CN113287186B - 减少了背景和峰重叠的用于自顶向下分析的获取策略 - Google Patents

Abstract

电子倍增检测器和图像电荷检测器的强度测量与电荷状态成比例。这些强度用于将检测到的离子分离到不同的数据集中，并根据所述不同的数据集创建质谱。离子测量通过使用(i)单个电子倍增检测器、(ii)单个图像电荷检测器或(iii)多个电子倍增ADC检测器基于电荷状态来分离。使用(i)，将从每个测量脉冲计算的峰的强度与预定的强度范围进行比较，并且将每个峰存储在相应的数据集中。使用(ii)，将每个测量的瞬态时域信号转换为频域峰，将每个频域峰的强度与预定的强度范围进行比较，并且将每个峰存储在相应的数据集中。使用(iii)，每个检测器被配置为测量预定的强度范围，并将根据测量的脉冲计算出的峰存储在相应的数据集中。

Description

减少了背景和峰重叠的用于自顶向下分析的获取策略

相关申请

本申请要求于2019年1月31日提交的美国临时专利申请序列号62/799,600的利益，其内容通过引用全部并入本公开。

背景技术

本公开的教导涉及基于离子的电荷状态将被测离子分离成两个或更多个质谱的质谱系统和方法。更具体地说，利用电荷状态分离离子测量，(i)基于由单个电子倍增检测器测量的离子脉冲的强度，(ii)基于从由图像电荷检测器测量的瞬态时域信号转换的频域峰的强度，或(iii)通过使用两个或更多个测量不同强度范围的电子倍增模数转换(ADC)检测器。

本公开公开的系统和方法也与处理器、控制器、微控制器或计算机系统(例如图1的计算机系统)一起执行。

峰重叠问题

例如，在自顶向下质谱(MS)蛋白质分析中，质谱中质量或质量-电荷(m/z)峰的重叠是一个重要问题。在这种类型的分析中，会产生非常广泛的不同片段或产物离子，包括长度为1-200个氨基酸且具有1-50个不同电荷状态的产物离子。产物离子峰在单个谱中严重重叠。此外，重叠可能如此广泛，以至于即使是具有最高质量分辨率的质谱仪(傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)或静电场轨道阱(orbitrap))也无法对此类重叠峰进行去卷积。因此，自顶向下的蛋白质分析往往会丢失大的产物离子，限制了大蛋白质的序列覆盖。

图2是示出自顶向下MS蛋白质分析中产生的片段的示例图200。在图2中，完整的蛋白质210使用串联质谱220进行片段化。结果，产生蛋白质片段或肽的产物离子230。产生产物离子230的质谱。

图3是一个示例图300，显示了自顶向下质谱蛋白质分析的产物离子谱，该质谱由串联质谱仪使用30000的m/z分辨率进行测量。图300显示几乎每个产物离子峰都有一些重叠。

图4是一个示例图400，显示了图3中所示的相同产物离子的产物离子谱，但通过串联质谱仪使用70000的m/z分辨率进行测量。图400与图3的图300相比表明，产物离子峰的一些重叠减少了。

图5是一个示例图500，显示了图3和图4中所示的相同产物离子的产物离子谱，但通过串联质谱仪使用240000的m/z分辨率进行测量。图500与图4的图400相比，显示了产物离子峰之间的重叠更少。然而，即使在240000的m/z分辨率下，重叠仍然很明显。图3-5显示，重叠可能非常广泛，单靠分辨率是无法修复的。

在传统的电子倍增检测器中，产生的初级电子的数量取决于入射离子的电荷状态(高电荷离子产生更多初级电子，因此产生更强烈的电子信号)。切努舍维奇(Chernushevich)等人(1997)，电喷雾电离飞行时间质谱，Richard B.Cole(Ed.)，电喷雾离子质谱仪：基础、仪器和应用，纽约:Wiley(以下简称“Chernushevich”)利用电子倍增检测器的这一特性，基于电荷状态分离离子，减少离子峰的重叠。具体来说，切努舍维奇等人用两个时间-数字转换(TDC)检测器同时测量离子，两个时间-数字转换检测器使用两个不同的常数分数鉴别器(CFD)值。CFD是一种能找到信号最大值的装置。在这种情况下，两个TDC是由CFD装置在不同的最大离子强度水平下触发的。这样，第一TDC测量强度和电荷状态高于第一最大水平的所有离子，第二TDC测量强度和电荷状态高于第二更高的最大水平的离子。通过从第一TDC测量的离子中减去第二TDC测量的离子，可以找到强度和电荷状态在第一最大水平和第二更高的最大水平之间的离子。

尽管Chernushevich等人提供了一种重要的分离离子的新方法，但使用多个TDC检测器并不理想。TDC检测器不直接测量离子信号(因此电荷状态)的强度。此外，每个TDC检测器都需要CFD装置来限制TDC检测器测量的强度。因此，使用多个TDC检测器需要额外的处理和硬件来寻找强度和电荷状态的范围。

因此，需要额外的系统和方法通过电荷状态分离离子，以减少质谱法测量的离子峰之间的重叠。

质谱背景

质谱(MS)是一种基于对化合物形成的离子的m/z值的分析来检测和定量化合物的分析技术。质谱涉及从样品中离子化一种或多种感兴趣的化合物，产生前体离子，并对前体离子进行质量分析。

串联质谱法或质谱/质谱法(MS/MS)涉及从样品中离子化一种或多种感兴趣的化合物，选择一种或多种化合物的一种或多种前体离子，将一种或多种前体离子碎裂成产物离子，以及产物离子的质量分析。

MS和MS/MS均可提供定性和定量信息。测得的前体或产物离子谱可用于识别感兴趣的分子。前体离子和产物离子的强度也可用于量化样品中存在的化合物的量。

碎裂技术背景

电子解离(ExD)、紫外光解离(UVPD)、红外光解离(IRMPD)和碰撞诱导解离(CID)常用作串联质谱(MS/MS)的碎裂技术。ExD可包括但不限于电子捕获解离(ECD)或电子转移解离(ETD)。CID是串联质谱仪中最常用的解离技术。

如上所述，在自顶向下和自中而下的蛋白质组学中，完整或消化的蛋白质被电离并接受串联质谱分析。例如，ECD是一种优先解离肽和蛋白质骨架的解离技术。因此，这项技术是使用自顶向下和自中而下蛋白质组学方法来分析肽或蛋白质序列的一个理想工具。

发明内容

根据各种实施例，公开了一种使用单个电子倍增ADC检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统、方法和计算机程序产品。

使用处理器指示质谱仪的质量分析器检测撞击所述质量分析器的电子倍增ADC检测器的每个离子的脉冲。撞击所述ADC检测器的每个离子来自由所述质谱仪传输到所述质量分析器的多个离子。所述ADC检测器为被检测到的离子产生检测脉冲，所述检测脉冲的强度与离子电荷状态成比例。

使用所述处理器利用峰查找来计算被检测到的每个脉冲的峰。使用所述处理器计算每个峰的强度。使用所述处理器将每个峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较。另外，使用处理器基于所述比较将每个峰存储在对应于所述两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集之一中。

使用处理器通过组合每个数据集中的峰，为所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱。因此，基于电荷状态为所述质量分析器检测到的离子生成两个或更多个质谱。

根据各种实施例，公开了一种使用图像电荷检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统、方法和计算机程序产品。

使用处理器指示质谱仪的质量分析器检测由所述质量分析器中的多个离子的振荡在所述质量分析器的图像电荷检测器上产生的瞬态时域信号。所述多个离子由所述质谱仪传输到所述质量分析器。

使用处理器将所述瞬态时域信号转换为多个频域峰。每个频域峰对应于所述多个离子中的一个离子。

使用处理器将所述多个频域峰中的每个频域峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较。另外，使用处理器基于所述比较将每个频域峰存储在对应于所述两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集之一中。

使用处理器通过组合每个数据集中的频域峰，并将每个数据集中的组合的频域峰转换为质荷比(m/z)峰，为所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱。基于电荷状态为质量分析器检测到的离子生成两个或更多个质谱。

根据各种实施例，公开了一种使用多个电子倍增ADC检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统、方法和计算机程序产品。

在来自所述质量分析器中的多个离子的离子撞击所述两个或更多个ADC检测器时，使用处理器指示质谱仪的所述质量分析器同时检测脉冲并使用所述质量分析器的所述两个或更多个ADC检测器中的每一个来计算峰。所述多个离子由所述质谱仪传输到所述质量分析器。所述两个或更多个ADC检测器中的每个检测器被配置为使用峰查找来计算来自所述检测脉冲的、在两个或更多个预定强度范围的不同离子强度范围内的峰。所述两个或更多个预定强度范围对应于两个或更多个不同电荷状态范围。

将每个检测器的每个峰存储在对应于所述检测器的数据集中，产生对应于所述两个或更多个不同电荷状态的两个或更多个数据集。

使用所述处理器通过组合每个数据集中的峰，为所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，基于电荷状态为所述质量分析器检测到的离子生成两个或更多个质谱。

申请人教导的这些特征和其他特征在此阐述。

附图说明

本领域技术人员应理解，下面描述的附图仅用于说明目的。附图并不打算以任何方式限制本教导的范围。

图1是示出计算机系统的框图，在该计算机系统上可以实现本教导的实施例。

图2是示出自顶向下MS蛋白质分析中产生的片段的示例图。

图3是显示自顶向下MS蛋白质分析的产物离子谱的示例图，该产物离子谱由串联质谱仪使用30000的m/z分辨率测量。

图4是显示了图3中所示相同产物离子的产物离子谱的示例图，但使用70000m/z分辨率的串联质谱仪进行测量。

图5是显示图3和图4中所示相同产物离子的产物离子谱的示例图，但使用串联质谱仪的240000的m/z分辨率进行测量。

图6是一系列示例性曲线图，显示了飞行时间(TOF)质量分析器的ADC检测器测量的具有不同强度的离子信号是如何进行常规处理的。

图7是一系列示例性曲线图，显示了根据各种实施例，TOF质量分析器的ADC检测器测量的具有不同强度的离子信号如何被处理成分离的离子强度范围或带，以用于不同的质谱。

图8是一系列曲线图，显示了根据各种实施例，如何通过将具有类似强度的单个离子到达脉冲分离到单独的数据集中并为每个单独的数据集创建质谱来减少质谱中的离子峰重叠。

图9是一个示例性的曲线图，显示了由于霍夫斯塔德勒(Hofstadler)论文方法中使用的数字阈值，丢弃一个脉冲的低比特ADC点如何产生不正确的峰位置。

图10是一个示例图，显示了在Hofstadler论文的方法中如何将在不同数字阈值下获得的谱相互减去。

图11是一个示例图，显示了当根据Hofstadler论文的方法将图10的不同数字阈值应用于图10的峰时，产生人造峰和较低电荷状态峰。

图12是一个示例性示意图，显示了根据各种实施例，使用单个电子倍增ADC检测器基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统。

图13是一个流程图，显示了根据各种实施例，使用单个电子倍增ADC检测器，基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法。

图14是根据各种实施例的系统的示例性示意图，该系统包括一个或多个不同的软件模块，使用单电子倍增ADC检测器，根据电荷状态将质量分析器测量的离子分离为两个或更多个质谱。

图15是根据各种实施例，由图像电荷检测器测量的示例性瞬态时域信号的曲线图，包括来自在质量分析器中振荡的多个离子中的每一个的成分。

图16是根据各种实施例的示例性示意图，显示了使用单个图像电荷检测器基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统。

图17是根据各种实施例的流程图，显示了使用单个电子倍增图像电荷检测器，基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法。

图18是根据各种实施例的系统的示例性示意图，该系统包括一个或多个不同的软件模块，该软件模块使用单电子倍增图像电荷检测器，根据电荷状态将质量分析器测量的离子分离为两个或更多个质谱。

图19是根据各种实施例的示例性示意图，显示了使用多个电子倍增ADC检测器基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统。

图20是根据各种实施例的一系列质谱，该系列质谱是由一个系统产生的，该系统使用多个ADC检测器基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离为两个或更多个质谱。

图21是根据各种实施例的流程图，显示了使用多个电子倍增ADC检测器，基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法。

图22是根据各种实施例的系统的示例性示意图，该系统包括一个或多个不同的软件模块，执行使用单电子倍增ADC检测器根据电荷状态将质量分析器测量的离子分离为两个或更多个质谱的方法。

图23是示例性TOF离子检测系统的侧视图，显示了如何使用四个电极和四通道数字化器获得每个具有非理想形状的示例性离子包的数字化信号，以提高分辨率，在其上可以实现本教导的实施例。

图24是示例性TOF离子检测系统的侧视图，包括连接到五个ADC装置的单个电子倍增检测器，可在其上实施本教导的实施例。

在详细描述本教导的一个或多个实施例之前，本领域技术人员将理解，本教导的应用并不局限于以下详细描述中所述或附图中所示的构造细节、组件的布置、以及步骤的安排。此外，应当理解，本公开中使用的术语是为了描述的目的，不应被视为限制性的。

具体实施方式

计算机实现系统

图1是示出计算机系统100的框图，在该计算机系统100上可以实现本教导的实施例。计算机系统100包括用于传输信息的总线102或其它通信机构，以及与总线102耦合的、用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包括存储器106，其可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储设备，耦合到总线102以存储将由处理器104执行的指令。存储器106还可用于在执行由处理器104执行的指令的期间存储临时变量或其它中间信息。计算机系统100还包括耦合到总线102的只读存储器(ROM)108或其它静态存储设备，用于存储用于处理器104的静态信息和指令。存储设备110，例如磁盘或光盘，被提供并耦合到总线102，用于存储信息和指令。

计算机系统100可经由总线102耦合到显示器112，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，用于向计算机用户显示信息。包括字母数字键和其它键的输入装置114耦合到总线102，用于向处理器104传送信息和命令选择，另一种类型的输入装置是光标控制装置，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，用于向处理器104传送方向信息和命令选择，并控制显示器112上的光标移动。这种输入装置通常在两个轴上有两个自由度，第一轴(即x)和第二轴(即y)，允许设备指定平面中的位置。

计算机系统100可以执行本教导。与本教导的某些实现一致，计算机系统100响应于处理器104执行存储器106中包含的一个或多个指令的一个或多个序列来提供结果。这些指令可以从另一计算机可读介质(例如存储设备110)读入存储器106。存储器106中包含的指令序列的执行使得处理器104执行本公开所述的处理。或者，硬接线电路可以代替软件指令或与软件指令结合使用，以实现本教导。因此，本教导的实现不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

在各种实施例中，计算机系统100可以通过网络连接到一个或多个其他计算机系统，如计算机系统100，以形成联网系统。该网络可以包括私有网络或诸如因特网的公共网络。在联网系统中，一个或多个计算机系统可以存储数据并将数据提供给其他计算机系统。在云计算场景中，存储和服务数据的一个或多个计算机系统可以称为服务器或云。例如，一个或多个计算机系统可以包括一个或多个web服务器。例如，向服务器或云发送数据和从服务器或云接收数据的其他计算机系统可以称为客户端或云设备。

本公开中使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器104提供执行指令的任何介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，例如存储设备110。易失性介质包括动态存储器，例如存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成总线102的导线。

计算机可读介质或计算机程序产品的常见形式包括，例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其他磁性介质、CD-ROM、数字视频盘(DVD)、蓝光盘、任何其他光学介质、拇指驱动器、存储卡、RAM、PROM、以及EPROM、闪存EPROM、任何其他存储芯片或盒带，或任何其他计算机可以读取的有形介质。

将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器104以执行时，可涉及各种形式的计算机可读介质。例如，这些指令最初可以携带在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统100的本地调制解调器可以在电话线上接收数据，并使用红外线发射器将数据转换为红外线信号。耦合到总线102的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据并将数据放置在总线102上。总线102将数据携带到存储器106，处理器104从存储器106检索并执行指令。存储器106接收到的指令可以任选地在处理器104执行之前或之后存储在存储设备110上。

根据各种实施例，配置为由处理器执行以执行方法的指令存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是存储数字信息的设备。例如，计算机可读介质包括本领域已知的用于存储软件的压缩盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质由适于执行被配置为执行的指令的处理器访问。

为了说明和描述的目的，给出了本教导的各种实现的以下描述。它并非详尽无遗，并且不将本教导限制于所公开的确切形式。根据上述教导可以进行修改和变化，或者可以从实践本教导中获得修改和变化。另外，所描述的实现包括软件，但是本教导可以作为硬件和软件的组合或仅在硬件中实现。本教导可以用面向对象和非面向对象编程系统两者来实现。

利用电荷状态的峰分离

如上所述，在一些质谱分析方法中，例如自顶向下的蛋白质分析，质谱中质量峰或m/z峰的重叠是一个重要问题。此外，重叠可以是如此广泛，以至于即使是具有最高质量分辨率的质谱仪也不能去卷积这种重叠峰。

在传统的电子倍增检测器中，产生的初级电子的数量取决于入射离子的电荷状态。Chernushevich等人利用电子倍增检测器的这一特性，根据电荷状态分离离子，减少离子峰的重叠。具体来说，Chernushevich等人用两个使用不同CFD值的TDC检测器同时测量离子。虽然Chernushevich等人提供了一种重要的分离离子的新方法，但是使用多个TDC检测器并不理想。

因此，需要额外的系统和方法通过电荷状态分离离子，以减少质谱法测量的离子峰之间的重叠。

单ADC检测器离子分离

在各种实施例中，使用单个模数转换器(ADC)检测器测量离子，然后根据电荷状态分离离子。如上所述，在传统的电子倍增ADC检测器中产生的初级电子的数目取决于入射离子的电荷状态。因此，高电荷离子会产生更多的初级电子，从而产生由ADC检测器数字化的更强烈的电子信号。这导致具有不同电荷状态的单个离子的响应实质上不同。

因此，可以在采集期间或之后，根据其检测器信号响应对信号进行分类。具体来说，具有不同电荷状态的离子被分离或分类成不同的谱。

这种对测量离子信号进行分类的方法的一个警告是，它依赖于ADC检测器上的单个离子到达。换言之，如果多个离子同时到达ADC检测器，测量的强度可能与电荷状态不成比例。结果，在各种实施例中，如下文所述，使用附加系统和方法来限制或防止多个离子同时到达ADC检测器。

图6是一系列示例图600，显示了飞行时间(TOF)质量分析器的ADC检测器测量的、具有不同强度的离子信号是如何进行常规处理的。图610显示在ADC检测器处的三个不同单离子到达的三个不同模拟脉冲611、612和613。脉冲611、612和613表示具有不同电荷状态的三个不同离子。传统上，对脉冲611、612和613进行数字化，从每个数字化脉冲中找到峰，并且为每个峰计算强度和到达时间对。矩形631、632和633表示为每个数字化峰计算的强度和到达时间对。

在图620中，为影响ADC检测器的所有离子计算的强度和到达时间对被合并到直方图621中。根据直方图621形成单个质量峰622。因此，图620显示，通过传统的处理，表示不同峰的模拟脉冲611、612、613可以卷积成单个峰。

图7是一系列示例图700，显示了根据各种实施例，如何将TOF质量分析器的ADC检测器测量的、具有不同强度的离子信号处理成分开的离子强度范围或段，以用于不同的质谱。与图6的图610类似，图7的图710示出在ADC检测器处的三个不同单个离子到达的三个不同模拟脉冲711、712和713。脉冲711、712和713表示具有不同电荷状态的三个不同离子。如图6所示，图7中的脉冲711、712和713被数字化，从每个数字化脉冲中发现一个峰，并且为每个峰计算强度和到达时间对。矩形751、752和753表示为每个数字化峰计算的强度和到达时间对。

然而，图710还包括至少三个预定强度范围721、731和741。影响ADC检测器的每个离子的每个计算的强度对的强度与范围721、731和741进行比较。基于此比较，每个数字化峰被发送到对应于范围721、731和741的三个数据流中的一个。每个数据流中的数字化峰被组合产生分别对应于范围721、731和741的谱720、730和740。

将针对图710的范围721内具有峰的所有离子计算的强度和到达时间对合并到720图的直方图723中。由图720的直方图723形成单个质量峰722。

类似地，针对在图710的范围731内具有峰的所有离子计算的强度和到达时间对被合并到图730的直方图733中。由图730的直方图733形成单个质量峰732。

此外，针对图710的范围741内具有峰的所有离子计算的强度和到达时间对被合并到图740的直方图743中。由图740的直方图743形成单个质量峰742。

通过将单个离子到达脉冲分离到由图720、730和740表示的数据集中，具有不同电荷状态的离子被分离到不同的质谱中。在每个不同的质谱中，离子峰重叠减少。

图8是一系列图800，显示了根据各种实施例，如何通过将具有类似强度的单个离子到达脉冲分离到多个单独的数据集中并为每个单独的数据集创建质谱来减少质谱中的离子峰重叠。图8的图810显示了质谱的一部分，其中所有离子到达脉冲按传统方式组合以产生单个质谱。图810的质谱包括相当多的离子峰重叠。

相比之下，图820显示了八个单独的质谱，所有质谱都以相同的比例绘制，也以与图810的质谱相同的比例绘制。图820的每个质谱代表具有类似强度的单个到达脉冲的组合离子峰。换句话说，图820的八个不同质谱代表八个不同电荷状态范围的离子。比较820图中八个不同的质谱表明，通过将离子分离成这些不同的质谱，可以减少大量的离子峰重叠。注意图820中8个不同质谱中的许多峰具有相同的m/z值。

Hofstadler等人，《数字阈值选择离子滤波：一种解开复杂ESI质谱并消除低分子量化学噪声信号的方法》，Anal.Chem 2006，78372-378(以下简称“Hofstadler论文”)描述了先前分离不同电荷状态离子的方法。这种方法使用飞行时间(TOF)质量分析器中的电子元件，允许用户设置截止电压。截止电压基本上是将低于“数字阈值”的信号归零。换句话说，低比特ADC计数或点被丢弃。

例如，在Hofstadler论文中，数字阈值设置为高于单电荷离子的强度，但低于其多电荷对应离子的强度。结果，只检测到多电荷离子，这些离子有效地与它们的单电荷对应物分离。然而，使用单个数字阈值不允许单电荷离子与多电荷离子分离。

为了将具有较低电荷状态的离子与具有较高电荷状态的离子分开，Hofstadler论文建议使用多个数字阈值，然后从较低阈值检测到的离子中减去在较高阈值检测到的离子。具体地说，Hofstadler论文描述了一种方法，“其中来自ADC的输出被分割成多个并行数据流，每个并行数据流都受到不同的数字阈值的影响。通过减去在不同数字阈值下获得的谱”，得到了离子分布的任何“切片”的质谱。

然而，Hofstadler论文的方法至少有两个问题。首先，丢弃低比特ADC计数或点会导致离子飞行时间的错误分配。换言之，峰上的点丢失可能导致错误的峰位置。

图9是一个示例性的图900，显示了由于Hofstadler论文方法中使用的数字阈值，丢弃脉冲的低比特ADC点如何产生不正确的峰位置。图900显示ADC检测器能够检测的离子脉冲910的点或计数911、912、913、914和915。使用点911、912、913、914和915的离子脉冲910的真实峰位置由线920显示。

然而，在Hofstadler论文的方法中，用于确定峰位置的点的数量减少了。例如，如果使用数字阈值930，则丢弃点911和915。因此，仅从点912、913和914确定峰位置。使用这些点，离子脉冲910的峰位置现在由线940显示。线920和940的比较表明，Hofstadler论文的方法有时会导致不正确的峰位置。

Hofstadler论文方法的第二个问题是由于将较高电荷状态离子与低电荷状态离子分离的谱的减法导致的。具体地说，由于丢弃低比特ADC计数或点，谱的减法可导致人造峰或残余峰。

图10是一个示例图1000，显示了在Hofstadler论文的方法中如何将在不同数字阈值下获得的谱相互减去。例如，为了将低电荷状态峰1020与高电荷状态峰1010分开，Hofstadler论文的方法使用两个不同的数字阈值1030和1040。首先，Hofstadler论文的方法使用数字阈值1030创建第一谱。换句话说，所有高于数字阈值1030的点用于创建第一谱。丢弃峰1010的点1015和峰1020的点1024。

然后，Hofstadler论文的方法使用数字阈值1040创建第二谱。换句话说，使用数字阈值1040以上的所有点创建第二谱。丢弃峰1010的点1011和1015，丢弃峰1020的所有点。

最后，从第一谱中减去第二谱，以便将较低电荷状态峰1020与较高电荷状态峰1010分开。换句话说，从高于数字阈值1030的所有点中减去高于数字阈值1040的所有点。

除非较低的电荷状态峰和较高的电荷状态峰在两个阈值之间共享点，否则此减法方案工作良好。例如，在图1000中，较高电荷状态峰1010包括位于数字阈值1030和数字阈值1040之间的点1011。因此，当从第一谱减去第二谱时，在这种情况下，峰1010的点1011被保留。这就产生了一个人造峰或残余峰。

图11是一个示例图1100，显示了当根据Hofstadler论文的方法将图10的不同数字阈值应用于图10的峰时，产生人造峰和较低电荷状态峰。图1100显示，通过从图10中高于数字阈值1040的所有点减去高于数字阈值1030的所有点来产生人造峰或残余峰1110和低电荷状态峰1120。

图11的图1100显示，Hofstadler论文的方法在试图将较低电荷状态峰与较高电荷状态峰分离时，可产生较高电荷状态峰的不希望的残余峰1110。这是因为Hofstadler论文的方法只是丢弃低于数字阈值的点。换言之，Hofstadler论文的方法并没有从较低的电荷状态峰中完全减去较高的电荷状态峰。

本公开描述的各种实施例提供了对Hofstadler论文的方法的改进。如上所示，在图7中，各种实施例包括在确定每个脉冲的范围或带之前执行峰或脉冲检测。此峰查找步骤确保在将点或计数分配到特定范围之前找到正确的峰位置。此外，由于最初未执行低比特ADC计数或点的减法和丢弃，因此未产生任何人造峰或残余峰。

相比之下，Hofstadler论文的方法没有认识到在滤波之前存在峰检测的重要步骤。相反，Hofstadler论文的方法，只是盲目地过滤掉低比特ADC信号。

更具体地说，在各种实施例中，使用ADC对每个检测到的脉冲进行数字化。在脉冲数字化之后，增加了一个步骤，每个数字化的脉冲被转换成脉冲时间和强度对。这种转换是使用脉冲查找来执行的，脉冲查找通常被称为“峰查找”。本领域的普通技术人员可以理解，峰查找可以使用各种不同的方法来执行。一种示例性方法包括触发ADC以发送高于特定阈值的包括多个相邻点的信号(或点)。然后用这些点来计算峰的时间和强度。

例如，峰的时间可以是峰的顶点的时间位置或其开始的时间。类似地，寻找峰强度的普遍接受的方法包括但不限于计算峰面积、峰高或峰宽。

在各种实施例中，在使用峰查找找到每个数字化脉冲的时间和强度对之后，使用时间和强度对的强度执行带通滤波。更具体地说，每个数字化脉冲的时间和强度对的强度用于确定要存储数字化脉冲的预定带或强度范围。然后对每个预定带或强度范围的脉冲求和，以产生预定带或强度范围的适当质谱。结果，根据各种实施例的系统和方法防止来自相同脉冲的ADC点被放入不同谱的情况。

此外，在各种实施例中，通过定义数字化脉冲的峰，然后将其分配给带或强度范围，峰不会失真，并保持正确的峰位置。

单ADC检测器离子分离系统

图12是一个示例性示意图1200，显示了根据各种实施例，使用单个电子倍增ADC检测器基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统。图12中的系统包括质谱仪1210和处理器1220。质谱仪1210包括质量分析器1217。

质量分析器1217包括电子倍增ADC检测器1218。ADC检测器1218为检测到的离子产生检测脉冲，其强度与离子电荷状态成比例。质量分析器1217可以是可以使用ADC检测器检测离子的任何类型的质量分析器，包括但不限于飞行时间(TOF)、离子阱或四极质量分析器。

注意，ADC检测器1218为检测到的离子产生检测脉冲，其强度不一定与离子电荷状态成线性比例。换句话说，更具体地说，电荷状态等于峰强度的单调递增函数，该函数不一定是线性的。

处理器1220指示质量分析器1217从质谱仪1210传送到质量分析器1217的多个离子中检测每个离子撞击ADC检测器1218的脉冲。产生检测到的数字脉冲1219。

处理器1220使用峰查找为检测到的每个脉冲计算峰。例如，计算峰1221。如上所述，可以使用各种不同的方法来执行峰查找。一种示例性方法包括将脉冲或点和多个相邻点组成峰形状。

处理器1220计算每个峰的强度。如上所述，查找峰强度的一般公认方法包括但不限于计算峰面积、峰高或峰宽。

在各种实施例中，处理器1220进一步计算每个峰的到达时间。每个峰的强度和每个峰的到达时间构成每个峰的强度和到达时间对。例如，由处理器1220针对计算出的峰生成强度和到达时间对1221。

处理器1220将每个峰的强度与两个或更多个不同的电荷状态范围进行比较。处理器1220基于比较将每个峰存储在与两个或更多个预定强度范围相对应的两个或更多个数据集中的一个中。例如，生成两个或更多个数据集。通过将峰存储在存储器设备(未示出)中，每个峰存储在两个或更多个数据集中的一个中。存储器装置可以包括易失性存储器装置，例如RAM，或者永久存储器，例如磁盘或固态驱动器(SSD)。两个或更多个数据集可以存储在存储设备中的不同逻辑位置。例如，两个或更多个数据集中的每一个都可以存储在单独的文件中。在各种实施例中，处理器1220例如在两个或更多个数据集1222中存储每个峰的强度和到达时间对。

术语“存储”和“储存”并不意味着所有处理不能实时进行，或者任何“存储”之后的步骤只能在采集后进行。换句话说，处理器1220将每个峰存储在两个或更多个数据集中的一个数据集中，然后实时地为两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱。

最后，处理器1220通过组合每个数据集中的峰，为两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱。因此，基于电荷状态为质量分析器1217检测到的离子产生两个或更多个质谱。在各种实施例中，组合两个或更多个数据集中的每个数据集中的峰包括将每个数据中的峰的强度和到达时间对组合成直方图并从直方图创建质谱。例如，质谱1223是根据直方图创建的。注意，对于质谱1223的每个谱，只显示一个质量峰。然而，每个谱可以包括一个或多个质量峰。

在图12中，每个峰存储在一个数据集中。然而，在各种实施例中，处理器1220还可以在两个或更多个数据集的一个或多个其他数据集中存储峰。例如，峰可以存储在具有低于峰强度的较低阈值的所有范围的数据集中。或者，可选地，可以存储峰，并且所有范围的所有数据集具有高于峰强度的上限阈值。

通过在多个数据集中存储峰，可以通过组合这些数据集来形成额外的数据集。组合这些数据集可以包括但不限于加法或减法。

例如，在图7中，范围721、731和741不重叠。然而，在各种替代实施例中，两个或更多个不同的预定强度范围包括重叠的至少两个范围。回到图12，处理器1220然后可以例如组合对应于至少两个范围的数据集以产生对应于一个或多个非重叠的强度范围的一个或多个数据集。同样，组合这些数据集可以包括但不限于相加或相减。

如Hofstadler论文所述，可以减去数据集，以分离具有不同电荷状态的离子。然而，Hofstadler论文的方法会导致在错误的电荷状态谱中包含人造峰或残余峰。这是由于Hofstadler论文中的弃点方法造成的。这种方法可以导致在不同的数据集中有相同峰的不同点。

在本公开描述的各种实施例中，同一峰的所有点可以在不同的数据集中。但是，同一峰的不同点不能在不同的数据集中。结果，当通过减法或组合数据集的其他方法组合数据集时，本公开描述的各种实施例不产生人造峰或残余峰。因此，本公开描述的各种实施例可以比Hofstadler论文的方法更有利地组合包括具有不同电荷状态的峰的数据集。

在各种实施例中，处理器1220将每个峰的强度与两个或更多个不同的电荷状态范围进行比较，并在质谱扫描或采集期间将每个峰存储在两个或更多个数据集中的一个中。在替代实施例中，处理器1220将每个峰的强度与两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并且在质谱扫描之后或在采集之后将每个峰存储在两个或更多个数据集中的一个中。

如上所述，仅对ADC检测器1218处的单个离子到达，检测到的脉冲的测量强度与电荷状态成比例。换句话说，如果多个离子同时到达ADC检测器1218，则测量的强度可能与电荷状态不成比例。结果，在各种实施例中，质谱仪1210将离子传输到质量分析器1217，使得ADC检测器1218在任何给定时间仅接收单个离子撞击。

在各种实施例中，图12的系统还包括离子源装置1211。例如，离子源装置1211可以是电喷雾离子源(ESI)装置。离子源装置1211在图12中显示为质谱仪1210的一部分，但也可以是单独的装置。

此外，质谱仪1210还包括解离装置。解离装置可以是但不限于ExD装置1215或CID装置1216。例如，解离装置可以用于自顶向下的蛋白质分析。

在自顶向下的蛋白质分析中，处理器1220指示离子源装置1211使样品的蛋白质离子化，在离子束中产生蛋白质的多个前体离子。处理器1220然后指示解离装置解离离子束中的多个前体离子，在离子束中产生具有不同电荷状态的多个产物离子。

处理器1220指示质谱仪1210将多个产物离子传输到质量分析器1217，使得该多个产物离子是如上所述由质谱仪1210传输到质量分析器1217的多个离子。

在各种实施例中，处理器1220用于控制离子源设备1211和质谱仪1210或向离子源设备1211和质谱仪1210提供指令，并分析收集的数据。处理器1220例如通过控制一个或多个电压、电流或压力源(未示出)来控制或提供指令。处理器1220可以是如图12所示的独立设备，或者可以是质谱仪1210的一个或多个设备的处理器或控制器。处理器1220可以是，但不限于，控制器、计算机、微处理器、图1的计算机系统，或任何能够发送和接收控制信号和数据并分析数据的装置。

在各种实施例中，ADC检测器1218包括多通道数字化器(未示出)，处理器1218指示质量分析器1217从多通道数字化器的每个数字化器检测撞击ADC检测器的每个离子的脉冲。

目前，一些传统的TOF质量分析器使用包括四通道数字化器的离子检测系统。四通道数字化器可以包括时间-数字转换器(TDC)或ADC。多通道离子探测系统提供两个主要优点：通过通道的独立校准(也称为通道对准)增强动态范围和提高分辨率。

图23是在其上可以实现本教导的实施例的示例性TOF离子检测系统的侧视图2300，显示了如何使用四个电极和四通道数字化器获得每个具有非理想形状的示例性离子包的数字化信号，以提高分辨率。在图23中，两个串联放置的微通道板(MCP)2310受到具有凸形状的离子包2351和2352的撞击。由MCPs 2310产生的倍增电子由四个分段的阳极电极板2321、2322、2323和2324收集。阳极电极板2321、2322、2323和2324中的每一个电连接到四通道数字化器2330的单独通道。

例如，四通道数字化器2330是ADC或TDC。例如，阳极电极板2321、2322、2323和2324中的每一个还可以通过四通道前置放大器(未示出)电连接到四通道数字化器2330。四通道前置放大器放大从电极板接收的电信号。

