CN108490065B - 提高质谱分辨率的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高质谱分辨率的方法和装置，其方法包括以下步骤：获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子时的电离后等待时间；根据引出极片电压调节函数和电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，并将目标电压值发送至在线气溶胶质谱的脉冲控制电路；目标电压值用于指示脉冲控制电路调节施加在引出极片上、用于提高质谱仪的分辨率的脉冲电压；其中，引出极片电压调节函数用于记录施加在引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系。上述的提高质谱分辨率的方法，在引出极片上施加变化的电压，使得同质量的离子进入加速区达到检测器时间基本相同，进而提高质谱仪的分辨率，检测分辨率提高效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及质谱测量与应用技术领域，特别是涉及一种提高质谱分辨率的方法、装置、在线气溶胶质谱和计算机存储介质。
背景技术
质谱仪又称为质谱计，是一种根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器，在生命科学领域应用非常广泛。尤其是飞行时间质谱仪凭借其特有的高灵敏度和高质量检测范围，推动了质谱技术在生命科学领域的广泛的应用和发展，如药物代谢研究、核糖核酸检测、多肽及蛋白质分析等。
在线气溶胶质谱仪(Sing1e Particle Aeroso1Mass Spectrometer,SPAMS)是一种能够分析单个颗粒物粒径以及化学组成的在线质谱仪器。在线气溶胶质谱仪通常由加速区、无场飞行区、反射区和检测器这几部分构成，其中在线气溶胶质谱仪中一般采用双极性飞行时间质谱仪器，即两个飞行时间质量分析器反方向放置，并且包括两个加速区，在两个加速区部分公用一个引出区，待检测物(例如颗粒物)在引出区中心位置被激光电离，产生正负离子，正负离子随后分别沿着相反的方向飞行(即分别飞向两个加速区)从而被两个质量分析器所检测。质谱分辨率(即质量分别率)是质谱中一个非常重要的参数，与离子到达检测器的时间有密切关系，研究表明想同质量的离子在同一时刻到达检测器时，质谱分别率最大。然而，在待检测物被电离成离子时，常会发生爆炸现象，使形成的正负离子都有一个较大初始速度，且相同质量的离子速度往往不相同，从而影响在线气溶胶质谱仪的分辨率。目前报道的单颗粒质谱的分辨率普遍在500左右，甚至更低，这极大影响该质谱仪对于许多物质的分析能力，可见提高在线气溶胶质谱仪的分辨率就显得尤为重要。
发明内容
基于此，有必要针对目前在线气溶胶质谱仪的分辨率差的问题，提供一种提高质谱分辨率的方法和装置。
一种提高质谱分辨率的方法，包括以下步骤：
获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子的电离后等待时间；
根据引出极片电压调节函数和所述电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，并将所述目标电压值发送至所述在线气溶胶质谱的脉冲控制电路；所述目标电压值用于指示所述脉冲控制电路调节施加在所述引出极片上、用于提高质谱仪的分辨率的脉冲电压；其中，所述引出极片电压调节函数用于记录施加在所述引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系。
一种提高质谱分辨率的装置，包括：
信息获取模块，用于获取待检测物在所述在线气溶胶质谱的引出区电离成离子的电离后等待时间；
目标电压值计算模块，用于根据引出极片电压调节函数和所述电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值；
目标电压值发送模块，用于将所述目标电压值发送至所述在线气溶胶质谱的脉冲控制电路；所述目标电压值用于指示所述脉冲控制电路调节施加在所述引出极片上、用于提高质谱仪的分辨率的脉冲电压；其中，所述引出极片电压调节函数用于记录施加在所述引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系。
