[发明专利]按迁移率分离的离子的碎片离子质谱的采集

说明书

本发明提供一种获取复杂物质混合物中物质的碎片离子谱的方法，其中将俘获离子迁移谱仪(“TIMS”)用作离子迁移分离器分离装置。碎片离子谱可用于识别复杂混合物中的大量蛋白质，或通过带前端物质分离器的质谱仪中的碎片离子质谱对某些物质进行安全定量。并行积聚TIMS提供延长离子积聚持续时间以便在不降低碎片离子质谱测量能力的情况下找到更多可检测离子种类的独特可能。碎片离子质谱的高测量能力可重复测量低丰度离子种类，从而提高碎片离子谱的质量。

发明背景

发明领域

本发明涉及高效采集按迁移率分离的前体离子的碎片离子质谱的方法，以鉴定复杂物质混合物中尽可能多的物质(尤其是自底向上的蛋白质组学工作流程中的消化多肽)，或以准确特性对物质进行定量。

背景技术概述

在蛋白质科学领域，对于通过液相色谱/质谱分析(LC-MS)从提取自生物样本的蛋白质的水解消化液中鉴定出尽可能多的多肽和蛋白质，人们的兴趣越来越浓厚。已经证实，迁移谱与质谱联用可改进测量以实现这一目标。作为执行这些测量的仪器的例子，可以采用具有前端物质分离器(如液相色谱仪(LC))和质谱仪(MS)的组合装置，质谱仪配备一个离子积聚器、一个离子迁移分离器、一个质量过滤器(通常是RF四极杆质量过滤器)、一个离子破碎池和一个位于下游的高分辨率正交离子注入飞行时间质量分析器。图1显示了一个此类典型仪器的示例。可使用离子阱来积聚离子迁移分离器上游的离子，并使用漂移管离子迁移谱仪来按迁移率分离离子。

使用这种仪器，可在不过滤质量和破碎离子的情况下利用迁移分离器和飞行时间分析器测得图2中所示的质量-迁移率图。该图通常显示离子质量与漂移管中漂移时间的关系。从此图中选择具有特定迁移率和质量的感兴趣离子种类，如图2中椭圆形所示。在第二个循环中，按离子迁移率再次在时间上分离来自离子积聚器的新离子。调整质量过滤器以便在离子种类的特定漂移时间间隔内选择感兴趣的离子种类，这些离子种类随后在破碎池中破碎，并通过飞行时间质量分析器采集所需碎片离子谱。

在文献US 6,960,761 B2(“在作为预选离子迁移率和离子质量函数的时间内分离离子的仪器”，D.E.Clemmer，2001年)中，这种简单依靠数据的碎片离子采集方法已经得到大幅改进，离子源离子的利用率更高。本文描述了使用大量不同的离子源、离子阱、离子迁移分离器、质量过滤器、碰撞池、离子反应器和高分辨率质量分析器的组合分离混合物中离子的各种方法。此外，所描述的相应装置由离子源、离子阱、离子迁移分离器、质量过滤器、碰撞池、离子反应器和高分辨率质量分析器以不同的顺序组合。离子阱用于积聚离子。中等长度的漂移管离子迁移谱仪用作离子迁移分离器。在装置的变化形式中，可以找到符合图1的装置(请参见Clemmer文献中的图9和权利要求21和22)以及图4中所示的操作方法(请参见Clemmer文献中的图13和权利要求4和5)。文中介绍了连续测量所选离子种类的方法(请参见Clemmer文献第20栏第64行至第21栏第21行)。图3显示了第一个测量循环中人为构建的质量迁移率图。在质量-迁移率图中选择几个感兴趣的离子种类(根据Clemmer给出的图，大约为五种)。所选离子种类必须按其不同的迁移率在时间上充分分离。所选各离子种类的时间间隔必须确保可电子切换四极杆质量过滤器的电压以过滤接下来要测量的所选离子种类。在后续测量循环中，新离子在离子阱中积聚，然后按其离子迁移率分离(Clemmer未明确概述方法的这部分，仅可从图13间接导出)。如果感兴趣的离子种类未按其离子迁移率在没有任何重叠的情况下清晰分离，则质量过滤器将按漂移时间和质量陆续选择离子种类，这些离子种类在破碎池中破碎，并由飞行时间分析器测量出碎片离子质谱。从Clemmer的图14和15中，可以推断在一次测量循环中可获得大约五个碎片离子质谱。在下一个循环中，可测量从相同质量-迁移率图中选择的其他离子种类的碎片离子谱，以此类推。这样，由于LC峰中显示的不同离子种类在时间上彼此分离并由此富集于其相应的迁移率峰中，因此大幅提高了离子源离子的利用率，迁移率峰在时间上短于LC峰，从而在一秒钟内可测量一百多个碎片离子谱，但前提是可在质量迁移率-图中检测到不同离子种类的数量。情况可能并非总是如此。