[发明专利]评估质谱仪中的真空条件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评估质谱仪中的真空条件的方法，并且具体地一种评估在产生瞬态信号的类型的质谱仪的阱中的真空条件的方法，如离子回旋共振(ICR)或轨道俘获质谱仪。

背景技术

质谱仪的测量品质与质量分析器中的真空条件相关。总体上，在质量分析器内分析物离子与另一种颗粒的任何碰撞改变该分析物离子的轨迹，这进而对该测量品质具有负面影响。碰撞速率取决于在该谱仪内的离子的碰撞截面σ、该装置中的压力、以及这些离子的能量。

在“轨道阱分析器用于测量离子中性碰撞截面的应用(Application of the Orbitrap analyzer for Measurement of ion-neutral collision cross sections)”中，第49届美国质谱年会ASMS(Proc.49^th ASMS Conf.on Mass Spec.and Allied Topics)，芝加哥，伊利诺斯州，5月27-31日，2001年，Hardman等人获得了在轨道阱(Orbitrap)^TM质谱仪内的压力、离子的碰撞截面与分辨能力之间的关系。

因此，监测质谱仪的离子阱/分析器内的压力被认为是重要的，以便验证任何分析将是、是或已经是在可接受的条件下进行的。做到这一点的最常见方式是使用位于该质量分析器附近的电离压力计。使用的压力计的确切类型取决于质量分析器的类型以及其典型地运行的压力范围。例如，飞行时间(TOF)质谱仪通常比使用轴向谐波捕获的分析器(如轨道阱^TM或傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)质谱仪)在更高的压力下运行。离子路径越长，压力应该越高。

质量分析器中的压力监测的现有方法存在几个缺点。首先，UHV压力计倾向于是昂贵的。其次，该压力计不能被定位在分析区域内。尽管该压力计可以被定位为靠近它，但由该压力计测量的压力不是在这些离子行进时的实际压力，从而使得所测量的压力仅可以允许推断这些离子行进的、被俘获、或被测量时的真实条件。由于仪器几何形状和场的考虑，FT/MS仪器(如轨道或ICR)中的压力计常常放置为远离实际分析装置。该电离压力计的压力读数还取决于气体类型，并且该气体的组成是未知的，由于其取决于数种因素例如所附接的真空泵的气体入口或泵送特征。该气体的成分也改变碰撞截面。

针对此背景，本发明的一个目的是提供一种评估质谱仪、特别是产生瞬态检测信号的类型的质谱仪的离子阱中的真空条件的替代和/或改进的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种评估产生瞬态信号的类型的质谱仪中的真空条件的方法，该方法包括：(a)将至少一种离子种类引入该阱中；(b)

产生该阱中的这些离子的瞬态检测信号，对该阱的参数和/或这些引入的离子进行调整以便使得关于这些引入的离子种类、或这些引入的离子种类中的至少一种的该瞬态检测信号的衰减率由碰撞效应主导；(c)确定关于这些离子种类或这些离子种类中的至少一种的瞬态检测信号的衰减率，其中该衰减率是由碰撞效应主导的；并且

(d)将该瞬态检测信号的所确定的衰减率与一个或多个阈值衰减率进行比较，以便评估该阱内的真空条件。

由FTMS(例如，FT-ICR、轨道阱或其他轨道俘获装置)产生的质谱的品质(质量准确度等等)强烈地依赖于该阱中的背景压力。概括地说，从中获得质谱的瞬态信号产生自多个正弦信号的叠加，并且每个分量信号具有其自身的频率和衰减率。对于给定的分量信号，每个衰减率进而取决于多个因素如频率、压力、碰撞截面/平均自由程和空间电荷。因此，从该瞬态检测信号中提取对于该阱内的真空条件有意义的品质因数不是一项微不足道的任务。

然而，已经认识到该瞬态衰减是由两种可能的机制主导的：离子的移相-即，例如作为空间电荷和场缺陷、以及这些离子的初始动能分散的结果，单一离子种类的振荡离子云的相干性的损失，以及作为在离子和其他颗粒之间的碰撞的结果，散射损失。本发明的一个方面依赖于分隔散射机制(其遵循一阶指数衰减)以便提供该阱内的真空条件的评估。这是通过调节该阱的参数和/或离子注入参数来实现的，以便使得至少一种离子种类的衰减率由碰撞主导。实现这点的一种优选方式是通过将离子以这样的量引入该阱中，使得一种特定离子种类的离子云自聚束-即，在该阱内的多重振荡中保持相干性，而不是移相(主要由于库仑斥力和依赖来源的动能分布)。