一种在线气溶胶质谱，包括加速器、脉冲控制电路以及计算机设备，其中，所述加速器包括两个加速区；所述加速区包括一个加速极片和多个平行排列的分压极片；各所述分压极片之间通过电阻串接，其中一个所述分压极片与所述加速极片相连；两个所述加速区的中间位置处的引出区包含彼此对称设置的两个引出极片；各所述引出极片分别与各所述分压极片间隔排列；
所述计算机设备用于执行所述的提高质谱分别率的方法；
两个所述引出极片用于接收所述脉冲控制电路根据所述计算机设备计算的目标电压值而施加的脉冲电压，所述脉冲电压用于提高质谱仪的分辨率。
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子的电离后等待时间；
根据引出极片电压调节函数和所述电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，并将所述目标电压值发送至所述在线气溶胶质谱的脉冲控制电路；所述目标电压值用于指示所述脉冲控制电路调节施加在所述引出极片上、用于提高质谱仪的分辨率的脉冲电压；其中，所述引出极片电压调节函数用于记录施加在所述引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系。
上述的提高质谱分辨率的方法、装置、在线气溶胶质谱和计算机存储介质，首先获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子时的电离后等待时间、引出区的引出极片电压调节函数，其中引出极片电压调节函数用于记录施加在引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系，然后根据电离后等待时间和引出极片电压调节函数计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值(即随离子飞行时间的变化来确定目标电压值)，将计算的目标电压值发送至在线气溶胶质谱的脉冲控制电路，脉冲控制电路根据接收到的目标电压值来调节施加在引出极片的脉冲电压。上述的提高质谱分辨率的方法，是根据离子的在引出区的飞行时间来确定施加在引出极片上的工作电压，即在引出极片上施加变化的电压，使得引出极片根据离子相关性质来适应调节引出极片相关参数，使得同质量的离子进入加速区达到检测器时间基本相同，进而提高质谱仪的分辨率，该方法操作过程简单，且检测分辨率提高效果显著。
附图说明
图1为一个实施例中的提高质谱分辨率的方法的流程示意图；
图2为一个实施例中的在线气溶胶质谱加速器的加速区和引出区的结构示意图；
图3为一个实施例中的提高质谱分辨率的方法的流程示意图；
图4为一个实施例中的增量引出极片电压调节函数的函数示意图；
图5为一个实施例中利用直流引出电压方法和本发明实施例中电压脉冲方法检测正负离子的分辨率示意图；
图6为一个实施例中本发明实施例中电压脉冲方法检测的正负离子谱图；
图7为一个实施例中的提高质谱分辨率的装置的结构示意图；
图8为一个实施例中在线气溶胶质谱结构图。
具体实施方式
下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应当说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
图1为本发明的提高质谱分辨率的方法在一个实施例中的流程示意图，如图1所示，本发明实施例中的提高质谱分辨率的方法，包括以下步骤：
步骤S110，获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子的电离后等待时间；
步骤S120，根据引出极片电压调节函数和电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，并将目标电压值发送至在线气溶胶质谱的脉冲控制电路；目标电压值用于指示脉冲控制电路调节施加在引出极片上、用于提高质谱仪的分辨率的脉冲电压；其中，引出极片电压调节函数用于记录施加在引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系。
在线气溶胶质谱是一种能够分析单个颗粒物粒径以及化学组成的在线质谱仪器。该仪器可以将大气气溶胶粒子从大气压环境下引入到真空系统内部，并对颗粒物进行准直聚焦，形成发散度非常小的颗粒束。随后利用激光测径以及质谱等方法对单个颗粒物进行粒径检测以及化学组成测量，广泛应用于气溶胶领域研究，包括气溶胶颗粒的理化性质、大气气溶胶来源、形成以及大气反应过程等。在线气溶胶质谱一般采用直接激光解吸电离，激光电离颗粒通常会同时产生正离子和负离子谱图，为了对所有质荷比正负离子进行同时检测，单颗粒质谱仪器中一般都采用飞行时间质量分析器，飞行时间质谱分析器是根据离子飞行时间来区分离子，小质量数的离子到达检测器快、大质量数的离子到达检测器时间慢。
