[0002] 本申请要求2017年6月28日申请的美国临时申请案第62/525,901号的优先权，所述申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本文中所描述的教示内容涉及使用质谱法的糖肽分析以及用以实现其的设备和方法。
背景技术
[0004] 糖肽为一类肽结构，其包括与构成所述肽的
氨基酸残基的
侧链共价键结的一或多个
碳水化合物部分。在若干情况下，聚糖形成糖部分的主链。取决于聚糖部分(即碳水化合物)与氨基酸残基之间的键联来对糖肽进行分类。另外，聚糖部分之间的键联也是重要的。
[0005] 可使用常规质谱法以受限的方式来界定糖肽的特征。使用碰撞诱导解离(CID)的
串联质谱法可断开糖苷键，并且可用以分析分子的可包含成分糖部分的次序和标识的聚糖部分。在其它情况下，CID可用于对肽区进行测序。
[0006] 可出于各种目的使用可包含
电子转移解离(ETD)的基于电子的解离(本文中通常称为ExD)和各种形式的电子捕获解离(ECD)(例如热ECD)，所述各种目的可包含对分子的肽部分进行测序以及标识糖基化的位点，例如确定单醣的键联(例如2、3、4或6
位置)的位点。在后一种情况下，可仅对已通常通过使用酶切而从肽中释放的聚糖执行标识糖基化的位点。这些基于电子的解离方法执行糖环的交叉环裂解，其允许在后续分析中确定键联位置。
由于对完整糖肽执行的基于电子的解离方法优先解离肽链而非聚糖环，因此糖肽自身无法利用键联位置的标识(没有通过例如酶切从肽中预分离聚糖)。
[0007] 因此，需要能够以更彻底的方式来界定糖肽的特征的技术和设备，其可包含以简化方式标识每一单醣的肽序列、糖基化位点、聚糖成分和键联。
发明内容
[0008] 根据各种
实施例，描述一种质谱仪分析系统，其包括：第一四极滤质器；离子导向器的多极棒组，其用以接收来自所述第一四极滤质器的离子，所述多极棒组调适成接收径向射频(RF)捕获
电压和径向偶极子直流(DC)电压。系统还包括离子导向器的透镜
电极，其安置在多极棒组的一个末端处以提取由所述多极棒组捕获的离子且调适成接收轴向捕获交流(AC)电压和DC电压；ExD装置，其调适成执行电子捕获解离或电子转移解离，所述ExD装置安置成使得所述ExD装置的进口安置在
透镜电极的与多极棒组相对的另一侧上。另外，
质量分析仪安置在ExD装置的出口处以用于接收来自ExD装置的离子。处理器与多极棒组和透镜电极连通，所述处理器同时将径向偶极子DC电压施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极，或同时将径向RF捕获电压振幅施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极，以便提取捕获于多极棒组中的带通质量范围的离子。在一些实施例中，质量分析仪可包括飞行时间质谱仪、
离子阱或一或多个四极滤质器。
[0009] 在一些实施例中，ExD装置在两个模式中的至少一个中操作，其中在一个模式中，ExD装置充当离子导向器，且其中在第二模式中，ExD装置执行电子捕获解离或电子转移解离。
[0010] 根据各种实施例，描述一种分析含有一或多个糖肽的样本的方法，所述方法包括：使样本
离子化以形成糖肽离子；在滤质器中分离一或多个糖肽离子；在离子导向器的多极棒组中使分离的糖肽离子碎片化，所述多极棒组具有进口端和出口端，所述进口端接收来自滤质器的碎片化糖肽离子，所述多极棒组调适成接收径向射频(RF)捕获电压和径向偶极子直流(DC)电压，所述离子导向器具有透镜电极，所述透镜电极安置在多极棒组的出口端处以提取由多极棒组捕获的离子且调适成接收轴向捕获交流(AC)电压和DC电压；通过同时将径向偶极子DC电压施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极或同时将径向RF捕获电压振幅施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极，将来自离子导向器的出口端的碎片化糖肽离子的带通范围的离子提取到ExD装置中；在ExD装置中对带通范围的离子执行电子解离反应或电子转移反应以形成ExD产物离子；质量分析所述ExD产物离子。
[0011] 在一些实施例中，使样本离子化以形成糖肽离子包括使一或多个糖肽
