组合式串级质谱法和离子迁移率质谱法

摘要

公开一种分析离子的方法，其包括执行初始多维调查扫描，该初始多维调查扫描包括根据第一物理化学性质分离母离子并且根据第二物理化学性质分离母离子。从初始多维调查扫描中确定感兴趣的至少一个母离子，该感兴趣的至少一个母离子具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及第二物理化学性质的第二值或第二范围。然后在随后的单个分离循环期间，该方法进一步包括根据第一物理化学性质分离母离子。如果母离子具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括选择具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围以及还具有与第二值或第二范围对应的第二物理化学性质的值或范围的感兴趣的母离子。如果母离子具有不与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括根据第一物理化学性质分离母离子以及根据第二物理化学性质分离母离子。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2014年5月30日的联合王国专利申请号1409578.0和提交于2014年5月30日的欧洲专利申请号14170528.5的优先权和利益。这些申请的全部内容作为参考并入在本文中。

技术领域

本发明总体上涉及质谱法，并具体涉及分析离子的方法、质谱法的方法，用于分析离子的分析仪器和质谱仪。

背景技术

已知使用其中执行母离子的初始调查扫描的质谱仪来执行数据依赖性采集(“DDA”)。一旦初始调查扫描已经执行，感兴趣的母离子就被确定并然后由四极滤质器隔离或选择。通过布置为滤质器隔离或选择感兴趣的母离子以基于母离子的质荷比仅传送感兴趣的特定母离子。然后可以破裂感兴趣的母离子并且然后可以质量分析所得的碎片离子。质量分析所得的碎片离子使得能够识别感兴趣的母离子或确认感兴趣的母离子的识别。

然而，由于多种母离子将在大体上相同的时间到达四极滤质器但是仅单种感兴趣的母离子将由滤质器向前传送，因此这个已知途径遭受到具有相对低的占空比的问题。感兴趣的其它的母离子将由滤质器衰减。

已知途径当处理复杂混合物时还表现出隔离步骤的不充分的选择性。例如，两个不同种类的母离子可以大体上具有相同的质荷比但四极滤质器将传送两个种类的母离子，这是因为滤质器不能在两个不同种类的母离子之间进行区分。

在WO 2013/140132(Micromass)中描述了对已知途径的改善，其公开了一种途径，其中执行包括根据第一物理化学性质(例如离子迁移率)分离母离子，并然后根据第二物理化学性质(例如质荷比)分离母离子的初始多维调查扫描。然后从初始多维调查扫描中确定多个感兴趣的母离子。然后在单个分离循环期间基于第一物理化学性质和第二物理化学性质循序选择多个感兴趣的母离子。然后可以破裂感兴趣的母离子，并且然后可以质量分析对应的碎片离子。

离子的多维分离引起与如上所述的已知途径相比的前体离子或母离子(或所得的碎片离子)的改善的特异性、改善的隔离和显著改善的占空比。

然而，在初始多维调查扫描之后的分离的单个采集或循环期间，在操作(在第二物理化学性质的连续不同值)的选择性的(窄带)模式中持续操作系统，使得对于数据的其中没有感兴趣的母离子存在的区域，系统将失去离子并且采集不到有用数据。

因此希望提供改善的质谱仪和质谱法的改善方法。

发明内容

根据一方面，提供一种分析离子的方法，其包括：

执行初始多维调查扫描，其包括根据第一物理化学性质分离母离子以及根据第二物理化学性质分离母离子；

从初始多维调查扫描中确定感兴趣的至少一个母离子，该感兴趣的至少一个母离子具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及第二物理化学性质的第二值或第二范围；

以及然后在随后的分离的单个循环期间：

(i)根据第一物理化学性质分离母离子；

其中，如果母离子具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括选择具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围以及还具有与第二值或第二范围对应的第二物理化学性质的值或范围的感兴趣的母离子；以及

其中，如果母离子具有不与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括根据第一物理化学性质分离母离子以及根据第二物理化学性质分离母离子。

各实施例表示对在WO 2013/140132(Micromass)中描述的途径的改善。根据已知途径，在分离的单个循环期间基于第一物理化学性质(例如离子迁移率)和第二物理化学性质(例如质荷比)循序地选择感兴趣的多个母离子，例如通过在离子迁移率质谱仪的循环时间期间循序切换滤质器以便选择性地传送具有感兴趣的质荷比的母离子。

根据各种不同的实施例，系统可以被配置以便以对应方式基于第一物理化学性质和第二物理化学性质选择感兴趣的母离子，但另外以操作的非选择性(例如宽带)传送模式为其中不存在感兴趣的母离子的数据的区域进行操作(例如，切换到该模式)。

例如，在其中第一物理化学性质包括离子迁移率和第二物理化学性质包括质荷比的实施例中，该途径可以包括在适当时间将滤质器切换到操作的过滤模式，以便选择性传送具有特定离子迁移率漂移时间和质荷比的感兴趣的母离子，并且然后当没有感兴趣的母离子存在时在其它时间(例如，在感兴趣的时间之间)将滤质器额外地切换到操作的宽带、非选择性模式。

因此，根据实施例，在已经执行初始多维调查扫描之后的分离的单个采集或循环中，对于其中不存在感兴趣的母离子的数据的区域(如通过初始多维调查扫描确定)，系统可以在操作的其中采集另外的多维调查扫描类型(例如，非选择性宽带)数据的模式中操作。应认识到根据实施例的这种途径与在WO 2013/140132(Micromass)中描述的途径相反，在初始多维调查扫描之后的分离的单个采集或循环中，系统在操作的选择性(窄带)模式(在第二物理化学性质的连续不同值)中持续操作，使得对于其中没有感兴趣的母离子存在的数据的区域，系统将失去离子并且采集不到有用数据。

