CN109884159A - 质谱分析方法 - Google Patents

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洪欢欢
闻路红
史振志
甘剑勤
刘阳
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Ningbo University
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Ningbo Huayi Ningchuang Intelligent Science & Technology Co Ltd
Ningbo University
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Abstract

本发明提供了一种质谱分析方法，所述质谱分析方法包括以下步骤：(A1)离子检测器的输出信号分为第一路处理通道和第二路处理通道；(A2)在第一路处理通道中：在第一个时间窗口T1内，依次在第一时间周期T11和第二时间周期T12内采样信号，T1＝T11+T12；在第二路处理通道中：在所述第一个时间周期结束时，进入第二个时间窗口T2内，在所述第二个时间周期结束时，进入第三时间周期T22内采样信号；(A3)处理单元输出结果，判断结果是否满足要求：如结果为否，调整所述第二时间周期在时间窗口内的占比，或者调整时间窗口的大小，并进入步骤(A1)。本发明具有准确性高、操作简便等优点。

Description

质谱分析方法
技术领域
本发明涉及质谱，特别涉及质谱分析方法。
背景技术
在飞行时间(TOF)质谱分析仪中，当离子的瞬态脉冲到达检测器时，它会使检测器产生一个振幅与某一组离子数量成正比的模拟信号，这一过程的传输时间，用离子质电荷(m/z)值表示。飞行时间谱图是通过一个数据采集系统对许多离子瞬变脉冲信号进行求和形成。
在数据采集系统中，离子检测器中的模拟信号被模数转换器离子化，且数字信号将作为与检测离子的m/z值相对应的一种传递时间函数而被记录保留。在传输时间范围内，具有高采样率及板上储存器的波形捕获板被用来执行模数的实时转换，如8位分辨率、1GHz采样率等参数的波形数字化仪。但在某些应用中，却需要更宽的动态范围或更高的分辨率，比如低于或高于8位分辨率的信号都会对检测结果产生影响。如将8位ADC的动态范围扩展到接受更高的模拟信号，由于每个转换步骤的粗度增加，分辨率将受到影响。具有超过一个字节的更高分辨率的数字化仪可以缓解这个问题，但基于成本与功率要素更高分辨率ADC都会限制在较小的采样频率下。
在某些情况下，当每个数字转换器被设置为不同的输入电压范围时，可同时使用两个数字转换器(模数转换器或ADC)来增加动态范围。但每个平行的ADC将产生两个数量级的数据，这有很大可能超过数据处理系统能力，例如一个80KHz的脉冲发生器在1s内产生80000个频谱。脉冲频率的选择是依据飞行路径长度，使得任意瞬态脉冲下的高速运动离子不会与先前瞬态脉冲信号下的低速运动离子重叠覆盖。当模拟离子检测器为每个谱图产生一个作为时间函数的模拟信号时，1GHz的数字化器能把每一信号在一个总时间周期内将每一模拟信号分成1ns时间间隔的点。质量范围可依据飞行时间仪检测的飞行路径上、下经过时间计算获得。虽然可以使用数据压缩来减少文件大小，但对原始数据处理器的运算能力仍是一个挑战。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种准确性高、操作简便的质谱分析方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种质谱分析方法，所述质谱分析方法包括以下步骤：
(A1)离子检测器的输出信号分别送入第一路处理通道和第二路处理通道；
(A2)在第一路处理通道中：在第一个时间窗口T1内，依次在第一时间周期T11和第二时间周期T12内采样信号，T1＝T11+T12；
在第二路处理通道中：在所述第一个时间周期结束时，进入第二个时间窗口T2内，在所述第二个时间周期结束时，进入第三时间周期T22内采样信号；
(A3)判断分析结果是否满足要求：
如结果为否，调整所述第二时间周期在时间窗口内的占比，或者调整时间窗口的大小，并进入步骤(A1)。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.计算容错率高、分辨率好；
2.每一路数据转换器，可设置相同或不同电压，用于产生并行字节，因此具备冗余，能保障系统稳定性。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明实施例的质谱分析方法的流程图；
图2是本发明实施例的质谱分析方法的示意图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例1的质谱分析方法的流程图，如图1所示，所述质谱分析方法包括以下步骤：
(A1)离子检测器的输出信号分别送入第一路处理通道和第二路处理通道；
(A2)在第一路处理通道中：在第一个时间窗口T1内，依次在第一时间周期T11和第二时间周期T12内采样信号，T1＝T11+T12，如图2所示；
在第二路处理通道中：在所述第一个时间周期结束时，进入第二个时间窗口T2内，在所述第二个时间周期结束时，进入第三时间周期T22内采样信号；参照过渡元素被检测到的时间确定所述第二时间周期的终止点；
(A3)输出分析结果，判断分析结果是否满足要求：
如结果为否，调整所述第二时间周期在时间窗口内的占比，或者调整时间窗口的大小，并进入步骤(A1)。
为了限定第二时间周期的占比，进一步地，所述第二时间周期的起始点在第一时间窗口内具有极限点，所述第二时间周期的终止点在所述第二时间窗口内具有对应的极限点，从而形成可拓展的动态范围。
根据上述质谱分析方法，进一步地，所述第一处理通道和第二处理通道均包括：
信号放大器，所述离子检测器传送来的信号经过信号放大器后送信号调节器；
信号调节器，所述信号调节器对接收到的信号放大或缩小，并传送到模数转换器；
模数转换器，所述模数转换器的输出依次连接存储器和处理器；
储存器和处理器。
为了达到高效的大数据处理运算目的，进一步地，所述储存器包括并联的第一存储器和第二存储器。
实施例2：
根据本发明实施例1的质谱分析方法在飞行时间质谱分析仪中的应用例。
如图2所示，在本应用例中，第一时间窗口T1和第二时间窗口T2相等；T＝T1+T2，固定不变；第一处理通道和第二处理通道分别包括：依次串联的信号放大器、信号调节器、模数转换器、存储器和处理器；其中存储器包括并联的第一存储器和第二存储器。
本发明实施例的质谱分析方法，所述质谱分析方法包括以下步骤：
(A1)离子检测器的输出信号分别送入第一路处理通道和第二路处理通道；
(A2)在第一路处理通道中：在第一个时间窗口T1内，依次在第一时间周期T11和第二时间周期T12内采样信号，T1＝T11+T12，如图2所示；
在第二路处理通道中：在所述第一个时间周期结束时，进入第二个时间窗口T2内，在所述第二个时间周期结束时，进入第三时间周期T22内采样信号；参照过渡元素被检测到的时间确定所述第二时间周期的终止点；
在第一路处理通道和第二路处理通道中，离子检测器输出的信号送信号放大器(两路的放大倍数相同)；再传输到信号调节器，依据信号接收情况采用适当的放大或缩小功能，然后到模数转换器进行信号采集，接着选择性的存储到存储器，最后输入到处理器运算处理；
(A3)输出分析结果，判断分析结果是否满足要求：
如结果为否，调整所述第二时间周期在时间窗口内的占比，如调整第二时间周期的起始点，或者调整时间窗口的大小，从而调整第二时间周期的动态范围，并进入步骤(A1)。

