[发明专利]一种改善线型飞行时间质量分析器分辨率的方法

说明书

本发明公开了一种改善线型飞行时间质量分析器分辨率的方法，沿离子飞行方向，于线型飞行时间质量分析器的离子自由飞行区的前端依次增设慢速飞行区和加速极板组，慢速飞行区和加速极板组的中心线，与线型飞行时间质量分析器的待测物靶板、提取电极、自由飞行区、检测器的中心线处于同一直线；慢速飞行区用于差异化离子的飞行距离；加速极板组用于为飞行距离差异化的离子补偿差异化的动能；经差异化补偿动能的离子飞过自由飞行区后同时抵达检测器。本发明通过为速率不同的离子进行差异化的动能补偿，进一步提高了离子动能的均一性，提高离子抵达检测器的同步率，进而大幅提升分析器的分辨率，具有很强的实用性和广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及一种改善分析器分辨率的方法，具体涉及一种改善线型飞行时间质量分析器分辨率的方法。

背景技术

质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。质谱仪就是用于测定物质离子谱峰，最终绘制谱图的仪器。

质量是物质的固有特性之一，不同的物质有不同的质量谱——质谱，利用这一性质，可以进行定性分析；谱峰强度也与它代表的化合物含量有关，利用这一点，可以进行定量分析，在农残检测、基因、蛋白检测等领域具有广泛的应用。

质谱仪有多种检测原理，飞行时间质谱（简称TOF）的工作原理为：首先将离子通过一个加速电场，然后测量其通过无场飞行区到达检测器的时间，离子的飞行速度取决于其质荷比，质量低的离子先到达检测器。其原理要求离子在进入无场飞行区时应尽量保证动能相同。

造成动能不同的主要原因是：离子源激发分子时，各个离子携带的动能不尽相同。常规手段对于离子源动能不同问题的处理思路是，加速电极给离子增加的动能相同，增加在加速电极赋予离子的动能，这样离子携带的动能差异就能相对减弱。

飞行时间质谱又分为线型TOF质谱和反射式TOF质谱两类。在条件相同情况下，反射式TOF由于离子飞行路径长，时间长，因此各个离子分离度高，具有分辨率高的优点，但其检测离子的质量数由于技术问题局限于6000Da以下，而线型TOF检测质量数则高达数万Da；所以，对于大分子检测，线型TOF具有无可替代的地位。

MALDI离子源，是TOF常用的离子源。它利用激光束照射分散于基质中的样品，由于这些基质能够强烈吸收激光，从而保护样品分子。MALDI 中的基体起着如下几种重要作用：从脉冲激光中吸收足够的能量；隔离样品分子；提供光激发的酸或碱基团；以及在离子-分子碰撞中电离样品分子。而离子化的产生是由于受激的基体分子将质子转移给分析物分子。这个过程可能是在固相中进行的，也可能是由激光诱导在尾焰中的碰撞引起的。离子被引入质量分析器，用测m/z得到质谱图，并提供其离子同位素的分布信息。

延时萃取（delayed extraction）是用于TOF的一个关键技术。典型应用就是在MALDI-TOF质谱中，其关键点是，在脉冲激光（或者其它形式的电离作用）作用在靶板上之后，经过一个短时间延时后，再施加加速电压。这一技术可以补偿初始能量分散产生的飞行时间的差异，并且提高质量分辨率。

如附图1所示，激光轰击产生的离子（质量数相同），具备显著地初始动能差异，该初始动能分散，将会导致离子到达检测器的时间出现差别，进而使谱图分辨率变差。延时萃取过程，是在施加加速电场前，让离子以初始动能状态运动，发生扩散，把初始动能差异转化为离子所在的位置差异；扩散的结果是速度慢的离子（圆形）起跑位置靠后，但其会在加速场中获得更高的动能，并将在自由飞行区中跑的更快，从而具备了追赶初始速度快的离子（方块）的可能。

该延时萃取时间经过调整和优化之后，就能在理论上使得初始动能差异的离子同时到达检测器的效果，进而实现对MALDI-TOF的谱图分辨率的提高。

但是，即便是使用了延时萃取技术，相同质量数离子仍然存在轻微动能差异，限制了仪器分辨率的进一步提升，不能满足日益增长的检测需求。

发明内容