[发明专利]使用微型质谱仪进行样本定量

说明书

相关申请案

本申请主张2014年6月17日申请的美国临时申请案序列号62/013,005及2013年8月13日申请的美国临时申请案序列号61/865,377的权益及优先权，所述申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。

政府支持

本发明是在政府支持下在由美国国家卫生研究院(National Institutes of Health)授予的GM106016下进行。政府在本发明中享有一定权利。

技术领域

本发明一般涉及使用微型质谱仪进行样本定量。

背景技术

在商业HPLC-MS系统中，三重四级杆质谱仪通常用于测量分析物的特性片段(fragment)峰值的相对强度及其用于定量的内标(MRM，多反应监视)。然而，三重四级杆质谱仪是大型实验台工具，其不适合于床边诊断，从而需要大量实验室空间。另外，此类系统要求高级专家来操作。

微型质谱仪克服标准实验台三重四级杆质谱仪的那些问题，实现了床边诊断。高等人在分析化学，2006，78，5994到6002(Gao et al.(Anal Chem,2006,78,5994-6002))、分析化学，2008，80，7198到7205(Gao et al.(Anal Chem,2008,80,7198-7205))及李等人在分析化学，2014，86(6)，第2909到2916页(Li et al.(Anal.Chem.2014,86(6),pp 2909-2916))中描述了示范性微型质谱仪，其中的每一者的内容以全文引用的方式并入本文中。为了小型化泵送系统，微型质谱仪配备有不连续样本引入接口，其为周期性地向外部环境闭合微型质谱仪的离子阱的接口，通常处于大气压或略微减小的压力。欧阳等人在美国专利号8,304,718(Ouyang et al.(U.S.patent number 8,304,718))中描述了不连续样本引入接口，其中的每一者的内容以全文引用的方式并入本文中。不连续样本引入接口允许系统的泵在离子引入之后将离子阱内的真空压力减小到合适的水平以用于执行离子的质量分析。此系统配置允许微型质谱仪保留MS/MS能力且允许使用比商业系统中的泵送系统的容量小100倍的容量的微型泵送系统分析喷射的离子。对于每一扫描，将不连续样本引入接口打开大约15ms且将具有离子的空气引入到真空中。歧管中的压力增加(到～500mtorr)但离子可仍被有效地捕获在离子阱中。在闭合不连续样本引入接口之后，在大约500毫秒(ms)的时间内减小歧管压力且随后在大约或低于3毫托(mtorr)下执行MS或MS/MS分析。

使用小型泵送系统以扫描速度为代价实现良好的灵敏性，所述扫描速度对于微型质谱仪是1到2秒(s)/扫描，与对于商业三重四级杆质谱仪是100ms/扫描形成对比。这对于床边系统不具有相当大的影响，对于床边系统，30秒的总分析时间是可接受的。然而，其潜在地导致定量中的高度不精确性。在商业实验台仪器的情况下，使用100ms的时间差执行分析物及内标强度的测量。尽管绝对强度可随时间剧烈地漂移，但以相对小的变化获得分析物与内标的比率。对于配备有不连续样本引入接口的微型质谱仪，以一秒的最小时间差执行分析物及内标强度的测量，其导致定量中的不精确性。

发明内容

本发明提供配备有不连续样本引入接口的微型质谱仪，其经配置以实现与商业三重四级杆质谱仪相同的工作循环(即，100ms/扫描)。以此方式，在与商业三重四级杆质谱仪相比不牺牲工作循环的情况下实现微型质谱仪的益处，且实现准确的分析物定量。

使用至少两个离子阱实现本发明的各方面。分析物的离子及内标的离子被产生且同时被传递穿过不连续样本引入接口且被传递到微型质谱仪的第一离子阱中。所述第一离子阱用于同时捕获所述分析物的离子及内标的离子且将它们顺序地发送到第二离子阱以用于在一个扫描循环内进行MS/MS测量。通过此设置，可在100ms内使用第二离子阱的两个扫描测得片段强度且重要的是，在相同的电离条件下同时产生所述测量中涉及的分析物及内标的离子且其同时被传递穿过不连续样本引入接口且在第一离子阱中被捕获。所述设置导致定量准确度中的显著提高。