Claims (8)

1.一种质谱分析方法，所述质谱分析方法包括以下步骤：
(A1)离子检测器的输出信号分别送入第一路处理通道和第二路处理通道；
(A2)在第一路处理通道中：在第一个时间窗口T1内，依次在第一时间周期T11和第二时间周期T12内采样信号，T1＝T11+T12；
在第二路处理通道中：在所述第一个时间周期结束时，进入第二个时间窗口T2内，在所述第二个时间周期结束时，进入第三时间周期T22内采样信号；
(A3)判断分析结果是否满足要求：
如结果为否，调整所述第二时间周期在时间窗口内的占比，或者调整时间窗口的大小，并进入步骤(A1)。
2.根据权利要求1所述的质谱分析方法，其特征在于：所述第二时间周期的起始点在第一时间窗口内具有极限点，所述第二时间周期的终止点在所述第二时间窗口内具有对应的极限点。
3.根据权利要求1所述的质谱分析方法，其特征在于：所述第一处理通道和第二处理通道均包括：
信号放大器，所述离子检测器传送来的信号经过信号放大器后送信号调节器；
信号调节器，所述信号调节器对接收到的信号放大或缩小，并传送到模数转换器；
模数转换器，所述模数转换器的输出依次连接存储器和处理器；
储存器和处理器。
4.根据权利要求3所述的质谱分析方法，其特征在于：所述储存器包括并联的第一存储器和第二存储器。
5.根据权利要求1所述的质谱分析方法，其特征在于：参照过渡元素被检测到的时间确定所述第二时间周期的终止点。
6.根据权利要求1所述的质谱分析方法，其特征在于：T1＝T2。
7.根据权利要求1所述的质谱分析方法，其特征在于：T＝T1+T2，固定不变。
8.根据权利要求1所述的质谱分析方法，其特征在于：所述质谱分析方法是飞行时间质谱分析仪的分析方法。
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