CN112466742A

CN112466742A - 一种质谱峰高调整方法

Info

Publication number: CN112466742A
Application number: CN202011076172.9A
Authority: CN
Inventors: 徐杰; 相双红
Original assignee: Zhejiang Dipu Diagnosis Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Dipu Diagnosis Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-10
Filing date: 2020-10-10
Publication date: 2021-03-09

Abstract

本发明为一种质谱峰高调整方法，包括如下步骤：S1：依据质谱仪的硬件特性预设激发增益、接收增益、转换增益、补偿增益初始基值，将预制参考品放入质谱仪，参考品至少具有质谱检测范围内的高低两个参考质谱峰；S2：观察质谱信号转换数值，使数模转换器转换数值的最大值为模数转换器满度的30‑100％；S3：采用上述调整好的参数，通过调整电子倍增管的激励电压调整接收增益，观察质谱信号转换数值的最大值为模数转换器满度的60‑100％；S4：采用上述调整好的参数，通过调整模数转换器的放大倍数，观察质谱信号转换数值的最大值为模数转换器满度的80‑100％；S5：采用调整好的参数，通过调整峰值增益曲线，调整质谱信号最大数值为90‑100％。该方法方便质谱峰高调整，提高调试准确率。

Description

一种质谱峰高调整方法

技术领域

本发明涉及飞行时间质谱仪的应用领域，具体涉及一种质谱峰高调整方法。

背景技术

飞行时间质谱仪：飞行时间质谱仪Time of Flight Mass Spectrometer(TOF)是一种很常用的质谱仪。这种质谱仪的质量分析器是一个离子漂移管。由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器。离子质量越大，到达接收器所用时间越长，离子质量越小，到达接收器所用时间越短，根据这一原理，可以把不同质量的离子按m/z值大小进行分离。

质谱峰高的调整目前均为手动调整，对调试人员的要求较高，需要具备很高的理论知识水平和应用经验，困难度相对较高。

发明内容

本发明的目的是解决目前由于手动调整质谱峰高，对调试人员的要求较高，需要具备很高的理论知识水平和应用经验，困难度相对较高等不足，提供一种质谱峰高调整方法，该方法具有方便质谱峰高调整，提高调试准确率的优点。

为实现上述目的，本发明提供一种质谱峰高调整方法，包括如下：

步骤1，预制参考品，至少具有质谱检测范围内高低两个参考品质谱峰，所述参考品质谱峰为独立参考品或将参考品的特征质谱峰添加到样本中，在样本做质谱的同时检测参考质谱峰；

步骤2，依据质谱仪的硬件特性预设激发增益、接受增益、转换增益和补偿增益的初始基值；

所述激发增益通过激光器输出脉冲能量控制，初始激光器功率为最大功率的50％-100％；

所述接受增益通过离子放大器的激励电压控制离子放大增益，初始检测器激励电压为电压最大值的50％-100％；

所述转换增益通过数模转化器的电子增益控制器控制，初始数模转化器电子增益值大于1；

所述补偿增益通过补偿增益曲线的函数调整质量范围最低端和最高端之间不同质量的离子峰高的补偿数值达成，初始补偿数值为0；高低参考峰分别为高端值和低端值的±20％；

步骤3，运行质谱仪，对参考品进行质谱检测；

步骤4，自动设定峰高数值满足数模转换器最大值的30％-100％；

步骤5，观察质谱信号值，获取3次以上的质谱数据，捕捉峰高的数值，通过升高或降低激光器能量或激发功率使峰高满足该条件，保存此时激光器能量值，不满足则返回步骤4；

步骤6，自动设定峰高数值满足数模转换器最大值的60％-100％；

步骤7，获取3次以上的质谱数据，捕捉峰高的数值，通过升高或降低离子检测器的激励电压使峰高满足该条件，保存此时检测器的激励电压，不满足则返回步骤6；

步骤8，自动设定信噪比大于3；

步骤9，获取3次以上的质谱数据，分析质谱峰信号的信噪比，要求信噪比满足大于3，若满足保存此时数模转换器的放大倍数，不满足则增加数模转换器放大倍数，返回步骤4；

步骤10，获取3次以上的质谱数据，比较最小质荷比和最大质荷比的最大峰值的均值，如果两个最大峰3次均值与其3次峰的平均值相差在10％-20％内，则保存此时增益曲线的系数，若不满足，采用线性差值补偿或二次差值补偿调整至范围内，再保存系数；

步骤11，输出调整后的质谱峰值数据。

本发明所提出的质谱峰高调整方法，该方法在于检测过程中自动增益通过积分方式逐步进行调整；

质谱仪在检测到参考质谱峰数据过程中，进行多次累积积分，累计积分的数量可选1-1000次，优选10次。

作为优选，所述基质确定方法用于质谱仪器初始调整，检测过程自动增益动态基值方法用于含参考品特征质谱峰的样品动态调整。动态调整中限定值包含但不限于激光能量或功率限定值，激光能量或功率累计次数，离子放大器的激励电压限定值，激励电压调整累计次数，放大倍数禁止调整标记，检测信噪比，补偿增益的调整限制幅值。

