JP2009512161A - 計測装置を調整するシンプレックスの最適化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】最適化方法は、初期設定の計器パラメータセット(ベクトル)と最新の最適パラメータとの間の最良点を選択し、パラメータ空間において、選択された最良点で開始シンプレックスを構築し、シンプレックスを進行させて最適パラメータベクトルを求めることを含む。最良のシンプレックスの点を定期的に再測定し、結果の読み込みを使用して前の測定値を置換および/または平均化する。アルゴリズムの収束速度はシンプレックスの収縮を徐々に減少させて調節してもよい。本発明の方法は、全て整数のパラメータ値を用いて機能し、機器範囲外のパラメータ値を認識し、関連する制御用コンピュータではなく機器自身の制御下で機能する。
【選択図】図2
Description
計器の性能に著しく影響を及ぼすノイズや計器のドリフトの存在下では、質量分析計のパラメータの最適化は特に困難になりうる。
Anal.Chem.、61巻330〜334頁(1989)、Elling外著、"Computer-Controlled Simplex Optimization on a Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer" Nuclear Instruments & Methods in Physics Research、セクションA、484巻660〜667頁(2002)、Mas外著、"99Tc Atom Counting by Quadrupole ICP-MS. Optimisation of the Instrumental Response" Spectrochimica Acta 47B(8)、1001〜1012頁(1992)、Evans外著、"Optimization Strategies for the Reduction of Non-Spectroscopic Interferences in Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry" International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes、84巻255〜269頁(1988)、Vertes外著、"Non-Linear Optimization of Cylindrical Electrostatic Lenses" Analytica Chimica Acta、285巻23〜31頁(1994)、Ford外著、"Simplex Optimization of the Plasma Parameters and Ion Optics of an Inductively Coupled Mass Spectrometer with Pure Argon and Doped Argon Plasmas, using a Multi-Element Figure of Merit"
別の局面によれば、質量分析方法は、N次元パラメータ空間(N>1)の標本分布を構築するステップであって、中心と中心の周辺に配置された複数の外点とを含むと共に、複数の外点は、N個のパラメータ軸の各々に対して、中心の対辺に軸座標を有する少なくとも2個の点を含むステップと、中心と複数の外点の少なくとも1つのサブセットとからN+1個の点の実質的に非縮退のサブセットを選択することにより開始シンプレックスを構築するステップと、最適な質量分析計設定パラメータベクトルを生成するために開始シンプレックスを進行させるステップとを含むことを特徴とする。
以下の記述において、一式の要素は1つ以上の要素を含む。したがって、1つの要素に対する言及はすべて、1つ以上の要素を包含すると理解されたい。特に明記しない限り、記載の電気的または機械的接続は、直接接続または中間構造を介する間接接続である。また、特に指定しない限り、シンプレックス法またはアルゴリズムは、パラメータ点(ベクトル)の劣っているサブセットを、対象の測定基準によって測定しながら、パラメータ点の新しいサブセットと置き換える再帰的方法である。超立方体という用語は、正方形、正六面体、高次元の超立方体を含み、直平行六面体という用語は、例えば長方形や長方形の箱などの不等辺の直平行六面体だけでなく、超立方体(例えば、正方形、正六面体)を含む。
図1は、本発明のいくつかの実施形態にかかる例示的な質量分析計20および関連した制御/最適化ユニット50の模式図である。図1に示すように、質量分析計20は、複数の室(チャンバ)および関連のポンプと、ガイド(案内)構成部品と、分析構成部品とを備えている。イオン化室(源(ソース))22は対象となるイオンを生成するために使用される。イオンは、とりわけエレクトロスプレーイオン化(ESI)や大気圧化学イオン化(APCI)などの大気圧イオン化方法を用いて生成してもよい。イオン化室22は、真空室24への気体の流れを制限する孔(オリフィス)32を介して入口真空室24に接続されている。孔32はイオン化室22および真空室24を接続する細長い管によって区画される。ガイド(案内)真空室26はスキマーコーン36に区画された開口部を介して第1真空室24に流体的に接続されている。ガイド真空室26は電気力学的なイオンガイド構造(ガイド)40を取り囲み、イオンガイド構造40は、スキマーコーン36の出口側から、一連のレンズ構造44a〜44dによって区画された一連の開口部へと、対象となるイオンを選択的に誘導(ガイド)する。分析室30は、模式的に46で示す、質量分析器およびイオン検出器を有する。