金属化，所述金属化可包含例如使糖肽与钠盐反应。
[0012] 在一些实施例中，通过同时将径向偶极子DC电压施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极来执行提取带通范围的离子，且径向偶极子DC电压和AC电压经选择以便仅提取具有预
选定m/z值范围的聚糖
片段。
[0013] 在一些实施例中，通过同时将径向RF捕获电压振幅施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极来执行提取带通范围的离子，且RF捕获电压振幅和AC电压经选择以便仅提取具有预选定m/z值范围的聚糖片段。
[0014] 在各种实施例中，描述一种分析样本中的糖肽的方法，其包括：提供滤质器；提供离子导向器的多极棒组；提供安置在多极棒组下游的ExD装置，所述ExD装置调适成在两个模式中的至少一个中操作，其中在一个模式中，所述ExD装置充当离子导向器，且其中在第二模式中，所述ExD装置执行电子捕获解离或电子转移解离；提供安置在ExD装置下游的质量分析仪；提供安置在多极棒组与ExD装置之间的透镜电极；使样本离子化以形成金属化样本离子；将金属化样本离子传输到滤质器；操作滤质器以将具有预选定m/z范围的糖肽离子选择性地传输到离子导向器的多极棒组中；将多极棒组配置成操作为碰撞室，其中所述碰撞室在第一解离能下操作以引起肽片段的形成，以及将ExD装置配置成操作为离子导向器以便通过ExD装置将形成的肽片段传输到质量分析仪，且在质量分析仪中分析肽片段；将多极棒组配置成在第二解离能下操作为碰撞室以引起聚糖片段的形成，所述第二解离能高于第一解离能，以及将ExD装置配置成操作为离子导向器以便通过ExD装置将形成的聚糖片段传输到质量分析仪，且在质量分析仪中分析聚糖片段。方法还包含通过同时将径向偶极子DC电压施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极或同时将径向RF捕获电压振幅施加到多极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极，将来自多极棒组的带通范围的聚糖片段离子提取到ExD装置中，所述带通范围的聚糖片段由预选定m/z值范围定义，且将ExD装置配置成操作为电子转移反应装置或电子解离装置，且对带通范围的聚糖片段离子执行ExD反应以形成ExD产物离子；以及质量分析所述ExD产物离子。
[0015] 在一些实施例中，上述方法和系统中描述的ExD包括：第一电极集合，所述第一电极集合的至少第一区段围绕第一中
心轴在四极定向上布置，其中第一电极集合的所述第一区段沿所述第一中心轴从近侧入口端轴向地延伸到远侧端，以便定义沿所述第一中心轴延伸的第一路径的第一部分，所述近侧入口端用于接收来自离子导向器的出口端的带通范围的离子；第二电极集合，所述第二电极集合的至少第一区段围绕第一中心轴在四极定向上布置以便定义第一路径的第二部分，其中第二电极集合的所述第一区段沿所述第一中心轴从近侧端轴向地延伸到远侧出口端，所述第二电极集合的近侧端与第一电极集合的远侧端间隔开使得横向路径在第二电极集合的近侧端与第一电极集合的远侧端之间延伸，所述横向路径沿大体上与第一中心轴
正交的第二中心轴从第一轴向端延伸到第二轴向端且在相交区处与第一路径相交；电子源，其安置成接近于第二路径的第一轴向端和第二轴向端中的一个以沿第二中心轴引入多个电子，使得电子朝向所述相交区行进穿过所述横向路径；一或多个电源，其用于将DC电压和RF电压提供到所述第一电极集合和第二电极集合，且用以在第一路径和横向路径中的每一个中产生
电场；
磁场源，其配置且调适成在平行于第二中心轴的方向上和在第二中心轴上产生静态磁场；以及
控制器，其用于控制施加到第一电极集合和第二电极集合中的每一个的DC电压和RF电压，所述控制器配置成在电子源沿其引入多个电子时在横向路径中产生RF四极场，使得横向路径中的带通范围的离子的至少一部分与电子相互作用以进行解离，从而形成ExD产物离子。
附图说明
[0016] 所属领域技术人员将理解，下面描述的附图仅用于说明目的。附图不旨在以任何方式限制本发明教示的范围。
[0017] 图1描绘根据本发明教示的实施例的示范性设备。
