一種改進(jìn)離子阱質(zhì)譜儀低質(zhì)量截止值的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種改進(jìn)離子阱質(zhì)譜儀低質(zhì)量截止值的方法；所述離子阱的驅(qū)動(dòng)工作電源為數(shù)字方波電源，方法包括（1）先固定數(shù)字方波電源的電壓和周期T進(jìn)行離子的存儲(chǔ)和質(zhì)量選擇；（2）然后進(jìn)入離子的碰撞解離CID過(guò)程，在CID過(guò)程中，逐漸降低數(shù)字方波電源的周期T，使得被選擇出的母體離子被激發(fā)至較高能量狀態(tài)，并可以進(jìn)一步與離子阱中的中性分子碰撞解離，產(chǎn)生碎片離子；（3）再?gòu)男〉酱髵呙钄?shù)字方波電源的周期T以實(shí)現(xiàn)離子的質(zhì)量分析；上述所有過(guò)程均由計(jì)算機(jī)控制。此方法可以解決串級(jí)質(zhì)譜分析中的三分之一低質(zhì)量截止值的限制問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)了對(duì)低質(zhì)量碎片離子的分析，顯著提高數(shù)碼離子阱質(zhì)譜的性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于質(zhì)譜儀器和分析
，具體涉及一種改進(jìn)離子阱質(zhì)譜儀低質(zhì)量截 止值的方法。
技術(shù)介紹
質(zhì)譜儀是一種可W對(duì)樣品中的化學(xué)和生物成份及其含量進(jìn)行準(zhǔn)確分析的科學(xué)儀 器，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域，如生命科學(xué)、環(huán)境保護(hù)、食品安全、航天、材料、地 質(zhì)、醫(yī)療衛(wèi)生等。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，使用方便的離子阱質(zhì)譜是近年來(lái)被廣泛應(yīng)用的一種質(zhì) 譜儀。它具有所W種類質(zhì)譜儀所共有的高靈敏度，高質(zhì)量分辨能力。離子存儲(chǔ)和串級(jí)質(zhì)譜 分析是離子阱質(zhì)譜的主要優(yōu)點(diǎn)之一，它使得人們可W在一種單一的質(zhì)譜儀上同時(shí)實(shí)現(xiàn)離子 存儲(chǔ)，質(zhì)量分析和串級(jí)質(zhì)譜分析，獲得有關(guān)樣品組成和分子結(jié)構(gòu)的多重信息。 但目前常用的離子阱質(zhì)譜也有一定的局限性，例如，當(dāng)用它分析串級(jí)質(zhì)譜實(shí)驗(yàn) 結(jié)果時(shí)，存在所謂的低質(zhì)量截止值（Low Mass化toff, LMC0),即當(dāng)使用碰撞誘導(dǎo)解離 (Collision-induced Dissociation,CID)方法解離母體離子時(shí)，低于母體離子約H分之一 質(zhì)荷比的碎片離子測(cè)量不到，也就是平常所謂的H分之一定則（one third rule)。近年來(lái)， 如何改進(jìn)低質(zhì)量截止值已成為離子阱質(zhì)譜研究中的主要內(nèi)容之一。 離子阱質(zhì)譜低質(zhì)量截止值（Low Mass化toff, LMC0)的產(chǎn)生原因 離子阱質(zhì)譜分析中的低質(zhì)量截止值（Low Mass化toff, LMC0)是指用離子阱質(zhì)譜 通過(guò)碰撞解離方法（Collision Induced Dissociation, CID)進(jìn)行串級(jí)質(zhì)譜分析時(shí)，如果碎 片離子是經(jīng)碰撞解離方法產(chǎn)生的，則質(zhì)荷比低于母體離子質(zhì)荷比約H分之一的碎片離子將 無(wú)法被檢測(cè)到。下面我們從理論上討論低質(zhì)量截止值，LMC0的產(chǎn)生原因。 根據(jù)離子阱工作原理，對(duì)于存儲(chǔ)于離子阱中的離子，存在W下關(guān)系式：… 上式中，Qz為離子阱的工作參數(shù)，V為離子阱工作電壓，0=2 nf為離子阱工作電 壓的角頻率，f為離子阱工作電壓的頻率;m為離子質(zhì)量，e為離子所帶電荷，r。