使用带通过滤碰撞池对高强度离子束执行MS/MS以增强质谱稳健性的方法

相关应用

本申请要求于2021年3月25日提交的标题为“Method of Performing MS/MS ofHigh Intensity Ion Beams Using A Bandpass Filtering Collision Cell To EnhanceMass Spectrometry Robustness”的美国临时申请No.63/166,162以及于2020年11月19日提交的标题为“An Approach To Synchronize An Ion Guide With SWATH Acquisition”的美国临时申请申请No.63/115,702的优先权，所述申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本教导涉及可以用于多种质谱仪的质量过滤器，以及其中可以并入此类质量过滤器的质谱仪。

背景技术

质谱法(MS)是一种用于确定测试化学物质的结构的分析技术，具有定性和定量应用。MS对于识别未知化合物、确定分子中原子元素的组成、通过观察其碎裂确定化合物的结构以及量化混合样本中特定化合物的量可以是有用的。质谱仪将化学实体检测为离子，使得在采样过程期间必须发生分析物向带电离子的转化。

一些质谱仪系统通过使用质量分析器选择具有目标质荷比(m/z)的前体离子，然后裂解所选择的前体离子而生成多个产物离子(然后可以对其进行质量分析)，以监测与研究样本中分析物相关的多反应监测(MRM)转变。

在常规系统中，具有不同质量的离子可以存在于定位在质量分析器上游的离子导向器中，其中质量从离子导向器的低质量截止点延伸并在质量上向上。例如，如图1中示意性所示，在这种常规系统中，当离子导向器的低质量截止低于m

质量过滤器可以定位在质量分析器的上游，其中质量过滤器提供可以限制被传输到下游质量分析器的离子范围的带通窗口，从而减少质量分析器和其它下游组件被不需要的离子(即，不期望其分析的离子)污染。虽然使用这种质量过滤器可以减少污染，但它也会降低进行MRM测量的速度。

特别地，当质量分析器过渡到选择下一个前体离子时，需要调整上游质量过滤器的带通窗口以允许传输新的前体离子，然后重新填充质量过滤器。因此，需要执行质谱分析的增强方法，特别是需要可以用于MRM过渡监测的增强的质谱分析方法。

发明内容

本教导涉及用于执行质谱分析的方法和系统，其中离子导向器的离子传输带宽单独地和/或与下游质量分析器的离子传输窗口的组合被配置为执行串联质谱分析，同时减少并优选地消除质谱仪的高真空组件的污染。

例如，一方面，本教导涉及使用离子导向室的多极离子导向器作为质量过滤器或预过滤器来执行数据非依赖获取(DIA)串联质谱方法。例如，多极离子导向器可以被配置为提供相对于用于执行DIA质量分析的下游质量过滤器所提供的离子选择窗口更宽的离子质量选择窗口。

离子路径组件的污染会影响串联质谱仪的性能。对各种实验样本基质(例如，脂质、破碎血浆、茶/芝麻菜基质)的污染测试表明，碎屑堆积对性能下降的程度因各种离子路径组件而异。一般而言，串联质谱仪相关区域(诸如IQ1透镜或Q1四极杆)上的污染可能会造成更大的性能下降。这种性能下降的特征可以例如通过由充电引起的灵敏度损失或峰宽度改变来表征。

当类似数量的碎屑积聚在离子导向器区域(诸如

如下所述，

在一些串联质谱仪中，

因此，需要附加的系统和方法来减少串联质谱仪在DIA质量分析模式下操作时的污染，以维持仪器灵敏度、前体离子传输效率和感兴趣的前体离子质量范围的覆盖范围。

一般而言，串联质谱法或MS/MS是用于分析化合物的众所周知的技术。串联质谱法涉及从样本中电离一种或多种化合物、选择一种或多种化合物的一种或多种前体离子、将一种或多种前体离子裂解为产物离子以及对产物离子进行质量分析。

串联质谱法可以提供定性和定量信息。产物离子谱可以被用于识别感兴趣的分子。一种或多种产物离子的强度可以被用于定量样本中存在的化合物的量。

可以使用串联质谱仪执行大量不同类型的实验方法或工作流程。这些工作流程的三大类是靶向获取、信息相关的获取(IDA)或数据相关的获取(DDA)、以及数据独立的获取(DIA)。

在靶向获取方法中，为感兴趣的化合物预定义从前体离子到产物离子的一个或多个过渡。当样本被引入串联质谱仪时，在多个时间段或循环中的每个时间段或循环期间询问一个或多个过渡。换句话说，串联质谱仪选择并裂解每个过渡的前体离子，并对过渡的产物离子执行目标质量分析。因此，为每个过渡产生质谱。靶向获取方法包括但不限于多反应监测(MRM)和选择的反应监测(SRM)。

在IDA方法中，随着样本被引入串联质谱仪，用户可以指定用于执行产物离子的靶向或非靶向质量分析的准则。例如，在IDA方法中，执行前体离子或质谱法(MS)调查扫描以生成前体离子峰列表。用户可以选择准则来过滤峰列表以找到峰列表上前体离子的子集。然后对前体离子的子集的每个前体离子执行MS/MS。为每个前体离子产生产物离子谱。随着样本被引入串联质谱仪，对前体离子的子集的前体离子重复执行MS/MS。

但是，在蛋白质组学和许多其它样本类型中，化合物的复杂性和动态范围非常大。这对传统的靶向和IDA方法提出了挑战，要求非常高速的MS/MS获取来深入询问样本，以便既识别又量化范围广泛的分析物。IDA方法受限于其固有的随机采样，这会导致数据点缺失和量化缺乏信心。SRM分析对能够可靠定量的化合物数量有固有的限制，而且方法开发时间长。

因此，开发了DIA方法，串联质谱法的第三大类。这些DIA方法已被用于提高从复杂样本收集数据的重现性和全面性。DIA方法也可以被称为非特定裂解方法。在传统的DIA方法(或

取决于被分析的质量范围、MS/MS累积时间和所需的获取速度(循环时间)，被用于分析整个质量范围的前体离子质量选择窗口可以变化。分析一次整个质量范围所需的时间称为循环时间。一般而言，对于LC，循环时间由色谱峰的宽度定义。必须在LC峰上获得足够的点(强度作为洗脱时间的函数)以确定其形状。当循环时间由LC定义时，一个循环中可以执行的实验或质谱获取的数量定义每个实验或获取可以累积多长时间的离子观察(累积时间)。

在每个循环期间，在较宽的前体离子质量范围内应用较窄的前体离子质量选择窗口，对于每个前体离子窗口要求较短的MS/MS累积时间。应用较宽的前体离子质量选择窗口允许在相同的循环时间内使用增加的MS/MS累积时间。一般而言，较窄的前体窗口可以实现更好的选择性，而使用较长的累积时间、对于较宽的窗口可以实现更好的灵敏度。

优化的

通过引用整体并入本文的美国专利No.8,809,770描述了可以如何使用

但是，例如，在使用

因此，开发了一种在

扫描

通过首先绘制检测到的每个产物离子的质荷比(m/z)作为由四极杆质量过滤器传输的前体离子m/z值的函数可以完成相关性。由于前体离子质量选择窗口是随时间扫描的，因此由四极杆质量过滤器传输的前体离子m/z值也可以被认为是时间。检测到特定产物离子的开始和结束时间与其前体离子从四极杆传输的开始和结束时间关联。因此，产物离子信号的开始和结束时间被用于确定其对应前体离子的开始和结束时间。

一方面，公开了一种系统、方法和计算机程序产品，用于使用多极离子导向质量过滤器在DIA方法中对前体离子进行质量过滤。该系统包括离子源设备、串联质谱仪和处理器。离子源设备电离样本的一种或多种化合物，从而产生离子束。串联质谱仪包括离子导向室和部署在离子导向室中的多极离子导向器。离子导向室包括用于接收由离子源装置生成的离子的入口孔和用于将离子从离子导向室传输到容纳至少一个碎裂设备的真空室中的至少一个出口孔。

处理器接收跨越为DIA方法选择的前体离子质量范围的多个不同前体离子质量选择窗口。处理器从多个不同的前体离子质量选择窗口计算两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口，用于在串联质谱仪的相同时间周期内进行传输。

在串联质谱仪的多个时间循环的每个循环时间期间，对于多个不同前体离子质量选择窗口中的每个选择窗口，处理器指示多极离子导向器传输来自两个或更多个不同的多极离子引导前体离子质量选择窗口中的多极离子引导前体离子质量选择窗口内的离子束的前体离子。多极离子导向器前体离子质量选择窗口的宽度等于或大于被配置为执行DIA质量分析的下游质量过滤器的选择窗口的宽度。

在相关方面，公开了一种质谱仪，其包括用于接收多个前体离子并具有被配置为允许传输具有在期望范围内的m/z比的离子的传输带宽的第一质量过滤器，以及部署在第一质量过滤器的下游的用于选择其传输窗口内具有目标m/z比的离子用于质量分析的第二质量过滤器。控制器可操作地耦合到第一质量过滤器，用于设置第一质量过滤器的传输带宽，以涵盖至少两个m/z比，使得至少一个所述m/z比在第二质量过滤器的传输窗口内。控制器被配置为随时间改变第一质量过滤器的传输带宽，使得第一质量过滤器的任何两个连续传输带宽具有至少一个共同的m/z比。控制器可以耦合到第二质量过滤器以移动第二质量过滤器的传输窗口以选择不同的目标m/z比。

在一些实施例中，控制器可以被配置为将第一质量过滤器的传输带宽的时间变化与第二质量过滤器的传输窗口的时间变化相关联，以便当第一质量过滤器的传输带宽随时间移位时允许由第二质量过滤器对传输通过第一质量过滤器的具有不同的m/z比的离子进行质量分析。

在一些实施例中，控制器可以被配置为将第一质量过滤器的离子传输带宽设置为初始离子传输带宽并且设置第二质量过滤器的离子传输窗口以允许具有第一质量过滤器的初始带宽所涵盖的m/z比的离子通过。

在一些实施例中，控制器可以被配置为调整第二质量过滤器的传输窗口以捕获下一个感兴趣的m/z比并且移位第一质量过滤器的离子传输带宽以覆盖所述下一个m/z比和另一个感兴趣的m/z比。

在一些实施例中，控制器还可以被配置为调整第二质量过滤器的传输窗口并基本上并发地移位第一质量过滤器的传输带宽。

在一些实施例中，控制器还可以被配置为在调整第一质量过滤器的离子传输带宽之前移位第二质量过滤器的离子传输窗口。

在一些实施例中，控制器可以被配置为移位第一质量过滤器的离子传输带宽，而第二质量过滤器在第一质量过滤器移位之前监测具有由第一质量过滤器的传输带宽覆盖的m/z比的离子。

在一些实施例中，控制器可以被配置为设置第一质量过滤器的传输带宽以允许传输具有三个或更多个m/z比的离子。

在一些实施例中，第一质量过滤器的传输带宽和第二质量过滤器的传输窗口中的任何一个可以小于大约2000Da，例如，在大约0.1Da至大约1500Da的范围内，或在大约1Da至大约1000Da的范围，或大约10Da至大约500Da的范围，或大约100Da至大约300Da的范围。

在一些实施例中，离子源可以定位在第一质量过滤器的上游以生成多个前体离子。离子源可以接收样本并电离样本的至少一部分以生成离子。在本教导的实践中可以采用多种离子源。

在一些实施例中，第一和第二质量过滤器中的任何一个包括以多极配置布置的至少一个杆集合，可以向其中的至少一个杆施加一个或多个RF电压以提供对离子的径向限制并过滤具有某些m/z比(例如，低m/z)离子，并且可以向其中的至少一个杆施加DC分辨电压以生成其传输带宽。在一些此类实施例中，多极配置可以是四极配置，但是也可以采用其它配置，诸如六极。

在一些实施例中，至少一个杆集合包括串联定位的多个杆集合，其中每个杆集合包括以多极配置布置的多个杆，并且其中可选地在至少两个杆集合之间施加DC电压偏移量以便生成用于加速通过第一质量过滤器的离子的电场。例如但不限于，DC电压偏移量可以在大约0伏至大约200伏的范围内。