[0018] 图2描绘本发明教示的示范性实施例的更详细截面图。
[0019] 图3A描绘本发明教示的实施例中使用的示范性ExD装置的配置的截面图。
[0020] 图3B描绘本发明教示的实施例中的ExD装置的轴向端的示范性实施例。
[0021] 图4描绘本发明教示的示范性实施例中的用以界定糖肽的特征的方法的流程。
[0022] 图5描绘根据本发明教示的实施例的从糖肽中获得的片段的示范性级联。
[0023] 在详细地描述本发明的一或多个实施例之前，所属领域的技术人员应了解，本发明的应用不限于以下具体实施方式中所阐述的结构的细节、组件的布置和步骤的布置。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式实践或实施。此外，应理解，本文中所使用的措词和术语是出于描述的目的且不应被视为是限制性的。
具体实施方式
[0024] 所属领域的技术人员将理解，本文中所描述的系统和方法为非限制性示范性实施例，并且
申请人的公开内容的范围仅由
权利要求书界定。虽然结合各种实施例来描述本申请人的教示内容，但并不打算将申请人的教示内容限制于这类实施例。相反地，所属领域的技术人员应了解，申请人的教示内容涵盖多种替代方案、
修改和等效物。结合一个示范性实施例所说明或者描述的特征可以与其它实施例的特征组合。这类修改和变化形式打算包含在申请人的公开内容的范围内。
[0025] 现参看图1，描绘示范性系统100，其描绘本发明教示的实施例。在电离源110中使含有或疑似含有待界定特征的一或多个糖肽的样本105离子化以获得一或多个糖肽离子。电离源可以是本领域中已知的任何源。在各种实施例中，合适离子源可包含(但不应限于)电喷雾离子源(ESI)、电子撞击源和高速
原子轰击源、
大气压化学电离源(APCI)、大气压光致电离(APPI)源或基质辅助激光
解吸源(MALDI)。电离源可经选择以便优选地电离糖肽。在一种优选方法中，利用电喷雾电离。
[0026] 在一些实施例中，利用
碱金属电荷
试剂或碱土金属电荷试剂来使糖肽离子化。举例来说，金属可从可包含锂、钠、
钾、镁和
钙的离子组中选出。在优选实施例中，金属阳离子是钠。嵌钠化的聚糖通常比质子化的聚糖更稳定，且因此在执行聚糖键联分析时尤其较佳。可通过将少量Na+离子作为盐添加到糖肽溶液中来执行这类阳离子化。这类添加试剂的实例可包含碳酸钠和乙酸钠。
[0027] 在电离之后，糖肽离子被传递到滤质器115。滤质器充当串联质谱仪系统中的第一级(Q1)，其中根据本文中所描述的教示内容修改所述系统。滤质器115用以移除并不符合具有预定m/z范围的标准的离子，由此允许仅特定离子进入后续流程。滤质器115传统上是四极
过滤器，所述四极过滤器具有施加到其的RF和DC电压且通过
马蒂厄方程(Mathieu equation)来建模所述四极过滤器过滤离子的能
力。虽然在优选实施例中，滤质器115包括四极棒集合，但应了解，术语滤质器意欲
覆盖能够过滤离子以产生分离离子效果的任何质谱仪类型装置。举例来说，滤质器可包括捕获离子的离子阱装置，且用以扫描出具有特定m/z值的离子。滤质器也可包括飞行时间(TOF)质谱仪，其以脉冲方式分离具有特定m/z值的离子。
[0028] 根据本文中的教示内容，一旦离子已经过滤，其便进入解离装置。解离装置119可包括如本文中所描述配置的多极离子导向器120和ExD装置125。在一些实施例中，多极离子导向器120可呈四极离子导向器形式，其以与串联质谱仪的Q2区类似的方式操作并充当碰撞室。碰撞室经用气体填充并维持在足够高的压力和电压下以使得出现多个低
能量碰撞，所述低能量碰撞引起离子的碰撞诱导解离(CID)，从而使母离子破裂成片段。取决于提供给碰撞室和利用气体的能量，在本发明的某些实施例中，多极离子导向器120操作以从肽中分离聚糖，使肽破裂成片段和/或使聚糖破裂成其成分糖。
[0029] 解离装置119还包括ExD装置125，其接受来自多极离子120导向器的离子，所述多极离子120导向器充当碰撞室且用以使电子与传入的离子反应。在一优选实施例中，ExD装置125能够操作为ExD装置或离子导向器。当操作为离子导向器时，从多极离子导向器120进入ExD装置125的离子在不发生反应的情况下传递到ExD装置125的出口。当将装置操作为ExD装置125时，取决于所需的电子相关联的解离反应的类型，所利用的电子的能量的范围可在约1eV到15eV。ExD装置125中发生的基于电子的反应可用以产生肽片段，且执行聚糖的交叉环裂解。