為離子阱的 場(chǎng)半徑。[000引變化（1)得到：(2) 由（2)可W看出，對(duì)于任何一個(gè)幾何結(jié)構(gòu)一定，即r。一定的離子阱質(zhì)量分析器來(lái) 說(shuō)，它都有一個(gè)離子質(zhì)量存儲(chǔ)范圍，且此范圍由離子阱工作電壓V和電壓頻率f決定。 目前所使用的幾乎所有商業(yè)離子阱質(zhì)譜儀，其工作電壓的頻率f是一定的，且在 離子阱作質(zhì)量選擇性隔離和串級(jí)質(zhì)譜分析時(shí)，其工作電壓V和q,值也是一定的，因此，可由 (2)式可計(jì)算出此時(shí)母體離子mp所對(duì)應(yīng)的qp為：[001 引 在一般的商業(yè)儀器中，在CID過(guò)程中，離子阱的工作條件是不變的，即V，Q，rO都 不變，所W產(chǎn)生的每一種碎片離子nid所對(duì)應(yīng)的Qd為： 根據(jù)離子阱質(zhì)譜理論，只有當(dāng)一個(gè)離子的q小于0. 908時(shí)，它才可W穩(wěn)定地被存儲(chǔ) 在離子阱中，即在母體離子nip的CID過(guò)程中，離子阱中可W穩(wěn)定存在并被測(cè)量到的最小碎 片離子nid為：[001 引W 由此可W看出，離子阱中可W存儲(chǔ)的最小碎片離子的大小完全取決于進(jìn)行母體離 子CID時(shí)所選擇的Qp值。 理論上講，為了能夠測(cè)量盡可能小的碎片離子，克服LMC0對(duì)離子測(cè)量的不利影 響，CID過(guò)程中所選擇的Qp值應(yīng)越小越好。但另一方面，對(duì)于任何一個(gè)離子nip來(lái)說(shuō)，它的Qp 值是由離子阱的工作電壓所決定的，但如果工作電壓太低，不僅會(huì)影響離子阱的離子束縛 和存儲(chǔ)能力，還會(huì)影響離子阱的串級(jí)質(zhì)譜分析效率。因此，離子阱工作時(shí)的Qp值必須選擇一 個(gè)合適的范圍，例如，Thermo Finnigen LTQ離子阱質(zhì)譜的Qp值就設(shè)定為0. 25 (Y. Yang, K. Lee, et al, Low mass cutoff evasion with qz value optimazition in ion trap, Anal. Biochem.，387 (2009)，133-135)，它所對(duì)應(yīng)的 LMCO 為： 舉例來(lái)說(shuō)，如果離子阱質(zhì)譜選擇質(zhì)荷比為1000的離子進(jìn)行串級(jí)質(zhì)譜分析，它所能 測(cè)到的最小離子的質(zhì)荷比為275.如前所述，Kim等人通過(guò)降低q,值的方法實(shí)現(xiàn)了較低質(zhì)量 數(shù)碎片離子的檢測(cè)；而Meany等人采用脈沖q值解離的方法，即在較高工作電壓下(對(duì)應(yīng)于 較大的q值）進(jìn)行CID實(shí)驗(yàn)，當(dāng)CID過(guò)程完成后，突然降低離子阱工作電壓，也即降低q值， 該時(shí)可W測(cè)量到較低質(zhì)荷比的碎片離子。該兩種方法雖都可W實(shí)現(xiàn)對(duì)離子阱串級(jí)質(zhì)譜分析 中低質(zhì)量數(shù)碎片產(chǎn)物的有效檢測(cè)，但也都分別存在一定的缺陷性。如母體離子的CID效率 低，實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜，需要有額外的實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。 在Y. Yang, K. Lee,et 吐 Low mass cutoff evasion with 屯 value optimazition in ion trap, Anal. Biochem.，387 (2009)，133-135)中公開(kāi) 了工作表面可 W通過(guò)優(yōu)化 值的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)低質(zhì)量數(shù)砕片離子的檢測(cè)；在D. L. Meany, H. Xie et al，Identification of carbonylated proteins from enriched rat skeletal muscle mitochondria using affinity chromatography-stab1e isotope labeling and tandem mass spectrometry, Proteomics7 (2007) 1150-1163?