在一些实施例中，第一质量过滤器的传输带宽具有大于第二质量过滤器的传输窗口的m/z宽度的m/z宽度。

在相关方面，公开了一种用于执行质谱法的数据非依赖获取(DIA)方法的系统，其包括用于接收多个前体离子的第一质量过滤器、部署在第一质量过滤器下游的用于接收离开所述第一质量过滤器的离子的第二质量过滤器，以及控制器，其可操作地耦合到第一质量过滤器和第二质量过滤器以配置第二质量过滤器以在DIA质量分析循环中提供多个离子选择窗口使得质量选择窗口共同跨越与DIA分析相关联的前体离子质量范围。控制器可以配置第一质量过滤器以提供多个离子传输带宽，使得每个离子传输带宽被配置为预过滤用于第二质量过滤器的离子选择窗口中的至少一个相应窗口的前体离子，使得第一质量过滤器的每个离子传输带宽的m/z宽度大于第二质量过滤器的相应离子选择窗口的m/z宽度。

在一些实施例中，第一质量过滤器的离子传输带宽中的至少一个具有比第二质量过滤器的所述至少一个相应离子选择窗口的相应低m/z截止和高m/z截止更低的低m/z截止和更高的高m/z截止。在一些此类实施例中，第二质量过滤器的至少一个相应离子选择窗口包括至少两个连续的离子选择窗口。

在一些实施例中，第一质量过滤器的至少两个离子传输带宽可以具有至少一个共同的m/z比。

在一些实施例中，第一质量过滤器的多个离子传输带宽中的至少两个具有不同的m/z宽度。

在一些实施例中，该系统还可以包括碎裂设备，碎裂设备部署在第二质量过滤器的下游，用于接收离开第二质量过滤器的前体离子并引起其至少一部分的碎裂以生成多个产物离子。另外，质量分析器可以定位在碎裂设备的下游，用于接收产物离子并生成其质谱。

在一些实施例中，第一和第二质量过滤器中的每一个都可以定位在抽空室中。第二抽空室可以维持在低于第一抽空室所维持的压力的压力。

在一些实施例中，每个质量过滤器可以经由定位在相应抽空室中的多极杆集合来实现。在一些此类实施例中，可以采用RF和DC电压源向杆施加RF电压以提供离子的径向限制，并且可以跨多极杆集合的至少两个杆施加DC分辨电压以便以本领域已知的方式生成期望的离子传输带宽/窗口。控制器能够可操作地耦合到RF和DC电压源以用于调整RF和DC电压以便生成第一和第二质量过滤器的期望传输带宽/窗口。

在一些实施例中，第一多极杆集合可以包括多个杆区段，其中每个杆区段与相邻的杆区段间隔开并且沿着多极杆集合的中心纵向轴线延伸。在一些实施例中，多个杆区段包括第一杆区段、位于第一杆区段下游的第二杆区段和位于第二杆区段下游的第三杆区段。在一些此类实施例中，第一杆区段被配置为从上游离子源接收离子并且引起接收到的离子的冷却，并且第二杆区段被配置为过滤从第一杆区段接收到的冷却离子。另外，第三杆区段被配置为将经由第二杆区段接收的离子传送出质量过滤器。

质量过滤器还可以包括部署在多个杆集合的多个杆之间的多个辅助电极，其中施加到多极杆集合的杆的RF电压提供低m/z截止并且施加在所述多极杆集合与所述辅助电极之间的DC电压差提供高m/z截止。

在相关方面，公开了一种用于在串联质谱仪中执行数据非依赖获取(DIA)质量分析的系统，其包括用于接收多个前体离子的质量过滤器，其中质量过滤器定位在低真空中(维持在大于大约5e

在一些实施例中，离子选择窗口中的至少两个可以重叠。另外，在一些实施例中，离子选择窗口中的至少两个可以具有不同的m/z宽度。而且，在一些实施例中，离子选择窗口中的至少两个可以重叠并且还具有不同的m/z宽度。

在一些实施例中，质量过滤器可以包括多极杆集合，多极杆集合被配置用于向其施加RF和/或DC电压以生成离子选择窗口。举例来说，多极杆集合可以包括四极杆集合、六极杆集合等。至少一个RF电压源和至少一个DC电压源可以被用于生成RF和/或DC电压以施加到多极杆集合。控制器能够可操作地耦合到RF和DC电压源以对其进行控制以便调整用于生成离子选择窗口的RF和/或DC电压。

在一些实施例中，质量过滤器和碎裂设备可以定位在两个不同的抽空室中，其中碎裂设备所在的室维持在与质量过滤器所在的室不同的压力下。

在相关方面，公开了一种质谱仪，其包括第一质量过滤器，用于接收多个离子并具有传输带宽(带通窗口)，该传输带宽被配置为允许传输具有在期望范围内的m/z比的离子，并且第二质量过滤器(可以被配置为质量分析器)部署在第一质量过滤器的下游，用于选择其传输窗口内的具有目标m/z值的离子进行质量分析，其中第一质量过滤器的带通窗口覆盖至少两个感兴趣的m/z比，使得m/z比之一与第二质量过滤器的传输窗口内的目标m/z值对应。

在一些实施例中，控制器耦合到第一质量过滤器用于随时间移动其带通窗口以包括不同的感兴趣的m/z比。控制器耦合到第二质量过滤器(其在许多实施例中被配置为质量分析器)用于移动质量过滤器的传输窗口以选择不同的目标m/z值。控制器可以被配置为将第一质量过滤器的带通窗口的时间变化与第二质量过滤器的传输窗口的时间变化相关联，以便在第一质量过滤器的带通窗口随时间移位时允许由第二质量过滤器(质量分析器)对通过第一质量过滤器传输的具有不同m/z比的离子进行质量分析。

举例来说，控制器可以被配置为将第一质量过滤器的带通窗口设置为初始值并且设置第二质量过滤器(质量分析器)的传输窗口以允许被第一质量过滤器的初始带通窗口覆盖的离子之一通过。控制器还可以被配置为调整第二质量过滤器(质量分析器)的传输窗口以覆盖下一个感兴趣的m/z比，并移位第一质量过滤器的带通窗口以覆盖所述下一个m/z比以及至少另一个感兴趣的m/z比。在一些实施例中，控制器可以从先前提供给控制器的m/z比的列表中选择感兴趣的m/z比。

在一些实施例中，控制器可以被配置为基本上并发地移位第一质量过滤器的带通窗口和第二过滤器(质量分析器)的带通窗口。例如，在一些此类实施例中，控制器可以被配置为移位第一质量过滤器的带通窗口，而第二质量过滤器在移位之前正在监测具有被第一质量过滤器的带通窗口覆盖的m/z比的离子。

一般而言，可以选择第一质量过滤器的带通窗口以允许多个m/z比通过，同时确保它继续禁止不想要的离子通过。举例来说，在一些实施例中，第一质量过滤器的带通窗口可以在大约30Da至大约200Da的范围内。另外，在一些此类实施例中，可以选择第二质量过滤器(质量分析器)的带通窗口以允许感兴趣的m/z比通过，同时禁止不想要的离子通过。举例来说，在一些实施例中，第二质量过滤器(质量分析器)的带通窗口可以在大约0.3Da至大约100Da的范围内，例如，在大约10Da至大约50Da的范围内。

在一些实施例中，第一质量过滤器可以包括以四极配置布置的杆集合，RF和DC电压可施加到这些杆以提供离子的径向限制和用于离子传输的期望带通窗口。在一些此类实施例中，第一质量过滤器可以包括多个杆区段，每个杆区段被布置为四极配置。在一些此类实施例中，RF电压被施加到杆集合中的某些，例如，靠近第一质量过滤器的入口和出口定位的杆集合，同时RF和DC分辨电压被施加到定位在向其施加RF电压的杆集合之间的杆集合中的至少一个。另外，在一些此类实施例中，可以在至少两个连续杆集合之间施加至少一个DC偏移电压以提供可以促进离子传输通过质量过滤器的轴向电场。在一些此类实施例中，选择DC偏移电压以确保离子继续移动通过质量过滤器，同时在它们离开质量过滤器时维持低轴向动能。举例来说，在一些实施例中，DC偏移电压可以在大约0V至大约20V的范围内。在其中可能期望第一质量过滤器内的离子的碰撞碎裂的一些实施例中，可以采用较高的DC偏移电压，例如，可以采用高达200V的电压。

在一些实施例中，碰撞室可以部署在第二质量过滤器的下游，用于接收通过第二质量过滤器的离子并引起那些离子的至少一部分的碎裂以产生多个产物离子。质量分析器可以定位在碰撞室的下游以接收产物离子的至少一部分并提供其质量分析。离子检测器可以定位在此类质量分析器的下游，用于检测通过质量分析器的离子并响应于对那些离子的检测而生成检测信号。与离子检测器通信的分析器可以接收由检测器生成的检测信号并处理这些检测信号以生成产物离子的质谱。

在一些实施例中，质谱仪可以是飞行时间(ToF)质谱仪。另外，在一些实施例中，质谱仪被配置为在数据独立获取(DIA)模式下操作，诸如在

在一些实施例中，该系统还可以包括离子源，该离子源定位在第一质量过滤器的上游以电离所研究的样本以生成多个离子。在本教导的实践中可以采用多种离子源，诸如下面列出的那些。

通过参考下面简要描述的以下详细描述和相关附图可以获得对本教导的各个方面的进一步理解。

附图说明

图1是提供多个带通窗口的常规质量过滤器的带通窗口的示意性示例，每个带通窗口涵盖一m/z比；

图2是描绘根据本教导的用于执行质谱法的方法的实施例中的各个步骤的流程图；

图3示意性地示出了根据本教导的质量过滤器；

图4A示出了根据本教导的质量过滤器的带通窗口的示意性示例，其中带通窗口一次覆盖两个或三个m/z比，用于传输；

图4B示出了根据本教导的质量过滤器的带通窗口的示意性示例，其中带通窗口一次覆盖两个m/z比，用于传输；

图5示意性地示出了在轴向方向上查看的四极杆集合；

图6示意性地描绘了可以被配置为在本教导的一些实施例中使用的质量过滤器的多极离子导向器的横截面图；

图7描绘了图6中所示的多极离子导向器的另一个示意图；

图8示意性地示出了根据本教导的实施例的质谱仪；

图9A、9B和9C示出了经由将合适的RF和分辨DC电压施加到质量过滤器的各个杆而为四区段质量过滤器获得的带通窗口的示例，如图3中示意性描绘的那样；

图10A针对

图10B示出了图10A中呈现的数据的时间段，从t＝0延伸到t＝3毫秒；

图11示意性地示出了可以在根据本教导的质谱仪中实现的控制器的示例；

图12示出了图示根据本教导的实施例的操作质量过滤器和下游质量分析器的一个示例的时序图；

图13示出了根据本教导的实施例的操作质量过滤器和下游质量分析器的另一个时序图；

图14是示出如何在常规DIA方法中扫描跨越质量范围的不同前体离子质量选择窗口的示例性图，可以在其上实现各种实施例；

图15是示出根据各种实施例的多极Q0离子导向器如何通过使用不同的Q0前体离子质量选择窗口来执行质量过滤的示例性图；

图16是示出根据各种实施例的Q0离子导向器如何通过使用Q0前体离子质量选择窗口来预过滤Q1前体离子质量选择窗口以执行质量预过滤的示例性图；

图17是示出根据各种实施例的Q0离子导向器如何使用一个Q0前体离子质量选择窗口来预过滤两个不同的Q1前体离子质量选择窗口以执行质量预过滤的示例性图；

图18是根据各种实施例的具有可以被用于质量过滤或预过滤的分段杆的Q0多极离子导向器的示例性图；

图19是示出美国公开申请No.2018/0096832(在下文中简称为“'832申请”)和国际公开No.WO 2020/039371(在下文中简称为“'371申请”)的Q0多极离子导向器的示例图，可以在其上实现各种实施例；

图20是'832申请和'371申请的辅助电极的示例性透视图，可以在其上实现各种实施例；

图21是'371申请的Q0多极离子导向器的示例性横截面图，可以在其上实现各种实施例；

图22是示例性绘图，示出了根据各种实施例的施加到四极杆的不同RF电压如何产生不同的前体离子质量选择窗口宽度以及施加到插入Q0多极离子导向器的四极杆之间的T形棒电极的不同DC电压；