[0030] 在多极离子导向器120与ExD装置125之间安置透镜电极121，所述透镜电极配置成通过
带通滤波提取由多极棒120捕获的离子。这种带通滤波技术描述于例如PCT公开申请案第WO 2016/020789号中，所述申请案以引用的方式并入。多极棒组120配置成接收径向RF捕获电压和/或径向偶极子DC电压。透镜电极121可配置成接收轴向捕获AC电压和/或DC电压。可通过将径向偶极子DC电压施加到多极棒120以及同时将轴向捕获AC电压施加到透镜电极
121来提取带通范围的离子。替代地，径向RF捕获电压振幅可施加到多极棒组120，且轴向捕获AC电压可同时施加到透镜电极121。
[0031] 随后在质谱仪130中分析离开ExD装置125的离子/片段/ExD产物。在若干实施例中，质谱仪130可以是串联质谱仪中由四极过滤器和检测器构成的最终滤质器(Q3)。在其它实施例中，这一最末
光谱仪可以是飞行时间质谱仪或离子阱。在优选实施例中，这一最末级是TOF装置。
[0032] 如所展示，系统100可另外包含在操作上耦合到系统100的元件中的一或多个以便控制其操作的控制器140。作为实例，控制器140可包含用于处理信息的处理器、用于存储质谱数据的数据存储装置和待执行的指令。如下文详细地论述且如所属领域中通常已知以及根据本发明教示所修改，控制器140可控制由离子源110产生离子和由位于ExD单元125中的电子源产生电子，和/或例如经由施加到其电极的一或多个RF/DC电压来控制到滤质器115、多极离子导向器120、透镜电极121、ExD单元125和质谱仪130中且通过所述滤质器、所述多极离子导向器、所述透镜电极、所述ExD单元125和所述质谱仪的离子的移动和/或离子的过滤。应了解，虽然控制器140描绘为单一组件，但是一或多个控制器(不论本地还是远程)可配置成致使系统100根据本文中所描述的方法中的任一个而操作。另外，控制器140还可以操作方式与输出装置和/或输入装置相关联，所述输出装置例如显示器(例如用于向计算机用户显示信息的
阴极射线管(CRT)或
液晶显示器(LCD))，所述输入装置包含用于向处理器传达信息和命令选择的字母数字和其它按键和/或
光标控制件。根据本发明教示的某些实施方案，控制器140可例如执行含于数据存储装置中的一或多个指令的一或多个序列，或将所述一或多个序列读取到来自计算机可读媒体的
存储器中，例如存储装置(例如磁盘)。一或多个控制器可呈
硬件或
软件形式，例如所述控制器140可呈适当编程计算机形式，其具有存储于其中的
计算机程序，可执行所述计算机程序以致使系统100如本文中另外描述地操作，但本发明教示的实施方案不限于硬件
电路和软件的任何特定组合。举例来说，与控制器140相关联的各种软件模
块可执行可编程指令以执行下文参考图2、3、4、5描述的示范性方法。处理器和相关联的其它组件可用以显示或解释从系统100的各种其它部件接收的信息。
举例来说，系统可显示通过利用本文中描述的示范性组件执行方法和教示内容得到的质谱和/或ExD谱。
[0033] 如图1中所展示，示范性系统100可另外包含一或多个电源(例如DC电源141和RF电源142)，所述电源可由控制器140控制以便将具有RF、AC和/或DC分量的电位施加到各种组件的电极，来以协调方式和/或针对各种不同操作模式对系统100的元件进行配置，如在本文中另外所论述。
[0034] 现参看图2，描绘本发明教示的实施例，其描绘质谱仪系统200，所述质谱仪系统包含从离子源(未展示)进入操作为滤质器的第一四极205的离子。第一四极205由一连串四个棒210构成，所述四个棒围绕共同轴布置在四极布置中。四极棒附接到RF源和DC源(未展示)。通过根据马蒂厄方程选择合适的RF和DC电压，可使得具有特殊m/z值的特定离子以稳定轨迹移动穿过四极205，同时使得其它离子从四极径向地喷射或使得其它离子
接触经移除的棒210。
[0035] 第二四极棒集合220安置在第一四极215下游。第二四极棒集合220操作为碰撞室225且附接到RF电压源和偶极子DC电压源230。透镜过滤器235安置在第二四极棒集合220下游，所述透镜过滤器具有附接到其的AC电压和DC电压源236。这第二四极棒集合220可用作允许大部分离子不受阻碍地穿过的离子导向器，或替代地，第二四极棒集合220可操作为带通
