[发明专利]具有用于产生不同能量的光子的激光系统的质谱仪

说明书

本发明涉及具有光学泵浦激光器的质谱仪，所述激光器的激光可用于通过激光解吸进行电离、用于通过光致解离(PD)进行离子碎裂、用于起始离子反应以及用于其它目的。本发明提供一种用于质谱仪的激光系统，借助所述激光系统，可生成具有不同波长的至少两个激光束，以用于在所述质谱仪中在沿着从离子源到离子检测器的离子路径的不同点处使用。

技术领域

本发明涉及具有脉冲式或连续发射式激光器的质谱仪，所述激光器的激光可用于通过激光解吸进行电离、用于通过光致解离(PD)进行离子碎裂、用于起始离子反应以及其它目的。

本发明提供用于质谱仪的激光系统，借助所述激光系统可以脉冲形式生成或连续地生成不同波长(或频率)的至少两个激光束，且可沿着从离子源到离子检测器的离子路径将激光束引导到质谱仪中的不同点。

背景技术

下文参考特殊方面解释现有技术。然而，这不应理解为是限制性的。也可使用超出此介绍的相对较窄范围的从现有技术已知的其它有用发展和修改，且所属领域的专家在阅读以下公开内容之后将容易地显而易见所述发展和修改。

生物分子的重要电离解吸类型为通过基质辅助激光解吸(MALDI)进行电离，这是由M.卡拉斯和K.希伦坎普等在大约三十年前建立的。MALDI通过用激光脉冲(通常为紫外(UV)激光脉冲)进行轰击来切除和电离分析物分子，所述分析物分子优选为生物分子，其在与样本支撑件上的样本中的基质物质分子的混合物中呈高度稀释形式。氮气激光器是以前用于此任务的主要激光器类型。然而，现如今，所使用的激光器主要为固态激光器，这是因为其具有更长的寿命和更高的脉冲频率。通常使用的激光器具有掺钕晶体，且光子能量是由非线性晶体增至三倍；例如在355纳米的目标波长情况下，以1064纳米为起始波长增加。

在大多数情况下，在每一激光脉冲等离子体中产生的离子是在介于20与30千伏特之间的专门设计的MALDI飞行时间质谱仪(MALDI-TOF-MS)中加速，并轴向地注射到飞行路径中。在穿过飞行路径之后，其碰到离子测量系统，所述系统测量离子的质量相关到达时间和其数量，且接着记录呈飞行时间质谱形式的数字化测量结果。过去，氮气激光器是以介于20与60赫兹之间的激光脉冲重复速率使用。固态激光器是以至多2,000每秒光脉冲的重复速率使用。最近，申请人开发了具有10千赫兹的光脉冲频率和质谱获取频率的MALDI-TOF质谱仪。

离子检测中的一个重要问题是防止饱和效应。为此目的，每激光脉冲生成的离子数量通常是受限的，例如最大为每脉冲仅数千离子。因此，针对一飞行时间质谱总计数百到数千个个别质谱。现如今，质谱可达到R＝m/Δm＝80,000及更高的质量分辨率，其中Δm为离子信号在一半高度处的宽度。

在使用合适MALDI飞行时间质谱仪的情况下，也有可能获取大体上基于所形成离子由于过量内部能量而分解的碎片离子质谱。这些碎片离子可经后加速并测量为碎片离子质谱。不幸的是，此分解过程的碎片离子产量较低。因此，也希望能够使用其它类型的碎裂。

常规碎裂类型为碰撞诱导解离(CID)，有时也被称为碰撞激发解离(CAD)，其中将经加速离子注射到碰撞池中，并借助于10^-3到10^-1帕斯卡的碰撞气体(例如，分子氮气)压力下的碰撞在那里碎裂离子。然而，为此需要特殊类型的飞行时间质谱仪。图1示出具有由脉冲发生器进行的正交离子加速(“OTOF”)的众所周知的飞行时间质谱仪。此飞行时间质谱仪在到正交脉冲发生器的离子路径上装备有MALDI离子源和碰撞池。