本公開一般涉及用于監(jiān)測施加到質(zhì)譜儀中的離子檢測器的偏置電壓和/或維持該偏置電壓的最佳值的方法和系統(tǒng)，例如用于確定檢測器偏置電壓是否偏離其最佳設(shè)置的這樣的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在質(zhì)譜法中，偏置電壓通常被施加到用于檢測離子的離子檢測器。偏置電壓通常被調(diào)節(jié)以優(yōu)化質(zhì)譜儀的性能。作為示例，離子檢測器偏置電壓的優(yōu)化傳統(tǒng)上涉及將分析物的穩(wěn)定流引入質(zhì)譜儀中以及在斜坡式變化(ramp)偏置電壓的同時測量與該分析物相關(guān)聯(lián)的離子的強度。最佳偏置電壓可以例如被選擇為對應(yīng)于這樣的偏置電壓，在該偏置電壓處偏置電壓的增加不會導(dǎo)致觀察到的離子強度的任何進一步的實質(zhì)性增加。這樣的標準的示例將最佳偏置電壓定義為第一偏置電壓，該第一偏置電壓在增加的偏置電壓斜坡式變化期間未能導(dǎo)致離子信號強度的至少30％的增加。

2、傳統(tǒng)地，質(zhì)譜儀的用戶不經(jīng)常核查檢測器偏置電壓以監(jiān)測它是否已經(jīng)從其最佳值漂移。事實上，用戶通常認為，只有當觀察到離子檢測強度的顯著惡化時，才需要調(diào)節(jié)離子檢測器偏置電壓。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在一個方面，公開了一種用于監(jiān)測施加到質(zhì)譜儀的離子檢測器的偏置電壓的方法，該方法包括將初始偏置電壓施加到離子檢測器，使用施加有該初始偏置電壓的離子檢測器來采集對應(yīng)于至少兩個不同的離子信號檢測閾值的至少兩個可行離子檢測信號，以及使用所述至少兩個可行離子檢測信號來確定是否需要調(diào)節(jié)偏置電壓。

2、在一些實施例中，將兩個可行離子檢測信號的信號強度的比率與參考值進行比較，以確定該比率是否在該參考值的預(yù)定義容差范圍內(nèi)。當該比率在預(yù)定義范圍外時，指示調(diào)節(jié)偏置電壓。容差范圍可以例如是參考值的約+/-5％、+/-10％、+/-20％，盡管也可以例如基于具體應(yīng)用的要求采用其他范圍。

3、在一些實施例中，可以通過采用先前獲得的參考數(shù)據(jù)來計算偏置電壓與目標值(其通常是最佳值)的偏離程度以確定是否需要調(diào)節(jié)偏置電壓，該偏離程度與對應(yīng)于兩個不同的鑒別器閾值的兩個可行離子檢測信號強度的比率相關(guān)聯(lián)。

4、在一些情況下，響應(yīng)于需要調(diào)節(jié)偏置電壓的指示，偏置電壓可以被調(diào)節(jié)以使得偏置電壓在最佳偏置電壓的可接受容差范圍內(nèi)。在一些實施例中，用戶可以響應(yīng)于需要調(diào)節(jié)的指示來調(diào)節(jié)偏置電壓。在其它實施例中，可以例如經(jīng)由反饋回路自動地實現(xiàn)偏置電壓的這種調(diào)節(jié)。

5、在一些實施例中，可以通過將校正電壓添加到正在檢查的偏置電壓或從正在檢查的偏置電壓中減去校正電壓來實現(xiàn)偏置電壓的調(diào)節(jié)。在這樣的實施例的一些實現(xiàn)方式中，可以從查找表獲得所需的校正電壓，該查找表包含對應(yīng)于與至少兩個可行離子信號強度相關(guān)聯(lián)的多個強度比率的多個校正電壓。

6、在一些實施例中，以上述方式(即，通過將至少兩個可行離子檢測信號的強度比率與參考值進行比較以確定強度比率是否在參考值的可接受容差范圍內(nèi))檢查調(diào)節(jié)后的偏置電壓。如果發(fā)現(xiàn)離子信號強度比率(或基于該離子信號強度比率推斷的偏置電壓與目標值(通常為最佳值)的偏離)不在可接受的容差范圍內(nèi)，則迭代進行偏置電壓的調(diào)節(jié)和檢查，直到取得可接受的偏置電壓。

7、在本教導(dǎo)的實踐中可以采用各種離子檢測器。這樣的離子檢測器的一些示例包括但不限于通道電子倍增器、離散打拿極倍增器、微通道板檢測器等。此外，本教導(dǎo)可被實踐用于調(diào)節(jié)采用各種不同質(zhì)量分析器的各種不同質(zhì)譜儀中的離子檢測器的偏置電壓。這樣的質(zhì)量分析器的一些示例包括但不限于飛行時間(tof)質(zhì)量分析器、四極質(zhì)量分析器及其組合。

