[发明专利]一种痕量物质串级质谱分析方法

说明书

一种痕量物质串级质谱分析方法,该方法采用离子阱，或四极杆和离子阱组合的质量分析器。利用在高压射频上耦合在频谱中除去多频率窗口的低压辅助交流信号，四极杆可以实现多目标母离子的同时选择性传输，离子阱可以实现多目标母离子的同时选择性隔离；离子阱束缚住筛选出的离子后，利用多频低压辅助交流信号配合缓冲气完成多母离子同时碎裂；然后离子阱上耦合单频低压辅助交流信号同时扫描射频电压实现对应碎片离子的共振激发质谱分析；再与每个母离子对应的串级质谱数据库进行对比，从而解析出每个目标母离子对应的串级质谱图。本发明可以通过一次进样就实现多个离子的同时串级质谱分析，且无噪声离子干扰，在痕量样品分析领域有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种适用于痕量物质进行串级质谱分析的方法，属于利用质谱仪器进行生化物质检测的领域。

背景技术

质谱分析方法是一种同时具备高特异性和高灵敏度的普适性化学分析方法，在生命科学、医药卫生、环境监测、公共安全等各个领域都有着广泛的应用。常规的质谱分析将物质变为离子，通过分析得到离子的质荷比信息；而串级质谱分析，通过将离子打碎后分析其碎片离子的信息，来帮助进行物质结构表征与分析，故具有强大的功能作用。在各种质谱仪中四极质量分析器质谱凭借着其强大的串级质谱能力，成为质谱分析仪器的一个重要分支。常见的四极质量分析器质谱主要有离子阱质谱和四极杆质谱两种。

离子阱可以实现离子的束缚与囚禁，故可以完成时间上的串级质谱分析。在1988年美国专利US4736101报道了一种在离子阱内进行串级质谱分析的方法，并逐渐演变成如今应用最广泛的离子阱内串级质谱方法，碰撞诱导解离(CID)。中国专利文献CN105355537A与CN103413751A中对该方法进行了介绍：第一时间段为离子隔离，对于待分析的样品中的离子，选定某一特定质荷比(m/z)的离子将其选择隔离，被选择隔离的离子称为母离子；第二时间段为碰撞诱导解离，母离子与中性的气体分子例如氦气、氢气、氮气等发生碰撞，碰撞过程中产生的能量沉积到母离子上，导致母离子自身内能增加，最终母离子发生解离，得到碎片碎片离子；第三时间阶段，碎片离子进行质量分析，得到碎片离子的质谱峰，从而完成串级质谱分析。其中离子隔离时因为只隔离一特定质荷比(m/z)或一小段连续质荷比范围的母离子，故可以通过控制施加在离子阱上的射频电压与直流电压的方式来实现。

而对于四极杆质谱，因为其无法实现离子囚禁，故只能通过多分析器的组合实现空间上的串级质谱。在文献De Hoffmann E.Tandem mass spectrometry:A primer[J].Journal of Mass Spectrometry,1996,31(2):129-137中介绍了多种利用三重四极杆质谱仪进行串级质谱分析的方法。首先在第一个四极杆内通过控制施加在四极杆上的射频电压与直流电压，筛选出一特定质荷比(m/z)的母离子，然后进入第二个四极杆内与中性的气体分子发生碰撞而碎裂成碎片离子，在第三个四极杆中完成碎片离子分析；在文献GilletL C,Navarro P,Tate S,et al.Targeted Data Extraction of the MS/MS SpectraGenerated by Data-independent Acquisition:A New Concept for Consistent andAccurate Proteome Analysis[J].Molecular&Cellular Proteomics Mcp,2012,11(6):O111.016717中介绍了利用TripleTof仪器(四极杆-碰撞池-飞行时间分析器)进行串级质谱分析的方法，其四极杆通过调节射频与直流信号可以筛选一段连续质量范围的母离子，然后在碰撞池内碎裂，再利用飞行时间分析器完成碎片离子的分析。

但无论对于离子阱质谱还是四极杆质谱，所述的已知串级质谱方法一次进样都只能对一个或者一小段连续质荷比范围内的母离子进行串级质谱分析，而其他离子都浪费掉，要想进行分析需要再一次的进样。这对于很多痕量样品的分析场合，如单细胞分析或者质谱成像分析，离子的进样时间有限，已有的串级质谱方法将受到很大的应用限制。

发明内容