用于电子捕获解离的电子束节流
阅读说明：本技术 用于电子捕获解离的电子束节流 (Electron beam throttling for electron capture dissociation ) 是由 马场崇 P·鲁米恩 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：在一方面,公开了一种用于在质谱仪中使用的电子-离子反应模块(例如,电子捕获解离模块),该电子-离子反应模块包括：腔室；电子源,用于产生电子并将电子引入腔室中；栅极电极,相对于电子源和腔室定位；以及DC电压源,操作地耦接到栅极电极,用于向栅极电极施加控制电压。电子-离子相互作用模块还可以包括控制器,该控制器可操作地耦接到DC电压源并被配置用于调整施加到栅极电极的DC电压以调整进入腔室中的电子流。(In one aspect, an electron-ion reaction module (e.g., an electron capture dissociation module) for use in a mass spectrometer is disclosed, the electron-ion reaction module comprising: a chamber; an electron source for generating electrons and introducing the electrons into the chamber; a gate electrode positioned relative to the electron source and the chamber; and a DC voltage source operatively coupled to the gate electrode for applying a control voltage to the gate electrode. The electron-ion interaction module can also include a controller operatively coupled to the DC voltage source and configured to adjust the DC voltage applied to the gate electrode to adjust the flow of electrons into the chamber.)
相关美国申请
本申请要求于2018年10月9日提交的美国临时申请No.62/743,265的优先权的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本教导涉及用于质谱仪中的电子-离子相互作用的系统和方法。
背景技术
本教导总体上涉及适合在质谱法中使用的用于电子捕获解离的系统和方法。
诸如MS/MS之类的串联质谱法涉及质量选择的多个阶段，其中在某些阶段之间发生离子碎裂。离子碎裂的一种方法包括电子捕获解离(ECD)。在ECD中，离子可以捕获一个或多个电子，并且随后经历解离为碎片产物离子。充足数量的电子对于高碎裂产率是必要的。然而，如果反应腔室中的电子的数量太高，则可以造成碎裂的产物离子的不期望的中和及其内部碎裂，这可以显著降低信噪(S/N)比。另外，电子捕获效率与离子电荷的平方成比例。因此，对于具有不同电荷状态的离子而言，用于电子捕获的最佳条件可以是不同的。另外，用于电子捕获的最佳条件可以根据反应设备中的离子的总数量而变化。因此，期望的是具有用于基于所研究的化合物的性质来调整电子辐照的方法和系统。
调整电子辐照的一种常规方式是通过改变流过电子发射灯丝的电流来调节电子发射灯丝的温度。但是，这种方法可以是缓慢的、非线性的，并且可以由于灯丝发射表面的磨损而表现出因仪器而异的可变性。
因此，需要用于在质谱仪中实现电子-离子相互作用的改进的方法和系统，并且更具体地，需要用于电子捕获解离的改进的方法和系统。
