调度离子用于分析的方法与流程

本公开涉及质谱法。特别地，本公开涉及调度离子以进行质谱法的方法。

背景技术：

1、us-a-2939952公开了一种串联质谱仪，其采用四极杆质量过滤器在碎裂和进一步下游质量分析之前隔离目标离子。四极杆质量过滤器的特征之一是：未经选择的离子撞击四极杆质量过滤器的四极杆，损失宝贵的分析物离子，同时还污染并最终降解电极。根据所采用的隔离窗口，理论灵敏度的损失可能轻易超过99%。

2、一种变通方法是在四极杆之前（上游）累积并分离离子，使得递送至装置的离子m/z大致匹配隔离窗口的范围，并且因此将离子损失降至最低，达到分离前的准确度。残留损失随后成为影响分离前分辨率以及与四极杆隔离窗口比对质量的一个因素。

3、该方法最初由hoyes在gb-a-2442638中描述，其中首先将离子加载至离子阱中。rf赝势垒将会阻止较低m/z的离子的释放，除非通过dc或行波将它们推向出口以克服rf赝势垒，于是这些离子将会被释放用于四极杆选择/碎裂等。giles在us-b-6914241b中以及bateman在us-b-6838662中进一步描述了使用反向行波和非线性dc梯度以造成导向器内的离子分离的方法。这些离子达到平衡位置，并且可通过调整dc或行波振幅来通过四极杆以时间依赖性方式释放，从而大大增强其效率。图1说明了在这两种相反力下的离子分离，而图2示出了使用离子调度装置和四极杆的离子调度方法的示意图。

4、有多种技术可用于实现这种“离子调度”过程。典型方法涉及在两种不同力（诸如dc电势、rf赝势垒（或行波）或与缓冲气体的碰撞阻力）的作用下分离离子。在us-b-10665441中公开了一种包括并行采集离子接着进行串行碎裂的离子调度方法。一种来自捕集离子迁移谱（tims）装置的并行累积和串行碎裂方法在meier, f.等人parallelaccumulation-serial fragmentation (pasef): multiplying sequencing speed andsensitivity by synchronized scans in a trapped ion mobility device. journalof proteome research 2015, 12, 5378-5387、us9891194b2和us10794861b2中公开。其他实施包括累积到多个阱中，或者正交地跨过rf赝势垒（us10199208b2）或者经由离子迁移率（us9607817b1）。

5、还已知利用行波来推动离子通过离子导向器。us-b-7375344公开了一系列异相rf电势的应用，而giles等人, applications of a travelling wave-based radio-frequency-only stacked ring ion guide, rapid commun. mass spectrom. 2004; 18:2401–2414公开了将开关dc脉冲应用于离子导向器的连续轴向段，以产生随时间推移在该导向器的中心向下移动的电势前沿，从而拖曳离子随之移动。

6、在被称为自动增益控制的过程中，质谱仪通过改变离子累积时间来控制捕集装置的离子上样。通过将连续离子束转换为具有类似m/z的离子的随时间变化的集中脉冲，离子调度装置必然会阻断此过程。据信，这个问题可通过下游束衰减装置来解决，最有希望通过改变快速脉冲离子光学门控元件的占空比来解决。us-b-7960690已使用1khz切换证明了此效应，其中预期离子包以<2ms脉冲宽度出现。

7、串联质谱法涉及洗脱的分析物物质的隔离和碎裂，然后借此生成碎片质谱图并进行质量分析，以返回结构和定量信息。这些ms/ms或ms2光谱通常得到宽范围的未碎裂前体离子的调查光谱（称为ms1、ms或全ms光谱）的支持，这些调查光谱提供关于其准确的m/z和强度的信息。对于数据非依赖性采集（dia）方法，此分析是任选的，但对于数据依赖性采集（dda）方法，需要生成用于ms2分析的前体靶标列表。ms1光谱的动态范围造成了一个实质性问题。经消化的肽浓度差异高达10个数量级，但单次激发光谱（例如，在轨道捕集质量分析器）的动态范围被限制到4个数量级。此外，可注入轨道捕集质量分析器中的离子数量可能被累积c-阱的容量限制到约105，并且因此低强度肽前体信号很容易被淹没，并且遗漏潜在的碎裂靶标或定量不佳。