MCPs 2310基本上将一侧的离子碰撞图像转换为另一侧的相应电子发射图像。尽管离子包2351和2352具有凸起形状，但是它们在MCPs 2310的任一侧上的图像具有矩形图案或形状。

回到图12，在各种实施例中，ADC检测器1218的多通道数字化器(未示出)的每个数字化器对相同强度范围内的脉冲进行数字化。

在各种替代实施例中，ADC检测器1218的多通道数字化器的每个数字化器适于数字化两个或更多个不同的预定强度范围中的不同预定强度范围内的脉冲。例如，每个数字化器使用不同的检测器增益或不同的ADC阈值对不同的预定强度范围内的脉冲进行数字化。

单ADC检测器离子分离方法

图13是显示了根据各种实施例的使用单个电子倍增ADC检测器、基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法1300的流程图。

在方法1300的步骤1313中，指示质谱仪的质量分析器使用处理器检测撞击质量分析器的电子倍增ADC检测器的每个离子的脉冲。撞击ADC检测器的每个离子来自通过质谱仪传输到质量分析器的多个离子。ADC检测器为检测到的离子产生检测脉冲，其强度与离子电荷状态成比例。

在步骤1320中，使用处理器为使用峰查找检测到的每个脉冲计算峰。

在步骤1330中，使用处理器计算每个峰的强度。

在步骤1340中，使用处理器将每个峰的时间和强度对的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较。另外，使用处理器基于所述比较，将每个峰存储在与两个或更多个预定强度范围相对应的两个或更多个数据集中的一个中。

在步骤1350中，使用处理器通过组合每个数据集中的峰，为两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱。结果，基于电荷状态为质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

单ADC检测器离子分离计算机程序产品

在各种实施例中，计算机程序产品包括有形的计算机可读存储介质，其内容包括具有在处理器上执行的指令的程序，以便执行用于使用单电子倍增ADC检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法。此方法由包含一个或多个不同软件模块的系统执行。

图14是根据各种实施例的系统1400的示例性示意图，该系统包括执行使用单电子倍增ADC检测器根据电荷状态将质量分析器测量的离子分离为两个或更多个质谱的方法的一个或多个不同的软件模块。系统1400包括控制模块1410和分析模块1420。

控制模块1410指示质谱仪的质量分析器检测撞击质量分析器的电子倍增ADC检测器的每个离子的脉冲。撞击ADC检测器的每个离子来自通过质谱仪传输到质量分析器的多个离子。ADC检测器为检测到的离子产生检测脉冲，其强度与离子电荷状态成比例。

分析模块1420使用峰查找为检测到的每个脉冲计算峰。分析模块1420计算每个峰的强度。分析模块1420将每个峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较。然后，分析模块1420基于所述比较，将每个峰存储在与两个或更多个预定强度范围相对应的两个或更多个数据集中的一个中。最后，分析模块1420通过组合每个数据集中的峰来为两个或更多个数据集中的每个创建质谱。结果，基于电荷状态为质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

图像电荷检测器离子分离

如上所述，在电子倍增检测器中，产生的初级电子的数量取决于入射离子的电荷状态。电子倍增检测器的这一特性允许它们根据电荷状态分离离子。然而，电子倍增检测器并不是唯一能产生与离子电荷状态成比例的强度的检测器。具体地说，图像电荷检测器也可以产生与离子电荷状态成比例的强度。实际上，图像电荷检测器还可以产生随离子电荷状态线性变化的强度。

因此，在各种实施例中，使用单个图像电荷检测器测量离子，然后根据电荷状态分离离子。质量分析器的图像电荷检测器测量质量分析器中附近的离子振荡在检测器上引起的时变电流或时变电压。因此，由图像电荷检测器测量的感应瞬态时域信号包括来自在质量分析器中振荡的每个离子的分量。

图15是根据各种实施例的由图像电荷检测器测量的示例性瞬态时域信号的曲线图1500，包括来自在质量分析器中振荡的多个离子中的每一个的成分。

为了将图像电荷检测器测量的瞬态时域信号分解为单个分量，瞬态时域信号被转换为频域信号。转换方法包括，但不限于，傅里叶变换或小波变换。频域信号中的峰对应于在质量分析器中振荡的多个离子中的单个离子。使用依赖于特定类型的质量分析器的已知公式将频域峰转换为m/z峰，以产生质谱。

因此，对于图像电荷检测器，频域信号或峰的强度与底层离子的电荷状态成比例。因此，可以通过对不同强度的频域峰进行分类来分离具有不同电荷状态的离子。这种分类可以在采集期间或之后执行。

与电子倍增检测器一样，这种对测量的离子信号进行分类的方法有一个注意事项。它取决于特定m/z和电荷状态的单个离子的振荡。换言之，如果同一离子的多个拷贝同时在质量分析器中振荡，则测得的强度可能与电荷状态不成比例。结果，在各种实施例中，如下文所述，使用附加系统和方法来限制或防止多个离子同时传输到质量分析器以进行质量分析。

单图像电荷检测器离子分离系统

图16是根据各种实施例的示例性示意图1600，显示了使用单个图像电荷检测器、基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统。图16的系统包括质谱仪1610和处理器1620。质谱仪1610包括质量分析器1617。

质量分析器1617包括图像电荷检测器1618。图像电荷检测器1618为检测到的离子产生振荡信号或瞬态时域信号，振幅与离子电荷状态成比例。质量分析器1617可以是能够使用图像电荷检测器检测离子的任何类型的质量分析器，包括但不限于静电线性离子阱(ELIT)、FT-ICR或orbitrap质量分析器。质量分析器1617在图16中显示为ELIT，图像电荷检测器1618显示为ELIT的拾取电极。

处理器1620指示质量分析器1617检测由质量分析器1617中的多个离子的振荡在图像电荷检测器1618上引起的瞬态时域信号1619。质谱仪1610把该多个离子传送到质量分析器1617。处理器1620把瞬态时域信号1619转换成多个频域脉冲或峰1621。每个频域信号对应于多个离子中的一个离子。处理器1620例如使用傅里叶变换将瞬态时域信号1619转换为多个频域峰1621。

处理器1620将多个频域峰1621的每个频域峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较。处理器1620基于比较将每个频域峰存储在对应于两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集1622中的一个中。

最后，处理器1620通过组合每个数据集中的频域峰并将每个数据集中的组合的频域峰转换为m/z峰，为两个或更多个数据集1622中的每个创建质谱。基于电荷状态为质量分析器1617检测到的离子产生两个或更多个质谱1623。

在各种实施例中，处理器1620将瞬态时域信号1619转换为多个频域峰1621，将每个频域峰的强度与两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并且在采集期间将每个频域峰存储在两个或更多个数据集1622中的一个中。在替代实施例中，处理器1620将瞬态时域信号1619转换为多个频域峰1621，将每个频域峰的强度与两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并且在采集之后将每个频域峰存储在两个或更多个数据集1622中的一个中。

如上所述，如果同一离子的多个拷贝同时在质量分析器1617中振荡，则测量的强度可能与电荷状态不成比例。结果，在各种实施例中，质谱仪1610将离子传输到质量分析器1617，使得质量分析器1617在任何给定时间仅包括特定m/z和电荷状态的单个离子。

在各种实施例中，图16的系统还包括离子源装置1611。例如，离子源装置1611可以是电喷雾离子源(ESI)装置。离子源装置1611在图16中显示为质谱仪1610的一部分，但也可以是单独的装置。

此外，质谱仪1610还包括解离装置。解离装置可以是但不限于ExD装置1615或CID装置1616。例如，解离装置可以用于自顶向下的蛋白质分析。

在自顶向下的蛋白质分析中，处理器1620指示离子源装置1611把样品的蛋白质离子化，在离子束中产生蛋白质的多个前体离子。处理器1620然后指示解离装置解离离子束中的多个前体离子，在离子束中产生具有不同电荷状态的多个产物离子。

如上所述，处理器1620指示质谱仪1610将多个产物离子传输到质量分析器1617，使得多个产物离子是质谱仪1610传输到质量分析器1617的多个离子。

在各种实施例中，处理器1620用于控制或向离子源设备1611和质谱仪1610提供指令，并分析收集的数据。处理器1620例如通过控制一个或多个电压、电流或压力源(未示出)来控制或提供指令。处理器1620可以是如图16所示的单独设备，或者可以是质谱仪1610的一个或多个设备的处理器或控制器。处理器1620可以是但不限于，控制器、计算机、微处理器、图1的计算机系统，或任何能够发送和接收控制信号和数据并分析数据的装置。

单图像电荷检测器离子分离方法

图17是根据各种实施例的流程图，显示了使用单个电子倍增图像电荷检测器、基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法1700。

在方法1700的步骤1710中，使用处理器指示质谱仪的质量分析器检测通过质量分析器中多个离子的振荡在质量分析器的图像电荷检测器上产生的瞬态时域信号。通过质谱仪把多个离子传输到质量分析器。

在步骤1720中，使用处理器将瞬态时域信号转换为多个频域峰。每个频域峰对应于多个离子中的一个离子。

在步骤1730中，使用处理器将多个频域峰的每个频域峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同预定强度范围进行比较。另外，使用处理器基于所述比较，把每个频域峰存储在与两个或更多个预定强度范围相对应的两个或更多个数据集中的一个中。

在步骤1740中，使用处理器通过组合每个数据集中的频域峰，为两个或更多个数据集中的每个创建质谱，并且将每个数据集中的组合的频域峰转换为m/z峰。根据电荷状态，为质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

单图像电荷检测器离子分离计算机程序产品

在各种实施例中，计算机程序产品包括有形的计算机可读存储介质，其内容包括具有在处理器上执行的指令的程序，以便执行使用单电子倍增图像电荷检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法。此方法由包含一个或多个不同软件模块的系统执行。

图18是根据各种实施例的系统1800的示例性示意图，该系统1800包括一个或多个不同的软件模块，该软件模块执行使用单电子倍增图像电荷检测器、根据电荷状态将质量分析器测量的离子分离为两个或更多个质谱的方法。系统1800包括控制模块1810和分析模块1820。

控制模块1810指示质谱仪的质量分析器检测通过质量分析器中的多个离子的振荡在质量分析器的图像电荷检测器上产生的瞬态时域信号。多个离子通过质谱仪传输到质量分析器。

分析模块1820将瞬态时域信号转换为多个频域峰。每个频域峰对应于多个离子中的一个离子。分析模块1820将多个频域峰的每个频域峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较。分析模块1820基于比较将每个频域峰存储在对应于两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集中的一个中。最后，分析模块1820通过组合每个数据集中的频域峰并将每个数据集中的组合的频域峰转换为m/z峰来为两个或更多个数据集中的每个创建质谱。根据电荷状态，为质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

多ADC检测器离子分离

如上所述，Chernushevich等人使用多个TDC检测器根据电荷状态分离离子。然而，TDC检测器不直接测量离子信号的强度，因此不测量电荷状态。此外，每个TDC检测器都需要CFD装置来限制TDC检测器测量的强度。因此，使用多个TDC检测器需要额外的处理和硬件来寻找强度和电荷状态的范围。

在各种实施例中，使用两个或更多个ADC检测器测量离子，然后根据电荷状态分离离子。ADC检测器直接测量离子强度，不需要CFD来限制它们可以测量的强度。

多ADC检测器离子分离系统

图19是根据各种实施例的示例性示意图1900，显示了使用多个电子倍增ADC检测器，基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统。图19的系统包括质谱仪1910和处理器1920。质谱仪1910包括质量分析器1917。

质量分析器1917包括两个或更多个电子倍增ADC检测器1918。两个或更多个ADC检测器1918的每个检测器产生用于检测离子的检测脉冲，其强度与离子电荷状态成比例。两个或更多个ADC检测器1918的每个检测器适于使用峰查找计算来自两个或更多个预定强度范围的不同离子强度范围内的检测脉冲的峰。例如，两个或更多个ADC检测器1918的每个检测器具有不同的增益设置，以检测两个或更多个预定强度范围的不同离子强度范围。两个或更多个预定强度范围对应于两个或更多个不同的电荷状态范围。质量分析器1917可以是可以使用ADC检测器检测离子的任何类型的质量分析器，包括但不限于飞行时间(TOF)、离子阱或四极质量分析器。

当来自质量分析器中的多个离子的离子撞击两个或更多个ADC检测器1918时，处理器1920指示质量分析器1917使用两个或更多个ADC检测器1918中的每一个同时检测脉冲并计算峰。质谱仪1910将多个离子传输到质量分析器1917。

在各种实施例中，两个或更多个ADC检测器1918中的每一个计算每个峰的强度和到达时间对。结果，由两个或更多ADC检测器1918产生强度和到达时间对1919。

处理器1920将每个检测器的每个峰存储在对应于检测器的数据集中，产生对应于两个或更多个不同电荷状态的两个或更多个数据集。

同样，术语“存储”和“储存”并不意味着所有处理都不能实时进行，或者任何“存储”之后的步骤只能在采集后进行。换句话说，处理器1920将每个峰存储在两个或更多个数据集中的一个中，然后为两个或更多个数据集中的每个实时地创建质谱。

处理器1920通过组合每个数据集中的峰，为两个或更多个数据集1919中的每个创建质谱。根据电荷状态，为质量分析器1917检测到的离子产生两个或更多个质谱。在各种实施例中，组合两个或更多个数据集中的每个数据集中的峰包括将每个数据中的峰的强度和到达时间对组合成直方图并根据直方图创建质谱。例如，质谱1921是根据直方图创建的。注意，对于质谱1921的每个谱，只显示一个质量峰。然而，每个谱可以包括一个或多个质量峰。

如图19所示，两个或更多个ADC检测器1918中的每一个都是单独的检测器和ADC对。

在各种替代实施例中，可以使用单个电子倍增检测器和多个ADC装置来实现两个或更多个ADC检测器1918。换句话说，两个或更多个ADC检测器1918包括连接到两个或更多个ADC装置(未示出)的单个电子倍增检测器(未示出)。两个或更多个ADC装置将单个电子倍增检测器的相同输出数字化。两个或更多个ADC装置中的每个ADC装置适于使用峰查找根据来自两个或更多个预定强度范围的不同离子强度范围内的检测脉冲计算峰。

因此，强度和到达时间对1919由两个或更多个ADC装置产生。处理器1920将每个ADC装置的每个峰存储在对应于检测器的数据集中，产生对应于两个或更多个不同电荷状态的两个或更多个数据集。

在各种实施例中，两个或更多个不同的预定强度范围包括至少两个重叠的范围。在各种替代实施例中，处理器1920进一步组合对应于该至少两个范围的数据集，以产生对应于一个或多个非重叠强度范围的一个或多个数据集。

在各种实施例中，两个或更多个ADC检测器1918的每个检测器适于使用峰查找来使用每个检测器的处理器(未示出)计算峰。类似地，两个或更多ADC装置中的每个ADC装置适于使用峰查找来使用处理器(未示出)计算峰。

在各种替代实施例中，两个或更多个ADC检测器1918的每个检测器适于使用峰查找来使用处理器1920计算峰。类似地，两个或更多个ADC装置的每个ADC装置适于使用峰查找来使用处理器1920计算峰。

图24是可在其上实施本教导的实施例的示例性TOF离子检测系统的侧视图2400，该系统包括连接到五个ADC装置的单个电子倍增检测器。在该离子检测系统中，五个ADC装置2451、2452、2453、2454和2455连接到单个检测器输出或阳极2421。与图23的分段阳极相比，图24的单个阳极或电极2421并没有提高分辨率。然而，仍然具有改进的动态范围的好处，这是通过配置五个不同的ADC装置以便将放大到不同增益的相同信号数字化而实现的。

阳极2421收集MCP 2410产生的倍增电子。在各种实施例中，五个ADC装置2451、2452、2453、2454和2455分别通过前置放大器2441、2442、2443、2444和2445连接到单个检测器输出或阳极2421。

在各种实施例中，如上所述，图24的TOF离子检测系统可用于数据减法。这是因为本实施例中的每个ADC装置基本上是对放大到不同水平的相同信号进行数字化(或者用不同的ADC阈值对其进行数字化)。

图20是根据各种实施例的系统产生的2000系列质谱，该系统使用多个ADC检测器设置、基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱。在这种情况下，对多个ADC检测器的多通道板施加不同的增益电压。随着检测器增益的每一次降低(负电压的增加)，获得电荷状态更低的更少的离子。

图20中以较低电压增益(较高检测器增益)测量的质谱也包括以较高电压增益(较低检测器增益)测量的质谱的离子。如果多个ADC对同一检测器输出进行数字化(如图24所示)，则可以从使用较高检测器增益测量的质谱中减去使用较低检测器增益测量的质谱，以进一步分离较低电压测量的质谱中具有较高电荷状态的离子。换句话说，对图20的质谱的进一步处理可以产生带状质谱，如图8的图820所示。

返回到图19，如上所述，仅对两个或更多个ADC检测器1918中每个检测器的单个离子到达，检测到的脉冲的测量强度与电荷状态成比例。换句话说，如果多个离子同时到达两个或更多个ADC检测器1918的检测器，测得的强度可能与电荷状态不成比例。结果，在各种实施例中，质谱仪1910将离子发射到质量分析器1917，使得两个或更多个ADC检测器1918中的每一个在任何给定时间仅接收单个离子撞击。

在各种实施例中，图19的系统还包括离子源装置1911。例如，离子源装置1911可以是电喷雾离子源(ESI)装置。离子源装置1911在图19中显示为质谱仪1910的一部分，但也可以是单独的装置。

此外，质谱仪1910还包括解离装置。解离装置可以是，但不限于，ExD装置1915或CID装置1916。例如，解离装置可以用于自顶向下的蛋白质分析。

在自顶向下的蛋白质分析中，处理器1920指示离子源装置1911把样品的蛋白质离子化，在离子束中产生蛋白质的多个前体离子。处理器1920然后指示解离装置解离离子束中的多个前体离子，在离子束中产生具有不同电荷状态的多个产物离子。

处理器1920指示质谱仪1910将多个产物离子传输到质量分析器1917，使得多个产物离子是由质谱仪1910传输到质量分析器1917的多个离子，如上所述。

在各种实施例中，处理器1920用于控制或向离子源设备1911和质谱仪1910提供指令，并分析收集的数据。处理器1920例如通过控制一个或多个电压、电流或压力源(未示出)来控制或提供指令。处理器1920可以是如图19所示的独立设备，或者可以是质谱仪1910的一个或多个设备的处理器或控制器。处理器1920可以是但不限于控制器、计算机、微处理器、图1的计算机系统，或任何能够发送和接收控制信号和数据并分析数据的装置。

多ADC检测器离子分离方法

图21是根据各种实施例的流程图，显示了使用多个电子倍增ADC检测器基于电荷状态将质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法2100。

在方法2100的步骤2110中，在来自质量分析器中的多个离子的离子撞击两个或更多个ADC检测器时，利用处理器指示质谱仪的质量分析器使用质量分析器的两个或更多个ADC检测器中的每一个同时检测脉冲并计算峰。多个离子通过质谱仪传输到质量分析器。两个或更多个ADC检测器中的每个检测器适于使用峰查找来计算来自检测脉冲的、位于两个或更多个预定强度范围的不同离子强度范围内的峰。两个或更多个预定强度范围对应于两个或更多个不同的电荷状态范围。

在步骤2120中，使用处理器将每个检测器的每个峰存储在与检测器相对应的数据集中，产生与两个或更多个不同电荷状态相对应的两个或更多个数据集。

在步骤2130中，使用处理器通过组合每个数据集中的峰，为两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态为质量分析器检测到的离子生成两个或更多个质谱。

多ADC检测器离子分离计算机程序产品

在各种实施例中，计算机程序产品包括有形的计算机可读存储介质，其内容包括具有在处理器上执行的指令的程序，以便执行用于使用单个电子倍增ADC检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法。此方法由包含一个或多个不同软件模块的系统执行。

图22是根据各种实施例的系统2200的示例性示意图，系统2200包括一个或多个不同的软件模块，该软件模块使用单个电子倍增ADC检测器，根据电荷状态将质量分析器测量的离子分离为两个或更多个质谱。系统2200包括控制模块2210和分析模块2220。

当来自质量分析器中的多个离子的离子撞击两个或更多个ADC检测器时，控制模块2210指示质谱仪的质量分析器使用质量分析器的两个或更多个ADC检测器中的每一个同时检测脉冲并计算峰。多个离子通过质谱仪传输到质量分析器。两个或更多个ADC检测器中的每个检测器适于使用峰查找来计算来自两个或更多个预定强度范围的不同离子强度范围内的检测脉冲的峰。两个或更多个预定强度范围对应于两个或更多个不同的电荷状态范围。

分析模块2220将每个检测器的每个峰存储在对应于每个检测器的数据集中，产生对应于两个或更多个不同电荷状态的两个或更多个数据集。分析模块2220通过组合每个数据集中的峰来为两个或更多个数据集中的每个创建质谱，基于电荷状态产生由质量分析器检测到的离子的两个或更多个质谱。

虽然结合各种实施例描述了本教导，但并不打算将本教导局限于这些实施例。相反，如本领域技术人员将理解的，本公开的教导包括各种替换、修改和等价方案。

此外，在描述各种实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在所述方法或过程不依赖于本公开所述步骤的特定序列的情况下，所述方法或过程不应限于所述步骤的特定序列。如本领域普通技术人员将理解的，其他步骤序列是可能的。因此，说明书中所述步骤的特定序列不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对所述方法和/或过程的权利要求不应局限于按照所写的顺序执行其步骤，并且本领域技术人员可以容易地理解，所述顺序可以是变化的，并且仍然保持在各种实施例的精神和范围内。

Claims (30)

1.一种用于使用单个电子倍增模数转换(ADC)检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统，包括：

质谱仪，包括质量分析器，其中所述质量分析器包括电子倍增ADC检测器，所述电子倍增ADC检测器针对被检测到的离子产生检测脉冲，所述检测脉冲的强度与离子电荷状态成比例；和

处理器，所述处理器

指示所述质量分析器检测由所述质谱仪传输到所述质量分析器的多个离子中撞击ADC检测器的每个离子的脉冲，

使用峰查找针对检测到的每个脉冲计算峰，

计算每个峰的强度，

将每个峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并基于比较将每个峰存储在对应于所述两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集中的一个数据集中，其中，存储所述每个峰的数据集包括所述每个峰的所有点，以及

通过组合所述两个或更多个数据集中的每个数据集中的峰针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器还计算每个峰的到达时间，并且其中每个峰的强度和每个峰的到达时间形成每个峰的强度和到达时间对。

3.根据权利要求2所述的系统，其中组合所述两个或更多个数据集中的每个数据集中的峰包括：将每个数据中的峰的强度和到达时间对组合成直方图，以及根据所述直方图创建所述质谱。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器还将每个峰存储在所述两个或更多个数据集中的一个或多个其他数据集中。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述两个或更多个不同的预定强度范围包括重叠的至少两个范围。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器还组合对应于所述至少两个范围的数据集，以产生对应于一个或多个非重叠强度范围的一个或多个数据集。

7.根据权利要求1所述的系统，其中在采集期间，所述处理器将每个峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，以及将每个峰存储在两个或更多个数据集中的一个数据集中。

8.根据权利要求1所述的系统，其中在采集之后，所述处理器将每个峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，以及将每个峰存储在两个或更多个数据集中的一个数据集中。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述质谱仪将离子传输至所述质量分析器，使得所述ADC检测器在任何给定时间仅接收单个离子撞击。

10.根据权利要求1所述的系统，还包括离子源装置，其中所述质谱仪还包括解离装置，并且其中所述处理器还通过以下方式提供自顶向下的蛋白质分析：

指示所述离子源装置将样品的蛋白质电离，从而产生离子束中的蛋白质的多个前体离子，以及

指示所述解离装置解离离子束中的所述多个前体离子，从而产生离子束中的具有不同电荷状态的多个产物离子，以及

指示所述质谱仪将所述多个产物离子传输到所述质量分析器，使得所述多个产物离子是由所述质谱仪传输到所述质量分析器的所述多个离子。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述ADC检测器包括多通道数字化器，并且所述处理器指示所述质量分析器从所述多通道数字化器的每个数字化器检测撞击所述ADC检测器的每个离子的脉冲。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述多通道数字化器的每个数字化器适于数字化位于所述两个或更多个不同的预定强度范围中的不同预定强度范围内的脉冲。

13.一种用于使用单个电子倍增模数转换(ADC)检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法，包括：

使用处理器指示质谱仪的质量分析器检测撞击所述质量分析器的电子倍增ADC检测器的每个离子的脉冲，其中，撞击所述ADC检测器的每个离子来自由所述质谱仪传输到所述质量分析器的多个离子，并且其中所述ADC检测器针对被检测到的离子产生检测脉冲，所述检测脉冲的强度与离子电荷状态成比例；

使用所述处理器来使用峰查找针对检测到的每个脉冲计算峰；

使用所述处理器计算每个峰的强度；

使用所述处理器将每个峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并基于所述比较将每个峰存储在对应于所述两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集中的一个数据集中，其中，存储所述每个峰的数据集包括所述每个峰的所有点；以及

使用所述处理器通过组合每个数据集中的峰，针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对所述质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

14.一种非暂态且有形的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质的内容包括具有指令的程序，所述指令在处理器上被执行以便执行用于使用单个电子倍增模数转换(ADC)检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法，所述方法包括：

提供系统，其中所述系统包括一个或多个不同的软件模块，并且其中所述不同的软件模块包括控制模块和分析模块；

使用所述控制模块指示质谱仪的质量分析器检测撞击所述质量分析器的电子倍增ADC检测器的每个离子的脉冲，其中，撞击所述ADC检测器的每个离子来自由所述质谱仪传输到所述质量分析器的多个离子，并且其中所述ADC检测器针对被检测到的离子产生检测脉冲，所述检测脉冲的强度与离子电荷状态成比例；

使用所述分析模块来使用峰查找针对检测到的每个脉冲计算峰；

使用所述分析模块计算每个峰的强度；

使用所述分析模块将每个峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并基于所述比较将每个峰存储在对应于所述两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集中的一个数据集中，其中，存储所述每个峰的数据集包括所述每个峰的所有点；以及

使用所述分析模块通过组合每个数据集中的峰，针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对所述质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

15.一种用于使用图像电荷检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统，包括：

质谱仪，包括质量分析器，其中所述质量分析器包括图像电荷检测器；和

处理器，所述处理器

指示所述质量分析器检测由所述质量分析器中的多个离子的振荡在所述图像电荷检测器上引起的瞬态时域信号，其中所述多个离子由所述质谱仪传输到所述质量分析器，

将所述瞬态时域信号转换为多个频域峰，其中所述多个频域峰中的每个频域峰对应于所述多个离子中的离子，

将每个频域峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并基于所述比较将每个频域峰存储在对应于所述两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集中的一个数据集中，其中，存储所述每个频域峰的数据集包括所述每个频域峰的所有点，以及