发明内容
在一方面中，公开了一种用于在质谱仪中使用的电子-离子反应模块(例如，电子捕获解离模块)，该电子-离子反应模块包括：腔室；电子源，用于产生电子并将电子引入腔室中；栅极电极，相对于电子源和腔室定位；以及DC电压源，操作地耦接到栅极电极，用于向栅极电极施加控制电压。该电子-离子相互作用模块还可以包括控制器，该控制器可操作地耦接到DC电压源并被配置用于调整施加到栅极电极的DC电压以调整进入腔室中的电子流。
在一些实施例中，控制器可以通过在多个离散电压电平之间切换施加到栅极电极的DC电压来调整DC电压。举例来说，所述离散电压电平中的一个电压电平可以对应于栅极的在其期间栅极允许将电子引入所述腔室中的状态(本文的“开启状态”)，并且所述离散电压电平中的另一个电压电平可以对应于所述栅极的在其期间栅极禁止将电子引入所述腔室中的另一状态(本文的“关闭状态”)。控制器可以调整“开启”电压和“关闭”电压的周期性，以便调整被引入腔室中的电子电流。在一些实施例中，离散电压电平在0伏至约100伏的范围内。在一些这样的实施例中，向栅极电极施加“开启”电压和“关闭”电压可以使电子电流在消失值(vanishing value)和高达约5μA的值之间切换。
在一些实施例中，控制器可以以例如在约100Hz至约100kHz的范围内的切换频率在离散电平之间切换施加到栅极电极的DC电压。
在一些实施例中，控制器可以调整施加到栅极电极的DC电压，以便实现腔室中的暴露于电子的离子的至少约50％碎裂。
在一些实施例中，电子-离子反应模块可以包括用于接收离子的第一入口端口以及用于接收电子的第二入口端口。在一些这样的实施例中，电子-离子相互作用模块的栅极电极被定位成靠近用于将电子引入腔室中的入口端口。
在相关方面中，公开了一种质谱仪，该质谱仪包括：离子源，用于产生离子；以及电子-离子反应模块，设置在所述离子源的下游，用于接收所述离子，其中，电子-离子反应模块包括腔室、用于产生电子并将所述电子引入腔室中的电子源以及相对于电子源和腔室定位以用于调节进入腔室的电子电流的栅极电极。电子-离子反应模块还包括：DC电压源，操作地耦接到所述栅极电极，用于向栅极电极施加控制电压；以及控制器，可操作地耦接到所述DC电压源并被配置用于调整施加到栅极电极的DC电压，以便调节被引入腔室中的电子电流。
在上述质谱仪的一些实施例中，控制器可以通过在多个离散电压电平之间切换施加到栅极电极的DC电压来调整DC电压。举例来说，所述离散电压电平中的一个电压电平可以对应于栅极的在其期间栅极允许将电子引入所述腔室中的状态(本文的“开启状态”)，并且所述离散电压电平中的另一个电压电平可以对应于栅极的在其期间栅极禁止将电子引入腔室中的另一状态(本文的“关闭状态”)。控制器可以调整“开启”电压和“关闭”电压的周期性，以便调整被引入腔室中的电子电流。在一些实施例中，离散电压电平可以在0伏和100伏的范围内。
在上述质谱仪的一些实施例中，控制器以例如在约100Hz至约100kHz的范围内的切换频率在离散电平之间切换施加到栅极电极的DC电压。
在一些实施例中，控制器可以调整施加到栅极电极的DC电压，以便例如经由电子捕获解离而使腔室中的离子的至少约50％碎裂。
在上述质谱仪的一些实施例中，电子-离子反应模块可以包括用于接收离子的第一入口端口以及用于接收电子的第二入口端口。在一些这样的实施例中，电子源的栅极电极可以被定位成靠近模块的第二入口端口。
在相关方面中，公开了一种用于将电子引入电子-离子相互作用模块中的方法，该方法包括：通过以至少约100Hz的频率(例如在约100Hz至约100kHz的范围内)在多个离散电压电平之间切换施加到栅极电极的DC电压来调整所述栅极电压，以便调节进入所述离子-电子相互作用模块的电子电流，该栅极电极设置在所述电子-离子反应模块的入口和电子源之间，该入口被配置用于接收由所述电子源产生的电子。该方法还可以包括将多个离子引入所述电子-离子相互作用模块，使得离子可以与电子相互作用。举例来说，离子可以捕获电子中的一个或多个并因此经历碎裂。
