[发明专利]多路复用飞行时间质谱仪

说明书

一种飞行时间(ToF)质谱分析方法包括：在多次推动中将离子推入ToF质量分析仪中，其中相邻推动之间的时间间隔短于所述离子的最长飞行时间或飞行时间范围；检测所述离子以获得谱数据；解码所述谱数据以确定与通过第一多次所述推动(P1‑P4)被推入所述ToF质量分析仪中的离子有关的第一质谱数据，并且将此第一质谱数据分配给第一时间戳(t1)；及解码所述谱数据以确定与通过第二多次所述推动(P5‑P8)被推入所述ToF质量分析仪中的离子有关的第二质谱数据，并且将此第二质谱数据分配给第二时间戳(t2)；其中所述第一和第二时间戳之间具有比所述ToF质量分析仪中的所述最长飞行时间或所述飞行时间范围(4)短的时间差。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月20日提交的英国专利申请第1903779.5号的优先权和利益。本申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及飞行时间(ToF)质谱法，其中离子以相对较高的速率被推入ToF质量分析仪中，从而产生多路复用离子信号。

背景技术

通常需要分离离子，然后使用ToF质量分析仪对其进行分析。举例来说，离子可通过离子迁移率分离器(IMS)分离并通过ToF质量分析仪进行分析。从历史上看，典型的ToF质量分析仪需要大约20微秒至200微秒的分离时间标度，质量范围高达几千，这取决于ToF质量分析仪的几何形状。相比之下，典型的较快IMS峰宽大约为0.4毫秒至1毫秒，这具体取决于IMS的几何形状。因此，这些装置的两个分离时间标度匹配良好，因为ToF分离时间标度明显短于IMS分离时间标度，因此可跨IMS峰单独获取多个ToF质谱。举例来说，这允许产生二维嵌套数据集，其中一维是ToF质量，而另一维是IMS分离时间。

飞行路径相对较长的ToF质量分析仪的出现使离子能够以相对较高的质量分辨率进行分析。然而，由于离子通过这类质量分析仪的飞行时间相对较长，因此这会降低将离子推入ToF质量分析仪中的速率，而来自不同推动的离子的谱数据不会在时间上重叠。因此，难以将这类高分辨率ToF质量分析技术与相对快速的上游离子分离技术(如IMS装置或具有以相对高速率扫描的质量传输窗口的质量过滤器)一起使用。

发明内容

本发明提供了一种飞行时间(ToF)质谱分析方法，其包括：在多次推动中将离子推入ToF质量分析仪中，其中相邻推动之间的时间间隔短于来自推动中的任一次给定推动的ToF质量分析仪中离子的最长飞行时间或飞行时间范围；用ToF检测器检测离子以便获得谱数据；对谱数据解码以确定与通过第一多次推动而被推入ToF质量分析仪中的离子有关的第一质谱数据，并且将此第一质谱数据分配给第一时间戳；对谱数据解码以确定与通过第二多次推动而被推入ToF质量分析仪中的离子有关的第二质谱数据，并且将此第二质谱数据分配给第二时间戳；其中第一和第二时间戳之间具有比ToF质量分析仪中的所述最长飞行时间或所述飞行时间范围短的时间差。

常规上，其中离子飞行时间相对较长的ToF质量分析仪仅以相对较低的速率对离子进行采样，以便避免来自不同ToF推动的离子在检测器处的时间重叠并引起谱混乱。

由于本发明的方法产生的时间戳具有比ToF质量分析仪中的最长飞行时间(或所述飞行时间范围)短的时间差，因此所述方法能够以相对较高的速率间歇地记录质谱数据，即使ToF质量分析仪中最长的飞行时间(或飞行时间范围)相对较长。这允许使用质量分辨率相对较高的ToF质量分析仪对离子进行采样，同时分析相对快速变化的离子信号。举例来说，如果根据ToF质量分析仪上游的离子迁移率或质荷比分离离子，则可由ToF质量分析仪对从分离器洗脱的相对较短的离子峰进行多次采样(即每个峰有多个时间戳)，即使ToF质量分析仪中的最长飞行时间(或所述飞行时间范围)长于峰宽。类似地，所述技术可用于在谱仪的操作参数随时间变化的同时对离子进行采样。

为免生疑问，所述飞行时间范围被定义为从最长飞行时间减去最短飞行时间给出的持续时间。