[发明专利]内联离子反应装置单元及操作方法

说明书

一种用于引导离子与带电物质反应的方法及设备，更特定来说，所述反应是其中所述带电物质为电子的反应，例如ECD。所述设备包括彼此正交的第一及第二通道。穿过其引入离子的所述第一通道包括具有位于其间的间隙的多个多极。所述第二通道正交于所述第一通道而穿过所述间隙引入所述带电物质。以此方式，十字型反应装置允许发生离子‑带电物质相互作用。

相关申请案

本申请案主张2013年5月30日申请的第61,828/757号美国临时专利申请案的权益，所述申请案的内容的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

内部教示涉及离子反应装置及操作方法。

背景技术

离子反应通常涉及带正电或带负电离子与另一带电物质的反应，所述另一带电物质可为另一带正电或带负电离子或电子。

在电子诱导解离中，由离子捕获电子，这可引起离子的破碎。电子诱导解离可在质谱分析法(MS)中用作使生物分子解离的技术，但其也可用于其它应用中。这些能力涵盖从液态色谱-质谱仪/质谱仪中的常规蛋白质组学到自上而下分析(无消解)、从头测序(异常氨基酸测序发现)、转译后改质研究(糖基化、磷酸化等等)、蛋白质-蛋白质相互作用(蛋白质的功能研究)及还包含小分子识别的大范围的可能应用。

在首次报告使用具有0到3eV的动能的电子的电子捕获解离(ECD)之后，还已报告其它电子诱导技术，包含使用试剂阴离子的电子转移解离(ETD)、使用具有5到10eV的动能的电子的热ECD、使用具有大于3eV的动能的电子的电子电离解离(EID)、活化离子ECD(AI-ECD)、使用具有大于3eV的动能的电子的电子脱离解离(EDD)、使用试剂阳离子的负ETD，及使用电子的负ECD。针对带正电前体离子已开发ECD、ETD及热ECD，而针对带负电前体离子已开发其它者。EID可使包含单独带电前体的两个极性解离。这些技术对于生物分子物质(例如肽、蛋白质、聚糖及转译后改质肽/蛋白质)非常有用。ECD还允许蛋白质/肽的自上而下分析及其从头测序。质子转移反应(PTR)也可用以缩减离子的电荷状态，其中质子从一个带电物质转移到另一带电物质。

这些电子诱导解离被认为是与常规碰撞诱导或活化解离(CID或CAD)互补且已并入在高级MS装置中。ETD尤其用于这些装置中。

在ECD中，由正离子捕获低能量(通常<1eV)电子。历史上，在傅立叶(Fourier)变换离子回旋共振(FT-ICR)质谱仪中执行ECD，这是因为FT-ICR针对避免加热自由电子的离子约束而利用静态电磁场。此类装置需要相对长的相互作用时间且涉及构建起来昂贵的大型仪器。已发现在涉及射频(RF)离子阱的较小应用中使用ECD的尝试通过俘获RF场造成电子的加速。为了克服此情形，已使用ETD及其它电子诱导技术，例如使用带负电试剂离子作为电子源，及使用在具有磁场的线性RF离子阱中实施的ECD。

在下文中在本发明教示中使用的术语ECD应被理解为包括所有形式的电子相关解离技术且并非仅限于使用具有0到3eV的动能的电子的ECD。因此，在本发明教示内的ECD的使用为代表性的且应被理解为包含所有形式的电子相关解离现象，包含热ECD、EID、EDD及负ECD。

用以在俘获装置中实现电离的ECD及ETD的常规使用在用于解离的前体离子与试剂离子之间需要相对长的反应时间，在ECD的情况下为电子且在ETD的情况下为阴离子。当与ETD一起使用时，应同时俘获阴离子及阳离子以获得足够解离。当线性阱被用作反应装置且电子注射及离子注射/提取共享相同端口(或相同端透镜电极)时，在ECD的情况下需要俘获操作。需要多个步骤的俘获操作具有与常规的基于CID的四极飞行时间质谱仪(QTOF)的不良兼容性，所述常规的基于CID的四极飞行时间质谱仪(QTOF)以连续流通方式而操作。