CN106469640B - 用于使用高质量分辨率质谱法的元素和分子物质的定量测量的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种用于使用多接收器质谱仪产生样本离子的质谱的方法，所述质谱仪包括空间分散性质量分析仪以将样本离子引导到检测器腔室内。所述方法包括产生第一离子物质A、第二离子物质B和第三离子物质C的样本离子，其中物质A的所述离子具有与物质B和C的所述离子不同的标称质量，且进一步其中物质B的所述离子具有与物质C的所述离子相同的标称质量。在扫描期间，所述物质A的离子由所述前导检测器检测，而所述物质B而非C、接着物质B和物质C两者且接着物质C而非B的离子由所述主检测器检测。使用此方法，可确定具有相同标称质量且因此展现质量干扰的元素和分子物质的同位素比和定量资讯。

Description

用于使用高质量分辨率质谱法的元素和分子物质的定量测量 的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于获得记录在多接收器质谱仪中的高精确度质谱的方法和设备。本发明进一步涉及一种用于从高精确度质谱确定元素和分子物质的同位素比和定量信息的方法。所述方法和设备可具有用于获得具有相同标称质量且因此展现质量干扰的离子的质谱的特定益处。

背景技术

元素和分子物质的定量分析在许多科学领域中为关键性的关注。举例来说，元素和分子物质的准确且定量确定对于在环境科学中的应用以及对于材料科学和生命科学至关重要。

分子和元素物质的准确且精确定量质谱法的根本问题为同一样本内含有的其它物质的干扰。举例来说，样本中的多原子(或分子)离子可具有与待分析的原子(或元素)同位素相同的标称质量，从而导致质量干扰。在其它实例中，不同分子同位素可具有相同标称质量。结果，每一同位素物对样本的测量的质谱的比重可难以解出。

虽然两个物质可具有相同标称质量，但归因于系统性核质量缺陷，离子将具有从其标称质量稍微调整的真实质量。举例来说，质量缺陷使包括具有小于铁的标称核质量的原子的多原子分子显得比具有相同标称原子质量的元素物质重。替代地，对于包括具有大于铁的标称质量的原子的那些多原子离子，多原子离子显得比在那个原子质量下的元素物质轻。因此，通过获得高的足够分辨率，可分辨每一同位素的质量峰。

如在Weyer等人的《国际质谱法期刊(International Journal of MassSpectroscopy)》226，(2003)，第355-368页中所描述，可使用双聚焦多接收器电感耦合等离子体(MC-ICP)质谱仪确定原子和多原子离子的同位素分率。质谱仪的检测器室装备有多个法拉第接收器。法拉第接收器关于相同标称质量的原子和多原子离子精确对准，所述原子和多原子离子已根据其质荷比在质量分析仪中分开。在现有技术中用于⁵⁶Fe和⁴⁰Ar¹⁶O的量测的一个此法拉第接收器的设置的实例展示于图1中。法拉第接收器116包括布置于元素离子110和分子离子112的路径中的孔隙或入口狭缝114(元素和分子离子具有相同标称质量且真实质量因质量缺陷而相互分开)。法拉第接收器116关于离子束精确定位，使得仅元素离子物质110进入法拉第接收器116的入口狭缝114。相比之下，干扰分子离子112与入口狭缝114不对准，且因此被防止进入法拉第接收器116。

通过在质谱仪的质量分析仪处调整参数，可跨法拉第接收器的入口狭缝“扫描”原子离子和多原子离子。在离子束的偏转的改变期间由法拉第接收器接收的信号导致质谱或质量扫描。质谱表示强度或在偏转的程度上接收到法拉第接收器内的离子电流。作为实例，展示Fe同位素和其相应分子干扰的质谱展示于图2A处，而图2B展示同一质量扫描的一部分的放大图。所得质谱演示许多倾斜和平线区区域。当原子离子束移动到入口狭缝内时，出现第一倾斜区域，从而使离子电流增大(图2A的区域A)。在通过入口狭缝接收完全原子离子束的情况下，出现平线区区域，且因此，记录原子离子物质的最大强度(图2A的区域B)。在于法拉第接收器中接收到完全原子和多原子离子束两者的情况下，观测到第二平线区(图2A的区域C)。最后，第三平线区指示通过在法拉第接收器处的入口狭缝接收到仅多原子离子束的区域(图2A的区域D)。

为了获得样本中存在的同位素比的确定，Weyer等人比较在质谱的第一平线区上的不同点处的同位素比。图2B中展示的菱形为在平线区上的标记位置处测量的⁵⁶Fe/⁵⁴Fe同位素比(见右侧y轴)。可看出，在平线区的中心部分处的三个数据点相互良好地一致(在误差内)。然而，在平线区的边缘处的那些数据点显得提供同位素比的异常结果。

因此，在Weyer等人中描述的确定同位素比的已知方法需要在质谱中的宽且平的平线区以提供准确且一致的测量。具有演示质量干扰的离子的样本中的合适平线区的提供依赖于离子物质的非常高的分辨率分开。此外，在温度波动和机械或电不稳定性出现于质谱仪的情况下，这些效应可在测量时间上引起峰位置的漂移，从而导致估计的值的不准确。

在扇形场质谱仪中可通过减小法拉第接收器的入口狭缝的宽度来改善质量分辨力。然而，这也减小了通过狭缝的离子的总透射率，且由此降低敏感度。增大的质量分辨力是以离子束透射率为代价，且因此可不受限制地增大。

以上描述的峰平线区技术的另外限制在存在三种质量干扰离子物质的情况下显而易见。在此情况下，具有中间原子质量的离子物质不演示出可独立于高和低质量离子物质识别代表性信号的清洁平线区。通过选择较小源狭缝来进一步改善质量分辨率并不可行，这是由于在检测器处的透射率和离子束强度的显著损失。

因而，需要用于使用高分辨率质谱法提供元素和分子物质的高精确度定量测量的改善的技术。

发明内容

对照此现有技术，提供一种用于在包括多个检测器的质谱仪中获得受质量干扰的离子的质谱的方法和设备。受质量干扰的离子可为具有相同标称质量的原子或分子物质。所述方法提供具有从质量干扰产生的平线区特征的特别高的精确度和改善的清晰性的正规化的质谱。所述方法还导致较少受离子束的强度波动影响的质谱，离子束的强度波动可在测量的持续时间上出现。改善的质谱可用以确定在样本内的物质的丰度和同位素比，且在解卷积方法内特别可用以分辨质量干扰离子物质的峰形状。

使用具有多个检测器的质谱仪获得样本离子的质谱。检测器可属于用于在多接收器质谱仪中使用的任何已知类型。此类检测器优选地为法拉第检测器(亦称为法拉弟杯或法拉第接收器)或离子计数器，包含(例如)电子倍增器(例如，离散倍增极电子倍增器和/或连续倍增极电子倍增器)，或其它类型，或这些的任何组合(例如，法拉第检测器与电子倍增器的组合)。虽然本发明的描述可通常将法拉第检测器称作在本发明内使用的检测器的类型，但应理解，法拉第检测器可由其它类型的检测器中的任一者替换。使用的任何类型的检测器具有入口狭缝或入口孔隙。

检测器布置于质谱仪的检测器室中。样本离子从空间分散性质量分析仪传到检测器室，且离子由检测器接收。在质量分析仪中，使样本离子偏转，其中偏转的量值取决于离子质荷比。这导致离子根据其质量进入空间上相互分开的检测器室。

在本文中描述的方法中，至少第一物质的离子、第二物质的离子和第三物质的离子从质量分析仪投射到检测器室内。第一物质的离子具有与第二和第三物质的离子相比不同的标称质量，且第二物质的离子具有与第三物质的离子相同的标称质量。鉴于此，在质谱中将第一物质的离子与第二和第三物质的离子分开，但第二和第三物质的离子被质量干扰且在质谱中只因质量缺陷而分开。

在检测器室内，在前导检测器处接收第一物质的离子。通往前导检测器的入口为前导孔隙或前导入口狭缝，离子必须穿过所述前导孔隙或前导入口狭缝以由前导检测器检测。在主检测器处接收第二和第三物质的离子，主检测器具有主孔隙或主入口狭缝，离子必须穿过所述主孔隙或主入口狭缝以由主检测器检测。在一些实例中，前导检测器的前导入口狭缝(具有第一宽度)可比主检测器的主入口狭缝(具有第二宽度)宽，但这并非在本发明的每一实施例中都是必要的。在一个实施例中，前导入口狭缝与主入口狭缝可具有相同宽度。

在前导和主检测器处，测量离子强度或离子电流，同时在主检测器处变化或“扫描”至少第二和第三物质的离子的偏转或方向。举例来说，可通过斜变或改变质量分析仪内的磁场来产生所有样本离子的偏转或方向的改变或方差。在另一实例中，可通过使用放置于质量分析仪的下游(且在主孔隙前)的离子偏转单元来扫描仅第二和第三离子。在其它实例中，质量分析仪的静电扇区中的电场可斜变，或可扫描样本离子的离子能量。在质谱仪处变化这些参数中的每一个引起离子的偏转的改变。可分开或组合使用所描述的用于离子的偏转的方法。在替代实例中，可在主检测器处通过相对于离子“束”移动入口狭缝来扫描第二和第三物质的离子。在另外实例中，可将所描述的偏转的方法的组合结合主检测器的移动来使用(例如，通过使用变焦透镜改变器具的放大率或分散度)。

作为离子的偏转的改变(或主入口狭缝的移动)的结果，在入口狭缝上扫描或移位在主检测器处的第二和第三物质的离子入射的位置。接着在主检测器处产生与在方向的改变期间进入主检测器的第二和第三物质的离子的强度成比例的信号。这表示经质量干扰的离子的质谱。类似地，在前导检测器处产生与在扫描离子的第二和第三物质的周期期间进入前导检测器的第一物质的离子的强度成比例的信号。理想地，将贯穿第二和第三离子的扫描在前导检测器处接收第一物质的最大离子强度(换句话说，对于受质量干扰的离子的质谱的所关注的周期的整个宽度)。

可接着使用从前导检测器接收的信号将从主检测器接收的信号正规化。这提供第二和第三物质的离子的正规化的质谱(换句话说，正规化的受质量干扰的质谱)。因为在共同离子源处产生不同离子物质，所以假定对于每一离子物质(或离子电流)，任何信号波动类似。针对第一物质的所有离子(即，最大强度)由前导检测器收集而在主检测器处变化第二和第三物质的位置的情形记录第一离子物质的强度意味着前导检测器信号反映在离子源内部的波动。因此，用于第二和第三物质的正规化的质谱(其参照来自第一离子物质的前导检测器信号而被正规化)实质上独立于信号波动或信号飘移。当在相当大的时间周期上(例如，在许多扫描上)记录信号(其中信号波动将另外显著影响检测的峰形状和强度)时，正规化方法导致改善得多的峰形状精确度。前导检测器的使用因此产生可用于第二和第三信号的正规化的信号。理想地，在前导检测器上测量的信号非常平，且不展示归因于不同离子物质的峰覆叠的任何结构。

在第一离子物质的离子束位置稳定(即，在前导检测器处不改变第一物质的离子束位置)同时跨主检测器孔隙扫描落在主检测器上的物质以捕获经干扰的峰的完全结构的情况下，完全避免了此限制。主检测器信号参考前导检测器始终保证另外将使主检测器上的峰形状失真的漂移效应的正规化和消除。

根据本发明，前导检测器经对准使得贯穿第二和第三离子物质的扫描，第一物质的离子通过前导检测器的入口狭缝进入。因而，在前导检测器处的第一物质的离子的偏转(或位移位移的变化的程度小于前导入口狭缝的宽度。在最优选实施例中，在于主检测器处扫描第二和第三离子物质的同时，不改变在前导检测器处的第一物质的离子的束的位置。在一些替代实施例中，前导检测器被布置使得在第二和第三离子的偏转(或位移)的变化期间，第一离子在前导检测器的入口狭缝上偏转。因此，在主检测器处的第二和第三离子束的位移大于入口狭缝到主检测器的宽度。在一些其他实施例中，可通过移动主孔隙且任选地主检测器在主孔隙和检测器处扫描第二和第三离子物质。

在前导检测器处测量的质谱优选地在第二和第三离子束的所有或几乎所有扫描或偏转期间始终为最大强度。贯穿第二和第三离子物质的偏转或扫描，当第一离子物质的完全离子束通过前导入口狭缝接收到前导检测器内时，产生最大前导信号。然而，在主检测器处测量的质谱演示根据当第二和第三物质的离子的质量峰跨主检测器的入口狭缝移动时的离子强度的改变的倾斜和平线区。这意味着在于主检测器处记录的信号的正规化(其中信号记录于前导检测器处)后，可消除原始未分离的离子束的强度的任何小波动。因此，可按非常高精确度测量在主检测器处记录的信号的复杂峰形状。可识别小的假象，例如，归因于当离子束进入主检测器的狭缝时发生的散射事件和小的峰拖尾效应。

根据本发明的第一方面，提供一种用于使用多接收器质谱仪产生样本离子的质谱的方法，所述质谱仪包括空间分散性质量分析仪以将所述样本离子引导到检测器室内，所述方法包括：

(a)产生具有质荷比(m/z)_A的第一离子物质A、具有质荷比(m/z)_B的第二离子物质B和具有质荷比(m/z)_C的第三离子物质C，其中物质A的所述离子具有与物质B和C的所述离子不同的标称质量，且进一步其中物质B的所述离子具有与物质C的所述离子相同的标称质量；

(b)引导所述物质A、B和C的所述样本离子行进通过所述质量分析仪且朝向所述检测器室中的检测器，所述样本离子在其行进期间被偏转；

(c)跨在主检测器的主掩模中界定的主孔隙扫描物质B和C的所述离子，而物质A的所述离子穿过在前导检测器的前导掩模中界定的前导孔隙；以及

(d)从物质A的所述离子产生表示在所述前导检测器处接收的离子强度的前导信号，且产生表示当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时在所述主检测器处接收的离子强度的主信号；