附图说明

图1是本发明实施例飞行时间质谱仪系统组成示意图；

图2是本发明实施例方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本发明技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。其只是包含了本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本发明的各种变化获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例飞行时间质谱仪系统组成示意图。如图2所示，在质谱仪仪器时序控制下，激光器激发能量使待测样本在离子源产生待测离子，经离子飞行到达离子检测器。离子质量越大，到达检测器所用时间越长，离子质量越小，到达检测器所用时间越短，根据这一原理，以把不同质量的离子按m/z值大小进行分离。

图2是本发明实施例方法流程示意图，包括以下步骤：首先做好准备工作，将参考品放入质谱仪，运行质谱仪；

第一步，选取峰1(4255Da)和峰2(9764Da)作为两个标准峰；

读取仪器预设参数：

第二步，进行质谱检测，读取5次两个峰的峰高的平均值，峰高低于数模转换器最大值的30％，仪器自动增加激发功率值从230至245，最终峰高数值满足60％-80％，激发功率值参数保存；

第三步，进行质谱检测，获取峰1和峰2的5次质谱峰高的平均值，峰高低于数模转换值最大值的80％，调整电子倍增管的激励电压由2200至2320，最终峰高数值满足80％-90％，激励电压值参数保存。

第四步，峰高调整完成，在此基础上调节信噪比；进行质谱检测，取峰1和峰2的5次质谱信噪比的平均值，此时信噪比较低，调整数模转换器的放大倍数由1自动调至3，使两峰的信噪比≥10，放大倍数参数保存。

第五步，信噪比调整完成后，在此基础上调整质荷比偏差；进行质谱检测，取最小质荷比4000Da和最大质荷比10000Da的3次平均质荷比峰值以及3次最大值的平均值，比较差值范围未满足10％-20％，线性补偿系数由2.0调整至2.795使质荷比满足要求。

第六步，完成第一轮基础数据建立；继续质谱检测，测试10个芯片点位，计算每个点的平均值，并确认超过5个点的峰高满足要求(数模转换器最大值的80％—90％)，对调试参数进行保存；

若满足要求的点位少于5个，则返回至第二步再次调试至满足要求。

Claims

1.一种质谱峰高调整方法，其特征在于，包括通过预制参考品控制激发增益、接收增益、转换增益、补偿增益基值确定方法及检测过程自动增益动态基值方法，具体包括如下步骤：

S1：依据质谱仪的硬件特性预设激发增益、接收增益、转换增益、补偿增益初始基值，将预制参考品放入质谱仪，参考品至少具有质谱检测范围内的高低两个参考质谱峰；

S2：进行质谱检测，观察质谱信号转换数值，使数模转换器转换数值的最大值为模数转换器满度的30％-100％；

S3：进行质谱检测，采用上述调整好的参数，通过调整电子倍增管的激励电压调整接收增益，观察质谱信号转换数值的最大值为模数转换器满度的60％-100％；

S4：进行质谱检测，采用上述调整好的参数，通过调整模数转换器的放大倍数，观察质谱信号转换数值的最大值为模数转换器满度的80％-100％；

S5：进行质谱检测，采用上述调整好的参数，通过调整峰值增益曲线，调整质谱信号最大数值为90％-100％。

2.根据权利要求1所述的一种质谱峰高调整方法，其特征在于，所述步骤S1中预设激发增益、接收增益、转换增益、补偿增益初始基值分别为：

S11：所述激发增益通过激光器输出脉冲能量控制，其初始基值优选激光器最大功率的50％-100％，优选80％；

S12：所述接收增益通过离子放大器的激励电压控制离子放大的增益，其初始基值优选离子放大器的激励电压的50％-100％，优选90％；

S13：所述转换增益通过数模转化器的电子增益控制器，除非确认在其他更高增益时，离子信号的信噪比满足要求，可以选择高于1的放大值，其初始值优选1倍放大值；

S14：所述补偿增益通过补偿增益曲线的函数调整质量范围最低端和最高端之间不同质量的离子峰高的补偿数值，其初始值优选无补偿，为数模转化器得到的数值；

S15：所述参考品的低端质谱参考峰优选质谱范围低端值的±20％，参考品的高端质谱参考峰优选质谱范围高端值的±20％，或根据应用对象在高低两端插入任意个数参考峰；

上述步骤优选依次进行，根据具体应用S13、S14、S15择优选或组合选用，其中激发增益的贡献比例优选占总调整增益0％-50％，接收增益的贡献比例优选占总调整增益0-50％，转换增益的贡献比例优选占总调整增益的50％-100％，补偿增益的贡献比例优选占总调整增益的0％-30％。

3.根据权利要求1所述的一种质谱峰高的调整方法，其特征在于，所述预制参考品为至少具有质谱检测范围内高低两个参考品质谱峰，所述参考品质谱峰为独立参考品或将参考品的特征质谱峰添加到样本中，在样本做质谱的同时检测参考质谱峰。