滤波器，其可通过耦合RF电压源和偶极子DC电压源以根据本发明教示构建
带通滤波器来操作，其中具有某一范围内的m/z比的离子穿过。
[0036] ExD装置245安置在透镜过滤器235的下游。ExD装置245可操作为离子导向器，其中离子穿过装置；或操作为ExD装置，其中电子源236沿与离子正交的路径引入电子到传入离子中，从而诱发ECD或ETD等。ExD装置236的一个示范性实施例描绘于PCT公开申请案WO 2014/191821中，所述申请案于2014年12月4日公开且以引用的方式并入本文中。ExD装置
245包括围绕离子路径布置在四极布置中的四个L形电极247的第一串联，所述离子路径部分地定义离子从四极离子导向器行进的第一路径(图2中仅描绘四个电极中的两个)。四个L形电极中的每一个的第一部分(通常彼此平行)充当ExD单元245中的四极棒。四个L形电极中的每一个的第二部分通常垂直于第一部分且从离子路径向远处径向地延伸。这四个L形电极中的每一个随后在横跨离子路径的平面上成镜像，其中第二L形电极集合248(仅描绘其中两个)与第一L形电极集合247间隔开。与第一集合类似，第二L形电极集合248中的每一个具有第一部分，所述第一部分通常彼此平行且平行于第一L形电极集合的第一部分。L形电极的这些第一部分一起部分地定义离子导向器和离子从多极(例如四极)离子导向器225移动到质量分析仪260的路径。L形电极的第一集合247和第二集合248的第二部分也通常彼此平行，并定义大体上与第一路径正交的第二路径。第二路径提供电子进入ExD装置245的路径。L形电极中的每一个配置成接收来自允许产生RF场的合适电源(未展示)的RF电压
信号。施加到相邻L形电极的RF电压的极性在场中为相反的。这允许如WO 2014/191821中所描述的电子的
散焦。电子由电子源236产生，所述电子源可以是长丝(钨、
镀钍的钨等)或电子发射极(Y2O3阴极)。如图2中所描绘，电子源236安置在第二路径的一个进口249附近，然而本文中描述的ExD装置的配置还形成替代进口250。额外电子源可安置在这一替代进口250处。
门控电极251也安置在这些进口处以控制电子/离子的进入和/或离开。磁体(未展示)安置于ExD装置245中，其在ExD装置中产生大体上平行于第二路径和在第二路径上(例如沿电子的路径)的静态磁场。
[0037] 门控电极252安置在ExD单元245的第一路径的出口处以控制离子从ExD装置离开。质谱仪系统260(例如四极、TOF、捕获等)安置在ExD装置和门控电极的下游。
[0038] 现参看图3A，描绘根据本发明教示的各个方面的用于执行图1的示范性方法的示范性系统300和示意图的局部视图。如图3A中最佳展示，系统300大体上包含电子源330和具有经布置以便定义中心纵向轴(A)和横向轴(B)的多个电极的ExD单元310。如所展示，系统300可另外包含充当碰撞室的上游四极棒组Q2 301(安置于滤质器(未展示)与ExD单元310之间)，和操作为质量分析仪340的下游四极棒组Q3(安置于ExD单元310与检测器之间)。在各种方面中，ExD单元310可容纳于腔室内(例如在亚大气压下)，同时添加例如氦气(He)或氮气(N2)等气体以减缓前体离子在ExD单元310内的移动以便延长相互作用区内的离子与-2 -4
电子之间的相互作用时间。通常，作为非限制性实例，冷却气体的压力可介于10 与10 托之间。在一些实施例中，ExD单元310和碰撞室Q2 301一起容纳于低压腔室中且处于基本上相同的压力下。另外，例如永久磁体的磁场源(未展示)可配置成产生平行于横向通道316和在所述横向通路上的静态磁场，例如由箭头(B)示意性地描绘。磁场还可由任何其它磁场产生源产生，并还可包含用以产生平行于第二路径的第二中心轴(B)且与所述第二中心轴成直线的场的电磁、钕磁
铁等。磁通量
密度可以是能够实施磁场以引起电子束的聚焦并且范围可例如高达1.5T但优选地约0.1到1.0T的任何密度。具有更高密度的磁体可安置为更远离电极对。0.1T的磁场(如由箭头B指示)对准为平行于电子方向的路径且沿着所述路径。