其中在扫描期间，所述物质A的离子由所述前导检测器检测，而所述物质B而非C、接着物质B和物质C两者且接着物质C而非B的离子由主检测器检测。

优选地，所述方法进一步包括：

(e)使用所述前导信号正规化来自所述离子B和所述离子C的所述主信号以确定所述离子B和所述离子C的正规化的质谱。在此实施例中，参照所述前导信号(其反映信号波动)校准主信号以确定离子B和离子C的正规化的质谱。因此，当正在长时间上或在许多扫描上记录主信号时，考量信号波动，且获得更精确的峰形状。这又允许峰的更好解卷积，和因此离子丰度的更好确定。

质谱仪可为双聚焦质谱仪，但所述方法也可应用于单聚焦质谱仪内。优选地，质谱仪包括在检测器室内的多个检测器。检测器室可包括法拉第检测器或其它类型的检测器(例如，离子计数检测器)，例如，电子倍增器或传导率检测器(例如，受控制的漂移检测器，CDD)。在特定实例中，前导检测器为前导法拉第检测器，其为许多可移动法拉第检测器中的一个，且主检测器为主法拉第检测器，其为固定的中心法拉第检测器。

用于每一检测器的掩模或入口板可集成到检测器，或可为单独的部分。举例来说，掩模可与检测器的其余部分间隔开，或可形成检测器的面板或壁。在任一情况下，掩模布置于离子束的路径中，在通往检测器室的入口与检测器的感测部分之间。在检测器处接收的离子入射到掩模，且进入形成于掩模中的孔隙或入口狭缝。

孔隙可为在处于通往检测器的入口处的掩模中界定的狭缝或开口。孔隙的大小描述狭缝或开口在扫描或偏转离子的方向上的尺寸，例如，狭缝宽度。将主信号正规化到前导信号以获得正规化的质谱可包括将主信号的标度调整到与前导信号共同的标度。举例来说，可鉴于前导信号的最大和最小值来调整主信号的标度。可通过按在给定时间点获取的前导信号划分在同一时间点的主信号处的每一数据点来执行由前导信号进行的主信号调整或正规化。在特定实例中，正规化可相对于前导信号中的标准点，使得与标准点相比，缩放主信号的每一数据点。

有利地，获得的正规化的质谱提供非常精确的峰形状。描述的方法尤其有益于减少离子束强度随着时间过去的强度波动或飘移的效应(例如，归因于电或机械漂移，或归因于温度的改变)。

物质A的离子、物质B的离子和物质C的离子的标称质量为将根据在给定物质的离子的核中存在的质子和中子的数目预期的质量。在元素或原子离子中，标称质量应表示真实原子质量。然而，在分子或多原子离子中，与标称质量相比，通过质量缺陷调整真实分子量。质量缺陷从质量和能量的当量产生，且表示质量的更改(表示核结合能)。

调整扫描离子物质B和C可包括调整质量分析仪的参数以改变行进穿过其的离子的偏转。举例来说，质量分析仪处的磁场可经扫描或斜变。这具有变化物质A的离子、物质B的离子和物质C的离子的偏转的效应。离子的每一物质是在其穿过质量分析仪期间按由其质荷比确定的角度偏转。这导致离子在空间上被分成离子的每一物质的“离子束”。离子偏转的程度可通过改变质量分析仪中的施加的磁场来调整。因为同时将相同磁场施加到穿过质量分析仪的所有离子，所以质量分析仪的参数的任何调整将引起离子的所有物质的偏转或方向将同时改变。

其它方法和技术可用于离子物质B和C的扫描。以下更充分详细地描述这些。在一个实例中，质量分析仪可包括在双聚焦质谱仪内的静电扇区，且离子束的方向的偏转或改变可与施加到静电扇区的电场成比例。因此，可通过调整或斜变静电分析仪处的电场来扫描离子，优选地，同时保持磁场恒定。在再一实例中，通过扫描或斜变样本离子的能量来调整样本离子的偏转。在另一实施例中，可通过并行地调整在静电分析仪处的电场与离子的能量来扫描离子。在优选实施例中，电场与离子的能量的并行调整是按固定比率执行的。替代地，可通过使用在质量分析仪下游的预先孔隙偏转单元来调整离子(或离子束)的特定物质的偏转。举例来说，主预先孔隙偏转单元可在主孔隙的前面使用以特别变化离子物质B和C的偏转，由此使离子物质B和C跨主孔隙而扫描，同时保持离子物质A的位置在前导检测器中恒定。

任选地，在一个类型的实施例中，在跨主孔隙扫描物质B和C的离子时，方法进一步包括跨前导检测器的前导掩模的前导孔隙的至少一部分扫描离子物质A。换句话说，物质A的离子可与物质B和C的离子同时扫描。举例来说，质量分析仪的参数可经调整(以变化磁场或电场)，且因此同时引起所有样本离子的偏转的改变。在调整物质A的离子的偏转的一个实例中，前导孔隙、主孔隙和离子物质A、B和C的偏转的程度的配置使得贯穿物质B而非C、接着物质B和物质C两者且接着物质C而非B的离子由主检测器检测的周期，物质A的离子穿过前导孔隙且由前导检测器收集。有利地，这贯穿偏转的周期提供前导检测器处的最大电流，其可接着用以正规化在主检测器处测量的质谱。

有益地，前导孔隙比主孔隙宽。当物质A的离子以及物质B和C的离子两者都被扫描时，此配置可特别有利。提供比主孔隙相对大或宽的前导孔隙可用以贯穿物质B和C的离子的偏转的扫描或调整的周期提供在前导检测器处的物质A的离子的最大离子强度。这是因为物质A的离子将能够贯穿扫描或偏转穿过前导孔隙，且将不受前导掩模阻挡。然而，在一些实例中，前导孔隙与主孔隙可为相同大小或宽度，或前导孔隙可小于主孔隙。举例来说，在扫描物质B和C的离子而非物质A的离子的情况下，前导孔隙可比主孔隙窄。可达成物质B和C而非物质A的离子的偏转的此扫描或调整，例如，使用定位于质量分析仪下游和主检测器前方的预先孔隙偏转器，如下文中进一步描述。

优选地，扫描物质B和C的离子包括在物质B和C行进通过质量分析仪且朝向检测器室中的检测器期间调整物质B和C的离子的偏转。换句话说，扫描物质B和C的离子(且在一些实例中，还扫描物质A的离子)可通过当离子行进通过质量分析仪且朝向检测器室处的检测器时改变施加到离子的偏转来达成。举例来说，这可涉及改变在质量分析仪内应用的偏转，或可包括在通往检测器的入口前的额外偏转的应用(例如，通过在通往检测器的入口处的孔隙前使用预先孔隙偏转单元)。

任选地，扫描离子可包括相对于在通往检测器的入口处的入口孔隙移动离子的束。举例来说，扫描物质B和C的离子可包括相对于主孔隙移动离子束。可通过改变离子束的偏转以便跨孔隙扫描或通过相对于静止离子束移动孔隙来实现离子束的移动。在两个情况下，相对移动的效应为使离子跨孔隙传递，使得离子束首先受到孔隙阻挡，接着穿过孔隙，且接着受到孔隙阻挡。

任选地，在使用通过调整由质量分析仪进行的偏转而扫描的情况下，扫描包括斜变质量分析仪处的磁场。将磁场施加到质量分析仪处的样本离子使具有不同质荷比的离子物质空间分散。变化或斜变施加的磁场使偏转(或离子束的角度的改变)的程度被调整。因此，在处于通往检测器的入口处的孔隙板处(例如，在前导掩模或主掩模处)，当改变偏转的程度时，离子束跨孔隙移动。施加磁场影响穿过磁性分析仪的所有样本离子。因此，作为斜变质量分析仪处的磁场的结果，物质A的离子和物质B和C的离子的偏转将都被调整。有利地，斜变磁场提供用于调整离子的偏转的容易可控制方法。

任选地，在使用通过调整由质量分析仪进行的偏转而扫描且使用双聚焦质量分析仪的情况下，扫描包括扫描在质量分析仪的静电扇区处的电场。优选地，将在质量分析仪处的磁场保持恒定。以类似于质量分析仪中的磁场的施加的方式，斜变在质量分析仪的静电扇区处的电场使偏转(或离子束的角度的改变)的程度被调整。电场的斜变将影响所有样本离子，且因此，将调整离子物质A、B和C中的每一个的偏转。调整偏转引起入射到孔隙板的离子束相对于孔隙移动。斜变电场提供用于控制在质量分析仪的静电扇区处的样本离子的偏转的直接了当方法。

任选地，例如，在使用扫描或调整所有离子束的偏转(针对物质A、B和C)的情况下，调整偏转包括扫描样本离子的能量。质量分析仪中的样本离子的偏转的程度取决于离子的能量。增大或斜变样本离子的能量(例如，通过加速质谱仪中的离子)因此调整质量分析仪中离子偏转的量，且使离子束相对于检测器处的孔隙被扫描。扫描或变化样本离子的能量可同时调整物质A、B和C的离子的偏转。

优选地，扫描包括斜变或调整由在质量分析仪下游的离子偏转单元提供的偏转。换句话说，在离子已退出质量分析仪后且在通往检测器的孔隙或入口狭缝前，可将离子偏转单元放置于特定物质的离子的路径中。离子偏转单元(或预先孔隙离子偏转单元)可接着用以偏转样本离子的物质中的仅一些。关于此类型的预先孔隙离子偏转单元的另外信息可由本申请人在专利公开案WO 2012/007559中发现，且所述专利公开案被以引用的方式全部并入本文中。在特定实例中，可通过改变由位于质量分析仪的下游且在主孔隙前方的主预先孔隙偏转单元引起的偏转来跨主孔隙扫描离子物质B和C。在此情况下，可将预先孔隙离子偏转单元布置于质量分析仪的下游且在物质B和C的离子的路径中在主孔隙之前。离子偏转单元可接着用以进一步偏转物质B和C的离子(换句话说，调整偏转物质B和C的离子的总偏转)。以此方式，可跨主孔隙扫描物质B和C的离子，而物质A的离子的偏转保持不变。有益地，当不扫描或进一步偏转物质A的离子时，可精确地对准这些离子以贯穿离子B和C的偏转的周期穿过前导孔隙。可因此使用较窄的前导孔隙，且可更易于达到前导孔隙、主孔隙和物质B和C的离子的偏转的改变的合适配置。

用于主检测器的预先孔隙偏转单元的此使用提供再一显著技术优点。在主检测器的前方使用预先孔隙偏转单元(且不调整前导检测器处的离子束的偏转)的重要方面在于，前导检测器信号因此对应于固定离子束位置和离子质量，使得不存在对于前导检测器信号将无干扰的需要。前导检测器的原因为产生可用于B和C主检测器信号的正规化的信号。此需要来自离子物质A的前导检测器信号始终反映离子源内部的波动，且通过扫描前导检测器处的物质，这信号因此应理想地不因包含前导检测器信号中的不同离子物质的干扰的效应的峰结构而复杂化。理想地，在前导检测器上测量的信号非常平，且不展示归因于不同离子物质的峰重叠的任何结构。在离子物质A的离子束位置稳定同时跨主检测器孔隙扫描落在主检测器上的物质B和C以捕获受干扰的B和C峰的完全结构的实施例中，完全避免了此限制。主检测器信号参考前导检测器始终保证另外将使主检测器上的峰形状失真的信号漂移效应的正规化和消除。

在替代实施例中，位于质量分析仪的下游且在前导孔隙前方的前导预先孔隙偏转单元使离子物质A偏转，使得离子物质A充分穿过前导孔隙，而跨主孔隙扫描物质B和C的离子。举例来说，可通过调整由质量分析仪引起的偏转(根据上文所描述的方法中的任一者)或通过调整束能量来跨主孔隙和检测器扫描离子物质B和C，且可通过补偿由质量分析仪引起的离子物质A的偏转或束能量改变将离子物质A的波束保持实质上固定在前导孔隙处的适当位置，补偿由位于前导孔隙和检测器前方的预先孔隙偏转器执行。在另一替代方案中，补偿由质量分析仪引起的离子物质A的偏转可通过移动前导孔隙/检测器的位置使得离子物质A可保持实质上固定于通往前导孔隙的适当位置来达成。

在另一类型的实施例中，可通过移动主孔隙和任选地主检测器而跨主孔隙扫描离子物质B和C，同时由质量分析仪进行的偏转不改变。在此情况下，离子物质A可保持实质上固定于通往前导孔隙的适当位置。

优选地，针对离子物质B和C中的至少一者正由主检测器收集的所有时间，物质A的离子穿过前导孔隙且由前导检测器收集。换句话说，前导检测器可被布置使得物质A的离子的全部束贯穿扫描的周期穿过孔隙。相比之下，物质B和物质C的离子的束可被布置，使得在第一位置中，离子束受到在主孔隙的一侧处的主掩模阻挡。可接着偏转或跨主孔隙扫描两个离子束，直到其到达在主孔隙的与第一位置相对的侧处的第二位置。在第二位置，物质B和物质C的离子由主掩模阻挡进入到主检测器。当在第一与第二位置之间扫描离子时，第二物质B的离子首先单独地通过主孔隙进入主检测器，接着第二和第三物质两者进入，且接着仅第三物质进入主检测器。有益地，这提供用于待在主检测器处获得的物质B和物质C的离子的质谱，同时在前导检测器处接收最大强度的信号。必须恰当地选择离子的扫描或位移的量值、前导和主检测器的对准以及前导和主孔隙的宽度，以用于具有用于正规化的所要的特性的主信号和前导信号的提供。这些变量将取决于待测量的样本同位素，以及质谱仪的特性和扫描或调整离子的偏转的方法。

