und wobei die dritten Ionen protonierte oder Adduktvarianten der ersten und der zweiten Ionen umfassen; Ermitteln einer dritten Masse oder eines dritten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der dritten Ionen; und Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses, der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der dritten Masse oder des dritten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 13, das des Weiteren das Ermitteln eines Unsicherheitswerts für die Kalibrierungskorrektur durch Ermitteln einer Standardabweichung Σ der Kalibrierungskorrektur umfasst, und wobei die Standardabweichung Σ anhand der Beziehung
ermittelt wird, wobei Δ_a die Masse von Adduktionen ist, von denen die ersten Ionen abgeleitet sind, Σ_a die Standardabweichung ist, die mit der Messung der ersten Ionen assoziiert ist, Δ_b die Masse von Adduktionen ist, von denen die zweiten Ionen abgeleitet sind, Σ_b die Standardabweichung ist, die mit der Messung der zweiten Ionen assoziiert ist, Δ_c die Masse von Adduktionen ist, von denen die dritten Ionen abgeleitet sind, Σ_c die Standardabweichung ist, die mit der Messung der dritten Ionen assoziiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, das des Weiteren das Ermitteln, ob die Kalibrierungskorrektur zum Korrigieren der Masse, des Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses oder der Flugzeitskala oder zum Kalibrieren des Massenspektrometers anzuwenden ist, auf Basis des ermittelten Unsicherheitswerts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Kalibrierungskorrektur angewandt wird, wenn der ermittelte Unsicherheitswert unter einem vordefinierten Schwellenwert liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Kalibrierungskorrektur für jedes einer Mehrzahl unterschiedlicher Analytenmolekülen ermittelt wird und die ermittelten Kalibrierungskorrekturen kombiniert werden, um eine kombinierte Kalibrierungskorrektur zu erhalten.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das Massenspektrometer ein Flugzeit-Massenspektrometer umfasst.
Massenspektrometrieverfahren, das umfasst: ein Verfahren zum Kalibrieren eines Massenspektrometers nach einem vorstehenden Anspruch.
Massenspektrometrieverfahren nach Anspruch 19, das des Weiteren das Kalibrieren des Massenspektrometers ohne Zugabe eines Referenzstandards zu einer zu analysierenden Analytenprobe umfasst.
Massenspektrometrieverfahren nach Anspruch 19 oder 20, das des Weiteren das Kalibrieren des Massenspektrometers ohne Verwendung einer Ionenquelle zum Erzeugen einer Mehrzahl von Lockmass- oder Externe-Kalibrierungs-Ionen umfasst.
Massenspektrometrieverfahren nach Anspruch 19 oder 20, das des Weiteren das Durchführen einer erneuten Instrumentkalibrierung umfasst, wenn die Kalibrierungskorrektur einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet.
Massenspektrometer, das ein Steuersystem umfasst, das ausgebildet und ausgelegt ist zum: (i) Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die ersten Ionen einen ersten Ladungszustand aufweisen; (ii) Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen; (iii) Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül abgeleitet sind, wobei die zweiten Ionen einen zweiten Ladungszustand aufweisen und wobei die zweiten Ionen protonierte oder Adduktvarianten der ersten Ionen umfassen; (iv) Ermitteln einer zweiten Masse oder eines zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und (v) Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.
Massenspektrometer, das ein Steuersystem umfasst, das ausgebildet und ausgelegt ist zum: (i) Massenanalysieren von ersten Ionen, die von einem Analytenmolekül und ersten Adduktionen abgeleitet sind; (ii) Ermitteln einer ersten Masse oder eines ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der ersten Ionen; (iii) Massenanalysieren von zweiten Ionen, die vom Analytenmolekül und zweiten Adduktionen abgeleitet sind, wobei die zweiten Adduktionen eine zweite Masse aufweisen, die sich von den ersten Adduktionen unterscheidet; (iv) Ermitteln einer zweiten Masse oder eines zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses der zweiten Ionen; und (v) Ermitteln einer Kalibrierungskorrektur auf Basis der ersten Masse oder des ersten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses und der zweiten Masse oder des zweiten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses.