CN112730572B - 用于调谐质谱仪的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种调谐系统可以在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间从所述质谱仪获取与所述质谱仪的操作特性相关联的调谐数据。所述调谐系统可以基于所述调谐数据来确定被配置成调节所述质谱仪的所述操作特性的操作参数的值，并且将所述操作参数设置为所确定的值。

Description

用于调谐质谱仪的方法和系统
背景技术
质谱仪是可以用于样品的定性和/或定量分析的分析仪器。质谱仪通常包含用于从样品产生离子的离子源、用于基于离子的质荷比分离离子的质量分析器，以及用于检测分离的离子的离子检测器。质谱仪使用来自离子检测器的检测到的信号构建质谱图，所述质谱图示出检测到的离子中的每个离子的相对丰度随其质荷比(m/z)的变化。通过分析由质谱仪生成的质谱图，用户可能能够识别样品中的物质、测量样品中存在的已知组分的相对量或绝对量和/或对未知组分进行结构阐明。
可以对质谱仪进行调谐，以确保质谱仪产生准确的数据并满足特定方法的规定标准。调谐可以调节质谱仪的各个硬件组件的操作参数，如施加到质量分析器的一个或多个电极的电压。自动调谐过程可以自动地检查质谱仪的各种不同操作特性，如质量分辨率、质量位置、检测器增益和灵敏度，并且调节质谱仪的各个组件的各种操作参数，以优化用于特定的一组调谐标准、特定的方法或特定的分析样品的操作特性。
然而，自动调谐过程可能较慢并且需要大量时间专门用于执行自动调谐，这是本可以用于分析分析样品的宝贵时间。结果，某些用户可能跳过执行自动调谐，或者执行自动调谐过程的频率可能低于建议的频率。
发明内容
以下描述呈现了本文描述的方法和系统的一个或多个方面的简化概述，以便提供对此类方面的基本理解。此概述不是所有所构想方面的详尽概述，并且既非旨在标识所有方面的关键性或决定性要素，亦非旨在界定任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本文描述的方法和系统的一个或多个方面的一些概念，作为下面呈现的更详细描述的序言。
在一些示例性实施例中，一种方法包括：由调谐系统在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间从所述质谱仪获取与所述质谱仪的操作特性相关联的调谐数据；由所述调谐系统基于所述调谐数据来确定被配置成调节所述质谱仪的所述操作特性的操作参数的值；以及由所述调谐系统将所述操作参数设置为所确定的值。
在一些示例性实施例中，一种系统包括：存储器，其存储指令；以及处理器，其以通信方式耦合到所述存储器并且被配置成执行所述指令以：在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间从所述质谱仪获取与所述质谱仪的操作特性相关联的调谐数据；基于所述调谐数据来确定被配置成调节所述质谱仪的所述操作特性的操作参数的值；并且将所述操作参数设置为所确定的值。
在一些示例性实施例中，一种非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令在被执行时指导计算装置的至少一个处理器以：在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间从所述质谱仪获取与所述质谱仪的操作特性相关联的调谐数据；基于所述调谐数据来确定被配置成调节所述质谱仪的所述操作特性的操作参数的值；并且将所述操作参数设置为所确定的值。
在一些示例性实施例中，在一个或多个分析运行的所述批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间获取所述调谐数据。
在一些示例性实施例中，所述质谱仪与色谱仪耦合，并且所述一个或多个空闲时间段包括所述色谱仪的稳定时段。
在一些示例性实施例中，所述系统可以检测所述稳定时段的起始，其中响应于所述稳定时段的所述起始的所述检测而执行所述调谐数据的所述获取。
在一些示例性实施例中，一个或多个分析运行的所述批次包括多个分析运行，并且所述一个或多个空闲时间段包括所述多个分析运行中所包含的连续分析运行之间出现的空闲时间段。
在一些示例性实施例中，基于在所述一个或多个空闲时间段期间用所述质谱仪执行的已知化学化合物的质量分析来获取所述调谐数据。
在一些示例性实施例中，所述系统可以请求用户输入以配置所述一个或多个空闲时间段，并且响应于接收到所述用户输入而基于所述用户输入来配置所述一个或多个空闲时间段。
在一些示例性实施例中，响应于所述值的所述确定而执行所述将所述操作参数设置为所述所确定的值。
在一些示例性实施例中，所述系统可以请求用户授权以将所述操作参数设置为所述所确定的值，并且响应于接收到所述用户授权而将所述操作参数设置为所述所确定的值。
在一些示例性实施例中，在一个或多个分析运行的所述批次期间出现的一个或多个运行时间段期间获取所述调谐数据。
在一些示例性实施例中，所述调谐数据是基于在所述一个或多个运行时间段期间用所述质谱仪执行的分析样品的质量分析和在所述一个或多个运行时间段期间用所述质谱仪执行的已知化学化合物的质量分析中的至少一个质量分析。
附图说明
附图展示了各个实施例，并且是说明书的一部分。所展示的实施例仅是实例，并且不限制本公开的范围。贯穿本附图，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。
图1展示了根据本文所述原理的示例性质谱仪。
图2展示了根据本文所述原理的示例性组合的分离和质谱系统。
图3展示了根据本文所述原理的示例性调谐系统。
图4展示了根据本文所述原理的组合的分离和质谱系统的示例性工作流程的定时图。
图5展示了根据本文所述原理的用组合的分离和质谱系统执行的示例性分析运行的定时图。
图6展示了根据本文所述原理的组合的分离和质谱系统的另一示例性工作流程的定时图。
图7展示了根据本文所述原理的示例性分析运行的定时图，在所述分析运行期间执行空闲时间调谐过程。
图8展示了根据本文所述原理的示例性分析运行的定时图，在所述分析运行期间执行主动运行时间调谐过程。
图9展示了根据本文所述原理的包括分析运行的批次的示例性工作流程的定时图。
图10展示了根据本文所述原理的示例性方法。
图11展示了根据本文所述原理的示例性计算装置。
具体实施方式
本文描述了调谐系统和方法。如将在下面更详细描述的，调谐系统可以在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间从质谱仪获取与质谱仪的操作特性相关联的调谐数据的集合。调谐系统可以基于调谐数据的集合来确定被配置成调节质谱仪的操作特性的操作参数的值，并且将操作参数设置为所确定的值。
为了说明，可以将与质谱仪耦合的气相色谱仪(“GC-MS系统”)用于执行多个分析运行，以分析多个不同的分析样品。在第一分析样品的第一分析运行期间，质谱仪可以具有短暂的空闲时间段(例如，3分钟)，如当气相色谱仪中的炉在第一分析运行结束且在第二样品的下一个分析运行之前冷却时。由于质谱仪在空闲时间段期间未运行分析样品，因此质谱仪可以代替地在空闲时间段期间运行校准物样品并获取调谐数据的集合，如代表质量分辨率的数据(例如，校准物峰的宽度)。使用调谐数据的此集合，质谱仪可以确定要施加到质量分析器的电极上的射频(“RF”)电压/直流(“DC”)电压斜坡率的值，从而将质量分辨率调节到期望水平。
作为另一说明，可以使用与质谱仪耦合的液相色谱仪(“LC-MS系统”)来执行分析样品的分析运行。已知的化学化合物(例如，内标物、质量损失、校准物、柱流失等)可以存在于来自液相色谱柱的流出物中，或者可以直接注入质谱仪中。在分析运行的运行时间段期间，质谱仪可以基于已知化学化合物的质量分析(例如，基于质谱图中已知化合物的峰)获取调谐数据。调谐数据可以用于生成检测器增益曲线(例如，根据Fies方法)，并且调谐系统可以基于增益曲线来确定要施加到包含在检测器中的电子倍增器的电压的值，以获得期望的检测器增益。
本文描述的系统和方法可以提供各种益处。例如，本文所述的系统和方法可以调谐质谱仪的一个或多个组件(例如，离子源、滤质器、光学器件、检测器和其任何子组件)以优化质谱仪的一个或多个操作特性(例如，质量分辨率、质量准确度、质量范围、检测器增益等)。另外，本文描述的系统和方法可以在一个或多个分析运行的一个或多个批次期间在后台调谐质谱仪。因此，本文描述的系统和方法在不中断分析运行的执行的情况下改善了调谐过程。此外，通过在一个或多个分析运行的一个或多个批次期间出现的空闲时间段和/或运行时间段期间零碎地获取调谐数据，本文描述的系统和方法可以在后台完成完全自动调谐，而对用户基本上没有负担。在下面的描述中，本文描述的系统和方法的这些和其它益处将变得显而易见。现在将参考附图更详细地描述各个实施例。
图1展示了示例性质谱仪100的功能组件。示例性质谱仪100是说明性的而不是限制性的。如所示出的，质谱仪100包含离子源102、质量分析器104、离子检测器106和控制器108。
离子源102被配置成从待分析的样品产生多个离子并且将离子递送到质量分析器104。离子源102可以使用任何合适的电离技术，包含但不限于电子电离、化学电离、基质辅助激光解吸/电离、电喷雾电离、大气压化学电离、大气压光电离、电感耦合等离子体等。离子源102可以包含用于从样品产生离子并将所产生的离子束110递送到质量分析器104的各种组件。
质量分析器104被配置成根据离子中的每个离子的质荷比(m/z)来分离离子束110中的离子。质量分析器104可以例如通过以下来实施：四极杆滤质器、离子阱(例如，三维四极杆离子阱、圆柱形离子阱、线性四极杆离子阱、环形离子阱等)、飞行时间(TOF)质量分析器、静电阱质量分析器(例如，轨道阱(Orbitrap)质量分析器、Kingdon阱等)、傅立叶变换离子回旋共振(FT-ICR)质量分析器、扇形质量分析器等。
在一些实例中，质量分析器104可以包含具有多个杆电极(例如，四极杆、六极杆、八极杆等)的一个或多个多极杆组合件，以用于引导、捕获和/或过滤离子。在四极杆中，可以将RF电压的相反相位施加到杆电极对，从而生成在四极杆的中心区域内引导或捕获离子的四极杆电场。在四极杆滤质器中，还可以将质量分辨直流(DC)电压施加到杆电极对，从而在四极杆电场上叠加DC电场并且使一些离子的轨迹变得不稳定并引起不稳定离子对杆电极之一放电。在此类四极杆滤质器中，仅具有一定质荷比的离子才能保持稳定的轨迹并横穿四极杆的长度，其中所述离子从滤质器中发射并随后被离子检测器106检测到。在一些实例中，质量分析器104可以耦合到被配置成向多极杆组合件供应RF电压的振荡电压电源(未示出)，并且可以耦合到被配置成向多极杆组合件供应质量分辨DC电压的DC电压电源。
在实施串联质谱仪的一些实施例中，质量分析器104和/或离子源102还可以包含碰撞池。如本文所使用的，术语“碰撞池”可以涵盖被布置成通过受控解离过程产生产物离子的任何结构，并且不限于用于碰撞激活解离的装置。例如，碰撞池可以被配置成使用碰撞诱导解离、电子转移解离、电子捕获解离、光诱导解离、表面诱导解离、离子/分子反应等来对离子进行碎片化。碰撞池可以定位于滤质器的上游，所述滤质器基于离子的质荷比来分离碎片化的离子。在一些实施例中，质量分析器104可以包含多个滤质器和/或碰撞池的组合，如三重四极杆质量分析器，其中碰撞池插入独立可操作的滤质器之间的离子路径中。
离子检测器106被配置成检测由质量分析器104分离的各种不同质荷比中的每种质荷比的离子，并且响应地生成代表离子强度(离子的数量)或离子的相对丰度的电信号。电信号被传输到控制器108以进行处理，以便构建样品的质谱图。例如，质量分析器104可以将分离的离子的发射束112发射到离子检测器106，所述离子检测器被配置成检测发射束112中的离子并且生成或提供可以被控制器108用于构建样品的质谱图的数据。离子检测器106可以通过任何合适的检测装置(包含但不限于电子倍增器、法拉第杯等)来实施。在一些实例中，检测器106具有响应于从控制器108发送的增益控制信号而变化的增益。
例如，检测器106可以包含高能转换倍增极、电子倍增器(例如，离散倍增极电子倍增器、连续倍增极电子倍增器、光电倍增器、硅光电倍增器、雪崩二极管、雪崩光电二极管等)和电路系统(例如，静电计和相关联的电子电路系统)。高能转换倍增极可以被配置成将从质量分析器104接收的离子转换成电子或其它带电粒子。电子倍增器可以被配置成通过一系列倍增极以增加的电压来放大产生的电子，所述倍增极产生电子的级联并倍增输入的电子电流。然后可以由电路系统检测和处理电子级联，以生成对应于检测到的离子强度的电信号。增益控制信号的电压用作电子倍增器的倍增器电压，以控制检测器106的增益。
在一些实例中，离子源102和/或质量分析器104可以包含用于聚焦、加速和/或引导离子(例如，离子束110和/或发射束112)通过质谱仪100的离子光学器件(例如，离子引导器、聚焦透镜、偏转器等)。例如，离子源102可以包含用于将产生的离子聚焦成离子束110，加速离子束110，并且朝质量分析器104引导离子束110的离子光学器件。
控制器108可以与离子源102、质量分析器104和/或离子检测器106以通信方式耦合，并且被配置成控制所述离子源、所述质量分析器和/或所述离子检测器的操作。例如，控制器108可以被配置成控制离子源102、质量分析器104和/或离子检测器106中包含的各个硬件组件的操作。为了说明，控制器108可以被配置成通过设置离子源102的电离电压和加速电压来控制离子束110的强度。控制器108可以进一步被配置成控制用于向质量分析器104(例如，向质量分析器104中包含的多极杆组合件)供应RF电压和/或DC电压的振荡电压电源和/或DC电源，并且调节RF电压和DC电压的值，以选择要检测的离子的质荷比的有效范围。控制器108还可以如通过调节检测器增益来调节离子检测器106的灵敏度。
控制器108还可以包含和/或提供用户界面，所述用户界面被配置成使得质谱仪100的用户与控制器108之间能够进行交互。用户可以通过触觉、视觉、听觉和/或其它感觉类型的通信，经由用户界面与控制器108交互。例如，用户界面可以包含用于向用户显示信息(例如，质谱图、通知等)的显示装置(例如，液晶显示器(LCD)显示屏、触摸屏等)。用户界面还可以包含允许用户向控制器108提供输入的输入装置(例如，键盘、鼠标、触摸屏装置等)。在其它实例中，显示装置和/或输入装置可以与控制器108分离但以通信方式耦合到所述控制器。例如，显示装置和输入装置可以包含在通过有线连接(例如，通过一根或多根电缆)和/或无线连接以通信方式连接到控制器108的计算机(例如，台式计算机、膝上型计算机等)中。
控制器108可以包含被配置成控制质谱仪100的各个组件的操作的硬件(例如，处理器、电路系统等)和/或软件。尽管图1示出了控制器108包含在质谱仪100中，但是控制器108可以替代地以与质谱仪100完全或部分地分离的方式，如通过计算装置来实施，所述计算装置通过有线连接(例如，电缆)和/或网络(例如，局域网、无线网络(例如，Wi-Fi)、广域网、因特网、蜂窝数据网络等)以通信方式耦合到质谱仪100。
现在将描述质谱仪100的操作。在操作中，质谱仪100对未知样品进行质量分析。在质量分析期间，控制器108指导离子源102从未知样品材料中产生离子并将离子递送到质量分析器104。控制器108指导质量分析器104跨质荷比的一定范围进行扫描，以根据所产生的离子的质荷比选择性过滤所述离子。在分析扫描期间的任何给定时间点，提供给检测器106的离子均具有所选质荷比。质谱仪100可以在扫描期间所选质荷比逐渐增加(或逐渐减小)的模式下操作。然而，替代地，质谱仪100可以在所选质荷比不逐渐增加(或减小)，而是恒定或不连续的模式下操作，如在所选离子监测(SIM)模式或所选反应监测(SRM)模式下操作。
检测器106检测从质量分析器104接收到的每种质荷比的离子的离子强度(数量)。检测器106生成对应于检测到的离子强度的电信号(离子信号)，并将离子信号传输到控制器108，所述控制器可以保存数据，处理数据并基于数据生成质谱图。
在一些实施例中，质谱仪100可以与分离系统耦合，所述分离系统被配置成分离待由质谱仪100分析的样品的组分。图2展示了示例性组合的分离和质谱系统200(“组合系统200”)。如所示出的，组合系统200包含分离系统202、质谱仪204和控制器206。组合系统200可以包含可以适合于特定实施方案的另外的或替代组件。
在由组合系统200执行的分析运行中，分离系统202被配置成接收待分析的样品并分离样品内的某些组分。在一些实例中，分离系统202还可以如通过生成代表样品内的组分的色谱图来检测分离的组分的相对丰度。分离系统202可以通过被配置成分离样品中包含的组分的任何装置，如液相色谱仪(例如，高效液相色谱仪)、气相色谱仪、离子色谱仪、毛细管电泳系统等来实施。将由分离系统202分离的组分208递送到质谱仪204，以由质谱仪204进行质量分析。
例如，在液相色谱仪中，可以将样品注入流动相(例如，溶剂)中，所述流动相将样品运载通过含有固定相(例如，吸附剂填充材料)的柱。当流动相通过柱时，样品内的组分208将基于其大小、其对固定相的亲和力、其极性和/或其疏水性在不同时间从柱中洗脱。组分208的保留时间还可能受到液相色谱仪条件，如流动相流速和溶剂组成的影响。检测器(例如，分光光度计)可以测量由来自柱的流出物中的每种分离的组分(洗脱物)调制的信号的相对强度，并将所述信号表示为色谱。在一些实例中，相对强度可以与分离的组分的相对丰度相关或代表所述相对丰度。由液相色谱仪生成的数据可以输出到控制器206。在一些分析运行中，液相色谱仪可以在梯度洗脱运行中使溶剂组成(例如，极性、pH、浓度等)随时间斜坡式变化，以促进样品的组分的分离。
在气相色谱仪中，流动相是载气(例如，氦气、氢气、氩气、氮气等)，并且组分208的保留时间可能会受到气相色谱仪条件，如压力、柱温和载气流速的影响。在组分208具有宽沸点范围的一些分析运行中，气相色谱仪可以以炉随时间增加柱温的温度梯度操作，从而确保早期和晚期洗脱组分的完全和高效分离。
质谱仪204被配置成从分离系统202接收分离的组分208，从组分208产生离子，并基于离子中的每个离子的质荷比分离离子，并且测量分离的离子的相对丰度，如上所述。质谱仪204可以由任何合适类型的质谱仪(例如，质谱仪100)来实施。
控制器206与组合系统200(例如，分离系统202和/或质谱仪204)以通信方式耦合并且被配置成控制所述组合系统的操作。控制器206可以包含被配置成控制组合系统200的各个组件的操作的硬件(例如，处理器、电路系统等)和/或软件。尽管图2示出了控制器206包含在组合系统200中，但是控制器206可以替代地以与组合系统200完全或部分地分离的方式，如通过计算装置来实施，所述计算装置通过有线连接(例如，电缆)和/或网络(例如，局域网、无线网络(例如，Wi-Fi)、广域网、因特网、蜂窝数据网络等)以通信方式耦合到组合系统200。在质谱仪204由质谱仪100实施的实例中，控制器206可以完全或部分地由控制器108实施。
如所提及的，可以对质谱仪(例如，质谱仪100和/或质谱仪204)进行调谐以优化质谱仪的一个或多个操作特性(例如，质量分辨率、质量准确度、检测器增益、强度等)。如本文所使用的，术语“最优”及其变体是指被确定为在数值上优于一个或多个其它值的任何值。例如，最优值或优化值不一定是最佳可能值，而是可以简单地满足某一标准(例如，在操作特性方面与先前值的变化在容限之内)。因此，优化的操作特性可能不处于最佳可能的操作条件，而仅仅是优于例如由调谐标准所确定的另一种条件的操作条件。质谱仪的操作特性以及用于优化操作特性的调谐系统和方法将在下面更详细地描述。通常，对质谱仪执行的调谐过程可以确保在运行分析样品时，质谱仪生成准确且一致的数据。例如，调谐过程可以确保在分析未知材料时，跨质量的一定范围的质量分辨率(例如，峰宽)和检测到的离子强度相对于彼此处于适当水平。调谐过程还可以确保质谱仪在分析未知材料时将质量准确地分配给产生的离子。示例性调谐将在下面更详细地描述。
图3展示了被配置成调谐质谱仪(例如，质谱仪100和/或质谱仪204)的示例性调谐系统300。如所示出的，调谐系统300可以包含但不限于彼此选择性且以通信方式耦合的存储设备302和处理设备304。调谐系统300(例如，设备302和304)可以包含硬件和/或软件组件(例如，处理器、存储器、通信接口、存储在存储器中以供处理器执行的指令等)或者由所述硬件和/或软件组件实施。在一些实例中，设备302和304可以分布在可以服务于特定实施方案的多个装置和/或多个位置之间。
存储设备302可以维护(例如，存储)由处理设备304用来执行本文描述的操作中的任何操作的可执行数据。例如，存储设备302可以存储可以由处理设备304执行以执行本文描述的操作中的任何操作的指令306。指令306可以由任何合适的应用、软件、代码和/或其它可执行数据实例来实施。存储设备302还可以维护由处理设备304接收、生成、管理、使用和/或传输的任何数据。例如，存储装置302可以维护调谐数据和调谐算法数据。调谐算法数据可以包含代表一个或多个算法，由所述一个或多个算法使用或与所述一个或多个算法相关联的数据，所述一个或多个算法由处理设备304维护以用于基于调谐数据来调谐质谱仪。调谐数据将在下面更详细地描述。
处理设备304可以被配置成执行(例如，执行存储在存储设备302中的指令306以执行)与调谐质谱仪相关联的各种处理操作。例如，处理设备304可以在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间从质谱仪获取与质谱仪的操作特性相关联的调谐数据的集合。处理设备304可以基于调谐数据的集合来确定被配置成调节质谱仪的操作特性的操作参数的值，并且将操作参数设置为所确定的值。本文描述了可以由处理设备304执行的这些和其它操作。在下面的描述中，对由调谐系统300执行的操作的任何引用都可以理解为由调谐系统300的处理设备304执行。
在一些实例中，转向系统300可以完全或部分地由质谱仪100(例如，由控制器108)或由组合系统200(例如，由控制器206)来实施。替代地，调谐系统300可以以与质谱仪100或组合系统200完全或部分地分离地的方式，如通过远程计算装置来实施，所述远程计算装置通过有线连接(例如，电缆)和/或网络(例如，局域网、无线网络(例如，Wi-Fi)、广域网、因特网、蜂窝数据网络等)以通信方式耦合到质谱仪100。
如所提及的，调谐系统300可以在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间从质谱仪获取与质谱仪的操作特性相关联的调谐数据的集合。如本文所使用的，操作特性可以指在操作期间(例如，在一个或多个分析运行期间，其中质谱仪从样品产生离子，根据其质荷比分离离子，检测分离的离子，并产生用于生成检测到的离子的质谱图的数据)质谱仪或其组件中的任何组件所表现出的任何特性。操作特性可以包含例如质量分辨率(峰宽)、质量准确度(峰位置)、强度、灵敏度、检测器增益、质量范围、扫描速度、离子束强度等。
如本文所使用的，操作参数是指质谱仪的特定组件或子组件(例如，硬件组件)的可变条件或设置，或应用于所述特定组件或子组件的可变条件或设置。例如，操作参数可以包含施加到离子源灯丝的发射电流、施加到离子源聚焦透镜的透镜电压、用于离子源电子门的占空比、施加到滤质器的RF电压幅度、施加到滤质器的RF电压频率、施加到滤质器的DC质量分辨电压、施加到滤质器的RF/DC电压斜坡率、施加到离子引导器的RF频率、施加到检测器中的电子倍增器的倍增器电压等。任何一个或多个操作参数的值的调节通常会引起质谱仪的一个或多个操作特性的调节。
如本文所使用的，调谐数据可以是指在一个或多个分析运行期间或由于一个或多个分析运行而由质谱仪产生、生成、收集或以其它方式获得的任何数据。例如，调谐数据可以包含代表操作参数(例如，RF电压频率、RF电压幅度、DC电压、RF/DC斜坡率、扫描速度等)的值的数据、基于从质量分析(例如，质谱图、峰宽、峰强度、峰位置、检测器增益等)生成的离子信号的数据，以及从上述中得出的任何数据或信息。调谐系统300可以通过对样品(例如，校准物样品、分析样品等)执行一次或多次分析扫描并获取对应的调谐数据来获取调谐数据。在一些实例中，调谐系统300可以通过在分析扫描期间改变一个或多个操作参数的值来获取调谐数据。因此，调谐数据可以在生成离子信号时将获取的离子信号与一个或多个操作参数的值相关联。
调谐系统300可以被配置成根据空闲时间调谐过程和/或运行时间调谐过程在一个或多个分析运行的批次期间获取调谐数据。图4展示了组合系统(例如，与分离系统耦合的质谱仪，如组合系统200)的示例性工作流程400的定时图，在所述工作流程期间，可以执行空闲时间调谐过程和/或运行时间调谐过程以调谐质谱仪。如所示出的，工作流程400包含以批次404(例如，第一批次404-1和第二批次404-2)执行的分析运行402(例如，分析运行402-1到402-7)。每个批次404包含连续执行的分析运行402的独特集合。例如，第一批次404-1包含分析运行402-1到402-4，并且第二批次404-2包含分析运行402-5到402-7。将认识到的是，批次404可以包含可以适合于特定实施方案的任何数量的分析运行。在每个分析运行402中，组合系统通过将分析样品406注入到分离系统中并使分析样品406运行通过分离系统和质谱仪来处理不同的分析样品406(例如，分析样品406-1到406-7中的一个分析样品)，如下面将更详细说明的。
批次404是被调度为自动连续运行的所有分析运行402的集合。例如，用户可以将含有分析样品406-1到406-4的多个容器(例如，管、小瓶、器皿等)装载到组合系统的自动采样器的托盘中，并且对组合系统进行编程以自动地处理分析样品406-1到406-4。因此，在第一批次404-1中，组合系统可以被配置成自动地开始分析运行402-1，在分析运行402-1完成时自动地开始分析运行402-2，在分析运行402-2完成时自动地开始分析运行402-3，并且在分析运行402-3完成时自动地开始分析运行402-4。在替代实例中，组合系统可能在开始批次或下一个调度的分析运行之前需要用户输入(例如，通过按压按钮)。
在第一批次404-1完成之后(例如，在完成分析运行402-1到402-4之后)，组合系统可以进入备用状态408，在所述备用状态期间，组合系统不执行调度的分析运行。备用状态408可以发生在例如当天的所有分析运行402已经完成之后的晚上。备用状态408可以持续可以适合于特定实施方案的任何时间段。当下一个批次(例如，第二批次404-2)开始时，备用状态408结束。
在一些实例中，用户可以指定每个批次404开始的时间段。例如，用户可以对组合系统进行编程，以在10:00AM开始第一批次404-1，并且在11:00AM开始第二批次404-2。因此，即使第二批次404-2已经被预先调度，备用状态408也可能在第一批次404-1与第二批次404-2之间出现。
每个分析运行402包含运行时间段和一个或多个空闲时间段，在所述运行时间段和所述一个或多个空闲时间段期间，可以执行运行时间调谐过程和/或空闲时间调谐过程。图5展示了用组合系统502执行的示例性分析运行500的定时图。如所示出的，组合系统502包含分离系统504和与分离系统504耦合的质谱仪506。在一些实例中，组合系统502由组合系统200实施。组合系统502可以是例如LC-MS系统或GC-MS系统。图5示出了与分离系统504相关联的操作的时间线508和与质谱仪506相关联的操作的时间线510。
在时间t1处，将分析样品512注入到分离系统504的流动相(例如，溶剂、载气等)中，并且流动相将样品512运载通过含有固定相的柱。当流动相通过柱时，多种洗脱物(例如，样品512内的组分512-1到512-5)在不同的时间从柱中洗脱并被递送到质谱仪506。例如，在时间t2处，第一组分512-1从分离系统504中洗脱并被递送到质谱仪506中。组分512-2到512-5从柱中洗脱并依次被递送到质谱仪506中。在时间t3处，最后一种组分(第五组分512-5)从柱中洗脱并被递送到质谱仪506中。从样品512注入开始到最后一种组分洗脱并递送到质谱仪506中的时间段(即，从时间t1到时间t3的时间段)包括运行时间段514。在一些实例中，运行时间段514可以在注入样品512之前开始。例如，流动相可以在注入样品512之前开始移动通过分离系统504。因此，运行时间段514可以在流动相开始移动时开始。
在运行时间段514结束之后，分离系统504进入稳定时段516，在所述稳定时段期间，分离系统504重置或调节操作条件，以为批次中的下一个分析运行做准备。例如，如果分离系统504由液相色谱仪实施，则液相色谱仪可以在梯度洗脱运行中的运行时间段514期间使溶剂组成(例如，溶剂的极性、pH和/或浓度)随时间斜坡式变化，以促进组分512-1到512-5的分离。在稳定时段516期间，液相色谱仪可以冲洗管线并将溶剂组成返回到原始条件(例如，在时间t1处存在的条件)。此过程可能需要几分钟来完成。作为另一个实例，如果分离系统504由气相色谱仪实施，则气相色谱仪可以在温度梯度运行中的运行时间段514期间使炉温度随时间斜坡式变化。在稳定时段516期间，气相色谱仪可以重置炉温度并且允许炉冷却到原始温度(例如，在时间t1处的温度)。同样，此过程可能需要几分钟来完成(例如，3到10分钟)。
如图5所示，稳定时段516持续到时间t5，在所述时刻，当用于下一个分析运行的预处理时段开始时或当将另一个样品注入到分离系统504中以进行下一个分析运行时，分离系统504的操作条件(例如，溶剂组成、炉温度等)达到目标水平。当分析运行500是批次中的最后一个分析运行(例如，批次404-1中的分析运行402-4)时，稳定时段516的结束可以标志着所述批次(例如，批次404-1)的结束。
在一些实例中，如图5所示，预处理时段518可以在运行时间段514之前出现。在预处理时段518期间，分离系统504(或组合系统502的另一个组件)可以执行一个或多个操作，以为分离系统504处理样品512做准备。例如，在时间t0处，组合系统502中包含的自动采样器可以移除容纳样品512的容器，扫描容器上的条形码或其它标签以识别并记录与样品512相关联的信息，并且从容器中抽吸样品512。作为另一个实例，分离系统504可以在预处理时段518期间将标准物(例如，内标物、校准标准物、调谐标准物等)注入到流动相中。作为另外的实例，可以在从容器中抽吸样品512之前清洗自动采样器中的注射器。作为又一个实例，分离系统504可以初始化溶剂组成、初始化炉温度等。
在一些实例中，仅批次中的第一分析运行(例如，批次404-1中的分析运行402-1和批次404-2中的分析运行402-5)包含预处理时段518。所有其它分析运行(例如，批次404-1中的分析运行402-2到402-4和批次404-2中的分析运行402-6和402-7)可以在对应的稳定时段516期间执行预处理操作。
当流动相和样品512移动通过分离系统504时，质谱仪506接收来自分离系统504的流出物并对所述流出物执行质量分析。例如，在时间t1注入样品512时或在此之前，随着流动相将样品512移动通过柱，质谱仪506可以开始监测来自分离系统504的流出物。在时间t2处，第一组分512-1存在于流出物中并被递送到质谱仪，所述质谱仪从组分512-1到512-5产生离子。当组分512-1到512-5出现在流出物中时，由质谱仪506生成的质谱图可以包含与从组分512-1到512-5产生的离子相对应的峰。在时间t4处，质谱仪506可以完成对组分512-1到512-5的分析。从在时间t1将样品512注入到分离系统504中开始到在时间t4完成对样品512(例如，样品组分512-1到512-5)的质量分析的时间段可以被称为运行时间段520。在运行时间段514在注入样品512之前开始起始流动相移动的实例中，运行时间段520可以类似地在注入样品512之前开始(例如，对应于运行时间段514)。
运行时间段520持续到时间t4，在所述时间处，质谱仪506不处理或执行样品512的任何进一步的质量分析。因此，运行时间段520之后的时间段可以被称为空闲时间段522。空闲时间段522可以持续直到分离系统504的稳定时段516结束(例如，在时间t5处)。
在分离系统504的操作包含预处理时间段518的一些实例中，质谱仪506的操作可以在运行时间段520之前包含另一个空闲时间段524。如所示出的，空闲时间段524可以与预处理时间段518基本上一致。当在时间t1将样品512注入到流动相中时和/或当流动相开始移动时，空闲时间段524可以结束并且运行时间段520可以开始。
在其它实例中，空闲时间段524的结束和运行时间段520的开始可以与第一组分(例如，在时间t1处的第一组分512-1)的洗脱一致。例如，空闲时间段524可以从时间t0延伸到时间t2，并且运行时间段520可以从在时间t1处第一组分512-1的洗脱开始。可以例如基于对分离系统504所生成的检测信号(例如，色谱)中第一组分512-1的洗脱的检测来检测从空闲时间段524到运行时间段520的转变。
在一些实例中，可以延长空闲时间段522和/或空闲时间段524的持续时间，以便为空闲时间调谐过程提供另外的时间。例如，空闲时间段522和/或524可以延长固定量(例如，15秒)。替代地，可以根据需要延长空闲时间段522和/或524以完成空闲时间调谐过程。例如，调谐系统300可以确定在空闲时间段522结束时或结束附近，可以在额外的6秒内完成调谐数据的获取。因此，调谐系统300可以将空闲时间段522延长6秒或更长时间。在一些实例中，调谐系统300可以允许用户配置空闲时间段522和524的延长，如启用或禁用空闲时间段延长、指定延长空闲时间段的方式和/或指定空闲时间段延长的量。
作为延长空闲时间段的持续时间的另外或替代方案，调谐系统300可以人为地将一个或多个另外的空闲时间段插入一个或多个分析运行的批次中，以为调谐系统300执行空闲时间调谐过程提供另外的时间。图6展示了组合系统的另一个示例性工作流程600的定时图。除了调谐系统300已在批次404-1中的分析运行402-2与分析运行402-3之间插入了另外的空闲时间段602之外，图6与图4类似。另外的空闲时间段602可以具有可以适合于特定实施方案的任何持续时间(例如，30秒)。尽管图6仅示出了一个另外的空闲时间段602，但是工作流程600可以包含在批次404-1和/或批次404-2期间的可以适合于特定实施方案的任何数量的另外的空闲时间段。
在一些实例中，调谐系统300可以被配置成允许用户配置另外的空闲时间段。例如，调谐系统300可以允许用户选择一个或多个菜单选项以手动地插入空闲时间段，指定空闲时间段的定时(例如，介于样品406-2和406-3的处理之间、在3:00PM等)，指定空闲时间段的持续时间，指定在空闲时间段期间要执行的特定调谐等。在一些实例中，调谐系统300可以自动地插入另外的空闲时间段602，并且与用户协商另外的空闲时间段602的配置。
如以上所提及的，调谐系统300被配置成根据空闲时间调谐过程和/或运行时间调谐过程在一个或多个分析运行的批次期间获取调谐数据，并使用获取的调谐数据来确定一个或多个操作参数的值。现在将描述空闲时间和运行时间调谐过程。
在空闲时间调谐过程中，调谐系统300被配置成在一个或多个分析运行的批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间获取调谐数据。图7展示了示例性分析运行700的定时图，在所述分析运行期间可以执行空闲时间调谐过程。除了调谐系统702与组合系统502以通信方式耦合并且在空闲时间段522期间将调谐样品704注入到质谱仪506中之外，图7与图5相同。调谐系统702可以由调谐系统300实施。虽然调谐系统702被示出为与组合系统502分离，但是在替代实例中，调谐系统702可以包含在组合系统502中(例如，可以由包含在组合系统502中的一个或多个控制器来实施)。
在空闲时间调谐过程中，调谐数据可以基于调谐样品704的质量分析。为此，调谐系统702可以指导组合系统502在空闲时间段522期间(例如，在时间t6处)将调谐样品704注入质谱仪506中，并在空闲时间段522期间执行调谐样品704的一次或多次分析扫描。调谐样品704可以是含有如全氟三丁胺(也被称为“PFTBA”或“FC-43”)、十氟三苯基膦(也被称为“DFTPP”)等已知化合物的任何样品(例如，校准物样品、内标物等)。尽管图7示出了调谐样品704在时间t6处被注入到质谱仪506中，但是调谐样品704可以在空闲时间段522和/或空闲时间段524期间的可以适合于特定实施方案的任何其它时间被注入到质谱仪506中(例如，在GC-MS系统中的炉冷却期间氦气流速稳定之后)。
在一些实例中，调谐系统702可以被配置成检测运行时间段520的结束和/或空闲时间段522的开始(或空闲时间段524的开始)，并且作为响应，指导组合系统502将调谐样品704注入到质谱仪506中。调谐系统702可以以任何合适的方式检测运行时间段520的结束和/或空闲时间段522(或空闲时间段424)的开始。例如，调谐系统702可以检测由质谱仪生成的离子信号(或质谱图)的变化，所述变化指示不再检测到组分512-1到512-5。另外或替代地，调谐系统702可以检测(例如，基于从分离系统504获取的数据)由分离系统504执行的稳定过程(如GC炉的冷却、氦气流速的稳定或重置LC溶剂组成)的起始和/或执行。
在空闲时间段522期间，调谐系统702可以获取在确定质谱仪506的一个或多个操作参数的值方面所要使用的调谐数据的集合。例如，在空闲时间段522期间，调谐系统702可以从质谱仪506获取基于调谐样品704的质量分析所生成的离子信号以及代表在空闲时间段522期间施加到质谱仪506中包含的滤质器的RF电压幅度的值的数据。调谐数据的集合的获取可以继续进行，直到空闲时间段522结束或者直到调谐系统702确定已经获取了足够的调谐数据。
调谐系统702可以使用所获取的调谐数据的集合来确定一个或多个操作参数的值。例如，基于获取的离子信号和施加到滤质器的RF电压幅度，调谐系统702可以确定要施加到滤质器的电极的RF电压幅度以优化质量校准。调谐系统702可以以任何合适的方式确定操作参数的值。例如，调谐系统702可以应用调谐算法，所述调谐算法被配置成基于所获取的调谐数据并且基于一组调谐标准(例如，在如EPA方法8270等已建立的方法中阐述的调谐标准)来确定操作参数的最优值。可以使用可以适合于特定实施方案的任何合适的调谐算法。
在一些实例中，除了在一个或多个空闲时间段期间之外，调谐系统300还可以被配置成在处于备用状态(例如，备用状态408)时获取调谐数据。
如以上所提及的，调谐系统300还可以被配置成根据运行时间调谐过程在一个或多个分析运行的批次期间获取调谐数据。调谐系统300还可以使用在运行时间调谐过程期间获取的调谐数据来确定一个或多个操作参数的值。在运行时间调谐过程中，调谐系统300被配置成在一个或多个分析运行的批次期间出现的一个或多个运行时间段期间获取调谐数据。可以被动地和/或主动地执行运行时间调谐过程。
在被动运行时间调谐中，调谐系统300可以获取并使用在一个或多个分析运行的常规进程中由质谱仪产生或生成的任何数据作为调谐数据。因此，可以在不使用调谐样品(例如，校准物样品)的情况下执行被动运行时间调谐。例如，被动获取的调谐数据可以基于由在关注的分析物(例如，分析样品)的质量分析期间执行的分析扫描所生成的离子信号(例如，从所述离子信号生成或得出)。另外或替代地，被动获取的调谐数据可以基于流动相和/或流动相中存在的任何背景组分。现在将参考图7描述这些不同类型和来源的调谐数据。
如图7所示，质谱仪506从分离系统504接收流出物，并在运行时间段520期间对流出物执行质量分析。在第一组分512-1于时间t2处从分离系统504出现之前，流出物通常仅包含流动相(例如，LC-MS系统中的溶剂或GC-MS系统中的载气)。在一些情况下，来自分离系统504的流出物还可以包含已知的背景组分，如内标物、柱流失、从自动采样器注射器转移的痕量的硅酮(例如，当注射器刺穿容纳样品512的小瓶的隔膜时，由注射器拾取的硅酮)。因此，由质谱仪506生成的离子信号可以代表已知的流动相以及与流动相一起存在的任何已知的背景组分。因此，调谐系统702可以将基于流动相的组分生成的离子信号(例如，在时间t2之前生成的离子信号)用作调谐数据。此类调谐数据可以代表或用于确定例如操作特性，如质量分辨率(峰宽)、强度和质量准确度(质量位置)。
从时间t2开始，流出物还可以连续包含来自关注的分析物(例如，样品512)的组分512-1到512-5。结果，除了流动相的已知组分之外，在时间t2之后质谱仪506生成的离子信号还可以代表从组分512-1到512-5产生的离子。因此，调谐系统702可以将基于关注的分析物生成的离子信号(例如，在时间t2之后生成的离子信号)用作调谐数据。此类调谐数据还可以代表或用于确定例如操作特性，如质量分辨率(峰宽)、强度和质量准确度(质量位置)。
除了离子信号(或质谱图)之外，调谐系统702还可以获取代表在运行时间段520期间质谱仪506的一个或多个组件或子组件的操作参数的值的数据作为调谐数据。
在一些实例中，调谐系统702可以被配置成使用所获取的调谐数据来确定一个或多个操作参数的值。例如，调谐系统702可以被配置成确定被配置成调节质量分辨率和/或质量准确度的操作参数(例如，RF/DC电压斜坡率、RF电压幅度等)的值。调谐系统702可以以任何合适的方式基于所获取的调谐数据来确定一个或多个操作参数的值。例如，调谐系统702可以应用调谐算法，所述调谐算法被配置成基于所获取的调谐数据并且基于一组调谐标准来确定操作参数的最优值。可以使用可以适合于特定实施方案的任何合适的调谐算法。
在主动运行时间调谐中，可以基于已知组分(例如，调谐样品、校准物样品等)生成调谐数据，所述已知组分在分析运行的常规进程期间被注入到组合系统中以供质谱仪进行分析。图8展示了示例性分析运行800的定时图，在所述分析运行期间执行主动运行时间调谐过程。除了在运行时间段520期间将调谐样品802注入到质谱仪506中进行分析之外，图8与图7相同。调谐样品802可以是含有已知化合物的任何样品(例如，校准物样品、内标物、锁定质量(lock mass)等)。在一些实例中，选择调谐样品802，使得其不干扰样品512或以其它方式影响质谱仪506对样品512的质量分析。
如图8所示，当没有关注的分析物被质谱仪506分析时，在运行时间段520期间将调谐样品802直接注入到质谱仪506中。例如，从时间t1到时间t2，第一组分512-1尚未到达质谱仪506。因此，调谐系统702可以指导组合系统502在时间t1'处将调谐样品802注入到质谱仪506中，并在运行时间段520的此初始部分期间分析调谐样品802。尽管时间t1'被示出为出现在时间t1之后(即，在将样品512注入到流动相中之后)，但时间t1'可以同时出现或出现在时间t1之前。在一些实例中，调谐样品802的注入和/或调谐样品802的质量分析继续进行，直到调谐系统702检测到第一组分512-1从柱中出现(例如，通过由分离系统504生成的色谱图)。在替代实例中，调谐样品802的注入和/或调谐样品802的质量分析可以仅持续可以适合于特定实施方案的有限持续时间。
在调谐样品802不干扰或以其它方式影响样品512(或组分512-1到512-5)的质量分析的一些实例中，可以在运行时间段520期间的任何时间(包含在组分512-1到512-5的分析期间(例如，在时间t2之后))将调谐样品802注入到质谱仪506中并进行分析。
如图8所示，将调谐样品802直接注入到质谱仪506中。在替代实例中，可以在任何合适的时间将调谐样品802在任何合适的位置处(例如，在柱的上游)注入到分离系统504的流动相中(或者注入到柱的下游的流出物中)。
在运行时间段520期间，质谱仪506可以基于从来自分离系统504的流出物的组分产生的离子和从调谐样品802产生的离子来生成离子信号。调谐系统702可以在运行时间段520期间获取离子信号和代表质谱仪506的一个或多个组件或子组件的操作参数的值的任何数据作为调谐数据。调谐系统702可以使用此调谐数据来测量质谱仪506的一个或多个操作特性(例如，质量分辨率、质量准确度等)和/或确定被配置成调节所测量的操作特性的操作参数的值。
在前面的描述中，被动运行时间调谐和主动运行时间调谐已经以单独的过程的形式进行了描述。然而，运行时间调谐过程可以在同一分析运行和/或分析运行的同一批次期间包含被动运行时间调谐和主动运行时间调谐两者。
再次参考图3并且如以上所提及的，调谐系统300可以被配置成基于在一个或多个分析运行的批次期间获取的调谐数据的集合来确定操作参数的值，并将操作参数设置为所确定的值。通过将操作参数设置为所确定的值，调谐系统300可以调节质谱仪的操作特性。调谐系统300可以以任何合适的方式将操作参数设置为所确定的值。例如，调谐系统300可以控制振荡电压电源以将RF电压的幅度和/或频率的值设置为所确定的值，控制DC电压电源以将DC电压的值设置为所确定的水平等。
在一些实例中，调谐系统300被配置成实时自动地将操作参数设置为所确定的值。例如，调谐系统300可以响应于确定操作参数的值而将操作参数设置为所确定的值。以这种方式，调谐系统300可以在正常操作时快速地调谐质谱仪。
在其它实例中，调谐系统300可以被配置成响应于如检测器调谐、质量准确度调谐、质量分辨率调谐或透镜调谐等部分调谐的完成而自动地将操作参数设置为所确定的值。例如，部分调谐可以涉及设置多个操作参数(例如，RF电压幅度、RF电压频率和RF/DC电压斜坡率)的值。因此，仅在调谐系统300已经确定与部分调谐相关联的所有操作参数的值之后，调谐系统300才可以设置操作参数的值。
在其它实例中，调谐系统300可以被配置成响应于完全调谐(例如，完整自动调谐)的完成而自动地将操作参数设置为所确定的值。也就是说，仅在调谐系统300已经确定与完全调谐相关联的所有操作参数的值之后，调谐系统300才可以设置操作参数的值。
在上述实例中，调谐系统300被配置成在没有用户输入的情况下自动地设置操作参数。替代地，调谐系统300可以被配置成仅在调谐系统300已经接收到用户授权之后才设置一个或多个操作参数。在一些实例中，调谐系统300可以被配置成实时请求和接收用户授权。例如，响应于确定操作参数的值(或部分调谐或完全调谐中包含的所有操作参数的值)，调谐系统300可以向用户呈现通知并请求用户授权以设置一个或多个操作参数的一个或多个值。通知可以指定要调节哪个或哪些操作参数，一个或多个操作参数的调节程度(例如，操作参数的值和/或其值的变化)和/或对对应的一个或多个操作特性进行的相应调节。响应于接收到用户授权，调谐系统300可以设置一个或多个操作参数的一个或多个值。
在一些实例中，用户可以在调谐系统300获取调谐数据和/或确定一个或多个操作参数的一个或多个值之前给出预授权。例如，调谐系统300可以通过图形用户界面提供设置菜单，用户可以通过所述设置菜单来提供用户输入以配置调谐过程，包含如何以及何时调节操作参数。因此，如果用户预授权了调谐调节，则调谐系统300可以实时地自动进行调谐调节(例如，响应于对操作参数的值的确定)。
在空闲时间调谐和运行时间调谐两者中，调谐系统300可以在一个或多个分析运行的批次期间获取调谐数据的集合，并且基于调谐数据的集合来确定一个或多个操作参数。在一些实例中，调谐系统300可以被配置成在多个不同的空闲时间段期间获取调谐数据的多个集合，并且基于调谐数据的多个集合来确定一个或多个操作参数的值。调谐数据的集合可以是指在离散时间段(例如，特定的分析运行、特定的空闲时间段或特定的运行时间段)期间获取的调谐数据。
图9展示了示例性工作流程900的定时图，所述工作流程包括分析运行904(例如，分析运行904-1到904-4)的批次902。每个分析运行904包含运行时间段(未示出)和一个或多个空闲时间段(未示出)，在所述运行时间段期间，质谱仪对分析样品906(例如，分析样品906-1到906-4中的一个分析样品)执行质量分析，在所述一个或多个空闲时间段期间，质谱仪不对分析样品906执行质量分析。尽管未示出，但是批次902还可以包含可以适合于特定实施方案的任何数量的另外的空闲时间段。调谐系统908(例如，调谐系统300)被配置成在批次902期间的多个不同的空闲时间段和/或运行时间段期间获取调谐数据的多个集合910(例如，集合910-1到910-4)。例如，调谐系统908可以在分析运行904-1期间的第一空闲时间段期间获取调谐数据的第一集合910-1，在分析运行904-2期间的第二空闲时间段期间获取调谐数据的第二集合910-2，在分析运行904-3期间的第三空闲时间段期间获取调谐数据的第三集合910-3，并且在分析运行904-4期间的第四空闲时间段期间获取调谐数据的第四集合910-4。可以以本文描述的方式中的任一种方式来获取调谐数据的每个集合910。
在一些实例中，在特定空闲时间段或运行时间段(例如，在分析运行904-1期间出现的空闲时间段)期间获取的调谐数据的特定集合910可能不足以使调谐系统908确定特定操作参数的值。因此，调谐系统908可以被配置成基于调谐数据的多个集合(例如，基于集合910-1到910-4)来确定特定操作参数的值。
因为调谐系统908被配置成在多个不同的空闲时间段和/或运行时间段期间间歇地获取调谐数据的多个集合，所以调谐系统908可以维护标识调谐系统908已经获取的调谐数据的调谐日志，使得调谐系统908可以在没有大量重复调谐任务的情况下继续调谐过程。例如，调谐日志可以指示施加到四极杆电极的RF电压幅度的值在分析运行904-1期间的第一空闲时间段期间从第一值改变到第二值，并且在分析运行904-2期间的第二空闲时间段期间从第二值改变到第三值。因此，在分析运行904-3期间，调谐系统908可以参考调谐日志，并且通过从第三值开始设置施加到四极杆电极的RF电压幅度来继续调谐过程。以这种方式，调谐系统908可以在多个不同的分析运行904上获取可以用于确定操作参数的值的调谐数据的多个集合910，而无需不必要地重复调谐数据的获取。
在一些实例中，在多个不同的空闲时间段和/或运行时间段(例如，在批次902和/或一个或多个其它批次期间出现的空闲时间段)期间获取的调谐数据的多个集合910(例如，集合910-1到910-4)可以足以使调谐系统908确定多个不同操作参数的值。例如，调谐系统908可以被配置成基于集合910-1到910-4来确定多个不同操作参数的值。
在一些实例中，由调谐系统908获取的调谐数据可以足以完成完全调谐过程。完全调谐过程(例如，完整自动调谐过程)检查由一组调谐标准(例如，已建立的方法或调谐程序)指定的如质量分辨率、质量准确度、检测器增益、质量范围等所有操作特性，并且以使得操作特性满足所述一组调谐标准的方式设置一个或多个操作参数的值。在一些实施例中，调谐系统908可以被配置成基于在多个不同的分析运行期间出现的多个不同的空闲时间段和/或运行时间段期间获取的调谐数据的多个集合来执行完全调谐过程。例如，调谐系统908可以基于在分析运行904-1到904-4期间出现的多个不同的空闲时间段和/或运行时间段期间获取的调谐数据的集合910-1到910-4来确定各种不同操作参数的值。以这种方式，可以完成完全调谐过程，而不会给用户带来任何负担，也无需中断一系列分析运行来执行自动调谐过程。例如，如果LC-MS系统或GC-MS系统每小时执行六个分析运行，并且在每个分析运行期间执行十秒的空闲时间调谐和/或运行时间调谐，则可以在大约两天内完成完全调谐过程，而无需留出用于执行自动调谐过程的时间。
在一些实例中，确定多个不同操作参数的值完成了部分调谐。如本文所使用的，部分调谐可以是指针对少于完全调谐过程中所包含的所有操作特性(例如，特定操作特性或一组相关的操作特性)的调谐过程。例如，部分调谐可以包含检测器调谐、质量分辨率调谐、质量校准调谐等或其部分。部分调谐也可以是指针对特定操作特性仅执行或完成调谐过程的一部分的调谐过程。例如，部分调谐可以仅获取完成检测器调谐、质量准确度调谐、质量分辨率调谐或透镜调谐所需的调谐数据的一部分。将认识到的是，上述部分调谐仅是示例性的，因为可以使用在多个不同的空闲时间段和/或运行时间段期间获取的调谐数据的多个集合来执行其它部分调谐。在下面描述示例性部分调谐。
在一些实例中，调谐系统300可以另外或替代地使用在空闲时间调谐过程和/或被动运行时间调谐过程中获取的调谐数据来监测质谱仪的性能并执行调谐验证。调谐验证检查当前的操作特性是否失调，例如是否在特定规格之内(例如，是否满足某些调谐标准)或是否与先前的调谐相差超过预定量。
在一些实例中，调谐系统300可以通过基于所获取的调谐数据测量一个或多个操作特性(例如，质量分辨率、质量准确度、检测器增益等)并将测量的操作特性与来自先前调谐(例如，自动调谐)的结果和/或特定的一组调谐标准进行比较来执行调谐验证。如果调谐系统300确定质谱仪的一个或多个操作特性失调(例如，与先前调谐的值或与调谐标准相差超过预定量(例如，超过容限))，则调谐系统300可以向用户呈现通知和/或自动地调度调谐过程以使操作特性处于调谐规格内。
另外或替代地，调谐系统300可以被配置成基于被动获取的调谐数据的统计或机器学习分析来执行调谐验证。例如，调谐系统300可以使用被动获取的调谐数据来分析离子信号(或质谱图)中的质量分布，以确定峰位置是否足够准确。作为另一个实例，调谐系统300可以使用被动获取的调谐数据来统计地分析峰宽并确定是否应当调节质量分辨率。调谐系统300可以使用任何合适的统计和/或机器学习算法或启发式算法来确定当前的操作特性是否失调。如果调谐系统300确定质谱仪的一个或多个操作特性失调，则调谐系统300可以向用户呈现通知和/或自动地调度调谐过程以使操作特性处于调谐规格内。
现在将描述可以由调谐系统300使用空闲时间调谐过程和/或运行时间调谐过程来执行的示例性调谐。将认识到的是，以下调谐仅是说明性的，而不是限制性的，因为可以由调谐系统300执行可以适合于特定实施方案的任何其它调谐。另外，可以根据本文描述的系统和方法中的任何系统和方法来执行以下实例中描述的调谐。
调谐系统300可以执行质量范围调谐，以确保质谱仪被配置成针对特定方法和/或分析运行扫描适当的质量范围(例如，m/z范围)。在质量范围调谐中，可以检查一个或多个(或所有)RF离子引导器(例如，聚焦透镜、碰撞池等)和滤质器，以确保其相应的RF频率的值允许RF幅度增大到足以过滤或传输期望质量范围内的离子。这是因为用于离子引导器或滤质器的RF电压幅度可以取决于关注的质量范围和RF频率。
调谐系统300可以使用空闲时间调谐过程来执行质量范围调谐。例如，调谐系统300可以指导组合系统在一个或多个分析运行的一个或多个批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间将调谐样品注入到质谱仪中。在空闲时间段期间，调谐系统300可以指导质谱仪对调谐样品执行一系列分析扫描，在所述一系列分析扫描期间，将一系列RF频率应用于离子引导器和/或滤质器。调谐系统300可以获取在空闲时间段期间由检测器检测到的离子信号作为调谐数据，并且基于检测到的离子信号来确定哪个RF频率产生最优RF电压。如果调谐系统300确定质量范围失调(例如，在运行时间段期间应用的RF频率的当前值与所确定的最优RF频率值相差超过预定阈值或容限)，则调谐系统300可以将RF频率的值设置为所确定的最优值。
调谐系统300可以执行检测器调谐以检查和设置检测器的增益。在检测器调谐中，调谐系统300可以被配置成建立增益曲线，并且基于增益曲线来选择要施加到检测器(例如，电子倍增器)以实现期望增益或信号强度的倍增器电压的值。
在一些实例中，调谐系统300可以根据空闲时间调谐过程来执行检测器调谐。例如，调谐系统300可以指导质谱仪在一个或多个分析运行的一个或多个批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间执行校准物样品的多次分析扫描。调谐系统300可以获取在空闲时间分析扫描期间生成的离子信号，并且基于所获取的离子信号来确定或计算检测器增益。调谐系统300可以以任何合适的方式计算检测器增益，包含但不限于基于离子统计的Fies方法(参见《国际质谱和离子过程杂志(Int.J.Mass Spectrom.Ion Processes)》，1988年，第82卷，第111-129页，其通过引用并入本文)、对撞击检测器的离子的数量进行计数等。在一些实例中，如当使用Fies方法时，可以通过改变一个或多个操作参数(例如，施加到滤质器的RF电压)来调节离子束的强度，以确保泊松统计的假设有效。调谐系统300可以指导质谱仪在空闲时间分析扫描期间在某一范围内改变倍增器电压，并计算在每个电压下的增益。然后，调谐系统300可以拟合检测器增益数据的曲线，并且使用所述曲线来确定将给出期望的检测器增益的倍增器电压。
调谐系统300可以执行质量分辨率调谐以检查和/或调节质量峰的宽度以实现期望的分辨率。调谐系统300可以根据空闲时间调谐过程来执行质量分辨率调谐。例如，调谐系统300可以指导质谱仪在一个或多个分析运行的一个或多个批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间执行校准物样品的多次分析扫描。调谐系统300可以指导质谱仪在空闲时间分析扫描期间以多种扫描速率改变用于每个校准物离子的RF/DC电压斜坡率。调谐系统300可以获取从空闲时间分析扫描生成的离子信号，并且基于所获取的离子信号来建立RF/DC电压斜坡率和峰宽的表。调谐系统可以使用所述表来确定RF/DC电压斜坡率的值，以实现期望的分辨率。在一些实例中，如果调谐系统300确定质量分辨率失调，则调谐系统300可以在执行检测器调谐之后执行质量分辨率调谐。调谐系统300还可以在执行下面描述的质量校准调谐和/或透镜调谐之后再次执行质量分辨率调谐。
调谐系统300可以执行质量校准调谐，以通过调节施加到一个或多个离子引导器和/或滤质器的RF电压幅度来调节校准物离子的质量峰中的每个质量峰的顶点的位置。这可以确保质量峰均位于质谱图中的准确位置处。调谐系统300可以根据空闲时间调谐过程来执行质量校准调谐。例如，调谐系统300可以指导质谱仪在一个或多个分析运行的一个或多个批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间执行校准物样品的多次分析扫描。调谐系统300可以指导质谱仪在空闲时间分析扫描期间以多种扫描速率改变用于每个校准物离子的RF电压幅度。调谐系统300可以获取从空闲时间分析扫描生成的离子信号，并且基于所获取的离子信号来建立RF电压幅度的表，调谐系统300可以使用所述表来确定RF电压幅度的值以实现期望的质量位置。
调谐系统300还可以基于如透镜电压对质量分辨率的影响、离子信号(例如，强度)与先前值或最优值之差等各种标准来执行透镜调谐以优化透镜电压(例如，RF电压)。调谐系统300可以根据空闲时间调谐过程来执行透镜调谐。例如，调谐系统300可以指导质谱仪在一个或多个分析运行的一个或多个批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间执行校准物样品的多次分析扫描。调谐系统300可以指导质谱仪在空闲时间分析扫描期间针对每个透镜改变用于每个校准物离子的透镜电压。调谐系统300可以获取从空闲时间分析扫描生成的离子信号，并且基于所获取的离子信号来建立质量(m/z)和透镜电压幅度的表，调谐系统300可以使用所述表来最大化离子在不同条件下的传输。
在上述实例中，调谐系统300可以在空闲时间段期间执行质量范围调谐、检测器调谐、质量分辨率调谐、质量校准调谐和/或透镜调谐。然而，调谐系统300可以在运行时间段，如运行时间段的在第一组分从分离系统中洗脱之前的初始部分(例如，在图8中的运行时间段520期间的从时间t1到时间t2)期间另外或替代地执行任何一个或多个这些调谐。
图10展示了调谐质谱仪的示例性方法1000。虽然图10展示了根据一个实施例的示例性操作，但是其它实施例可以省略、添加、重新排序和/或修改图10中所示的操作中的任何操作。图10所示的操作中的一个或多个操作可以由调谐系统300、由包含在其中的任何组件和/或由其任何实施方案执行。
在操作1002中，调谐系统在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间从质谱仪获取与质谱仪的操作特性相关联的调谐数据。可以以本文描述的方式中的任一种方式来执行操作1002。
在操作1004中，调谐系统基于调谐数据来确定被配置成调节质谱仪的操作特性的操作参数的值。可以以本文描述的方式中的任一种方式来执行操作1004。
在操作1006中，调谐系统将操作参数设置为所确定的值。可以以本文描述的方式中的任一种方式来执行操作1006。
在某些实施例中，本文所述的系统、组件和/或过程中的一个或多个可以由一个或多个适当配置的计算装置来实施和/或执行。为此，上述系统和/或组件中的一个或多个可以包含在至少一个被配置成执行本文所述的过程中的一个或多个过程的非暂时性计算机可读介质上体现的任何计算机硬件和/或计算机实施指令(例如，软件)或由其实施。具体地说，系统组件可以在一个物理计算装置上实施，或者可以在多于一个物理计算装置上实施。因此，系统组件可以包含任何数量的计算装置，并且可以采用任何数量的计算机操作系统。
在某些实施例中，本文所述的过程中的一个或多个过程可以至少部分地实施为体现在非暂时性计算机可读介质中并且可由一个或多个计算装置执行的指令。通常，处理器(例如，微处理器)从非暂时性计算机可读介质(例如，存储器等)接收指令，并且执行那些指令，从而执行包含本文所述的过程中的一个或多个过程的一个或多个过程。可以使用各种已知的计算机可读介质中的任一种计算机可读介质来存储和/或传输此类指令。
计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包含参与提供可以由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非暂时性介质。这种介质可以采取许多形式，包含但不限于非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质可以包含例如光盘或磁盘以及其它永久存储器。易失性介质可以包含例如通常构成主存储器的动态随机存取存储器(“DRAM”)。计算机可读介质的常见形式包含，例如磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、光盘只读存储器(“CD-ROM”)、数字视频盘(“DVD”)、任何其它光学介质、随机存取存储器(“RAM”)、可编程只读存储器(“PROM”)、电可擦可编程只读存储器(“EPROM”)、FLASH-EEPROM、任何其它存储器芯片或盒式磁盘或计算机可以读取的任何其它有形介质。
图11展示了示例性计算装置1100，所述计算装置可以被具体配置成执行本文所述的过程中的一个或多个过程。如图11所示，计算装置1100可以包含通过通信基础设施1110彼此以通信方式连接的通信接口1102、处理器1104、存储装置1106和输入/输出(“I/O”)模块1108。虽然图11中示出了示例性计算装置1100，但是图11中展示的组件并不旨在是限制性的。在其它实施例中可以使用另外的或替代性组件。现在将更详细地描述图11中所示的计算装置1100的组件。
通信接口1102可以被配置成与一个或多个计算装置通信。通信接口1102的实例包含但不限于有线网络接口(如网络接口卡)、无线网络接口(如无线网络接口卡)、调制解调器、音频/视频连接以及任何其它合适的接口。
处理器1104通常代表能够处理数据和/或解释、执行和/或指导本文所述的指令、过程和/或操作中的一个或多个的执行的任何类型或形式的处理单元。处理器1104可以通过执行存储在存储装置1106中的计算机可执行指令1112(例如，应用、软件、代码和/或其它可执行数据实例)来执行操作。
存储装置1106可以包含一个或多个数据存储介质、装置或配置，并且可以采用任何类型、形式和组合的数据存储介质和/或装置。例如，存储装置1106可以包含但不限于本文描述的非易失性介质和/或易失性介质的任何组合。包含本文所述数据的电子数据可以临时和/或永久地存储在存储装置1106中。例如，代表被配置成指导处理器1104执行本文所述的操作中的任何操作的计算机可执行指令1112的数据可以存储在存储装置1106内。在一些实例中，数据可以布置在驻留于存储装置1106内的一个或多个数据库中。
I/O模块1108可以包含被配置成接收用户输入并且提供用户输出的一个或多个I/O模块。可以使用一个或多个I/O模块来接收针对单个虚拟体验的输入。I/O模块1108可以包含支持输入和输出能力的任何硬件、固件、软件或其组合。例如，I/O模块1108可以包含用于捕获用户输入的硬件和/或软件，包含但不限于键盘或小键盘、触摸屏组件(例如，触摸屏显示器)、接收器(例如，RF或红外接收器)、运动传感器和/或一个或多个输入按钮。
I/O模块1108可以包含用于向用户呈现输出的一个或多个装置，包含但不限于图形引擎、显示器(例如，显示屏)、一个或多个输出驱动器(例如，显示驱动器)、一个或多个音频扬声器以及一个或多个音频驱动器。在某些实施例中，I/O模块1108被配置成向显示器提供图形数据以呈现给用户。图形数据可以代表一个或多个图形用户界面和/或可以服务于特定实施方案的任何其它图形内容。
在一些实例中，本文描述的系统、计算装置和/或其它组件中的任何系统、计算装置和/或其它组件可以由计算装置1100实施。例如，存储设备302可以由存储装置1106实施，并且处理设备304可以由处理器1104实施。
本领域普通技术人员将认识到，尽管在前面的描述中，已经参考附图描述了各种示例性实施例。然而，显而易见的是，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变，并且可以实施另外的实施例。例如，本文所述的一个实施例的某些特征可以与本文所述的另一个实施例的特征组合或对其进行替代。因此，描述和附图应被视为说明性的而非限制性的。

Claims (25)

1.一种方法，其包括：
由调谐系统在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间出现的多个不同的空闲时间段和/或运行时间段期间从所述质谱仪获取与所述质谱仪的操作特性相关联的调谐数据的多个集合；
由所述调谐系统基于所述调谐数据的多个集合来确定被配置成调节所述质谱仪的所述操作特性的操作参数的值；
由所述调谐系统将所述操作参数设置为所确定的值；以及
由所述调谐系统维护调谐日志，所述调谐日志标识所述调谐数据的多个集合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在一个或多个分析运行的所述批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间获取所述调谐数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述质谱仪与色谱仪耦合，并且
所述一个或多个空闲时间段包括所述色谱仪的稳定时段。
4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：
通过所述调谐系统检测所述稳定时段的起始，
其中响应于所述稳定时段的所述起始的所述检测而执行所述调谐数据的所述获取。
5.根据权利要求2所述的方法，其中：
一个或多个分析运行的所述批次包括多个分析运行，并且
所述一个或多个空闲时间段包括所述多个分析运行中所包含的连续分析运行之间出现的空闲时间段。
6.根据权利要求2所述的方法，其中基于在所述一个或多个空闲时间段期间用所述质谱仪执行的已知化学化合物的质量分析来获取所述调谐数据。
7.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：
通过所述调谐系统请求用户输入以配置所述一个或多个空闲时间段；以及
响应于接收到所述用户输入而由所述调谐系统基于所述用户输入来配置所述一个或多个空闲时间段。
8.根据权利要求1所述的方法，其中响应于所述值的所述确定而执行所述将所述操作参数设置为所述所确定的值。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
由所述调谐系统请求用户授权以将所述操作参数设置为所述所确定的值；以及
响应于接收到所述用户授权而由所述调谐系统将所述操作参数设置为所述所确定的值。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在一个或多个分析运行的所述批次期间出现的一个或多个运行时间段期间获取所述调谐数据。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述调谐数据是基于以下中的至少一个离子信号：从在所述一个或多个运行时间段期间用所述质谱仪执行的分析样品的分析生成的离子信号，和从在所述一个或多个运行时间段期间用所述质谱仪执行的已知化学化合物的分析生成的离子信号。
12.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述调谐数据代表质量分辨率，并且
所述操作参数包括用于所述质谱仪中包含的质量分析器的电压斜坡率。
13.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述调谐数据代表所述质谱仪中包含的检测器的检测器增益，并且
所述操作参数包括施加到所述检测器所包含的电子倍增器的电压。
14.根据权利要求1所述的方法，其中
所述调谐数据代表质量位置，并且
所述操作参数包括施加到所述质谱仪所包含的质量分析器的射频(“RF”)电压的幅度。
15.一种系统，其包括：
存储器，其存储指令；以及
处理器，其以通信方式耦合到所述存储器并且被配置成执行所述指令以：
在用质谱仪执行的一个或多个分析运行的批次期间出现的多个不同的空闲时间段和/或运行时间段期间从所述质谱仪获取与所述质谱仪的操作特性相关联的调谐数据的多个集合；
基于所述调谐数据的多个集合来确定被配置成调节所述质谱仪的所述操作特性的操作参数的值；
将所述操作参数设置为所确定的值；以及
维护调谐日志，所述调谐日志标识所述调谐数据的多个集合。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理器被配置成执行所述指令以在一个或多个分析运行的所述批次期间出现的一个或多个空闲时间段期间获取所述调谐数据。
17.根据权利要求16所述的系统，其中：
所述质谱仪耦合到色谱仪，并且
所述一个或多个空闲时间段包括所述色谱仪的稳定时段。
18.根据权利要求17所述的系统，其中：
所述处理器被进一步配置成执行所述指令以检测所述稳定时段的起始，并且
响应于所述稳定时段的所述起始的所述检测而执行所述调谐数据的所述获取。
19.根据权利要求16所述的系统，其中：
一个或多个分析运行的所述批次包括多个分析运行，并且
所述一个或多个空闲时间段包括所述多个分析运行中所包含的连续分析运行之间出现的空闲时间段。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述调谐数据是基于在所述一个或多个空闲时间段期间用所述质谱仪执行的已知化学化合物的质量分析。
21.根据权利要求16所述的系统，其中所述处理器被进一步配置成执行所述指令以：
请求用户输入以配置所述一个或多个空闲时间段；并且
响应于接收到所述用户输入而基于所述用户输入来配置所述一个或多个空闲时间段。
22.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理器被配置成执行所述指令以响应于所述值的所述确定而将所述操作参数设置为所述所确定的值。
23.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理器被进一步配置成执行所述指令以：
请求用户授权以将所述操作参数设置为所述所确定的值；并且
响应于接收到所述用户授权而将所述操作参数设置为所述所确定的值。
24.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理器被配置成执行所述指令以在一个或多个分析运行的所述批次期间出现的一个或多个运行时间段期间获取所述调谐数据。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述调谐数据是基于以下中的至少一个离子信号：从在所述一个或多个运行时间段期间用所述质谱仪执行的分析样品的分析生成的离子信号，和从在所述一个或多个运行时间段期间用所述质谱仪执行的已知化学化合物的分析生成的离子信号。
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