通过组合每个数据集中的频域峰并将每个数据集中的组合的频域峰转换为质荷比(m/z)峰，针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理器使用傅立叶变换将所述瞬态时域信号转换为多个频域峰。

17.根据权利要求15所述的系统，其中在采集期间，所述处理器将所述瞬态时域信号转换为多个频域峰，计算每个频域峰的强度，将每个频域峰的强度与两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并将每个频域峰存储在两个或更多个数据集中的一个数据集中。

18.根据权利要求15所述的系统，其中在采集之后，所述处理器将所述瞬态时域信号转换为多个频域峰，计算每个频域峰的强度，将每个频域峰的强度与两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并将每个频域峰存储在两个或更多个数据集中的一个数据集中。

19.根据权利要求15所述的系统，其中所述质谱仪将离子传输至所述质量分析器，使得所述质量分析器仅包含特定m/z及电荷状态的单一离子。

20.根据权利要求15所述的系统，还包括离子源装置，其中所述质谱仪还包括解离装置，并且其中所述处理器还通过以下方式提供自顶向下的蛋白质分析：

指示所述离子源装置将样品的蛋白质电离，从而产生离子束中的蛋白质的多个前体离子，

指示所述解离装置解离离子束中的所述多个前体离子，从而产生离子束中的具有不同电荷状态的多个产物离子，以及

指示所述质谱仪将所述多个产物离子传输到所述质量分析器，使得所述多个产物离子是由所述质谱仪传输到所述质量分析器的多个离子。

21.一种用于使用图像电荷检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法，包括：

使用处理器指示质谱仪的质量分析器检测由所述质量分析器中的多个离子的振荡在所述质量分析器的图像电荷检测器上引起的瞬态时域信号，其中所述多个离子由所述质谱仪传输到所述质量分析器；

使用所述处理器将所述瞬态时域信号转换为多个频域峰，其中所述多个频域峰中的每个频域峰对应于所述多个离子中的离子；

使用所述处理器将每个频域峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并基于所述比较将每个频域峰存储在对应于所述两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集中的一个数据集中，其中，存储所述每个频域峰的数据集包括所述每个频域峰的所有点；以及

使用所述处理器通过组合每个数据集中的频域峰并将每个数据集中的组合的频域峰转换为质荷比(m/z)峰，针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

22.一种非暂态且有形的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质的内容包括具有指令的程序，所述指令在处理器上被执行以便执行用于使用图像电荷检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法，所述方法包括：

提供系统，其中所述系统包括一个或多个不同的软件模块，并且其中所述不同的软件模块包括控制模块和分析模块；

使用所述控制模块指示质谱仪的质量分析器检测由所述质量分析器中的多个离子的振荡在所述质量分析器的图像电荷检测器上引起的瞬态时域信号，其中所述多个离子由所述质谱仪传输到所述质量分析器；

使用所述分析模块将所述瞬态时域信号转换为多个频域峰，其中所述多个频域峰中的每个频域峰对应于所述多个离子中的离子；

使用所述分析模块将每个频域峰的强度与对应于两个或更多个不同电荷状态范围的两个或更多个不同的预定强度范围进行比较，并基于所述比较将每个频域峰存储在对应于所述两个或更多个预定强度范围的两个或更多个数据集中的一个数据集中，其中，存储所述每个频域峰的数据集包括所述每个频域峰的所有点；以及

使用所述分析模块通过组合每个数据集中的频域峰并将每个数据集中的组合的频域峰转换为质荷比(m/z)峰，针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

23.一种用于使用多个电子倍增模数转换(ADC)检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的系统，包括：

质谱仪，包括质量分析器，其中所述质量分析器包括两个或更多个电子倍增ADC检测器，其中两个或更多个ADC检测器中的每个检测器针对被检测到的离子产生检测脉冲，所述检测脉冲的强度与离子电荷状态成比例，其中，所述两个或更多个ADC检测器中的每个检测器适于使用峰查找来计算来自所述检测脉冲的、在两个或更多个预定强度范围中的不同离子强度范围内的峰，并且其中所述两个或更多个预定强度范围对应于两个或更多个不同电荷状态范围；以及

处理器，所述处理器

在来自所述质量分析器中的多个离子的离子撞击所述两个或更多个ADC检测器时，指示所述质量分析器使用所述两个或更多个ADC检测器中的每一个ADC检测器同时检测脉冲并计算峰，其中所述多个离子由所述质谱仪传输到所述质量分析器，

将每个检测器的每个峰存储在对应于所述每个检测器的数据集中，从而产生对应于所述两个或更多个不同电荷状态的两个或更多个数据集，其中，存储所述每个峰的数据集包括所述每个峰的所有点，以及

通过组合每个数据集中的峰，针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对所述质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

24.根据权利要求23所述的系统，其中所述两个或更多个ADC检测器包括连接至两个或更多个ADC装置的单个电子倍增检测器，其中所述两个或更多个ADC装置将所述单个电子倍增检测器的相同输出数字化，以及其中，所述两个或更多个ADC装置中的每个ADC装置适于使用峰查找来计算来自所述检测脉冲的、在两个或更多个预定强度范围中的不同离子强度范围内的峰。

25.根据权利要求24所述的系统，其中所述两个或更多个不同的预定强度范围包括重叠的至少两个范围。

26.根据权利要求25所述的系统，其中所述处理器还组合对应于所述至少两个范围的数据集，以产生对应于一个或多个非重叠强度范围的一个或多个数据集。

27.根据权利要求23所述的系统，其中所述质谱仪将离子传输至所述质量分析器，使得所述两个或更多个ADC检测器中的每一个ADC检测器在任何给定时间仅接收单个离子撞击。

28.根据权利要求23所述的系统，还包括离子源装置，其中所述质谱仪还包括解离装置，并且其中所述处理器还通过以下方式提供自顶向下的蛋白质分析：

指示所述离子源装置将样品的蛋白质电离，从而产生离子束中的蛋白质的多个前体离子，以及

指示所述解离装置解离离子束中的所述多个前体离子，从而产生离子束中的具有不同电荷状态的多个产物离子，以及

指示所述质谱仪将所述多个产物离子传输到所述质量分析器，使得所述多个产物离子是由所述质谱仪传输到所述质量分析器的多个离子。

29.一种用于使用多个电子倍增模数转换(ADC)检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法，包括：

在来自所述质量分析器中的多个离子的离子撞击两个或更多个ADC检测器时，使用处理器指示质谱仪的所述质量分析器使用所述质量分析器的所述两个或更多个ADC检测器中的每一个检测器同时检测脉冲并计算峰，其中所述多个离子由所述质谱仪传输到所述质量分析器，其中所述两个或更多个ADC检测器中的每一个检测器适于使用峰查找来计算来自检测到的脉冲的、在两个或更多个预定强度范围中的不同离子强度范围内的峰，并且其中所述两个或更多个预定强度范围对应于两个或更多个不同电荷状态范围；

使用所述处理器将每个检测器的每个峰存储在对应于所述每个检测器的数据集中，从而产生对应于所述两个或更多个不同电荷状态的两个或更多个数据集，其中，存储所述每个峰的数据集包括所述每个峰的所有点；以及

使用所述处理器通过组合每个数据集中的峰，针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对所述质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。

30.一种非暂态且有形的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质的内容包括具有指令的程序，所述指令在处理器上被执行以便执行用于使用多个电子倍增模数转换(ADC)检测器基于电荷状态将由质量分析器测量的离子分离成两个或更多个质谱的方法，所述方法包括：

提供系统，其中所述系统包括一个或多个不同的软件模块，并且其中所述不同的软件模块包括控制模块和分析模块；

在来自所述质量分析器中的多个离子的离子撞击两个或更多个ADC检测器时，使用处理器指示质谱仪的所述质量分析器使用所述质量分析器的所述两个或更多个ADC检测器中的每一个检测器同时检测脉冲并计算峰，其中所述多个离子由所述质谱仪传输到所述质量分析器，其中所述两个或更多个ADC检测器中的每一个检测器适于使用峰查找来计算来自检测到的脉冲的、在两个或更多个预定强度范围中的不同离子强度范围内的峰，并且其中所述两个或更多个预定强度范围对应于两个或更多个不同电荷状态范围；

使用所述分析模块将每个检测器的每个峰存储在对应于所述每个检测器的数据集中，从而产生对应于所述两个或更多个不同电荷状态的两个或更多个数据集，其中，存储所述每个峰的数据集包括所述每个峰的所有点；以及

使用所述处理器通过组合每个数据集中的峰，针对所述两个或更多个数据集中的每个数据集创建质谱，从而基于电荷状态针对所述质量分析器检测到的离子产生两个或更多个质谱。