4.根据权利要求1所述的一种质谱峰高调整方法，其特征在于：所述激发增益通过调整激光器的激发能量或激发功率调整离子激发数量；

S21运行质谱仪，至少获取3次以上的质谱数据，捕捉参考品中规定的质谱峰的峰高的数值，如果峰高数值满足数模转换器最大值的30％-100％，优选60％-80％即可；

S22如果S21不满足，运行质谱仪，调整降低或升高激光器能量或激发功率，满足上述条件，调整后如果仍不满足进入S2；

S23记录满足S21条件的激光器的能量或激发功率作为初始基值。

5.根据权利要求1所述的一种质谱峰高调整方法，其特征在于，所述接收增益通过调整电子倍增管动态激励电压调整方法倍数从而调整离子接收器输出幅值；

S31：运行质谱仪，至少获取3次以上的质谱数据，捕捉参考品中规定的质谱峰的峰高的数值，如果峰高数值满足数模转换器最大值的60％-100％，优选80-90％即可；

S32：如果S31不满足，运行质谱仪，调整降低或升高离子检测器的激励电压，满足上述条件，调整后如果仍不满足进入S3；

S33：记录满足S31条件的离子检测器激励电压作为初始基值。

6.根据权利要求1所述的一种质谱峰高调整方法，其特征在于，所述转换增益通过调整数模转换器的放大倍数调整离子信号数值化大小：

S41：分析质谱峰信号的信噪比，最低至少满足信噪比大于3，优选大约10，进入S43步骤；

S42：如果S2和S3步骤条件满足，不用增加数模转换器的放大倍数，如果不满足S2或S3步骤条件，增加放大倍数，返回至S2或S3步骤；

S43：保存模数转换器的放大倍数，作为初始基值。

7.根据权利要求1所述的一种质谱峰高的调整方法，其特征在于，所述补偿增益通过软件数值调整离子接收器输出数值调整显示数值；

S51：至少采集3次质谱数据，比较最小质荷比和最大质荷比质谱峰的最大峰值的均值，如果两个最大峰3次均值与其3次两峰的平均值相差在规定的限度，优选10％或20％，等范围内进入S53步骤；

S52：如果参考品只有两个峰且不满足S51，质谱范围内其他质谱数据采用一次线性函数以质谱范围的两端为参考点，进行线性差值补偿；如果参考品不止2两峰峰且不满足S51，质谱范围内其他质谱数据采用二次曲线函数以质谱范围两个端点及中间任意一点或多点参考点进行二次差值补偿；

S53：保存补偿增益曲线的系数，作为初始基值。

8.根据权利要求1所述的一种质谱峰高的调整方法，其特征在于，检测过程自动增益通过积分方式逐步进行调整；

S61：质谱检测中检测到预制参考品中自动增益调整的特征质谱峰数据时，进行多次累计积分，累计积分的数量可选1-1000次，优选10次；如果累计积分小于初始基值时，优选调整激光能量或功率，但是动态调整激光能量或功率参数不能大于动态调整允许的最大值，调整步进可通过动态参数设置，动态调整允许的最大值优选激光能量或功率参数的10％；每进行一次调整，动态激光功率参数调整次数正向调整累计1次，负向调整累计-1，如果累计次数大于等于3或-3时，次则进入S62，如果累计次数小于3或大于-3时转入S63；

S62：如果激光动态调整次数大于等于3，可累计调整离子放大器的激励电压，调整步进可通过动态参数设置，动态调整允许的最大值优选激励电压最大值的10％，每进行一次调整，动态离子放大器的激励电压调整次数正向调整累计1次，负向调整累计-1，如果累计次数大约等于3或-3时，调整结束记录该值；如果累计次数小于3或大于-3时转入S63如果质谱检测中检测到预制参考品的特征质谱峰数据的幅值小于50％优选进行数模转换器放大倍数调整，调整前检查放大倍数调整标记，允许调整时每次调整仅限于初始值邻近档位1挡，同时检测调整后的信噪比，如果调整后信噪比不满足预定值，恢复调整前的数值，标记禁止放大倍数增益调整标记，并给出数模转换器自动增益调整失败警告；如果质谱检测中检测到预制参考品的特征质谱峰数据的幅值大于95％～100％，降低数模转换器的放大倍数，最低为1，检测信噪比；如果信噪比不满足要求，标记禁止放大倍数增益调整标记，并给出数模转换器自动增益调整失败警告；

S64：补偿增益每次都可以根据补偿曲线计算调整幅度，检查参考品特征质谱峰的拟调整后补偿数据，如果拟补偿数据大于调整限幅数值，按照限幅数值进行调整，并按照限幅数值给定补偿曲线参数；

S65；输出调整后的质谱峰值数据。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基值确定方法用于质谱仪器初始调整，检测过程自动增益动态基值方法用于含参考品特征质谱峰的样品动态调整，动态调整中限定值包含但不限于激光能量或功率限定值，激光能量或功率累计次数，离子放大器的激励电压限定值，激励电压调整累计次数，放大倍数禁止调整标记，检测信噪比，补偿增益的调整限制幅值。