[0039] 不同于图2中描绘的连续L形电极(247，248)，ExD单元310包括一起定义轴向通道和横向通道的多个电极集合。具体地说，图3A将电极311a-d(图3A中仅描绘311a和b，但图3B中更完全地描绘)描绘为与电极
电隔离且与来自如图3B中所展示的第三(313a，313c)和第四集合(314a，314d)的相邻电极中的一个形成大致L形，使得向其中施加的信号在上文所描述的示范性方法期间可彼此不同。应了解，为形成如图2中所描绘的连续L形电极，使电极对(311a/313a，311b/314a，311d/314d，311c/313c)接合。也就是说，例如沿中心纵向轴延伸的电极311a的部分和沿横向轴延伸的电极313a的部分一直维持在相同电位下。通过这一布置且通过恰当地施加RF电压(例如具有彼此相对的集合311d、314d内和其之间的每一相邻电极的
相位的正弦RF电位)，可在轴向通道和横向通道中的每一个中产生四极场。
[0040] 如图3A中所展示，示范性ExD单元310包括4个电极集合311到314，所述电极集合中的每一个围绕两个轴中的一个在四极定向上布置。也就是说，每一电极集合311到314包括四个并联导电棒或伸长的电极，其布置成使得其中心形成正方形的
角且其相对极可电连接(例如对于典型的四极场，静态DC电位和正弦RF电位与彼此相对的相邻电极的相位的
叠加)。具体地说，如图3A中所展示，四个电极311a-d的第一集合311围绕中心纵向轴(A)安置以便定义轴向通路的部分315a。第一电极集合311(a-d)沿其从入口端轴向地延伸，可穿过入口端将由上游样本离子源(未展示，例如经由Q1和Q2)产生的前体离子接收到ExD单元310内的远侧端。四个电极312a-d的第二集合312(其中仅展示电极312a和312b)也围绕中心纵向轴(A)安置以便定义轴向通路的第二部分315b。如所展示，第二电极集合312与第一电极集合311间隔开，使得横向轴(B)在第一电极集合311的远侧端与第二电极集合312的近侧端之间延伸。如所展示，例如第二电极集合312从近侧端延伸到远侧端，离子可通过远侧端从ExD单元310喷射到一或多个质量分析仪340(例如Q3，经由出口透镜IQ3A 320b)或检测器。另外，电极313a-d的第三集合313和电极314a-d的第四集合314(每一集合中仅展示四个电极中的两个)围绕横向轴(B)安置，其中每一集合在中心纵向轴(A)的相对侧上在四极定向上安置。通过这一布置，第一集合311中的每一电极通常与第三集合313或第四集合314中的电极中的一个形成L形，而第二集合312中的每一电极通常与第三集合313或第四集合314中的
电极形成L形。因此，如所展示，第一集合311和第二集合312至少部分地定义轴向通路，且第三集合313和第四集合314至少部分地定义横向通道316，所述横向通道316在相交区317处与轴向通路315相交。
[0041] 所属领域的技术人员应了解，第一、第二、第三和第四集合中的电极可具有多种形状和大小，但大体上配置成在适当的RF信号施加到每一集合中的电极时在每一集合包围的通路的部分内产生四极场。借助于非限制性实例，每一电极可具有介于约3cm的范围内的纵向尺寸(例如沿电极311a-d的中心纵向轴(A)且沿电极313a-d的横向轴(B)的尺寸)和介于约5mm或更大的范围内的横向尺寸(例如宽度或半径、垂直于电极311a-d的中心纵向轴(A)且垂直于电极313a-d的横向轴(B)的尺寸)。如图3B中所展示，在一些方面中，每一电极可按距离(2R)与所述集合中的其相
对电极(例如跨越每一电极311a-d的中心纵向轴(A)的非相邻电极)径向地分离，其中R介于约2mm到约10mm的范围内。
[0042] 继续参看图3A，ExD单元310可进一步包含多个透镜320a-d，所述透镜中的每一个可呈具有可穿过其发射离子或电子的中心孔口的导电板形式。如所展示，透镜320a-d可邻近于上文所论述的各个电极集合的入口端或出口端而安置。举例来说，透镜320a可充当离子可穿过其进入ExD单元的离子喷射端口，且透镜320b可在解离之后充当离子(例如如下文所论述的产物离子)可穿过其离开ExD单元310的离子喷射端口。如在本文中另外所论述，RF和/或DC电位可施加到各种透镜320a-d来控制离子在ExD单元310内的移动。举例来说，如下文更详细地论述，各种RF和/或DC信号可在离子处理的各阶段期间施加到透镜320a和320b，以便于在电极之间的空间的部分内轴向捕获离子或以便于将