8、一种改善ms1光谱的动态范围的重要方法是高动态范围（hdr）或boxcar方法，其中将分析的宽质量范围细分为许多较窄的隔离窗口，并针对每个隔离窗口以取决于离子电流的不同填充时间作出到c-阱中的独立注入（meier等人, nature methods, 2018, 15,440-448）。然后，例如在轨道捕集质量分析器中，将总离子群一起分析。通过此方法，高度群集的区域被衰减，而稀疏群集的质量区域被放大，从而增强了许多相对弱的峰，并且大大改善了光谱的有效动态范围。这样做的代价是大幅增加了历经多次填充来累积离子所需的时间。由于低水平窗口的长填充时间以及切换四极杆和离子源电压所需的毫秒数，hdr方法迅速影响ms2光谱的可能采集速率。

9、在此背景下，本公开提供了一种改进的或至少商业上相关的替代性的用于质量分析的离子调度方法。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供一种在所关注的质荷比（m/z）范围内调度离子用于通过质量分析器进行分析的方法。所述方法包括：

2、获得跨所关注的质荷比范围的离子的预测强度和相关联m/z；

3、将离子输入至离子调度装置；

4、根据所述离子的m/z或离子迁移率，将所述离子从所述离子调度装置输出至所述质量分析器；以及

5、基于所述离子的所述预测强度和相关联m/z来选择性地衰减所述离子。

6、第一方面的方法旨在解决与以下相关联的技术挑战：离子调度与快速（例如200-400hz）谱图采集的相互作用，全ms与ms/ms之间的快速切换，以及对空间电荷受限的下游捕集区域的离子群的控制（例如，自动增益控制）。

7、特别地，在离子群内的物质丰度方面存在相对较大变化的情况下，控制从离子调度装置输出的离子群可能具有挑战性。相对于典型的dia/dda方法，离子调度装置的典型操作会将输出至下游质量分析器的离子数量放大3与>>100之间的倍数，具体取决于所使用的离子调度装置。然而，许多离子物质已经非常强，并且能够在不使用离子调度装置的情况下使下游分析饱和。因此，离子调度装置本身可能容易被相对强的物质过度填充，这进而产生不希望的空间电荷效应。因此，相对高强度的物质在离子调度装置内的存在可能使得使用该离子调度装置来分离和调度离子群内的相对低丰度物质更具挑战性。因此，第一方面的方法旨在改善从离子调度装置输出的离子的动态范围。

8、因此，第一方面的方法认识到，为了改善使用离子调度装置对离子群内的相对低丰度物质的放大，期望选择性地衰减相对强的物质，否则该相对强的物质将超出该离子调度装置和/或质量分析器的容量/动态范围。这必须以m/z（或离子迁移率）依赖性方式完成，以保留离子调度装置旨在放大的相对较低丰度物质。

9、根据第一方面的方法，在分析离子之前，获得跨所关注的质量范围的离子的强度和相关联m/z的预测值。这些预测的强度用于告知应选择性地衰减哪些m/z（离子），以便降低从离子调度装置输出的离子中的相对高丰度物质的存在。根据本公开，在通过质量分析器进行分析之前，可在离子调度装置的上游、离子调度装置内或离子调度装置的下游进行离子的选择性衰减。这些实施的进一步详情提供于下。

10、在一些实施例中，基于离子的预测强度和相关联m/z来选择性地衰减该离子包括：从预测强度和相关联m/z识别具有高于预定阈值强度的相关联预测强度的离子的m/z列表并基于该m/z列表来选择性地衰减该离子。因此，离子的m/z列表可识别具有高于预定阈值强度的预测强度的一种或多种离子物质，这可降低经输出用于质量分析的离子的动态范围。因此，根据本公开的方法可选择性地衰减或甚至去除从离子调度装置输出的离子中具有过高预测强度的离子物质。

11、在一些实施例中，离子调度装置将离子作为多个离子调度组的离子依序输出。每个离子调度组的离子跨越m/z提取窗口，使得该多个离子调度组覆盖所关注的m/z范围。替代性地，每个离子调度组的离子可跨越一个离子迁移率提取窗口。也就是说，离子调度装置可根据离子的m/z或离子迁移率将离子分成多组。然后可基于离子的m/z或离子迁移率从离子调度装置依序输出这些离子组。在一些实施例中，可以按递增m/z或递增离子迁移率的次序依序输出离子调度组的离子。在一些实施例中，可以按递减m/z或递减离子迁移率的次序依序输出离子调度组的离子。