在相关方面中，公开了一种用于选择施加到根据本教导的电子-离子相互作用模块的栅极电极的多个“开启”电压和“关闭”电压的周期性的方法，该方法包括：在低(或无)碎裂模式中，例如在没有电子-离子相互作用或非常低的电子-离子相互作用(诸如电子捕获解离)的情况下，获得所关注的一种或多种离子物种的质谱。这之后可以在高碎裂模式中，即在使离子经历电子-离子相互作用(例如，电子捕获解离)的同时，获得那些离子物种的另一质谱。举例来说，可以通过向模块的栅极电极施加任意周期性的“开启”电压和“关闭”电压来实现在低碎裂模式和高碎裂模式之间的切换。两个质谱的比较可以提供对由于电子-离子相互作用而经历了碎裂的离子的比例的估计。然后，可以使用已知的校准曲线来估计经由模块中的电子-离子相互作用(例如，电子捕获解离)而使离子的至少约50％碎裂将需要的“开启”电压和“关闭”电压的周期性。
在相关方面中，一种用于选择施加到根据本教导的离子-电子相互作用模块的栅极电极的“开启”电压和“关闭”电压的占空比的方法可以包括获得所关注样品的质谱以识别其中包含的离子物种。随后，可以使用与由于电子捕获解离而导致的那些离子物种的碎裂相关的校准曲线来确定施加到模块的栅极电极的“开启”电压和“关闭”电压的期望周期性，例如，将造成由于电子捕获解离而导致的离子的至少约50％的碎裂的周期性。
在相关方面中，公开了一种在电子-离子反应模块中处理离子的方法，该方法包括：调节施加到所述电子-离子反应模块的电子电流，以便在低碎裂状况(regime)和高碎裂状况之间切换所述模块内的电子-离子相互作用；以及针对所述低碎裂状况和所述高碎裂状况中的每一个，获取离子的质谱。举例来说，调节电子电流的步骤可以包括在“开启”状态和“关闭”状态之间切换电子电流。在一些实施例中，切换频率可以在约100Hz至约100kHz的范围内。
在相关方面中，公开了一种用于在质谱仪中使用的电子-离子反应模块，该电子-离子反应模块包括：腔室，具有输入端口和出口端口；电子发射灯丝，设置在所述腔室中(例如，靠近输入端口)，用于响应于向其施加DC电压而产生电子；DC电压源，用于向所述灯丝施加DC电压；以及控制器，可操作地耦接到所述DC电压源并被配置为调整施加到灯丝的DC电压，以便调整腔室内的电子电流。
在一些实施例中，控制器通过在多个离散电压电平之间切换施加到灯丝的DC电压来调整DC电压。举例来说，在一些这样的实施例中，控制器在“开启”状态和“关闭”状态之间周期性地调整所施加的电压。在一些实施例中，控制器以在约1至约100的范围内的占空比在多个离散电平之间切换所施加的DC电压。
在一些实施例中，电子-离子反应模块还可以包括定位在腔室中以用于提供腔室内的离子的径向约束的多极杆组，例如，四极杆组。
在一些实施例中，电子-离子反应模块可以包括其中设置有一个或多个多极杆组的腔室。反应模块可以包括开口，该开口可以接收由在(一个或多个)多极杆组(例如，四极杆组)外部并靠近所述开口定位的灯丝产生的电子。施加到灯丝的DC电压可以在多个离散电平之间切换，以便调整进入(一个或多个)多极杆组中的电子流。在一些这样的实施例中，电极可以定位在灯丝和所述开口之间，并且可以调节施加到该电极的DC电压，以调节进入(一个或多个)多级杆组中的电子流。
可以通过结合以下简要描述的相关联附图参考以下详细描述，获得对本教导的各种方面的进一步理解。
附图说明
图1A示意性描绘了根据本教导的实施例的电子捕获解离模块，该电子捕获解离模块包括多个四极杆组，
图1B是图1A中描绘的ECD模块中采用的四极杆组之一的电极的示意性立体图，
图1C是包括用于将磁场叠加在RF约束场上的多个磁体的电子捕获解离模块的实施例的示意图，
图2是图1A的电子-离子相互作用模块的局部示意图，其描绘了将RF电压和DC电压施加到杆组的杆，
图3是在图1A中描绘的ECD模块中采用的四极杆组的局部示意图，其图示了在任何给定时间施加到四极杆组之一的杆的RF电压的相位与施加到另一四极杆组的相应杆的RF电压的相位相反，