8、在一些實施例中，該方法還包括當需要調(diào)節(jié)偏置電壓時生成通知。這樣的通知可以采取各種形式，例如，它可以是視覺通知和/或聽覺通知。

9、在一些實施例中，可以在化合物的質(zhì)譜分析期間的一個或多個時間處觸發(fā)(即啟動)檢查施加到離子檢測器的偏置電壓的過程。作為示例，用戶可以在這樣的時間啟動偏置電壓的檢查，或者替代地，可以在一個或多個預(yù)定義的時間自動啟動偏置電壓的這種檢查。

10、在一些實施例中，可以在觸發(fā)離子檢測器開始離子檢測的時間之后經(jīng)過預(yù)定義時間段后啟動施加到離子檢測器的偏置電壓的檢查。

11、在一些實施例中，可行離子檢測信號中的任何一個可行離子檢測信號可以通過以下操作來采集：放大由離子檢測器響應(yīng)于檢測到入射在其上的離子而生成的離子檢測信號，以及將放大的離子檢測信號相對于鑒別器閾值進行比較，以當信號(即檢測到的電壓)在信號的特定時間部分(例如，持續(xù)時間為至少1.3納秒或者如比較器電路系統(tǒng)的規(guī)格所要求的)期間超過鑒別器閾值時接受離子檢測信號作為可行離子檢測信號。在其中模擬離子檢測信號被數(shù)字化的一些實施例中，可以采用各種標準來取得可行離子檢測信號。這樣的標準的一個示例是要求信號在已經(jīng)進行平滑和/或其他處理以減少信號噪聲之后高于預(yù)定義閾值。

12、在一些實施例中，所述至少兩個可行離子檢測信號中的任何一個可行離子檢測信號的采集可以通過以下操作來實現(xiàn)：放大由離子檢測器響應(yīng)于檢測到入射在其上的離子而生成的離子檢測信號以生成放大的離子檢測信號，以及將放大的離子檢測信號數(shù)字化以生成數(shù)字離子檢測信號。然后可以經(jīng)由與多個鑒別器閾值的比較來處理數(shù)字離子檢測信號以生成多個離子檢測強度，每個離子檢測強度對應(yīng)于鑒別器閾值中的一個鑒別器閾值。然后可以采用離子檢測強度來確定是否需要調(diào)節(jié)偏置電壓。

13、在相關(guān)方面中，公開了一種監(jiān)測施加到質(zhì)譜儀的離子檢測器的偏置電壓的方法，該方法包括：在多個離子信號處理通道之間分配由施加有初始偏置電壓的離子檢測器生成的離子檢測信號以生成多個可行離子檢測信號，每個離子信號處理通道被配置為相對于不同的鑒別器閾值電壓處理接收到的離子檢測信號，每個可行離子檢測信號對應(yīng)于鑒別器閾值電壓中的相應(yīng)一個鑒別器閾值電壓；以及將可行離子檢測信號例如相對于參考進行比較，以確定該偏置電壓是否對應(yīng)于最佳偏置電壓。

14、雖然在一些實施例中，在不同的鑒別器閾值處采集的數(shù)字離子檢測信號與參考的比較可以實時執(zhí)行(即在實驗運行期間)，但在其他實施例中，數(shù)字離子檢測信號與預(yù)定義的參考的比較可以在實驗運行的數(shù)據(jù)采集終止之后執(zhí)行。在后者實施例的一些實現(xiàn)方式中，對應(yīng)于數(shù)字離子檢測信號和相應(yīng)的鑒別器閾值的數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)據(jù)庫中，該數(shù)據(jù)庫可以被訪問以檢索該數(shù)據(jù)并以本文中公開的方式處理該數(shù)據(jù)，以確定是否需要調(diào)節(jié)施加到離子檢測器的偏置電壓。在一些實施例中，可以在數(shù)據(jù)的后處理中采用這樣的信息，以將校正因子(本文中也稱為縮放因子)施加到數(shù)據(jù)，從而補償在質(zhì)量分析數(shù)據(jù)的采集期間施加到離子檢測器的偏置電壓的偏離(如果有的話)。

15、例如，在一些實施例中，其中在不同鑒別器閾值處獲得的檢測到的可行離子檢測信號的分析是在完成數(shù)據(jù)采集后(例如在完成實驗運行后)執(zhí)行的，可以利用基于根據(jù)本教導(dǎo)的數(shù)據(jù)分析針對偏置電壓得到的校正電壓(變化量(delta)電壓)，來取得用于調(diào)節(jié)檢測到的可行離子信號強度的校正縮放因子。換句話說，可以基于所施加的偏置電壓(即，用于數(shù)據(jù)采集的偏置電壓)與經(jīng)由基于本教導(dǎo)的數(shù)據(jù)后處理確定的最佳偏置電壓之間的差來確定校正縮放因子。

