專利名稱:一種在離子阱中進(jìn)行的串級(jí)質(zhì)譜分析方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于質(zhì)量分析技術(shù)領(lǐng)域,具體為在離子阱質(zhì)譜儀中實(shí)現(xiàn)串級(jí)質(zhì)譜分析的方法,通過施加非對(duì)稱波形的偶極激發(fā)電壓而實(shí)現(xiàn)離子的激發(fā)和碰撞誘導(dǎo)解離。
背景技術(shù):
質(zhì)譜作為一種強(qiáng)大的分析技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物的定性、定量分析,廣泛的應(yīng)用于藥物分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、國(guó)家安全、法醫(yī)、蛋白質(zhì)組學(xué)等領(lǐng)域。眾所周知,質(zhì)譜儀可以通過串級(jí)質(zhì)譜(Tandem MS)分析對(duì)化合物的的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和分析。串級(jí)質(zhì)譜的分析過程具體為第一階段為隔離,對(duì)于待分析的樣品中的離子,選定某一特定質(zhì)荷比(m/z)的離子將其隔離,被隔離的離子成為母離子(parent ion);第二階段為碰撞誘導(dǎo)解離(CollisionInduced Dissociation,簡(jiǎn)稱CID),母離子與中性的氣體分子例如氦氣、氬1氣、氮?dú)獾劝l(fā)生碰撞,碰撞產(chǎn)生的能量沉積到母離子上,導(dǎo)致母離子自身內(nèi)能增加,最終母離子發(fā)生碎裂,得到碎片離子;第三階段,碎片離子進(jìn)行質(zhì)量分析,得到碎片離子的質(zhì)譜峰,MS/MS分析完成。如碎片離子中選定某一特定質(zhì)荷比的離子隔離,將其作為母離子,繼續(xù)上述過程,如此往復(fù)下去,可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)質(zhì)譜分析。CID是使用最廣泛、研究最透徹的解離技術(shù)。在眾多種類的質(zhì)譜儀中,四極桿質(zhì)譜儀和四極離子阱質(zhì)譜儀是公認(rèn)的最適合實(shí)現(xiàn)碰撞誘導(dǎo)解離的裝置。其中,四極桿質(zhì)譜儀又稱為四極濾質(zhì)器,僅能讓某一特定質(zhì)量數(shù)的離子通過,故在四極桿中進(jìn)行串級(jí)質(zhì)譜分析時(shí),需要在空間上將多個(gè)四極桿串聯(lián),一般采用三段四極桿的組合,即三重四極桿。三重四極桿質(zhì)譜一般具有較大的體積。四極離子阱(Quadrupole Ion Trap,簡(jiǎn)稱QIT)可以在一個(gè)講中實(shí)現(xiàn)離子的隔離、解離、質(zhì)量分析等步驟,在串級(jí)質(zhì)譜方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。離子阱質(zhì)量分析器的工作原理是通過求解Mathieu 二次線性微分方程組,獲得具有一定質(zhì)荷比的離子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和結(jié)果。Mathieu方程根據(jù)帶電離子在離子阱內(nèi)受電場(chǎng)的作用符合牛頓第二定律得到,它描述了離子在四極電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)結(jié)果等。以三維離子阱為例,通過解Mathieu方程得到
權(quán)利要求
1.一種在離子阱中進(jìn)行的串級(jí)質(zhì)譜分析方法,依次包括離子選擇隔離、碰撞誘導(dǎo)解離和質(zhì)量掃描分析三階段,其中所述離子選擇隔離階段,被選擇的母體離子被隔離,被隔離的離子在離子阱工作電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下,通過與中性氣體分子的碰撞冷卻被束縛在離子阱中;所述質(zhì)量掃描分析階段,當(dāng)離子經(jīng)碰撞誘導(dǎo)解離過程后,碎片離子在偶極激發(fā)電壓的作用下,發(fā)生共振激發(fā),最終從離子引出電極的引出孔或引出槽中被逐出,被安置在離子阱外的離子探測(cè)器檢測(cè)獲得離子的質(zhì)譜信號(hào),其特征在于所述碰撞誘導(dǎo)解離階段,在離子阱中的用于離子彈出方向的一對(duì)電極上,施加非對(duì)稱波形的偶極激發(fā)電壓,非對(duì)稱波形的偶極激發(fā)電壓產(chǎn)生偶極直流電壓,母體離子在直流電場(chǎng)的作用下,獲得能量被激發(fā),被激發(fā)的母體離子與離子阱中的中性分子發(fā)生碰撞并解離,產(chǎn)生碎片離子,碎片離子在離子阱中經(jīng)過冷卻后被束縛。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串級(jí)質(zhì)譜分析方法,其特征在于在所述碰撞誘導(dǎo)解離階段,施加的非對(duì)稱波形的偶極激發(fā)電壓可以是正弦波電壓,也可以是數(shù)字方波電壓,或者其它形式的非對(duì)稱波形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串級(jí)質(zhì)譜分析方法,其特征在于在所述碰撞誘導(dǎo)解離階段,非對(duì)稱偶極激發(fā)電壓的波形,其波形的非對(duì)稱程度或占空比的值,將根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要加以改變和調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串級(jí)質(zhì)譜分析方法,其特征在于在所述碰撞誘導(dǎo)解離階段,離子的束縛電壓的頻率和幅度為定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串級(jí)質(zhì)譜分析方法,其特征在于在所述碰撞誘導(dǎo)解離階段,偶極激發(fā)電壓與束縛電壓頻率比值為任意值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串級(jí)質(zhì)譜分析方法,其特征在于該方法可以適用于三維離子阱,也可以適用于二維線形離子阱,或者其它幾何形狀的離子阱。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串級(jí)質(zhì)譜分析方法,其特征在于非對(duì)稱波形的偶極激發(fā)電壓施加的時(shí)間在零到幾百毫秒范圍。
全文摘要
本發(fā)明屬于質(zhì)量分析技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種在離子阱中進(jìn)行的串級(jí)質(zhì)譜分析方法。方法具體包括離子選擇隔離、碰撞誘導(dǎo)解離和質(zhì)量掃描分析三階段,本發(fā)明在碰撞誘導(dǎo)解離階段,通過在一對(duì)電極上施加非對(duì)稱波形的偶極激發(fā)電壓,產(chǎn)生偶極直流電壓,從而使得被隔離的母體離子獲得能量被激發(fā),再與離子阱中的中性分子發(fā)生碰撞并解離,實(shí)現(xiàn)串級(jí)質(zhì)譜分析。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于,它不需要額外的直流電源,僅通過軟件的控制即得到偶極直流電壓,可以顯著簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)裝置和方法。同時(shí),本發(fā)明中母體離子在偶極直流電壓的作用下,經(jīng)過的是非共振激發(fā)的解離方式,非共振激發(fā)碰撞解離可以給出更加豐富的離子碎片信息。
文檔編號(hào)G01N27/64GK102937622SQ201210468599
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者王亮, 徐福興, 丁傳凡 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)