优选地，为了获得以上描述的前导信号和主信号，在改变所有离子物质的偏转的实施例中，在前导掩模处的物质A的离子的第一与第二位置之间的距离小于前导孔隙的宽度。此外，在主掩模处的物质B的离子的第一与第二位置之间的距离和物质C的离子的第一与第二位置之间的距离都大于主孔隙的宽度。

任选地，物质A的离子包括原子同位素的第一物质，物质B的离子包括原子同位素的第二物质，且物质C的离子包括分子同位素的物质。举例来说，物质A和物质B的离子可为同一元素的不同同位素，且物质C的离子可包括分子的同位素。作为说明性实例，物质A的离子可为⁵⁶Fe⁺，物质B的离子可为⁵⁷Fe⁺，且物质C的离子可为⁴⁰Ar¹⁶OH⁺。

替代地，物质A的离子包括分子同位素的第一物质，物质B的离子包括分子同位素的第二物质，且物质C的离子包括分子同位素的第三物质。举例来说，物质A的离子、物质B的离子和物质C的离子可为相同分子的不同同位素，通常其中离子物质A为最丰富的分子同位素。作为说明性实例，分子可为甲烷且物质A的离子可为¹²CH₄ ⁺，物质B的离子可为¹³CH₄ ⁺，且物质C的离子可为¹²CH₃D⁺。

应理解，任何数目个另外离子物质也可存在于离子束中且被检测。举例来说，可存在质量干扰第二离子物质B和第三离子物质C的一或多个另外离子物质(例如，第四物质D等等)。以此方式，可存在由主检测器(或主法拉第检测器)检测的三个、四个、五个或更多个干扰离子物质。

有利地，所述方法进一步包括将前导检测器定位于检测器室内以接收物质A的离子。前导检测器可为检测器室内的可移动检测器。可相对于所关注的离子物质的离子束调整检测器的位置，以便为了所述方法的成功应用而提供正确的对准(即，使得物质A的离子朝向前导检测器入射)。可使可移动检测器机动化，其中检测器的定位受计算机或手动控制以允许从检测器室外部重新定位检测器。替代地，前导检测器可为固定检测器。

任选地，所述方法进一步包括将主检测器定位于检测器室内以接收物质B的离子和物质C的离子。前导检测器可为检测器室内的可移动检测器。可相对于所关注的离子物质的离子束调整检测器的位置，以便为了所述方法的成功应用而提供正确的对准(即，使得物质B和C的离子朝向主检测器入射)。可使可移动检测器机动化，其中检测器的定位受计算机或手动控制以允许从检测器室外部重新定位检测器。

替代地，主检测器可为固定检测器或固定法拉第杯。举例来说，主检测器可为在多个检测器内的固定的中心检测器，所述多个检测器布置于检测器室中的平面中以接收样本离子。

在某些实施例中，前导检测器和主检测器都可如所描述定位，即，可在检测器室内可移动。

任选地，质谱仪包括在检测器室中的多个检测器，每一检测器包括界定孔隙的掩模。优选地，多个检测器中的每一个的孔隙大小并非都相同。可从多个检测器当中指明前导检测器和/或主检测器以选择所述前导和/或主孔隙的大小或宽度。举例来说，可鉴于前导和/或主检测器与所关注的离子物质的对准且鉴于在离子的扫描期间孔隙相对于离子束的位移的大小来选择前导和/或主检测器。有益地，这允许质谱仪的配置和布置中的较大灵活性，和可用于本发明的方法的成功实施的变量的增加选择。举例来说，其允许质谱仪被配置以测量样本离子的特定物质。

替代地，光学器件(或具体地说，变焦光学器件)可被配置以便将所关注的离子物质(或离子束)与主或前导检测器的入口孔隙对准。这允许离子物质与适当检测器的良好对准，以用于所述方法的成功实施。使用变焦光学器件可给予适当对准，而不需要检测器相对于彼此的移动(或需要极少移动)。

任选地，确定离子B和离子C的正规化的质谱包括按在给定时间点获取的前导信号划分在相同时间点的主信号。当获取到仅一个主信号迹线时，此类型的“逐点”正规化可尤其有用，因为可有效地消除波动，具体地说，在迹线时，在离子束内。

优选地，物质B的离子和物质C的离子的正规化的质谱为第一正规化的质谱。第二或另外质谱可接着通过应用如上所述的相同方法来获得。因此，可计算第一与第二正规化的质谱的平均值以确定平均正规化的质谱。举例来说，可计算在质量偏差(或离子的扫描)的每一值处的第一与第二正规化的质谱的离子强度的平均值。有益地，此平均值提供具有增加的精确度的正规化的质谱，且尤其可用以减少测量的质谱中的异常数据点的效应和改善统计。

有利地，以上描述的平均正规化的质谱可表示为以前的平均质谱。可接着通过重复以上描述的方法步骤来获得再一或新正规化的质谱。可接着从新正规化的质谱与以前的先前平均正规化的质谱的平均值确定新平均正规化的质谱。每当为了在从先前测量确立的平均值上“覆叠”新测量的正规化的质谱时，可将此过程重复许多次。

扫描方向或扫描速度可在多个获取之间变化，且待添加或平均化的各种扫描可经对准和拉伸以产生最佳结果。此对准和拉伸技术可使用在气相和液相色谱中已知的技术。

在一些情况下，如果经确定为在预定范围或一组边界之外(例如，在误差界限之外)，那么可抛弃新测量的质谱中的数据点，例如，参照从先前测量确立的平均值。使用此技术允许有效地消除离子强度中的质量峰位置和小不稳定性尖峰的小飘移(例如，作为高电压尖峰的结果)。

作为替代方案，可获得一组测量的正规化的质谱的平均值。在再一替代方案中，可通过应用例如最小平方回归的统计技术从多个测量的正规化的质谱获得最佳拟合正规化的质谱。

在一个实施例中，可获得多个正规化的质谱(即，峰扫描)。在平均化质谱前，将每一新波谱与先前质谱的平均值比较。接着使用已知统计技术使新质谱与平均质谱拟合，以用于补偿归因于系统的磁滞或其它可能不稳定性的质量偏差，使得将重叠的残余部分减小到最小值。以此方式，新质谱最佳拟合平均化的质谱以有效地减少对峰平均化的质量漂移影响。可接着平均化最佳拟合的质谱。

理想地，所述方法进一步包括改变调整偏转的速率或其它扫描方式，以便按多个不同扫描速率扫描物质A和/或B和C的离子(当跨相应前导和/或主孔隙扫描其时)。结果，在前导信号和主信号的第一片段中离子的每单位扫描或偏转记录的数据点的数目可不同于在前导信号和主信号的第二片段中的每单位扫描或偏转记录的数据点的数目。换句话说，针对前导和/或主信号的第一部分的数据点的密度比针对前导和/或主信号的第二部分大。在一个实例中，可针对扫描的不同片段按不同速率改变质量分析仪处的参数，使得在离子的扫描的第一部分中记录比在离子的扫描的第二部分期间多的数据点。替代地，在偏转的斜变的不同部分期间，可调整由离子偏转单元应用的偏转的扫描或改变的速率。此技术在本文中被称作分段扫描技术。作为替代方案，在扫描的一段期间，可变化数据点的采样的频率。

有利地，此分段扫描技术允许在较大关注的信号的区域中记录较大数目个数据点。举例来说，可记录较大数目个数据点，其中质谱的形状正迅速地改变(例如，在倾斜区域中)。可将极少的数据点记录于质谱的平的平线区区域中，因为这些可假定为平的。结果，可使质谱的测量更有效率，因为可减少总测量时间，同时在所关注区域中仍提供足够数目个数据点，用于质谱的形状的准确表示。

在第二方面中，提供用于使用多接收器质谱仪产生样本离子的质谱的设备，所述质谱仪包括空间分散性质量分析仪，所述样本离子被引导行进通过所述质量分析仪且朝向检测器室中的检测器，所述样本离子在其行进期间被偏转，所述质谱仪包括布置于所述检测器室中的前导检测器以接收具有质荷比(m/z)_A的第一离子物质A的样本离子，且所述质谱仪包括布置于所述检测器室中的主检测器以接收具有质荷比(m/z)_B的第二离子物质B和具有质荷比(m/z)_C的第三离子物质C的样本离子，且其中物质A的所述离子具有与物质B和C的所述离子不同的标称质量，且进一步其中物质B的所述离子具有与物质C的所述离子相同的标称质量，所述设备包括：

控制模块，其被配置以相对于主孔隙扫描离子物质B和C，优选地，通过离子物质B和C的偏转，以便跨在所述主检测器的主掩模中界定的主孔隙扫描物质B和C的所述离子，而物质A的所述离子穿过在前导检测器的前导掩模中界定的前导孔隙；以及

分析模块，其被配置以：

接收在所述前导检测器处产生的前导信号，所述前导信号表示当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时在所述前导检测器处从物质A的所述离子接收的离子强度；以及

接收在所述主检测器处产生的主信号，所述主信号表示当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时在所述主检测器接收的离子强度；

其中所述控制模块被配置使得在扫描期间，所述物质A的离子由所述前导检测器检测，而所述物质B而非C、接着物质B和C两者且接着物质C而非B的离子由所述主检测器检测。

前导或主检测器可为用于质谱法的任何类型的检测器，或检测器的类型的任何组合。在优选实施例中，检测器为法拉第检测器。

所述分析模块和所述控制模块可形成计算机处理器的部分。虽然被描述为单独的模块，但控制与分析模块可不为单独的。可经由计算机软件控制分析和控制模块，计算机软件可包括图形用户接口以接收用户输入和输出数据。包括控制模块和分析模块的处理器或用于与控制模块和分析模块交互的计算机软件可集成到质谱仪或可为单独的。

优选地，分析模块被进一步配置以使用前导信号正规化来自离子B和C的主信号以确定离子B和离子C的正规化的质谱。有利地，所述设备可用以获得特别精确的质谱，其中质量干扰可尤其可见。有益地，所得正规化的质谱可减少离子束强度的强度波动或飘移随着测量时间过去的效应。结果，对质谱执行的分析技术可提供原始样本内的同位素比的更准确估计。此外，更精确的质谱可适合于使用不同更准确技术的分析。

任选地，控制模块被进一步配置使得当跨主孔隙扫描物质B和C的离子时，控制模块被进一步配置以跨前导检测器的前导掩模的前导孔隙的至少一部分扫描离子物质A。举例来说，可与物质B和C的离子的偏转的调整同时调整物质A的离子的偏转。

任选地，控制模块被进一步配置以改变在位于质量分析仪的下游且在前导孔隙前方的前导预先孔隙偏转单元处的离子物质A的偏转，控制模块被配置以偏转离子物质A使得当跨主孔隙扫描物质B和C的离子时，离子物质A充分穿过前导孔隙。换句话说，当扫描离子物质B和C时，可将偏转应用到离子物质A，以便补偿应用到所有离子的任何偏转，以便保持物质A的离子与前导孔隙对准。

优选地，控制模块被配置以通过调整物质B和C的离子在其行进通过质量分析仪且朝向检测器室中的检测器期间的偏转来跨主孔隙扫描离子物质B和C。换句话说，扫描物质B和C的离子(且在一些实例中，还扫描物质A的离子)可通过当离子行进通过质量分析仪且朝向检测器室处的检测器时改变施加到离子的偏转来达成。举例来说，这可涉及改变在质量分析仪内应用的偏转，或可包括在通往检测器的入口前的额外偏转的应用(例如，通过在通往检测器的入口处的孔隙前使用预先孔隙偏转单元)。

任选地，扫描离子可包括相对于在通往检测器的入口处的入口孔隙移动离子的束。举例来说，扫描物质B和C的离子可包括相对于主孔隙移动离子束。可通过改变离子束的偏转以便跨孔隙扫描或通过相对于静止离子束移动孔隙来实现离子束的移动。在两个情况下，相对移动的效应为使离子跨孔隙传递，使得离子束首先受到孔隙阻挡，接着穿过孔隙，且接着受到孔隙阻挡。

在使用通过调整由质量分析仪进行的偏转而扫描的情况下，控制模块可被配置以通过调整偏转(通过斜变在质量分析仪处的磁场)来扫描物质B和C的离子。替代地，在质量分析仪包括静电分析仪的情况下，控制模块被配置以通过调整偏转(通过变化或斜变在质量分析仪的静电扇区处的电场)来扫描离子。有利地，变化磁场或电场使离子束移动或跨检测器的面(跨含有入口狭缝的掩模)扫描。因此，质量分析仪的参数的调整提供比通过调整检测器自身的位置直接了当的相对于检测器处的孔隙扫描离子束的方式。质量分析仪的参数的调整可由控制模块根据使用者经由计算机软件的输入来控制。

任选地，控制模块被配置以通过扫描样本离子的能量来扫描离子或调整偏转。举例来说，控制模块可被配置以改变质谱仪内的样本离子的加速。当质量分析仪内的离子的偏转取决于离子的能量时，调整或扫描离子的能量引起穿过质量分析仪的样本离子(例如，物质A、B和C的离子)的偏转的调整。

控制模块可被配置以通过改变由在质量分析仪下游且在主孔隙前方的主预先孔隙离子偏转单元提供的偏转来扫描离子B和C。换句话说，可将偏转单元置放于特定离子物质或许多离子物质的路径中，在质量分析仪的下游且在检测器的入口孔隙前。偏转单元可接着用以调整离子物质中的仅一些的偏转。在特定实例中，将偏转单元放置于离子物质B和C的路径中质量分析仪的下游。偏转单元接着用以调整离子B和C的偏转，以便跨主孔隙扫描离子B和C。有益地，调整离子物质B和C的偏转的此方法避免了也调整物质A的离子的偏转的必要性。因此，物质A的离子可与前导孔隙非常精确地对准。

