[发明专利]用于液体基质辅助激光解吸/电离质谱法的改进型离子源靶

说明书

发明领域

本发明涉及基质辅助激光解吸/电离(MALDI)领域和MALDI质谱法(MS)。更具体地，本发明涉及适合于在液体MALDI法中与液体基质(如甘油和乳酸)一起使用的改进型靶，例如在红外(IR)液体MALDIMS中所用的，优选的是使用飞行时间(TOF)型仪器。本发明还涉及使用这种改进型离子源靶的离子源、质谱仪、MALDI方法和质谱法。

发明背景

传统的质谱法对于低分子量化合物的分析非常有用。然而，对于高分子量化合物，例如生物聚合物如蛋白质和碳水化合物，需要解决的问题是把较不容易挥发的高分子在气相中转变成完整的、离析的、离子化的分子。已经开发了许多所谓解吸/电离技术来解决这个问题。在电场解吸法中，对样品施加强电场。在快原子轰击和²⁵²Cf等离子体解吸中，样品被高能离子或原子轰击。在热喷雾电离和电喷雾电离方法中，直接从小的、带电液滴产生离子。激光解吸/电离(LDI)和新开发的这种方法的变化形式“基质辅助激光解吸/电离”(MALDI)利用短的、强激光脉冲诱导完整的气态离子的形成。

在用于解吸法的激光的选择中，两个因素是主要的。首先，向样品的高效可控的能量传递要求在激光波长下分子的共振吸收。因此，以可以与电子状态耦合的紫外光(UV)或者以可以激发再振动状态的中红外(中-IR)的激光发射到目前为止表现出最好的结果。第二，为了避免热分解，能量必须在非常短的时间内被传递。通常使用在1-20纳秒数量级持续时间的激光脉冲或“发射”。给定短的脉冲持续时间，并且激光束可以容易地聚焦在比离子源的其它尺寸小的点上，所以，基本在空间和时间的点源处产生离子，作为“束”离子。离子的这种脉冲解吸便于使用飞行时间(TOF)型质量分析仪，它可对于每次激光发射记录完整的质谱。然而，LDI法也可以适用于其它质谱仪，包括磁象限仪、四极仪、傅里叶变换离子回旋加速器共振(FT-ICR)和离子阱型仪器。

在飞行时间(TOF)型质量分析仪中，离子速度被用来测定其质量电荷比(m/z)。离子束被一般为1-30kV的电势加速到固定动能。在离子束内特定离子的速度正比于(m_i/z_i)^-1/2，其中，m_i/z_i是离子的质量电荷比。然后让离子通过长度一般为0.1-3米的无电场区域，在这里它们被分成一系列空间上不连续的各个离子束，每个离子束以其质量和电荷的速度特性运动。在无电场区域末端的检测器在每个离子束撞击它时，产生一个信号。检测器信号的记录与时间的函数关系即为TOF质谱。在对所有离子都相同的起始时间与各个离子到达检测器的时间之间的差值正比于(m_i/z_i)^+1/2，所以可以用来计算离子质量。然后，这种计算可以用来把谱图的轴从时间转变成质量电荷比轴，产生常规的质谱。

质谱仪的性能通常用质量精度和质量分辨能力来描述。质量精度是涉及为给定离子信号赋予质量值的误差的量度。它一般表示为质量赋值误差除以离子质量的比值，常常表示为百分比。质量分辨能力(也称为“质量分辨率”)m/δm是仪器从类似质量的离子产生分开的信号的能力的量度。对于TOF仪器，它一般表示为给定离子信号的质量m除以信号的总宽度δm，δm在最大强度的一半(FWHM)的点之间测量。对于TOF仪器，决定质量分辨能力的因素包括离子产生时间、初始速度分布、和抽出时间。例如，常规的或“线性”TOF质谱仪可以被修改以包括一种“离子镜”，从而产生一种“反射”TOF质谱仪(reTOF)，它可以校正由于初始能量分布产生的峰宽分布。反射结构有效地增大了分离过程中离子的路径长度，因此延长了分析时间，所以增大了对亚稳效应的敏感性。