图23是根据各种实施例的图23中所示的相同数据的示例性绘图图，示出了可以使用包括四极杆和插在它们之间的T形棒的Q0多极离子导向器产生的不同中心质量位置和宽度；

图24是示出根据各种实施例的分别施加到Q0多极离子导向器的四极杆和T形棒的不同RF四极杆电压和DC T形棒电压以产生150Da Q0前体离子质量选择窗口的示例性绘图；

图25是示出根据各种实施例的施加到Q0多极离子导向器的辅助电极的DC电压如何随施加到Q0多极离子导向器的多极杆集合的RF电压变化以维持恒定的Q0前体离子质量选择窗口宽度的示例性绘图；

图26是示出根据各种实施例的用于使Q0前体离子质量选择窗口与Q1前体离子质量选择窗口同步的方法的示例性流程图；

图27是示出根据各种实施例的使用多极离子导向质量过滤器的DIA方法中质量过滤前体离子的系统的示意图；

图28是示出根据各种实施例的使用多极离子导向质量过滤器在DIA方法中质量过滤前体离子的方法的流程图；

图29是图示计算机系统的框图，基于其可以实现本教导的实施例；以及

图30是根据各种实施例的包括一个或多个不同软件模块的系统的示意图，所述一个或多个不同软件模块执行用于使用多极离子引导质量过滤器在DIA方法中质量过滤前体离子的方法。

具体实施方式

将认识到的是，为了清楚起见，以下讨论将阐述本公开的实施例的各个方面，同时在方便或适当的情况下省略某些具体细节。例如，替代实施例中相似或类似特征的讨论可以略微简化。为简洁起见，也可能不对众所周知的想法或概念进行任何详细讨论。普通技术人员将认识到，本公开的一些实施例可能不需要在每个实施方式中具体描述的细节中的某些细节，在本文阐述这些细节只是为了提供对实施例的透彻理解。类似地，显然，在不脱离本公开的范围的情况下，所描述的实施例可能易于根据众所周知常识进行改变或变化。以下对实施例的详细描述不应被视为以任何方式限制申请人教导的范围。

如本文所使用的，术语“大约”和“基本上等于”是指可能发生的数值变化，例如，通过现实世界中的测量或处置过程；通过这些过程中的疏忽错误；通过成分或试剂的制造、来源或纯度的差异；等等。通常，本文所用的术语“大约”和“基本上”是指比所述值或值范围或完整条件或状态高或低10％。例如，大约30％或基本等于30％的浓度值可以表示介于27％和33％之间的浓度。这些术语还指本领域技术人员认为等同的变化，只要此类变化不涵盖现有技术实践的已知值即可。

如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合，并且可以缩写为“/”。

本教导涉及用于执行质谱分析的系统和方法，并且特别涉及采用至少一个部署在质量分析器的上游的质量过滤器的方法和系统，其中质量过滤器被配置为具有涵盖多个m/z比的带通窗口，使得那些m/z比中的至少一个与下游质量分析器的带通窗口内的m/z比对应。不失一般性并且为了说明本教导的各个方面，下文描述的实施例包括串联放置的质量过滤器和下游质量分析器。但是，应当理解的是，本教导不限于仅具有质量过滤器和下游质量分析器的质谱系统。

与常规系统不同，在根据本教导的系统中，上游质量过滤器可以在覆盖多个m/z比的质荷比(m/z)域中具有带通窗口，这些m/z比被传送到下游质量分析器。在许多实施例中，下游质量分析器的带通窗口被配置为允许一次通过一个m/z比。在其它实施例中，下游质量分析器具有覆盖多个m/z比的带通窗口。通过配置上游质量过滤器的带通窗口以允许跨越多个m/z比的离子被传输，可以实现对具有不同m/z比的多个离子的更快速分析，如下面更详细讨论的。在下面的讨论中，在一些情况下，第一质量过滤器被称为第一质量分析器并且第二质量过滤器被称为第二质量分析器。

各种术语根据它们在本领域中的普通含义在本文中使用。术语“带通窗口”、“传输带宽”、“传输窗口”和“带宽”在本文中可互换使用，是指可以通过质量过滤器或质量分析器传输的m/z比范围，同时m/z比在该范围之外的离子的通过大量减少，或优选地被禁止。

术语“Q0”是指串联质谱仪的组件，它首先从碰撞-冷却区域的离子束接收离子。而且，注意的是，术语“Q1”是指串联质谱仪的组件，它首先从Q0组件接收离子并且位于真空室中，该真空室的压力低于包括Q0组件的真空室。取决于其功能和/或配置，“Q0”可以被称为质量过滤器、第一质量过滤器、预过滤器、离子导向器、多极离子导向器或四极离子导向器。取决于其功能和/或配置，“Q1”可以被称为质量分析器、质量过滤器、质量过滤装置、第二质量过滤器、四极或四极杆。

“质谱仪的低压力区域”是指质谱仪(例如，Q1质量分析器所在的室)的压力维持在大约5x10

虽然本文描述的实施例的示例可以包括用于实现本教导的方面的多个模块，但是应该理解的是，根据本教导的示例性过程的各个方面也可以由其中一个或多个模块执行。此外，应该理解的是，术语控制器/控制单元是指能够以硬件/固件/软件或其组合来实现的模块。在一些实施例中，控制器可以包括处理器、存储器和用于在其各种组件之间提供通信的一个或多个通信总线。例如，用于执行本文公开的各种方法(诸如用于生成质谱的离子检测信号的分析)的指令可以存储在一个或多个存储器模块中并且可以在运行时期间由处理器使用以实现该方法。

参考图2的流程图，根据本教导的实施例的用于执行质谱法的方法包括将多个离子引入具有带通窗口的质量过滤器，该带通窗口允许传输具有不同m/z比的至少两个感兴趣的离子。随后将传输通过质量过滤器的离子引入下游质量分析器，该质量分析器被配置为允许具有上游质量过滤器的带通窗口内的m/z比之一的离子通过。在一些实施例中，下游质量分析器允许具有多个m/z比的离子通过。

随后，可以调整质量过滤器的带通窗口，使其至少会涵盖先前在其带宽内并由下游质量分析器选择的m/z比中的至少一个用于传输，以及至少一个新的m/z比。

然后，离子通过具有更新后的带通窗口的质量过滤器传输到下游质量分析器。依次调整下游质量分析器以选择具有m/z比的离子，该m/z比在质量过滤器的先前带宽与经调整的带宽之间是相同的(即，可以通过处于其原始和更新后的配置的质量过滤器传输的离子)。当在

同样，在一些实施例中，至少一些由质量分析器选择的离子可以被裂解以生成多个产物离子，所述多个产物离子又可以接受质量分析。如以下更详细讨论的，质量过滤器的带通窗口的调整和下游质量分析器的带通窗口的调整可以基本上并发地进行。可替代地，可以在更新下游质量分析器的带通窗口之前移位(更新)质量过滤器的带通窗口。另外，如下文更详细讨论的，在一些实施例中，离子碎裂可以发生在质量过滤器的一个或多个区段中，所述一个或多个区段部署在被配置为具有根据本教导被配置为涵盖与碎裂离子相关联的两个或更多个m/z比的带通窗口的区段的上游。

上述方法可以被用于执行多反应监测质谱法(MRM)。例如，参考图3，在这种实施例的实施方式的一个示例中，离子导向器

在这个实施例中，质量过滤器Q0包括杆的四个集合Q0A、Q0B、Q0C和Q0D，它们以四极配置相对于彼此串联定位以提供通路，通过该通路经由质量过滤器Q0的入口14接收离子可以传播到其出口16，离子通过该出口离开质量过滤器Q0。在这个实施例中，RF电压源12(或分离的RF电压源)和DC电压源20a将RF和DC电压施加到质量过滤器Q0的杆以便提供离子的径向聚焦以及建立离子通过质量过滤器Q0的带通窗口(即，传输窗口)。

换句话说，具有落在质量过滤器Q0的带通窗口内的m/z比的离子可以通过质量过滤器Q0，而具有落在带通窗口外的m/z比的离子的传输被显著降低，并且优选地被禁止。如下面更详细讨论的，在这个实施例中，RF电压(信号)被施加到第一、第二和第四杆集合Q0A、Q0B和Q0D，同时RF电压以及分辨DC电压(用于设置质量过滤器Q0的带通窗口)施加到第三杆集合Q0C，如下文更详细讨论的。另外，在这个实施例中，Q0A和Q0B杆集合的杆相对于质量过滤器Q0的纵向轴线倾斜，以提供大于下游有效电位的上游有效电位，从而产生沿着Q0A和Q0B杆集合的杆的长度指向下游的离轴轴向梯度。此外，在这个实施例中，杆集合Q0A和Q0B的场半径小于Q0C杆集合。另外，施加到Q0A和Q0B杆集合的RF电压的振幅低于施加到Q0C杆集合的RF电压的振幅，因为在这个实施例中，施加到Q0A和Q0B杆集合的RF电压是经由电容耦合从将RF电压施加到Q0C杆集合的RF电压源获得的。因此，Q0B杆集合的出口处的离子的Mathieu q参数值高于Q0C区段入口处的离子。Q0B杆集合的出口处较高的q值导致Q0B杆集合的出口处的有效电位高于Q0C杆集合的入口处的有效电位，从而减少Q0B/Q0C边界处的离子反射。

在一些此类实施例中，质量过滤器Q0(例如，四极质量过滤器)的带通窗口可以被配置为包括感兴趣的前体离子的质量加上要监测的下一个前体的质量。这在图4A和4B中示意性地示出。在这个示例中，最初，质量过滤器Q0被配置为具有允许传输m/z比为m

在许多实施例中，质量过滤器Q0的带通窗口的这种调整可以通过首先调整至少一个操作参数(例如，RF电压或DC分辨电压)以创建更宽的带通窗口，然后调整将质量过滤器的带通窗口缩小到期望宽度的至少另一个操作参数来实现。例如，DC分辨电压和施加的RF电压的振幅可以被用于调整质量过滤器的带通窗口。

在一些实施例中，改变RF电压和DC分辨电压的次序可以取决于后续带通窗口所需的RF和DC分辨电压。例如，如果后续的带通窗口保持相同尺寸但向较低质量移动，那么需要在降低RF振幅之前降低分辨DC电压。(例如，参见下面表1中从BP5到BP6的过渡)。如果后续带通窗口的期望宽度小于当前带通窗口，那么可以首先增加RF电压以创建更宽的带通窗口，然后再增加DC分辨电压以将带通窗口缩小到期望宽度(例如，参见下面表1中从BP3到BP4的过渡)。如果带通朝着较低的质量对移动，诸如从BP4过渡到BP3，那么带通窗口的宽度会随着RF电压振幅的降低而变窄，随后DC分辨电压降低。

作为进一步说明，下面的表1提供了根据本教导的用于调整质量过滤器的带通的RF电压以及DC分辨电压的示例。这个示例表明，如果带通窗口的宽度增加，那么即使带通窗口已移动到更高的质量，带通分辨DC电压也能降低。通过比较表格的BP3行与BP4行，可以在下面的表1中看到在带通窗口中实现这种改变的示例。在这个示例中，从265到295的带通窗口要求52.4V的分辨DC电压，而从275到385的带通窗口要求较低的分辨DC电压，46.8V。

表1

举例来说，参考图4B，最初，可以增加质量过滤器Q0的带通窗口以覆盖m

在这个实施例中，RF和DC电压源12、20a和20b在控制器22的控制下操作以控制RF和DC电压施加到质量过滤器Q0以及质量分析器Q1以便设置并调整质量过滤器Q0的带通窗口和质量分析器Q1的传输窗口。更具体而言，控制器22可以被编程为控制RF和DC电压源，使得施加到质量过滤器Q0和质量分析器Q1的杆的RF和DC电压为质量过滤器Q0提供期望的带通窗口并且还允许具有具有期望m/z比的离子传输通过下游质量分析器Q1。另外，控制器22可以将质量过滤器Q0的带宽窗口更新为下一个带通窗口，并且还调整施加到质量分析器Q1的RF和/或DC电压以从一个m/z比到另一个m/z比切换离子通过质量分析器Q1的传输。

