CN103325654B - 处理镜像电荷/电流信号的方法 - Google Patents

Abstract

一种处理代表进行振荡运动的被囚禁的离子的多个图像电荷/电流信号的方法，例如在离子阱质谱仪中所使用的。该方法包括通过使用多个预定系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合，预定系数已经被选择以便在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内抑制镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量。

Description

处理镜像电荷/电流信号的方法

技术领域

本发明涉及处理代表进行振荡运动的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号的方法，例如离子阱质谱仪中所使用的方法。本发明同样涉及相关的方法和装置。

背景技术

通常，离子阱质谱仪通过囚禁离子来工作，以至于被囚禁的离子进行振荡运动，例如沿着线形路径前后振荡或者在环形轨道中振荡。

离子阱质谱仪可以产生磁场、电动力场或者静电场、或者是这些场的组合以便囚禁离子。如果离子是使用静电场被囚禁，则离子阱质谱仪通常被称为“静电”离子阱质谱仪。

通常，离子阱质谱仪中的被囚禁的离子的振荡频率取决于离子的质荷比，这是因为与具有较小的荷质质荷比的离子相比，具有较大质荷比的离子通常需要更长的时间来进行振荡运动。利用镜像电荷/电流检测器，可以在时域中无损地获得代表正进行振荡运动的被囚禁离子的镜像电荷/电流信号。这个镜像电荷/电流信号可以被变换成频域，例如使用傅里叶变换(“FT”)。因为被囚禁离子的振荡频率取决于质荷比，因此在频域中的镜像电荷/电流信号可以被看做是提供关于已经被囚禁的离子的质荷比分布的信息的质谱数据。

傅里叶变换离子回旋共振法(“FTICR”)是一种已知的将超导体磁场应用于囚禁离子并实现这些原理的质谱技术。

静电离子阱质谱仪的已知的实例是Alexander Makarov开发的“Orbitrap”。在Orbitrap中，由静电场囚禁的离子围绕着中心电极在螺旋形轨道中循环。

离子阱质谱仪的另一个已知的实例是Zajfman等人提出，WO02/103747(A1)所揭示的静电离子束阱(“EIBT”)。在EIBT中，离子通常沿着线形轨道前后地振荡，因此这样的离子阱同样被称为“线性静电离子阱”。

由Verenchikov提出的，WO2011/086430公开了一种用于静电阱质谱仪的设备与操作方法，包括测量多个同步的离子振荡的频率。为了提高吞吐量以及空间电荷容量，阱基本上在一个Z方向上被延伸，形成再现的(reproduced)二维场。为阱的Z延伸(Z-extension)提供了多种几何结构。通过对静电阱的复用，分析的吞吐量得到提高。这个文档还建议频率分析可以通过镜像电流信号的小波拟合分析(wavelet-fit analysis)或是通过使用对每次振荡的离子的小部分采样的飞行时间检测器中任一个来完成。

当前未公开的GB1103361.0描述了另一个静电阱质谱仪。

由Li Ding(本发明的发明人之一)提出的，US2011/0240845(同样参见CN101752179)公开了一种基于离子镜像电流的检测的质谱分析仪和分析方法。在一个实施例中，该方法包括使用静电反射器或者静电偏转器来使得脉冲离子能够在分析仪中进行多次周期性运动，在其离子飞行区域的部分形成时间会聚，并且在空间中形成封闭的离子束；使得离子束周期性地穿过多个沿着离子束轴线方向被串联地布置的管状镜像电流检测器，使用低噪声的电子放大器装置来有差异地检测由多个管状检测器拾取的镜像电流，并且使用例如最小二乘回归的数据转换方法以获得质谱。

发明人已经发现使用离子阱质谱仪获得的镜像电荷/电流信号通常没有完美的谐波。换句话说，使用离子阱质谱仪获得的镜像电荷/电流信号常常在时域中具有尖脉冲的波形，这会导致镜像电荷/电流信号在频域中具有多个谐波分量。

当代表具有不同的质荷比且进行振荡运动的被囚禁的离子的镜像电荷/电流信号被变换为频域时，例如使用傅里叶变换，发明人已经发现，如果出现多个谐波分量，那么每个谐波分量被表示为一组峰，其中该组峰中具有的每一个峰是由不同的质荷比的被囚禁的离子(即不同的离子类型)引起的。如果被囚禁的离子具有较窄范围的质荷比，那么每个谐波分量将被表示为一组密集的峰，该组峰很容易被识别。然而，如果被囚禁的离子具有较宽范围的质荷比，那么每个谐波分量将被表示为一组稀疏的峰，该组峰可能会互相重叠。重叠谐波峰可以使得难以获得关于被囚禁的离子的质荷比分布的有用信息而不限制为了获得镜像电荷/电流信号而使用的离子的质荷比的范围。这些难点将在下面通过参考附图1a-c来更详细地描述。

为了应对能够由被包含在通过使用离子阱质谱仪而获得的镜像电荷/电流信号中多个谐波分量造成的这些难点，已经做出过尝试。但是，这种尝试倾向于包括集约计算方法(computationally intensive methods)。

举例来说，“Multi-ion quantitative mass spectrometry by orthogonalprojection method with periodic signal of electrostatic ion beam trap”，QiSun，Changxin Gu，以及Li Ding(本发明的一个发明人)，J.Mass.Spectrum.2011，46，417-424，公开了使用“正交投影方法”以提供更加易读的质谱来分析镜像电荷/电流信号。但是，这个论文所提出的方法是集约计算(computationally intensive)。

作为另一个实例，“A comb-sampling method for enhanced mass analysis inlinear electrostatic ion traps”，J.B.Greenwood等人，Review of ScientificInstruments,82,043103(2011)公开了一种用于从由拾取电极(pickup-electrodes)从在线性的静电阱中振荡的离子束流(ion bunches)的镜像电荷中获得的信号中提取质谱信息的“梳状采样(comb-sampling)”算法。再次强调，这个论文所提出的方法是集约计算。

发明内容

本发明是考虑到这些因素而做出的。

总体上，本发明的第一方面是提供一种处理多个镜像电荷/电流信号的方法，该方法包括使用多个预定系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合。

从以下的讨论中可见，通过适当的选择预定的系数，可以在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内抑制镜像电荷/电流信号的至少一个不需要的谐波分量。

因此，本发明的第一个方面可以提供一种处理多个镜像电荷/电流信号的方法。

因为在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量被抑制(最好是基本上消除，见下文)，所以线性组合可以被用于获得关于较宽的质荷比范围的被囚禁的离子的质荷分布的有用信息而不需要遇到由于重叠谐波分量(具有不同的阶次(orders))引起的难点，并且是以不需要是集约计算的方式。

可选择地，术语“目标的”或者“不需要的”可以被用于识别在线性组合中要被抑制的某个或每个谐波分量。同样可选地，术语“非目标的”或者“需要的”可以被用于识别没有被包括在要被抑制的至少一个谐波分量中的谐波分量(即识别将不被抑制的谐波分量)，例如来识别已经被选择用于获得关于被囚禁的离子的质荷比分布的信息的谐波分量。然而，这些术语是可选择的并且目的是在于被简单地作为标志来使用。这些术语不应当被解释为需要该方法包括要被做出的关于例如谐波分量是否实际上被人需要/作为目标的认知决定。

这里，使用多个系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合较佳地包括使多个镜像电荷/电流信号中的每一个镜像电荷/电流信号与各个系数(可能是复数，见下文)相乘。如以下更详细的说明，用于这个乘法的镜像电荷/电流信号可以在时域或频域中。更好的，用于这个乘法的镜像电荷/电流信号是在时域中，因为这通常需要更少的傅里叶变换(见下文)。

通常，镜像电荷/电流信号最初是在时域中被获得，即借助于镜像电荷/电流信号是时间的函数。通过使用例如傅里叶变换(“FT”)可以将镜像电荷/电流信号从时域变换到频域，较佳的是例如“快速傅里叶变换”(“FFT”)的离散傅里叶变换，这是因为快速傅里叶变换是更少的集约计算，因此它通常更快速。

在频域中的镜像电荷/电流信号可以被看做是提供关于已经被囚禁的离子的质荷比分布的信息的质谱数据。然而，如上所述，如果在频域中的镜像电荷/电流信号具有由于具有宽质荷比范围的被囚禁的离子导致的多个谐波分量，不限制用于获得镜像电荷/电流信号而使用的质荷比的范围或者不限制使用集约计算方法，那么它可能难以从在频域中的镜像电荷/电流信号中获得关于被囚禁的离子的质荷比分布的有用信息。

该方法更好的是包括提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合，以便更好地提供关于被囚禁的离子的质荷比分布的信息。因此，在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合可以被看做是提供关于已经被囚禁的离子的质荷比分布的信息的质谱数据。如上所述，有利地，因为在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量被抑制(最好是基本上消除，见下文)，线性组合可以被用于获得关于宽质荷比范围的被囚禁的离子的质量/电荷分布的有用信息而不需用面对由于重叠谐波分量(具有不同的阶次)而引起的难处，并且是以不需要集约计算的方式。

提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合可以通过使用傅里叶变换实现，较佳的是使用例如“快速傅里叶变换”的离散傅里叶变换。

这里，需要承认的是，假设多个镜像电荷/电流信号最初在时域中(参见上面)被获得，然后提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合可以通过以下任一个实现：

(a)生成在时域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合，然后将多个镜像电荷/电流信号的线性组合从时域变换到频域(例如使用傅里叶变换，较佳的是使用例如“快速傅里叶变换”的离散傅里叶变换)；或者

(b)将多个镜像电荷/电流信号的每一个镜像电荷/电流信号从时域变换到频域(例如使用傅里叶变换，较佳的是使用例如“快速傅里叶变换”的离散傅里叶变换)，然后生成在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合。

