CN104137222A - 检测质谱分析中最大质量峰的方法 - Google Patents

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Abstract

一种使用质谱分析快速确定分子质量的方法，该方法包括以下步骤：指定质谱仪的第一调节值(M1)，记录相关的信号幅度(A1)，指定不同于第一调节值的第二调节值(M2)，测量相关的第二信号幅度(A2)，指定不同于第一调节值(M2)和第二调节值(M2)的第三调节值(M3)，测量相关的第三信号幅度(A3)，确定二次函数，该二次函数包括测量的幅度值作为y值以及指定的调节值作为x值，确定二次函数的最大值，根据x值的最大值确定寻找的调节值。

Description

检测质谱分析中最大质量峰的方法
技术领域
本发明涉及一种借助质谱分析确定测量的分子的最大质量峰的方法。
背景技术
质谱仪用于气体分析和查找应用，特别是用于泄漏检测设备。在这种情况下，待分析物质将在气相中电离，并供应至分析仪处。在扇形场质谱仪中，阳极电压确定了物质位置的设定值。在阳极与阴极之间产生有电场，该电场会使阴极释放的电子加速，这些电子将使存在的气体分子电离。带电的离子将被阳极电位加速，在通过分离系统之后将达到捕捉器(captor)。该分离系统中设置有能够使离子偏转的磁场。该磁场会使太重的离子轻微偏转而使太轻的离子强烈地偏转。只有在正确的质量范围内的离子能通过该分离系统。阳极电位是物质通过分离系统的决定因素。在该范围内的物质产生的信号幅度(amplitude)取决于确切的阳极电位，此种情况下，如果阳极电位太小或太大，则信号幅度将小于最大值。在其他质谱仪中，如四极杆质谱仪，情况是类似的因此可使用同样的方法。
需要进行调整，以使得在每种情况下，可以获得物质的相应最大可能信号幅度值。为了将质谱仪在质量最大值(mass maximum)上进行调整，常规的做法是在约20-100个测量点分别进行质量扫描。因此，在某种意义上，信号幅度朝向相关的设定值的变化在闭区间(close intervals)中被测量。测量后，将检测到测量的最大幅度值，在该值周围的范围中，在闭区间中约20-100个测量点处进行重新测量。以这种方式，在多个连续测量中检测到最大的幅度发展变化(development)直到测量的分辨率足够精确。还可能进行具有足够分辨率的扫描，但这会花很多时间。然后将最后测量的最大幅度值的设定值用作鉴定分子质量的设定值。由于有大量的测量点要捕捉，且要连续执行多次测量，因此用于测量质量最大值的常规方法是耗时间的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于质谱分析的确定质量调整的快速的方法。
本发明的方法由根据权利要求1所述的特征进行描述。
相应地，本发明还使得各自信号值将以至少三个不同的设定值和各自的阳极电压进行捕获。如果第一或最后一个幅度值在最大值处，则将重复测量其他设定值直到在第一个测量的信号幅度和最后一个测量的信号幅度之间的测量的信号幅度位于最大值处。在对每个测量点分别进行捕获之前，优选进行等待直到幅度信号变得稳定。测量的幅度值和相关的设定值将被存储为测量点。此后，将对一个二次函数进行计算，该函数包括该测量点。将检测该二次函数的最大值并将其用于确定用于所需分子质量的最大设定值。
根据本发明，使用至少三个不同的设定值且不超过十个设定值来进行该测量。优选的是，在测量期间，仅捕捉三个测量点。因此，与传统的方法比较，捕捉的测量点的数量显著减少，这使得测量能明显更快地进行。进一步地，通过确定含有该测量点的二次函数的最大值，就不需要进行连续的测量，这又使得能更快地测定分子质量。本发明基于以下想法来实现：仅对来自几个测量值的测量信号而无需测量其整体发展变化，由此分析所得测量信号的实际发展变化来得出结论。
该二次函数通常为例如y＝ax2+bx+c类型的抛物线。此处，x值构成了质量轴(mass axis)，即预设定的值，y值为对于每个设定值的测量的幅度值。常数a和b可在针对测量点确定方程体系后被确定。随后，将通过形成该二次函数的一阶导数来确定函数的最大值的x值。对应于该最大值的x值是该分子质量的设定值。
如果第一个或最后一个捕获的幅度值碰巧为最大值，则这表明所预期的最大值不在这两个测量值之间。因为该幅度函数没有正确地对应于一个抛物线，因此可以针对一个新范围的设定值重复进行该测量，其中第一设定值分别对应于之前测量中的最后一次(上次)的设定值。通过这种方式，重复进行测量直至达到一次测量中的第一次设定值及相应的上一次设定值之间的最大幅度值测量。如果设定值已被正确的选择，则它通常会处于第一次测量中，且该测量的中间值大于相邻的两个值。对于该最后一次测量的测量值，将根据上述方法确定最大值。
本发明的方法的准确性还可以通过以下方式增加：如果在第一设定值和第二设定值之间已经出现最大幅度值，则将在该幅度值附近捕获其他更紧密地邻近的设定值的其他幅度值。因此，这就是说，换句话说，该重复测量的设定值与最大幅度值的设定值之间的距离小于对应的之前测量的情况。
附图说明
本发明的实施例将在这里更详细地参考附图进行解释。附图1中具体显示了根据本发明的测量值的情况。
具体实施方式
首先，对于三个不同的设定值M1、M2和M3，将测量所得的幅度值A1、A2和A3。测量的幅度值A1、A2和A3将与相关的设定值M1、M2和M3在一起存储，并以坐标对(M1,A1)，(M2,A2)和(M3,A3)的形式存储。在附图1中，在坐标系中绘制出这些坐标对。在该坐标系中，x轴对应于设定值(即对应于质量轴M)的，y轴对应于幅度轴A。
附图1中显示中间设定值M2的幅度值A2大于第一设定值M1的幅度值A1和上次设定值M3的幅度值A3。这意味着所寻找的发展变化的最大值位于第一设定值M1和第三设定值M3之间。如果不是这样的情况，则必须重复测量，其中随后测量的第一设定值M1分别对应于之前测量的设定值M3，这样就不会忽略任何范围。
在捕捉三个测量点(M1,A1)，(M2,A2),(M3,A3)之后，将寻找包括这些测量点的抛物线。作为本文的一个抛物线，将建立二次函数y＝ax2+bx+c，其中含有数学常数a，b,c。该x值对应于设定值，该值在扇形场质谱仪中对应于阳极电压，且y值对应于相关的幅度值。然后，使用这些测量点建立方程组并求解常数a和b。对于b，其结果将是
b＝(((A1–A3)/(M12–M32))–((A1–A2)/(M12–M22)))/(((M1–M3)/
(M12–M32))–((M1–M2)/(M12–M22)))，
对于常数a，
a＝(A1–A2–b(M1–M2))/(M12–M22)。
随后，为确定最大值的位置，将建立二次函数y的一阶导数y'＝2ax+b，插入计算得到的常数a，b之后，该倒数可被求解得到x。然后该x值为设定值Mmax，且在该值处该函数的发展变化为最大。该最大值的设定值为Mmax＝-b/2a。基于该设定值，目的分子的幅度变为最大。