例如，在测量循环开始时，控制器22可以设置质量过滤器Q0的带通窗口和质量分析器Q1的传输窗口，使得质量过滤器Q0的带通窗口将覆盖多个感兴趣的m/z比，质量分析器Q1的传输窗口将覆盖这些m/z比中的一个。例如，基于先前提供给控制器的感兴趣的m/z比的预定义列表，在预设的时间段(例如，质量分析器Q1处理具有感兴趣的m/z比的离子所需的时间)之后，控制器22将质量分析器Q1的传输窗口切换到已经在质量过滤器Q0的带宽窗口内的下一个感兴趣的m/z比，并且还移位质量过滤器Q0的带宽窗口以便除了质量分析器Q1正在处理的m/z比之外还覆盖新的感兴趣的m/z比。

在一些实施例中，控制器22可以被配置为基本上并发地移位质量过滤器Q0的传输带宽和质量分析器Q1的传输窗口。在其它实施例中，控制器22可以被配置为在将质量分析器Q1的传输窗口移到下一个感兴趣的m/z之前移位质量过滤器Q0的传输带宽。例如，再次参考图4B，当质量分析器Q1监测m/z为m

作为说明，图12示出了指示根据本教导的实施例的操作质量过滤器Q0和质量分析器Q1的一个示例的时序图。在这个示例中，Q1质量分析器被配置为测量m

作为进一步说明，图13示出了用于操作质量过滤器Q0和质量分析器Q1的另一个时序图。质量分析器Q1被设置为监测m

注意的是，所有质量大于定位在创建带通窗口的区段上游的质量滤波器Q0区段的低质量截止的离子都存在于那些上游区段中。

虽然在一些实施例中控制器22在增加m/z比的方向上移位质量过滤器Q0的带通窗口和质量分析器Q1的带通窗口，但是在其它实施例中控制器22可以被配置为在降低m/z比的方向上移位质量过滤器Q0的带通窗口和质量分析器Q1的带通窗口。

在一些情况下，质量过滤器Q0的带通窗口可以涵盖多于两个m/z比。例如，如图4A中所示，带通窗口BP4之后的带通窗口BP5涵盖三个m/z比，即，m

另外，质量过滤器Q0的带通窗口可以被配置为允许具有任何期望m/z比的离子通过。在一些实施例中，质量过滤器Q0的带通窗口的选择可以通过可能包含在带通窗口内的可能导致污染的不想要的离子的数量来告知。不想要的离子是质量分析器Q1不会选择传输到下游组件的离子，例如，作为前体离子在碰撞池中进行后续碎裂以监测MRM转换。

如上所述和图3中所示，在这个实施例中，质量过滤器Q0包括相对于彼此串联放置的四个杆集合Q0A、Q0B、Q0C和Q0D。在这个实施例中，四个集合Q0A、Q0B、Q0C和Q0D中的每个集合包括以四极配置布置的四个杆。根据本教导被配置为提供带通窗口的质量过滤器Q0的区段被实现为四极；但是，质量过滤器Q0的其它区段可以使用其它多极配置(诸如六极、八极等)来实现。

参考图5，对于四个杆集合Q0A、Q0B、Q0C和Q0D中的每一个，标有“A”的杆被电连接，并且被称为A极。标有“B”的杆被电连接的，并且被称为B极。

RF信号被施加到第一和第四杆集合Q0A和Q0D。另外，在这个实施例中，RF信号也被施加到第二杆集合Q0B。施加到第一和第二杆集合Q0A和Q0B的RF信号通过碰撞冷却的过程提供接收到的离子的径向聚焦，这进而导致离子束的径向扩散小于第一杆集合Q0A的入口处的离子束。使用两个杆集合Q0A和Q0B而不是具有相同长度的单个杆集合作为两个杆集合的组合的一个优点是在两个杆集合Q0A和Q0B之间施加的DC电压偏移量可以帮助保持离子移动而不会损失太多轴向动能以至于它们会在该区段内停止。另外，选择施加到杆集合Q0C和Q0D的DC电压偏移量，以确保离子离开质量过滤器Q0区域并通过透镜IQ1到达质量分析器Q1时的轴向动能低。这进而可以帮助为质量过滤器Q0的填充计时以及将质量过滤器Q0接收到的离子传输到下游质量分析器Q1。

对于第三杆集合Q0C，除了施加RF信号以提供径向限制之外，还跨第三集合Q0C的杆施加DC分辨电压以定义质量过滤器Q0的带宽窗口。如上所述，没有分辨DC电压被施加到第一、第二和第四集合Q0A、Q0B和Q0D的杆。

对于每个杆集合(或杆区段)，施加到A极的RF信号的相位相对于施加到B极的RF信号的相位偏移180°。另外，对于第三杆集合Q0C，施加到A极和B极的分辨DC电压具有相反的极性。举例来说，在一些实施例中，所施加的RF电压可以具有在大约500kHz至大约2MHz范围内的频率并且可以具有在大约500V至大约10kV范围内的零到峰电压，但是也可以基于例如特定应用采用其它频率和/或电压。

RF驱动频率的选择可以取决于期望的质量范围、电源的可用电压范围和四极质量过滤器的场半径。下面再现的Mathieu方程可以被用于基于Mathieu a和q参数确定RF驱动频率：

其中e表示离子电荷，U表示DC分辨电压，V表示RF驱动振幅，r

下面的表2给出了上述参数的一些示例：

表2

在非常低的RF驱动频率下，低质量离子的散射损失增加。在非常高的RF驱动频率下，实现所需的高RF电压的成本，诸如用于径向限制的电压馈通和线缆的成本，例如，在1MHz的RF驱动频率下最大质量为2000Da的成本变为太高。还可以减小场半径以允许使用具有较低RF和DC振幅的较高频率，同时仍提供2000Da的质量范围。虽然减小场半径可以允许使用较低的RF和DC电压，但它会导致所传输离子的数量的整体减少，尤其是对于强离子束及其相关联的空间电荷效应。

在这个实施例中，RF电压源将例如具有上面提到的范围内的频率和电压的RF信号施加到Q0C区段，并且从Q0C电压经由电容耦合导出用于施加到Q0A、Q0B和Q0D区段的RF电压。在这个实施例中，施加到Q0A、Q0B和Q0D区段的RF电压的峰-零振幅大约是施加到Q0C区段的相应RF电压振幅的90％。当离子通过质量过滤器Q0的各个区段时，RF电压生成用于径向限制离子的电场。另外，在这个实施例中，DC电压源20a将图3中描绘的所需DC偏移电压施加到离子导向器

各个区段之间的DC电位降的范围可以是例如从0V(其中离子的轴向移动没有得到帮助)到图3中所示的用于移动离子的优化的电位，使得离子不会在任何区段中停止，例如，Q0A与Q0B之间的电压降为10V，Q0B与Q0C之间的电压降为6V，并且Q0C与Q0D之间的电压降为4V。

在一些实施例中，由质量过滤器Q0接收的离子的至少一部分可以在到达Q0C之前在其上游区段(例如，本实施例中的Q0B)内碎裂。举例来说，对于流经MS3的情况，当用于在进入Q0C之前碎裂离子时，Q0A与Q0B之间的电压降可以高达200V。在此类实施例中，带通窗口被应用于要由下游质量分析器Q1选择的碎裂离子周围的Q0C。当离子在

在其它实施例中，可以将其它电压施加到离子导向器

定位在质量过滤器Q0下游的质量分析器Q1接收传输通过质量过滤器Q0的离子并从接收到的离子中选择那些具有期望m/z比的离子以传输到质谱仪的下游组件，如下面更详细地讨论的。

在其它实施例中，可以采用在标题为“RF/DC Filter to Enhance MassSpectrometer Robustness”的美国专利No.10,741,378(“'378专利”)中描述的质量过滤器，该专利通过引用整体并入本文。简而言之，'378专利的图2和3，在本文作为图6和7再现，描述了包括四个杆130a和130b的集合的离子导向器120，这些杆从邻近入口孔口部署的近端入口端延伸到邻近出口孔隙部署的远端出口端。杆130a和130b根据四极配置布置以形成包围空间的四极杆集合130，离子可以通过该空间从入口端行进到出口端。与前面的实施例相似，每个杆130都可以电耦合到RF电源(图6和7中未示出)，使得在中心轴的相对侧上的杆一起形成杆对，基本完全相同的RF信号施加到杆对，并且施加到一个杆集合的RF信号的相位与施加到另一个杆集合的RF信号的相应相位相反。也可以将DC偏移电压施加到四极杆集合的杆上。

继续参考图6和7，离子导向器120附加地包括多个辅助电极140，这些辅助电极140散布在四极杆集合130的四极杆的杆之间。辅助电极140中的每一个可以耦合到DC电源以向其提供辅助电信号以控制离子通过离子导向器120的传输。例如，在一些实施例中，等于施加到四极杆集合的杆的DC偏移电压的DC电压可以施加到辅助电极。

在通过引用整体并入本文的标题为“RF/DC cutoff to reduce contaminationand enhance robustness of mass spectrometry”的'371申请中描述了另一种适于在本教导的实践中使用的质量过滤器。简而言之，这个出版物公开了利用多极离子导向器的系统和方法，该多极离子导向器可以从离子源接收离子以传输到下游质量分析器。该系统可以包括插在四极杆集合内的辅助电极，RF和/或DC信号可以施加到该四极杆集合以控制或操纵离子从多极离子导向器的传输。例如，一对辅助电极可以维持在正电位，而另一对辅助电极可以维持在负电位。

本教导可以结合到多种不同的质谱仪中。举例来说，图8示意性地描绘了质谱仪100，其包括用于生成多个离子的离子源102。在本教导的实践中可以采用多种离子源。合适的离子源的一些示例可以包括但不限于电喷雾电离设备、喷雾器辅助电喷雾设备、化学电离设备、喷雾器辅助雾化设备、化学电离设备、基质辅助激光解吸/电离(MALDI)离子源、光电离设备、激光电离设备、热喷雾电离设备、电感耦合等离子体(ICP)离子源、声波喷雾电离设备、辉光放电离子源和电子轰击离子源等。

生成的离子通过帘板104的孔口104a和孔板106的孔口106a，孔板106定位在帘板104的下游并与帘板104分离，使得气帘室在孔板106和帘板104之间形成。气帘供应(未示出)可以在气帘板104和孔板106之间提供气帘气流(例如，氮气)以通过析散(declustering)和抽空中性粒子帮助保持质谱仪的下游部分清洁。帘室可以维持在升高的压力下(例如，大于大气压的压力)，而质谱仪的下游部分可以经由一个或多个真空泵(未示出)抽空而维持在一个或多个选择的压力下。

在这个实施例中，通过帘板104和孔板106的孔口104a和106a的离子被离子导向器

离子束离开离子导向器

第一质量过滤器Q0经由离子透镜IQ1和用作布鲁贝克透镜的粗短透镜ST1将离子递送至以上述方式实施的下游第二质量过滤器Q1。

更具体而言，在这个实施例中，第二质量过滤器Q1的四极杆集合110可以作为传输RF/DC四极质量过滤器来操作，用于选择具有感兴趣的m/z值的离子。举例来说，第二质量过滤器Q1的四极杆集合110可以被提供有适于在质量分辨模式下操作的RF/DC电压。例如，可以选择施加的RF和DC电压的参数，使得第二质量过滤器Q1建立选定的m/z比的传输窗口，使得这些离子可以基本上不受干扰地穿过第二质量过滤器Q1。但是，具有落在窗口之外的m/z比的离子不会在四极杆内获得稳定的轨迹，并且可以被阻止穿过第二质量过滤器Q1的四极杆集合。应当认识到的是，这种操作模式只是第二质量过滤器Q1的一种可能的操作模式。

在这个实施例中，由第二质量过滤器Q1选择的离子经由粗短透镜ST2和离子透镜IQ2聚焦到碰撞室Q2中。在这个实施例中，碰撞室Q2包括加压隔室，其可以维持在例如大约1mTorr至大约10mTorr范围内的压力下，但其它压力也可以被用于这个目的或其它目的。可以通过气体入口(未示出)提供合适的碰撞气体(例如，氮气、氩气、氦气等)，以碎裂由碰撞室Q2接收的离子的至少一部分。

