质谱编码的制作方法

质谱编码
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年4月3日提交的英国专利申请第2004980.5号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及质谱分析的方法和质谱仪。


背景技术：

4.数据独立获取(dia)质谱分析工作流程作为数据依赖性获取(dda)或目标实验的替代方案已经变得越来越受欢迎，因为它们可以产生全面和相对公正的数据。
5.例如，“ms
e”是一种dia方法，其中样品可以在被电离以产生前体离子之前进行液相色谱(lc)分离。然后将lc分离的前体离子传送到以交替的低和高碎裂模式操作的碎裂装置。前体离子在低碎裂模式中基本上不碎裂，并且后续被传送到质量分析仪用于质量分析，而前体离子在高碎裂模式中碎裂，并且所得到的碎片离子后续被传送到质量分析仪用于质量分析。然后在高碎裂模式中检测到的碎片离子可以基于其检测强度分布与在低碎裂模式中检测到的前体离子关联。例如，前体离子的强度随时间的变化(在低碎裂模式中)可对应于其碎片或产物离子的强度随时间的变化(在高碎裂模式中)。
6.然而，该技术通常仅能够提供有限置信度，即在前体离子与其相关碎片离子正确关联的，特别是在复杂样品的情况下。
7.已经提出了各种可以实现改进特异性程度的dia方法。然而，此类技术经常会受到相对较低灵敏度的影响。


技术实现要素：

8.根据一个方面，本文提供了一种质谱分析的方法，
9.其包括：
10.将第一ac电压波形施加到离子导向器的电极以便将离子径向限制在离子导向器内；
11.将一个或多个ac激励电压波形施加到离子导向器的电极，其中一个或多个ac激励电压波形中的每一个被配置成当具有在相应的质荷比窗口内的质荷比的离子通过离子导向器时，径向激励并由此衰减那些离子；以及
12.当离子通过离子导向器时随时间改变一个或多个ac激励电压波形，使得具有不同质荷比的离子以不同的衰减时间曲线衰减。
13.本发明提供了一种质谱分析的方法，其中将离子传送到离子导向器中，并且一个或多个ac激励电压波形被(同时)施加到离子导向器，使得具有落在一个或多个对应的质荷比衰减窗口内的质荷比的离子被衰减。具有落在一个或多个质荷比衰减窗口之外的质荷比值的其它离子可以基本上不被一个或多个激励电压波形衰减，并且因此可以由离子导向器
传输。
14.因此，一个或多个ac激励电压波形中的每一个导致离子导向器充当质荷比凹口滤波器。一个或多个激励电压波形中的每一个都随时间改变，使得对应的质荷比衰减窗口或“凹口”随时间改变。
15.时间变化具有这样的效果：离子由具有强度分布的离子导向器传输，该强度分布包含信号中一个或多个下降的可检测图案，每个下降对应于一个或多个质荷比衰减窗口(凹口)中的相应的一个。此外，如下文将更详细地讨论的，一个或多个ac激励电压波形中的时间变化使得该“凹口图案”对于具有不同质荷比的离子是不同的。
16.因此，通过施加一个或多个随时间改变的ac激励电压波形，用不同的衰减时间曲线对具有不同质荷比的前体离子进行编码。这些衰减时间曲线可以在前体和碎片离子信号中检测。然后可以基于检测到的衰减时间曲线将前体离子与碎片离子关联。
17.这允许前体离子和碎片离子以高置信度彼此关联，同时仅需要在任何特定时间衰减相对小部分的离子用于编码目的。这意味着本发明的实施例可以提供数据独立获取(dia)质谱分析工作流程，其可以实现高度的特异性和灵敏度两者。
18.为了避免疑问，如本文中所使用的术语衰减时间曲线可意指离子的强度曲线如何由于一个或多个ac激励电压波形(一个或多个凹口)而随时间改变。根据本发明，具有不同质荷比的离子将具有作为时间函数的强度分布，其在不同时间被一个或多个ac激励电压波形(一个或多个凹口)衰减。
19.以不同衰减时间曲线衰减具有不同质荷比值的离子可以包括以不同衰减时间曲线编码具有不同质荷比值的离子。每个衰减时间曲线可以包括离子信号中的一个或多个下降，信号中的每个下降是由施加到离子导向器的ac激励电压波形中的一个导致的衰减导致的。
20.由ac激励电压波形中的任何一个导致的衰减可以使得传送到离子导向器中的具有在对应的质荷比窗口内的质荷比的离子中的一些或全部不被离子导向器传输。
21.作为仅施加第一ac电压波形的结果，或者作为将第一ac波形与一个或多个其它电压组合施加到离子导向器的电极的结果，离子可以被径向限制在离子导向器内(即，垂直于离子传输的方向被限制)。例如，第一ac电压波形可能导致离子被限制在垂直于离子迁移方向的第一方向上，并且第二电压，例如dc电压可以被施加到离子导向器的电极以便将离子限制在垂直于第一方向和离子传输方向的第二方向上。
22.一个或多个ac激励电压波形可以包括一个或多个ac四极激励电压波形和/或一个或多个ac偶极激励电压波形。
23.施加一个或多个ac激励电压波形可以包括将两个或更多个ac激励电压波形同时施加到离子导向器的电极。对应地，随时间改变一个或多个ac激励电压波形可以包括同时随时间改变两个或更多个ac激励电压波形中的每一个。
24.该方法可以包括以时间周期t周期性地(同时)改变两个或更多个ac激励电压波形中的每一个，使得在每个时间周期t期间，对应的质荷比窗口各自连续或不连续地扫描或步进过相同的质荷比范围。
25.该方法可以包括以时间周期t周期性地(同时)改变两个或更多个ac激励电压波形中的每一个，使得在时间周期t期间的任一时间的对应的质荷比窗口的质荷比位置集合不
同于在时间周期t期间的任何其它时间的那些质荷比窗口的质荷比位置集合；和/或其中ac激励电压波形(各自)以时间周期t(同时)周期性地改变，使得通过离子导向器的在(该)质荷比范围内的每个质荷比的离子被衰减(并因此被编码)有独特的衰减时间曲线。
26.根据一个方面，本文提供了一种质谱分析的方法，其包括：
27.将第一ac电压波形施加到离子导向器的电极以便将离子径向限制在离子导向器内；
28.将两个或更多个ac激励电压波形同时施加到离子导向器的电极，其中两个或更多个ac激励电压波形中的每一个被配置成当具有在相应的质荷比窗口内的质荷比的离子通过离子导向器时，径向激励并由此衰减那些离子；以及
29.当离子通过离子导向器时随时间改变两个或更多个ac激励电压波形，使得用独特的衰减时间曲线对在质荷比范围内的每个质荷比的离子进行编码。
30.这些方面可且在各种实施例中确实包含本文中所描述的任选特征中的一个或多个或全部。例如，两个或更多个ac激励电压波形中的每一个可以(同时)随时间周期t改变，使得在每个时间周期t期间，对应的质荷比窗口各自连续或不连续地扫描(或步进)过(整个)质荷比范围。
31.如将在下面更详细地讨论的，发明人已经认识到，与仅施加单个激励波形相比，同时施加多个激励波形可以提供增加的特异性。此外，改变多个激励电压波形以提供独特的质荷比编码可以进一步改进特异性。