为了避免任何疑惑，生成在时域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合可以在模似电路中进行，例如如下面所详细描述的。

这里，需要认识到的是方法(a)和(b)大体上是等效的，因为信号的线性组合的傅里叶变换大体上与已经对其单独进行了傅里叶变换的信号的线性组合相等，参见例如以下的公式2、3。但是，方法(a)是较佳的，因为相比于方法(b)这个方法通常需要更少的傅里叶变换。

因此，假设多个镜像电荷/电流信号最初在时域中被获得(参见上面)，然后提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合较佳的是包括生成在时域的多个镜像电荷/电流信号的线性组合，然后将多个镜像电荷/电流信号的线性组合从时域变换到频域(例如使用傅里叶变换，较佳的是使用例如“快速傅里叶变换”的离散傅里叶变换)。

这里，如果对于通过使用预定系数而生成的线性组合而言，在频域中用属于(例如“目标的”或者“不需要的”)谐波分量的峰的高度除以属于另一个(例如“不是目标的”或者“想要的”)谐波分量的对应的峰的高度而计算出的比率的数值与用于将每个镜像电荷/电流信号简单相加而计算出的同样的比率相比更小，则(例如“目标的”或者“不需要的”)在线性组合内的镜像电荷/电流信号的谐波分量可以被看做被抑制了。在本文中，“对应的”峰意味着由于具有同样质荷比的被囚禁的离子而引起的峰。

因此，至少一个谐波分量的抑制是相对的而不是绝对的，例如利用选择预定的系数，以便抑制相对于另一个(例如“不是目标的”或者“想要的”)镜像电荷/电流信号的谐波分量的至少一个(例如“目标的”或者“不需要的”)镜像电荷/电流信号的谐波分量。为了避免任何疑惑，可以通过例如，通过放大另一个(“不是目标的”或者“想要的”)调和分量实现，而不是通过抑制至少一个(“目标的”或者“不需要的”)谐波分量。

因此，预定的系数可以被选择以便抑制(或者基本上消除)相对于另一个(例如“不是目标的”或者“想要的”)已经被选择用于获得关于被囚禁的离子的质荷比分布的信息的谐波分量的至少一个(例如“目标的”或者“不需要的”)镜像电荷/电流信号的谐波分量。要被抑制的至少一个(例如“目标的”或者不需要的”)谐波分量较佳的是靠近(更好的是紧挨着)(例如“不是目标的”或者“想要的”)被选择用于获得关于被囚禁的离子的质荷比分布的信息的谐波分量。

较佳的是，预定的系数被选择以便在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内基本上消除至少一个多个镜像电荷/电流信号的谐波分量。

这里，如果对于通过使用预定系数而生成的线性组合而言，在频域中用属于(例如“目标的”或者“不需要的”)谐波分量的峰的高度除以属于另一个(例如“不是目标的”或者“想要的”)谐波分量对应的峰的高度的比率的数值是5％或者更少，更好的是0.5％或者更少，则谐波分量可以被看做“基本上被消除了”。在本文中，“对应的”峰再次意味着由于具有同样质荷比的被囚禁的离子而引起的峰。

较佳的，预定的系数被选择以便抑制(更好的是基本上消除)最初n个谐波分量中的n-1个，其中n大于等于2，更好的是大于等于3，更好的是大于等于4，更好的是大于等于5。举例来说，预定的系数被选择以便抑制(更好的是基本上消除，参见上面)最初五个谐波分量中的四个，例如因此依次、二次、四次和五次(例如“目标的”或者“不需要的”)谐波分量被抑制(更好的是基本上消除)，例如从而留下三次、六次以及更高次的(例如“不是目标的”或者“想要的”)谐波分量。

更普遍地说，预定的系数可以被选择以便抑制(更好的是基本上消除)具有n次到n+m次之间的阶次的谐波分量的m个，其中n是正整数并且m是大于等于1，更好的是大于等于2，更好的是大于等于3，更好的是大于等于4，更好的是大于等于5。举例来说，预定的系数被选择以便抑制(更好的是基本上消除，参见上面)四次到八次谐波分量中的四个，例如从而留下六次谐波分量。从下面所述的模拟实例中可见，预定的系数一般(而不是必需的)都相互不同和/或可以是复数(包含实部和虚部)。

该方法可以包括将例如在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合显示在例如屏幕的显示器上。

较佳的是，该方法包括在处理多个镜像电荷/电流信号之前获得多个镜像电荷/电流信号。

因此，本发明的一个方面可以提供一种处理多个镜像电荷/电流信号的方法，包括：获得多个镜像电荷/电流信号；以及例如根据这里所述的方法处理多个镜像电荷/电流信号。

获得多个镜像电荷/电流信号可以包括：生成离子；囚禁离子因此被囚禁的离子进行振荡运动；以及获得代表进行振荡运动的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号。

离子可以通过使用例如如下面所详细描述的离子源来生成。

离子可以通过使用例如如下面所详细描述的质谱分析仪来囚禁。

多个镜像电荷/电流信号可以通过使用例如下面所详细描述的至少一个镜像电荷/电流检测器来获得。

较佳的是，例如如下面结合附图3-4所述，凭借通过使用各个镜像电荷/电流检测器来获得每个镜像电荷/电流信号，多个镜像电荷/电流信号是通过使用多个镜像电荷/电流检测器来获得的。多个镜像电荷/电流检测器可以具有不同的位置、尺寸和/或形状。

但是，多个镜像电荷/电流信号中的两个或更多个镜像电荷/电流信号还可以是通过使用相同的镜像电荷/电流检测器而获得的。

举例来说，凭借通过将至少一个处理算法应用于由镜像电荷/电流检测器生成的镜像电荷/电流信号来获得镜像电荷/电流信号中的两个以上镜像电荷/电流信号中的至少一个，多个镜像电荷/电流信号中的两个以上镜像电荷/电流信号可以通过使用同样的镜像电荷/电流检测器获得。通过将不止一个处理算法应用于由镜像电荷/电流检测器生成的镜像电荷/电流信号，可以因此获得两个以上镜像电荷/电流信号中的不止一个。可选择地，两个以上镜像电荷/电流信号中的一个可以仅仅是由镜像电荷/电流检测器生成的镜像电荷/电流信号(即不对其应用处理算法)。

该处理算法或每个处理算法可以被配置成利用从镜像电荷/电流信号(例如虚部和实部的比率)获得的相位信息(例如相位角)来调整(例如在频域中的)镜像电荷/电流信号(的例如绝对值)。举例来说，相位信息可以使用傅里叶变换来获得。该处理算法或每个处理算法可以被配置成通过将镜像电荷/电流信号的绝对值乘以镜像电荷/电流信号的相位角变化的函数来调整镜像电荷/电流信号，例如如下面参考附图5所述。

在一些实施例中，所有的多个镜像电荷/电流信号可以通过使用单个镜像电荷/电流检测器来获得。

较佳的是，多个镜像电荷/电流信号是通过使用至少一个镜像电荷/电流检测器被直接地获得。但是，为了避免任何疑惑，多个镜像电荷/电流信号中的一些或所有镜像电荷/电流信号可以通过使用至少一个镜像电荷/电流检测器被间接地获得。

通过使用镜像电荷/电流检测器来直接地获得镜像电荷/电流信号可以简单地包括，例如，获得由镜像电荷/电流检测器生成的镜像电荷/电流信号。

通过使用镜像电荷/电流检测器来间接地获得镜像电荷/电流信号可以包括，例如，对由至少一个镜像电荷/电流检测器生成的一个以上镜像电荷/电流信号求导或者求积分(例如相对于时间)，例如对由多个镜像电荷检测器生成的多个镜像电荷信号求导以便获得多个镜像电流信号或者对由镜像电流检测器生成的多个镜像电流信号求积分以便获得多个镜像电荷信号。如另一个实例，通过使用镜像电荷/电流检测器来间接地获得镜像电荷/电流信号可以包括使用例如如上所述的处理算法。

这里，术语“镜像电荷/电流信号”较佳的是被解释为覆盖了由镜像电荷/电流检测器生成的镜像电荷/电流信号的任意阶次的导数或者积分(例如二阶导数)，或者以上的组合(例如C(t)+A*dC(t)/dt…，其中C(t)是作为时间的函数的电荷)。

本发明的第一个方面还可以提供一种选择预定系数的方法，例如用于处理例如如上所述的多个镜像电荷/电流信号的方法中。

选择预定系数的方法可以包括：获得多个镜像电荷/电流信号；以抑制或者消除镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量为目标设定方程；以及通过求解等式来选择预定系数。

获得多个镜像电荷/电流信号可以是例如如上所述并且可以例如包括：生成离子；囚禁离子因此被囚禁的离子进行振荡运动；以及获得代表进行振荡运动的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号。

较佳的是，该方法包括在设定等式之前提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号，即因此多个镜像电荷/电流信号的线性组合在频域中被生成。提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号可以通过将多个镜像电荷/电流信号从时域变换到频域来实现，例如使用傅里叶变换，较佳的是使用例如“快速傅里叶变换”的离散傅里叶变换。

较佳的是，以抑制或者消除镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量为目标的方程设定是以抑制或者消除在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内的镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量为目标的。

较佳的是，设定等式包括通过使用多个未定系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合。

较佳的是，通过使用多个未定系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合是通过使用多个未定系数在多个频率下对其进行采样来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合来实现，其中多个频率中的每一个频率对应于多个镜像电荷/电流信号的多个谐波分量中各自的一个谐波分量。较佳的是，多个频率的每一个频率都对应于属于多个镜像电荷/电流信号的多个谐波分量中各自的一个谐波分量的峰(并且可以因此被称为“谐波频率”)。更好的是，多个频率中的每一个频率都对应于属于多个镜像电荷/电流信号的多个谐波分量中各自的一个谐波分量(因为峰可能覆盖许多频率点，参见例如图8)(例如在相对频率的绝对强度的图中的)峰的峰点(即最高点)。通常，如果一个镜像电荷/电流信号在对应于特定的峰点的特定的频率下被采样，那么极佳的是所有镜像电荷/电流信号都在相同的频率下被采样。(多个频率所对应的)多个谐波分量较佳的是包括至少一个要被抑制/消除的谐波分量，以及至少一个不会被抑制/消除的(例如“不是目标的”或者“想要的”)谐波分量(可以是被选择用于获得关于被囚禁的离子的质荷比分布的信息的谐波分量)。