在这个实施例中，碰撞室Q2包括四个杆，这些杆以四极配置布置，并且可以向其施加RF电压以提供对碰撞室Q2接收的离子的径向限制。

由碰撞池Q2生成的产物离子经由离子透镜IQ3和粗短透镜ST3被下游的四极质量分析器Q3接收，其作用是将产物离子聚焦到四极质量分析器Q3中。四极质量分析器Q3包括四个杆114，它们以四极配置相对于彼此布置并且能够以本领域已知的方式向其施加RF和DC电压以提供产物离子的质量分析。通过质量分析器Q3的离子由下游检测器122检测，下游检测器122响应于入射离子而生成离子检测信号。一对透镜116和118有助于将离子聚焦到检测器上。在这个实施例中，透镜116被实现为90％透射网格，其在使用Q3作为线性离子阱时定义俘获区域的末端。透镜118进而为陷阱区域提供屏蔽，这减少施加到检测器的浮动电位的场穿透(例如，对于4822D通道倍增器检测系统，正离子模式为-6kV，负离子模式为+4kV，或者，来自施加到HED的-15kV和高动态范围检测系统中使用的+5.5kV检测器浮动电位，诸如美国专利No.10,074,529和9,991,104中描述的那些，这些专利通过引用整体并入本文)。

与检测器122通信的分析器124接收离子检测信号并处理离子检测信号以生成产物离子的质谱，从而允许监测与前体离子对应的MRM跃迁。如本领域中已知的，分析器124可以使用如本教导所告知的本领域已知的技术以硬件/固件和/或软件来实现。例如，分析器124可以包括处理器、一个或多个随机存取存储器(RAM)模块、一个或多个永久存储器模块和至少一个通信总线以允许这些和其它组件之间的通信。

在相关方面，本教导提供有助于减少质谱仪的高真空组件(诸如第二质量过滤器Q1的四极杆)污染的方法和系统。离子路径组件的污染会对串联质谱仪的性能产生不利影响。一般而言，高真空组件的污染比高真空组件之前使用的组件的污染更能降低质谱仪的性能，诸如第一质量过滤器Q0的四极杆或辅助电极，诸如那些在'371申请和'378专利中描述的。例如，在诸如

因此，根据本教导的方法和系统的一些实施例旨在减少以DIA模式操作的质谱仪的低压质量分析器的污染，从而维持仪器的灵敏度、前体离子传输效率和感兴趣的前体离子质量范围的覆盖。

举例来说，本教导的一些实施例提供了用于以

在各种实施例中，通过在多极离子导向器Q0(例如，四极离子导向器)中执行质量过滤来减少以DIA模式操作的串联质谱仪的污染。离子导向器Q0可以执行通常由质量过滤器Q1(例如，通过使用诸如四极杆之类的多极杆集合形成的质量过滤器)执行的质量过滤，或者离子导向器Q0可以执行预过滤，以提高由质量过滤器Q1完成的质量过滤。换句话说，质量过滤离子导向器Q0可以被用于替代DIA方法中的质量过滤器Q1，或者它可以被用于在DIA操作模式下预过滤用于质量过滤器Q1的前体离子。

在任何DIA方法中，都会为实验选择跨越前体离子m/z或目标质量范围的不同前体离子质量选择窗口。这些不同的前体离子质量选择窗口由DIA方法的用户或方法开发人员选择。在串联质谱仪的每个时间循环期间，这些不同的前体离子质量选择窗口中的每一个被用于将前体离子传输到碎裂设备。注意，术语“质量”和“m/z”在本文中可互换使用。一般而言，质谱测量以m/z为单位进行并通过乘以电荷转换成质量。

图14是示出如何在常规DIA方法中扫描跨越质量范围的不同前体离子质量选择窗口的示例性图200，可以在其上实现各种实施例。在这个示例中，五个不同的前体离子质量选择窗口210被选择用于DIA方法以跨越M1和M6之间的前体离子质量范围。在图14中，不同的前体离子质量选择窗口210被示为非重叠窗口，离子质量选择窗口具有相同的长度或宽度。但是，这些离子选择窗口也可以是重叠窗口和/或具有可变长度。

在DIA方法中，每个不同的前体离子质量选择窗口210中的前体离子被传输和碎裂，并且在串联质谱仪的每个时间循环中对所得产物离子进行质量分析。因此，串联质谱仪的每个时间循环都会产生五个MS/MS谱图。每个MS/MS谱图可以在单个碰撞能量下获取，或者在碎裂期间对一系列碰撞能量求平均。

在图14的示例中，使用串联质谱仪的高真空区域中的质量过滤设备来选择和传输不同前体离子质量选择窗口210中的每一个。质量过滤设备可以是例如四极Q1。

在其它实施例中，多极离子导向器Q0可以通过使用不同的Q0前体离子质量选择带宽来执行质量过滤或预过滤。对于质量过滤，不同Q0前体离子质量选择窗口中的每个窗口基本上等同于或宽于为DIA方法选择的不同前体离子质量选择窗口中的每个窗口。换句话说，对于质量过滤，不同的Q0前体离子质量选择窗口等同于或宽于为DIA方法选择的不同前体离子质量选择窗口。

图15是示出根据各种实施例的多极Q0离子导向器如何通过使用不同的Q0前体离子质量选择窗口来执行质量过滤的示例性图300。在图15中，五个不同的Q0前体离子质量选择窗口310被选择用于DIA方法，以跨越M1和M6之间的前体离子质量范围。同样，在图15中，不同的Q0前体离子质量选择窗口310被示为均具有相同长度或宽度的非重叠窗口。但是，这些窗口也可以是重叠窗口并且可以具有可变长度。

在DIA方法中，每个不同的前体离子质量选择窗口310被选择并使用多极离子导向器(例如，四极)作为低压力区域之前的质量过滤器Q0来传输。此外，没有使用其它质量过滤设备，诸如四极质量过滤器Q1或第二质量过滤器。由质量过滤器Q0传输的离子被送到碎裂设备，并且结果产生的产物离子在串联质谱仪的每个时间循环中被质量分析。同样，串联质谱仪的每个时间循环都会产生五个MS/MS谱图。每个MS/MS谱图可以在单个碰撞能量下获取，或者在碎裂期间对一系列碰撞能量求平均。

在此类实施例中，消除对诸如四极Q1之类的第二质量过滤设备的需要显著减少了串联质谱仪的低压力区域中的污染问题。它还降低了仪器的复杂性。一般而言，第二质量过滤设备可以提供比使用单个离子导向质量过滤器更高的质量分辨率。但是，因为在DIA实验中使用了较宽的前体离子质量选择窗口，所以离子导向质量过滤器Q0的质量分辨率降低不会造成任何问题。

但是，在各种实施例中，多极离子导向质量过滤器Q0也可以被用作第二质量过滤器Q1的预过滤器。在质量预过滤中，用于第一质量过滤器Q0的多个前体离子质量选择窗口中的每个窗口被用于预过滤用于第二质量过滤器Q1的多个不同前体离子质量选择窗口中的对应窗口的离子，这些窗口被用于实现DIA方法。因此，第一质量过滤器Q0的前体离子质量选择窗口被配置为具有比其对应的第二质量过滤器Q1的前体离子质量选择窗口更大的质量或m/z宽度。

图16是示出根据各种实施例的离子导向器如何通过使用第一质量过滤器Q0的前体离子质量选择窗口来预过滤第二质量过滤器Q1的前体离子质量选择窗口来执行质量预过滤的示例性图400。在图16中，第二质量过滤器Q1的五个不同的前体离子质量数选择窗口410被选择用于DIA方法，以跨越M1和M6之间的前体离子质量范围。此外，第一质量过滤器Q0的五个不同前体离子质量选择窗口420中的每个窗口被计算以预过滤第二质量过滤器Q1的五个不同前体离子质量选择窗口410中的窗口。

如图16中所示，第一质量过滤器Q0的不同前体离子质量选择窗口420中的每个窗口具有比其对应的第二质量过滤器Q1的不同前体离子质量选择窗口410的窗口更大的带宽。在这个示例中，第一质量过滤器Q0的每个窗口420具有比其对应的第二质量过滤器Q1的离子选择窗口410更低的低m/z截止和更高的高m/z截止。这减少了低质量污染和更麻烦的高质量污染。

但是，预过滤离子并非没有成本。如下所述，至少在重新填充第一质量过滤器Q0所需的时间上存在成本。因此，在各种实施例中，第一质量过滤器Q0的一个窗口可以被用于预过滤第二质量过滤器Q1的两个或更多个窗口。在一些此类实施例中，第一质量过滤器Q0的窗口跨越的m/z比范围大于与第二质量过滤器Q1的两个连续离子选择窗相关联的m/z比的组合范围。

举例来说，图17是示出根据各种实施例的离子导向器Q0如何使用一个前体离子质量选择窗口为第二质量过滤器Q1的两个不同的前体离子质量选择窗口进行预过滤来执行质量预过滤的示例性图500。在图17中，第二质量过滤器Q1的四个不同的前体离子质量选择窗口510被选择用于DIA方法，以跨越M1和M5之间的前体离子质量范围。此外，第一质量过滤器Q0的两个不同的前体离子质量选择窗口520中的每个窗口被计算以预过滤第二质量过滤器Q1的四个不同前体离子质量选择窗口510中的两个窗口。虽然这个示例示出了第一质量过滤器Q0的带通窗口覆盖第二质量过滤器Q1的两个不同的前体离子质量选择窗口，但是第一质量过滤器Q0的带通窗口覆盖用于第二质量过滤器Q1的多于两个不同的选择窗口也是可能的，例如，3、4、5等。

在各种实施例中，可以通过将定制的波形施加到离子导向杆来执行由第一质量过滤器Q0进行的质量过滤或预过滤，例如，使用多个分段的离子导向杆，或使用放置在离子导向杆之间的辅助电极。举例来说，在一些实施例中，可以通过将不同频率的梳状物应用到多极离子导向器的杆(即，第一质量过滤器Q0)来施加定制的波形。不同频率的组合指定不传输的质量。换句话说，第一质量过滤器Q0的前体离子质量选择窗口是通过将RF信号以对应频率施加到多极离子导向器的杆来排除窗口外的质量而形成的。

图18是根据各种实施例的具有可以被用于质量过滤或预过滤的分段杆的质量过滤器Q0的多极离子导向器610的示例性图600。多极离子导向器610包括分段的杆集合620。分段的杆集合620的每个杆与中心纵向轴线630间隔开并沿着中心纵向轴线630延伸。分段的杆集合620的每个杆也被分段成三个不同的纵向区段。这些区段是第一区段621、中间区段622和最后区段623。第一区段621被用于接收和冷却从离子源601进入多极离子导向器610的离子。最后区段623用于传输来自多极离子导向器的离子610。中间区段622用于过滤或预过滤离子。

如在常规四极质量过滤器Q1中那样，RF电信号的RF电压641和DC电信号的DC电压642被施加到中间区段622的杆区段。处理器或控制器640施加或控制这些电信号。RF电压641指定用于多极离子导向器610(即，质量过滤器Q0)的前体离子质量选择窗口的低m/z截止，并且DC电压642指定用于多极离子导向器610(即，质量过滤器Q0)的前体离子质量选择窗口的高m/z截止。对相关领域的技术人员来说清楚的是，分段的质量过滤器Q0可以包括任何数量的区段并且任何区段都可以被用于过滤或预过滤离子。

上面提到的'832申请和'371申请描述了利用多极离子导向器Q0的系统和方法，多极离子导向器Q0可以从离子源接收离子以传输到下游质谱仪组件，但防止污染离子传输到质谱仪的低压室中。'832申请和'371申请通过引用整体并入本文。将DC信号提供给插在多极杆集合内的辅助电极，以控制或操纵来自多极离子导向器Q0的离子传输。

图19是示出'832申请和'371申请的多极离子导向器720(即，Q0)的示例性图700，可以在其上实现各种实施例。在图19中，由离子源设备701生成的离子可以通过相继穿过孔板702和引射器(skimmer)703中的孔而被提取成相干离子束。离子形成窄且高度聚焦的离子束，其通过引射器孔径711进入离子导向室710。

多极离子导向器720容纳在离子导向室710内。多极杆集合730的杆包围多极离子导向器720的中心轴并沿着其延伸，从而限定高度聚焦的离子束的离子通过其传输的空间。多极离子导向器720还包括沿着多极离子导向器720的一部分延伸并插在多极杆集合730的杆之间的辅助电极740。