图4A是描绘了根据用于选择施加到根据本教导的电子-离子相互作用模块的栅极电极的“开启”电压和“关闭”电压的周期性的实施例的方法中的各种步骤的流程图，
图4B是描绘了根据用于选择施加到根据本教导的电子-离子相互作用模块的栅极电极的“开启”电压和“关闭”电压的周期性的另一实施例的方法中的各种步骤的流程图，
图5示意性描绘了其中结合有根据本教导的ECD模块的质谱仪，
图6A示意性描绘了根据其中在多个离散电平之间调节施加到电子发射灯丝的DC电压以便调节模块内的电子电流的实施例的ECD模块，
图6B示意性描绘了根据另一实施例的ECD模块，
图7A和图7B示出了在20％电子传输和80％电子传输的情况下使用根据本教导的ECD模块获得的神经降压素(Neurotensin)的ECD谱，
图8A示出了在20％电子传输的情况下使用根据本教导的ECD模块获得的泛素(Ubiquitin)的ECD谱，以及
图8B示出了在80％电子传输的情况下使用根据本教导的ECD模块获得的泛素的ECD谱。
具体实施方式
本教导总体上涉及用于在质谱仪中使用的电子-离子相互作用模块(本文中也被称为电子-离子反应模块)，该模块包括多个四极杆组(例如，两个四极杆组)，该多个四极杆组相对于彼此串联定位，其中一个或多个间隙将它们分离。该模块还可以包括具有用于产生电子的元件(例如，加热灯丝)以及可以调节电子流的栅极电极的电子源。例如，在一些实施例中，在控制器的控制下的DC电压源可以向栅极电极施加“开启”电压和“关闭”电压，以调节从电子源到电子-离子相互作用模块的电子流。尽管在以下实施例中电子-离子相互作用模块包括四极杆组，但在其它实施例中，它可以包括诸如六边形或八边形之类的其它多极杆组。另外，在以下实施例中的许多实施例中，电子-离子相互作用模块可以是电子捕获解离模块。然而，本教导不限于电子捕获解离模块，并且可以应用于诸如电子碰撞解离(EID)、有机物离子的电子碰撞激发(EIEIO)和电子脱离解离(EDD)之类的其它电子-离子相互作用模块。
图1A和图1B示意性描绘了适合用于在质谱仪中使用的根据本教导的实施例的电子捕获解离(ECD)模块100。ECD模块100包括两个四极杆组102和104，这两个四极杆组102和104相对于彼此串联定位，使得它们共享公共纵轴(LA)。间隙106将这两个四极杆组分离。每个四极杆组包括以四极配置布置的四个杆。举例来说，图1B示意性描绘了四极杆组102包括以四极配置绕纵轴(LA)布置的四个杆102a、102b、102c和102d。另一个四极杆组包括类似布置的杆(图1A仅示出了每个四极杆组的两个杆)。
四极杆组提供了：输入端口101a，该输入端口101a用于接收来自上游部件(例如，RF/DC滤波器103)的离子；以及出口端口101b，离子通过该出口端口101b离开四极杆组，以被引入至下游部件(例如，质量分析仪105)。基本上位于四极杆组之间的体积107提供了离子可以在其中与电子源所供应的电子相互作用的相互作用体积，如在下面更详细讨论的。在该实施例中，两个电极111和113可以可选地被定位成靠近杆组的输入端口和输出端口，使得向其施加适当的电压可以有助于将离子轴向地约束在相互作用模块内。
如图2中所示，至少一个射频(RF)源210经由电容器115a、115b、115c、115d电容耦接到四极杆组的杆，以向其施加RF电压。在一些实施例中，施加到四极杆组的杆的RF电压可以具有例如在约200kHz和10MHz的范围内的频率和在约100V至约10kV的范围内的幅度。
另外，在该实施例中，多个DC电压源117、119经由电阻器117a/117b、119a/119b电耦接到杆组的杆。DC电压源可以将DC电压施加到四极杆组的杆，例如，以将离子捕获在杆组的相互作用体积内和/或调节相互作用模块内的电子的能量。在一些实施例中，施加到杆组的杆的DC电压可以例如在约0伏和约300伏的范围内。另外，可以将DC电压施加到电极111和113，以有助于将离子捕获在电子-离子相互作用模块内。