32.该方法可以包括以时间周期t周期性地改变一个或多个(例如两个或更多个)ac激励电压波形中的每一个，使得在时间周期t期间具有在(该)质荷比范围内的第一质荷比的离子由于一个或多个(例如两个或更多个)ac激励电压波形经历衰减的时间集合不同于在时间周期t期间具有在质荷比范围内的其它质荷比的离子由于一个或多个(例如两个或更多个)ac激励电压波形经历衰减的时间集合。
33.每个质荷比窗口的质荷比位置可以作为时间的函数而改变，使得不同窗口之间的质荷比位置的差异在所述时间周期t期间基本恒定。
34.这可能导致不同窗口的质荷比位置随时间沿彼此基本平行的扫描/步进线扫描/步进。
35.不同窗口的质荷比位置可以作为时间的函数而改变，使得不同窗口之间的质荷比位置的差异在所述时间周期t期间改变。
36.这可能导致不同窗口的质荷比位置随时间沿彼此基本不平行的扫描/步进线扫描/步进。
37.不同的窗口可以在不同的质荷比位置处开始时间周期t，或较不优选地在相同的质荷比位置处开始。
38.随时间改变一个或多个ac激励电压波形可以包括随时间改变一个或多个ac激励波形中的至少一个的频率或频率和幅度两者。例如，一个或多个ac激励波形中的每一个的频率和幅度两者可以随时间改变。
39.随时间改变一个或多个ac激励波形中的至少一个的频率和幅度两者可以包括随时间线性地改变至少一个ac激励电压波形的频率，并且基本上根据下式改变至少一个ac激励电压波形：
[0040][0041]
其中t是时间，ω是至少一个ac激励电压波形的频率，并且a、b、c和d是常数。
[0042]
该方法可以包括随时间改变一个或多个ac激励电压波形，使得在第一时间周期t1期间用第一组衰减时间曲线来衰减(并且因此编码)离子，并且在第二不同时间周期t2期间用第二组不同衰减时间曲线来衰减(并且因此编码)离子。
[0043]
该方法可以包括以预定序列和/或响应于检测到一个或多个感兴趣离子，从第一组衰减时间曲线变化到第二组不同衰减时间曲线。
[0044]
离子导向器可以是多极离子导向器，例如四极。第一ac电压波形可以包括第一ac四极波形。该方法可以包括通过将至少一个ac偶极激励波形施加到离子导向器的一对相对电极，并且将至少一个其它ac偶极激励波形同时施加到离子导向器的另一对相对电极，来将两个或更多个ac激励电压波形施加到离子导向器的电极。
[0045]
该方法可以包括随时间改变一个或多个ac激励电压波形，使得对应的质荷比窗口中的每一个在质荷比范围内改变。该方法可以包括将dc电压施加到离子导向器的电极，其中dc电压使得质荷比范围之外的所有离子被离子导向器衰减。
[0046]
衰减可以使得传送到离子导向器中的具有在质荷比范围之外的质荷比的离子中的一些或全部不被离子导向器传输。
[0047]
一个或多个(例如两个或更多个)ac激励电压波形可以被配置成对具有在(该)质荷比范围内的质荷比的离子进行编码。一个或多个(例如两个或更多个)ac激励电压波形可以被配置成(一起)在任一时间(在(该)时间周期t期间)衰减(质荷比在以下范围内不同离子)质荷比范围的10％至90％、20％至80％、30％至70％、40％至60％、45％至55％或大约50％。
[0048]
该方法可以包括分离离子，或分离分析物，并且然后电离分析物以提供分离的离子，并且然后将分离的离子传送到离子导向器中。传送到四极装置中的离子可以根据物理化学特性例如色谱保留时间来分离。
[0049]
该方法可以包括执行第一操作模式，该第一操作模式包括使由离子导向器传输的前体离子碎裂或反应以形成碎片或产物离子，以及对碎片或产物离子进行质量分析以产生第一质谱数据。该方法可以包括执行第二操作模式，该第二操作模式包括对由离子导向器传输的前体离子进行质量分析以产生第二质谱数据；该方法可以包括处理第一和/或第二质谱数据以检测第一和/或第二质谱数据中的衰减时间曲线，并且基于其检测到的衰减时间曲线匹配，任选地将第一质谱数据中的碎片或产物离子与第二质谱数据中的前体离子关联。
[0050]
该方法可以包括在第一操作模式和第二操作模式之间重复交替。该方法可以包括在例如lc分离装置的上游分离装置的单个实验运行或分离循环期间在第一操作模式和第二操作模式之间重复交替。
[0051]
处理第一和第二质谱数据包括基于检测到的衰减时间曲线和离子的检测时间将第一质谱数据中的碎片或产物离子与第二质谱数据中的前体离子关联。
[0052]
该关联可以基于检测到的衰减时间曲线和色谱分离曲线。
[0053]
处理第一和/或第二质谱数据可以包括以下中的至少一项：a)使用去卷积方法；b)
使用迭代最小二乘法；c)使用正向建模方法；d)变换数据以产生经变换的数据，并且处理经变换的数据；e)对数据进行平滑和/或滤波以产生经平滑和/或经滤波的数据，并且处理经平滑和/或经滤波的数据；f)检测第一和/或第二质谱数据中的峰；g)处理仅对应于第一和/或第二质谱数据的子集的数据；以及h)归一化数据。
[0054]
该方法可以包括归一化第一和/或第二质谱数据。归一化可以减少或消除由施加一个或多个ac激励电压波形引起的强度变化效应。
[0055]
根据另一方面，本文提供了一种质谱仪。
[0056]
其包括：
[0057]
离子导向器；
[0058]
至少一个电压电源，该至少一个电压电源被配置成将第一ac电压波形施加到离子导向器的电极以便将离子径向限制在离子导向器内，并且将一个或多个ac激励电压波形施加到离子导向器的电极，其中一个或多个ac激励电压波形中的每一个被配置成当具有在相应的质荷比窗口内的质荷比的离子通过离子导向器时，径向激励并由此衰减那些离子；以及
[0059]
控制电路，该控制电路被配置成当离子通过离子导向器时随时间改变一个或多个ac激励电压波形，使得具有不同质荷比的离子以不同的衰减时间曲线衰减。
[0060]
质谱仪可以被配置成执行本文描述的任何方法。
[0061]
因此，至少一个电压电源可以被配置成根据本文描述的任何方法将电压施加到离子导向器的电极。类似地，控制电路可以被配置成根据本文描述的任何方法来改变一个或多个ac激励电压波形。类似地，至少一个处理器可以被配置成根据本文描述的任何方法来处理质谱数据。
[0062]
质谱仪可以进一步包括被配置成分离离子或分离分析物，并且然后电离分析物以提供分离的离子，并且然后将分离的离子传送到离子导向器中的装置。该装置可以包括色谱分离装置。
[0063]
根据另一方面，本文提供了一种质谱仪，其包括：
[0064]
离子导向器；
[0065]
至少一个电压电源，该至少一个电压电源被配置成将第一ac电压波形施加到离子导向器的电极以便将离子径向限制在离子导向器内，并且将两个或更多个ac激励电压波形同时施加到离子导向器的电极，其中两个或更多个ac激励电压波形中的每一个被配置成当具有在相应的质荷比窗口内的质荷比的离子通过离子导向器时，径向激励并由此衰减那些离子；以及
[0066]
控制电路，该控制电路被配置成当离子通过离子导向器时随时间改变两个或更多个ac激励电压波形，使得用独特的衰减时间曲线对在质荷比范围内的每个质荷比的离子进行编码。