多极离子导向器720使用多极杆集合730和辅助电极740来带通过滤高度聚焦的离子束的离子。RF电压和DC偏移电压被施加到多极杆集合730的杆上。RF电压指定带通滤波器的低m/z截止。DC电压751被施加到辅助电极740。例如，使用处理器或控制器750施加DC电压751。DC电压751与施加到多极杆集合730的杆的DC偏移电压之间的相对差异为带通滤波器指定了高m/z截止。换句话说，辅助电极740的DC电压751被用于指定带通滤波器的高m/z截止。

由多极杆集合730和多极离子导向器720的辅助电极740过滤的离子被传输到低压室760。例如，离子通过IQ1透镜761从离子导向室710传输到低压室760。对于相关领域技术人员来说清楚的是，质谱仪可以包括附加的真空级，加的真空级可以包括附加的离子导向器。在上述实施例中的一些当中，本教导可以通过配置在SCIEX品牌质谱仪中使用的离子导向器和质量过滤器来实现。离子导向器Q0通常在具有大约1-12mTorr压力范围的真空级内操作，但也可以采用其它压力。其它离子导向器也可以被用于产生带通，包括在各种其它压力范围内操作的离子导向器。

图20是'832申请和'371申请的辅助电极的示例性透视图800，可以基于本教导在其上实现各种实施例。如图20中所示，辅助电极740可以包括四个T形电极840，其具有基部分850和从其延伸的茎部分860。电极840的长度可以是10mm并且茎860的长度可以是近似6mm。电极840可以耦合到安装环842，安装环842可以安装到多极离子导向器的期望位置。在其它实施例中，电极840可以具有不同的长度并且茎860可以具有不同的长度。电极维度可以针对不同的工作流程或离子导向杆几何形状进行优化。

示例性安装环842可以包括用于牢固地接合多极离子导向器的杆(例如，如虚线所示的杆720a)的凹口。如图所示，单根引线844可以耦合到DC电源(未示出)并且还可以电耦合到电极840中的一个或多个。可以向所有电极840施加相同的DC电压，或者可以向不同的电极840施加不同的DC电压。在一些实施例中，相对的电极可以具有正DC电位并且相邻的对可以具有负DC电位。在附加的实施例中，施加到两对电极的电位可以偏移或对称地部署在Q0杆的DC偏移电位周围。

图21是'371申请的多极离子导向器Q0的示例性横截面图900，可以在其上实现各种实施例。在图21中，多极离子导向器720被描绘为包括四个杆930a和930b的集合的四极。杆930a和930b包围多极离子导向器720的中心轴并沿着其延伸，从而限定离子传输通过的空间。

多极离子导向器720还包括也沿着中心轴(以虚线示出)延伸的插入在多极离子导向器720的四极杆930a和930b之间的多个辅助电极940。每个辅助电极940可以通过四极杆930a和930b的杆与另一个辅助电极940分开。另外，辅助电极940中的每一个可以邻近第一对的杆930a和第二对的杆930b部署并位于它们之间。

当四极杆930a和930b维持在DC偏移电压时，第一RF电压以第一频率和第一相位施加到第一组杆930a并且处于相反电位的第二RF电压(例如，与第一RF电压具有相同振幅(Vp-p))施加到第二组杆930b，可以对辅助电极940施加多种辅助电信号。如图21中所示，每个辅助电极940具有相同振幅的DC电压910。换句话说，所有T形电极940，每个都具有基部分950和茎部分960，被偏置在相同的DC电压910。但是，如前所述，在一些实施例中，一对电极被偏置为相对于杆的DC偏移电压的正电位，而另一对电极可以被偏置为相对于杆的DC偏置电压的负电位。在一些实施例中，正和负电位偏置可以具有相同的幅度。

每个辅助电极940具有不同于施加到四极杆930a和930b的DC偏移电压910的DC电压。因此，如'371申请中所解释的，创建用于多极离子导向器的质量开窗设备。

虽然'832申请和'371申请示出可以将辅助电极应用于多极离子导向器Q0以便在串联质谱法中过滤离子，但迄今为止认为在DIA方法中不可能做到这一点。换句话说，认为完全不可能在使用具有辅助电极的多极离子导向器Q0或任何多极离子导向器Q0的串联质谱仪的相同循环内产生两个或更多个不同的前体离子质量选择窗口。

当前体离子窗口以步进尺寸或扫描方式移动时，DIA方法要求针对多极离子导向器Q0的给定RF电压和辅助电极DC电压的一致且可重现的带通窗口。此外，DIA方法要求多极离子导向器Q0的带通或前体离子质量选择窗口与质量过滤器Q1的前体离子质量选择窗口一样快速地改变，而不限制串联质谱仪的循环时间。

提供以下示例以进一步说明本教导的各个方面，并不一定指示实践本教导的最优方式或可以获得的最优结果。在下文中，当“Q0”修饰其它术语时，被修饰的术语将被理解为与多极离子导向器、质量过滤器、第一质量过滤器、预过滤器等相关联，其以包括如图3和8中所示Q0串联定位的多个杆集合的结构实现。当“Q1”修饰其它术语时，被修饰的术语将被理解为与质量分析器、质量过滤器、第二质量过滤器等相关联，其以图3和8中所示Q1的结构来实现。

示例1

图9A、9B和9C示出了为四段质量过滤器Q0获得的带通窗口的示例，诸如图3中示意性描述的那样，经由以上面讨论的方式向质量过滤器Q0的各个杆施加合适的RF和分辨DC电压。

更具体而言，图9A示出了范围从大约400到大约500Da的带通窗口。这个带通窗口是通过将频率为1.0MHz且零到峰电压振幅为421.5伏特的RF信号施加到Q0C来实现的，施加到电容耦合到Q0C的Q0A、Q0B和Q0D的电压大约是施加到Q0C的电压的90％。A极上的分辨DC电压为+73.4V，B极上的分辨DC电压为-73.4V，结合-6V的偏移电压可以得到A极上+67.4和B极上-79.4的总电压。带通窗口仅由分辨DC电压确定，并且偏移DC电压确定离子的轴向动能并帮助离子继续其轴向运动。

图9B示出了范围从大约700Da到大约800Da的带通窗口，通过应用具有1.0MHz频率和899.6伏的零到峰、极到地振幅以及136.1伏的具有极-地振幅的分辨DC电压的RF信号实现。

图9C示出了范围从大约800到大约1000Da的带通窗口，通过应用具有1.0MHz频率和1009.0伏的零到峰、极到地振幅以及146.8伏的具有极-地振幅的分辨DC电压的RF信号实现。

示例2

如图3中所示的质谱仪被用于获得本节讨论的数据。特别地，图10A和10B中呈现的测量是使用图3中描绘的质量过滤器Q0以及禁止ST1区域中的离子俘获的45°T1和防止ST3中的离子捕获的37°T3完成的。所呈现的数据是用CAD＝0收集的。由于碰撞池Q2中的碰撞，较高的CAD设置将具有进一步减慢离子传输时间的效果。

更具体而言，图10A示出了作为离子质量的函数的从透镜IQ0到检测器122的传输时间，用于

这些测量表明，在所描绘的示例中，如果质量分析器Q1执行测量的时间大约为3毫秒，那么当质量分析器Q1切换到下一个m/z比时，如果下一个离子(例如，上面描述中的m

上述技术还可以扩展到

MS/MS累积时间是在每个前体离子窗口上收集MS/MS信息所花费的时间。一般而言，较窄的前体离子窗口可以实现更好的选择性，而使用更长的MS/MS累积时间以更宽的窗口可以实现更好的灵敏度。

例如，在肽质量范围为400Da至1250Da的纳流蛋白质组学分析中，MS/MS累积时间范围为50ms至100ms，第二质量过滤器Q1的前体窗口范围为10Da至100Da。在一些情况下，当在整个质量范围内应用窄前体窗口(例如，3Da)时，MS/MS累积可以减少到短至20ms以维持循环时间。在要求应用短MS/MS累积的

如上所述，用于实践如上面所讨论的本教导的各个方面的控制器能够以硬件/固件/软件或其组合来实现。举例来说，图11示意性地描绘了控制器1100的实施例，其包括处理器1102、随机存取存储器(RAM)模块1104、永久存储器模块1106和通信总线1108，其允许处理器1102与控制器1100的其它组件通信。在一些实施例中，用于执行控制器1100的不同功能(例如，激活和停用静电偏转器和/或分析由离子检测器产生的检测信号)的各种指令可以存储在永久性存储器模块1106中并且可以在运行时期间由处理器1102传送到RAM模块1104，处理器1102可以执行那些指令以执行相应功能。

示例3

为了确定带有辅助电极的多极离子导向器Q0是否可以被用于DIA方法，进行了几个实验。这些实验调查了Q0带通性能。这些实验是在修改后的串联质谱系统上使用单独的Q0 RF电源进行的。所使用的多极离子导向器Q0是Q0四极杆，四极杆之间插入四个T形辅助电极(T形棒)。使用修改为使这两个参数被改变的固件/软件，辅助电极DC电位(QTB，两对T形棒电极之间的电位差)和Q0 RF电压(Q0A，Vp-p)都是可调的。

进行这些实验以确定：(1)改变施加到T形棒和四极杆Q0的电压是否可以产生Q0前体离子质量选择窗口宽度和位置的广泛选择；(2)Q0前体离子质量选择窗口是否可重现；(3)Q0前体离子质量选择窗口对于一系列不同的化合物是否一致；(4)Q0前体离子质量选择窗口与传输离子电流的大小是否无关；以及(5)Q0四极杆再填充时间是否会显著影响串联质谱仪的循环时间。

(1)

图22是示例性绘图1000，示出了根据各种实施例的施加到四极杆的不同RF电压如何产生不同的前体离子质量选择窗口宽度以及施加到插入多极离子导向器Q0的四极杆之间的T形棒电极的不同DC电压。在绘图1000中，连接数据点的不同线表示施加到四极杆的增加的RF电压(Vp-p，以100V的增加增量从200到2000V的19个电压)。例如，线1001连接了在多极离子导向器Q0的四极杆上施加200V的RF电压时测得的值。类似地，线1019连接当2000V的RF电压施加到多极离子导向器Q0的四极杆时测得的值。

绘图1000示出改变施加到四极杆Q0的T形棒和杆的电压可以产生Q0前体离子质量选择窗口宽度和位置的广泛选择。如上所述，施加到四极杆的RF电压指定低m/z截止值，它定义Q0前体离子质量选择窗口的位置。施加到T形棒的DC电压指定了Q0前体离子质量选择窗口的宽度，这进而又提供了高m/z截止值。

绘图1000示出，对于前体离子质量范围内的给定位置(由特定的RF四极电压指定)，Q0前体离子质量选择窗口的宽度(由特定的DC T形棒电压指定)可以在宽范围上变化(例如，从100-1000Da)。绘图1000还示出，这在广泛的位置范围内是可能的(由可以使用的RF四极电压的整个范围指定)。具有获取的最高质量的窗口由可以递送到Q0杆的最大RF定义。

这种可能的Q0前体离子质量选择窗口位置和宽度的大矩阵意味着有可能使用Q0多极离子导向器Q0的杆和T形棒来创建DIA方法所需的不同窗口。在DIA方法中，Q0前体离子质量选择窗口在质量范围内移动或步进。因此，由RF四极电压指定的窗口位置不断改变。例如，线1020示出不同的DC T形棒电压值可以用于移动(通过增加RF四极电压)跨质量范围的宽度为150Da的固定Q0前体离子质量选择窗口。

在DIA方法中，前体离子质量选择窗口宽度可以随着窗口在质量范围内移动而增加。例如，线1030示出不同的DC T形棒电压值可用于移动Q0前体离子质量选择窗口，随着所述窗口在质量范围内移动，该窗口的宽度从100Da增加到250Da。

最后，在DIA方法中，前体离子质量选择窗口在不同的质量位置可以具有不同的宽度。例如，曲线1040示出不同的DC T形棒电压值可用于移动Q0前体离子质量选择窗口，该窗口的宽度从质量范围开始时的450Da开始，在质量范围的中间减小到150Da，并在质量范围结束时增加回450Da。

图23是根据各种实施例的图22中所示的相同数据的示例性绘图图1100，示出了可以使用包括四极杆和插在它们之间的T形棒的多极离子导向器Q0产生的不同中心质量位置和宽度。绘图1100示出改变施加到四极杆Q0的T形棒和杆的电压可以产生Q0前体离子质量选择窗口宽度和中心质量位置的广泛选择。

