[发明专利]生成质谱数据的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及使用质谱仪，例如TOF质谱仪，生成质谱数据的方法和设备。

背景技术

飞行时间(TOF)质谱测定法是用于通过加速离子并测量离子到离子检测器的飞行时间来测量离子的质量/电荷比率的分析技术。

在简单形式中，TOF质谱仪包括用于生成样品材料的离子的脉冲(或者脉冲串)的离子源和用于检测已经从离子源行进到离子检测器的离子的离子检测器。离子源产生的离子优选地具有例如预定的动能，因为它们已被加速到该动能，所以根据其质量/电荷比率而具有的不同的速度。因此，随着离子在离子源和离子检测器之间行进，具有不同质量/电荷比率的离子通过其不同的速度而被分离且由此被离子检测器在不同的时间检测到，这允许基于离子检测器的输出测量到它们各自的飞行时间。这样，代表样品材料的离子的质量/电荷比率的质谱数据能够基于离子检测器的输出被获得到。

通常称为“基质辅助激光解析电离(MALDI)”的基质(matrix)辅助激光解吸/离子化是一种电离化技术，在该技术中，一般地激光器被用以将光发射到样品材料和吸收光的基质的(通常结晶化的)混合物上，以便离子化样品材料。用于MALDI的样品材料典型地包括诸如生物分子(biomolecule)(例如蛋白质)的分子、大的有机分子和/或聚合物。吸收光的基质一般被用以保护这种分子以免被来自激光器的光毁坏或者破坏。然后由此产生的离子被加速到高动能，通常约20keV，该离子通常具有数千个道尔顿的质量。一般的，构造成通过MALDI产生离子的离子源称为“MALDI离子源”。MALDI离子源典型地包括通过将光发射到样品材料和吸收光的基质的混合物上来离子化样品材料的激光器。

MALDI通常与飞行时间质谱测定法结合来提供“MALDI TOF”质谱测定法，其中，一般地通过MALDI产生离子脉冲并且然后测量离子在越过通常约1-2米的距离上的飞行时间，从而能够确定离子的质量/电荷比率。

在现代的TOF质谱仪例如MALDI TOF质谱仪中的离子飞行时间的测量通常要求多种多样的范围的高速数字电子设备和模拟电子设备。例如，可以使用高速计时电子设备，以使各个高压电脉冲与激光器的发射以及离子信号的获得精确地同步。此外，kV/μs转换速率(slew-rate)的高压电脉冲可用以加快、门控以及引导激光器产生的离子化的分子。最后，高速多数位模数转换器可用以记录离子检测器的输出，从而能够确定离子的飞行时间并由此确定离子的质量/电荷比率。这种高速的数字和模拟电子设备典型地在TOF质谱仪的每个获得周期运行。

直到近来，TOF质谱仪，例如MALDI TOF质谱仪，已经使用具有高达数十赫兹重复率(repetition rate)(能够发射光脉冲的速率)的气体激光器。更新近的TOF质谱仪已经使用能够实现高得多的重复率的固态激光器，例如1kHz或更高。

本发明人已经发现固态激光器的高重复率与数字电子设备的增大的时钟速率在TOF质谱仪特别是在MALDI TOF质谱仪的设计中带来了新的问题。这些设计问题包括：

-如何产生多个高精度的延迟(例如，具有微秒的持续时间以及亚纳秒的分辨率)；

-如何稳定电子设备稳定的电源而不辐射大量的窄带电噪声，特别是对于高压脉冲；以及

-如何降低噪声在这种MALDI TOF质谱仪产生的质谱数据中的表现。

根据上述考虑已经设计了本发明。

发明内容

总的来说，本发明涉及使用质谱仪生成质谱数据的方法，该方法通过从代表样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据中减去代表质谱仪中的噪声的噪声质谱数据来产生修改的代表样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据。结果，修改的信号质谱数据优选地具有降低的噪声。

因此，本发明的第一方面可提供使用具有离子源以及离子检测器的质谱仪生成质谱数据的方法，其中该方法包括：

在至少一个信号获得周期中，基于所述离子检测器的输出获得表示样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据，在所述至少一个信号获得周期中，通过所述离子检测器检测通过所述离子源产生的样品材料的离子；以及

从所述信号质谱数据减去代表所述质谱仪中的噪声的噪声质谱数据以产生修改的代表所述样品材料的离子的质量/电荷比率的信号质谱数据。

由于此方法，修改的信号质谱数据优选地具有降低的噪声。特别地，修改的信号质谱数据能够具有与原获得的信号质谱数据相比较降低的系统噪声。