[0067]
这些方面可且在各种实施例中确实包含本文中所描述的任选特征中的一个或多个或全部。
[0068]
根据一个实施例，提供了一种质谱分析的方法，其包括：生成母离子并通过rf四极离子导向器传输母离子；相对于时间施加并逐渐地扫描一个或多个偶极激励波形的频率，使得母离子的传输作为质荷比和时间的函数而改变；基于作为时间的函数的前体和产物离
子的强度分布之间的相关性，在激励频率扫描中的多个时间点进行质量分析，并将产物离子分配给在离子导向器下游形成的前体离子；以及以规则的间隔重复频率扫描以产生相对于时间的多组编码数据。
[0069]
包括一个或多个不同频率扫描的波形可以同时施加到两个杆对，以最小化相长和相消干扰。
[0070]
附加地或替代地，可以布置多个频率扫描，使得给定的质荷比范围集合的同时衰减在整个扫描循环期间仅发生一次。
[0071]
附加地或替代地，波形的幅度可以在频率扫描期间逐渐地或不连续地改变。
[0072]
附加地或替代地，扫描参数可以以预定序列或以数据相关的方式在不同的编码数据集合之间变化。
[0073]
该方法可以包括通过以下中的至少一项来处理数据：
[0074]
a)线性去卷积方法，例如tikhonov正则化最小二乘法、截断奇异值分解或维纳(wiener)去卷积；
[0075]
b)迭代约束最小二乘方法，例如非负最小二乘法、理查德森-露西(richardson-lucy)去卷积或修正残差范数最速下降；
[0076]
c)贝叶斯(bayesian)正向建模方法，例如最大熵去卷积、马尔可夫链蒙特卡罗或嵌套采样；
[0077]
d)最大熵去卷积；
[0078]
e)包括减去含有质荷比区域的数据的步骤的步骤，该质荷比区域从含有基本上相同的未衰减的质荷比区域的数据中衰减；
[0079]
f)在每个保留时间(rt)将数据折叠成单个光谱，仅基于rt将产物离子分配给前体离子，并且然后检查与这些分配关联的二维数据以改进分配并降低模糊度；
[0080]
g)包括在去卷积之前使用例如矩形波串平滑、savitzky-golay滤波器或维纳滤波器的方法在rt维度上对数据进行平滑或滤波的步骤；
[0081]
h)包括在去卷积之前施加质谱峰检测算法的步骤；
[0082]
i)包括将去卷积施加到对应于目标质量列表或峰检测步骤中识别的质量的数据的受限子集的步骤。
附图说明
[0083]
现在将仅以举例的方式并且参考附图来描述各个实施方案，其中：
[0084]
图1示意性地示出了可以根据本发明实施例操作的质谱仪；
[0085]
图2示意性地示出了根据本发明实施例的四极滤波器；
[0086]
图3a、3b、3c、3d、3e、3f和3g各自示出了根据实施例通过分析样品获得的数据的曲线图；
[0087]
图4a、4b和4c各自示意性地示出了根据各种实施例的扫描凹口；
[0088]
图5a和5b绘示了根据各种实施例的将激励波形施加到四极装置；以及
[0089]
图6a、6b、6c、6d和6e各自示出了根据实施例通过分析样品获得的数据的曲线图。
具体实施方式
[0090]
图1示意性地示出了可以根据本发明实施例操作的质谱仪。质谱仪可以包括在碎裂或反应装置3上游的离子导向器2，以及在碎裂或反应装置3下游的质量分析仪4。在本实施例中，离子导向器是四极杆组装置2，但也可考虑其它离子导向器几何形状，例如其它多极杆组。类似地，在本实施例中，质量分析仪是飞行时间(tof)质量分析仪4，但是在其它实施例中，质量分析仪可以是例如四极或其它质量分析仪。应当理解，质谱仪可以包含图1中未示出的其它组件。
[0091]
可以将可以由离子源(未示出)产生的离子1传送到四极装置2中。离子源可以是被配置成电离样品以产生离子1的任何合适的装置。在各种实施例中，离子源从例如液相色谱(lc)分离器的分离装置(未示出)接收待电离的样品。
[0092]
因此，在各种实施例中，传送到四极装置2中的离子1根据物理化学特性例如色谱保留时间(rt)被分离。然而，离子1不需要被分离，更不用说以这种方式。
[0093]
图2更详细地示意性示出了四极装置2。如图2所绘示的，四极装置2可以包括四个电极，例如杆状电极，其可以被布置成彼此平行，并且以旋转对称的方式围绕四极的中心(纵向)轴(z轴)。
[0094]
因此，四极装置2(例如四极滤波器)可以包括第一对相对杆状电极和第二对相对杆状电极，该第一对相对杆状电极都平行于第一(x-z)平面的中心轴放置，该第二对相对杆状电极都平行于第二(y-z)平面的中心轴放置，该第二(y-z)平面在中心轴与第一(x-z)平面垂直相交。
[0095]
在各种实施例中(在操作中)，例如通过一个或多个电压源12将多个不同的电压施加到四极装置2的电极。如图2所示，根据各种实施例，可以提供控制系统14。一个或多个电压源12可以由控制系统14控制和/或可以形成控制系统14的一部分。控制系统可以被配置成例如以本文描述的各种实施例的方式控制四极2和/或电压源12和/或质谱仪的其它元件的操作。控制系统14可以包括合适的控制电路，该合适的控制电路被配置成导致四极2和/或电压源12和/或质谱仪的其它元件以本文描述的各种实施例的方式操作。控制系统14还可以包括合适的处理电路(处理器)，该合适的处理电路被配置成执行关于本文描述的各种实施例的任何一个或多个或所有必要的处理操作。
[0096]
四极装置2可以以“仅ac”宽带传输操作模式操作，其中主ac(例如rf)四极电压波形由一个或多个电压源12施加到四极装置2的电极，使得具有在(相对宽的)质荷比传输窗口内的质荷比的离子可以呈现通过四极装置2的稳定轨迹。因此，可以将重复的ac四极电压波形的第一相位施加到四极装置2的一对相对电极，并且可以将重复的ac四极电压波形的另一相位(例如180
°
异相)施加到另一对相对电极。主ac(例如rf)四极电压波形可以用于将离子径向限制在四极2内。
[0097]
除了主四极电压波形之外，也将一个或多个(ac或rf)激励电压波形由一个或多个电压源12(与主四极电压波形同时)施加(同时)到四极装置2的电极。
[0098]
根据各种实施例，当那些离子横穿四极装置2时，一个或多个激励电压波形具有径向激励的效果，并且因此增加了具有质荷比的落在一个或多个对应的质荷比窗口(“凹口”)内的离子的径向位置，使得至少一些离子被衰减。例如，离子可能由于撞击四极装置2的电极、或在电极之间或通过电极被径向喷射、或在离开四极装置2时被充分扰动而衰减，使得
它们不能被传输到下游装置或被下游装置检测到。
[0099]
因此，每个激励电压波形被配置成导致具有在相应的质荷比窗口(凹口)内的质荷比的离子在那些离子通过四极装置2时被衰减。衰减可以使得传送到四极装置2中的具有在质荷比衰减窗口内的质荷比的离子中的一些或全部不被四极装置2传输，而其它质荷比的离子被向前传输。
[0100]