与RF源210和DC电压源通信的控制器200可以控制将RF和/或DC电压施加到四极杆组的杆(以及电极111和113)。例如，控制器200可以控制将RF电压施加到四极杆组的杆，使得施加到杆组的任何杆的电压的相位与施加到邻近杆组的相应杆的RF电压的相位相反。
例如，再次参考图1A以及图3，在给定的时刻，当施加到四极杆组102的杆102a的电压具有正极性时，施加到沿着杆102a的轴向延伸放置并通过间隙106与杆102a分离的四极杆组104的杆104a的电压具有负极性。另外，当施加到四极杆组102的杆102c的电压具有负极性时，施加到四极杆组104的相应杆104c的电压具有正极性。对于其它四极杆组的相应杆，可以在图3中观察到相反极性的类似图案。
在该实施例中，每个四极杆具有L形配置，使得两个四极杆组之间的间隙106形成在两个开口108a和108b之间延伸的通道108。分别被定位成靠近开口108a和108b并可以例如在控制器200的控制下向其施加DC电压的两个电极109a和109b可以有利地抑制离子经由开口108a和108b离开四极杆组。
ECD模块100还包括相对于四极杆组定位以便将电子经由输入开口108a引入两个四极杆组之间的相互作用体积中的电子源110。电子行进通过通道108的一部分以到达离子-电子相互作用体积，在该实施例中，该离子-电子相互作用体积大致定位在通道108的中间附近，离子可以在其中与电子相互作用，例如捕获一个或多个电子并因此经历碎裂。如图1C中所示，在一些实施例中，可以采用永磁体或电磁体220以将磁场叠加在RF约束场上，以确保行进到相互作用体积中的电子没有因RF场而扭曲。
电子源110包括可以被加热以产生电子的灯丝112。定位在灯丝前方的栅极电极114可以按下面更详细讨论的方式调节电子电流。特别地，将交替的“开启”电压和“关闭”电压施加到栅极电极114可以交替地允许和禁止灯丝112所发射的电子经由开口108a穿行进入四极杆组之间的空间中。换句话说，在“开启”状态下，栅极电极处于开状态，并且因此电子可以穿过电极开口到达输入端口108a，而在“关闭”状态下，栅极电极处于关状态，并且因此禁止电子穿行到输入开口108a。
如图1A中所示，控制器200可以控制电耦接到栅极电极114的DC电压源118，以调节施加到栅极电极的电压。特别地，控制器200可以调整栅极电极的开状态和关状态的占空比，以实现用于所关注带电物种的最佳电子捕获解离条件。举例来说，在一些实施例中，占空比可以在约1％至约100％的范围内。在一些实施例中，这样的占空比范围可以在电子电流的调节中提供灵活性，例如，电子电流可以表现出以高达约100的倍数为特征的变化。例如，在一些应用中，可以调整占空比，以获得在约1nA(纳安)至约100nA的范围内的电子电流，而在一些其它应用中，可以调整占空比，以获得在约100nA至约10μA(微安)的范围内的电子电流。
例如，如上所述，电子捕获效率与离子的电荷的平方成比例。如此，随着离子的电荷的增加，使该离子高效捕获电子所需的电流减小。在该实施例中，控制器200可以相应地调整施加到栅极电极的开启/关闭电压的占空比，以确保电子与离子之间的最佳相互作用。
更具体地，参考图4A，在一些实施例中，一种用于选择施加到栅极电极的开启/关闭电压的占空比的方法可以包括：在低(或无)碎裂状况中，例如在没有电子捕获解离的情况下，获得所关注的一种或多种离子物种的质谱(步骤1)。随后，可以在高碎裂状况下，例如在使离子经历电子捕获解离时，获得一种或多种离子物种的另一质谱(步骤2)。举例来说，可以以施加到电子源的栅极电极的“开启”和“关闭”电压的任意占空比来实现在低碎裂状况和高碎裂状况之间的切换(步骤2)。两个质谱的比较可以提供经历了碎裂的离子的比例(步骤3)。在一些实施例中，可以采用校准技术来获得对经历了碎裂的离子的比例的估计。更一般地，可以在过程的不同方面采用校准技术。例如，这可以包括关于电荷状态的电子捕获效率。在这种情况下，可以找到在与目标分析物相似的条件下获取的模型分析物的最佳电子通量。考虑到电子捕获效率对分析物电荷状态的依赖性，可以将该最佳电子暴露速率推断至不同的分析物。