[发明专利]质谱仪中离子丰度增大的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种质谱仪以及一种特别适于执行MSⁿ实验的质谱测定法。

背景技术

串联质谱测定法是公知的技术，通过这种技术，可以执行样品的痕量分析和结构说明。在第一个步骤中，对母离子进行质量分析/过滤以选择感兴趣的质荷比的离子，并且在第二个步骤中，通过与氩这样的气体碰撞而使这些离子破碎。然后，通常通过产生质谱而对所得的碎片离子进行质量分析。

已有人提出了用于实现多级质量分析或MSⁿ的各种装置，并且已商用化，比如三元组四极质谱仪以及混合型四极/飞行时间质谱仪。在这种三元组四极质谱仪中，第一四极Q1通过滤除在选定质荷比范围之外的离子，而充当质量分析的第一级。第二四极Q2通常被安排成一个位于气体碰撞单元中的四极离子引导件。然后，通过在Q2下游的第三四极Q3，对Q2中碰撞所产生的碎片离子进行质量分析。在混合型装置中，可以用飞行时间(TOF)质谱仪来替代第二分析四极Q3。

在每一种情况下，在碰撞单元之前和之后，使用了单独的分析仪。在GB-A-2,400,724中，描述了各种装置，其中使用了单个质量过滤器/分析器以在两个方向上实现过滤和分析。特别是，离子检测器被定位在质量过滤器/分析器的上游，并且离子穿过质量过滤器/分析器以待被存储到下游的离子阱中。然后，在被上游的离子检测器检测到之前，通过质量过滤器/分析器从下游的阱往回喷射这些离子。也描述了各种破碎过程，仍然使用了单个质量过滤器/分析器，这允许实现MS/MS实验。

WO-A-2004/001878(Verentchikov等人)中也显示出相似的装置。使离子从源穿行到TOF分析器，TOF分析器充当离子选择器，从这里将离子喷射到破碎单元。从这里，它们往回穿过TOF分析器并且被检测。对于MSⁿ，碎片离子可以循环穿过质谱仪。US-A-2004/0245455(Reinhold)实现了一种用于MSⁿ的相似的过程，但是使用了高灵敏度线性阱来实现上述离子选择，而没有使用TOF分析器。JP-A-2001-143654涉及一种离子阱，它将离子喷射到圆形轨道上以便于质量分离，其后是检测。

本发明对照这样的背景，提供了一种用于MSⁿ的改进的方法和装置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于提高质谱仪的检测极限的方法，包括：

(a)从离子源中产生样品离子；

(b)将样品离子存储到第一离子存储设备中；

(c)将所存储的离子喷射到离子选择设备中；

(d)选择具有所选质荷比的离子并且将这些离子喷射到离子选择设备之外；

(e)将从离子选择设备中喷射出的离子存储到第二离子存储设备中，而不使它们往回穿过离子选择设备；

(f)重复上述步骤(a)-(e)，以便增多第二离子存储设备中所存储的、具所选质荷比的离子；以及

(g)将增多的具有所选质荷比的离子往回转移到第一离子存储设备以便于接下来的分析。

任选地，重复该循环多次，以便实现MSⁿ。

本发明由此使用循环装置，其中离子被俘获、冷却并且从出射孔径中将它们喷射出。使这些离子的子集返回到离子存储设备。与上文引言部分所指出的技术相比(该技术使用通过离子阱中的相同孔径的“往返”过程)，这种循环装置提供了许多优点。首先，存储离子以及将离子注入到粒子选择器中所必需的设备的个数达到最小(并且在较佳的实施方式中仅仅是一个设备)。现代存储和注入设备允许非常高的质量分辨率和动态范围，但制造成本昂贵且需要控制，使得本发明的装置与现有技术相比代表了显著的成本和控制方面的节省。其次，通过使用同一个(第一)离子存储设备将离子注入到外部离子选择设备并接收来自外部离子选择设备的离子，MS级的个数就减小了。这转而提高了与MS级的个数有关的离子输运效率。通常，与离子存储设备所喷射出的离子相比，从外部离子选择器喷射出的离子具有非常不同的特征。通过专用的离子输入端口(第一离子输运孔径)将离子载入离子存储设备中，特别是当从外部破碎设备回到离子存储设备时，可以按良好控制方式来实现该过程。这使离子损失达到最少，这转而提高了该装置的离子输运效率。