这里应当理解，每个此类质荷比衰减窗口(“凹口”)中的质荷比范围(宽度)应当(远)小于四极装置2的总体质荷比传输窗口的质荷比范围(宽度)。因此，例如并且在各种实施例中，四极装置2的(每个)质荷比衰减窗口(“凹口”)的宽度与质荷比传输窗口的宽度的比可以小于20％、小于10％、小于5％或小于2％。
[0101]
激励电压波形本质上可以是四极的，或者可以具有其它形式。例如，一个(或每个)激励电压波形可以是偶极的。因此，一个或多个偶极(ac或rf)激励电压波形可以由一个或多个电压源12(与主四极电压波形同时)施加(同时)到四极装置2的电极。因此，例如，通过将重复(ac或rf)偶极电压波形的第一相位施加到四极装置2的电极中的一个，并且将重复(ac或rf)偶极电压波形的相对相位(180
°
异相)施加到四极装置2的相对电极，或通过将重复(ac或rf)偶极电压波形的第一相位施加到四极装置2的一对邻近电极，并且将重复(ac或rf)偶极电压波形的相对相位(180
°
异相)施加到另一对邻近电极，可以将重复(ac或rf)偶极电压波形施加到四极装置2。
[0102]
一个或多个(偶极)激励电压波形中的一个或多个，或每一个和每个可以随时间改变(在控制系统14的控制下)，使得由对应的质荷比衰减窗口(凹口)覆盖的质荷比范围随时间改变。如将在下面更详细地讨论的，该时间变化使得具有不同质荷比的离子被四极装置2衰减，并由此用不同的衰减时间曲线进行编码。即，离子的质荷比被编码为衰减时间曲线。
[0103]
因此，当离子1通过四极装置2时，具有落在一个或多个随时间改变的质荷比衰减窗口(凹口)内的质荷比的离子1中的至少一些被衰减，而其它离子由四极装置2传输。
[0104]
回到图1，由四极装置2传输(和编码)的离子传送到碎裂或反应装置3，其可以在第一和第二操作模式下操作。
[0105]
在第一操作模式下，由碎裂或反应装置3接收的离子可以基本上被碎裂或反应装置3碎裂或反应以形成碎片或产物离子。这些碎片或产物离子可以传送到tof质量分析仪4用于质量分析。在第二操作模式下，离子可以绕过碎裂或反应装置3，或者可以被碎裂或反应装置3接收，并且基本上不被碎裂或反应装置3碎裂或反应(或碎裂或反应的量基本上低于第一模式中的量)。在第二模式下，然后离子可以传送到(例如基本上不变化)tof质量分析仪4用于质量分析。
[0106]
第一和第二操作模式可以在例如lc分离装置的上游分离装置的单个实验运行或分离循环期间之间重复交替。因此，第一和第二操作模式中的每一个的多个例子可以在单个实验运行或分离循环中进行。理想地，模式在两种模式之间交替，使得从分离装置洗脱的每种分析物经受两种模式一次或多次。
[0107]
碎裂或反应装置3可以是能够以该方式操作的任何装置。例如，碎裂或反应装置3可以是碰撞单元(例如碰撞诱导解离单元)，其中碰撞单元的碰撞能量足够高以在第一操作模式中导致碎裂，并且足够低以在第二操作模式中基本上不导致碎裂(或基本上较少碎裂)。然而，也考虑了其它类型的碎裂装置，例如电子转移解离或电子捕获解离装置。替代
地，碎裂或反应装置3可以是可使前体离子与试剂离子或试剂分子反应以产生产物离子的装置。
[0108]
从碎裂或反应装置3出现(或绕过该碎裂或反应装置)的离子可以传送到tof质量分析仪4用于质量分析。tof质量分析仪4可以获取从碎裂或反应装置3出现(或绕过该碎裂或反应装置)的离子的多个连续质谱。因此，tof质量分析仪4可以获取多维质谱数据集，其指示作为质荷比和时间两者的函数的离子强度。质谱数据集可以进一步包含其它维度，例如来自上游分离器(例如lc分离器)的保留时间(rt)。
[0109]
如将在下面更详细地讨论的，所获取的质谱数据集可以被处理(例如，通过控制系统14的处理器)以基于由四极装置2编码的衰减时间曲线(图案)将来自第一操作模式的碎片或产物离子与来自第二操作模式的前体离子关联。
[0110]
如本文所讨论的，将前体离子的质荷比编码为衰减图案可允许前体离子和碎片离子以高置信度彼此关联，同时仅需要相对小部分的前体离子被衰减用于编码目的。这意味着本发明的实施例可以例如提供数据独立获取(dia)质谱分析工作流程，其可以实现高度的特异性和灵敏度两者。
[0111]
图3a至3g绘示了实例的数据，其中使用反相微流液相色谱(lc)根据色谱保留时间(rt)分离样品，并分析所得的lc洗脱分布。样品包括蛋白质混合物，该蛋白质混合物包括相对接近等摩尔比的胰蛋白酶消化的蛋白质：酵母烯醇化酶、磷酸化酶b、酵母醇脱氢酶(adh)和牛血清白蛋白(bsa)。
[0112]
图3a示出了作为lc保留时间的函数的总离子电流。换句话说，将保留时间分离的样品电离，并且将所得离子传送到四极装置2中。操作四极装置2以在多个重复编码循环的每一个期间对通过四极装置2的离子进行编码，每个循环持续t＝0.5s的时间周期。在每个编码循环期间，将五个随时间改变的偶极激励波形同时施加到四极装置2，以便扫描过质荷比的五个相应的衰减凹口。这用于将离子的质荷比编码到所得离子信号中，如下面将进一步描述的。四极装置2的编码循环与碰撞单元3的反复交替的高和低碎裂模式同步，使得碎裂模式中的一个的任何给定例子的开始和结束分别基本上与编码循环的开始和结束一致。即，在四极装置2的第一编码循环期间编码的离子仅经受碰撞单元3的高碎裂模式，并且在四极装置2的下一编码循环期间编码的离子仅经受碰撞单元3的低碎裂模式，等等。因此，高碰撞能量模式的每个例子和低碰撞能量模式的每个例子执行t＝0.5s的时间周期。
[0113]
tof质量分析仪4以400hz的速率获取从碰撞单元3出现的离子的质谱，使得对于每个模式例子(即，在每个t＝0.5s期间)，tof质量分析仪4获取了200个单独的质谱。然而，可以使用其它获取速率。
[0114]
图3b示出了通过对来自低能量(非碎裂)模式的每个例子的数据求和形成的二维数据集。在该曲线图中，x轴对应于获取的光谱序列中的数量(即，对应于时间)，并且y轴对应于由tof质量分析仪4检测的质荷比。检测到的离子的强度(离子电流)由阴影指示，其中较暗的阴影表示检测到的离子强度较低，并且较亮的阴影表示检测到的离子强度较高。
[0115]
图3c示出了作为tof质荷比的函数的信号强度的总体质谱，其通过将图3b的数据组合成单个曲线图获得。
[0116]
在任一时间，可以仅将单个激励电压波形施加到四极装置2，或者可以将多个不同的激励电压波形同时施加到四极装置2。
[0117]
在图3的实例中，当离子通过四极2时，将五个随时间改变的偶极激励波形同时施加到四极装置2。因此，在图3b中，在任何给定时间，五个黑暗区域是显而易见的，其中每个黑暗区域对应于由随时间改变的偶极激励电压波形中的一个导致的衰减。
[0118]
发明人已经认识到，增加同时施加的激励电压波形的数量可以增加衰减编码图案的信噪比，并且因此增加前体和碎片离子可以彼此关联的置信度(即，增加特异性)。然而，这可能导致更大部分的离子被衰减，从而降低灵敏度。因此，可能希望限制总衰减。因此，一个或多个激励电压波形可以被配置成使得由其施加(在任一时间)导致的总离子信号衰减小于50％、小于40％、小于30％、小于20％或小于10％。然而，50％或更大的总离子信号衰减是可能的。
