質(zhì)譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及質(zhì)譜儀以及用于操作質(zhì)譜儀的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]質(zhì)譜儀通常包括具有用于執(zhí)行不同功能的不同操作模式的多個(gè)不同離子光學(xué)元件。質(zhì)譜儀可以具有的離子光學(xué)元件的實(shí)例包含用于碰撞誘發(fā)的分解的元件(碰撞室)，用于中間離子存儲(chǔ)的另一元件(例如，RF離子阱)以及用于質(zhì)量分析的另一元件。
[0003]這些不同離子光學(xué)元件中的每一個(gè)可以使用離子阱實(shí)施(例如，射頻離子阱和/或其它離子捕獲裝置)，但是每個(gè)離子阱將具有不同壓力需求以便執(zhí)行它們的不同功能。舉例來(lái)說(shuō)，質(zhì)量分析離子阱可能需要非常低的壓力，因?yàn)殡x子與殘余氣體分子之間的碰撞可能引起散射損失，這會(huì)減少信號(hào)強(qiáng)度和靈敏度。然而，碰撞室需要高碰撞氣體壓力，否則的話將不能捕獲在高動(dòng)能下進(jìn)入碰撞室的離子，這是因?yàn)樗鼈儽仨毥?jīng)受若干碰撞以便足夠的冷卻。并且用于中間存儲(chǔ)的離子阱可以在略微地低于碰撞室壓力的壓力下最佳地操作。
[0004]用于這些功能的離子阱中的每一個(gè)可以彼此連接，并且氣體直接供應(yīng)到最高壓力阱中使得每個(gè)阱的不同氣體壓力可能無(wú)法彼此獨(dú)立地處理。舉例來(lái)說(shuō)，在直接向碰撞室供應(yīng)氣體的情況下，減小碰撞室中的壓力可能引起中間離子存儲(chǔ)阱中的氣體壓力的減小，降低其中的捕獲效率，并且減小質(zhì)量分析離子阱中的壓力，增大來(lái)自質(zhì)量分析離子阱的信號(hào)強(qiáng)度和/或分辨率。因此，離子阱的壓力可能是在裝置中不同離子阱的不同需求之間的折中，例如，捕獲效率和信號(hào)強(qiáng)度或分辨率的沖突需求。
[0005]此外，不同類型的離子可能需要離子阱中的不同壓力方案。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于較大分子，例如，完整蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)復(fù)合物，適合于小分子或自下而上蛋白質(zhì)組學(xué)的氣體壓力可能引起顯著降低的靈敏度。靈敏度的損失可能使結(jié)果的精確分析明顯地變得更加困難(如果不是不可能的話)。
[0006]因此，離子光學(xué)元件中的氣體壓力也可能必須折中以實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜儀的最常見(jiàn)用途的最佳性能，例如，小分子或自下而上蛋白質(zhì)組學(xué)，代價(jià)是較不常見(jiàn)的用途的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及用于執(zhí)行樣本離子的分析的質(zhì)譜儀，所述質(zhì)譜儀包括:第一離子光學(xué)元件，其供應(yīng)有第一氣體；以及控制器，其用于基于待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的特征設(shè)置第一氣體的特性。
[0008]所述光譜儀包括質(zhì)量分析儀，其中質(zhì)量分析儀的性能取決于第一離子光學(xué)元件中第一氣體的壓力，并且設(shè)置第一氣體的特性包含至少設(shè)置第一氣體的壓力。因此質(zhì)量分析儀的性能還通過(guò)改變第一離子光學(xué)元件中的第一氣體的壓力而改變。
[0009]優(yōu)選地，待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的特征包括質(zhì)量分析儀的所希望的性能。更優(yōu)選地，待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的特征至少包括所希望的分析分辨率。本發(fā)明有利地利用取決于氣體壓力和/或氣體類型的針對(duì)給定質(zhì)量范圍的樣本離子從質(zhì)量分析儀獲得的信號(hào)強(qiáng)度和/或分析分辨率。通過(guò)所述控制器的氣體壓力和/或氣體類型的設(shè)置由此允許優(yōu)化從質(zhì)量分析儀中獲得的信號(hào)強(qiáng)度和/或分析分辨率。
[0010]期望的是，由于質(zhì)量分析儀的性能取決于第一離子光學(xué)元件中的第一氣體的壓力，所以設(shè)置第一氣體的特性是優(yōu)化第一離子光學(xué)元件的性能與優(yōu)化質(zhì)量分析儀的性能之間的折中。