通过举例来说，通过使用多个未定系数来生成n个镜像电荷/电流信号的线性组合(其中n是整数)可以通过使用n个未定系数来生成在n个频率下被采样的n个镜像电荷/电流信号的线性组合来实现，其中n个频率中的每一个频率对应于例如如下面在标题“原理”部分下所述的(其中n＝5)多个镜像电荷/电流信号的最初n个谐波分量中的各自的一个谐波分量(例如属于上述各自的一个谐波分量的峰的峰点)。通过举例来说，n可以是大于等于2，更好是大于等于3，更好是大于等于4，更好是大于等于5。

较佳的是，以抑制或消除镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量为目标的等式设定是线性等式。可以通过使通过使用多个未定系数来生成的线性组合与预定的矢量，举例来说，例如下面所述的矢量L等同来设定这种方程。

较佳的是，等式是以消除(而不是仅仅抑制)至少一个谐波分量为目标的。当然，虽然该等式可以在数学上地以(在其整体中)消除至少一个谐波分量为目标，但是通过使用通过求解这种方程而被选择的预定系数来执行处理多个图像/电荷信号的方法可能不会产生至少一个谐波分量的完美消除(例如由于例如数据采样/计算误差、噪声等因素)。

较佳的是，以抑制或者消除镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量的设定等式包括设定线性方程，其中使用多个未定系数在(例如各自的)多个谐波频率中的一个谐波频率(例如对应于“目标的”或者“不需要的”谐波分量)下被采样的多个镜像电荷/电流信号的至少一个线性组合被设为等于0(例如以便以消除“目标的”或者“不需要的”谐波分量为目标)或者等于一个小于(例如已经被设为等于)使用上述的未定系数(例如以便以抑制“目标的”或者“不需要的”谐波分量为目标)在多个谐波频率的另一个谐波频率(例如对应于“不是目标的”或者“想要的”谐波分量)下被采样的多个镜像电荷/电流信号的另一个线性组合的值。

较佳的是，生成的离子包括具有基准质荷比的离子。更好的是，生成的离子仅包括(或者基本上仅包括)具有基准质荷比的离子。较佳的是，基准质荷比被选择为在将要(例如在随后的实验中)被使用的质量范围的中间。

较佳的是，多个镜像电荷/电流信号包括由具有基准质荷比的离子引起的谐波分量。

较佳的是，通过使用多个未定系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合是基于由具有基准质荷比的离子引起的谐波分量。更好的是，通过使用多个未定系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合是通过使用多个未定系数在多个频率下采样来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合来实现的，其中多个频率中的每一个频率对应于由具有基准质荷比的离子引起的多个谐波分量中各自的一个谐波分量(例如属于上述各自的一个谐波分量的峰的峰点)。

因此，选择预定系数的方法可以包括：生成离子，其中生成的离子包括具有基准质荷比的离子；囚禁离子因此被囚禁的离子进行振荡运动；获得代表进行振荡运动的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号，其中多个镜像电荷/电流信号包括由具有基准质荷比的离子引起的谐波分量；提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号；设定以抑制或者消除在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内的镜像电荷/电流信号的多个谐波分量中至少一个谐波分量为目标的线性方程，其中设定线性方程包括通过使用多个未定系数在多个频率下采样来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合，其中多个频率中的每一个频率对应于由具有基准质荷比的离子引起的多个谐波分量中各自的一个谐波分量(例如属于上述各自的一个谐波分量的峰的峰点)；以及通过求解线性方程来选择预定系数。

选择预定系数的方法可以与此处所述的任何方法相结合。因此，本发明的第一方面提供了一种方法，包括：如此处所述的选择预定系数的方法；以及如此处所述的处理多个镜像电荷/电流信号的方法，其中处理多个镜像电荷/电流信号的方法使用根据选择预定系数的方法选择的预定系数。

较佳的是，选择预定系数的方法包括通过使用第一离散傅里叶变换来提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号；并且处理多个镜像电荷/电流信号的方法包括通过使用第二离散傅里叶变换来提供在频域中的线性组合；其中第一和第二离散傅里叶变换使用相同的频率范围和频率步进。发明人已经发现这会使得不需要的谐波分量的抑制/消除得到改善。

本发明的第二方面可以提供一种适合于执行此处所述的任何方法的设备。

例如，本发明的第二方面可以提供一种被配置成执行任何此处所述的任何方法的质谱分析设备，例如如此处所述的处理多个镜像电荷/电流信号的方法和/或选择预定系数的方法。

较佳的是，质谱分析装置具有被配置成导致质谱设备执行此处所述的任何方法的处理设备，例如如此处所述的处理多个镜像电荷/电流信号的方法和/或选择预定系数的方法。

较佳的是，本发明的第二方面提供一种质谱分析设备，具有被配置成执行如此处所述的处理多个镜像电荷/电流信号的方法的处理设备。

例如，本发明的第二方面可以提供质谱分析设备。

上述的处理设备可以被配置成执行上述任何方法步骤，或者具有用于执行上述任何方法步骤的手段。

例如，处理设备可以被配置成提供在频域中多个镜像电荷/电流信号的线性组合，例如通过以下任一个：(a)生成在时域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合，然后将多个镜像电荷/电流信号的线性组合从时域变换到频域(例如使用傅里叶变换，较好的是使用例如“快速傅里叶变换”的离散傅里叶变换)；或者(b)将多个镜像电荷/电流信号中的每一个镜像电荷/电流信号从时域变换到频域(例如使用傅里叶变换，较好的是使用例如“快速傅里叶变换”的离散傅里叶变换)，然后生成在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合。

上述的处理设备可以包括电脑。可以用被配置成使得质谱设备执行此处所述的任何方法的计算机可执行指令来编程处理设备(例如计算机或者信号处理器)，任何方法是例如此处所述的处理多个镜像电荷/电流信号的方法和/或选择预定系数的方法。

质谱分析设备可以具有显示器。显示器可以被配置成显示例如在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合。显示器可以包括屏幕。

质谱分析设备可以被配置成执行上述的任何方法步骤，或者具有用于执行上述的任何方法步骤的手段。

例如，质谱分析装置可以具有用于获得多个镜像电荷/电流信号的手段。因此，质谱分析装置可以具有：被配置成生成离子的离子源；被配置成囚禁离子的质量分析仪因此被囚禁的离子在质量分析仪中振荡；和/或至少一个用于获得代表在质量分析仪中进行振荡运动的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号的镜像电荷/电流检测器。

如果质谱分析设备具有用于获得多个镜像电荷/电流信号的手段，则它可以被看做是质谱仪。如果具有被配置成囚禁离子的质量分析仪因此被囚禁的离子在质量分析仪中进行振荡运动，则质谱仪可以被看做是离子阱质谱仪，并且质量分析仪可以被看做离子阱。

较佳的是，上述的处理设备被配置成对通过使用至少一个镜像电荷/电流检测器而获得的多个信号进行处理多个镜像电荷/电流信号的方法。

因此，本发明的第二方面可以提供了一种离子阱质谱仪具有：被配置成生成离子的离子源；被配置成囚禁离子的质量分析仪因此被囚禁的离子在质量分析仪中振荡；和/或至少一个用于获得代表在质量分析仪中进行振荡运动的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号的镜像电荷/电流检测器；以及被配置成进行处理通过使用至少一个镜像电荷/电流检测器而获得的多个镜像电荷/电流信号的方法的处理设备。

这里，处理多个镜像电荷/电流信号的方法可以是此处所述的任何方法，并且较佳的是包括通过使用多个预定系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合，预定系数已经被选择以便抑制在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内的镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量。

较佳的是，例如如下面更详细描述的，离子源较佳的是被配置成例如从样品材料生成离子。例如，离子源可以被配置成以连续的或者脉冲的方式生成离子，例如以1ms或更短的短束(bunch)。

质谱分析设备可以包括用于从离子源向质量分析仪传输离子的离子传输或者离子引导系统，例如如下面更详细描述的。

较佳的是，质量分析仪被配置成(例如通过在质量分析仪中使用电极来)生成电场和/或磁场以便囚禁由离子源生成的离子因此被囚禁的离子在质量分析仪中进行振荡运动。较佳的是，质量分析仪被配置成生成基本上静态的电场(该电场可以被称为“静电”场)和/或基本上静态的磁场，例如基本上静态的电场和磁场的组合(该组合可以被称为“静电磁场”)。附加地或者可选择地，质量分析仪可以被配置成生成动态的电场(可以被称为“电动力”场)和/或动态的磁场，例如动态的电场和磁场的组合(可以被称为“电磁”场)。

如果质量分析仪被配置成生成静电场，则质量分析仪可以被看做是静电离子阱。静电离子阱可以例如是直线式的或者平面式的静电离子阱。静电离子阱(或者任何其它类型的质量分析仪)可以具有多个镜像电荷/电流检测器。静电离子阱(或者任何其它类型的质量分析仪)可以具有多个场形成电极，其中多个场形成电极中的至少一些场形成电极也被用作镜像电荷/电流检测器。

