[发明专利]质量分析器

说明书

发明的技术领域

本发明涉及质量分析器、包括这种质量分析器的质谱仪、质量分析方法，以及制造质量分析器的方法。

发明背景

傅里叶变换质谱法（FTMS）可以被用于生命科学以用于肽、蛋白质，以及其他重的生物分子的分析。然而，在以FTMS方法进行重的蛋白离子的分析时出现了特定的问题。这些问题还可能伴随其他重生物分子离子而出现，但为了说明在此将称为蛋白离子。因此，本发明并不限于对蛋白质的分析的应用。重蛋白离子的广泛同位素分布导致在FTMS中观测到独特的干扰效应。当几乎没有从那些离子中检测出信号时，离子振荡之间的初始相长干涉后紧接着就是相消干涉。霍夫施塔勒（Hofstadler）等人在国际质谱和离子方法杂志（Int.J.Mass Spectrom.Ion Proc.）132卷（1994）109-127页的“傅里叶变换离子回旋共振质谱法中的同位素拍频波形图：对大型生物聚合物的高分辨率质量测量的暗示（Isotopic Beat Patterns in Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry:Implications for High Resolution Mass Measurements of Large Biopolymers）”以及A.A.马卡洛夫（A.A.Makarov）、E.丹尼索夫（E.Denisov）在美国质谱学会期刊（J.Am.Soc.Mass Spectrom.）20卷（2009）1486-1495页的“轨道阱质量分析器中的完整蛋白质的离子的动力学（Dynamics of ions of intact proteins in the Orbitrap mass analyzer）”讨论了此效应。

其结果是，对于此类离子所检测到的瞬时信号包括特征拍频波形图，所述特征拍频波形图在频域中是可识别的。对于较重的蛋白质，多个拍频在频率上进一步被彼此隔开。然而，时间上的快速信号衰减是由与残留气体以及有时与亚稳态碎片的碰撞而引起的。鉴于此，对于许多制药上重要的较重蛋白质（诸如具有大约150kDa的分子量的抗体），常常观测不到第二拍频。

在许多情况下，仅第一拍频足以分离对应于不同修饰（诸如糖基化）的同位素分布。然而，在FTMS中此拍频的强度在紧接着离子的激发处为最高。换句话说，这是在瞬时的最初几毫秒处。难以在激发之后这么快就获得适合于离子检测的瞬时信号。

此困难在轨道阱傅里叶变换质谱法中尤其被加重，例如使用轨道阱（Orbitrap（商标））质谱仪，在所述质谱仪中激发是通过注入工艺进行，所述注入工艺包括将电压施加在阱的偏转器电极以及中心电极上。电压在偏转器电极以及中心电极上随后的稳定化时间（在检测过程中提供基本上静电的场）可以延长至最多20ms。要解决这个问题，需要减少这个稳定化时间。其他形式的静电阱中也存在类似问题。

发明内容

在此背景下，本发明提供了一种质量分析器，其包括：电场产生器，所述电场产生器被配置成用于为待分析的离子的注入、待分析的离子的激发、或者这两者提供时变电场；第一检测电极以及第二检测电极，所述检测电极中的每一检测电极被安排，使得其将接收由时变电场引起的对应的电压拾波，并且以便提供基于在检测电极处的对应的镜像电流的对应的检测信号；以及差分放大器，所述差分放大器被安排成用于提供一个输出，所述输出是基于在对于第一检测电极的检测信号与对于第二检测电极的检测信号之间的差。电场产生器包括不具有空间对称的对应物的至少一个场产生电极。此外，电场产生器（尤其是场产生电极中的一个或多个）以及第一检测电极与第二检测电极被配置，使得在每一个场产生电极与第一检测电极之间的电容是和在所述场产生电极与第二检测电极之间的电容基本上相同。优选地，至少一个场产生电极被配置成用于接收时变电压以提供时变电场。