离子注入到ExD单元310中和将离子喷射出ExD单元310。类似地，透镜320c和透镜320d可偏置(例如经由施加适当的DC电压)以阻止离子在横向路径316内离开。
[0043] 在本发明教示的各种方面中，Q1可操作为操作以选择感兴趣的离子和/或一系列感兴趣的离子的常规传输RF/DC四极滤质器。作为实例，四极棒组Q1可配备有适合于在质量解析模式下操作的RF/DC电压。如所属领域的技术人员将了解，考虑Q1的物理特性和电特性，可选择所施加RF电压和DC电压的参数以使得Q1建立具有m/z
通带的四极场，选择所述通带以允许特定前体离子(例如展现属于特定范围内的m/z)横跨基本上不受打扰的四极场，而具有属于通带外的m/z比的离子可由四极场退
化成轨道衰减。应了解，这一操作模式仅是Q1的一个可能操作模式。在一些实施例中，一组仅RF粗短棒可设置于相邻对四极棒组之间以便于在四极之间传送离子。粗短棒可充当布鲁贝克(Brubaker)透镜且可促进防止离子经受因与可已在相邻透镜附近形成的任何边缘场相互作用而导致的轨道衰减，例如在透镜维持在偏置电位的情况下。类似地，由ExD单元310发射的离子(例如产物离子)可传递到可在上游由透镜320b限定的相邻四极棒组Q3中。如所属领域的技术人员将了解，Q3可以多种方式操作，例如作为扫描RF/DC四极、作为四极离子阱或作为线性离子阱。
[0044] 可利用所描述的教示内容来在单一实验
进程中界定糖肽离子的特征，即可通过将系统配置成以如本文中所描述的不同方式操作来使用所描述过程在分析中获得糖肽肽序列、聚糖成分和聚键合链。
[0045] 现参看图4和5，描绘展现用以实施本发明教示的一个实施例的所描述过程和/或系统的操作的
流程图。
[0046] 在框400中，使用合适的电离方法对糖肽分析物(优选地已嵌钠化)进行电离。离子化物质穿过Q1 405，例如第一滤质器，所述第一滤质器分离具有特殊m/z值的离子。这可包含m/z值范围，但在优选实施例中，在第一滤质器中将具有特殊m/z值的单一糖肽离子与从Q1径向地喷射或以其它方式移除的所有其它离子类型分离。分离的糖肽随后传递到Q2 410，例如根据本发明教示修改的四极碰撞室，所述四极碰撞室在多种不同模式中操作以便对从Q1 405接收的经过滤糖肽离子执行各种操作。
[0047] 在一个这类模式中，四极碰撞室410作为碰撞室在第一解离能下于第一模式451中操作。这第一解离能涉及对糖肽执行碰撞诱导解离以形成肽片段的足够温和条件。在另一模式452中，四极碰撞室410在第二解离能下操作为碰撞室，其中第二解离高于第一解离能。这第二解离能在引起糖肽的碰撞诱导解离以形成聚糖片段的较粗糙条件下操作。在又一模式453中，安置在四极碰撞室410的出口处的透镜电极以这一方式配置成同时将径向偶极子DC电压施加到构成四极碰撞室410的四极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极。替代地，透镜电极可同时将径向RF捕获电压振幅施加到四极棒组以及将轴向捕获AC电压施加到透镜电极。在这些模式中，四极棒组和出口透镜的动作的组合操作为次级过滤器，以在不需要并入额外滤质器的情况下提取具有特定m/z值的带通范围的片段。确切地说，其操作以选择性从四极碰撞室中提取聚糖片段范围。
[0048] 从四极碰撞室410移除的已穿过透镜电极的离子进入ExD装置415，其在本发明教示中的其它地方更详细地描述。ExD装置415在多种不同模式中操作。取决于离子的数目和类型，ExD装置415可在两个模式中操作。在第一模式462中，ExD装置操作为离子导向器，其传输来自四极碰撞室410下游的离子以供处理/检测，或在第二模式461/463中，ExD装置对传入离子执行基于电子的解离。这些模式的运行是出于查询如本文中所阐述的初始糖肽分子的各种特征的目的。
[0049] 当在ExD装置中使用时，在第一ExD模式461中，已在于第一解离能451下操作四极碰撞室410时产生的肽片段与以创建c和z片段的方式引起肽片段断裂的电子发生反应。这允许标识肽序列、肽链上的糖基化位点和聚糖质量。在第二ExD模式463中，可对在于第二解离能452下操作四极碰撞室410以创建聚糖片段时所创建的经提取的带通范围的聚糖片段进行ExD处理。在聚糖片段的选定条件交叉裂解聚糖环处对这些片段执行ExD，以产生额外聚糖片段，所述额外聚糖片段允许查询构成所述片段的单醣上的聚糖键联位置。