12、在一些实施例中，第一方面的方法可以是用于数据依赖性采集（dda）方法的离子调度方法。因此，在一些实施例中，该方法可进一步包括获得目标m/z列表，以及基于目标m/z列表来调度离子从离子调度装置的输出。例如，dda方法可包括获得与前体离子或在形成dda方法一部分的早期质量分析中识别的所关注离子的分析物相对应的目标m/z列表。然后，根据第一方面的离子调度方法可基于目标m/z列表将离子或离子群从离子调度装置输出至质量分析器。根据第一方面的方法，可以选择性地衰减相对高强度的离子或相对高强度的离子组，以便改善与目标m/z列表相对应的离子的动态范围。

13、在一些实施例中，第一方面的方法可以是用于数据非依赖性采集（dia）方法的离子调度方法。因此，在一些实施例中，作为dia方法学考察的一部分，可通过质量分析器直接分析由离子调度输出的离子调度组的离子。因此，每次dia分析的隔离窗口可由离子分离装置的m/z提取窗口定义。在一些实施例中，还可通过下游质量过滤器使用另一m/z隔离窗口（例如，比离子调度装置的m/z提取窗口更窄的m/z隔离窗口）对离子调度组的离子进行质量过滤。在使用离子迁移率来分离离子调度组的离子的情况下，离子分离装置可使用m/z隔离窗口从离子调度组的离子中选择离子的子集。因此，在一些实施例中，例如在dia方法学考察中，该方法可包括使用下游质量过滤装置对从离子调度装置输出的每个离子调度组的离子进行质量过滤，其中该质量过滤装置将多个经过滤组的离子输出至质量分析器，每个经过滤组的离子跨越该质量过滤装置的m/z隔离窗口。在此类实施例中，每次dia分析的隔离窗口可由该质量过滤装置所应用的m/z隔离窗口定义。

14、在一些实施例中，例如在dia方法学考察中，该方法可能需要多次填充离子调度装置，以便解析构成该dia方法学考察的部分的每个m/z隔离窗口。因此，在一些实施例中，可执行多个离子调度循环，其中在每个离子调度循环中，可将离子输入至离子调度装置，并且该离子调度装置为每个离子调度循环依序输出多个离子调度组。特别地，针对dia方法学考察，对于从离子调度装置输出的每个离子调度组的离子，质量过滤装置可更新该质量过滤装置的m/z范围，使得从该质量过滤装置输出的多个经过滤组的离子跨越所关注的m/z范围。

15、在一些实施例中，在将离子输入至离子调度装置之前，可通过上游质量选择装置来选择性地衰减离子。通过在离子调度装置的上游选择性地衰减离子，可降低或消除离子调度装置内由相对丰富的离子物质引起的空间电荷效应。

16、在一些实施例中，使用上游质量过滤装置选择性地衰减离子包括从预测强度和相关联m/z识别与具有高于预定阈值强度的预测强度的离子相关联的第一m/z。然后，上游质量过滤装置可以选择性地衰减具有第一m/z的离子，其中将经质量过滤的离子输入至离子调度装置。例如，质量过滤装置可对离子应用陷波或带通过滤器，以对具有第一m/z的离子进行质量过滤。此类质量过滤装置可由例如四极杆质量过滤器提供，一个或多个额外的rf振荡电压可以施加至该四极杆质量过滤器。可选择每个rf振荡电压，以通过离子从四极杆质量过滤器共振弹出来衰减或完全去除特定m/z的离子。通过选择性地衰减或去除来自输入至离子调度装置的离子中的第一m/z离子，可降低该离子调度装置内的空间电荷效应，并且/或者可改善从该离子调度装置输出的离子的动态范围。