静电离子阱可以具有例如被配置成使用用于离子囚禁的超对数(hyper-logarithmic)电场的静电场轨道阱(Orbitrap)的形式。常规的静电场轨道阱被配置成使用两半“外”电极作为镜像电荷“拾取”电极，并且区别地拾取镜像电荷以便只生成一个镜像电荷信号。然而，可以将外电极分成更多的部分，其中每个部分生成多个镜像电荷/电流信号中各自的一个，和/或为了部分内电极被电分离的并被适当的耦合以便允许其拾取镜像电荷信号。

该镜像电荷/电流检测器或每个镜像电荷/电流检测器较佳的是被配置成生成代表在质量分析仪中进行振荡运动的被囚禁的离子的镜像电荷/电流信号。镜像电荷/电流检测器在本领域中是非常熟知的，并且一般来说包括至少一个“拾取”电极，并且较佳的是还包括至少一个“拾取”电极和放大器(例如“第一级”电荷灵敏放大器)。在镜像电荷/电流检测器中包括放大器是优选的，因为通过被囚禁的离子引起的镜像电荷的量通常少于离子的电荷，在10^-19到10^-14库仑之间变化。低噪声电荷放大器被常常用于放大信号。因为他们使在输入端具有电容性阻抗，这种放大器通常将在镜像电荷的波形中输出信号而不是镜像电流。但是这个第一级放大器和接来下级的放大器的传输参数可以根据情况而变，获得的信号波形可以从镜像电荷类型变化到镜像电流类型或者任何来自它们衍生的类型。

质谱分析装置可以具有多个镜像电荷/电流检测器，其中每个镜像电荷/电流检测器被配置成用于获得各自的镜像电荷/电流信号，例如如下面连同附图2-4所述的。多个镜像电荷/电流检测器可以具有不同的位置、尺寸和/或形状。

但是，对于一个以上镜像电荷/电流检测器来说，还可以被配置成用于生成多个镜像电荷/电流信号中的两个以上的镜像电荷/电流信号。

例如，镜像电荷/电流检测器可以被配置成用于获得多个镜像电荷/电流信号中的两个以上的镜像电荷/电流信号，其中两个以上的镜像电荷/电流信号中的至少一个镜像电荷/电流信号通过将至少一个处理算法应用到由镜像电荷/电流检测器生成的镜像电荷/电流信号中被获得。通过将不止一个处理算法应用到由镜像电荷/电流检测器生成的镜像电荷/电流信号中，两个以上的镜像电荷/电流信号中的不止一个镜像电荷/电流信号可以因此被获得。可选择地，两个以上镜像电荷/电流信号中的一个镜像电荷/电流信号可以仅仅是由镜像电荷/电流检测器生成的镜像电荷/电流信号(即不对其应用处理算法)。

该处理算法或每个处理算法可以被配置成用从镜像电荷/电流信号(例如镜像电荷/电流信号的虚部和实部的比率)中获得的相位信息(例如相位角)来调整(例如在频域中的)镜像电荷/电流信号(例如镜像电荷/电流信号的绝对值)。举例来说，相位信息可以通过使用傅里叶变换来获得。该处理算法或每个处理算法可以被配置成通过将镜像电荷/电流信号的绝对值与镜像电荷/电流信号的相位角变化的函数相乘来调整镜像电荷/电流信号，例如以下参考图5所描述的。因此，在一些实施例中，质谱分析装置可以只有一个镜像电荷/电流检测器。

本发明的第三方面可以提供一种计算机可读介质(例如以逻辑形式被提供)，该计算机可读介质具有被配置成使得质谱分析装置执行此处所述的任何方法的计算机可执行指令。

例如，本发明的第三方面可以提供一种计算机可读介质。

本发明还包括所述的方面和优选的特征的任何组合，除非这种组合是明显不允许的或明确避免的。

附图说明

通过参考附图，我们的提案的实例如下面所述，其中：

图1a-c是图解由于包含在镜像电荷/电流信号中的多个谐波分量而造成的难点的假定的示图。

图2是离子阱质谱仪的原理图。

图3是用于图2的离子阱质谱仪中的静电离子阱质量分析仪的实例。

图4a显示了在模拟中通过使用图3的质量分析仪的第一、第二和第三“拾取”电极而获得的时域中的镜像电荷信号。

图4b显示了通过对图4a中所示的镜像电荷信号求导而获得的镜像电流信号。

图5a-5c显示了通过仅使用一个镜像电荷检测器而获得的三个镜像电荷信号，这三个信号已经使用FFT从时域变换到频域，并且使用不同的公式被调整。

图6a-e显示了在实例1中进行的模拟的结果。

图7a-e显示了在实例1中进行的模拟的结果。

图8a-e显示了在实例2中进行的模拟的结果。

图9a-x显示了在实例2中进行的模拟的结果。

此处，质荷比用单位汤普森(Th)表示，其中1Th＝1u/e，其中，u代表统一的原子质量单位(1.661×10^-27千克，精确到四位有效数字)，且e代表元电荷(质子的电荷，1.602×10^-19库仑，精确到四位有效数字)。

具体实施方式

图1a-c是图解由于包含在镜像电荷/电流信号中的多个谐波分量而造成的难点的假定的示图。

为了避免任何疑惑，应当理解的是图1a-c是没有按比例绘制的假定图，并且是为了说明性的目的而被提供的。

图1a显示了代表进行振荡运动的被囚禁的离子的镜像电荷/电流信号的FFT，其中被囚禁的离子仅有一种质荷比。FFT已经将镜像电荷/电流信号从时域变换到频域，因此FFT图表可以被看做是提供关于仅有一种质荷比的离子的质荷比分布的信息的质谱数据。

在图1a中可以很容易识别出镜像电荷/电流信号的许多谐波分量，因为离子仅有一种质荷比，这意味着每个谐波分量都被表示为一个单独的谐波峰。由离子引起的一次(或者“基波分量”)谐波分量被表示为一次谐波峰H₁，其出现在频率f₀＝335Hz处。由离子引起的二次谐波分量被表示为出现在频率2f₀＝770Hz处的二次谐波峰H₂。由离子引起的三次谐波分量被表示为出现在频率3f₀＝1105Hz处的三次谐波峰H₃。由离子引起的四次谐波分量被表示为出现在频率4f₀＝1440Hz处的四次谐波峰H₄。由离子引起的五次或更高阶次的谐波分量被表示为出现在基频f₀(一次谐波峰在该频率处出现)的更高倍数处的五次或更高阶次的谐波峰。

图1b显示了代表进行振荡运动的被囚禁的离子的镜像电荷/电流信号的FFT，其中被囚禁的离子具有三种紧密间隔的质荷比(相对于中间的质荷比而言大约为±7％)。FFT已经将镜像电荷/电流信号从时域变换到频域，因此FFT图表可以被看做是提供关于具有三种紧密间隔质荷比的离子的质荷比分布的信息的质谱数据。

在图1b中可以很容易的识别出镜像电荷/电流信号的许多谐波分量，因为离子具有很窄范围的质荷比，这意味着每个谐波分量都被表示为三个紧密间隔的谐波峰的组。

因为在图1a和1b中可以很容易的识别出不同的谐波分量，因此使用图1a和1b可以很容易获得关于离子的质荷比分布的信息。

图1c显示了代表进行振荡的被囚禁的离子的假定的镜像电荷/电流信号的FFT，其中被囚禁的离子具有三种间隔较宽的质荷比(相对于中间的质荷比而言大约为±30％)。此外，FFT已经将镜像电荷/电流信号从时域转换到频域，因此FFT图可以被看做是提供关于具有三种间隔较宽的质荷比的离子的质荷比分布的信息的质谱数据。

相比较于图1a和1b，难以识别在图1c中的镜像电荷/电流信号的不同的谐波分量，因为离子具有宽范围质荷比，这意味着每个谐波分量被表示为三个间隔较宽的谐波峰，该三个间隔较宽的谐波峰中的一些谐波峰与其他的谐波峰重叠。

因为在图1c中谐波峰相重叠，因此难以使用图1c来获得关于离子的质荷比分布的信息。

当然，图1c只是一个假设的示图。实际上，用镜像电荷/电流信号来代表进行振荡的被囚禁的离子是很正常的，其中被囚禁的离子具有覆盖很宽的质荷比范围的不止三种质荷比的多个质荷比。在这些条件下，很难获得关于离子的质荷比分布的有用信息。

对付这些难点的一种方法是限制用于获得镜像电荷/电流信号的离子的质荷比的范

围，例如，用于获得镜像电荷/电流信号的离子的质荷比的变化不会超过10％。这个可以有助于避免在属于在频域中的每个谐波分量的峰之间的重叠(拿图1b和1c相比)但是是很困难的，这是因为这严重限制了所获得的每个镜像电荷/电流信号能够研究的质荷比的范围。

对付这些难点的另一个方法是使用计算的方法来从镜像电荷/电流信号获取关于离子的质荷比的有用信息，而不需要限制离子的质荷比的范围。已经提出了能够利用由在镜像电荷/电流信号中的每个谐波分量所提供的信息的计算方法，参见例如上面提到的“正交投影”方法。但是，现有的计算方法趋向于集约计算，因此它们对于所有的(例如线上的)应用程序不是必然实用的。

图2是离子阱质谱仪1的示意图。

较佳的是，离子阱质谱仪1具有离子源10、离子传输或者离子引导系统12、质量分析仪20以及处理设备40。质量分析仪可以包括或者被附接于离子注射器21以及至少一个镜像电荷/电流检测器30。

较佳的是，离子源10被配置成例如从样品材料生成离子。较佳的是，离子可以通过离子源以连续的或者脉冲的方式来生成，例如以1ms或更短的短离子束流。例如，离子源10可以是连续的电喷射离子源或者脉冲的MALDI离子源。离子源中生成的离子较佳的是经由离子传输或者离子引导系统12从离子源10被传输到质量分析仪20，其中，离子引导系统12可以例如包括RF聚焦透镜、碰撞冷却(collisional cooling)和/或桥接不同程度真空的孔(orifice)。离子可以被暂时存储在离子注射器21中或者沿着离子注射器21行进，离子注射器21较佳的是被配置成将离子脉冲到质量分析仪20的质量分析区域中。在一些实施例中，离子源10可以位于质量分析仪20的内部。

