[发明专利]在质谱仪中对完整重分子和分子复合物进行结构测定

说明书

本发明涉及通过在线性射频多极碰撞池中的碰撞处理对分子量有时远高于100000道尔顿的重分子和分子复合物进行质谱分析，尤其涉及其自然结构的质谱分析。本发明提出在使用射频多极场引导离子的线性碰撞池中使用至少一种轻碰撞气体(40道尔顿)和至少一种重碰撞气体(80道尔顿)的混合物。分子复合物通常由多个部分分子组成，这些部分分子通过氢键或二硫键结合在一起。重碰撞气体产生高动量和高能量碰撞，从而分裂和进一步破碎分子复合物离子的这些非共价键合的部分。为此，以每个电荷几百电子伏的动能将分子复合物离子轴向注入到碰撞池中；由于与重碰撞气体分子发生碰撞，这些离子将从轴偏转，并且被激发从而在聚焦RF场的径向上经历强烈振荡。将轻碰撞气体额外引入到碰撞池中从而使这些振荡减速。

技术领域

本发明涉及通过在线性射频(RF：radio frequency)多极碰撞池、尤其是四极碰撞池中碰撞诱导的碎片对重分子、尤其重分子复合物(有时是它们的自然结构)进行质谱分析。

注意：本文使用“道尔顿”(Da)单位，而非法定“标准的原子质量单位”(u)，Da单位在于最新版(第八版)2006国际计量局“国际单位制(SI)”文件中，与原子质量单位处于同等地位，尤其如文件所述，这样做是为了能够使用单位千道尔顿、毫道尔顿等类似单位。

在质谱仪中，通常只能确定离子质量和离子电荷的比率。在下文中，“离子的质量”或“离子质量”也指离子的质量m与离子的多余正或负元电荷数量z的比率，即元电荷相关(简称“电荷相关”)质量m/z。

“碎片离子质谱”或“子离子质谱”通常理解为所选离子种类的碎片离子的质谱，而被选择用来破碎的离子种类通常称为“母离子”。

背景技术

完整分子复合物的质谱分析经证明是研究这些分子复合物的化学计量、结构与功能的关系以及其他特性的有力工具。母分子离子和碎片离子的精确质量可用于所产生的分子复合物的质量控制。例如，分子复合物可以是单克隆抗体(尤其是抗体药物偶联物，ADC)、自然产生的可溶性膜蛋白或其他非共价键合的蛋白复合物。

完整分子复合物通常是指“天然”分子复合物；它们与其在自然环境中的形式相同。完整分子复合物的电离通常在电喷雾离子源中发生，这种离子源通常是所谓的纳喷雾离子源。分子复合物存在于未添加有机溶剂的水溶液中，有机溶剂可能造成不良变性，例如，使折叠的分子复合物展开。由于完整分子复合物紧密聚集，因此在电喷雾等离子体中只有外表面能够质子化；因此，这些离子的多余质子数量极其低，并且电荷相关质量m/z异常高，在几千道尔顿的范围内。

A.Laganowsky等人的著作《Mass spectrometry of intact membrane proteincomplexes》，《Nature Protocols》，Vol.8，No.4，2013，641对此类分析的困难提供了深入见解。此处使用正交离子注入飞行时间质谱仪，该质谱仪通常具有一个四极质量过滤器和一个线性碰撞池。通过所谓的纳喷雾进行电离，其中，使用含有清洁剂但不含有机溶剂的水溶液。为了剥离清洁剂胶束(缔合胶体)，在碰撞池中使用重气、氩或六氟化硫(SF6)，但是，其压力设置非常关键。在低压力下，去除胶束的效果无法让人满意，在较高压力下，低聚复合物的传输被大大降低，可能是因为重碰撞气体不能对复合物离子进行热冷却。但是，必须进行热冷却才能在线性碰撞池的轴附近收集离子，并通过通常较窄的膜片将其引导出碰撞池。