[0119]
一个或多个激励电压波形可以被配置成在时间周期t期间的任一时间一起衰减总体质荷比范围的10％至90％、例如20％至80％、例如30％至70％、例如40％至60％、例如45％至55％，或大约50％。因此工作循环可以是大约50％。发明人已经发现，为了编码目的，衰减大约50％的离子可以提供特异性和灵敏度之间的最佳平衡。
[0120]
激励电压波形可以以任何合适的方式随时间改变，这导致对应的质荷比衰减窗口(凹口)随时间改变。例如，激励电压波形的频率可以在时间上改变，导致对应凹口的质荷比位置的对应改变。例如，增加激励电压波形的频率可能导致对应的凹口的质荷比位置降低(反之亦然)。频率可以在时间上连续地和逐渐地或不连续地(例如，步进地)改变，使得对应的凹口的质荷比位置在时间上连续地和逐渐地或不连续地(例如，步进地)改变。
[0121]
附加地或替代地，激励电压波形的幅度可以在时间上改变，导致对应凹口的质荷比宽度的对应改变。例如，增加激励电压波形的幅度可以增加对应凹口的质荷比宽度(反之亦然)。幅度可以在时间上连续地和逐渐地或不连续地(例如，步进地)改变，使得对应的凹口的质荷比宽度在时间上连续地和逐渐地或不连续地(例如，步进地)改变。幅度改变可以包含在基本为零和非零值之间改变的幅度，例如，使得对应的凹口在“开”与“关”之间改变。
[0122]
如上所述，(偶极)激励电压波形的频率可以在时间上扫描或步进，例如线性地扫描或步进，以便导致对应的凹口在时间上扫描或步进过质荷比。例如，可以扫描频率以便在时间上线性地增加或减小。然而，发明人已经认识到，激励波形频率和凹口质荷比位置之间的关系本质上是非线性的，并且这可能存在某些困难。因此，在时间上线性地扫描或步进频率通常将导致对应的凹口以非线性方式扫描或步进过质荷比。在以这种方式同时施加多个这种扫描激励波形的情况下，这可能导致凹口被扫描或步进，使得它们在编码循环期间在时间-m/z多维数据集中朝向彼此会聚，这可能导致降低的特异性。换句话说，凹口最初可以在质荷比上彼此分开一定的量，但是随着时间的推移和对凹口进行扫描或步进，它们可以会聚使得其彼此分开较小的量或甚至重叠。
[0123]
类似地，发明人已经认识到，当激励波形频率降低时，凹口的质荷比宽度可能趋于增加，并且这可能存在某些困难。例如，在时间上扫描或步进激励波形频率通常将导致由激励波形导致的信号衰减的总体量随时间改变，这可能再次导致特异性降低。
[0124]
在本发明的实施例中，可以调整(偶极)激励电压波形的时间改变，以便导致对应凹口的质荷比位置以基本上线性的方式随时间改变。附加地或替代地，(偶极)激励电压波形的时间变化可以被适配成导致对应的凹口的质荷比宽度在时间上是基本上恒定的。
[0125]
特别地，施加到四极装置2的(偶极)激励波形的形式通常可以由下式给出：
[0126][0127]
其中t是时间，ω(＝2πf)是激励波形的(角)频率，并且a、b、c和d是可以被选择以产生合适的和期望的波形特征的常数。发明人已经发现，当激励波形频率在时间上线性地扫描/步进时，该表达式可以导致在凹口质荷比位置和扫描/步进时间之间的近似线性关系，以及相对恒定的凹口宽度。
[0128]
特别地，随时间的推移，项1/(1 dt)可以导致凹口扫描线相对于质荷比基本上是线性的，并且随频率的降低，项(a-bt)可以导致波形的幅度随时间降低，使得凹口宽度在扫描/步进时间范围内保持相对恒定。
[0129]
在图3的实例中，施加到四极装置2的五个偶极激励波形中的每一个都具有等式(1)中给出的形式。在f
max
＝342khz至f
min
＝78.5khz的范围内扫描每个偶极激励波形的频率f，其对应于在280至1100的质荷比范围上的扫描。每个“扫描凹口”在每个编码循环(持续t＝0.5s)期间完成完整的质荷比扫描，其对应于获取200个质谱的时间。
[0130]
在图3b中，沿对角线向右上方延伸的暗带是显而易见的。如上所述，这些暗带表示由五个扫描凹口导致的衰减，这就是为什么在任何给定时间(即在沿x轴的任何给定点)都存在五个带。从图3b可以看出，由任何给定的带中的一个衰减的质荷比基本上随时间线性变化，并且在任何给定时间衰减的质荷比的范围(即凹口宽度)基本上随时间保持恒定。这可以增加特异性。
[0131]
已经认识到，例如通过在等式(1)中包含高阶项，可以进一步增加带的线性度和/或进一步减小凹口宽度随时间的变化。还可以考虑，如果需要，可以使用以基本上非线性和/或非单调方式变化的“扫描凹口”。
[0132]
在同时扫描/步进多个激励波形凹口的情况下，不同的凹口可能在编码循环期间彼此“重叠”。替代地，在将多个扫描激励波形同时施加到四极装置2的情况下，可以施加它们使得其对应的凹口在每个编码循环期间彼此不重叠。这可以通过使凹口的扫描/步进在时间上彼此偏移来完成。例如，可以触发每个扫描/步进激励波形以在编码循环期间的不同时间点开始。然而，这将导致在编码循环开始时的一段时间内没有施加一些激励波形，这会再次导致特异性降低。
[0133]
因此，所有的扫描/步进激励波形可以在编码循环的开始处开始，但是使得它们对应的凹口在不同的质荷比位置处开始。然后每个凹口的质荷比位置随时间以质荷比扫描/步进。理想地，在预定的最大质荷比范围内对凹口进行扫描/步进。如果在编码循环结束之前凹口质荷比位置达到该质荷比范围的一个极限，则凹口位置不连续地移动到该范围的另一个极限，然后继续扫描/步进直到编码循环结束。
[0134]
例如，如从图3b中显而易见，第一偶极激励电压波形在初始时间t＝t0以最高频率f
max
(对应于最低质荷比)开始，并且其频率在编码循环周期t内被线性且连续地扫描以在时间t＝t1＝t0 t达到最低频率f
min
(对应于最高质荷比)。然而，其它四个偶极激励电压波形的频率在相同时间周期内被不连续地扫描，这四个激励波形的频率变化相对于第一激励波形在时间上被有效地偏移了相应的偏移t
off
。换言之，其它四个激励电压波形在时间t0具有不同的频率(并且因此衰减不同的质荷比)，并从那些位置扫描。
[0135]
因此，偏移了时间t
off
的激励波形在时间t＝t0开始，其初始频率等于第一激励波
形在时间t＝t
1-t
off
的频率。然后偏移激励波形的频率在时间上线性降低(具有与第一激励波形相同的梯度)直到它在时间t＝t0 t
off
达到f
min
，在该时间频率不连续地变化到f
max
，并且然后继续在时间上线性降低(具有与第一激励波形相同的梯度)直到它在时间t＝t1再次达到初始频率。从图3b中可以看出，然后这导致所有五个凹口在编码循环期间的任何时间点都是可分辨的(即质荷比不重叠)，这可以增加特异性。
[0136]
