[发明专利]针对使用质谱法和光谱法的分子分析的方法和设备

说明书

本发明提供一种分析分子的方法，其使得能够尤其在来自色谱分离的流中对所述分子进行化学、结构性及异构或构形鉴别，所述方法包含：由待分析的分子的样品产生离子；在低于环境温度下冷却所产生的所述离子；通过在一或多个预定谱间隔内用多个不同波长(λ)下的光辐射所述离子而使冷却后的所述离子中的至少一些碎片化；记录所述碎片化离子的碎片质谱，其包含在m/z值的预定范围内针对所述多个不同波长(λ)中的每一个的检测信号(I)与m/z的关系，由此记录所述检测信号(I)与m/z和辐射波长(λ)的二维相关性；及由所记录的所述二维相关性测定所产生的所述离子中的至少一个的特性和/或不同的所产生的离子的相对丰度，并由此测定所述分子中的至少一个的特性和/或所述样品中的不同分子的相对丰度。还提供用于进行所述方法的设备。

技术领域

本发明涉及分子和其混合物的分析，尤其利用质谱法和光谱法的分析。本发明的方 面涉及一种用于分析分子样品的方法和一种用于分析分子样品的设备。

背景技术

存在多种针对分子分析的不同技术。一种此类技术为光谱法，具体地说，为光学吸收光谱法。此类光谱法可在红外(IR)、可见光(Vis)或紫外线(UV)区中进行。气相 中的小型多原子分子的振动分辨UV-Vis/IR光谱法已被用于产生特定分子指纹数十年。 这提供分子鉴别，并结合理论计算提供其结构性测定。然而，由于大分子(例如蛋白质 和肽)光谱的复杂性并且所述分子在气相中的浓度通常不高，将所述技术用于大分子变 得极具挑战性，其会抑制针对光谱测量的光学吸收的使用。在此类情况下，可使用光致 碎片化光谱法(photofragmentation spectroscopy)来测定分子吸收并因此获得关于分子 的结构性信息。这会涉及藉由来自激光或非激光源的红外(IR)、可见光(Vis)和/或紫 外线(UV)(其包括真空紫外线(VUV))辐射使气相中的分子的单个或多个光子解离。 对非挥发性大分子的另一种挑战在于将其引入气相中进行分析。然而，近年来已结合质 谱研发出多种可靠及适宜技术。这些技术包括使用电离技术，例如电喷射电离将分子转 变成离子。

基于离子质荷比(m/z)分析离子的质谱技术准许记录离子以及其碎片的质谱。高分辨率仪器，包括傅里叶变换质谱法(Fourier transform mass spectrometry；FTMS)仪器，诸如具有来自赛默科技(Thermo Scientific)的Orbitrap^TM质量分析器或离子回旋共振(ICR)质量分析器的FTMS仪器；及飞行时间(TOF)仪器会提供通过观察带电肽 的同位素分布足够辨别带电肽的分辨率。结合高动态范围和m/z准确性，这使得质谱法 已变成除了诸如核磁共振(NMR)和X射线晶体学的其它技术以外，用于分析蛋白质 和肽的主要技术。

然而，质谱法的基本局限性在于虽然其仅依赖于测量离子和其碎片的质量和电荷， 但其通常仅提供关于分子中的原子的构形配置或其它结构性配置的有限信息。基于离子 在气体中漂移的补充技术，比如离子迁移谱法(IMS)或场不对称IMS(FAIMS)仅提 供极其有限的关于分子结构的额外信息。

基于固定波长UV/VUV激光/非激光源测量光致碎片化质谱，例如，MS/MS由上而 下的方法中的蛋白质和肽的VUV光致碎片化为已知的(参见J.S.Brodbelt,《化学会评 论(Chemical Society Reviews)》43(8),2757(2014)；和J.Lemoine,T.Tabarin,R.Antoine,M.Broyer及P.Dugourd,《质谱快速通讯(Rapid Communications in Mass Spectrometry)》20(3),507(2006))。这一方法使得各种碎片及其产量急剧提高，促进蛋白质鉴别。具体 来说，通常利用ArF或KrF准分子激光的VUV激发会引起肽键裂解并产生高丰度的特 征性b和y碎片。所有这些研究均采用具有固定波长的激光。在近期专利公开案中， WO 2013/005060A2披露了作为质谱法中，具体地说，用于肽定序分析的MSⁿ方法中的 碎片化方法的光致解离。然而，诸如构形/异构配置的结构性信息通常不会通过这一方法 得到提供。