17、在一些实施例中，第一方面的方法可在不同分析步骤中利用上游质量过滤装置。例如，在第一分析步骤中，质量过滤装置可对具有第一m/z的离子进行质量过滤，并将（经过滤的）离子输入至离子调度装置。在第二分析步骤中，可将具有第一m/z的离子输出至质量分析器进行质量分析。例如，在第二分析步骤中，具有第一m/z的离子可绕过离子调度装置，或在该离子调度装置的循环之间穿过该离子调度装置。也就是说，第一m/z的相对强的离子可与离子群的其余部分单独地分析，并且可不经历离子调度步骤。通过在第二分析步骤中单独地分析第一m/z的离子，可控制离子光学（例如离子在质量过滤装置中的累积时间），以考虑第一m/z的离子的相对较高的强度（例如，可以缩短累积时间）。

18、在一些实施例中，使用上游质量过滤装置基于离子的预测强度和相关联m/z来选择性地衰减离子包括从该预测强度和相关联m/z中识别具有高于预定阈值强度的相关联预测强度的离子的第一m/z。基于第一m/z，可识别出m/z低于第一m/z的所关注的第一通带m/z范围以及m/z高于第一m/z的所关注的第二通带m/z范围。然后，可以在离子调度装置的单独离子调度循环中分析在所关注的第一通带m/z范围内以及所关注的第二通带m/z范围内的离子。例如，在第一分析步骤中，上游质量过滤装置可向所述离子调度装置提供在所关注的第一通带m/z范围内的离子。在第二分析步骤中，质量过滤装置向离子调度装置提供在所关注的第二通带m/z范围内的离子。因此，在一些实施例中，所关注的m/z范围可分为两个（或更多个）所关注的通带m/z范围。在一些实施例中，第一分析步骤和第二分析步骤中的一个或多个步骤可各自包括多个离子调度循环。在每个通带内的离子可具有低于预定阈值强度的预测强度。通过将相对低强度离子在两个或更多个通带之间进行划分，离子调度装置可避免执行包括相对高强度的离子（例如，第一m/z的离子）连同相对低强度的离子的离子调度循环，从而改善从离子调度装置输出的离子的动态范围。

19、在一些实施例中，还可提供第三分析步骤，其中向质量分析器提供具有第一m/z的离子进行质量分析。例如，在第三分析步骤中，具有第一m/z的离子可绕过离子调度装置，或在该离子调度装置的循环之间穿过该离子调度装置。也就是说，第一m/z的相对强的离子可与离子群的其余部分单独地分析，并且可不经历离子调度步骤。通过在第三分析步骤中单独地分析第一m/z的离子，可控制离子光学（例如离子在质量过滤装置中的累积时间），以考虑第一m/z的离子的相对较高的强度（例如，可以缩短累积时间）。

20、在一些实施例中，可使用离子调度装置进行离子的选择性衰减。在一些实施例中，包括多个离子阱的离子调度装置可用于选择性地衰减离子。例如，离子调度装置可包括多个离子阱，其中每个离子阱具有相关联m/z接受窗口。该多个m/z接受窗口可跨越所关注的m/z范围。在一些实施例中，相邻离子阱的m/z接受窗口可重叠，使得一些离子能够被接受至两个相邻离子阱的每一个中（即，两个接受窗口内的m/z的离子可在两个相邻离子阱之间进行分流）。离子调度装置还可包括多个离子门。每个离子门可与相应的离子阱相关联。每个离子门可控制m/z接受窗口内的离子进入相关联离子阱。因此，每个离子门可独立于其他离子门进行操作。由于离子阱的m/z接受窗口跨越所关注的m/z范围，因此具有例如m/zm1的相对高强度前体离子的存在可能仅影响一个阱（或者可能影响具有重叠m/z接受窗口的两个离子阱），使得离子在其他阱中的累积不受相对高强度前体离子的影响。实际上，一旦相对高强度前体离子m1填充相关联离子阱，前体离子m1就可能衰减，而其他离子阱继续累积离子。因此，可改善由离子调度装置输出的离子的动态范围。因此，在一些实施例中，可独立地控制每个离子门，以便控制接受到相关联离子阱中的离子数量或每个离子阱累积离子的持续时间（累积时间）。