优选地，针对离子物质B和C中的至少一者正由主检测器收集的所有时间，物质A的离子穿过前导孔隙且由前导检测器收集。有利地，在扫描的开头时在前导孔隙处的物质A的离子的第一位置与在扫描的末尾时在前导孔隙处的物质A的离子的第二位置之间的距离小于前导孔隙的宽度。此外，优选地，在扫描的开头时在主掩模处的物质B的离子和物质C的离子的相应第一位置与在扫描的末尾时在主掩模处的物质B的离子和物质C的离子的相应第二位置分开大于主孔隙的宽度的距离。有益地，通过校正的对准，这可允许在主检测器中获得用于物质B和C的离子的质谱，因为在于第一与第二位置之间移动后，将跨孔隙扫描或偏转离子束。同时，贯穿扫描或偏转，可在前导检测器处接收物质A的离子的全部离子束，其中将测量处于全部中的最大强度的记录的前导信号。

任选地，物质A的离子包括原子同位素的第一物质，物质B的离子包括原子同位素的第二物质，且物质C的离子包括分子同位素的物质。替代地，物质A的离子包括分子同位素的第一物质，物质B的离子包括分子同位素的第二物质，且物质C的离子包括分子同位素的第三物质。举例来说，物质A和B的离子可为同一元素的不同同位素，且物质C的离子可包括分子的同位素。

有利地，前导检测器可移动，且控制模块被进一步配置以将前导检测器定位于检测器室内以接收物质A的离子。举例来说，可相对于所关注的离子物质的离子束调整检测器的位置，以便提供正确的对准，以用于所述方法的成功应用(即，使得物质A的离子朝向前导检测器入射)。可使前导检测器机动化，使得控制模块控制马达在检测器室内移动前导检测器，而不需要直接接取检测器室的内部。

主检测器可为可移动的，且控制模块被进一步配置以将主检测器定位于检测器室内以接收物质B的离子和物质C的离子。可相对于所关注的离子物质的离子束调整检测器的位置，以便提供正确的对准，以用于所述方法的成功应用(即，使得物质B和C的离子朝向主检测器入射)。可使主检测器机动化，使得控制模块控制马达在检测器室内移动主检测器，而不需要直接接取检测器室的内部。替代地，主检测器可为固定的，其中前导检测器可相对于主检测器移动。

任选地，质谱仪包括在检测器室中的多个检测器，每一检测器包括具有孔隙的掩模，且控制模块被进一步配置以从多个检测器选择前导检测器和/或主检测器以分别选择前导和/或主孔隙的大小。有益地，这允许可用以应用所述方法的质谱仪的配置和布置的更大灵活性。孔隙的大小可为孔隙在扫描的方向上的尺寸，例如，孔隙或入口狭缝的宽度。

任选地，分析模块被配置以通过将在给定时间点的主信号除以在相同时间点获取的前导信号来确定离子B和离子C的正规化的质谱。此可尤其可用以消除电子束中的波动，在所述情况下，获取主信号的仅一个迹线。

有利地，分析模块被进一步配置以将物质B的离子和物质C的离子的正规化的质谱存储为第一正规化的质谱，按与第一正规化的质谱的测量相同的方式获得第二正规化的质谱，和从第一与第二正规化的质谱的平均值确定平均正规化的质谱。有益地，这提供具有增加的精确度的正规化的质谱，且尤其可用以减少测量的质谱中的异常数据点的效应。

优选地，分析模块被进一步配置以将平均化的正规化的质谱存储为第一或以前的平均正规化的质谱，获得再一或新正规化的质谱，且从第一或以前的平均正规化的质谱与再一或新正规化的质谱的平均值确定平均正规化的质谱。可多次重复此技术，以便将每一连续新正规化的质谱与以前的平均质谱覆叠以便提供新平均正规化的质谱。使用此技术允许有效地消除峰位置的小飘移和小的不稳定峰(例如，作为高电压尖峰的结果)。

可使用已知统计技术(例如，拟合新质谱以将重叠的残余部分减小到最小值)使新正规化的质谱拟合平均正规化的质谱。有益地，新正规化的质谱最佳拟合平均化的正规化的质谱以有效地减少对峰平均化的质量漂移影响。可接着重新计算平均化的正规化的质谱以考虑最佳拟合的新正规化的质谱。以此方式，新测量的正规化的质谱“覆叠”到先前平均正规化的质谱上。

有利地，控制模块被配置以改变扫描或偏转的调整速率，以便按多个不同扫描速率扫描物质A、B和/或C的离子(当跨相应前导和主孔隙扫描其时)。换句话说，在测量点的采样频率保持未调整的情况下，扫描的速率的改变(或离子的扫描或偏转的变化速率的改变)使在前导或主信号的第一片段中收集与在前导和/或主信号的第二片段中不同的数目个数据点。替代地，可针对测量的不同片段调整用于数据点的测量的采样速率。

有利地，此技术允许在质谱的形状迅速改变的前导和/或主信号的区域中(例如，在倾斜区域中)记录较大数目个或较大密度的数据点。可将极少的数据点记录于质谱的平的平线区区域中，因为这些可假定为平的。结果，质谱的测量更有效率且可减小总测量时间。

在第三方面中，提供一种多接收器质谱仪，包括：

空间分散性质量分析仪；

检测器室，样本离子被引导以行进通过所述质量分析仪且朝向检测器室中的检测器，所述样本离子在其行进期间被偏转，所述检测器室包括前导检测器，其被布置以使得具有质荷比(m/z)_A的第一离子物质A的样本离子与在所述前导检测器处的前导掩模中界定的前导孔隙对准，所述检测器室进一步包括主检测器，其被布置以使得具有质荷比(m/z)_B的第二物质B的样本离子和具有质荷比(m/z)_C的第三物质C的离子与在所述主检测器处的主掩模中界定的主孔隙对准；以及

设备，其包括：

控制模块，其被配置以相对于所述主孔隙调整离子物质B和C的位置，以便跨在所述主检测器的所述主掩模中界定的所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子，而物质A的所述离子穿过在所述前导检测器的所述前导掩模中界定的所述前导孔隙；以及

分析模块，其被配置以：

接收在所述前导检测器处产生的前导信号，所述前导信号表示当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时在所述前导检测器处从物质A的所述离子接收的离子强度；

接收在所述主检测器处产生的主信号，所述主信号表示当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时在所述主检测器接收的离子强度；以及

使用所述前导信号正规化来自所述离子B和C的所述主信号以确定所述离子B和所述离子C的正规化的质谱。

所述质谱仪可进一步包含包含较早先在本文件中描述的额外特征的设备，其中所述前导孔隙、所述主孔隙和所述控制器被配置使得在扫描期间，所述物质A的离子由所述前导检测器检测，而所述物质B而非C、接着物质B和C两者且接着物质C而非B的离子由所述主检测器检测。举例来说，控制器可被配置以应用偏转，使得在扫描期间，所述物质A的离子由所述前导检测器检测，而所述物质B而非C、接着物质B和C两者且接着物质C而非B的离子由所述主检测器检测，其中偏转的程度是相对于所述前导和主孔隙。

理想地，质谱仪为双聚焦质谱仪，其具有静电分析仪和磁性扇区。任选地，质量分析仪为磁性质量分析仪，通过施加磁场，其引起离子物质的偏转和分开。空间分散性质量分析仪使不同物质(和不同质荷比)的离子在穿过质量分析仪时按不同角度偏转或偏转到不同程度，使得离子相互分开一段距离。

优选地，质谱仪可进一步包括在所述质量分析仪下游的离子偏转单元。离子偏转单元可布置于主孔隙前，使得使物质B和C的离子穿过偏转单元。在使用中，偏转单元可调整物质B和C的离子的偏转。

在第四方面中，提供一种计算机程序，其被配置使得在由处理器执行时，所述计算机程序控制元素质谱仪根据以上描述的方法操作。举例来说，计算机程序可包括当在计算机上执行时允许以上针对方法的执行描述的质谱仪和设备的控制的逻辑。

在第五方面中，提供一种用于使用多接收器质谱仪确定样本中的离子物质的丰度的方法，所述质谱仪包括空间分散性质量分析仪以将所述样本离子引导到检测器室，其中所述样本包括具有质荷比(m/z)_A的第一离子物质A的样本离子、具有质荷比(m/z)_B的第二离子物质B的离子和具有质荷比(m/z)_C的第三离子物质C的离子，其中物质A的所述离子具有与物质B的所述离子和物质C的所述离子不同的标称质量，且物质A的离子不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质，且进一步其中物质B的所述离子具有与物质C的所述离子相同的标称质量，所述方法包括：

(a)执行根据权利要求1到12中任一项所述的方法，以提供物质B的所述离子和物质C的所述离子的正规化的质谱；

(b)根据物质B的所述离子的质量峰的形状与物质C的所述离子的质量峰的形状相同的假定，从所述正规化的质谱解卷积物质B和物质C的所述离子中的每一个的所述质量峰；以及

(c)确定所述样本内的物质A的所述离子、物质B的所述离子和/或物质C的所述离子的丰度。

确定的丰度可用于确定一或多个丰度比，例如，同位素比。可根据物质A的离子、物质B的离子和物质C的离子中的每一个的相对丰度(质量峰的幅度)确定所述比率。

物质A的离子优选地不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质，使得可针对物质A测量准确的峰形状。换句话说，物质A的质量与离子B和C的质量充分不同，使得物质A的质量峰与物质B和物质C的质量峰间隔开。

以上详细描述获得用于物质B和C的离子的正规化的质谱的方法。有利地，测量用于物质B和C的离子的多个正规化的质谱，使得获得平均或最佳拟合正规化的质谱。举例来说，可通过将新测量的质谱“覆叠”到先前获得的平均正规化的质谱(根据以上描述的方法)来获得平均正规化的质谱。

用于物质B和C的离子中的每一个的质量峰的解卷积可通过将标准信号处理技术应用到正规化的质谱来实现。解卷积假定物质B的离子与物质C的离子的质量峰中的每一个的形状将相同。归因于用于每一离子物质的共同离子源和共同加速阶段(其提供针对每一物质的离子的类似角动量和能量分布)，可将此假定视为准确的。虽然关于在双聚焦质谱仪中测量的质谱，此假定最准确，但所述假定也可合理地应用到在单聚焦磁性扇区质谱仪中获得的质谱。可应用任何合适算法(例如，在计算机处理器的分析模块处)以解卷积或分辨来自受质量干扰的质谱的质量峰。

主和前导检测器的使用以正规化质量峰(任选地，与质谱平均化和分段扫描技术一起)改善质谱的测量的质量，且因此允许干扰质量峰的有效解卷积和由此离子丰度的改善的确定。

一旦已根据上方方法获得物质B和物质C的离子的质量峰，那么可应用对于质谱法分析标准的技术以获得每一离子物质的同位素比。

优选地，所述方法进一步包括在布置于所述检测器室中的检测器处测量物质A的离子或不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质的另一物质的离子的完全质谱，以确定具有物质A的离子或其它非质量干扰物质的离子的质量峰形状的质量峰。从正规化的质谱解卷积物质B和物质C的离子中的每一个的质量峰的步骤假定物质B的离子的质量峰的形状与物质C的离子的质量峰的形状相同且与针对物质A或其它非质量干扰物质的离子测量的质量峰的形状相同。

物质A的离子或不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质的另一物质的离子的质量峰可通过在检测器处(例如，在前导检测器或主检测器处，但优选地，在主检测器处)测量质谱来获得。离子应经选择，使得质谱不受质量干扰。跨通往检测器的入口狭缝充分扫描或偏转用于物质A的离子或不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质的另一物质的离子的质谱(例如，从在孔隙的一侧上的离子束受到掩模阻挡的第一位置，到在掩模的相对侧处的离子束受到掩模阻挡的位置)。质量峰的形状可接着从测量的质谱的形状确立。确切地说，当离子开始进入和退出检测器的孔隙时的质谱的倾斜区域的形状反映质量峰的形状。使用提供质谱的倾斜片段中的较大密度的测量点的技术(如上所述)测量物质A或其它非干扰的离子物质的离子的质谱可为有益的。

优选地，测量物质A的离子或不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质的另一物质的离子的完全质谱包括：

在主检测器处测量第一离子物质的高分辨率完全质谱，同时在前导检测器处测量第二离子物质的高分辨率完全质谱，其中第一与第二离子物质为不同离子物质，且为物质A的离子或不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质的另一物质的离子；以及

将在主检测器处测量的信号正规化到在前导检测器处测量的信号以确定用于物质A或其它非质量干扰物质的离子的正规化的完全质谱。有益地，这提供用于非质量干扰离子的非常高精确度峰形状，其可接着用于物质B和物质C的离子的峰形状的卷积中。用于非质量干扰离子的更准确峰形状导致在测量的正规化的质量干扰质谱中的有贡献物质的更好的量化。这是归因于质量峰的更准确的解卷积。以此方式使用前导和主检测器捕获非质量干扰离子的正规化的峰形状允许确立正规化的峰形状，这独立于在样本离子的来源处或在质谱仪中其它处的小波动。因而，此技术可用以校正离子束的漂移。

优选地，解卷积物质B和物质C的离子中的每一个的质量峰(在以上步骤(b))进一步包括：

拟合到离子物质B的质量峰和离子物质C的质量峰的正规化的质谱，其中离子物质B的质量峰的形状和离子物质C的质量峰的形状与物质A或用主检测器测量的其它非质量干扰物质的离子的质量峰的形状相同；

