[发明专利]离子迁移率飞行时间质谱的数据采集模式

说明书

技术领域

本发明一般涉及运用组合了飞行时间质谱的离子迁移率分离的光谱数据的采集，且更具体地涉及不需要复杂的谱去卷积的数据采集。

背景技术

漂移型离子迁移率(IM)谱仪可以与飞行时间质谱仪(TOF MS)组合，以提供与被分析物有关的独特的二维信息。在所述组合的IM-TOF系统中，离子在被传输进TOF MS中之前，通过迁移率分离离子，其中在TOF MS中基于离子到达检测器的飞行时间来质量分辨离子。串联实施所述两种分离技术在生物聚合物(例如多核苷酸、蛋白质、碳水化合物及其相似物)的分析中特别有用，因为IM分离提供的新加入的维度可有助于质量分辨彼此不同但存在重叠质谱峰的大离子。

虽然IM和TOF MS都是快速分离技术且都具有典型的使它们通常彼此兼容的时间参数，但当传统地采用“脉冲与等待”(或“注射与等待”)方法实施时，两种技术本质上都与低占空比有关。在所述脉冲与等待方法中，注射离子团入IM光谱仪的漂移管后，直到从漂移管完全洗脱第一个离子团(可能需要数百毫秒)，才注入下一个离子团。在TOF MS中，在所述脉冲与等待方法实施下，直到前一注射脉冲中最慢的离子到达检测器才应用TOF注射脉冲。虽然传统地采用所述脉冲与等待方法以避免光谱重叠，从而简化了待研究样品的质谱的结构，但已注意到导致低占空比。

在所述组合的IM-TOF系统中，从IM漂移管中洗脱的离子被传输进TOF MS的脉冲发生器中，所述脉冲发生器把离子注射入TOF MS的飞行管中。离子通过飞行管到达检测器的飞行时间在微秒量级，且通常比通过IM漂移管的漂移时间快二或三个数量级。脉冲发生器需要以比脉冲与等待方法的频率更高的频率运行，以提供检测灵敏度的可接受水平，并避免丢失过量的离子(即，传输过脉冲发生器而未被注射入TOF MS的飞行管的离子)。所述组合的IM-TOF系统的总占空比可以通过“多重复用”或“过采样”IM仪器(即，以比每个离子团总洗脱时间更快的速率把离子团注射入IM漂移管)以及“多重复用”或“过采样”TOF MS(即，以比每个离子团的总飞行时间更快的速率把离子团注射入TOF MS的飞行管)而得到提高。多重复用能够增加灵敏度和通量，并减少离子的丢失，但是通常需要IM和TOF谱的复杂的去卷积技术(如傅立叶变换技术、阿达玛变换技术、伪随机排序等)以回收全部数据并生成有意义的质谱。双(IM和TOF)谱去卷积可能需要昂贵的电子产品和显著的实时计算资源。

因此，需要提供一种实施离子迁移率飞行时间质谱的解决方案，其最大化灵敏度又不涉及双谱去卷积的复杂化。

发明内容

为了解决上述(全部或部分)问题和/或本领域技术人员可能已观察到的其他问题，本发明以示例方式提供如下文列出的所描述的方法、工艺、系统、装置、仪器和/或设备。

根据一个实施方式，采集光谱数据的方法包括以多重复用注射速率顺次注射多个离子团到离子迁移率漂移管中，以使至少两个离子团同时存在于IM漂移管中；当离子漂移过IM漂移管时根据IM分离每个离子团中的离子；传输离子团到飞行时间(TOF)质谱仪的脉冲发生器中；从所述脉冲发生器中顺次提取多个新离子团到TOF质谱仪的飞行管中，其中以多重复用提取速率进行提取，以使由传输进所述脉冲发生器的同一个离子团产生多于一个被提取离子团，且至少两个被提取离子团同时在飞行管中存在；当离子漂移过飞行管时根据TOF分离每个被提取离子团中的离子；当离子从飞行管到达检测器时检测离子；以及在检测离子前，分离每个离子团中的离子到选定的质量范围，其中在飞行管中的每个离子团包含与其他离子团的离子相同的选定质量范围的离子，且在飞行管中的相继的离子团间的重叠最小化。

根据另一个实施方式，采集光谱数据的方法包括注射离子团到离子迁移率(IM)漂移管中；当离子漂移通过IM漂移管时，根据IM分离离子团中的离子；传输离子团到飞行时间(TOF)质谱仪的脉冲发生器中；从所述脉冲发生器中顺次提取多个新离子团到TOF质谱仪的飞行管中，其中以多重复用提取速率进行提取，以使由传输进所述脉冲器的同一个离子团产生多于一个被提取离子团，且至少两个被提取离子团同时在飞行管中存在；当离子漂移过飞行管时根据TOF分离每个被提取离子团中的离子；当离子到达TOF质谱的检测器时检测TOF分离的离子团；以及在检测离子前，分离每个离子团中的离子到连续的质量范围，其中每个连续的质量范围比前一质量范围更高，且每个质量范围都有选定的宽度以使所述飞行管中相继的离子团间重叠最小化。