21、例如，选择性地衰减离子包括对于每个离子门，基于离子的预测强度和相关联m/z，为在相关联离子阱的m/z接受窗口内的离子确定离子累积时间。因此，在预测m/z接受窗口内的离子将具有相对高强度的情况下，相关联离子门的累积时间可相对短。在预测落在m/z接受窗口内的离子将具有相对低强度的情况下，可延长累积时间的持续时间。因此，在一些实施例中，基于离子的预测强度和相关联m/z，该多个离子门中的每个离子门可选择性地衰减相关联离子阱的m/z接受窗口内的离子。例如，该多个离子门中的每个离子门可选择性地控制相关联离子阱的累积时间，以便选择性地衰减相关联m/z接受窗口内的离子。

22、在一些实施例中，离子调度装置可包括单个离子阱，而不是多个离子阱。例如，单离子阱离子调度装置可调度离子，使得离子根据其m/z沿离子阱分布（调度）。在一些实施例中，离子调度装置可包括与该离子调度装置的一个区域相关联的衰减电极，该衰减电极被配置成当被供给离子去除电压时衰减离子或从该离子调度装置去除离子。在一些实施例中，选择性地衰减离子包括选择性地向衰减电极供给离子去除电压，以便基于其预测强度和相关联m/z来选择性地衰减离子。因此，当离子穿过离子调度装置的与衰减电极相关联的区域时，该离子调度装置可选择性地衰减或去除该离子。由于离子可根据其m/z在离子调度装置内分布（调度），因此可选择性地操作衰减电极，以便仅衰减指定m/z（例如，预期以相对高强度存在的离子的m/z）的离子。

23、在一些实施例中，离子调度装置将离子作为多个离子调度组依序输出，每个离子调度组跨越m/z提取窗口，使得该多个离子调度组覆盖所关注的m/z范围。当被供给离子去除电压时，衰减电极选择性地衰减或去除存在于离子调度装置的区域中的离子调度组离子。因此，随着该多个离子调度组的离子移动通过离子调度装置，一些或所有离子调度组的离子可行经与衰减电极相关联的区域，从而允许该衰减电极按顺序选择性地衰减该离子调度组。

24、在一些实施例中，离子调度装置可包括多个衰减电极。该多个衰减电极可分布在离子调度装置中，每个衰减电极与离子调度装置的不同区域相关联。当被供给离子去除电压时，每个衰减电极可选择性地衰减或去除存在于离子调度装置中的不同离子调度组的离子。因此，在一些实施例中，两个或更多个离子调度组的离子可由离子调度装置并行选择性地衰减。相对于离子调度组的依序衰减，离子的并行衰减可降低待由离子调度装置执行的离子衰减步骤的数量，使得可改善该离子调度装置的通量。

25、在一些实施例中，可使用用于填充离子调度装置的多步骤方法来提供离子调度组的（部分）衰减。例如，在第一填充步骤中，可将离子输入至离子调度装置并捕集在该离子调度装置中。然后可将离子分离成多个离子调度组。作为第一填充步骤的部分，可向衰减电极（或对于并行过程，向一个或多个衰减电极）供给离子去除电压，以选择性地衰减或从离子调度装置去除离子调度组。在第二填充步骤中，可将另外的离子输入至离子调度装置并分离到来自第一填充步骤的多个离子调度组的离子中，其中离子去除电压未施加至衰减电极。因此，第二填充步骤可填充（或仅部分填充）在第一填充步骤中被衰减的离子调度组。然后，来自第一填充步骤和第二填充步骤的离子根据其m/z同时从离子调度装置输出。在其他实施例中，在将离子从离子调度装置输出之前，也可提供三个或更多个填充步骤。

26、在一些实施例中，离子还可在从离子调度装置输出后被衰减。离子的离子调度后衰减可与本文所讨论的任何其他离子衰减技术结合使用（即，作为离子调度装置的部分的离子衰减，和/或离子调度装置之前的离子衰减）。

27、例如，在一些实施例中，该方法可包括经由衰减离子门将离子从离子调度装置输出至质量分析器。在一些实施例中，衰减离子门可基于离子的预测强度和相关联m/z来选择性地衰减该离子。例如，离子调度装置可将离子作为多个离子调度组输出，每个离子调度组跨越m/z提取窗口。衰减离子门可选择性地衰减离子调度组的离子，其中具有相对高预测强度的离子的m/z落入离子调度组的m/z提取窗口内。因此，可通过选择性地衰减相对高强度前体离子来改善输出离子的动态范围。