分辨率是影响质谱仪应用的一个非常重要的参数，离子到达检测器的时间是影响质谱仪分辨率的一个重要的参数。当相同质量数(即质荷比)的离子同时到达检测器时，质谱仪的分辨率最高，即同质量的离子到达检测器的时间差是影响质谱仪分辨率的重要因素。理论上，相同质量数的离子达到检测器的时间相同，然而，颗粒在被激光电离过程中瞬间吸收巨大能量从而会产生爆炸。因此，在颗粒电离形成的离子一般具有较大的初始速度分布，即离子在被激光电离产生的瞬间会获得非常大的速度，且相同质量数的离子速度往往不相同，这极大地影响了飞行时间质谱的质量分辨率。
在线气溶胶质谱中飞行时间质量分析器通常由加速区、无场飞行区、反射区和检测器这几部分构成。不同质量的离子在加速区加速最终会产生不同的飞行速度，在加速完成后经过一定长度的飞行最终到达检测器，被检测器所检测。要提高质谱的质量分辨率就要求相同质量数的所有离子尽可能在相同的时间到达检测器，这就要求相同质量数的离子在开始被加速时尽量具有相同的初始条件，特别是要具有相同的速度分布和方向。在单颗粒质谱中一般采用双极性飞行时间质谱仪器，加速区如图2(a和b)所示，包括两个加速区(分别用来对正离子和负离子进行加速)、两个加速区公用一个引出区，即两个加速区的中间位置为引出区，加速区由多个分压极片(除加速极片之后的所有极片)和一个加速极片构成，而引出区由两个引出极片构成，其中分压极片紧接着引出极片设置。颗粒物(待检测物)在引出区中心位置被激光电离，产生的正负离子随后分别沿着相反的方向在加速区被加速，加速完成后分别被两个质量分析器所检测。目前，几乎所有的单颗粒质谱仪器都在引出区(如图2a所示，引出极片、分压极片以及加速极片通过电阻串接在一起)的两个引出极片上直接施加直流电压，并与加速区的加速电压之间采用电阻进行分压，因此在引出区形成了一个固定强度的直流电场，即采用直流引出技术对激光电离产生离子进行直接提取至加速区，采用相同的电压来对不同速度的同质量的离子进行提取，这将导致同质量的离子无法同时到达加速区进行加速，从而导致同质量的离子无法同时到达检测器，进而大大影响质谱仪的分辨率。
在本实施例中，首先获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子时的电离后等待时间、引出区的引出极片电压调节函数，其中引出极片电压调节函数用于记录施加在引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系，然后根据电离后等待时间和引出极片电压调节函数计算随时间变化而需要添加在引出极片上的电压值(即目标电压值)，然后根据计算的引出极片上的电压值来调节需要施加在引出极片上的脉冲电压。
值得注意，在本实施例中，在引出极片上施加随时间变化的脉冲电压时，需要将引出区的引出极片与加速区的分压极片和加速极片断开，形成隔离。可选的，如图2b所示，直接断开引出极片与分压极片直接的连接，将分压极片和加速极片通过电阻串接，并接地。应当理解，本实施例中近给出了一种引出极片与分压极片隔离方法(如图2b所示)，本领域技术人员也可以选用其他的方式，只要能实现引出极片和分压极片隔离即可。
所述预设的离子飞行时间范围内是指小于最大离子飞行时间的任意值，离子飞行时间为待检测物在引出区被电离生成离子后从引出区到加速区的运行时间，电离后产生的离子初始速度不同，离子的飞行时间也不同。
所述待检测物为任意需要检测的物体，可以为大气气溶胶颗粒等。
上述的提高质谱分辨率的方法，首先获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子时的电离后等待时间、引出区的引出极片电压调节函数，其中引出极片电压调节函数用于记录施加在引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系，然后根据电离后等待时间和引出极片电压调节函数计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值(即随离子飞行时间的变化来确定目标电压值)，将计算的目标电压值发送至在线气溶胶质谱的脉冲控制电路，脉冲控制电路根据接收到的目标电压值来调节施加在引出极片的脉冲电压。上述的提高质谱分辨率的方法，是根据离子的在引出区的飞行时间来确定施加在引出极片上的工作电压，即在引出极片上施加变化的电压，使得引出极片根据离子相关性质来适应调节引出极片相关参数，使得同质量的离子进入加速区达到检测器时间基本相同，进而提高质谱仪的分辨率，该方法操作过程简单，且检测分辨率提高效果显著。
