[发明专利]使用光电效应校准电子倍增器增益

说明书

一种离子检测器包括：第一级倍增电极，其配置成接收离子束并产生电子；光子源，其布置成向所述第一级倍增电极提供光子，所述光子具有足够能量以使得所述第一级倍增电极发出光电子；电子倍增器，其配置成从所述第一级倍增电极接收所述电子或所述光电子并产生与电子或光电子的数量成比例的输出；以及控制器。所述控制器配置成接收响应于所述光电子而产生的所述输出；基于所述输出计算所述检测器的增益曲线；以及设定所述电子倍增器或所述第一级倍增电极的电压以实现所述离子束的目标增益。

技术领域

本公开大体上涉及质谱领域，包含使用光电效应校准电子倍增器增益。

背景技术

质谱(MS)被广泛用于识别和量化样本中的化合物。在质谱中，根据离子的质量/电荷(m/z)比率来分离离子，且依据m/z而测量离子丰度。一般来说，质谱仪具有三个主要组件；用于产生离子的离子源、用于通过m/z分离离子的质量分析器和用于检测经m/z分离的离子的检测器。在示例性实施例中，检测器可包含：第一级倍增电极，用于响应于在其上的正离子的撞击而产生电子；电子倍增器，用于放大从第一级倍增电极释放的电子以产生可检测和可测量的电流；以及静电计，用于测量和记录检测到的电流。

一般来说，电子倍增器的灵敏度可能会在离子倍增器的寿命期间降低。为了保持离子检测器的灵敏度和准确度，可能需要定期重新校准电子倍增器。

确定电子倍增器上的增益通常是通过将离子束发送通过仪器并阻挡光束以使得非常低通量的离子碰撞检测器来完成的。关键是确定可以各种方式完成的离子输入数量。在一些实施方案中，例程寻找碰撞检测器的个别离子以计算电路的增益。在其它实施方案中，例程查看离子束的稳定性并使用离子统计来计算离子束的初始强度。在确定离子的已知输入后，在各种阴极电压下测量输出信号并使用输出信号确定检测器的增益-电压关系。

然而，有效地确定初始离子输入信号可能存在问题。例如，当使用信号稳定性计算离子数时，不稳定的离子源可能会错误地产生低输入。当使用单离子事件方法时，离子堆中的非常少量的充电会使得难以在整个增益校准例程的运行中获得足够低的信号通量。来自灰尘的带电粒子的场发射也导致不正确的增益测量。更具挑战性的是电子倍增器的启动电压和仪器校准使得检测到供应给检测器的离子不足的情况。在离子束不足的情况下不可能执行检测器的增益校准，且在没有来自检测器的可测量信号的情况下不可能对离子束进行调谐。从上述内容，应了解需要改进的用于电子倍增器的增益校准的系统和方法。

发明内容

在第一方面中，离子检测器可包含：第一级倍增电极，其配置成接收离子束并产生电子；光子源，其布置成向第一级倍增电极提供光子；电子倍增器，其配置成从第一级倍增电极接收电子或光电子并产生与电子或光电子的数量成比例的输出；以及控制器。光子可具有足够能量以使得第一级倍增电极发出光电子。控制器可配置成接收响应于光电子而产生的输出；基于输出计算检测器的增益曲线；以及设定电子倍增器或第一级倍增电极的电压以实现离子束的目标增益。

在第一方面的各种实施例中，光子源可以是发光二极管、激光、放电灯等等。在特定实施例中，发光二极管可以是紫外发光二极管。

在第一方面的各种实施例中，离子检测器可进一步包含配置成测量光子源的光子输出的光电二极管。在特定实施例中，控制器可进一步配置成响应于测得的光子输出而调整供应到光子源的电流。

在第一方面的各种实施例中，控制器可进一步配置成获得第二输出，所述第二输出具有供应到光子源的不同电流或电子倍增器的不同电压，且计算出的增益曲线进一步基于第二输出。

在第一方面的各种实施例中，质谱仪可包含离子检测器。