[发明专利]用于得到增强的质谱数据的方法和装置

说明书

发明领域

本发明总体上涉及质谱分析法，具体地涉及用于得到增强的质谱数据的方法和装置。本发明的一个方面涉及在质量分析仪之内、在一个质荷比范围之内存在多少不同的离子种类的度量的确定方法。其他的方面涉及确定质荷比以及此类离子的丰度。

发明背景

质谱分析法(MS)是一种广泛用于在质量分析仪的电场和/或磁场中通过测量电离分析物的质量或者更具体地质荷比来表征原子和/或分子组合物的分析技术。

在各种类型的质谱仪中，傅里叶变换质谱仪(FTMS)被认为是提供最高精度、分辨率和分辨能力的仪器。FTMS分析的方法基于例如在傅里叶变换离子回旋共振质谱分析法(FT-ICR MS)的情况下在静电场和磁场的组合中、或者在轨道阱(Orbitrap^TM)分析仪的情况下仅在一个静电场中捕获离子。在这两种情况下，被捕获的离子在检测器电极上以取决于它们相应的质荷比(m/z)的特定频率振荡并引发交变镜像电荷。所产生的镜像电流被放大、采样、并记录。

历史上，一个典型的FTMS谱通过以下方式得到：将傅里叶变换(FT)应用到在N个时间上等距的点处在时间T过程中记录的信号(所谓的“瞬态”)以在频域内得到一个谱。进而，频率与m/z相关。典型的将快速傅里叶变换(FFT)算法用于此过程。该技术将瞬态看做是非衰减谐波信号之和，并且在奈奎斯特(Nyquist)频带-N/2T＜f≤N/2T中由Δf_FT＝1/T分开的频率的一个等距网格上产生一个谱。虽然稳健并且快速，FT具有频率分辨率不确定性Δf_FT，其限制了质量测量的精度和分辨率两者、并且因此限制了质谱的整体质量。另外，FT不提供频谱的任何谐波分量的衰减速率的明确信息，这降低了质谱中离子丰度的准确性。由于FT使用了干扰谐波波形，与使用离子束直接检测的MS方法(如飞行时间(TOF)MS)相比，FT产生了对于分离得较近的峰可能具有不同强度的频谱。

FT的上述缺点是对其优点的折中。要解决这些缺点，已经利用所记录的FTMS信号的某些属性进行了改进。

兰格(Lange)和先科(Senko)在EP 2372747中描述了一种方法，该方法利用FTMS信号中的相位相关性来得到更精确的所谓吸收模式的FT幅值谱。虽然所产生的谱峰在某种程度上更窄、并且旁波瓣被抑制，但这种方法仍然无法提供超出上面所描述的FT不确定性的分辨率。此外，采用的相位校正的FT算法要求对预期的信号相位的准确了解，这对FTMS信号并不总是先验地已知的、并且不一定被保持贯穿整个质量范围。

R.A.格罗特(R.A.Grothe)在US 2009/0278037 A中已经提出了一种基于模型的方法，该方法包括在频域内处理信号，并且涉及被测信号的每一个FT谱峰与一个具有未知的频率、初始幅值、相位以及衰减的模型信号的最小二乘近似。该方法还利用了信号的频率稀疏性，这允许在一个窄的频率窗口之内感兴趣的峰的分离。这种方法提供了在得到的所有谱参数(即相位、幅值、衰减以及频率)方面的好得多的准确性。对于任意一个被至少若干个FT数据块与其他峰分开的峰，频率准确度并不局限于1/T。虽然将该方法可以直接推广到在FT域中K个峰重叠的情况下，这必然导致一个寻找K组单独谱参数的非线性问题。另外，为了解决这个问题，任何数值算法都要求对K值的一个先验了解、以及对频率的紧密的初始近似。因此，实际上本方法并不提供优于1/T的峰分辨率。