质量分析仪20较佳的是被配置成囚禁由离子源10生成的离子，因此被囚禁的离子在质量分析仪20中进行振荡，例如沿着线形轨道22前后振荡或者在环形轨道中振荡。较佳的是，质量分析仪20被配置成生成(例如使用排列在质量分析仪20中一个以上的电极阵中的电极32)静电磁场，较佳的是静电场，以便囚禁由离子源10生成的离子，较佳的是在它们由离子注射器21被注入之后，较佳的是因此被囚禁的离子在质量分析仪20中进行振荡。较佳的是，静电场被配置成允许离子达到等时振荡，例如因此即使它们的动能有扩散，具有给定的质荷比的离子也以恒定频率振荡。同样，较佳的是将静电场配置成将离子捅到限制于中心轴线或者分析区域的中心平面，因此离子能够飞行较长的时间段而不会扩散或丢失。这种技术在本领域中是已知的。

该镜像电荷/电流检测器30或每个镜像电荷/电流检测器30较佳的是被配置成(例如通过被连接到“第一级”电荷敏感放大器35)生成代表在质量分析仪20中进行振荡的被囚禁的离子的镜像电荷/电流信号。在本领域中，镜像电荷/电流检测器是非常熟知的，并且一般来说包括至少一个可能具有圆柱形或圆环形的形状的“拾取”电极以及放大器(例如“第一级”电荷敏感放大器35)。

较佳的是，至少一个模数转换器(未示出)被用于将至少一个(由至少一个镜像电荷/电流检测器生成的并由其电荷敏感放大器放大的)模拟的镜像电荷/电流信号转换为至少一个数字的镜像电荷/电流信号。这个是有利的，例如如果处理设备40被配置成处理数字信号，例如如果处理设备40包含了计算机则通常是该情况。

可以包含计算机的处理设备40较佳的是被配置成执行处理代表在质量分析仪20中进行振荡的被囚禁的离子的通过使用至少一个镜像电荷/电流检测器30而获得的多个镜像电荷/电流信号的方法，该方法包括通过使用多个预定系数来生成多个镜像电荷/电流信号的线性组合，预定系数已经被选择以便抑制(更好的是基本上消除)在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内的镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量。

较佳的是，处理设备40进一步被配置成提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合，例如通过生成在时域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合，然后将多个镜像电荷/电流信号的线性组合从时域变换到频域(例如使用FT，较佳的是使用例如FFT的离散FT)。

可选的是，时域中的线性组合可以在模数转换器之前被生成，例如在模拟电路中。例如，与每个镜像电荷/电流检测器连接的各个放大器的增益可以被设置成与各个预定系数成比例，较佳的是利用镜像电荷/电流信号在模拟电路中被线性地合并，例如在运算放大器中。这种设置的优点在于线性组合可以被更快速地生成。在这种设置中，复预定系数可以通过模拟电路的复传输函数表示，复传输函数可以用现代电子装置被手动地或者数字化地设置或者调整。

要注意的是，在频域中的多个镜像电荷/电流信号的线性组合可以被看做是提供关于已经被囚禁的离子的质荷比分布的信息的质谱数据。

关于选择预定系数以便抑制在多个镜像电荷/电流信号的线性组合内的镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量的理论和实例将在下面做详细描述。

图3是用于图2的离子阱质谱仪1中的静电离子阱质量分析仪120的实例。

图3中所示的质量分析仪120较佳的是被配置成使用静电场来囚禁由离子源生成的离子因此被囚禁的离子进行振荡。更详细地，图3中所示的质量分析仪120较佳的是被配置成平面的静电离子阱。较佳的是包括圆形或环形电极132A-I的顶部阵列和底部阵列以便在两个阵列之间的区域121中形成囚禁场。在外缘处，“囚禁场”较佳的是被连接到较佳地配置有2个注射电极124的注射器123。一旦离子被注入到囚禁场121中，它们将较佳地完全地执行振荡，或者结合在如标注22所示的轨道中围绕中心轴线作小的运动。由于离子以大约的中心面飞行，这种类型的阱能够被称为“平面静电离子阱”。一组囚禁电压较佳的是被施加到可以被称为“场形成”电极的在顶部和底部的阵列两个阵列中的电极132A到132I，以便较好地生成满足优选的等时和聚集条件的静电场。在适当地选择耦合电路的同时，这些圆形和环形电极的一些电极能够被用作作为镜像电荷/电流检测器使用的“拾取”电极。在所示的这个实例中，五个电极132A、132B、132D、132F、132H中的每一个电极都被配置为各自的镜像电荷/电流检测器(较佳的是还包括各自的电荷敏感放大器，见下文)，其中，各自的镜像电荷/电流检测器被配置成生成代表在质量分析仪120中的进行振荡的被囚禁的离子的各自的镜像电荷/电流信号。更具体地说，中心电极132A和四个环形电极132B、132D、132F、132H被选作用于镜像电荷/电流检测的“拾取”电极。较佳的是这些“拾取”电极132A、132B、132D、132F、132H被连接到各自的电荷敏感放大器，电荷感应放大器较佳的是被安装在质量分析仪120的附近并且它们的输出信号被发送用于处理。

在图3所示的特定的实例中，质量分析仪120的五个“拾取”电极132A、132B、132D、132F、132H被配置成镜像电荷检测器，每一个都被配置成生成代表在质量分析仪120中进行振荡的被囚禁的离子的模拟镜像电荷/电流信号。通常，虽然根据离子的振荡频率，通过使用图3中所示的五个“拾取”电极132A、132B、132D、132F、132H而获得的镜像电荷信号是周期性的，但是不是正弦的。更确切些，取决于“拾取”电极132A、132B、132D、132F、132H的位置、大小与形状，它们将趋向于形成某些独特的波形图案。

图4a显示了在模拟中通过使用图3的质量分析仪120的第一132A、第二132B和第三132D“拾取”电极而获得的时域中的镜像电荷信号A、B和D。

对于该模拟，仅具有一种质荷比的离子被模拟成由图3的质量分析仪120囚禁。图4a中所示的镜像电荷信号因此是代表了在图3的质量分析仪120中的进行振荡的仅具有一种质荷比的被囚禁的离子。

图4b显示了通过对图4a中所示的镜像电荷信号求导而获得的镜像电流信号A、B和D。

要注意的是通过使用第一、第二和第三“拾取”电极132A、132B、132D而获得的镜像电荷和镜像电流信号A、B和D的波形共享相同的重复频率但是具有不同形状，这是由于，举例来说，例如这些“拾取”电极132A、132B、132D的位置、大小与形状的因素。

如下更详细描述的图8a-e分别显示了通过使用图3的质量分析仪120的第一、第二、第三、第四和第五“拾取”电极132A、132B、132C、132D、132E而获得的镜像电荷信号，这与图4中所示的信号A、B和D不同，它们已经使用FFT从时域变换到了频域。

图8a-e能够因此被看作是提供关于在图3的质谱仪120中已经被囚禁的离子的质荷比分布的信息的质谱数据。

在图8a-e中可以很容易地识别出镜像电荷信号的许多谐波分量，这是因为在用于生成图8a-e的模拟中使用的离子只具有一种质荷比，这意味着每个谐波分量被表示为单个谐波峰。在图8a-e中，一次到五次谐波峰被标记为H₁-H₅。

要注意在图8a-e中所示的镜像电荷信号中的谐波峰出现在相同的频率下，且这些谐波峰之间存在相同的间隙，而不管哪个“拾取”电极被用于获得镜像电荷信号。然而，谐波峰的高度是取决于哪个“拾取”电极被用于获得镜像电荷信号而不同的，这些高度取决于例如“拾取”电极的尺寸、形状和位置的因素。

通过使用仔细挑选的系数而生成图8a-e中所示的信号的线性组合，可以通过仔细选择要在线性组合中被使用的预定系数来抑制(更好的是基本上消除)镜像电荷信号的至少一个谐波分量。较佳的是，通常对具有不同的质荷比的离子进行抑制/基本上消除，因此抑制/基本上消除被均等地施加给由具有所有质荷比的离子引起的谐波峰，而不仅仅是在用于获得图4和5的模拟中使用的质荷比。

原理

通过参考图3,4和8a-e，来讨论本发明潜在的原理的细节。发明人不希望被这个原理束缚，这个原理是为了提高读者对本发明的理解的目的而提供的。

以下的讨论提供了一种用于基本上消除镜像电荷信号的最初五个谐波分量中的四个谐波分量的实例方法，使用通过以下获得的五个镜像电荷/电流信号：生成离子；使用质量分析仪来囚禁离子，因此被囚禁的离子在质量分析仪中进行振荡运动；获得代表质量分析仪中进行振荡的被囚禁的离子的五个镜像电荷/电流信号；提供在频域中的多个镜像电荷/电流信号。

为了这个讨论的目的，假设五个镜像电荷/电流信号的每一个镜像电荷/电流信号都是通过使用图3中所示的质量分析仪120的各自的镜像电荷检测器(包括各自的“拾取”电极和各自的电荷敏感放大器)而获得的镜像电荷/电流信号。

1、在由不同的质量造成的镜像电荷/电流信号的傅里叶变换中的谐波峰的分布图中的一般性。

如果假设有不同的质量m和a²m，那么这会导致相同的镜像电荷量，但是变化的速度是a的倒数。如果对于具有质量m的第一离子的镜像电荷信号是I₁(t)，那么然后，对于具有质量a²m的第二离子，镜像电荷信号应该是：

I₂(t)＝I₁(t/a) [1.1]