Claims (8)

1.一种使用质谱分析测定分子质量的方法，所述方法包括以下步骤：
预先设定质谱仪的第一设定值(M1)，
获得相关的信号幅度(A1)，
预先设定不同于所述第一设定值的第二设定值(M2)，
测量相关的第二信号幅度(A2)，
预先设定不同于所述第一设定值(M1)和第二设定值(M2)的第三设定值(M3)，
测量相关的第三信号幅度(A3)，
获得二次函数，所述二次函数含有测量的幅度值作为y值，且预先设定值作为x值，
确定所述二次函数的最大值，根据所述最大值的x值来确定所需的分子质量的设定值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次函数为y＝ax2+bx+c类型的抛物线，其x值对应于预先设定值且其y值对应于测量的幅度值，且其中a,b和c为数学常数。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于，测量至少三个不同设定值且不超过十个设定值的幅度值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在测量所述三个幅度值(A1,A2,A3)之后且在确定所述抛物线之前，对第二幅度值(A2)是否高于第一幅度值(A1)和第三幅度值(A3)进行检查，其中，如有需要，则重复测量足够的次数直到所述第二幅度值(A2)高于测量的第一幅度值(A1)和第三幅度值(A3)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，重复测量中第一设定值(M1)分别对应于之前测量的第三设定值(M3)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的放法，其特征在于，使用设定值(M1,M3)重复测量第一幅度值(A1)和第三幅度值(A3)，其中所述设定值(M1,M3)与第二设定值(M2)之间的距离分别小于之前测量的情况。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当重复所述测量时，在第一次测量中检测到的最大值用作第二设定值(M2)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在对幅度值的每次测量之前，在预先设定各自设定值之后首先等待，直到幅度信号稳定为止。
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