其中通过调整每一质量峰的幅度和/或每一质量峰出现时的质量来拟合用于离子物质B和用于离子物质C的质量峰。换句话说，假定离子物质B和C的质量峰在形状上将与针对非质量干扰离子测量的质量峰相同。优选地，使用在前导和主检测器处测量的正规化的信号按非常高的精确度测量用于非质量干扰离子的峰形状。通过使用高精确度峰形状测量，可使用拟合技术将相同峰形状与正规化的质谱拟合来去卷积用于离子物质B和C的质量峰。因为峰形状已知，所以可通过将至少一个拟合参数调整到质量干扰离子物质B和C的测量的正规化的质谱来发现用于离子物质B和C的质量峰。主要地，拟合参数将为用于每一质量峰的幅度的缩放因数，但在不知晓离子物质B和C的精确质量的情况下，也可将质量用作拟合参数。

作为描述的强大解卷积技术的结果，样本离子B和C的丰度的计算不依赖于完全质谱中的平线区的识别，这不同于先前已知方法。因此，此处用以确定样本中的离子物质的丰度的测量可能需要较少高分辨率测量(例如，通过使用电子到离子检测器的较高发射)，而不对精确度有损害。结果，仅因极小质量缺陷分开的物质的丰度可更好地区分。此外，在大量不同离子物质质量干扰的情况下，所述方法尤其有效。

虽然在用于离子物质B和C的质量峰的解卷积期间质量可用作拟合参数，但一般来说，样本内存在的每一离子物质的精确质量(精确原子或分子量)将为已知的。举例来说，从先前记录的测量结果，原子或分子物质的离子的质量将为已知的。精确质量将为通常公认为分别用于给定原子或分子的真实原子或分子量的质量。

任选地，确定的丰度可用于确定一或多个丰度比，所述比率是根据物质A的离子、物质B的离子和物质C的离子中的至少两个的去卷积的质量峰的相对幅度来确定。

优选地，样本离子可进一步包括一或多个另外离子物质的离子，其中所述一或多个另外离子物质中的每一个的离子具有与物质B和物质C的离子相同的标称质量；且所述方法进一步包括根据以下假定从所述正规化的质谱解卷积物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的离子中的每一个的质量峰：物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的离子的质量峰的形状与针对物质A的离子或针对其它非质量干扰离子物质的离子测量的质量峰的形状相同。所述一或多个另外离子物质可各具有质荷比(m/z)，其中所述质荷比针对所述另外离子物质中的每一个不同。

附图说明

仅通过实例，参看以下图式，描述根据本发明的方面的用于获得样本离子的质谱的方法和设备，其中：

图1为根据现有技术中描述的方法的法拉第检测器的对准的示意图；

图2A为通过现有技术中描述的方法获得的展示所有Fe同位素和其相应分子干扰的质谱的曲线；

图2B为图2A的质谱的一部分的放大图，所述质谱是通过现有技术中描述的方法获得；

图3为多接收器双聚焦质谱仪的示意图；

图4A为在质谱仪的检测器室内的平面处的多个法拉第检测器和CDD检测器的布置的示意图；

图4B为在图4A中表示的法拉第检测器和CDD检测器的质谱仪的检测器室中的布置的平面图；

图5A为关于第一物质(A)的离子的前导法拉第检测器的配置的示意图；

图5B为关于第二和第三物质(分别为B和C)的离子的主法拉第检测器的配置的示意图；

图6A为法拉第检测器处的前导信号的曲线，其中插图展示第一物质(A)相对于孔隙的离子峰的位置；

图6B为在主法拉第检测器处的主信号的曲线，其中插图展示第二和第三物质(B和C)相对于孔隙的离子峰的位置；

图7为展示根据方法测量的前导信号和主信号的实例的曲线；

图8为展示获得样本离子的质谱的方法的流程图；

图9为展示测量较高密度的数据点的质谱的片段的曲线；以及

图10为展示使用多接收器质谱仪确定样本中的离子物质的比率的方法的流程图。

在适当时，相似参考数字表示图中的相似元件。图不按比例。

具体实施方式

首先参看图3，展示双聚焦质谱仪300的示意性表示。离子产生于由经由连接器311、312连接的电源供应器310供电的离子源314处。离子经加速且聚焦于入口狭缝上，且接着穿过静电分析仪(ESA)316，所述静电分析仪帮助聚焦离子束和选择所需能量的离子。离子接下来进入聚焦四极318以进一步聚焦离子束。在退出聚焦四极后，离子束穿过掩模320中界定的出口孔隙，且接着向前穿过电磁扇区322处施加的磁场。

掩模320处的出口孔隙具有不同的可能宽度，所述宽度确定离子束的分辨率。由于孔隙允许聚焦的离子束的仅一部分穿过，因此选择具有较大面积或较宽狭缝的孔隙允许离子束中的较大部分(换句话说，大量离子)穿过到磁场中，并且因此提供更敏感的测量。然而，小面积或较窄孔隙可用以减小离子光学像差，由此递送供测量的改善的分辨率。较高分辨率孔隙的使用对于本文中描述的方法的实施可为优选的，因为这导致离子具有更窄的质量峰，并伴有相对较少的重叠。因此，高分辨率对分辨具有受质量干扰的质量峰的离子物质有帮助。

在电磁扇区322处的磁质量分析仪内，所施加的磁场引起方向的改变或离子的偏转。较大质量的离子比具有较小质量的离子偏转得少，从而引起离子根据其质荷比的的空间分开。分开的离子退出磁性质量分析仪322且传递到检测器室326内。包含法拉第检测器和常规差分检测器(CCD)的多个检测器330布置于检测器室内(也参见图4B)。检测器330布置于平面中以便同时接收在空间上分开的离子的每一物质。可由具有控制模块和分析模块的计算机328控制质谱仪的操作和数据的收集。

法拉第检测器(也称为法拉第杯或法拉第接收器)为被配置以收集其腔室或空腔内的离子的传导性杯。当带电粒子接收于法拉第检测器内时，电荷在传导性杯的壁处的堆积引起在量值上与收集的离子的数目或强度成比例的电流。

图4A展示检测器室326内的法拉第检测器410、412、414和CDD检测器416的布置。许多可移动法拉第检测器412、414(标注为L1到L4和H1到H4)布置于固定中心法拉第检测器410(标注为C)的任一侧。三个CDD检测器416也定位在中心法拉第检测器410的一侧。每一法拉第检测器包括界定于掩模422中的孔隙420。掩模跨通往法拉第检测器的入口布置，使得离子必须穿过孔隙420以进入法拉第检测器。跨多个法拉第检测器410、412、414，孔隙具有一系列狭缝宽度。狭缝L3具有最宽的狭缝宽度，例如，在特定实例中，1.8毫米。与狭缝L3相比，其它检测器可具有(例如)L3的宽度的0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2和/或0.1的相对宽度。这将导致L3的宽度的0.7的狭缝为(例如)大约1.3毫米宽，且L3的宽度的0.3的狭缝为大约0.5毫米宽。

图4B说明布置于检测器室326内的平面418中的法拉第检测器(当从检测器室上方查看时)。可移动法拉第检测器412、414的位置可在平面内调整以便与离子的入射分开的物质(或入射离子束)中的每一个对准。可移动法拉第检测器的位置的调整允许选择具有用于离子的给定物质的孔隙的特定宽度的特定法拉第检测器。在一些情况下，中心法拉第检测器(C)410是固定的。因此，可调谐离子束的方向(或偏转)，使得所关注的物质的离子与中心法拉第检测器(C)410对准，且可移动法拉第检测器412、414可定位于中心法拉第检测器410周围以与样本内的其它物质的离子对准。

离子偏转单元424定位于质量分析仪的下游且在通往检测器(在此情况下，检测器H2)的入口处的孔隙之前。离子偏转单元424可用以将偏转应用到与特定孔隙和检测器对准的特定离子物质，而不将同一偏转应用到所有样本离子。

待被分析的样本可含有离子的许多不同物质。如上所叙述，不同质量的离子物质将在质量分析仪中根据其质荷比(m/z)而分开。在不同离子物质的标称质量不相同的情况下，分开离子束，以便被相对良好地分辨。然而，在具有标称上相同质量的离子存在于样本中的情况下，离子束可不被良好地分辨(使得其质量峰重叠)。在离子束不被良好分辨的情况下，观测到质量干扰。

如先前所论述，作为质量缺陷的结果，标称上相同质量的不同离子具有稍微不同的真实质量。在此情况下，离子的受质量干扰的物质可仅通过获得非常高精确度质谱来分辨。此高精确度质谱可根据以下参看图5到图9描述的方法和设备而获得。此外，以下参看图10描述用于在存在质量干扰的情况下估计同位素比的方法和设备。

获得正规化的质谱

图5A和图5B说明法拉第检测器。图5A展示前导法拉第检测器500，其具有在通往检测器的杯部分510的入口处的前导掩模512。前导孔隙514形成于掩模512中且具有第一宽度d₁。图5B展示主法拉第检测器505，其具有跨通往法拉第检测器的杯部分516的入口延伸的主掩模518。掩模包括具有第二宽度d₂的主孔隙520。前导法拉第检测器500的前导孔隙514的第一宽度d₁比主法拉第检测器505的主孔隙520的第二宽度d₂大(或宽)(换句话说，d_1>>d₂)。在此实例中，主法拉第检测器500等效于图4A和图4B中展示的固定的中心法拉第检测器410，且前导法拉第检测器505选自具有较宽孔隙的可移动法拉第检测器412、414中的那些。因而，前导法拉第检测器500可经选择以提供前导孔隙的所要的宽度。仅作为实例，前导法拉第检测器505可为图4A中的检测器L3，其具有到检测器的最宽入口狭缝。

如图5A中所说明，前导法拉第检测器500被对准以接收或收集离子的物质(由表示为实线的离子束522在第一位置中表示)。此为第一离子物质(其可表示为物质A的离子)，其具有与正被分析的样本中存在的离子的任何其它物质不同的标称质量。结果，将从样本中存在的其它离子在质谱中良好地分辨第一物质的离子，且将离子束与任何其它物质的离子束分开。结果，仅单一离子物质入射到前导法拉第检测器。

如图5B中所说明，主法拉第检测器505被布置以收集离子的第二和第三物质(第二物质由第一位置中的离子束526(实线)表示，且第三离子物质由第一位置中的第二离子530束(实线)表示)。第二和第三物质可分别表示为物质B的离子和物质C的离子。第二与第三离子物质具有相同标称质量，且在质谱中仅因质量缺陷而分开。因而，第二和第三离子物质表示受质量干扰的离子束。在特定实例中，第二离子物质为原子离子物质，且第三离子物质为多原子或分子离子物质。在替代实例中，第二和第三离子各为分子物质。在另外实例中，第四或另外离子物质亦可对第二和第三离子物质质量干扰。

在第一时间，前导法拉第检测器500被布置以使得第一物质的离子通过掩模512的孔隙514进入法拉第检测器500的检测器部分510。如图5A中所说明，理想地，在第一时间，第一离子物质的离子束522在处于前导孔隙514的第一边缘内部的第一位置中对准。

在相同第一时间，主法拉第检测器505被布置以使得第二和第三物质的离子由主掩模518阻挡进入法拉第检测器505的杯部分516。第二和第三物质的离子朝向主法拉第检测器505入射，但与法拉第检测器505在处于主孔隙520的第一边缘外或邻近所述第一边缘的掩模518处相交。所述布置使得在第一时间和第一位置，第二和第三离子物质的离子束不进入主法拉第检测器505的杯部分516。

第一、第二和第三物质的离子束分别同时跨主法拉第检测器510和前导法拉第检测器505的掩模512、518的表面而被扫描或偏转。在此实例中，离子束的移动为在磁性质量分析仪322中施加的磁场的改变的结果。磁场的逐渐斜变或扫描导致离子束在质量分析仪322内的方向或偏转的逐渐变化。结果，在每一法拉第检测器510、505的掩模512、518处的每一离子束的位置相对于每一法拉第检测器500、505处的孔隙514、520移动。在扫描期间的离子束的位移的方向的实例由图5A和图5B处的点线箭头表示。

作为扫描或偏转的改变的结果，将第一、第二和第三物质的离子束移位。按离子束的偏转的改变的最大程度，在前导法拉第检测器500和主法拉第检测器505的相应掩模512、518处的离子束的位移达到最大值。在前导法拉第检测器500，第一离子物质的离子束移位距离D₁，直到到达第二位置。第一物质的离子束的第二位置邻近前导孔隙的第二相对内边缘对准(第二位置524中的离子束展示为图5A中的交叉影线)。换句话说，第一物质的离子仍然能够通过前导孔隙514进入前导法拉第检测器的杯部分510(当在第二位置524中时)。因此，贯穿第一离子物质的偏转或扫描发生的周期，完全离子束进入前导法拉第检测器500的杯部分510。

在主法拉第检测器505，在扫描或偏转的改变的周期期间，跨掩模518的面且跨孔隙520移动第二和第三离子束。第二和第三物质的离子移位距离D2，直到到达第二位置(在第二位置中的离子的第二物质展示为图5B中的交叉影线离子束528，且在第二位置中的离子的第三物质展示为图5B中的中空离子束532)。在第二位置，第二离子束528和第三离子束532受到掩模518阻挡，且位置邻近主孔隙520的相对外侧边缘。因而，在第二和第三离子束的扫描的周期期间，第二物质的离子首先能够通过掩模518处的主孔隙520进入主法拉第检测器505的杯部分516，其中第三物质的离子仍然受到掩模阻挡。随后，第二和第三物质的离子都能够进入主法拉第检测器505的杯部分516，且接着仅第三物质的离子能够进入主法拉第检测器505的杯部分516。最后，在最大位移D₂时的离子束的第二位置，两个离子束再次受到掩模518阻挡。