这是由于第二离子的速度降低了因子a，且因此时间分布图延伸了因子a。

可以证明，如果信号永远地持续(-∞<t<∞)，并且FT(I₁(t))＝F₁(υ)，那么然后

FT(I₂(t))＝F₁(aυ) [1.2]

这意味着在傅里叶变换之后，两个质量的频域信号具有同样的分布图，但是较大质量的信号在υ轴上被压缩了因子a。谐波峰之间的比不应该受到这种压缩的影响。

2、选择用于抑制/基本上消除谐波分量的系数

以下的讨论描述了以上述方式选择用于抑制/基本上消除在使用五个镜像电荷检测器而获得的镜像电荷/电流信号的线性组合中的谐波分量的系数。

我们能够从每个镜像电荷检测器中获得镜像电荷/电流信号并且执行FFT以提供频域中的镜像电荷/电流信号F_j(υ)，其中j是用于获得镜像电荷/电流信号的检测器的标志。

标志k＝1、2、3、4、5被用于表示在频域中的镜像电荷/电流信号的最初的五个谐波分量中的每一个谐波分量，即因此K＝1表示一次(“基波”)谐波分量。

现在，对于频域中的第j个镜像电荷/电流信号(例如使用第二镜像电荷检测器获得的)，由具有基准质荷比m/z的离子引起的第k次谐波峰强度的复值能够被记录为“消除”矩阵C的各个元素C_jk(m/z)。

作为实例，消除矩阵C中的元素C₂₄(m/z)表示，对于频域中的第二镜像电荷/电流信号(例如使用第二镜像电荷检测器获得的)而言，由具有基准质荷比m/z的离子引起的四次谐波峰的复值。举例来说，这可以对应于图8d中标记为H₄的峰的复值。

记录元素C_jk的处理能够通过使用仅具有基准质荷比m/z的离子来获得镜像电荷/电流信号而被简化，因为这意味着，在频域中，每个谐波分量将被表示为由具有基准质荷比m/z的离子引起的单个谐波峰。但是，如果在频域中提供的镜像电荷/电流信号是使用具有不止一种的质荷比的离子来生成的，则元素C_jk仍然可以被记录，由于具有基准质荷比的离子引起的谐波峰能够被识别。

函数F_j(υ)可以被定义为代表在频域中使用第j个镜像电荷检测器而获得的镜像电荷/电流信号。

消除矩阵C中的每一行可以被看做在对应于最初的五个谐波分量中的每个谐波分量的频率下被采样的函数F_j(υ)。

如果是以通过线性组合来消除第k个谐波峰为目的，则矩阵C中的对应的行应当满足关系：

C_1kx₁+C_2kx₂+C_3kx₃+C_4kx₄+C_5kx₅＝0

五个未定系数的“解”向量X可以定义为：

X＝[x₁,x₂,x₃,x₄,x₅]^T

然后，使用五个未定系数在频域中对应的谐波峰频率下采样的五个镜像电荷/电流信号的线性组合L能够由L＝CX给出。为了消除二次、三次、四次和五次谐波分量，必须满足等式L＝CX，其中矢量L可以被定义为L＝[a,0,0,0,0]^T，其中a是非零元素，较佳的是a＝1。这将只留下最初的五个谐波分量的一次谐波分量。

以消除除了最初的五个谐波分量中的一个谐波分量以外的所有谐波分量为目的的解向量X可以按如下被获得：

X＝C^-1L [2.1]

这留下了以消除二次、三次、四次和五次谐波分量为目的的五个线性方程：

C₁₁x₁+C₂₁x₂+C₃₁x₃+C₄₁x₄+C₅₁x₅＝a

C₁₂x₁+C₂₂x₂+C₃₂x₃+C₄₂x₄+C₅₂x₅＝0

C₁₃x₁+C₂₃x₂+C₃₃x₃+C₄₃x₄+C₅₃x₅＝0

C₁₄x₁+C₂₄x₂+C₃₄x₃+C₄₄x₄+C₅₄x₅＝0

C₁₅x₁+C₂₅x₂+C₃₅x₃+C₄₅x₄+C₅₅x₅＝0

具有五个未定系数：

x₁,x₂,x₃,x₄,x₅.

求解这些线性方程是微不足道的，并且允许系数x₁,x₂,x₃,x₄,x₅被选择，以便消除二次、三次、四次和五次谐波分量，留下一次、六次和更高次的谐波分量。

在以上的处理中，系数基于采样自多个谐频点的峰的矩阵C被找到。系数x_j然后可以被应用到整个频谱F_j(υ)以实现在线性组合之后消除峰。

已经显示了在频域中的矩阵镜像电荷/电流信号的分布图是与所使用的离子的质荷比无关的，因此消除矩阵C中的所有的元素(可能是谐波峰强度的复值)将仅仅改变了一个公因子，该公因子是取决于为了填充消除矩阵C选择了什么质荷比来作为基准质荷比。也就是：

其中，G((m/z')/(m/z))是质荷比依存因子函数，并且m/z和m/z'是不同的基准质荷比。

因而代表由具有不同基准质荷比m/z'的离子(在五个镜像电荷信号的线性组合中)引起的频谱的矢量L'＝C(m/z')X应当还具有基本上被消除(＝0)的第2、第3、第4和第5元素，留下由具有不同参考质荷比m/z'的离子引起的一次、六次和更高次的谐波分量。

类似地，如果F＝[F₁,F₂,F₃,F₄,F₅]代表在频域中(FFT分布图)五个镜像电荷/电流信号，其中该五个镜像电荷/电流信号代表具有混合的许多质荷比的被囚禁的离子，由FX表示的在频域(“频谱”)中的镜像电荷/电流信号的线性组合应当具有基本上被消除的二次、三次、四次和五次谐波分量，留下由具有混合的许多质荷比的离子引起的一次、六次和更高次的谐波分量。

因为FX提供了关于已经被囚禁的离子的质荷比分布的信息，其中相对于其他所有被抑制的四个谐波分量，谐波分量中的一个谐波分量被促进(promoted)，因此FX能够被看做是提供关于已经被囚禁的离子的质荷比分布的更清楚的信息的质谱数据。

因此，FX是我们在寻找了混合的许多质荷比之后寻找的质谱数据。

这里，要注意：

FX＝x₁F₁(υ)+x₂F₂(υ)+x₃F₃(υ)+x₄F₄(υ)+x₅F₅(υ)

＝x₁FFT[F₁(t)]+x₂FFT[F₂(t)]+x₃FFT[F₃(t)]+x₄FFT[F₄(t)]+x₅FFT[F₅(t)]

＝FFT[x₁F₁(t)]+FFT[x₂F₂(t)]+FFT[x₃F₃(t)]+FFT[x₄F₄(t)]+FFT[x₅F₅(t)]

＝FFT[x₁F₁(t)+x₂F₂(t)+x₃F₃(t)+x₄F₄(t)+x₅F₅(t)] [2.3]

因此，线性组合能够在执行FFT之前或之后被生成。较佳的是，线性组合是在进行FFT之前被生成，即如x₁F₁(t)+x₂F₂(t)+x₃F₃(t)+x₄F₄(t)+x₅F₅(t)，这是因为这通常需要更少的FFT，并且FFT处理是很费时的。注意，即使线性组合是在进行FFT之前被生成的，也可能需要不止一个FFT，例如，如果x_j是复数，并且用于对复数进行FFT的计算机程序是不可用的。

3、替换的方法

上述理论上的讨论是基于基本上消除二次、三次、四次和五次谐波分量，同时留下一次、六次以及更高次的谐波分量。

当然，如果想要保留另一个谐波分量而不是一次谐波分量，则矢量L中的非零元素a可以被放在其他任意位置。

同样，如果相对于一次谐波分量而言仅需要抑制而不必基本上消除二次、三次、四次和五次谐波分量，则矢量L可以被定义为L＝[a,b,c,d,e]^T,其中a大于b,c,d和e。同样，如果想要抑制/消除不止/少于四个谐波分量，然后则应该使用更多/更少的镜像电荷/电流检测器，同时矩阵C和矢量X,L要作相应调整。

以上的理论上的讨论还基于使用用多个镜像电荷检测器而获得的多个镜像电荷/电流信号，其中每个镜像电荷/电流信号是通过使用图3中所示的质量分析仪120(被调整为包括五个镜像电荷检测器而不是四个)的各自的镜像电荷检测器而获得的。

其他的配置也是可能的。

例如，可以使用多个镜像电荷/电流信号，其中多个镜像电荷/电流信号中的每一个镜像电荷/电流信号都是使用各自的镜像电流检测器而获得的。这里要注意的是镜像电荷信号可以通过使用镜像电流检测器被获得，例如通过对由镜像电流检测器生成的镜像电流信号求积分。

作为另一个实例，多个镜像电荷/电流信号中的两个以上的镜像电荷/电流信号还可以是通过使用相同的镜像电荷/电流检测器被获得。

作为一个更简单的实例，多个镜像电荷/电流信号中所有的镜像电荷/电流信号可以使用单个镜像电荷/电流检测器来获得，但是是用不同的参数推导出来的。现在将参考附图5a-c来描述这样的设置。

图5a-5c显示了仅使用一个镜像电荷检测器而获得的三个镜像电荷信号，这三个信号已经使用FFT从时域变换到频域，并且使用不同的公式被调整。

对时域中的镜像电荷/电流信号的FFT的结果通常给出的是复值，因此可以绘制两个图表，一个是对实部的并且一个是对虚部的。

但是，显示FFT的结果的另一个方法是仅绘制绝对强度同时记录从实部强度和虚部强度(例如的比)得出的相位角。发明人已经发现相位角信息可以被用于解码来自特定的镜像电荷/电流检测器的频谱并且生成在频域中的不止一个的镜像电荷/电流信号。发明人已经发现对于特定的离子喷射情况，不同的谐波峰有不同的相位角，但相位角通常对于不同的质荷比(即使它们的谐波峰出现在不同的频率下)保持为大约相同。发明人已经进一步发现相位角的变化因此提供了能够被用于识别属于哪个谐波峰的明显的特征。

