通过离子迁移率谱法表征分子的方法与流程

专利2022-05-09  120


通过离子迁移率谱法表征分子的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本申请要求于2018年11月29日提交的英国专利申请第1819487.8号和于2019年1月28日提交的英国专利申请第1901111.3号的优先权和权益。这些申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明提供了一种使用如质谱仪和/或离子迁移谱仪等分析仪器来表征分子的方法,并且具体地,提供了一种用于确定聚合分子的序列和/或连接性信息的方法。


背景技术:

4.无论是在包含对寡糖和糖基化的生物制药兴趣的领域中,还是在对合成聚合物和石油烃的工业兴趣中,人们越来越关注使用质谱法系统和/或离子迁移谱法系统对聚合分子进行的研究。对于这些样品类型而言,表征链长度、支化、单体类型、连接性和/或立构规整度的能力是令人期望的。
5.用于表征聚合分子的标准离子迁移

质谱法(im

ms)方法通常依赖于离子迁移前碎裂或离子迁移后碎裂来表征前体离子和碎片离子的质量和迁移率。这些方法在表征由具有不同质量或迁移率的子单元组成的分子方面可能相当成功,但在分子由具有不同连接性、立构规整度和/或支化的相同子单元组成的情况下不一定成功。
6.诸位申请人相信,仍然存在改进表征分子的方法的余地。


技术实现要素:

7.根据一方面,提供了一种识别和/或表征离子的方法,所述方法包括:
8.使分析物离子根据第一理化性质进行分离;
9.选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子激活、碎裂或反应以产生第一产物离子;
10.使所述第一产物离子根据所述第一理化性质进行分离并确定所述第一产物离子的图案;以及
11.使用所述第一产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子。
12.各个实施例涉及这样的方法,在所述方法中,使分析物离子根据理化性质进行分离,使所述分析物离子中的第一离子碎裂或反应以产生第一产物离子,并且然后使所述第一产物离子(源自经分离的第一离子)根据(同一)理化性质进行分离。因此,在各个实施例中,使分析物离子分离,并且然后使源自经分离的分析物离子的所选产物离子自身分离。
13.根据各个实施例,确定经分离的第一产物离子的图案并将所述图案用于识别和/或表征所述第一离子。在这方面(并且如下文将更详细描述的),诸位申请人已经认识到,这些实验可以产生分析物离子中的特定所选第一离子特有的(并且可能是唯一的)碎裂图案,特别在第一离子是聚合分子的离子的情况下。
14.因此,将认识到,各个实施例提供了一种识别和/或表征离子的改进方法。
15.所述第一理化性质可以包括离子迁移率或离子迁移率随电场强度的变化率。
16.所述分析物离子可以是聚合的。所述第一离子可以是聚合的。所述第一产物离子可以是聚合的。
17.所述分析物离子可以是异构的。所述第一离子可以是异构的。所述第一产物离子可以是异构的。
18.所述分析物离子可以包括特定阶的异构聚合分析物离子。所述第一产物离子可以包括多个不同阶的聚合产物离子。所述多个不同阶中的每个阶可以小于所述异构聚合分析物离子的所述特定阶。
19.关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶,所述第一产物离子的所述图案可以包括存在于所述第一产物离子中的属于所述阶的异构体的数量。
20.使用所述第一产物离子的所述图案来表征所述第一离子可以包括从所述第一产物离子的所述图案中确定所述第一离子的结构信息。
21.所述方法可以包括:
22.选择所述分析物离子中的第二离子并使所述第二离子激活、碎裂或反应以产生第二产物离子;
23.使所述第二产物离子根据所述第一理化性质进行分离并确定所述第二产物离子的图案;以及
24.使用所述第二产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。
25.所述方法可以包括将所述第一产物离子的所述图案与所述第二产物离子的所述图案进行比较并基于所述比较来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。
26.所述方法可以包括:
27.选择所述第一产物离子中的特定离子并使所述特定离子激活、碎裂或反应以产生第二代产物离子;以及
28.使所述第二代产物离子根据所述第一理化性质进行分离并确定所述第二代产物离子的图案;
29.其中所述第一产物离子的所述图案包含所述第二代产物离子的所述图案。
30.所述方法可以包括使用循环或闭环分离器使所述分析物离子根据所述第一理化性质进行分离并使用所述循环或闭环分离器使所述第一产物离子根据所述第一理化性质进行分离。
31.根据一方面,提供了一种质谱法和/或离子迁移谱法方法,其包括如上所述的方法。
32.根据一方面,提供了一种质谱仪和/或离子迁移谱仪,其包括:
33.一个或多个激活、碰撞、碎裂或反应装置;
34.一个或多个分离器;以及
35.控制系统,其中所述控制系统被配置成:
36.使所述一个或多个分离器使分析物离子根据第一理化性质进行分离;
37.使所述分析物离子中的第一离子被选择并使所述一个或多个激活、碰撞、碎裂或
反应装置使所述第一离子激活、碎裂或反应以产生第一产物离子;
38.使所述一个或多个分离器使所述第一产物离子根据所述第一理化性质进行分离;
39.确定所述第一产物离子的图案;并且
40.使用所述第一产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子。
41.所述第一理化性质可以包括离子迁移率或离子迁移率随电场强度的变化率。
42.所述谱仪可以包括离子源,所述离子源被配置成产生所述分析物离子。
43.所述分析物离子可以是聚合的。所述第一离子可以是聚合的。所述第一产物离子可以是聚合的。
44.所述分析物离子可以是异构的。所述第一离子可以是异构的。所述第一产物离子可以是异构的。
45.所述分析物离子可以包括特定阶的异构聚合分析物离子。所述第一产物离子可以包括多个不同阶的聚合产物离子,所述多个不同阶中的每个阶小于所述异构聚合分析物离子的所述特定阶。
46.所述控制系统可以被配置成通过以下确定所述第一产物离子的所述图案:
47.关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶,确定存在于所述第一产物离子中的属于所述阶的异构体的数量。
48.所述控制系统可以被配置成使用所述第一产物离子的所述图案通过从所述第一产物离子的所述图案中确定所述第一离子的结构信息来表征所述第一离子。
49.所述控制系统可以被配置成:
50.使所述分析物离子中的第二离子被选择并使所述一个或多个激活、碰撞、碎裂或反应装置使所述第二离子激活、碎裂或反应以产生第二产物离子;
51.使所述一个或多个分离器使所述第二产物离子根据所述第一理化性质进行分离;
52.确定所述第二产物离子的图案;并且
53.使用所述第二产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。
54.所述控制系统可以被配置成:
55.使所述第一产物离子中的特定离子被选择并使所述一个或多个激活、碰撞、碎裂或反应装置使所述特定离子激活、碎裂或反应以产生第二代产物离子;并且
56.使所述一个或多个分离器使所述第二代产物离子根据所述第一理化性质进行分离;并且
57.确定所述第二代产物离子的图案;
58.其中所述第一产物离子的所述图案可以包含所述第二代产物离子的所述图案。
59.所述一个或多个分离器可以包括循环或闭环分离器。
60.根据一方面,提供了一种计算机可读介质,其存储软件代码,所述软件代码当在处理器上执行时使所述处理器执行识别和/或表征分子的方法,所述方法包括:
61.确定第一产物离子的图案,所述第一产物离子是通过以下产生的:使分析物离子根据第一理化性质进行分离,选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子碎裂或反应以产生所述第一产物离子;以及
62.使用所述第一产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子。
63.根据一方面,提供了一种质谱法和/或离子迁移谱法方法,所述方法包括:
64.使分析物离子根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率进行分离;
65.选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子碎裂或反应以产生第一产物离子;
66.使所述第一产物离子根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率进行分离并确定所述第一产物离子的离子迁移图案;以及
67.使用所述第一产物离子的所述离子迁移图案来识别和/或表征所述第一离子。
68.各个实施例涉及这样的方法,在所述方法中,使分析物离子根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率进行分离,使所述分析物离子中的第一离子碎裂或反应以产生第一产物离子,并且然后使所述第一产物离子(源自经分离的第一离子)根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率进行分离。因此,在各个实施例中,使分析物离子进行迁移率分离,并且然后使源自经迁移率分离的分析物离子的产物离子自身进行迁移率分离,即使用“ims
2”(或更一般地“ims
n”)技术。
69.根据各个实施例,确定经离子迁移率分离的第一产物离子的离子迁移图案并将所述离子迁移图案用于识别和/或表征所述第一离子。在这方面(并且如下文将更详细描述的),诸位申请人已经认识到,“ims
2”(或“ims
n”)实验可以产生分析物离子中的特定所选第一离子特有的(并且可能是唯一的)离子迁移碎裂图案,例如,特别在第一离子是聚合分子的离子的情况下。
70.因此,将认识到,各个实施例提供了一种改进的质谱法和/或离子迁移谱法方法。
71.所述分析物离子可以是聚合的。所述第一离子可以是聚合的。所述第一产物离子可以是聚合的。
72.所述分析物离子可以是异构的。所述第一离子可以是异构的。所述第一产物离子中的至少一些产物离子可以是异构的。
73.所述分析物离子可以包括特定阶的异构聚合分析物离子,并且所述第一产物离子可以包括多个不同阶的聚合产物离子,其中所述多个不同阶中的每个阶可以小于所述异构聚合分析物离子的所述特定阶。
74.所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶的聚合产物离子可包括多种异构体。
75.关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶,所述第一产物离子的所述离子迁移图案可以包括存在于所述第一产物离子中的属于所述阶的异构体的数量。
76.使用所述第一产物离子的所述离子迁移图案来表征所述第一离子可以包括从所述第一产物离子的所述离子迁移图案中确定所述第一离子的结构信息。
77.所述方法可以包括选择所述分析物离子中的第二离子并使所述第二离子碎裂或反应以产生第二产物离子。
78.所述方法可以包括使所述第二产物离子根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率进行分离并确定所述第二产物离子的离子迁移图案。
79.所述方法可以包括使用所述第二产物离子的所述离子迁移图案来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。
80.所述第二离子可以是聚合的。所述第二产物离子可以是聚合的。
81.所述第一离子和所述第二离子可以是异构的。所述第一产物离子和所述第二产物离子中的至少一些产物离子可以是异构的。
82.所述方法可以包括将所述第一产物离子的所述离子迁移图案与所述第二产物离子的所述离子迁移图案进行比较并基于所述比较来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。
83.所述方法可以包括选择所述第一产物离子中的特定离子并使所述特定离子碎裂或反应以产生第二代产物离子。
84.所述方法可以包括使所述第二代产物离子根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率进行分离并确定所述第二代产物离子的离子迁移图案。
85.所述第一产物离子的所述离子迁移图案可以包含所述第二代产物离子的所述离子迁移图案。
86.所述第二代产物离子可以是聚合的。所述第二代产物离子中的至少一些产物离子可以是异构的。
87.所述方法可以包括使用循环或闭环离子迁移率分离器使所述分析物离子根据其离子迁移率进行分离以及使用所述循环或闭环离子迁移率分离器使所述第一产物离子和/或所述第二产物离子根据其离子迁移率进行分离。
88.根据一方面,提供了一种计算机可读介质,其存储软件代码,所述软件代码当在处理器上执行时使所述处理器执行以上描述的方法。
89.根据一方面,提供了一种分析仪器,如质谱仪和/或离子迁移谱仪,其包括:
90.一个或多个碰撞、碎裂或反应装置;
91.一个或多个离子迁移率分离器;以及
92.控制系统,其中所述控制系统被配置成:
93.使所述一个或多个离子迁移率分离器使分析物离子根据其离子迁移率进行分离;
94.使所述分析物离子中的第一离子被选择并使所述一个或多个碰撞、碎裂或反应装置使所述第一离子碎裂或反应以产生第一产物离子;
95.使所述一个或多个离子迁移率分离器使所述第一产物离子根据其离子迁移率进行分离;确定所述第一产物离子的离子迁移图案;并且
96.使用所述第一产物离子的所述离子迁移图案来识别和/或表征所述第一离子。
97.所述谱仪可以包括离子源,所述离子源被配置成产生所述分析物离子。
98.所述分析物离子可以是聚合的。所述第一离子可以是聚合的。所述第一产物离子可以是聚合的。
99.所述分析物离子可以是异构的。所述第一离子可以是异构的。所述第一产物离子中的至少一些产物离子可以是异构的。
100.所述分析物离子可以包括特定阶的异构聚合分析物离子,并且所述第一产物离子可以包括多个不同阶的聚合产物离子,所述多个不同阶中的每个阶小于所述异构聚合分析物离子的所述特定阶。
101.所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶的聚合产物离子可包括多种异构体。
102.所述控制系统可以被配置成通过以下确定所述第一产物离子的所述离子迁移图案:
103.关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶,确定存在于所述第一产物离子中的属于所述阶的异构体的数量。
104.所述控制系统可以被配置成使用所述第一产物离子的所述离子迁移图案通过从所述第一产物离子的所述离子迁移图案中确定所述第一离子的结构信息来表征所述第一离子。
105.所述控制系统可以被配置成使所述分析物离子中的第二离子被选择并使所述一个或多个碰撞、碎裂或反应装置使所述第二离子碎裂或反应以产生第二产物离子。
106.所述控制系统可以被配置成使所述一个或多个离子迁移率分离器使所述第二产物离子根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率进行分离。
107.所述控制系统可以被配置成确定所述第二产物离子的离子迁移图案。
108.所述控制系统可以被配置成使用所述第二产物离子的所述离子迁移图案来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。
109.所述控制系统可以被配置成使所述第一产物离子中的特定离子被选择并使所述一个或多个碰撞、碎裂或反应装置使所述特定离子碎裂或反应以产生第二代产物离子。
110.所述控制系统可以被配置成使所述一个或多个离子迁移率分离器使所述第二代产物离子根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率进行分离。
111.所述控制系统可以被配置成确定所述第二代产物离子的离子迁移图案。
112.所述第一产物离子的所述离子迁移图案可以包含所述第二代产物离子的所述离子迁移图案。
113.所述一个或多个离子迁移率分离器包括循环或闭环离子迁移率分离器。
114.根据一方面,提供了一种计算机可读介质,其存储软件代码,所述软件代码当在处理器上执行时使所述处理器执行识别和/或表征分子的方法,所述方法包括:
115.确定第一产物离子的离子迁移图案,所述第一产物离子是通过以下产生的:使分析物离子根据其离子迁移率进行分离,选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子碎裂或反应以产生所述第一产物离子;以及
116.使用所述第一产物离子的所述离子迁移图案来识别和/或表征所述第一离子。
117.本文中所描述的方面和实施例中的每个方面和实施例可以且在各个实施例中确实包含本文中所描述的特征中的任何一个或多个或全部特征。
附图说明
118.现在将仅通过举例并且参考附图来描述本发明的各个实施例,在附图中:
119.图1示意性地示出了根据各个实施例的分析仪器;
120.图2示意性地示出了根据各个实施例的分析仪器;
121.图3示意性地示出了根据各个实施例的分析仪器;
122.图4a示意性地示出了根据一实施例的离子迁移率分离器(ims)装置的正视图,图4b示出了图4a的ims装置的漂移池的一部分的截面侧视图,并且图4c和4d示出了图4a的实施例的不同视图;
123.图5示意性地示出了漂移池的离子入口/出口装置的实施例的透视图;
124.图6示意性地示出了在将离子从漂移池外部注入/加载到离子入口/出口装置中的
模式期间可以施加到入口/出口装置的电势;
125.图7示意性地示出了在将离子驱离离子入口/出口区域并进入漂移池的相邻部分中的模式期间可以施加到离子入口/出口装置的电势;
126.图8a示意性地示出了包括ims装置的谱仪的实施例,并且图8b示出了在正使离子累积在漂移池的离子入口/出口装置中的模式下可以施加到谱仪的组件的dc电势的势能图;
127.图9a和9b示出了可以如何改变施加到谱仪的电势以准备将离子从离子入口/出口装置移动到ims漂移池的轴向相邻部分中;
128.图10a和图10b示出了在将离子驱离离子入口/出口装置进入ims漂移池的相邻部分中的阶段可以施加到谱仪的dc电势;并且
129.图11a和11b示出了在使离子在离子入口/出口装置处从漂移池喷射的阶段可以施加到谱仪的dc电势;
130.图12展示了各实施例中与离子入口/出口装置的阵列相关联的储存器的布置;
131.图13示意性示出了四种五聚体前体离子和其对应的假设离子迁移谱,其中图13a示出了cid

ims实验的假设离子迁移谱,图13b示出了对第一前体离子进行的ims

cid

ims(“ims
2”)实验的假设离子迁移谱,图13c示出了对第二前体离子进行的ims

cid

ims(“ims
2”)实验的假设离子迁移谱,图13d示出了对第三前体离子进行的ims

cid

ims(“ims
2”)实验的假设离子迁移谱,并且图13e示出了对第四前体离子进行的ims

cid

ims(“ims
2”)实验的假设离子迁移谱;
132.图14示出了对图13的第二五聚体前体离子进行的ims
n
实验的假设离子迁移谱,其中图14a示出了ims2实验(根据图13c)的假设离子迁移谱,图14b和14c示出了对第一代产物离子进行选择性离解,随后对其产物离子进行迁移率分离的ims3实验的假设离子迁移谱,并且图14d、14e和14f示出了对第二代产物离子进行选择性解离,随后对其产物离子进行迁移率分离的ims4实验的假设离子迁移谱;
133.图15a示出了假设五聚体sasasasasb的ims2实验的假设离子迁移谱,图15b示出了假设五聚体sasasasasa的ims2实验的假设离子迁移谱,并且图15c示出了通过使用多阶段离子迁移实验分析类似的样品——麦芽五糖端基差向异构体(anomer)——来获得的实验数据;并且
134.图16示意性地示出了麦芽五糖的结构。
具体实施方式
135.各个实施例涉及一种方法,在所述方法中,使分析物离子根据第一理化性质(如根据其离子迁移率或根据其离子迁移率随电场强度的变化率)进行分离,选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子激活、碎裂或反应以产生第一产物离子,使所述第一产物离子根据所述第一理化性质进行分离,并且确定所述第一产物离子的图案。使用所述第一产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子。
136.在各个特定实施例中,所述第一理化性质包括离子迁移率。
137.因此,各个特定实施例涉及一种方法,在所述方法中,使分析物离子根据其离子迁移率进行分离,选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子激活、碎裂或反应以
产生第一产物离子,使所述第一产物离子根据其离子迁移率进行分离,并且确定所述第一产物离子的离子迁移图案。使用所述第一产物离子的所述离子迁移图案来识别和/或表征所述第一离子。
138.尽管主要就离子迁移率对本文中的各个实施例进行描述,但是所述第一理化性质可以更一般地包括分析物分子(或其离子)的任何合适的理化性质,如质量、质荷比、离子迁移率、离子迁移率随电场强度的变化率、色谱保留时间等(并且在适当的情况下,在本文所述的实施例中,可以使用这些性质中的任何一种或多种性质来代替离子迁移率)。
139.所述方法可以包括将分析物电离以产生分析物离子。可以使用例如如下所述的任何合适的电离源或技术将分析物离子电离。
140.分析物可以包括聚合分子,如异构聚合分子的混合物。相应地,分析物离子可以包括聚合分子的离子,如异构聚合分子的混合物的离子。聚合分子(聚合物)可以包括具有多个重复子单元(单体)的分子。聚合分子(聚合物)可以是任何合适的聚合分子,包含例如合成聚合物,如烃、塑料等;天然聚合物或生物聚合物,如蛋白质、碳水化合物等。
141.可以使分析物离子以任何合适的方式根据第一理化性质进行分离。可以使分析物离子根据第一理化性质进行分离(并且在各个实施例中,使分析物离子根据第一理化性质进行分离),使得第一理化性质的值不同的分析物离子在不同时间到达分离器的出口区域,例如使得第一理化性质的值相对较高的离子先于第一理化性质的值相对较低的离子到达出口区域(或使得第一理化性质的值相对较低的离子先于第一理化性质的值相对较高的离子到达出口区域)。
142.可以使用高场非对称波形离子迁移率(faims)分离器使分析物离子根据其迁移率随电场强度的变化率进行分离。可以使用质谱仪(例如,使用飞行时间(tof)质量分析仪)使分析物离子根据其质荷比进行分离。
143.可以使用色谱分离器,如液相色谱柱或气相色谱分离器使分析物离子根据其色谱保留时间进行分离。在这种情况下,可以通过使分析物离子所源自的分析物分子根据其色谱保留时间进行分离来使分析物离子根据其色谱保留时间进行分离。因此,尽管在各个特定实施例中,使分析物离子根据第一理化性质进行分离的步骤包括在已经产生分析物离子之后使分析物离子根据第一理化性质进行分离,但是使分析物离子根据第一理化性质进行分离的步骤可以替代地包括在已经产生分析物离子之前使分析物分子根据第一理化性质进行分离。在后一种情况下,使分析物分子根据第一理化性质进行分离可以使分析物离子在(随后)产生时根据第一理化性质进行分离。
144.可以使用离子迁移率分离器使分析物离子根据其离子迁移率进行分离。可以提供并使用例如如下所述的任何合适的此类离子迁移率分离器。应使分析物离子根据其离子迁移率进行分离(并且在各个实施例中,使分析物离子根据其离子迁移率进行分离),使得具有不同离子迁移率的分析物离子在不同时间到达离子迁移率分离器的出口区域,例如使得离子迁移率相对较高的离子先于离子迁移率相对较低的离子到达出口区域(或使得离子迁移率的值相对较低的离子先于离子迁移率的值相对较高的离子到达出口区域)。
145.选择分析物离子中的第一离子。所述方法可以进一步包括选择分析物离子中的第二离子。所述方法可以包括选择分析物离子中的第三离子和/或另外的离子。
146.第一离子、第二离子、第三离子和/或另外的离子中的每种离子都可以具有特定第
一理化性质值或特定(窄的)第一理化性质值范围。第一理化性质的第一值、第二值、第三值和/或另外的值(或范围)中的每种值(或范围)可以不同。第一离子、第二离子、第三离子和/或另外的离子中的每种离子都可以具有特定离子迁移率值或特定(窄的)离子迁移率范围。第一离子迁移率值(或范围)、第二离子迁移率值(或范围)、第三离子迁移率值(或范围)和/或另外的离子迁移率值(或范围)中的每种值(或范围)可以不同。第一离子、第二离子、第三离子和/或另外的离子可以是异构体,例如聚合分子的异构离子。
147.根据各个实施例,第一离子(和/或第二离子和/或第三离子和/或另外的离子)是基于第一理化性质来选择的。也就是说,选择具有第一理化性质的特定所选值或第一理化性质的特定所选(窄的)值范围的分析物离子,也就是说,将所述分析物离子与不具有第一理化性质的特定所选值(除了具有所述特定所选值)或者第一理化性质的值处于特定所选值范围之外的其它离子分离。
148.根据各个实施例,第一离子(和/或第二离子和/或第三离子和/或另外的离子)是基于其离子迁移率来选择的。也就是说,选择具有特定所选离子迁移率或特定所选(窄的)离子迁移率范围的分析物离子,即,将所述分析物离子与不具有特定所选离子迁移率(除了具有特定所选离子迁移率)或者离子迁移率处于特定所选离子迁移率范围之外的其它离子分离。可以以任何合适的方式,如以下文描述的方式实现这一点。
149.根据各个实施例,单独地(例如,依次)选择第一分析物离子和/或第二分析物离子和/或第三分析物离子和/或另外的分析物离子中的每种分析物离子。
150.这可能涉及:选择分析物离子中具有第一理化性质的第一值或第一理化性质的第一值范围的第一离子,然后选择分析物离子中具有第一理化性质的第二不同值或第一理化性质的第二不同值范围的第二离子,然后选择分析物离子中具有第一理化性质的第三不同值或第一理化性质的第三不同值范围的第三离子,然后选择分析物离子中具有第一理化性质的另外一个不同值或第一理化性质的另外一个不同值范围的另外的离子,依此类推。
151.这可能涉及:选择分析物离子中具有第一离子迁移率或第一离子迁移率范围的第一离子,然后选择分析物离子中具有第二不同离子迁移率或第二不同迁移率范围的第二离子,然后选择分析物离子中具有第三不同离子迁移率或第三不同离子迁移率范围的第三离子,然后选择分析物离子中具有另外一个不同离子迁移率或另外一个不同离子迁移率范围的另外的离子,依此类推。
152.例如使用激活、碎裂、碰撞或反应装置使所选第一离子激活、碎裂或反应以产生第一产物离子。所述方法可以进一步包括:例如使用所述或某一激活、碎裂、碰撞或反应装置使第二离子激活、碎裂或反应以产生第二产物离子;使第三离子激活、碎裂或反应以产生第三产物离子;和/或(然后)使另外的离子激活、碎裂或反应以产生另外的产物离子。如上所述,可以单独地(例如,依次)完成这一点。
153.这可能涉及:使所选第一离子激活、碎裂或反应,然后使所选第二离子激活、碎裂或反应,然后使所选第三离子激活、碎裂或反应,然后使所选的另外的离子激活、碎裂或反应,依此类推。
154.所述或每个激活、碎裂、碰撞或反应装置可以包括例如如下所述的任何合适的此类装置。
155.在各个实施例中,使第一产物离子根据第一理化性质进行分离。所述方法可以包
括使第二产物离子根据第一理化性质进行分离,使第三产物离子根据第一理化性质进行分离和/或使另外的产物离子根据第一理化性质进行分离。如上所述,可以单独地(例如,依次)完成这一点。
156.在各实施例中,使第一产物离子根据其离子迁移率进行分离。所述方法可以包括(例如,单独地(例如,依次),如上所述)使第二产物离子根据其离子迁移率进行分离,使第三产物离子根据其离子迁移率进行分离和/或使另外的产物离子根据其离子迁移率进行分离。
157.这可能涉及使第一产物离子分离,然后使第二产物离子分离,然后使第三产物离子分离,然后使另外的产物离子分离,依此类推。
158.根据第一理化性质分离的第一产物离子应当是(并且在各个实施例中是)源自第一离子的产物离子,即,源自经分离的分析物离子的产物离子。同样,根据第一理化性质分离的第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子中的每种产物离子应当是(并且在各个实施例中是)分别源自第二离子和/或第三离子和/或另外的离子中的每种离子的产物离子,即,源自经分离的分析物离子的产物离子。因此,根据各个实施例,串联使用两个(或更多个)分离阶段。
159.在各实施例中,根据离子迁移率分离的第一产物离子是源自第一离子的产物离子,即,源自经离子迁移率分离的分析物离子的产物离子。同样,根据离子迁移率分离的第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子中的每种产物离子应当是(并且在各个实施例中是)分别源自第二离子和/或第三离子和/或另外的离子中的每种离子的产物离子,即,源自经离子迁移率分离的分析物离子的产物离子。因此,根据各个实施例,串联使用两个(或更多个)离子迁移率分离阶段。
160.应当使产物离子根据第一理化性质进行分离(并且在各个实施例中,使产物离子根据第一理化性质进行分离),使得第一理化性质的值不同的产物离子在不同时间到达分离器的出口区域,例如使得第一理化性质的值相对较高的产物离子先于第一理化性质的值相对较低的产物离子到达出口区域(或使得第一理化性质的值相对较低的产物离子先于第一理化性质的值相对较高的产物离子到达出口区域)。
161.可以使用高场非对称波形离子迁移率(faims)分离器使第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)根据其迁移率随电场强度的变化率进行分离。可以使用飞行时间(tof)分离器使第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)根据其质荷比进行分离。可以使用色谱分离器,如液相色谱柱或气相色谱分离器使第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)根据其色谱保留时间进行分离。
162.可以使用离子迁移率分离器使第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)根据其离子迁移率进行分离。可以提供并使用例如如下所述的任何合适的此类离子迁移率分离器。应使产物离子根据其离子迁移率进行分离(并且在各个实施例中,使产物离子根据其离子迁移率进行分离),使得具有不同离子迁移率的产物离子在不同时间到达离子迁移率分离器的出口区域,例如使得离子迁移率相对较高的产物离子先于离子迁移率相对较低的产物离子到达出口区域(或使得离子迁移率的值相对较低的产物离子先于离子迁移率的值相对较高的产物离子到达出口区域)。
163.在各个实施例中,使用同一分离器,如用于使分析物离子分离的同一离子迁移率分离器使第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)分离。然而,如果期望的话,可以使用如第一离子迁移率分离器等第一分离器来使分析物离子分离,并且可以使用如一个或多个第二不同离子迁移率分离器等一个或多个第二不同分离器来使第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)分离。
164.所述方法可以包括例如使用离子检测器来检测第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)和/或检测源自第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的离子。这可以包括例如使用质量分析仪来分析第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)和/或分析源自第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的离子,即以便确定其质荷比。所述检测(分析)应当(并且在各个实施例中确实)保留关于分离的信息,如关于第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的离子迁移率分离的信息,即,使得所述检测(分析)提供至少第一理化性质信息(值),如第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)(和/或源自第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的离子)的离子迁移率信息(值),任选地连同第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)(和/或源自第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的离子)的质荷比信息(值)。
165.离子检测器可以包括例如如下所述的任何合适的离子检测器。质量分析仪可以包括例如如下所述的任何合适的质量分析仪。
166.所述方法可以包括选择第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)中的特定产物离子并使特定产物离子激活、碎裂或反应以产生第二代产物(孙)离子,以及使第二代产物(孙)离子根据第一理化性质,如根据其离子迁移率进行分离(以及任选地确定第二代产物(孙)离子的图案,如离子迁移图案)。所述方法可以包括选择第二代产物(孙)离子中的特定离子并使第二代产物(孙)离子激活、碎裂或反应以产生第三代产物(曾孙)离子,以及使第三代产物(曾孙)离子根据第一理化性质,如根据其离子迁移率进行分离(以及任选地确定第三代产物(曾孙)离子的图案,如离子迁移图案)。所述方法可以包括此过程的一次或多次另外的迭代。
167.在这些实施例中,可以基于第一理化性质选择特定离子。也就是说,可以选择具有第一理化性质的特定所选值或第一理化性质的特定所选(窄的)值范围的离子,也就是说,将所述离子与不具有第一理化性质的特定所选值(除了具有特定所选值)或者第一理化性质的值处于第一理化性质的特定所选值范围之外的其它离子分离。
168.在各实施例中,基于特定离子的离子迁移率选择特定离子。也就是说,可以选择具有特定所选离子迁移率或特定所选(窄的)离子迁移率范围的离子,即,将所述离子与不具有特定所选离子迁移率(除了具有特定所选离子迁移率)或者离子迁移率处于特定所选离子迁移率范围之外的其它离子分离。可以以任何合适的方式,如以下文描述的方式实现这一点。根据各个实施例,依次选择特定离子(例如,第一离子和/或第二离子和/或第三离子和/或另外的离子)中的每种离子。
169.可以例如使用激活、碎裂、碰撞或反应装置使所选离子激活、碎裂或反应(以产生第二代、第三代或另外一代产物(孙、曾孙等))离子。
170.根据第一理化性质,如根据离子迁移率分离的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子应当是(并且在各个实施例中是)源自第一产物离子(或第二产物离子或第三产物离子或另外的产物离子)的产物离子,即,源自经(离子迁移率)分离的产物离子的产物离子。因此,根据各个实施例,串联使用三个(或更多个)分离阶段,如三个(或更多个)离子迁移率分离阶段。
171.可以使第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子根据第一理化性质,如根据其离子迁移率进行分离,例如,如本文其它地方所描述的。
172.在这些实施例中,应当使第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子根据第一理化性质进行分离(并且在各个实施例中,使第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子根据第一理化性质进行分离),使得第一理化性质的值不同的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子在不同时间到达分离器的出口区域,例如使得第一理化性质的值相对较高的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子先于第一理化性质的值相对较低的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子到达出口区域(或使得第一理化性质的值相对较低的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子先于第一理化性质的值相对较高的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子到达出口区域)。
173.在各实施例中,使第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子根据其离子迁移率进行分离,使得具有不同离子迁移率的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子在不同时间到达离子迁移率分离器的出口区域,例如使得离子迁移率相对较高的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子先于离子迁移率相对较低的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子到达出口区域(或使得离子迁移率的值相对较低的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子先于离子迁移率的值相对较高的第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子到达出口区域)。
174.在各个实施例中,使用同一分离器,如用于分离分析物离子和/或产物离子的同一离子迁移率分离器使第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子分离。然而,如果期望的话,可以使用一个或多个不同的分离器,如一个或多个不同的离子迁移率分离器使第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子分离。
175.所述方法可以包括例如使用离子检测器来检测第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子和/或检测源自第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子的离子。这可以包括例如使用质量分析仪来分析第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子和/或分析源自第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子的离子,即,以便确定其质荷比。所述检测(分析)应当(并且在各个实施例中确实)保留关于分离的信息,如关于第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子的离子迁移率分离的信息,即,使得所述检测(分析)提供第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子的至少第一理化性质信息(值),如离子迁移率信息(值),任选地连同第二代产物离子或第三代产物离子或另外一代产物离子的质荷比信息(值)。
176.图1、2和3示意性地示出了根据各个实施例的分析仪器,如质谱仪和/或离子迁移谱仪。分析仪器包括如离子迁移率分离器100等耦接到激活、碰撞、碎裂或反应装置200的分离器,所述分离器和所述激活、碰撞、碎裂或反应装置位于质量分析仪300的上游(并耦接到质量分析仪)。
177.如图1和2所示,分析仪器可以被配置成使得可以由(离子迁移率)分离器100将离子提供给激活、碰撞、碎裂或反应装置200(从(离子迁移率)分离器发送到激活、碰撞、碎裂或反应装置),并且可以由激活、碰撞、碎裂或反应装置200将离子提供给(离子迁移率)分离器100(从激活、碰撞、碎裂或反应装置发送到(离子迁移率)分离器)。这允许对经(离子迁移率)分离的离子的碎片离子或产物离子进行(离子迁移率)分离。
178.尽管图1显示在仪器几何形状中,(离子迁移率)分离器100处于激活、碰撞、碎裂或反应装置200的上游(相对于质量分析仪300),但是如图2所示,在仪器几何形状中,激活、碰撞、碎裂或反应装置200可以处于(离子迁移率)分离器100的上游(相对于质量分析仪300)。
179.如图3所示,分析仪器可以可替代地包括如第二离子迁移率分离器400等例如设置在激活、碰撞、碎裂或反应装置200的下游(并且在质量分析仪300的上游)的第二分离器。这再次允许对经(离子迁移率)分离的离子的碎片离子或产物离子进行(离子迁移率)分离。
180.应当注意的是,图1、2和3仅是示意性的,并且分析仪器可以(并且在各个实施例中确实)包含图1、2和3所示组件、装置和功能元件之外的组件、装置和功能元件。
181.在各个实施例中,分析仪器包括例如被配置成产生分析物离子的离子源(未示出)。离子源可以包括任何合适的离子源,如选自由以下组成的组的离子源:(i)电喷雾电离(“esi”)离子源;(ii)大气压光致电离(“appi”)离子源;(iii)大气压化学电离(“apci”)离子源;(iv)基质辅助激光解吸电离(“maldi”)离子源;(v)激光解吸电离(“ldi”)离子源;(vi)大气压电离(“api”)离子源;(vii)硅上解吸电离(“dios”)离子源;(viii)电子撞击(“ei”)离子源;(ix)化学电离(“ci”)离子源;(x)场电离(“fi”)离子源;(xi)场解吸(“fd”)离子源;(xii)电感耦合等离子体(“icp”)离子源;(xiii)快速原子轰击(“fab”)离子源;(xiv)液相二次离子质谱法(“lsims”)离子源;(xv)解吸电喷雾电离(“desi”)离子源;(xvi)镍

63放射性离子源;(xvii)大气压基质辅助激光解吸电离离子源;(xviii)热喷雾离子源;(xix)大气采样辉光放电电离(“asgdi”)离子源;(xx)辉光放电(“gd”)离子源;(xxi)撞击器离子源;(xxii)实时直接分析(“dart”)离子源;(xxiii)激光喷雾电离(“lsi”)离子源;(xxiv)超声喷雾电离(“ssi”)离子源;(xxv)基质辅助入口电离(“maii”)离子源;(xxvi)溶剂辅助入口电离(“saii”)离子源;(xxvii)解吸电喷雾电离(“desi”)离子源;(xxviii)激光烧蚀电喷雾电离(“laesi”)离子源;(xxix)表面辅助激光解吸电离(“saldi”)离子源;(xxx)低温等离子体(“ltp”)离子源以及(xxxi)氦等离子体电离(“hepi”)离子源。
182.分析仪器可以包括位于离子源上游(并且耦接到离子源)的色谱法分离装置或其它分离装置。色谱法分离装置可以包括液相色谱法装置或气相色谱法装置。可替代地,分离装置可以包括:(i)毛细管电泳(“ce”)分离装置;(ii)毛细管电色谱法(“cec”)分离装置;(iii)基本刚性的陶瓷基多层微流体基板(“瓷片”)分离装置;或(iv)超临界流体色谱法分离装置。
183.所述或每个分离器可以包括被配置成使离子根据如质量、质荷比、离子迁移率、离子迁移率随电场强度的变化率、色谱保留时间等理化性质进行分离的任何合适的分离器。
具体地,所述或每个离子迁移率分离器100、400可以包括被配置成使离子根据其离子迁移率进行分离的任何合适的离子迁移率分离器。
184.所述或每个离子迁移率分离器100、400可以包括例如用气体加压的漂移管。可以布置例如包括dc电压梯度和/或行进的dc电压波的电场,以沿着离子迁移率分离器100、400的长度推动离子,即穿过气体,使得离子根据其离子迁移率进行分离。可以任选地抵抗反向气流推动离子。可替代地,可以布置气流以沿着离子迁移率分离器100、400的长度推动离子,同时可以布置例如包括dc电压梯度和/或行进的dc电压波的电场以抵抗气流,使得离子根据其离子迁移率进行分离。
185.所述或每个离子迁移率分离器100、400可以与分析仪器(例如,质谱仪)的离子光路一致地操作。然而,各个实施例尤其但不排他性地涉及包括闭环离子分离器的离子迁移率分离装置。离子迁移率分离装置可以包含以micromass英国有限公司(micromass uk limited)的名义在题为“离子入口/出口装置(ion entry/exit device)”的us 9984861中公开的离子分离装置的特征中的任何或全部特征,所述文献的全部内容通过引用并入本文。在us 2009/014641(micromass)中描述了本文所公开的方法适用的循环离子迁移率分离器系统的其它实例,所述文献的全部内容通过引用并入本文。
186.因此,在各个特定实施例中,离子迁移率分离器100包括循环(闭环)离子迁移率分离器。在这些实施例中,可以使离子在例如固定整数的循环内围绕离子迁移率分离器100根据其离子迁移率进行分离。可以提供可以关闭以允许多次操作的离子门或门区域。离子门可以例如在预定时间段之后打开,以允许离子在形成离子迁移率分离器100的一个或多个电路之后离开离子迁移率分离器100。使用循环离子迁移率分离器可以实现更高的分离度,并且因此可以实现更高的离子迁移率分辨率。
187.离子迁移率分离装置可以在多种操作模式中的一种或多种操作模式下操作。在各个实施例中,操作模式至少包含离子引入模式(例如,注入模式)、离子分离模式和离子喷射以进行数据采集模式。任选地,所述模式可以进一步包括旁路模式,在所述旁路模式下,离子绕过离子迁移率分离装置的分离器。在这种模式下,离子可以不经过分离而穿过离子迁移率分离装置。
188.在各个实施例中,离子迁移率分离装置进一步包括用于在离子穿过分离器之前和/或之后储存离子的至少一个离子储存器。所述或每个离子储存器可以紧邻分离器定位。在一些实施例中,提供了第一离子储存器和第二离子储存器,所述第一离子储存器和所述第二离子储存器可以分别定位于分离器的任一侧。在各实施例中,第一储存器和第二储存器用于储存已经穿过分离器的离子。在一些实施例中,离子沿着与离子沿着离子迁移率分离装置的分离器行进方向正交的路径进入或离开所述或每个离子储存器。此类储存器可以使离子能够在穿过分离器之前或之后,在稍后重新引入到分离器之前或在被喷射以进行检测之前被临时储存。这种功能可以使例如具有特定迁移率范围的某些离子从离子样品中分离出来。可以通过适当地选择模式的适用实例的定时来选择此类离子。所储存离子可以是期望离子,使得随后将其喷射以进行数据采集(任选地在进一步分离之后),或者其可以是期望丢弃的离子,使得将其从储存器中喷射以便丢弃,而不进行进一步处理。所述或每个离子储存器可以包括碰撞、碎裂或反应装置,并且当离子处于储存器中时,可以对离子进行处理,如进行激活或碎裂。
189.在各实施例中,所述或每个离子储存器位于离子分离装置的分离器本地。例如,在各实施例中,分离器包括电极阵列,并且所述或每个离子储存器紧邻所述阵列定位。
190.在离子迁移率分离装置包括至少一个储存器的实施例中,关于储存器中的一个或多个储存器,模式可以进一步包括将离子引入到储存器的至少一种模式和将离子从储存器中喷射的至少一种模式。在各实施例中,模式可以包含离子在穿过分离器之后引入到储存器的模式以及将离子从储存器中喷射以进行检测的模式和将离子从储存器中喷射并重新引入到分离器的模式中的一种或两种模式。
191.可以使用又另外的模式例如以对所储存离子进行处理。例如,模式可以包含对储存在储存器中的离子进行碎裂、反应、解离和激活中的至少一种的模式。
192.在各实施例中,离子分离器包括循环分离器,即,闭环分离器。分离器可以包括离子导向器,所述离子导向器可以是闭环离子导向器。分离器(例如,闭环离子导向器)可以以离子入口/出口装置开始和结束。离子入口/出口装置可以由闭环离子导向器的某个区域提供。下文描述了可以在这些实施例中使用的离子入口/出口装置的实施例的特征。
193.当装置在分离模式下操作时,可以使离子多次(以及期望的那么多次)围绕分离器,例如离子导向器(并且在适用的情况下,穿过离子入口/出口装置)。例如,离子可以围绕分离器(例如,离子导向器)并在且在适用的情况下穿过离子入口/出口区域≥x次,其中x为2、3、4、5、6、7、8、9、10、15或20。
194.在一些实施例中,离子迁移率分离装置包括离子入口/出口装置,并且控制离子迁移率分离装置的操作可以包括控制离子入口/出口装置以实施离子迁移率分离装置的给定功能。离子迁移率分离装置可以包括具有至少两个电极阵列的离子入口/出口装置。在一些实施例中,模式包含第一模式和第二模式,在所述第一模式下,在第一方向上将dc电势连续施加到电极阵列中的至少一个电极阵列的连续电极,使得势垒在第一方向上沿所述至少一个阵列移动并驱动离子在第一方向上进入和/或离开所述装置;在所述第二模式下,在第二不同方向上将dc电势连续施加到电极阵列中的至少一个电极阵列的连续电极,使得势垒在第二方向上沿所述至少一个阵列移动并驱动离子在第二方向上进入和/或离开所述装置。
195.可以将从分离器中喷射的离子喷射以进行检测(并因此进行数据采集)。在这种情况下,可以将离子喷射到离子导向器、离子阱或离子处理装置中。离子可以在检测之前穿过一个或多个组件。
196.离子穿过分离器时将根据其离子迁移率进行分离。因此,可以在适当的时间在离子分离装置的模式之间进行切换,以使期望离子子集从分离器中喷射例如以进行检测或者根据需要进入离子储存器。
197.可以将从离子分离器中喷射的离子喷射到离子导向器、离子储存器、离子阱或离子处理装置中。可以在离子储存器、离子导向器、离子阱或离子处理装置内对选择性喷射的离子进行储存、质量分析、碎裂以形成碎片离子或与离子或分子反应以形成产物离子。一旦已喷射期望离子子集,离子分离装置就可以切换回分离模式。所喷射的离子子集可以是具有第一离子迁移率或第一离子迁移率范围的离子子集。可以允许具有第二离子迁移率或第二离子迁移率范围的其它离子继续穿过分离器。所述方法可以包括将选择性喷射的离子、碎片离子或产物离子重新引入到离子入口/出口装置中,同时使所述装置在第二模式下操作,使得重新引入的离子再次进入第二离子导向器中。
198.激活、碰撞、碎裂或反应装置200可以包括任何合适的此类装置。分析仪器可以包括一个或多个选自由以下组成的组的激活、碰撞、碎裂或反应池:(i)碰撞诱导解离(“cid”)碎裂装置;(ii)表面诱导解离(“sid”)碎裂装置;(iii)电子转移解离(“etd”)碎裂装置;(iv)电子捕获解离(“ecd”)碎裂装置;(v)电子碰撞或撞击解离碎裂装置;(vi)光诱导解离(“pid”)碎裂装置;(vii)激光诱导解离碎裂装置;(viii)红外辐射诱导解离装置;(ix)紫外辐射诱导解离装置;(x)喷嘴

撇渣器界面碎裂装置;(xi)源内碎裂装置;(xii)源内碰撞诱导解离碎裂装置;(xiii)热源或温度源碎裂装置;(xiv)电场诱导碎裂装置;(xv)磁场诱导碎裂装置;(xvi)酶消化或酶降解碎裂装置;(xvii)离子

离子反应碎裂装置;(xviii)离子

分子反应碎裂装置;(xix)离子

原子反应碎裂装置;(xx)离子

亚稳态离子反应碎裂装置;(xxi)离子

亚稳态分子反应碎裂装置;(xxii)离子

亚稳态原子反应碎裂装置;(xxiii)用于使离子反应以形成加合离子或产物离子的离子

离子反应装置;(xxiv)用于使离子反应以形成加合离子或产物离子的离子

分子反应装置;(xxv)用于使离子反应以形成加合离子或产物离子的离子

原子反应装置;(xxvi)用于使离子反应以形成加合离子或产物离子的离子

亚稳态离子反应装置;(xxvii)用于使离子反应以形成加合离子或产物离子的离子

亚稳态分子反应装置;(xxviii)用于使离子反应以形成加合离子或产物离子的离子

亚稳态原子反应装置;以及(xxix)电子电离解离(“eid”)碎裂装置。
199.质量分析仪300可以包括正交加速度飞行时间质量分析仪。然而,更一般地,质量分析仪可以包括选自由以下组成的组的任何合适的质量分析仪:(i)四极杆质量分析仪;(ii)2d或线性四极杆质量分析仪;(iii)保罗(paul)或3d四极杆质量分析仪;(iv)彭宁阱(penning trap)质量分析仪;(v)离子阱质量分析仪;(vi)磁式扇形质量分析仪;(vii)离子回旋共振(“icr”)质量分析仪;(viii)傅里叶变换离子回旋共振(“fticr”)质量分析仪;(ix)被布置成产生具有四次对数电势分布的静电场的静电质量分析仪;(x)傅里叶变换静电质量分析仪;(xi)傅里叶变换质量分析仪;(xii)飞行时间质量分析仪;(xiii)正交加速度飞行时间质量分析仪;以及(xiv)线性加速度飞行时间质量分析仪。
200.根据需要,分析仪器可以包括任何一个或多个另外的装置。例如,在各个实施例中,分析仪器可以包括例如可以选自由以下组成的组的一个或多个离子导向器、一个或多个离子阱和/或一个或多个滤质器:(i)四极杆滤质器;(ii)2d或线性四极杆离子阱;(iii)保罗或3d四极杆离子阱;(iv)彭宁离子阱;(v)离子阱;(vi)磁式扇形滤质器;(xii)飞行时间滤质器;以及(viii)维恩过滤器(wien filter)。
201.如图1、2和3所示,分析仪器可以包括例如被配置成控制控制分析仪器例如以本文所述的各个实施例的方式进行操作的控制系统500。控制系统可以包括被配置成使仪器以本文所述的各个实施例的方式进行操作的合适的控制电路系统。控制系统可以包括被配置成执行关于本文所述的各个实施例的必要的处理和/或后处理操作中的任何一种或多种或全部操作的合适的处理电路系统。在各个实施例中,控制系统可以包括合适的计算装置、微处理器系统、可编程fpga(现场可编程门阵列)等。
202.分析仪器可以在各种操作模式下操作,所述操作模式包含:质谱法(“ms”)操作模式;串联质谱法(“ms/ms”)操作模式;母体离子或前体离子交替碎裂或反应以产生碎片离子或产物离子,并且不碎裂或不反应或在较小程度上碎裂或反应的操作模式;多反应监测(“mrm”)操作模式;数据依赖分析(“dda”)操作模式;数据独立分析(“dia”)操作模式;定量
操作模式;或离子迁移谱法(“ims”)操作模式。
203.在操作中,可以将来自离子源的(母体或前体)分析物离子引入到(离子迁移率)分离器100中,然后可以使所述离子例如在穿过(离子迁移率)分离器100时根据第一理化性质(如根据其离子迁移率)进行分离。
204.然后,可以将所选(经分离)离子引入到激活、碰撞、碎裂或反应装置200中。激活、碰撞、碎裂或反应装置200可以在激活、碎裂或反应模式下操作,由此使离子激活、碎裂或反应以产生产物离子。
205.在根据图1和2的实施例中,然后可以将产物离子重新引入到(离子迁移率)分离器100中,然后可以使所述产物离子例如在穿过(离子迁移率)分离器100时根据第一理化性质(如根据其离子迁移率)进行分离。然后可以将这些经分离的产物离子传递到质量分析仪300以进行分析(任选地通过激活、碰撞、碎裂或反应装置200(在根据图1的实施例中),所述装置可以在不使离子激活、碎裂或反应的非激活、碎裂或反应模式下操作,或者可以在使产物离子激活、碎裂或反应以产生孙离子的激活、碎裂或反应模式下操作)。
206.在根据图3的实施例中,可以将产物离子重新引入到第二(离子迁移率)分离器400中,然后可以使所述产物离子例如在穿过第二(离子迁移率)分离器400时根据第一理化性质(如根据其离子迁移率)进行分离。然后可以将这些经分离的产物离子传递到质量分析仪300以进行分析。
207.可以使质量分析仪300内的离子根据其质荷比(飞行时间)进行分离。
208.以此方式,可以使分析物离子根据第一理化性质,如根据其离子迁移率进行分离,可以选择分析物离子中的第一离子(第二离子、第三离子、另外的离子等)并使其激活、碎裂或反应以产生第一产物离子,并且可以使第一产物离子根据第一理化性质,如根据其离子迁移率进行分离。
209.图4

12展示了本文中所描述的方法可以应用于的离子迁移率分离器(ims)装置的特定实例。图4

12所示的ims装置的实施例如先前通过引用并入本文的us 9984861(micromass)中所述。将理解的是,本文描述的方法不限于与这种类型的ims装置一起使用。例如,ims装置不必是闭环ims装置。如果ims装置是闭环装置,则其不必具有us 9984861中描述的例如包含特定离子出口/入口装置的构造。在通过引用并入本文的前述us 2009/014641(micromass)和全部内容通过引用并入本文的us 2007/0076926(micromass)中描述了其它类型的循环ims装置。us 2017/0076926(micromass)描述了用于对从ims装置洗脱的离子进行质谱法的技术。
210.图4a示出了根据实施例的离子迁移率分离器(ims)装置的正视示意图。ims装置1包括闭环漂移池2,在使用时,引导离子围绕所述闭环漂移池。漂移池2包括多个电极,所述电极用于将离子限制在围绕闭环漂移池2延伸的轴向路径上。漂移池2还包括沿漂移池的轴向长度推动离子的电极。离子导向器充满背景气体,使得当围绕漂移池2推动离子时,所述离子与气体分子发生碰撞并根据其穿过气体的离子迁移率进行分离。可以在通过出口区域4提取离子之前一次或多次地围绕闭环漂移池2推动离子。可以通过施加一个或多个沿漂移池2轴向行进的电势或通过沿漂移池2轴向布置的静态dc电势梯度来围绕漂移池2推动离子。
211.图4b示出了图4a的ims装置的漂移池2的一部分的截面侧视图。图4b示出了电极单
元布置5的实施例,所述电极单元布置可以用于将离子限制在漂移池2的离子导向路径的轴线上。在沿着离子导向路径的轴向长度的给定点处,可以在第一方向上间隔开的两个rf电极6与在第二(任选地,正交的)方向上间隔开的两个dc电极8之间限定所述路径。将rf电压施加到rf电极6,以在第一方向上将离子限制在rf电极6之间。将dc电压施加到dc电极8,以在第二方向上将离子限制在dc电极8之间。
212.电极单元5沿漂移池2的轴向长度重复,使得离子在离子导向器周围的所有点处限制在漂移池2中,除了当离子从离子入口/出口区域4中喷射时,下文将进一步描述这一点。电极单元5沿离子引导路径轴向间隔开,并且可以将一个或多个dc电势连续施加到连续电极单元5,使得行进的dc电势围绕漂移池2行进并且因此迫使离子围绕漂移池。可替代地,可以将不同的dc电势施加到围绕离子导向器的连续电极单元5,使得沿所述轴线施加迫使离子围绕漂移池2的静态dc梯度。
213.漂移池2的上侧和下侧可以由其上布置有dc或rf电极6、8的印刷电路板形成。可替代地或另外,漂移池2的径向内侧和外侧可以由其上布置有dc或rf电极6、8的印刷电路板形成。
214.图4c和图4d分别示出了图4a的实施例的正交视图和透视图。漂移池2布置在充满漂移气体的腔室10内。使用rf离子导向器12、14将离子引导进入和引导出腔室10。rf离子导向器12、14还与漂移池2的离子入口/出口区域4耦接,使得可以将离子引导进入漂移池2中以及引导出漂移池2。在此实施例中,通过输入离子导向器12将离子引导进入腔室10中并且引导进入漂移池2的入口/出口区域4中。如果期望使离子根据其离子迁移率进行分离,则例如当离子入口/出口装置4以及因此包括离子入口/出口装置4的离子迁移率分离装置在离子分离模式下操作时,在与离子入口方向正交的方向上推动离子并围绕漂移池2的椭圆形、圆形或跑道状离子路径推动离子。当离子沿离子路径行进时,所述离子根据其穿过腔室10以及因此漂移池2中存在的漂移气体的迁移率进行分离。当期望从漂移池2中提取离子时,例如当离子入口/出口装置4以及因此离子迁移率分离装置在喷射以进行检测模式下操作时,所述离子朝着出口rf离子导向器14的方向喷射。然后,通过出口离子导向器14将离子引导出腔室10。
215.另一方面,如果不需要对离子进行离子迁移率分离,则可以使离子种类从输入离子导向器12直接穿过漂移池2的入口/出口区域4传递到输出离子导向器14而不围绕漂移池2。换句话说,离子入口/出口装置4以及因此离子迁移率分离装置可以在旁路模式下操作。
216.在各实施例中,可以从漂移池2中提取具有期望离子迁移率范围的离子。可以通过以下实现这一点:使离子围绕漂移池2移动,使得离子分离,然后使离子入口/出口区域4处的一个或多个喷射电压的激活与感兴趣的离子处于入口/出口区域4处的时间同步。可以通过适当地对分离模式与喷射以进行检测模式之间的转变进行定时来实现这一点。因此,期望离子从漂移池2中喷射,并且残留在漂移池2中的其它离子种类可以继续穿过漂移池2并根据离子迁移率进行分离。可替代地,可以例如通过从电极6去除rf电压使得离子不再限制在漂移池2内而从漂移池2中丢弃剩余的离子。
217.可以立即将具有期望离子迁移率的所喷射离子从漂移池2输送到检测器,任选地首先穿过质量分析仪。如果指定了喷射以进行检测模式,则可能会发生这种情况。可替代地,如果指定了喷射以进行检测模式,则可以将此类离子俘获在离子储存器中,而在漂移池
2中发生下一个迁移率循环并且直到同一离子迁移率范围的更多离子从漂移池2喷射到离子储存器中为止。参考图9描述了包含第一离子储存器和第二离子储存器的实施例。在执行了足以在离子储存器中累积期望数量的离子的迁移率循环之后,然后可以使这些离子喷射以进行检测(当指定了ims装置的适当模式时),任选地在检测之前输送到分析仪进行进一步分析。此方法可以用于增加期望离子的离子信号。另外或可替代地,如果指定了ims装置的适当模式,则可以将从漂移池2中喷射的期望离子碎裂、激活或解离。然后,可以指定另外一种注入模式,然后是分离模式,以使离子重新引入到漂移池中,使得可以通过漂移池2分析碎片离子、激活离子或产物离子的离子迁移率。
218.图5示出了漂移池2的离子入口/出口装置4的实施例的示意性透视图。离子入口/出口装置4包括彼此间隔开的两个平行的矩形电极阵列20、22。每个电极阵列20、22包括以行和列布置的多个电极。将各种电势施加到这些电极以操纵离子,下文将更详细地描述这一点。所述装置具有在阵列20、22的四个边缘之间延伸的四个侧面。相对侧面中的两个相对侧面由端板24、26形成,其中每个端板中具有孔28、30。端板26之一具有用于将离子从漂移池2的外部注入到装置4中的离子注入孔30。相对端板24具有用于从装置4和漂移池2中喷射离子的离子喷射孔28。另外两个相对侧面是与主漂移池2的漂移电极32的结。所述结之一,即入口结允许离子从漂移池2的另一部分进入装置4。另一个结,即出口结允许离子离开装置4并进入漂移池2的另一部分。
219.将rf电势施加到电极阵列20、22中的电极以便将离子限制在阵列20、22之间的方向上。可以将相同相位的rf电势施加到同一电极列中的所有电极(一列在具有孔28、30的端板24、26之间的方向上延伸)。可以使相邻电极列保持处于不同rf相位,任选地相反的rf相位。然而,可替代地,设想的是,可以将相同相位的rf电势施加到同一行中的所有电极(一行在平行于带孔的板24、26的方向上延伸)。可以使相邻电极行保持处于不同rf相位,任选地相反的rf相位。
220.将会看到,离子入口/出口装置4具有可以用于实施ims装置的操作模式的多种操作模式。每种此类模式都可以用于实施关于离子的给定功能,使得可以以适当的定时根据ims装置的操作模式序列来构造实验。根据第一操作模式,装置4以从漂移池2的外部将离子注入或加载到装置4中的方式进行操作。装置4还可以以将离子从离子入口/出口装置4中推动到漂移池2的相邻部分中的另一种模式进行操作。装置4还可以以将离子从装置4中喷射到漂移池2外部的区域的另一种模式进行操作。现在将参考图6和7描述这些模式。
221.图6示意性地示出了在离子从漂移池2外部注入/加载到入口/出口装置4中的模式期间可以施加到离子入口/出口装置4和漂移池2的位于装置4的任一侧的相邻部分的电势。深浅竖条阵列30表示施加到离子入口/出口装置4中的电极阵列20、22中的一个或两个电极阵列的电势。竖条30的颜色表示施加到阵列20、22中的电极的rf相位,例如浅色竖条表示一个rf相位,而深色rf条表示相反的rf相位。竖条30的竖直高度表示施加到一个或多个阵列20、22中的电极的dc电压的大小。可以看出,较高振幅的dc电势施加到一些电极行中的所有电极,而较低振幅的dc电势施加到相邻电极行中的所有电极。在将离子注入/加载到装置4中的模式期间,施加到阵列20、22中的电极的dc电势随时间变化,使得高dc电压在从离子注入孔30朝离子喷射孔28的方向上连续施加到连续电极行,并且使得dc势垒在从离子注入孔30朝离子喷射孔28的方向上行进。同时,低dc电压在从离子注入孔30朝离子喷射孔28的方
向上连续施加到连续电极行。这使离子由于高振幅的dc电压而被迫进入离子入口/出口装置4,其中离子在低dc电压的区域中行进。可以使具有出口孔28的端板保持处于dc或rf电势,使得防止离子在离子的加载/注入期间离开离子入口/出口装置4。可替代地或另外,高dc电势的振幅可以随着其在朝出口孔28的方向上行进而减小。可替代地或另外,可以使出口孔28附近的电极行保持处于高dc电势,使得在加载期间无法迫使离子经过这一行并被迫离开离子入口/出口装置4。
222.图6中的水平延长的条32表示漂移池2的与离子入口/出口装置4相邻的区域中的电极的电势。这些水平条的颜色表示施加到电极的rf相位,例如,浅色条表示一个rf相位,而深色条表示相反的rf相位。水平延长的条32所处的竖直高度表示施加到电极的dc电压的大小。可以看出,大多数水平延长的条32处于相对较低的dc电势,但这些条中的一些条处于较高dc电势。这些较高的dc电势沿漂移池2的轴向长度连续施加到连续电极,使得dc势垒沿漂移池2的轴向长度行进并驱动离子围绕漂移池2,将在下文关于图7更详细地描述这一点。孔板24、26可以具有分别施加的高dc电压和低dc电压。
223.再次参考图7,水平延长的条32的上表面所处的竖直高度表示施加到电极的dc电压的大小。可以看出,在离子加载/注入期间施加到电极阵列20、22的低dc电势的大小小于漂移池2的轴向相邻区域所保持的dc电势。如此,防止了离子在离子加载/注入模式期间从离子入口/出口区域4进入漂移池2的相邻区域。这可以实施ims装置的离子引入/注入模式。
224.一旦已经将离子加载/注入到离子入口/出口装置4中,就可以使阵列20、22中的所有电极保持处于相对较低的dc电势,即不再需要在具有孔28、30的端板24、26之间的方向上驱动离子并且因此可以用低dc电势代替高dc电势。可以使所述两个端板24、26保持处于防止离子通过端板24、26离开的dc或rf电势。施加到端板24、26的dc电势可以与电极8的dc电势匹配。然后,可以将施加到阵列20、22中的电极的dc电势增加到与漂移池2的轴向相邻区域的低dc电势相同的值。于是,在离子入口/出口区域4与漂移池2的轴向相邻部分之间不存在dc势垒。如此,离子然后可以容易地从离子入口/出口装置4进入漂移池2的相邻部分中,以便根据其离子迁移率进行分离,将参考图7描述这一点。这可以实施ims装置的分离模式。
225.图7示出了在离子驱离离子入口/出口区域4并进入漂移池2的相邻部分中的模式期间施加到离子入口/出口装置4和漂移池2的轴向相邻部分的电势。如上所述,在已经将离子加载/注入到离子入口/出口装置4中之后,施加到电极阵列20、22的dc电势升高以对应于漂移池2的相邻部分的dc电势。如此,在离子入口/出口装置4与漂移池的相邻部分之间不再存在dc势垒。如图4所示,然后将施加到电极阵列20、22中的两个电极列的dc电势相对于阵列20、22中的其它电极增加到高dc电压。这些高dc电压连续施加到阵列20、22中的连续列,使得高dc电压沿阵列在漂移池2的轴向方向上移动,如图7中的箭头所示。这使离子驱离离子入口/出口装置4并穿过出口结。然后,离子进入漂移区2的轴向相邻部分。然后,将离子驱离离子入口/出口装置4的高dc电压可以沿漂移区2的其余部分的轴向长度连续施加到连续电极,以便连续驱动离子围绕整个漂移区2。图7中的相对较高的水平延长的条显示了此类电压的实例。
226.离子通过行进的dc电压而被驱动围绕闭环漂移池2并通过入口结返回到离子入口/出口装置4中。此时可以将离子从漂移池2喷射,将在下文更详细地描述这一点。可替代地,可以通过将行进的dc电势施加到电极阵列20、22中的电极列来再次驱动离子穿过离子
入口/出口装置4,并且然后通过施加到漂移池电极的剩余部分的dc电势来驱动离子围绕漂移池2。可以通过此过程驱动离子围绕漂移池4期望的次数,直到离子已经根据需要根据其离子迁移率进行分离。在这种模式下,驱动离子穿过离子入口/出口装置4并进入漂移区2的轴向相邻部分的高dc电势的平移任选地与围绕漂移区的其余部分的高dc电势的平移同步。如此,在离子围绕闭环漂移池多次平移的操作模式期间,离子入口/出口区域4与漂移区2的其余部分在离子光学上基本相同。
227.当期望将离子从漂移池中喷射时,可以将施加到离子入口/出口区域4中的电极阵列20、22的dc电势相对于漂移池2的相邻部分再次降低,如图6所示。这可以实施ims装置的离子喷射模式,例如以进行检测。然后可以将dc电势施加到电极阵列20、22,以在从注入端板26的注入孔30到喷射端板24的喷射孔28的方向上驱动离子。孔板24、26可以具有分别施加的低dc电压和高dc电压。这是以与图6的离子加载/喷射模式相同的方式执行的,除了在喷射模式下没有势垒防止离子通过喷射端板26的喷射孔30离开离子入口/出口装置之外。将理解的是,可替代地,可以通过在与加载/注入方向相反的方向上平移高dc电势,通过加载/注入离子的同一孔30将离子从离子入口/出口装置4喷射。
228.离子入口/出口区域4可以在旁路模式下操作,在所述旁路模式下,不期望驱动离子围绕闭环漂移池2,并且不使离子分离。此模式与关于图3描述的模式相同,除了离子简单地直接从入口孔30经过并离开出口孔28,而不被正交地传输到漂移池2的轴向相邻部分中之外。孔板24、26两者均可以具有分别施加的低dc电压。这可以实施ims装置的旁路模式。可以通过使电极阵列20、22上的dc电势低于漂移池2的相邻部分的dc电势来防止离子进入闭环漂移池2的轴向相邻部分。可以通过关于图6描述的高dc电势驱动离子穿过或不穿过离子入口/出口区域4。
229.图8a示意性地示出了包括ims装置的谱仪的实施例的侧视图。谱仪包括漂移气体室10、离子阱40、氦气池42、离子累积池44、ims装置2、出口池46和离子转移池48。在上述连续组件之间布置有电极门50

