[发明专利]使用串联飞行时间质谱仪测量碎片离子质谱

说明书

技术领域

本发明涉及使用串联飞行时间质谱仪测量碎片离子的质谱。

背景技术

注：本文使用“道尔顿”(Da)单位，而非法定的“统一的原子质量单位”(u)，Da单位在2006年添加到了“国际计量局”的上一版(第八版)的“国际单位制(SI)”文件，与原子质量单位处于同等地位。如该文件所述，这样做主要是为了允许使用千道尔顿和毫道尔顿等类似单位。

质谱仪通常只能确定离子质量与离子电荷的比率。在下文中，术语“离子的质量”或“离子质量”也指离子的质量m与离子多余正或负元电荷数量z的比率，即质量-元电荷比(或简称质荷比)m/z。

在将要通过引用包括在本文中的专利文献DE 102013011462.4(C.)中，描述了具有一个或多个Cassini反射器而非普通Mamyrin反射器的飞行时间质谱仪。在本公开中还对现有技术进行了详细描述。

术语“碎片离子质谱”或“子离子质谱”通常指所选离子种类的碎片离子的质谱，而被选择用来破碎的离子种类通常称为“母离子”。

在基质辅助激光解吸电离(MALDI)的飞行时间质谱仪中，用于产生子离子的两种破碎类型(ISD破碎(“源内衰减”)和PSD破碎(“源后分解”))之间存在区别。为了通过PSD方式获得子离子质谱，可在MALDI过程中，将用于MALDI的激光脉冲的能量增加到这样的程度，即产生很多亚稳态分析物离子并且这些离子仅在第一加速区之后和反射器之前衰减为碎片离子(子离子)。还可通过在位于第一加速区和反射器之间的充气碰撞室中碰撞的方式产生不稳定母离子。在这两种情况下均必须选择用于获得子离子质谱的母离子。通常使用母离子选择器选择母离子，该选择器位于第一加速区之后和反射器之前，如果有碰撞室，也位于碰撞室之前。如果亚稳态母离子已经在第一加速区和母离子选择器之间分解，则在此处已经形成的碎片离子还可以穿过母离子选择器，这是因为它们与未分解的母离子具有基本相同的速度，因此与未分解的母离子同时到达母离子选择器。未分解的母离子和由所选母离子形成的子离子通常先穿过第二加速区，然后在反射器中被分离，并被测量作为子离子质谱。例如，在专利文献DE 198 56 014C2(C.等人，对应于GB 2 344 454B和US 6,300,627B1)中描述了飞行时间质谱仪和获得PSD子离子质谱的相应方法。

通过基质辅助激光解吸电离(MALDI)获得子离子质谱要消耗相对较大的样本材料量。对于PSD破碎而言，激光脉冲的能量大幅增加(因而同时也增加了样本消耗)，以产生将在反射器之前的第一直线飞行路径中分解的大量亚稳态离子。此外，还可针对每个所选母离子种类获得单独的子离子质谱。显而易见，这存在一种缺点，那就是每次仅限于处理一种母离子种类，这就意味着很多其他离子种类被过滤掉并且未被使用，因此，如果要测量多个子离子质谱，则会消耗相对较大的样本量。另一个缺点是，必须顺序获得多个子离子质谱，这就需要更长的测量时间。

发明内容

本发明的目的是提供在少量消耗样本的情况下快速获得碎片离子的飞行时间质谱的方法，尤其借助基质辅助激光解吸电离(MALDI)实现。

本发明提供使用飞行时间质谱仪测量碎片离子质谱的方法，该飞行时间质谱仪包含离子源、飞行路径、反射器和离子检测器。

根据本发明的第一方法的特征在于：(a)每次使用不同仪器参数获得至少两个混合飞行时间谱，其中混合飞行时间谱包含一个以上母离子种类的碎片离子的信号，并且碎片离子在反射器之前的飞行路径中产生；和(b1)相互比较混合飞行时间谱，并识别源于一个母离子种类的碎片离子的信号；和/或(b2)在混合飞行时间谱中确定一个碎片离子种类的飞行时间，并由此计算碎片离子和相关母离子的质荷比。如果碎片离子和母离子的电荷已知，则可以确定“真正的”质量。被更改的仪器参数可以是，例如，飞行路径之前加速区的加速电压，或者反射器处的减速电压，或者二者。

如果一个或多个混合飞行时间谱还包含母离子的信号，则可通过比较混合飞行时间谱来将源自一个母离子种类的碎片离子的信号指定给相应的母离子种类。可将已经确定源自一个母离子种类的碎片离子的信号与该母离子种类的信号或不与该母离子种类的信号一同转变为“分开的”纯碎片离子质谱。

可通过在两个混合飞行时间谱中的每一个谱中选择一个源自相同碎片离子种类的信号，并确定作为下列等式的解的质荷比，以此来计算碎片离子和相关母离子的质荷比：

T₁＝Sys(m/q_m,M/q_M,P₁)(1)