在绘图1100中，连接数据点的不同线表示施加到四极杆的增加的RF电压(Vp-p，以100V的增加增量的从200到2000V的19个电压)。例如，线1101连接当200V的RF电压施加到Q0多极离子导向器Q0的四极杆时测得的值。类似地，线1119连接当2000V的RF电压施加到多极离子导向器Q0的四极杆时测得的值。

绘图1100中由RF电压线连接的点表示不同的DC T形棒电压。在每条RF电压线内，DC T形棒电压从绘图的右侧向左侧增加。

类似于图22，图23的绘图1100示出了可能的Q0前体离子质量选择窗口位置和宽度的大矩阵。这再次表明，有可能使用多极离子导向器Q0的杆和T形棒来创建DIA方法所需的不同窗口。线1120、线1130和曲线1140示出不同的DC T形棒电压值可用于移动(连同增加RF四极电压)分别具有固定、增加和可变宽度的Q0前体离子质量选择窗口。

(2)

图24是示出根据各种实施例的分别施加到多极离子导向器Q0的四极杆和T形棒的不同RF四极杆电压和DC T形棒电压以在不同的质量位置产生150Da Q0前体离子质量选择窗口的示例性表1200。表1200示出窗口宽度对于所有十一个不同的中心质量位置是可再现的。

(3)

使用多极离子导向器Q0分析利血平样本、211种已知化合物的混合物和牛血清白蛋白(BSA)消化物，该多极离子导向器Q0包括四极杆和插在它们之间的T形棒。将2000V

(4)离子电流量值独立性

使用多极离子导向器Q0分析以五种不同稀释度(×2、×10、×100、×1000和×10000)制备的211种已知化合物的混合物，该多极离子导向器Q0包括四极杆和插在它们之间的T形棒。所使用的Q0前体离子质量选择窗口在所使用的混合物的不同浓度之间没有变化，即使这些浓度在多个数量级之间变化。因此，发现Q0前体离子质量选择窗口与离子电流强度无关。

(5)

在包括四极杆和插在它们之间的T形棒的多极离子导向器Q0中，Q0/T形棒和下一个质谱仪组件之间的区域仅包含已选择的特定窗口内的离子。当该窗口改变时，需要时间用新离子重新填充T形棒的下游的区域。根据初步测试，估计Q0重新填充时间<5ms(考虑3ms循环时间)。

在典型的DIA方法中，每个前体离子质量选择窗口的累积时间在50ms到100ms的范围内。因此，可以使用包括四极杆和T形棒的多极离子导向器Q0，而不会显著影响Q1扫描速度和循环时间。

在初步测试中，RF四极杆电压是固定的，仅改变DC T形棒电压以生成两个Q0前体离子质量选择窗口。MRM以2ms的驻留时间和1ms的暂停时间运行。Q0重新填充时间是根据第二窗口离子强度的上升时间估计的。注意的是，DC T形棒电压可以使用例如商业透镜放大器(750V透镜)快速改变，对于透镜模块的输出端处-750Vdc至+750Vdc的完整直流摆幅(swing)，上升和下降时间分别为～180μs和～50μs。

在各种实施例中，Q0前体离子质量选择窗口可以耦合到Q1前体离子质量选择窗口，以同时滤除Q1前体m/z范围之外的不想要的离子。为了实现这一点，如图16中所示操作带有多极杆集合和辅助电极的Q0多极离子导向器。

在常规的DIA方法中，Q1前体离子质量选择窗口基于Q1 RF电压和DC分辨率偏移电压进行校准，其中RF电压定义低m/z截止，并且DC电压定义窗口宽度。例如，在扫描

图25是示出根据各种实施例的施加到多极离子导向器Q0的辅助电极的DC电压如何随施加到多极离子导向器Q0的多极杆集合的RF电压变化以维持恒定的Q0前体离子质量选择窗口宽度的示例性绘图1300。随着施加到Q0多极离子导向器的多极杆集合的RF电压增加，150Da Q0前体离子质量选择窗口宽度得以保持。绘图1300示出施加到多极离子导向器Q0的辅助电极的DC电压(QTB)以便在RF电压增加时保持150Da窗口宽度。

对于相关领域的技术人员将清楚的是，可以使用替代的离子导向器带通方法来选择更窄的Q0前体离子质量选择窗口宽度，诸如对其施加RF和DC电位的分段的Q0。

绘图1300示出，在具有多极杆集合和辅助电极的多极离子导向器Q0中，对于给定的质量窗口高m/z截止，施加到辅助电极的DC电压(QTB)与施加到多极杆集合的RF电压成线性比例。对于给定的RF电压，可以通过调整T形棒DC电压来实现各种窗口宽度，这确定了高m/z截止。因此，有可能实现宽度和质量位置与Q1前体离子质量选择窗口同步的Q0前体离子质量选择窗口，如图16中所示。

Q0前体离子质量选择窗口的低质量侧和高质量侧都可以与Q1前体离子质量选择窗口同步。低质量截止通过同步Q1和Q0杆上的RF电压来链接。这可以通过使用标准仪器中的任一RF发生器或通过使用分开的RF发生器来实现。在标准仪器中，使用一个RF电源，并且Q0 RF信号电容耦合到Q1 RF信号。因此，Q0和Q1上的RF电压改变被同步，并且例如，在标准仪器上，Q0 RF信号振幅近似为Q1 RF信号振幅的2/3。

与质量过滤器Q1相比，这个差异允许离子导向器Q0传输来自较低质量的离子(在这种情况下差异可以是～100至200Da)。当离子导向器Q0由分开的电源控制时，Q0 RF电压可以基于DIA方法的电源频率和窗口设置(低质量侧)链接到Q1 RF电压。可以设置Q0 RF电压以创建低质量截止，该截止略低于Q1窗口中的低质量端(例如，通过将Q0 RF振幅降低一定偏移量)。

通过控制辅助电极的DC电压，可以将高质量侧的Q0前体离子质量选择窗口链接到Q1前体离子质量选择窗口。由于绘制使用离子导向器Q0作为带通滤波器时辅助电极的DC电压对质量位置和窗口宽度的依赖性，如图22和图23中所示，因此有可能设置辅助电极的DC电压，以基于DIA方法中的质量窗口设置实现期望的带通窗口。

可以将DC电压调整为m/z略高于Q1窗口中的高质量端的带通离子。随着前体窗口从低质量步进到高质量，DC电压随着RF电压的增加而增加。电压值可以基于DIA方法中的窗口设置自动设置，从而使Q0带通窗口与DIA循环中的Q1前体窗口同步。带通窗口的宽度将取决于使用哪种Q0带通方法。

图26是示出根据各种实施例的用于使Q0前体离子质量选择窗口与Q1前体离子质量选择窗口同步的方法1400的示例性流程图。在方法1400的步骤1410中，创建DIA方法，并且定义用于跨越分析的整个质量范围的每个Q1前体离子质量选择窗口的开始和结束质量。

如果使用标准的RF控制方法，那么步骤1410移动到步骤1420。在步骤1420中，基于Q1 RF电压计算低m/z截止，并且跨越分析的整个质量范围内为每个Q1前体离子质量选择窗口定义Q0前体离子质量选择窗口的高m/z截止。

在步骤1430中，跨整个质量分析范围为每个Q1前体离子质量选择窗口定义辅助电极的DC电压(创建预过滤方法)。在步骤1440中，通过结合DIA方法和DC电压控制方法以同步来建立方法表。

如果使用分开的RF控制，那么步骤1410移动到步骤1450。在步骤1450中，跨分析的整个质量范围为每个Q1前体离子质量选择窗口定义Q0前体离子质量选择窗口的宽度以及低和高m/z截止。

在步骤1460中，在整个质量分析范围内为每个Q1前体离子质量选择窗口定义(创建预过滤方法)施加到多极杆集合的Q0 RF电压和施加到辅助电极的DC电压。

方法1400的分开的RF控制允许更灵活地控制低质量侧的Q0前体离子质量选择窗口以及这些窗口比Q1前体离子质量选择窗口宽多少。常规的DIA方法在5到50Da的范围内应用Q1窗口。在各种实施例中，Q0窗口的宽度为150Da，Q1窗口位于这个150Da窗口的中心以获得最佳性能。当使用一个RF发生器向Q0和Q1施加RF电压时，虽然Q0与Q1之间的低质量截止差异不可调(～100至200Da)，但可以设置DC电位以传送更宽的Q0窗口，诸如300Da，以确保Q1窗口被覆盖。

在扫描

各种实施例的一个优点是对Q0前体离子质量选择窗口的高m/z截止的灵活控制。如图22和23中所示，窗口宽度可以在整个质量范围内被控制为固定值，或者以增加/减小的次序改变，或者基于DIA方法定制为可变窗口。例如，许多应用使用经优化的可变前体离子质量选择窗口，以使用小窗口传输高强度m/z范围并使用大窗口传输低强度m/z范围，作为平衡灵敏度与选择性的方法。图26的示例流程图具体是指Q0 T形棒用于创建带通的实施例。对于相关领域的技术人员清楚的是，本教导涉及在第一质量分析器上游的一个或多个高压区域中产生带通的任何方法。图26中流程图的具体步骤将因不同的带通方法而异。

图27是示出根据各种实施例的使用多极离子导向质量过滤器的DIA方法中质量过滤前体离子的系统的示意图1500。图27的系统包括离子源设备1510、串联质谱仪1520和处理器1550。

离子源设备1510电离样本的一种或多种化合物，从而产生离子束。离子源设备1510被示为与串联质谱仪1520分离的设备。在各种替代实施例中，离子源设备1510是串联质谱仪1520的组件。离子源设备1510可以是本领域中已知的任何离子源，包括但不限于电喷雾离子源(ESI)设备或化学电离(CI)源设备，诸如大气压化学电离源(APCI)设备或大气压光电离(APPI)源设备。

串联质谱仪1520包括离子导向室1530和部署在离子导向室1530中的多极离子导向器1531。离子导向室1530包括用于接收由离子源设备1510生成的离子的入口孔口1532和用于将离子从离子导向室1530传输到容纳至少一个碎裂设备1541的真空室1540中的至少一个出口孔隙1533。

在图27的系统中，串联质谱仪1520还包括定位在真空室1540中的飞行时间(TOF)质量分析器1542。本领域普通技术人员可以认识到的是，串联质谱仪1520的任何组件可以包括其它类型的质谱法设备，包括但不限于离子阱、轨道阱、四极设备、离子迁移率设备或傅立叶变换离子回旋共振(FT-ICR)设备。这也可以包括附加的泵级和离子导向器。

处理器1550接收跨越为DIA方法选择的前体离子质量范围的多个不同前体离子质量选择窗口。处理器1550计算两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口，用于在串联质谱仪1520的相同时间循环内从多个不同的前体离子质量选择窗口进行传输。

在串联质谱仪1520的多个时间循环中的每个循环时间期间，对于多个不同前体离子质量选择窗口中的每个选择窗口，处理器1550指示多极离子导向器1531传输来自两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口中的多极离子导向器前体离子质量选择窗口内的离子束的前体离子。多极离子导向器前体离子质量选择窗口的宽度大于或等于选择窗口的宽度，并包括选择窗口的质量范围。

在各种实施例中，多极离子导向器1531是串联质谱仪1520的唯一质量过滤器。为在每个循环时间期间的传输而计算的两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口是多个不同的前体离子质量选择窗口。多极离子导向器1531将前体离子从离子束直接传输到串联质谱仪1520的至少一个碎裂设备1541。在串联质谱仪的多个时间循环中的每个循环时间期间，对于多个不同前体离子质量选择窗口中的每个选择窗口，处理器1550还指示多极离子导向器1531传输来自两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口中具有等于选择窗口的宽度的宽度的多极离子导向器前体离子质量选择窗口内的离子束的前体离子，如图15中所示。

在各种实施例中，处理器1550通过向多极离子导向器1531施加RF电压以指定多极离子导向器前体离子质量选择窗口的低m/z截止并施加DC电压以指定多极离子导向器前体离子质量选择窗口的高m/z截止来指示多极离子导向器1531传输前体离子。

在各种实施例中，多极离子导向器1531包括杆集合和多个辅助电极，就像图19的多极离子导向器。杆集合包括第一组杆和第二组杆。每个杆与中心纵向轴线间隔开并沿着中心纵向轴线延伸。多个辅助电极还沿着杆集合的至少一部分杆与中心纵向轴线间隔开并沿着中心纵向轴线延伸。多个辅助电极中的至少一个辅助电极插在杆集合的各个杆之间，使得每个辅助电极与第一组杆中的单个杆和第二组杆中的单个杆相邻。