在其中一个实施例中，如图3所示，根据引出极片电压调节函数和电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值的步骤中的步骤中，包括：
步骤S122，采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，增量引出极片电压调节函数为方波函数与指数函数叠加形成的电压调节函数，其中引出极片的脉冲电压随离子飞行时间的增加而增加。
具体地，增量引出极片电压调节函数为引出极片的工作电压依赖于离子飞行时间的函数，即增量引出极片电压调节函数表示引出极片的工作电压与离子飞行时间的对应关系，其中引出极片的工作电压为因变量，离子飞行时间为自变量。
根据飞行时间质谱的原理可知，电离产生的初始速度大离子进入加速区快(即飞行时间短)，初始速度小离子进入加速区慢(即飞行时间长)，为了使不同初始速度的离子都能快速进入加速区，根据不同的初始速度给予不同的引出电压；即对初始速度大的离子提供较小的引出电压，对初始速度较小的离子提供较大的引出电压，因此，应该增量引出极片电压调节函数，即采用引出极片的工作电压随离子飞行时间的增加而增加的电压调节函数来计算目标电压值，即离子飞行时间越长，引出极片的工作电压越大。上述的目标电压值计算方式，根据离子本身的特性在引出极片上施加变化的电压，能最大程度地提高质谱仪的分辨率
另外，在本实施例中增量引出极片电压调节函数为方波函数与指数函数叠加形成的电压调节函数，采用上述的增量引出极片电压调节函数能平稳地调整各离子达到飞行区的时间。
在其中一个实施例中，在采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值的步骤中，包括：
以电离后等待时间为起始时间值，采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值。
具体地，在离子产生之前，引出极片的电压为0，即不对引出极片施加电压。在待检测物体被电离生成离子，即离子生成时开始向引出极片施加脉冲电压。一方面，减少了脉冲电压对电离的干扰；另一方面，能使产生的离子快速进入加速区。
在其中一个实施例中，在采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值的步骤中，包括：
以电离后等待时间为时间基点，根据预设的延时时间延迟至相应的时间，并以延迟后相应的时间为起始时间值，采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值。
具体地，在待检测物被激光电离生成离子时，发生爆炸，因此，生成的离子不仅有速度还有方向，即离子的运行方向可能是朝360度分散的，即便离子的速度相同，由于方向不同，到达加速区的时间也不相同。因此，在离子产生后，先不给引出极片施加脉冲电压，可以让离子自由扩散一段时间，即经过一段时间的延时，让离子的运动逐渐趋向规律性。因此，在本实施例中，以电离后等待时间(即离子产生时间)为时间基点，延迟预设的延时时间tw后，再根据增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，采用上述的方式，可以使离子达到加速区的时间更加接近，从而能更大程度地提高质谱的分辨率。
所述预设的延时时间可以为任意时间，用户可以根据实际检测的待检测物电离生成的离子特性来设置该延时时间。
在其中一个实施例中，采用以下的增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值；
其中，V表示所述目标电压值，V1为方波函数的脉冲幅值，V2(t)表示指数函数，t表示离子飞行时间的变量，t1表示激光电离后等待时间，t2表示指数脉冲上升时间，t3脉冲稳定后时间，v2表示指数函数的脉冲幅值。
具体地，如图4所示，引出极片的工作电压(即脉冲电压)随离子飞行时间增长的函数图。其中，V表示所述目标电压值，V1为方波函数的脉冲幅值，V2(t)表示指数函数，t表示离子飞行时间的变量，t1表示激光电离后等待时间，t2表示指数脉冲上升时间，t3脉冲稳定后时间，v2表示指数函数的脉冲幅值。采用上述的计算公式，计算过程数据处理简单，能快速计算出引出极片的工作电压。图4中的激发信号是与激光电离同时产生的，即这个信号是激光发射的起点，可以表示待检测物电离生成离子的时间；正离子脉冲是指检测正离子时施加在引出极片上的电压脉冲；负离子脉冲是指检测负离子时施加在引出极片上的电压脉冲。