因此，多个镜像电荷/电流信号可以通过仅使用一个镜像电荷/电流检测器来获得。

例如，第一镜像电荷/电流信号可以简单地通过从FFT数据中的取出绝对强度来获得(参见图5a)。

第二镜像电荷/电流信号可以通过用相导数的正幅值来调整绝对强度而获得，例如

这具有用较大的相位增加来增强峰的结果(参见图5b)。

第三镜像电荷/电流信号可以通过用相导数的正幅值来调整绝对强度而获得，例如

这具有用较大的相位减少来增强峰的结果(参见图5c)。

由此可见图5a和图5b中所示的单独的“被解码的”频谱不足以排除某些不需要的谐波。但是，线性组合可以然后被生成以便基本上消除不需要的谐波。获得用这种方法所获得的镜像电荷/电流信号的线性组合的系数的方法可以以与如上所述相同的方式被实现，尽管在这个情况下将只涉及到矩阵元素的实值。

4、其它因素

如上面已经显示的，FT分布图的质量独立的特性通常是正确的。

但是，如果进行了离散FT，例如FFT操作，那么然后被采样的数据具有被限制的数值，因此上述特性可能存在问题。

例如，如果质荷比为m/z₁的第k次谐波峰f(m/Z₁)是在n_k,则另一个质荷比m/z₂的谐波峰将是在可能不是整数的an_k。这就是说FFT(I₂(t_n))＝F(an_k)可能不总是有效的。如果峰非常尖，则峰的顶部将难以受到FFT的离散点的冲击(hit)，并且我们可能要使用最接近的整数点的值以便形成消除矩阵C，并获得解向量X的系数。以这种方式计算C和X在不同的质荷比间可能包含偏差。

在实践中，如果例如FFT的离散FT被用于选择预定系数(例如为了消除某些谐波分量)，那么最好是使用更多的频率点(更小的频率步长(frequency step))，较佳的是因此多个点可以被用于每个谐波峰的采样。另一方面为了扩大数据点而不是在时域中补零,特殊的窗函数可以被执行因此频谱泄漏能够被减少。这里，极佳的是为了选择预定系数并且为了生成在频域中(实)镜像电荷/电流信号的线性组合，在FFT中使用想通的频率步长和频率范围。否则，由于计算中的错误，不完全的消除将经常出现。凭借适当地被选择的频率步长和窗口函数，可以从在质量峰附近的噪声波中以及从由不需要的谐波造成的最小的伪峰中将最终的质谱清干净。

如我们在下面的实例中所见，使用更高次的谐波分量来呈现质谱通常提供了更高的质量分辨率。有时，通过使用具有预定系数的线性组合，我们可以以消除最初的n-1个谐波分量同时保持更高次的分量远离n次谐波分量为目的。如果质荷比的范围不是非常窄，则高于n次的谐波分量将仍然趋向于和n次谐波分量重叠，尽管那些低于n次的谐波分量已经被基本上消除了。在这种情况下，更进一步的峰反卷积程序可以被使用，例如使用最小二乘回归，例如利用频域中的基础函数在US2011/0240845中所公开的，或者使用频域中的梳状采样提取(comb-sampling extraction)以获得干净的质谱。

还可以以消除从n次到n+m次的谐波分量的同时将谐波分量保持在n次以下为目标。例如，我们可以以通过使用具有预定系数的线性组合来消除从四次到八次的谐波分量。如果质荷比的范围不是非常的窄，则剩下的一次、二次和三次谐波频率分量可能会导致峰重叠。但是，只要最小质量的三次谐波频率不超过范围中的最高质量的九次谐波频率，只混合了峰的三个分量的混合就仍然能够被轻易地分解。例如，频谱反卷积程序可以从范围中最低的质量开始并且从高到低扫描频率点。在低质量端的三次谐波可以作为第一个非零峰被冲击。通过使用这些峰之间的已知的比，其各个二次谐波和一次谐波的复值被容易地预测。因为三次谐波提供了良好的质量分解力(mass resolving power)以及质量精确性，因此对于二次和一次谐波峰的预测的频率点可以非常地精确(与可供选择的扫描程序相比)。获得的第2和第1峰从原始的复频谱中被推导出来。然后，通过减少频率来搜索下一个非零峰。一旦发现，使用同样的规则再次计算各个二次和一次谐波分量的复值，并且从在先前的推导之后所获得的复频谱中被推导出来，依此类推，直到整个频谱被处理。

当然，这种反卷积算法还可以通过使用上述的方法被替代，其中，上述方法包括了频域中的最小二乘回归或者梳子采样提取。

实例

以下实例描述为了表明本发明的原理而进行的模拟。

实例1

质荷比400Th被选择作为基准质荷比。

模拟被进行以便获得代表了在质量分析仪中进行振荡的仅具有基准质荷比的被囚禁的离子的五个镜像电荷信号。在模拟中，五个镜像电荷信号的每一个镜像电荷信号都是通过使用图3中所示的质量分析仪120的各个镜像电荷检测器在20ms的周期内获得的。

逐一对所有的五个镜像电荷信号进行具有2²³总频率数的FFT，以便将五个镜像电荷信号从时域变换到频域，从而获得五个FFT分布图。然后显示五个FFT分布图。

在图6a-e中，对频率绘制通过使用五个镜像电荷检测器中的每一个镜像电荷检测器而获得的五个FFT分布图的实部强度(左侧的图)和虚部强度(右侧的图)。

然后对每个FFT分布图记录在每个峰位置处的直至五次谐波峰的复值(从左到右数的第5峰)以便形成消除矩阵C，其中每个列可以被视为代表通过使用各个“拾取”电极而获得的镜像电荷信号的矢量。

为了基本消除二次、三次、四次和五次谐波分量(以便留下一次、六次和更高次的谐波分量)，矢量L被定义为:

L＝[1,0,0,0,0]^T

然后解向量X被计算如下:

来自于解向量X的系数x₁,x₂,x₃,x₄,x₅然后可以被用于生成代表具有通过使用五个“拾取”电极而已经被获得的质荷比的的任意混合的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号的线性组合。

如表1中所示，质荷比的混合(“mix 3”)然后被选择。

表1

在与被用于获得解向量X的模拟相同的条件下(即使用相同的五个镜像电荷检测器以便在20ms的周期内获得五个镜像电荷信号)，另一个模拟被执行以便获得代表进行振荡的具有被选中的质荷比的混合的被囚禁的离子的五个镜像电荷信号。

逐一对所有的五个镜像电荷信号进行具有2²³总频率数的FFT，以便将五个镜像电荷信号从时域变换到频域，从而获得五个FFT分布图。在图7a中显示了对于从第1电极获得的信号的FFT分布图中的一个FFT分布图。

然后，通过使用从解向量X中取出的系数x_j来生成五个镜像电荷信号的线性组合。

图7b是通过使用五个镜像电荷检测器而获得的五个FFT分布图的线性组合。线性组合使用来自解向量X的系数x₁,x₂,x₃,x₄,x₅因此二次、三次、四次和五次谐波被基本上消除而留下一次、六次以及更高次的谐波分量。这里，在频谱的左侧能够看到4个主峰，因为500.5和500Th的质量太接近了以至于在图表中无法区分，并且181和180也太接近了以至于无法区分，因此6个质荷比被合并成4个峰。

图7c是图7b的放大视图，显示了对于具有500和5005Th质荷比的离子的一次谐波峰。

图7d是图7b的放大视图，显示了对于具有150、180和181Th的质荷比的离子的一次谐波峰。峰的高度与被投入模拟的每个种类的离子的数目是成比例的。

图7e是图7b的放大视图，具有延伸的纵轴，显示了非常少的二次、三次、四次和五次谐波峰的残留(尽管在这个图表的极右端可以看到具有720Th的质荷比的离子的六次谐波峰)。

实例2

尽管代以镜像电流信号被记录，但在实例2中，以与实例1同样的方式进行模拟。再一次，如表2中所示，然后选择质荷比的混合：

表2

为了为线性组合选择系数，通过使用150Th的离子作为基准离子来进行模拟。如表3中所示，然后计算通过使用100个离子而获得的消除矩阵C。

表3

为了基本消除二次、三次、四次和五次谐波分量(留下一次、六次和更高阶的谐波分量)，矢量L₁被定义为:

L₁＝[1,0,0,0,0]^T

为了基本消除一次、三次、四次和五次谐波分量(以便留下二次、六次和更高次的谐波分量)，矢量L₂被定义为:

L₂＝[0,1,0,0,0]^T

为了基本消除一次、二次、四次和五次谐波分量(以便留下三次、六次和更高次的谐波分量)，矢量L₃被定义为:

L₃＝[0,0,1,0,0]^T

通过求解各个方程来获得各个线性组合系数X₁,X₂,X₃。

在图8a-e中，对频率绘制通过使用五个镜像电荷检测器中的每一个镜像电荷检测器而获得的五个FFT分布图的绝对强度。

图9a是在模拟中通过使用五个镜像电荷检测器中的一个镜像电荷检测器而获得的FFT分布图。对于每个离子的质荷比、出现的离子数以及一次到六次谐波峰的频率(H₁-H₆)被现实在表4中。

质量	离子数	H1	H2	H3	H4	H5	H6
								720	150	153.3	306.6	459.9	613.2	766.5	919.8
500.5	120	183.5	367	550.5	734	917.5	1101
								500	200	183.7	367.2	551.1	734.8	918.5	1102
181	10	305.2	610.4	915.6	1320.8	1526	1831
								180	100	306.1	612.2	918.3	1324.4	1530.5	1836.5
150	150	335	670	1005	1340	1675	2010