因此，根据各实施例，为其中不存在感兴趣的母离子的数据的区域采集额外的有用(例如，多维调查扫描类型)数据(即，从初始多维调查扫描采集)。不使用WO 2013/140132(Micromass)的方法采集这个额外的数据。因此，实施例有利地允许在单个实验性采集或循环期间以相同的时间量和使用相同的样品量采集更有用的数据。此外，增加系统的总体占空比。

根据实施例，第一物理化学性质包括离子迁移率、差分离子迁移率、质量、质荷比或飞行时间。

根据实施例，第二物理化学性质包括离子迁移率、差分离子迁移率、质量、质荷比或飞行时间。

根据实施例，根据第一物理化学性质分离离子包括在时间上分离离子。

根据实施例，根据第二物理化学性质分离离子包括在时间上分离离子。

根据实施例，根据第一物理化学性质分离离子包括在空间上分离离子。

根据实施例，根据第二物理化学性质分离离子包括在空间上分离离子。

该方法可以进一步包括使用离子迁移率或差分离子迁移率分离器以根据母离子的离子迁移率或差分离子迁移率分离母离子。

该方法可以进一步包括使用飞行时间质量分析仪、离子阱或扫描质荷比过滤器以根据母离子的质量、质荷比或飞行时间分离母离子。

该方法可以进一步包括使用四极杆组滤质器或凹槽宽带四极频率以根据母离子的质量、质荷比或飞行时间过滤母离子。

该方法可以进一步包括使得感兴趣的所选择的母离子破裂或反应以便形成碎片离子或产物离子。

根据实施例，第一物理化学性质和第二物理化学性质是相同的和/或基本相关的。

根据实施例，第一物理化学性质和第二物理化学性质基本不同的和/或基本不相关的。

根据实施例，该方法包括：

从初始多维调查扫描中至少确定感兴趣的第一母离子和感兴趣的第二母离子，感兴趣的第一母离子具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及第二物理化学性质的第二值或第二范围，感兴趣的第二母离子具有第一物理化学性质的第三值或第三范围以及第二物理化学性质的第四值或第四范围；

以及然后在分离的随后的单个循环期间：

(i)根据第一物理化学性质分离母离子；

其中如果母离子具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括选择具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围以及还具有与第二值或第二范围对应的第二物理化学性质的值或范围的感兴趣的母离子；

其中如果母离子具有与第三值或第三范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括选择具有与第三值或第三范围对应的第一物理化学性质的值或范围，并且还具有与第四值或第四范围对应的第二物理化学性质的值或范围的感兴趣的母离子；以及

其中如果母离子具有不与第一值或第一范围和/或第三值或第三范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括根据第一物理化学性质分离母离子以及根据第二物理化学性质分离母离子。

根据实施例，该方法包括：

从初始多维调查扫描中确定感兴趣的一个或更多个第三母离子，该感兴趣的一个或更多个第三母离子具有第一物理化学性质的一个或更多个第五值或第五范围和第二物理化学性质的一个或更多个第六值或第六范围；

以及然后在分离的随后的单个循环期间：

(i)根据第一物理化学性质分离母离子；

其中如果母离子具有与一个或更多个第五值或第五范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括选择具有与一个或更多个第五值或第五范围对应的第一物理化学性质的值或范围，以及还具有与一个或更多个第六值或第六范围对应的第二物理化学性质的值或范围的感兴趣的母离子；

其中如果母离子具有不与第一值或第一范围和/或第三值或第三范围和/或第五值或第五范围对应的第一物理化学性质的值或范围，那么该方法进一步包括根据第一物理化学性质分离母离子，以及根据第二物理化学性质分离母离子。

根据实施例，初始多维调查扫描包括分析母离子。

根据实施例，该方法包括分析所选择母离子、源自所选择母离子的离子，和/或通过将所选择母离子破裂或反应而形成的碎片离子或产物离子。

根据实施例，该方法包括分析所选择母离子、源自所选择母离子的离子，和/或通过将所选择母离子破裂或反应而形成的碎片离子或产物离子，并且为所分析的所选择母离子、源自所选择母离子的离子和/或碎片离子或产物离子生成单个质谱。

根据实施例，该方法包括分析具有不与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围的母离子，或源自该母离子的离子。

根据另一方面，提供一种用于分析离子的分析仪器，其包括：

第一分离器，其用于根据第一物理化学性质分离离子；

第二分离器，其用于根据第二物理化学性质分离离子；以及

控制系统，其被布置和适配以：

(i)执行初始多维调查扫描，其包括使用第一分离器根据第一物理化学性质分离母离子，以及使用第二分离器根据第二物理化学性质分离母离子；

(ii)从初始多维调查扫描中确定感兴趣的至少一个母离子，该感兴趣的至少一个母离子具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及第二物理化学性质的第二值或第二范围；

以及然后在分离的随后的单个循环期间：

(iii)使第一分离器根据第一物理化学性质分离母离子；

(iv)如果母离子具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，则选择具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，并且还具有与第二值或第二范围对应的第二物理化学性质的值或范围的感兴趣的母离子；以及

(v)如果母离子具有不与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，则根据第一物理化学性质分离母离子以及根据第二物理化学性质分离母离子。