58。具体地,入口门54布置在离子入口/出口装置4的上游,而出口门56布置在离子入口/出口装置4的下游。ims装置2对应于图4c所示的ims装置。
230.图8b示出了在离子累积在漂移池2的离子入口/出口装置4中的模式下施加到谱仪的组件的dc电势的势能图。离子从离子阱40释放出来,然后由轴向电场驱动穿过氦气池42。然后,离子穿过离子累积池44并通过上文关于图5所述的入口端板26中的离子入口孔30进入离子入口/出口装置4。离子入口/出口装置4的电极阵列20、22中的电极的dc电势保持低于施加到累积池44、入口门54和出口门56的dc电势。如此,离子被轴向俘获并累积在离子入口/出口装置4中。离子通过上文关于图5描述的入口端板26的入口孔30进入离子入口/出口装置4。可以将行进的dc波施加到电极阵列20、22中的电极行,以便将离子推入离子入口/出口装置4,如参考图6所描述的。ims漂移池2(不包含离子入口/出口装置4)的dc电势由水平线表示,所述水平线平行于表示施加到离子入口/出口装置4的阵列20、22的dc电压的线并且竖直地位于其上方。由这两条线之间的间隙表示的电势差防止离子从离子入口/出口装置4离开并进入ims漂移池2的轴向相邻部分。
231.图9a和9b对应于图8a和8b,除了其示出了如何改变施加到谱仪的电势以准备将离子从离子入口/出口装置4移动到ims漂移池2的轴向相邻部分中之外。如图9b中的箭头所示,入口门54、阵列电极20、22和出口门56的dc电势升高到水平虚线所示的dc电势。然后,施
加到电极阵列20、22的dc电势等于施加到ims漂移池2的相邻部分的dc电势,并且因此不存在防止离子从离子入口/出口装置4进入ims漂移池2的相邻部分的dc势垒。
232.图10a和10b对应于图9a和9b,除了其示出了在离子驱离离子入口/出口装置4进入ims漂移池2的相邻部分的阶段的电势之外。如上文参考图7所述,通过向电极阵列20、22中的电极列施加dc行进电势来将离子驱离有孔的出口板24中的出口孔28。这些行进的电势在图10b中通过一系列平行的水平线60展示。然后,通过行进的dc电势驱动离子围绕漂移池2,使得离子根据其离子迁移率进行分离,如上文已经描述的。当离子已经围绕漂移池2期望次数时,可以使离子在离子入口/出口装置4处喷射。电极阵列20、22的电势处于图10b所示的模式的时间长度表明给定离子迁移率的离子围绕漂移池2多少次。此定时可以基于ims装置的离子分离模式的期望路径长度以及因此分辨率。
233.图11a和11b对应于图10a和10b,除了其示出了在离子在离子入口/出口装置4处从漂移池2喷射的阶段施加到谱仪的dc电势之外。如图11b中的箭头所示,入口门54、阵列电极20、22和出口门56的dc电势降低到水平虚线所示的dc电势。入口门54、阵列电极20、22、出口门56、出口池45和离子转移池48的dc电势逐渐降低,使得将离子从离子入口/出口装置4中推出并沿着谱仪推向离子转移池48。离子通过上文关于图5描述的出口端板24的出口孔28离开离子入口/出口装置4。将行进的dc波施加到电极阵列20、22中的电极行,以便将离子从出口孔28推出。这通过图11b的电极阵列区域中的一系列竖直线62表示。
234.在离子入口/出口装置4处加载或喷射离子期间相对于漂移池2的其余部分改变施加到离子入口/出口装置4的电势有助于离子进入和离开漂移池2,而不必改变谱仪的位于上游或下游的其它组件的电势。这也实现了离子在漂移池2中不分离的旁路模式。例如,可以使入口门54、电极阵列20、22和出口门56的dc电势等于累积池44和出口池46的dc电势,使得离子从累积池44连续穿过离子入口/出口装置4并进入出口池46,而不会在漂移池2中分离。
235.在上述模式期间,可以连续操作在离子入口/出口装置4外部施加到漂移池2的行进的dc波。
236.例如,尽管已将行进的dc电势描述为用于驱动离子围绕入口/出口装置4的位于漂移池2外部的区域,但也可以将静态dc梯度用于此目的。
237.将理解的是,还将具有除圆形或椭圆形路径之外的形状的连续离子引导路径的漂移池2设想为处于本公开的范围内。
238.漂移池2(或其它类型的装置)不必是引导离子围绕的闭环装置。例如,可以在线性装置中使用离子入口/出口装置4。离子可以沿此类非闭环装置行进一次,或者可以沿所述装置反射多次。
239.可以改变电极阵列20、22的几何形状,并且其不必是具有电极列和电极行的阵列。
240.可以改变电极阵列中的行进的dc电势的方向,或者所述方向可以提供多种定向行进选项。
241.应当理解,尽管在图8a到11b中未示出,但ims装置可以耦接到质量分析仪以对离开装置的离子进行质谱法。例如在us 2017/0076926(micromass)中示出了此类布置,所述文献的全部内容通过引用并入本文。例如,离子可以通过转移池48传递到质谱仪的质量分析仪,如飞行时间质量分析仪。
242.参考图12,示出了ims装置在离子入口/出口装置的区域中的细节。这类似于所描述的较早的实施例,但是更详细地展示了与分离器相关联的离子储存器的可能位置。ims装置包含到循环漂移池106的入口101和出口102以及用于控制离子在入口和出口区域中的移动以提供如较早的实施例中的离子入口/出口装置的一个或多个电极阵列104。在使用时,离子可以在沿漂移池的方向延伸的箭头的方向上围绕漂移池行进。在漂移池106的一侧设置有第一离子储存器110,并且所述第一离子储存器在与离子围绕漂移池106的移动方向正交的方向上延伸。在漂移池106的相对侧上设置有第二离子储存器108,所述第二离子储存器再次在与离子围绕漂移池106的移动方向正交的方向上延伸。基于第一离子储存器和第二离子储存器相对于阵列104的位置,第一离子储存器和第二离子储存器可以被分别称为前离子储存器和后离子储存器。离子入口/出口装置可以控制离子的移动,以在ims装置的操作期间的所需时间进入或离开离子储存器中的任一离子储存器,如叠加在储存器上的箭头所示。例如,当实施“喷射到前储存器”或“喷射到后储存器”模式的实例时,可以使离子进入相应储存器。
243.现在将描述针对例如使用上述多阶段离子迁移谱法技术进行的聚合物序列和/或连接性确定的各个具体实施例。
244.根据各个实施例,使用几个分离阶段,如例如如上所述的离子迁移率分离和激活或碎裂来确定聚合分子的序列和/或连接性。
245.各个实施例可以用于表征由其间具有不同类型的键的相同子单元组成的线性和/或支化聚合分子和/或用于表征由不同子单元和其间的不同类型的键组成的线性和/或支化聚合分子。
246.实施例可以包括基于前体离子和碎片离子的理化性质(例如,当所述理化性质未知时)和/或基于(离子迁移率)谱图(例如,当不一定(预先)确定了前体离子和碎片离子的理化性质时)确定序列信息。所述一个或多个理化性质可以与离子的形状、化学结构、离子中性相互作用势、电子结构和/或分子量相关。
247.各个实施例使用多阶段(离子迁移率)分离和激活或碎裂(例如,如上所述),任选地随后是质荷比(m/z)测量。这些技术可以提供附加级别的信息和详情,例如除了标准的离子迁移率质谱(im