因此，每个(偶极)激励电压波形的频率可根据锯齿图案在时间上倾斜，其中锯齿的相位对于每个激励波形是不同的。在图3的实例中，该频率锯齿波的斜坡是线性的，但如果需要，频率锯齿波的斜坡也可能是非线性的。
[0137]
如上所讨论的，施加到四极装置2的一个或多个(偶极)ac激励波形的时间变化具有这样的效果：离子被四极装置2以强度时间曲线传输，该强度时间曲线包含离子信号中的一个或多个下降的可检测图案，每个下降对应于衰减离子的一个或多个质荷比衰减窗口(凹口)中的相应的一个。对于具有不同质荷比的离子，该信号下降的图案是不同的，因此质荷比由凹口编码到离子信号中。
[0138]
图3d至g表示与图3a至c中相同的数据，但是被滤波以便仅包含在大约507和508.4之间的质荷比范围内的数据。从图3g中可以看出，其表示对应于图3c的经滤波数据，在该范围内，在约507.3的质量处存在单一质量峰和两个其它对应的同位素峰。从图3d中可以看出，其表示对应于图3a的经滤波数据，这些离子基本上同时从lc柱洗脱。
[0139]
图3e示出了对于经滤波的数据(即对于图3d中所示的洗脱峰)作为lc保留时间(x-轴)的函数的tof质荷比(y-轴)。数据点的阴影代表离子的强度，较暗的阴影代表较弱的信号，较亮的阴影代表较强的信号。可以看出，对于该质荷比范围，在t＝0.5s循环内离子信号出现下降的次数有五次。
[0140]
图3f绘示了作为时间函数的从四极装置2传输的离子的强度分布，该强度分布在色谱峰的每个t＝0.5s编码循环上求和。
[0141]
从图3e和3f中可以看出，这些离子的强度时间曲线包含信号中的五个下降图案，每次下降对应于五个偶极激励波形(即5个凹口)中的相应的一个。
[0142]
应当理解，在扫描范围(280至1100)内具有其它质荷比的其它离子的强度时间曲线将包含信号中的五个下降的不同图案。特别地，由于偶极激励波形在时间上扫描过质荷比范围，对于不同质荷比的离子，在编码循环期间出现下降的时间将不同。因此，质荷比被编码到离子信号中，作为由四极装置2传输的离子的强度分布中的信号下降(衰减)的图案。
[0143]
如将在下面更详细地描述的，发明人已经认识到，在以上述方式(或步进)同时扫描多个激励波形的情况下，可能是具有不同质荷比的一些离子在编码循环期间被所有凹口同时衰减的情况。这意味着这些不同的离子可以由四极装置2以相同的衰减时间曲线(图案)传输，使得在此基础上很难或不可能将这些离子或其相关的产物离子彼此区分开。这会降低特异性。
[0144]
例如，图4a示意性地示出了以基本上如上所讨论的方式同时扫描的三个凹口。在这种情况下，以相同的扫描参数扫描三个凹口，除了它们以上所讨论的方式在时间上彼此偏移，使得每个凹口扫描是平行的。在这种情况下，扫描凹口在时间上彼此偏移，使得每对相邻扫描凹口之间的时间偏移相同。
[0145]
如图4a所示，这导致一些具有不同质荷比的离子在编码循环期间经历相同的凹口
衰减图案。例如，具有质荷比m1、m2和m3的离子各自在时间t1、t2和t3经历衰减。这意味着这些离子的强度时间曲线将包含在编码循环期间的相同时间的信号下降，由此使得难以或不可能在该基础上将这些离子彼此区分开。
[0146]
为了避免这种情况，可以将多个激励电压波形同时施加到四极装置2，使得用独特的凹口衰减时间曲线对所有不同的质荷比(在扫描/步进凹口的范围内)进行编码。这可以通过布置同时扫描(或步进)的凹口来实现，使得在编码循环期间的任一时间的凹口的质荷比位置集合是独特的(即，不同于在编码循环期间的任何其它时间凹口的质荷比位置集合)。
[0147]
例如并且在各种实施例中，扫描凹口可以在时间和质荷比上彼此偏移，使得每个相邻扫描凹口对之间的时间偏移不同于每个其它相邻扫描凹口对之间的时间偏移。这种布置在图4b中绘示出。
[0148]
在图4b中，在编码循环期间的任一时间，凹口的质荷比位置集合是独特的。例如，ts是编码循环中质量m1、m2和m3同时经历衰减的唯一时间。这种布置导致由凹口导致的信号下降的相位对于每个质荷比都是独特的。
[0149]
在图3的实例中，五个激励波形中的每一个相对于第一波形的时间偏移值t
off
分别被选择为0(对于第一波形)、75ms、165ms、270ms和390ms。这导致相邻扫描凹口对之间的时间偏移为75ms(在第一和第二波形之间)、90ms(在第二和第三波形之间)，105ms(在第三和第四波形之间)、120ms(在第四和第五波形之间)和110ms(第五和第一波形之间)。因此，每个相邻扫描凹口对之间的时间偏移不同于每个其它相邻扫描凹口对之间的时间偏移。换句话说，任何两个相邻凹口之间的时间偏移是独特的。这导致扫描范围(280到1100)内的质荷比具有由凹口导致的信号下降位置(时间)的独特编码。
[0150]
附加地或替代地，例如通过为不同的凹口选择不同的扫描参数(例如上述等式(1)中的常数a、b、c和d)，扫描/步进凹口可以被布置为彼此不平行。例如，图4c示出了每个凹口扫描与每个其它凹口扫描不平行的效果。在这种情况下，扫描凹口被布置成在至少一些编码循环期间随时间会聚和/或发散。
[0151]
同样，在这种情况下，在编码循环中的任一时间上，凹口的质荷比位置集合是独特的。例如，在图4c的实例中，ts是扫描期间质量m1、m2和m3同时经历衰减的唯一时间。这导致由凹口导致的信号下降之间的时间间隔随质荷比改变，并且因此扫描范围内的所有质荷比具有由凹口导致的信号下降位置(时间)的独特编码。
[0152]
附加地或替代地，例如通过在时间上适当地改变一个或多个激励电压波形的幅度，例如连续地或不连续地(如上所讨论的)，可以使用由凹口导致的一个或多个信号下降的宽度将质荷比编码到离子信号中。因此，由四极装置2传输的具有由凹口导致的相同或类似的信号下降位置(时间)的离子可以基于信号下降宽度(s)与每个离子区分开。
[0153]
附加地或替代地，例如通过适当地改变离子在编码循环中作为质荷比的函数所经历的凹口的数量，可以使用由凹口导致的信号下降的数量将质荷比编码到离子信号中。
[0154]
如本文所描述的，离子的质荷比可以通过用特定的衰减时间曲线衰减该离子来编码，即，使得离子的质荷比被编码为由四极装置2传输的离子的强度时间曲线中的信号下降(衰减)的图案。编码可以包含信号下降位置(在时间上)的差异，和/或信号下降宽度(在时间上)的差异，和/或信号下降数量的差异。
[0155]
这意味着由四极装置2传输的前体离子的质荷比可以从该信号下降的图案中确定。此外，在前体离子被碎裂或反应以产生一个或多个碎片或产物离子(通过碎裂或反应装置3)的情况下，前体离子的衰减图案在一个或多个碎片或产物离子的强度时间曲线中是显而易见的。这意味着一个或多个碎片或产物离子可以使用该图案与对应的前体离子关联。特别地，当碎片或产物离子的强度时间曲线包含与前体离子基本相同的信号衰减(由凹口导致的衰减)图案时，可以确定碎片或产物离子与前体离子关联。
[0156]