[0011]質(zhì)量分析儀優(yōu)選地選自:離子回旋共振(ICR)質(zhì)量分析儀、軌道阱質(zhì)量分析儀、飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀(尤其是多反射飛行時(shí)間(MR-T0F)質(zhì)量分析儀)、靜電阱質(zhì)量分析儀、電動(dòng)離子阱質(zhì)量分析器和質(zhì)量過(guò)濾器。第一離子光學(xué)元件優(yōu)選地是碰撞室。
[0012]供應(yīng)到離子光學(xué)元件的氣體在本文中可以被稱作緩沖氣體。質(zhì)譜儀的性能可以針對(duì)不同類型的分析而改變，其中例如針對(duì)質(zhì)譜儀的光學(xué)元件的緩沖氣體的組成和壓力等特性是固定的。舉例來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)使用質(zhì)量分析儀中的與較小分子所需的最佳氣體壓力不同的氣體壓力來(lái)優(yōu)化針對(duì)較大分子的測(cè)量靈敏度。供應(yīng)到離子光學(xué)元件的緩沖氣體可以是碰撞氣體(例如，對(duì)于碰撞室)和/或冷卻氣體(例如，對(duì)于離子存儲(chǔ)裝置)。
[0013]因此，通過(guò)考慮待執(zhí)行的分析的特征，無(wú)論是樣本離子的一個(gè)或多個(gè)物理特性、待執(zhí)行的分析的應(yīng)用程序、所希望的分析分辨率或這些方面中的至少一個(gè)的一些功能，都可以通過(guò)所述控制器設(shè)置用于質(zhì)譜儀的離子光學(xué)元件的氣體的適當(dāng)?shù)奶匦?。所述氣體的特性可以適合于，例如，通過(guò)允許較長(zhǎng)瞬態(tài)改進(jìn)分析的分辨率和/或改進(jìn)允許較大信號(hào)、更好的靈敏度的離子捕獲效率和/或改進(jìn)分析的分辨率，因此與氣體的特性固定的質(zhì)譜儀設(shè)置進(jìn)行比較改進(jìn)了可以跨越分析的多種不同特征實(shí)現(xiàn)的性能。
[0014]所述控制器優(yōu)選地包括計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)允許自動(dòng)設(shè)置第一氣體(并且如下文所描述的在適用的情況下第二氣體)的特性，尤其是基于關(guān)于待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的特征的輸入信息。所述信息可以由操作人員輸入，例如，經(jīng)由用戶界面或者編程工具，并且控制器使用所述信息以設(shè)置氣體的特性。控制器優(yōu)選地包含涉及待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的類型和應(yīng)該設(shè)置的氣體的相關(guān)聯(lián)特性的信息。所述信息可以包含于軟件或者固件中的控制器中。所述控制器優(yōu)選地介接到壓力控制器，例如，閥門(mén)，和/或介接到氣體類型選擇器?？刂破饕虼藘?yōu)選地控制壓力控制器和/或氣體類型選擇器，例如，通過(guò)軟件或固件以將氣體的特性應(yīng)用于離子光學(xué)元件。
[0015]第一氣體的特性可以包括第一離子光學(xué)元件中的第一氣體壓力和第一氣體的組成中的至少一個(gè)。因此，取決于待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的特征，控制器可以調(diào)節(jié)離子光學(xué)元件中的氣體壓力或氣體的組成(例如，用于供應(yīng)離子光學(xué)元件的氣體的類型)，或氣體壓力和氣體的組成這兩者。優(yōu)選地提供反饋線路以控制離子光學(xué)元件中的氣體壓力，其中反饋線路包括壓力控制器，例如，氣體供應(yīng)裝置中的閥門(mén)(如上文所述)，以及優(yōu)選地位于離子光學(xué)元件中并且還介接到控制器的壓力表。優(yōu)選地確定質(zhì)量分析儀中的第一氣體的分壓力，例如，通過(guò)壓力表測(cè)量，并且質(zhì)量分析儀中的所確定的壓力通過(guò)所述控制器接收(壓力表優(yōu)選地介接到所述控制器)并且用于設(shè)置離子光學(xué)元件中的第一氣體的壓力。
[0016]離子光學(xué)元件(第一離子光學(xué)元件或第二離子光學(xué)元件)可以直接從氣體源供應(yīng)，或者經(jīng)由第二離子光學(xué)元件間接供應(yīng)，所述第二離子光學(xué)元件從氣體源直接供應(yīng)并且連接到第一離子光學(xué)元件。舉例來(lái)說(shuō)，在離子阱連接到碰撞室的情況下，碰撞室可以直接連接到氣體供應(yīng)裝置并且直接供應(yīng)有氣體。離子阱可以借助于其到碰撞室的連接間接供應(yīng)有氣體。類似地，在存在連接到離子阱的另一離子光學(xué)元件(例如，質(zhì)量分析儀)的情況下，它也借助于其到碰撞室的經(jīng)由離子阱的連接間接供應(yīng)有氣體。
