[发明专利]用于通过差分迁移谱测定法分离相似质量的化合物的系统和方法

说明书

本文提供方法和设备，用于在样品中分离和区别同位素或同重体(isobaric)阿片类物质和/或苯并二氮杂种类。所述方法包括将样品离子引至差分式迁移谱仪(DMS)的入口，引入运输气体以携带离子通过所述DMS，向运输气体供给乙酸酯调节剂以修饰离子的差分迁移率，在乙酸酯调节剂存在下运输离子通过DMS并且如下选择性地运输各种类：选择性地施加与该种类相应的补偿电压从而允许该种类运输通过DMS并且从其离开。

发明领域

本发明涉及差分式迁移谱仪，和更特别地涉及用于在差分式迁移谱仪中分离相似质量的化合物(包括同重体种类)的系统和方法。

背景技术

差分迁移谱测定法(DMS)是用来指装置的术语，该装置的作用是基于在分离场存在下通过运输气体的迁移率来分离离子。一般来说，术语DMS局限于具有通过池长度的匀场的平面电极装置，而术语高场不对称波形离子迁移率光谱测定法(FAIMS)则用来指具有弯曲电极几何形状的装置，其中离子移动通过弯曲电极产生的非匀场。由于两种类型的装置使用相同物理分离原则，它们在本申请中统称为DMS。该技术的有用背景描述于Schneider,B.B.et al.,Differential Mobility Spectrometry/Mass SpectrometryHistory,Theory,Design Optimization,Simulations,and Applications,MassSpectrometry Reviews,2015,9999,1-51,Wiley Periodicals Inc.(DOI 10.1002/mas.21453)，其通过援引并入本文(本文称为DMS史)。

图1A提供示意的平面DMS系统，包含2个平面电极120、125，具有在电极120、125之间施加不对称分离电压(SV)的电极电源130。SV包括短高场组件和相反极性的更长的低场组件。离子通过运输气流运输通过DMS 100并且在波形的高场部分期间向电极120、125之一漂移而在波形的更低场部分期间则向另一电极120、125漂移。这引起具有向两个电极之一的净漂移的锯齿形轨迹，取决于离子的高场迁移率与低场迁移率之间的差异。在2个平面电极120、125之间施加小DC电势(补偿电压，CoV)以校正给定离子的轨迹使得运输气流携带所述离子通过平面DMS出口115，在此处，例如在下游质谱仪(MS)中，可以分析它们。离子的高场迁移率与低场迁移率之间的标准化差异(示于公式1)称为差分迁移率函数或α函数(α(E/N)),

其中K(E/N)是场依赖性离子迁移率而K(0)是低场离子迁移率。

DMS分离的能力能够通过加入化学调节剂来增强。化学调节剂显著改变所分析离子的α函数。进入DMS系统的化合物与化学调节剂形成聚团，从而这改变迁移率特征。在低电场条件下化学调节剂与离子聚团而在高电场下这些聚团分解。该现象常称为动力学聚团/解聚团模型。动力学聚团/去聚集机理的净效果是高场迁移率与低场迁移率的差异被放大，产生更佳的分离能力和增加的峰容量。已用来分离化合物的化学调节剂包括例如醇，2-丙醇，乙腈，甲醇，水，环己烷，乙酸乙酯，丙酮及其组合。

DMS能够用来滤出复杂混合物中的杂质以改善对靶标化学品的特异性。降低化学噪音的能力加速了DMS整合进入依赖对靶标化学品的敏感检测的系统。得益于DMS整合的一种系统是质谱法(MS)。在约1991年，科学家首次将DMS分离与MS耦合。MS是测量质谱所产生的离子的质荷比的分析技术，其是作为质荷比的函数的强度图。该双重整合的系统是通过将DMS装置附加至质谱仪入口组装的。同重体分离在DMS电极之间发生，并且所分离的化合物传入MS入口进行质量分析。SCIEX具有商业化的DMS/MS系统，商品名为SelexION技术和SelexION+技术。