16、在相關(guān)方面中，公開了一種監(jiān)測施加到質(zhì)譜儀的離子檢測器的偏置電壓的方法，其中針對參考最佳偏置電壓、至少一個小于該最佳偏置電壓的參考偏置電壓和至少一個大于該最佳偏置電壓的參考偏置電壓中的每一者，獲得兩個測量的離子檢測信號的離子信號強度比率，每個測量的離子檢測信號是在不同的鑒別器閾值處被采集的。參考偏置電壓及其相應(yīng)的離子強度比率用于計算測量的偏置電壓相對于目標值(通常是最佳值)之間的差(如果有的話)，該差對應(yīng)于兩個離子檢測信號的測量的比率，每個離子檢測信號是在所述不同的鑒別器閾值中的一個鑒別器閾值處被采集的。當計算出的偏置電壓與目標值的差不在容差范圍內(nèi)時，可以可選地調(diào)節(jié)偏置電壓以使偏置電壓在可接受的容差范圍內(nèi)。

17、在相關(guān)方面中，公開了一種監(jiān)測、調(diào)節(jié)和/或維持施加到質(zhì)譜儀的離子檢測器的偏置電壓的方法，該方法包括通過以下操作來對離子檢測器施加偏置電壓斜坡式變化：通過多個離散的步(step)增加偏置電壓從而向離子檢測器施加多個離散的偏置電壓。在每個離散電壓值處，測量在兩個或更多個鑒別器閾值電壓處的離子強度。以及對離子強度進行處理(例如經(jīng)由獲得其比率或以其它如本文中所公開的方式)來獲得強度參數(shù)(例如，強度參數(shù)可以對應(yīng)于在兩個不同的鑒別器閾值電壓處采集的兩個離子強度的比率)。然后將強度參數(shù)用作校準數(shù)據(jù)(例如以校準曲線的形式)，接著校準數(shù)據(jù)可以用于確定測量的偏置電壓是在最佳偏置電壓的可接受范圍內(nèi)還是在該范圍外，是高于還是低于最佳偏置電壓。

18、在相關(guān)方面中，公開了一種用于監(jiān)測施加到質(zhì)譜儀的離子檢測器的偏置電壓的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信號處理電路系統(tǒng)和控制器，該信號處理電路系統(tǒng)被配置為接收由離子檢測器響應(yīng)于檢測到入射在其上的離子而生成的離子檢測信號以及放大離子檢測信號以生成多個放大的離子檢測信號，該控制器與信號處理電路系統(tǒng)通信以用于接收放大的信號，其中控制器被配置為處理放大的離子檢測信號以識別對應(yīng)于多個不同的鑒別器閾值的多個可行離子檢測信號?？刂破鬟€可以被配置為計算在多個不同的鑒別器閾值處的可行離子檢測信號的強度，以及處理那些離子強度以確定是否需要調(diào)節(jié)偏置電壓。在一些這樣的實施例中，與控制器通信的可調(diào)節(jié)dc電壓源可以被配置為將偏置電壓供應(yīng)到離子檢測器。作為示例，控制器可以被配置為當需要調(diào)節(jié)偏置電壓時向可調(diào)節(jié)電壓源提供一個或多個控制信號以使得電壓源調(diào)節(jié)偏置電壓。在一些這樣的實施例中，控制器可以與數(shù)據(jù)庫通信以訪問校正偏置電壓以及可以被配置為經(jīng)由那些(一個或多個)控制信號向可調(diào)節(jié)電壓源提供校正偏置電壓。

19、在相關(guān)方面中，公開了一種質(zhì)譜儀，該質(zhì)譜儀包括離子源和被定位在離子源的下游的質(zhì)量分析器，該離子源用于接收分析物以及電離該分析物以生成至少一個分析物離子，該質(zhì)量分析器用于檢測分析物離子和/或其碎片中的任一者以生成一個或多個離子檢測信號。質(zhì)譜儀還包括用于生成偏置電壓的可調(diào)節(jié)dc電壓源，該偏置電壓用于施加到離子檢測器。質(zhì)譜儀還可以包括至少一個電路系統(tǒng)，該至少一個電路系統(tǒng)用于放大離子檢測信號，或以其他方式處理那些信號，以及將每個放大的離子檢測信號與鑒別器閾值進行比較以生成多個可行離子檢測信號。與該電路系統(tǒng)通信的控制器可以接收可行離子檢測信號，以及比較在不同的鑒別器閾值處獲得的信號，以確定是否需要調(diào)節(jié)偏置電壓。在一些實施例中，控制器還可以與dc可調(diào)節(jié)電壓源通信，從而當需要調(diào)節(jié)偏置電壓時，向dc電壓源發(fā)送用于這種調(diào)節(jié)的一個或多個控制信號，以使施加到離子檢測器的偏置電壓在最佳值的可接受容差范圍內(nèi)。在一些實施例中，用于放大離子檢測信號的電路系統(tǒng)可以與離子檢測器電子電路系統(tǒng)集成，而在其他實施例中，電路系統(tǒng)可以與離子檢測器的電子電路系統(tǒng)分離地實現(xiàn)。

20、可以參考以下詳細描述并結(jié)合相關(guān)聯(lián)附圖獲得本教導(dǎo)的各個方面的進一步理解，下面簡要描述附圖。