可以在四极装置2的每个编码循环期间施加相同的编码。因此，对于第一模式的每个实例和第二模式的每个实例，四极装置2可以被操作以在相应的编码循环期间对同一组衰减时间曲线进行编码。换句话说，可以在每个编码循环期间以及在第一和第二模式中的每一个期间以相同的方式扫描/步进凹口。
[0157]
然而，替代地考虑编码可以在时间上改变，例如在实验运行期间和/或在不同的实验运行之间改变。因此，在实验运行期间和/或在不同的实验运行期间，可以对不同的编码循环施加不同的编码。例如，第一编码扫描/步进图案可以用于第一对第一和第二模式实例，并且第二不同的扫描/步进图案可以用于第二不同对的第一和第二模式实例(在相同或不同的实验运行期间)。以这种方式改变编码可以增加特异性。
[0158]
编码可以以预定序列在时间上改变。例如，编码可以在时间上改变，以便改进不同离子可以彼此区分的置信度。
[0159]
附加地或替代地，编码可以以数据相关的方式改变。例如，编码可以响应于对特定离子或感兴趣的离子的检测而变化。
[0160]
附加地或替代地，可以基于被分析的样品的特性来选择编码。例如，对于更复杂的样品，可以增加编码复杂度。相反，不太复杂的编码可以用于不太复杂的样品。
[0161]
在将多个不同的励磁电压波形施加到四极装置2的情况下，可以将期施加到四极装置2的相同电极上。然而，可以将不同的偶极激励电压波形(同时)施加到四极杆2的不同相对电极对。因此，通过将至少一个偶极激励波形施加到四极装置2的一对相对电极，并且通过将至少一个其它偶极激励波形施加到四极装置2的另一对相对电极，可以将多个偶极激励波形(同时)施加到四极装置2。多个偶极激励波形可以在不同的相对电极对之间均匀地分开，例如使得施加到一个相对电极对的偶极激励波形的数量等于施加到另一相对电极对的偶极激励波形的数量，或者仅相差一个。
[0162]
例如，图5绘示了如何将图3实例中的五个偶极激励波形同时施加到四极装置2。如图5a所示，将第一电压波形的相对相位v1施加到相对电极中的一对的相对电极，并且将第二电压波形的相对相位v2施加到另一对相对电极的相对电极。
[0163]
图5b绘示了在每个编码循环(持续t＝0.5s)期间施加到不同的相对电极对的不同波形v1和v2的形式。第一电压波形v1包括五个偶极激励波形中的两个，而第二电压波形v2包括五个偶极激励波形中的另外三个。波形v1和v2都以从约
±
6v到约
±
2v改变的幅度施加。
[0164]
图5b还示出了波形v
总
的形式，如果将所有五个偶极激励波形一起施加到相同的电极，则需要将其施加到四极2。在这种情况下，由于增加的相长干涉效应，需要大约
±
10v的最大幅度来实现相同程度的衰减。此外，与波形v1和v2相比，在波形v
总
中可以观察到更大程度的相消干涉和后续跳动，这可以导致功率的降低。
[0165]
因此，发明人已经认识到，与将所有偶极激励波形一起施加到相同电极相比，由于
相长干涉效应的减少，以这种方式将不同的偶极激励波形施加到不同的相对电极对可以减少需要施加到电极的最大电压幅度。此外，由于相消干涉效应的减少，功率可以增加。这可以简化产生波形所需的电子器件，从而降低费用。
[0166]
一旦已经获取了编码的质谱数据，就对数据进行处理以关联离子。该数据处理可以以任何合适的方式执行，例如由控制系统14的处理器执行。通常，可以处理质谱数据集以便检测(例如，去卷积)质谱数据中的衰减时间曲线(信号下降)。然后可以将检测到的前体离子的衰减时间曲线与检测到的碎片或产物离子的衰减时间曲线进行比较，并且该比较可以用于将碎片或产物离子与对应的前体离子关联。特别地，当确定前体离子和碎片或产物离子的检测衰减时间曲线基本相同时，可以确定其彼此相关(即，彼此关联)。
[0167]
然而，发明人已经发现，这种处理可能存在一些挑战。例如，现有的dia算法通常被设计成基于特定时间信号的存在而不是不存在来关联前体和碎片。因此，数据处理可以包括将原始质谱数据变换成可由现有dia方法处理的形式。例如，可以执行线性变换，其可以包括从对应的未衰减数据中减去衰减的质谱数据。这可能导致在对应于原始质谱数据集的衰减区域的数据区域中包含离子信号而不是信号下降的变换数据集。然后可以根据例如现有的dia数据处理方法来处理该变换的数据。
[0168]
附加地或替代地，数据处理可以包括更直接的方法来检测原始质谱数据中的衰减时间曲线。例如，可以使用利用凹口形状模型的贝叶斯方法在质谱数据中检测衰减时间曲线。尽管这种更直接的方法可能计算量更大，但它可能比上述减法方法更强大，尤其是对于多凹口实验。因此，可以改进特异性。
[0169]
附加地或替代地，数据处理可以包括在四极维度上对质谱数据重新求和，并将例如现有的dia数据处理方法施加到重新求和的数据。然后可以使用扫描凹口信息对所得到的峰列表进行滤波，这可能会产生相对更清晰的ms/ms数据。这种更有针对性的方法可能比上述两种方法对计算的要求更低。
[0170]
数据处理可以包括以下中的至少一项：a)线性去卷积方法，例如tikhonov正则化最小二乘法、截断奇异值分解或维纳去卷积；b)迭代约束最小二乘方法，例如非负最小二乘法、理查德森-露西去卷积或修正残差范数最速下降；以及c)贝叶斯正向建模方法，例如最大熵去卷积、马尔可夫链蒙特卡罗或嵌套采样；
[0171]
数据处理可以包括最大熵去卷积。
[0172]
在去卷积之前，可以使用例如矩形波串平滑、savitzky-golay滤波器或维纳滤波器的方法在例如rt维度的一个或多个维度中对质谱数据集进行平滑或滤波。这可以减少噪声并改进特异性。
[0173]
可以在质谱(ms)维度的去卷积之前、同时或之后进行rt维度的去卷积和/或峰值检测。
[0174]
用于去卷积的前体编码图案的模型可以源自实验数据。例如，可以使用适当的样品和对应的四极编码图案来获取数据。例如，可以优化ms条件以便最大化由样品占据的m/z空间，例如使用源内激活并且还最小化四极后碎裂的量。可以将凹口图案拟合到该数据，或者可以归一化数据并且直接用于去卷积或在平滑或滤波步骤之后使用。
[0175]
可以在去卷积之前施加质谱峰检测算法。然后可以基于检测到的峰来执行去卷积。这可以简化所需的处理。
[0176]
可以将去卷积施加到例如对应于目标质量列表或峰检测步骤中识别的质量的数据的受限子集。这可以减少所需的处理。
[0177]
可以对质谱数据进行归一化以减少或消除数据中衰减编码的影响。例如，在各种实施例中，质谱数据中的离子强度乘以由质荷比相关校正函数f(m/z)确定的校正因子。在使用不同的扫描参数的情况下，例如在实验期间或对于不同的实验，不同的校正函数可以用于不同的扫描参数，使得可以考虑不同编码图案的影响。
[0178]
将强度值乘以使用校正函数确定的因数可产生经校正的强度(离子电流)值，该经校正的强度值对应于在不存在任何衰减激励电压波形的情况下或使用一组不同扫描参数将观测到的离子强度的估计值。该校正可以在求和步骤之前或之后施加到数据集。对于一些组扫描参数或对于一些质荷比区域，校正函数f(m/z)可以是恒定的或统一的。