在其中一个实施例中，引出极片的数量为两个；计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值的步骤中的步骤中，包括：
采用第一增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的第一目标电压值；第一目标电压值用于指示脉冲控制电路调节施加在第一引出极片的脉冲电压；采用第二增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的第二目标电压值；第二目标电压值用于指示脉冲控制电路调节施加在第二引出极片的脉冲电压；其中，第一增量引出极片电压调节函数和第二增量引出极片电压调节函数为关于X轴对称的增量引出极片电压调节函数；第一引出极片的脉冲电压和第二引出极片的脉冲电压大小相等，方向相反。
具体地，由图2所示，有两个加速区，分别用于对正、负离子进行加速，由于正、负离子的极性不同，其施加在引出极片上的脉冲电压极性应该相反。因此，在本实施例中，要同时检测的正离子和负离子，在两个引出极片上施加大小相同，极性相反的电压(如图4所示)。采用上述的方式，可以同时对正离子和负离子进行检测。
应当理解，如果是单独对正离子或负离子进行检测，只需要在正离子或负离子对应的加速区与引出区对应位置上的引出极片施加一个脉冲电压即可。
为了更好地体现本发明的技术方案的有益效果，下面阐述若干的应用示例。
应用示例1：
以常用的在线气溶胶质谱为测试样机对本发明方案进行具体介绍，利用该质谱来检测大气气溶胶粒子，将大气气溶胶粒子从大气环境中引入在线气溶胶质谱的真空系内部，将气溶胶引入在线气溶胶质谱加速器的引出区，利用激光将气溶胶电离成正离子和负离子；然后在引出极片上施加电压将正离子和负离子引出至加速区，分别采用两种方法，第一种是采用如图2a所示的加速区和引出区，在引出极片上施加直流电压脉冲；第二种是采用如图2b所示的加速区和引出区，在引出极片上施加如图4所示的脉冲电压，其中在施加脉冲电压时，先延迟预设的延迟时间。其分别率的结果如图5所示，可知无论是对正离子还是对负离子，采用本方案的电压脉冲，质谱仪的分辨率远大于利用直流电压脉冲的分辨率，即第一种方法质谱分辨率大于第二种方法质谱分辨率。
应用示例2：
以常用的在线气溶胶质谱为测试样机对本发明方案进行具体介绍，利用该质谱来检测大气气溶胶粒子，将大气气溶胶粒子从大气环境中引入在线气溶胶质谱的真空系内部，将气溶胶引入在线气溶胶质谱加速器的引出区，利用激光将气溶胶电离成正离子和负离子；然后在引出极片上施加电压将正离子和负离子引出至加速区，在本应用示例采用如图2b所示的加速区和引出区，在引出极片上施加如图4所示的脉冲电压，其中在施加脉冲电压时，先延迟预设的延迟时间。其结果如图6所示，可知利用本发明实施例中的方法获得的正负离子的高分辨高。
根据上述的提高质谱分辨率的方法，本发明还提供了一种提高质谱分辨率的装置。下面结合附图及较佳实施例对本发明的提高质谱分辨率的装置进行详细说明。
图7为本发明的提高质谱分辨率的装置在一个实施例中的结构示意图。如图所示，该实施例中的提高质谱分辨率装置，包括：
信息获取模块10，用于获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子时的电离后等待时间；
目标电压值计算模块20，用于根据引出极片电压调节函数和电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值；
目标电压值发送模块30，用于将目标电压值发送至在线气溶胶质谱的脉冲控制电路；目标电压值用于指示脉冲控制电路调节施加在引出极片上、用于提高质谱仪的分辨率的脉冲电压；其中，引出极片电压调节函数用于记录施加在引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系。
在其中一个实施例中，还包括：
目标电压值计算模块20，用于采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，增量引出极片电压调节函数为方波函数与指数函数叠加形成的电压调节函数，其中引出极片的脉冲电压随离子飞行时间的增加而增加。
在其中一个实施例中，提高质谱分辨率装置，还包括：
目标电压值计算模块20，还用于以电离后等待时间为起始时间值，采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值。
在其中一个实施例中，提高质谱分辨率装置，还包括：