根据实施例，分析仪器进一步包括用于分析母离子或源自母离子的离子的分析仪。

根据另一方面，提供一种分析离子的方法，其包括：

执行初始多维调查扫描，其包括根据第一物理化学性质分离母离子以及根据第二物理化学性质分离母离子；

从初始多维调查扫描中确定感兴趣的至少一个母离子，该感兴趣的至少一个母离子具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及第二物理化学性质的第二值或第二范围；以及然后

在单个分离循环中根据第一物理化学性质分离母离子，并且在分离的单个循环期间：

使具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，以及具有与第二物理化学性质的第二值或第二范围对应的第二物理化学性质的值或范围的母离子破裂或反应，以便形成碎片离子或产物离子，并且分析该碎片离子或产物离子；以及

分析具有不与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围的第二母离子。

根据另一方面，提供一种用于分析离子的分析仪器，其包括：

分离器，其用于根据第一物理化学性质分离离子；

破裂、反应或碰撞装置，其用于使离子破裂或反应；

分析仪；以及

控制系统，其被布置和适配以：

(i)执行初始多维调查扫描，其包括使用分离器根据第一物理化学性质分离母离子以及根据第二物理化学性质分离母离子；

(ii)从初始多维调查扫描中确定至少一个感兴趣的母离子，该至少一个感兴趣的母离子具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及第二物理化学性质的第二值或第二范围；以及然后

(iii)使分离器在分离的单个循环中根据第一物理化学性质分离母离子，以及在分离的单个循环期间：

(iv)使破裂、反应或碰撞装置将具有与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围，并具有与第二值或第二范围对应的第二物理化学性质的值或范围的母离子破裂或反应，以便形成碎片离子或产物离子，以及使分析器分析该碎片离子或产物离子；以及

(v)使分析仪分析具有不与第一值或第一范围对应的第一物理化学性质的值或范围的母离子。

根据另一方面，提供一种分析离子的方法，其包括：

在分离的单个循环中根据第一物理化学性质分离离子，以及在分离的单个循环期间：

在操作的第一模式中操作用于根据第二物理化学性质选择离子的装置，其中根据第二物理化学性质选择离子；以及

在操作的第二模式中操作装置，其中不根据第二物理化学性质选择离子。

根据另一方面，提供一种用于分析离子的分析仪器，其包括：

分离器，其用于根据第一物理化学性质分离离子；以及

装置，其用于根据第二物理化学性质选择离子；以及

控制系统，其被布置和适配：

使分离器在分离的单个循环中根据第一物理化学性质分离离子，以及在分离的单个循环期间，

在操作的第一模式中操作该装置，其中根据第二物理化学性质选择离子，以及在操作的第二模式中操作该装置，其中不根据第二物理化学性质选择离子。

根据另一方面，提供一种分析离子的方法，其包括：

在分离的单个循环中根据第一物理化学性质分离离子，以及在单个分离循环期间：

使具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及具有第二物理化学性质的第一值或第一范围的离子破裂或反应，以便形成碎片离子或产物离子，以及分析该碎片离子或产物离子；以及

分析具有第一物理化学性质的第二值或第二范围的离子。

根据另一方面，提供一种用于分析离子的分析仪器，其包括：

分离器，其用于根据第一物理化学性质分离离子；

破裂、反应或碰撞装置，其用于使离子破裂或反应；以及

控制系统，其被布置和适配以：

(i)使分离器在分离的单个循环中根据第一物理化学性质分离离子，以及在单个分离循环期间：

(ii)使破裂、反应或碰撞装置将具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及具有第二物理化学性质的第一值或第一范围的离子破裂或反应，以便形成碎片离子或产物离子，并且使分析仪分析该碎片离子或产物离子；以及

(iii)使分析仪分析具有第一物理化学性质的第二值或第二范围的离子。

根据另一方面，提供一种质谱法的方法，其包括如上所述的分析离子的方法。

根据另一方面，提供一种质谱仪，其包括如上所述的分析仪器。

根据另一方面，提供一种用于离子迁移率质谱法的设备，其包括：

离子迁移率质谱仪或分离器(“IMS”)装置，其布置在质荷比(“m/z”)过滤器和质量分析仪的上游，其中质荷比过滤器被布置在离子迁移率分离(IMS)循环内在宽带传送模式和质荷比过滤模式之间切换。

该切换可以由调查扫描驱动。

该切换可以在离子迁移率分离(IMS)循环内发生多于一次。

根据实施例，与切换相关联的不同的质荷比(“m/z”)-漂移时间(“DT”)区存储为分离的频谱。

根据实施例，可以为相同前体离子或母离子组合多个质荷比(“m/z”)-漂移时间(“DT”)实验。

根据实施例，质谱仪可以进一步包括：

(a)离子源，其选自由以下离子源构成的组：(i)电喷雾电离(“ESI”)离子源；(ii)大气压光致电离(“APPI”)离子源；(iii)大气压化学电离(“APCI”)离子源；(iv)基质辅助激光脱附电离(“MALDI”)离子源；(v)激光脱附电离(“LDI”)离子源；(vi)大气压电离(“API”)离子源；(vii)硅上脱附电离(“DIOS”)离子源；(viii)电子碰撞(“EI”)离子源；(ix)化学电离(“CI”)离子源；(x)场电离(“FI”)离子源；(xi)场脱附(“FD”)离子源；(xii)感应耦合等离子体(“ICP”)离子源；(xiii)快速原子轰击(“FAB”)离子源；(xiv)液体二次离子质谱法(“LSIMS”)离子源；(xv)脱附电喷雾电离(“DESI”)离子源；(xvi)镍63放射性离子源；(xvii)大气压基质辅助激光脱附电离离子源；(xviii)热喷雾离子源；(xix)原子采样辉光放电电离(“ASGDI”)离子源；(xx)辉光放电(“GD”)离子源；(xxi)撞击器离子源；(xxii)实时直接分析(“DART”)离子源；(xxiii)激光喷雾电离(“LSI”)离子源；(xxiv)音喷电离(“SSI”)离子源；(xxv)基质辅助入口电离(“MAII”)离子源；(xxvi)溶剂辅助入口电离(“SAII”)离子源；(xxvii)脱附电喷雾电离(“DESI”)离子源；以及(xxviii)激光消融电喷雾电离(“LAESI”)离子源；和/或