28、在一些实施例中，离子的选择性衰减利用了对输入至离子调度装置的离子的m/z和/或强度的先验知识。在一些实施例中，此类知识可通过跨所关注的质量范围对离子进行一次或多次质量分析来获得。因此，在一些实施例中，获得跨所关注的质量范围的离子的预测强度和相关联m/z可包括基于通过质量分析器进行的先前质量分析来确定离子的预测强度和相关联m/z。例如，先前的质量分析可以是在较早时间点对跨所关注的m/z范围的离子进行的质量分析（例如，ms1分析）。在一些实施例中，可在不形成当前质谱实验的部分的较早时间段对一组相关离子进行质量分析（例如，ms1分析）。在一些实施例中，先前质量分析可以是预分析，或由质量分析器进行的调查分析（例如，agc分析）。因此，预分析可作为当前质谱实验的部分进行。

29、在一些实施例中，特别是对于根据其离子迁移率分离离子的离子调度装置，所进行的预分析或调查分析可包括离子的离子迁移率分析。例如，可使用离子调度装置的离子调度周期进行离子迁移预分析或调查分析，其中使用质量分析器或离子迁移分析仪（其中该仪器包括离子迁移分析仪）来测量输出离子。

30、应当理解，根据第一方面的方法可与各种离子调度装置一起使用。例如，在一些实施例中，离子调度装置可包括离子累积区域和离子分离区域，离子在离子累积区域中累积，来自离子累积区域的离子在离子分离区域中根据其m/z进行分离。因此，在一些实施例中，随着离子被分离，它们可从离子累积区域移动至离子分离区域。然后，分离的离子可根据其m/z按顺序从离子分离区域移动离开离子调度装置。在一些实施例中，可在离子分离区域内提供一个或多个衰减电极，以进行离子调度装置内的离子的选择性衰减。

31、在一些实施例中，离子调度装置还可提供避免分离某些组的离子的功能。例如，在一些实施例中，离子调度装置可包括：离子分离路径，离子沿着该离子分离路径根据其m/z进行分离；旁路路径，离子沿着该旁路路径不根据其m/z进行分离；以及路径选择区域，该路径选择区域选择离子是沿着离子分离路径移动还是沿着旁路路径移动。通过提供旁路区域，离子调度装置可在进行离子调度程序的同时允许（未调度的）离子绕过离子调度装置。因此，旁路区域可在进行离子调度程序的同时允许将未调度的离子输出至质量分析器，以便改善质量分析器的通量。例如，可将多组未调度的离子输出，或插入在离子调度组的离子之间进行进一步分析。这可允许在第一方面的方法之前、期间或之后使用未调度的离子进行各种分析（例如分析前扫描、调查扫描、单离子监测扫描等）。

32、在一些实施例中，离子调度装置可包括多个离子阱。每个离子阱可具有相关联m/z接受窗口，其中该多个m/z接受窗口跨越所关注的m/z范围。例如，每个接受窗口可具有至少50m/z、100m/z、150m/z或200m/z的m/z范围。因此，可提供多个离子阱，这些离子阱一起接受跨所关注的m/z范围的离子，而不会造成离子调度装置过大和/或制造效率低下。每个接受窗口的m/z范围不大于：500m/z、400m/z、300m/z、250m/z或200m/z，使得离子被分离成多个不同m/z的离子调度组，这些离子调度组具有跨越所关注的m/z范围的不同m/z。在一些实施例中，该多个离子阱可依序输出离子，使得离子调度装置根据离子的m/z将离子输出至质量分析器。

33、根据本公开的第二方面，提供一种调度离子用于在所关注的m/z范围内通过质量分析器进行分析的控制器。该控制器被配置成：

34、获得跨所关注的质量范围的离子的预测强度和相关联m/z；

35、使离子被输入至离子调度装置；

36、根据离子的m/z，使离子被从离子调度装置输出至质量分析器；并且

37、基于所述离子的所述预测强度和相关联m/z来使所述离子被选择性地衰减。

38、因此，应当理解，控制器可被配置成使离子调度装置和质量分析器进行第一方面的方法。第一方面的任何任选特征以及相关联优点也适用于第二方面的控制器。

39、根据本公开的第三方面，提供了一种用于跨所关注的m/z范围分析离子的质谱系统。质谱系统可包括离子调度装置，该离子调度装置被配置成接收离子并将离子输出至质谱系统。质谱系统可被配置成进行第一方面的方法。例如，质谱系统可包括质量分析器、被配置成接收离子并将离子输出至质量分析器的离子调度装置、以及根据本公开的第二方面的控制器。