目标电压值计算模块20，还用于以电离后等待时间为时间基点，根据预设的延时时间延迟至相应的时间，并以延迟后相应的时间为起始时间值，采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值。
在其中一个实施例中，提高质谱分辨率装置，还包括：
目标电压值计算模块20，还用于采用以下的增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值；
其中，V表示所述目标电压值，V1为方波函数的脉冲幅值，V2(t)表示指数函数，t表示离子飞行时间的变量，t1表示激光电离后等待时间，t2表示指数脉冲上升时间，t3脉冲稳定后时间，v2表示指数函数的脉冲幅值。
在其中一个实施例中，提高质谱分辨率装置，所述引出极片的数量为两个；目标电压值计算模块包括：第一目标电压值计算模块和第二目标电压值计算模块；
第一目标电压值计算模块，用于采用第一增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的第一目标电压值；第一目标电压值用于指示脉冲控制电路调节施加在第一引出极片的脉冲电压；
第二目标电压值计算模块，用于采用第二增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的第二目标电压值；第二目标电压值用于指示脉冲控制电路调节施加在第二引出极片的脉冲电压；其中，第一增量引出极片电压调节函数和第二增量引出极片电压调节函数为关于X轴对称的增量引出极片电压调节函数；第一引出极片的脉冲电压和第二引出极片的脉冲电压大小相等，方向相反。
上述提高质谱分辨率的装置可执行本发明实施例所提供的提高质谱分辨率的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。至于其中各个功能模块所执行的处理方法，例如信息获取模块10、目标电压值计算模块20、目标电压值发送模块30，可参照上述方法实施例中的描述，此处不再进行赘述。
根据上述本发明的提高质谱分辨率的方法和装置，本发明还提供一种在线气溶胶质谱，下面结合附图及较佳实施例对本发明的在线气溶胶质谱进行详细说明。
图8为本发明的在线气溶胶质谱在一个实施例中的结构示意图。如图8所示，该实施例中的在线气溶胶质谱，包括加速器806、脉冲控制电路804以及计算机设备802，其中加速器806中包括两个加速区；加速区包括一个加速极片和多个平行排列的分压极片；各分压极片之间通过电阻串接，其中一个分压极片与加速极片相连；两个加速区的中间位置处的引出区包含彼此对称设置的两个引出极片；各引出极片分别与各分压极片间隔排列；计算机设备802用于执行提高质谱分别率的方法中所有的方法步骤；两个引出极片用于接收脉冲控制电路根据计算机设备计算的目标电压值而施加的脉冲电压，脉冲电压用于提高质谱仪的分辨率。
根据上述本发明的提高质谱分辨率的方法、装置和在线气溶质谱，本发明还提供一种计算机可读存储介质，下面结合附图及较佳实施例对本发明的计算机可读存储介质进行详细说明。
本发明实施例中的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现本发明方法实施例中的所有方法步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等”。
上述计算机可读存储介质用于存储本发明实施例所提供的提高质谱分辨率的方法的程序(指令)，其中执行该程序可以执行本发明实施例所提供的提高质谱分辨率的方法，具备执行方法相应有益效果。可参照上述方法实施例中的描述，此处不再进行赘述。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种提高质谱分辨率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子的电离后等待时间；
根据引出极片电压调节函数和所述电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，并将所述目标电压值发送至所述在线气溶胶质谱的脉冲控制电路；所述目标电压值用于指示所述脉冲控制电路调节施加在所述引出极片上、用于提高质谱仪的分辨率的脉冲电压；其中，所述引出极片电压调节函数用于记录施加在所述引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系。
2.根据权利要求1所述的提高质谱分辨率的方法，其特征在于，根据引出极片电压调节函数和所述电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值的步骤中，包括：