ms)分析之外。
248.特定实施例使用具有可变分辨率的多程离子迁移率分离器,其能够对碎片离子进行分离、选择、激活和离子迁移率分离(例如,如上所述)。各个其它实施例利用由一系列离子迁移率分离器组成的装置,其中可以在分离器之间诱导碎裂(例如,如上文关于图3所描述的)。
249.在各实施例中,可以在单个实验期间多次应用分离/碎裂步骤(即,使用多个碎裂步骤),从而允许表征所产生的后代碎片离子。
250.根据各个实施例并且如上所述,确定如第一产物离子的离子迁移图案等图案,并且使用第一产物离子的离子迁移图案来识别和/或表征第一离子。
251.除此之外,在各个实施例中,所述方法可以包括确定如第二产物离子的离子迁移图案等图案以及使用第二产物离子的(离子迁移率)图案来识别和/或表征第二离子。所述方法可以包括确定如第三产物离子和/或另外的产物离子的离子迁移图案等图案以及使用第三产物离子和/或另外的产物离子的(离子迁移率)图案来识别和/或表征第三离子和/或
另外的离子。
252.如本文所用,使用第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的(离子迁移率)图案可以包括将第一产物离子的(离子迁移率)图案与源自第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的第二代产物(孙)离子的一种或多种(离子迁移率)图案(在确定的情况下)一起使用。同样,使用第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的(离子迁移率)图案可以包括将第一产物离子的(离子迁移率)图案与源自第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的第三代和/或另外一代产物(曾孙)离子的一种或多种(离子迁移率)图案(在确定的情况下)一起使用。
253.各个实施例利用以下事实:特别是对于源自聚合分子的离子,可以源自特定分析物离子(通过使分析物离子(以及任选地,其产物离子)碎裂)的可能的产物离子(以及第二代产物离子、第三代产物离子和/或另外一代产物离子)是有限的。
254.通常,聚合分析物离子可以碎裂(使用一个或多个碎裂阶段)以形成至少单体离子,加上高阶聚合离子(即,二聚体产物离子、三聚体产物离子、四聚体产物离子等),一直到紧接在被碎裂的特定聚合分析物离子的阶之前的聚合离子阶。因此,例如,五聚体聚合分析物离子(即,由五个单体或分子子单元形成的分析物离子)通常产生单体产物离子、二聚体产物离子、三聚体产物离子和四聚体产物离子,而四聚体聚合分析物离子(即,由四个单体或分子子单元形成的分析物离子)通常产生单体产物离子、二聚体产物离子和三聚体产物离子,依此类推。
255.因此,根据各个实施例,分析物离子(经过分离等的,如上所述)包括特定阶的异构聚合分析物离子(的混合物),并且第一产物离子(第二产物离子、第三产物离子和/或另外的产物离子)包括多个不同阶的聚合产物离子,其中所述多个不同阶中的每个阶小于异构聚合分析物离子的特定阶。在各个实施例中,第一产物离子(第二产物离子、第三产物离子和/或另外的产物离子)包括小于异构聚合分析物离子的特定阶的每个(和每一个)阶的聚合产物离子。
256.如本文所用,聚合分析物离子的阶对应于形成聚合分析物离子的聚合子单元的数量。因此,例如,单体离子是一阶聚合分析物离子,二聚体离子是二阶聚合分析物离子,三聚体离子是三阶聚合分析物离子,四聚体离子是四阶聚合分析物离子,五聚体离子是五阶聚合分析物离子,依此类推。
257.因此,根据各个实施例,分析物离子(经过分离等的,如上所述)包括异构聚合分析物离子(的混合物),其中所述分析物离子中的每个分析物离子由特定(同一)数量的子单元形成。第一产物离子(第二产物离子、第三产物离子和/或另外的产物离子)可以包括由多个不同数量的子单元形成的聚合产物离子,其中所述多个不同数量的子单元中的每一子单元数量少于异构聚合分析物离子的特定子单元数量。在各个实施例中,第一产物离子(第二产物离子、第三产物离子和/或另外的产物离子)包括以下每个(和每一个)数量的子单元的聚合产物离子,所述子单元数量少于异构聚合分析物离子的特定子单元数量。
258.此外,对于异构聚合分析物离子的混合物(即,对于各自由同一集合的单体或分子子单元形成但具有不同结构(例如,单体或分子子单元之间的键不同)的聚合分子的离子)),异构聚合分析物离子之间的结构差异将产生不同的产物离子。也就是说,可源自一个
特定异构聚合分析物离子的产物离子将不同于可源自另一个异构聚合分析物离子的产物离子。
259.具体地,异构聚合分析物离子之间的结构差异将产生异构产物离子。也就是说,可源自一个特定异构聚合分析物离子的产物离子将相对于可源自另一个异构聚合分析物离子的产物离子异构(例如,在由于母体分析物离子中存在的同一结构差异存在于产物离子中而出现异构现象的情况下)。因此,关于可源自异构聚合分析物离子的混合物的聚合产物离子(至少单体产物离子除外)的一个或多个或每个阶(例如,对于二聚体产物离子、三聚体产物离子、四聚体产物离子等中的一种或多种或每种产物离子),可能存在多个可能的属于所述阶的异构产物离子。
260.在各个实施例中,每个阶的产物离子(异构的)都将具有同一质荷比(m/z)(质荷比可能无法区分),但是各自将具有不同的离子迁移率值。
261.因此,例如,如图13所示,线性五聚体可以具有四个异构体,所述异构体在单体或分子子单元中的单个单体或分子子单元与其它单体或分子子单元连接的方式方面彼此不同。在此实例中,尽管源自所述四个异构分析物离子的单体产物离子全都相同,但是存在两个可能的异构二聚体产物离子,三个可能的异构三聚体产物离子和三个可能的异构四聚体产物离子。如图13所示,由于产物离子中存在与母体分析物离子中存在的结构差异相同或相对应的结构差异,所以二聚体产物离子、三聚体产物离子和四聚体产物离子中出现了异构现象。
262.因此,根据各个实施例,所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶的聚合产物离子包括多个异构聚合产物离子。(但是所述多个不同阶中的一个或多个或一些(但不是全部)阶(如,第一阶,即,单体)的聚合产物离子可以仅包括一个(非异构的)聚合产物离子。)
263.此外,诸位申请人已经认识到,异构聚合分析物离子中的每个异构聚合分析物离子仅能够产生(能够被碎裂为)可能的异构产物离子的子集(一些但不是全部)。而且,通常情况下,异构聚合分析物离子中的每个异构聚合分析物离子仅能够产生(能够被碎裂为)可能的异构产物离子的不同子集。这意味着异构聚合分析物离子中的每个异构聚合分析物离子将产生(将被碎裂为)异构产物离子的(可能唯一的)特有集合。
264.因此,例如,如图13所示,第一异构聚合分析物离子(标记为“1”)可以产生可能的异构二聚体产物离子两者、三个可能的异构三聚体产物离子中的仅两个以及三个可能的异构四聚体产物离子中的仅一个。第二异构聚合分析物离子(标记为“2”)可以产生可能的异构二聚体产物离子两者、三个可能的异构三聚体产物离子中的所有三个以及三个可能的异构四聚体产物离子中的仅两个。第三异构聚合分析物离子(标记为“3”)可以产生可能的异构二聚体产物离子两者、三个可能的异构三聚体产物离子中的仅两个以及三个可能的异构四聚体产物离子中的仅两个。第四异构聚合分析物离子(标记为“4”)可以产生两个可能的异构二聚体产物离子中的仅一个、三个可能的异构三聚体产物离子中的仅一个以及三个可能的异构四聚体产物离子中的仅一个。
265.如此,在此实例中,第一异构聚合分析物离子(标记为“1”)具有特有离子迁移图案1
‑2‑2‑
1,第二异构聚合分析物离子(标记为“2”)具有特有离子迁移图案1
‑2‑3‑
2,第三异构聚合分析物离子(标记为“3”)具有特有离子迁移图案1
‑2‑2‑
2,并且第四异构聚合分析物离子(标记为“4”)具有特有离子迁移图案1
‑1‑1‑
1。
266.因此,根据各个实施例,关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶,第一产物离子的离子迁移图案包括第一分析物离子所产生(被碎裂为)(即,存在于第一产物离子中)的属于所述阶的异构聚合产物离子的数量(异构体的数量)。
267.换句话说,根据各个实施例,关于可以形成第一产物离子的不同数量的子单元中的一个或多个或每个数量,第一产物离子的离子迁移图案包括第一分析物离子所产生(被碎裂为)(即,存在于第一产物离子中)的具有所述数量的子单元的不同异构聚合产物离子的数量(异构体的数量)。
268.因此,例如,第一产物离子的离子迁移图案可以包括存在于第一产物离子中的第一阶的不同异构聚合产物离子的数量(不同异构单体的数量)和/或存在于第一产物离子中的第二阶的不同异构聚合产物离子的数量(不同异构二聚体的数量)和/或存在于第一产物离子中的第三阶的不同异构聚合产物离子的数量(不同异构三聚体的数量)和/或存在于第一产物离子中的第四阶的不同异构聚合产物离子的数量(不同异构四聚体的数量)和/或存在于第一产物离子中的第五阶的不同异构聚合产物离子的数量(不同异构五聚体的数量),依此类推。
269.(类似地,根据各个实施例,关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶,第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子的离子迁移图案包括第二分析物离子和/或第三分析物离子和/或另外的分析物离子所产生(被碎裂为)(即,存在于第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子中)的属于所述阶的异构聚合产物离子的数量(异构体的数量)。关于可以形成第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子的不同数量的子单元中的一个或多个或每个数量,第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子的离子迁移图案可以包括第二分析物离子和/或第三分析物离子和/或另外的分析物离子所产生(被碎裂为)(也就是说,存在于第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子中)的具有所述数量的子单元的不同异构聚合产物离子的数量(异构体的数量)。)
270.因此,在各个实施例中,所述方法包括通过关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶确定存在于第一产物离子中的属于所述阶的异构聚合产物离子的数量(异构体的数量)来确定第一产物离子的离子迁移图案,并使用第一产物离子的离子迁移图案来识别和/或表征第一离子。也就是说,通过关于可以形成第一产物离子的不同数量的子单元中的一个或多个或每个数量确定存在于第一产物离子中的具有所述数量的子单元的不同异构聚合产物离子的数量(异构体的数量)来确定第一产物离子的离子迁移图案,并使用第一产物离子的离子迁移图案来识别和/或表征第一离子。
271.(类似地,在各个实施例中,所述方法包括通过关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶确定存在于第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子中的属于所述阶的异构聚合产物离子的数量(异构体的数量)来确定第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子的离子迁移图案,并使用第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子的离子迁移图案来识别和/或表征第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子。确定第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子的离子迁移图案可以包括关于可以形成第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子的不同数量的子单元中的一个或多个或每个数量确定存在于第二产物离子和/或第三产物离子
和/或另外的产物离子中的具有所述数量的子单元的不同异构聚合产物离子的数量(异构体的数量),并使用第一产物离子的离子迁移图案来识别和/或表征第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子。)
272.这些特有离子迁移图案可以允许对异构聚合分析物离子进行区分(识别),而且允许得到每个异构聚合分析物离子的结构信息(即,允许表征每个分析物离子)。
273.就这一点而言,由于如上所述,每种离子迁移图案可以是唯一的,因此可以仅基于第一产物离子的离子迁移图案来识别和/或表征第一分析物离子(并且相应地可以仅分别基于第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子的离子迁移图案来识别和/或表征第二分析物离子和/或第三分析物离子和/或另外的分析物离子中的每一种分析物离子)。
274.另外或可替代地,可以使用第一产物离子的离子迁移图案和第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子中的一种或多种或每种产物离子的离子迁移图案例如通过比较相应的离子迁移图案来识别和/或表征第一分析物离子(并且相应地,可以使用多种离子迁移图案例如通过比较相应的离子迁移图案来识别和/或表征第二分析物离子和/或第三分析物离子和/或另外的分析物离子中的每种分析物离子)。
275.因此,所述方法可以包括比较第一离子迁移图案和/或第二离子迁移图案和/或第三离子迁移图案和/或另外的离子迁移图案并基于所述比较来识别和/或表征第一离子和/或第二离子和/或第三离子和/或另外的离子。
276.现在将根据图13所示的具有不同立构规整度的四个线性五聚体的假设混合物更详细地描述一实例。
277.图13示意性地示出了四个线性五聚体和其碎片离子的混合物的离子迁移谱(即,五聚体前体离子和其对应的假设离子迁移谱)。图13a示出了碰撞诱导解离

离子迁移率分离(cid

ims)实验的假设结果。图13b

e示出了对前体离子中的每个前体离子进行的离子迁移率分离

碰撞诱导解离

离子迁移率分离(ims

cid

ims或ims2)实验的假设结果。
278.四个前体离子(图13的右上角所示)是由同一数量的(五个)“三角形”子单元形成的异构体并且因此具有同一质荷比(m/z)但由于其结构不同而具有不同的离子迁移率分离(ims)漂移时间。如图13所示,不同的结构是由于子单元之一(其连接性)相对于其它子单元有所修改所致。
279.将这些前体离子碎裂(使用一个或多个碎裂阶段)会产生包括一个、两个、三个或四个“三角形”子单元的碎片离子,即单体、二聚体、三聚体和四聚体。因此,在图13中,五聚体前体离子由四个形状(右上方)表示(各自由五个三角形构成),由此第一代碎片离子和第二代碎片离子各自由3个形状(顶部)(各自由四个或三个三角形构成)表示,并且第三代碎片离子和第四代碎片离子分别由两个和一个形状(各自分别由两个或一个三角形构成)表示。
280.因此,如图13所示,存在一个可能的单体碎片离子、两个可能的二聚体碎片离子、三个可能的三聚体碎片离子和三个可能的四聚体碎片离子。所述两个可能的二聚体碎片离子是由相一数量的(两个)“三角形”子单元形成的异构体(并且因此具有同一质荷比(m/z),但ims漂移时间不同),所述三个可能的三聚体碎片离子是由同一数量的(三个)“三角形”子单元形成的异构体(并且因此具有同一质荷比(m/z),但ims漂移时间不同),并且所述三个
可能的四聚体碎片离子是由同一数量的(四个)“三角形”子单元形成的异构体(并且因此具有同一质荷比(m/z),但ims漂移时间不同)。
281.图13a中的迁移谱对应于混合物的谱并且是通过碎裂然后进行离子迁移率分离来产生的。从图13a中的谱中,可以了解到混合物中存在四种异构组分,但是立构规整度不明确。
282.如上所述,在各个实施例中,依次选择(分离)所述四个经ims分离的前体离子中的每个前体离子并将其碎裂。然后,通过查看所得的经离子迁移率分离的碎裂图案,可以确定对应前体离子的结构,即,可以确定分子中的修饰的位置。因此,通过将各个实施例的方法用于此实例,选择所述四个经分离前体离子中的每个前体离子并使其选择性解离,即,以获得碎片的离子迁移谱(“ims
2”),如图13b

e所示。
283.从图13b

e可以明显看出,前体离子中的每个前体离子会产生唯一的碎裂图案,其中与单体

二聚体

三聚体

四聚体有关的峰数为:
284.·
b:1
‑2‑2‑1285.·
c:1
‑2‑3‑2286.·
d:1
‑2‑2‑2287.·
e:1
‑1‑1‑1288.因此,将认识到,根据各个实施例,不仅可以分离(识别)前体离子,还可以基于碎裂图案来指定(表征)结构修饰的位置。
289.所述方法可以进一步应用于碎片离子,以阐明其结构和解离机理。
290.图14示出了对图13的第二五聚体前体离子(“2号五聚体前体离子”)进行的假设ims
n
实验的结果。
291.图14a示出了ims2实验(根据图13c)的结果。可以对第二前体离子(2号)的第一代碎片离子(如图14a所示)进行迁移率选择、离解和迁移率分离(“ims
3”)。然后,可以对第二代碎片离子进行迁移率选择、离解和迁移率分离(“ims
4”)。图14b

c示出了经历选择性解离,随后经历其产物的迁移率分离(ims3)的第一代碎片离子的假设离子迁移谱。图14d

f示出了经历选择性解离,随后经历其产物的迁移率分离(ims4)的第二代碎片离子的假设离子迁移谱。
292.通过评估第二代碎片离子和第三代碎片离子的解离图案(即,如图14d

f所示),可以例如了解到,第二代碎片离子中的最快碎片离子和最慢碎片离子具有结构对称的序列,而中间碎片离子具有不对称序列,也就是说,其可以产生两个不同的产物离子。
293.各个实施例的技术可以特别应用于由于子单元之间的键的立体化学,例如糖苷键的α和β