40、根据本公开的第四方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括使第三方面的质谱系统执行第一方面的方法的步骤的指令。因而，应当理解，第四方面的计算机程序可结合以上讨论的第一方面、第二方面或第三方面的任何任选特征和相关联优点。

41、根据本公开的第五方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有第四方面的计算机程序。因而，应当理解，第五方面的计算机可读介质可以结合以上讨论的第一方面、第二方面、第三方面或第四方面的任何任选特征和相关联优点。

42、如从上文将理解的，本公开的方面提供了离子的选择性衰减，包括在进入离子调度装置之前和/或在离开离子调度装置之后。根据本公开的第六方面，可使用用于质谱系统的衰减离子门来提供离子的选择性衰减。衰减离子门包括定义第一孔的第一离子透镜、定义第二孔的第二离子透镜以及第一偏转电极和第二偏转电极。第二离子透镜与第一离子透镜间隔开，并且第一孔和第二孔在衰减离子门的轴向上对齐以在第一孔与第二孔之间定义离子通道。第一偏转电极和第二偏转电极设置在第一离子透镜与第二离子透镜之间的离子通道的相对侧上。第一偏转电极和第二偏转电极被配置成跨第一电极和第二电极接收可变交变偏转电压，以便可变地衰减正在穿过衰减离子门的离子。

43、第六方面的衰减离子门可提供例如由根据本公开的离子调度装置生成的离子包（或离子调度组的离子）的选择性衰减。按照惯例，离子门可以二元方式操作（即完全打开或完全关闭）。因此，衰减离子包的一部分可能涉及在离子包穿过离子门时打开（或关闭）离子门，使得仅一部分离子穿过离子门。此类离子门的控制需要仔细校准所施加的打开/关闭电压的时机，以便提供所期望的衰减水平（例如离子包的50%通过离子门）。特别地，对于所施加的电压，一些离子门可能需要长达50µs才能完全打开和/或完全关闭。因此，持续时间相对短的脉冲宽度（例如<2ms脉冲宽度）的选择性衰减可能需要进一步校准。

44、第六方面的衰减离子门提供了第一偏转电极和第二偏转电极，可将可变交变偏转电压施加至该第一偏转电极和第二偏转电极。可变ac偏转电压可通过电压源施加，该电压源形成衰减离子门的部分或者作为质谱系统的部分来提供。在一些实施例中，电压源可被配置成将变频、变幅ac偏转电压施加至第一偏转电极，并且将相反的变频、变幅ac偏转电压施加至第二偏转电极。通过借助在离子穿过离子门时向完整离子组施加的可变交变偏转电压振幅来控制离子的穿行，相对于二元开/关门，可简化衰减离子门的校准以及衰减离子门的后续控制。

45、在一些实施例中，ac偏转电压可具有对应于大于进入离子包的脉冲宽度的时间段的频率。例如，对于脉冲宽度为约2ms的离子调度组的离子，ac偏转电压可具有至少500hz的频率。优选地，ac偏转电压的周期应当至少是离子调度组输出的离子脉冲宽度的10倍（例如，对于2ms的脉冲宽度，采用至少5khz）。因此，在离子调度组穿过衰减离子门时，ac偏转电压可相对于离子调度组的离子的持续时间（脉冲宽度）振荡多次。反过来，这使得ac偏转电压能够更可靠/更准确地选择性地衰减离子的离子组。