贯穿扫描的周期，测量在前导法拉第检测器500和主法拉第检测器505处信号。图6A和图6B分别展示由前导法拉第检测器和主法拉第检测器接收的信号。图6A为前导信号的曲线，其表示在质量分析仪处的扫描或偏转的改变期间在前导法拉第检测器500的杯部分510处测量的离子电流(或强度)。x轴展示质量偏差，其与当质量分析仪中的场改变或斜变时第一物质的离子的偏转的改变成比例。图6B为主信号的曲线，其表示在扫描或偏转的改变期间在主法拉第检测器505的杯部分516处测量的离子电流(或强度)。在图6A和图6B中，展示用于延伸超出上文所论述的第一和第二位置的离子束的偏转的信号，但在x轴处标注第一和第二位置。到图6A和图6B的插图展示在前导和主法拉第检测器处的掩模的孔隙内的质量峰或离子束的位置的表示。

参看图6A，在上文所论述的第一位置(由插图b表示)处，第一离子物质的质量峰驻留在左手边，但在前导孔隙内。在扫描的中心，用于第一离子物质的质量峰驻留在前导孔隙的中心(在图6A中标记为c)。在离子束的第二位置(标记为d)，第一物质的质量峰驻留在右手侧，但在前导法拉第检测器的孔隙内。贯穿离子束从第一位置到第二位置的位移，完全质量峰在前导法拉第检测器的孔隙内。结果，第一与第二位置之间的离子电流相对稳定。前导信号表示在贯穿第一离子束的扫描或偏转的周期的最大强度时的平的平线区。图6A的区域a)和e)表示当增大离子束的位移时的前导信号，使得第一物质的离子可不再进入前导法拉第检测器且受到前导掩模阻挡。此处，离子强度减小到零。

考虑图6B，在区域a)，第二和第三离子物质两者的离子束在主法拉第检测器处的掩模的孔隙外对准。随着离子的扫描继续进行，用于第二离子物质的质量峰移动到孔隙内，但用于第三离子物质的质量峰保持受到掩模阻挡(标记为区域b)。在扫描或偏转的变化的中心(标记为区域c)，第二和第三离子物质两者的质量峰穿过主孔隙且接收到主法拉第检测器内。在离子束的再进一步位移后，第二离子物质的质量峰移出主孔隙且受到主掩模阻挡，但用于第三离子物质的离子束保持在孔隙内，以便能够传递至主法拉第检测器内(标记为区域d)。最后，一旦离子束处于扫描或偏转的最大程度且已达到最大位移，那么用于第二和第三离子束的质量峰两者已移出孔隙且受到主掩模阻挡(标记为区域e)。

图6B中展示的离子强度的曲线表示在主法拉第检测器处测量的第二和第三离子束的质谱。在区域c)中的离子强度中的平线区表示当两个离子束能够传递到法拉第检测器的杯部分内时的最大强度。在第二或第三离子束中的仅一者穿过孔隙以由主法拉第检测器收集的情况下，观测到在图6B的区域b)和d)处的较低离子强度的平线区。

前导信号表示贯穿离子束的扫描的第一物质的离子的最大离子强度。在理想系统中，这将是恒定的。然而，在真实实验数据中，可观测到从样本离子束强度随着时间的过去的波动和不稳定性产生的小变化。作为以上描述的测量的结果，可通过用前导信号的正规化从主信号去除这些背景波动。结果为用于受质量干扰的第二和第三离子的更精确的正规化的质谱。正规化的质谱中的平线区特征可更截然不同，从而允许与离子物质之间的非常小质量缺陷相关联的更窄平线区的观测。此精确质谱对于进一步分析且对于样本中存在的离子的同位素比的估计高度有利。

图7展示在正规化前测量的前导信号700(点线)和主信号710(实线)的特定实例。为了对准主信号与前导信号以供比较，已在质量x轴上移置前导信号700。然而，当同时检测到主信号710和前导信号700时，在时间x轴中尚未发生移置。

在图7中，在前导法拉第检测器处测量的第一离子物质(信号700)为具有分子量16的甲烷¹²CH₄ ⁺，其构成主要离子束。三个离子物质接收于主法拉第检测器处。在主法拉第检测器处测量的干扰离子(信号710)为¹³CH₄ ⁺、¹²CH₃D⁺和¹²CH₅ ⁺，每一者具有标称分子量17。可看出，三个平线区在主信号710的质谱中可见，其指示三个受质量干扰的离子。

可看出，在前导信号700和主信号710两者的平线区中观测到小波动。在两个信号中同时出现的这些波动为影响所有样本离子的实验不稳定性的假象(例如，束强度中的波动)。主信号710的正规化可用以有效地消除用于第二和第三物质的离子的所得质谱中的这些波动。

由前导信号700进行的主信号710的正规化可通过将在给定时间点的主信号除以在相同时间点获取的前导信号来执行。此类型的逐点正规化对于当获取仅一个迹线时消除信号中的波动尤其强大。如图7中所说明，可将在主信号的给定时间的每一数据点M_i除以由前导检测器在相同时间点同时获取的前导信号数据点L_i。因此，可将第二和第三物质的离子的正规化的质谱的每一数据点P_i计算为

P_i＝M_i/L_i (等式1)

在再一实例中，可相对于前导迹线中的标准点执行主信号的正规化。在此情况下，可将第二和第三物质的离子的正规化的质谱的每一数据点P_i计算为

P_i＝M_i(L₀/L_i) (等式2)

获得平均化的质谱

可通过使用额外分析技术对正规化的质谱的精确度进行进一步改善。图8描述使用受质量干扰的离子的测量的和正规化的质谱的覆叠提供平均正规化的质谱的技术。使用以上描述的方法获得第一正规化的质谱M₁(步骤802)。通过重复所述方法，获得第二正规化的质谱M₂(步骤804)。接着通过计算第一正规化的质谱M₁与第二正规化的质谱M₂之间的平均值来获得平均质谱M_A(步骤806)。举例来说，可在质量偏差(例如，归因于离子束位移)的每一值计算第一与第二正规化的质谱的离子强度的平均值。

可通过重复以上描述的方法获得第三正规化的质谱M₃(步骤808)。在先前计算的平均质谱为以前的平均质谱的情况下，即，M_A＝M_FA(步骤810)，可通过计算以前的质谱M_FA与第三正规化的质谱M₃的平均值来确定新平均质谱M_A(步骤812)。

可将所述方法重复许多次。举例来说，根据以上描述的方法获得第N个质谱M_N(步骤814)。接着通过计算第N个质谱与在所述方法的N-1次重复后获得平均质谱的平均值来获得第N个平均质谱(步骤818)。换句话说，平均质谱M_A为每一新质谱M_N与先前平均质谱M_FA的平均值。

此方法的特定优势在于，峰值位置中的小飘移或质谱中的小波动(例如，归因于来自小的高电压峰的离子束的不稳定性)可有效地被排除。这是因为此平均方法比(例如)仅采用在给定质量偏差下的所有测量的质谱的平均值少得由异常结果实现。此外，如果数据点与计算的平均质谱相差大于指定极限，那么此方法允许从数据集全部排除数据点。因而，可更易于排除异常数据点。

作为替代方案，可仅通过采用针对在N个质谱上的每一质量偏差的平均离子强度来计算平均质量。在其它实施例中，可使用最小平方回归来获得针对N个质谱的最佳拟合质量扫描。

使用分段质量扫描技术

可通过使用分段扫描技术获得对测量的质谱的精确度的进一步改善。理想地，在离子束的扫描或偏转期间在法拉第检测器处记录大量数据点以产生质谱。这帮助正确地获得正规化的质谱的形状。然而，大量数据点的测量可需要扫描的速率或偏转的调整的速率非常慢的改变(例如，质量分析仪的参数的改变速率)，且因此可需要非常长的测量时间。不仅长的测量时间对研究人员不方便，而且也可能将误差引入到测量的质谱，所述误差是归因于离子束强度或质量峰的位置随着时间的过去的漂移。

分段扫描技术允许在质谱的备受关注且展现最大改变的区域中收集增大密度的数据点。举例来说，在质谱的倾斜区域处，峰形状迅速地改变。因此，为了获得峰形状的准确表示，在峰形状倾斜的扫描区域中获得较大量数据点(每单位质量偏差)是有用的。在展现平线区的扫描区域中，可记录减少的数目个数据点，因此可将质谱的这部分假定为大致平。有益地，此技术允许按有效率的方式测量高度准确的质谱且可减小总测量时间。

图9展示实例质谱。在此特定实例中，质谱展现许多平线区，其指示将根据以上参看图5至图7描述的方法记录于主法拉第检测器处的类型的受质量干扰的质谱。图9中的质谱被分裂成片段或区域。可将平线区区域910假定为大致平。倾斜区域912展现离子强度的迅速改变。在倾斜区域912中，每单位质量偏差需要较大量(或较大密度)的数据点，以便提供质谱形状的准确视图。

为了改变记录于数据扫描的不同片段处的数据点的密度，可将在检测器或分析模块处采样数据点的速率或频率维持为恒定，但可变化扫描或偏转的改变的速率。举例来说，在一个实例中，可修改在质量分析仪处的场的斜变速率。在此情况下，与在质谱的平的平线区区段处的斜变速率相比，质量分析仪中的磁场在质谱的倾斜片段中可更缓慢地斜变。这将导致在扫描的倾斜片段中每单位质量偏差较大量的数据点。替代地，可以不同方式(例如，通过变化离子偏转单元应用偏转的改变的速率)来修改扫描或偏转的调整的速率。

作为替代方案，可变化法拉第检测器处(或在连接到法拉第检测器的分析模块处)的数据点的采样的频率或速率。举例来说，与质谱的平的平线区片段相比，可增大在质谱的倾斜区段中的采样速率。

获得受质量干扰的质谱的准确同位素比

以上参看图5到图9描述的方法特别有利于获得用于一组受干扰的离子的精确质谱，尤其去除随着时间的过去离子束强度的强度波动或飘移的效应。当结合许多其它测量和分析技术(确切地说，峰解卷积)使用描述的方法时，可达成样本中存在的同位素比的准确估计。

与痕量分析测量相比的同位素比分析测量的基本差异为，人们通常知晓所关注的物质的精确质量和其峰形状。因此，主要分析任务为量化物质，而非将物质按其质量识别且接着将其量化。在这方面中，同位素比分析评估可更简单，且峰解卷积策略可用以给出更精确的用于受质量干扰的离子的质量峰。

峰解卷积可解决均衡高质量分辨率要求与离子束发射的问题。在如下所述精确地捕获峰形状(使用主检测器和前导检测器测量未受质量干扰的离子峰形状)的情况下，此处描述的所述方法提供强大的解卷积算法，其中不特定地需要峰平线区或质谱中的物质的分开。解卷积概念依赖于按非常高的精确度捕捉未受质量干扰的峰形状，以及用于受质量干扰的离子的高精确度质谱。使用本文中描述的约束，可从用于受质量干扰的离子的精确峰形状提取定量信息，精确峰形状是从用于受质量干扰的离子的正规化的质谱的解卷积确定。因此，一开始捕获的峰形状越好，那么有贡献的受质量干扰的离子物质的量化越好。并不去拟合平线区，我们现在拟合相同峰形状的覆叠以识别受质量干扰的离子的强度。此技术允许按较大发射和降低的质量分辨率进行的测量，同时仍提供高精确度。

此处描述的用于高分辨率同位素比测量的方法包含图10处说明且在以下列出的四个步骤：

1.确定未经历质量干扰的离子物质的质量峰形状；

2.获得受质量干扰的离子物质的质谱的高精确度测量；

3.确定受质量干扰的质谱内的每一质量峰的峰形状；以及

4.执行质谱内的每一峰的统计评估，以允许受质量干扰的离子物质的相对丰度和同位素比的估计。

现将更详细地论述这些步骤中的每一个。

1.确定未经历质量干扰的离子物质的质量峰形状(图10的步骤1012)

可在检测器室中的检测器处测量未受干扰的离子物质的质谱的初步测量。举例来说，可在前导检测器处测量第一未受质量干扰的离子物质(换句话说，具有不同于样本中的其它同位素的质量)。同时，可在主检测器处测量第二未受质量干扰的离子物质。根据以上详细描述的方法，可调整第二未受质量干扰的离子物质的扫描或偏转，使得跨主孔隙扫描离子。换句话说，可调整第二离子的扫描，使得在扫描或偏转的开头，第二离子不进入主检测器，接着第二离子能够通过主孔隙进入主检测器，且接着最后再次防止第二离子通过主孔隙进入。以此方式，测量第二离子的完全质谱。

在第二离子的扫描期间，在前导检测器处测量第一离子。理想地，第一离子将能够贯穿第二离子的扫描或偏转的周期进入前导检测器，由此提供最大离子强度的前导信号。随后可正规化前导信号和主信号。这提供用于第二离子的正规化的质谱，从所述正规化的质谱，可确定用于未受质量干扰的离子的质量峰形状。以此方式确定非常精确的质量峰是重要的，因为其独立于离子的束中始终存在的小波动捕获峰形状。

在以上描述的甲烷的实例中，可在主检测器处测量质量16的¹²CH₄ ⁺离子以确定质量峰形状。选择¹²CH₄ ⁺离子，因为无其它甲烷同位素具有相同标称质量。从确定的质谱，可分辨用于无干扰离子物质的峰形状。

为了最佳结果，应使用以上所论述的分段质量扫描技术测量未受干扰的离子物质的质谱。还可使用以上描述的平均化的质谱技术。

2.测量受质量干扰的离子物质的质谱的高精确度测量(图10的步骤1014)