[0017]在一種類型的實(shí)施例中，質(zhì)譜儀可以包括質(zhì)量分析儀、離子阱和碰撞室，其中碰撞室連接到離子阱并且離子阱進(jìn)一步連接到質(zhì)量分析儀。離子阱可以充當(dāng)中間離子存儲(chǔ)裝置。在此類實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例中，碰撞室直接供應(yīng)有到第一氣體壓力的第一氣體(這是因?yàn)榕鲎彩揖哂匈|(zhì)量分析儀、離子阱和碰撞室的最高壓力)，離子阱借助于其到碰撞室的連接間接供應(yīng)有第一氣體并且質(zhì)量分析儀借助于其到離子阱的連接間接供應(yīng)有第一氣體。質(zhì)量分析儀可以是第一離子光學(xué)元件，使得控制器基于待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的特征設(shè)置質(zhì)量分析儀中的第一氣體壓力。
[0018]在第一離子光學(xué)元件并不得到來(lái)自氣體源的直接供應(yīng)的情況下，離子光學(xué)元件中的氣體壓力將取決于直接供應(yīng)離子光學(xué)元件的氣體壓力，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)供應(yīng)到直接供應(yīng)的離子光學(xué)元件的氣體壓力而受到控制(例如，通過(guò)在氣體供應(yīng)裝置線路中使用閥門(mén))。
[0019]質(zhì)譜儀可以進(jìn)一步包括供應(yīng)有第二氣體的第二離子光學(xué)元件;其中所述控制器經(jīng)配置以用于基于待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的特征設(shè)置第二氣體的特性。第二離子光學(xué)元件可以直接或間接供應(yīng)有第二氣體。
[0020]舉例來(lái)說(shuō)，質(zhì)譜儀可以包括質(zhì)量分析儀、離子阱和碰撞室，其中碰撞室供應(yīng)有到第一氣體壓力的第一氣體并且離子阱和質(zhì)量分析儀獨(dú)立地供應(yīng)有到第二氣體壓力的第二氣體(例如，通過(guò)直接供應(yīng)到離子阱并且由此借助于其到離子阱的連接間接供應(yīng)到質(zhì)量分析儀)。對(duì)于一些應(yīng)用和樣本類型，質(zhì)譜儀的性能可以得益于質(zhì)量分析儀中的不同氣體的使用和用于碰撞室中的氣體。此外，質(zhì)譜儀的性能也可能或替代地，得益于質(zhì)量分析儀氣體壓力，如果碰撞室直接供應(yīng)有氣體并且離子阱和質(zhì)量分析儀經(jīng)由碰撞室間接供應(yīng)(在此情況下，質(zhì)量分析儀的氣體壓力將取決于碰撞室的氣體壓力)，那么結(jié)合最佳碰撞室壓力將可能無(wú)法達(dá)到所述質(zhì)量分析儀氣體壓力。
[0021]非常類似第一氣體，第二氣體的特性可以包括第二離子光學(xué)元件中的第二氣體壓力和第二氣體的組成中的至少一個(gè)。
[0022]待通過(guò)質(zhì)譜儀執(zhí)行的分析的特征可以基于樣本離子的分析的應(yīng)用(例如，“代謝組學(xué)”、“自上而下蛋白質(zhì)組學(xué)”、“本地MS”等)、樣本離子的類型(例如，“膽汁”、“消化的細(xì)胞裂解物”、“7K”等)、離子的預(yù)期的質(zhì)量、離子的預(yù)期的電荷、離子的預(yù)期的質(zhì)荷比(m/z)和所希望的分析分辨率中的至少一個(gè)。舉例來(lái)說(shuō)，所述特征可以是質(zhì)譜儀的操作人員輸入到控制器的離子的預(yù)期的質(zhì)量?；蛘?，它可以例如是都由操作人員輸入的離子的預(yù)期的質(zhì)量和預(yù)期的電荷的函數(shù)，例如，離子的預(yù)期的m/z。或者，它可以例如是已經(jīng)由操作人員從不同應(yīng)用程序的列表中選擇的樣本離子的分析的應(yīng)用程序(例如，“代謝組學(xué)”、“自下而上蛋白質(zhì)組學(xué)”或“自上而下蛋白質(zhì)組學(xué)”)。或者，它可以例如是結(jié)合樣本離子的至少一個(gè)預(yù)期的特性(例如，質(zhì)量、電荷和/或m/z)的樣本離子的分析的應(yīng)用程序的函數(shù)。
[0023]以此方式，操作人員(S卩，使用者)可以提出涉及待執(zhí)行的分析的針對(duì)信息的輸入的大量不同選擇方案，并且控制器可以基于從操作人員提供的信息中確定的特征作出關(guān)于緩沖氣體的特性的決策。這可以基于操作人員已提供的信息通過(guò)到離子光學(xué)元件的更適當(dāng)?shù)臍怏w特性的應(yīng)用引起質(zhì)譜