(b)一个或更多个持续或脉冲离子源；和/或

(c)一个或更多个离子导向器；和/或

(d)一个或更多个离子迁移率分离装置和/或一个或更多个场不对称离子迁移率光谱仪装置；和/或

(e)一个或更多个离子阱或一个或更多个离子捕集区；和/或

(f)一个或更多个碰撞、破裂或反应单元，其选自由以下装置构成组中：(i)碰撞诱导离解(“CID”)破裂装置；(ii)表面诱导离解(“SID”)破裂装置；(iii)电子转移离解(“ETD”)破裂装置；(iv)电子捕捉离解(“ECD”)破裂装置；(v)电子碰撞或撞击离解破裂装置；(vi)光电诱导离解(“PID”)破裂装置；(vii)激光诱导离解破裂装置；(viii)红外辐射诱导离解装置；(ix)紫外辐射诱导离解装置；(x)喷嘴-撇渣器(nozzle-skimmer)界面破裂装置；(xi)源内破裂装置；(xii)源内碰撞诱导离解破裂装置；(xiii)热或温度源破裂装置；(xiv)电场诱导破裂装置；(xv)磁场诱导破裂装置；(xvi)酶消化或酶降解破裂装置；(xvii)离子-离子反应破裂装置；(xviii)离子-分子反应破裂装置；(xix)离子-原子反应破裂装置；(xx)离子-亚稳离子反应破裂装置；(xxi)离子-亚稳分子反应破裂装置；(xxii)离子-亚稳原子反应破裂装置；(xxiii)用于使离子反应以形成加合物离子或产物离子的离子-离子反应装置；(xxiv)用于使离子反应以形成加合物离子或产物离子的离子-分子反应装置；(xxv)用于使离子反应以形成加合物离子或产物离子的离子-原子反应装置；(xxvi)用于使离子反应以形成加合物离子或产物离子的离子-亚稳离子反应装置；(xxvii)用于使离子反应以形成加合物离子或产物离子的离子-亚稳分子反应装置；(xxviii)用于使离子反应以形成加合物离子或产物离子的离子-亚稳分子反应装置；以及(xxix)电子电离离解(“EID”)破裂装置；和/或

(g)质量分析仪，其选自由以下分析仪构成组中：(i)四极质量分析仪；(ii)2D或线性四极质量分析仪；(iii)Paul或3D四极质量分析仪；(iv)Penning阱质量分析仪；(v)离子阱质量分析仪；(vi)扇形磁场质量分析仪；(vii)离子回旋共振(“ICR”)质量分析仪；(viii)傅里叶变换离子回旋共振(“FTICR”)质量分析仪；(ix)被布置生成具有方形对数电位分布静电场的静电质量分析仪；(x)傅里叶变换静电质量分析仪；(xi)傅里叶变换质量分析仪；(xii)飞行时间质量分析仪；(xiii)正交加速飞行时间质量分析仪；(xiv)线性加速飞行时间质量分析仪；和/或

(h)一个或更多个能量分析仪或静电能量分析仪；和/或

(i)一个或更多个离子检测器；和/或

(j)一个或更多个滤质器，其选自由以下滤质器构成组中：(i)四极滤质器；(ii)2D或线性四极离子阱；(iii)Paul或3D四极离子阱；(iv)Penning离子阱；(v)离子阱；(iv)扇形磁场滤质器；(vii)飞行时间滤质器；以及(viii)Wien过滤器；和/或

(k)用于脉冲发射离子的装置或离子门；和/或

(l)用于将基本连续的离子束转换成脉冲离子束的装置。

质谱仪可以进一步包括以下的任一者：

(i)C阱和质量分析仪，其包括外部桶状电极和同轴内部纺锤状电极，它们形成具有方形对数电位分布的静电场，其中在操作的第一模式中，离子传送到C阱并且然后注入到质量分析仪中，并且其中在模式的第二操作中，离子传送到C阱并且然后传送到碰撞单元或电子转移离解装置，其中至少一些离子被破裂成碎片离子，并且其中碎片离子然后在注入到质量分析仪中之前传送到C阱；和/或

(ii)堆叠环离子导向器，其包括多个电极，每个电极具有离子在使用中传送通过的孔径(aperture)，并且其中电极的间距沿离子路径的长度增大，并且其中在离子导向器的上游区段中的电极的孔径具有第一直径，并且其中在离子导向器的下游区段中的电极的孔径具有比第一直径更小的第二直径，并且其中在使用中施加AC或RF电压的相反相位到相继的电极。

根据实施例，质谱仪进一步包括被布置和适配以供应AC或RF电压到电极的装置。AC或RF电压可选地具有选自由以下至构成的组：(i)约<50V峰到峰；(ii)约50-100V峰到峰；(iii)约100-150V峰到峰；(iv)约150-200V峰到峰；(v)约200-250V峰到峰；(vi)约250-300V峰到峰；(vii)约300-350V峰到峰；(viii)约350-400V峰到峰；(ix)约400-450V峰到峰；(x)约450-500V峰到峰；以及(xi)>约500V峰到峰。