表4

图9b是在模拟中通过使用五个镜像电荷检测器而获得的五个FFT分布图的线性组合。线性组合使用来自解向量X₁的系数x₁,x₂,x₃,x₄,x₅，因此二次、三次、四次和五次谐波被基本上消除以便留下一次、六次以及更高次的谐波分量。

图9c-g是图9b的放大视图。

图9h是在模拟中通过使用五个镜像电荷检测器而获得的五个FFT分布图的线性组合。线性组合使用解向量X₃中的系数x₁,x₂,x₃,x₄,x₅，因此一次、二次、四次和五次谐波被基本上消除以便留下三次、六次和更高次的谐波分量。

图9i-m是图9h的放大视图。

图9n是在模拟中通过使用五个镜像电荷检测器而获得的五个FFT分布图的线性组合。线性组合使用解向量X₂中的系数x₁,x₂,x₃,x₄,x₅，因此一次、三次、四次和五次谐波被基本上消除以便留下二次、六次和更高次的谐波分量。

图9o-x是图9n的放大视图。

图9e、9i和9s分别是显示对于具有500和500.5的质荷比的离子的一次、三次和二次谐波峰。通过比较这些峰可知，对于具有这些不同质荷比的离子的峰间隔变得更大，并且因此对于更高次的谐波分量来说会更加清晰可见。这解释了为什么需要抑制(更好的是基本上消除)最初的n个谐波分量中的n-1个谐波分量，以便留下除了一次谐波分量以外的谐波分量。

图9k显示了与对于具有181Th的质荷比的离子的很小的三次谐波峰相比较，对于具有720的质荷比的离子的六次谐波峰是非常大的。对于具有180的质荷比的离子的十倍大的三次谐波峰被对于具有720的质荷比的离子的甚至更大的六次谐波峰所覆盖(obliterated)，因为它们共享相同的频率。因此，在这种情况下，可能需要消除六次谐波分量。在仅使用5个拾取电极的情况下，消除六次谐波而不是一次谐波，换句话说，消除二次、四次、五次和六次谐波，同时保留一次、三次、其次以及更高次的谐波可能是更优的选择。

当在本说明书和权利要求中使用时，术语“包含”(“comprises”和“comprising”)、“包括”(“including”)及其变化是指特定的特征、步骤或者整体被包括。术语不被解释为排除其他特征、步骤或者整体的存在。

在前面描述中，或者在下面的权利要求中，或者在附图中公开的特征，用它们特定的形式表示或是以用于执行所揭示的功能的手段，或者用于获得所揭示的结果的方法或处理的方式，为了以其多样的形式来实现本发明，视情形可以分别利用或者以任何这种特征的组合的形式利用。

虽然已经连同上述的典型的实施例一起描述了本发明，但是在不背离所公开的寛广的构思的情况下，当被给出了本公开时，对于那些本领域的技术人员来说，很多等效的修改和变化是显而易见的。因此预期的是，通过参考说明书和附图的解释，专利许可的范围仅仅由附加的权利要求所限制，而不受此处所述的实施例的限制。

Claims (24)

1.一种处理代表正进行振荡运动的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号的方法，其特征在于，所述方法包括：

生成离子，其中所述被生成的离子包括具有基准质荷比的离子；

囚禁所述离子以使得所述被囚禁的离子进行振荡运动；

获得代表正进行振荡运动的所述被囚禁的离子的多个第一镜像电荷/电流信号，其中所述多个第一镜像电荷/电流信号包括由具有基准质荷比的离子引起的多个谐波分量；

在频域中提供所述多个第一镜像电荷/电流信号；

设定线性方程，所述线性方程是目的在于在所述多个第一镜像电荷/电流信号的线性组合内抑制或者消除所述第一镜像电荷/电流信号的多个谐波分量中的至少一个谐波分量，其中设定所述线性方程包括使用多个未定系数来生成在多个频率下所采样的所述多个第一镜像电荷/电流信号的线性组合，其中所述多个频率中的每一个频率都对应于由具有所述基准质荷比的离子引起的多个谐波分量中的各自的一个谐波分量；其中使用多个未定系数在多个谐波频率中的一个谐波频率下所采样的所述多个第一镜像电荷/电流信号的至少一个线性组合被设置为等于0或者等于一个值，所述值是小于使用所述未定系数在所述多个谐波频率中的另一个谐波频率下所采样的所述多个第一镜像电荷/电流信号的另一个线性组合；以及

通过求解方程来选择预定系数；以及

通过以下方式处理多个第二镜像电荷/电流信号代表正进行振荡运动的所述被囚禁的离子：

使用多个预定系数来生成所述多个第二镜像电荷/电流信号的线性组合以便在所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合内抑制第二镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在频域中提供所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合以便提供关于所述被囚禁的离子的质荷比分布的信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用离散傅里叶变换来在频域中提供所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述多个第二镜像电荷/电流信号最初是在时域中被获得，并且在频域中提供所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合是通过以下的任一方法来实现的：

(a)在时域中生成所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合，然后将所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合从时域变换到频域；或者

(b)将所述多个第二镜像电荷/电流信号中的每一个第二镜像电荷/电流信号从时域变换到频域，然后在频域中生成所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个第二镜像电荷/电流信号最初是在时域中被获得，并且在频域中生成所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合是通过在所述时域中生成所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合，然后将所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合从时域变换到频域而实现的。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定系数被选择以便抑制与另一个谐波分量相关的所述镜像电荷电流信号的至少一个谐波分量，其中，所述另一个谐波分量已经被选择并用于获得关于所述被囚禁的离子的所述质荷比分布的信息。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定系数被选择以便在所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合内实质上消除所述多个第二镜像电荷/电流信号的至少一个谐波分量。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定系数被选择以便抑制或者实质上消除最初n个谐波分量中的n-1个谐波分量，其中，n大于等于2。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定系数被选择以便抑制或者实质上消除具有n到n+m之间的阶次的谐波分量中的m个谐波分量，其中n是正整数并且m大于等于2。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定系数是复数。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括显示在频域中的所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在处理多个第二镜像电荷/电流信号之前获得所述多个第二镜像电荷/电流信号，其中获得所述多个第二镜像电荷/电流信号包括：

生成离子；

囚禁所述离子以使得被囚禁的离子进行振荡运动；以及

使用至少一个镜像电荷/电流检测器(30)来获得代表正进行振荡运动的所述被囚禁的离子的多个第二镜像电荷/电流信号。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多个第一镜像电荷/电流信号和所述多个第二镜像电荷/电流信号是使用多个镜像电荷/电流检测器(30、132A、132B、132D、132F、132H)而获得的，其中，每个第一镜像电荷/电流信号和每个第二镜像电荷/电流信号是使用各自的镜像电荷/电流检测器(30)而获得的。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多个第二镜像电荷/电流信号中的两个以上的第二镜像电荷/电流信号是使用相同的镜像电荷/电流检测器(30、132A、132B、132D、132F、132H)而获得的。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多个第二镜像电荷/电流信号中的两个以上第二镜像电荷/电流信号是使用相同的镜像电荷/电流检测器(30、132A、132B、132D、132F、132H)而获得的，其中通过将至少一个处理算法应用到由所述镜像电荷/电流检测器生成的所述第二镜像电荷/电流信号中来获得所述两个以上第二镜像电荷/电流信号中的至少一个第二镜像电荷/电流信号。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述处理算法或每个处理算法都被配置成用从所述第二镜像电荷/电流信号获得的相位信息来修正在频域中的第二镜像电荷/电流信号。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

使用第一离散傅里叶变换来在频域中提供所述多个第一镜像电荷/电流信号；以及

使用第二离散傅里叶变换来在频域中提供所述多个第二镜像电荷/电流信号的线性组合；

其中所述第一和第二离散傅里叶变换使用相同的频率范围和频率步长。

18.一种质谱分析设备，所述质谱分析设备具有配置成根据以上任意权利要求引起质谱分析设备执行方法。

19.如权利要求18所述的质谱分析设备，其特征在于，所述质谱分析设备具有被配置成显示在频域中的所述多个第二镜像电荷/电流信号的所述线性组合的显示器。

20.如权利要求18或19所述的质谱分析设备，其特征在于，所述质谱分析设备具有：

离子源(10)，所述离子源被配置成生成离子；

质量分析仪(20,120)，所述质量分析仪被配置成囚禁所述离子以使得被囚禁的离子在所述质量分析仪中进行振荡运动；

至少一个镜像电荷/电流检测器(30、132A、132B、132D、132F、132H)，所述镜像电荷/电流检测器用于获得代表在所述质量分析仪(20,120)中正进行振荡运动的被囚禁的离子的多个镜像电荷/电流信号。

21.如权利要求20所述的质谱分析设备，其特征在于，所述质量分析仪(20,120)是静电离子阱，所述静电离子阱被配置成生成静电场以便囚禁由所述离子源生成的离子以使得被囚禁的离子在所述质量分析仪(20,120)中进行振荡运动。

22.如权利要求21所述的质谱分析设备，其特征在于，所述静电离子阱是直线式的或者平面式的静电离子阱，或者具有配置成为了离子囚禁而使用超对数电场的静电场轨道阱的形式。

23.如权利要求21或22所述的质谱分析设备，其特征在于，所述静电离子阱具有多个镜像电荷/电流检测器(30、132A、132B、132D、132F、132H)，所述镜像电荷/电流检测器被配置成生成代表在所述质量分析仪(20,120)中正进行振荡运动的被囚禁的离子的镜像电荷/电流信号。

24.如权利要求21-22中任一项所述的质谱分析设备，其特征在于，所述静电离子阱具有多个场形成电极(132A-I)，其中所述多个场形成电极中的至少一些电极也被用作镜像电荷/电流检测器(30、132A、132B、132D、132F、132H)。