[0050] 当在模式462中用作离子导向器时，ExD装置将已在四极碰撞室410中产生的离子传递到质谱仪420(例如Q3/TOF/捕获)，以用于检测和分析。以这种方式，四极碰撞室中产生的聚糖片段包括具有一或多个成分糖的聚糖链。质量分析这些链可提供对成分糖的整体质量的确定，这允许确定聚糖的整体结构。根据先前描述的ExD分析来确定聚糖结构的特定键联。
[0051] 随后在合适的质谱仪420中对所产生的肽片段和聚糖片段进行质量分析。这可通过使用所属领域中已知的任何方法来执行，且可包含与四极过滤器、飞行时间质谱仪或离子阱耦合的检测器。在其它实施例中，出于在各级之间传送离子的目的，一或多个额外处理步骤可并入于本文中所描述的方法中。
[0052] 现参看图5，展示糖肽分子利用本发明教示的方法和设备经历的各种过程的绘图。糖肽500(任选地嵌钠化)包括聚糖501部分和肽502部分。在四极碰撞室(其中出现极少CID或不出现CID)中使糖肽500具有较低能量解离能505，其中糖肽离子传递到ECD装置。在替代实施例中，施加极少解离能且四极碰撞室操作为离子导向器。利用产生初始肽502的c和z片段550的ExD反应，糖肽离子传递到以各种方式选择性地裂解肽片段的ECD装置。这些片段
550在由处理器处理时可用于对肽502的次序进行测序。较低能量505碰撞诱导解离也产生相对完整的聚糖部分501，其可用于提供聚糖部分的整体质量并估计聚糖部分501的个别成分。
[0053] 当经历较高CID能量506(高于肽序列分析中利用的能量)时，使得初始糖肽500碎片化为组成部分。肽部分502产生相对完整肽片段551，其可用以使用与ExD反应510类似的方法来对肽链进行测序。较高CID能量506下的聚糖部分501碎片化为聚糖片段552，其可由个别聚糖单醣单元或初始聚糖501的子链构成。在CID处理506之后创建的聚糖片段552可利用根据本发明教示的带通滤波器来选择且发射到ExD装置，其中聚糖经历ExD反应511，所述ExD反应对较小聚糖链上的个别葡糖单元执行交叉环裂解解离以形成交叉环聚糖片段部件555。可利用这些片段部件555的质量分析来对单醣进行测序，且更具体地说，交叉环裂解片段允许确定环键联(即特定单醣上的哪一位置键联到其相邻物)，可利用对环键联的所述确定来查询初始聚糖分子的结构。在另一实施例中，由使用较低或较高CID能量506产生的聚糖部分501可利用带通滤波器来选择且随后穿过ExD装置，所述ExD装置仅充当离子导向器。
以这种方式，对特别是完整聚糖穿过的离子进行质量分析，且其分析提供聚糖结构的整体质量的度量。由于可假定聚糖结构是成分糖的简单组合，因此可利用处理器来执行对聚糖部分的大致结构的估计构重建。
[0054] 可通过利用准流过方法来执行更高效ExD反应，所述方法中，行进通过ExD装置的离子短暂地捕获于装置中以使其暴露于电子的时间延长。ExD装置出射透镜可在关闭位置与开启位置之间振荡，使得在一个模式中，离子开始在允许增加电子的暴露时间的ExD装置中积聚，且在第二模式中，其中出射透镜开启且离子通过出射栅极从装置喷射出。在替代实施例中，ExD装置的离子进口端处的透镜也可开启和关闭，以便控制离子到ExD装置中的注入。以引用方式并入本文中的WO 2014/191821中举例说明这一实例。
[0055] 虽然结合各种实施例描述本发明教示，但是并不打算将本发明教示限制于这类实施例。相反地，如所属领域的技术人员应了解，本发明教示涵盖各种替代方案、修改和等效物。
[0056] 此外，在描述各种实施例中，本
说明书可能将方法和/或工艺呈现为特定顺序的步骤。然而，在方法或工艺不依赖于本文中所阐述的步骤的特定次序的程度上，方法或工艺不应限于所描述的步骤的特定顺序。如所属领域的技术人员将了解，步骤的其它顺序可以是可能的。因此，在说明书中阐述的步骤的特定次序不应解释为对权利要求的限制。另外，针对方法和/或工艺的权利要求书不应限于以书写的次序执行其步骤，并且所属领域的技术人员可以易于了解的是顺序可以变化并且仍保持在各种实施例的精神和范围内。