ステップ118で、最適パラメータ領域が近づくと起きるであろうシンプレックスの収縮を徐々に減少させて、アルゴリズムの収束速度を調整する。いくつかの実施形態では、シンプレックスの大きさ(例えば、シンプレックス点の中心からのN次元の平均距離)が閾値未満に減少したとき、またはシンプレックスの全ての点における応答値がその平均の規定の比率内にあるとき、最適化プロセスを終了する(ステップ120)。例えば、レンズ調整の最適化では、シンプレックスにわたるレンズ電圧変化の合計が1ボルト未満のとき、プロセスを停止してもよい。また、ある一定の回数を繰り返してからプロセスを停止するように設定してもよい。収束速度の調整ステップ118は最小サイズの閾値が近づくにつれて、シンプレックス収縮を徐々に減らす。例えば、最初に50%の収縮を用いた場合、シンプレックスのサイズが最小サイズの閾値に近づくにつれて、シンプレックスの収縮を40%,30%,20%,10%に徐々に減らしていく。調整した収束速度によって、シンプレックスが計器ノイズの存在下であまりに急速終了することを防ぐことができる。
前述の実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である。例えば、レンズの位置合わせを必要とする機器などの他の分析機器に、前述の調整方法を適用してもよい。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその法的な均等物によって決定されるべきである。
Claims (20)
- 初期設定の質量分析計設定パラメータベクトルと、最新の最適質量分析計設定パラメータベクトルとを評価するために質量分析測定を行うステップと、
前記初期設定の質量分析計設定パラメータベクトルと、前記最新の最適質量分析計設定パラメータベクトルのうちの1つを、開始パラメータベクトルとして選択するステップと、
パラメータ空間において前記開始パラメータベクトルに近位の開始シンプレックスを構築するステップと、
更新された最適質量分析計設定パラメータベクトルを生成するために、前記開始シンプレックスを用いて、シンプレックスの最適化を行うステップとを含むことを特徴とする、質量分析方法。 - 前記更新された最適質量分析計設定パラメータベクトルを用いて、サンプルの質量分析測定を行うステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の質量分析方法。
- 前記最適質量分析計設定パラメータベクトルは、複数の質量分析計レンズ電圧を含むことを特徴とする、請求項1に記載の質量分析方法。
- 前記最適質量分析計設定パラメータベクトルは、複数の質量分析器波形パラメータを含むことを特徴とする、請求項1に記載の質量分析方法。
- 前記シンプレックスの最適化を行うステップは、進行中のシンプレックスの最良点のサブセットを定期的に再測定するステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の質量分析方法。
- 前記シンプレックスの最適化を行うステップは、前記最良点のサブセットの元の測定結果と、前記最良点のサブセットの再測定結果とを平均化するステップを含むことを特徴とする、請求項5に記載の質量分析方法。
- 前記シンプレックスの最適化を行うステップは、前記最良点のサブセットの元の測定結果を、前記最良点のサブセットの再測定結果に置換するステップを含むことを特徴とする、請求項5に記載の質量分析方法。
- 前記最良点のサブセットはシンプレックスの最良点からなることを特徴とする、請求項5に記載の質量分析方法。
- 前記シンプレックスの最適化を行うステップは、前記シンプレックスの最適化に使用するシンプレックスの大きさの収縮率を減少させることで、前記シンプレックスの最適化の収束速度を調整するステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の質量分析方法。
- 質量分析計設定パラメータベクトル群を含むシンプレックスを進行させるステップと、
前記シンプレックスの最良点のサブセットを定期的に再測定するステップとを含むことを特徴とする、質量分析方法。 - 前記シンプレックスを進行させるステップは、前記最良点のサブセットの元の測定結果と、前記最良点のサブセットの再測定結果とを平均化するステップを含むことを特徴とする、請求項10に記載の質量分析方法。
- 前記シンプレックスを進行させるステップは、前記最良点のサブセットの元の測定結果を、前記最良点のサブセットの再測定結果に置換するステップを含むことを特徴とする、請求項10に記載の質量分析方法。
- 前記最良点のサブセットは、シンプレックスの最良点からなることを特徴とする、請求項10に記載の質量分析方法。
- 前記シンプレックスを進行させて生成した最適な質量分析計設定パラメータベクトルを用いて、サンプルの質量分析測定を行うステップをさらに含むことを特徴とする、請求項10に記載の質量分析方法。
- 前記シンプレックスを進行させるステップは、前記シンプレックスの大きさのシンプレックス収縮率を減少させることで、収束速度を調整するステップを含むことを特徴とする、請求項10に記載の質量分析方法。
- 前記質量分析計設定パラメータベクトルの各々は、複数の質量分析計レンズ電圧を含むことを特徴とする、請求項10に記載の質量分析方法。
- 前記質量分析計設定パラメータベクトルの各々は、複数の質量分析器波形パラメータを含むことを特徴とする、請求項10に記載の質量分析方法。
- N>1であるN次元パラメータ空間の標本分布を構築するステップであって、前記標本分布は、中心と前記中心の周辺に配置された複数の外点とを含み、前記複数の外点は、N個のパラメータ軸の各々に対して、前記中心の対辺に軸座標を有する少なくとも2個の点を含む、ステップと、
前記中心と、前記複数の外点の少なくとも1つのサブセットとから、N+1個の点の実質的に非縮退であるサブセットを選択することにより、開始シンプレックスを構築するステップと、
最適な質量分析計設定パラメータベクトルを生成するために、前記開始シンプレックスを進行させるステップとを含むことを特徴とする、質量分析方法。 - 前記開始シンプレックスを構築するステップは、前記N+1個の点の実質的に非縮退であるサブセットを、前記中心、最良の外点、および前記最良の外点の隣接点群から選択するステップを含むことを特徴とする、請求項18に記載の質量分析方法。
- 前記標本分布は、N次元直平行六面体を含み、
前記最良の外点の前記隣接点群は、最良の角に隣接する角群を含むことを特徴とする、請求項19に記載の質量分析方法。
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