AC或RF电压可以具有选自由以下的频率构成的组：(i)<约100kHz；(ii)约100-200kHz；(iii)约200-300kHz；(iv)约300-400kHz；(v)约400-500kHz；(vi)约0.5-1.0MHz；(vii)约1.0-1.5MHz；(viii)约1.5-2.0MHz；(ix)约2.0-2.5MHz；(x)约2.5-3.0MHz；(xi)约3.0-3.5MHz；(xii)约3.5-4.0MHz；(xiii)约4.0-4.5MHz；(xiv)约4.5-5.0MHz；(xv)约5.0-5.5MHz；(xvi)约5.5-6.0MHz；(xvii)约6.0-6.5MHz；(xviii)约6.5-7.0MHz；(xix)约7.0-7.5MHz；(xx)约7.5-8.0MHz；(xxi)约8.0-8.5MHz；(xxii)约8.5-9.0MHz；(xxiii)约9.0-9.5MHz；(xxiv)约9.5-10.0MHz；以及(xxv)>约10.0MHz。

质谱仪还可以包括在离子源的上游的色谱法或其它分离装置。根据实施例，色谱法分离装置包括液体色谱法或气体色谱法装置。根据另一实施例，分离装置可以包括：(i)毛细管电泳(“CE”)分离装置；(ii)毛细管电色谱法(“CEC”)分离装置；(iii)基本刚性的陶瓷基多层微流体基板(“陶瓷瓦”)分离装置；或(iv)超临界流体色谱法分离装置。

离子导向器可以维持在选自由以下压力构成的组：(i)<约0.0001mbar；(ii)约0.0001-0.001mbar；(iii)约0.001-0.01mbar；(iv)约0.01-0.1mbar；(v)约0.1-1mbar；(vi)约1-10mbar；(vii)约10-100mbar；(viii)约100-1000mbar；以及(ix)>约1000mbar。

根据实施例，分析物离子可以在电子转移离解破裂装置中受到电子转移离解(“ETD”)破裂。可以使得分析物离子与ETD试剂离子在离子导向器或破裂装置内相互作用。

根据实施例，为实现电子转移离解，以下的任一者：(a)分析物离子被破裂或被诱导以离解并且在与试剂离子相互作用时形成产物离子或碎片离子；和/或(b)电子从一个或更多个试剂阴离子或负电荷离子转移到一个或更多个多电荷分析物阳离子或正电荷离子，于是多电荷分析物阳离子或正电荷离子中的至少一些被诱导以离解并形成产物离子或碎片离子；和/或(c)分析物离子在与中性试剂气体分子或原子或非离子试剂气体相互作用之后被破裂或被诱导以离解并且形成产物离子或碎片离子；和/或(d)电子从一个或更多个中性非离子或不带电荷的碱性气体或蒸气转移到一个或更多个多电荷分析物阳离子或正电荷离子，于是多电荷分析物阳离子或正电荷离子中的至少一些被诱导以离解并且形成产物离子或碎片离子；和/或(e)电子从一个或更多个中性、非离子或不带电荷的超强碱性试剂气体或蒸气转移到一个或更多个多电荷分析物阳离子或正电荷离子，于是多电荷分析物阳离子或正电荷离子中的至少一些被诱导以离解并且形成产物离子或碎片离子；和/或(f)电子从一个或更多个中性非离子或不带电荷的碱金属气体或蒸气转移到一个或更多个多电荷分析物阳离子或正电荷离子，于是多电荷分析物阳离子或正电荷离子中的至少一些被诱导以离解并且形成产物离子或碎片离子；和/或(g)电子从一个或更多个中性、非离子或不带电荷的气体、蒸气或原子转移到一个或更多个多电荷分析物阳离子或正电荷离子，于是多电荷分析物阳离子或正电荷离子中的至少一些被诱导以离解并且形成产物离子或碎片离子，其中该一个或更多个中性、非离子或不带电荷的气体、蒸气或原子选自由以下成分构成的组中：(i)钠蒸气或原子；(i)锂蒸气或原子；(iii)钾蒸气或原子；(iv)铷蒸气或原子；(v)铯蒸气或原子；(vi)钫蒸气或原子；(vii)C₆₀蒸气或原子；以及(viii)镁蒸气或原子。

多电荷分析物阳离子或正电荷离子可以包括肽、聚肽、蛋白质或生物分子。

根据实施例，为影响电子转移离解，(a)试剂阴离子或负电荷离子源自多芳烃或取代多芳烃；和/或(b)试剂阴离子或负电荷离子源自以下成分构成的组中：(i)蒽；(ii)9,10二苯基蒽；(iii)萘；(iv)氟；(v)菲；(vi)芘；(vii)荧蒽；(viii)屈；(ix)苯并菲；(x)二萘嵌苯；(xi)吖啶；(xii)2,2’联吡啶；(xiii)2,2’联喹啉；(xiv)9-蒽腈；(xv)硫芴；(xvi)1,10’-菲咯啉；(xvii)9’蒽腈；以及(xviii)蒽醌；和/或(c)试剂阴离子或负电荷离子包括偶氮苯阴离子或偶氮苯自由基阴离子。