根据以上描述的方法测量受质量干扰的质谱。因此，受干扰的质谱是在主法拉第检测器处测量，且接着对照在用于未受质量干扰的离子的前导法拉第检测器处同时获得的信号正规化。为了改善获得的质谱的精确度，也可应用分段质量扫描技术和平均化的质谱技术。以此方式，可有效率地获得非常精确的质谱，伴有来自样本离子波束的强度波动和不稳定性的减小效应。

在图7中展示的甲烷的特定实例中，对准前导法拉第检测器以收集质量16的¹²CH₄ ⁺离子，且主法拉第检测器被布置以收集具有标称质量17的甲烷的离子中的每一个(¹³CH₄ ⁺、¹²CH₃D⁺和¹²CH₅ ⁺)。虽然在此实例中在前导法拉第检测器处收集的离子与在步骤2测量峰形状的离子相同，但这不作要求。

3.确定受干扰的质谱内的每一质量峰的峰形状(图10的步骤1016)

此处我们应用以下假定：样本内的每一受质量干扰的离子的质量峰形状与在步骤1针对未经历质量干扰的离子测量的峰形状相同。峰形状为离子在离子束内的能量分布和其角动量的测量。在双聚焦质谱仪(如上参看图3所描述)中，由离子的能量分布和离子的角分布引起的所有图像误差被良好地控制，且因此可合理地将峰形状假定为对于每一离子物质相同。在具有单聚焦扇形磁场的质谱仪中或在其它类型的质谱仪中应用类似假定。然而，在这些后者类型的器具中，所述假定可能不够正确，但仍合适。

在步骤2处测量的质谱中的每一受质量干扰的离子物质的峰形状可通过使用解卷积技术来分辨。举例来说，可将用于每一受质量干扰的离子的质量峰拟合到正规化的质谱。在此实例中，所述拟合假定用于受质量干扰的离子的每一质量峰的形状与在步骤1中测量的未受质量干扰的离子的质量峰的形状相同。确切地说，通过调整每一质量峰的幅度和/或每一质量峰出现时的质量来拟合用于干扰离子的质量峰。在图7中展示的甲烷的特定实例中，可从质谱去卷积三个质量峰，对于具有标称质量17的离子(¹³CH₄ ⁺、¹²CH₃D⁺和¹²CH₅ ⁺)中的每一个去卷积一个质量峰。

4.执行质谱内的每一峰的统计评估以允许同位素比的估计(图10的步骤1018)

样本中存在的离子物质的同位素比可从根据以上描述的方法获得的用于每一离子的质量峰计算。确切地说，质量峰的相对量值可用以根据质谱法数据处理中已知的技术计算离子物质的相对丰度和其同位素比。

在优选实例中，样本内的干扰离子物质的精确质量在开始测量前就已知晓(图10的步骤1010)。根据先前测量知晓精确质量，因为样本内的离子的物质是已知的(但并非其丰度)。对于给定样本，可从先前研究知晓存在的离子的物质和其标称质量连同其精确质量。举例来说，在甲烷(参看上图7，用作实例)中，众所周知，共同同位素包含具有质量16的¹²CH₄ ⁺、具有质量17的¹³CH₄ ⁺、¹²CH₃D⁺和¹²CH₅ ⁺，以及具有质量18的四个同位素(¹³CH₃D⁺、¹³CH₅ ⁺、¹²CH₂D₂ ⁺和¹²CH₄D⁺)。

有益地，在精确质量已知的情况下，仅将每一质量峰的幅度用作用于正规化的质谱的解卷积(如步骤3处所描述)的拟合参数。这允许未受干扰的离子的质量峰的拟合较少计算密集型且更准确。

虽然在上述方法中，作为第一步骤，确定未经历质量干扰的离子物质的质量峰形状，但在另一实例中，根本不测量未经历质量干扰的离子物质的质量峰形状。取而代之，使用峰形状再一拟合参数将受质量干扰的质量峰与正规化的质谱拟合(如在步骤3)。在此情况下，可通过假定峰形状对于每一质量干扰离子相同来拟合用于受质量干扰的离子的质量峰。然而，以此方式从正规化的质谱解卷积质量干扰离子的质量峰有可能比不上在峰形状已知的那些情况下直接了当。

对以上实施例的特征的许多组合、修改或更改将易于对技术人员显而易见且希望形成本发明的部分。特定地涉及一个实施例或实例描述的特征中的任一者可通过进行适当改变而用于任何其它实施例中。

举例来说，虽然图3中的双聚焦质谱仪展示为具有作为第一聚焦扇区的静电分析仪和作为第二聚焦扇区的磁性质量分析仪，但可按相反配置来布置质谱仪，其中静电与磁性扇区呈相反次序。此外，也可使用具有单聚焦磁性扇区的质谱仪。

虽然在本文中描述的实施例中，用以实施描述的方法的检测器为法拉第检测器，但技术人员将理解，可使用检测器室内的任何类型的检测器。本文中描述的方法可同等应用于其它类型的检测器，例如，电子倍增器或传导性检测器。此外，可将不同类型的检测器的组合用作前导和主检测器。

此外，虽然将前导法拉第检测器描述为可移动法拉第检测器，且将主法拉第检测器描述为固定的中心法拉第检测器，但可使用位于质谱仪的检测器室中的任何一对法拉第检测器。法拉第检测器可选自多个法拉第检测器，以便提供适当对准和狭缝宽度，以便导致如所描述的离子束的扫描或偏转。

虽然图5A和图5B的实施例描述通过变化质量分析仪的参数(具体来说，通过斜变质量分析仪处的磁场)来调整第一、第二和第三离子物质(分别为物质A、B和C的离子)的偏转的方法，但可以许多不同方式实现离子的扫描。确切地说，可以许多方式变化样本内的离子的偏转。举例来说，可斜变质量分析仪的静电扇区内的电场，从而引起穿过的所有样本离子的偏转的调整。以此方式，相对于前导孔隙偏转第一物质(物质A)的离子，且以类似于以上关于图5A和图5B描述的方式跨主孔隙的宽度从一侧到另一侧充分扫描第二和第三物质(物质B和C)的离子。在再一替代方案中，可斜变样本离子的能量，以引起离子的偏转的调整。结果，可相对于前导孔隙扫描第一物质(物质A)的离子，且可相对于主孔隙扫描第二和第三物质(物质B和C)的离子，如上针对图5A和图5B所描述。

在特定可用实例中，可使用离子偏转单元(亦称为预先狭缝偏转单元或预先孔隙偏转装置)调整至少一些样本离子的偏转。离子偏转单元仅对穿过所述单元的那些离子提供高度可控制偏转。在一个实例中，可将离子偏转单元放置于通过第二和第三物质(物质B和C)的离子的质谱仪的路径中。将离子偏转单元布置于质量分析仪的下游，在处于通往主检测器的入口处的主孔隙前。离子偏转单元可对第二和第三物质的离子提供偏转。除了应用到穿过质量分析仪的所有样本离子的任何偏转之外，还存在此偏转。因此，调整第二和第三物质的离子的全部偏转。

根据所主张的发明，离子偏转单元的使用允许跨主孔隙扫描第二和第三物质的离子。然而，其它样本离子中无一者的偏转由离子偏转单元调整。因此，不调整第一物质的离子的偏转，且不在前导孔隙处扫描第一物质的离子的“离子束”。取而代之，贯穿第二和第三物质的离子的偏转的周期，第一物质的离子保持精确对准以通过前导孔隙进入，供前导检测器检测。

在一些情况下，预先狭缝离子偏转单元将用于第一物质的离子，主要地用于与前导孔隙对准。然而，此预先狭缝偏转单元将未必用以与第二和第三物质的离子同时地调整第一物质的离子的偏转。以此方式使用离子偏转单元，可相对粗略地调整前导和主检测器的位置。接着，借助于预先狭缝离子偏转单元，可相对于每一检测器和孔隙精确地定位离子束，以确保最佳峰重叠。在另一实例中，预先狭缝偏转单元可用以按补偿同时应用到所有离子地偏转(例如，通过改变磁场)的此方式来偏转第一物质的离子。因此，与前导孔隙相比，预先狭缝偏转单元可用以将第一物质的离子的波束维持在相对稳定的位置中。

有利地，离子偏转单元的使用使受干扰的离子物质能够被扫描，同时，将未受质量干扰离子保持稳定在适当位置中。此程序消除前导孔隙大于主孔隙的任何要求，且前导和主孔隙的狭缝宽度可完全独立。此程序进一步消除扫描质量分析仪处的磁体或电场或扫描离子束能量的任何需求。

在主孔隙前的预先狭缝离子偏转单元的使用将为重要的技术优势。举例来说，前导信号在适当位置中固定，且因此，存在较少对于前导检测器信号无干扰的需求。前导信号用以正规化主信号，这需要前导信号始终反映离子源内部的波动。前导信号不应因归因于不同离子物质的质量干扰的峰结构而复杂化。理想地，测量的前导信号将极其平，且将不展示归因于在主检测器处的不同离子物质的峰覆叠的任何结构。在以情况下达成此：将未受质量干扰的物质的离子束位置保持在稳定的位置中，同时跨主孔隙扫描主检测器处的受质量干扰的离子物质以捕获受质量干扰的质谱的完全结构。主信号参考前导信号始终保证正规化，以便消除另外将使在主检测器处测量的峰形状失真的漂移效应。

使用预先狭缝离子偏转单元扫描偏转还允许可迅速地执行且可用于配置目的的微扫描。此外，使用预先狭缝离子偏转单元微扫描还可使用分段扫描程序。这样，微扫描提供较高密度的测量点，其中质量干扰重叠于质谱的上升沿和下降沿上，同时记录质谱的平线区区域中的较少点。

应注意，当使用离子偏转单元调整物质B和C的离子的偏转时，测量根据关于图5A和图5B描述的方法和设备以其它方式继续进行。

在再一实例中，可通过改变孔隙和优选地检测器的位置来实现离子的扫描。举例来说，在主检测器处的第二和第三物质的离子的扫描可从主孔隙和主检测器相对于含有第二和第三物质的离子的离子束的移动而产生。以此方式，离子束可保持不移动，但可移动孔隙，使得通过主孔隙将第二而非第三物质、接着第二和第三物质两者且接着第三而非第二物质的离子接收到主检测器内。孔隙和检测器的位置和移动可由质谱仪的控制器控制到高分辨率。

在再一实例中，可使用用于离子的偏转的方法的组合，且这也可结合主和/或前导检测器的移动来实施。举例来说，可将用于扫描离子的这些方法与使用变焦透镜的器具的放大率的改变一起使用。以此方式，撞击前导检测器的束可“保持在适当位置”，同时可在一或多个主检测器上扫描其它离子束。

虽然在本文中只论述了在主检测器处的两个质量干扰物质的分析，但在单一样本中可存在许多质量干扰离子。举例来说，在一个质谱内可易于存在五个或五个以上质量干扰物质，从而使用于质量峰的解卷积的数学问题复杂化。然而，如所描述，仍可应用以上方法。在复杂样本的情况下，在一个峰上的干扰的数目可易于达到多达三十种物质。本文中描述的方法对于此类复杂质谱特别有利。

此外，在一些情况下，可通过定义一或多个主检测器同时测量多个受质量干扰的质谱。举例来说，可在第一主检测器处测量第一受质量干扰的离子束，且可在第二主检测器处测量不同的、空间上分开的受质量干扰的离子束。接着可关于同时记录的前导信号正规化在每一主检测器处记录的信号。

Claims (58)

1.一种用于使用多接收器质谱仪产生样本离子的质谱的方法，所述质谱仪包括空间分散性质量分析仪以将所述样本离子引导到检测器室内，所述方法包括：

(a)产生具有质荷比(m/z)_A的第一离子物质A、具有质荷比(m/z)_B的第二离子物质B和具有质荷比(m/z)_C的第三离子物质C，其中物质A的所述离子具有与物质B和C的所述离子不同的标称质量，且进一步其中物质B的所述离子具有与物质C的所述离子相同的标称质量；

(b)引导所述物质A、B和C的所述样本离子行进通过所述质量分析仪且朝向所述检测器室中的检测器，所述样本离子在其行进期间被偏转；

(c)跨在主检测器的主掩模中界定的主孔隙扫描物质B和C的所述离子，而物质A的所述离子穿过在前导检测器的前导掩模中界定的前导孔隙；以及

(d)从物质A的所述离子产生表示在所述前导检测器处接收的离子强度的前导信号，且产生表示当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时在所述主检测器处接收的离子强度的主信号；

其中在扫描期间，所述物质A的离子由所述前导检测器检测，而所述物质B而非C、接着物质B和物质C两者且接着物质C而非B的离子由主检测器检测。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括

(e)使用所述前导信号正规化来自所述离子B和所述离子C的所述主信号以确定所述离子B和所述离子C的正规化的质谱。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述前导检测器和主检测器中的一或两个为离子计数检测器。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述前导检测器和主检测器中的一或两个为法拉第检测器。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时，所述方法进一步包括跨所述前导检测器的所述前导掩模的所述前导孔隙的至少一部分扫描物质A的所述离子。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述前导孔隙比所述主孔隙宽。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述前导孔隙和主孔隙具有相同宽度。

8.根据权利要求5所述的方法，其中位于所述质量分析仪的下游且在所述前导孔隙前方的前导预先孔隙偏转单元偏转所述离子物质A，使得在跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时，所述离子物质A充分穿过所述前导孔隙。

9.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中对于所述离子物质B和C中的至少一者正由所述主检测器收集的所有时间，所述物质A的离子正穿过所述前导孔隙且由所述前导检测器收集。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中扫描物质B和C的所述离子包括调整物质B和C的离子在其行进通过所述质量分析仪且朝向所述检测器室中的检测器期间的所述偏转。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中通过改变由位于所述质量分析仪下游且在所述主孔隙前方的主预先孔隙偏转单元引起的偏转来跨所述主孔隙扫描所述离子物质B和C。