中公開(kāi)了采用脈沖q值解離的方法同樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)離子阱串 級(jí)質(zhì)譜分析中低質(zhì)量數(shù)碎片產(chǎn)物的有效檢測(cè)。該些方法都可w有效地降低碎片離子測(cè)量過(guò) 程中的低質(zhì)量截止的效應(yīng)，獲得更多有關(guān)母體離子結(jié)構(gòu)的信息。在中國(guó)專利201210468599. 2 "-種在離子阱中進(jìn)行的串聯(lián)質(zhì)譜分析方法"中公開(kāi) 了通過(guò)數(shù)字方波電壓激發(fā)被隔離母體離子能量，再與離子阱中的中性分子發(fā)生碰撞解離， 給出更豐富的離子碎片信息；在中國(guó)專利201310303472.X"-種在離子阱質(zhì)量分析器中進(jìn) 行的串聯(lián)質(zhì)譜分析方法"中公開(kāi)了通過(guò)改變射頻信號(hào)的周期大小來(lái)實(shí)現(xiàn)碰撞誘導(dǎo)解離，產(chǎn) 生產(chǎn)物離子；在中國(guó)專利200710045190. 9 "-種數(shù)字離子阱的測(cè)控方法"中公開(kāi)了利用高 壓矩形驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)提高分辨率；在中國(guó)專利201010622405. 0 "-種提高離子阱碰撞誘導(dǎo)解 離性能的方法"中公開(kāi)了通過(guò)頻率調(diào)制消除質(zhì)量歧視來(lái)提高CID的效率；但是都缺乏對(duì)H 分之一低質(zhì)量截止值的限制的相關(guān)研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種簡(jiǎn)單有效克服H分之一低質(zhì)量截止值的限制的改進(jìn)離 子阱質(zhì)譜儀低質(zhì)量截止值的方法。 實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)方案是；所述 離子阱的驅(qū)動(dòng)工作電源為數(shù)字方波電源，方法包括（1當(dāng)前第1頁(yè)1 2 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種改進(jìn)離子阱質(zhì)譜儀低質(zhì)量截止值的方法；其特征在于：所述離子阱的驅(qū)動(dòng)工作電源為數(shù)字方波電源，方法包括（1）先固定數(shù)字方波電源的電壓和周期T進(jìn)行離子的存儲(chǔ)和質(zhì)量選擇；（2）然后進(jìn)入離子的碰撞解離CID過(guò)程，在CID過(guò)程中，逐漸降低數(shù)字方波電源的周期T，使得被選擇出的母體離子被激發(fā)至較高能量狀態(tài)，并可以進(jìn)一步與離子阱中的中性分子碰撞解離，產(chǎn)生碎片離子，即降低待測(cè)碎片離子的q值使之穩(wěn)定存在于離子阱中，其中方波電源的周期T變化公式是：me=4Vqzr02Ω2=4Vqzr02(2πf)2=4V4π2qzr02f2=Vπ2qzr02T2]]>上式中，m為離子質(zhì)量，e為離子所帶電荷，V為數(shù)字方波電源的電壓，q為離子阱工作參數(shù)，r0為離子阱幾何參數(shù),T為數(shù)字方波電源的周期；（3）再通過(guò)計(jì)算機(jī)控制從小到大掃描數(shù)字方波電源的周期T以實(shí)現(xiàn)離子的質(zhì)量分析。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡佩生，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蕪湖譜實(shí)源儀器有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽;34