采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值；
所述增量引出极片电压调节函数为方波函数与指数函数叠加形成的电压调节函数，其中所述引出极片的脉冲电压随所述离子飞行时间的增加而增加。
3.根据权利要求2所述的提高质谱分辨率的方法，其特征在于，在采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值的步骤中，包括：
以所述电离后等待时间为起始时间值，采用所述增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值。
4.根据权利要求2所述的提高质谱分辨率的方法，其特征在于，在采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值的步骤中，包括：
以所述电离后等待时间为时间基点，根据预设的延时时间延迟至相应的时间，并以延迟后相应的时间为起始时间值，采用所述增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值。
5.根据权利要求3所述的提高质谱分辨率的方法，其特征在于，采用以下的所述增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值；
其中，V表示所述目标电压值，V1为方波函数的脉冲幅值，V2(t)表示指数函数，t表示离子飞行时间的变量，t1表示激光电离后等待时间，t2表示指数脉冲上升时间，t3脉冲稳定后时间，v2表示指数函数的脉冲幅值。
6.根据权利要求2-5任一项所述的提高质谱分辨率的方法，其特征在于，所述引出极片的数量为两个；计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值的步骤中的步骤中，包括：
采用第一增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的第一目标电压值；所述第一目标电压值用于指示所述脉冲控制电路调节施加在第一引出极片的脉冲电压；
采用第二增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的第二目标电压值；所述第二目标电压值用于指示所述脉冲控制电路调节施加在第二引出极片的脉冲电压；其中，所述第一增量引出极片电压调节函数和所述第二增量引出极片电压调节函数为关于X轴对称的增量引出极片电压调节函数；所述第一引出极片的脉冲电压和所述第二引出极片的脉冲电压大小相等，方向相反。
7.一种提高质谱分辨率的装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取待检测物在在线气溶胶质谱的引出区电离成离子的电离后等待时间；
目标电压值计算模块，用于根据引出极片电压调节函数和所述电离后等待时间，得到在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值；
目标电压值发送模块，用于将所述目标电压值发送至所述在线气溶胶质谱的脉冲控制电路；所述目标电压值用于指示所述脉冲控制电路调节施加在所述引出极片上、用于提高质谱仪的分辨率的脉冲电压；其中，所述引出极片电压调节函数用于记录施加在所述引出极片上的电压随飞行时间变化的对应关系。
8.根据权利要求7所述的提高质谱分辨率的装置，其特征在于，
目标电压值计算模块，用于采用增量引出极片电压调节函数来计算在预设的离子飞行时间范围内连续变化的目标电压值，所述增量引出极片电压调节函数为方波函数与指数函数叠加形成的电压调节函数，其中所述引出极片的脉冲电压随所述离子飞行时间的增加而增加。
9.一种在线气溶胶质谱，其特征在于，包括加速器、脉冲控制电路以及计算机设备；其中，所述加速器包括两个加速区；所述加速区包括一个加速极片和多个平行排列的分压极片；各所述分压极片之间通过电阻串接，其中一个所述分压极片与所述加速极片相连；两个所述加速区的中间位置处的引出区包含彼此对称设置的两个引出极片；各所述引出极片分别与各所述分压极片间隔排列；
所述计算机设备用于执行权利要求1-6任一项所述的提高质谱分别率的方法；
所述引出极片用于接收所述脉冲控制电路根据所述计算机设备计算的目标电压值而施加的脉冲电压，所述脉冲电压用于提高质谱仪的分辨率。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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