根据实施例，电子转移离解破裂的过程包括将分析物离子与试剂离子相互作用，其中试剂离子包括苯二甲腈、4-硝基甲苯或甘菊环烃。

附图说明

现将仅通过实例的方式并且参考附图描述各实施例，在附图中：

图1示出根据实施例的质谱仪，其中离子迁移率分离器被布置在四极滤质器的上游，并且其中飞行时间质量分析仪被布置在四极滤质器的下游；

图2示出根据另一个实施例的质谱仪，其中四极滤质器被布置在离子迁移率分离器的上游，并且其中飞行时间质量分析仪被布置在四极滤质器的下游；

图3A示出根据实施例获得的数据，其中执行初始离子迁移率-质荷比调查扫描，并且感兴趣的前体离子或母离子位于单个区域中，以及图3B示出根据实施例获得的数据，其中为包括感兴趣的母离子或前体离子的确定离子获得破裂质谱数据，但其中在时间的剩余部分，采集另外的离子迁移率-质荷比调查扫描数据；

图4A示出根据实施例获得的数据，其中执行初始离子迁移率-质荷比调查扫描，并且感兴趣的前体离子或母离子位于两个区域中，以及图4B示出根据实施例获得的数据，其中为包括感兴趣的母离子或前体离子的确定离子获得破裂质谱数据，但其中在时间的剩余部分，采集另外的离子迁移率-质荷比调查扫描数据；以及

图5A示出根据实施例获得的数据，其中执行初始质荷比调查扫描，并且感兴趣的前体离子或母离子位于单个区域中，以及图5B示出根据实施例获得的数据，其中为包括感兴趣的母离子或前体离子的确定离子获得破裂质谱数据，但其中在时间的剩余部分，采集离子迁移率-质荷比调查扫描数据。

具体实施方式

将首先描述如在WO 2013/140132(Micromass)中描述的已知途径。

根据已知途径，执行包括根据第一物理化学性质(例如离子迁移率)分离母离子，并然后根据第二物理化学性质(例如质荷比)分离母离子的初始多维调查扫描。然后从初始多维调查扫描中确定感兴趣的多个母离子。然后在单个分离循环期间基于第一物理化学性质和第二物理化学性质循序选择多个感兴趣的母离子。然后可以破裂被选择的感兴趣的母离子，并且可以然后质量分析对应的碎片离子或产物离子。

因此，已知途径主要由以下构成：初始多维调查扫描，随后是对感兴趣的所识别的母离子或前体离子的离子迁移率光谱法(IMS)-串级质谱法(MS/MS)实验。

在IMS-MS/MS实验中，在单个分离循环期间，基于第一物理化学性质(例如离子迁移率)和第二物理化学性质(例如质荷比)循序选择感兴趣的多个母离子。在操作的选择性的(窄带)模式中在第二物理化学性质(例如质荷比)的连续不同值持续操作系统。

在MS/MS实验的一个实施方案中，滤质四极可以在单个离子迁移率光谱法(IMS)循环时间内切换到隔离一个或更多个前体离子。采用碎片离子质荷比值和用于与MS/MS相关联的共同工作流程的强度保留在与MS/MS实验相关联的时间选择区中的数据。

离子的多维分离引起与如上所述的其它已知途径相比的前体离子或母离子(或所得的碎片离子或产物离子)的改善的特异性、改善的隔离和显著改善的占空比。

然而，在一些实例中，可以仅存在一个或少量的感兴趣的母离子或前体离子。在这些实例中，分离空间的一个或更多个区域不可以从针对随后的MS/MS实验中的分离的调查扫描中识别。因此，在随后的实验中，针对数据的这些区域没有数据将被采集，并且系统将失去离子。

现将更详细描述实施例。

各实施例涉及操作支持离子迁移率的质谱仪的方法，其中选择二维(例如IMS-MS)空间的区域，例如在用于MS/MS实验的时间和/或质荷比中，同时数据的其它区域可以保留并且可以被用作另外的调查或档案数据。

根据各实施例，当系统不在MS/MS模式中操作时，诸如四极滤质器的滤质器可以在IMS漂移时间在宽带传送非选择性或非求解模式中进行操作，这意味着能够在漂移时间的剩余部分期间采集IMS-MS或调查数据。

图1示出根据实施例的质谱仪。可以包括离子迁移率频谱仪或分离器(“IMS”)装置3的离子分离器可以被布置在离子源1的下游。可选的转移部件2可以布置在离子源1和离子分离器3之间。

可选地四极滤质器的离子过滤器4可以设置在离子分离器3的下游。可选地包括飞行时间(“ToF”)质量分析仪的离子分析仪6可以设置在离子过滤器4的下游。诸如碰撞诱导离解(“CID”)单元的可选的破裂、反应或碰撞装置5可以设置在滤质器4和质量分析仪6之间。

图2示出可替换实施例。可选地四极滤质器的离子过滤器4可以设置在离子源1的下游。可选的转移部件2可以布置在离子源1和滤质器4之间。可选地包括离子迁移率频谱仪或分离器的离子分离器3可以设置在过滤器4的下游。可选地包括飞行时间质量分析仪的分析仪6可以设置在分离器3的下游。一个或更多个可选的破裂、反应或碰撞装置诸如碰撞诱导离解(“CID”)单元5、7可以设置在离子过滤器4与分离器3之间和/或分离器3与分析仪6之间。

应注意图1和图2仅是示意图，并且可以设置包括其它离子光学部件的额外元件。

根据各实施例，可以初始执行多维调查扫描。多维调查扫描可以包括根据第一物理化学性质(例如，使用离子迁移率频谱仪或分离器3的离子迁移率)分离母离子，而且还根据第二物理化学性质(例如，使用飞行时间质量分析仪6的质荷比)分离母离子。