在其它实施例中，可以采用校准曲线进行ECD单元中的不同离子加载，并且然后使用针对模型分析物的相关校准值(即，针对阱中相似数量的离子物种而获得的校准值)以及关于分析物电荷的电子捕获效率来推断目标分析物的最佳电子暴露。合适的校准过程的示例可以见于标题为“Ion/Ion Proton-Transfer Kinetics:Implicationsfor Analysis of Ions Derived from Electrospray in Protein Mixture”的文章(发表于Anal.Chem.1998，70(6)，第1198-1202页)，该文章的全部内容通过引用并入本文。
参考图4B的流程图，在另一实施例中，一种用于选择施加到栅极电极的开启/关闭电压的占空比的方法可以包括获得所关注样品的质谱以识别其中包含的离子物种(步骤1)。随后，可以使用先前获得的关于那些离子物种的电子捕获解离的校准数据来调整施加到栅极电极的开启/关闭电压的占空比。
可以将根据本教导的电子捕获解离模块结合在各种质谱仪中。举例来说，图5示意性描绘了包括用于产生离子的离子源1302的质谱仪1300。离子源可以通过其中设置有孔口板(未示出)的幕帘腔室(curtain chamber)(未示出)与谱仪的下游部分分离，孔口板提供了孔口，由离子源产生的离子可以通过孔口进入下游部分。在该实施例中，RF离子引导件(Q0)可以被用于使用气体动力学与射频场的组合来捕获和聚焦离子。离子引导件Q0经由透镜IQ1和粗短(stubby)ST1将离子输送到可以位于真空腔室中的下游四极质量分析仪Q1，该真空腔室可以被抽真空至可以保持比其中设置有RF离子引导件的腔室的压强低的压强。作为非限制性示例，包含Q1的真空腔室可以保持在小于约1×10-4托(例如，约5×10-5托)的压强处，尽管出于此目的或出于其它目的也可以使用其它压强。
如本领域的技术人员将理解的，四极杆组Q1可以作为常规的传输RF/DC四极质量过滤器操作，该传输RF/DC四极质量过滤器可以进行操作以选择所关注的离子和/或所关注的离子范围。举例来说，四极杆组Q1可以被提供有适于在质量分辨模式下操作的RF/DC电压。如应该理解的，考虑到Q1的物理性质和电学性质，可以选择所施加的RF和DC电压的参数，使得Q1建立选定m/z比的传输窗口，使得这些离子可以在很大程度上不受干扰地横穿Q1。然而，具有落在窗口之外的m/z比的离子没有在四极内获得稳定的轨迹，并可以被阻止横穿四极杆组Q1。应该理解，这种操作模式仅仅是Q1的一种可能的操作模式。举例来说，在一些实施例中，四极杆组Q1可以被配置为离子阱。在一些方面中，离子可以按Hager在“Anew Linear ion trap mass spectrometer”(Rapid Commun.Mass Spectro.2002；16:512-526)中描述的方式从Q1离子阱质量选择性轴向喷射。
穿过四极杆组Q1的离子可以穿过粗短ST2，以进入诸如图1A中描绘的之类的根据本教导的电子捕获解离单元1304。在该实施例中，电子捕获解离单元1304可以包括串联设置并有间隙将其分离的两个四极杆组以及用于产生电子并将那些电子引入离子-电子相互作用体积中的电子源。类似于以上讨论的电子-离子相互作用模块的实施例，与RF源(图中未示出)通信的控制器(图中也未示出)控制向四极杆组的杆施加RF电压，使得施加到任何四极杆组的杆的RF电压具有相对于施加到相邻四极杆组的相应杆的RF电压相反的相位。另外，控制器可以控制DC电压源，该DC电压源可以向离子源的栅极电极施加多个“开启”和“关闭”电压，以调节要被引入离子-电子相互作用体积中的电子电流。离子与电子(例如，经由电子捕获)的相互作用可以导致离子中的至少一部分的碎裂，从而得到可以在质量分析仪1308中进行分析的产物离子。