处理器1550进一步将RF电信号的电压施加到杆集合以指定多极离子导向器前体离子质量选择窗口的低m/z截止。处理器1550将DC电压施加到多个辅助电极以指定多极离子导向器前体离子质量选择窗口的高m/z截止。

在各种实施例中，多极离子导向器1531包括分段的杆集合，就像图18的多极离子导向器。分段的杆集合中的每个杆与中心纵向轴线间隔开并沿着中心纵向轴线延伸。分段的杆集合中的每个杆也被分段成相同的三个或更多个不同的纵向区段。这些不同的纵向区段至少包括用于接收进入多极离子导向器的离子的第一区段、用于传输来自多极离子导向器的离子的最后区段，以及位于第一区段和最后区段之间的中间区段。

处理器1550进一步将RF电信号的电压施加到带通区段的杆区段以指定多极离子导向器前体离子质量选择窗口的低m/z截止。处理器1550将DC电压施加到中间区段的杆区段以指定多极离子导向器前体离子质量选择窗口的高m/z截止。

在各种实施例中，多极离子导向器1531是非分段的杆集合并且不包括辅助电极。但是，一般而言，单独的非分段的离子导向器与RF/DC在当前使用的压力下不能有效地通过带。离子在离子导向器的入口处可以具有宽范围的径向振幅。因此，单个RF/DC组合基于离子的径向位置值过滤离子。因此，随着分辨DC值的增加，离子强度可能急剧下降。这与碰撞冷却的离子不同，诸如在分段的离子导向器中产生的离子。

在各种实施例中，多极离子导向器1531可以被配置为串联质谱仪1520的质量过滤设备(未示出)的预过滤器。例如，串联质谱仪1520还可以包括定位在多极离子导向器1531和碎裂设备1541之间的质量过滤设备。例如，质量过滤器可以位于真空室1540中。多极离子导向器1531进一步将前体离子从离子束直接传输到质量过滤设备。

在串联质谱仪的多个时间循环中的每个循环时间期间，对于多个不同前体离子质量选择窗口中的每个选择窗口，处理器1550还指示多极离子导向器1531传输来自两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口中具有大于每个选择窗口的宽度的宽度的多极离子导向器前体离子质量选择窗口内的离子束的前体离子。处理器1550指示质量过滤设备在每个选择窗口内传输从多极离子导向器1531接收的前体离子。

在各种实施例中，由多极离子导向器1531接收的RF电信号电容耦合到由质量过滤设备接收的RF电信号。具体而言，处理器1550可以将RF电压施加到多极离子导向器，对于每个选择窗口，该多极离子导向器电容耦合到由质量过滤设备接收的RF信号。这样做使得由多极离子导向器1531接收的RF电信号的电压为每个选择窗口指定低m/z截止，对于每个选择窗口，其与由质量过滤设备接收的RF信号的电压相同或为其一小部分。

在各种实施例中，由多极离子导向器1531接收的RF电压是由质量过滤设备接收的RF电压的一小部分。具体而言，针对每个选择窗口施加到多极离子导向器1531的RF电压针对每个选择窗口与由质量过滤设备接收的RF信号电容耦合。这样做使得由多极离子导向器接收的RF电压为每个选择窗口指定低m/z截止，对于每个选择窗口，其为由质量过滤设备接收的RF信号电压的一小部分。而且，多极离子导向器1531中每个选择窗口的低m/z截止具有比质量过滤设备中用于每个选择窗口的低m/z截止更低的m/z值。

在各种实施例中，多极离子导向器1531和质量过滤设备具有不同的RF信号源。具体而言，处理器1550通过将来自与由质量过滤设备针对每个选择窗口接收的RF信号不同的信号源的RF电信号的电压施加到多极离子导向器1531来将RF电信号的电压施加到多极离子导向器1531。

在各种实施例中，一个多极离子导向器前体离子质量选择窗口可以被用于两个或更多个不同的前体离子质量选择窗口，如图17中所示。具体而言，对于多个不同前体离子质量选择窗口中的至少两个不同选择窗口，处理器1550指示多极离子导向器1531使用两个或更多个不同多极离子导向器前体离子质量选择窗口中的相同多极离子导向器前体离子质量选择窗口传输前体离子。

在各种实施例中，处理器1550使用查找表计算两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口。例如，查找表得自实验数据，如图22和23中所示的数据。

处理器1550可以是但不限于计算机、微处理器、图29的计算机系统，或能够从串联质谱仪发送和接收控制信号和数据并处理数据的任何设备。处理器1550与离子源设备1510和串联质谱仪1520通信。处理器1550被示为分开的设备但可以是串联质谱仪1520或另一个设备的处理器或控制器。处理器1550控制或指示串联质谱仪1520或其组件，例如，通过控制串联质谱仪1520的一个或多个电压源、一个或多个阀，或一个或多个泵(未示出)。

图28是示出根据各种实施例的使用多极离子导向质量过滤器在DIA方法中质量过滤前体离子的方法1600的流程图。在方法1600的步骤1610中，使用处理器接收跨越为DIA方法选择的前体离子质量范围的多个不同前体离子质量选择窗口。在步骤1620中，使用处理器从多个不同的前体离子质量选择窗口计算两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口以用于在串联质谱仪的同一时间循环期间的传输。串联质谱仪包括离子导向室和部署在离子导向室中的多极离子导向器。离子导向室包括用于接收由离子源设备生成的离子的入口孔口和用于将离子从离子导向室传输到容纳至少一个碎裂设备的真空室中的至少一个出口孔隙。在步骤1630中，在串联质谱仪的多个时间循环中的每个循环期间，对于多个不同的前体离子质量选择窗口中的每个选择窗口，使用处理器指示串联质谱仪的多极离子导向器传输来自两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口中的多极离子导向器前体离子质量选择窗口内的离子束的前体离子。多极离子导向器前体离子质量选择窗口的宽度大于或等于每个选择窗口的宽度，并包括每个选择窗口的质量范围。

图29是图示在其上可以实现本教导的实施例的计算机系统1800的框图。计算机系统1800包括总线1802或用于传送信息的其它通信机制，以及与总线1802耦合以用于处理信息的处理器1804。计算机系统1800还包括耦合到总线1802的存储器1806，其可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储设备，用于存储要由处理器1804执行的指令。存储器1806还可以被用于在执行要由处理器1804执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。计算机系统1800还包括耦合到总线1802的只读存储器(ROM)1808或其它静态存储设备，用于存储用于处理器1804的静态信息和指令。提供诸如磁盘或光盘之类的存储设备1810，并将其耦合到总线1802以存储信息和指令。

计算机系统1800可以经由总线1802耦合到显示器1812，诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，以向计算机用户显示信息。包括字母数字键和其它键的输入设备1814耦合到总线1802，用于将信息和命令选择传送到处理器1804。用户输入设备的另一种类型是光标控件1816，诸如鼠标、轨迹球或光标方向键，用于将方向信息和命令选择传送到处理器1804并用于控制显示器1812上的光标移动。这种输入设备通常在两个轴(即，第一轴(即，x)和第二轴(即，y))上具有两个自由度，这允许设备指定平面中的位置。

在一些实施例中，可以采用计算机系统1800来实现本教导。与本教导的某些实施方式一致，响应于处理器1804执行存储器1806中包含的一个或多个指令的一个或多个序列，由计算机系统1800提供结果。此类指令可以从诸如存储设备1810之类的另一个计算机可读介质读入存储器1806。存储器1806中包含的指令序列的执行使处理器1804执行本文所述的过程。可替代地，可以使用硬连线电路系统代替软件指令或与软件指令结合使用以实现本教导。因此，本教导的实施方式不限于硬件电路系统和软件的任何特定组合。

在各种实施例中，计算机系统1800可以跨网络连接到一个或多个其它计算机系统，如计算机系统1800，以形成联网的系统。网络可以包括私有网络或公共网络，诸如互联网。在联网的系统中，一个或多个计算机系统可以存储数据并将数据提供给其它计算机系统。在云计算场景中，存储和提供数据的一个或多个计算机系统可以被称为服务器或云。例如，一个或多个计算机系统可以包括一个或多个网络服务器。例如，向服务器或云发送数据和从服务器或云接收数据的其它计算机系统可以被称为客户端或云设备。

如本文所使用的，术语“计算机可读介质”是指参与向处理器1804提供指令以供执行的任何介质。这种介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输选择介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如存储设备1810。易失性介质包括动态存储器，诸如存储器1806。传输介质包括同轴线缆、铜线和光纤，包括构成总线1802的布线。

计算机可读介质或计算机程序产品的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其它磁介质，CD-ROM、数字视频盘(DVD)、蓝光盘、任何其它光学介质，拇指驱动器、存储卡、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储芯片或盒带，或计算机可以从中读取的任何其它有形介质。

各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携带到处理器1804以供执行。例如，指令最初可以被携带在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统1800本地的调制解调器可以在电话线上接收数据并使用红外发送器将数据转换成红外信号。耦合到总线1802的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据并将数据放置在总线1802上。总线1802将数据携带到存储器1806，处理器1804从存储器1806检索并执行指令。由存储器1806接收的指令能够可选地在处理器1804执行之前或之后存储在存储设备1810上。

根据各种实施例，被配置为由处理器执行以执行方法的指令存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是存储数字信息的设备。例如，计算机可读介质包括如本领域中已知的用于存储软件的光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质由适于执行被配置为执行的指令的处理器访问。

为了说明和描述的目的，已经给出了本教导的各种实施方式的描述。它不是详尽的并且不将本教导限制到所公开的精确形式。鉴于以上教导，修改和变化是可能的，或者可以从本教导的实践获取。此外，所描述的实施方式包括软件，但是本教导可以被实现为硬件和软件的组合或者单独地实现为硬件。本教导可以用面向对象和非面向对象的编程系统来实现。

在各种实施例中，计算机程序产品包括有形的计算机可读存储介质，其内容包括具有在处理器上执行的指令的程序，以便使用多极离子导向质量过滤器执行在DIA方法中质量过滤前体离子的方法。这种方法由包括一个或多个不同软件模块的系统执行。

图30是根据各种实施例的系统1700的示意图，该系统1700包括一个或多个不同的软件模块，这些软件模块执行用于使用多极离子导向质量过滤器在DIA方法中对前体离子进行质量过滤的方法。系统1700包括输入模块1710、分析模块1720和控制模块1730

输入模块1710接收跨越为DIA方法选择的前体离子质量范围的多个不同前体离子质量选择窗口。分析模块1720计算两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口，用于在串联质谱仪的同一时间循环期间从多个不同的前体离子质量选择窗口传输。串联质谱仪包括离子导向室和部署在离子导向室中的多极离子导向器。离子导向室包括用于接收由离子源设备生成的离子的入口孔口和用于将离子从离子导向室传输到容纳至少一个碎裂设备的真空室中的至少一个出口孔隙。

控制模块1730，在串联质谱仪的多个时间循环中的每个循环期间，针对多个不同的前体离子质量选择窗口中的每个选择窗口，指示串联质谱仪的多极离子导向器传输来自两个或更多个不同的多极离子导向器前体离子质量选择窗口中具有大于或等于每个选择窗口的宽度的宽度并且包括每个选择窗口的质量范围的多极离子导向器前体离子质量选择窗口内的离子束的前体离子。

虽然结合各种实施例描述了本教导，但是并不意图将本教导限于此类实施例。相反，本领域技术人员将认识到的是，本教导涵盖各种替代方案、修改和等同形式。

另外，在描述各种实施例时，说明书可能已经给出了作为特定步骤顺序的方法和/或过程。但是，就该方法或过程不依赖于本文阐述的步骤的特定次序而言，该方法或过程不应当限于所描述的步骤的特定顺序。如本领域普通技术人员将认识到的，步骤的其它顺序可以是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定次序不应当被解释为对权利要求的限制。此外，针对方法和/或过程的权利要求不应当限于以所写次序执行其步骤，并且本领域技术人员可以容易地认识到，顺序可以变化并且仍然在各种实施例的精神和范围之内。

本领域的普通技术人员将认识到的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行各种改变。