图3A示意性地示出根据实施例在多维调查扫描中采集的数据。根据这个实施例，第一物理化学性质包括离子迁移率，并且第二物理化学性质包括质荷比。因此，图3A的x轴表示离子迁移率漂移时间(DT)以及y轴表示质荷比(m/z)。图3A所示的阴影区示意性地示出在多维调查扫描期间采集的数据。

使用多维调查扫描，可以识别或确定感兴趣的至少一个母离子。该确定可以基于离子在多维调查扫描中在其呈现的第一物理化学性质和第二物理化学性质的值来做出，并可以涉及评估调查扫描数据以识别感兴趣的已知的母离子。感兴趣的母离子可以例如已知对感兴趣的特定分析物或组分存在。感兴趣的母离子将具有第一物理化学性质的第一值或第一范围和第二物理化学性质的第二值或第二范围。

图3A所示的微小黑色区对应于感兴趣的母离子或前体离子，例如具有第一物理化学性质(离子迁移率漂移时间)和第二物理化学性质(质荷比)的特定值的母离子或前体离子，并且其中希望进一步研究该母离子或前体离子。

在确定感兴趣的至少一个母离子之后，然后可以再次根据第一物理化学性质(例如，使用离子迁移率频谱仪或分离器3的离子迁移率)分离母离子。在这个步骤中分离的母离子可以包括与被分析和分离以产生调查扫描的母离子不同，但可以具有大体上相同成分的母离子(例如，该离子可以源自同一样品或分析物)。在这个步骤的单个分离循环期间(例如，在单个采集或实验运行期间)，也可以根据第二物理化学性质(例如质荷比)选择(过滤)离子，例如使用四极滤质器4。

应认识到“单个分离循环”意图指代分离器3的单个操作循环。离子分离器通常操作以根据特定物理化学性质以周期性方式分离离子。因此，针对诸如离子迁移率频谱仪或分离器装置或飞行时间质量分析仪的时间离子分离器的“分离的单个循环”可以包括分离离子的单个样品或离子包花费的时间，而针对空间上的离子分离器的“单个分离循环”可以包括(质谱)数据的单个采集。

在单个分离循环期间，可以选择或传送与感兴趣的至少一个母离子对应的母离子，即，大体上具有第一物理化学性质的第一值或第一范围以及第二物理化学性质的第二值或第二范围的母离子。

这可以通过过滤大体上具有第一物理化学性质的第一值或第一范围的离子来实现。在实施例中，使用第二物理化学性质的范围(其基于第二物理化学性质的第二值或第二范围)过滤离子。用于过滤的第二物理化学性质的范围可以例如集中在第二物理化学性质的第二值或第二范围。在实施例中，向前传送在第二物理化学性质的范围内的大体上具有第一物理化学性质的第一值或第一范围的离子，而衰减和/或不向前传送在第二物理化学性质的范围外的离子。

在一个实施例中，这个可以通过在适当时间在操作的窄带(过滤或选择性)模式中操作四极滤质器4，以便过滤具有与感兴趣的至少一个母离子的离子迁移率漂移时间对应的一个或多个离子迁移率漂移时间的离子来完成。

根据各种不同实施例，在单个分离循环期间，在第一物理化学性质的(其它)值呈现的母离子(例如，具有第一物理化学性质的不与第二值或第二范围对应的值或范围的母离子)，即，可以全部由过滤器4向前传送不具有与感兴趣的至少一个母离子对应的第一物理化学性质的值的离子。

在一个实施例中，这个可以通过在适当时间在宽带或广带(例如，非过滤、非选择性或传送)操作模式中操作四极滤质器4来完成。可替换地，这个可以通过绕过过滤器4来完成。

应认识到在一些实施例中，过滤器4当在“非过滤”或“传送”模式中操作时仍可以具有高通或低通截止。

因此，不可以过滤(例如，被传送)，或基于物理化学性质的相对大范围过滤在不与感兴趣的母离子对应的第一物理化学性质的值或范围呈现的母离子，例如这可以对应于过滤器的操作的“非过滤”或“传送”模式。在实施例中，向前传送在第二物理化学性质的相对大范围内的离子。在实施例中，过滤器在其中其被操作以在不与感兴趣的母离子对应的第一物理化学性质的值采集初始扫描调查数据的模式中操作。

所传送的母离子(例如，由过滤器4传送的母离子)和/或源自所传送的母离子的一个或更多个碎片、产物或其它离子可以通过例如飞行时间质量分析仪6分析。可以在诸如碰撞诱导离解碰撞单元5、7的破裂、反应或碰撞装置中破裂或反应所传送的母离子，以产生一个或更多个碎片、产物或其它离子。应认识到其中所传送的母离子被破裂或反应的实施例有效产生MS/MS型数据。

可以为所传送的或所选择的母离子，和/或源自所传送的或所选择的母离子的碎片、产物或其它离子产生多个质谱。可替换地，例如通过为所分析的所传输的或所选择的母离子，和/或源自该所传送的或所选择的母离子的碎片、产物或其它离子组合数据，可以例如针对感兴趣的每个所传送的或所选择的母离子产生单个质谱。也就是说，可以通过组合在第一物理化学性质的隔离范围内的数据，针对从一个或多个所隔离的前体离子产生的碎片离子产生单个质谱。

图3B示意性地示出根据实施例在分离的随后循环中采集的数据。

在所示实施例中，对于与在图3A中呈现的感兴趣的前体离子处的离子迁移率漂移时间的值对应的离子迁移率漂移时间的值，为具有集中在呈现的感兴趣的母离子或前体离子处的质荷比的值的相对窄范围的质荷比的母离子或前体离子采集MS/MS型数据。

