[发明专利]多维倍增电极检测器

说明书

描述了一种质谱仪，其包含配置成传送离子流的多极杆，所述离子流包括在由(a，q)值限定的稳定性边界内的一定丰度的一个或多个离子种类。由多个倍增电极形成的检测器配置成检测所述丰度的离子的空间和时间性质，其中每个倍增电极布置成使得其被与所述离子流有已知空间关系的离子撞击。所述检测器还包含多个带电粒子检测器，每个带电粒子检测器与所述多个倍增电极中的一个或多个倍增电极相关联。处理系统配置成记录和存储所述检测器中的所述倍增电极对所述丰度的离子中的离子检测的模式。

技术领域

本公开涉及质谱分析领域。更具体地说，本公开涉及一种质谱仪系统和方法，其通过对在四极杆仪器的出射孔处采集的空间和时间特性进行解卷积来提供改进的高质量分辨能力(MRP)和灵敏度。

背景技术

四极杆质量分析仪是一种用于质谱分析的质量分析仪。顾名思义，四极杆由通常为圆柱形或双曲线的四个杆组成，所述杆被设置成彼此平行的对，例如竖直对和水平对。这四个杆负责在离子沿四个杆创建的路径传递时基于离子的质荷比(m/z)选择样本离子。在四极滤质器中基于离子在在施加于杆的振荡电场中的轨迹稳定性来对离子进行分离。每个相对杆对电连接在一起，并且在一对杆与另一对杆之间施加带有DC偏移电压的射频(RF)电压。离子在杆之间沿四极杆行进。对于施加于杆的给定电压比，仅某一质荷比的离子才能够穿过杆并且到达检测器。其它离子具有不稳定轨迹，并且会与杆碰撞。这准许选择具有特定m/z的离子，或允许操作者通过连续变化所施加电压来扫描一定范围的m/z值。

通过借助能够随时间斜变的所施加RF和DC电势来设置稳定性限值，此类仪器可用作滤质器，使得具有特定范围的质荷比的离子在整个装置中具有稳定轨迹。具体地说，通过以所属领域的技术人员已知的方式将固定的和/或斜变的AC和DC电压施加于配置的圆柱形但更常见为双曲线的电极杆对，建立期望的电场以稳定预定离子在x和y维度中的运动。因此，在x轴中施加的电场使较重离子的轨迹稳定，而较轻离子具有不稳定轨迹。相比之下，y轴中的电场使较轻离子的轨迹稳定，而较重离子具有不稳定轨迹。在四极杆中具有稳定轨迹并因此到达位于四极杆杆组的出射横截面的检测器的质量范围由质量稳定性限值限定。

通常，四极杆质谱分析系统使用单个检测器来在四极杆杆组的出射横截面处记录离子随着时间推移的到达。通过及时单调地变化质量稳定性限值，可根据离子到达检测器的时间来(大致)确定离子的质荷比。在常规四极杆质谱仪中，根据其到达时间估计质荷比的不确定性对应于质量稳定性限值之间的宽度。可通过缩小质量稳定性限值，即，将四极杆用作窄带滤波器，来减少这种不确定性。在此模式中，四极杆的质量分辨能力增强，因为窄带外的具有“稳定”质量的离子碰撞杆而非穿过而到达检测器。然而，改进的质量分辨能力要以灵敏度为代价。具体地说，当稳定性限值很窄时，即使“稳定”的质量也仅是稍微稳定，因此，这其中只有相对较小的一部分到达检测器。

图1A示出来自三重四极杆(TSQ)质量分析仪的示例数据，以说明在四极杆装置中当前可用的质量分辨能力。如图1A所示，由示例的所检测m/z508.208离子产生的质量分辨能力约为44,170，这类似于通常在例如傅里叶变换质谱法(FTMS)的“高分辨率”平台中通常实现的质量分辨能力。为了获得此类质量分辨能力，在预定质量稳定性区域边界内缓慢扫描并操作仪器。对于仪器来说，尽管数据所示的质量分辨能力(即固有质量分辨能力)相对较高，但灵敏度——尽管未示出——非常差。

图1B(参看插图)示出来自TSQ质量分析仪的示例m/z 182、508和997离子的Q3强度，所述质量分析仪在狭窄稳定性传输窗口(标示为A的数据)以及较宽稳定性传输窗口(标示为A'的数据)的情况下操作。图1B中的数据用以示出质量选择性四极杆的灵敏度可通过打开传输稳定性窗口来显著增大。然而，尽管未在图中明确示出，但在此类宽带模式下操作的四极杆仪器的固有质量分辨能力通常是不合意的。

图1A和1B要注意的重点在于，常规上，四极滤质器的操作提供相对高的质量分辨能力，或以质量分辨能力为代价提供高的灵敏度，但并不同时提供高质量分辨能力和高灵敏度，并且在所有情况下，扫描速率相对缓慢。