端基差向异构形式而产生结构差异的聚合物。
294.图15a和15b示出了由通过α和β糖苷键(由a和b表示)连接的相同子单元(s)组成的假设五聚体的假设离子迁移谱。示出了两种形式:sasasasasb(图15a)和sasasasasa(图15b)。
295.图15c示出了通过使用多阶段离子迁移实验(如上所述)分析类似的实验样品,即麦芽五糖的α和β端基差向异构体而获得的ims2实验数据。
296.图16示出了麦芽五糖的结构。麦芽五糖含有5个通过α

1,4糖苷键连接的葡萄糖单元。在溶液中,还原端(右侧)经历可逆的开环反应,因此α和β端基差向异构形式处于平衡状
态。在典型的离子迁移率

质谱法条件下不会发生此反应。因此,可以观察到并且可以分离这两种形式。
297.在图15c所示的实验数据中,将碰撞诱导解离(cid)用于产生碎片离子。诊断性y型碎片(asasasasa和asasasasb)含有糖的还原端并且因此具有不同的离子迁移率,而非诊断性b型碎片(以浅灰色示出)相同。诊断性z型碎片(用星号标记)的存在将允许完全分配,但在实验上未检测到。
298.应当注意的是,特别是在寡糖的情况下,容易获得整体具有单一类型的键的参考化合物,而难以获得具有混合键的参考化合物。这会阻碍仅依赖于参考化合物测量结果的序列分配方法的开发。
299.现在将描述将图案匹配方法用于混合键同聚单体寡糖的结构分配的实例。
300.表1示出了由用α和β型1,4糖苷键(由a和b表示)连接(即,用2个糖苷键的所有可能序列连接)的5个相同子单元(由s表示)组成的寡糖的所有可能变体(64个)的预测的ims

ms碎裂图案。表1示出了由5个相同子单元s组成的寡糖的所计算出的每质荷比(m/z)的离子迁移谱特征的理论数。质荷比(m/z)值基于钠化物种(m na)

的碎裂,其中子单元s的质量=145da,接头a、b的质量=17da,并且钠na的质量=23da。
301.每m/z的im特征数
[0302][0303]
表1
[0304]
从表1中可以明显看出,在25%的案例(64个中的16个)中,可以以0.5的概率分配糖序列。分配概率受序列对称性的限制。例如,序列bsasasasasb和asbsbsbsbsa将产生相同的碎裂图案。
[0305]
在50%的案例(64个中的32个)中,可以以0.25的概率分配序列。可以以0.125的概率分配剩下的25%的案例。
[0306]
为了区分对称二元组(doublet),如bsasasasasb和asbsbsbsbsa,可以将诊断性碎片(例如,sasasa)的漂移时间与参考标准品的漂移时间进行比较。使用主要化合物asasasasasa/b和bsbsbsbsbsa/b及其碎片作为参考,可以区分所有对称二元组。
[0307]
可以使用同一策略(和参考化合物)将“图案无法区分”的四元组(quadruplet)(如asasasasasb、asbsbsbsbsb、bsasasasasa、bsbsbsbsbsa)还原为两组反向二元组:
[0308]
·
asasasasasb和bsasasasasa
[0309]
·
asbsbsbsbsb和bsbsbsbsbsa
[0310]
可以将同一策略(和参考化合物)用于将“图案无法区分”的八元组(octuplet)(如:asasasbsasa、asasbsasasa、asbsasasasb、bsasasasbsa、asbsbsbsasb、bsasbsbsbsa、bsbsasbsbsb、bsbsbsasbsb)还原成四组反向二元组:
[0311]
·
asasasbsasa和asasbsasasa
[0312]
·
asbsasasasb和bsasasasbsa
[0313]
·
asbsbsbsasb和bsasbsbsbsa
[0314]
·
bsbsasbsbsb和bsbsbsasbsb
[0315]
因此,使用通过参考比较辅助的图案匹配,可以以1的概率分配25%的案例,并且以0.5的概率分配剩余的75%。
[0316]
还应该注意的是,在0.5概率案例中,只有序列的起点/终点是未知的。
[0317]
尽管已就线性聚合分子描述了以上实例,但是可以使用类似的实验策略来分析聚合分子中的支化。
[0318]
可以在有或没有前体离子的质量选择的情况下应用根据各个实施例的方法。
[0319]
多阶段离子迁移率分离可以与一系列离子碎裂方法(如上文所述的碎裂方法中的任何碎裂方法)结合起作用,并且可以在不同阶段之间应用这些方法中的一种或多种方法。
[0320]
各个实施例适合于通过比较性图案匹配进行分析,这使得所述实施例对于非线性离子迁移率分离方法(如行波离子迁移率分离(twims)、场非对称离子迁移谱法(faims)或其组合)而言具有吸引力。因此,尽管主要就使用离子迁移率分离器(如闭环twims装置)使离子根据其迁移率进行分离而描述了以上实施例,但是也可以使离子根据其迁移率随电场强度的变化率(即,使用faims装置)进行分离。
[0321]
在各个实施例中,可以提供已知图案的数据库。然后,可以将以上述方式确定的一种或多种图案与图案数据库中的条目进行比较以识别一种或多种所确定图案。这些数据库搜索方法可以用于提高对一种或多种分析物的识别的置信度。
[0322]
因此,各个实施例包括将第一产物离子(和/或第二产物离子和/或第三产物离子和/或另外的产物离子)的图案与已知图案数据库的一种或多种图案进行比较,并且基于所述比较识别和/或表征第一离子(和/或第二离子和/或第三离子和/或另外的离子)。
[0323]
应当注意,在上述图案匹配方法中,没有必要测量离子的碰撞截面(ccs)值。然而,如果测量ccs值并且例如在数据库搜索技术中使用ccs值,则可以增强图案匹配方法。
[0324]
因此,在各个实施例中,提供了已知碰撞截面(ccs)值的数据库。然后,可以将测得的ccs值与ccs值数据库中的条目进行比较以识别离子。这些数据库搜索方法可以用于提高
对一种或多种分析物的识别的置信度。因此,各个实施例适合于利用数据库搜索进行分析,这使得所述实施例对于产生碰撞截面(ccs)结果的离子迁移率分离方法具有吸引力。
[0325]
因此,各个实施例包括测量第一离子和/或第一产物离子和/或第二代产物离子(和/或第二离子和/或产物离子和/或第三离子和/或产物离子和/或另外的离子和/或产物离子)的一个或多个碰撞截面(ccs),并根据测量结果识别和/或表征第一离子(和/或第二离子和/或第三离子和/或另外的离子)。
[0326]
应当理解,各个实施例提供了对产生异构碎片离子的异构分子进行结构分析的手段。各个实施例提供了通过碎裂图案匹配进行序列、连接性和/或立构规整度分配的手段。
[0327]
根据上述内容将认识到,各个实施例提供了一种改进的质谱法和/或离子迁移谱法方法。
[0328]
尽管已参考优选实施例描述了本发明,但本领域的技术人员将理解,在不脱离所附权利要求书中所阐述的本发明的范围的情况下,可以在形式和细节上进行各种改变。

技术特征:
1.一种识别和/或表征离子的方法,所述方法包括:使分析物离子根据第一理化性质进行分离;选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子激活、碎裂或反应以产生第一产物离子;使所述第一产物离子根据所述第一理化性质进行分离并确定所述第一产物离子的图案;以及使用所述第一产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一理化性质包括离子迁移率或离子迁移率随电场强度的变化率。3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述分析物离子、所述第一离子和/或所述第一产物离子是聚合的;和/或所述分析物离子、所述第一离子和/或所述第一产物离子是异构的。4.根据权利要求1、2或3所述的方法,其中所述分析物离子包括特定阶的异构聚合分析物离子,并且所述第一产物离子包括多个不同阶的聚合产物离子,所述多个不同阶中的每个阶小于所述异构聚合分析物离子的所述特定阶。5.根据权利要求4所述的方法,其中关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶,所述第一产物离子的所述图案包括存在于所述第一产物离子中的属于所述阶的异构体的数量。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中使用所述第一产物离子的所述图案来表征所述第一离子包括从所述第一产物离子的所述图案中确定所述第一离子的结构信息。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其进一步包括:选择所述分析物离子中的第二离子并使所述第二离子激活、碎裂或反应以产生第二产物离子;使所述第二产物离子根据所述第一理化性质进行分离并确定所述第二产物离子的图案;以及使用所述第二产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。8.根据权利要求7所述的方法,其进一步包括:将所述第一产物离子的所述图案与所述第二产物离子的所述图案进行比较并基于所述比较来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其进一步包括:选择所述第一产物离子中的特定离子并使所述特定离子激活、碎裂或反应以产生第二代产物离子;以及使所述第二代产物离子根据所述第一理化性质进行分离并确定所述第二代产物离子的图案;其中所述第一产物离子的所述图案包含所述第二代产物离子的所述图案。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其包括:使用循环或闭环分离器使所述分析物离子根据所述第一理化性质进行分离并使用所述循环或闭环分离器使所述第一产物离子根据所述第一理化性质进行分离。
11.一种质谱仪和/或离子迁移谱仪,其包括:一个或多个激活、碰撞、碎裂或反应装置;一个或多个分离器;以及控制系统,其中所述控制系统被配置成:使所述一个或多个分离器使分析物离子根据第一理化性质进行分离;使所述分析物离子中的第一离子被选择并使所述一个或多个激活、碰撞、碎裂或反应装置使所述第一离子激活、碎裂或反应以产生第一产物离子;使所述一个或多个分离器使所述第一产物离子根据所述第一理化性质进行分离;确定所述第一产物离子的图案;并且使用所述第一产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子。12.根据权利要求11所述的谱仪,其中所述第一理化性质包括离子迁移率或离子迁移率随电场强度的变化率。13.根据权利要求11或12所述的谱仪,其进一步包括:离子源,所述离子源被配置成产生所述分析物离子;其中所述分析物离子、所述第一离子和/或所述第一产物离子是聚合的;和/或其中所述分析物离子、所述第一离子和/或所述第一产物离子是异构的。14.根据权利要求11、12或13所述的谱仪,其中所述分析物离子包括特定阶的异构聚合分析物离子,并且所述第一产物离子包括多个不同阶的聚合产物离子,所述多个不同阶中的每个阶小于所述异构聚合分析物离子的所述特定阶。15.根据权利要求14所述的谱仪,其中所述控制系统被配置成通过以下确定所述第一产物离子的所述图案:关于所述多个不同阶中的一个或多个或每个阶,确定存在于所述第一产物离子中的属于所述阶的异构体的数量。16.根据权利要求11到15中任一项所述的谱仪,其中所述控制系统被配置成使用所述第一产物离子的所述图案通过从所述第一产物离子的所述图案中确定所述第一离子的结构信息来表征所述第一离子。17.根据权利要求11到16中任一项所述的谱仪,其中所述控制系统被配置成:使所述分析物离子中的第二离子被选择并使所述一个或多个激活、碰撞、碎裂或反应装置使所述第二离子激活、碎裂或反应以产生第二产物离子;使所述一个或多个分离器使所述第二产物离子根据所述第一理化性质进行分离;确定所述第二产物离子的图案;并且使用所述第二产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子和/或所述第二离子。18.根据权利要求11到17中任一项所述的谱仪,其中所述控制系统被配置成:使所述第一产物离子中的特定离子被选择并使所述一个或多个激活、碰撞、碎裂或反应装置使所述特定离子激活、碎裂或反应以产生第二代产物离子;并且使所述一个或多个分离器使所述第二代产物离子根据所述第一理化性质进行分离;并且
确定所述第二代产物离子的图案;其中所述第一产物离子的所述图案包含所述第二代产物离子的所述图案。19.根据权利要求11到18中任一项所述的谱仪,其中所述一个或多个分离器包括循环或闭环分离器。20.一种计算机可读介质,其存储软件代码,所述软件代码当在处理器上执行时使所述处理器执行识别和/或表征分子的方法,所述方法包括:确定第一产物离子的图案,所述第一产物离子是通过以下产生的:使分析物离子根据第一理化性质进行分离,选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子碎裂或反应以产生所述第一产物离子;以及使用所述第一产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子。
技术总结
一种识别和/或表征离子的方法包括:使分析物离子根据第一理化性质(离子迁移率)进行分离;选择所述分析物离子中的第一离子并使所述第一离子激活、碎裂或反应以产生第一产物离子;使所述第一产物离子根据所述第一理化性质进行分离;以及确定所述第一产物离子的图案。使用所述第一产物离子的所述图案来识别和/或表征所述第一离子。表征所述第一离子。表征所述第一离子。


技术研发人员:雅库布
受保护的技术使用者:英国质谱公司
技术研发日:2019.11.29
技术公布日:2021/6/29

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