[發(fā)明專利]生成質(zhì)譜數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180037793.9
• 申請(qǐng)日: 2011-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN103053005A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德魯·鮑德勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奎托斯分析有限公司
• 主分類號(hào): H01J49/00
• 分類號(hào): H01J49/00;H01J49/40
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用質(zhì)譜儀，例如TOF質(zhì)譜儀，生成質(zhì)譜數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

飛行時(shí)間(TOF)質(zhì)譜測(cè)定法是用于通過加速離子并測(cè)量離子到離子檢測(cè)器的飛行時(shí)間來測(cè)量離子的質(zhì)量/電荷比率的分析技術(shù)。

在簡(jiǎn)單形式中，TOF質(zhì)譜儀包括用于生成樣品材料的離子的脈沖(或者脈沖串)的離子源和用于檢測(cè)已經(jīng)從離子源行進(jìn)到離子檢測(cè)器的離子的離子檢測(cè)器。離子源產(chǎn)生的離子優(yōu)選地具有例如預(yù)定的動(dòng)能，因?yàn)樗鼈円驯患铀俚皆搫?dòng)能，所以根據(jù)其質(zhì)量/電荷比率而具有的不同的速度。因此，隨著離子在離子源和離子檢測(cè)器之間行進(jìn)，具有不同質(zhì)量/電荷比率的離子通過其不同的速度而被分離且由此被離子檢測(cè)器在不同的時(shí)間檢測(cè)到，這允許基于離子檢測(cè)器的輸出測(cè)量到它們各自的飛行時(shí)間。這樣，代表樣品材料的離子的質(zhì)量/電荷比率的質(zhì)譜數(shù)據(jù)能夠基于離子檢測(cè)器的輸出被獲得到。

通常稱為“基質(zhì)輔助激光解析電離(MALDI)”的基質(zhì)(matrix)輔助激光解吸/離子化是一種電離化技術(shù)，在該技術(shù)中，一般地激光器被用以將光發(fā)射到樣品材料和吸收光的基質(zhì)的(通常結(jié)晶化的)混合物上，以便離子化樣品材料。用于MALDI的樣品材料典型地包括諸如生物分子(biomolecule)(例如蛋白質(zhì))的分子、大的有機(jī)分子和/或聚合物。吸收光的基質(zhì)一般被用以保護(hù)這種分子以免被來自激光器的光毀壞或者破壞。然后由此產(chǎn)生的離子被加速到高動(dòng)能，通常約20keV，該離子通常具有數(shù)千個(gè)道爾頓的質(zhì)量。一般的，構(gòu)造成通過MALDI產(chǎn)生離子的離子源稱為“MALDI離子源”。MALDI離子源典型地包括通過將光發(fā)射到樣品材料和吸收光的基質(zhì)的混合物上來離子化樣品材料的激光器。

MALDI通常與飛行時(shí)間質(zhì)譜測(cè)定法結(jié)合來提供“MALDI?TOF”質(zhì)譜測(cè)定法，其中，一般地通過MALDI產(chǎn)生離子脈沖并且然后測(cè)量離子在越過通常約1-2米的距離上的飛行時(shí)間，從而能夠確定離子的質(zhì)量/電荷比率。

在現(xiàn)代的TOF質(zhì)譜儀例如MALDI?TOF質(zhì)譜儀中的離子飛行時(shí)間的測(cè)量通常要求多種多樣的范圍的高速數(shù)字電子設(shè)備和模擬電子設(shè)備。例如，可以使用高速計(jì)時(shí)電子設(shè)備，以使各個(gè)高壓電脈沖與激光器的發(fā)射以及離子信號(hào)的獲得精確地同步。此外，kV/μs轉(zhuǎn)換速率(slew-rate)的高壓電脈沖可用以加快、門控以及引導(dǎo)激光器產(chǎn)生的離子化的分子。最后，高速多數(shù)位模數(shù)轉(zhuǎn)換器可用以記錄離子檢測(cè)器的輸出，從而能夠確定離子的飛行時(shí)間并由此確定離子的質(zhì)量/電荷比率。這種高速的數(shù)字和模擬電子設(shè)備典型地在TOF質(zhì)譜儀的每個(gè)獲得周期運(yùn)行。

直到近來，TOF質(zhì)譜儀，例如MALDI?TOF質(zhì)譜儀，已經(jīng)使用具有高達(dá)數(shù)十赫茲重復(fù)率(repetition?rate)(能夠發(fā)射光脈沖的速率)的氣體激光器。更新近的TOF質(zhì)譜儀已經(jīng)使用能夠?qū)崿F(xiàn)高得多的重復(fù)率的固態(tài)激光器，例如1kHz或更高。

本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)固態(tài)激光器的高重復(fù)率與數(shù)字電子設(shè)備的增大的時(shí)鐘速率在TOF質(zhì)譜儀特別是在MALDI?TOF質(zhì)譜儀的設(shè)計(jì)中帶來了新的問題。這些設(shè)計(jì)問題包括：

-如何產(chǎn)生多個(gè)高精度的延遲(例如，具有微秒的持續(xù)時(shí)間以及亞納秒的分辨率)；

-如何穩(wěn)定電子設(shè)備穩(wěn)定的電源而不輻射大量的窄帶電噪聲，特別是對(duì)于高壓脈沖；以及

-如何降低噪聲在這種MALDI?TOF質(zhì)譜儀產(chǎn)生的質(zhì)譜數(shù)據(jù)中的表現(xiàn)。

根據(jù)上述考慮已經(jīng)設(shè)計(jì)了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

總的來說，本發(fā)明涉及使用質(zhì)譜儀生成質(zhì)譜數(shù)據(jù)的方法，該方法通過從代表樣品材料的離子的質(zhì)量/電荷比率的信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)中減去代表質(zhì)譜儀中的噪聲的噪聲質(zhì)譜數(shù)據(jù)來產(chǎn)生修改的代表樣品材料的離子的質(zhì)量/電荷比率的信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)。結(jié)果，修改的信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)優(yōu)選地具有降低的噪聲。

因此，本發(fā)明的第一方面可提供使用具有離子源以及離子檢測(cè)器的質(zhì)譜儀生成質(zhì)譜數(shù)據(jù)的方法，其中該方法包括：

在至少一個(gè)信號(hào)獲得周期中，基于所述離子檢測(cè)器的輸出獲得表示樣品材料的離子的質(zhì)量/電荷比率的信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)，在所述至少一個(gè)信號(hào)獲得周期中，通過所述離子檢測(cè)器檢測(cè)通過所述離子源產(chǎn)生的樣品材料的離子；以及

從所述信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)減去代表所述質(zhì)譜儀中的噪聲的噪聲質(zhì)譜數(shù)據(jù)以產(chǎn)生修改的代表所述樣品材料的離子的質(zhì)量/電荷比率的信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)。

由于此方法，修改的信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)優(yōu)選地具有降低的噪聲。特別地，修改的信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)能夠具有與原獲得的信號(hào)質(zhì)譜數(shù)據(jù)相比較降低的系統(tǒng)噪聲。