46、在一些实施例中，可改变交变偏转电压的幅度，以便使离子被衰减离子门选择性地衰减。例如，在一些实施例中，第一交变偏转电压振幅可用于第一偏转电极和第二偏转电极。第一交变偏转电压振幅可相对低（但大于0v），使得在离子传输通过衰减离子门时，第一交变偏转电压基本上不干扰该离子。例如，在一些实施例中，第一交变偏转电压振幅不大于：约10v或约5v，可允许约100%的离子穿过衰减离子门。在期望衰减离子的情况下，可施加第二交变偏转电压振幅，其中第二交变偏转电压振幅大于第一交变偏转电压振幅。使用第二交变偏转电压振幅与离子衰减量之间的已知关系（例如通过合适的校准测量来确定），衰减离子门可以以改善的分辨率控制离子从离子包（离子调度组的离子）的离子传输从100%到0%。例如，在一些实施例中，至少25v的第二交变偏转电压可能导致0%的离子穿过衰减离子门。因此，电压源可被配置成在不大于10v至至少25v之间改变交变偏转电压的振幅，以便控制正在穿过离子门的离子的衰减。

47、在一些实施例中，可改变交变偏转电压的频率，以便控制离子的衰减。例如，在一些实施例中，第一交变偏转电压频率可用于第一偏转电极和第二偏转电极。第一交变偏转电压频率可相对低（但大于0hz），使得在离子传输通过衰减离子门时，第一交变偏转电压基本上不干扰该离子。例如，在一些实施例中，第一交变偏转电压频率不大于：约100khz、约50khz、约20khz或约10khz，可允许约100%的离子穿过衰减离子门。在期望衰减离子的情况下，可施加第二交变偏转电压频率，其中第二交变偏转电压频率大于第一交变偏转电压频率。使用第二交变偏转电压频率与离子衰减量之间的已知关系（例如通过合适的校准测量来确定），衰减离子门可以以改善的分辨率控制离子从离子包（离子调度组的离子）的离子传输从100%到0%。例如，在一些实施例中，电压源被配置成在不大于100khz至至少1000khz之间改变交变偏转电压的频率，以便控制正在穿过离子门的离子的衰减。

48、在一些实施例中，将会理解的是，可改变交变偏转电压的幅度和频率两者，以便控制正在穿过衰减离子门的离子的衰减。

49、在一些实施例中，衰减离子门可进一步包括定义屏蔽孔的屏蔽电极，其中该屏蔽电极可设置在第一偏转电极和第二偏转电极与第二离子透镜之间。屏蔽孔可与离子通道对齐。可提供屏蔽电极以屏蔽施加至第一偏转电极和第二偏转电极的交变偏转电压免受施加至第二离子透镜和其它下游离子光学装置的电压影响。

50、在一些实施例中，还可以向一个或多个偏转电极施加可变dc电势（例如偏转电压或0v），以添加对衰减离子门的额外二元打开/关闭控制。在一些实施例中，可向与第一偏转电极和第二偏转电极分开的偏转电极施加dc电势。例如，衰减离子门可包括第三偏转电极，该第三偏转电极设置在第一偏转电极和第二偏转电极与第一离子透镜之间，或者设置在第一偏转电极和第二偏转电极与第二离子透镜之间。第三偏转电极可被配置成选择性地接收dc偏转电压，该dc偏转电压被配置成阻止离子穿过衰减离子门。

51、在一些实施例中，还可在第一电极和第二电极与第三电极之间提供一个或多个屏蔽电极。因此，可提供定义屏蔽孔的屏蔽电极，其中该屏蔽电极设置在第一偏转电极和第二偏转电极与第三偏转电极之间。

52、在一些实施例中，第一离子透镜和第二离子透镜中的每个离子透镜可以是大体板状结构，每个板状结构定义穿过该板状结构的厚度的相应孔。第一孔和第二孔中的每个孔可以是大体上圆形或椭圆形的。可将dc电压施加至第一离子透镜和第二离子透镜中的每个离子透镜上。dc电压可使离子被加速通过衰减离子门（例如对于带正电荷的离子，施加负电压）。

53、特别地，在一些实施例中，第二离子透镜可包括板，其中该板定义穿过该板的厚度的第二孔。在一些实施例中，可定义第二孔的板的边缘可朝向第一离子孔挤出，以定义围绕第二离子孔的第二离子透镜的掠取区域。由于被第一偏转电极和第二偏转电极偏转的离子可能被引导朝向第二孔的边缘。因此，掠取区域可允许第二离子透镜引导离子远离与第二孔的内表面接触。这继而可降低第二离子透镜的磨损/污染，从而改善第二孔的寿命。