对于数据的其它区域(例如，对于其中没有感兴趣的母离子或前体离子存在的数据的区域)，可以采集多维(例如，IMS-MS)调查扫描型数据。在实施例中，对于这些区域，母离子或前体离子不被破裂或反应。

在图3B所示的实施例中，所得的数据包括三个不同数据区域，即一个MS/MS区域和两个多维调查扫描区域。两个新的调查扫描数据区域能够以各种不同希望方式使用，例如在隔离中使用或连同其它调查扫描数据一起使用，由此提高仪器的占空比和速度。

该途径能够延伸到感兴趣的任何数量的前体组分。图4A和图4B示意性地示出根据实施例采集的数据，其中在初始调查扫描中识别感兴趣的两个母组分或前体组分(离子)(图4A)。

在该实施例中，在随后的采集中，对于与呈现的感兴趣的母离子或前体离子处的第一物理化学性质(离子迁移率漂移时间)的值对应的第一物理化学性质(离子迁移率漂移时间)的值，系统被布置以选择性地传送在具有集中在呈现的感兴趣的母离子或前体离子处的第二物理化学性质(质荷比)的值的第二物理化学性质(质荷比)的相对窄范围内的母离子或前体离子，以及对于呈现的没有感兴趣的母离子或前体离子处的第一物理化学性质(离子迁移率漂移时间)的值，系统被布置以非选择性地传送母离子或前体离子，即，传送具有第二物理化学性质(质荷比)的相对宽范围的母离子或前体离子。

所得的数据在图4B中示出，其包括五个不同数据区域，即两个MS/MS区域和两个多维调查扫描区域。

根据各实施例，能够分析感兴趣的任何数量的母组分或前体组分。在实践中，该数量受分离器(例如，离子迁移率频谱仪或分离器3)的分辨率和能够隔离单独母组分或前体组分的速度(例如，通过四极滤质器4)限制。

应注意，尽管附图示出MS/MS数据区域为“垂直的”(即，对于x方向上的给定范围，跨整个y范围呈现)，但在实践中，该区域可以根据仪器几何形状呈现为弯曲的。这是因为离子(例如，母离子或前体离子和/或碎片离子)可以在它们横越下游装置，诸如气体填充RF离子导向器和/或离子聚焦光学元件等时继续分离(或可以失去分离)。

在实施例中，提供用于IMS-MS的设备，其包括布置在质荷比过滤器和质量分析仪的上游的离子迁移率频谱仪或分离器(“IMS”)装置。质荷比过滤器可以被布置以在离子迁移率分离(IMS)循环内在操作的宽带或窄带传送模式和操作的质荷比过滤模式之间切换。该切换可以由调查扫描(在实施例中，多维调查扫描)驱动。该切换可以在离子迁移率分离(IMS)循环内发生多于一次。

在实施例中，与切换相关联的不同的质荷比-离子迁移率漂移时间区域被存储为分离的频谱。在实施例中，为相同母离子或前体离子组合多个质荷比-离子迁移率漂移时间实验。

实施例延伸到以下布置：其中第一物理化学性质是除离子迁移率之外的物理化学性质，并且(第一)分离器包括除离子迁移率频谱仪或分离器3之外的装置。第一物理化学性质可以包括例如质荷比。在这种实施例中，(第一)分离器可以包括根据作为时间的函数的质荷比分离离子的装置。这种分离器的实例包括离子阱和扫描质荷比过滤器。

图5A和图5B示意性地示出根据实施例采集的数据，其中第一物理化学性质和第二物理化学性质两者均包括质荷比。感兴趣的一个或更多个母离子或前体离子可以在调查扫描数据中识别(图5A)。在随后分析(图5B)中，感兴趣的母离子或前体离子可以被隔离(选择)并且受到MS/MS分析(即，母离子或前体离子被破裂或反应以便产生碎片离子或产物离子，并且可以分析所得的碎片离子或产物离子)，而数据的其它区域可以受到多维调查扫描分析。

在各实施例中，质荷比过滤可以以任何适当和希望方式实现，诸如使用四极滤质器和在四极装置中使用共振喷射凹槽(resonant ejection notches)。

根据各实施例，额外的多维调查扫描数据可以压缩到用于询问的单维中。

可以跨非选择的淋洗离子迁移率(IMS)峰值的时间剖面切割隔离区域，并且就此，所得的新调查扫描数据可以重新调整以考虑这个效果。

实施例可以与其它离子迁移率分离和飞行时间技术组合。在一个实施例中，各实施例的技术可以与链接四极低质量截止扫描组合，该扫描以大体上如在US-7586088(Micromass)中描述的方式与离子迁移率分离循环时间同步，例如对于调查扫描数据的电荷状态选择。在另一实施例中，可以使用增强的飞行时间操作模式，诸如增强的占空比(“EDC”)和/或高占空比(“HDC”)。

在各实施例中，可以使用空间分布的或平行的过滤器(可选地与根据转向器和/或延迟线的质荷比一起)。在这些实施例中，包含在给定漂移时间的感兴趣的母离子或前体离子的数据区域(一个或多个质荷比区域)可以被移除(并且在实施例中，被破裂和/或被分析)，同时允许剩余质荷比范围向前传送并且保留IMS-MS调查扫描的部分。

从上可见，各实施例提供对于数据依赖性采集(“DDA”)型实验具有改善的占空比的分析离子的改善方法、质谱仪的方法、离子分析仪和质谱仪。

尽管本发明已参考优选实施例描述，但本领域技术人员应理解可以在不背离如在所附权利要求书中阐述的本发明的范围的情况下做出在形式和细节上的各种变化。