[0179]
以这种方式校正离子强度在例如在处理步骤之前将从不同扫描获得的数据加在一起汇总到单个光谱的情况下特别有用。例如，以这种方式校正强度值在定量实验中可能是有用的，在定量实验中，观察到的离子电流用于确定化合物的绝对量或相对量；在使用绝对或相对离子电流触发事件(例如ms\ms实验)或控制仪器参数(例如阱填充时间或dre透镜设置)的实验中；并且便于数据处理(例如色谱峰检测)。
[0180]
图6a至6e示出了包括大肠杆菌(e.coli)的胰蛋白酶消化物的样品的实例，使用反相微流液相色谱(lc)根据色谱保留时间(rt)分离大肠杆菌。将保留时间分离的样品电离，并且将所得离子传送到四极装置2中。四极装置2和碰撞单元3基本上如上面关于图3的实例所讨论的那样操作。因此，四极装置2对碰撞单元3的每个低能量(非碎裂)模式和碰撞单元3的每个高能量(碎裂)模式施加相同的编码。
[0181]
图6a示出了通过对来自碰撞单元3的低能量(非碎裂)模式的每个例子的数据求和形成的所得前体离子数据集，并且图6b示出了通过对来自碰撞单元3的高能量(碎裂)模式的每个对应例子的数据求和形成的对应碎片离子数据集。在这些曲线图中，如图3b所示，x轴对应于获取的光谱序列中的数字(即，对应于时间)，并且y轴对应于由tof质量分析仪4检测的质荷比。检测到的离子的强度(离子电流)由阴影指示，其中较暗的阴影表示检测到的离子强度较低，并且较亮的阴影表示检测到的离子强度较高。
[0182]
如在图3b的实例中，在本实例中，在图6a的前体离子数据中沿对角线向右上方延伸的暗带是显而易见的。如上所述，这些暗带代表由五个扫描凹口导致的衰减。在图6b的碎片离子数据中也可检测到相同图案的暗带，这是由于在碰撞单元3的上游施加了相同图案的五个扫描凹口。
[0183]
因此，在编码循环期间的任何给定时间(持续t＝0.5s)，都可以在前体离子和碎片离子数据集的相同质荷比位置检测到凹口。例如，如图6a和6b所绘示的，在时间t
l
，在前体离子数据集中存在五次离子信号下降，并且在对应时间th，在碎片离子数据集中存在相同质荷比的五次离子信号下降。然而，在图6b的高能量数据集中，凹口图案不是显而易见的，这是由于来自具有位于凹口的质荷比扫描范围内的质荷比的碎片的信号，其前体具有位于凹口的质荷比扫描范围之外的质荷比。
[0184]
图6c示出了与图6a相同的数据，但是示出了这种布置如何导致具有不同质荷比的离子以不同的衰减时间曲线被衰减。从图6a中可以看出，具有质荷比ma的离子以第一衰减时间曲线衰减，使得具有质荷比ma的离子的传输曲线包含在时间t
a1
至t
a5
的五个信号下降。
然而，具有质荷比mb的离子以第二不同的衰减时间曲线衰减，使得具有质荷比mb的离子的传输曲线包含在一组不同时间t
b1
至t
b5
的五个信号下降。这意味着在图6b的数据集中碎片离子的衰减时间曲线编码了其前体离子的质荷比。因此，碎片离子可以基于其衰减时间曲线匹配而与在图6a的数据集中检测到的前体离子关联。当高能量m/z范围可以由多于一个前体(例如产生相同碎片离子的两个母离子)占据时，所得时间曲线将是对应前体时间曲线的加权组合。可以将该组合分布去卷积以产生用于高能量m/z范围的前体光谱(或前体离子m/z值的列表)。
[0185]
图6d和6e示出了去卷积运算的实例。在这些实例中，前体编码图案的模型源自实验数据并用于去卷积，如上所讨论的。
[0186]
图6d示出了施加于图6a的前体离子数据的去卷积运算的结果，并且图6e示出了施加到图6b的碎片离子数据的去卷积运算的结果。图6d证实了前体离子的质荷比可以从其衰减时间曲线中重建，并且图6e证实了碎片离子的衰减时间曲线可以用来确定其前体离子的质荷比。
[0187]
尽管在上述实施例中，四极装置2在“仅ac”操作模式下操作，经考虑可以通过一个或多个电压源12(与主ac四极和一个或多个ac激励电压波形同时)将分辨dc电压施加到四极装置2。分辨dc可以充当“带通滤波器”，并且因此将四极装置2的传输窗口限制在感兴趣的(相对更窄的)质荷比范围。
[0188]
例如，在各种实施例中，分辨dc电压与一个或多个扫描ac激励电压波形同时施加到四极装置2，使得基本上只有在一个或多个扫描ac激励电压波形的扫描范围内的离子可以被四极装置2传输(并且在扫描范围之外的其它离子由于所施加的dc电压而被衰减)。这意味着四极2将基本上仅传输那些已经由所施加的扫描ac激励电压波形编码的离子。
[0189]
这可以降低所得质谱数据集的复杂性和相关的处理要求。例如，可以减少或去除来自未编码离子的信号，从而可以减少对其它(编码的)离子信号的干扰。此外，可以减少需要存储的数据的总量。这在碎片或前体离子数据的情况下可能特别有益，因为该数据可能经常包含多个重叠信号。
[0190]
通过分配具有平坦时间响应的“背景”通道，可以在去卷积中考虑质谱数据中未编码离子信号的存在(例如，由具有扫描范围之外的质荷比的前体离子产生的信号)。这可以简化考虑任何这种离子信号所需的处理，并且可以减少或消除去卷积数据中的伪影。
[0191]
发明人已认识到，使用本文所述的方法获得的质谱数据的量可显著大于其它方法，因为例如，在本文所述的方法中，来自单个离子种类的信号可以有效地传播到大部分或全部获取时间。因此可以压缩所获取的质谱数据。例如，压缩可以包括在质荷比维度上区分质谱数据，例如将连续的质谱彼此相减，并且然后存储差值数据。然后可以对差异数据施加进一步的压缩技术。发明人已经认识到，在本文所述的方法中，所获取的连续质谱可能彼此相似，因此存储差异数据而不是原始质谱数据可以降低存储要求，并改进带宽受限连接上的数据传输速率。
[0192]
经考虑，本文描述的碎裂或反应装置的碎裂或反应条件可以在每个模式实例(和编码循环)期间保持基本恒定。例如，碰撞单元3的碰撞能量可以在每个编码循环期间保持恒定，而不是例如斜坡碰撞能量。这可以确保质谱数据中的信号可以归因于一个或多个ac激励波形中的时间变化，并且因此简化处理要求。为了获取不同碰撞能量范围的数据，不同
的碰撞能量可以用于不同的编码循环。然后可以通过分别对不同碰撞能量的数据进行去卷积，或通过在处理之前对碰撞能量求和来压缩数据，从而处理所得的质谱数据。
[0193]
尽管在上述实施例中，仅将离子描述为基于检测到的衰减时间曲线(信号下降)彼此关联，经考虑离子也可以基于它们的色谱洗脱分而彼此关联。例如，离子最初可以基于它们的色谱洗脱分布(例如根据mse方法)与每个离子关联。然后可以使用衰减时间曲线数据来改进离子分配并降低模糊度。
[0194]
尽管已参考优选实施方案描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求书中所阐述的本发明的范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种改变。