图6A示意性描绘了可以在其中调整电子电流的电子-离子反应模块600的另一实施例。更具体地，电子-离子反应模块600包括设置在腔室(未示出)中的四极杆组602，四极杆组602包括以四极配置布置的四个杆(图6A中仅描绘了两个杆602a和602b)。向杆施加RF/DC电压可以提供杆之间的空间内的离子的径向捕获。另外，两个电极604a和604b分别靠近四极杆组的入口端口和出口端口定位。向电极604a/604b中的至少一个施加(一个或多个)DC电压可以允许将离子轴向约束在四极杆组内。在该实施例中，灯丝606定位在四极杆组的杆之间的空间中，并且优选地靠近四极杆组的入口端口。可以向灯丝施加DC电压以使其加热，由此使灯丝发射电子。由灯丝发射的电子可以与经由四极杆组的输入端口引入四极杆组之间的空间中的离子相互作用。
在该实施例中，可以调整施加到灯丝606的DC电压，从而更改灯丝所产生的电子电流。举例来说，在该实施例中，控制器608可以通过在两个或更多个离散电压电平之间切换施加到灯丝606的DC电压来调整施加到灯丝606的DC电压。更具体地，在该实施例中，控制器608在“开启”和“关闭”状态之间切换施加到灯丝606的DC电压以调整从灯丝发射的电子，由此调节四极杆组内的电子电流。调节的占空比可以例如在约1％至约100％的范围内。
在一些实施例中，灯丝606可以定位在四极杆组的外部并靠近其入口端口，并且可以调节施加到靠近四极杆组的入口和/或出口端口定位的电极和/或灯丝的DC电压，以便调节通过四极杆组的电子流。举例来说，图6B示意性描绘了根据这样的实施例的电子-离子反应模块610。类似于图1A和图1B中描绘的实施例，电子-离子反应模块610包括两个四极杆组612和614，这两个四极杆组612和614相对于彼此串联定位，使得间隙将这两个四极杆组分离。四极杆组包括用于接收离子的输入端口616a和离子通过其离开四极杆组的出口端口616b。两个电极618a和618b分别靠近四极杆组的输入端口616a和出口端口616b定位，使得向其施加适当的电压可以有助于将离子轴向约束在与四极杆组相关联的相互作用体积内。
继续参考图6B，两个四极杆组之间的间隙形成通道618，通道618在开口620a与另一开口620b之间延伸。两个电极622a和622b分别靠近开口620a和620b定位。灯丝624靠近开口620a定位，其中向灯丝施加DC偏置电压可以使灯丝发射电子。施加到灯丝的DC偏置电压可以在多个离散电平之间切换，以便调节进入四极杆组中的电子流。具体地，在该实施例中，可以使施加到灯丝的DC偏置电压626周期性地在“开启”状态和“关闭”状态之间切换，以调节进入四极杆组中的电子流。可替代地或附加地，施加到电极622a和/或622b的DC电压可以在多个离散电平之间切换，例如在“开启”状态和“关闭”状态之间切换，以调节进入四极杆组中的电子流。
提供以下示例以进一步阐明本教导的各种方面，并且提供这些示例只是出于说明性目的。
示例
如上所述的根据本教导的ECD模块被结合在由Sciex销售的QqToF(串联四极杆飞行时间质谱分析仪)质谱仪中。将神经降压素与泛素的混合物注入质谱仪中。分别针对神经降压素和泛素选择了[M+3H]3+和[M+10H]10+前体离子。针对神经降压素[M+3H]3+前体以最大传输优化ECD模块的电子电流。针对每种分析物获取两个质谱。在一次获取中，针对80％电子传输选择施加到ECD模块的栅极电极的开启/关闭电压的占空比，并且在另一次获取中，针对20％电子传输选择占空比。
图7A和图7B示出了在除了ECD的栅极电极处的电子传输之外相同的实验条件下获得的神经降压素的ECD谱，其中，对于一个谱，电子传输为80％，而对于另一个谱，电子传输为20％。在这种情况下，较高电子传输(即，80％)产生较好的离子碎裂。
图8A示出了针对20％的电子传输获得的泛素的ECD谱，并且图8B示出了针对80％的电子传输获得的泛素的ECD谱。尽管在两种情况下对于良好的ECD谱而言统计是不足的，但在采用80％的电子传输时过度暴露于电子的情况下，在利用20％的电子传输获得的谱中观察到的多电荷碎片消失了。
本领域的普通技术人员将理解，可以在不脱离本发明的范围的情况下对以上实施例进行各种改变。