12.根据权利要求11所述的方法，其中不改变离子物质A的所述偏转，而使用所述主预先孔隙偏转单元改变离子物质B和C的所述偏转。

13.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中通过斜变在所述质量分析仪处的磁场跨所述主孔隙扫描所述离子物质B和C。

14.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中通过调整在所述质量分析仪的静电扇区处的电场跨所述主孔隙扫描所述离子物质B和C。

15.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中通过通过调整所述样本离子的能量而改变偏转跨所述主孔隙扫描所述离子物质B和C。

16.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中通过移动所述主孔隙和任选地所述主检测器跨所述主孔隙扫描所述离子物质B和C。

17.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中物质A的所述离子包括原子同位素的第一物质，物质B的所述离子包括原子同位素的第二物质，且物质C的所述离子包括分子同位素的物质。

18.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中物质A的所述离子包括分子同位素的第一物质，物质B的所述离子包括分子同位素的第二物质，且物质C的所述离子包括分子同位素的第三物质。

19.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述检测器室内定位所述前导检测器以接收物质A的所述离子。

20.根据权利要求2或权利要求19所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述检测器室内定位所述主检测器以接收物质B的所述离子和物质C的所述离子。

21.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述质谱仪包括所述检测器室中的多个检测器，每一检测器包括界定具有宽度的孔隙的掩模，所述方法进一步包括：

从所述多个检测器选择所述前导检测器和/或所述主检测器以分别选择所述前导和/或主孔隙的所述宽度。

22.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述离子B和所述离子C的正规化的质谱包括将在给定时间点的所述主信号除以在所述相同时间点获取的所述前导信号。

23.根据权利要求2或权利要求22所述的方法，其中物质B的所述离子和物质C的所述离子的所述正规化的质谱为第一正规化的质谱，所述方法进一步包括：

重复相应的根据权利要求2或权利要求22的方法以产生第二正规化的质谱；以及

从所述第一与第二正规化的质谱的平均值确定平均正规化的质谱。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述平均正规化的质谱为以前的平均质谱，进一步包括：

重复相应的根据权利要求2或权利要求22的方法以产生再一正规化的质谱；以及

从所述再一正规化的质谱与所述以前的正规化的质谱的平均值确定平均正规化的质谱。

25.根据权利要求1、权利要求2和权利要求22中任一项所述的方法，进一步包括改变调整所述偏转的速率，以便当跨所述相应的前导和/或主孔隙扫描物质A和/或B和C的所述离子时按多个不同扫描速率对其扫描。

26.一种用于使用多接收器质谱仪产生样本离子的质谱的设备，所述质谱仪包括空间分散性质量分析仪，所述样本离子被引导行进通过所述质量分析仪且朝向检测器室中的检测器，其中所述样本离子在其行进期间被偏转，所述质谱仪包括布置于所述检测器室中的前导检测器以接收具有质荷比(m/z)_A的第一离子物质A的样本离子，且所述质谱仪包括布置于所述检测器室中的主检测器以接收具有质荷比(m/z)_B的第二离子物质B和具有质荷比(m/z)_C的第三离子物质C的样本离子，且其中物质A的所述离子具有与物质B和C的所述离子不同的标称质量，且进一步其中物质B的所述离子具有与物质C的所述离子相同的标称质量，所述设备包括：

控制模块，其被配置以跨所述主检测器的主掩模中界定的主孔隙扫描所述离子物质B和C，而物质A的所述离子穿过前导检测器的前导掩模中界定的前导孔隙；以及

分析模块，其被配置以：

接收在所述前导检测器处产生的前导信号，所述前导信号表示当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时在所述前导检测器处从物质A的所述离子接收的离子强度；以及

接收在所述主检测器处产生的主信号，所述主信号表示当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时在所述主检测器接收的离子强度；

其中所述控制模块被配置使得在扫描期间，所述物质A的离子由所述前导检测器检测，而所述物质B而非C、接着物质B和C两者且接着物质C而非B的离子由所述主检测器检测。

27.根据权利要求26所述的设备，其中所述分析模块被进一步配置以使用所述前导信号正规化来自所述离子B和C的所述主信号以确定所述离子B和所述离子C的正规化的质谱。

28.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中所述前导检测器和主检测器中的一或两个为法拉第检测器。

29.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时，所述控制模块被进一步配置以跨所述前导检测器的所述前导掩模的所述前导孔隙的至少一部分扫描物质A的所述离子。

30.根据权利要求29所述的设备，其中所述前导孔隙比所述主孔隙宽。

31.根据权利要求29所述的设备，其中所述控制模块被进一步配置以改变在位于所述质量分析仪的下游且在所述前导孔隙前方的前导预先孔隙偏转单元处的离子物质A的所述偏转，所述控制模块被配置以偏转所述离子物质A使得当跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子时所述离子物质A充分穿过所述前导孔隙。

32.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中对于所述离子物质B和C中的至少一者正由所述主检测器收集的所有时间，所述物质A的离子正穿过所述前导孔隙且由所述前导检测器收集。

33.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中被配置以跨所述主孔隙扫描离子物质B和C的所述控制模块包括所述控制模块被配置以调整物质B和C的离子在其行进通过所述质量分析仪且朝向所述检测器室中的检测器期间的所述偏转。

34.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中所述控制模块被配置以通过改变由位于所述质量分析仪的下游且在所述主孔隙前方的主预先孔隙离子偏转单元引起的偏转来跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子。

35.根据权利要求34所述的设备，其中不改变离子物质A的所述偏转，而使用所述主预先孔隙偏转单元改变离子物质B和C的所述偏转。

36.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中所述控制模块被配置以通过斜变所述质量分析仪处磁场跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子。

37.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中所述控制模块被配置以通过调整在所述质量分析仪的静电扇区处的磁场来跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子。

38.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中所述控制模块被配置以通过调整所述样本离子的能量跨所述主孔隙扫描物质B和C的所述离子。

39.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中所述控制模块被配置以通过移动所述主孔隙和任选地所述主检测器来跨所述主孔隙扫描所述离子物质B和C。

40.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中物质A的所述离子包括原子同位素的第一物质，物质B的所述离子包括原子同位素的第二物质，且物质C的所述离子包括分子同位素的物质。

41.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中物质A的所述离子包括分子同位素的第一物质，物质B的所述离子包括分子同位素的第二物质，且物质C的所述离子包括分子同位素的第三物质。

42.根据权利要求27所述的设备，其中所述前导检测器可移动，且所述控制模块被进一步配置以将所述前导检测器定位于所述检测器室内以接收物质A的所述离子。

43.根据权利要求27或权利要求42所述的设备，其中所述主检测器可移动，且所述控制模块被进一步配置以将所述主检测器定位于所述检测器室内以接收物质B的所述离子和物质C的所述离子。

44.根据权利要求26或权利要求27所述的设备，其中所述质谱仪包括在所述检测器室中的多个检测器，每一检测器包括界定孔隙的掩模，且所述控制模块被进一步配置以从所述多个检测器选择所述前导检测器和/或所述主检测器以分别选择所述前导和/或主孔隙的大小。

45.根据权利要求27所述的设备，其中所述分析模块被配置以通过将在给定时间点的所述主信号除以在所述相同时间点获取的所述前导信号来确定所述离子B和所述离子C的正规化的质谱。

46.根据权利要求27或权利要求45所述的设备，其中所述分析模块被进一步配置以：

将物质B的所述离子和物质C的所述离子的所述正规化的质谱作为第一正规化的质谱存储：

获得第二正规化的质谱；

从所述第一与第二正规化的质谱的平均值确定平均正规化的质谱。

47.根据权利要求46所述的设备，所述分析模块被进一步配置以：

将所述平均化的正规化的质谱作为第一平均正规化的质谱存储：

获得再一正规化的质谱；

从所述第一平均正规化的质谱与所述再一正规化的质谱的平均值确定平均正规化的质谱。

48.根据权利要求27或权利要求45所述的设备，其中所述控制模块被进一步配置以改变偏转的调整的速率，以便当跨所述相应前导和/或主孔隙扫描物质A和/或B和C的所述离子时按多个不同扫描速率对其扫描。

49.一种多接收器质谱仪，包括：

空间分散性质量分析仪；

检测器室，其中样本离子被引导以行进通过所述质量分析仪且朝向检测器室中的检测器，所述样本离子在其行进期间经偏转，所述检测器室包括前导检测器，其被布置以使得具有质荷比(m/z)_A的第一离子物质A的样本离子与在所述前导检测器处的前导掩模中界定的前导孔隙对准，所述检测器室进一步包括主检测器，其被布置以使得具有质荷比(m/z)_B的第二物质B的样本离子和具有质荷比(m/z)_C的第三物质C的离子与在所述主检测器处的主掩模中界定的主孔隙对准；以及

根据权利要求26、权利要求27或权利要求45中任一项所述的所述设备；

其中所述前导孔隙、所述主孔隙和所述控制器被配置使得在扫描期间，所述物质A的离子由所述前导检测器检测，而所述物质B而非C、接着物质B和C两者且接着物质C而非B的离子由所述主检测器检测。

50.一种计算机程序，其在由处理器执行时被配置以控制质谱仪根据权利要求1、权利要求2、权利要求19和权利要求22中任一项所述的方法操作。

51.一种用于使用多接收器质谱仪确定样本中的离子物质的丰度的方法，所述质谱仪包括空间分散性质量分析仪以将所述样本离子引导到检测器室，其中所述样本包括具有质荷比(m/z)_A的第一离子物质A的样本离子、具有质荷比(m/z)_B的第二离子物质B的离子和具有质荷比(m/z)_C的第三离子物质C的离子，其中物质A的所述离子具有与物质B的所述离子和物质C的所述离子不同的标称质量，且物质A的离子不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质，且进一步其中物质B的所述离子具有与物质C的所述离子相同的标称质量，所述方法包括：

(a)执行根据权利要求2、权利要求19和权利要求22中任一项所述的方法，以提供物质B的所述离子和物质C的所述离子的正规化的质谱；

(b)根据物质B的所述离子的质量峰的形状与物质C的所述离子的质量峰的形状相同的假定，从所述正规化的质谱解卷积物质B和物质C的所述离子中的每一个的所述质量峰；以及

(c)从所述质量峰确定在所述样本内的物质A的所述离子、物质B的所述离子和/或物质C的所述离子的丰度。

52.根据权利要求51所述的方法，进一步包括在布置于所述检测器室中的检测器处测量物质A的所述离子或不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质的另一物质的离子的完全质谱，以确定具有物质A的所述离子或所述其它非质量干扰物质的所述离子的质量峰形状的质量峰；

其中从所述正规化的质谱解卷积物质B的所述离子和物质C的所述离子中的每一个的所述质量峰的步骤假定物质B的所述离子的所述质量峰的所述形状与物质C的所述离子的所述质量峰的所述形状相同且与针对物质A或所述其它非质量干扰物质的所述离子测量的所述质量峰的所述形状相同。

53.根据权利要求52所述的方法，其中在检测器处测量物质A的所述离子或不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质的另一物质的离子的完全质谱进一步包括

在主检测器处测量离子物质的完全质谱，同时在前导检测器处测量不同离子物质的完全质谱，其中所述离子物质为物质A的离子或不质量干扰或不显著质量干扰任何其它离子物质的另一物质的离子；以及

将在所述主检测器处测量的所述信号正规化到在所述前导检测器处测量的所述信号以确定用于物质A或所述其它非质量干扰物质的所述离子的正规化的完全质谱。

54.根据权利要求52所述的方法，其中在(b)解卷积用于物质B和物质C的所述离子中的每一个的质量峰进一步包括：

将离子物质B的质量峰和离子物质C的质量峰拟合到所述正规化的质谱，其中离子物质B的所述质量峰的所述形状和离子物质C的所述质量峰的所述形状与物质A或所述其它非质量干扰物质的所述离子的所述质量峰的所述形状相同；

其中通过调整每一质量峰的幅度和/或每一质量峰出现时的质量来拟合用于离子物质B和用于离子物质C的所述质量峰。

55.根据权利要求51所述的方法，进一步包括将所述确定的丰度用于确定一或多个丰度比率，所述比率是根据物质A的所述离子、物质B的所述离子和物质C的所述离子中的至少两个的所述解卷积的质量峰的相对幅度确定。

56.根据权利要求51所述的方法，其中所述样本离子进一步包括一或多个另外离子物质的离子，其中所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子具有与物质B和物质C的所述离子相同的标称质量；以及

进一步包括根据以下假定，从所述正规化的质谱解卷积物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子中的每一个的质量峰：物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子的所述质量峰的所述形状相同。

57.根据权利要求53所述的方法，其中所述样本离子进一步包括一或多个另外离子物质的离子，其中所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子具有与物质B和物质C的所述离子相同的标称质量；且

进一步包括根据以下假定，从所述正规化的质谱解卷积物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子中的每一个的质量峰：物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子的所述质量峰的所述形状相同；且

其中从所述正规化的质谱解卷积物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子中的每一个的质量峰进一步假定物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子的所述质量峰的所述形状与针对物质A的所述离子或针对所述其它非质量干扰离子物质的所述离子测量的所述质量峰的所述形状相同。

58.根据权利要求54所述的方法，其中所述样本离子进一步包括一或多个另外离子物质的离子，其中所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子具有与物质B和物质C的所述离子相同的标称质量；且

进一步包括根据以下假定，从所述正规化的质谱解卷积物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子中的每一个的质量峰：物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子的所述质量峰的所述形状相同；且

其中从所述正规化的质谱解卷积物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子中的每一个的质量峰进一步假定物质B、物质C和所述一或多个另外离子物质中的每一个的所述离子的所述质量峰的所述形状与针对物质A的所述离子或针对所述其它非质量干扰离子物质的所述离子测量的所述质量峰的所述形状相同。